CN110199186B - 全血细胞计数测量方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及分析样品中血细胞的装置和方法。在各种实施例中，本公开提供执行全血细胞计数(CBC)测试的装置和方法。在各种实施例中，本公开提供一种卡盒装置和读取仪装置，其中读取仪装置接收、操作和/或驱动卡盒装置。在各种实施例中，本公开提供了一种使用如本文所公开的装置分析样品中的血细胞的方法。

Description

全血细胞计数测量方法

本申请要求2016年11月22日提交的名称为“全血细胞计数测量方法(Methods forComplete Blood Count Measurement)”的美国临时专利申请号62/425,395的优先权，其全部内容通过引用并入本文并作为依据。

相关申请案的交叉引用

本申请涉及2016年6月8日提交的标题为“用于多分析物分析的流体单元和卡盒(Fluidic Units and Cartridge for Multi-Analyte Analysis)”的美国专利申请第15/176,729号，其要求于2015年6月12日提交的美国临时专利申请第62/174,776号的优先权，其各自的全部内容通过引用并入本文并作为依据。

本申请涉及2016年6月8日提交的标题为“用于多分析物分析的流体单元和卡盒(Fluidic Units and Cartridge for Multi-Analyte Analysis)”的国际申请PCT/US2016/036426，其要求于2015年6月12日提交的美国临时专利申请第62/174,776号的优先权，其各自的全部内容通过引用并入本文并作为依据。

本申请涉及2016年7月13日提交的标题为“流体卡盒中的体积感测(VolumeSensing in Fluidic Cartridge)”的美国专利申请第15/209,226号，其要求于2015年7月14日提交的美国临时专利申请第62/192,488号的优先权，其各自的全部内容通过引用并入本文并作为依据。

本申请涉及2016年7月13日提交的标题为“流体卡盒中的体积感测(VolumeSensing in Fluidic Cartridge)”的国际申请PCT/US2016/042089，其要求于2015年7月14日提交的美国临时专利申请号62/192,488的优先权，其各自的全部内容通过引用并入本文并作为依据。

本申请涉及2017年11月3日提交的标题为“用于细胞计数和附加分析的流体卡盒(Fluidic Cartridge For Cytometry and Additional Analysis)”的美国专利申请第15/803,133号，并要求2016年11月7日提交的美国临时专利申请号62/497,075的优先权，其各自的全部内容通过引用并入本文并作为依据。

本申请涉及2017年11月3日提交的名称为“用于细胞计数和附加分析的流体卡盒(Fluidic Cartridge For Cytometry and Additional Analysis)”的国际申请PCT/US2017/59965，并要求2016年11月7日提交的美国临时专利申请号62/497,075和2017年11月3日提交的美国专利申请号15/803,133的优先权，其各自的全部内容通过引用并入本文并作为依据。

技术领域

本公开涉及医学和细胞计数。

背景技术

本文引用的所有出版物都通过引用全部并入本文，就如同每个单独的出版物或专利申请被具体和单独地指出通过引用并入本文一样。以下描述包括可以用于理解本公开的信息。这并不承认本文所提供的任何信息是现有技术或与本公开相关或任何具体或隐含地引用的出版物是现有技术。

全血计数(CBC)是临床中常用的诊断测试。其测量血液样品的参数如白细胞计数、红细胞计数、血小板计数、血红蛋白浓度和血细胞比容。其还可以测量额外的白细胞参数，例如白细胞分化(例如，淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)，网织红细胞计数，有核红细胞计数，红细胞指数(例如，血细胞比容、平均红细胞体积(MCV)、平均红细胞血红蛋白(MCH)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)、红细胞分布宽度(RDW))和血小板指数(例如，平均血小板体积(MPV)、血小板压(PCT)、血小板分布宽度(PDW)和大血小板比率(PLCR))。

CBC的测试通常在自动血液分析仪上进行。这些分析仪具有流体系统，可以使用不同的试剂处理血液样品并提供血液样品进行感测信号测量。在传统的血液分析仪中，该流体系统内置于仪器中以供连续使用。在测量一个样品后，需要用清洁剂冲洗系统以去除任何残留样品。在即时检测应用中，流体系统的替代形式是一次性卡盒。卡盒具有内置流体，在测试样品之前插入仪器中，并在测量后更换。每个样品都可以在新的卡盒中测量，并且没有先前测量的残留样品。

US7,771,658和US8,573,033论述了使用具有内置流体的卡盒执行CBC测试的方法。在这些方法中，电阻抗的测量用于检测血液中的细胞，例如白细胞，红细胞和血小板。与该电阻抗方法相比，光学测量通常优选用于CBC测试。出于某种原因，光学测量实现了更高的CBC测试精度。电阻抗法可以将白细胞分为三种亚型，包括淋巴细胞、单核细胞和粒细胞，而光学方法可以将白细胞分为五种亚型，包括淋巴细胞、单核细胞和粒细胞，并且可进一步将粒细胞区分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。

US8,741,233和US8,741,234论述了利用光学测量，使用具有内置流体的卡盒执行CBC测试的方法。在这些方法中，具有鞘流设计的细胞计数流动室用于光学测量。然而，鞘流设计复杂，并且需要精确控制流率才能正常工作。此外，它将鞘流缓冲液与样品一起输送到流体通道中，使得样品无法直接测量样品体积。

流式细胞计数是一种精确检测和表征生物样品中细胞的方法。它被用于CBC测试，例如白细胞、红细胞和血小板细胞的计数和表征。在传统的流式细胞计数中，流动室的设计也使用鞘流设计。流动室通常使用直径为几百微米的流体通道，其明显大于血细胞的大小(例如，直径为6-15μm的白细胞、直径为6-8μm的红细胞，和直径为1-2μm的血小板细胞)。为了将样品限制于更窄的流(例如直径20-30μm)，而这对于细胞的精确测量很重要，流动室使用了鞘流，也称为流体动力学聚焦。通过使另外的鞘流与样品流一起通过流动室，鞘流将中心的样品流限制为窄流。通过调节鞘流和样品流的流率比，可以将样品流限制在任何测量所需的直径。为了引入鞘流并保持流率的一致性需要复杂的流体结构。控制被测样品的体积也很难，因此该设计难以实现绝对计数的测量精度，绝对计数是每个样品体积的目标颗粒的数量。

施等人(Four-part leukocyte different count based on sheathlessmicroflow cytometer and fluorescent dye assay，Lab Chip.2013年4月7日；13(7):1257-65)论述了使用具有无鞘设计的细胞计数流动室用于白细胞差异信息的方法。在无鞘设计中，流动室使用小直径的流体通道并且使用无鞘流。此工作教导了一种测量样品中每种白细胞亚型(例如淋巴细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)百分比的方法。但是它并没有教导如何直接测量白细胞的绝对计数，即每个体积的目标白细胞的数量。相反，它使用了间接方法：吸取固定量的血液样品与试剂混合，然后针对白细胞测量该混合物的全部量。如果不测量混合物的全部量，则该方法不起作用。另外，也没有教导如何测量其他CBC参数(例如，红细胞计数、血小板计数、血红蛋白浓度、血球容积、网织红细胞计数、有核红细胞计数、红细胞指数和血小板指数)。

发明内容

将结合装置、系统和方法描述并说明以下实施例及其方面，其是示例性和说明性的，并非限制范围。

本公开提供了进行CBC测试的各种方法。在各种实施例中，使用具有内置流体的卡盒。在一些实施例中，卡盒是一次性的。在其他实施例中，卡盒是可重复使用的。

本公开的各种实施例提供了用于分析样品中的血细胞的装置。该装置包括卡盒装置和读取仪装置。在各种实施例中，卡盒装置包括：流体导管，其被配置用于将样品接收到卡盒装置中；腔室，其流体地连接到流体导管并被配置用于将样品的至少一部分与试剂的至少一部分混合以形成一种或多种样品混合物；以及流动室，其流体地连接至所述腔室并被配置用于由一种或多种样品混合物形成一个或多个样品流。在各种实施例中，读取仪装置被配置用于接收卡盒装置，测量来自流动室中的样品流的一个或多个信号，并分析样品中的血细胞。

本公开的各种实施例提供了一种用于分析样品中血细胞的方法。该方法包括：将所述样品应用到卡盒装置，所述卡盒装置被配置用于将样品收集到卡盒装置内的流体导管中；将卡盒装置转移到读取仪装置中；将样品的至少一部分与试剂的至少一部分混合，以在卡盒装置内形成一种或多种样品混合物；将一种或多种样品混合物转移到卡盒装置内的流动室中以形成一个或多个样品流；使用读取仪装置测量来自流动室中的样品流的一个或多个信号并分析所测量的信号，从而检测、识别、表征、量化和/或计数样品中的血细胞。

本公开的各种实施例提供了一种用于分析样品中血细胞的方法。该方法包括：将样品应用到卡盒装置，所述卡盒装置包括流动室；并且将卡盒装置转移到读取仪装置中进行分析，其中，读取仪装置操作和/或驱动卡盒装置，将样品的至少一部分和包括尺寸参考珠子的试剂的至少一部分混合，以形成一种或多种样品混合物，并且将一种或多种样品混合物转移到流动室中形成一个或多个样品流；读取仪装置测量来自流动室中样品流的一个或多个信号；并且读取仪装置分析所测量的信号，以检测、识别、表征、量化和/或计数样品中的血细胞。

附图说明

参考附图中示出了示例性实施例。本文公开的实施例和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。

图1A-1B根据本公开各种实施例示出了通过无鞘流动室进行光学测量的样品和表示本文所述的无鞘流动室的符号图。

图2A-2D根据本公开各种实施例示出本文所述的流动室的非限制性示例的俯视图(在x-y平面上)。

图3A-3B根据本公开各种实施例示出了非限制性示例，其中多个颗粒流过流动室进行检测。

图4A-4B根据本公开各种实施例示出了构建本文所述的无鞘流动室的非限制性示例。

图5A-5B根据本公开各种实施例示出了本文所述的流量传感器的一个非限制性示例及其符号图。

图5C-5D根据本公开各种实施例示出了本文所述的流量传感器的另一个非限制性示例及其符号图。

图6A-8B根据本公开各种实施例示出了各种示例性配置，其中可以检测、表征、计数流体样品中的颗粒并获得颗粒的绝对计数。

图9A-9E根据本公开各种实施例示出了用于测量流体配置中血细胞的一个非限制性示例，该流体配置具有无鞘流动室和带有两个感测区的流量传感器。

图10A-10B根据本公开各种实施例示出了本文所述的用于测量血红蛋白浓度的方法的图。

图11A-11B根据本公开各种实施例示出了当样品通过吸收池时、或当样品在吸收池中静止时，可以测量光吸收。

图12-16根据本公开各种实施例示出了提供完整CBC检测组合的各种示例性组合的图。

图17根据本公开各种实施例示出了具有内置流体的卡盒可插入读取仪中进行操作。

图18A-18B根据本公开各种实施例示出了本文所述的基本流体单元的一个非限制性示例及其符号图。

图19A-19D根据本公开各种实施例示出了被动阀的非限制性示例。

图19E-19G根据本公开各种实施例示出了主动阀的非限制性示例。

图20A-24B根据本公开各种实施例示出了使用基本流体单元、无鞘流动室和流量传感器用于检测、表征、获得血细胞的绝对计数并测量CBC中血红蛋白浓度的非限制性示例。

具体实施方式

本文引用的所有参考文献均全部通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述的一样。除非另有定义，否则本文所使用的技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。Tabelling，《微流体力学导论(再版)》(Introduction toMicrofluidics)，牛津大学出版社(2010年)；Hguyen等人，《微流体的基本原理和应用(第2版)》(Fundamentals and Applications of Microfluidics 2nd ed.)，Artech HouseIncorporated(2006年)；Berg等人，《用于医疗应用的微流体》(Microfluidics forMedical Applications)，皇家化学学会(2014年)；Gomez等人，《微流体的生物学应用(第1版)》(Biological Applications of Microfluidics 1st ed.)，Wiley-Interscience(2008年)；和Colin等人，《微流体(第1版)》(Microfluidics 1st ed.)，Wiley-ISTE(2010年)为本领域技术人员提供了本申请中使用的许多术语的一般指导。

本领域技术人员将认识到类似于或等同于本文所述那些的许多方法和材料可以用于实践本公开。通过以下结合附图的详细描述，本公开的其他特征和优点将变得显而易见，附图以示例的方式示出了本公开的实施例的各种特征。实际上，本公开决不限于所描述的方法和材料。为了方便起见，本文在说明书、示例和所附权利要求书中使用的某些术语在此被收集。

除非另有说明或上下文暗示，以下术语和短语包括以下提供的含义。除非另有明确说明或从上下文中显而易见，否则以下术语和短语不排除该术语或短语在其所属领域中获得的含义。除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。应当理解，本公开不限于本文所述的具体方法、方案和试剂等，因此可以变化。本文所使用的定义和术语是为了帮助描述特定的实施例，而不是为了限制权利要求。

如本文所用，术语“包括(comprising)”或“包括(comprises)”用于指组合物、方法及其各自的组分，所述组合物、方法及其各自的组分可以用于实施例，但包括未指定的要素，无论是否有用。本领域技术人员将理解，一般而言，本文所使用的术语通常旨在作为“开放性”术语(例如，术语“包括(including)”应解释为“包括但不限于”、术语“具有”应解释为“至少具有”、术语“包括(includes)”应解释为“包括但不限于”等)。

除非另外说明，否则在描述本申请的特定实施例的上下文中(特别是在权利要求的上下文中)使用的术语“一个(a)”和“一个(an)”和“该”以及类似的参考可以被解释为涵盖单数和复数。本文中数值范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该的范围内的每个单独值的简写方法。除非本文另有说明，否则将每个单独的值并入本说明书中，如同其在本文中被单独引用一样。本文所述的所有方法可以以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。本文中关于某些实施例提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本申请，而不对所要求保护的本申请的范围构成限制。缩写“例如(e.g.)”衍生自拉丁语exempli gratia，并且在本文用于指示非限制性示例。因此，缩写“例如(e.g.)”与术语“例如(for example)”同义。说明书中的任何语言都不应被解释为指示实践本申请所必需的任何未要求保护的元件。

本公开的各种实施例提供了一种用于分析样品中血细胞的装置。该装置包括卡盒装置和读取仪装置。在各种实施例中，卡盒装置包括：流体导管，其被配置用于将样品接收到卡盒装置中；腔室，其流体地连接至流体导管并被配置用于将样品的至少一部分与试剂的至少一部分混合以形成一种或多种样品混合物；以及流动室，其流体地连接至腔室并被配置用于由一种或多种样品混合物形成一个或多个样品流。在各种实施例中，读取仪装置被配置用于接收卡盒装置，测量来自流动室中的样品流的一个或多个信号，并分析样品中的血细胞。

在各种实施例中，所测量信号包括光学信号。在某些实施例中，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。在各种实施例中，光学信号包括散射光、反射光、透射光、荧光、光吸收、光消散或白光图像或者其组合。

在各种实施例中，读取仪装置被配置用于操作和/或驱动卡盒装置。在各种实施例中，读取仪装置被配置用于检测、识别、表征、量化和/或计数样品中的血细胞。在各种实施例中，读取仪装置被配置用于检测、识别、表征、量化和/或计数白细胞、红细胞、血小板细胞或者其组合。在各种实施例中，读取仪装置被配置用于将白细胞识别为亚型。根据本公开，亚型包括但不限于淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。

在各种实施例中，卡盒装置被配置用于在无鞘流的流动室中形成样品流。在各种实施例中，流动室具有范围约为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的宽度；以及范围约为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的深度。在各种实施例中，流动室具有范围约为1-10μm、10-100μm、100-1000μm、1000-5000μm或5000-10000μm的长度。在各种实施例中，流动室包括对于来自流动室中的样品流的光学信号透明的表面；并且读取仪装置被配置用于测量光学信号。在某些实施例中，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。在各种实施例中，光学信号包括散射光、反射光、透射光、荧光、光吸收、光消散或白光图像或者其组合。在各种实施例中，透明表面包括环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚氯三氟乙烯或者其组合。

在各种实施例中，腔室具有范围约为0.01-0.1ml、0.1-0.2ml、0.2-0.4ml、0.4-0.8ml、0.8-2ml或2-10ml的体积。在一些实施例中，卡盒装置只包括一个腔室。在其他实施例中，卡盒装置包括多个腔室。

在各种实施例中，腔室包括被配置用于接收气动压力源的通气孔。在各种实施例中，气动压力源具有可调节的压力。在各种实施例中，气动压力源具有高于大气压力、低于大气压力或等于大气压力的压力。

在各种实施例中，当卡盒装置在使用中时，腔室被定位成腔室内的至少一部分流体被重力拉动而远离通气孔和/或朝向腔室的下底部移动。在各种实施例中，当卡盒装置在使用中时，腔室被定位成腔室内的流体的至少一部分通过重力被拉动而远离通气孔和/或朝向流体进入或离开腔室的位置。在各种实施例中，当卡盒装置在使用中时，腔室的体积大于容纳在其中的流体的体积，并且在通气孔与容纳在其中的流体之间存在气隙。

在各种实施例中，卡盒装置还包括吸收池；并且读取仪装置被配置用于测量来自吸收池中的样品混合物的信号，以确定样品中的血红蛋白浓度。在一些实施例中，读取仪装置被配置用于测量来自吸收池中的样品混合物中的光吸收信号，以确定样品中的血红蛋白浓度。在各种实施例中，读取仪装置被配置用于测量来自吸收池中的样品混合物的至少两个光吸收信号，以确定样品中的血红蛋白浓度：一个光吸收信号的波段约为520-540nm、540-560nm或560-580nm，另一光吸收信号的波段约为700-800nm、800-850nm或850nm以上。在一些实施例中，对于光吸收信号，吸收池具有范围约为0.1-1mm、1-2mm、2-5mm或5-10mm的光路长度。

在各种实施例中，读取仪装置被配置成不与卡盒装置交换样品、试剂或样品混合物。在各种实施例中，读取仪装置被配置成不与卡盒装置中的样品、试剂或样品混合物接触。

在各种实施例中，如本文所公开的卡盒装置还包括试剂。在一些实施例中，该试剂包含一种试剂。在其他实施例中，该试剂包含两种独立的试剂。

在各种实施例中，该试剂包含渗透压调节化合物，该渗透压调节化合物用于形成具有在大约140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L的范围内的渗透压的样品混合物。在某些实施例中，该试剂包含渗透压调节化合物，该渗透压调节化合物用于形成具有在大约140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L的范围内渗透压的样品混合物；并且读取仪被配置用于检测、识别、表征、量化和/或计数样品混合物中的红细胞和/或血小板细胞。

在各种实施例中，该试剂包含用于将红细胞从盘状转化为球状的球化化合物。

在各种实施例中，该试剂包含用于在样品混合物中标记血细胞中核酸的荧光标记剂；并且读取仪装置被配置用于测量来自流动室中的样品流中的荧光信号。在一些实施例中，标记试剂包含荧光染料。

在各种实施例中，该试剂包含用于裂解样品混合物中的红细胞以释放血红蛋白的裂解化合物。

在各种实施例中，该试剂包含尺寸参考珠子；并且读取仪被配置用于测量来自流动室中的尺寸参考珠子的参考信号，用以分析血细胞的尺寸。根据本公开，尺寸参考珠子是具有均一的已知尺寸的珠子。在各种实施例中，尺寸参考珠子是荧光珠子。在各种实施例中，尺寸参考珠子具有与样品流中的血细胞不同的荧光强度，因此可以在荧光强度上与血细胞区分开。在各种实施例中，读取仪装置分析光学信号的强度，以从样品流中的血细胞识别出尺寸参考珠子。在各种实施例中，尺寸参考珠子是荧光珠子；并且读取仪装置被配置用于测量荧光信号以从样品流中的血细胞中识别出尺寸参考珠子。

在各种实施例中，尺寸参考珠子具有范围约为0.1-1μm、1-2μm、2-6μm、6-8μm、8-10μm、10-15μm、25-30μm、30-50μm或50-100μm的直径。在一些实施例中，尺寸参考珠子具有10μm的直径。在其他实施例中，尺寸参考珠子具有5μm的直径。在一些实施例中，试剂可以包含一种尺寸的尺寸参考珠子。在其他实施例中，试剂可以包含多种尺寸的尺寸参考珠子。在各种实施例中，不同尺寸的尺寸参考珠子具有不同的荧光强度(例如，用不同数量的荧光染料进行标记)，因此可以基于荧光强度分别进行识别。

在各种实施例中，本文所公开的卡盒装置还包括流体地连接到流动室的流量传感器；并且读取仪装置被配置用于在样品流进入流量传感器时测量来自流量传感器的感测信号。在各种实施例中，读取仪装置被配置用于使用来自流量传感器的感测信号来确定样品中血细胞的绝对计数。在各种实施例中，血细胞是白细胞和/或红细胞和/或血小板细胞。在各种实施例中，流动室与流量传感器之间的流体连接被配置成样品流，使其具有流过流动室和流量传感器的相同流率。

在各种实施例中，流量传感器包括对于来自流量传感器中的样品流的光学信号透明的表面；并且读取仪装置被配置用于测量光学信号。在各种实施例中，所测量的感测信号包括光学信号。在某些实施例中，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。在各种实施例中，光学信号包括散射光、反射光、透射光、荧光、光吸收、光消散或白光图像或者其组合。在各种实施例中，透明表面包括环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚氯三氟乙烯或者其组合。

在各种实施例中，流量传感器包括流体通道和流体通道上的感测区；流体通道流体地连接到流动室以允许样品流流过；并且读取仪装置被配置用于在样品流进入感测区时测量来自感测区的感测信号。在各种实施例中，流体通道具有范围约为0.001-0.05mm、0.05-1mm或1-5mm的通道宽度。在各种实施例中，流体通道具有范围约为0.001-0.01mm、0.01-0.5mm、0.5-1mm或1-2mm的通道深度。

在各种实施例中，如本文所公开的卡盒装置还包括流体地连接到腔室的微流体通道和微流体通道上的阀，并且微流体通道具有范围约为0.001-0.01mm²、0.01-0.1mm²、0.1-0.25mm²、0.25-0.5mm²、0.5-1mm²、1-2mm²或2-10mm²的横截面。在各种实施例中，阀是被动阀，其被配置用于当气动压力被施加到流体流时允许流体流通过微流体通道，并且当没有气动压力被施加到流体流时停止流体流。在一些实施例中，阀是包括以下结构之一的被动阀：(i)在具有亲水表面的通道中的疏水表面的补片，(ii)在具有疏水表面的通道中的亲水表面的补片，(iii)在具有亲水表面的通道中通道横截面沿着流动方向扩大，以及(iv)在具有疏水表面的通道中通道横截面沿着流动方向缩小。

在各种实施例中，读取仪装置被配置用于应用致动机构控制卡盒装置中的流体转移，并且致动机构包括气动压力源。在各种实施例中，所应用的气动压力源驱动卡盒装置，将样品混合物从腔室中转移到流动室中形成样品流。

在各种实施例中，卡盒装置被配置用于将在流体导管中接收到的样品的两个独立部分与试剂混合，以形成两个独立的样品混合物。在一些实施例中，该试剂包含一种试剂。在其他实施例中，该试剂包含两种独立的试剂。在各种实施例中，卡盒装置被配置用于将在流体导管中接收到的一部分样品与第一试剂混合以形成第一样品混合物，并且将在流体导管中接收到的另一部分样品与第二试剂混合以形成第二样品混合物。在各种实施例中，卡盒装置被配置用于分别在同一腔室中形成两个独立的样品混合物。在各种实施例中，卡盒装置被配置用于将两个独立样品混合物分别转移到同一腔室中而不混合两个独立样品混合物。在一些实施例中，在另一个样品混合物被转移到腔室之前，已经将腔室中的所有样品混合物转移出去。在一些实施例中，卡盒装置被配置用于一次容纳一个样品混合物。

在各种实施例中，读取仪装置被配置用于操作和/或驱动卡盒装置，以在由两个独立的样品混合物在同一流动室中形成两个独立的样品流。在各种实施例中，读取仪被配置用于计数两种样品混合物中的一种中的白细胞和两种样品混合物中另一种中的红细胞和/或血小板细胞。

在各种实施例中，卡盒装置包括流体地连接至流体导管的入口端口；并且入口端口包括阀或外部结构，以在样品被接收到流体导管中之后关闭或密封入口端口。在各种实施例中，流体导管在卡盒装置中具有固定的方向和/或固定的位置。在一些实施例中，流体导管不在卡盒装置中移动。在一些实施例中，流体导管不在卡盒装置中旋转。在各种实施例中，卡盒装置被配置用于将试剂的至少一部分转移到流体导管中以将接收到的样品的至少一部分冲入腔室中以形成样品混合物。在某些实施例中，流体导管被配置用于接收范围约为0.1-1μL、1-5μL、5-10μL、10-20μL或20-50μL的预定样品体积。

本公开的各种实施例提供了一种用于分析样品中血细胞的方法。该方法包括：将样品应用到卡盒装置，该卡盒装置被配置用于将样品收集到卡盒装置内的流体导管中；将卡盒装置转移到读取仪装置中；将至少一部分样品与至少一部分试剂混合，以在卡盒装置内形成一个或多个样品混合物；将一个或多个样品混合物转移到卡盒装置内的流动室中以形成一种或多种样品流；使用读取仪装置测量来自流动室中的样品流的一个或多个信号并分析所测量的信号，从而检测、识别、表征、量化和/或计数样品中的血细胞。

本公开的各种实施例提供了一种用于分析样品中血细胞的方法。该方法包括：将样品应用到包括流动室的卡盒装置；并且将卡盒装置转移到读取仪装置中进行分析，其中读取仪装置操作和/或驱动卡盒装置，将至少一部分样品和包括尺寸参考珠子的至少一部分试剂混合，形成一种或多种样品混合物，并且将一种或多种样品混合物转移到流动室中形成一个或多个样品流；读取仪装置测量来自流动室中样品流的一个或多个信号；并且读取仪装置分析所测量的信号，以检测、识别、表征、量化和/或计数样品中的血细胞。

在各种实施例中，所测量的信号包括光学信号。在某些实施例中，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。在各种实施例中，光学信号包括散射光、反射光、透射光、荧光、光吸收、光消散或白光图像或者其组合。

根据本公开，尺寸参考珠子是具有均一和已知尺寸的珠子。在各种实施例中，尺寸参考珠子是荧光珠子。在各种实施例中，尺寸参考珠子具有与样品流中的血细胞不同的荧光强度，因此可以在荧光强度上与血细胞区分开。在各种实施例中，读取仪装置分析光学信号的强度，以从样品流中的血细胞识别出尺寸参考珠子。在各种实施例中，尺寸参考珠子是荧光珠子；并且读取仪装置被配置用于测量荧光信号以从样品流中的血细胞中识别出尺寸参考珠子。

在各种实施例中，尺寸参考珠子具有范围约为0.1-1μm、1-2μm、2-6μm、6-8μm、8-10μm、10-15μm、25-30μm、30-50μm或50-100μm的直径。在一些实施例中，尺寸参考珠子具有10μm的直径。在其他实施例中，尺寸参考珠子具有5μm的直径。在一些实施例中，试剂可以包含一种尺寸的尺寸参考珠子。在其他实施例中，试剂可以包含多种尺寸的尺寸参考珠子。在各种实施例中，不同尺寸的尺寸参考珠子具有不同的荧光强度(例如，用不同数量的荧光染料进行标记)，因此可以基于荧光强度分别进行识别。

在各种实施例中，读取仪测量来自流动室中的尺寸参考珠子的参考信号，用于分析血细胞的尺寸。在各种实施例中，所测量的参考信号包括光学信号。在某些实施例中，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。在各种实施例中，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。

在各种实施例中，该试剂包含渗透压调节化合物，该渗透压调节化合物用于形成具有在约为140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L的范围内的渗透压的样品混合物。在各种实施例中，该试剂包含用于将红细胞从盘状转化为球状的球化化合物。

在各种实施例中，在无鞘流的流动室中形成样品流，并且该样品流具有范围约为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的宽度；以及范围约为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的深度。

在本公开的各种实施例中，使用无鞘流动室代替带有鞘流的传统设计。该无鞘流动室具有流体通道，该流体通道具有根据目标样品流直径进行选择的中心直径。例如，可以用直径为30μm的流体通道来实现直径为30μm的目标样品流。再比如，可以用直径为50μm的流体通道来实现直径为50μm的目标样品流。在这种设计中，样品流被限制在所需的直径，同时去掉了鞘流的使用。在一些实施例中，流动室的通道对某些光波长(例如，激发光和发射光)可以是透明的，从而可以从流动室中的样品测量出光学信号。如图1A所示，样品可以通过无鞘流动室进行光学测量。来自光源的光束(例如，激发光)可以用于照射流动室的指定感测区。相应地，穿过样品的光束(例如，发射光)的信号可以被检测。所检测的信号的非限制性示例包括荧光、光散射、光吸收和光区分等。在一些实施例中，无鞘流还可以用于检测其他信号，诸如电阻抗、细胞形态成像等。图1B示出了表示如本文所述的无鞘流动室的单元的符号图。

无鞘流动室可以是具有各种几何形状的流体通道。图2A-2D示出了流动室的几个示例的俯视图(在x-y平面上)。如图2A所示，该俯视图(x-y平面)被定义为垂直于激发光方向(z轴)的平面。长度被定义为沿样品流(x轴)的通道尺寸，并且宽度被定义为沿y轴的尺寸。深度被定义为沿z轴的通道尺寸。图2B示出了宽度逐渐减小的流动室的示例，其中最大宽度为W₁且最小宽度为W₂。在其他实施例中，流动室的宽度可以逐渐增加。图2C示出了宽度非逐渐变化的流动室的示例，其中最大宽度为W₁且最小宽度为W₂。图2D示出了在沿通道长度的各个位置具有固定宽度(W₁＝W₂＝W₀)的流动室的示例。

在一些实施例中，最大宽度W₁与最小宽度W₂的差值在指定的差值内。宽度差的范围的非限制性示例为(W₁-W₂)/W₂≤20％。通道宽度和深度的范围选择足够大，以便目标颗粒(例如生物样品中的细胞)能够通过流动室而不阻塞流动室。同时，它们范围选择足够小，以最小化流式细胞计数分析中的重合误差。最小宽度W₂可以在1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm范围内。通道的深度可以在1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm范围内。通道的长度可以在1-10μm、10-40μm、40-100μm、100-200μm、200-300μm、300-400μm、400-500μm、500-600μm、600-700μm、700-800μm、800-900μm、900-1000μm、1000-5000μm或5000-10000μm范围内。通道的横截面(在y-z平面上)可以为矩形、梯形、圆形、半圆形或任何其他形状。

当无鞘流动室用于光学测量时，通道的至少一个表面对测量中所涉及的光波长是透明的。形成通道表面的材料可以是任何透明材料，诸如玻璃、石英、或塑料，塑料包括但不限于环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)或聚氯三氟乙烯(PCTFE)材料诸如三氟氯乙烯均聚物等。

用于在流动室中分析的流体样品可以是多个颗粒的流体悬浮物。例如，流体样品可以是含有不同细胞(例如，白细胞、红细胞和血小板细胞及其组合)的血液样品。再比如，流体样品可以是血液样品，其中某些类型的细胞保持完整(例如，白细胞)，而其他类型的细胞已被裂解(例如，红细胞)。再比如，流体样品可以是血液样品，其中某些类型的细胞(例如，白细胞)已经用荧光团标记。又比如，流体样品可以是血细胞和其他颗粒(诸如非荧光珠子或荧光珠子)的混合物。对于其他示例，流体样品也可以是其他生物样品，诸如脑脊液、尿液、唾液、精液等。

当颗粒流过无鞘流动室时，可以测量各种信号来检测和表征这些颗粒。可测量信号包括但不限于光学信号，诸如荧光、光散射(小角正向散射、大角正向散射、侧向散射等)、光吸收和光消散等。图3A示出了多个颗粒流过流动室以进行检测的示例。样品中的所有颗粒以逐一的方式流动。在激发光(EL)的照射下，每个细胞都能被表征为包括但不限于荧光(FL)和光散射(LS)的光学信号。图3B示出了多个颗粒流过流动室进行检测的另一个示例。一些颗粒彼此重叠的同时流过。然而，如果仅仅考虑目标颗粒，它们仍然以逐一的方式流过，而不与其他目标颗粒重叠。以这种方式，通过用荧光团标记目标颗粒以预先与其他颗粒区分，仍然可以测量荧光信号以逐一检测这些目标颗粒。其他颗粒可以是非荧光的，或者也可以用与目标颗粒区分开来的荧光团处理。

无鞘流动室可以用各种制造工艺构建。开放的流体通道可以采用各种制造工艺诸如注射成型、压花、蚀刻、数控、激光切割、模切等来构建。接着可以在开放的流体通道的顶部添加盖体，以形成封闭的流体通道作为流动室。盖体可以通过各种制造工艺诸如热熔接、热层压、胶接、溶剂辅助胶接、激光焊接和超声波焊接等来添加。当从在无鞘流动室内流动的颗粒检测到光学信号时，流动室的光滑表面有助于在测量中获得高质量的光学信号。这里示出构建无鞘流动室的非限制性示例。图4A示出了构建具有两个部件的无鞘流动室4101的一个示例。横截面视图(y-z平面)垂直于样品流动方向(x轴)。底部部件4102形成没有盖体的通道的三个侧面。顶部部件4103增加了通道的一个盖侧，然后形成封闭的通道。底部表面4104和顶部表面4105可以分别在两个部件4102和4103中达到光学测量中的光滑度。图4B示出了构建具有三个部件的无鞘流动室4201的另一示例。中间部件4202形成通道的两侧，无顶侧和底侧。接着分别添加底部部件4203和顶部部件4204。三个部件一起形成一个封闭的通道作为流动室。表面4205和表面4206能够分别在两个部件4203和4204中达到光学测量的光滑度。

无鞘流动室可以检测和计数流体样品中的颗粒。然而，为了获得绝对计数，即每样品体积的颗粒数，需要更多样品体积的信息。用于测量样品体积的流量传感器可以与无鞘流动室一起使用以确定样品体积，从而确定绝对计数。

这里描述的是这种流量传感器的非限制性示例。在一个非限制性示例中，流量传感器在通道上具有一个或多个感测区，以检测通道中液体的存在和/或测量流体排出量、流体塞的体积、流率或流速等。关于流量传感器的设计、操作和制造的更多信息可以在美国专利申请15/209,226和PCT专利申请PCT/US16/42089中找到，在此，通过引用将这些专利申请中记载的全部内容引入本文，如同完全阐述的一样。图5A示出了流量传感器的一个非限制性示例，其沿着流体通道的长度具有两个感测区。传感器检测通道内是否有流体与感测区重叠。两个感测区之间充满通道的流体体积是由通道的已知几何形状决定的。图5B是表示这个设计的符号图。图5C示出了流量传感器的另一个非限制性示例，该流量传感器在通道上只有一个感测区。图5D是表示该设计的符号图。

如本文所述，无鞘流动室和流量传感器以某种方式一起使用，以在细胞计数分析期间实现样品体积的原位测量。利用本文所述的各种配置，可以检测、表征、计数流体样品中的颗粒，并且可以获得颗粒的绝对计数。

图6A示出了一个示例性配置，其中流动室6101的出口6103通过流体导管6001耦接到流量传感器6201的入口6202。在其他示例中，流动室的出口可以直接连接到流量传感器的入口，而无需额外的流体导管。流量传感器有两个感测区6204和6205。流体样品流入流动室的入口6102，然后流出流量传感器的出口6203。同时，从流经流动室的样品测量信号(例如，光学信号和电阻抗)。如图6B的示例所示，记录所测量信号，其中y轴是信号强度、x轴是时间。图中的信号峰表示在流动室中检测到的颗粒，并且所记录的信号峰的数量用于确定被检测的颗粒的数量。T₀是在流动室中开始检测样品的时间，T₁是流体样品到达第一感测区6204的时间，而T₂是流体样品通过第二感测区6205的时间。从时间T₁到T₂，在流动室中检测到的目标颗粒的总数是N。两个感测区之间的流体体积V₀是流量传感器设计中已知的参数。因为流动室具有无鞘设计，所以流过流动室的流体体积仅是流体样品。因此，在T₁和T₂之间的流动室中测量的样品体积等于V₀。在这种设计中，绝对计数被确定为：

绝对计数1＝N/V₀ [1]

图7A示出了另一个示例性配置，其中流动室7101的出口7103通过流体导管7001耦接到流量传感器7201的入口7202。在其他示例中，流动室的出口可以直接连接到流量传感器的入口，而无需额外的流体导管。流量传感器具有一个感测区7205。流体样品流入流动室的入口7102，然后流出流量传感器的出口7203。记录在流动室中测量到的信号，如图7B所示。T₀是在流动室中开始检测样品的时间，并且T₂是流体样品到达感测区7205的时间。从时间T₀到T₂，在流动室中检测到的目标颗粒总数是N'。体积V₀'是填充从流动室到感测区7205之间的流体管导管所需的总流体体积，是已知的设计参数。在这种设计中，绝对计数被确定为：

绝对计数2＝N'/V′₀ [2]

图8A示出了另一个示例性配置，其中通过流体导管8001将流量传感器8101的入口8102耦接到流量传感器8201的出口8203。在其他示例中，流动室的入口可以直接耦接到流量传感器的出口而无需额外的流体导管。该流量传感器有两个感测区8204和8205。流体样品流入流量传感器的入口8102，然后流出流量传感器的出口8203。记录在流动室中测量到的信号，如图8B所示。T₁是流体样品到达感测区8204的时间，并且T₂是流体样品到达感测区8205的时间。在该示例中，计数为N”的细胞数量是由时间点T₁+ΔT和T₂+ΔT之间的信号峰决定的，如图8B所示，其中ΔT可以是任何经验值，以补偿样品到达第一感测区8204和样品到达流动室8101之间的时间延迟。两个感测区之间的流体体积V₀是流量传感器设计中已知的参数。在这种设计中，绝对计数被确定为：

绝对计数3＝N”/V₀ [3]

流动室和流量传感器的组合可以用于测量各种尺寸的颗粒(例如，细胞)。例如，取决于流动室的尺寸，目标颗粒的尺寸可以在0.1-1μm、1-10μm、10-15μm、15-30μm、30-50μm或50-100μm的范围内。为了最小化无鞘通道堵塞的风险，被测颗粒的尺寸应小于流动室的尺寸，并且尺寸差可以在1-5μm、5-10μm、10-20μm或20-50μm的范围内。为了最小化细胞计数分析的重合误差，流体样品中目标颗粒的浓度可以在每微升样品1-100、100-1000、1,000-5000、5,000-20,000或2,000-10,000个颗粒的范围内。

当目标颗粒是生物细胞时，无鞘流动室中的流速太快会引入剪切力并且可能裂解细胞。由于无鞘流动室具有与目标颗粒相似的尺寸，这就限制了样品的流率。流率可以在0.001-1μl/min、1-50μl/min、50-200μl/min或200-1000μl/min的范围内。对于在自包含的卡盒中实施时的尺寸考虑，流体样品体积的范围会受到卡盒尺寸的限制。流量传感器的体积和样品的总体积可以在0.1-1μl、1-200μL、200-1000μl、1-5ml或5-30ml的范围内。在某些实施例中，通过考虑样品体积和流率两者，测量在不到1分钟、5分钟、10分钟或30分钟内完成。

血液样品的CBC参数可以在具有无鞘流动室和流量传感器中的流体配置中进行测量，该CBC参数包括但不限于白细胞计数、红细胞计数和血小板计数。白细胞计数、红细胞计数和血小板计数分别是样品中白细胞、红细胞和血小板的绝对计数。如图9A所示，一个非限制性示例示出了在具有无鞘流动室和带有两个感测区的流量传感器的流体配置中的血细胞的测量。血液样品和样品处理试剂被混合成样品混合物。在一些实施例中，血液样品与试剂以预定的体积比R(R＝试剂体积/血液体积)混合。然后将全部或部分混合物转移以通过具有无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于信号测量。随着时间记录所测量的信号，如图9B-9E的非限制性示例中所示。时间T₁和T₂是样品到达两个感测区例如分别是流量传感器的感测区1和感测区2的时间。所记录的信号接着被用来表征和计数血细胞，并且还获得血细胞的绝对计数。

图9B示出了针对白细胞计数的所记录信号的一个示例。该信号可以是检测样品混合物中的白细胞的荧光信号、光散射信号或其他信号。检测到的白细胞数量N_L是由所记录信号中的峰数决定的。利用已知的设计参数V₀，在如本文所述的流体配置中确定混合物C_L1中的白细胞的绝对计数。该设计参数V₀是填充两个感测区之间的流体导管的流体体积。

C_L1＝N_L/V₀ [4]

在一些实施例中，血液样品与试剂以预定的体积比R混合。因此，初始血液样品C_L0中白细胞的绝对计数计算如下：

C_L0＝(R+1)·C_L1＝(R+1)·N_L/C₀ [5]

不同类型的处理试剂和相应不同类型的光学信号可以在测量中使用以实现白细胞计数或白细胞分类、或两者皆有。关于示例性试剂和信号测量的更多信息可以参见US3,497,690、US3,883,247、US4,400,370,US4,615,878、US4,500,509、US4,400,370、US4,581,233、US4,615,878、US6,955,872、US2014/0273060、US2012/0282598、US5,879,900、US6,869,798、US2013/0137135、US5,510,267、US2012/0282598、US2014/0273060、US5,232,857、US7,981,681、US7,235,404、US8,163,559、US7,592,179、US5,747,343、US5,639,630、US5,618,733、US4,810,487、US6,004,816、US8,101,414和US6,524,858，其全部内容通过引用并入本文，如同完全阐述的一样。

在一些实施例中，处理试剂含有荧光染料(例如，具有与白细胞细胞核结合的高亲和力的核酸染料)，并且光学信号测量至少测量来自与白细胞结合的染料的荧光。荧光可以由照射流动室中的样品的选定波长范围的光触发，并且所记录的信号是选定波长范围内的被触发的荧光发射的强度。不同类型的荧光核酸染料可以被使用，并且示例包括但不限于碘化丙啶、溴化乙锭、DAPI、赫斯特染料、吖啶橙、噻唑橙、7-AAD、LDS751、碱性橙21、羟基噻嗪以及任何其他核酸荧光染料。在一些实施例中，处理试剂含有额外的化合物或化学品，以加速染料渗透白细胞细胞膜。这种渗透性化合物/化学品的示例包括但不限于蛋白质交联剂例如甲醛、戊二醛等；有机溶剂例如甲醇、2-苯氧基乙醇、乙醇等；表面活性剂例如皂苷、吐温-20、曲拉通X-100等；及其等价物。

在一些实施例中，样品处理试剂含有裂解化合物/化学品，该裂解化合物/化学品裂解红细胞同时保持白细胞完整。这种裂解化合物/化学品的示例包括但不限于铵盐、季铵盐、吡啶盐、羟胺盐、非离子表面活性剂、离子表面活性剂、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基硫酸钠(SLS)及其组合，以及任何其他已知的红细胞裂解化合物/化学品。因此，光学信号测量法测量至少从通过流动室的样品散射的光的强度。一方面，裂解处理破坏红细胞膜，释放血红蛋白并使红细胞膜对光散射测量透明。另一方面，裂解处理要么使白细胞保持完整，要么只释放部分细胞质，使它们仍然能够引入显著的光散射。不同角度的光散射可以被测量。例如，其可以是0-1度、1-3度、3-5度或5-12度、或12度以上的正向光散射。在一些实施例中，样品处理试剂含有额外的化合物或化学品以在裂解处理后溶解红细胞的碎片。这种溶解化合物/化学品的示例包括但不限于选择性溶解胆固醇的表面活性剂诸如皂甙；非选择性增溶脂质的表面活性剂诸如吐温-20、曲拉通X-100等；及其等价物。在一些实施例中，可以在混合物中加入额外的化合物/化学品来保存白细胞，以在裂解红细胞时保持它们的完整性。这种保存化合物/化学品的示例包括但不限于甲醛、戊二醛、丁醇、苯氧乙醇、异丙醇、木醇(methyl alcohol)、乙醇、甲醇(methanol)、及其等价物。

在一些实施例中，处理试剂可以含有核酸荧光染料和裂解化合物/化学品。然后，可以通过荧光强度或光散射强度或这两者可以在流动室中检测白细胞。在一些实施例中，所测量的光学信号(例如荧光、光散射、光吸收等)可以用于进一步将白细胞分类为亚型，其包括但不限于淋巴细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、粒细胞和未成熟粒细胞。然后由每个亚型的峰数除以所有亚型的峰数来确定白细胞分类(白细胞亚型的百分比)。

除了组分/化学品之外，对于引入白细胞的荧光标记或在裂解红细胞时保持白细胞的完整性，样品混合物的其他参数(例如渗透压、pH水平和温度)也是重要的。在某些实施例中，样品混合物的渗透压被调整为280至300mOsm/L、240至320mOsm/L、200至350mOsm/L或140至400mOsm/L。在某些实施例中，样品混合物的渗透压范围为140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mosm/l。额外的化合物/化学品可以添加到样品处理试剂中，以调整样品混合物的渗透压至所需的范围。渗透压调节化合物/化学品的示例包括但不限于：含阳离子的盐(例如，含有Na⁺、K⁺、NH₄ ⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的盐)；含有阴离子的盐(例如，CI^-、Br^-、NO₃ ^-、CO₃ ^2-、HCO₃ ^-、S0₄ ^2-、HSO₄ ^-、PO₄ ^3-、HPO₄ ^2-、H₂PO₄ ^-、COOH^-和CH₃COO^-)；有机化合物诸如糖(例如葡萄糖和蔗糖)；以及醇类(例如乙醇和甲醇)。在某些实施例中，pH水平在6-7、7-8、8-10范围内。在一些实施例中，在15-50摄氏度(℃)的温度下温育样品混合物，以在流动室中进行分析之前加速或稳定该处理。

图9C示出了针对红细胞计数和血小板计数的所测量信号的一个非限制性示例。在T₁和T₂之间，通过所记录信号的峰数确定红细胞数量N_E和血小板细胞数量N_P。在一些实施例中，使用强度高于预定阈值的峰来确定N_E，使用强度低于阈值的峰来确定N_P。在一些实施例中，使用其他方法来区分红细胞峰和血小板细胞峰(参见例如US4,735,504，其全部内容通过引用并入本文，如同完全阐述的一样)。混合物中红细胞C_E1和血小板细胞C_p1的绝对计数被确定如下：

C_E1＝N_E/V₀ [6]

C_P1＝N_P/V₀ [7]

在一些实施例中，血液样品与试剂以预定的体积比R混合。因此，红细胞C_E0的绝对计数和初始血液样品中的血小板细胞C_P0则计算如下：

C_E0＝(R+1)·C_E1＝(R+1)·N_E/C₀ [8]

C_P0＝(R+1)·C_P1＝(R+1)·N_P/C₀ [9]

针对红细胞计数和血小板计数可以测量不同类型的处理试剂和相应的不同类型的光学信号。在一些实施例中，该测量还用来确定其他红细胞和血小板相关参数，其包括但不限于网织红细胞计数、有核红细胞计数、红细胞指数(例如，红细胞压积、平均红细胞体积(MCV)、平均红细胞血红蛋白(MCH)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)和红细胞分布宽度(RDW))、以及血小板指数(例如，平均血小板体积(MPV)、血小板压积(PCT)、血小板分布宽度(PDW)和大血小板比率(PLCR))。关于示例性试剂和信号测量的更多信息可参见US4,735,504、US6,664,110、US4,336,029、US4,971,917、US4,981,803、US4,985,174、US5,733,784、US5,891,731、US6,114,173、US8,940,499、US5,874,310、US5,917,584、US6,573,102、US6,673,618、US7,008,792、US7,74,622、US4,882,284和US2008/0102526，其全部内容通过引用并入本文，如同完全阐述的一样。

在一些实施例中，处理试剂是稀释缓冲剂，并且光学信号测量法至少测量光散射。红细胞和血小板细胞在样品混合物中均保持完整。所记录的光散射信号中的峰表明在流动室中检测到的细胞，并且峰的强度区分红细胞和血小板细胞。光散射信号的示例包括但不限于在1-3度、3-5度、5-12度或12度以上的角度或它们的组合的散射。如专利US4,735,504中所教导的，其他散射角度也可以用于检测和区分红细胞和血小板细胞。

稀释缓冲剂的示例包括但不限于氯化钠、或氯化钾、或磷酸盐缓冲液或其等价物的水溶液。稀释缓冲剂的渗透压被调节以最小化红细胞不需要的裂解。在某些实施例中，样品混合物的渗透压范围为280-300mOsm/L、240-320mOsm/L、200-350mOsm/L或140-400mOsm/L。在某些实施例中，样品混合物的渗透压范围为140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mosm/l。额外的化合物/化学品可以添加到样品处理试剂中，以调整样品混合物的渗透压至所需的范围。渗透压调节化合物/化学品的示例包括但不限于：含阳离子的盐(例如，含有Na⁺、K⁺、NH₄ ⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的盐)；含有阴离子的盐(例如，CI^-、Br^-、NO₃ ^-、CO₃ ^2-、HCO₃ ^-、S0₄ ^2-、HSO₄ ^-、PO₄ ^3-、HPO₄ ^2-、H₂PO₄ ^-、COOH^-和CH₃COO^-)；有机化合物诸如糖(例如葡萄糖和蔗糖)；以及醇类(例如乙醇和甲醇)。

在一些实施例中，处理试剂也含有红细胞球化化合物/化学品。球化化合物/化学品的示例包括但不限于表面活性剂，诸如十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基硫酸钠(SLS)等。球化化合物/化学品将红细胞从盘状转变为球状。当红细胞呈盘状时，正向光散射的强度取决于流动室中细胞的方向。当红细胞呈球状时，正向光散射的强度仅最小或不再取决于流动室中细胞的方向。

在一些实施例中，处理试剂也含有荧光染料，诸如与DNA或RNA或DNA和RNA两者具有高亲和力结合的核酸染料。来自染料标记的荧光和光散射信号一起用来从红细胞中区分出血小板细胞。试剂及所测量的荧光和光散射信号的非限制示例可以在US4,882,284和US2008/0102526中找到，其全部内容通过引用并入本文，如同完全阐述的一样。其他荧光染料和光学信号也可以用于检测红细胞、血小板细胞、网织红细胞和有核红细胞。试剂和所测量信号的非限制示例可以在US4,971,917、US4,981,803、US8,940,499、US6,664,110和US7,674,622中找到，其全部内容通过引用并入本文，如同完全阐述的一样。

在一些实施例中，处理试剂也含有具有预定尺寸的微珠。在无鞘流动室中，将来自红细胞或血小板细胞的测量信号与从微珠测量到的信号进行比较，以便根据珠子的预定尺寸来量化红细胞或血小板细胞的尺寸。图9D中示出了非限制性示例，其中在处理试剂中使用具有大于红细胞的预定尺寸的多个微珠。将所记录信号中的峰与两个预定阈值即阈值1和阈值2进行比较。高度低于阈值1的峰被确定为血小板细胞。高度高于阈值1但低于阈值2的峰被确定为红细胞。高度高于阈值2的峰被确定为微珠。然后将珠子的峰高作为尺寸标准，以量化检测到的红细胞和血小板细胞的尺寸。在一些实施例中，所记录的信号是光散射信号、或光散射信号的组合。在一些实施例中，微珠的尺寸等于或小于红细胞。在一些实施例中，微珠的尺寸在0.1-1μm、1-2μm、2-6μm、6-8μm、8-10μm、10-15μm、25-30μm、30-50μm或50-100μm的范围内。

在一些实施例中，微珠用荧光团预先标记。在流动室中测量来自荧光团标记的珠子的荧光，以将检测到的珠子与检测到的红细胞和血小板细胞区分开。图9E中示出了非限制性示例，其中在无鞘流动室中同时测量两个信号即信号1和信号2。信号2测量珠子的荧光团波长范围内的荧光强度。检测信号2中微珠的峰。然后使用信号2中的这些峰的定时来识别信号1中的珠子的峰。通过与预定阈值相比较，将信号中的其余峰识别为红细胞或血小板细胞。通过比较红细胞和血小板细胞的峰高与信号1中的预定尺寸的珠子的峰高来量化红细胞和血小板细胞的尺寸。在一些实施例中，所记录的信号1是光散射信号、或者光散射信号的组合。在一些实施例中，微珠的尺寸在0.1-1μm、1-2μm、2-6μm、6-8μm、8-10μm、10-15μm、25-30μm、30-50μm或50-100μm的范围内。

CBC检测的另一个参数是血红蛋白浓度。图10A示出了测量血红蛋白浓度的方法的图。将血液样品和样品处理试剂混合以形成样品混合物，然后将其转移到吸收池中以测量血红蛋白浓度。在一些实施例中，测量是一种光学测量，包括但不限于光吸收测量。试管被定义为一个具有两个平行表面的容器，如图10B所示，用样品填充两个表面之间的距离以进行光吸收测量。在吸收测量中，光路长度L等于试管的两个平行表面之间的距离。在该方法的一些实施例中，当样品移动通过吸收池时进行光吸收测量，如图11A的示例中所示。在该方法的其他示例中，当样品在吸收池中静止时进行光吸收测量，如图11B的示例中所示。吸收池可以是任何形状的。根据比尔-朗伯定律，所测量的光吸收用于确定样品混合物中的血红蛋白浓度C_H1：

其中A是所测量的光吸收，L是光路长度，并且ε是血红蛋白混合物的衰减系数，其可以通过校准曲线进行确定。在一些实施例中，血液样品与试剂以预定的体积比R混合。因此，初始血液样品中的血红蛋白浓度被确定为：

在一些实施例中，处理试剂可以是液态形式。在一些其他示例中，处理试剂可以是固体形式(例如，干燥粉末，表面上的干燥涂层和干燥颗粒)。当干燥的试剂溶解在血液样品中时，它可能不会改变血液样品的体积。在这种情况下，体积比R等于1。在吸收池中的光路长度L可以在任何范围内。在某些实施例中，光路长度在0.1-1mm、1-2mm、2-5mm或5-10mm的范围内。

不同类型的处理试剂可以用于血红蛋白测量。关于示例性试剂和信号测量的更多信息可参见US5,958,781、US5,834,315、US7,235,404、US5,242,832、US7,981,681、US4,853,338、US5,866,428、US5,763,280、US5,834,315、US4,997,769、US5,968,832、US5,242,832、US5,866,428、US5,958,781和US8,614,066，其全部内容通过引用并入本文，如同完全阐述的一样。

在一些实施例中，处理试剂可以含有裂解红细胞以将血红蛋白释放到样品混合物中的化合物/化学品。裂解化合物/化学品的示例包括但不限于表面活性剂(例如SDS、SLS、皂甙、曲拉通-X100、季铵盐和吡啶盐)。在一些实施例中，处理试剂可以含有将释放的血红蛋白转化为氧合血红蛋白的化合物/化学品。氧合血红蛋白转化化合物/化学品的示例包括但不限于氧、氢氧化铵和过氧化物。在一些实施例中，处理试剂可能含有将释放的血红蛋白转化为高铁血红蛋白的化合物/化学品。高铁血红蛋白转化化合物/化学品的示例包括但不限于氰化钾、铁氰化钾、二甲基月桂基胺氧化物、SDS和SLS。在一些实施例中，处理试剂可以含有将释放的血红蛋白进一步转化为其他形式的色原如氰化血红蛋白、血氧偶氮醚、硫酸血氧偶氮和碱性高铁血红素的化合物/化学品。色原转化化合物/化学品的示例包括但不限于氰化钾、铁氰化钾、叠氮化钠、SDS、SLS、曲拉通X-100和氢氧化钠。

光吸收的波长进行选择以测量所释放的血红蛋白或其稳定的形式诸如氧合血红蛋白、高铁血红蛋白、氰化高铁血红蛋白、叠氮高铁血红蛋白、硫酸高铁血红蛋白和碱性高铁血红蛋白。在一些实施例中，一个波段(例如520-540nm、540-560nm和560-580nm)用于血红蛋白或其稳定形式的吸收测量。在其他实施例中，除了测量血红蛋白或其稳定形式的吸收测量的波段之外，还使用第二波段来量化影响测量精度的其他因素，诸如吸收池表面的划痕、或样品混合物中的脂质和颗粒。第二波段的示例包括但不限于700-800nm、800-850nm或高于850nm的任何波长。

本文所述的各种方法(例如，用于测量白细胞计数、白细胞分类、红细胞计数、血小板计数、红细胞指数、血小板指数和血红蛋白浓度的方法)可以在各种组合中用来提供完整的CBC检测组合(panel)或部分CBC检测组合。

图12示出了一个提供完整的CBC检测组合的示例性组合的图表。初始血液样品分为三部分。在一些实施例中，通过使用移液方法将预定体积的血液转移到三部分中来实现这种划分。在一些实施例中，通过使用流体导管将预定体积的血液收集到这些部分中来实现这种划分。血液样品的一部分(部分1)与试剂1混合以形成样品混合物1。全部或部分样品混合物1用于测量1，其中样品被转移到无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于红细胞计数、或血小板计数、或红细胞指数、或血小板指数、或这些参数的任何组合。如本文所述的任何试剂和用于红细胞和血小板检测的相应信号可以用于试剂1和测量1。血液样品的另一部分(部分2)与试剂2混合以形成样品混合物2。然后，将全部或部分样品混合物2用于测量2，其中样品被转移到无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于白细胞计数、白细胞分类或两者结合。本文所述的用于白细胞检测的任何试剂和相应信号可以用于试剂2和测量2。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的一个单元中进行。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的两个独立单元中进行。血液样品的另一部分(部分3)与试剂3混合以形成样品混合物3。然后将全部或部分样品混合物3用于测量3，其中将样品转移到吸收池中用于测量血红蛋白浓度。如本文所述的用于血红蛋白检测的任何试剂和相应信号可以用于试剂3和测量3。在一些实施例中，包括血红蛋白在内的红细胞指标诸如MCH和MCHC，可以从测量1和测量3的结果中计算出来。

图13示出了提供完整的CBC检测组合的另一个示例性组合的图表。初始血液样品被分成两部分。在一些实施例中，通过使用移液方法将预定体积的血液转移到这些部分中来实现这种划分。在一些实施例中，通过使用流体导管将预定体积的血液收集到这些部分中来实现这种划分。血液样品(部分1)的一部分与试剂1混合以形成样品混合物1。全部或部分样品混合物1用于测量1，其中样品被转移到无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于红细胞计数、或血小板计数、或红细胞指数、或血小板指数、或这些参数的任何组合。如本文所述的任何试剂和用于红细胞和血小板检测的相应信号可以用于试剂1和测量1。将血液样品的另一部分(部分2)与试剂2混合以形成样品混合物2。然后，将部分样品混合物2用于测量2，其中样品被转移到无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于白细胞计数或白细胞分类或两者结合。本文所述的用于白细胞检测的任何试剂和相应信号可以用于试剂2和测量2。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的一个单元中进行。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的两个独立单元中进行。然后将样品混合物2的另一部分与试剂3混合以形成样品混合物。全部或部分样品混合物3用于测量3，其中将样品转移到吸收池中用于测量血红蛋白浓度。如本文所述的用于血红蛋白检测的任何试剂和相应信号可以用于试剂3和测量3。在一些实施例中，包括血红蛋白在内的红细胞指标诸如MCH和MCHC，可以从测量1和测量3的结果中计算出来。

图14示出了提供完整的CBC检测组合的另一个示例性组合的图。初始血液样品被分成两部分。在一些实施例中，通过使用移液方法将预定体积的血液转移到这些部分中来实现这种划分。在一些实施例中，通过使用流体导管将预定体积的血液收集到这些部分中来实现这种划分。血液样品的一部分(部分1)与试剂1混合以形成样品混合物1。全部或部分样品混合物1用于测量1，其中样品被转移到无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于红细胞计数、或血小板计数、或红细胞指数、或血小板指数、或这些参数的任何组合。如本文所述的任何试剂和用于红细胞和血小板检测的相应信号用于试剂1和测量1。将血液样品的另一部分(部分2)与试剂2混合以形成样品混合物2。然后将部分样品混合物2用于测量单元2，其中将样品转移到无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于白细胞计数或白细胞分类或两者组合。样品混合物2的另一部分被用于测量3，其中样品被转移到吸收池中用于测量血红蛋白浓度。以上讨论了用于白细胞计数和血红蛋白测量的试剂及相应的信号，并且它们保持白细胞完整或仅仅释放部分白细胞细胞质的各种组合用于试剂2。试剂2的一个非限制性示例是裂解试剂，该裂解试剂可以裂解红细胞以释放血红蛋白，但是对于下面的血细胞计数测量保持白细胞完整，如本文所述。这种裂解化合物/化学品的示例包括但不限于铵盐、季铵盐、吡啶盐、羟胺盐、非离子表面活性剂、离子表面活性剂、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基硫酸钠(SLS)及它们的组合，以及任何其他已知的红细胞裂解化合物/化学品。在某些实施例中，白细胞在混合物2中保持完整，其中试剂2含有裂解红细胞但不裂解白细胞的化合物/化学品，并且测量2检测以下信号中的至少一种，光散射、荧光或电阻抗。在一些实施例中，试剂2含有标记白细胞细胞核的至少一种核酸荧光染料，并且测量2至少测量来自该染料标记的荧光信号。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的一个单元中进行。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的两个独立单元中进行。在一些实施例中，包括血红蛋白在内的红细胞指标，诸如MCH和MCHC，可以从测量1和测量3的结果中计算出来。

图15示出了提供完整CBC检测组合的另一个示例性组合的图。将具有预定体积的初始血液样品与试剂1混合，形成样品混合物1。在混合物1中，白细胞、红细胞和血小板细胞都保持完整而不被裂解。试剂1可以是血液样品的任何稀释缓冲剂。稀释缓冲剂的非限制性示例包括但不限于氯化钠、或氯化钾、或磷酸盐缓冲液或它们的等价物的水溶液。调节稀释缓冲剂的渗透压以最小化红细胞不需要的裂解。在某些实施例中，样品混合物的渗透压范围为280-300mOsm/L、240-320mOsm/L或200-350mOsm/L。在某些实施例中，样品混合物的渗透压范围为140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L。将部分样品混合物1与试剂2混合以形成样品混合物2。全部或部分样品混合物2用于测量1，其中样品被转移到无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于红细胞计数、或血小板计数、或红细胞指数、或血小板指数、或这些参数的任何组合。本文所述用于红细胞和血小板检测的任何试剂和相应信号用于试剂2和测量1。将部分样品混合物1与试剂3混合以形成样品混合物3。然后，全部或部分样品混合物3用于测量2，其中样品被转移到无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于白细胞计数或白细胞分类或两者组合。本文所述的用于白细胞检测的任何试剂和相应信号可以用于试剂3和测量2。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的一个单元中进行。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的两个独立单元中进行。部分样品混合物1与试剂4混合形成样品混合物4。全部或部分样品混合物4用于测量3，其中将样品转移到吸收池中以测量血红蛋白浓度。本文所述用于血红蛋白检测的任何试剂和相应信号可以用于试剂4和测量3。在一些实施例中，包括血红蛋白在内的红细胞指标，诸如MCH和MCHC，可以从测量1和测量3的结果中计算出来。

图16示出了提供完整CBC检测组合的另一示例性组合的图。将具有预定体积的初始血液样品与试剂1混合，形成样品混合物1。在混合物1中，白细胞、红细胞和血小板细胞都保持完整而不被裂解。部分样品混合物1用于测量1，其中样品被转移到具有无鞘流动室和的流量传感器的流体配置中，用于白细胞计数或白细胞分类或两者组合。用于如本文所述的不裂解红细胞的白细胞检测的试剂的各种示例用于试剂1。试剂1的非限制性示例是稀释剂缓冲剂，其保持红细胞完整并含有用于白细胞检测的荧光核酸染料，如本文所述。稀释缓冲剂的非限制性示例包括但不限于氯化钠、或氯化钾、或磷酸盐缓冲液或其等价物的水溶液。调节稀释缓冲剂的渗透压以最小化红细胞不需要的裂解。在某些实施例中，样品混合物的渗透压范围为280-300mOsm/L、240-320mOsm/L或200-350mOsm/L。在某些实施例中，样品混合物的渗透压范围为140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L。在一些实施例中，测量1至少检测一个荧光信号。部分样品混合物1与试剂2混合形成样品混合物2。然后将全部或部分样品混合物2用于测量2，其中将样品转移到的无鞘流动室和流量传感器的流体配置中，用于红细胞计数、或血小板计数、或红细胞指数、或血小板指数、或这些参数的任何组合。如本文所述的用于红细胞和血小板检测的任何试剂和相应信号用于试剂2和测量2。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的一个单元中进行。在一些实施例中，测量1和测量2在无鞘流动室和流量传感器的配置的两个独立单元中进行。将部分样品混合物1与试剂3混合以形成样品混合物3。全部或部分样品混合物3用于测量3，其中将样品转移到吸收池中用于测量血红蛋白浓度。如本文所述的用于血红蛋白检测的任何试剂和相应信号用于试剂3和测量3。在一些实施例中，涉及血红蛋白的红细胞指数，诸如MCH和MCHC，可从测量2和测量3的结果计算出来。

在图12-16的示例的一些实施例中，初始血液样品是全血。在图12-16的示例的一些实施例中，初始血液样品是预定稀释比率的经稀释的全血。在图12-16的示例的一些实施例中，初始血液含有抗凝血剂(例如，乙二胺四乙酸(EDTA)和肝素)以防止凝血。

可以在各种流体回路和系统中实现提供CBC参数和完整检测组合的配置和方法。在一些实施例中，使用卡盒格式。在一些实施例中，具有内置流体的卡盒可以被插入读取仪中进行操作，如图17的示例所示。具有内置流体17102的卡盒17101被插入读取仪17201上的对接槽17202中。在一些实施例中，读取仪记录并分析来自无鞘流细胞计数分析和吸收池分析的信号。在一些实施例中，读取仪具有对准机构和特性，以便将无鞘流动室与诸如光学信号等用于信号测量的仪器对准。在一些实施例中，读取仪还检测来自流量传感器的信号，以确定绝对计数。在一些实施例中，读取仪还将气动压力源施加到卡盒上以驱动流体转移。在一些实施例中，接收施加到卡盒上的气动压力的部分最初是密封的，并且仪器件打开此密封，以便施加气动压力。在一些实施例中，读取仪还支持附加的致动件诸如打开或关闭卡盒流体中的阀结构。在一些实施例中，卡盒是自包含的，并且在卡盒和读取仪之间不交换液体样品。在一些实施例中，卡盒是非自包含的，读取仪有液体储存空间，并且读取仪与卡盒之间有液体交换，诸如从读取仪向卡盒中进行输液。在一些实施例中，卡盒在被插入读取器后保持静止，而移动用于外部连接的接口，诸如气动压力源，以与卡盒接触。在其他实施例中，卡盒可以在插入读取器之后移动，并且移动以与用于外部连接的接口(例如气动压力源)接触。

这里描述的是基本流体单元、具有多个流体单元的流体回路和实现流体单元或流体回路的卡盒的配置和操作的各种实施例。关于流体单元的设计、操作和制造的更多信息可参见美国申请15/176,729和PCT申请PCT/US16/36426，其全部内容通过引用并入本文，如同完全阐述的一样。可以在这些流体配置和卡盒中实现提供CBC参数的配置和方法。图18A示出了在卡盒中使用的基本流体单元的一个非限制性示例。基本流体单元18001具有腔室18002、通气孔18003和接入腔室的至少一个微流体通道18004，并在微流体通道上具有阀18005。在一些实施例中，腔室具有范围约为0.01-0.1ml、0.1-0.2ml、0.2-0.4ml、0.4-0.8ml或0.8-2ml的体积。在一些实施例中，单元18001可以具有一个或多个微流体通道(每个具有阀)进入腔室18002。该单位的操作取决于重力或替代重力的任何其它力(例如离心力)，以保持流体的位置。另外，它使用另一种力诸如气动压力来转移流体。在一些实施例中，阀18005可以是被动阀。在一些实施例中，阀1005可以是主动阀。在一些实施例中，阀1005可以是主动阀和被动阀的混合或组合。在一些实施例中，阀1005可以是本领域普通技术人员已知的任何设计。图18B示出了表示本文所述的流体单元的符号图。

图19A-19D示出了被动阀的一些非限制性示例。本领域技术人员已知的其他被动阀设计也可以使用。图19A是具有带有亲水内表面的通道和疏水表面的补片的被动阀设计。图19B是具有带有疏水内表面的通道和亲水表面的补片的被动阀设计。图19C是其具有沿流动方向的通道横截面的扩大并且通道具有亲水表面的被动阀设计。图19D是具有沿流动方向的通道横截面的缩小并且通道具有疏水表面的被动阀设计。

图19E-19G示出了主动阀的一些非限制性示例。本领域技术人员已知的其他主动阀设计也可以使用。图19E示出了具有柔性膜的阀设计。当柔性膜弯曲远离基板时，阀处于“打开”状态以允许流体流通过。当柔性膜向基板弯曲而没有空隙时，阀处于“关闭”状态，并且流体流无法通过。图19F示出了具有可移动膜的阀设计。当可移动膜远离基板时，入口和出口之间有流体路径，并且阀处于“开启”状态。当移动膜与基板接近而没有空隙时，入口和出口之间没有流体路径，并且阀处于"关闭"状态。图19G示出了在通道上具有塞子的阀设计。当塞子被拉离通道而离开基板时，通道处于“打开”状态，从而允许流体流从入口流到出口。当塞子被插入与基板接触的通道中时，通道处于"关闭"状态，并且入口和出口之间没有流体路径。塞子可以由固体材料、聚合物、弹性体、凝胶、蜡、硅油或其他材料制成。当使用主动阀时，可以使用附加的致动机构来操作阀。

图20A示出了使用基本流体单元、无鞘流动室和流量传感器来检测、表征、获得血细胞的绝对计数和测量CBC中的血红蛋白浓度的一个非限制性示例。在该示例中，基本流体单元20101、无鞘流动室20201和流量传感器20301通过流体导管20001和20002串联连接。流体单元20101具有腔室20102、通气孔20103和微流体通道20104(带有阀20105)。流量传感器20301具有两个感测区20302和20303。腔室20102中的流体样品A1可以被转移到流动室20201和流量传感器20301中，用于检测、表征和获得血细胞的绝对计数，如本文所述。测量后，流体样品离开流量传感器的出口端口20304。在一些实施例中，处置离开端口20304的样品。在一些实施例中，离开端口20304的样品被收集在贮液器中，如图20C的非限制性示例中所示。带有通气孔20402的贮液器20401通过流体导管20003连接至端口20304，以收集离开端口20304的样品。在一些实施例中，可以使用腔室20102作为吸收池来测量血液样品中血红蛋白的浓度。在一些实施例中，可以在流体通道20104下游添加吸收池来测量血红蛋白。

在某些实施例中，由气动压力驱动流体转移。图20B示出了通过分别向基本流体单元20101的通气孔20103和流量传感器20301的出口端口20304施加气动压力P₁和P₂，针对图20A的配置进行流体转移的非限制性示例。通过施加气动压力P₂＜P₁，可以驱动流体样品从腔室流过流动室和流量传感器。图20D示出了通过分别向基本流体单元20101的通气孔20103和贮液器20401的通气孔20402施加气动压力P₁和P₃，针对图20C的配置进行流体转移的非限制性示例。在该示例中，由气动压力P₃间接调节流量传感器20301出口端口20304处的压力P₂。通过施加气动压力P₃＜P₁，可以驱动流体样品从腔室流过流体池和流量传感器。在一些实施例中，上述两个示例中的气动压力P₁等同于操作流体配置的大气压力P₀。在某些实施例中，可以使用其他泵送方法(例如，静电力，离心力，机械推动，磁力等)来转移流体样品以进行测量。

在一些实施例中，样品A1是全血和用于白细胞检测的试剂的混合物。在此可使用如本文所述的白细胞检测试剂和在无鞘流动室中所测量的相应信号的各种示例。在一些实施例中，样品A1是全血和用于红细胞和血小板检测的试剂的混合物。在此可以使用如本文所述的红细胞和血小板检测试剂和在无鞘流动室中所测量的相应信号的各种示例。在一些实施例中，样品A1是全血和用于血红蛋白测量的试剂的混合物。在此可以使用如本文所述的血红蛋白检测试剂和在吸收池中所测量的相应信号的各种示例。

图21A示出了用于检测、表征、获得血细胞的绝对计数和测量CBC中的血红蛋白浓度的另一个非限制性示例。该示例具有两个基本流体单元21101和21201、无鞘流动室21301和流量传感器21401。基本流体单元21101具有腔室21102、通气孔21103和带有阀21105的微流体通道21104。基本流体单元21201具有腔室21202、通气孔21203和两个微流体通道即带有阀21205的微流体通道20204、带有阀21207的微流体通道21206。流体导管21001连接通道21104和通道21204。无鞘流动室的入口经由流体导管21002连接至通道21206。无鞘流动室的出口经由流体导管21003连接至流量传感器。流量传感器21401具有两个感测区21402和21403。流量传感器21401的出口21404通过流体导管21502连接至贮液器21501。贮液器21501具有通气孔21503。

在一些实施例中，将试剂A1装入腔室21102中，并将样品B1引入流体导管21001中。在一些实施例中，试剂A1具有预定体积，内置存储在流体卡盒中。在一些实施例中，在分析之前将试剂A1装入腔室中。在一些实施例中，样品B1具有预定体积，其被收集到流体导管21001中。在一些实施例中，使用预定体积的A1和B1来确定稀释比率R。各种方法可以用来将样品B1引入流体导管21001。在一些实施例中，经由入口端口21006和流体导管21004引入样品B1，并且在引入样品之后关闭阀21005以防止样品离开入口端口21006，如图21A中所示。在一些实施例中，由于通过入口端口21006和流体导管21004引入样品B1，在引入样品后，由外部结构密封入口端口21006，如图21B所示。外部结构的示例包括但不限于机械盖，粘合密封件等。在这些非限制性示例中，流体导管21004是卡盒装置中的不变特征。

为了转移流体样品，在一些实施例中，将气动压力施加到通气孔21103(P₁)，21203(P₂)和21503(P₃)上。图21C示出了使用这种流体配置的示例图。通过施加气动压力(P₁＞P₀，P₂＝P₃＝P₀)，将试剂A1从腔室21102转移到腔室21202中，并且该动作将试剂A1和样品B1冲到腔室21202中以形成样品混合物1。在一些实施例中，气动压力P₀是恒定压力。在一些实施例中，气动压力P₀是其中使用流体配置的大气压力。在一些实施例中，可连续地使用气动压力(P₁＞P₀，P₂＝P₃＝P0)和(P₁＜P₀，P₂＝P₃＝P₀)来将样品混合物1从腔室21202移入腔室21102，然后再移回腔室20202。当样品混合物移出腔室并进入流体导管21001时，样品混合物被集中到更窄的流中，这加速了试剂和样品在混合物中的侧向扩散。当样品混合物从流体导管21001移出进入腔室时，样品流的动力流动在腔室中引入了混沌混合(chaoticmixing)。这两种动作都增强了样品混合物的混合均匀性。通过施加气动压力(P₃＜P₀，P₁＝P₂＝P₀)样品混合物1被转移到无鞘流动室和流量传感器中用于细胞计数分析，该细胞计数分析包括但不限于检测白细胞、红细胞、血小板或这些参数的任何组合。在一些实施例中，使用腔室21102或腔室21202作为吸收池来测量样品混合物的血红蛋白浓度，如本文所述。在一些实施例中，可以在通道21206下游添加额外的吸收池单元来测量血红蛋白。

在一些实施例中，样品B1是全血，并且试剂A1是用于白细胞检测的试剂。在此可以使用如本文所述的白细胞检测试剂和在无鞘流动室中所测量的相应信号的各种示例。在一些实施例中，样品B1为全血，并且试剂A1是用于红细胞和血小板检测的试剂。在此可以使用如本文所述的红细胞和血小板检测试剂和在无鞘流动室中所测量的相应信号的各种示例。在一些实施例中，样品B1为全血，并且试剂A1是用于血红蛋白测量的试剂。在此可以使用如本文所述的血红蛋白检测试剂和在吸收池中所测量的相应信号的各种示例。

在一些实施例中，样品B1是全血，并且试剂A1是白细胞检测试剂和血红蛋白检测试剂的组合。组合的非限制性示例含有白细胞检测试剂，其裂解红细胞以释放血红蛋白，但保持白细胞完整，如本文所述。用这种试剂A1，测量流动室中的样品混合物1和流动传感器获得白细胞计数或白细胞分类或这些参数的组合。另外，样品混合物1的吸收池测量获得血红蛋白浓度。

上面讨论了用于白细胞计数和血红蛋白测量的试剂和相应信号，它们或保持白细胞完整或只释放部分白细胞细胞质的各种组合可以用作试剂A1。在某些实施例中，白细胞在样品混合物中保持完整，其中试剂A1含有裂解红细胞但不裂解白细胞的化合物/化学品，并且流动室中的测量检测到以下信号中的至少一个，光散射、荧光或电阻抗。在一些实施例中，试剂A1含有标记白细胞的细胞核的至少一个核酸荧光染料，并且在流动室中测量至少测量来自这种染料标记的荧光信号。

图22A示出了另一个非限制性示例，其具有三个基本流体单元22101、22201和22301，无鞘流动室22401和流量传感器22501。基本流体单元22101具有腔室22102、通气孔22103和带有阀21105的微流体通道22104。基本流体单元22201具有腔室22202、通气孔22203和带有阀22205的微流体通道22204。基本流体单元22301具有腔室22302、通气孔22303、以及三个微流体通道即带有阀22305的微流体通道22304、带有阀22307的微流体通道22306和带有阀22309的微流体通道22308。流体导管22001连接通道22104和22306。流体导管22002连接通道22204和22304。无鞘流动室22401的入口通过流体导管22003连接至通道22308。无鞘流动室的出口通过流体导管22004连接至流量传感器。流量传感器22501具有两个感测区22502和22503。流量传感器22501的出口22504通过流体导管22602连接至贮液器22601。贮液器22601具有通气孔22603。

在一些实施例中，将试剂A1装入腔室22102中，并且将试剂A2装入腔室22202中。在一些实施例中，试剂A1和A2具有内置存储在流体卡盒中的预定体积。在一些实施例中，在下面的分析之前将试剂A1和A2装入腔室中。在一些实施例中，样品B1具有收集在流体导管22001中的预定体积，并且样品B2具有收集在流体导管22002中的预定体积。各种方法可以用来将样品B1和B2引入流体导管22001和22002。在一些实施例中，经由入口端口22601和流体导管22602引入样品B1，并且在引入样品后关闭阀22603，如图22A所示。在一些实施例中，经由入口端口22701和流体导管22702引入样品B2，并且在引入样品后关闭阀22703，如图22A所示。在一些实施例中，经由入口端口22601和流体导管22602引入样品B1，并且在引入样品后由外部结构密封入口端口22602，如图22B所示。在一些实施例中，通过入口端口22701和流体导管22702引入样品B2，并且在引入样品后，由外部结构密封入口端口22602，如图22B所示。

在一些实施例中，分两步将血液样品引入入口端口22601和22701，如图22A和图22B所示。所收集的样品B1用于白细胞检测和血红蛋白测量，并且B2用于CBC中的红细胞和血小板检测，如本文所述。在一些实施例中，将血液样品一步引入入口端口22601和22701。所收集的样品B1用于白细胞检测和血红蛋白测量，并且B2用于CBC中的红细胞和血小板检测，如本文所述。在一个非限制性示例中，入口端口22601和22701被设置成非常接近，如图22C所示。将血液样品一步施加到这两个端口，并且使用外部结构一步密封这两个端口。在一些实施例中，入口端口22601和22701非常接近，如此使得端口之间的距离小于0.5mm、1mm、2mm、5mm或10mm。外部结构的示例包括但不限于机械盖，粘合密封件等。

为了转移流体样品，在一些实施例中，将气动压力施加到通气孔22103(P₁)，22203(P₂)和22303(P₃)和22603(P₄)上。图22D示出了用于流体转移的气动压力的示例图。通过施加气动压力(P₁＞P₀，P₂＝P₃＝P₄＝P₀)，试剂A1从腔室22102转移到腔室22302中，并且该动作将试剂A1和样品B1冲入腔室22302中以形成样品混合物1。接下来，通过施加气动压力(P₄＜P₀，P₁＝P₂＝P₃＝P₀)，部分或全部样品混合物1被转移到流动室和流量传感器中用于细胞计数分析。在一些实施例中，在细胞计数测量后，腔室22302室中样品混合物1的任何残余可以被转移出腔室，例如，通过施加(P₁＜P₀，P₂＝P₃＝P₄＝P₀)回到腔室22102。同样，通过施加气动压力(P₂＞P_O，P₁＝P₃＝P₄＝P_O)，将试剂A2从腔室22202转移到腔室22302，该动作将试剂A2和样品B2冲入腔室22302，形成样品混合物2。通过施加气动压力(P₄＜P₀，P₁＝P₂＝P₃＝P₀)，部分或全部样品混合物2被转移到流动室和流量传感器中用于细胞计数分析。在一些实施例中，在细胞计数测量后，腔室22302中的样品混合物2的任何残余可以被转移出腔室，例如，通过施加(P₂＜P₀，P₁＝P₃＝P₄＝P₀)回到腔室22102。在一些实施例中，在形成和分析样品混合物2的步骤之前，执行形成和分析样品混合物1的步骤。在一些实施例中，在形成和分析样品混合物2的步骤之后，执行形成和分析样品混合物1的步骤。在一些实施例中，样品混合物1或样品混合物2或两者都是在腔室22302中进行吸收池测量，或在通道22308下游添加的额外的吸收池单元中进行测量。

在一些实施例中，样品B1为全血，并且试剂A1为用于红细胞和血小板检测的试剂，而样品B2为全血样品，并且试剂A2为用于白细胞检测的试剂。如本文所述的白细胞、红细胞和血小板检测试剂及其在无鞘流动室中测量到的相应信号的各种示例可以用于本文。在一些实施例中，样品B2与试剂A2形成的样品混合物2用于白细胞检测和血红蛋白浓度测量。上面讨论了用于白细胞计数和血红蛋白测量的试剂和相应信号，它们或保持白细胞完整或只释放部分白细胞细胞质的各种组合可以用作试剂A2。在某些实施例中，白细胞在样品混合物2中保持完整，其中试剂A2含有裂解红细胞但不裂解白细胞的化合物/化学品，并且流动室中样品混合物2的测量检测以下信号中的至少一种：光散射、荧光或电阻抗。在一些实施例中，A2试剂含有标记白细胞细胞核的至少一种核酸荧光染料，并且流动室中的样品混合物2测量至少测量来自这种染料标记的荧光信号。

在一个非限制性示例中，试剂A1是红细胞和血小板检测试剂，其含有具有球化化合物/化学品的稀释剂，该稀释剂稀释血液样品，保持红细胞和血小板完整，并将红细胞转化为球状形状。试剂A2是白细胞和血红蛋白检测试剂的组合，其含有裂解红细胞以释放血红蛋白但保持白细胞完整的化合物/化学品。在一些实施例中，试剂A2还含有用于标记白细胞的荧光核酸染料。样品B1和B2是具有预定体积的全血。对于CBC检测，首先，将试剂A1和样品B1转移到腔室22302中以形成样品混合物1。在无鞘流动室中测量部分或全部混合物1，用于红细胞计数、血小板计数、红细胞指数或血小板指数或这些参数的组合。在这个细胞计数分析后，腔室22302中的样品混合物1的任何残余可以自腔室中移除并被转移回腔室22102。接下来，将试剂A2和样品B2转移到第三腔室22302中以形成样品混合物2。在无鞘流动室中测量部分混合物2用于白细胞计数、白细胞分类或这些参数的组合。同时，通过使用腔室22302作为吸收池，测量样品混合物2的血红蛋白浓度。离开流量传感器22501的出口22504的任何样品被收集在贮液器22601中。这样，可以在具有基本流体单元、无鞘流动室和流量传感器的卡盒中，获得完整的CBC检测，包括白细胞计数、白细胞分类、红细胞计数、血小板计数、红细胞指数、血小板指数和血红蛋白浓度。

图23A示出了另一个非限制性示例，其具有三个基本流体单元23101、23201和23301，无鞘流动室23401和流量传感器23501。基本流体单元23101具有腔室23102、通气孔23103和带有阀23105的微流体通道23104。基本流体单元23201具有腔室23202、通气孔23203和带有阀23205的微流控通道23204。基本流体单元23301具有腔室23302、通气孔23303、带有阀23305的微流体通道23304和带有阀22309的微流体通道22308。流体导管23001连接通道23104和23204。流体导管23002连接通道23204和23304。无鞘流动室23401的入口通过流体导管23003连接至通道22308。无鞘流动室的出口通过流体导管23304连接至流量传感器23501。流量传感器23501有两个感测区23502和23503。流量传感器23501的出口23504通过流体导管23602连接至贮液器23601。贮液器23601具有通气孔23603。在一些实施例中，阀23104和23205是通过外部工具驱动的主动阀。主动阀的示例包括但不限于图19E-19G中的阀结构。

在一些实施例中，将预定体积的试剂A1装入腔室23102中，并将预定体积的试剂A2装入腔室23202中。在一些实施例中，试剂A1和A2最初内置存储在流体卡盒中。在一些实施例中，在下面的分析之前将试剂A1和A2装入腔室中。在一些实施例中，预定体积的血液样品B1被收集在流体导管23001中，并且预定体积的血液样品B2被收集在流体导管23002中。各种方法可以用来将样品B1和B2引入到流体导管23001和23002中。在一些实施例中，通过入口端口23801和流体导管23802引入样品B1和B2，并且在引入样品后关闭阀22603，如图23A所示。在一些其他实施例中，通过入口端口23801和流体导管23802引入样品B1和B2，并且在引入样品后，由外部结构密封入口端口23802。外部结构的示例包括但不限于机械盖、粘合密封件等。

为了转移流体样品，在一些实施例中，将气动压力施加到通气孔23103(P₁)、23203(P₂)、23303(P₃)和23603(P₄)上，并且在关闭状态和打开状态之间驱动主动阀23105和23205。图23B示出了用于流体转移的气动压力和主动阀驱动的示例图。在步骤1中，阀23105保持在关闭状态，并且阀23205保持在打开状态。通过施加气动压力(P₂＞P₀，P₃＝P₄＝P₀)，将试剂A2从腔室23202转移到腔室23302中，并且该动作将试剂A2和样品B2冲到腔室23302中以形成样品混合物2。在一些实施例中，依次使用气动压力(P₂＜P₀，P₃＝P₄＝P₀)和(P₂＞P₀，P₃＝P₄＝P₀)将样品混合物2从腔室23302移动到腔室23202中，然后再次返回腔室23302中以增强混合，如本文所述。接下来，通过施加气动压力(P₄＜P₀，P₂＝P₃＝P₀)，将样品混合物2的部分或转移到流动室和流量传感器中进行细胞计数分析。在一些实施例中，腔室23302用作用于样品混合物2的血红蛋白测量的吸收池。在一些实施例中，细胞计数测量后，将腔室23302中的样品混合物2的任何残余可以转移出腔室，例如，通过施加气动压力(P₂＜P₀，P₃＝P₄＝P₀)回到腔室23202中。在步骤2中，阀22105保持打开状态，并且阀23205保持关闭状态。通过施加气动压力(P₁＞P₀，P₃＝P₄＝P₀)，将试剂A1从腔室23102转移到腔室23302中，并且该动作将试剂A1和样品B1冲入腔室23302中，以形成样品混合物1。在一些实施例中，依次使用气动压力(P₁＜P₀，P₃＝P₄＝P₀)和(P₁＞P₀，P₃＝P₄＝P₀)将样品混合物1从腔室23302移动到腔室23102，并且然后再回到腔室23302，以增强混合，如本文所述。接下来，通过施加气动压力(P₄＜P₀，P₁＝P₃＝P₀)，将部分或全部样品混合物1转移到流动室和流量传感器中用于细胞计数分析。在一些实施例中，腔室23302用作用于样品混合物1的血红蛋白测量的吸收池。在一些实施例中，可以通过用于吸收池测量的流体导管在通道23308的下游添加吸收池单元。

在一些实施例中，样品B2是全血，并且试剂A2是用于红细胞和血小板检测的试剂，而样品B1是全血样品，并且试剂A1是用于白细胞检测的试剂。如本文所述的白细胞、红细胞和血小板检测试剂及其在无鞘流动室中测量到的相应信号的各种示例可以用于本文。在一些实施例中，由样品B1与试剂A1形成的样品混合物1用于白细胞的检测和血红蛋白浓度的测量。上面讨论了用于白细胞计数和血红蛋白测量的试剂和相应信号，它们或保持白细胞完整或只释放部分白细胞细胞质的各种组合可以用作试剂A1。在某些实施例中，在样品混合物1中白细胞保持完整，其中试剂A1含有能裂解红细胞但不裂解白细胞的化合物/化学品，并且流动室中的样品混合物1的测量检测到以下信号中的至少一个，光散射、荧光或电阻抗。在一些实施例中，试剂A1含有标记白细胞细胞核的至少一个核酸荧光染料，并且流动室中的样品混合物1测量至少测量来自这种染料标记所产生的荧光信号。

在一个非限制性示例中，试剂A2是红细胞检测试剂，其含有带有球化化合物/化学物质的稀释剂，该稀释剂稀释血液样品，保持红细胞和血小板细胞完整，并将红细胞转化为球状形状。该试剂A1是白细胞检测试剂和血红蛋白检测试剂的结合，其含有裂解红细胞以释放血红蛋白的化合物/化学品，但能保持白细胞的完整。在一些实施例中，试剂A1还含有用于标记白细胞的荧光核酸染料。样品B1和B2是具有预定体积的全血。对于CBC检测，在步骤1中，阀23105保持在关闭状态，并且阀23205保持在打开状态。将试剂A2和样品B2转移到腔室23302中以形成样品混合物2。在无鞘流动室中测量部分或全部混合物2用于红细胞计数、血小板计数、红细胞指数或血小板指数或这些参数的组合。在细胞计数分析后，腔室23302中混合物2的任何残余自腔室中移除，并且被转移回腔室23202中。在一些实施例中，使用腔室23303作为吸收池在样品混合物2上进行光吸收测量。在步骤2中，阀23105保持在打开状态，并且阀23205保持在关闭状态。接下来，将试剂A1和样品B1转移到腔室22302中以形成样品混合物1。在无鞘流动室中测量部分混合物1用于白细胞计数、白细胞分类或这些参数的组合。同时，使用腔室23302作为吸收池，测量第三腔室23302中的混合物1的血红蛋白浓度。离开流量传感器23501的出口23504的任何样品被收集在贮液器23601中。这样，可以在具有基本流体单元、无鞘流动室和流量传感器的卡盒中，获得完整的CBC检测，包括白细胞计数、白细胞分类、红细胞计数、血小板计数、红细胞指数、血小板指数和血红蛋白浓度。

图24A示出了另一个非限制性示例，其具有三个基本流体单元24101、24201和24301、无鞘流动室24501和流量传感器24601。基本流体单元24101具有腔室24102、通气孔24103和带有阀24105的微流体通道24104。基本流体单元24201具有腔室24202、通气孔24203和带有阀24205的微流体通道24204。基本流体单元24301具有腔室24302、通气孔24303、以及四个微流体通道即带有阀24305的微流体通道24304、带有阀24307的微流体通道24306、带有阀22309的微流体通道22308和带有阀24311的微流体通道24310。带有通气孔24403的储液室24401由流体导管24003连接至通道24308。流体导管24001连接通道24104和24306。流体导管24002连接通道24204和24304。无鞘流动室24501的入口通过流体导管24004连接至通道24310。无鞘流动室的出口经由流体导管24005连接至流量传感器24601。流量传感器24601具有两个感测区24602和24603。流量传感器24601的出口24604通过流体导管24702连接至贮液器24701。贮液器24701具有通气孔24703。

在一些实施例中，将预定体积的试剂A1装入腔室24102中，并将预定体积的试剂A2装入腔室24202，将预定体积的试剂A3装入储液室24401中。在一些实施例中，试剂A1、A2和A3最初内置存储在流体卡盒中。在一些实施例中，在下面的分析之前将试剂A1、A2和A3装入腔室中。在一些实施例中，试剂A3是干燥试剂。干燥试剂的非限制性示例可以干燥珠子、干燥粉末或干燥涂层的形式存储。在一些实施例中，预定体积的样品B1被收集在流体导管24001中，并且预定体积的样品B2被收集在流体导管24002中。如上述实施例中所述，各种方法可以用来将样品B1和B2引入流体导管24001和24002中。在一个非限制示例中，如图24A所示，通过入口端口24801和流体导管24802引入样品B1，并且在引入样品后关闭阀24803。通过入口端口24901和流体导管24902引入样品B2，并且在引入样品后关闭阀24903。

为了转移流体样品，在一些实施例中，将气动压力施加到通气孔24103(P₁)、24203(P₂)、24303(P₃)、24403(P₄)和24703(P₅)上。图24B示出了使用该流体配置的示例图。通过施加气动压力(P₁＞P₀,P₂＝P₃＝P₄＝P₅＝P₀)，将试剂A1从腔室24102转移到腔室24302中，并且该动作将试剂A1和样品B1冲入腔室24302中，以形成样品混合物1。通过施加气动压力(P₅＜P₀，P₁＝P₂＝P₃＝P₄＝P₀)，将部分或全部样品混合物1转移到流动室和流动传感器中用于细胞计数分析。在一些实施例中，在细胞计数测量后，可将腔室24302中的样品混合物1的任何残余转移出腔室24302，例如，转移回腔室24102中。同样，通过施加气动压力(P₂＞P₀，P₁＝P₃＝P₄＝P₅＝P₀)，将试剂A2从腔室24202转移到腔室24302中，并且这个动作将试剂A2和样品B2冲入腔室24302以形成样品混合物2。通过施加气动压力(P₅＜P₀，P₁＝P₂＝P₃＝P₄＝P₀)，将部分或全部样品混合物2转移到流动室和流量传感器中用于细胞计数分析。在一些实施例中，通过施加气动压力(P₄＜P₀,P₁＝P₂＝P₃＝P₅＝P₀)，腔室24302中部分或全部样品，要么样品混合物1要么样品混合物2可以被转移到储液室24401与试剂A3混合并形成样品混合物3。在一些实施例中，分别测量样品混合物1、2和3的血红蛋白浓度。通过使用腔室24302作为吸收池，或通过在通道24310的下游添加吸收池单元来进行血红蛋白浓度的测量。

在一些实施例中，样品B1为全血，并且试剂A1为用于红细胞和血小板检测的试剂，而样品B2为全血样品，并且试剂A2为用于白细胞检测的试剂。如本文所述的白细胞、红细胞和血小板检测试剂及其在无鞘流动室中测量到的相应信号的各种示例可以用于本文。在一些实施例中，试剂A3是用于血红蛋白浓度的试剂。本文中可使用如本文所述的血红蛋白检测试剂和相应信号的各种示例。在一些实施例中，该试剂A3是最初内置存储在流体卡盒中的干燥试剂。在一些实施例中，干燥试剂A3被涂敷在腔室24401的内表面上，与流体样品接触后溶解。

在一个非限制性示例中，试剂A1是红细胞和血小板检测试剂，其含有带有球化化合物/化学品的稀释剂，该稀释剂可以稀释血液样品，保持红细胞和血小板细胞完整，并将红细胞转化为球状形状。试剂A2是白细胞检测试剂，其含有至少一个荧光核酸染料。试剂A3是血红蛋白检测试剂，其裂解红细胞以释放血红蛋白，并将血红蛋白转化为稳定形式的测量值。试剂A3作为干燥层被涂敷在储液室24401表面上。对于CBC检测，首先将试剂A1和样品B1转移到腔室24302中，以形成样品混合物1。在无鞘流动室中测量部分或全部混合物1，用于红细胞计数、血小板计数、红细胞指数、或血小板指数、或这些参数的组合。在该细胞计数分析之后，将腔室24302中的混合物1的任何残余从腔室移除并转移回第一腔室24102。接下来，将试剂A2和样品B2转移到腔室24302中以形成样品混合物2。在无鞘流动室中测量部分混合物2获得白细胞计数、或白细胞分类、或这些参数的组合。接下来，将腔室24302中部分或全部剩余样品混合物2的转移到储液室24401中。试剂3的干燥涂层在与样品混合物2接触后溶解，并与其混合从而形成样品混合物3。然后，使用储液室24401或腔室24302作为吸收池，或使用通道24310下游额外的吸收池单元，来测量样品混合物3的血红蛋白浓度。这样，可以在具有基本流体单元、无鞘流动室和流量传感器的卡盒中，获得完整的CBC检测，包括白细胞计数、白细胞分类、红细胞计数、血小板计数、红细胞指数、血小板指数和血红蛋白浓度。

在一些实施例中，将具有无鞘流动室的卡盒插入具有光学器件的读取仪中，以测量来自流动室中的样品的信号(例如，荧光、光正向散射、光侧向散射、光吸收等)。卡盒的对准例如流动室和光学器件之间的相对定位，影响用于细胞计数分析所测量的信号。为了补偿这种对准，卡盒的一些实施例中含有具有预定性质(如珠子的尺寸、荧光团的浓度等)的微珠的至少一种试剂作为校准标准。对于非限制性示例，微珠可以是红细胞和血小板检测试剂、白细胞检测试剂或校准用分离试剂。微珠的尺寸可以在0.1-1μm、1-2μm、2-6μm、6-8μm、8-10μm、10-15μm、25-30μm、30-50μm或50-100μm的范围内，并且应小于无鞘流动室的直径。

在一些实施例中，卡盒含有至少一种试剂，该试剂具有预定尺寸的微珠作为校准标准以量化细胞尺寸。在非限制性示例中，用于红细胞和血小板检测的试剂含有预定尺寸的微珠，并且在无鞘流动室中测量试剂和血液样品的混合物的至少一个光散射信号。图9D示出了来自试剂和血液样品的混合物的所记录的光散射信号的非限制性示例。在该示例中，所记录信号中的峰高表示检测到的珠子或细胞的尺寸。红细胞或血小板细胞的尺寸由三个因素来量化：第一，所测量的红细胞或血小板细胞的各自峰高；第二，所测量的微珠的峰高；以及第三，微珠的预定尺寸。在一些其他实施例中，用其他信号特性诸如峰宽、时间飞跃等来表征检测到的珠子或细胞的尺寸。美国专利4,765,737中描述了这些信号特性及其测量的非限制性示例。

在非限制性示例中，卡盒装置包括试剂，并且试剂包含具有10μm的均一直径的尺寸参考珠子。在该示例中，参考珠子的尺寸(直径10μm)大于红细胞(直径约7μm)和血小板细胞(直径约2μm)。正向角度的光散射可以通过读取仪装置测量以将尺寸参考珠子与样品流中红细胞和/或血小板细胞区分开来，并参考尺寸参考珠子进一步使用光散射信号量化红细胞和/或血小板细胞的尺寸。

在另一个非限制性示例中，卡盒装置包括试剂，并且试剂包含具有5μm均一直径的荧光尺寸参考珠子。荧光尺寸参考珠子用发射与红细胞和/或血小板细胞的荧光不同的荧光的荧光染料标记。读取仪装置被配置成检测荧光和正向角度的光散射。荧光信号用于将尺寸参考珠子与红细胞和/或血小板细胞区分开来，并且光散射信号用来参考尺寸参考珠子量化红细胞和/或血小板细胞的尺寸。

在一些实施例中，卡盒中含有至少一种试剂，该试剂具有带有预定荧光团浓度的微珠作为校准标准，用于量化目标细胞的荧光发射强度。在非限制性示例中，用于红细胞和血小板检测的试剂含有具有预定荧光团浓度的荧光微珠。图9E示出了从试剂和血液样品的混合物中记录的信号的非限制性示例，该混合物检测至少一个荧光信号。然后，使用从珠子测量到的荧光信号的峰高作为校准标准以对目标细胞的荧光强度进行量化。对于非限制性示例，它们可以用于量化红细胞、血小板细胞或白细胞的荧光强度。

在一些实施例中，卡盒含有至少一种试剂，该试剂具有预定尺寸或荧光团浓度的微珠作为校准标准，以评估卡盒中的流动室和读取仪中的光学器件之间的对准。在非限制性示例中，用于红细胞和血小板检测的试剂含有预定尺寸的微珠，并且在无鞘流动室中测量试剂和血液样品的混合物的至少一个光散射信号。图9D示出了来自试剂和血液样品的混合物的所记录的光散射信号的非限制性示例。在该示例中，使用所记录信号中检测到的珠子的峰高来评估流动室与光学器件之间的对准。当珠子的峰高高于预定阈值时，认为对准符合要求。当珠子的峰高低于预定阈值时，认为对准不符合要求。

在本公开的实施例中已经公开了许多变型和替代元件。另外的变型和替代元件对于本领域技术人员来说是显而易见的。在这些变型中，但不限于选择用于本公开的装置和方法的流体单元、部件和结构，以及可用其分析的样品。本公开的各种实施例可以具体地包括或排除任何这些变化或元件。

在一些实施例中，用于描述和要求保护本公开的某些实施例的表示成分的量、性质，比如浓度、反应条件等的数字应理解为在一些情况下由术语“约”修饰。作为一个非限制性示例，本领域普通技术人员通常将不超过10％的值差(增加或减少)视为术语“约”的含义。因此，在一些实施例中，在书面说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数是近似值，其可根据寻求由特定实施例获得的所需性质而变化。在一些实施例中，应根据所报告的有效数字的数目并通过应用常规舍入技术来解释数字参数。尽管阐述本公开的一些实施例的宽范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体实施例中阐述的数值是尽可能精确地报告的。在本公开的一些实施例中呈现的数值可以包括由在它们各自的测试测量中发现的标准偏差必然导致的某些误差。

本文所公开的本公开的替代元件或实施例的分组不应被解释为限制。每个组元件可以单独地或与该组的其他元件或本文中发现的其他元件任意组合地被引用和要求保护。出于方便和/或专利性的原因，一个组的一个或多个元件可包括在该组中或从该组中删除。当发生任何这样的包括或删除时，本说明书在此被认为包括所修改的组，从而满足在所附权利要求中使用的所有马库什组的书面描述。

通过各种示例来解释本公开，这些示例旨在纯粹是本公开的示例，而不应被认为是以任何方式限制本公开。提供各种示例以更好地说明所要求保护的公开内容，且不应将其解释为限制本公开的范围。就提及的具体材料而言，其仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开。本领域技术人员可以开发等同的手段或反应物，而不践行发明能力并且不背离本公开的范围。

上述各种方法和技术提供了多种实现该应用的方式。当然，应当理解，不一定可以根据本文所描述的任何特定实施例来实现所描述的所有目的或优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，这些方法可以以实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点的方式来执行，而不必实现本文所教导或建议的其他目的或优点。在本文提及了多种替代方案。应当理解，一些优选实施例具体包括一个、另一个或几个特征，而其他实施例具体排除一个、另一个或几个特征，而其他实施例通过包括一个、另一个或几个有利特征来减少特定特征。

此外，所属领域的技术人员将认识到来自各种实施例的各种特征的适用性。类似地，上面讨论的各种元件、特征和步骤，以及每个这样的元件、特征或步骤的其他已知等效物，可以由本领域普通技术人员以各种组合使用，以执行根据在本文所描述的原理的方法。在各项元件、特征，以及步骤之中，一些将是具体包括的和其他在不同的实施例中特别地排除的。

尽管已经在某些实施例和示例的上下文中公开了本申请，但是本领域技术人员应当理解，本申请的实施例延伸超出具体公开的实施例到其他替代实施例和/或其使用和修改以及等效物。

本文描述了本申请的优选实施例，包括发明人已知的用于实施本申请的最佳模式。通过阅读前面的描述，那些优选实施例的变化对于本领域普通技术人员将变得显而易见。可以设想，本领域技术人员可以适当地采用这样的变化，并且本申请可以以不同于本文具体描述的方式实施。因此，本申请的许多实施例包括适用法律所允许的所附权利要求书中列举的主题的所有修改和等效物。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本申请涵盖上述要素在其所有可能变化形式中的任何组合。

本文引用的所有专利、专利申请、专利申请的出版物和其他材料，比如文章、书籍、说明书、出版物、文件、事物和/或类似物，除了与其相关的任何起诉文件历史，与本文件不一致或冲突的任何起诉文件历史之外，出于所有目的通过引用整体并入本文。或者可以对现在或以后与本文件相关联的权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何权利要求。例如，如果说明书、定义和/或与任何引入的材料相关的术语和与本文件相关的术语的使用之间存在任何不一致或冲突，则以本文件中术语的描述、定义和/或使用为准。

应当理解，本文所公开的本申请的实施例说明了本申请实施例的原理。可以采用的其他修改可以在本申请的范围内。因此，作为示例而非限制，根据本文的教导，可以利用本申请的实施例的替换配置。因此，本申请的实施例不限于精确地示出和描述的实施例。

以上在详细描述中描述了本公开的各种实施例。虽然这些描述直接描述了上述实施例，但是应当理解，本领域技术人员可以想到对本文所示和所述的特定实施例的修改和/或变化。落入本说明书的范围内的许多这样的修改或变化也包括在其中。除非特别指出，否则本发明人的意图是本说明书和权利要求书中的词语和短语被赋予本领域普通技术人员普通和习惯的含义。

已经呈现了申请人在提交本申请时已知的本公开的各种实施例的以上描述，并且旨在用于说明和描述的目的。本说明书并不旨在穷举或将本公开限于所公开的精确形式，并且根据上述教导可以进行许多修改和变化。所描述的实施例用于解释本公开的原理及其实际应用，且使得所属领域的技术人员能够以各种实施例并以适合于所预期的特定用途的各种修改来利用本公开。因此，希望本公开不限于所公开的用于实施本公开的特定实施例。

虽然已经示出和描述了本公开的特定实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，基于本文的教导，可以在不脱离本公开及其更宽的方面的情况下进行改变和修改，并且因此，所附权利要求将所有这些改变和修改包含在其范围内，如同在本公开的真实精神和范围内。

本公开的附加方面

本文描述的主题的各个方面可以单独使用或与本文描述的一个或多个其他方面结合使用。在本公开的第一方面，在不限制上述描述的情况下，一种用于分析样品中的血细胞的装置，包括：卡盒装置，其中卡盒装置包括：流体导管，其被配置用于将样品接收到卡盒装置中；腔室，流体地连接至到流体导管且并被配置用于将样品的至少一部分样品与试剂的至少一部分试剂混合以形成一种或多种样品混合物；以及流动室，其流体地连接至腔室并被配置用于由一种或多种样品混合物形成一个或多个样品流；以及读取仪装置，其被配置用于接收卡盒装置，测量来自流动室中的样品流的一个或多个信号，并分析样品中的血细胞。

根据本公开的第二方面，其可以与本文所列的任何其他方面或各方面的组合结合使用，该读取仪装置被配置用于检测、识别、表征、量化和/或计数白细胞、红细胞或血小板细胞或者其组合。

根据本公开的第三方面，其可以与本文所列的任何其他方面或各方面的组合结合使用，卡盒装置被配置用于在无鞘流的流动室中形成样品流。

根据本公开的第四方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，流动室具有范围约为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的宽度；以及范围约为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的深度。

根据本公开的第五方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，流动室具有范围约为1-10μm、10-100μm、100-1000μm、1000-5000μm或5000-10000μm的长度。

根据本公开的第六方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，该流动室包括对于来自流动室中的样品流的光学信号透明的表面；并且读取仪装置被配置用于测量光学信号。

根据本公开的第七方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。

根据本公开的第八方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，腔室具有范围约为0.01-0.1ml、0.1-0.2ml、0.2-0.4ml、0.4-0.8ml、0.8-2ml或2-10ml的体积。

根据本公开的第九方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，腔室包括被配置用于接收气动压力源的通气孔。

根据本公开的第十方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，当使用卡盒装置时，腔室被定位成使得腔室内的流体的至少一部分被重力拉向腔室的位置使得腔室内的流体至少一部分被重力拉动远离通气孔和/或朝向腔室的下底部移动。

根据本公开的第十一方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，卡盒装置还包括吸收池；并且读取仪装置被配置用于测量吸收池中样品混合物的信号，以确定样品中的血红蛋白浓度。

根据本公开的第十二方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，读取仪装置被配置用于测量来自吸收池中的样品混合物中的光吸收信号，以确定样品中的血红蛋白浓度。

根据本公开的第十三方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，试剂包含渗透压调节化合物，该渗透压调节化合物用于形成具有在约为140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L的范围内的渗透压的样品混合物。

根据本公开的第十四方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，试剂包含用于将红细胞从盘状转化为球状的球化化合物。

根据本公开的第十五方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，试剂包含用于在样品混合物中标记血细胞中核酸的荧光标记剂；并且读取仪装置配置成测量来自流动室中的样品流中的荧光信号。

根据本公开的第十六方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，试剂包含用于裂解样品混合物中的红细胞以释放血红蛋白的裂解化合物。

根据本公开的第十七方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，卡盒装置还包括流体地连接至到流动室的流量传感器；并且读取仪装置被配置用于在样品流进入流量传感器时测量来自流量传感器的感测信号。

根据本公开的第十八方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，读取仪装置被配置用于使用来自流量传感器的感测信号来确定样品中血细胞的绝对计数。

根据本公开的第十九方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，所测量的感测信号包括光学信号。

根据本公开的第二十方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，流动室与流量传感器之间的流体连接被配置用于使其流过流动室和流量传感器时具有相同流率的样品流。

根据本公开的第二十一个面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，流量传感器包括流体通道和流体通道上的感测区，其中流体通道流体地连接至流动室以允许样品流流过；并且读取仪装置被配置用于在样品流进入感测区时测量来自感测区的感测信号。

根据本公开的第二十二方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，如本文所公开的装置还包括流体连接至腔室的微流体通道和微流体通道上的阀，其中，微流体通道具有范围约为0.001-0.01mm²、0.01-0.1mm²、0.1-0.25mm²、0.25-0.5mm²、0.5-1mm²、1-2mm²或2-10mm²的横截面。

根据本公开的第二十三方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，阀是包括以下结构之一的被动阀：(i)在具有亲水表面的通道中的疏水表面的补片，(ii)在具有疏水表面的通道中的亲水表面的补片，(iii)在具有亲水表面的通道中通道横截面沿着流动方向扩大，以及(iv)在具有疏水表面的通道中通道横截面沿着流动方向缩小。

根据本公开的第二十四方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，读取仪装置被配置用于应用致动机构控制卡盒装置中的流体转移，并且致动机构包括气动压力源。

根据本公开的第二十五方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，所应用的气动压力源驱动卡盒装置，将样品混合物从腔室中转移到流动室中形成样品流。

根据本公开的第二十六方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，在各种实施例中，卡盒装置被配置用于将流体导管中接收到的样品的两个独立部分与试剂混合，以形成两个独立的样品混合物。

根据本公开的第二十七方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，卡盒装置被配置用于分别在同一腔室中形成两个独立的样品混合物。

根据本公开的第二十八方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，读取仪装置被配置用于操作和/或驱动卡盒装置，以由两个独立的样品混合物在同一流动室中形成两个独立的样品流。

根据本公开的第二十九方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，读取仪被配置用于计数两种样品混合物中的一种中的白细胞和两种样品混合物中另一种中的红细胞和/或血小板细胞。

根据本公开的第三十方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，卡盒装置包括流体地连接至流体导管的入口端口；并且入口端口包括阀或外部结构，以在样品被接收到流体导管中之后关闭或密封入口端口。

根据本公开的第三十一方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，流体导管在卡盒装置中具有固定的方向和/或固定的位置。

根据本公开的第三十二方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，卡盒装置被配置用于将试剂的至少一部分转移到流体导管中以将接收到的样品的至少一部分冲入腔室中以形成样品混合物。

根据本公开的第三十三方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，一种用于分析样品中血细胞的方法，包括：将样品应用到包括流动室的卡盒装置；并且将卡盒装置转移到读取仪装置中进行分析，其中读取仪装置操作和/或驱动卡盒装置，将至少一部分样品和包括尺寸参考珠子的至少一部分试剂混合，形成一种或多种样品混合物，并且将一种或多种样品混合物转移到流动室中形成一个或多个样品流；其中读取仪装置测量来自流动室中样品流的一个或多个信号；并且读取仪装置分析所测量的信号，以检测、识别、表征、量化和/或计数样品中的血细胞。

根据本公开的第三十四方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，读取仪测量来自流动室中的尺寸参考珠子的参考信号，用于分析血细胞的尺寸。

根据本公开的第三十五方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，所测量的参考信号包括光学信号。

根据本公开的第三十六方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。

根据本公开的第三十七方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，尺寸参考珠子具有范围约为0.1-1μm、1-2μm、2-6μm、6-8μm、8-10μm、10-15μm、25-30μm、30-50μm或50-100μm的直径。

根据本公开的第三十八方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，试剂还包含渗透压调节化合物，其用于形成具有在大约140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L的范围内渗透压的样品混合物。

根据本公开的第三十九方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，试剂还包含用于将红细胞从盘状转化为球状的球化化合物。

根据本公开的第四十方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，在无鞘流的流动室中形成样品流，并且样品流具有范围约为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的宽度；以及范围约为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的深度。

根据本公开的第四十一方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，所测量的信号包括光学信号。

根据本公开的第四十二方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。

根据本公开的第四十三方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，读取仪装置分析光学信号的强度，以从样品流中血细胞识别出尺寸参考珠子。

根据本公开的第四十四方面，其可以与本文列出的任何其他方面或各方面的组合结合使用，尺寸参考珠子是荧光珠子；并且读取仪装置被配置用于测量荧光信号以从样品流中的血细胞中识别出尺寸参考珠子。

Claims (41)

1.一种用于分析样品中的血细胞的装置，包括：

卡盒装置，其中所述卡盒装置包括：

流体导管，其被配置用于将所述样品接收到所述卡盒装置中；

腔室，其流体地连接到所述流体导管并被配置用于将样品的至少一部分与试剂的至少一部分混合以形成一种或多种样品混合物；

流动室，其流体地连接到所述腔室并被配置用于由所述一种或多种样品混合物形成一个或多个样品流；以及

读取仪装置，其被配置用于接收所述卡盒装置，测量来自所述流动室中的所述样品流的一个或多个信号，并分析所述样品中的血细胞；

所述卡盒装置被配置用于在无鞘流的流动室中形成样品流，所述流动室具有流体通道，所述流体通道具有根据所述样品流直径进行选择的中心直径，所述流动室的尺寸大于所述样品中的血细胞的尺寸，所述流动室与所述样品中的血细胞的尺寸差在减小所述流体通道堵塞风险的预设尺寸差范围内，所述流动室的流率在不裂解所述样品中的血细胞的预设流率范围内；

所述卡盒装置还包括流体地连接到所述流动室的流量传感器；并且所述读取仪装置被配置用于在所述样品流进入所述流量传感器时测量来自所述流量传感器的感测信号并使用来自所述流量传感器的感测信号来确定所述样品中的所述血细胞的绝对计数。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述读取仪装置被配置用于检测、识别、表征、量化和/或计数白细胞、红细胞或血小板细胞或者其组合。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流动室具有范围为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的宽度；以及范围为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的深度。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流动室具有范围为1-10μm、10-100μm、100-1000μm、1000-5000μm或5000-10000μm的长度。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流动室包括对于来自所述流动室中的样品流的光学信号透明的表面；并且所述读取仪装置被配置用于测量光学信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述腔室具有范围为0.01-0.1ml、0.1-0.2ml、0.2-0.4ml、0.4-0.8ml、0.8-2ml或2-10ml的体积。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述腔室包括被配置用于接收气动压力源的通气孔。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，当所述卡盒装置在使用中时，所述腔室被定位成使得所述腔室内的流体的至少一部分被重力拉动而远离通气孔和/或朝向腔室的下底部移动。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述卡盒装置还包括吸收池；并且所述读取仪装置被配置用于测量所述吸收池中的样品混合物的信号，以确定所述样品中的血红蛋白浓度。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述读取仪装置被配置用于测量来自所述吸收池中的所述样品混合物中的光吸收信号，以确定样品中的血红蛋白浓度。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述试剂包含渗透压调节化合物，该渗透压调节化合物用于形成具有在为140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L的范围内的渗透压的样品混合物。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述试剂包含用于将红细胞从盘状转化为球状的球化化合物。

14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述试剂包含用于在所述样品混合物中标记血细胞中核酸的荧光标记剂；并且所述读取仪装置被配置用于测量来自所述流动室中的所述样品流中的荧光信号。

15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述试剂包含用于裂解所述样品混合物中的红细胞以释放血红蛋白的裂解化合物。

16.根据权利要求1所述的装置，其中，所测量的感测信号包括光学信号。

17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流动室与所述流量传感器之间的流体连接被配置用于使其流过所述流动室和所述流量传感器时具有相同流率的样品流。

18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流量传感器包括流体通道和所述流体通道上的感测区，所述流体通道流体地连接到所述流动室以允许所述样品流流过；并且所述读取仪装置被配置用于在所述样品流进入所述感测区时测量来自所述感测区的感测信号。

19.根据权利要求1所述的装置，还包括流体地连接到所述腔室的微流体通道和所述微流体通道上的阀，所述微流体通道具有范围为0.001-0.01mm²、0.01-0.1mm²、0.1-0.25mm²、0.25-0.5mm²、0.5-1mm²、1-2mm²或2-10mm²的横截面。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述阀是包括以下结构之一的被动阀：（i）在具有亲水表面的通道中的疏水表面的补片，（ii）在具有疏水表面的通道中的亲水表面的补片，（iii）在具有亲水表面的通道中通道横截面沿着流动方向扩大，以及（iv）在具有疏水表面的通道中通道横截面沿着流动方向缩小。

21.根据权利要求1所述的装置，其中，所述读取仪装置被配置用于应用致动机构控制所述卡盒装置中的流体转移，并且所述致动机构包括气动压力源。

22.根据权利要求21所述的装置，其中，所应用的所述气动压力源驱动所述卡盒装置，将所述样品混合物从所述腔室中转移到所述流动室中形成样品流。

23.根据权利要求21所述的装置，其中，所述卡盒装置被配置用于将在所述流体导管中接收到的样品的两个独立部分与试剂混合，以形成两个独立的样品混合物。

24.根据权利要求22所述的装置，其中，所述卡盒装置被配置用于分别在同一腔室中形成两个独立的样品混合物。

25.根据权利要求22所述的装置，其中，所述读取仪装置被配置用于操作和/或驱动所述卡盒装置，以在同一流动室中将两个独立的样品混合物形成两个独立的样品流。

26.根据权利要求21所述的装置，其中，所述读取仪被配置用于计数两个样品混合物中的一个中的白细胞和两个样品混合物中另一个中的红细胞和/或血小板细胞。

27.根据权利要求1所述的装置，其中，所述卡盒装置包括流体地连接至流体导管的入口端口；并且所述入口端口包括阀或外部结构，以在所述样品被接收到所述流体导管中之后关闭或密封所述入口端口。

28.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流体导管在所述卡盒装置中具有固定的方向和/或固定的位置。

29.根据权利要求1所述的装置，其中，所述卡盒装置被配置用于将所述试剂的至少一部分转移到所述流体导管中以将接收到的所述样品的至少一部分冲入腔室中以形成样品混合物。

30.一种用于分析样品中血细胞的方法，包括：

将所述样品应用到卡盒装置，所述卡盒装置包括流动室以及流体地连接到所述流动室的流量传感器；并且

将所述卡盒装置转移到读取仪装置中进行分析，

其中，所述读取仪装置操作和/或驱动所述卡盒装置，将至少一部分样品和包括尺寸参考珠子的至少一部分试剂混合，形成一种或多种样品混合物，并且将所述一种或多种样品混合物转移到所述流动室中形成一个或多个样品流，控制所述样品混合物中的血细胞浓度在减小细胞计数分析重合误差的预设浓度范围内，所述流动室为无鞘流流动室，所述流动室具有流体通道，所述流体通道具有根据所述样品流直径进行选择的中心直径，所述流动室的尺寸大于所述样品中的血细胞的尺寸，所述流动室与所述样品中的血细胞的尺寸差在减小所述流体通道堵塞风险的预设尺寸差范围内，所述流动室的流率在不裂解所述样品中的血细胞的预设流率范围内；

所述读取仪装置测量来自所述流动室中样品流的一个或多个信号以及测量来自所述流量传感器的感测信号并使用来自所述流量传感器的感测信号来确定所述样品中的所述血细胞的绝对计数；并且

所述读取仪装置分析所测量的信号，以检测、识别、表征、量化和/或计数样品中的血细胞。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述读取仪测量来自所述流动室中的尺寸参考珠子的参考信号，用于分析血细胞的尺寸。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所测量的参考信号包括光学信号。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。

34.根据权利要求31所述的方法，其中，所述尺寸参考珠子具有范围为0.1-1μm、1-2μm、2-6μm、6-8μm、8-10μm、10-15μm、25-30μm、30-50或50-100μm的直径。

35.根据权利要求30所述的方法，其中，所述试剂还包含渗透压调节化合物，该渗透压调节化合物用于形成具有在140-160mOsm/L、160-180mOsm/L、180-200mOsm/L、200-220mOsm/L、220-240mOsm/L、240-260mOsm/L、260-280mOsm/L、280-300mOsm/L、300-320mOsm/L、320-340mOsm/L、340-360mOsm/L、360-380mOsm/L或380-400mOsm/L的范围内的渗透压的样品混合物。

36.根据权利要求30所述的方法，其中，所述试剂包含用于将红细胞从盘状转化为球状的球化化合物。

37.根据权利要求30所述的方法，其中，在所述无鞘流的流动室中形成样品流，并且所述样品流具有范围为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的宽度；以及范围为1-10μm、10-40μm、40-100μm或100-200μm的深度。

38.根据权利要求30所述的方法，其中，所测量的信号包括光学信号。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述光学信号包括光散射、光吸收、光消散或荧光或者其组合。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述读取仪装置分析光学信号的强度，以从样品流中的血细胞识别出尺寸参考珠子。

41.根据权利要求31所述的方法，其中，所述尺寸参考珠子是荧光珠子；并且所述读取仪装置被配置用于测量荧光信号以从所述样品流中的血细胞中识别出所述尺寸参考珠子。

Images