CN107709990A - 用于侦测生物标记的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于侦测生物标记的系统(100)及方法，该系统(100)包括：用以接收样本(3)的入口区(101)；与该入口区(101)连接的流道(102)，其中，该流道(102)允许该样本(3)沿该流道移动；照指定的分布，将多个功能区沿该流道(102)而配置；以及驱使该样本(3)沿该流道(102)移动的驱动机制。

Description

用于侦测生物标记的系统及方法
技术领域
本发明涉及用于侦测生物标记(biomarker)的系统及其方法，尤其涉及用以处理生物样本以侦测生物标记的微流体系统及其方法。
背景技术
传统上，用以侦测生物标记(例如外泌体(exosome)、蛋白质、微小RNA(miRNA)、血红蛋白，以及小分子)的常规血液检验包含了复杂的程序以处理原始生物样本，例如全血样本。由于用以处理生物样本的初始程序(例如离心、裂解、浓缩，以及稀释)通常无法透过传统的微流体晶片达成，因此在将该生物样本注入微流体系统之前必须在实验室中执行额外的程序。不过，此额外程序将导致额外的成本及时间，其也可能限制可被侦测的生物标记的类型。例如，部分生物标记(例如细胞内的成分)只有透过初始程序(例如裂解)打破细胞来释放标靶生物标记时才能被侦测。
如图1中所示，用来侦测生物样本3中的单一生物标记的传统微流体晶片，通常设计有包括处理区11、混合区12、侦测区16及吸收区6。为了利用微流体晶片侦测多种生物标记，需要有与不同的生物标记对应的不同试剂盒用以处理生物样本。此外，在不同试剂盒中必须重复执行一些相同的处理程序(例如过滤)，其导致不必要的浪费，并且在使用稀缺样本(scarce sample)时引起至关重要的问题。
为克服上述技术问题，需要提供一种新的微流体系统来简化操作程序并减少不必要的浪费。
发明内容
本发明提供一种用于侦测生物标记的系统及方法，可简化操作程序并减少浪费。
本发明的用于侦测生物标记的系统包括：用以接收样本的入口区；与该入口区连接的流道，其中，该流道允许该样本沿该流道移动；照指定的分布，将多个功能区沿该流道而配置；以及驱使该样本沿该流道移动的驱动机制。
依据本发明的另一实施例，本发明提供一种用以侦测一种或多种生物标记的方法，该方法包括：设置入口区，以接收样本；设置流道，以允许该样本沿该流道移动；照指定的分布，将多个功能区沿该流道而配置；以及设置驱动机制，以驱使该样本沿该流道移动。
以下就本发明的示例实施例说明本发明的系统及方法的特征及优点。
附图说明
图1为传统微流体晶片流道的示意图；
图2为依据本发明一实施例的微流体系统的剖视图；
图3(A)为依据本发明一实施例的微流体系统的入口区的顶视图；
图3(B)为依据本发明一实施例的微流体系统的入口区的剖视图；
图4(A)至图4(D)为本发明的不同实施例中，过滤/分离区的剖视图；
图5(A)至图5(B)为本发明不同实施例中的混合/反应区的剖视图；
图6(A)至图6(C)为本发明的不同实施例中，裂解区的剖视图；
图7(A)至图7(B)为本发明的不同实施例中，稀释区的剖视图；
图8(A)至图8(B)为本发明的不同实施例中，浓缩区的剖视图；
图8(C)至图8(D)为本发明的不同实施例中，侦测区与浓缩区结合的剖视图；
图9(A)为依据本发明一实施例的侦测区的剖视图；
图9(B)为依据本发明一实施例，利用磁性颗粒作为报导者(reporter)的侦测区的剖视图；
图9(C)至图9(D)为在本发明的不同实施例中，利用磁性颗粒作为报导者的浓缩区与侦测区结合的剖视图；
图10显示为本发明一实施例的微流体系统的剖视图；
图11为依据本发明另一实施例的微流体系统的剖视图；
图12为依据本发明另一实施例的微流体系统的剖视图；
图13为依据本发明另一实施例的微流体系统的剖视图。
符号说明
3 生物样本 5 生物标记
6 吸收区 7 磁体
9 磁性颗粒 11 处理区
12 混合区 16 侦测区
100 系统 101 入口区
102 流道 111 过滤/分离区
112 混合/反应区 113 裂解区
114 稀释区 115 浓缩区
116 侦测区 117 吸收区
201 入口区 203 流道
205 流道 207 流道
211 过滤/分离区 216 侦测区
221 过滤/分离区 231 过滤/分离区
241 过滤/分离区 312 混合区
322 反应区 413 裂解区
423 裂解区 433 裂解区
514 稀释区 524 稀释区
615 浓缩区 625 浓缩区
635 浓缩区 636 侦测区
645 浓缩区 646 侦测区
712 混合/反应区 716 侦测区
726 侦测区 735 浓缩区
736 侦测区 745 浓缩区
746 侦测区 800 系统
801 入口区 811 过滤/分离区
812 混合/反应区 815 浓缩区
816 侦测区 817 吸收区
821 过滤/分离区 822 混合/反应区
825 浓缩区 826 侦测区
831 过滤/分离区 832 混合/反应区
835 浓缩区 836 侦测区
841 过滤/分离区 846 侦测区
900 系统 901 入口区
911 过滤/分离区 912 混合/反应区
913 裂解区 915 浓缩区
916 侦测区 917 吸收区
921 过滤/分离区 926 侦测区
1000 系统 1001 入口区
1011 过滤/分离区 1012 混合/反应区
1015 浓缩区 1016 侦测区
1017 吸收区 1022 混合/反应区
1025 浓缩区 1026 侦测区
1100 系统 1101 入口区
1111 过滤/分离区 1112 混合/反应区
1113 裂解区 1115 浓缩区
1116 侦测区 1117 吸收区。
具体实施方式
以下的具体实施例用以说明本发明的揭露内容，在阅读本说明书的揭露内容以后，本领域技术人员能轻易地理解其优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、尺寸等，仅为配合说明书所揭示的内容，以便本领域技术人员得以理解及阅读，而非意图将本发明限制于特定条件之中，故不具有技术上的实质意义。任何结构的修改、比例关系的改变，或尺寸的调整，在不影响本说明书所能产生的功效及所能达成的目的下，均应包含在本说明书所揭露的范围内。在无实质变更技术内容的情况下，其相对关系的改变或调整，当亦被视为本发明可实施的范畴内。
图2为依据本发明一实施例，用以侦测一种或多种生物标记的系统100的示意图。系统100包括：入口区101，用以接收样本；流道102，与入口区101相连以允许该样本沿流道102移动；以及照指定的分布，将多个功能区沿该流道而配置。在一实施例中，该多个功能区可包括例如过滤/分离区111、混合/反应区112、裂解区113、稀释区114、浓缩区115、侦测区116，以及吸收区(槽(sink))117。在系统100中，设置驱动机制，例如表面张力、毛细作用，或其它适当的驱动机制以驱使该样本沿流道102向吸收区117移动。
在图2所示的一实施例中，设置入口区101以接收样本，该样本包括，但不限于，生物样本3，如血液、尿液，或唾液。
在一实施例中，该入口区可扩展为不止一个流道。如图3(A)中所示，例如，入口区201可扩展为三个不同的流道203、205及207，分别用于细胞外成分侦测、细胞计数以及细胞内成分侦测。
在图3(B)所示的一实施例中，使用毛细管作为流道205，以抽取生物样本3进行细胞计数，并基于适当的机制(例如光、电或磁感测机制)对细胞计数。
在图2的实施例中，依据实际需要，流道102经设计以包含需要的特征。该流道包括分立的区间(该流道的指定区域)，其中，每个区间包含至少一个功能区。该流道可为具有折角的弯曲路径。
在一实施例中，该流道中的生物样本的流速可经调整，为不同功能区中的不同反应提供足够的反应时间。该流道中的生物样本的流速可以不同的方式控制，如下所述。
1.截面积
透过控制流道的尺寸，生物样本的流速可相对应地被调整。例如，可增加流道尺寸以使生物样本获得较低流速。
2.流道的材料
流道的亲水性及疏水性也可控制生物样本的流速。例如，透过氧电浆处理的亲水性流道可用以加快该流道中生物样本的流速。在另一实施例中，透过上蜡处理的疏水性流道可用以减缓该流道中生物样本的流速。在另一实施例中，流道可用表面活性剂处理，以调整流道中生物样本的流速。
而且，也可利用不同的材料调整流速。例如，在流道中的任意适当位置可设置如再生纤维素、醋酸纤维素、硝酸纤维素、聚碳酸酯，以及无机膜(anodisc)等材料，以调整流道中生物样本的流速。
3.磁流体力学(Magnetohydrodynamics；MHD)
在系统流道中的任意适当位置可设置MHD流动控制，使生物样本中的生物标记加速或减速。在一实施例中，依据生物标记的表面电荷，透过基于MHD的流动控制而施加的磁场，引发施加于生物标记上的电磁力，从而使生物标记加速或减速。
在图2中所示的一实施例中，功能区包括至少一个功能，选自于︰过滤/分离区、混合/反应区、裂解区、稀释区、浓缩区、侦测区、吸收区，及其组合所组成的群组。本领域技术人员应当了解，可以各种方式设计功能区，且依据实际需要可重复使用同一功能区。而且，功能区可照指定的分布而配置，以侦测至少一种生物标记。例如，该指定的分布是基于包括至少一种选自于︰生物标记的位置、生物标记的大小、生物标记的浓度、生物标记的生物特征，及其组合所组成的群组来配置。
下面详细说明功能区的机制。
a.过滤/分离区：
过滤/分离区经设计用以捕捉生物样本中的干扰物质，降低侦测区中的讯号干扰，从而可提升灵敏度(sensitivity)及专一性。
图4(A)显示本发明的垂直过滤/分离区211的一例，其中设置具有特定孔隙度(porosity)或孔径的过滤器，以留住生物样本3中的细胞并允许生物样本3的流体(例如血浆或血清)持续流过流道。
图4(B)显示本发明的横向过滤/分离区的另一例。在此实施例中，将过滤/分离区221设计为在流道内部具有微流道的流动路径。微流道的具体尺寸取决于实际需要。透过驱动生物样本3使其流经过滤/分离区221，细胞或其它干扰物质被拦阻于该区，而生物样本3中想要的流体(例如血浆或血清)则持续流过流道。另外，应当注意，过滤/分离区221可针对实际需要而任意设置。例如，过滤/分离区231可以如图4(C)中所示的方式(例如图4(A)及图4(B)中所示的设计的结合)配置，以提升垂直及横向方向的过滤效率。
图4(D)显示过滤/分离区241的另一例。过滤/分离区241可依据生物样本3中的生物标记及其它成分的电性、专一性、亲和力，或其它特征设计。
在图4(D)中所示的另一实施例中，流道的过滤/分离区241可依据生物样本3中标靶生物标记及其它成分的电性设计。关于血浆，血浆中的成分可依据生理环境中它们的电性分成三种类型，也就是带负电荷、带正电荷，以及电中性。例如，透过使用离子交换材料可将带正电荷的标靶生物标记与带负电荷的干扰物质分离，使干扰物质留在过滤/分离区241。类似地，可将带负电荷的标靶生物标记与带正电荷的干扰物质分离。
在图4(D)中所示的另一实施例中，可依据相对于生物样本中的标靶成分的专一性及亲和力设计流道的过滤/分离区241。据此，血液中的某些干扰物质例如细胞、白蛋白或免疫球蛋白可被保留于过滤/分离区241。例如，在流道中可添加针对特定干扰物质的抗体，从而当生物样本流过过滤/分离区时，干扰物质会被该抗体所捕获。
在图4(D)中所示的另一实施例中，硝化纤维素纸可被用作过滤/分离区241以留住蛋白质。
本领域技术人员应当了解，可依据任意实际需要设计过滤/分离区。应当理解，可沿流道添加一个或多个额外过滤/分离区。
b.混合/反应区：
混合/反应区经设计用以将生物标记与报导者(reporter)均匀且充分地混合或在生物标记与报导者之间产生反应，从而进一步提升灵敏度及专一性。如图5(A)及图5(B)所示的实施例中，混合/反应区312、322可制备如下。报导者可为，但不限于，能量传递物质(mediator)、小分子、适合体(aptamer)、核酸、抗体、酶、蛋白质、颗粒，或类似物。在混合/反应区312、322中所执行的反应可为，但不限于，蛋白质-蛋白质交互作用、抗原-抗体交互作用、蛋白质-核酸交互作用、酵素反应、氧化还原反应、化学反应，或其组合。混合/反应区312、322可涂布有与标靶生物标记相对应的报导者。于混合/反应区中所使用的生物标记与报导者的适当的配对显示于表1。
表1
生物标记 混合/反应区中的报导者的类型
外泌体 适合体、蛋白质、抗体、小分子、颗粒
蛋白质 适合体、蛋白质、抗体、小分子、颗粒
微小RNA 蛋白质、核酸、颗粒
小分子 酶、小分子
在另一实施例中，在进入过滤/分离区241(图4(D))之前，生物标记可与混合/反应区322(图5(B))中的报导者形成复合物。过滤/分离区241包含有磁流体力学(MHD)的流动控制。该复合物与未反应的报导者携带不同的净表面电荷。因此，当该复合物与未反应的报导者沿过滤/分离区241流动时，它们会感受垂直于过滤/分离区241的施加磁场。其结果，该复合物的流速与该未反应的报导者的流速将因其所产生的不同电磁力而有差别。
c.裂解区：
裂解区经设计用以破坏细胞、外泌体或其它囊泡的膜，从而可将生物标记(例如其中的蛋白质、RNA、DNA，或代谢产物)释放入溶液中，以进行后续侦测。如图6(A)中所示，在裂解区413中设置用以裂解细胞、外泌体或其它囊泡的裂解剂，从而可在裂解区413中裂解细胞、外泌体或其它囊泡。在一实施例中，裂解区413涂布有裂解剂(lysing agent)，例如清洁剂或链球菌血溶素，以裂解细胞、外泌体，或其它囊泡。
在图6(B)中所示的实施例中，在裂解区423中可使用电穿孔(electroporation)，以破坏细胞、外泌体或其它囊泡的膜。
在图6(C)中所示的实施例中，裂解区433可为下槽，其包含裂解剂以破坏细胞、外泌体或其它囊泡的膜。如图所示，生物样本3流入该下槽中并与该裂解剂充分混合。当混合溶液(包含生物样本3及该裂解剂)的体积超过预定体积时，混合溶液流出该下槽并进入其它区。
d.稀释区：
稀释区经设计以稀释特定成分的浓度，以进行后续侦测。在图7(A)中所示的实施例中，稀释区514经设计用以使生物样本3中的成分能够具有不同的流速，该不同的流速由该些成分的大小、电性、专一性或亲和力的差别引起。因此，特定成分可于流道中被稀释。
在另一实施例中，稀释区具有磁流体力学(MHD)的流动控制的特征。例如，在进入稀释区514(图7(A))之前，生物样本中的生物标记可与混合/反应区322(图5(B))中的报导者形成复合物，在此，该复合物与未反应的报导者携带不同的净表面电荷。当该复合物与未反应的报导者流过稀释区514时，它们都会感受垂直于稀释区514的施加磁场。因此，该复合物的流速与该未反应的报导者的流速因所感受到不同的电磁力而有所差别。以同样的方式，可控制不想要的成分以较快的流速离开稀释区514。由此，该不想要的成分在稀释区514中被稀释。
在另一实施例中，如图7(B)中所示，稀释区524可为下槽，其包含稀释缓冲液。在此实施例中，生物样本3流入该下槽中并与该稀释缓冲液充分混合。当混合溶液(包含生物样本3及该稀释缓冲液)的体积超过预定体积时，混合溶液将溢出该下槽并进入其它区。
e.浓缩区：
浓缩区经设计用以增加标靶生物标记的浓度，从而提升侦测的灵敏度。在图8(A)中所示的实施例中，浓缩区615经设计用以使生物样本3中不同的成分能够具有不同的流速，该不同的流速由浓缩区615的孔径、疏水性或亲水性以及各成分的电性、专一性或亲和力所引起。因此，标靶生物标记的流速将不同于其它干扰物质的流速。由此，标靶生物标记可被浓缩于浓缩区615中。
在另一实施例中，可利用磁流体力学(MHD)的概念来设计浓缩区615(图8(A))。例如，在进入浓缩区615之前，生物标记与混合/反应区中的报导者混合以形成复合物。在此，该复合物与未反应的报导者会携带不同的净表面电荷。由此，对具有不同净表面电荷的该复合物及未反应的报导者施加给定的磁场会导致该复合物及未反应的报导者的流速差异。因而，该复合物将特别地被驱动往浓缩区615。
在图8(B)中所示的另一实施例中，浓缩区625可为过滤器，标靶生物标记被该过滤器留住并因此浓缩于过滤器625前。
在图8(C)及图8(D)中所示的一实施例中，可分别将侦测区636及646与浓缩区635及645结合。具体而言，可在浓缩区635及645周围配置侦测区636及646，以提升后续侦测的灵敏度。在图8(D)中所示的一实施例中，浓缩区645与侦测区646构成一腔室，以捕捉标靶生物标记5，从而改善讯杂比(signal-to-noise ratio)及由此导致的灵敏度。
f.侦测区：
侦测区(图9(A))经设计用以侦测生物样本3中的标靶生物标记。本发明中所应用的侦测机制可选自技术领域中任意适当的侦测机制。例如，可透过使用光感测器(例如显微镜、红外线、拉曼、磁光克尔效应(mangetic-optic Kerr effect；MOKE))、磁感测器、热感测器、电性计数器、雷达、超声波感测器、电磁辐射感测器等来执行侦测。侦测区716可与任意前述功能区整合，以提升灵敏度及专一性。在图9(A)中所示的一实施例中，侦测区716设于流道的转角处。不过，本领域技术人员应当理解，依据实际应用，可将侦测区716设于流道的任意位置。
在图9(B)中所示的一实施例中，邻近侦测区726处设置磁体7，以增加讯杂比。当生物样本3通过混合/反应区712时，生物样本3中的标靶生物标记与报导者(也就是磁性颗粒9)充分混合并反应。之后，生物标记-磁性颗粒复合物及未反应的磁性颗粒9会通过混合/反应区712流向侦测区726。生物标记-磁性颗粒复合物将与侦测区726上相应的识别元件螯合(conjugate)。要注意，复合物与识别元件之间的螯合是基于生物标记与识别元件之间的亲和力。与此同时，透过使用上述磁体7将侦测区726中移除未螯合的磁性颗粒9。
另外，可进一步修改上述实施例(见图9(C)及图9(D))。例如，侦测区736及746可分别与额外浓缩区735及745整合，以提升讯杂比及由此导致的灵敏度。应当了解，侦测区与浓缩区的配置不限于此。
g.吸收区：
吸收区117(图2)是基于表面张力的性质设计，以自然产生驱动生物样本3流动的力。而且，透过吸收干扰物质，该吸收区可用以辅助将干扰物质自侦测区116移除(图2)。
上述说明仅显示实施例来呈现功能区的示例功能及功效。应当注意，本发明的功能区不限于上述功能区。依据实际需要，可在本发明的系统中设置其它功能区。
下面详细说明指定的分布。
在图10中所示的一实施例中(在符号说明中说明了图10中的元件符号)，是基于大小来侦测数种类型的生物标记。例如，基于其大小而依序侦测外泌体、蛋白质、微小RNA以及小分子。
在图11中所示的一实施例中(在符号说明中说明了图11中的元件符号)，指定的分布是基于标靶生物标记的位置。例如，生物颗粒(bio-particle)外部的生物标记将被首先侦测，接着侦测该生物颗粒内部的生物标记。另一例子是：首先侦测外泌体的表面蛋白质，接着侦测外泌体内部的微小RNA。
在图12中所示的一实施例中(在符号说明中说明了图12中的元件符号)，指定的分布可基于生物标记的浓度。亦即，低浓度的生物标记将即早被侦测。
现在将参照附图详细说明本发明用以侦测生物标记的示例系统，以显示本发明的优点及功效。不过，本发明不应当被解释为限于这里所阐述的特定实施例。
实施例1：
如图10中所示，依据本实施例的系统800用以侦测多种生物标记，包括在生物样本3中的外泌体、蛋白质、微小RNA以及小分子。在一例子中，生物样本3为全血。系统800可依以下步骤操作：
1.将生物样本3注入系统800的入口801；
2.使生物样本3流过第一过滤/分离区811，以过滤掉其中不想要的血球，从而获得处理后的血液，例如血浆或血清；
3.使该处理后的血液流过第二过滤/分离区821，以移除不想要的蛋白质；
4.使生物样本3流过结合第一浓缩区815的第一侦测区816，以侦测外泌体，其中，第一浓缩区815具有适当的孔隙度(大约30至150nm)；
5.使生物样本3流过第一混合/反应区812，以将其中的蛋白质与报导者充分混合；
6.使生物样本3流过结合第二浓缩区825的第二侦测区826，以侦测该蛋白质，其中，第二浓缩区825具有适当的孔隙度；
7.使生物样本3流过第二混合/反应区822，以将其中的微小RNA与报导者充分混合；
8.使生物样本3流过结合具有适当孔隙度的第三浓缩区835的第三侦测区836，以侦测该微小RNA；
9.使生物样本3流过第三过滤/分离区831，以移除不想要的蛋白质；
10.使生物样本3流过第四过滤/分离区841，以移除不想要的带电荷干扰物质；
11.使生物样本3流过第三混合/反应区832，以将其中的小分子与报导者充分混合；以及
12.使生物样本3流过第四侦测区846，以侦测该小分子。
在该实施例中，设置不同的区来执行不同的功能，但应当理解，本发明不限于上述特定区。实际上，该些区的配置可根据实际需要调整。在该实施例中，使生物样本3能够沿流道流动的驱动机制是由吸收区817提供的表面张力。
实施例2：
如图11中所示，依据本实施例的系统900用以侦测生物样本3中的两种生物标记，包括外泌体以及外泌体内部的微小RNA。在一例子中，生物样本3为全血。系统900可依以下步骤操作：
1.将生物样本3注入系统900的入口901；
2.使生物样本3流过第一过滤/分离区911，以过滤掉其中不想要的血球，从而获得处理后的血液，例如血浆或血清；
3.使该处理后的血液流过第一侦测区916，以侦测外泌体；
4.使生物样本3流过第一裂解区913，以破坏该外泌体并自该外泌体中释放出微小RNA；
5.使生物样本3流过第二过滤/分离区921，以移除裂解后的外泌体；
6.使生物样本3流过第一混合/反应区912，以将其中的该微小RNA与报导者充分混合；以及
7.使生物样本3流过结合具有适当孔隙度的第一浓缩区915的第二侦测区926，以侦测该微小RNA。
在该实施例中，设置不同的区来执行不同的功能，但应当理解，本发明不限于上述特定区。实际上，该些区的配置可根据实际需要调整。在该实施例中，使生物样本3能够沿流道流动的驱动机制是由吸收区917提供的表面张力。
实施例3：
如图12中所示，依据本实施例的系统1000用以侦测生物样本3中的两种生物标记，其中一种(生物标记1)属于少量。在一例子中，生物样本3为全血。系统1000可依以下步骤操作：
1.将生物样本3注入系统1000的入口1001；
2.使生物样本3流过第一过滤/分离区1011，以过滤掉其中不想要的血球，从而获得处理后的血液，例如血浆或血清；
3.使该处理后的血液流过第一混合/反应区1012，以将其中的蛋白质1与报导者充分混合；
4.使生物样本3流过结合具有适当孔隙度的第一浓缩区1015的第一侦测区1016，以侦测该蛋白质1；
5.使生物样本3流过第二混合/反应区1022，以将其中的蛋白质2与报导者充分混合；以及
6.使生物样本3流过结合具有适当孔隙度的第二浓缩区1025的第二侦测区1026，以侦测该蛋白质2。
在该实施例中，设置不同的区来执行不同的功能，但应当理解，本发明不限于上述特定区。实际上，该些区的配置可根据实际需要调整。在该实施例中，使生物样本3能够沿流道流动的驱动机制是由吸收区1017提供的表面张力。
实施例4：
如图13中所示，依据本实施例的系统1100用以侦测生物样本3中的血红蛋白。在一例子中，生物样本3为全血。系统1100可依以下步骤操作：
1.将生物样本3注入系统1100的入口1101；
2.使生物样本3流过第一裂解区1113，以破坏其中的血球；
3.使生物样本3流过第一过滤/分离区1111，以过滤掉干扰物质、不想要的细胞碎片以及未被破坏的血球；
4.使生物样本3流过第一混合/反应区1112，以将其中的血红蛋白与能量传递物质充分混合；以及
5.使生物样本3流过结合第一浓缩区1115的第一侦测区1116，以侦测该血红蛋白，其中，第一浓缩区1115具有适当的孔隙度。
在该实施例中，设置不同的区来执行不同的功能，但应当理解，本发明不限于上述特定区，且该些区的配置可根据实际需要调整。在该实施例中，使生物样本3能够沿流道流动的驱动机制是由吸收区1117提供的表面张力。
实施例5：
如图3(B)中所示，依据本实施例的系统用以对生物样本3中的细胞量计数。在一例子中，生物样本3为全血。该系统可依以下步骤操作：
1.将生物样本3注入该系统的入口201；
2.将生物样本3分流入流道203及205，其中，流道205是细胞计数流道，其具有侦测区216，可依据光、电或磁感测讯号计数细胞；以及
3.使生物样本3流过细胞计数流道205中的侦测区216，以对细胞计数。
在该实施例中，设置不同的区来执行不同的功能，但应当理解，本发明不限于上述特定区，且该些区的配置可根据实际需要调整。在该实施例中，使生物样本3能够沿流道203、205流动的驱动机制可为表面张力或其它适当的驱动机制。
本发明仅透过实施例的示例来说明，以显示本发明的原理及功效，而非意图限制本发明。在不背离本发明的精神及范围的情况下，本领域技术人员可对本发明作多种变更及修改。因此，本发明的权利保护范围应由权利要求书定义。

Claims (30)

1.一种用以侦测一种或多种生物标记的系统，其特征为，该系统包括：
入口区，用以接收样本；
流道，其与该入口区连接，其中，该流道允许该样本沿该流道移动；
多个功能区，照指定的分布沿该流道配置；以及
驱动机制，用以驱使该样本沿该流道移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征为，该指定的分布是基于包括至少一种选自于︰生物标记的位置、生物标记的大小、生物标记的浓度、生物标记的生物特征，及其组合所组成的群组来配置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征为，该驱动机制是由表面张力或毛细作用提供。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征为，该流道包括分立的区间，其中，每个区间包含至少一个功能区。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征为，该流道是具有折角的弯曲路径。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征为，该功能区包括至少一个功能，选自于︰过滤/分离区、混合/反应区、裂解区、稀释区、浓缩区、侦测区、吸收区，及其组合所组成的群组。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征为，该流道具有与不同功能区相对应的不同截面积，以使该样本的移动加速或减速。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征为，该流道由不同的材料所构成，或以表面活性剂、离子化电浆或上蜡处理该流道，以使该样本的移动加速或减速。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征为，该系统还包括磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)的流动控制，以使该样本的移动加速或减速。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征为，该过滤/分离区包括至少一种选自于︰利用过滤器的孔径或微流道的尺寸留住该样本中的一种或多种成分；依据各成分的电性、专一性或亲和力分离该样本中的一种或多种成分；利用磁流体力学(MHD)的流动控制分离该样本中的一种或多种成分；及其组合所组成的群组。
11.根据权利要求6所述的系统，其特征为，该裂解区包括至少一种选自于︰使用裂解剂(lysing agent)裂解该样本中的细胞、外泌体(exosome)，或其它囊泡(vesicle)；透过电穿孔裂解该样本中的细胞、外泌体，或其它囊泡；在包含裂解剂的下槽中，将裂解剂与该样本混合，以裂解该样本中的细胞、外泌体，或其它囊泡；及其组合所组成的群组。
12.根据权利要求6所述的系统，其特征为，该稀释区包括至少一种选自于：透过使特定成分具有不同的流速来稀释该样本中的特定成分；利用磁流体力学(MHD)控制稀释该样本中的特定成分；借着使用包含稀释缓冲液的下槽，将稀释缓冲液与该样本混合，以稀释该样本中的特定成分；及其组合所组成的群组。
13.根据权利要求6所述的系统，其特征为，该系统还包括与该侦测区相邻的磁体，用以将未反应的磁性颗粒与已反应的磁性颗粒分离。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征为，该样本包括至少一种生物标记，选自于︰细胞、外泌体、蛋白质、DNA、RNA、微小RNA、小分子、代谢产物、抗体、核酸、酶，及其组合所组成的群组。
15.根据权利要求6所述的系统，其特征为，该浓缩区包括至少一种选自于︰利用该流道的孔径、疏水性或亲水性；利用该样本中各成分的电性、专一性或亲和力控制成分的流速；利用磁流体力学(MHD)的流动控制，以浓缩该样本中的成分；以过滤器的孔径留住该样本中的成分；及其组合所组成的群组。
16.一种用以侦测一种或多种生物标记的方法，其特征为，该方法包括：
设置入口区，以接收样本；
设置流道，以允许该样本沿该流道移动；
照指定的分布，将多个功能区沿该流道而配置；以及
设置驱动机制，以驱使该样本沿该流道移动。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征为，该指定的分布是基于包括至少一种选自于︰生物标记的位置、生物标记的大小、生物标记的浓度、生物标记的生物特征，及其组合所组成的群组来配置。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征为，该驱动机制是由表面张力或毛细作用提供。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征为，该流道包括分立的区间，其中，每个区间包含至少一个功能区。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征为，该流道是具有折角的弯曲路径。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征为，该功能区包括至少一个功能，选自于︰过滤/分离区、混合/反应区、裂解区、稀释区、浓缩区、侦测区、吸收区，及其组合所组成的群组。
22.根据权利要求16所述的方法，其特征为，该流道具有与不同功能区相对应的不同截面积，以使该样本的移动加速或减速。
23.根据权利要求16所述的方法，其特征为，该流道由不同的材料所构成，或以表面活性剂、离子化电浆或上蜡处理该流道，以使该样本的移动加速或减速。
24.根据权利要求16所述的方法，其特征为，该方法还包括磁流体力学(MHD)的流动控制，使该样本的移动加速或减速。
25.根据权利要求21所述的方法，其特征为，该过滤/分离区包括至少一种选自于︰利用过滤器的孔径或微流道的尺寸留住该样本中的一种或多种成分；依据各成分的电性、专一性或亲和力分离该样本中的一种或多种成分；利用磁流体力学(MHD)的流动控制来分离该样本中的一种或多种成分；及其组合所组成的群组。
26.根据权利要求21所述的方法，其特征为，该裂解区包括至少一种选自于︰使用裂解剂裂解该样本中的细胞、外泌体(exosome)，或其它囊泡(vesicle)；透过电穿孔裂解该样本中的细胞、外泌体，或其它囊泡；在包含裂解剂的下槽中，将裂解剂与该样本混合，以裂解该样本中的细胞、外泌体，或其它囊泡；及其组合所组成的群组。
27.根据权利要求21所述的方法，其特征为，该稀释区包括至少一种选自于︰透过使特定成分具有不同的流速来稀释该样本中的特定成分；利用磁流体力学(MHD)的流动控制以稀释该样本中的特定成分；透过使用包含稀释缓冲液以与该样本混合的下槽来稀释该样本中的特定成分；及其组合所组成的群组。
28.根据权利要求21所述的方法，其特征为，该方法还包括与该侦测区相邻的磁体，用以将未反应的磁性颗粒与已反应的磁性颗粒分离。
29.根据权利要求16所述的方法，其特征为，该样本包括至少一种生物标记，选自于︰细胞、外泌体、蛋白质、DNA、RNA、微小RNA、小分子、代谢产物、抗体、核酸、酶，及其组合所组成的群组。
30.根据权利要求21所述的方法，其特征为，该浓缩区包括至少一种选自于︰利用该流道的孔径、疏水性或亲水性；利用该样本中各成分的电性、专一性或亲和力控制成分的流速；利用磁流体力学(MHD)的流动控制，以浓缩该样本中的成分；以过滤器的孔径留住该样本中的成分；及其组合所组成的群组。
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