本申请要求于2018年8月16日提交的美国临时专利申请第62/719,018号的优先权权益,以其内容为依据并且其内容通过引用整体并入本文。本文提及的任何出版物或专利文献的全部公开内容通过引用整体并入。
示例性实施例的详细说明
以下详细描述以示例而非限制的方式示出了本发明的一些实施例。本文使用的章节标题和任何副标题仅用于组织目的,而不应被解释为以任何方式限制所描述的主题。章节标题和/或副标题下的内容不限于章节标题和/或副标题,而是适用于本发明的整个描述。
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根据本发明,如图1所示,在一些实施例中,一种用于分析样品中的分析物的装置,包含:
第一板,第二板,间隔件,以及至少一个成像器,其中:
i.第一板和第二板彼此面对;
ii.第一板在其内表面上具有位于不同位置处的第一样品接触区域和第二样品接触区域,并且第二板在其内表面上具有位于不同位置处的第一样品接触区域和第二样品接触区域,第二板的第一样品接触区域和第二样品接触区域分别对应于并且面对第一板的第一样品接触区域和第二样品接触区域,其中,样品接触区域是用于与含有或疑似含有分析物的样品进行接触的区域;
iii.间隔件位于第一板与第二板之间;
iv.间隔件和样品接触区域的表面被配置为使得第一间隔高度与第二间隔高度彼此不同,其中,第一间隔高度是第一板上的第一样品接触表面与其对应的第二板上的样品接触区域之间的间距,第二间距高度是第一板上的第二样品接触表面与其对应的第二板上的样品接触区域之间的间距,其中,第一间距高度和第二间距高度为250μm或以下;并且
v.至少一个成像器被配置为对第一样品接触区域和第二样品接触区域中的样品进行成像,并且测量与第一间隔高度和第二间隔高度中的分析物相关的光学信号。
图1示出了本发明的若干示例性实施例。在图(A)中,示出了装置在样品的三个不同位置处形成具有三个不同样品厚度d1、d2和d3的样品层的示意图。在图(B)中,示出了具有三个高度的间隔件在样品的三个不同位置处形成具有三个不同样品厚度的样品层,并且将试剂涂覆在其中一个板上,并且在图(C)中,将三种不同试剂R1、R2、R3在三个不同样品厚度的三个位置处涂覆在板1上,而将一种相同的试剂C1涂覆在板2的三个位置上。
A.1.使用具有不同间隔高度的QMAX卡的CBC
在通过成像方法执行CBC(全血细胞计数)时,控制薄血层厚度的高度是有利的。在本发明中,在一些实施例中,具有两个或更多个间隔件高度的QMAX装置通过成像进行CBC,其中一个QMAX卡被配置为测量多于一种类型的血细胞,并且其中,一些类型的血细胞和/或血液参数(例如,白细胞和血红蛋白)在同一板的一个间隔件高度区域中测量,在另一间隔件高度区域中测量其他血细胞和/或参数(不同的间隔件高度区域给出不同的样品厚度)。[间隔高度区域]
根据本发明,在一些实施例中,一种用于分析全血样品中的分析物的装置,包含:
第一板,第二板,间隔件,以及至少一个成像器,其中:
i.第一板和第二板彼此面对;
ii.第一板在其内表面上具有位于不同位置处的第一样品接触区域和第二样品接触区域,并且第二板在其内表面上具有位于不同位置处的第一样品接触区域和第二样品接触区域,第二板的第一样品接触区域和第二样品接触区域分别对应于并且面对第一板的第一样品接触区域和第二样品接触区域,其中,样品接触区域是用于与含有或疑似含有分析物的样品进行接触的区域;
iii.间隔件位于第一板与第二板之间;
iv.间隔件和样品接触区域的表面被配置为使得第一间隔高度与第二间隔高度彼此不同,其中,第一间隔高度是第一板上的第一样品接触表面与其对应的第二板上的样品接触区域之间的间距,第二间距高度是第一板上的第二样品接触表面与其对应的第二板上的样品接触区域之间的间距,其中,第一间距高度和第二间距高度为250μm或以下;并且
v.至少一个成像器被配置为对第一样品接触区域和第二样品接触区域中的样品进行成像,并且测量与第一间隔高度和第二间隔高度中的分析物相关的光学信号;
其中,样品是全血,并且分析物包含红细胞、白细胞和血小板,其中,第一间隔高度是选自3.5μm至6.5μm的范围内的单个值,并且第二间隔高度是选自10μm至120μm的范围内的单个值,并且其中,第一间隔高度用于测量红细胞和血小板,并且第二间隔高度用于测量白细胞和红细胞的血红蛋白。
在一些实施例中,一种用于执行不同血细胞类型和/或不同血细胞参数的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,QMAX装置具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度,而一个血细胞类型和/或参数在一个间隔件高度区域中成像,而另一个血细胞类型和/或参数在另一个间隔件高度区域中成像。
在一些实施例中,一种用于执行不同血细胞类型和/或不同血细胞参数的方法,包含:
(a)获取血液样品;
(b)获取QMAX装置的根据任一实施例所述的装置,QMAX装置包含两个或更多个不同的间隔件高度区域;
(c)当板处于开放构造时将样品沉积在板中一个或两个上,
(d)在(c)之后,将这两个板结合在一起并且将这些板按压成闭合构造,
(e)在(d)之后,使用成像测量样品,
其中,在至少两个不同的间隔件高度区域中测量血液样品。
在一些实施例中,血液是全血。在一些实施例中,血液是没有显著稀释的全血。在一些实施例中,血液是稀释后的全血。
一种用于分析血液样品中的血细胞的装置,包含:
第一板、第二板、间隔件以及适配器,其中:
i.板能够相对于彼此移动成不同的构造;
ii.板中的一个或两个是柔性的;
iii.每个板包含具有用于接触流体样品的样品接触区域的内表面;
iv.板中的一个或两个包含永久固定在相应板的样品接触区域上的间隔件;
v.间隔件具有各自具有不同间隔件高度的两个区域,间隔件高度具有选自1μm至50μm的范围内的值;
vi.每个区域中的间隔件:
(a)具有预定的基本均匀的高度,该高度具有选自1μm至50μm的范围内的值,
(b)形状为具有基本上均匀的截面和平坦的顶表面的柱;
(c)宽度与高度的比率等于或大于1;
(d)具有预定的固定非随机的间隔件间距离,该间隔件间距离在10μm至200μm的范围内;
(e)填充系数等于3%或更大,其中,填充系数是(板上的)间隔件接触面积与总板面积的比率;并且
(f)间隔件的填充系数乘以杨氏模量等于2MPa或更大;
vi.板中的一个或两个包含涂覆在相应板的样品接触区域上的试剂;
viii.适配器包含:(a)外壳,(b)在外壳上的附接件,其使适配器能够附接到带有相机的移动电话上,(c)外壳的槽缝,其允许(1)处于闭合构造的板滑入槽缝中,并且(2)当板位于槽缝中时,样品区域的至少一部分距离相机的外表面不到2cm,以及(d)位于外壳内的光学系统,光学系统配置为使得样品接触区域的至少一部分被相机成像;
其中,其中一个构造是开放构造,在开放构造中:两个板是部分或完全分开的,板之间的间距不由间隔件调节,并且样品沉积在板中的一个或两个上;并且
其中,另一个构造是闭合构造,闭合构造在样品以开放构造沉积之后构造;并且在闭合构造中:样品的至少一部分被两个板压缩成厚度非常均匀的层并且相对于板基本上是停滞的,其中,层的均匀厚度由两个板的样品接触区域限定并由板和间隔件调节。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域被配置为形成约5μm的血液层,而另一个间隔件高度区域被配置为形成约30μm的血液层。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域被配置为形成1.5μm至4μm之间的血液层,而另一个间隔件高度区域被配置为形成25μm至35μm之间的血液层。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域被配置为形成4μm至6μm之间的血液层,而另一个间隔件高度区域被配置为形成25μm至35μm之间的血液层。
在一些实施例中,间隔件高度5μm针对RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件高度30μm针对WBC、HgB;并且间隔件高度5μm和30μm的组合针对MCH、MCHC等。
在一些实施例中,间隔件高度1.5μm至6.0μm针对RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件高度10μm至20μm针对WBC、HgB;并且间隔件高度5μm和30μm的组合针对MCH、MCHC等。
在一些实施例中,间隔件高度1.5μm至3μm针对RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件高度10μm至20μm针对WBC、HgB;并且间隔件高度5μm和30μm的组合针对MCH、MCHC等。
在一些实施例中,间隔件高度3μm至6μm针对RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件高度25μm至35μm针对WBC、HgB;并且间隔件高度5μm和30μm的组合针对MCH、MCHC等。
在一些实施例中,间隔件高度3μm至6μm针对RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件高度10μm至32μm针对WBC、HgB;并且间隔件高度5μm和30μm的组合针对MCH、MCHC等。
在一些实施例中,间隔件高度1.5μm至8μm针对RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件高度10μm至50μm针对WBC、HgB;并且间隔件高度5μm和30μm的组合针对MCH、MCHC等。
在一些实施例中,具有较低间隔件高度的间隔件高度区域针对RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件高度较高的间隔件高度区域针对WBC、HgB;并且组合针对MCH、MCHC等。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域的形状是圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形、环形或这些形状的任何叠加。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域的优选形状是圆形和椭圆形。
在一些实施例中,板上的间隔件高度区域被配置为和/或布置为阵列形式,并且该阵列是周期性、非周期性的阵列或在板的一些位置是周期性的而在其他位置是非周期性的。
在一些实施例中,间隔件的周期性阵列是1维或2维的。
在一些实施例中,间隔件的周期性阵列布置为正方形、矩形、三角形、六边形、多边形或其任何组合的格子,其中,组合指板的不同位置具有不同的间隔件格子。
在一些实施例中,板上的间隔件高度区域被配置和/或布置为阵列形式,并且阵列是周期性的,周期为0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3mm、5mm,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,板上的间隔件高度区域被配置和/或布置为阵列形式,并且阵列是周期性的,优选周期为0.2mm、0.5mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm、1.5mm、2mm,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,板上的间隔件高度区域被配置和/或布置为阵列形式,并且阵列是周期性的,优选周期为成像系统的视场的一半。
在一些实施例中,板上的间隔件高度区域被配置和/或布置为阵列形式,并且阵列是周期性的,优选周期为成像系统的视场的0.1、0.2、0.3、0.5、0.8、0.9、1.0倍,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,间隔件侧向尺寸10μm至20μm针对一个区域中的RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件侧向尺寸30μm至40μm针对另一区域中的WBC、HgB。
在一些实施例中,间隔件侧向尺寸30μm至40μm针对一个区域中的RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件侧向尺寸30μm至40μm针对另一区域中的WBC、HgB。
在一些实施例中,间隔件侧向尺寸10μm至20μm针对一个区域中的RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件侧向尺寸30μm至40μm针对另一区域中的WBC、HgB。
在一些实施例中,间隔件侧向尺寸10μm至50μm针对一个区域中的RBC、WBC、PLT、MCV;并且间隔件侧向尺寸10μm至50μm针对另一区域中的WBC、HgB。
在一些实施例中,板上有两个间隔件高度区域。在一些实施例中,板上有两种间隔件高度区域。在一些实施例中,板上有多于两种的间隔件高度区域。
在一些实施例中,任何两个最接近的间隔高度区域的边缘到边缘距离为0μm、5μm、10μm、30μm、50μm、100μm、500μm、1mm、2mm、3mm、5mm,或在任何两个值之间的范围内。在一些实施例中,任何两个最接近的间隔高度区域的优选边缘到边缘距离为0μm、5μm、10μm、30μm、50μm、100μm、500μm、1mm,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,板的制造使用压印光刻。在一些实施例中,板的制造使用注射模制。
在一些实施例中,根据任一前述实施例所述的装置、试剂盒、系统或方法,其中,所有间隔件高度区域涂覆有相同浓度的化学品。
在一些实施例中,根据任一前述实施例所述的装置、试剂盒、系统或方法,其中,不同的间隔件高度区域涂覆有不同浓度的化学品。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将用于对WBC进行染色的染料涂覆到第一板或第二板或两个上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将用于对WBC和PLT进行染色的染料涂覆到第一板或第二板或两个上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将用于对WBC进行染色的染料涂覆到第一板或第二板或两个上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,通过液滴打印将试剂涂覆成阵列。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,通过喷雾涂覆试剂。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,通过接触印刷涂覆试剂。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,通过转印涂覆试剂。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将吖啶橙以3至10ng/mm2的区域浓度涂覆在板上的一个间隔件高度区域处,并且将Zwittergent以3至30ng/mm2的区域浓度涂覆在板上的一个间隔件高度区域处。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将吖啶橙以10至80ng/mm2的区域浓度涂覆在所述板上的一个间隔件高度区域处,并且将Zwittergent以20至130ng/mm2的区域浓度涂覆在所述板上的一个间隔件高度区域处。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,试剂溶于有机溶剂,如乙醇、乙醚、己烷、四氯乙烷、甲苯、二甲苯。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,通过在板的不同柱高度区域涂覆试剂的不同润湿性质来涂覆试剂。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将用于对RBC进行染色的染料涂覆到至少一个间隔件高度区域上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将用于分离或包围RBC的表面活性剂涂覆到至少一个间隔件高度区域上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将用于对RBC进行裂解的化学品涂覆到至少一个间隔件高度区域上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将吖啶橙涂覆到至少一个间隔件高度区域上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将Zwittergent涂覆到至少一个间隔件高度区域上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将亚甲蓝和Zwittergent涂覆到至少一个间隔件高度区域上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将吖啶橙和Zwittergent涂覆到至少一个间隔件高度区域上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将YOYO染料和Zwittergent涂覆到至少一个间隔件高度区域上。
根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,装置还少在间隔件高度区域上包含多试剂层,多试剂层包括抗粘连、细胞裂解、细胞染色、释放时间控制材料层,及其组合;
其中,涂覆在板上的每一层的厚度为10nm、100nm、200nm、500nm、1μm,或在任何两个值之间的范围内。
其中,抗粘连剂包含乙二胺四乙酸(EDTA)、EDTA二钠、K2EDTA、K3EDTA等。
其中,细胞染色剂包含Wright染色剂(曙红、亚甲蓝)、Giemsa染色剂(曙红、亚甲蓝和天青B)、May-Grünwald染色剂、Leishman染色剂(“多色”亚甲蓝(即脱甲基成为各种天青)和曙红)、赤藓红B染色剂(赤藓红B),以及其他荧光染色剂,包括但不限于吖啶橙染料、3,3-二己基氧杂羰花青(DiOC6)、碘化丙啶(PI)、异硫氰酸荧光素(FITC)和碱性橙21(BO21)染料、溴化乙锭、亮硫黄素和芪二磺酸衍生物、赤藓红B或台盼蓝、Hoechst 33342、三盐酸化物、三水合物以及DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚、二盐酸化物)、YOYO。
其中,细胞染色剂包含Wright染色剂(曙红、亚甲蓝)、Giemsa染色剂(曙红、亚甲蓝和天青B)、May-Grünwald染色剂、Leishman染色剂(“多色”亚甲蓝(即脱甲基成为各种天青)和曙红)、赤藓红B染色剂(赤藓红B),以及其他荧光染色剂,包括但不限于吖啶橙染料、3,3-二己基氧杂羰花青(DiOC6)、碘化丙啶(PI)、异硫氰酸荧光素(FITC)和碱性橙21(BO21)染料、溴化乙锭、亮硫黄素和芪二磺酸衍生物、赤藓红B或台盼蓝、Hoechst 33342、三盐酸化物、三水合物以及DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚、二盐酸化物)、YOYO、酸性品红、苏木精、Hoechst染剂包括Hoechst 33258和Hoechst 33342、甲基绿、亚甲蓝、尼罗蓝、尼罗红、四氧化锇、若丹明、番红、MeOSuc-AAPV-AMC、CFSE、BCECF/AM、硝酸银、中性红、焦宁Y、钙黄绿素-AM、二氢乙啶、二甲苯青FF、若丹明123、4-甲基伞形酮棕榈酸酯、坚牢蓝B盐、萤光黄CH二钾盐、DAPI双乳酸盐、碘化丙锭;其中,细胞裂解试剂包含氯化铵、碳酸氢钠、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙酸、柠檬酸、其他酸碱等,其中,释放时间控制材料包含白蛋白、卡波姆、羧甲基纤维素、角叉菜胶、壳聚糖、糊精、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等。在一些实施例中,将具有一定浓度的化学品涂覆在板上的至少间隔件高度区域上并溶解到血液中以实现装置中红细胞的均匀分布。
在一些实施例中,将具有一定浓度的化学品涂覆在板上的至少间隔件高度区域上并溶解到血液中以裂解装置中的红细胞,其中,该涂层可以在第一板或第二板或两个上。
在一些实施例中,涂覆在装置中的至少间隔件高度区域上的化学品包括但不限于表面活性剂、Zwittergent,ASB-14,ASB-16,CHAPS,阳离子表面活性剂NN-[Tris(羟基甲基)甲基]-N-烷基-N,N-二甲基氯化铵(IIa),IIb,IIc,IId,CTAC,Tween20,Tween 40,Tween60,Tween 80,月桂基硫酸钠(SLS),月桂基硫酸铵,CTAB,月桂基醚硫酸钠(SLES),肉豆蔻基硫酸钠,多库酯,全氟辛基磺酸酯,烷基-芳基醚磷酸酯,烷基醚磷酸盐,CTAB,氯化十六烷基吡啶(CPC),苯扎氯铵(BAC),苄索氯铵(BZT),,二甲基双十八烷基氯化铵,双十八烷基二甲基溴化铵(DODAB),椰油酰氨基丙基羟基磺基甜菜碱,椰油酰氨基丙基甜菜碱,窄范围乙氧基化物,八乙二醇单十二烷基醚,五乙二醇单十二烷基醚,壬醇,TritonX-100,聚乙氧基化牛油胺,椰油酰胺单乙醇胺,椰油二乙醇胺脱水山梨糖醇单硬脂酸酯,脱水山梨糖醇三硬脂酸酯,癸基葡糖苷,月桂基葡糖苷,辛基葡糖苷,月桂基二甲基胺氧化物,二甲亚砜,氧化膦。
在一些实施例中,涂覆在装置中的引起红细胞裂解的试剂包括但不限于PluronicF-127、Cremophor EL、Pluronic F-68、Myrj 52、Brij 35、油酸钠、十二烷基硫酸钠、吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、SLS、CTAB、CTAC、他莫昔芬、皂苷、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、乳酸、ABS-14、ABS-16、抗疟疾药物(奎宁化合物)、砷、氨苯砜、金属(铬/铬酸盐、铂盐、镍化合物、铜、铅、顺铂)、亚硝酸盐、呋喃妥因、青霉素、非那吡啶(马洛芬)、免疫球蛋白、利巴韦林、磺酰胺、砜。
在一些实施例中,涂覆在装置中的抗凝血剂包括但不限于EDTA例如乙二胺四乙酸二钾(K2EDTA)、乙二胺四乙酸三钾(K3EDTA)、香豆素(维生素K拮抗剂)、华法林(香豆素)、苊香豆醇、苯丙香豆素、阿托曼霉素、苯茚双酮、肝素、磺达肝癸钠和依达肝素、达比加群酯、利伐沙班、阿哌沙班、依度沙班、贝曲西班、NOACs、水蛭素、重组水蛭素、比伐卢定、agratroban、dabigatran、巴曲酶、裂纤酶、维生素E、柠檬酸钠、酸性柠檬酸右旋糖、草酸盐如氟化物草酸盐、德塞帕林、地西鲁定、依诺肝素。
在一些实施例中,为了实现装置中红细胞的均匀分布,将Zwittergent涂覆在板上的至少间隔件高度区域上,优选区域浓度为3ng/mm2、5ng/mm2、8ng/mm2、12ng/mm2、15ng/mm2、25ng/mm2、35ng/mm2、50ng/mm2、80ng/mm2、150ng/mm2,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,为了裂解装置中的红细胞,将Zwittergent涂覆在板上的至少间隔件高度区域上,优选区域浓度为100ng/mm2、120ng/mm2、150ng/mm2、180ng/mm2、200ng/mm2、300ng/mm2、400ng/mm2、500ng/mm2、800ng/mm2、1000ng/mm2,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,为了实现装置中红细胞的均匀分布,将Zwittergent涂覆在板上的至少间隔件高度区域上,血液中的优选终浓度为0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.5mg/mL、0.6mg/mL、1.0mg/mL、2mg/mL,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,为了裂解装置中的红细胞,将Zwittergent涂覆在板上的至少间隔件高度区域上,血液中的优选终浓度为2mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL、6mg/mL、7mg/mL、9mg/mL、10mg/mL、15mg/mL、25mg/mL、50mg/mL,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,为了实现装置中红细胞的均匀分布,将Zwittergent涂覆在板上的至少间隔件高度区域上,优选区域浓度为3ng/mm2、5ng/mm2、8ng/mm2、12ng/mm2、15ng/mm2、25ng/mm2、35ng/mm2、50ng/mm2、80ng/mm2、100ng/mm2,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,为了裂解装置中的红细胞,将Zwittergent涂覆在板上的至少间隔件高度区域上,优选区域浓度为100ng/mm2、120ng/mm2、150ng/mm2、180ng/mm2、200ng/mm2、300ng/mm2、400ng/mm2、500ng/mm2、800ng/mm2、1000ng/mm2,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,为了实现装置中红细胞的均匀分布,将Zwittergent涂覆在板上的至少间隔件高度区域上,血液中的优选终浓度为0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.5mg/mL、0.6mg/mL、1.0mg/mL、2mg/mL,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,为了裂解装置中的红细胞,将Zwittergent涂覆在板上的至少间隔件高度区域上,血液中的优选终浓度为2mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL、6mg/mL、7mg/mL、9mg/mL、10mg/mL、15mg/mL、25mg/mL、50mg/mL,或在任何两个值之间的范围内。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将吖啶橙涂覆在板上的至少一个间隔件高度区域上,区域浓度为0.5ng/mm2、1ng/mm2、2ng/mm2、3ng/mm2、5ng/mm2、8ng/mm2、10ng/mm2、15ng/mm2、20ng/mm2、30ng/mm2,或在任何两个值之间的范围内。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将吖啶橙以3至10ng/mm2的区域浓度涂覆在板上,将Zwittergent以3至10ng/mm2的区域浓度涂覆在板上。
根据任一前述实施例的装置、试剂盒、系统或方法,其中,将吖啶橙以5至20ng/mm2的区域浓度涂覆在板上,将Zwittergent以10至30ng/mm2的区域浓度涂覆在板上。
对于开放间隔件,侧向尺寸可以通过其在x和y两个正交方向上的侧向尺寸(有时称为宽度)来表征。间隔件在每个方向上的侧向尺寸相同或不同。在一些实施例中,每个方向(x或y)的侧向尺寸为1nm或以下、3nm或以下、5nm或以下、7nm或以下、10nm或以下、20nm或以下、30nm或以下、40nm或以下、50nm或以下、100nm或以下、200nm或以下、500nm或以下、800nm以下、1000nm以下、1μm以下、2μm以下、3μm以下、5μm以下、10μm以下、20μm以下、30μm以下、50μm以下、100μm以下、150μm以下、200μm以下、300μm以下或500μm以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在5μm至10μm之间。在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在10μm至15μm之间。在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在15μm至20μm之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在20μm至25μm之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在25μm至30μm之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在30μm至40μm之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在40μm至50μm之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在50μm至70μm之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在70μm至90μm之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在90μm至120μm之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在入射光的中心波长的20倍至40倍之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在入射光的中心波长的40倍至80倍之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在入射光的中心波长的80倍至120倍之间。
在一些实施例中,间隔件的侧向尺寸在入射光的中心波长的120倍至80倍之间。
在一些实施例中,x与y方向的侧向尺寸的比率是1、1.5、2、5、10、100、500、1000、10,000,或在任何两个值之间的范围内。在一些实施例中,使用不同的比率来调节样品流动方向;比率越大,流动沿着一个方向(较大尺寸方向)。
在一些实施例中,间隔件在x和y方向上的不同侧向尺寸用作(a)使用间隔件作为标度以指示板的取向,(b)使用间隔件以在优选方向上产生更多样品流,或两者。
在优选实施例中,间隔件的周期、宽度和高度基本上相同。在一些实施例中,所有间隔件具有相同的形状和尺寸。在一些实施例中,间隔件具有不同的侧向尺寸。
对于封闭间隔件,在一些实施例中,基于待被封闭间隔件封闭的样品的总体积选择内侧向形状和尺寸,其中体积尺寸已在本公开中进行描述;并且在某些实施例中,基于支撑液体抵靠间隔件的压力所需的强度以及按压板的压缩压力来选择外侧向形状和尺寸。
在某些实施例中,柱间隔件的高度与平均侧向尺寸的纵横比为100,000、10,000、1,000、100、10、1、0.1、0.01、0.001、0.0001、0.00001,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的所有间隔件具有相同的预定高度。在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件具有不同的预定高度。在一些实施例中,间隔件可以被分成组或区域,其中,每个组或区域具有其自身的间隔件高度。在某些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件的预定高度是间隔件的平均高度。在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件具有大致相同的高度。在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件的数量的一定百分比具有相同的高度。
通过板之间的期望调节后间距和/或调节后最终样品厚度和残余样品厚度来选择一个间隔件高度区域中的间隔件的高度。间隔件高度(预定间隔件高度)、板之间的间距和/或样品厚度为3nm或以下、10nm或以下、50nm或以下、100nm或以下、200nm或以下、500nm或以下、800nm或以下、1000nm或以下、1μm或以下、2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下、100μm或以下、150μm或以下、200μm或以下、300μm或以下、500μm或以下、800μm或以下、1mm或以下、2mm或以下、4mm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在一个优选实施例中为1nm至100nm,在另一优选实施例中为100nm至500nm,在单独的优选实施例中为500nm至1000nm,在另一个优选实施例中为1μm(即1000nm)至2μm,在单独的优选实施例中为2μm至3μm,在另一个优选实施例中为3μm至5μm,在单独的优选实施例中为5μm至10μm,并且在另一个优选实施例中10μm至50μm,在单独的优选实施例中为50μm至100μm。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在1.5μm至2.5μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在2.5μm至4μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在4μm至6μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在6μm至10μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在10μm至15μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在15μm至25μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在25μm至35μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在35μm至50μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在50μm至100μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在100μm至150μm之间。
在一个优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度在150μm至200μm之间。
在测试全血样品时,一个间隔件高度区域中的间隔件高度与入射光源功率密度相关并受其限制。
在一个优选实施例中,在入射光源功率为0.1W/cm2至5W/cm2的情况下,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为小于2μm、小于5μm、小于10μm。
在一个优选实施例中,在入射光源功率为0.1W/cm2至5W/cm2的情况下,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为小于10μm、小于20μm、小于30μm。
在一个优选实施例中,在入射光源功率为0.1W/cm2至5W/cm2的情况下,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为小于30μm、小于40μm、小于50μm。
在一个优选实施例中,在入射光源功率为5W/cm2至50W/cm2的情况下,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为小于10μm、小于20μm、小于30μm。
在一个优选实施例中,在入射光源功率为5W/cm2至50W/cm2的情况下,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为小于30μm、小于40μm、小于50μm。
在一个优选实施例中,在入射光源功率为5W/cm2至50W/cm2的情况下,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为小于50μm、小于100μm、小于150μm、小于200μm。
在一个优选实施例中,在入射光源功率为50W/cm2至500W/cm2的情况下,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为小于50μm、小于100μm、小于150μm、小于200μm。
在一些实施例中,精确地控制一个间隔件高度区域中的间隔件高度。间隔件的相对精度(即偏差与期望的间隔件高度的比率)为0.001%或以下、0.01%或以下、0.1%或以下;0.5%或以下、1%或以下、2%或以下、5%或以下、8%或以下、10%或以下、15%或以下、20%或以下、30%或以下、40%或以下、50%或以下、60%或以下、70%或以下、80%或以下、90%或以下、99.9%或以下,或在任何这些值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为:(i)等于或稍大于分析物的最小尺寸,或(ii)等于或稍大于分析物的最大尺寸。“稍大于”是指大大约1%至5%以及在两个值之间的任何数值。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度大于分析物的最小尺寸(例如分析物具有各向异性形状),但小于分析物的最大尺寸。
例如,红细胞具有最小尺寸为2μm(盘厚度)和最大尺寸为11μm(盘直径)的盘形状。在本发明的实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件可以被选择成使得在相关区域中板的内表面间距为,例如,2μm(等于最小尺寸)、2.2μm或3(比最小尺寸大50%)或5,但小于红细胞的最大尺寸。这种实施例在血细胞计数方面具有一定优势。在一个实施例中,对于红细胞计数,通过使内表面间距为2或6μm以及这两个值之间的任何数字,将未稀释的全血样品限定在该间距中;平均而言,每个红细胞(RBC)不与其他红细胞重叠,从而允许视觉上准确地对红细胞进行计数。RBC之间的重叠太多可能导致计数中的严重错误。
例如,白细胞的尺寸为5μm至20μm。在本发明的实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件可以被选择成使得在相关区域中板的内表面间距为,例如,5μm(等于最小尺寸)、10μm或30(比最小尺寸大50%)或5,但小于白细胞的最大尺寸。这种实施例在血细胞计数方面具有一定优势。在一个实施例中,对于白细胞计数,通过使内表面间距为5或30μm以及这两个值之间的任何数字,将未稀释的全血样品限定在该间距中,从而允许视觉上准确地对白细胞进行计数。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为:(i)等于或小于分析物的最小尺寸,或(ii)等于或稍小于分析物的最大尺寸。“稍小于”是指小大约1%到5%以及这两个值之间的任何数值。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度大于分析物的最小尺寸(例如分析物具有各向异性形状),但小于分析物的最大尺寸。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的板和间隔件不仅用于调节样品的厚度,而且用于调节当板处于闭合构造时样品中分析物/实体的取向和/或表面密度。当板处于闭合构造时,样品的厚度较薄,使得每一表面积中的分析物/实体较少(即表面浓度较小)。
间隔件可以是板上或样品的相关区域中的单个间隔件或多个间隔件。在一些实施例中,板上的间隔件被配置为和/或布置为阵列形式,并且该阵列是周期性、非周期性的阵列或在板的一些位置是周期性的而在其他位置是非周期性的。
在一些实施例中,间隔件的周期性阵列布置为正方形、矩形、三角形、六边形、多边形或其任何组合的格子,其中,组合指板的不同位置具有不同的间隔件格子。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件阵列的间隔件间距离在阵列的至少一个方向上是周期性的(即,均匀的间隔件间距离)。在一些实施例中,间隔件间距离被配置为改善当处于闭合构造时板间距之间的均匀性。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的相邻间隔件之间的距离(即,间隔件间距离)为1μm或以下、5μm或以下、7μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、40μm或以下、50μm或以下、60μm或以下、70μm或以下、80μm或以下、90μm或以下、100μm或以下、200μm或以下、300μm或以下、400μm或以下,或在任何两个值的范围内。
在某些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距离为400μm或以下、500μm或以下、1mm或以下、2mm或以下、3mm或以下、5mm或以下、7mm或以下、10mm或以下,或在任何这些值之间的范围内。在某些实施例中,间隔件间距离为10mm或以下、20mm或以下、30mm或以下、50mm或以下、70mm或以下、100mm或以下,或在任何这些值之间的范围内。
选择一个间隔件高度区域中的相邻间隔件之间的距离(即间隔件间距离),使得对于板和样品的给定性质,在板的闭合构造中,两个相邻间隔件之间的样品厚度变化为,在一些实施例中至多0.5%、1%、5%、10%、20%、30%、50%、80%,或在任何这些值之间的范围内。或在某些实施例中,最多80%、100%、200%、400%,或在这些值中的任何两个之间的范围内。
显然,为了保持两个相邻间隔件之间的给定样品厚度变化,当使用更柔性的板时,需要更接近的间隔件间距离。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在20μm至50μm之间。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在50μm至80μm之间。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在80μm至100μm之间。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在100μm至150μm之间。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在150μm至200μm之间。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在200μm至250μm之间。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在250μm至300μm之间。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在300μm至400μm之间。
在优选实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件间距在400μm至500μm之间。
在优选实施例中,间隔件是周期性正方形阵列,其中,一个间隔件高度区域中的间隔件是高度为2μm至6μm、平均侧向尺寸为10μm至40μm、间隔件间距为1μm至100μm的柱。
在优选实施例中,间隔件是周期性正方形阵列,其中,一个间隔件高度区域中的间隔件是高度为2μm至6μm、平均侧向尺寸为10μm至50μm、间隔件间距为100μm至250μm的柱。
在优选实施例中,间隔件是周期性正方形阵列,其中,一个间隔件高度区域中的间隔件是高度为10μm至50μm、平均侧向尺寸为20μm至50μm、间隔件间距为1μm至100μm的柱。
在优选实施例中,间隔件是周期性正方形阵列,其中,一个间隔件高度区域中的间隔件是高度为10μm至50μm、平均侧向尺寸为20μm至50μm、间隔件间距为100μm至250μm的柱。
一个间隔件高度区域中的间隔件阵列的周期在一个优选实施例中在1nm至100nm之间,在另一个优选实施例中在100nm至500nm之间,在单独的优选实施例中在500nm至1000nm之间,在另一个优选实施例中在1μm(即1000nm)至2μm之间,在单独的优选实施例中在2μm至3μm之间,在另一个优选实施例中在3μm至5μm之间,在单独的优选实施例中在5μm至10μm之间,在另一个优选实施例中在10μm至50μm之间,在单独的优选实施例中在50μm至100μm之间,在单独的优选实施例中在100μm至175μm之间,以及在单独的优选实施例中175μm至300μm之间。
一个间隔件高度区域中的间隔件被布置在相应板上的表面密度为大于一个每μm2、大于一个每10μm2、大于一个每100μm2、大于一个每500μm2、大于一个每1000μm2、大于一个每5000μm2、大于一个每0.01mm2、大于一个每0.1mm2、大于一个每1mm2、大于一个每5mm2、大于一个每10mm2、大于一个每100mm2、大于一个每1000mm2、大于一个每10000mm2,或在任何两个值之间的范围内。在一些实施例中,间隔件的密度为至少1/mm2、至少10/mm2、至少50/mm2、至少100/mm2、至少1,000/mm2或至少10,000/mm2。
间隔件区域填充系数定义为间隔件面积与总板面积的比率或间隔件周期与宽度的比率。在一些实施例中,填充系数为至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%,或在任何两个值之间的范围内。在某些实施例中,填充系数为至少2.3%。
包含两个板和间隔件的装置,其中,间隔件间距离(ISD)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD^4/(hE))为5×10^6μm^3/GPa或以下。
包含两个板和间隔件的装置,其中,间隔件间距离(ISD)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD^4/(hE))为5×10^5μm3/GPa或以下。
包含两个板和间隔件的装置,其中,间隔件具有柱状形状、大致平坦的顶表面、预定的大致均匀的高度和预定的恒定间隔件间距离,间隔件间距离比分析物的尺寸大至少约2倍,其中,间隔件的杨氏模量乘以间隔件的填充系数等于或大于2MPa,其中,填充系数是间隔件接触面积与总板面积的比率,且其中,对于每一间隔件,间隔件的侧向尺寸与其高度的比率为至少1(一)。
包含两个板和间隔件的装置,其中,间隔件具有柱状形状、大致平坦的顶表面、预定的大致均匀的高度和预定的恒定间隔件间距离,间隔件间距离比分析物的尺寸大至少约2倍,其中,间隔件的杨氏模量乘以间隔件的填充系数等于或大于2MPa,其中,填充系数是间隔件接触面积与总板面积的比率,并且其中,对于每个间隔件,间隔件的侧向尺寸与其高度的比率为至少1(一),其中,间隔件间距离(ISD)的四次方除以柔性板的厚度(h)和杨氏模量(E)(ISD^4/(hE))为5x10^6um^3/GPa或以下。
包含两个板和间隔件的装置,其中,间隔件的间隔件间距离与间隔件的平均宽度的比率为2或更大,且间隔件的填充系数乘以间隔件的杨氏模量为2MPa或更大。
在一些实施例中,每个样品区域中的间隔件在测量期间被用作光学信号的参考区域。
在一些实施例中,每个样品区域中的间隔件在测量期间被用作图像校正标准的参考区域。
在一些实施例中,具有间隔高度-1的第一测量区域与具有间隔高度-2的第二测量区域之间的距离大于其中,D为目标分析物的分析物扩散系数,t为测量时间。
实例-1多高度间隔装置测量全血细胞计数
图5示出了使用多间隔QMAX装置来测量全血细胞计数(CBC)的一个示例装置和方法。该装置能够在没有稀释的情况下测量一个装置中的所有CBC参数。初步试验表明,该装置与商用机器相比,测量结果准确。
图5示出了使用多间距QMAX装置来测量全血细胞计数(CBC)的一个示例装置和方法。
该装置由PMMA材料制作。该装置可由聚苯乙烯、PMMA、PC、COC、COP,或其他塑料材料制成。
在该示例中使用的板1的厚度为950μm至1050μm。板1的优选厚度范围为200μm至1500μm。
在该示例中使用的板2的厚度为170μm至180μm。板2的优选厚度范围为50μm至250μm。
实验中的板2上具有柱1阵列的区域1具有5μm的柱高度、90μm的柱间距离和20μm的柱尺寸。该柱的可以具有2μm至6μm的柱高度以及50μm至200μm的柱间距离和5μm至40μm的柱尺寸。
实验中的板2上具有柱2阵列的区域2具有30μm的柱高度、80μm的柱间距离和30μm的柱尺寸。该柱的可以具有20μm至50μm的柱高度以及50μm至200μm的柱间距离和10μm至50μm的柱尺寸。
区域1为直径为0.77mm、周期为1.21mm的六边形点阵的圆形。区域1和区域2的面积尺寸范围为0.2mm2至2mm2。区域1和区域2的周期范围为1mm至3mm。
每个区域的尺寸和每个区域的周期被设计为确保当前光学系统中的每个视场大约(3mm×3mm)可以同时具有两个区域的信息。
在本实验中,区域1被设计成非矩形的圆,因为我们观察到的细胞很容易聚集在矩形的垂直角上,因此分布不均匀。
在板1上涂覆用于对WBC和PLT进行染色的吖嗪橙染料和用于分配RBC的Zwittergent。
将吖啶橙以1至20ng/mm2的区域浓度涂覆在板上,并且将Zwittergent以1至30ng/mm2的区域浓度涂覆在板上。
在一些其他示例中,将染色剂涂覆在其中一个板或两个板上。将细胞分离试剂涂覆在其中一个板或两个板上。将细胞裂解试剂涂覆在其中一个板或两个板上。
在一些其他示例中,细胞染色剂包含Wright染色剂(曙红、亚甲蓝)、Giemsa染色剂(曙红、亚甲蓝和天青B)、May-Grünwald染色剂、Leishman染色剂(“多色”亚甲蓝(即脱甲基成为各种天青)和曙红)、赤藓红B染色剂(赤藓红B),以及其他荧光染色剂,包括但不限于不限于吖啶橙染料、3,3-二己基氧杂羰花青(DiOC6)、碘化丙啶(PI)、异硫氰酸荧光素(FITC)和碱性橙21(BO21)染料、溴化乙锭、亮硫黄素和芪二磺酸衍生物、赤藓红B或台盼蓝、Hoechst 33342、三盐酸化物、三水合物以及DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚、二盐酸化物)。在一些实施例中,细胞分离试剂包含表面活性剂、Zwittergent、CHAPS、IIb、IIc、IId、CTAC、吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、SLS、CTAB,或其任何组合。在一些实施例中,细胞裂解试剂包含氯化铵、碳酸氢钠、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙酸、柠檬酸、或其他酸和碱,或其任何组合。
当使用这样的装置测量和分析全血样品时,包含以下步骤:
(a)获得全血样品(可以是指扎鲜血或K2EDTA静脉全血)和装置;
(b)当板被配置为处于开放构造时,将样品沉积在板中的一个或两个上;
(c)在(b)之后,迫使两个板形成闭合构造;以及
(d)当板处于闭合构造时,照明装置上的光并捕获装置中样品的图像;以及
(e)分析图像以分析装置中的全血计数。
图6示出了内部带有全血的一个示例实施例装置的(a)亮场和(b)荧光场图像,图像基于iphone的光学系统拍摄。
柱高度为5μm的区域-1中的红细胞为单层,在放大图像中可计数。柱高度为30μm的区域-2中的红细胞为多层,有利于HgB测量。
白细胞和血小板用AO染料染色,在荧光图像中为亮点。区域-1和区域-2中的白细胞均为单层,在放大图像中可计数。区域1中的血小板为单层,在放大图像中可计数。
在区域2中进行HgB测量期间,间隔件区域的光透射率被用作这种测量的局部光学参考。
在区域1和区域2中对所有细胞进行计数期间,所有间隔件的位置、周期和尺寸用作用于此类测量的局部尺寸校正标记。
采用多高度间隔装置对8例患者的全血样品(K2EDTA管中的静脉血)进行测量,并与市售血细胞计数器Horiba Pentra 60C进行比较。将6μL全血滴到板2上,并通过板1挤压。然后通过基于智能手机的光学系统读取该卡,如图E2所示。使用OpenCV和机器学习算法通过本地软件对细胞进行计数。
图7示出了使用多高度卡装置的全血样品的示例性HgB和WBC分析结果,并与商业血细胞计数器Horiba Pentra 60C进行比较。结果表明,该装置和方法具有较好的精度,与商用机器相比,R2均在98%以上。
详细地说,与Horiba Pentra 60C相比,在9g/dL至15g/dL的测量范围内,商用机器的HgB读数R2=98%,而在3×103/μL至40×103/μL的测量范围内,商用机器的WBC读数R2=99.7%。
在用于WBC和HgB分析的示例性装置的区域中:
1)每个区域的尺寸为约0.5mm2至4mm2。
2)该区域是以1mm至3mm的周期排列的矩形或六边形。
3)间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为约30μm。
4)间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为20μm至40μm。
5)间隔件是具有圆角的矩形形状。
6)间隔件的侧向尺寸为约30μm×40μm。
7)间隔件的侧向尺寸为10μm至40μm。
8)间隔件的圆角的直径为10μm。
9)间隔件呈矩形点阵阵列。
10)间隔件的间隔件间距为约80μm。
11)间隔件的间隔件间距为70μm至150μm。
12)通过液滴打印将试剂涂覆成阵列。
13)通过喷雾涂覆试剂。
14)将吖啶橙或其他染色剂涂覆在第一板或第二板或两个上。
15)将Zwittergent或其他洗涤剂涂覆到第一板或第二板或两个上。
16)将吖啶橙以5至20ng/mm2的区域浓度涂覆在板上,将Zwittergent以10至30ng/mm2的区域浓度涂覆在板上。
17)第一板和第二板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
在用于RBC和PLT分析的实施例装置的区域中:
1)与上述相同,除了:
2)间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为约5μm。
3)间隔件高度、板之间的间距和/或样品厚度为2μm至7μm。
4)间隔件的侧向尺寸为约30μm×40μm。
5)间隔件的侧向尺寸为5μm至40μm。
6)将吖啶橙或其他染色剂涂覆在第一板或第二板或两个上。
7)将Zwittergent或其他洗涤剂涂覆到第一板或第二板或两个上。
8)将吖啶橙以10至80ng/mm2的区域浓度涂覆在板上将Zwittergent以20至120ng/mm2的区域浓度涂覆在板上。
A-2.使用具有不同间隔件高度的QMAX卡来减少钩状效应
在本发明中,在一些实施例中,通过使用具有不同间隔件高度的QMAX卡来减少测定中的钩状效应。其原因是:(a)QMAX装置(也称为卡)大面积与样品厚度的比率使得分析物的侧向扩散与测定反应时间相比可忽略不计,以及(b)样品中每单位面积的总分析物/干扰与样品厚度成比例,因此减小样品厚度(由局部间隔件高度确定)减少了钩状效应。
在一些实施例中,用于减少测定中的钩状效应的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,其具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度。
在一些实施例中,用于增加测定中的动态范围的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,其具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度。
在一些实施例中,用于减少钩状效应的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,其具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度,其中每个区域中的板的内表面具有试剂涂层。
在一些实施例中,一种用于增加动态范围的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,其具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度,其中每个区域中的板的内表面具有试剂涂层。
在一些实施例中,涂覆在每个不同间隔件高度区域中的试剂具有相同的浓度。在一些实施例中,涂覆在每个不同间隔件高度区域中的试剂具有不同的浓度。
在一些实施例中,本公开提供了一种用于减少测定中的钩状效应的方法,该方法包含:
(a)获得含有或疑似含有目标分析物的样品;
(b)获得具有QMAX装置的根据任一实施例所述的装置,QMAX装置包含两个或更多个不同的间隔件高度区域;
(c)当板处于开放构造时将样品沉积在板中一个或两个上,
(d)在(c)之后,将这两个板结合在一起并且将板按压成闭合构造,
(e)在(d)之后,使用成像测量样品,
其中,在至少两个不同的间隔件高度区域中测量样品。
在一些实施例中,较低间隔件高度区域中的测定测量较高浓度的分析物,并且较高间隔件高度区域中的测定测量较低浓度的分析物。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度为3nm或以下、10nm或以下、50nm或以下、100nm或以下、200nm或以下、500nm或以下、800nm或以下、1000nm或以下、1μm或以下、2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下、100μm或以下、150μm或以下、200μm或以下、300μm或以下、500μm或以下、800μm或以下、1mm或以下、2mm或以下、4mm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的优选间隔件高度为2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中涂覆的抗体的浓度为1ng/mL或以下、3ng/mL或以下、5ng/mL或以下、10ng/mL或以下、30ng/mL或以下、50ng/mL或以下、100ng/mL或以下、500ng/mL或以下、1μg/mL或以下、5μg/mL或以下、10μg/mL或以下、20μg/mL或以下、50μg/mL或以下、100μg/mL或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中涂覆的抗体的优选浓度为1ng/mL或以下、3ng/mL或以下、5ng/mL或以下、10ng/mL或以下、30ng/mL或以下、50ng/mL或以下、100ng/mL或以下、500ng/mL或以下、1μg/mL或以下、5μg/mL或以下、10μg/mL或以下、20μg/mL或以下、50μg/mL或以下、100μg/mL或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的珠粒尺寸为3nm或以下、10nm或以下、50nm或以下、100nm或以下、200nm或以下、500nm或以下、800nm或以下、1000nm或以下、1μm或以下、2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下、100μm或以下、150μm或以下、200μm或以下、300μm或以下、500μm或以下、800μm或以下、1mm或以下、2mm或以下、4mm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的珠粒尺寸为2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
示例-2多高度间隔装置测量C-反应蛋白(CRP)
一种用于分析血液样品中的C-反应蛋白(CRP)的装置,包含:
第一板、第二板、间隔件以及适配器,其中:
i.板能够相对于彼此移动成不同的构造;
ii.板中的一个或两个是柔性的;
iii.每个板包含具有用于接触流体样品的样品接触区域的内表面;
iv.板中的一个或两个包含永久固定在相应板的样品接触区域上的间隔件;
v.板中的一个或两个具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度。
vi.样品接触区域包括至少两个不同的间隔件高度区域。
vi.板中的一个或两个包含涂覆在相应板的样品接触区域上的试剂;
viii.试剂具有以下中的至少一种:(a)用于捕获CRP的固体表面(颗粒)组分;(b)用于检测CRP的组分;以及(c)用于稳定所有试剂的组分;
ix.适配器包含:(a)外壳,(b)在外壳上的附接件,其使适配器能够附接到带有相机的移动电话上,(c)外壳的槽缝,其允许(1)处于闭合构造的板滑入槽缝中,并且(2)当板位于槽缝中时,样品区域的至少一部分距离相机的外表面不到2cm,以及(d)位于外壳内的光学系统,光学系统配置为使得样品接触区域的至少一部分被相机成像;
其中,其中一个构造是开放构造,在开放构造中:两个板是部分或完全分开的,板之间的间距不由间隔件调节,并且样品沉积在板中的一个或两个上;
其中,另一个构造是闭合构造,闭合构造在样品在开放构造中沉积之后配置;并且在闭合构造中:在具有不同间隔件高度的每个区域中,样品的至少一部分被两个板压缩成厚度非常均匀的层并且相对于板基本上是停滞的,其中,层的均匀厚度由两个板的样品接触区域限定并由板和间隔件调节。
图8示出了使用多间隔QMAX装置使用夹心免疫测定法测量作为C-反应蛋白(CRP)抗原的一个示例性装置和方法。实验在1分钟内完成了无洗涤的多高度间隔的CRP测量。它可以解决钩状效应,扩大动态范围,提高测量精度。
该装置由PMMA材料制作。该装置可由聚苯乙烯、PMMA、PC、COC、COP,或其他塑料材料制成。
在该示例中使用的板1的厚度为950μm至1050μm。板1的厚度可以为200μm至1500μm。
在该示例中使用的板2的厚度为170μm至180μm。板2的厚度可以为50μm至250μm。
实验中的板2上具有柱1阵列的区域1具有5μm的柱高度、90μm的柱间距离和20μm的柱尺寸。该柱的可以具有2μm至6μm的柱高度以及50μm至200μm的柱间距离和5μm至40μm的柱尺寸。
实验中的板2上具有柱2阵列的区域2具有30μm的柱高度、80μm的柱间距离和30μm的柱尺寸。该柱的可以具有20μm至50μm的柱高度以及50μm至200μm的柱间距离和10μm至50μm的柱尺寸。
区域1为直径为0.77mm、周期为1.21mm的六边形点阵的圆形。区域1和区域2的面积尺寸范围为0.2mm2至2mm2。区域1和区域2的周期范围为1mm至3mm。
将作为带标记的检测抗体的检测试剂涂覆在其中一个板或两个板上。在本实验中,检测试剂为浓度为20μg/mL的Cy5标记的抗CRP小鼠单克隆检测抗体。优选的浓度范围为1μg/mL至50μg/mL。
将作为捕获抗体的捕获试剂涂覆在两个板之间的珠粒上。在本实验中,捕获试剂为抗CRP小鼠单克隆捕获抗体。珠粒的尺寸为4.5μm至5.5μm。优选的珠粒尺寸为1μm、2μm、3μm、5μm、10μm、20μm、50μm,或在这些值的任两个之间的尺寸
一种用于使用这样的装置测量和分析C-反应蛋白(CRP)的方法,包含:
(a)将捕获抗体与珠粒结合。将COOH活化的聚苯乙烯珠粒(ThermoFisher,直径5μm)结合至抗-CRP小鼠单克隆捕获抗体(Fitzgerald)。
(b)封闭珠粒。用含4%BSA的PBS在4℃下封闭结合抗体的珠粒过夜,用PBST洗涤6次,然后使用。
(c)涂覆第一板和第二板。将来自步骤2的珠粒充分涡旋并印刷在具有EssenlixQMAX卡的多高度柱的X-板上并在室温下风干。将浓度约1μg/mL至50μg/mL的Cy5标记的抗-CRP小鼠单克隆检测抗体(Fitzgerald)印刷在底物卡上并在室温下风干。
(d)使用多高度卡进行测定。将3μL样品(不同浓度的CRP分析物(Fitzgerald))滴在QMAX卡上的印刷区域上。立即闭合QMAX卡,将带有珠粒的样品温育1分钟。
(e)成像。在不洗涤的情况下,使用激光照射通过iPhone 6来拍摄荧光图像。
图9示出了内部具有不同水平的CRP(1ug/mL,100ng/mL,0ng/mL)了一个示例实施例装置的荧光场图像,图像由iphone拍摄。该装置有两个间隔区域,区域1的间距为5μm,区域2的间距为30μm。
明显地(1)在相同的抗原浓度(CRP)下,由于区域2中间隔高度较大,区域2中的珠粒比区域1更亮,因此捕获体积更大。(2)随着抗原水平的不同,区域1和区域2中的珠粒在更高浓度下变得更亮。
通过比较每个区域的信号,可以达到以下目的:(1)通过在低间隔高度测量CRP来减少CRP浓度非常高时的钩状效应,(2)扩大CRP测量的动态范围,例如,对于高浓度的CRP使用区域1,而对于低浓度的CRP使用区域2,(2)通过在同一装置中不同高度测量同一样品,减小CRP测量误差。
在一些示例中,捕获抗体可以通过印刷、喷雾、浸泡或任何其他涂覆均匀或部分试剂层的方法涂覆到表面或珠粒。
在一些示例中,捕获抗体是单克隆抗体、多克隆抗体、工程化抗体(例如单链可变区片段(scFv))或它们的片段。在一些实施例中,涂覆的捕获抗体的浓度范围为1ng/mL至1mg/mL。
抗体可用于检测抗原,抗原也可用于检测抗体。
在一些实施例中,第一板包含涂覆在第一板的内表面上的封闭剂。
在一些实施例中,第一板包含涂覆在第一板的内表面上的稳定剂。在一些实施例中,稳定剂是糖,例如但不限于蔗糖和葡萄糖。在一些实施例中,稳定剂是聚合物。在某些实施例中,稳定剂是甘油。
在一些实施例中,第二板包含涂覆在第二板的内表面上的检测抗体。在一些实施例中,检测抗体可以通过印刷、喷雾、浸泡或任何其他涂覆均匀试剂层的方法涂覆到表面。在某些实施例中,检测抗体在第二平板上干燥。在一些实施例中,检测抗体是单克隆抗体、多克隆抗体、工程化抗体(例如单链可变区片段(scFv))或它们的片段。在一些实施例中,涂覆的检测抗体的浓度范围为100ng/mL至1mg/mL。
在一些实施例中,检测抗体被配置为在与分析物结合后产生可检测信号。例如,在一些实施例中,信号可以是比色信号、发光信号或荧光信号。在一些实施例中,例如,检测抗体被荧光标记标记,其在检测抗体与分析物或捕获抗体-分析物复合物结合后产生信号。在一些实施例中,荧光标记直接标记检测抗体。在一些实施例中,荧光标记物标记可与检测抗体或检测抗体-分析物复合物结合的试剂。在一些实施例中,第二抗体可与光学可检测标记物(例如荧光团,例如但不限于cy5、IR800、SAPE IRDye800CW、Alexa 790、Dylight 800)结合。
在一些实施例中,检测抗体被配置为可放大信号的化学品或可放大来自该化学品的信号;其中,该放大步骤中的放大方法包括但不限于:
显色酶促反应,底物产生的吸收信号被与检测剂连接的酶放大;其中,酶包括辣根过氧化物酶;其中,底物包括ABTS或TMB;
荧光酶促反应,底物产生的吸收信号被与检测剂连接的酶放大;其中,酶包括辣根过氧化物酶或β-半乳糖苷酶;其中,底物包括荧光红染料(Amplex Red)或试卤灵β-D-吡喃半乳糖苷;
示例-3另一多高度间隔装置测量全血细胞计数
图E6示出了使用多间隔QMAX装置测量全血细胞计数(CBC)的另一示例装置和方法。该装置能够在没有稀释的情况下测量一个装置中的所有CBC参数。
图10示出使用多间隔测定的另一装置的实例。(a)示出了具有间距1和间距2的1D线性布置的多高度阵列的俯视图,(b)示出了其截面示意图。(c)示出了内部具有未稀释的全血的这种装置的一个示例照片。两个间隔高度是5μm和30μm。(d)示出了在一个间隔高度下的RBC单层和在另一个间隔高度下的RBC多层的明场照片。(e)示出了PLT和WBC在核酸染色的间隔高度的荧光场。
该装置由PMMA材料制作。该装置可由聚苯乙烯、PMMA、PC、COC、COP,或其他塑料材料制成。
在该示例中使用的板1的厚度为950μm至1050μm。板1的优选厚度范围为200μm至1500μm。
在该示例中使用的板2的厚度为170μm至180μm。板2的优选厚度范围为50μm至250μm。
实验中的板2上具有柱1阵列的区域1具有5μm的柱高度、90μm的柱间距离和20μm的柱尺寸。该柱的可以具有2μm至6μm的柱高度以及50μm至200μm的柱间距离和5μm至40μm的柱尺寸。
实验中的板2上具有柱2阵列的区域2具有30μm的柱高度、80μm的柱间距离和30μm的柱尺寸。该柱的可以具有20μm至50μm的柱高度以及50μm至200μm的柱间距离和10μm至50μm的柱尺寸。
区域1和区域2被布置成周期为1.21mm的1D点阵。区域1的宽度为0.66mm,区域2的宽度为0.55μm。
区域1和区域2的优选周期为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2mm、3mm、5mm、10mm,或这些值之间的值。
每个区域的尺寸和每个区域的周期被设计为确保当前光学系统中的每个视场大约(3mm×3mm)可以同时具有两个区域的信息。
在板1上涂覆用于对WBC和PLT进行染色的吖嗪橙染料和用于分配RBC的Zwittergent。
将吖啶橙以1至20ng/mm2的区域浓度涂覆在板上,并且将Zwittergent以1至30ng/mm2的区域浓度涂覆在板上。
在一些其他示例中,将染色剂涂覆在其中一个板或两个板上。将细胞分离试剂涂覆在其中一个板或两个板上。将细胞裂解试剂涂覆在其中一个板或两个板上。
与示例1中的实验观察类似,柱高度为5μm的区域-1中的红细胞为单层,在放大图像中可计数。柱高度为30μm的区域-2中的红细胞为多层,有利于HgB测量。
白细胞和血小板用AO染料染色,在荧光图像中为亮点。区域-1和区域-2中的白细胞均为单层,在放大图像中可计数。区域1中的血小板为单层,在放大图像中可计数。
在扫描应用期间,示例3中的1D布置相对于示例1的优点对于软件分析更容易。
A-3.使用不同间隔件高度的QMAX装置进行测定
在一些实施例中,通过使用具有不同间隔件高度区域的QMAX装置且通过在空间上和/或时间上对不同间隔件高度区域进行成像来进行测定。此类实施例可提供在单一间隔件高度测定中不可用的额外信息。
额外信息包括但不限于,分析物与试剂的浓度比、分析物与试剂的结合效率、测定的动态范围、测定的检测下限、测定的检测上限、测试分析物的定量值、测定的线性度、测定的动力学性能以及测定定量的限度。
在一些实施例中,一种用于对样品中的分析物进行测定的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,QMAX装置具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度,其中,区域的表面上涂覆有试剂,其中,对分析物进行测定包括比较由来自每个不同间隔件高度区域的图像提供的信息的步骤。
在一些实施例中,涂覆在每个不同间隔件高度区域中的试剂具有相同的浓度。在一些实施例中,涂覆在每个不同间隔件高度区域中的试剂具有不同的浓度。
在一些实施例中,一种用于对样品中的分析物进行测定的方法,包含:
(a)获得含有或疑似含有目标分析物的样品;
(b)获取QMAX装置的根据任一实施例所述的装置,QMAX装置包含两个或更多个不同的间隔件高度区域;
(c)当板处于开放构造时将样品沉积在板中一个或两个上,
(d)在(c)之后,将这两个板结合在一起并且将板按压成闭合构造,
(e)在(d)之后,使用成像测量样品,
其中,在至少两个不同的间隔件高度区域中测量样品,其中,对分析物进行测定包含比较由来自每个不同间隔件高度区域的图像提供的信息的步骤。
在一些实施例中,比较来自两个不同间隔件高度的信息包含取一个比率。
在一些实施例中,比较来自两个不同间隔件高度的信息包含进行减法。
在一些实施例中,在至少两个不同的间隔件高度区域中对一种分析物进行测定。
在一些实施例中,在至少两个不同的间隔件高度区域中对至少两种分析物进行测定。
在一些实施例中,不同间隔件高度区域执行不同测量,其为不同类型的测量(例如,亲和力测定、比色测定和/或核酸)和/或不同类型的生物标记物(例如,蛋白质、小分子、细胞和核酸)或其任何组合。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的间隔件高度为3nm或以下、10nm或以下、50nm或以下、100nm或以下、200nm或以下、500nm或以下、800nm或以下、1000nm或以下、1μm或以下、2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下、100μm或以下、150μm或以下、200μm或以下、300μm或以下、500μm或以下、800μm或以下、1mm或以下、2mm或以下、4mm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的优选间隔件高度为2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中涂覆的抗体的浓度为1ng/mL或以下、3ng/mL或以下、5ng/mL或以下、10ng/mL或以下、30ng/mL或以下、50ng/mL或以下、100ng/mL或以下、500ng/mL或以下、1μg/mL或以下、5μg/mL或以下、10μg/mL或以下、20μg/mL或以下、50μg/mL或以下、100μg/mL或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中涂覆的抗体的优选浓度为1ng/mL或以下、3ng/mL或以下、5ng/mL或以下、10ng/mL或以下、30ng/mL或以下、50ng/mL或以下、100ng/mL或以下、500ng/mL或以下、1μg/mL或以下、5μg/mL或以下、10μg/mL或以下、20μg/mL或以下、50μg/mL或以下、100μg/mL或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的珠粒尺寸为3nm或以下、10nm或以下、50nm或以下、100nm或以下、200nm或以下、500nm或以下、800nm或以下、1000nm或以下、1μm或以下、2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下、100μm或以下、150μm或以下、200μm或以下、300μm或以下、500μm或以下、800μm或以下、1mm或以下、2mm或以下、4mm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一个间隔件高度区域中的珠粒尺寸为2μm或以下、3μm或以下、5μm或以下、10μm或以下、20μm或以下、30μm或以下、50μm或以下,或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中,一种执行进行不同的生物和化学测试的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,QMAX装置具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度,而一个生物和化学测试在间隔件高度区域中的一个中执行,另一个生物和化学测试在另一个间隔件高度区域中成像。
在一些实施例中,一种用于执行不同功能测试的装置包括包含根据任一实施例所述的QMAX装置,该QMAX装置具有至少两个区域,每个区域具有不同的间隔件高度,其中一个功能测试在间隔件高度区域中的一个中执行,而另一个功能测试在另一个间隔件高度区域中成像。
在一些实施例中,一种用于执行不同的生物和化学测试的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,QMAX装置具有至少两个区域,每个区域具有不同的板类型,而一个生物和化学测试在一种类型的板区域中执行,而另一个生物和化学测试在另一种类型的板区域中成像。
在一些实施例中,一种用于进行不同的生物和化学测试的装置包含根据任一实施例所述的QMAX装置,QMAX装置具有至少两个区域,每个区域具有不同的板类型,而一个生物和化学测试一种类型的板区域中进行,另一个生物和化学测试在另一种类型的板区域中成像。
在一些实施例中,一个区域中的板类型是在超过10%、20%、30%、40%、50%、80%、90%,或在任何两个值之间的范围内的测量波长范围内具有透明度的透明板。
在一些实施例中,一个区域中的板类型是在10%、20%、30%、40%、50%、80%、90%,或在任何两个值之间的范围内的测量波长范围内具有反射率的不透明板。
在一些实施例中,一个区域中的板类型是具有粗糙表面的白色不透明板。
在一些实施例中,样品具有可变形但不可自流动的形状。
上述实施例中的生物学、化学和功能测试可以包括但不限于:
血细胞测试,包括但不限于白细胞计数(WBC或白血球计数)、WBC分类计数、红细胞计数或红血球计数、血细胞比容(Hct)、血红蛋白(Hbg)、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)、血小板计数、平均血小板体积(MPV);
血液测试,包括但不限于血糖测试、钙血液测试、心脏酶测试、胆固醇和脂质测试、C-反应蛋白测试、D-二聚体测试、红细胞沉降率(ESR)测试、叶酸测试、HbA1C测试、HCG测试、国际标准化比率(INR)测试、铁研究、肾功能测试、肝功能测试、镁血液测试、雌激素血液测试、PSA测试、睾酮血测试、甲状腺功能测试、维生素B12测试、维生素D测试;
血液测试,包括Rast测试以确定受试者对其过敏的物质,ESR测试检查红细胞聚集处的炎症,维生素B12测试以测量血液中维生素B12(钴胺素)的量,HDL测试针对血液中“良好胆固醇”的水平,LDL测试针对血液中“不良胆固醇”的水平,CRP测试针对身体的炎症水平,CBC以提供15个不同的血液测试读数;INR是血液凝固测试,LFT(肝功能试验)针对肝脏处理的废物、酶和蛋白质水平,尿素和电解质测试测量肾功能,综合代谢组(Comprehensivemetabolic panel,CMP)提供了身体代谢和化学平衡的整体图像;
肝功能测试,包括但不限于T-BIL、D-BIL、TP、ALB、GLO、A/G比率、ALP、AST、ALT、GGT、LDH;
肾功能测试,包括但不限于尿素、CRE、EGFR、Na、K、Cl;
尿酸测试,包括UA;
乙型肝炎测试,包括但不限于HBsAg、抗-HBs;
肿瘤标记物测试,包括但不限于CEA、CA15-3、CA125、PSA、CA19-9;
甲状腺功能测试,包括但不限于TSH、F-T4;
组织炎症筛查,包括但不限于CRP、RA因子、胃蛋白酶原、ESR;
性传播疾病筛查,包括不限于梅毒TP-Ab、HIV;
血型测定,如ABO、Rh(D);
尿液分析,包括外观、PRO、GLU、BIL、URO、RBC、ET、NIT、LEU、SG、pH、尿液沉淀物;
粪便隐血测试,包括FOBT;
涂片筛选,包括但不限于Pap涂片;
过敏和敏感性测试,包括但不限于IgE测试和IgG测试;
生物化学测试,包括但不限于针对任何生物流体中是否存在血液的Kastle-Meyer测试,作为一类药物的水杨酸盐测试,用于法医目的的针对是否存在唾液的phadebas测试,针对淀粉的碘溶液测试,针对特定氨基酸的范氏氨基氮测定测试(Van Slykedetermination test),针对酮类固醇的Zimmermann测试,用于区分醛糖和酮糖的Seliwanoff测试,针对脂质的测试,针对蛋白质中是否存在精氨酸的Sakaguchi测试,针对蛋白质中是否存在色氨酸的Hopkins Cole反应,针对蛋白质中是否存在半胱氨酸的游离巯基的Nitropurside反应,针对蛋白质中是否存在半胱氨酸和胱氨酸的Sullivan反应,针对蛋白质中是否存在色氨酸的Acree-Rosenheim反应,针对蛋白质中是否存在酪氨酸或组氨酸的Pauly反应,针对尿中是否存在白蛋白的Heller测试,针对尿中是否存在胆汁色素的Gmelin测试,针对尿中是否存在胆汁色素的Hay测试,以及其他;
生物化学测试,包括但不限于用于还原多糖或二糖的Barfoed测试,用于还原糖或醛的Benedict试剂测试,用于还原糖或醛的Fehling溶液测试,针对碳水化合物的Molisch测试,用于还原糖的Nylander测试,用于区分葡萄糖和果糖的快速糠醛测试,二喹啉甲酸蛋白质测定试验,针对蛋白质和多肽的双缩脲试剂试验,Bradford蛋白质测定用于测量蛋白质定量,Phadebas淀粉酶试验用于测定α-淀粉酶活性,Bial试验用于测试戊糖,尿素呼气试验用于鉴定幽门螺杆菌感染,以及Wassermann试验是针对梅毒的抗体试验;用于测试戊糖的Bial测试,用于鉴定幽门螺杆菌感染的尿素呼气测试,Wassermann测试,其为梅毒抗体测试;
有机测试,包括但不限于针对伯胺的碳基胺反应测试,针对有机亚硝酸酯化合物的Griess测试,针对是否存在甲基酮或可被氧化成甲基酮的化合物的碘仿反应测试,Schiff测试检测醛,针对醛的Tollens试剂(银镜)测试,针对是否存在酯或醚的Zeisel测定测试,Lucas试剂用于主要在伯、仲和叔醇之间进行测定,溴测试用于测试是否存在不饱和度和酚,放射性碳年代测定法用于测定含有机材料的物体的年份,Baeyer测试用于测试碱性KMnO4,Liebermann测试用于检测胆固醇,以及酞染料测试用于测试酚;
无机测试,可以包括,例如,针对硫酸盐的氯化钡测试,用于卤化物定性的Beilstein测试,针对某些金属的Borax珠粒测试,Carius卤素方法定量测量卤化物,针对是否存在氰化物的氰化物测试的化学测试,用于测试是否存在水的CN-硫酸铜测试,针对金属的火焰测试,针对是否存在格氏试剂的Gilman测试,Kjeldahl方法定量测定是否存在氮,针对是否存在氨的Nessler试剂,针对氨或伯胺的Ninnhydrin测试,针对磷酸盐的磷酸盐测试,针对样品中是否存在氮、硫和卤化物的钠熔融测试,针对任何酸性氢的Zerewitinoff测定,针对酸、醛和硫化物的Oddy测试,针对是否存在盐酸的Gunzberg测试,针对是否存在乳酸的Kelling试验,用于检测砷的Marsh测试。
根据任一前述装置实施例的装置,具有以下测试功能:
组分分析,如纤维识别、共混分析等;
洗涤、洗烫、漂白等中的色牢度测试;
用于实验室样品的洗练和漂白等的湿处理分析。
样品的缺陷分析。
一般的化学测试,包括碳化、溶解、剥离和再染色、纺织品的吸收性、漂白损失、干缩等;
参数测试,包括密度、含氮量、发泡倾向、乳液稳定性等;
水、流出物和污泥分析,包括pH、密度、电导率、气味、浊度、总溶解固体、总硬度、酸度、总氯等。
生态参数测试,包括游离甲醛、铜、钴、铅、汞、聚氯乙烯、APEO/NPEO测试等。
上述实施例中的生物、化学和功能测试包括例如免疫测定测试、核酸测定测试、比色测定测试、细胞计数测试、核酸扩增测试、生物图像测试、化学图像测试。
根据任一前述装置实施例的装置,具有以下功能和用途:
1)确定样品与其他已知物质的相互作用;
2)确定样品的组成;
3)为其他科学、医疗和质量保证功能提供标准数据;
4)验证最终使用的适用性;
5)为技术交流提供依据;
6)提供比较几种方案的技术手段;
7)在诉讼中提供证据;
8)确定是否满足或验证是否满足规范、法规或合同的要求。
A-4.具有不同水平高度的QMAX装置(061)
图2示出了QMAX装置的示例性实施例的示意图,该QMAX装置包含第一板10、第二板20和固定在第一板11的内表面上的多个间隔件(41、42、43)(在截面图中未示出)。图(A)示出了装置的截面图,图(B)示出了第一板10和间隔件(41、42和43)的俯视图。然而,应当注意,在一些实施例中,间隔件固定在第二板20上,或者固定在第一板和第二板两个上。如图(A)所示,第一板10在不同位置具有不同的厚度。每个间隔件具有顶端和高度,该高度是从顶端到邻近间隔件的内表面上的最近点测量的竖直距离。如图所示,有三组不同的间隔件41、42和43。每组间隔件具有相同的高度,即间隔件41具有高度L1,间隔件42具有高度L2,间隔件42具有高度L3。不同组的间隔件至少在它们的高度上彼此不同,即L1、L2和L3彼此不同。另一方面,每个间隔件(411、421和431,如截面图中所示)的顶端在同一平面上基本上对齐,如图(A)中的虚线所示。在结构上,不同组中的间隔件似乎“源于”第一板内表面的不同水平。因此,间隔件的高度在本文中也称为“水平高度”。这样,图2所示的QMAX装置被称为具有不同的水平高度。然而,应当注意,在一些实施例中,存在多于一组的具有不同水平高度的间隔件。在一些实施例中,存在2组或更多组、3组或更多组、4组或更多组、5组或更多组、6组或更多组、7组或更多组、8组或更多组、9组或更多组、10组或更多组、15组或更多组、20组或更多组、30组或更多组、50组或更多组具有不同水平高度的间隔件。
本发明的示例
A1.一种用于分析液体样品的装置,包含:
第一板、第二板以及间隔件,其中:
vi.板能够相对于彼此移动成不同的构造;
vii.一个或两个板是柔性的、弹性的或两者;
viii.第一板在其内表面上具有位于不同位置处的第一样品接触区域和第二样品接触区域,并且第一板分别在第一样品接触区域和第二样品接触区域处具有第一厚度和第二厚度,其中,样品接触区域用于接触含有目标分析物或疑似含有目标分析物的样品,并且其中,第一厚度不同于第二厚度;
ix.间隔件固定在第一板内表面上,并且在每个样品接触区域中具有预定的基本上均匀的高度;并且
x.每个间隔件具有顶端,并且间隔件的顶端在一个平面中或在一个表面中基本上对准;
其中,其中一个构造是开放构造,在开放构造中:两个板是部分或完全分开的,板之间的间距不由间隔件调节,并且样品沉积在板中的一个或两个上;并且
其中,另一个构造是闭合构造,闭合构造在样品以开放构造沉积之后构造,在闭合构造中:沉积的样品的至少一部分被两个板压缩成由两个板限定并且分别在样品接触区域中的每一个上具有相应的基本上均匀厚度的层,并且层的均匀厚度由相应的样品接触区域限定并且由相应的样品接触区域中的板和间隔件调节。
A2.根据段落A1所述的装置,其中,间隔件的均匀高度为0.5μm至100μm。
A3.根据任一前述段落所述的装置,其中,间隔件的均匀高度为0.5至20微米。
A4.根据任一前述段落所述的装置,其中,间隔件在第一样品接触区域和第二样品接触区域中的均匀高度之差为0.5至100微米。
A5.根据任一前述段落所述的装置,其中,间隔件在第一样品接触区域和第二样品接触区域中的均匀高度之差为0.5至50微米。
A6.根据任一前述段落所述的装置,其中,间隔件在每个样品接触区域中具有预定的基本上恒定的间隔件间距离。
A7.根据段落A6所述的装置,其中,间隔件的恒定的间隔件间距离为7至200微米。
A8.根据段落A6所述的装置,其中,间隔件的恒定的间隔件间距离为50至150微米。
A9.根据任一前述段落所述的装置,其中,相邻样品接触区域的边缘之间的间距在20微米至1mm的范围内。
A10.根据任一前述段落所述的装置,其中,相邻样品接触区域的边缘之间的间距为100至500微米。
A11.根据任一前述段落所述的装置,其中,每个样品接触区域中的层的均匀厚度的平均值与其中的间隔件的均匀高度基本相同,偏差小于10%。
A12.根据任一前述段落所述的装置,其中,第一板在样品接触区域中的至少一个上具有结合位点,结合位点具有预定的侧向区域并且包含能够结合和固定目标分析物的捕获剂。
A13.根据段落A12所述的装置,其中,当处于闭合构造时,任何一个样品接触区域中的层的均匀厚度基本上小于其中结合位点的预定侧向区域。
A14.根据任一前述段落所述的装置,其中,第二板在分别在对应于第一板的第一样品接触区域和第二样品接触区域的不同位置处具有第一样品接触区域和第二样品接触区域,其中,分别对应的样品接触区域在闭合构造中彼此重叠。
A15.根据段落A14所述的装置,其中,第二板在样品接触区域中的至少一个上具有储存位点,储存位点具有预定的侧向区域并且包含检测剂,检测剂在接触样品时在样品中溶解并且扩散。
A16.根据任一前述段落所述的装置,其中,相邻样品接触区域的边缘之间的最小间隔基本上大于目标分析物或检测剂在相关时间内可以扩散的距离,其中,相关时间是:
i.大约等于或长于目标分析物在闭合构造下扩散穿过均匀厚度层的厚度所花费的时间;并且
ii.短于目标分析物侧向扩散穿过结合位点的预定区域的线性尺寸所花费的时间。
A17.根据任一前述段落所述的装置,其中,相邻样品接触区域之间没有流体隔离。
C1.一种用于分析液体样品的方法,包含以下步骤:
(a)获得含有或疑似含有目标分析物的样品;
(b)获得第一板、第二板以及间隔件,其中:
i.板能够相对于彼此移动成不同的构造;
ii.一个或两个板是柔性的、弹性的或两者;
iii.第一板在其内表面上具有位于不同位置处的第一样品接触区域和第二样品接触区域,并且第一板分别在第一样品接触区域和第二样品接触区域处具有第一厚度和第二厚度,其中,样品接触区域用于接触含有目标分析物或疑似含有目标分析物的样品,并且其中,第一厚度不同于第二厚度;
iv.间隔件固定在第一板内表面上,并且在每个样品接触区域中具有预定的基本上均匀的高度;并且
v.每个间隔件具有顶端,并且间隔件的顶端在一个平面中或在一个表面中基本上对准;
(c)当板处于开放构造时将样品沉积在板中一个或两个上,
其中,当处于开放构造时,两个板是部分或完全分开的,板之间的间距不由间隔件调节,并且样品沉积在板中的一个或两个上;
(d)在(c)之后,将两个板结合在一起并且将板按压成闭合构造,
其中,按压包含平行地或顺序地适形按压至少一个板的一个区域以将板按压在一起成为闭合构造,其中,适形按压在板上在样品的至少一部分上产生基本均匀的压力,并且该按压将样品的至少一部分在板的样品接触表面之间侧向地铺展;并且
闭合构造在样品以开放构造沉积之后构造,当处于闭合构造时,沉积的样品的至少一部分被两个板压缩成由两个板限定并且分别在样品接触区域中的每一个上具有相应的基本上均匀厚度的层,其中,层的均匀厚度由板的相应样品接触区域限定并且由相应的样品接触区域中的板和间隔件调节;
并且
(e)在板处于闭合构造时分析厚度均匀的层中的目标分析物。
C2.根据段落C1或CC1中任一项所述的方法,其中,间隔件的均匀高度为0.5至100μm。
C3.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,间隔件的均匀高度为0.5至20μm。
C4.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,间隔件在不同样品接触区域中的均匀高度之差为0.5至100微米。
C5.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,间隔件在不同样品接触区域中的均匀高度之差为0.5至50微米。
C6.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,间隔件在每个样品接触区域中具有预定的基本上恒定的间隔件间距离。
C7.根据段落C6所述的方法,其中,间隔件的恒定的间隔件间距离为7至200微米。
C8.根据段落C6所述的方法,其中,间隔件的恒定间隔件间距离在50至150微米的范围内。
C9.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,相邻样品接触区域的边缘之间的间距在20微米至1mm的范围内。
C10.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,相邻样品接触区域的边缘之间的间距在100至500微米的范围内。
C11.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,每个样品接触区域中的层的均匀厚度的平均值与其中的间隔件的均匀高度基本相同,偏差小于10%。
C12.根据任一前述方法段落所述的方法,还包含:在步骤(d)之后并且在步骤(e)之前,移除适形按压力,其中,在移除适形按压力之后,均匀厚度层的厚度:(i)去移除适形按压力之前的均匀厚度层基本上相同;并且(ii)偏离间隔件高度小于10%。
C13.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,适形按压由人手进行。
C14.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,适形按压由加压液体、加压气体或顺应性材料提供。
C15.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,步骤(c)的样品沉积是在不使用任何转移装置的情况下直接从受试者到板的沉积。
C16.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,在步骤(c)的沉积期间,沉积在板上的样品的量是未知的。
C17.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,步骤(e)中的分析包含在均匀厚度的层中进行测定。
C18.根据段落C17所述的方法,其中,测定是结合测定或生物化学测定。
C19.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,第一板在样品接触区域中的至少一个上具有结合位点,结合位点具有预定的侧向区域并且包含能够结合和固定目标分析物的捕获剂。
C20.根据段落C19所述的方法,其中,当处于闭合构造时,任何一个样品接触区域中的层的均匀厚度基本上小于其中结合位点的预定侧向区域。
C21.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,第二板在样品接触区域中的至少一个上具有储存位点,储存位点具有预定的侧向区域并且包含一定浓度的检测剂,检测剂在接触样品时在样品中溶解并且扩散。
C22.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,相邻样品接触区域的边缘之间的最小间隔基本上大于目标分析物或检测剂在相关时间内可以扩散的距离,其中,相邻样品接触区域之间没有流体隔离,其中,相关时间长度为:
i.大约等于或长于目标分析物在闭合构造下扩散穿过均匀厚度层的厚度所花费的时间;并且
ii.短于目标分析物侧向扩散穿过结合位点的预定区域的线性尺寸所花费的时间。
C23.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,步骤(e)中的分析包含:
(1)将样品孵育相关时间长度,然后停止孵育;或
(2)将样品孵育等于或长于相关时间长度的最小值的时间,然后在等于或小于相关时间长度的最大值的时间段内评估每种目标分析物与结合位点的结合,
由此产生反应,其中在(1)中的温育结束时或在(2)中的评估期间,结合至每个结合位点的捕获剂-目标分析物-检测剂夹心结构中的大部分目标分析物来自样品的对应的相关体积;
其中,孵育允许每个目标分析物与结合位点和检测剂结合,其中,对应的相关体积是样品在闭合构造下在对应的储存位点上方的一部分。
C24.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,反应在小于60秒内饱和。
C25.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,相关时间长度在60秒至30分钟的范围内。
C26.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,步骤(e)中的分析包含测量选自以下的目标分析物相关信号:
i.选自光致发光、电致发光以及电化学发光的发光;
ii.光吸收、反射、透射、衍射、散射或扩散;
iii.表面拉曼散射;
iv.选自电阻、电容或电感的电阻抗;
V.磁弛豫性;以及
vi.i至v的任何组合,
其中,目标分析物相关信号是与样品中的目标分析物的量成比例并反映其量的信号。
C27.根据段落C26所述的方法,其中,分析步骤(e)包含:
根据从相关样品接触区域测量的目标分析物相关信号确定最佳信号,其中,相关样品接触区域是包含用于检测相同目标分析物的结合位点、储存位点或两种位点的样品接触区域。
C28.根据段落C26所述的方法,其中,通过在最小检测阈值至最大检测阈值之间的范围内选择测量的目标分析物相关信号来确定最佳的目标分析物相关信号,其中,板和检测器的最小检测阈值和最大检测阈值用于信号测量。
C29.根据段落C26所述的方法,其中,通过在测定的线性检测范围内选择测量的目标分析物相关信号来确定最佳的目标分析物相关信号,其中,线性检测范围是目标分析物相关信号的强度的范围,在该范围内信号强度与测定的目标分析物的量具有线性相关。
C30.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,分析步骤(e)包含通过测量相关样品体积的侧向面积来计算相关样品体积的体积,并根据侧向面积和预定间隔件高度来计算体积,其中,相关体积是样品的部分或整个体积。
C31.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,分析步骤(e)包含读取目标分析物、目标分析物的图像分析、目标分析物的计数或其组合。
C32.根据任一前述方法段落所述的方法,还包含:一次或多次洗涤。洗涤步骤的示例为洗涤板(第一板或第二板)以(1)除去未结合的分析物,(2)除去未结合的检测分析物,(3)使用洗涤溶剂作为PBST除去非特异性分析物。
C33.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,沉积的样品的总体积小于0.5微升。
C34.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,液体样品是由生物样品制成的,生物样品选自:羊水、房水、玻璃体液、血液(例如,全血、分级分离的血液、血浆或血清)、母乳、脑脊髓液(CSF)、耳垢(耳屎)、乳糜、食糜、内淋巴、外淋巴、粪便、呼吸、胃酸、胃液、淋巴、粘液(包括鼻引流和痰)、心包液、腹膜液、胸膜液、脓液、风湿液、唾液、呼出的冷凝物、皮脂、精液、痰液、汗液、滑液、泪液、呕吐物、尿液,以及它们的任何组合。
C35.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,样品是来自选自下组的来源的环境液体样品:河流、湖泊、池塘、海洋、冰川、冰山、雨、雪、污水、水库、自来水或饮用水、来自土壤、堆肥、砂、岩石、混凝土、木材、砖、污物的固体样品,以及它们的任何组合。
C36.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,该样品是来自选自下组的来源的环境气体样品,样品是来自选自下组的来源的环境气体样品:空气、水下散热口、工业废气、车辆废气,以及它们的任何组合。
C37.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,样品是选自下组的食物样品:原料、熟食品、植物和动物食品源、预加工食品、部分或完全加工食品,以及它们的任何组合。
C38.根据任一前述方法段落所述的方法,其中,样品为人体血液,并且沉积步骤包含:(a)针刺人的皮肤,将血滴释放到皮肤上;以及(b)使血滴与装置的一个板接触而不使用血液转移工具。
D1.一种用于液体样品的平行多路复用测定的方法,包含以下步骤:
(a)获得疑似含有目标分析物的样品
(b)获得第一板、第二板以及间隔件,其中:
i.板能够相对于彼此移动成不同的构造,包括开放构造和闭合构造;
ii.板中的一个或两个是柔性的;
iii.第一板在其内表面上具有位于不同位置处的第一样品接触区域和第二样品接触区域,并且第一板分别在第一样品接触区域和第二样品接触区域处具有第一厚度和第二厚度,其中,样品接触区域用于接触含有目标分析物或疑似含有目标分析物的样品,并且其中,第一厚度不同于第二厚度;
iv.第一板在样品接触区域中的至少一个上具有结合位点,结合位点具有预定的侧向区域并且包含能够结合和固定目标分析物的捕获剂;
v.第二板在样品接触区域中的至少一个上具有储存位点,储存位点具有预定的侧向区域并且包含检测剂,检测剂在接触样品时在样品中溶解并且扩散;
vi.间隔件被固定到板中的一个或两个的相应内表面上并且在每个样品接触区域中具有预定的基本上均匀的高度;并且
vii.每个间隔件具有顶端,并且间隔件的顶端在一个表面中基本上对准;
其中,每个捕获试剂、目标分析物和对应的检测试剂能够在第一板的结合位点中形成捕获试剂-目标分析物-检测试剂夹心结构;
(c)当板处于开放构造时将样品沉积在板中一个或两个上,
其中,开放构造是这样一种构造,其中两个板是部分或完全分开的,板之间的间距不由间隔件调节,并且样品沉积在板中的一个或两个上;
(d)在(c)之后,将两个板结合在一起并且将板按压成闭合构造,
其中,按压包含平行地或顺序地适形按压至少一个板的一个区域以将板按压在一起成为闭合构造,其中,适形按压在板上在样品的至少一部分上产生基本均匀的压力,并且该按压将样品的至少一部分在板的样品接触表面之间侧向地铺展;并且
其中,闭合构造在样品以开放构造沉积之后配置,并且在闭合构造中:两个板上的对应的样品接触区域分别彼此重叠;沉积的样品的至少一部分被两个板压缩成由两个板限定并且分别在样品接触区域中的每一个上具有相应的基本上均匀厚度的层,其中,层的均匀厚度由板的相应样品接触区域限定并且由相应的样品接触区域中的板和间隔件调节;
并且
(e)在(d)之后并且当板处于闭合构造时:
(1)将样品孵育相关时间长度,然后停止孵育;或
(2)将样品孵育等于或长于相关时间长度的最小值的时间,然后在等于或小于相关时间长度的最大值的时间段内评估每种目标分析物与结合位点的结合,
由此产生反应,其中在(1)中的温育结束时或在(2)中的评估期间,结合至每个结合位点的捕获剂-目标分析物-检测剂夹心结构中的大部分目标分析物来自样品的对应的相关体积;
其中,孵育允许每个目标分析物与结合位点和检测剂结合,其中,对应的相关体积是样品在闭合构造下在对应的储存位点上方的一部分,并且
其中,相关时间为:
(i)大约等于或长于目标分析物在闭合构造下扩散穿过均匀厚度层的厚度所花费的时间;并且
(ii)短于目标分析物侧向扩散穿过结合位点的预定区域的线性尺寸所花费的时间。
D3.根据段落D2所述的方法,其中,分析步骤(e)包含:
根据从相关样品接触区域测量的目标分析物相关信号确定最佳信号,其中,相关样品接触区域是包含用于检测相同目标分析物的结合位点、储存位点或两种位点的样品接触区域。
D4.根据段落D3所述的方法,其中,通过在最小检测阈值至最大检测阈值之间的范围内选择测量的目标分析物相关信号来确定最佳的目标分析物相关信号,其中,板和检测器的最小检测阈值和最大检测阈值用于信号测量。
D5.根据段落D3所述的方法,其中,通过在测定的线性检测范围内选择测量的目标分析物相关信号来确定最佳的目标分析物相关信号,其中,线性检测范围是目标分析物相关信号的强度的范围,在该范围内信号强度与测定的目标分析物的量具有线性相关。
E1.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,结合位点由一块干燥试剂界定。
E2.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,结合位点在一对电极之间。
E3.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,一个或两个板内表面包含一个或多个放大位点,当目标分析物距放大位点500nm以内时,每个放大位点能够放大目标分析物相关信号。
E4.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,板的厚度小于200μm。
E5.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,板的厚度小于100μm。
E6.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,板中的每一个的面积小于5cm2。
E7.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,板中的每一个的面积小于2cm2。
E8.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,板中的至少一个是部分或完全透明的。
E9.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,板中的至少一个由柔性聚合物制成。
E10.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,板中的至少一个是柔性板,并且柔性板的厚度乘以柔性板的杨氏模量在60至75GPa-μm的范围内。
E11.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件是截面形状选自圆形、多边形、环形、正方形、矩形、卵形、椭圆形或它们的任何组合的间隔件。
E12.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件具有柱状形状和基本平坦的顶表面,其中,对于每个间隔件,间隔件的侧向尺寸与其高度的比率至少为1。
E13.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,每个间隔件的侧向尺寸与其高度的比率至少为1。
E14.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件的最小侧向尺寸小于或基本上等于样品中的目标分析物的最小尺寸。
E15.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件具有柱状形状,并且间隔件的侧壁拐角具有曲率半径至少为1μm的圆形形状。
E16.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件的密度为至少100/mm2。
E17.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件的密度为至少1000/mm2。
E18.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件的填充系数至少为1%,其中,填充系数是与厚度均匀的层接触的间隔件面积与与厚度均匀的层接触的总板面积的比率。
E19.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件的杨氏模量乘以间隔件的填充系数等于或大于10MPa,其中,填充系数是与厚度均匀的层接触的间隔件面积与与厚度均匀的层接触的总板面积的比率。
E20.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,
a.板中的至少一个是柔性的、弹性的或两者,并且
b.对于柔性板,间隔件间距离(ISD)的四次方除以柔性板的厚度(h)和柔性板的杨氏模量(E),ISD4/(hE),等于或小于106μm3/GPa。
E21.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,间隔件通过对板直接压花或注塑成型而固定在板上。
E22.根据任一前述段落所述的装置或方法,其中,板和间隔件的材料独立地选自聚苯乙烯、PMMG、PC、COC、COP或其他塑料。
M2根据MA1至MA4中任一实施例所述的用于制造Q卡的方法的实施例,包含:
(a)激光切割第一板,
(b)纳米压印或挤压印刷第二板。
M3根据MA1至MA4中任一实施例所述的用于制造Q卡的方法的实施例,包含:
(a)注塑成型并激光切割第一板,
(b)对第二板进行纳米压印或挤压印刷。
M4根据MA1至MA4中任一实施例所述的用于制造Q卡的方法的实施例,包含:纳米压印或挤压印刷第一板和第二板两个板。
M5根据MA1至MA4中任一实施例所述的用于制造Q卡的方法的实施例,包含:制造第一板或第二板,使用注塑成型、激光切割第一板,纳米压印,挤压印刷,或其组合。
根据M1至M5中的任一实施例所述的方法,其中,该方法还包含在制造第一板和第二板之后将铰链附接到第一板和第二板上的步骤。
B.QMAX装置具有不同间隔件高度
B-1.具有不同间隔件高度的QMAX装置的示例
本发明的一个方面提供了一种用于分析液体样品的QMAX装置,其包含不同高度的间隔件。
图3示意性地示出了QMAX装置的一个实施例,其包含第一板10和第二板20。特别地,图(A)示出了第一板10和第二板20的透视图和截面图。每个板分别包含内表面(11和21)和外表面(12和22)。第一板10在其内表面11上在一个位置处具有第一样品接触区域1011并且在另一个位置处具有第二样品接触区域1012。第二板20在其内表面21上还具有分别对应于第一板的第一样品接触区域1011和第二样品接触区域1012的第一样品接触区域和第二样品接触区域(未示出)。(在下文详细讨论“对应”的含义。)样品接触区域用于接触待使用该装置进行分析的样品。此外,如图所示,第一板10包含多个间隔件(41和42)。然而,应当注意,在其他实施例中,第二板20或第一板10和第二板20两个具有位于相应内表面的间隔件。在一些实施例中,间隔件(42和42)固定于板10和20中的一个或两个上。在本文中,术语“固定”是指间隔件附接于板上并且在板的一次或多次使用期间保持该附接。
在一些实施例中,本发明中的QMAX装置包括但不限于2015年8月10日提交的美国临时专利申请第62/202,989号、2015年9月14日提交的美国临时专利申请第62/218,455号、2016年2月9日提交的美国临时专利申请第62/293,188号、2016年3月8日提交的美国临时专利申请第62/305,123号、2016年7月31日提交的美国临时专利申请第62/369,181号、2016年9月15日提交的美国临时专利申请第62/394,753号、2016年8月10日提交的PCT申请(指定美国)第PCT/US2016/045437号、2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)第PCT/US2016/051775号、2016年9月15日提交的PCT申请(指定美国)第PCT/US2016/051794号、以及2016年9月27日提交的PCT申请(指定美国)第PCT/US2016/054025号中描述的QMAX装置,其全部公开内容出于所有目的通过引用并入本文。
在一些实施例中,在第一样品接触区域1011和第二样品接触区域1012内分别具有至少一个间隔件。如图3所示,间隔件41和42分别在第一样品接触区域1011和第二样品接触区域1012内。第一样品接触区41上方的间隔件(以下称为“第一组间隔件”)具有第一均匀高度411和均匀间隔件间距离,第二样品接触区42上方的间隔件(以下称为“第二组间隔件”)也是如此。在一些实施例中,第一均匀高度411不同于第二组间隔件42的第二均匀高度421。在一些实施例中,第一均匀高度或第二均匀高度为10nm或以上、20nm或以上、50nm或以上、100nm或以上、200nm或以上、500nm或以上、1μm或以上、2μm或以上、5μm或以上、10μm或以上、20μm或以上、50μm或以上、100μm或以上、200μm或以上、500μm或以上、1mm或以上、750μm或以下、250μm或以下、150μm或以下、75μm或以下、25μm或以下、15μm或以下、7.5μm或以下、1.5μm或以下、750nm或以下、250nm或以下、150nm或以下、75nm或以下、25nm或以下、或15nm或以下。在一些实施例中,第一均匀高度与第二均匀高度之差为5nm或以上、10nm或以上、20nm或以上、50nm或以上、100nm或以上、200nm或以上、500nm或以上、1μm或以上、2μm或以上、5μm或以上、10μm或以上、20μm或以上、50μm或以上、100μm以上,200μm或以上、500μm或以上、1mm或以上、750μm或以下、250μm或以下、150μm或以下、75μm或以下、25μm或以下、15μm或以下、7.5μm或以下、1.5μm或以下、750nm或以下、250nm或以下、150nm或以下、75nm或以下、25nm以下,15nm以下,或7.5nm以下。
在某些实施例中,间隔件具有恒定间隔件间距离。在一些实施例中,第一组间隔件具有第一恒定间隔件间距离,第二组间隔件具有不同的第二恒定间隔件间距离。在一些实施例中,恒定间隔件间距离为10nm或以上、20nm或以上、50nm或以上、100nm或以上、200nm或以上、500nm或以上、1μm或以上、2μm或以上、5μm或以上、10μm或以上、20μm或以上、50μm或以上、100μm或以上、200μm或以上、500μm或以上、1mm或以上、750μm或以下、250μm或以下、150μm或以下、75μm或以下、25μm或以下、15μm或以下、7.5μm或以下、1.5μm或以下、750nm或以下、250nm或以下、150nm或以下、75nm或以下、25nm或以下、或15nm或以下。在一些实施例中,恒定间隔件间距离比目标分析物的尺寸大至少2倍。在一些实施例中,恒定间隔件间距离为至多200μm。
图3进一步示出了第一板10和第二板20能够相对于彼此移动成不同的构造,包括开放构造和闭合构造。图B1(A)和(B)示出了开放构造的一些实施例。在开放构造中,两个板部分或完全分开,并且板之间的间距不由间隔件(41或42)调节。如图(B)所示,在开放构造中,板之间的间距允许样品90沉积在第一板10上。然而,应当注意,在一些实施例中,样品90沉积在第二板20上或沉积在板10和20两个上。
图3(C)示出了两个板的闭合构造的示例性实施例,闭合构造在如在图3(B)中例示的样品沉积之后构造。在闭合构造中,两个板以它们的内表面11和21彼此面对。因此,沉积的样品90的至少一部分被两个板压缩成层904。如图所示,层904在第一样品接触区域1011(未示出)具有第一均匀厚度9041,在第二样品接触区域1012(未示出)具有第二均匀厚度9042。在一些实施例中,第一均匀厚度和第二均匀厚度9041和9042分别由第一组间隔件和第二组间隔件41和42调节。在一些实施例中,第一均匀厚度9041不同于第二均匀厚度9042。应当注意,本文所用的术语“均匀厚度的层”是指在其连续的基本侧向区域上具有均匀厚度的样品层,并且该均匀厚度在一个基本侧向区域中不同于另一个基本侧向区域。在一些实施例中,基本上侧向区域占据该层的整个侧向区域的百分比等于或大于10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%、100%,或在这些值中的任何两个之间的范围。
在一些实施例中,分别对应的样品接触区域在闭合构造中彼此重叠,意味着第一板上的第一样品接触区域和第二板上的与其对应的第一样品接触区域被配置为在闭合构造中彼此面对,并且第一板和第二板上的对应的第二样品接触区域也如此。如本文所用,在QMAX装置的某些上下文中使用的术语“对应的”是指分别属于QMAX装置的两个板中的每一个的在闭合构造中彼此面对的一对受对象(例如,第一样品接触区域或第二样品接触区域、结合位点、储存位点)之间的关系。
图4示出了本发明提供的装置的一些示例性实施例。如图所示,该装置在第一板10上包含多于两个样品接触区域。图(A)示出了第一板10具有第一样品接触区域1011、第二接触区域1012和第三样品接触区域1013。在每个样品接触区域中,分别存在至少一个间隔件。此处,间隔件41、42和43分别在样品接触区1011、1012和1013中。在一些实施例中,所有三组间隔件具有彼此不同的相应均匀高度。图(B)示出了另一示例性装置,其中存在四个样品接触区域(1011、1012、1013和1014)和四组不同均匀高度的间隔件(41、42、43和44)。在其他实施例中,还可能的是,该装置包含的样品接触区域的数目等于或大于5、6、7、8、9、10、20、30、50、75、100、200、500、1000,或在这些值中的任何两个之间的范围内。
在一些实施例中,第一板10和第二板20中的一个或两个是柔性的,以便能够形成在不同样品接触区域处具有不同均匀厚度的均匀厚度层904。
在一些实施例中,两个相邻间隔件组之间的距离为10nm或以上、20nm或以上、50nm或以上、100nm或以上、200nm或以上、500nm或以上、1μm或以上、2μm或以上、5μm或以上、10μm或以上、20μm或以上、50μm或以上、100μm或以上、200μm或以上、500μm或以上、1mm或以上、750μm或以下、250μm或以下、150μm或以下、75μm或以下、25μm或以下、15μm或以下、7.5μm或以下、1.5μm或以下、750nm或以下、250nm或以下、150nm或以下、75nm或以下、25nm或以下、或15nm或以下。如本文所用,术语“间隔件组”是指具有均匀高度的一组连续间隔件,其中,该均匀高度不同于同一QMAX装置上的其他间隔件的均匀高度,例如,如上所述,第一间隔件组或第一组间隔件41的第一均匀高度411不同于第二间隔件组42的第二均匀高度421。术语“两个相邻间隔件组之间的距离”被定义为两个相邻间隔件组中的每一个中的两个间隔件之间的最小距离。在一些实施例中,两个相邻间隔件组之间的距离和两个板的柔性被设计成使得在闭合构造中,样品的一部分可以被压缩成具有均匀厚度的层,该层在不同的样品接触区域处具有不同且均匀的厚度。在一些实施例中,两个相邻间隔件组之间的距离和两个板的柔性被设计为使得在两个板的任何给定位置处,两个板之间的间距仅由局部间隔件调节,而不受远程间隔件的影响。因此,在板的侧向尺寸上的层的均匀厚度都由间隔件调节。
在一些实施例中,可以并行地或顺序地将QMAX装置适形按压成闭合构造。适形按压是使施加在区域上的压力基本上恒定而与板的外表面的形状变化无关的方法;特别地,平行适形按压同时将压力施加在预期区域上,而顺序适形按压将压力施加在预期区域的一部分上并且逐渐移动到其他区域。可以通过人手、吹气、液体压力或其他力施加适形按压。
在一些实施例中,在移除使QMAX装置从开放构造变为闭合构造的外力之后,QMAX装置自保持成闭合构造。“自保持”可归因于存在于两个板的内表面之间的力而不是外力,例如但不限于毛细管力。在一些实施例中,移除外力之后的均匀厚度的层的厚度与移除适形按压力之前的均匀厚度的层的厚度基本上相同。在一些实施例中,在移除外力之后,均匀厚度的层的厚度偏离间隔件高度等于或小于50%、40%、30%、20%、10%、8%、5%、2.5%、1%、0.75%、0.5%、0.25%、0.1%或0的数字。在一些实施例中,在移除适形按压力之后,均匀厚度的层的厚度偏离间隔件高度小于10%。
B-2.体积多路复用
在一些实施例中,具有不同高度的间隔件能够添加一种层,使得使用QMAX装置进行的样品分析可以多路复用。这是由于在均匀厚度的层中,间隔件高度调节待分析样品的相关体积,因此调节包含在相关体积内的目标分析物的量。术语“相关体积”是指样品的一部分或全部体积。在一些实施例中,在均匀厚度的层中,样品的相关体积可以通过测量相关样品体积的侧向面积并根据侧向面积和预定间隔件高度计算体积来确定。因此,在均匀厚度的层的给定侧向区域内,相关体积与间隔件高度成比例。因此,每个样品接触区域内的目标分析物的量与间隔件高度成比例。在一些实施例中,不同的间隔件高度使得样品接触区域与不同量的目标分析物(“体积多路复用”)接触。
在一些实施例中,QMAX装置用于对液体样品进行分析的测定,并且样品接触区域包含用于测定的结合位点和/或储存位点。术语“结合位点”是指可以固定样品中的实体的固体表面上的位置,并且术语“储存位点”是指板上的区域中的位点,其中,该位点含有待添加到样品中的试剂,并且该试剂能够溶解到与试剂接触的样品中并在样品中扩散。
为了多路复用的目的,在一些实施例中,第一板具有一个或多个样品接触区域、结合位点,结合位点具有预定面积并含有能够结合和固定目标分析物的捕获剂。在一些实施例中,第二板具有一个或多个样品接触区域、储存位点,储存位点具有预定面积并含有一定浓度的检测剂,检测剂在接触样品时溶解到样品中并在样品中扩散。
在一些实施例中,多个结合位点包含不同物种的捕捉剂或不同浓度的相同捕捉剂。在一些实施例中,多个储存位点包含不同物种的不同检测剂或不同浓度的相同检测剂。在一些实施例中,在闭合构造中,对应的储存位点分别在结合位点上方。
在QMAX装置的一些实施例中,在结合位点和/或存储位点之间没有流体隔离。在一些实施例中,相邻结合位点和/或相邻储存位点的边缘之间的间距大于目标分析物或检测剂在相关时间内可以扩散的距离。如本文所用,术语“相关时间”是指如下的时间长度:(i)大约等于或长于目标分析物在闭合构造下扩散穿过均匀厚度层的厚度所花费的时间;并且(ii)短于目标分析物侧向扩散穿过结合位点的预定区域的线性尺寸所花费的时间。
在一些实施例中,具有不同高度的间隔件能够添加另一种层,使得如上所述使用QMAX装置进行的样品测定可以多路复用。除了具有包含不同测定试剂(例如,捕获剂、检测剂)或不同浓度的相同测定试剂的多个结合位点和/或储存位点,QMAX装置还能够提供不同样品体积或不同量的分析物以实现多路复用目的。
在具有体积多路复用的QMAX装置的一些实施例中,相邻样品接触区域之间没有流体隔离,并且相邻样品接触区域的边缘之间的间距大于目标分析物或检测剂在相关时间内可以扩散的距离。因此,在这些实施例中,每个样品接触区域包含间隔件高度、结合位点和储存位点的独特组合。可以使用相同的QMAX装置平行测试三种不同参数的组合以用于测定。
在使用QMAX装置的方法的一些实施例中,为了实现平行多路复用测定,分析步骤(e)包含:
(1)将样品孵育相关时间长度,然后停止孵育;或
(2)将样品孵育等于或长于相关时间长度的最小值的时间,然后在等于或小于相关时间长度的最大值的时间段内评估每种目标分析物与结合位点的结合,
由此产生反应,其中在(1)中的温育结束时或在(2)中的评估期间,结合至每个结合位点的捕获剂-目标分析物-检测剂夹心结构中的大部分目标分析物来自样品的对应的相关体积;
其中,孵育允许每个目标分析物与结合位点和检测剂结合,其中,对应的相关体积是样品在闭合构造下在对应的储存位点上方的一部分。
B-3测定优化和定量
在一些实施例中,由不同间隔件高度呈现的体积多路复用对于测定优化和在常规测定中获得最佳的分析物相关信号是有用的。在许多情况下,生物/化学测定依赖于通过添加外部测定试剂到样品中而与分析物特异性反应、结合和/或标记分析物来检测分析物。因此,优化这些测定的一个主要障碍是确定添加到样品中的测定试剂的合适量,以便获得准确地反映样品中分析物的真实量的最佳可检测信号。这通常需要考虑许多因素:
1)相对于样品中分析物的潜在量的测定试剂的一般量。一般而言,相对较少量的测定试剂将导致不可检测信号、被分析物饱和等的风险;另一方面,大量过量的测定试剂通常是昂贵且不必要的。
2)各测定试剂的相对量,例如但不限于结合剂、检测剂、捕获剂、一抗、二抗、寡核苷酸探针或染色染料。例如,在竞争性免疫测定的情况下,两种相互结合剂(其中一种结合分析物并且竞争性抑制两种相互结合剂之间的结合)的相对比率对于测定是关键的。如本领域所知,样品中分析物的相对量通常决定两种相互结合剂的最佳比例。两者中的任一个的量不适当会导致关于分析物的量的错误或不准确的结果。
3)用于接收和分析分析物相关信号的检测器的检测阈值。检测器通常具有最小检测阈值和最大检测阈值,界定信号强度的下限和上限,在该范围内,检测器能够接收和分析分析物相关信号,并给出关于样品中分析物的量的有意义的结果。
鉴于前述因素和许多其他因素,通常在本领域中,为了开发有效的和最佳的生物/化学测定,需要冗长的实验来优化测定,其消耗许多材料资源,并且这样的优化步骤经常难以在资源和时间有限的用途下实施。在本发明的一些实施例中,通过在QMAX装置中使用不同间隔件高度来增加体积多路复用,扩大了测试测定试剂和样品的不同组合的可能性。除了在不同的样品接触区域中具有不同量或种类的测定试剂之外,可以使用不同高度的间隔件来使不同的样品接触区域与可能不同的预定体积的样品接触,并且因此其中产生的目标分析物相关信号将是不同的并且与其中的间隔件高度成比例。
在一些实施例中,增加体积多路复用使得有可能根据从不同样品接触区域获得的多个不同目标分析物相关信号获得最佳目标分析物相关信号,以用于分析样品中的目标分析物。在一些实施例中,最佳目标分析物相关信号是在检测器的最小检测阈值和最大检测阈值内的信号。在一些实施例中,最佳目标分析物相关信号是准确反映样品中目标分析物的量(例如,在测定的线性检测范围内)的信号,如本领域技术人员所理解的。
在一些实施例中,增加体积多路复用使得可以在使用时优化测定。在一些实施例中,由于使用QMAX装置需要小体积样品,增加体积多路复用节省了优化所需的测定试剂。
在一些实施例中,反应在小于60秒内饱和。在一些实施例中,相关时间长度在60秒至30分钟的范围内。
在一些实施例中,通过在最小检测阈值至最大检测阈值之间的范围内选择测量的目标分析物相关信号来确定最佳目标分析物相关信号,其中,板的最小检测阈值和最大检测阈值以及用于信号测量的检测器。
在一些实施例中,通过在测定的线性检测范围内选择测量的目标分析物相关信号来确定最佳目标分析物相关信号,其中,线性检测范围是目标分析物相关信号的强度的范围,在该范围内信号强度与测定的目标分析物的量具有线性相关。
在一些实施例中,分析步骤(e)包含通过测量相关样品体积的侧向面积来计算相关样品体积的体积,并根据侧向面积和预定间隔件高度来计算体积,其中,相关体积是样品的部分或整个体积。
在一些实施例中,分析步骤(e)包含目标分析物的读取、图像分析或计数,或其组合。
在一些实施例中,液体样品是由生物样品制成的,生物样品选自:羊水、房水、玻璃体液、血液(例如,全血、分级分离的血液、血浆或血清)、母乳、脑脊髓液(CSF)、耳垢(耳屎)、乳糜、食糜、内淋巴、外淋巴、粪便、呼吸、胃酸、胃液、淋巴、粘液(包括鼻引流和痰)、心包液、腹膜液、胸膜液、脓液、风湿液、唾液、呼出的冷凝物、皮脂、精液、痰液、汗液、滑液、泪液、呕吐物、尿液,以及它们的任何组合。
在一些实施例中,样品是来自选自下组的来源的环境液体样品:河流、湖泊、池塘、海洋、冰川、冰山、雨、雪、污水、水库、自来水或饮用水、来自土壤、堆肥、砂、岩石、混凝土、木材、砖、污物的固体样品,以及它们的任何组合。
在一些实施例中,样品是来自选自下组的来源的环境气体样品,样品是来自选自下组的来源的环境气体样品:空气、水下散热口、工业废气、车辆废气,以及它们的任何组合。
在一些实施例中,样品是选自下组的食物样品:原料、熟食品、植物和动物食品源、预加工食品、部分或完全加工食品,以及它们的任何组合。
样品为人体血液,并且沉积步骤包含:(a)针刺人的皮肤,将血滴释放到皮肤上;以及(b)使血滴与过滤器接触而不使用血液转移工具。
其他示例
1.一种用于接收待分析的液体样品的装置,该装置包含:
第一部分,第一部分被配置为接收液体样品,第一部分包括顶表面、限定了第一区域和第二区域的接收表面、从接收表面的第一区域横向延伸的多个第一突出部、以及从接收表面的第二区域横向延伸的多个第二突出部,其中,多个第一突出部中的每一个包括第一突出部顶表面并且限定第一高度,多个第二突出部中的每一个包括第二突出部顶表面并且限定第二高度,第二高度不同于第一高度,并且第一突出部顶表面和第二突出部顶表面位于共同的平面中并且共同限定第一部分的顶表面;以及
第二部分,第二部分被配置为接触第一部分,第二部分包括被配置为接触第一部分的顶表面的底表面。
2.一种使用根据实施例1所述的装置分析液体样品的方法,包含:将液体样品沉积到接收表面的第一区域上和接收表面的第二区域上,将第二部分的底表面放置到第一部分的顶表面上,并且将第一部分和第二部分与液体样品耦合到用于分析的移动装置。
3.一种用于接收待分析的液体样品的装置,该装置包含:
第一部分,第一部分被配置为接收液体样品,第一部分包括平坦的底表面、顶表面和接收表面,接收表面限定第一区域和第二区域,第一区域具有从接收表面突起的第一多个间隔件并且限定第一高度,第二区域具有从接收表面突起的第二多个间隔件并且限定第二高度,第二高度不同于第一高度;以及
第二部分,第二部分被配置为接触第一部分,第二部分包括被配置为接触第二部分的顶表面的底表面;
其中,当第二部分与第一部分接触时,该装置限定第一体积和第二体积,第一体积由接收表面的第一区域、第二部分的底表面的与第一区域直接相对并且与第一区域相比限定相同长度和相同宽度的部分、以及第一多个间隔件的第一高度限定,以及第二体积由接收表面的第二区域、第二部分的底表面的与第二区域直接相对并且与第二区域相比限定相同长度和相同宽度的另一部分、以及第二高度限定,并且第一体积不同于第二体积。
4.一种使用根据任一前述实施例所述的装置分析液体样品的方法,包含:将液体样品沉积到接收表面的第一区域上和样品接收表面的第二区域上,将第二部分的底表面放置到第一部分的顶表面上,并且将第一部分和第二部分与液体样品耦合到用于分析的移动装置。
5.一种用于接收和制备液体样品以供移动装置分析的系统,该系统包含:
具有多个不同区域的样品接收装置,包括第一区域和第二区域,用于接收液体样品,该装置包括:
第一装置部分,第一装置部分被配置为接收液体样品,第一装置部分包括顶表面、底表面以及位于顶表面与底表面之间的接收表面,接收表面限定具有从接收表面突起的第一多个间隔件的第一区域,并且限定具有从接收表面突起的第二多个间隔件的第二区域,第一间隔件限定第一高度,第二间隔件限定第二高度,第二高度大于第一高度;以及
第二部分,第二部分被配置为接触第一部分,第二部分包括顶表面和底表面,第二部分的底表面被配置为接触第一部分的顶表面;
接口装置,接口装置被配置为接收样品接收装置、与移动装置接口连接并且将关于液体样品的信息传送到移动装置。
6.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一部分包含第一板状部分,第二部分包含第二板状部分。
7.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,多个第一突出部和第二突出部中的每一个包含从样品接收表面垂直延伸的矩形长方体。
8.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个突出部的第一高度小于第二多个突出部的第二高度。
9.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一部分包括底表面,样品接收表面的第一区域和第二区域基本上平行于底表面,并且在样品接收表面的第一区域与底部部分之间限定的第一部分的厚度大于在样品接收表面的第二区域与底部部分之间限定的第一部分的厚度。
10.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一体积小于第二体积,第一体积定义为由第一区域的长度乘以第一区域的宽度乘以第一多个突出部的第一高度,第二体积被定义为第二区域的长度乘以第二区域的宽度乘以第一多个突出部的第二高度。
11.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,还包含在第一区域与第二区域上形成涂层的试剂,涂层在样品接收表面的第一区域和第二区域中的每一个中具有基本上均匀的厚度。
12.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一区域和第二区域分别界定第一结合位点和第二结合位点,第一结合位点和第二结合位点各自包含用于结合和固定液体样品的分析物的捕获剂。
13.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个突出部在长度方向上从第一端朝向相反的第二端彼此等距地分布。
14.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个突出部在宽度方向上从第一侧到第二侧在垂直于长度方向的方向上彼此等距地分布。
15.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个突出部在宽度方向上的相邻突出部之间的距离大于第一多个突出部在长度方向上的相邻突出部之间的距离。
16.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一体积由第一液体接收体积和由第一多个间隔件占据的第一体积组成,并且第二体积由第二液体接收体积和由第二多个间隔件占据的第二体积组成,其中,第一液体接收体积不同于第二液体接收体积。
17.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,还包含在第一区域和第二区域上形成涂层的试剂,涂层在第一区域和第二区域中的每一个中具有基本上均匀的厚度,使得第一液体接收体积中的液体样品的分析物与试剂的比率不同于第二液体接收体积中的液体样品的分析物与试剂的比率。
18.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,接收表面在第一区域与第二区域之间是连续的,使得在第一区域与第二区域之间不存在流体隔离屏障。
19.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,基于液体样品从第一区域侧向扩散穿过接收表面至第二区域所需的预期时间和分析液体样品的时间来确定从第一区域至第二区域的最小距离。
20.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一部分通过铰链连接到第二部分。
21.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,铰链被配置为维持第一部分与第二部分之间的接触。
22.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个间隔件的第一高度小于第二多个间隔件的第二高度。
23.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个间隔件中的每一个包括基本上平行于接收表面的第一区域的第一顶表面,并且第二多个间隔件中的每一个包括基本上平行于接收表面的第二区域的第二顶表面,并且第一顶表面的总面积小于第二顶表面的总面积。
24.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一部分和第二部分中的每一个包含矩形板,每个板界定长度和宽度,板的长度基本上相同,并且板的宽度基本上相同。
25.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一部分的顶表面包含第一多个间隔件和第二多个间隔件中的每一个的顶表面。
26.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个间隔件中的每一个从接收表面的第一区域垂直地突起,并且第二多个间隔件中的每一个从接收表面的第二区域垂直地突起。
27.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个间隔件的间隔件均具有相同的第一尺寸,第二多个间隔件的间隔件均具有相同的第二尺寸,除了间隔件的高度之外,第一尺寸和第二尺寸相同。
28.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,其中,第一多个间隔件在宽度方向上等距离地彼此间隔开,并且在长度方向上等距离地彼此间隔开,长度方向垂直于宽度方向。
29.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,接收表面还界定具有从接收表面突起的第三多个间隔件的第三区域,多个第三间隔件中的每一个界定第三高度,第三高度不同于第一高度和第二高度中的每一个。
30.根据任一前述实施例所述的装置、系统或方法,还包含在第一区域、第二区域和第三区域上形成涂层的试剂,涂层在样品接收表面的第一区域、第二区域和第三区域中的每一个中具有基本上均匀的厚度。
BD5.根据实施例BD3所述的方法,其中,通过在测定的线性检测范围内选择测量的目标分析物相关信号来确定最佳的目标分析物相关信号,其中,线性检测范围是目标分析物相关信号的强度的范围,在该范围内信号强度与测定的目标分析物的量具有线性相关。
E23.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,结合位点由一块干燥试剂界定。
E24.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,结合位点在一对电极之间。
在一些实施例中,一个或两个板内表面包含一个或多个放大位点,当目标分析物距放大位点500nm以内时,每个放大位点能够放大目标分析物相关信号。
E25.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板的厚度小于200μm。
E26.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板的厚度小于100μm。
E27.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板中的每一个的面积小于5cm2。
E28.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板中的每一个的面积小于2cm2。
E29.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板中的至少一个是部分或完全透明的。
E30.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板中的至少一个由柔性聚合物制成。
E31.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板中的至少一个是柔性板,并且柔性板的厚度乘以柔性板的杨氏模量在60至75GPa-μm的范围内。
E32.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,间隔件是截面形状选自圆形、多边形、环形、正方形、矩形、卵形、椭圆形或它们的任何组合的间隔件。
E33.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,间隔件具有柱状形状和基本平坦的顶表面,其中,对于每个间隔件,间隔件的侧向尺寸与其高度的比率至少为1。
E34.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,每个间隔件的侧向尺寸与其高度的比率至少为1。
E35.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,间隔件的最小侧向尺寸小于或基本上等于样品中的目标分析物的最小尺寸。
E36.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,间隔件的密度为至少100/mm2。
E37.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,间隔件的密度为至少1000/mm2。
E38.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,间隔件的填充系数至少为1%,其中,填充系数是与厚度均匀的层接触的间隔件面积与与厚度均匀的层接触的总板面积的比率。
E39.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,间隔件的杨氏模量乘以间隔件的填充系数等于或大于10MPa,其中,填充系数是与厚度均匀的层接触的间隔件面积与与厚度均匀的层接触的总板面积的比率。
E40.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板中的至少一个是柔性的,并且b.对于柔性板,间隔距离(ISD)的四次方除以柔性板的厚度(h)和柔性板的杨氏模量(E),ISD4/(hE),等于或小于10^6um3/GPa。
E41.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,间隔件通过对板直接压花或注塑成型而固定在板上。
E42.根据任一前述实施例所述的装置或方法,其中,板和间隔件的材料独立地选自聚苯乙烯、PMMG、PC、COC、COP或其他塑料。