CN112384800A - 用于试剂盒的无盖样品槽端口 - Google Patents

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Abstract

用于收集样品材料的试剂盒可以包括试剂盒主体、过滤器、流体储存器和流体驱动端口。试剂盒主体可以限定配置为接收样品材料的无盖样品槽端口以及与无盖样品槽端口流体连通的流体通道。过滤器可以位于无盖样品槽端口和流体通道之间。流体通道可以在无盖样品槽端口和流体储存器之间延伸。流体驱动端口可以与流体通道流体连通。流体驱动端口可以配置为可操作地连接至压力源，使得在流体通道内施加压力以将样品材料引向流体储存器。

Description

用于试剂盒的无盖样品槽端口
相关应用
本申请要求于2019年9月28日提交的美国专利申请号为16/146,108的申请的优先权，美国专利申请号为16/146,108的申请要求于2018年7月6日的提交的美国临时申请序列号为62/694,508的申请的优先权，其全部内容合并于此。
技术领域
本发明的实施例总体上涉及体声波(BAW)谐振器及它们作为生物传感器的用途。特别地，本发明涉及被配置为接收样品材料的试剂盒并且样品材料被容纳在试剂盒内而不覆盖样品端口。
背景技术
许多仪器和测量技术为医疗、兽医医学、环境、生物危害、生物恐怖主义、农业和食品安全目的材料的诊断测试而存在。传统上，诊断测试需要很长的响应时间才能获取有意义的数据，涉及昂贵、远程或笨重的实验室设备，需要大的样品量，使用多种试剂，要求训练有素的用户，并且可能会涉及大量的直接和间接成本。例如，在人类和兽医诊断市场中，大多数测试都要求从患者那里收集样品，然后将其发送到实验室，在那里数小时或数天内无法获得结果。结果，护理人员必须等待治疗患者。
尽管能够解决大多数指出的缺点，但是用于诊断测试和分析的使用点(或讨论人类或兽医学时的护理点)解决方案仍然受到一定限制。与实验室内的测试相比，甚至某些可用的使用点解决方案在灵敏度和可重复性方面也受到限制。由于不同的使用点测试可能需要单独的系统，因此通常还涉及大量成本。
此外，流体装置或试剂盒可以被配置为接收样品材料，并且可以通过由流体装置或试剂盒限定的通道通过毛细力将样品材料吸入。一旦样品材料在通道内，就可以使用正压或负压在通道内移动样品材料。通常，必须(例如，通过覆盖样品端口)关闭用于将样品材料放入试剂盒的样品端口。这样，当施加压力以在通道内移动样品材料时，盖子防止样品材料通过样品端口返回。然而，在某些情况下，将盖子连接到样品端口可能会在试剂盒的通道内施加压力，这可能会在样品材料上施加不希望的力。另外，连接到样品端口的盖子可能不可靠，因为例如盖子是一个额外的松动部件，盖子可能会损坏等。
期望提供一种在样品材料被接收到试剂盒内之后不需要将盖子附接到样品端口的试剂盒。
发明内容
所描述的实施例可以提供一种包括无盖样品槽端口的试剂盒，换句话说，被配置为接收样品材料的样品槽端口(例如，在将样品材料置于样品槽端口之前，之中和/或之后)不包括位于或连接到样品槽端口的盖子(例如，被配置为密封或覆盖样品槽端口的部件)。试剂盒可以包括位于样品槽端口附近的过滤器，使得样品材料可以通过过滤器并且进入由试剂盒限定的流体通道。此外，当将压力(例如，气压)施加到样品材料(例如，以使样品材料通过流体通道移动到流体储存器)时，用于施加压力的气体被阻止通过润湿的过滤器，使得仅气体对样品材料施加压力。换句话说，过滤器可以有效地限制气体(例如，通过防止气体流过过滤器)，但是可以允许液体自由流动(例如，在通过过滤器的任一方向上)通过过滤器。
示例性试剂盒可以包括试剂盒主体、过滤器、流体储存器和流体驱动端口。试剂盒主体可以限定配置为接收样品材料的无盖样品槽端口以及与无盖样品槽端口流体连通的流体通道。过滤器可以位于无盖样品槽端口和流体通道之间。流体通道可以在无盖样品槽端口和流体储存器之间延伸。流体驱动端口可以与流体通道流体连通。流体驱动端口可以被配置为可操作地连接至压力源，使得在流体通道内施加压力以将样品材料引向流体储存器。
在一个或多个实施例中，过滤器可以限定小于或等于4,000Pa的起泡点。在一个或多个实施例中，流体通道可以配置为对通过流体通道的样品材料提供毛细管作用。在一个或多个实施例中，无盖样品槽端口可以位于流体驱动端口和流体储存器之间。在一个或多个实施例中，流体通道还可以包括溢流流体通道部。溢流流体通道部可以位于流体储存器的储存器端口的上游。在一个或多个实施例中，流体驱动端口可以配置为可操作地连接泵。在一个或多个实施例中，流体通道可以包括位于流体储存器附近的毛细管挡块。毛细管挡块可以配置为允许样品材料在大于或等于500Pa的压力下通过。在一个或多个实施例中，可以在流体储存器的上游施加压力。在一个或多个实施例中，试剂盒还可以包括传感器，该传感器可以包括具有感测表面的体声波谐振器，以及包括在流体储存器与感测表面之间延伸的流体流动路径。
示例性系统可以包括用于测试样品材料并且可以限定容器的仪器。仪器可以包括压力源。该系统还可以包括如本文所述的示例性试剂盒。试剂盒可以配置为插入仪器的容器中。在一个或多个实施例中，仪器的压力源可以配置为当将试剂盒被插入到仪器中时与试剂盒的流体驱动端口流体连通。
收集样品材料的示例性方法可以包括通过由试剂盒的试剂盒主体限定的无盖样品槽端口将样品材料添加到试剂盒中。该方法还可以包括通过位于无盖样品槽端口和由试剂盒主体限定的流体通道之间的过滤器芯吸样品材料。此外，该方法可以包括在流体通道中收集样品材料，并且通过与流体通道流体连通的试剂盒的流体驱动端口施加压力。另外，该方法可以包括通过经由流体驱动端口施加压力来将样品材料引向流体储存器中。
在一个或多个实施例中，通过流体驱动端口施加的压力可以大于或等于500Pa(例如，大于毛细管挡块压力阈值)并且小于或等于4,000Pa(例如，小于过滤器起泡点压力)。在一个或多个实施例中，通过与流体通道流体连通的试剂盒的流体驱动端口施加压力可以包括经由可操作地连接到流体驱动端口的泵通过流体驱动端口施加正压。在一个或多个实施例中，该方法还可以包括由于位于流体储存器附近的流体通道的毛细管挡块而将样品材料包含在流体通道内。在一个或多个实施例中，通过经由流体驱动端口施加压力来将样品材料引向流体储存器中可以包括克服流体通道的毛细管挡块。
在一个或多个实施例中，该方法还可以包括将试剂盒插入仪器中以将流体驱动端口可操作地连接至压力源。在一个或多个实施例中，过滤器可以包括小于或等于4,000Pa的起泡点。在一个或多个实施例中，在流体通道中收集样品材料可以包括通过毛细管作用将样品材料芯吸到流体通道中。在一个或多个实施例中，通过与流体通道流体连通的试剂盒的流体驱动端口施加压力可以包括在流体储存器的上游施加正压。
以上概述并非旨在描述每个实施例或每个实施方式。相反，参考附图，通过参考以下对选定实施例和权利要求的详细说明，对示例性实施例的更完整理解将变得显而易见并得到领会。
附图说明
将参照附图进一步描述示例性实施例，其中：
图1示出了根据实施例的系统的示意性透视图；
图2示出了根据本发明实施例的试剂盒的实施例的示意性俯视图；
图3示出了根据本发明的实施例的试剂盒的实施例的透视图；
图4示出了图3的试剂盒沿线4-4’截取的剖视图，说明了示例性的流体通道；
图5示出了图3的试剂盒沿线5-5’截取的另一剖视图；以及
图6示出了使用图2-3的试剂盒收集样品材料的方法。
主要为了清楚起见而绘制了附图，因此，不一定按比例绘制。此外，各种结构/部件可以被示意性地示出或从一些或全部视图中移除以更好地示出所描述的实施例的方面，或者其中对于理解所描述的各种示例性而言，不必包含这样的结构/部件。然而，在特定附图中缺乏对这样的结构/部件的图示/描述不应以任何方式被解释为限制各种实施例的范围。更进一步地，“图x”(“Figure x”)和“附图x”(“FIG.x”)可互换使用，以指代编号为“x”的附图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，公开了装置、系统和方法的几个特定的实施例。应当理解的是在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以想到并且可以做出其他实施例。参考构成其一部分的附图。应当理解的是当然可以设想可能没有描述和/或示出的其他实施例。因此，下面的详细描述不应被认为是限制性的。
本发明涉及体声波(BAW)谐振器及它们作为生物传感器的用途。特别地，本发明涉及包含体声波谐振器的装置(例如试剂盒)，以及本发明可以在不覆盖将样品材料引入到试剂盒的样品槽端口的情况下使用。
如图1中示意性地所示，试剂盒100可以用作系统10的一部分，其中仪器或读取器12构造成接收试剂盒100。例如，仪器12可以限定被配置为接收试剂盒100的容器16(例如，试剂盒100可以被配置为可插入仪器12的容器16中)。另外，试剂盒100可以被配置为锁定或固定在仪器12的容器16内的一位置处。换句话说，试剂盒100可以被配置为使得试剂盒100在试剂盒100已经被容器16接收之后不会从容器16掉落或滑出。在一些实施例中，试剂盒100和容器16的尺寸可以使得试剂盒100和容器16之间存在过盈配合(例如，摩擦可以帮助将试剂盒100保持连接在容器16内)。在其它实施例中，试剂盒100和容器16可包括锁定装置以在试剂盒100被容器16接收时保持试剂盒100和容器16之间的牢固连接。例如，试剂盒100和容器16可通过弹簧钩机构、鲁尔锁、螺纹、卡口连接装置、夹子或任何其他合适的紧固件进行交互作用。在一个或多个实施例中，仪器12可以包括活动锁(例如，具有线性驱动器和电磁制动器的马达)以将试剂盒100移入和移出容器16，并且还可帮助在容器16内固定试剂盒100。
仪器12可以提供在试剂盒100中用于样品处理的溶液，并且可以用于读取和可选地解释来自试剂盒100中的BAW传感器的结果。本发明的试剂盒100体现了将BAW谐振器或BAW谐振器的阵列转换成生物传感器所需的集成部件。这允许集成到单个试剂盒中的工具的集合，可以定制这些工具以检测一种或多种分析物，例如蛋白质、DNA、细菌、真菌、病毒以及其他生物或非生物材料。
所公开的试剂盒可以容纳大范围的测试协议，而不需要完全重新设计平台。所公开的试剂盒还可以提供针对不同协议的相同配置的使用，这意味着仅需要的材料将是不同的以提供将与设备一起执行的不同协议。试剂盒可以用可选择的或可互换的传感器平台来制造，该传感器平台允许更大的灵活性。例如，试剂盒可以包括试剂盒主体和转盘。试剂盒或试剂盒的部件可以是可重复使用的、可回收的或一次性的。试剂盒可以作为“干”试剂盒提供(例如，在试剂盒主体内并且例如包括传感器)，这意味着在装置上没有存储液体试剂，从而使试剂盒更简单且制造成本更低，并且改善了装置的存储寿命。在一个或多个实施例中，试剂盒的转盘可以包含密封的液体试剂。然而，在其它实施例中，试剂盒的转盘可以包含干试剂。试剂盒是便携式的，并且可以在采样位置处使用，或者可以被运输到实验室或其他辅助场所进行分析。
本发明的试剂盒构造成(例如，通过由试剂盒主体限定的样品槽端口)接收液体样品、至少临时存储样品、提供样品处理和调节、以及转移和将样品计量到传感器以分析样品的一个或多个参数。典型样品的示例包括生物样品(例如尿液、血浆、血清、血液、唾液、眼泪、汗液等)以及环境样品(例如水和水溶液)。然而，该装置可以被修改以容纳各种类型的流体样品，并且不受样品类型的特别限制。
本发明的试剂盒利用具有体声波(BAW)谐振器的传感器。根据一实施例，试剂盒在流体流动路径中包含BAW谐振器，BAW谐振器通常包括压电晶体谐振器，该压电晶体谐振器可用于检测在谐振器的表面上沉积的(例如，结合的)材料的变化(例如，材料的质量的变化)或者样品的流体性质(例如粘度)的变化。BAW谐振器可以具有附着在其表面上的生物分子(例如抗体或其他蛋白质例如受体等)，使得当目标分析物通过该表面时，它结合到该生物分子上。分析物与附着于传感器表面的生物分子的结合可增加与传感器结合的质量，这可以改变传感器的波传播特性(例如，幅度、频率、相位等)。由于分析物结合而引起的传播特性的变化可以与结合的分析物的量相关，并且因此与样品中的分析物的量相关。可以基于期望的一种或多种目标分析物用各种选择的生物分子来制备试剂盒。
BAW装置通常涉及使用布置在压电材料的相对的顶表面和底表面上的电极来转换声波。在BAW装置中，可以传播三种波模式，即一种纵向模式(体现为纵向波，也称为压缩波/膨胀波)和两种剪切模式(体现为剪切波，也称为横向波)，其中纵向模式和剪切模式分别识别振动，其中粒子运动平行于或垂直于波传播的方向。纵向模式的特征在于在传播方向上的压缩和膨胀，而剪切模式由垂直于传播方向的运动构成，而体积没有局部变化。纵向和剪切模式以不同的速度传播。在实践中，这些模式不一定是纯模式，因为粒子振动或极化既不完全平行也不完全垂直于传播方向。各个模式的传播特性分别取决于材料特性和相对于晶轴取向的传播方向。产生剪切位移的能力对于使用流体(例如，液体)的声波装置的操作是有益的，因为剪切波不会将显著的能量赋予流体。BAW装置包括沉积在一个或多个反射层(例如布拉格镜)上的体声谐振器和具有气隙的薄膜体声谐振器。
所述的BAW传感器可以采用任何合适的压电薄膜。某些压电薄膜能够激发纵向和剪切模式共振，例如六方晶体结构压电材料，包括(但不限于)氮化铝(AlN)和氧化锌(ZnO)。为了使用布置在电极之间的压电材料层来激发包括剪切模式的波，压电薄膜中的极化轴通常不垂直于膜平面(例如相对于膜平面倾斜)。在涉及液体介质的传感应用中，优选使用谐振器的剪切分量。在这样的应用中，可以以相对于下面的基底的表面不垂直的c-轴取向分布来使压电材料生长，以使得当跨电极施加交流信号时，BAW谐振器结构能够表现出主要的剪切响应。相反，当跨电极上施加交流信号时，以相对于下面的基底的表面垂直的c-轴取向生长的压电材料将表现出主要的纵向响应。
图2描述了包括试剂盒主体110的说明性试剂盒100。试剂盒主体110可以包括被配置为接收样品材料102的样品槽端口112。样品槽端口112可以具有任何合适的形状和尺寸以帮助将样品材料102引导到试剂盒100中。由于例如样品槽端口112可以不需要或不必要覆盖样品槽端口112的盖子，因此样品槽端口112可以描述为无盖样品槽端口。在此盖子可以描述为固体材料，气体和/或流体可以不通过该固体材料。具体地，样品槽端口112可以始终保持未被覆盖或打开(例如，样品槽端口112可以不被密封关闭)。在一些实施例中，样品槽端口112或试剂盒110的围绕样品槽端口112的部分可以被配置为使得盖子不能被附接。在其它实施例中，样品槽端口112或试剂盒主体110的围绕样品槽端口112的部分可以被构造成接收盖子，但是(例如，在样品材料被置于样品槽端口112内之前、期间和/或之后)盖子未被附接到样品槽端口112。
然而，在一些实施例中，盖子可以最初覆盖样品槽端口112(例如，在将试剂盒100交付给终端用户时，在将样品材料102置于样品槽端口112中之前，等等)，但是可以在将样品材料102置于样品槽端口112中之前取下盖子，并且此后没有任何盖子(例如，最初的盖子或任何其它盖子)覆盖样品槽端口112。此外，可以描述的是当试剂盒100被仪器12接收时或在样品材料102的测试期间(例如，当试剂盒100被仪器12接收时)，试剂盒100可以不包括覆盖样品槽端口112的盖子。此外，可以描述的是在样品材料102被样品槽端口112接收之后并且在测试样品材料102之前(例如，当试剂盒100被仪器12接收时)，试剂盒100可以不包括覆盖样品槽端口112的盖子)。
样品材料102可以以任何合适的方式通过样品槽端口112被置于试剂盒100中。例如，可以使用一次性滴管、可调式移液管、固定体积的移液管、双灯泡计量滴管、血液管传输装置、注射器、毛细管、吸移管、塑料长钉和真空采血管等通过样品槽端口112将样品材料102添加至试剂盒100。
试剂盒主体110还可以限定与样品槽端口112流体连通的流体通道120(例如，微流体)，并且被配置成为试剂盒主体110内的样品材料102提供通路。例如，置于样品槽端口112内的样品材料102可以分散到流体通道120中。流体通道120可以是流体(例如，样品材料102)可以行进通过的任何合适的通道。流体通道120可以被配置为对穿过流体通道120的样品材料102提供毛细管作用。换句话说，流体通道120可以通过流体通道120的毛细管作用将样品材料102吸入试剂盒100中，例如，在不使用辅助装置的情况下迫使样品材料通过样品槽端口112。
由于亲水材料或流体通道120的涂层和流体通道120的尺寸中的一种或两种，流体通道120表现出毛细管作用。例如，在一个或多个实施例中，流体通道120的至少一个表面可以由亲水性材料制成或涂覆有亲水性材料，以优化或控制流体流过流体通道120的能力。这样，流体通道120的至少一个表面可以(例如，通过芯吸作用或毛细管作用)吸引流体(例如，样品材料102)，以使流体沿着流体通道120行进。此外，流体通道120的尺寸可以设置为使得流体(例如，样品材料102)可以(例如，由于表面张力)被流体通道120容纳，以及沿着流体通道120流动。
此外，试剂盒100可以包括配置为收集待测试的样品材料102的流体储存器150(例如，样品槽)。在一个或多个实施例中，流体储存器150可以由转盘限定(例如，其可以与试剂盒主体110分离，并且可以相对旋转等)。流体通道120可以在样品槽端口112和流体储存器150之间延伸。流体储存器150可限定任何适合尺寸的总体积。具体地，流体储存器150可以限定总体积小于或等于1mL、500uL、100uL、50uL、10uL等。可以在流体通道120内施加压力(例如，气压或液压)以迫使样品材料102从流体通道120流出并且流入流体储存器150。另外，在一个或多个实施例中，流体储存器150可以包括配置成释放流体储存器150内的任何压力的储存器排放口154。例如，储存器排放口154可以包括疏水性材料，使得可以防止液体(例如，样品材料102)通过储存器排放口154，以及例如流出流体储存器150。在其中流体储存器150由转盘限定的情况下，在转盘内限定的槽可以是开放的(例如，以允许排气)。
而且，试剂盒100可以包括溢流流体通道135(例如溢流储存器)，溢流流体通道135与流体储存器150和样品槽端口112之间的流体通道120流体连通。在流体通道120“填充”样品材料102之后，溢流流体通道135可以帮助收集外部样品材料102。在一个或多个实施例中，溢流流体通道135可以包括(例如，包括疏水性膜内联管的)溢流口137，其允许空气或气体而不是流体从溢流流体通道135逸出，以便例如使溢流流体通道135内的压力相等。溢流口137可以包括疏水性膜以防止流体通过溢流口137。另外，在一个或多个实施例中，溢流口137可以用作(例如，通过图1所示的溢流端口139连接的)毛细管挡块，以防止流体从溢流流体通道135中通过。因此，溢流流体通道135可能不会填充经过溢流端口139。在运行时，溢流端口139可以关闭，以使空气通过流体通道120将样品材料102推入流体储存器150中而不是通过溢流端口139(例如，通过将试剂盒100插入容器16内，仪器12可以配置为关闭溢流端口139)。
此外，试剂盒100可以包括与流体通道120流体连通的流体驱动端口160。流体驱动端口160可以配置为可操作地连接至压力源14(例如，排量泵)，使得可以在流体通道120内施加压力以将样品材料102引导朝向和进入流体储存器150。在图2中，以虚线示出了压力源14，因为压力源14可以定位在仪器12内，使得只有当将试剂盒100插入仪器12中时，压力源14才可以与试剂盒100可操作地连接。
在一个或多个实施例中，样品槽端口112可以位于流体驱动端口160和流体储存器150之间。换句话说，流体驱动端口160可以定位在样品槽端口112的上游(例如，根据从流体驱动端口160到流体储存器150的施加压力的方向)。此外，在一个或多个实施例中，样品槽端口112可以比流体储存器150更靠近流体驱动端口160。样品槽端口112更靠近流体驱动端口160的位置可以最小化未经测试的样品材料102的量，因为例如来自流体通道120的样品材料102可能被迫进入流体储存器150，而位于样品槽端口112和流体驱动端口160之间的样品材料102可能不会被迫进入流体储存器150。
在一个或多个实施例中，流体通道120可以包括位于流体驱动端口160附近(例如，在流体通道120的其余部分和流体驱动端口160之间)的第一毛细管挡块134和位于流体储存器150附近(例如，在流体通道120的其余部分和流体储存器150之间)的第二毛细管挡块128。第一和第二毛细管挡块134、128可以配置为在没有施加预定压力(例如由于表面张力)的情况下防止样品材料102通过毛细管挡块134、128。例如，第一和第二毛细管挡块134、128可以配置为允许样品材料在大于或等于400Pa、大于或等于500Pa、大于或等于600Pa等的压力下通过。结果，当在流体通道120内(例如，由于第一和第二毛细管挡块134、128)未施加压力时，可以防止样品材料102进入流体驱动端口160或流体储存器150(例如，仅保留在流体通道120内)。
由于第一和第二毛细管挡块134、128中的每个的尺寸，第一和第二毛细管挡块134、128可以限定流体可以通过毛细管挡块的压力。例如，第一和第二毛细管挡块134、128可限定通道，该通道的宽度约大于或等于50um、大于或等于100um、大于或等于200um、大于或等于300um等，和/或小于或等于600um、小于或等于500um、小于或等于400um、小于或等于250um等。而且，例如，第一和第二毛细管挡块134、128的每一个可以限定深度，该深度约大于或等于50um、大于或等于100um、大于或等于200um、大于或等于300um等，和/或小于或等于600um、小于或等于500um、小于或等于等于400um、小于或等于250um等。此外，第一和第二毛细管挡块134、128的长度可能对挡块的压力没有影响(例如，以建立通过毛细管挡块所需的流体压力)。在一个或多个实施例中，毛细管挡块可以在试剂盒的通道/储存器之间限定孔(例如，限定约400μm的直径)，以在其间形成毛细管挡块。
在使用试剂盒100时，用户可以通过样品槽端口112添加样品材料102，直到样品材料填充流体通道120并且到达第二毛细管挡块128。因此，从流体通道120输送到流体储存器150的样品材料102的体积可以由第一和第二毛细管挡块134、128之间的流体通道120的体积控制或限定。换句话说，因为在没有施加压力(例如，大于或等于500Pa)的情况下，可以防止样品材料进入第一和第二毛细管挡块134、128，样品材料102的量由流体通道120限定的体积限制。在流体通道120中填充有样品材料102之后，如果用户试图添加额外的样品材料102，则额外的样品材料102可以保留在样品槽端口112中(例如，如果试剂盒100不包括溢流流体槽或储存器)，因为仅从将样品材料102添加到样品槽端口112所施加的压力不会超过第一或第二毛细管挡块134、128的压力屏障(例如，不超过500Pa)。
在一个或多个实施例中，试剂盒100的流体通道120可以包括填充线。填充线可以向用户提供关于在流体通道120内合适的和适当的流体输送的视觉反馈。例如，填充线可以位于流体通道120与流体储存器150之间的毛细管挡块128附近，使得用户可以目视检查样品材料102已经填充流体通道120(例如，样品材料102存在于样品槽端口112和第二毛细管挡块128之间的流体通道120内)。具体地，填充线可包括试剂盒主体110的提供进入流体通道120的窗口的透明部分。
试剂盒100还可以包括位于样品槽端口112和流体通道120之间的过滤器140(例如，如图5所示)。过滤器140可以被定位成使得置于样品槽端口112内的样品材料102通过过滤器140芯吸通过并且进入流体通道120。换句话说，样品槽端口112可以被配置为使得过滤器140可以在样品槽端口112的底部，并且流体通道120位于过滤器140的下方以吸取样品材料102。
在一个或多个实施例中，过滤器140可以提供样品材料102的粗过滤器(例如，过滤出大于或等于20微米的微粒)。例如，过滤器140可以将孔径尺寸限定为小于或等于60微米、小于或等于40微米、小于或等于20微米等，和/或大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米等。此外，过滤器140可以将起泡点限定为小于或等于4,500Pa、小于或等于4,000Pa、小于或等于3500Pa等，和/或大于或等于1,000Pa、大于或等于2,000Pa、大于或等于3,000Pa等。过滤器140的起泡点可以描述为压力屏障，在该压力屏障之上气体(例如，空气)可以被推动通过过滤器140。因此，当在流体通道120内施加压力(例如，气压压力)以移动样品材料102时，只要气压压力保持在过滤器140的起泡点以下(例如，低于4,000Pa)，气压压力就可以包含在流体通道120内。
在一个或多个实施例中，流体驱动端口160可以被配置为当将试剂盒100插入到仪器12中时可操作地与压力源14连接(例如，与压力源14流体连通)。例如，当将试剂盒插入到仪器12中时，仪器12的泵(例如压力源14)可以与流体驱动端口160对准，使得压力源14可以经由流体驱动端口160在流体通道120内施加压力。在一个或多个实施例中，用于通过流体驱动端口160施加压力的压力源14可以利用试剂盒100中已经存在的现有泵、阀和端口。换句话说，在一些实施例中，不需要额外的专门用于在试剂盒100的流体通道120内施加压力的流体泵、阀或端口。
压力源14可以通过流体驱动端口160施加压力以在流体通道120内施加正压力(例如，施加在流体储存器150的上游的压力)。压力源14可以被配置(例如，通过使用计量阀)使得可以选择性地控制通过流体驱动端口160的压力，以考虑到例如试剂盒100的其他特性。例如，在流体通道120内施加的压力可以使得可以克服第一和第二毛细管挡块134、128中的每一个的压力屏障，并且在流体通道120内施加的压力可以低于过滤器140的起泡点(例如，压力不足够高以迫使气体通过过滤器140。具体地，在流体通道120内(例如，经由流体驱动端口160)施加的压力可以大于或等于500Pa(例如，基于毛细管挡块的压力屏障)并且小于或等于4,000Pa(例如，基于过滤器140的起泡点)。
因此，来自压力源14的气体可以不通过润湿的过滤器140，而是只能在朝向和进入流体储存器150的方向上对样品材料102施加压力。此外，在一个或多个实施例中，样品材料102可以被迫返回通过过滤器140并且进入样品槽端口112，但是如上所述，来自压力源14的气体可以不通过过滤器140。之后，可以允许样品槽端口112中的任何过量的样品材料102芯吸到流体通道120中。这样，过滤器140可以有效地充当气体而不是流体的密封件(例如，因为过滤器140的孔径尺寸允许流体通过其传输)。
可以选择过滤器140的孔径尺寸，使得孔径尺寸足够大以允许样品材料102从中通过，但是足够小以使过滤器140防止气体通过，因为它与施加在流体通道120内的气压有关。因此，可以选择与过滤器140的起泡点相对应的过滤器140的孔径尺寸，以平衡允许样品材料102通过并且防止气体通过的期望。此外，克服流体通道120的毛细管挡块所需的压力与过滤器140的起泡点相结合可以产生一定的压力范围(例如，在500Pa和4,000Pa之间)，该压力范围可以被施加在流体通道120内以有效地移动样品材料102。
在一些实施例中，仪器12可以包括位于流体通道120和流体储存器150下游的负压源18。在图2中，负压源18以虚线示出，因为负压源18可定位在仪器12内，使得仅当将试剂盒100插入仪器12中时，负压源18才可以可操作地与试剂盒100连接。此外，在一些实施例中，负压源18可以包括在系统10中，也可以不包括在系统10中。负压源18可以向流体通道120施加真空或抽吸，以将样品材料102移动到流体储器中150(以及，例如以克服第二毛细管挡板128)。在包括负压源18这样的实施例中，试剂盒100可以包括位于样品槽端口112和流体通道120之间的过滤器140。然而，在包括负压源18的一些实施例中，试剂盒100可以不包括位于样品槽端口112和流体通道120之间的过滤器140(例如，因为当使用负压源18时流体或气体没有被推向样品槽端口112)。
另外，试剂盒100可以包括此处如上所述的体声波谐振器传感器105。体声波谐振器传感器105可以包括具有感测表面107(例如，分析物结合表面)的体声波谐振器106。另外，试剂盒100可以包括在流体储存器150和感测表面107之间延伸的流体流动路径108。图2所描述的谐振器传感器105包括位于流体流动路径108中的多个体声波谐振器106，获得的样品材料102可以流过流体流动路径108。传感器105可以具有一个或多个电子部件，以驱动谐振器106进行振荡运动并且在样品材料102经过谐振器106的感测表面107时测量谐振器106的振荡特性的变化。另外或可替代地，用于驱动和感测来自谐振器106的响应的一个或多个电子部件可以在试剂盒100的外部，例如在图1所示的仪器12上。仪器12或其他合适的外部装置可以以任何合适的方式(例如，当试剂盒100被插入到仪器12的容器16中)电耦合到传感器105。此外，传感器105的谐振器106可以用于各种不同的合适目的。例如，一个或多个传感器105可以在控制组中使用或提供冗余。
在一个或多个实施例中，系统10可以包括(例如，位于仪器12内的)控制器，该控制器被配置为控制系统中存在的压力源14。可以至少部分地以硬件、软件、固件或任何组合来实现在本发明中描述的方法和/或逻辑(包括那些归因于系统10的方法和/或逻辑，或各种组成部件(例如，控制器26))。例如，可以在一个或多个处理器(包括一个或多个微处理器、微控制器、DSP(数字信号处理)、ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程逻辑门阵列))内，或任何其他等效的集成或离散逻辑电路，以及这些部件的任何组合或其他设备实施技术的各个方面。术语“处理器”或“处理电路”通常可以指单独或与其他逻辑电路，或任何其他等效电路组合的任何前述逻辑电路。这样的硬件、软件和/或固件可以在同一系统内或在分离的系统内实施以支持本发明中描述的各种操作和功能。另外，任何所描述的部件可以一起或分别地实施为离散但可互操作的逻辑设备。
当以软件实施时，归属于本发明中描述的系统、设备和方法的功能可以体现为计算机可读介质(例如RAM、ROM、NVRAM、EEPROM、FLASH存储器、磁性数据存储介质、光学数据存储介质等)上的指令和/或逻辑。指令和/或逻辑可以由一个或多个处理器执行以支持本发明中描述的功能的一个或多个方面。
当试剂盒100可操作地耦合到(例如，在仪器12内的)系统10的外部设备时，传感器105可以电耦合到控制器。传感器105、外部设备和控制器包括一个或多个电子部件，以在样品材料102经过谐振器106的感测表面107时驱动谐振器106进行振荡运动并且测量谐振器106的振荡特性的变化。
在图3-5中描绘了说明性试剂盒100的具体实施例。试剂盒100可以包括以上关于图1和图2所示的试剂盒100所述的任何部件或特征。如图3所示，试剂盒100包括限定了样品槽端口112的试剂盒主体110。此外，试剂盒100可以包括位于样品槽端口112内(例如在样品槽端口112和流体通道120之间)的过滤器140(例如，如图4和5所示)。
另外，如将在下文中进一步描述的，试剂盒100可以包括流体通道膜104，其可以例如附接到试剂盒主体110的底部以形成流体通道120的至少一个表面(例如，如图4和5所示)。例如，流体通道膜104可以由粘合剂或胶带形成。此外，流体通道膜104可以由亲水性材料制成或涂覆有亲水性材料，以最优化或控制流体流过流体通道120的能力。具体地，流体通道膜104可以是具有亲水压敏胶的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材。
在图4中示出了由试剂盒100的流体通道120限定的通道的详细视图(例如，沿线4-4'截取的图3的试剂盒100的截面图)。如图所示，流体通道120在样品槽端口112和与流体储存器(例如，类似于图2所示的流体储存器150)流体连通的储存器端口152之间延伸。流体通道120可以以任何合适的方式在样品槽端口112和储存器端口152之间延伸。例如，如图4所示，流体通道120沿着围绕样品槽端口112的圆形路径延伸。
流体驱动端口160可以定位在储存器端口152的上游(例如，相对于施加在流体通道120内的压力的方向)，并且可以配置成(例如，当试剂盒100被插入仪器12时)可操作地连接至压力源以在流体通道120内施加压力并且使样品材料朝储存器端口152移动。如图4所示，通过流体驱动端口160施加的气压可以朝着样品槽端口112或流体通道120行进。由于存在此处所述的过滤器140(例如，图5所示)，因此来自流体驱动端口160的气体(例如由于过滤器140的起泡点)可以不通过过滤器140，而是可以在流体通道120内施加压力(例如在样品材料上施加压力)。此外，如此处所述，存在于流体驱动端口160和样品槽端口112之间的通道中的任何样品材料都可以通过过滤器140被迫返回(因此，这部分样品材料可能很小并且无法输送到流体储存器中)。
此外，试剂盒100可以限定与流体通道120流体连通的溢流流体通道135(例如，溢流储存器)，使得可以将流体通道120内的任何过量的样品材料被放置在溢流流体通道135中。此外，溢流流体通道135可以限定约40uL的体积。在一个或多个实施例中，溢流流体通道135可以包括配置为帮助排出溢流流体通道135的溢流端口139。在一个或多个实施例中，当试剂盒100被定位在仪器12内时，溢流端口139可以被阻塞或阻止其允许空气或流体通过。在这样的实施例中，溢流端口139可以被限制以便当压力被施加到流体通道120时，样品材料102可以行进到流体储存器150中并且可以不被强迫通过溢流端口139。此外，位于溢流流体通道135内的任何样品材料102都保留在溢流流体通道135中(例如，因为它可以防止通过溢流端口139流出，并且可以不被拉入流体储存器150)。
如图4所示，流体通道膜104可以限定流体通道120的底表面。流体通道膜104可以沿着样品槽端口112、流体通道120和溢流流体通道135的底部形成连续表面。
此外，图5中示出了流体通道膜104(例如，沿线5-5'截取的图3的试剂盒100的截面图)。例如，流体通道膜104可以附接到试剂盒主体110的底部以形成流体通道120的底表面。流体通道120和/或溢流流体通道135可以限定任何合适的通道深度和通道宽度。例如，(流体通道120和/或溢流流体通道135的)通道深度可以大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于1.5mm等，和/或小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2mm等。此外，例如，(流体通道120和/或溢流流体通道135的)通道宽度可以大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于1.5mm等，和/或小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2mm等。而且，如图5所示，过滤器140可以位于样品槽端口112和流体通道120之间。此外，要注意的是流体通道120和/或溢流流体通道135可以限定矩形的横截面形状或非矩形的横截面形状(例如，锥形、三角形、圆形等)。
图6中示出了收集样品材料的示例性方法600的示例。例如，方法600可以包括通过由试剂盒的试剂盒主体限定的样品槽端口将样品材料添加到试剂盒(610)。如上所述，样品槽端口可以被配置为使得盖子不覆盖、不附接或不密封样品槽端口。方法600还可以包括通过定位在样品槽端口和由试剂盒主体限定的流体通道之间的过滤器芯吸样品材料(620)。
此外，方法600可以包括在流体通道中收集样品材料(630)，并且通过与流体通道流体连通的试剂盒的流体驱动端口施加压力(640)。在一个或多个实施例中，在流体通道中收集样品材料可以包括经由毛细管作用将样品材料芯吸到流体通道中。最后，方法600可以包括通过经由流体驱动端口施加压力(640)来将样品材料引向流体储存器中(650)。注意的是如上所述，当通过流体驱动端口施加压力或当样品材料被引向流体储存器中时，试剂盒可以不包括覆盖、附接到或密封样品槽端口的盖子。这样，样品槽端口可以被描述为无盖样品槽端口。
在一个或多个实施例中，通过与流体通道流体连通的试剂盒的流体驱动端口施加压力可以包括经由可操作地连接到流体驱动端口的压力源或泵通过流体驱动端口施加正压。例如，可以将试剂盒插入仪器中以将流体驱动端口可操作地连接至压力源或泵。在一个或多个实施例中，当将试剂盒插入仪器中时，溢流端口可以被关闭使得当通过流体驱动端口施加压力时，样品材料仅移动到流体储存器中，并且溢流流体通道部内的任何样品材料保留在溢流流体通道部中。此外，压力源或泵可以位于流体储存器和流体通道的上游，以在流体通道上施加“正”压。在一个或多个实施例中，该方法可以进一步包括由于(例如，靠近流体储存器和/或流体驱动端口的)流体通道的毛细管挡块而将样品材料容纳在流体通道内。此外，通过经由流体驱动端口施加压力将样品材料引向流体储存器中可以包括克服流体通道的毛细管挡块。
描述了示例性的实施例，并且已经参考了相同的可能的变化。这些和其他变化、组合和修改对本领域技术人员将是显而易见的，并且应当理解的是权利要求书不限于所阐述的示例性实施例。
除非另有说明，否则此处所使用的所有科学和技术术语具有本领域中通常使用的含义。所提供的定义是为了有助于此处对频繁使用的某些术语的理解，并不意味着限制本发明的范围。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一(a)”，“一个(an)”和“该(the)”涵盖具有多个指示物的实施例，除非内容另有明确规定。如本说明书和所附权利要求书中所使用的，术语“或”通常以包括“和/或”的意义使用，除非内容另外明确指出。术语“和/或”是指所列元件中的一个或全部，或所列元件中任何两个或更多个的组合。
如在本文中所使用的，“具有(have、having)”，“包括(include、including)”，“包含(comprise、comprising)”等以其开放式含义使用，并且通常是指“包括但不限于”。”将理解的是“基本上由……组成”，“由……组成”等包含在“包含”等中。如在本文中所使用的，如涉及到组合物、产品、方法等时，“基本上由...组成”是指该组合物、产品、方法等的组分限于列举的组分和任何其他不会实质性地影响组合物、产品、方法等的基本和新颖特征的组分。
词语“优选”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本发明的实施例。然而，在相同或其他情况下，其它实施例也可以是优选的。此外，一种或多种优选的实施例的列举并不意味着其它的实施例没有用，并且不意图将包括权利要求书在内的其它实施例排除在本发明的范围之外。
同样，对由端点限定的数值范围的引用包括该范围内包含的所有数字(例如1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等，或者10或更少包括10、9.4、7.6、5、4.3、2.9、1.62、0.3等)。如果某个值的范围“达到”特定值，则该值将包含在该范围内。
为了清楚起见，参照附图描述了所提及的任何方向，例如“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”以及其他方向和取向，而不是限制实际的装置或系统或装置或系统的使用。可以在许多方向和取向上使用如所述的装置或系统。

Claims (20)

1.一种试剂盒，包含：
试剂盒主体，所述试剂盒主体限定配置为接收样品材料的无盖样品槽端口以及与所述无盖样品槽端口流体连通的流体通道；
设置在所述无盖样品槽端口和所述流体通道之间的过滤器；
流体储存器，其中所述流体通道在所述无盖样品槽端口和所述流体储存器之间延伸；以及
与所述流体通道流体连通的流体驱动端口，其中所述流体驱动端口配置为可操作地连接至压力源，从而在所述流体通道内施加压力以将所述样品材料引向所述流体储存器。
2.根据权利要求1所述的试剂盒，其中所述过滤器限定小于或等于4,000Pa的起泡点。
3.根据权利要求1所述的试剂盒，其中所述流体通道配置为对通过所述流体通道的所述样品材料提供毛细管作用。
4.根据权利要求1所述的试剂盒，其中所述无盖样品槽端口位于所述流体驱动端口和所述流体储存器之间。
5.根据权利要求1所述的试剂盒，其中所述流体通道还包含溢流流体通道部，其中所述溢流流体通道部位于所述流体储存器的储存器端口的上游。
6.根据权利要求1所述的试剂盒，其中所述流体驱动端口配置为可操作地连接泵。
7.根据权利要求1所述的试剂盒，其中所述流体通道包含靠近所述流体储存器的毛细管挡块，其中所述毛细管挡块配置为允许所述样品材料在大于或等于500Pa的压力下通过。
8.根据权利要求1所述的试剂盒，其中在所述流体储存器的上游施加所述压力。
9.根据权利要求1所述的试剂盒，还包含：
传感器，所述传感器包含具有感测表面的体声波谐振器；以及
流体流动路径，所述流体流动路径在所述流体储存器和所述感测表面之间延伸。
10.一种系统，包含：
用于测试样品材料并且限定容器的仪器，其中所述仪器包含压力源；以及
根据权利要求1所述的试剂盒，其中所述试剂盒配置为插入到所述仪器的所述容器中。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述仪器的所述压力源配置为当将所述试剂盒插入到所述仪器中时与所述试剂盒的所述流体驱动端口流体连通。
12.一种收集样品材料的方法，所述方法包含：
通过由试剂盒的试剂盒主体限定的无盖样品槽端口将样品材料添加到所述试剂盒中；
通过位于所述无盖样品槽端口和由所述试剂盒主体限定的流体通道之间的过滤器芯吸所述样品材料；
将所述样品材料收集在所述流体通道中；
通过与所述流体通道流体连通的所述试剂盒的流体驱动端口施加压力；以及
通过经由所述流体驱动端口施加所述压力将所述样品材料引向流体储存器中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中通过所述流体驱动端口施加的所述压力大于或等于500Pa并且小于或等于4,000Pa。
14.根据权利要求12所述的方法，其中通过与所述流体通道流体连通的所述试剂盒的流体驱动端口施加压力包含经由可操作地连接到所述流体驱动端口的泵通过所述流体驱动端口施加正压。
15.根据权利要求12所述的方法，还包含由于位于所述流体储存器附近的所述流体通道的毛细管挡块而将所述样品材料包含在所述流体通道内。
16.根据权利要求15所述的方法，其中通过经由所述流体驱动端口施加所述压力来将所述样品材料引向流体储存器中包含克服所述流体通道的所述毛细管挡块。
17.根据权利要求12所述的方法，还包含将所述试剂盒插入到仪器中以将所述流体驱动端口可操作地连接至压力源。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述过滤器限定小于或等于4,000Pa的起泡点。
19.根据权利要求12所述的方法，其中将所述样品材料收集在所述流体通道中包含通过毛细管作用将所述样品材料芯吸到所述流体通道中。
20.根据权利要求12所述的方法，其中通过与所述流体通道流体连通的所述试剂盒的流体驱动端口施加压力包含在所述流体储存器的上游施加正压。
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