CN113477149B - 微流体性装置和制造和使用其的方法 - Google Patents

微流体性装置和制造和使用其的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的公开内容提供用于测定样品的方法和系统。描述了用于进行样品(例如生物样品)的测定的微流体性装置，具有样品施用地点、多孔部件和流动通道。多孔部件提供试剂的均一的溶解和样品和试剂的混合，而不过滤样品。

Description

微流体性装置和制造和使用其的方法
本申请是申请日为2014年11月05日、申请号为201480061018.0、发明名称为“微流体性装置和制造和使用其的方法”、进入中国国家阶段日为2016年05月06日的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的公开内容的方面包括用于测定样品的微流体性装置。根据某些实施方案的微流体性装置包括样品施用地点、与样品施用地点流体连通的流动通道以及被定位在样品施用地点和流动通道之间的含有多孔基质和测定试剂的多孔部件。还描述了采用主题微流体性装置的适合于测定样品，例如生物样品的系统和方法。
背景技术
现场快速(point-of-care)诊断包括以下步骤：获得来自受试者的生物样品，进行样品分析以确定一个或多个目标分析物的存在或浓度并且在单一的地点提供向该受试者的诊断。现场快速诊断向受试者提供比诊断测试更迅速的并且经常地更少成本的结果，后者要求在一个地点获得样品并且在另一个地点进行样品分析。
在现场快速使用可用的低成本的并且容易的技术，从单一的手指采血血液滴中快速诊断传染性的疾病，将大大地改进全球健康计划。基于流式细胞术的微颗粒免疫分析提供优良的精确度和复用，但是对于现场快速设置是不合适的，由于繁琐的样品制备和昂贵的仪器。考虑到以上，多种医学和生物技术领域将使用能够进行现场快速操作的技术得到显著的进步，其允许细胞标记物的容易的和灵活的测量，特别是在生物流体，例如血液中。
发明内容
如上文概括的，本发明公开内容的方面包括用于测定样品的微流体性装置，具有样品施用地点、与施用地点流体连通的流动通道和被定位在样品施用地点和流动通道之间的多孔部件。在实施方案中，多孔部件包含多孔基质和测定试剂。在某些情况下，多孔基质是熔块，例如玻璃熔块。在其它的情况下，多孔基质是聚合物基质。在某些实施方案中，多孔基质被配置为是相对于样品的组分非过滤性的。在某些情况下，多孔基质被配置为提供测定试剂与流动经过多孔基质的样品的混合。多孔基质可以具有具有在1μm至200μm之间的直径和在1μL至25μL之间的孔隙体积的气孔。例如，孔隙体积可以是在多孔基质的体积的25％至75％之间，例如在多孔基质的体积的40％至60％之间。
测定试剂包括用于偶联至样品的一个或多个组分的试剂。在某些实施方案中，试剂是对分析物专一性的结合成员。例如，对分析物专一性的结合成员可以是抗体或抗体片段。在某些情况下，对分析物专一性的结合成员是专一性地结合于诸如CD14、CD4、CD45RA、CD3或其的组合的化合物的抗体。在某些实施方案中，对分析物专一性的结合成员偶联至可探测标记物，例如光学地可探测的标记物。例如，光学地可探测的标记物可以是荧光染料，例如罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白或其的组合。在某些情况下，染料是藻红蛋白(PE)、藻红蛋白-青色素5、(PE-cy5)或别藻蓝蛋白APC。在某些实施方案中，缓冲剂包括牛血清白蛋白(BSA)、海藻糖、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或2-(N-吗啉代)乙磺酸或其的组合。例如，缓冲剂可以包括BSA、海藻糖和PVP。缓冲剂可以还包括一个或多个螯合剂，例如乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二醇-双-(β-氨基乙醚)N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、2,3-二巯基丙-1-磺酸(DMPS)、和2,3-二巯基琥珀酸(DMSA)。在某些实施方案中，缓冲剂包括EDTA。测定试剂可以在多孔基质中作为液体存在。在其它的情况下，测定试剂是干燥的。在又其他的情况下，测定试剂是冻干的。
在某些实施方案中，流动通道被配置为接收具有范围从1mL至1000mL的体积的样品。在某些情况下，流动通道是被配置为通过毛细管作用把样品运输经过流动通道的毛细管通道。在某些实施方案中，流动通道包括一个或多个光学透射性壁。在一个实施例中，流动通道是对紫外光光学透射性的。在另一个实施例中，流动通道是对可见光光学透射性的。在又另一个实施例中，流动通道是对近红外光光学透射性的。在再另一个实施例中，流动通道是对紫外光和可见光透射性的。在再另一个实施例中，流动通道是对可见光和近红外光透射性的。在再另一个实施例中，流动通道是对紫外光、可见光和近红外光透射性的。
根据某些实施方案的微流体性装置包括多孔熔块，多孔熔块容纳界定具有足以用于试剂和样品的混合物的长度的曲折的流动路径的微通道。孔隙体积可以是多孔熔块的总体积的40至60％，例如2μL或更多，例如5μL、10μL并且包括20μL或更多。在某些实施方案中，微通道提供样品的实质上所有的组分的流动经过。在某些实施方案中，微通道具有在5μm至200μm之间的平均通孔直径，例如在5μm至60μm之间或在30μm至60μm之间。
测定混合物包含试剂和缓冲剂。在某些情况下，测定混合物提供试剂在预确定的时间时期内在样品中的实质上均一的溶解。预确定的时间时期可以是在5秒至5分钟之间，例如在20秒至3分钟之间或在50秒至2分钟之间。在某些实施方案中，缓冲剂组分包括牛血清白蛋白(BSA)、海藻糖、和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。BSA:海藻糖:PVP的重量比率可以是21:90:1。缓冲剂组分的总重量可以是在多孔基质孔隙体积的0.01g/μL至2g/μL之间。在某些实施方案中，缓冲剂组分包括乙二胺四乙酸(EDTA)。在某些实施方案中，缓冲剂组分包括2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)。在某些情况下，试剂包含缀合至可探测标记物的一个或多个抗体或抗体片段。抗体或抗体片段可以结合于目标，例如选自CD14、CD4、CD45RA、CD3或其的组合的目标。在某些情况下，可探测标记物是荧光染料。例如，染料可以是诸如以下的化合物：罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白、其的缀合物，和其的组合。在某些实施方案中，染料可以是藻红蛋白(PE)、藻红蛋白-青色素5、(PE-cy5)或别藻蓝蛋白APC。在本发明的公开内容的实施方案中，测定混合物可以包含酶、底物、催化剂、核酸或其的组合。在某些情况下，微流体性装置可以还包括生物样品例如血液、尿液、唾液、或组织样品。
本发明的公开内容的方面还包括用于测定用于分析物的样品的方法，其中方法包括把样品与具有与样品施用地点流体连通的流动通道和被定位在样品施用地点和流动通道之间的多孔部件的微流体性装置的样品施用地点接触，使用光源照亮在流动通道中的样品以及检测来自样品的光以确定样品中的一个或多个组分的存在或浓度。
在某些实施方案中，样品通过样品经过多孔基质的运动与在多孔部件的多孔基质中存在的测定试剂混合。样品的经过多孔基质的运动是，在某些实施方案中，相对于样品的组分非过滤性的。在某些实施方案中，流动通道是毛细管通道并且样品被通过毛细管作用运动经过多孔基质。样品的与测定试剂的混合可以包括使用可探测标记物标记样品的一个或多个组分。在某些情况下，标记包括把样品的一个或多个组分与对分析物专一性的结合成员例如抗体或抗体片段接触。在某些情况下，对分析物专一性的结合成员是专一性地结合于诸如CD14、CD4、CD45RA、CD3或其的组合的化合物的抗体。在某些实施方案中，对分析物专一性的结合成员偶联至可探测标记物，例如光学地可探测的标记物。光学地可探测的标记物的实例包括荧光染料例如罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白、其的缀合物，和其的组合。在某些实施方案中，染料是藻红蛋白(PE)、藻红蛋白-青色素5、(PE-cy5)或别藻蓝蛋白APC。
根据某些实施方案的方法包括使用宽谱光源照亮在流动通道中的样品。在某些实施方案中，宽谱光源是紫外光源、可见光源或红外光源，或其的组合。在某些实施方案中，样品被使用具有在200nm至800nm之间的波长的光照亮。
在某些实施方案中，方法还包括检测来自在流动通道中的样品的光。来自样品的检测到的光可以包括荧光、透射光、散射光或其的组合。在某些情况下，方法包括检测来自样品的荧光。在某些情况下，检测来自样品的光包括捕获在流动通道中的样品的图像。
还提供用于使用主题微流体性装置测定样品例如生物样品的方法。在某些实施方案中，方法包括把液体样品施用至与多孔元件和毛细管通道流体连通的样品施用地点，把样品流动从样品施用地点经过多孔元件导向至毛细管通道。毛细管通道可以包括光学透射性壁并且多孔元件包括至少一个光学上活性的试剂和一个或多个缓冲剂组分。
方法可以还包括把试剂溶解在样品中，其中试剂的溶解是在预确定的量的时间内实质上恒定的，例如在5秒至5分钟之间或例如在20秒至3分钟之间或在1分钟至2分钟之间。在某些实施方案中，样品和试剂的混合被在提供一系列的界定具有足以用于混合样品和试剂的长度的曲折的流动路径的微通道的多孔熔块中进行。混合可以帮助试剂结合至样品中的一个或多个组分并且随后是光学地考察(interrogate，又译为询问)穿过光学透射性壁的样品。混合可以是被动的(扩散的)、对流的、主动的或其的任何组合。样品可以通过毛细管作用力流动经过多孔元件和经过毛细管通道。在某些实施方案中，光学考察包括穿过透射性壁获得样品的图像，确定相应于未结合的试剂和样品的背景信号以及从样品的图像减去背景信号。在某些实施方案中，背景信号是沿着透射性壁实质上恒定的(变化75％或更少，例如50％)。在某些情况下，样品实质上不被过滤地流动经过多孔元件。在实施方案中，样品可以是生物样品，例如血液、尿液、组织、唾液或类似的。在某些实施方案中，光学上活性的试剂包含被荧光标记的抗体或抗体片段并且混合提供生物样品中的一个或多个被荧光标记的组分的形成。
本发明的公开内容的方面还包括用于实践主题方法的系统。根据某些实施方案的系统包括光源、用于检测一个或多个光的波长的光学检测器以及用于测定样品的微流体性装置，具有样品施用地点、与施用地点流体连通的流动通道以及被定位在样品施用地点和流动通道之间的多孔部件。
所选择的术语的定义
通常，未以其他方式特别地定义的在本文中使用的术语，具有相应于它们的在与本发明相关的领域中的常规的用法的意思，包括分析化学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、显微、图像分析，和类似的，例如在以下的论文中代表的：Alberts等人，MolecularBiology of the Cell，第四版(Garland，2002)；Nelson和Cox，Lehninger Principles ofBiochemistry，第四版(W.H.Freeman，2004)；Murphy，Fundamentals of Light Microscopyand Electronic Imaging(Wiley-Liss，2001)；Shapiro，Practical Flow Cytometry，第四版(Wiley-Liss，2003)；Owens等人(编辑)，Flow Cytometry Principles for ClinicalLaboratory Practice:Quality Assurance for Quantitative Immunophenotyping(Wiley-Liss，1994)；Ormerod(编辑)Flow Cytometry:A Practical Approach(OxfordUniversity Press，2000)；和类似的。
“抗体”或“免疫球蛋白”意指能够专一性地结合至特定的抗原或抗原决定簇的天然的或通过重组体或化学手段被合成地产生的蛋白质。抗体通常是约150,000道尔顿的异四聚体糖蛋白，主要由两个相同的轻(L)链和两个相同的重(H)链组成。“抗体片段”，和其的所有的语法变体，如在本文中使用的，被定义为完整抗体的包括完整抗体的抗原结合部位或可变区的部分，其中该部分不含完整抗体的Fc区的恒定的重链域(即，CH2、CH3、和CH4，取决于抗体同种型)。抗体片段的实例包括Fab、Fab'、Fab'-SH、F(ab')2、和Fv片段。术语“单克隆抗体”(mAb)，如在本文中使用的，是指从实质上均匀的抗体的集群获得的抗体，即，构成该集群的分别的抗体是相同的，除了可能以小的量存在的可能的天然存在的突变。单克隆抗体是髙度专一性的，被导向抵抗单一的抗原部位。此外，与典型地包含被导向抵抗不同的决定簇(抗原表位)的不同的抗体的常规的(多克隆)抗体制剂相反地，每个mAb被导向抵抗抗原上的单一的决定簇。除了它们的专一性之外，单克隆抗体是有利的，因为它们可以通过杂交瘤细胞培养被合成，不被其他的免疫球蛋白沾染。在用于免疫分析的抗体的生产和选择上的指导可以在容易地可用的文本和手册中被找到，例如，Harlow和Lane，Antibodies:ALaboratory Manual(Cold Spring Harbor Laboratory Press，纽约，1988)；Howard和Bethell，Basic Methods in Antibody Production and Characterization(CRC Press，2001)；Wild，编辑，The Immunoassay Handbook(Stockton Press，纽约，1994)，和类似的。
“微流体性装置”意指被互相连接的并且以流体连通的一个或多个室、接口和通道的集成系统，并且该集成系统被设计为用于实施分析反应或过程，单独地或与提供支持功能，例如样品引入、流体和/或试剂驱动手段、温度控制、检测系统、数据收集和/或集成系统和类似的，的用具或仪器协作地。微流体性装置可以还包括阀门、泵和在内部壁上的专业化的功能覆层，例如，以防止样品组分或反应物的吸附，帮助通过电渗透的试剂运动，或类似的。这样的装置通常作为或在固体基质中制造，其可以是玻璃、塑料或其他的固体聚合物材料，并且典型地具有用于检测和监视样品和试剂运动，特别是通过光学或电化学方法，的容易化的平面的形式。微流体性装置的特征通常具有小于几百平方微米的横截面尺寸并且通路典型地具有毛细管大小，例如，具有从约500μm至约0.1μm的最大横截面尺寸。微流体性装置典型地具有在从1μL至少于10nL的范围内例如，10-100nL的体积容量。微流体性装置的制造和操作是本领域中熟知的，如被以下的通过引用并入的参考文献示例的：Ramsey，美国专利6,001,229；5,858,195；6,010,607；和6,033,546；Soane等人，美国专利5,126,022和6,054,034；Nelson等人，美国专利6,613,525；Maher等人，美国专利6,399,952；Ricco等人，国际专利公布WO 02/24322；Bjornson等人，国际专利公布WO 99/19717；Wilding等人，美国专利5,587,128；5,498,392；Sia等人，Electrophoresis，24：3563-3576(2003)；Linger等人，Science，288：113-116(2000)；Enzelberger等人，美国专利6,960,437。
“样品”意指一些来自生物的、环境的、医学的、或患者的来源的材料，在这些来源中寻求预确定的细胞、颗粒、珠和/或分析物的检测或测量。样品可以包括来自天然的来源或来自人造的来源的材料，例如，组织培养物、发酵培养物、生物反应器，和类似的。样品可以包括动物，包括人类、流体、固体(例如粪便)或组织，以及液体和固体食物和供入产品和成分例如乳品物品、植物、肉类和肉类副产品、和废物。样品可以包括从患者取得的材料，包括但不限于培养物、血液、唾液、脑脊液、胸膜液、奶、淋巴、痰、精液、针吸物，和类似的。样品可以从所有的各种族的家畜获得，以及未驯服的或野生的动物，包括但不限于，诸如有蹄动物、熊、鱼类、啮齿动物等等的动物。样品可以包括环境材料例如表面材料、土壤、水和工业样品，以及从食品和乳品加工仪器、设备、装置、器皿、一次性的和非一次性的物品获得的样品。这些实例不被视为限制适用于本发明的样品类型。术语“样品”、“生物样品”和“试样”被可互换地使用。
附图说明
本发明可以从以下的详细描述最好地理解，当结合附图阅读时。附图包括以下的图：
图1描绘了来自根据某些实施方案的微流体性装置的俯视图的图示。
图2A描绘了示出了根据某些实施方案的微流体性装置的俯视图的示意图。
图2B描绘了示出了根据某些实施方案的微流体性装置的侧视图的示意图。
图3A描绘了检测在根据某些实施方案的微流体性装置中的样品的组分的图示。
图3B描绘了在根据某些实施方案的微流体性装置中的样品的组分的成像增强的图示。
具体实施方式
描述了微流体性装置和用于使用其的方法。装置可以包括与多孔部件和流动通道连通的样品施用地点。装置的尺寸可以提供毛细管作用以作为用于把样品传输经过多孔元件和流动通道的初步力。装置可以被用于考察样品中的已经被使用可探测标记物标记的分析物或组分。多孔部件包含多孔基质例如熔块和测定试剂。多孔部件可以提供用于测定试剂的基质并且具有足以提供用于样品和测定试剂的混合的曲折的路径的尺寸。混合可以是被动的或对流的，并且不需要除了毛细力之外的另外的力，以提供在从多孔基质离开时，被与测定试剂实质上均一地混合的样品。测定试剂可以提供在限定的时间时期内，试剂例如可探测标记物在样品中的均一的溶解。
本发明的实践可以采用，除非另有指示，来自分子生物学(包括重组体技术)、细胞生物学、免疫分析技术、显微镜、图像分析和分析化学的常规的技术，其在本领域的技术内。这样的常规的技术包括但不限于，荧光信号的检测、图像分析、照亮源和光学信号检测部件的选择、生物细胞的标记，和类似的。这样的常规的技术和描述可以在标准实验室手册中找到，例如Genome Analysis:A Laboratory Manual Series(第I-IV卷)，Using Antibodies:A Laboratory Manual,Cells:ALaboratory Manual,PCR Primer:A Laboratory Manual，和Molecular Cloning:A Laboratory Manual(全部来自Cold Spring Harbor LaboratoryPress)；Murphy，Fundamentals of Light Microscopy and Electronic Imaging(Wiley-Liss，2001)；Shapiro，Practical Flow Cytometry，第四版(Wiley-Liss，2003)；Herman等人，Fluorescence Microscopy，第2版(Springer，1998)；其的公开内容为了所有目的以其整体通过引用并入本文。
在本发明被更详细地描述之前，将理解，本发明不限于所描述的具体的实施方案，因为其可以变化。
还将理解，在本文中使用的术语是仅为了描述具体的实施方案的目的，并且不意图是限制性的，因为本发明的范围将仅被所附的权利要求限制。
如果值的范围被提供，那么理解，每个在该范围的上限和下限之间的居中值，至下限的单位的十分之一，除非文本清楚地另有声明，和在该声明的范围内的任何其他的声明的或居中值，被包括在本发明内。这些更小的范围的上限和下限可以独立地被包括在该更小的范围内并且也被包括在本发明内，经受任何在该声明的范围内的特别地被排除的上限或下限。如果该声明的范围包括该上限和下限中的一个或二者，那么排除这些被包括的上限和下限中的一个或二者的范围也被包括在本发明内。
除非另有定义，否则所有的在本文中使用的技术和科学术语具有与本发明所属的领域的技术人员一般地理解的相同的意思。虽然任何相似于或等效于本文描述的那些的方法和材料也可以被在本发明的实践或测试中使用，但是现在描述代表性的例证性的方法和材料。
所有的在本说明书中引用的公布和专利通过引用并入本文，如同每个分别的公布或专利被特别地和分别地表明为被通过引用并入，并且通过引用并入本文以公开和描述与该公布被引用的相关的方法和/或材料。任何公布的引用是对于其的在提交日期之前的公开，并且不应当被视为承认本发明借助于之前的发明未授权先于这样的公布。此外，所提供的公布的日期可以不同于可以需要被独立地确认的实际的公布日期。
注意，如在本文中以及在所附的权利要求中使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”包括复数的指示对象，除非文本清楚地另有声明。还注意，权利要求可以被撰写以排除任何任选的要素。据此，本声明意图作为先行的基础，用于诸如“仅仅”、“仅”和类似的的排他性的术语，与权利要求要素的叙述共同的使用，或“消极的”限制的使用。
如将在阅读本公开内容时对于本领域的技术人员明显的，在本文中描述和图示的分别的实施方案中的每个具有可以被从其他的多种实施方案中的任何的特征容易地分离或与其组合，而不偏离本发明的范围或精神的分立的组分和特征。任何被叙述的方法可以以被叙述的事件的顺序或以任何其他的逻辑上可能的顺序被实施。
如上文概括的，本发明的公开内容的方面包括用于测定样品的微流体性装置。在进一步描述本公开内容的实施方案时，感兴趣的微流体性装置首先被更详细地描述。然后，描述了用于采用主题微流体性装置测定样品的方法。描述了适合于实践主题方法以测定对于分析物的样品的系统。还提供试剂盒。
微流体性装置
如上文概括的，本发明的公开内容的方面包括用于测定对于一个或多个分析物的样品的微流体性装置。术语“测定”在本文中以其常规的意义使用，以指代定性地评估样品中的目标分析物物种的存在，或定量地测量样品中的目标分析物物种的量。如在下文更详细地描述的，多种不同的样品可以使用主题微流体性装置被测定。在某些情况下，样品是生物样品。术语“生物样品”以其常规的意义使用，以包括整体生物、植物、真菌或动物组织、细胞或组分部分的子集合，其可以在某些情况下在以下中找到：血液、黏液、淋巴液、滑液、脑脊液、唾液、支气管肺泡灌洗、羊水、羊膜脐带血、尿液、阴道液和精液。据此，“生物样品”是指原生生物或其的组织的子集合二者并且是指从该生物或其的组织的子集合制备的匀浆、溶解产物或抽出物，包括但不限于，例如，血浆、血清、脊髓液、淋巴液、皮肤的部分、呼吸道、胃肠道、心血管、和泌尿生殖道、眼泪、唾液、奶、血细胞、肿瘤、器官。生物样品可以包括任何类型的生物体材料，包括健康的和有疾病的组成部分二者(例如，癌性的、恶性的、坏死的等等)。在某些实施方案中，生物样品是液体样品，例如全血或其的衍生物、血浆、眼泪、汗液、尿液、精液，等等，其中在某些情况下，样品是血液样品，包括全血，例如从静脉穿刺或手指采血获得的血液(其中血液可以或可以不在测定之前被与任何试剂组合，例如防腐剂、抗凝剂，等等)。
在某些实施方案中样品的来源是“哺乳动物”或“哺乳动物的”，其中这些术语被宽泛地使用以描述在哺乳动物纲内的生物，包括目食肉目(例如，狗和猫)、啮齿目(例如，小鼠、豚鼠、和大鼠)、和灵长目(例如，人类、黑猩猩、和猴子)。在某些情况下，受试者是人类。感兴趣的生物样品可以从两个性别的并且在发育的任何阶段(即，新生儿，婴儿，少年，青年，成年人)的人类受试者中获得，其中在某些实施方案中人类受试者是少年、青年或成年人。虽然本发明的公开内容可以被应用于来自人类受试者的样品，但是将理解，微流体性装置也可以被使用来自其他的非人类动物受试者的样品采用，例如但不限于，鸟类、小鼠、大鼠、狗、猫、家畜和马。
在本发明的公开内容的实施方案中，微流体性装置包括样品施用地点、与样品施用地点流体连通的流动通道以及被定位在样品施用地点和流动通道之间的含有多孔基质和测定试剂的多孔部件。微流体性装置的样品施用地点是被配置为接收具有范围从5μL至1000μL的体积的样品的结构，例如从10μL至900μL，例如从15μL至800μL，例如从20μL至700μL，例如从25μL至600μL，例如从30μL至500μL，例如从40μL至400μL，例如从50μL至300μL并且包括从75μL至250μL。样品施用地点可以是任何方便的形状，只要其提供流体直接地或经过提供流体连通的介入部件，向流动通道的进入。在某些实施方案中，样品施用地点是平面的。在其他的实施方案中，样品施用地点是凹形的，例如以在样品入口孔口终结的倒圆锥的形状。
取决于被施用的样品的量和样品施用地点的形状，样品施用地点可以具有范围从0.01mm2至1000mm2的表面积，例如从0.05mm2至900mm2，例如从0.1mm2至800mm2，例如从0.5mm2至700mm2，例如从1mm2至600mm2，例如从2mm2至500mm2并且包括从5mm2至250mm2。
微流体性装置的入口与样品施用地点和流动通道流体连通并且可以是任何合适的形状，其中感兴趣的入口的横截面形状包括但不限于：直线的横截面形状例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等等，曲线的横截面形状例如圆形、卵形等等，以及不规则的形状，例如，抛物线的底部部分结合至平面的顶部部分。喷嘴孔口的尺寸可以变化，在某些实施方案中范围从0.01mm至100mm，例如从0.05mm至90mm，例如从0.1mm至80mm，例如从0.5mm至70mm，例如从1mm至60mm，例如从2mm至50mm，例如从3mm至40mm，例如从4mm至30mm并且包括从5mm至25mm。在某些实施方案中，入口是圆形的孔口并且入口的直径范围从0.01mm至100mm，例如从0.05mm至90mm，例如从0.1mm至80mm，例如从0.5mm至70mm，例如从1mm至60mm，例如从2mm至50mm，例如从3mm至40mm，例如从4mm至30mm并且包括从5mm至25mm。据此，取决于入口的形状，样品入口孔口可以具有变化的开口，范围从0.01mm2至250mm2，例如从0.05mm2至200mm2，例如从0.1mm2至150mm2，例如从0.5mm2至100mm2，例如从1mm2至75mm2，例如从2mm2至50mm2并且包括从5mm2至25mm2。
在实施方案中，样品入口与被定位在样品施用地点和流动通道之间的含有多孔基质和测定试剂的多孔部件流体连通。对于“多孔基质”，其意指容纳配置为用于经过其的液体组分的渗透的一个或多个气孔结构的基质。在某些实施方案中，多孔基质容纳互相连接的气孔的网络，互相连接的气孔的网络提供介质，用于混合被施用的样品(例如生物样品，如在下文更详细地讨论的)与在多孔基质中存在的测定试剂。在其他的实施方案中，多孔基质容纳是对样品非过滤性的的互相连接的气孔的网络。对于“非过滤性的”，其意指互相连接的气孔的网络实质上不约束样品的组分经过多孔基质的通过(即，至流动通道)，例如在样品组分的1％或更少的通过被多孔基质的气孔约束的情况下，例如0.9％或更少，例如0.8％或更少，例如0.7％或更少，例如0.5％或更少，例如0.1％或更少，例如0.05％或更少，例如0.01％或更少，例如0.001％或更少并且包括如果样品组分的0.0001％或更少被多孔基质的气孔约束的情况。换句话说，样品的1％或更少在样品的通过之后保留在多孔基质中，例如0.9％或更少，例如0.8％或更少，例如0.7％或更少，例如0.5％或更少，例如0.1％或更少，例如0.05％或更少，例如0.01％或更少，例如0.001％或更少并且包括样品的0.0001％或更少在样品的通过之后保留在多孔基质中。
换言之，感兴趣的多孔基质包括被配置为提供样品的实质上全部的经过多孔基质的通过的互相连接的气孔的网络，例如如果样品的99％或更多传递经过多孔基质的话，例如99.5％或更多，例如99.9％或更多，例如99.99％或更多，例如99.999％或更多并且包括样品的99.9999％或更多的经过多孔基质的通过。在某些实施方案中，样品的全部(即100％)传递经过多孔基质。
被定位在样品施用地点和流动通道之间的多孔基质可以是任何合适的形状，例如平面的多边形形状，包括但不限于圆形、卵形、半圆形、新月形状的、星形状的、正方形、三角形、平行四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、矩形或其他的合适的多边形。在其他的实施方案中，感兴趣的多孔基质是三维的，例如以立方体、圆锥、半球、星形、三棱柱、矩形棱柱、六方柱或其他的合适的多面体的形状。在某些实施方案中，多孔基质是圆盘形状的。在其他的实施方案中，多孔基质是圆柱形的。多孔基质的尺寸可以变化，在某些实施方案中范围从0.01mm至100mm，例如从0.05mm至90mm，例如从0.1mm至80mm，例如从0.5mm至70mm，例如从1mm至60mm，例如从2mm至50mm，例如从3mm至40mm，例如从4mm至30mm并且包括从5mm至25mm。在某些实施方案中，多孔基质是圆形的并且多孔基质的直径范围从0.01mm至100mm，例如从0.05mm至90mm，例如从0.1mm至80mm，例如从0.5mm至70mm，例如从1mm至60mm，例如从2mm至50mm，例如从3mm至40mm，例如从4mm至30mm并且包括从5mm至25mm并且具有从0.01mm至50mm的高度，例如从0.05mm至45mm，例如从0.1mm至40mm，例如从0.5mm至35mm，例如从1mm至30mm，例如从2mm至25mm，例如从3mm至20mm，例如从4mm至15mm并且包括从5mm至10mm。
多孔基质的孔径大小也可以变化，取决于存在的生物样品和测定试剂，并且范围可以从0.01μm至200μm，例如从0.05μm至175μm，例如0.1μm至150μm，例如0.5μm至125μm，例如1μm至100μm，例如2μm至75μm并且包括5μm至50μm。在实施方案中，如期望的，多孔基质可以具有足以容纳被施用的样品的全部或部分的孔隙体积。例如，样品体积的50％或更多可以适合在多孔基质内，例如55％或更多，例如60％或更多，例如65％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，例如95％或更多，例如97％或更多并且包括样品体积的99％或更多可以适合在多孔基质内。在某些实施方案中，多孔基质具有足以容纳样品的全部(即100％)的孔隙体积。例如，多孔基质的孔隙体积范围可以从0.01μL至1000μL，例如从0.05μL至900μL，例如0.1μL至800μL，例如0.5μL至500μL，例如1μL至250μL，例如2μL至100μL并且包括5μL至50μL。在实施方案中，感兴趣的多孔基质的空隙分数(即气孔内的空隙体积和总体积的比率)范围从0.1至0.9，例如从0.15至0.85，例如从0.2至0.8，例如从0.25至0.75，例如从0.3至0.7，例如从0.35至0.65并且包括从0.4至0.6。换言之，孔隙体积是多孔基质的总体积的从10％至90％，例如从15％至85％，例如从20％至80％，例如从25％至75％，例如从30％至70％，例如从35％至65％并且包括多孔基质的总体积的从40％至60％的孔隙体积。
在某些实施方案中，感兴趣的多孔基质被配置为提供样品经过多孔基质的预确定的流量。如上文讨论的，样品可以被与在多孔基质的气孔内的测定试剂混合，并且通过毛细管作用，流动经过多孔基质至流动通道。在某些情况下，多孔基质被配置为提供0.0001μl/min或更多的经过多孔基质至流动通道的流量，例如0.0005μl/min或更多，例如0.001μl/min或更多，例如0.005μl/min或更多，例如0.01μl/min或更多，例如0.05μl/min或更多，例如0.1μl/min或更多，例如0.5μl/min或更多，例如1μl/min或更多，例如2μl/min或更多，例如3μl/min或更多，例如4μl/min或更多，例如5μl/min或更多，例如10μl/min或更多，例如25μl/min或更多，例如50μl/min或更多，例如100μl/min并且包括250μl/min或更多的经过多孔基质的流动速率。例如，多孔基质可以被配置为以范围从0.0001μl/min至500μl/min的速率把样品传递经过多孔基质(在其处样品被与测定试剂混合)，例如从0.0005μl/min至450μl/min，例如从0.001μl/min至400μl/min，例如从0.005μl/min至350μl/min，例如从0.01μl/min至300μl/min，例如从0.05μl/min至250μl/min，例如从0.1μl/min至200μl/min，例如从0.5μl/min至150μl/min并且包括以从1μl/min至100μl/min的速率把样品传递经过多孔基质。
在某些实施方案中，主题多孔基质被配置为在预确定的量的时间内把样品传递经过多孔基质。例如，多孔基质可以具有在其中样品在某个量的时间内传递经过多孔基质的气孔结构，例如经过5秒或更多的持续时间，例如经过10秒或更多，例如经过30秒或更多，例如经过60秒或更多，例如经过2分钟或更多，例如经过3分钟或更多，例如经过5分钟或更多，例如经过10分钟或更多并且包括经过30分钟或更多的持续时间把样品传递经过多孔基质。在某些情况下，多孔基质被配置为具有在其中样品经过范围从1秒至60分钟的持续时间传递经过多孔基质的气孔结构，例如从2秒至30分钟，例如从5秒至15分钟，例如从10秒至10分钟，例如从15秒至5分钟并且包括从20秒至3分钟。
多孔基质可以是任何合适的大孔的或微孔的基质，并且包括但不限于陶瓷基质、熔块例如熔块化玻璃、聚合性基质以及金属有机聚合性基质。在某些实施方案中，多孔基质是熔块。术语“熔块”在本文中以其常规的意义使用，以指代从已烧结的被造粒的固体例如玻璃形成的多孔组合物。熔块可以具有取决于用于制备熔块的被烧结的颗粒的类型变化的化学成分，并且可以包括但不限于主要由以下组成的熔块：铝硅酸盐、三氧化二硼、硼磷硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、陶釉、钴玻璃、茶色玻璃、氟磷酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、熔合石英、二氧化锗、金属和硫化物内嵌的硼硅酸盐、铅化玻璃、磷酸盐玻璃、五氧化二磷玻璃、磷硅酸盐玻璃、硅酸钾、碱石灰玻璃、六偏磷酸钠玻璃、硅酸钠、亚碲酸盐玻璃、铀玻璃、微镜煤和其的组合。在某些实施方案中，多孔基质是玻璃熔块，例如硼硅酸盐、铝硅酸盐、氟硅酸盐、硅酸钾或硼磷硅酸盐玻璃熔块。
在某些实施方案中，多孔基质是多孔有机聚合物。感兴趣的多孔有机聚合物变化，取决于样品体积、样品中的组分以及存在的测定试剂，并且可以包括但不限于多孔聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚碳酸酯、聚碳酸酯合金、聚氨酯、聚醚砜、共聚物和其的组合。例如，感兴趣的多孔聚合物包括主要由诸如以下的单体单元组成的均聚物、杂聚物和共聚物：苯乙烯、单亚烃基丙炔单体例如乙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和乙烯基乙基苯；(甲基)丙烯酸酯例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸环己酯和(甲基)丙烯酸苄酯；含有氯的单体例如氯乙烯、偏二氯乙烯、和氯甲基苯乙烯；丙烯腈化合物例如丙烯腈和甲基丙烯腈；和乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、正十八基丙烯酰胺、乙烯、丙烯、和丁烷，和其的组合。
在某些实施方案中，多孔基质是金属有机聚合物基质，例如具有含有诸如以下的金属的骨架结构的有机聚合物基质：铝、钡、锑、钙、铬、铜、铒、锗、铁、铅、锂、磷、钾、硅、钽、锡、钛、钒、锌或锆。在某些实施方案中，多孔金属有机基质是有机硅氧烷聚合物，包括但不限于以下的聚合物：甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基硅烷基)乙烷、双(三乙氧基硅烷基)丁烷、双(三乙氧基硅烷基)戊烷、双(三乙氧基硅烷基)己烷、双(三乙氧基硅烷基)庚烷、双(三乙氧基硅烷基)辛烷，和其的组合。
在本发明的公开内容的实施方案中，多孔部件还包含测定试剂。在某些实施方案中，测定试剂在多孔基质的气孔内存在，并且被配置为当样品传递经过多孔基质时与被施用的样品的组分混合。在多孔部件中存在的感兴趣的测定试剂可以包括对分析物专一性的结合成员，例如酶、抗体、底物、氧化剂，以及其他的对分析物专一性的结合成员。在某些情况下，对分析物专一性的结合成员包括结合域。对于“专一性的结合”或“专一性地结合”，其意指域的相对于溶液或反应混合物中的其他的分子或部分的优先的结合(例如一个结合对成员向同一个结合对的另一个结合对成员)。专一性的结合域可以结合(例如共价地或非共价地)于感兴趣的分析物的专一性的抗原表位。在某些情况下，专一性的结合域非共价地结合于目标。例如对分析物专一性的结合成员和目标分析物之间的偶联可以以离解常数为特征，例如10-5M或更少、10-6M或更少的离解常数，例如10-7M或更少，包括10-8M或更少，例如，10-9M或更少，10-10M或更少，10-11M或更少，10-12M或更少，10-13M或更少，10-14M或更少，10-15M或更少并且包括10-16M或更少。
对分析物专一性的结合成员可以变化，取决于生物样品的类型和感兴趣的组分，并且可以包括但不限于抗体结合剂、蛋白质、肽、半抗原、核酸、寡核苷酸。在某些实施方案中，对分析物专一性的结合成员是酶。酶的实例可以包括但不限于辣根过氧化物酶、丙酮酸氧化酶、草酰乙酸脱羧酶、肌酐酶、肌氨酸酶、肌氨酸氧化酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、FAD、TPP、P-5-P、NADH、amplex red和其的组合。
在某些实施方案中，对分析物专一性的结合成员是抗体结合剂。术语“抗体结合剂”在本文中以其常规的意义使用，以指代足以结合于感兴趣的分析物的多克隆或单克隆抗体或抗体片段。抗体片段可以是，例如，单体Fab片段、单体Fab'片段、或二聚F(ab)'2片段。也在术语“抗体结合剂”的范围内的是通过抗体工程产生的分子，例如单链抗体分子(scFv)或从单克隆抗体通过恒定区的被重链和轻链的代替以产生嵌合的抗体，或恒定区和可变区的骨架部分二者的代替以产生人化的抗体，产生的人化的嵌合的抗体。在某些实施方案中，对分析物专一性的结合成员是专一性地结合于诸如分化群14(CD14)、分化群4(CD4)、分化群45RA(CD45RA)和分化群3(CD3)或其的组合的化合物的抗体或抗体片段。
在某些实施方案中，对分析物专一性的结合成员偶联至可探测标记物。任何合适的可探测标记物可以被采用，包括但不限于放射性标记、通过谱技术例如核磁共振可探测的标记物以及光学地可探测的标记物例如被紫外可见光谱测定、红外光谱法、瞬态吸收光谱法和发射光谱(例如荧光、磷光、化学发光)可探测的标记物。在某些实施方案中，对分析物专一性的结合成员偶联至光学地可探测的标记物。在一个实施例中，光学地可探测的标记物是荧光团。荧光团的实例可以包括但不限于，4-乙酰胺基-4'-异硫氰基茋-2,2'二磺酸；吖啶和衍生物例如吖啶、吖啶橙、吖啶黄、吖啶红、和异硫氰酸吖啶；5-(2'-氨乙基)氨基萘-1-磺酸(EDANS)；4-氨基-N-[3-乙烯基磺酰基)苯基]萘酰亚胺-3,5-二磺酸酯(荧光黄VS)；N-(4-苯胺基-1-萘基)马来酰亚胺；邻氨基苯甲酰胺；亮黄；香豆素和衍生物例如香豆素、7-氨基-4-甲基香豆素(AMC、香豆素120)、7-氨基-4-三氟甲基香豆素(香豆素151)；青色素和衍生物例如标记红、Cy3、Cy5、Cy5.5、和Cy7；4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)；5',5"-二溴代焦焙酚-磺萘(溴焦酚红)；7-二乙基氨基-3-(4'-异硫氰基苯基)-4-甲基香豆素；二乙基氨基香豆素；二亚乙基三胺五乙酸酯；4,4'-二异硫氰基二氢-茋-2,2'-二磺酸；4,4'-二异硫氰基茋-2,2'-二磺酸；5-[二甲基氨基]萘-1-磺酰氯(DNS、丹磺酰氯)；4-(4'-二甲基氨基苯偶氮基)苯甲酸(DABCYL)；4-二甲基氨基苯偶氮基苯基-4'-异硫氰酸酯(DABITC)；曙红和衍生物例如曙红和曙红异硫氰酸酯；真曙红和衍生物例如真曙红B和真曙红异硫氰酸酯；乙啡啶；荧光素和衍生物例如5-羧基荧光素(FAM)、5-(4,6-二氯三嗪-2-基)氨基荧光素(DTAF)、2'7'-二甲氧基-4'5'-二氯-6-羧基荧光素(JOE)、荧光素异硫氰酸酯(FITC)、荧光素氯三嗪基、萘酚荧光素、和QFITC(XRITC)；荧光胺；IR144；IR1446；绿色荧光蛋白(GFP)；造礁珊瑚荧光蛋白(RCFP)；丽丝胺TM；丽丝胺罗丹明、荧光黄；孔雀绿异硫氰酸酯；4-甲基伞形花内酯；邻甲苯酚酞；硝基酪氨酸；副蔷薇苯胺；尼罗红；俄勒冈绿；酚红；B-藻红蛋白；邻苯二甲醛；芘和衍生物例如芘、芘丁酸酯和琥珀酰亚胺基1-芘丁酸酯；活性红4(汽巴克隆TM亮红3B-A)；罗丹明和衍生物例如6-羧基-X-罗丹明(ROX)、6-羧基罗丹明(R6G)、4,7-二氯罗丹明丽丝胺、罗丹明B磺酰氯、罗丹明(Rhod)、罗丹明B、罗丹明123、罗丹明X异硫氰酸酯、磺酰罗丹明B、磺酰罗丹明101、磺酰罗丹明101的磺酰氯衍生物(德克萨斯红)、N,N,N',N'-四甲基-6-羧基罗丹明(TAMRA)、四甲基罗丹明、和四甲基罗丹明异硫氰酸酯(TRITC)；核黄素；玫红酸和铽螯合物衍生物；氧杂蒽或其的组合，以及其他的荧光团。在某些实施方案中，荧光团是荧光染料，例如罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白、其的缀合物或其的组合。如在下文更详细地描述的，荧光团可以通过发射峰、光散射、消光系数、荧光极化、荧光寿命或其的组合被检测。
在测定试剂中存在的对分析物专一性的结合成员的量可以变化，取决于被施用的样品的体积和类型。在某些情况下，对分析物专一性的结合成员的量足以提供在流动通道中存在的样品中的对分析物专一性的结合成员的从0.0001μg/mL至250μg/mL的浓度，例如从0.0005μg/mL至240μg/mL，例如从0.001μg/mL至230μg/mL，例如从0.005μg/mL至220μg/mL，例如从0.01μg/mL至210μg/mL，例如从0.05μg/mL至200μg/mL，例如从0.1μg/mL至175μg/mL，例如从0.5μg/mL至150μg/mL，并且包括对分析物专一性的结合成员的量足以提供在流动通道中存在的样品中的对分析物专一性的结合成员的从1μg/mL至100μg/mL的浓度。例如，在多孔部件中存在的对分析物专一性的结合成员的干重范围可以从0.001ng至500ng，例如从0.005ng至450ng，例如从0.01ng至400ng，例如从0.05ng至350ng，例如从0.1ng至300ng，例如从0.5ng至250ng并且包括对分析物专一性的结合成员的从1ng至200ng的干质量。
在某些实施方案中，多孔部件还包含一个或多个缓冲剂。术语“缓冲剂”被以其常规的意义使用，以指代帮助稳定化(即保持)组成，例如在测定试剂的在被施用的样品中的溶解期间，的化合物。感兴趣的缓冲剂可以包括但不限于，蛋白质、多糖、盐、化学结合剂和其的组合。本发明包括液体和干燥的缓冲剂形式二者，例如，包括以下的组分或其的脱水形式的水性组合物。
在某些实施方案中，缓冲剂包括多糖，例如来自示例性的葡萄糖、蔗糖、果糖、半乳糖、甘露醇、山梨糖醇、木糖醇，以及其他的多糖。在某些情况下，缓冲剂包括蛋白质例如BSA。在又其他的情况下，化学结合剂中的感兴趣的缓冲剂，包括但不限于低分子量葡聚糖、环糊精、聚乙二醇、聚乙二醇酯、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或选自由以下组成的组的其他的亲水聚合物：透明质酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、N-乙烯基吡咯烷酮的共聚物、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧基甲基纤维素、葡聚糖、聚乙二醇(PEG)、PEG/PPG嵌段共聚物、丙烯酸和甲基丙烯酸的均聚物和共聚物、聚氨酯类、聚乙烯醇、聚乙烯醚、基于马来酐的共聚物、聚酯类、乙烯胺类、聚乙烯亚胺类、聚氧化乙烯类、聚羧酸、聚酰胺、聚酐、聚磷腈，和其的混合物。
在某些实施方案中，感兴趣的缓冲剂包括生物缓冲剂，包括但不限于N-(2-乙酰胺基)-氨基乙磺酸(ACES)、乙酸酯、N-(2-乙酰胺基)-亚氨基二乙酸(ADA)、2-氨基乙磺酸(AES)、氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇(AMPD)、N-(1,1-二甲基-2-羟乙基)-3-氨基-2-羟基丙磺酸(AMPSO)、N,N-双-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸(BES)、碳酸氢盐、N,N'-双-(2-羟乙基)-甘氨酸、[双-(2-羟乙基)-亚氨基]-三-(羟甲基甲烷)(双-Tris)、1,3-双[三(羟甲基)-甲基氨基]丙烷(双-Tris-丙烷)、硼酸、二甲基次胂酸、牛血清白蛋白(BSA)3-(环己基氨基)-丙磺酸(CAPS)、3-(环己基氨基)-2-羟基-1-丙磺酸(CAPSO)、碳酸盐、环己基氨基乙磺酸(CHES)、柠檬酸盐、3-[N-双(羟乙基)氨基]-2-羟基丙磺酸(DIPSO)、甲酸盐、甘氨酸、双甘氨肽、N-(2-羟乙基)-哌嗪-N'-乙磺酸(HEPES)、N-(2-羟乙基)-哌嗪-N'-3-丙磺酸(HEPPS、EPPS)、N-(2-羟乙基)-哌嗪-N'-2-羟基丙磺酸(HEPPSO)、咪唑、苹果酸盐、马来酸盐、2-(N-吗啉代)-乙磺酸(MES)、3-(N-吗啉代)-丙磺酸(MOPS)、3-(N-吗啉代)-2-羟基丙磺酸(MOPSO)、磷酸盐、哌嗪-N,N'-双(2-乙磺酸)(PIPES)、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙磺酸)(POPSO)、吡啶、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、琥珀酸盐、3-{[三(羟甲基)-甲基]-氨基}-丙磺酸(TAPS)、3-[N-三(羟甲基)-甲基氨基]-2-羟基丙磺酸(TAPSO)、2-氨基乙磺酸、AES(牛磺酸)、海藻糖、三乙醇胺(TEA)、2-[三(羟甲基)-甲基氨基]-乙磺酸(TES)、N-[三(羟甲基)-甲基]-甘氨酸(三甲基甘氨酸)、三(羟甲基)-氨基甲烷(Tris)、甘油醛类、甘露糖、葡萄糖胺、甘露庚酮糖、山梨糖-6-磷酸酯、海藻糖-6-磷酸酯、马来酰亚胺、碘乙酸盐、柠檬酸钠、乙酸钠、磷酸钠、酒石酸钠、琥珀酸钠、马来酸钠、乙酸镁、柠檬酸镁、磷酸镁、乙酸铵、柠檬酸铵、磷酸铵，以及其他的缓冲剂。
在多孔基质中存在的每个缓冲剂组分的量可以变化，取决于样品的类型和大小和所采用的多孔基质的类型(无机熔块、多孔有机聚合物，如上文描述的)，并且范围可以从0.001％至99％以重量计，例如从0.005％至95％以重量计，例如从0.01％至90％以重量计，例如从0.05％至85％以重量计，例如从0.1％至80％以重量计，例如从0.5％至75％以重量计，例如从1％至70％以重量计，例如从2％至65％以重量计，例如从3％至60％以重量计，例如从4％至55％以重量计并且包括从5％至50％以重量计。例如，在多孔基质中存在的缓冲剂的干重可以范围从0.001μg至2000μg，例如从0.005μg至1900μg，例如从0.01μg至1800μg，例如从0.05μg至1700μg，例如从0.1ng至1500μg，例如从0.5μg至1000μg并且包括缓冲剂的从1μg至500μg的干重。
在某些实施方案中，在多孔基质中存在的缓冲剂的总重量取决于多孔基质的空隙容积(即气孔内的体积)并且范围从0.001g至5g的缓冲剂每mL的多孔基质中的空隙容积，例如从0.005g至4.5g，例如从0.01g至4g，例如从0.05g至3.5g，例如从0.1g至3g，例如从0.5g至2.5g并且包括从1g至2g的缓冲剂每mL的多孔基质中的空隙容积。
在一个实施例中，在多孔基质中存在的缓冲剂包含牛血清白蛋白(BSA)。如果在多孔基质中存在的缓冲剂包含BSA，那么BSA的量变化，范围从1％至50％以重量计，例如从2％至45％以重量计，例如从3％至40％以重量计，例如从4％至35％以重量计并且包括从5％至25％以重量计。例如，缓冲剂中的BSA的干重可以范围从0.001μg至2000μg，例如从0.005μg至1900μg，例如从0.01μg至1800μg，例如从0.05μg至1700μg，例如从0.1ng至1500μg，例如从0.5μg至1000μg并且包括BSA的从1μg至500μg的干重。
在另一个实施例中，在多孔基质中存在的缓冲剂包含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。如果在多孔基质中存在的缓冲剂包含PVP，那么PVP的量变化，范围从0.01％至10％以重量计，例如从0.05％至9％以重量计，例如从0.1％至8％以重量计，例如从0.5％至7％以重量计并且包括从1％至5％以重量计。例如，缓冲剂中的PVP的干重可以范围从0.001μg至2000μg，例如从0.005μg至1900μg，例如从0.01μg至1800μg，例如从0.05μg至1700μg，例如从0.1ng至1500μg，例如从0.5μg至1000μg并且包括PVP的从1μg至500μg的干重。
在又另一个实施例中，在多孔基质中存在的缓冲剂包含海藻糖。如果在多孔基质中存在的缓冲剂包含海藻糖，那么海藻糖的量变化，范围从0.001％至99％以重量计，例如从0.005％至95％以重量计，例如从0.01％至90％以重量计，例如从0.05％至85％以重量计，例如从0.1％至80％以重量计，例如从0.5％至75％以重量计，例如从1％至70％以重量计，例如从2％至65％以重量计，例如从3％至60％以重量计，例如从4％至55％以重量计并且包括从5％至50％以重量计。例如，缓冲剂中的海藻糖的干重可以范围从0.001μg至2000μg，例如从0.005μg至1900μg，例如从0.01μg至1800μg，例如从0.05μg至1700μg，例如从0.1ng至1500μg，例如从0.5μg至1000μg并且包括海藻糖的从1μg至500μg的干重。
在某些实施方案中，在多孔基质中存在的缓冲剂包含BSA、海藻糖和聚乙烯吡咯烷酮。例如，缓冲剂可以包括以范围从1:1:1至25:100:1的BSA:海藻糖:PVP的重量比率的BSA、海藻糖和聚乙烯吡咯烷酮在某些情况下，BSA:海藻糖:PVP的重量比率是21:90:1。
在某些实施方案中，缓冲剂可以还包含一个或多个络合剂。“络合剂”被以其常规的意义使用，以指代辅助样品的与测定试剂的混合，并且也可以起到结合离子(例如铁或其他的离子)的作用，并且防止沉淀物在混合期间的形成的试剂。络合剂可以是能够与金属离子络合的试剂。在某些情况下，络合剂是螯合剂，例如乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、次氮基三乙酸(NTA)、乙二胺二乙酯(EDDA)、乙二胺二(邻羟基苯乙酸)(EDDHA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、环己二胺四乙酸(CDTA)乙二醇-双-(β-氨基乙醚)N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、2,3-二巯基丙-1-磺酸(DMPS)、和2,3-二巯基琥珀酸(DMSA)和类似的。天然存在的螯合剂也可以被采用。对于天然存在的螯合剂，其意指该螯合剂是在自然中存在的螯合剂，即，不是已经首先通过人类介入被合成的试剂。天然存在的螯合剂可以是低分子量螯合剂，其中对于低分子量螯合剂，其意指螯合剂的分子量不超过约200道尔顿。在某些实施方案中，螯合剂的分子量是大于约100道尔顿。在某些实施方案中，感兴趣的测定试剂包括乙二胺四乙酸(EDTA)。如果螯合剂在多孔基质中存在，那么螯合剂的量可以范围从0.001％至10％以重量计，例如从0.005％至9.5％以重量计，例如从0.01％至9％以重量计，例如从0.05％至8.5％以重量计，例如从0.1％至8％以重量计，例如从0.5％至7.5％以重量计并且包括从1％至7％以重量计。例如，测定试剂中的螯合剂的干重可以范围从0.001μg至2000μg，例如从0.005μg至1900μg，例如从0.01μg至1800μg，例如从0.05μg至1700μg，例如从0.1ng至1500μg，例如从0.5μg至1000μg并且包括螯合剂的从1μg至500μg的干重。
多孔基质的全部或部分可以含有测定试剂和缓冲剂组分。例如，多孔基质的5％或更多可以含有测定试剂和缓冲剂组分，例如10％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，例如95％或更多并且包括99％或更多。在某些实施方案中，整个的多孔基质含有测定试剂和缓冲剂组分。测定试剂和缓冲剂组分可以被均匀地分布遍及多孔基质，或可以被定位在多孔基质内的离散的地点处，或其的某个组合。例如，在一个实施例中，测定试剂和缓冲剂组分被均匀地分布遍及多孔基质。在另一个实施例中，测定试剂和缓冲剂组分被定位在多孔基质中的离散的地点处，例如以每0.1mm或更多，例如0.5mm或更多，例如1mm或更多的离散增量，并且包括把多孔基质定位在多孔基质的每2mm或更多处。在又另一个实施例中，测定试剂和缓冲剂组分可以被均匀地分布遍及多孔基质的第一个半部分，并且沿着多孔基质的第二个半部分以离散增量。在某些实施方案中，测定试剂和缓冲剂组分被作为梯度定位在多孔基质中，其中测定试剂和缓冲剂组分的量从近端端部(例如更靠近于样品施用地点)增加至远端端部(例如更靠近于流动通道)。在一个情况下，测定试剂的量沿着经过多孔基质的样品流动路径线性地增加。在另一个情况下，测定试剂和缓冲剂组分的量沿着经过多孔基质的样品流动路径指数地增加。
测定试剂和缓冲剂组分可以以任何合适的物理状态在多孔部件中存在，例如液体、干燥固体或可以被冻干。在某些实施方案中，测定试剂和缓冲剂组分作为干燥固体存在。在其他的实施方案中，测定试剂和缓冲剂组分被冻干。测定试剂和缓冲剂组分的全部或部分可以在相同的物理状态中。例如测定试剂和缓冲剂组分的5％或更多可以作为干燥固体在多孔基质中存在，例如10％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多并且包括测定试剂和缓冲剂组分的95％或更多。在某些实施方案中，测定试剂和缓冲剂组分的5％或更多被冻干，例如10％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多并且包括其中测定试剂和缓冲剂组分的95％或更多被冻干。
在本发明的公开内容的实施方案中，流动通道被定位为毗邻于多孔部件并且与被与多孔基质中的测定试剂和缓冲剂组分混合的样品流体连通。如在下文更详细地讨论的，样品可以被力(例如离心力、静电力、毛细管作用)传递经过并且与多孔基质中的测定试剂混合并且进入流动通道中。在某些实施方案中，流动通道是被一个或多个壁包围的长形的通道。取决于样品的大小，流动通道可以变化。在某些实施方案中，流动通道是线性的。在其他的实施方案中，流动通道是非线性的。例如，流动通道可以是曲线的、圆形的、缠绕的、扭曲的或具有螺旋形的配置。
流动通道的长度可以变化，范围从10mm至1000mm，例如从15mm至950mm，例如从20mm至900mm，例如从20mm至850mm，例如从25mm至800mm，例如从30mm至750mm，例如从35mm至700mm，例如从40mm至650mm，例如从45mm至600mm，例如从50mm至550mm并且包括从100mm至500mm。
在实施方案中，流动通道的横截面形状可以变化，其中横截面形状的实例包括但不限于直线的横截面形状例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等等，曲线的横截面形状例如圆形、卵形等等，以及不规则的形状，例如抛物线的底部部分结合至平面的顶部部分等等。在实施方案中，流动通道的横截面尺寸可以变化，范围从0.01mm至25mm，例如从0.05mm至22.5mm，例如从0.1mm至20mm，例如从0.5mm至17.5mm，例如从1mm至15mm，例如从2mm至12.5mm，例如从3mm至10mm并且包括从5mm至10mm。例如，如果流动通道是圆柱形的，那么流动通道的直径可以范围从0.01mm至25mm，例如从0.05mm至22.5mm，例如从0.1mm至20mm，例如从0.5mm至15mm，例如从1mm至10mm并且包括从3mm至5mm。
长度与横截面高度的比率可以变化，范围从2至5000，例如从3至2500，例如从4至2000，例如从5至1500，例如从10至1000，例如从15至750并且包括从25至500。在某些情况下，长度与横截面高度的比率是10。在其它的情况下，长度与横截面高度的比率是15。在又其他的情况下，长度与横截面高度的比率是25。
在某些实施方案中，流动通道被配置为具有实质上等于目标分析物的尺寸的横截面高度。对于“实质上等于”目标分析物的尺寸，其意指流动通道的高度或宽度中的一个或多个不同于目标分析物的大小5％或更少，例如4％或更少，例如3％或更少，例如2％或更少，例如1％或更少，例如0.5％或更少，例如0.1％或更少并且包括0.01％或更少。在这些实施方案中，流动通道的横截面尺寸是与目标分析物的大小实质上相同的，并且目标分析物被配置为一次把一个分析物流动经过流动通道。在某些情况下，目标分析物是细胞，例如白血球或红血球。在某些实施方案中，流动通道被配置为具有实质上等于红血球的直径的横截面高度。在其他的实施方案中，流动通道被配置为具有实质上等于白血球的直径的横截面高度。
在本发明的公开内容的实施方案中，流动通道是被配置为接收和保留具有范围从5μL至5000μL的体积的样品的结构，例如从10μL至4000μL，例如从15μL至3000μL，例如从20μL至2000μL，例如从25μL至1000μL，例如从30μL至500μL，例如从40μL至400μL，例如从50μL至300μL并且包括从75μL至250μL。
在某些实施方案中，流动通道是毛细管通道，并且被配置为通过毛细管作用把液体样品运动经过流动通道。术语“毛细管作用”在本文中以其常规的意义使用，以指代液体被液体(即内聚)和窄的通道的围绕的壁(即附着)之间的分子间力运动，而没有重力的辅助(并且有时与重力相反地)。在这些实施方案中，流动通道的横截面宽度足以提供在流动通道中的样品的毛细管作用，并且可以具有范围从0.1mm至20mm的宽度，例如从0.5mm至15mm，例如从1mm至10mm并且包括从3mm至5mm。
在某些实施方案中，流动通道包括一个或多个光学透射性壁。对于“光学透射性的”，其意指流动通道的壁允许经过其的一个或多个光的波长的传播。在某些实施方案中，流动通道的壁是对紫外光、可见光和近红外光中的一个或多个光学透射性的。在一个实施例中，流动通道是对紫外光光学透射性的。在另一个实施例中，流动通道是对可见光光学透射性的。在又另一个实施例中，流动通道是对近红外光光学透射性的。在再另一个实施例中，流动通道是对紫外光和可见光透射性的。在再另一个实施例中，流动通道是对可见光和近红外光透射性的。在再另一个实施例中，流动通道是对紫外光、可见光和近红外光透射性的。取决于流动通道壁的期望的透射性质，光学透射性壁可以是任何合适的材料，例如石英、玻璃、或聚合性的，包括但不限于光学透射性的聚合物例如丙烯酸类、丙烯酸类/苯乙烯类、环烯烃聚合物、聚碳酸酯类、聚酯类和聚苯乙烯类，以及其他的光学透射性的聚合物。
在本发明的公开内容的实施方案中，微流体性装置的样品施用地点是被配置为接收具有范围从5μL至1000μL的体积的样品的结构，例如从10μL至900μL，例如从15μL至800μL，例如从20μL至700μL，例如从25μL至600μL，例如从30μL至500μL，例如从40μL至400μL，例如从50μL至300μL并且包括从75μL至250μL。样品施用地点可以是任何方便的形状，只要其提供流体直接地或经过提供流体连通的介入部件，进入流动通道。在某些实施方案中，样品施用地点是平面的。在其他的实施方案中，样品施用地点是凹形的，例如以在样品入口孔口终结的倒圆锥的形状。取决于被施用的样品的量和样品施用地点的形状，样品施用地点可以具有范围从0.01mm2至1000mm2的表面积，例如从0.05mm2至900mm2，例如从0.1mm2至800mm2，例如从0.5mm2至700mm2，例如从1mm2至600mm2，例如从2mm2至500mm2并且包括从5mm2至250mm2。
微流体性装置的入口与样品施用地点和流动通道流体连通，并且可以是任何合适的形状，其中感兴趣的入口的横截面形状包括但不限于：直线的横截面形状例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等等，曲线的横截面形状例如圆形、卵形等等，以及不规则的形状，例如抛物线的底部部分结合至平面的顶部部分。喷嘴孔口的尺寸可以变化，在某些实施方案中范围从0.01mm至100mm，例如从0.05mm至90mm，例如从0.1mm至80mm，例如从0.5mm至70mm，例如从1mm至60mm，例如从2mm至50mm，例如从3mm至40mm，例如从4mm至30mm并且包括从5mm至25mm。在某些实施方案中，入口是圆形的孔口并且入口的直径范围从0.01mm至100mm，例如从0.05mm至90mm，例如从0.1mm至80mm，例如从0.5mm至70mm，例如从1mm至60mm，例如从2mm至50mm，例如从3mm至40mm，例如从4mm至30mm并且包括从5mm至25mm。据此，取决于入口的形状，样品入口孔口可以具有变化的开口，范围从0.01mm2至250mm2，例如从0.05mm2至200mm2，例如从0.1mm2至150mm2，例如从0.5mm2至100mm2，例如从1mm2至75mm2，例如从2mm2至50mm2并且包括从5mm2至25mm2。
在某些实施方案中，主题微流体性装置包括换气通道。感兴趣的换气通道可以具有多种不同的配置，并且被配置为在流体连通中把换气出口(例如，被定位为毗邻于样品施用地点的)耦合至流动通道的远端端部(即，距样品施用地点最远的)。换气通道可以是长形的结构，相似于在上文对于流动通道描述的那些，包括具有比其的宽度长的长度的配置。虽然长度与宽度的比率可以变化，但是在某些情况下，长度与宽度的比率范围从5至2000例如10至200并且包括50至60。在某些情况下，换气通道的长度范围从5至200，例如10至100并且包括50至75mm。在某些情况下，感兴趣的换气通道具有微米大小的长的横截面尺寸，例如，最长的横截面尺寸(例如，在管状通道的情况下直径)范围从0.1至10，例如0.5至5并且包括1至2mm。在某些情况下，换气通道的宽度范围从0.1至10，例如0.5至5并且包括1至2mm。在某些情况下，通道的高度范围从0.5至5，例如0.2至2并且包括0.5至1mm。换气通道的横截面形状可以变化，在某些情况下，感兴趣的换气通道的横截面形状包括但不限于：直线的横截面形状例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等等，曲线的横截面形状例如圆形、卵形等等，以及不规则的形状，例如抛物线的底部部分结合至平面的顶部部分。在实施方案中，换气通道的横截面尺寸可以变化，范围从0.01mm至25mm，例如从0.05mm至22.5mm，例如从0.1mm至20mm，例如从0.5mm至17.5mm，例如从1mm至15mm，例如从2mm至12.5mm，例如从3mm至10mm并且包括从5mm至10mm。例如，如果换气通道是圆柱形的，那么换气通道的直径可以范围从0.01mm至25mm，例如从0.05mm至22.5mm，例如从0.1mm至20mm，例如从0.5mm至15mm，例如从1mm至10mm并且包括从3mm至5mm。
在主题微流体性装置包括换气通道的情况下，流动通道可以从换气通道被疏水区分隔。对于疏水区，其意指是对被水润湿抵抗性的区或域，例如，其排斥水性介质。疏水区可以是具有表面能低于毛细管通道表面的表面能的区。表面能的差异的量级可以变化，在某些情况下范围从5至500，例如10至30达因/cm。疏水区的表面能也可以变化，在某些情况下范围从20至60，例如30至45达因/cm，例如，如使用在ASTM Std.D2578中描述的方案测量到的。疏水区的尺寸被配置为至少部分地，如果不是完全的的话，妨碍经过疏水区的样品的液体流动。疏水区的尺寸可以变化，在某些情况下具有范围从0.01mm2至100mm2的表面积，例如从0.05mm2至90mm2，例如从0.1mm2至80mm2，例如从0.5mm2至75mm2并且包括从1mm2至50mm2。
参照图1，根据某些实施方案的用于测定样品的微流体性装置，例如具有如在Goldberg，美国专利公布2008/0212069中描述的成像设备的，被示出。图1描绘了具有样品施用地点(1)、多孔部件(多孔元件2)和流动通道(例如毛细管通道3)的微流体性装置的实施例。如在图1中示出的，微流体性装置还包括疏水接合部(4)和换气通道(5)。为了可视化在流动通道中的样品，本实施例描绘了具有光学透射性壁(6)的流动通道。样品施用地点被配置为接收流体样品，例如生物流体(例如，血液、唾液、血清、精液、血浆，或类似的)。在某些实施方案中，样品是血液样品。如上文讨论的，样品施用地点以把样品的样品导向经过多孔部件的方式与多孔部件流体连通。多孔部件可以被以使得样品被导向经过多孔元件的方式，布置在室或通道中。多孔元件可以与被布置在装置中的装配室中的，或被布置为沿着毛细管或其他的通道的微流体性装置壁齐平。在某些实施方案中，样品施用地点和多孔部件通过毛细力被以提供样品的从样品施用地点经过多孔部件的多孔基质和毛细管通道的流动的方式配置，但是样品运动的其他方式是可能的。离心力、静电力或任何其他的力可以被单独地或与毛细力共同地使用以把样品传输经过多孔元件。样品施用地点可以支持通过任何方式被分配的样品的施用，例如从移液管或直接地从生物，例如通过来自人类的手指采血血液样品。
在某些实施方案中，多孔部件包含作为用于测定混合物的基质的由多个微通道组成的多孔熔块。如上文描述的，微通道可以形成熔块中的在总熔块体积的40至60％之间的空隙容积。在某些实施方案中，熔块可以占据约10μl的体积并且总的空隙容积可以在4至6μl之间。在某些实施方案中，气孔是尽可能窄的以提供对于干燥试剂的悬浮和用于混合的曲折的路径足够的表面积，而不过滤细胞或其他的高至15-20微米的物体。测定混合物可以被干燥或以其他方式保留在熔块的空隙容积内并且可以包含缓冲剂组分和一个或多个试剂，例如结合于样品中的一个或多个目标或分析物的可探测标记物。缓冲剂组分可以提供在限定的时间时期内的试剂的向样品中的均一的溶解速率。缓冲剂组分可以包含蛋白质、糖和/或化学结合剂的任何组合。蛋白质组分可以是白蛋白例如牛血清白蛋白(BSA)。糖可以是任何糖，例如单糖、二糖或多糖。例如，蔗糖、甘露醇、海藻糖(例如D+海藻糖)可以稳定化多孔熔块中的生物分子或其他的试剂并且给出对试剂例如生物分子的保护。在被冻干的或被保藏的试剂的开发中，蛋白质或糖(糖类和多元醇)可以被加入至制剂，以改进稳定性并且提供试剂或其他的生物分子的均一的溶解，并且此外延长在装置中的试剂的保存期限。
低分子量葡聚糖、环糊精、聚乙二醇、聚乙二醇酯、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或选自由以下组成的组的其他的亲水聚合物：透明质酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、N-乙烯基吡咯烷酮的共聚物、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧基甲基纤维素、葡聚糖、聚乙二醇(PEG)、PEG/PPG嵌段共聚物、丙烯酸和甲基丙烯酸的均聚物和共聚物、聚氨酯类、聚乙烯醇、聚乙烯醚、基于马来酐的共聚物、聚酯类、乙烯胺类、聚乙烯亚胺类、聚氧化乙烯类、聚羧酸、聚酰胺、聚酐、聚磷腈，和其的混合物可以被用于稳定化试剂并且辅助试剂的在样品中的连续的溶解。
缓冲剂组分可以被以合适的比率和浓度配制，以提供试剂在样品中的连续的溶解。缓冲剂组分的总的量可以取决于多孔熔块的空隙容积。在某些实施方案中，缓冲剂组分(例如，BSA、海藻糖、和PVP)的组合的重量可以是在0.01至2克每μl的熔块空隙容积之间，例如0.1克/μl空隙容积。在某些实施方案中，本发明的缓冲剂组分可以含有BSA:海藻糖:PVP的在21:90:1的数量级的重量比率。缓冲剂组分的重量比率可以变化至多5、10或20％，只要试剂的在预确定的时间时期内的在液体样品中的均一的溶解的性质被保持。预确定的时间时期可以是在几秒或几分钟的数量级，例如在5秒至5分钟之间或在20秒至3分钟之间、或在1至2分钟之间，在这期间试剂的向样品中的均一的溶解被保持。这提供经过毛细管通道和样品考察的样品中的未结合的试剂的分布的改进的均一性。未反应的试剂的浓度典型地可以在毛细管通道的过程内偏离小于1％、5％、10％、20％或50％。在某些实施方案中，缓冲剂组分可以含有诸如乙二胺四乙酸(EDTA)或2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)或类似的的组分或任何其他的对于在测定的过程期间保持样品或试剂的稳定性有用的材料。测定混合物可以包含酶、底物、催化剂，或其的任何组合，用于与样品的反应(例如，辣根过氧化物酶、丙酮酸氧化酶、草酰乙酸脱羧酶、肌酐酶、肌氨酸酶、肌氨酸氧化酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、FAD、TPP、P-5-P、NADH、amplex red)。测定混合物的其他的组分可以被使用以调节样品和/或测定混合物的pH、溶解速率或稳定性(例如，羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素)。当样品流动经过多孔元件时，微通道提供样品和试剂的混合，并且试剂的均一的溶解速率提供当其从多孔基质流动出来并且进入流动通道中时的未反应的试剂的实质上均一的分布。
如上文讨论的，如期望的，测定试剂可以包括任何能够结合至或与生物样品中的分析物反应的材料。在某些实施方案中，试剂是结合于样品中的组分例如样品中的特定的细胞表面目标的抗体或抗体片段。可以具有在测定混合物中的一个或多个分别的试剂。在某些实施方案中，抗体或抗体片段可以专一性地结合于细胞目标，例如CD14、CD4、CD45RA、CD3，或其的任何组合。抗体或抗体片段可以缀合至染料或其他的可探测标记物例如荧光染料或磁性颗粒。在某些实施方案中，可探测标记物是选自包括以下的组的染料：罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白、其的缀合物，和其的组合。在某些实施方案中，染料可以是藻红蛋白(PE)、藻红蛋白-青色素5、(PE-cy5)或别藻蓝蛋白(APC)。可探测标记物可以是以任何方式磁性的、磷光性的、荧光性的或光学上活性的。
如在图1中描绘的，根据某些实施方案的感兴趣的微流体性装置包括毛细管室，具有具有大的宽度和长度尺寸和以下的高度的平坦的几何构型：(a)实质上等于检测器的物镜镜头的景深，或(b)仅略微地大于样品中的待被分析的细胞。样品可以被经过微流体性装置中的一个或多个透射性壁光学地考察。样品中的未反应的试剂的均一的分布提供沿着透射性壁的长度的背景信号的改进的观察。这有益地提供已结合的试剂的更容易的检测，因为高于背景的可检测的信号的集中被观察到。
微流体性装置(100)的另一个实施例在图2A和2B中更详细地图示，并且包括与多孔部件20和流动通道30流体连通的样品施用地点10。在本实施方案中，流动通道包括光学透射性壁40。多孔部件的熔块部分可以由任何合适的材料制备，例如塑料(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯合金、聚氨酯、聚醚砜或其的任何组合)，如上文讨论的。在某些实施方案中，多孔基质是高密度聚乙烯。多孔基质可以是具有任何填充在流动通道和施用地点之间的区的大小或形状的固体。多孔元件可以被布置在分别的室中或仅占据毛细管通道的一个区。多孔熔块外部尺寸被设计为与总体的装置一致，所以多孔熔块紧密地装配入总体的装置中并且实质上没有样品绕过多孔熔块。在某些实施方案中，多孔熔块被作为流动通道的一部分集成。多孔熔块可以是包含一系列的微通道并且具有在25至75％之间例如40-60％或45-55％的空隙容积的固体材料。微通道可以提供测定混合物和样品的经过多个曲折的路径的混合。在某些实施方案中，微通道的平均通孔直径可以是在5至200微米之间，例如在30至60微米之间；并且平均空隙容积可以是总熔块体积的40-60％。微通道的平均直径和曲折的路径可以有益地提供样品和试剂的混合，同时允许样品实质上不被过滤地流动经过多孔元件。装置可以利用除了毛细力之外的任何力，例如重力或离心力以提供样品的经过流动通道的运动。
如果主题微流体性装置采用毛细管作用，那么微流体性装置这样操作是因为流动表面是亲水的，并且表面的润湿是在能量上有利的。这样的装置要求进入的样品代替在装置中驻留的空气。被施用的样品以及被换气的空气二者都被容纳在插盒内，以保护使用者不受潜在地生物危险的材料是期望的。在本发明的公开内容的某些实施方案中以下的特征的任何组合可以被在装置中利用。例如毛细管通道或样品施用地点可以包括在其处保留的试剂可以位于与毛细管通道分离的混合室。毛细管通道的尺寸可以影响在装置中的样品的成像和流动。在某些实施方案中，通道可以是在2至10mm宽之间，例如在3至5mm宽之间或在3至4mm宽之间。在某些实施方案中毛细管通道可以是在1至1000微米深之间，例如在20至60微米深之间或在40至60微米深之间。小于60微米深的深度可以通过最小化红血球的遮蔽作用有益地提供成像在全血样品中的白血球。毛细管通道可以是任何提供沿着通道的毛细管流动的长度。在某些实施方案中，毛细管通道可以是在10至100mm长之间。
如上文讨论的，该装置适合于测定以检测在包含生物流体例如尿液、唾液、血浆、血液，特别是全血，的样品中的分析物。样品的特定的组分可以使用与彼此可区分的荧光染料被可区分地标记。以这种方式，组分可以通过它们的荧光发射被区分。
用于测定样品的方法
本公开内容的方面还包括用于测定样品的方法。如上文讨论的，术语“测定”在本文中以其常规的意义使用，以指代定性地评估或定量地测量目标分析物物种的存在或量。多种不同的样品可以通过主题方法被测定。在某些情况下，样品是生物样品。术语“生物样品”以其常规的意义使用，以包括整体生物、植物、真菌或动物组织、细胞或组分部分的子集合，其可以在某些情况下在以下中找到：血液、黏液、淋巴液、滑液、脑脊液、唾液、支气管肺泡灌洗、羊水、羊膜脐带血、尿液、阴道液和精液。据此，“生物样品”是指原生生物或其的组织的子集合二者并且是指从该生物或其的组织的子集合制备的匀浆、溶解产物或抽出物，包括但不限于，例如，血浆、血清、脊髓液、淋巴液、皮肤的部分、呼吸道、胃肠道、心血管、和泌尿生殖道、眼泪、唾液、奶、血细胞、肿瘤、器官。生物样品可以包括任何类型的生物体材料，包括健康的和有疾病的组成部分二者(例如，癌性的、恶性的、坏死的等等)。在某些实施方案中，生物样品是液体样品，例如全血或其的衍生物、血浆、眼泪、汗液、尿液、精液，等等，其中在某些情况下，样品是血液样品，包括全血，例如从静脉穿刺或手指采血获得的血液(其中血液可以或可以不在测定之前被与任何试剂组合，例如防腐剂、抗凝剂，等等)。
在某些实施方案中样品的来源是“哺乳动物”或“哺乳动物的”，其中这些术语被宽泛地使用以描述在哺乳动物纲内的生物，包括目食肉目(例如，狗和猫)、啮齿目(例如，小鼠、豚鼠、和大鼠)、和灵长目(例如，人类、黑猩猩、和猴子)。在某些情况下，受试者是人类。感兴趣的生物样品可以从两个性别的并且在发育的任何阶段(即，新生儿、婴儿、少年、青年、成年人)的人类受试者中获得，其中在某些实施方案中人类受试者是少年、青年或成年人。虽然本发明的公开内容可以被应用于来自人类受试者的样品，但是将理解，主题方法可以被采用以测定来自其他的非人类动物受试者的样品，例如但不限于，鸟类、小鼠、大鼠、狗、猫、家畜和马。
在实施方案中，在主题方法中被测定的样品的量可以变化，例如，范围从0.01μL至1000μL，例如从0.05μL至900μL，例如从0.1μL至800μL，例如从0.5μL至700μL，例如从1μL至600μL，例如从2.5μL至500μL，例如从5μL至400μL，例如从7.5μL至300μL并且包括从10μL至200μL的样品。
样品可以被使用任何方便的方案施用于样品施用地点，例如通过滴管、移液管、注射器和类似的。样品可以被与某个量的合适的液体，例如缓冲剂，共同施用或被结合入其中，以提供足够的流体流动。任何合适的液体可以被采用，包括但不限于缓冲剂、细胞培养基(例如，DMEM)，等等。缓冲剂包括但不限于：三羟甲基氨基甲烷、三甲基甘氨酸、MOPS、HEPES、PIPES、MES、PBS、TBS，和类似的。如果期望的话，洗涤剂可以在液体中存在，例如，NP-40、TWEENTM或TritonX100洗涤剂。
在某些实施方案中，生物样品被预加载入微流体性装置(如上文描述的)中，并且在测量在流动通道中的生物样品之前被储存持续预确定的时间时期。例如，生物样品可以被预加载入微流体性装置中，如在下文更详细地描述的，在在流动通道中的生物样品被根据主题方法测量之前持续一个时间时期。生物样品在预加载之后被储存的时间的量可以变化，例如0.1小时或更多，例如0.5小时或更多，例如1小时或更多，例如2小时或更多，例如4小时或更多，例如8小时或更多，例如16小时或更多，例如24小时或更多，例如48小时或更多，例如72小时或更多，例如96小时或更多，例如120小时或更多，例如144小时或更多，例如168小时或更多并且包括在测定生物样品之前240小时或更多把生物样品预加载入容器中或可以范围例如从在测定生物样品之前0.1小时至240小时，例如从0.5小时至216小时，例如从1小时至192小时并且包括在测定生物样品之前从5小时至168小时。
在某些实施方案中，生物样品被预加载入微流体性装置中并且在流动通道中的样品被在远程地点(例如用于根据主题方法测定的实验室)测量。对于“远程地点”，其意指除了样品在其处被容纳并且预加载入容器中的地点的地点。例如，远程地点可以是在同一个城市中的另一个地点(例如办公室、实验室等等)、在不同的城市中的另一个地点、在不同的州中的另一个地点、在不同的国家中的另一个地点等等，相对于处理装置的地点，例如，如在下文更详细地描述的。在某些情况下，两个地点是距彼此远程的，如果它们被与彼此分隔10m或更多的距离的话，例如50m或更多，包括100m或更多，例如，500m或更多、1000m或更多、10,000m或更多，等等。
在实践根据某些实施方案的方法时，样品被与微流体性装置(如上文描述的)的样品施用地点接触，样品从样品施用地点传递经过多孔部件，在其处样品与多孔基质中的测定试剂混合，并且进入流动通道中。如上文概括的，把样品传递经过多孔部件使样品与测定试剂混合。在某些实施方案中，样品传递经过多孔基质进入流动通道中，而没有样品组分中的任何的损失。术语“没有损失”意指多孔基质的互相连接的气孔的网络不实质上约束样品组分的经过流动通道的通过，例如其中样品的99％或更多传递经过多孔基质进入流动通道中，例如99.5％或更多，例如99.9％或更多，例如99.99％或更多，例如99.999％或更多并且包括样品的99.9999％或更多的经过多孔基质的通过。在某些实施方案中，样品的全部(即100％)传递经过多孔基质。换句话说，样品组分的1％或更少被多孔基质的气孔约束，例如0.9％或更少，例如0.8％或更少，例如0.7％或更少，例如0.5％或更少，例如0.1％或更少，例如0.05％或更少，例如0.01％或更少，例如0.001％或更少并且包括其中样品组分的0.0001％或更少被多孔基质的气孔约束。换言之，样品的1％或更少在样品的向流动通道中的通过之后保留在多孔基质中，例如0.9％或更少，例如0.8％或更少，例如0.7％或更少，例如0.5％或更少，例如0.1％或更少，例如0.05％或更少，例如0.01％或更少，例如0.001％或更少并且包括样品的0.0001％或更少在样品的向流动通道中的通过之后保留在多孔基质中。
在实施方案中，把样品传递经过多孔基质提供使样品与多孔基质中的测定试剂混合。在某些实施方案中，使样品与测定试剂混合包括把样品的一个或多个组分偶联至对分析物专一性的结合成员。对于“偶联”，其意指样品组分和对分析物专一性的结合成员形成向彼此的一个或多个物理或化学键，包括但不限于离子偶联、偶极的、疏水的、配位的、共价的、范德华力的或氢键的相互作用，以把样品组分与对分析物专一性的结合成员偶联。在某些情况下，把样品组分偶联至对分析物专一性的结合成员包括把样品组分共价地键合至对分析物专一性的结合成员。在某些情况下，把样品组分偶联至对分析物专一性的结合成员包括把样品组分非共价地键合(例如通过氢键)至对分析物专一性的结合成员。例如，对分析物专一性的结合成员和目标分析物之间的偶联可以以离解常数为特征，例如10-5M或更少、10-6M或更少的离解常数，例如10-7M或更少，包括10-8M或更少，例如，10-9M或更少，10-10M或更少，10-11M或更少，10-12M或更少，10-13M或更少，10-14M或更少，10-15M或更少并且包括10-16M或更少。
如上文讨论的，对分析物专一性的结合成员可以变化，取决于正在被测定的样品和感兴趣的目标分析物，并且可以包括但不限于抗体结合剂、蛋白质、肽、半抗原、核酸、寡核苷酸。在某些实施方案中，对分析物专一性的结合成员是酶。对分析物专一性的结合酶的实例可以是辣根过氧化物酶、丙酮酸氧化酶、草酰乙酸脱羧酶、肌酐酶、肌氨酸酶、肌氨酸氧化酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、FAD、TPP、P-5-P、NADH、amplex red和其的组合。
在某些实施方案中，方法包括把样品传递经过多孔部件以把样品的一个或多个组分偶联至抗体结合剂。抗体结合剂可以是，例如，足以结合于感兴趣的分析物的多克隆或单克隆抗体或片段。抗体片段可以在某些情况下是单体Fab片段、单体Fab'片段、或二聚F(ab)'2片段。也在术语“抗体结合剂”的范围内的是通过抗体工程产生的分子，例如单链抗体分子(scFv)或从单克隆抗体通过恒定区的被重链和轻链的代替以产生嵌合的抗体，或恒定区和可变区的骨架部分二者的代替以产生人化的抗体，产生的人化的嵌合的抗体。在某些实施方案中，样品的一个或多个组分偶联至专一性地结合于诸如CD14、CD4、CD45RA和CD3或其的组合的化合物的抗体或抗体片段。
在实施方案中，对分析物专一性的结合剂可以偶联至可探测标记物，例如放射性标记，通过谱技术，例如核磁共振可探测的标记物以及光学地可探测的标记物。在某些实施方案中，把样品与多孔基质中的测定试剂混合包括把样品的一个或多个组分偶联至缀合至光学地可探测的标记物的对分析物专一性的结合成员。在某些情况下，光学地可探测的标记物是通过发射光谱可探测的，例如通过荧光光谱。在这些情况下，光学地可探测的标记物是荧光团，例如4-乙酰胺基-4'-异硫氰基茋-2,2'二磺酸；吖啶和衍生物例如吖啶、吖啶橙、吖啶黄、吖啶红、和异硫氰酸吖啶；5-(2'-氨乙基)氨基萘-1-磺酸(EDANS)；4-氨基-N-[3-乙烯基磺酰基)苯基]萘酰亚胺-3,5-二磺酸酯(荧光黄VS)；N-(4-苯胺基-1-萘基)马来酰亚胺；邻氨基苯甲酰胺；亮黄；香豆素和衍生物例如香豆素、7-氨基-4-甲基香豆素(AMC、香豆素120)、7-氨基-4-三氟甲基香豆素(香豆素151)；青色素和衍生物例如标记红、Cy3、Cy5、Cy5.5、和Cy7；4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)；5',5"-二溴代焦焙酚-磺萘(溴焦酚红)；7-二乙基氨基-3-(4'-异硫氰基苯基)-4-甲基香豆素；二乙基氨基香豆素；二亚乙基三胺五乙酸酯；4,4'-二异硫氰基二氢-茋-2,2'-二磺酸；4,4'-二异硫氰基茋-2,2'-二磺酸；5-[二甲基氨基]萘-1-磺酰氯(DNS、丹磺酰氯)；4-(4'-二甲基氨基苯偶氮基)苯甲酸(DABCYL)；4-二甲基氨基苯偶氮基苯基-4'-异硫氰酸酯(DABITC)；曙红和衍生物例如曙红和曙红异硫氰酸酯；真曙红和衍生物例如真曙红B和真曙红异硫氰酸酯；乙啡啶；荧光素和衍生物例如5-羧基荧光素(FAM)、5-(4,6-二氯三嗪-2-基)氨基荧光素(DTAF)、2'7'-二甲氧基-4'5'-二氯-6-羧基荧光素(JOE)、荧光素异硫氰酸酯(FITC)、荧光素氯三嗪基、萘酚荧光素、和QFITC(XRITC)；荧光胺；IR144；IR1446；绿色荧光蛋白(GFP)；造礁珊瑚荧光蛋白(RCFP)；丽丝胺TM；丽丝胺罗丹明、荧光黄；孔雀绿异硫氰酸酯；4-甲基伞形花内酯；邻甲苯酚酞；硝基酪氨酸；副蔷薇苯胺；尼罗红；俄勒冈绿；酚红；B-藻红蛋白；邻苯二甲醛；芘和衍生物例如芘、芘丁酸酯和琥珀酰亚胺基1-芘丁酸酯；活性红4(汽巴克隆TM亮红3B-A)；罗丹明和衍生物例如6-羧基-X-罗丹明(ROX)、6-羧基罗丹明(R6G)、4,7-二氯罗丹明丽丝胺、罗丹明B磺酰氯、罗丹明(Rhod)、罗丹明B、罗丹明123、罗丹明X异硫氰酸酯、磺酰罗丹明B、磺酰罗丹明101、磺酰罗丹明101的磺酰氯衍生物(德克萨斯红)、N,N,N',N'-四甲基-6-羧基罗丹明(TAMRA)、四甲基罗丹明、和四甲基罗丹明异硫氰酸酯(TRITC)；核黄素；玫红酸和铽螯合物衍生物；氧杂蒽或其的组合，以及其他的荧光团。在某些实施方案中，荧光团是荧光染料，例如罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白、其的缀合物或其的组合。
在实践主题方法时，在样品已经与多孔基质中的测定试剂混合并且被传递入流动通道中(例如通过毛细管作用)之后，样品在流动通道中被使用光源照亮。取决于样品的类型和正在被测定的目标分析物，样品可以在样品已经传递经过多孔基质并且进入流动通道中之后立即地被在流动通道中照亮。在其他的实施方案中，样品在在样品被与多孔基质中的测定试剂接触之后的预确定的时间时期之后被照亮，例如范围从10秒至1小时的时间时期，例如30秒至30分钟，例如，30秒至10分钟，包括30秒至1分钟。样品可以被使用一个或多个光源照亮。在某些实施方案中，样品被使用一个或多个宽带光源照亮。术语“宽带”在本文中以其的常规的意义使用以指代发射具有宽范围的波长的光的光源，例如，跨越50nm或更多，例如100nm或更多，例如150nm或更多，例如200nm或更多，例如250nm或更多，例如300nm或更多，例如350nm或更多，例如400nm或更多并且包括跨越500nm或更多。例如，一个合适的宽带光源发射具有从400nm至700nm的波长的光。合适的宽带光源的另一个实例包括发射具有从500nm至700nm的波长的光的光源。任何方便的宽带光源方案可以被采用，例如卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、稳定化纤维耦合宽带光源、具有连续谱的宽带LED、超辐射发光二极管、半导体发光二极管、宽谱LED白光光源、多LED集成白光光源，以及其他的宽带光源或其的任何组合。
在其他的实施方案中，样品被使用一个或多个发射特定的波长或窄范围的波长的窄带光源照亮。术语“窄带”在本文中以其常规的意义使用，以指代发射具有窄范围的波长的光的光源，例如，50nm或更少，例如40nm或更少，例如30nm或更少，例如25nm或更少，例如20nm或更少，例如15nm或更少，例如10nm或更少，例如5nm或更少，例如2nm或更少并且包括发射光的特定的波长(单色光)的光源。任何方便的窄带光源方案可以被采用，例如窄波长LED、激光二极管或被耦合至一个或多个光学带通滤波器、衍射光栅、单色器或其的任何组合的宽带光源。
在某些实施方案中，方法包括使用一个或多个激光器照射在流动通道中的样品。激光器的类型和数量将变化，取决于样品以及如期望的收集到的发射的光，并且可以是气体激光器，例如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮激光器、CO2激光器、CO激光器、氩-氟(ArF)准分子激光器、氪-氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙-氟(XeF)准分子激光器或其的组合。在其它的情况下，方法包括使用染料激光器照射在流动通道中的样品，例如茋,香豆素或罗丹明激光器。在又其他的情况下，方法包括使用金属蒸气激光器照射在流动通道中的样品，例如氦-镉(HeCd)激光器、氦-汞(HeHg)激光器、氦-硒(HeSe)激光器、氦-银(HeAg)激光器、锶激光器、氖-铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器和其的组合。在再其他的情况下，方法包括使用固态激光器照射在流动通道中的样品，例如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YCa4O(BO3)3激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、镱2O3激光器或铈掺杂激光器和其的组合。
取决于正在被测定的分析物以及生物样品存在的干扰物，生物样品可以使用一个或多个光源被照亮，例如两个或更多个光源，例如三个或更多个光源，例如四个或更多个光源，例如五个或更多个光源并且包括十个或更多个光源。光源的任何组合可以被使用，如期望的。例如，如果两个光源被采用，那么第一光源可以是宽带白光光源(例如，宽带白光LED)并且第二光源可以是宽带近红外光源(例如，宽带近红外LED)。在其它的情况下，如果两个光源被采用，那么第一光源可以是宽带白光光源(例如，宽带白光LED)并且第二光源可以是窄谱光源(例如，窄带可见光或近红外LED)。在又其他的情况下，光源是每个发射特定的波长的多个窄带光源，例如两个或更多个LED的阵列，例如三个或更多个LED的阵列，例如五个或更多个LED的阵列，包括十个或更多个LED的阵列。
如果多于一个光源被采用，那么样品可以被使用该光源同时地或相继地照亮，或其的组合。例如，如果样品被使用两个光源照亮，那么主题方法可以包括使用两个光源二者同时地照亮样品。在其他的实施方案中，样品可以被两个光源相继地照亮。如果样品被使用两个或更多个光源相继地照亮，那么每个光源照亮其的时间可以独立地是0.001秒或更多，例如0.01秒或更多，例如0.1秒或更多，例如1秒或更多，例如5秒或更多，例如10秒或更多，例如30秒或更多并且包括60秒或更多。在其中样品被两个或更多个光源相继地照亮的实施方案中，样品被每个光源照亮的持续时间可以是相同的或不同的。
在被每个光源的照亮之间的时间时期也可以变化，如期望的，被独立地分隔1秒或更多的延迟，例如5秒或更多，例如10秒或更多，例如15秒或更多，例如30秒或更多并且包括60秒或更多。在其中样品被多于两个(即三个或更多个)光源相继地照亮的实施方案中，在被每个光源的照亮之间的延迟可以是相同的或不同的。
取决于测定方案，样品的照亮可以是连续的或在离散的间隔中。例如，在某些实施方案中，样品可以在样品正在被测定的整个的时间全过程中被连续地照亮。如果光包括两个或更多个光源，那么样品可以被所有的光源同时地连续地照亮。在其它的情况下，样品被使用每个光源相继地连续地照亮。在其他的实施方案中，样品可以在有规律的间隔中被照亮，例如每0.001微秒、每0.01微秒、每0.1微秒、每1微秒、每10微秒、每100微秒并且包括每1000微秒照亮样品。样品可以被使用光源在任何给定的测量时期照亮一次或多次，例如2或更多次，例如3或更多次，包括在每个测量时期5或更多次。
取决于光源和流动通道的特性(例如流动通道宽度)，流动通道可以被从变化的距离照射，例如距流动通道1mm或更多，例如2mm或更多，例如3mm或更多，例如4mm或更多，例如5mm或更多，例如10mm或更多，例如15mm或更多，例如25mm或更多并且包括距流动通道50mm或更多。此外，流动通道以其被照射的角度也可以变化，范围从10°至90°，例如从15°至85°，例如从20°至80°，例如从25°至75°并且包括从30°至60°。在某些实施方案中，流动通道被光源以相对于流动通道的轴线的90°角度照射。
在某些实施方案中，照射流动通道包括把一个或多个光源(例如激光器)沿着流动通道的纵向轴线运动。例如，光源可以被沿着流动通道的纵向轴线向上游或向下游运动，沿着流动通道的预确定的长度照射流动通道。例如，方法可以包括把光源沿着流动通道的纵向轴线运动持续1mm或更多，例如2.5mm或更多，例如5mm或更多，例如10mm或更多，例如15mm或更多，例如25mm或更多并且包括距流动通道50mm或更多。光源可以被连续地或在离散的间隔中运动。在某些实施方案中，光源被连续地运动。在其他的实施方案中，光源被沿着流动通道的纵向轴线在离散的间隔中运动，例如以0.1mm或更多增量，例如0.25mm或更多增量并且包括1mm或更多增量。
在实践根据本发明的公开内容的方面的方法时，从在流动通道中的样品发射的光被在一个或多个波长测量。在实施方案中，发射的光被在一个或多个波长测量，例如在5个或更多个不同的波长，例如在10个或更多个不同的波长，例如在25个或更多个不同的波长，例如在50个或更多个不同的波长，例如在100个或更多个不同的波长，例如在200个或更多个不同的波长，例如在300个或更多个不同的波长并且包括在400个或更多个不同的波长测量从在流动通道中的样品发射的光。
在某些实施方案中，测量从在流动通道中的样品发射的光包括在波长的范围(例如，200nm-800nm)内测量发射的光。例如，方法可以包括在以下的波长范围中的一个或多个内测量从在流动通道中的样品发射的光：200nm-800nm；400nm-500nm；500nm-600nm；600nm-700nm；700nm-800nm；550nm-600nm；600nm-650nm；650nm-700nm和其的任何部分或组合。在一个情况下，方法包括在范围从200nm-800nm的波长内测量从在流动通道中的样品发射的光。在另一个情况下，方法包括在范围从500nm-600nm和650nm-750nm的波长内测量从在流动通道中的样品发射的光。在某些情况下，方法包括在575nm、660nm和675nm或其的组合测量从在流动通道中的样品发射的光。
在波长的范围内测量从在流动通道中的样品发射的光，在某些情况下，包括在该波长的范围内收集发射的光的光谱。例如，方法可以包括在以下的波长范围中的一个或多个内收集从在流动通道中的样品发射的光的光谱：200nm-800nm；400nm-500nm；500nm-600nm；600nm-700nm；700nm-800nm；550nm-600nm；600nm-650nm；650nm-700nm和其的任何部分或组合。在一个情况下，方法包括在范围从400nm-800nm的波长内收集从在流动通道中的样品发射的光的光谱。在另一个情况下，方法包括在范围从500nm-700nm的波长内收集从在流动通道中的样品发射的光的光谱。
在某些实施方案中，从在流动通道中的样品发射的光被在一个或多个特定的波长检测。例如，方法可以包括在2个或更多个特定的波长检测从在流动通道中的样品发射的光，例如在3个或更多个特定的波长，例如在4个或更多个特定的波长，例如在5个或更多个特定的波长，例如在10个或更多个特定的波长并且包括在25个或更多个特定的波长检测从在流动通道中的样品发射的光。在某些实施方案中，发射的光被在575nm检测。在其他的实施方案中，发射的光被在660nm检测。在又其他的实施方案中，发射的光被在675nm检测。
取决于具体的测定方案，从在流动通道中的样品发射的光可以被连续地或在离散的间隔中测量。例如，在某些实施方案中，测量发射的光是是在样品正在被测定的整个的时间全过程中连续的。如果测量发射的光包括测量两个或更多个波长或波长范围，那么该波长或波长范围可以被全部同时地测量，或每个波长或波长范围可以被相继地测量。
在其他的实施方案中，发射的光被在离散的间隔中测量，例如每0.001微秒、每0.01微秒、每0.1微秒、每1微秒、每10微秒、每100微秒并且包括每1000微秒测量从在流动通道中的样品发射的光。从在流动通道中的样品发射的光可以在主题方法期间被测量一次或多次，例如2或更多次，例如3或更多次，例如5或更多次并且包括10或更多次。
来自在流动通道中的样品的发射的光可以通过任何方便的光检测方案被测量，包括但不限于光学传感器或光电检测器，例如有源像素传感器(APS)、雪崩光电二极管、图像传感器、电荷耦合器件(CCD)、增强式电荷耦合器件(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热测量计、热电检测器、光敏电阻器、光伏电池、光电二极管、光电倍增管、光电晶体管、量子点光电导体或光电二极管和其的组合，以及其他的光电检测器。在某些实施方案中，发射的光被使用电荷耦合器件(CCD)、半导体电荷耦合器件(CCD)、有源像素传感器(APS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或N型金属氧化物半导体(NMOS)图像传感器测量。在某些实施方案中，光被使用电荷耦合器件(CCD)测量。如果发射的光被使用CCD测量，那么CCD的活动检测表面积可以变化，例如从0.01cm2至10cm2，例如从0.05cm2至9cm2，例如从，例如从0.1cm2至8cm2，例如从0.5cm2至7cm2并且包括从1cm2至5cm2。
在某些实施方案中，方法包括光学地调整来自流动通道的发射的光。例如，发射的光可以被传递经过一个或多个透镜、镜子、小孔、狭缝、光栅、光折射器，和其的任何组合。在某些情况下，发射的光被传递经过一个或多个聚焦透镜，从而减少被传送至检测器的活动表面上的光的轮廓。在其它的情况下，发射的光被传递经过一个或多个反放大透镜，从而增加被传送至检测器的活动表面上的光的轮廓。在又其他的情况下，方法包括准直光。例如，发射的光可以通过把光传递经过一个或多个准直透镜或准直镜或其的组合被准直。
在某些实施方案中，方法包括把从流动通道收集的发射的光传递经过光纤。合适的用于把光从流动通道传送至检测器的活动表面的光纤方案包括但不限于诸如在美国专利第6,809,804号中描述的那些光纤方案，其的公开内容通过引用并入本文。
在某些实施方案中，方法包括把发射的光传递经过一个或多个波长分离器。波长分离，根据某些实施方案，可以包括选择性地传递或阻挡多色光的特定的波长或波长范围。为了分离光的波长，光可以被传递经过任何方便的波长分离方案，包括但不限于有色玻璃、带通滤波器、干涉滤光片、双色镜、衍射光栅、单色器和其的组合，以及其他的波长分离方案。
在其他的实施方案中，方法包括通过把来自流动通道的发射的光传递经过一个或多个滤光器，例如一个或多个带通滤波器，分离光的波长。例如，感兴趣的滤光器可以包括具有范围从2nm至100nm的最小带宽的带通滤波器，例如从3nm至95nm，例如从5nm至95nm，例如从10nm至90nm，例如从12nm至85nm，例如从15nm至80nm并且包括具有范围从20nm至50nm的最小带宽的带通滤波器。
在某些实施方案中，主题荧光测定可以包括用于成像在毛细管通道中的样品的方法，例如在美国专利第8,248,597号；第7,927,561号和第7,738,094号中描述的那些以及在共同待审的于2012年8月20日提交的美国专利申请第13/590,114号、于2013年11月13日提交的美国专利申请第61/903,804号和于2014年3月7日提交的美国专利申请第61/949,833号中描述的那些，其的公开内容通过引用并入本文。
在某些实施方案中，方法包括捕获流动通道的图像。捕获流动通道的一个或多个图像可以包括使用一个或多个光源(如上文描述的)照亮流动通道以及使用电荷耦合器件(CCD)、半导体电荷耦合器件(CCD)、有源像素传感器(APS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或N型金属氧化物半导体(NMOS)图像传感器捕获图像。流动通道的图像可以被连续地或在离散的间隔中捕获。在某些情况下，方法包括连续地捕获图像。在其它的情况下，方法包括在离散的间隔中捕获图像，例如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括每1000毫秒，或某个其他的间隔捕获流动流的图像。如果流动通道的图像被使用CCD摄像机检测器捕获，那么CCD的活动检测表面积可以变化，例如从0.01cm2至10cm2，例如从0.05cm2至9cm2，例如从，例如从0.1cm2至8cm2，例如从0.5cm2至7cm2并且包括从1cm2至5cm2。
流动通道的全部或部分可以被捕获在每个图像中，例如流动通道的5％或更多，例如10％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，例如95％或更多并且包括流动通道的99％或更多可以被捕获在每个图像中。在某些实施方案中，整个的流动通道被捕获在每个图像中。一个或多个图像可以被捕获，如期望的，例如2个或更多个图像，例如3个或更多个图像，例如5个或更多个图像，例如10个或更多个图像，例如25个或更多个图像并且包括100个或更多个图像。如果流动通道的多于一个图像被捕获，那么该多个图像可以被具有数字图像处理算法的处理器自动地组合在一起或平均化。
流动通道的图像可以被在距流动通道的任何合适的距离捕获，只要流动通道的可使用的图像被捕获。例如，流动通道的图像可以被在距流动流0.01mm或更多处捕获，例如0.05mm或更多，例如0.1mm或更多，例如0.5mm或更多，例如1mm或更多，例如2.5mm或更多，例如5mm或更多，例如10mm或更多，例如15mm或更多，例如25mm或更多并且包括距流动血细胞计数器流动流50mm或更多。流动通道的图像也可以被以相对于流动通道的任何角度捕获。例如，流动通道的图像可以被以相对于流动通道的纵向轴线的范围从10°至90°的角度捕获，例如从150至85°，例如从200至80°，例如从250至750并且包括从30°至60°。在某些实施方案中，流动通道的图像被以相对于流动通道的纵向轴线的90°角度捕获。
在某些实施方案中，捕获流动流的图像包括把一个或多个成像传感器沿着流动流的路径运动。例如，成像传感器可以被沿着流动流向上游或向下游运动，捕获在多个检测域中的图像。例如，方法可以包括捕获在两个或更多个不同的检测域中的流动流的图像，例如3个或更多个检测域，例如4个或更多个检测域并且包括5个或更多个检测域。成像传感器可以被连续地或在离散的间隔中运动。在某些实施方案中，成像传感器被连续地运动。在其他的实施方案中，成像传感器可以被沿着流动流路径在离散的间隔中运动，例如以1mm或更多增量，例如2mm或更多增量并且包括5mm或更多增量。
在某些实施方案中，方法包括从流动通道的被捕获的图像减去背景信号。在这些实施方案中，方法包括捕获具有未结合的被光学标记的对分析物专一性的结合成员(即未被与样品混合的测定试剂)的流动通道的图像以及从在流动通道中的样品的被捕获的图像减去(例如减去)背景信号。在某些情况下，方法包括捕获在流动通道中的样品的图像，确定来自未结合的被光学标记的对分析物专一性的结合成员的背景信号，以及从在流动通道中的样品的被捕获的图像减去该背景。在本发明的公开内容的实施方案中，背景信号可以被确定一次或多次，例如2或更多次，例如3或更多次，例如5或更多次并且包括10或更多次。如果期望的话，背景信号可以被平均化以提供平均背景信号。在某些实施方案中，确定背景信号包括在样品不存在时捕获流动通道的一个或多个图像。
取决于测定试剂，在流动通道中的未结合的试剂是实质上恒定的。换句话说，在流动通道中存在的未结合的试剂的分布是均匀的，并且在流动通道的不同的区中的未结合的试剂的量的变化以10％或更少变化，例如以5％或更少，例如以4％或更少，例如以3％或更少，例如以2％或更少，例如以1％或更少，例如以0.5％或更少并且包括以0.1％或更少。据此，背景信号沿着流动通道的纵向轴线以10％或更少变化，例如以5％或更少，例如以4％或更少，例如以3％或更少，例如以2％或更少，例如以1％或更少，例如以0.5％或更少并且包括以0.1％或更少。在某些实施方案中，方法包括从在流动通道中的样品的被捕获的图像减去背景信号，其中背景信号以10％或更少变化，例如以5％或更少，例如以4％或更少，例如以3％或更少，例如以2％或更少，例如以1％或更少，例如以0.5％或更少并且包括以沿着流动通道的纵向轴线0.1％或更少。
如在图1和2A-B中图示的，感兴趣的微流体性装置可以被用于以无洗涤形式检测手指采血体积(5-50μL)的全血中的人类抗体的血清学浓度。在某些某些实施方案中，方法包括把液体样品施用至样品施用地点以及通过毛细力把样品流动导向至多孔元件。当样品进入多孔元件时，试剂制剂以实质上连续的速率溶解在样品中。测定混合物可以包含用于样品的组分的专一性的标记的光学上活性的试剂以及提供试剂在样品中的连续的溶解的缓冲剂组分的集合。在某些实施方案中，缓冲剂组分可以包含牛血清白蛋白(BSA)、海藻糖(例如D+海藻糖)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或其的任何组合。光学上活性的试剂可以是任何可探测标记物例如被荧光标记的抗体缀合物。缓冲剂和样品可以经过多孔元件中的曲折的路径的网络通过被动的混合在多孔元件中被混合，导致结合于样品的组分的试剂和未结合的试剂。被可探测标记物标记的样品可以然后被考察，如上文讨论的，例如沿着微流体性装置的毛细管通道光学地或磁性地。在某些实施方案中，样品可以通过经过透射性壁获得样品的信号或图像被考察。信号处理可以包括减去来自未结合的试剂的背景信号。沿着透射性壁的未结合的试剂的量可以是实质上恒定的。在某些实施方案中，未结合的试剂的量沿着透射性壁变化小于50％、40％、30％、20％、或10％，有益地提供结合于样品的组分的试剂的改进的检测。检测可以包括背景光学信号的减去以及观察高于背景的信号的数字、光学性质、形态或配置。
用于测定用于分析物的样品的系统
本发明的公开内容的方面还包括用于实践主题方法的系统。在实施方案中，提供包括主题微流体性装置中的一个或多个，和具有光源和用于检测被在流动通道中的样品发射的一个或多个光的波长的检测器的光学考察系统的系统。在某些实施方案中，系统还包括被直接地集成入光学考察系统中的主题微流体性装置中的一个或多个。
如上文概括的，本发明的公开内容的方面包括测定样品以分析一个或多个分析物。系统包括一个或多个光源，用于考察容纳被与测定试剂混合的感兴趣的样品的流动通道。在某些实施方案中，光源是宽带光源，发射具有宽范围的波长的光，例如，跨越50nm或更多，例如100nm或更多，例如150nm或更多，例如200nm或更多，例如250nm或更多，例如300nm或更多，例如350nm或更多，例如400nm或更多并且包括跨越500nm或更多。例如，一个合适的宽带光源发射具有从200nm至800nm的波长的光。任何方便的宽带光源方案可以被采用，例如卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、稳定化纤维耦合宽带光源、具有连续谱的宽带LED、超辐射发光二极管、半导体发光二极管、宽谱LED白光光源、多LED集成白光光源，以及其他的宽带光源或其的任何组合。
在其他的实施方案中，光源是发射特定的波长或窄范围的波长的窄带光源。在某些情况下，窄带光源发射具有窄范围的波长的光，例如，50nm或更少，例如40nm或更少，例如30nm或更少，例如25nm或更少，例如20nm或更少，例如15nm或更少，例如10nm或更少，例如5nm或更少，例如2nm或更少并且包括发射光的特定的波长(单色光)的光源。任何方便的窄带光源方案可以被采用，例如窄波长LED、激光二极管或被耦合至一个或多个光学带通滤波器、衍射光栅、单色器或其的任何组合的宽带光源。在某些实施方案中，窄带光源是激光器，例如气体激光器，例如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮激光器、CO2激光器、CO激光器、氩-氟(ArF)准分子激光器、氪-氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙-氟(XeF)准分子激光器、染料激光器，例如茋、香豆素或罗丹明激光器。在又其他的情况下，方法包括使用金属蒸气激光器照射在流动通道中的样品，例如氦-镉(HeCd)激光器、氦-汞(HeHg)激光器、氦-硒(HeSe)激光器、氦-银(HeAg)激光器、锶激光器、氖-铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器或固态激光器，例如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YCa4O(BO3)3激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、镱2O3激光器或铈掺杂激光器以及其的组合。
主题系统可以包括一个或多个光源，如期望的，例如两个或更多个光源，例如三个或更多个光源，例如四个或更多个光源，例如五个或更多个光源并且包括十个或更多个光源。在实施方案中，光源发射具有范围从200nm至1000nm的波长的光，例如从250nm至950nm，例如从300nm至900nm，例如从350nm至850nm并且包括从400nm至800nm。
如上文概括的，主题系统被配置为接收微流体性装置，微流体性装置具有样品施用地点、与样品施用地点流体连通的流动通道以及被定位在样品施用地点和流动通道之间的具有多孔基质和测定试剂的多孔部件。在这些实施方案中，系统可以还包括用于把微流体性装置接收入主题系统中的插盒保持器，例如，插盒保持器可以包括用于接收微流体性装置的支撑部，和一个或多个用于把微流体性装置保持在插盒保持器中的插盒约束器。在某些情况下，插盒保持器包括用于减少被定位在插盒保持器中的微流体性装置的搅动的振动阻尼器，以及一个或多个被配置为指示微流体性装置在插盒保持器中存在的插盒存在标记。
在某些实施方案中，系统包括被耦合至插盒保持器的用于把微流体性装置运动入和出考察系统的插盒抽屉。在某些实施方案中，插盒抽屉被耦合至一个或多个平移或横向运动方案以运动微流体性装置。例如，插盒抽屉可以被耦合至机械致动的平移阶梯、机械丝杠组件、机械滑动装置、机械横向运动装置、机械操作的齿轮平移装置、马达致动的平移阶梯、丝杠平移组件、齿轮平移装置，例如采用步进马达、伺服马达、无刷式电动机、有刷直流马达、微步进驱动电动机、高分辨率步进马达，以及其他的类型的马达的那些。系统可以还包括用于定位插盒抽屉的轨道的集合以帮助插盒保持器的横向运动。
如上文描述的，被在流动通道中的样品发射的光被使用一个或多个光电检测器收集和检测。在某些实施方案中，系统包括一个或多个用于收集从流动通道发射的光的物镜镜头。例如，物镜镜头可以是具有范围从1.2至5的标称放大率的放大透镜，例如从1.3至4.5的标称放大率，例如从1.4至4的标称放大率，例如从1.5至3.5的标称放大率，例如从1.6至3的标称放大率，包括把被传输的光传递经过具有从1.7至2.5的标称放大率的放大透镜。取决于光源、样品室和检测器的配置，物镜镜头的性质可以变化。例如，主题物镜镜头的数值孔径也可以变化，范围从0.01至1.7，例如从0.05至1.6，例如从0.1至1.5，例如从0.2至1.4，例如从0.3至1.3，例如从0.4至1.2，例如从0.5至1.1并且包括范围从0.6至1.0的数值孔径。同样地，物镜镜头的焦距变化，范围从10mm至20mm，例如从10.5mm至19mm，例如从11mm至18mm并且包括从12mm至15mm。
在某些实施方案中，物镜镜头被耦合至用于把从流动通道发射的光聚焦至检测器上以进行检测的自动聚焦模块。例如，合适的用于聚焦从流动通道发射的光的自动聚焦模块可以包括但不限于在于1999年10月29日提交的美国专利第6,441,894号中描述的那些，其的公开内容通过引用并入本文。
本发明的公开内容的系统可以还包括一个或多个波长分离器。术语“波长分离器”被以其常规的意义使用，以指代被配置为把多色光分离为分量波长，使得每个波长可以被合适地检测的光学部件。主题系统中的合适的波长分离器的实例可以包括但不限于有色玻璃、带通滤波器、干涉滤光片、双色镜、衍射光栅、单色器和其的组合，以及其他的波长分离方案。取决于光源和正在被测定的样品，系统可以包括一个或多个波长分离器，例如两个或更多个，例如三个或更多个，例如四个或更多个，例如五个或更多个并且包括10个或更多个波长分离器。在一个实施例中，系统包括两个或更多个带通滤波器。在另一个实施例中，系统包括两个或更多个带通滤波器和一个衍射光栅。在又另一个实施例中，系统包括多个带通滤波器和一个单色器。在某些实施方案中，系统包括多个带通滤波器和被配置为滤光轮设置的衍射光栅。如果系统包括两个或更多个波长分离器，那么波长分离器可以被分别地或串联地利用以把多色光分离为分量波长。在某些实施方案中，波长分离器被串联地排列。在其他的实施方案中，波长分离器被分别地排列。
在某些实施方案中，系统包括一个或多个衍射光栅。感兴趣的衍射光栅可以包括但不限于透射、分散或反射衍射光栅。衍射光栅的合适的间距可以变化，范围从0.01μm至10μm，例如从0.025μm至7.5μm，例如从0.5μm至5μm，例如从0.75μm至4μm，例如从1μm至3.5μm并且包括从1.5μm至3.5μm。
在某些实施方案中，系统包括一个或多个滤光器。在某些情况下，系统包括具有范围从2nm至100nm的最小带宽的带通滤波器，例如从3nm至95nm，例如从5nm至95nm，例如从10nm至90nm，例如从12nm至85nm，例如从15nm至80nm并且包括具有范围从20nm至50nm的最小带宽的带通滤波器。
本发明的公开内容的系统还包括一个或多个检测器。合适的检测器的实例可以包括但不限于光学传感器或光电检测器，例如有源像素传感器(APS)、雪崩光电二极管、图像传感器、电荷耦合器件(CCD)、增强式电荷耦合器件(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热测量计、热电检测器、光敏电阻器、光伏电池、光电二极管、光电倍增管、光电晶体管、量子点光电导体或光电二极管和其的组合，以及其他的光电检测器。在某些实施方案中，从流动通道发射的光被使用电荷耦合器件(CCD)测量。如果发射的光被使用CCD测量，那么CCD的活动检测表面积可以变化，例如从0.01cm2至10cm2，例如从0.05cm2至9cm2，例如从，例如从0.1cm2至8cm2，例如从0.5cm2至7cm2并且包括从1cm2至5cm2。
在某些实施方案中，系统包括一个或多个用于捕获流动通道的图像的摄像机或摄像机传感器。适合于捕获流动的图像的摄像机包括但不限于电荷耦合器件(CCD)、半导体电荷耦合器件(CCD)、有源像素传感器(APS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或N型金属氧化物半导体(NMOS)图像传感器。
在本发明的公开内容的实施方案中，感兴趣的检测器被配置为，在一个或多个波长测量从流动通道发射的光，例如在2个或更多个波长，例如在5个或更多个不同的波长，例如在10个或更多个不同的波长，例如在25个或更多个不同的波长，例如在50个或更多个不同的波长，例如在100个或更多个不同的波长，例如在200个或更多个不同的波长，例如在300个或更多个不同的波长并且包括在400个或更多个不同的波长测量被传输经过样品室的光。
在实施方案中，检测器可以被配置为连续地或在离散的间隔中测量光。在某些情况下，感兴趣的检测器被配置为连续地测量光。在其它的情况下，感兴趣的检测器被配置为在离散的间隔中进行测量，例如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括每1000毫秒，或某个其他的间隔测量光。
在某些实施方案中，流动通道中的样品发射的光被使用成像系统测量，例如在美国专利第8,248,597号；第7,927,561号；第7,738,094号以及在共同待审的于2012年8月20日提交的美国专利申请第13/590,114号、于2013年11月13日提交的美国专利申请第61/903,804号和于2014年3月7日提交的美国专利申请第61/949,833号中描述的那些，其的公开内容通过引用并入本文。
在某些情况下，感兴趣的系统包括被集成入成像系统中的主题微流体性装置(如上文描述的)中的一个或多个。据此，在这些实施方案中，主题系统不被配置为接收在上文描述的微流体性装置，而是被配置为直接地接收流体样品，其后续地在样品的测定之后被除去。对于“除去”，其意指没有样品的量保持与主题系统接触，包括流动通道、样品施用地点、入口以及多孔基质中的任何。换句话说，当样品被除去时，样品的所有的痕量被从系统的部件清除。在某些实施方案中，系统可以还包括一个或多个用于清洁该集成的微流体性装置的洗涤装置。例如，洗涤装置可以包括具有或不具有喷雾喷嘴的用于递送洗涤缓冲剂以清洁微流体性装置的微导管。在某些实施方案中，这些系统包括用于一个或多个洗涤缓冲剂的储存的储液器。
试剂盒
本发明的方面还包括试剂盒，其中试剂盒包括一个或多个如本文描述的微流体性装置。在某些情况下，试剂盒可以包括一个或多个测定部件(例如，被标记的试剂、缓冲剂等等，例如上文描述的)。在某些情况下，试剂盒可以还包括样品收集装置，例如被配置为扎皮肤以获得全血样品的小刀或针、移液管等等，如期望的。试剂盒的各种测定部件可以在分离的容器中存在，或它们的某些或全部可以被预组合。例如，在某些情况下，试剂盒的一个或多个部件，例如微流体性装置，在密封的小袋例如无菌箔小袋或包封物中存在。
除了上文的部件之外，主题试剂盒可以还包括(在某些实施方案中)用于实践主题方法的使用说明。这些使用说明可以在主题试剂盒中以多种形式存在，其中的一种或多种可以在试剂盒中存在。这些使用说明可以存在的一种形式是作为在合适的介质或基质上的印刷的信息，例如，信息被印刷在其上的一张或几张纸，在试剂盒的包装中，在包装插入物中，和类似的。这些使用说明的又另一种形式是计算机可读介质，例如磁盘、光盘(CD)、便携式闪存驱动器，和类似的，信息已经被记录在其上。可以存在的这些使用说明的又另一种形式是可以被用于在远程地点通过国际互联网访问该信息的网站地址。
实用性
本发明的公开内容的方法、装置和试剂盒找到了在多种不同的应用中的用途，并且可以被用于确定是否分析物在来自多个可能的来源的多个不同的样品类型中存在。取决于应用和本文描述的方法的期望的输出，分析物可以以定性的方式(“存在”相对于“不存在”；“是，高于预确定的阈值”相对于“不，不高于预确定的阈值”；等等)或定量的方式被检测，例如，样品中的量(例如样品中的浓度)。许多不同的类型的分析物可以是感兴趣的分析物，包括但不限于：蛋白质(包括游离蛋白质和结合于结构例如细胞的表面的蛋白质二者)、核酸、病毒颗粒，和类似的。此外，样品可以来自体外或体内来源，并且样品可以是诊断样品。
在实践本发明的公开内容的方法时，样品可以被从体外来源(例如来自实验室生长的细胞培养物的抽出物)或从体内来源(例如哺乳动物受试者、人类受试者、研究动物等等)获得。在某些实施方案中，样品被从体外来源获得。体外来源包括但不限于，原核的(例如细菌的)细胞培养物、真核的(例如哺乳动物的、真菌的)细胞培养物(例如，确立细胞株的培养物、已知的或购买的细胞株的培养物、永生化细胞株的培养物、原始细胞的培养物、实验室酵母的培养物、等等)、组织培养物、柱色谱法洗脱剂、细胞溶解产物/抽出物(例如，含有蛋白质的溶解产物/抽出物、含有核酸的溶解产物/抽出物、等等)、病毒包装上清液，和类似的。在某些实施方案中，样品被从体内来源获得。体内来源包括活体多细胞生物并且可以获得诊断样品。
在某些实施方案中，分析物是诊断分析物。“诊断分析物”是来自已经来源于或被从活体多细胞生物例如哺乳动物获得以作出诊断的样品的分析物。换句话说，样品已经被获得以确定一个或多个疾病分析物的存在以诊断疾病或病症。据此，方法是诊断方法。当方法是“诊断方法”时，它们是诊断(即确定其的存在或不存在)活体生物例如哺乳动物(例如人类)中的疾病(例如恶心、糖尿病等等)或病症(例如怀孕)的方法。据此，本发明的公开内容的某些实施方案是被采用以确定是否活体受试者患有给定的疾病或病症(例如糖尿病)的方法。“诊断方法”还包括确定给定的疾病或病症的严重性或状态的方法。
在某些实施方案中，方法是确定是否分析物在诊断样品中存在的方法。据此，方法是评价在其中感兴趣的分析物可以或可以不存在的样品的方法。在某些情况下，是未知的是，是否分析物在进行测定之前在样品中存在。在其它的情况下，在进行测定之前，是未知的是，是否分析物以大于(超过)预确定的阈值量的量在样品中存在。在这样的情况下，方法是评价在其中感兴趣的分析物可以或可以不以大于(超过)预确定的阈值的量存在的样品的方法。
诊断样品包括从体内来源(例如哺乳动物受试者、人类受试者和类似的)获得的那些，并且可以包括从受试者的组织或细胞(例如，活组织检查、组织样品、全血、分次血液、毛发、皮肤，和类似的)获得的样品。在某些情况下，来源于受试者的细胞、流体或组织在评价之前被培养、储存或操纵并且这样的样品可以被认为是诊断样品，如果结果被用于确定活体生物中的疾病(例如恶心、糖尿病等等)或病症(例如怀孕)的存在、不存在、状态或严重性的话。
在某些情况下，诊断样品是组织样品(例如，全血、分次血液、血浆、血清、唾液，和类似的)或被从组织样品获得(例如，全血、分次血液、血浆、血清、唾液、皮肤、毛发，和类似的)。诊断样品的实例包括但不限于来源于受试者的细胞和组织培养物(和其的衍生物，例如上清液、溶解产物，和类似的)；组织样品和体液；非细胞样品(例如，柱洗脱剂；非细胞生物分子例如蛋白质、脂类、碳水化合物、核酸；合成反应混合物；核酸扩增反应混合物；体外生物化学或酶促反应或测定溶液；或其他的体外和体内反应的产物，等等)；等等。
主题方法可以使用来自多种不同的类型的受试者的样品。在某些实施方案中，样品来自在哺乳动物纲内的受试者，包括例如，目食肉目(例如，狗和猫)、啮齿目(例如，小鼠、豚鼠、和大鼠)、兔形目(例如，兔子)和灵长目(例如，人类、黑猩猩、和猴子)，和类似的。在某些实施方案中，动物或宿主即受试者是人类。
实验
以下的实施例以例证的方式并且不以限制的方式提供。该实施例仅为了例证性的目的提供，并且不意图以任何方式限制本发明的公开内容的范围。已经作出努力以确保关于所使用的数字(例如量、温度等等)的精确度，但是某些实验误差和偏离应当当然地被允许。
把手指采血量(5-50μL)的全血加载入本发明的毛细管装置的样品施用地点中(在图2A和2B中示出的)，在其处其被通过毛细力拉动入多孔元件中。多孔元件是多孔熔块和相关联的测定混合物。反应组合物是包含BSA、MES、D+海藻糖、EDTA、PVP和试剂混合物的被保藏的缓冲剂。以干重计的BSA:海藻糖:PVP比率是21:90:1。试剂混合物包含抗体-染料缀合物的集合，其是对于血液样品中的抗原CD14、CD4、CD45RA、和CD3专一性的。一旦被加载，那么把帽放置在样品施用地点上，密封样品施用地点和毛细管通道的换气出口。血液的毛细管流动行进经过多孔元件并且沿着通道，不受到帽将毛细管与外侧环境密封的阻止。流动可以在疏水接合部终结。当样品流动经过多孔元件并且沿着毛细管通道时，在多孔元件中存在的抗CD14、CD4、CD45RA、和CD3抗体以实质上恒定的速率溶解入血液样品中，从样品被施用的时间持续约2分钟。血液样品实质上不被阻止地并且未被过滤地流动经过多孔元件。血液样品中的特定的组分将结合于染料-抗体缀合物，使样品中的分析物的检测和定量成为可能。检测被使用LED实施以照亮透射性壁的区位于其处的插盒。通过使用具有CCD摄像机检测器和合适的滤波器的低倍显微镜穿过毛细管通道的光学透射性壁成像测量光学信号。穿过毛细管通道60的透射性壁50的图像的示意性的图解在图3A中示出。图像分析结果的示意性的图解(图3B)显示出，在处理之后，结合于细胞中的分析物的染料-抗体缀合物的信号分布可测量地高于样品流中的游离的缀合物。图像处理使背景信号70的减少成为可能以形成被染料-抗体缀合物标记的细胞的更清楚的图像并且确定对于CD14、CD4、CD45RA、CD3抗体测试阳性的细胞的数量。
虽然有所附的条目，在本文中提出的本公开内容还被以下的条目限定：
1.一种微流体性装置，包括：
样品施用地点；
与所述样品施用地点流体连通的流动通道；以及
被定位在所述样品施用地点和流动通道之间的多孔部件，其中所述多孔部件包含：
多孔基质；以及
测定试剂。
2.根据条目1所述的微流体性装置，其中相对于所述装置被配置以测定的样品，所述多孔基质被配置为是非过滤性的。
3.根据条目1或2所述的微流体性装置，其中所述多孔基质被配置为提供所述测定试剂与流动经过其的样品的混合。
4.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述多孔基质包含具有在1μm至200μm之间的直径的气孔。
5.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述多孔基质包含在1μL至25μL之间的孔隙体积。
6.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述孔隙体积在所述多孔基质的体积的25％至75％之间。
7.根据条目6所述的微流体性装置，其中所述孔隙体积在所述多孔基质的体积的40％至60％之间。
8.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述多孔基质是熔块。
9.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述多孔基质包括玻璃。
10.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述多孔基质包括多孔聚合物。
11.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述多孔部件还包括缓冲剂。
12.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述试剂包含对分析物专一性的结合成员。
13.根据条目12所述的微流体性装置，其中所述对分析物专一性的结合成员包含抗体或其的分析物结合片段。
14.根据条目12至13中任一项所述的微流体性装置，其中所述对分析物专一性的结合成员偶联至可探测标记物。
15.根据条目12至14中任一项所述的微流体性装置，其中所述对分析物专一性的结合成员专一性地结合于选自CD14、CD4、CD45RA、CD3或其的组合的目标。
16.根据条目14至15中任一项所述的微流体性装置，其中所述可探测标记物是光学地可探测的标记物。
17.根据条目16所述的微流体性装置，其中所述光学地可探测的标记物包括荧光染料。
18.根据条目17所述的微流体性装置，其中所述荧光染料包括选自由以下组成的组的化合物：罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白、其的缀合物或其的组合。
19.根据条目11至18中任一项所述的微流体性装置，其中所述缓冲剂包括牛血清白蛋白(BSA)、海藻糖、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或2-(N-吗啉代)乙磺酸或其的组合。
20.根据条目19所述的微流体性装置，其中所述缓冲剂包括BSA、海藻糖和PVP。
21.根据条目20所述的微流体性装置，其中所述缓冲剂中的BSA的量以重量计是在1％至50％之间。
22.根据条目20至21中任一项所述的微流体性装置，其中所述缓冲剂中的海藻糖的量以重量计是在1％至99％之间。
23.根据条目20至22中任一项所述的微流体性装置，其中所述缓冲剂中的PVP的量以重量计是在0.01％至10％之间。
24.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述测定混合物包含螯合剂。
25.根据条目24所述的微流体性装置，其中所述螯合剂选自由以下组成的组：乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二醇-双-(β-氨基乙醚)N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、2,3-二巯基丙-1-磺酸(DMPS)、和2,3-二巯基琥珀酸(DMSA)。
26.根据条目25所述的微流体性装置，其中所述螯合剂是EDTA。
27.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述流动通道包括光学透射性壁。
28.根据条目27所述的微流体性装置，其中所述流动通道的所述壁是对紫外光、可见光和近红外光中的一个或多个光学透射性的。
29.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述样品施用地点被配置为接收具有范围从5μL至2000μL的体积的样品。
30.根据前述条目中任一项所述的微流体性装置，其中所述装置被配置为是手持式。
31.一种方法，包括：
把样品与微流体性装置的样品施用地点接触，所述微流体性装置包括：
与所述样品施用地点流体连通的流动通道；以及
被定位在所述样品施用地点和流动通道之间的多孔部件，其中所述多孔部件包含多孔基质和测定试剂；
使用光源照亮在所述流动通道中的所述样品；以及
检测来自所述样品的光。
32.根据条目31所述的方法，其中所述样品通过把所述样品流动经过所述多孔基质与所述测定试剂混合。
33.根据条目31所述的方法，其中所述样品的与所述测定试剂的混合包括使用可探测标记物标记所述样品的一个或多个组分。
34.根据条目33所述的方法，其中标记包括把一个或多个组分偶联至对分析物专一性的结合成员。
35.根据条目34所述的方法，其中所述对分析物专一性的结合成员缀合至光学地可探测的标记物。
36.根据条目34至35中任一项所述的方法，其中所述对分析物专一性的结合成员是抗体或抗体片段。
37.根据条目36所述的方法，其中所述抗体或抗体片段专一性地结合于选自CD14、CD4、CD45RA、CD3或其的组合的目标。
38.根据条目35至37中任一项所述的方法，其中所述光学地可探测的标记物包括荧光染料。
39.根据条目38所述的方法，其中所述荧光染料包括选自由以下组成的组的化合物：罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白、其的缀合物或其的组合。
40.根据条目32至39中任一项所述的方法，其中所述样品的95％或更多经过所述多孔基质传递进入所述流动通道中。
41.根据条目32至40中任一项所述的方法，其中所述方法包括使用宽谱光源照亮所述样品。
42.根据条目41所述的方法，其中所述宽谱光源包括紫外光源和可见光源。
43.根据条目41至42中任一项所述的方法，其中所述方法包括使用具有在200nm至800nm之间的波长的光照亮所述样品。
44.根据条目31至43中任一项所述的方法，其中检测来自所述样品的光包括捕获在所述毛细管通道中的所述样品的图像。
45.根据条目31至44中任一项所述的方法，其中所述样品是生物流体。
46.根据条目45所述的方法，其中所述生物流体是全血。
47.根据条目45所述的方法，其中所述生物流体是血浆。
48.一种微流体性装置，包括：
样品施用地点；
与所述样品施用地点流体连通的流动通道；
被定位在所述样品施用地点和流动通道之间的多孔部件，其中所述多孔部件包含：
多孔基质；以及
测定试剂；以及
在所述微流体性装置中存在的一些生物样品。
49.根据条目48所述的微流体性装置，其中所述生物样品是全血。
50.根据条目49所述的微流体性装置，其中所述生物样品是血浆。
51.一种系统，包括：
光源；
用于检测一个或多个光的波长的光学检测器；以及
微流体性装置，包括：
样品施用地点；
与所述样品施用地点流体连通的流动通道；以及
被定位在所述样品施用地点和毛细管通道之间的多孔部件，其中所述多孔部件包含多孔基质和测定试剂。
52.一种试剂盒，包括：
微流体性装置，包括：
样品施用地点；
与所述样品施用地点流体连通的流动通道；以及
被定位在所述样品施用地点和流动通道之间的多孔部件，其中所述多孔部件包含多孔基质和测定试剂；以及
容纳所述装置的容器。
53.根据条目52所述的试剂盒，其中所述容器包括小袋。
54.一种用于分析样品的微流体性装置，包括与多孔元件和毛细管通道连通的样品施用地点，其中所述多孔元件包括测定混合物和多孔熔块；并且
其中所述熔块提供一系列的界定具有足以用于所述测定混合物和所述样品的所述混合的长度的曲折的流动路径的微通道并且其中所述微通道提供所述样品的实质上所有的组分的流动经过。
55.根据条目54所述的装置，其中所述多孔熔块具有在所述总熔块体积的40-60％之间的平均空隙容积。
56.根据条目54所述的装置，其中所述测定混合物包含试剂和缓冲剂组分的集合并且其中所述缓冲剂组分的集合提供所述试剂的在预确定的量的时间内的在所述样品中的实质上连续的溶解。
57.根据条目54所述的装置，其中所述缓冲剂组分的集合选自包括以下的组：牛血清白蛋白、海藻糖、和聚乙烯吡咯烷酮或其的任何组合。
58.根据条目54所述的装置，其中所述缓冲剂组分的集合包含牛血清白蛋白、海藻糖、和聚乙烯吡咯烷酮。
59.根据条目54所述的装置，其中所述缓冲剂组分的总重量是在0.01至2克每μl的所述多孔熔块中的熔块空隙容积之间。
60.根据条目54所述的装置，其中所述缓冲剂组分的集合包含2-(N-吗啉代)乙磺酸。
61.根据条目54所述的装置，其中所述测定混合物包含乙二胺四乙酸(EDTA)。
62.根据条目54所述的装置，其中所述试剂包含缀合至一个或多个可探测标记物的一个或多个抗体或抗体片段。
63.根据条目62所述的装置，其中所述抗体或抗体片段是对于选自CD14、CD4、CD45RA、CD3或其的任何组合的目标专一性的。
64.根据条目62所述的装置，其中所述可探测标记物是选自包括以下的组的荧光染料：罗丹明、香豆素、青色素、氧杂蒽、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻属叶绿素蛋白、其的缀合物，和其的组合。
65.根据条目54所述的装置，其中所述微通道具有在5至200微米之间的平均通孔直径。
66.根据条目54所述的装置，还包括样品。
67.根据条目66所述的装置，其中所述样品是血液。
68.根据条目66所述的装置，其中所述样品是血浆。
69.根据条目54所述的装置，还包括沿着所述毛细管通道的至少一个部分的光学透射性壁。
70.一种用于测定液体样品的方法，包括：
把液体样品施用至样品施用地点，其中所述样品施用地点与多孔元件和通道流体连通；把所述样品流动从所述样品施用地点经过所述多孔元件导向至所述通道，其中所述通道包括光学透射性壁并且其中所述多孔元件包括光学上活性的试剂和缓冲剂组分的集合；
把所述试剂溶解在所述样品中，其中所述试剂的所述溶解是在预确定的量的时间内实质上恒定的；
把所述样品和所述试剂在所述多孔元件中混合，其中所述多孔元件包括多孔熔块，所述多孔熔块提供一系列的界定具有足以用于所述样品和试剂的所述混合的长度的曲折的流动路径的微通道，并且其中所述混合提供所述试剂的向所述样品的结合；以及
穿过所述透射性壁光学地考察所述样品。
71.根据条目70所述的方法，其中所述样品通过毛细管作用力流动经过所述多孔元件和经过所述通道。
72.根据条目70所述的方法，其中所述预确定的量的时间是在5秒至5分钟之间。
73.根据条目72所述的方法，其中所述光学考察包括：穿过所述透射性壁获得所述样品的图像；
确定背景信号，其中所述背景信号相应于至少来自未结合的试剂的信号；以及
从所述图像减去背景信号，其中所述背景信号沿着所述透射性壁变化小于75％。
74.根据条目70所述的方法，其中所述微通道的平均直径是5-200微米。
75.根据条目70所述的方法，其中所述样品实质上不被过滤地流动经过所述多孔元件。
76.根据条目70所述的方法，其中所述样品是血液样品。
77.根据条目70所述的方法，其中所述光学上活性的试剂包含被荧光标记的抗体或抗体片段并且所述混合提供被荧光标记的样品的形成。
虽然上文的发明已经为了理解的清楚性的目的借助于图示和例子被较详细地描述，但是对于本领域的技术人员根据本公开内容的教导内容容易地明显的是，某些改变和修改可以被对其作出，而不偏离所附的权利要求的精神或范围。
据此，上文仅例证本发明的原理。将意识到，本领域的技术人员将能够设想各种虽然未在本文中明确地描述或示出但是体现本发明的原理并且被包括在其的精神和范围内的排列。此外，所有的在本文中叙述的例子和有条件的语言主要地意图辅助阅读者理解本发明的原理，而不限制于这样的特别地叙述的例子和条件。此外，在本文中所有的叙述本发明的原理、方面和实施方案以及其的具体实施例的声明意图涵盖其的结构的和功能的等效物二者。此外，意图的是，这样的等效物包括目前已知的等效物和在将来开发的等效物二者，即，任何所开发的进行相同的功能的要素，与结构无关。本发明的范围因此不意图被限于在本文中示出和描述的示例性的实施方案。而是，本发明的范围和精神被所附的权利要求体现。

Claims (12)

1.一种微流体性装置，包括：
样品施用地点；
与所述样品施用地点流体连通的流动通道；以及
被定位在所述样品施用地点和流动通道之间的多孔熔块，其中所述多孔熔块包含：
包含气孔的多孔基质，填充所述流动通道和所述施用地点之间的区域；以及
位于所述多孔基质的所述气孔内的未结合的干燥的测定试剂，
其中所述多孔基质具有足够的尺寸，以使所述未结合的干燥的测定试剂和样品充分混合，并且相对于所述装置被配置以测定的样品，所述多孔基质被配置为是非过滤性的，并且提供所述测定试剂与流动经过其的样品的均匀混合。
2.根据权利要求1所述的微流体性装置，其中所述多孔基质包含具有在1μm至200μm之间的直径的气孔。
3.根据权利要求1所述的微流体性装置，其中所述多孔基质包含在1μL至25μL之间的孔隙体积。
4.根据权利要求3所述的微流体性装置，其中所述孔隙体积在所述多孔基质的体积的25％至75％之间。
5.根据权利要求1所述的微流体性装置，其中所述多孔熔块还包含缓冲剂。
6.根据权利要求5所述的微流体性装置，其中所述缓冲剂包括牛血清白蛋白(BSA)、海藻糖、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或2-(N-吗啉代)乙磺酸或其的组合。
7.根据权利要求1所述的微流体性装置，其中所述试剂包含对分析物专一性的结合成员。
8.根据权利要求7所述的微流体性装置，其中所述对分析物专一性的结合成员偶联至可探测标记物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的微流体性装置，其中所述装置被配置为是手持式。
10.一种方法，包括：
使样品与权利要求1至9中任一项所述的微流体性装置的样品施用地点接触；
使用光源照亮在所述流动通道中的所述样品；以及
检测来自所述样品的光。
11.一种系统，包括：
光源；
用于检测一个或多个光的波长的光学检测器；以及
权利要求1至9中任一项所述的微流体性装置。
12.一种试剂盒，包括：
权利要求1至9中任一项所述的微流体性装置；以及
容纳所述装置的容器。
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陈雨振.POCT技术.《现代实验客观化诊断（下册）》.西安：西安地图出版社,2006,第371-372页. *

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