CN115769065A - 用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置 - Google Patents

用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115769065A
CN115769065A CN202180037905.4A CN202180037905A CN115769065A CN 115769065 A CN115769065 A CN 115769065A CN 202180037905 A CN202180037905 A CN 202180037905A CN 115769065 A CN115769065 A CN 115769065A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biological fluid
fluid sample
reaction chamber
marker
cartridge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180037905.4A
Other languages
English (en)
Inventor
F·卡图齐安特拉尼·莫哈达姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lazis Co ltd
Original Assignee
Lazis Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lazis Co ltd filed Critical Lazis Co ltd
Publication of CN115769065A publication Critical patent/CN115769065A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/66Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
    • G01N21/69Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence specially adapted for fluids, e.g. molten metal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502761Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76Chemiluminescence; Bioluminescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G01N33/5438Electrodes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54386Analytical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/582Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with fluorescent label
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645Electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/069Absorbents; Gels to retain a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/16Surface properties and coatings
    • B01L2300/161Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N2021/7769Measurement method of reaction-produced change in sensor
    • G01N2021/7786Fluorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/02Mechanical
    • G01N2201/022Casings
    • G01N2201/0221Portable; cableless; compact; hand-held

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置(1),该标记物例如为肌钙蛋白I。该装置(1)包括适于接收生物流体样本并包括至少一种反应剂的药盒(100),所述反应剂被配置为与标记物结合,限定电化学发光溶液。药盒(100)与电极单元(101)连接,电极单元(101)被配置为向电化学发光溶液提供电能以触发电化学发光溶液的电化学发光反应,产生代表生物流体样本中标记物浓度值的光信号。该装置(1)还包括分析仪(200),该分析仪可连接到药盒(100)并被配置为接收光信号和分析光信号的至少一种性质,以便量化生物流体中标记物的浓度。

Description

用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携 式装置
技术领域
本发明涉及涉及一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置。
特别地,本发明涉及一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物浓度的高灵敏度便携式装置,其能够检测和确定标记物的浓度高达0.01ng/L。
这种装置特别适用于医疗和个人护理领域,用于量化用户血液或血浆样本中的如肌钙蛋白I(ITROPONIN I)标记物的浓度。
背景技术
众所周知,心血管疾病尤其是急性冠状动脉综合征是最常见的疾病之一,目前占西方世界所有死亡人数的一半左右。与心血管疾病相关的疾病每年使欧盟损失约1920亿欧元,对医疗资源造成了巨大的财务负担。
急性冠状动脉综合征最危险的形式之一是心肌梗塞,其定义为心肌细胞在长期缺血后坏死。由于心肌梗塞会对心脏造成不可逆的损害,因此必须尽可能快速且有效地诊断出疑似患有此类疾病的患者。
为此,需要进行各种测试,例如心电图和对患者血液中特定生物标记物的测量。
然而,对于与急性冠状动脉综合征相关的住院治疗,高达50%的患者显示被认为是正常的或包含不明确的信息的EKG读数。因此,评估心脏病标记物(以下称为心脏标记物)浓度的变化是目前最准确的可以让医生对患者的适当治疗做出知情决定的信息来源。
国际公认的心脏标记物诊断指南建议从血液样本中的5ng/L开始检测血液中的肌钙蛋白I浓度,并建议报告结果的响应时间少于60分钟。换言之,对患者进行的检测报告必须在患者入院后60分钟内可获得。
然而,这种在响应时间方面的指导已被证明是有困难的,因为只有不到25%的医院成功实现了上述目标。
由此可见,一般而言,患者必须等待超过60分钟才能获得足够的医疗保健治疗,使得患者的健康处于危险之中。
此外,患者在医疗机构内等待,除了对该患者带来风险和不愉快外,还涉及更多的一系列不便之处,例如可能填满医疗机构中的特定空间,或因患者长期住院而产生的经济负担。
因此,该领域的一个强烈需求是能够快速测量标记物的浓度,尤其是心脏标记物的浓度,以便能够有效地开始医疗保健治疗。
为了满足这一需求,一些即时(POCT)设备已经上市,用于识别和确定心脏标记物的浓度。
“即时设备”这一表述是指所有允许在患者附近和/或在提供特定医疗保健的地方进行检验的设备,且同时允许迅速提供结果。
换言之,此类设备允许患者在医生办公室、救护车、家中或医院进行检验,并允许医护人员快速获得结果。
因此,即时检验(Point-of-Care Testing)是目前用于正确且有效地分散诊断的最适合的组织解决方法,由分析实验室持续控制分析质量。
目前市场上有几种用于诊断心肌梗塞的即时设备,这些设备通过确定心脏标记物(例如肌钙蛋白I)的浓度来运作。
这种用于检测和量化肌钙蛋白I的设备基于不同的分析技术。
例如,基于电化学技术、基于荧光光谱的检测技术或基于红外光谱(FTIR)的检测技术的设备是已知的。
然而,此类设备具有一系列缺点,使得其使用效率仍然没有很高效。
首先,没有一种设备能够遵从心脏标记物诊断指南中的建议,因为此类设备在血液样本中的肌钙蛋白I的检测范围为不低于20ng/L,即几乎是既定值的五倍。
此类装置的另一个缺点与正常分析操作所需的大量生物样本(>100μL)和/或需要预处理生物样本(例如从血液样本中分离血浆或血清)有关。
另一个缺点是设备的成本,这使得这些设备的购买令人望而却步。
这些因素使得这些设备只能由医疗保健专业人员使用。
发明内容
在这种情况下,本发明的技术任务是提出一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,其克服了上述现有技术的缺陷。
特别地,本发明的一个目的是提供一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,该装置可以符合指南推荐的关于检测灵敏度和精确度的标准。
本发明的另一个目的是提供一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,该装置甚至可以由不熟练的人员和/或患者自己轻松地使用。
本发明的另一个目的是提供一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,该装置能够快速提供结果。
本发明的另一个目的是提供一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,该装置精确且可靠。
本发明的另一个目的是提供一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,该装置需要少量生物样本进行正确操作。
本发明的另一个目的是提供一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,该装置可以容易且舒适地携带,尤其是由用户自己携带。
本发明的另一个目的是提供一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,该装置在市场上很容易买到,而且成本低。
详述的技术任务和目的基本上通过一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置来实现,该装置易于使用,包括在一项或多项所附权利要求中阐述的技术特征。
特别地,详述的技术任务和目的基本上通过用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物(例如肌钙蛋白I)的浓度的便携式装置来实现,该装置包括适于接收生物流体样本的药盒,并且包括至少一种反应剂,被配置为与标记物结合,限定电化学发光溶液。药盒优选地联接到电极单元,该电极单元被配置为向电化学发光溶液提供电能以触发电化学发光溶液的电化学发光反应,产生代表生物流体样本中标记物浓度值的光信号。该装置还包括分析仪,该分析仪可连接到药盒并被配置为接收光信号和分析光信号的至少一种性质,以便量化生物流体中标记物的浓度。
附图说明
本发明的进一步特征将通过以下对如附图所示的这种装置的优选但非排他性的实施例的指示性且因此非限制性的描述变得更加明显,其中:
图1A和图1B分别显示了根据本发明的用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置的药盒的实施例的立体图和俯视图;
图2显示了图1中药盒的剖面示意图;和
图3示出了根据本发明的用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置的分析仪的实施例图,在药盒连接到分析仪的使用配置期间。
具体实施方式
参考附图,附图标记1通常表示用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物浓度的便携式装置。
在本说明书中,“生物流体样本”这一表述意指从受试者中取样或可以取样的人体生物材料,基本上呈液体形式。
优选地,“生物流体样本”这一表述是指血液或血浆样本。
根据装置1的优选实施例,该装置可用于检测和量化血液或血浆中标记物肌钙蛋白I的浓度。
然而,根据不排除在本专利申请范围之外的替代实施例,这种装置1可以有利地用于检测和量化生物流体样本例如血液、血浆、唾液和尿液中的通用标记物的浓度。
例如,这种装置可以用作血清学测试,用于检测和量化由于存在属于冠状病毒家族的病毒而感染的情况下产生的抗体。
基本上,装置1包括药盒100和分析仪200。
药盒100被配置为接收生物流体样本并且包括至少一种被配置为与标记物结合的反应剂,反应剂限定电化学发光溶液。
在本说明书中,术语“结合”意指键的形成,优选地为具有化学性质的键,该键将至少一种反应剂与标记物保持在一起。
图1A、图1B和图2显示了药盒100的示例性的和非限制性的实施例。
在这样的实施例中,药盒100具有基本上平行六面体的形状。
药盒100由刚性材料制成,优选地由聚合物材料制成,甚至更优选地由聚酯纤维制成。
根据本发明的一个方面,药盒100的长度在4cm至8cm之间,优选地为6cm,宽度在1.5cm至2.5cm之间,优选地为2cm,并且厚度在0.6cm至1.5cm之间,优选地为0.8cm。
有利地,药盒100的尺寸减小允许用户舒适地随身携带一个或多个药盒100。
此外,有利地,这样的尺寸允许用户能够在有限的空间中(例如患者的家中)储存多个药盒100,以便在需要的情况下始终有药盒100供应。
药盒100可以包括用于接收生物流体样本的腔室102,该腔室优选地具有锥形或截头圆锥形状,适于收集生物流体样本。
接收腔室102还可以包括未示出的采样元件,其被配置为在与用户接触时实现从用户提取生物流体样本。例如,采样元件可以包括手指针刺装置或采血装置。
可替代地,接收腔室102可以被配置为通过已知的替代仪器(例如转移移液管或任何等效仪器)来接收生物流体样本。
药盒100可以包括第一反应室和第二反应室,在图中用相应的附图标记103和104表示。
第一反应室103布置成与接收腔室102流体连通并且包括第一反应剂,该第一反应剂被配置为与生物流体样本的标记物结合。
优选地,这样的第一反应剂可以是被配置为与肌钙蛋白I结合的二级抗体。
根据第一实施例,第一反应室103包括微流体通道103a,其置于接收腔室102与第二反应室104之间,并且被配置用于将生物流体样本从接收腔室102输送到第二反应室104。
根据这样的实施例,第一反应室103也至少部分地与接收腔室102重合。
优选地,第一反应剂被施加到接收腔室102的底壁并且被配置为当与生物流体样本接触时从底壁分离。
换言之,生物流体样本被接收在接收腔室102中,在接收腔室102中生物流体样本与施加到接收腔室102的底部的第一反应剂接触,该第一反应剂结合到标记物上并使其自身从底壁分离并限定前文所述的电化学发光溶液。
还可以存在化学和/或物理屏障105,该化学和/或物理屏障105插设在接收腔室102与第二反应室104之间,被配置为从屏障105与生物流体样本之间第一次接触起的一段时间之后破裂开,以便减慢生物流体样本从接收腔室102到第二反应室104的移动。优选地,这样的时间段在2分钟至10分钟之间。甚至更优选地,该时间段为5分钟。
这种屏障105优选地可操作地布置在微流体通道103a之前。
有利地,凭借这样的屏障105,在生物流体样本通过微流体通道103a到达第二反应室104之前,第一反应剂有时间与标记物结合。
根据另一实施例,第一反应剂优选地至少施加在微流体通道103a的壁上,并且被配置为当与生物流体样本接触时从壁上分离。
此外,在这样的实施例中,屏障105可操作地布置在微流体通道103a和第二反应室104之间的接合部分中。换言之,屏障105可操作地布置在微流体通道103a的连接并且面向第二反应室104的端部附近。
这样的微流体通道103a可以具有圆形、正方形或矩形截面,并且具有值在40μm至500μm之间的宽度,优选地宽度为80μm。
有利地,微流体通道103a的尺寸基本上通过毛细作用引起生物流体样本的运动。
由此可见,生物流体样本在微流体通道103a内的移动足够慢以允许第一反应剂与生物流体样本本身的最佳混合,从而限定前文所述的电化学发光溶液。
换言之,在功能上,来自接收腔室102的生物流体样本通过毛细作用进入微流体通道103a内,在微流体通道103a处生物流体样本与第一反应剂接触,第一反应剂结合到标记物并使第一反应剂自身从微流体通道的壁上分离,并限定前文所述的电化学发光溶液。
根据另一个实施例,第一反应剂可以施加在微流体通道103a的壁上和接收腔室102的底壁上。
第二反应室104被设置为与第一反应室103流体连通,包括有第二反应剂,第二反应剂被配置为也与生物流体样本标记物结合。
优选地,这样的第一反应剂可以是被配置为与肌钙蛋白I结合的一级抗体。
有利地,第一反应剂和第二反应剂是稳定且无毒的。
药盒100还包括电极单元101。
这样的电极单元101优选地插设在第二反应室104中。
甚至更优选地,电极单元101可操作地布置在第二反应室104的底部104b中。
换言之,第二反应室104与电极单元101一起限定电化学电池。
电极单元101被配置为向电化学发光溶液提供电能以触发电化学发光溶液的电化学发光反应,该反应能够产生代表生物流体样本中标记物浓度的光信号。
优选地,药盒100因此是一次性的。
在结构上,电极单元101可以包括工作电极、参比电极和辅助电极。
优选地,将第二反应剂施加到工作电极。
在功能层面上,电极单元101优选地被配置为在不同点之间产生电位差,尤其是在工作电极与参比电极之间产生电位差,从而在第二反应室104中引起化学反应。
有利地,通过使用三电极单元101来激活电化学发光反应,可以精确地控制该反应。
换言之,通过电极单元101提供的能量,在第二反应室104内部发生电化学发光反应。
根据进一步的结构方面,工作电极可以由玻璃碳或金或铂制成,参比电极可以由银或氯化银制成,而辅助电极可以由玻璃碳或金或铂制成。
药盒100可以进一步地包括洗涤室106,洗涤室106布置成与第二反应室104流体连通并且包括吸收元件106a,该吸收元件106a被配置为从第二反应室104吸收和去除电化学发光溶液的过量部分。
由此,凭借这样的洗涤室106,可以使电化学发光反应所需的电化学发光溶液的用量标准化。
过量部分可以是生物流体样本的过量部分和/或第一反应剂的未与标记物结合的部分和/或第二反应剂的未与标记物结合的部分。
优选地,洗涤室106吸收未结合到电极单元的电化学发光溶液组分。
优选地,洗涤室106关于第二反应室104可操作地布置在与第一容纳室103相对的位置。
换言之,第二反应室104介于洗涤室106和第一反应室103之间。
优选地,吸收元件106a由亲水材料制成。
甚至更优选地,吸收元件106a由二乙酸纤维素制成。
电极单元101由供电发生器供电。
在这方面,药盒101可以包括连接器107,优选热插拔类型的标准化连接器,甚至更优选USB连接器,其被配置用于与电源的可逆联接。
换言之,这样的连接器107充当电极单元101的发生器。
这样的连接器107可以应用于任何适合提供电能的兼容接口。
优选地,连接器107可以直接应用于分析仪200的接收部分201,如将在本说明书的下文中看到的那样。换言之,在这样的实施例中,连接器107被配置为当药盒连接到分析仪200时激活电极单元101。
如附图所示,第二反应室104包括覆盖元件104a,该覆盖元件104a对电化学发光反应产生的电磁辐射是透明的,从而允许分析仪200接收光信号。
在本说明书中,“对电磁辐射透明”的这一表述是指覆盖元件104a允许由电化学发光反应产生的光信号通过。
所述覆盖元件104a可操作地布置在相对于第二反应室104与电极单元101相对的位置。
换言之,第二反应室104的底部至少部分地由可操作地布置在底部部分104b中的电极单元101界定,并且在顶部由覆盖元件104a界定。
有利地,这样的覆盖元件104a具有保护第二反应室104和允许光信号的电磁辐射到达分析仪200的双重功能,该分析仪200在使用中可操作地布置在能够接收光信号的位置。
特别地,分析仪200可连接或者连接到药盒100以接收光信号和分析光信号的至少一种性质,以便量化生物流体中标记物的浓度值。
有利地,电化学发光技术允许最佳地分析多种生物样本,例如血液、血浆、血清、唾液、尿液和细胞上清液。
此外,这种系统的灵敏度和精确度非常高,可以检测和测定达0.01ng/L的标记物浓度。
根据一个优选实施例,通过图3中的非限制性示例示出,分析仪200可以包括光学传感器202,当药盒100连接到分析仪200时,该光学传感器202布置在覆盖元件104a上方,且在覆盖元件104a的方向上定向。
光学传感器202配置成测量电化学发光反应发出的光信号的光强度值。
分析仪200可以包括由光学传感器捕获的光信号的转换器,以将模拟性质的光信号转换成数字信号。
分析仪200还包括控制单元“U”,该控制单元“U”连接到光学传感器202,并且被配置为根据由光学传感器202测量的光强度值来确定标记物的浓度,以及生成代表所述生物流体样本中所述标记物浓度的信息内容。
优选地,通过分析来自光学传感器202的光信号,控制单元“U”根据光信号本身的光强度来确定标记物存在的量化。
在功能上,至少一种反应剂与标记物结合,产生由电极单元101激活的电化学发光溶液。生物流体样本中存在的标记物越多,电化学发光溶液发射的光子就越多。因此,由于标记物的浓度与电化学发光溶液成比例,并因此与光信号的强度成比例,所以通过测量由电化学发光溶液发射的光信号的性质,分析仪200将能够确定标记物的浓度。
分析仪200还可包括视频和/或音频发射系统203,该视频和/或音频发射系统203连接到控制单元“U”以接收信息内容,并且被配置为发出与信息内容对应的视觉和/或听觉信号,以便用户可以接收到所做测量的视觉/听觉反馈。
例如,视频和/或音频发射系统203可以包括显示器(优选地为数字显示器)和至少一个扬声器中的至少一种。
根据本发明的一个方面,分析仪200还可以包括通信系统,该通信系统被配置为将信息内容发送到外部接收单元。
例如,分析仪200可以包括用于远程通信的无线通信系统。
例如,如果装置1应用于在救护车运送过程中的患者身上,测试结果可以直接发送到患者要送往的医疗机构,以使患者可以立即接受特定的治疗。
此外,在装置1在家中使用的情况下,该装置会将测试结果发送到设备用户正在接受治疗的医疗保健机构。
分析仪200可以具有紧凑的尺寸,从而可以由用户携带。
根据另一方面,分析仪200可以由可连接到电网的电源供电和/或具有其支持电池和/或具有可充电电池。
根据另一方面,装置1可以包括可逆地连接到分析仪200的多个药盒100(一组或一套),每个药盒100包括被配置为结合到相应标记物的相应反应剂。
有利地,这样的装置1由此可以用于检测和确定多个标记物的浓度。
有利地,根据一个实施例,装置1可以用于检测识别属于冠状病毒家族的病毒存在的标记物。
有利地,根据一个实施例,装置1可用于检测抗体,该抗体由于属于冠状病毒家族的病毒的存在而在感染后产生。
例如,装置1可以有利地用于检测和量化生物流体样本中存在的由于冠状病毒2引起严重急性呼吸综合征的病毒载量。
本发明实现了所建议的目的,克服了现有技术中报道的缺点。
有利地,用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物浓度的便携式装置1甚至可以由不熟练的人员和/或用户自己容易地使用。
这样的结果是通过决定了其直观用法的药盒100结构,以及通过以完全自动化方式操作并且还允许向用户提供快速反馈的分析仪200来实现的。
有利地,事实上,用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物浓度的便携式装置1能够通过少量生物流体样本快速、精确地提供结果。
这样的结果是通过药盒100和分析仪200的技术特征实现的,药盒100的技术特征允许在几分钟内触发化学发光反应并使用少量生物流体样本,分析仪200的技术特征允许通过利用电化学发光反应进行非常快速和精确的分析。
实现的另一个目的是提供一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置,该装置可以容易且舒适地携带,尤其是由用户自己携带。这种结果是通过小尺寸的药盒100和分析仪200实现的。

Claims (14)

1.一种用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置(1),所述标记物例如为肌钙蛋白I,所述装置包括:
-药盒(100),所述药盒(100)适于接收所述生物流体样本并包括至少一种反应剂,所述至少一种反应剂被配置为与所述标记物结合以限定电化学发光溶液;所述药盒(100)包括电极单元(101),所述电极单元(101)被配置为向所述电化学发光溶液提供电能以触发所述电化学发光溶液的电化学发光反应,产生代表所述生物流体样本中所述标记物的浓度值的光信号;
-分析仪(200),所述分析仪(200)连接或可连接到所述药盒(100)并且被配置为接收所述光信号并分析所述光信号的至少一种性质,以便量化所述生物流体中的所述标记物的浓度。
2.根据权利要求1所述的装置(1),其中,所述药盒(100)包括:
-腔室(102),所述腔室(102)用于接收所述生物流体样本,优选地具有锥形或截头圆锥形状,适于收集所述生物流体样本;
-第一反应室(103),所述第一反应室(103)布置成与所述接收腔室(102)流体连通并且包括被配置为与所述生物流体样本的所述标记物结合的第一反应剂;
-第二反应室(104),所述第二反应室(104)布置成与所述第一反应室(103)流体连通,所述反应室(103)介于所述接收腔室(102)与所述第二反应室(104)之间,并且包括被配置为与所述生物流体样本的所述标记物结合的第二反应剂;所述第二反应室(104)包括覆盖元件(104a),所述覆盖元件(104a)对由所述电化学发光反应产生的电磁辐射是透明的,以允许所述分析仪(200)接收电磁辐射。
3.根据权利要求2所述的装置(1),其中,所述电极单元(101)可操作地布置在所述第二反应室(104)的底部(104b)中,所述电极单元(101)优选地是三电极类型的电池并且被配置为在三个电极中的两个之间产生电位差。
4.根据权利要求2或3所述的装置(1),其中,所述第一反应室(103)包括微流体通道(103a),所述微流体通道(103a)介于所述接收腔室(102)与所述第二反应室(104)之间,所述微流体通道(103a)被配置用于将所述生物流体样本从所述接收腔室(102)输送到所述第二反应室(104);优选地,所述第一反应剂至少施加在所述微流体通道(103a)的壁上,并且被配置为当与所述生物流体样本接触时从所述壁分离。
5.根据前述权利要求2至4中任一项所述的装置(1),其中,所述第一反应室(103)至少部分地与所述接收腔室(102)重合;优选地,所述第一反应剂被施加到所述接收腔室(102)的底壁,并且被配置为当与所述生物流体样本接触时从所述底壁分离。
6.根据前述权利要求2至5中任一项所述的装置(1),其中,所述药盒(100)包括化学和/或物理屏障(105),所述化学和/或物理屏障(105)介于所述接收腔室(102)与所述第二反应室(104)之间,所述化学和/或物理屏障(105)被配置为从所述屏障(105)与所述生物流体样本第一次接触起的一时间段后破裂开,以便减慢所述生物流体样本从所述接收腔室(102)到所述第二反应室(104)的移动;优选地,所述时间段在2分钟至10分钟之间,甚至更优选地,所述时间段为5分钟。
7.根据前述权利要求2至6中任一项所述的装置(1),其中,所述药盒(100)包括洗涤室(106),所述洗涤室(106)布置成与所述第二反应室(104)流体连通并且包括吸收元件(106a),所述吸收元件(106a)被配置为从所述第二反应室(104)吸收和去除所述电化学发光溶液的过量部分;所述电化学发光溶液的所述过量部分是所述生物流体样本的过量部分和/或所述第一反应剂的未与所述标记物结合的部分和/或所述第二反应剂的未与所述标记物结合的部分;优选地,所述吸收元件(106a)由亲水材料制成,甚至更优选地,所述吸收元件(106a)由二乙酸纤维素制成。
8.根据前述权利要求2至7中任一项所述的装置(1),其中,所述药盒(100)包括连接器(107),优选地为热插拔类型的标准连接器,甚至更优选地为USB连接器,所述连接器(107)被配置用于与所述分析仪(200)的相应接收部分(201)可逆联接;所述连接器(107)被配置为当所述药盒(100)连接到所述分析仪(200)时激活所述电极单元(101)。
9.根据前述权利要求2至8中任一项所述的装置(1),其中,所述分析仪(200)包括:
-光学传感器(202),所述光学传感器(202)布置在所述覆盖元件(104a)上方,并且当所述药盒(100)连接到所述分析仪(200)时所述光学仪器(202)在所述覆盖元件(104a)的方向上定向,所述光学仪器(202)被配置为测量所述电化学发光反应发出的光信号的光强度值;
-控制单元(U),所述控制单元(U)连接到所述光学传感器(202),并且被配置为根据由所述光学传感器(202)测量的光强度值确定所述标记物的浓度;所述控制单元(U)还被配置为生成代表所述生物流体样本中所述标记物的浓度的信息内容;和
-视频和/或音频发射系统(203),所述视频和/或音频发射系统(203)连接到所述控制单元(U)以接收所述信息内容并被配置为发射对应于所述信息内容的视觉和/或听觉信号。
10.根据权利要求9所述的装置(1),其中,所述分析仪(200)包括被配置为将所述信息内容发送到外部接收单元的通信系统。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1),其中,所述电极单元(101)包括工作电极、参比电极和辅助电极;所述工作电极优选由玻璃碳或金或铂制成;所述参比电极优选由银或氯化银制成;所述辅助电极优选地由玻璃碳或金或铂制成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1),其中,所述接收腔室(102)包括采样元件,所述采样元件被配置为当与用户接触时执行从用户提取所述生物流体样本,优选地,所述采样元件包括手指针刺装置或采血装置。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置,包括多个可逆地可连接到所述分析仪(200)的药盒(100),每个药盒包括被配置为与相应标记物结合的相应反应剂。
14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置用于检测识别属于冠状病毒家族的病毒存在的标记物的用途。
CN202180037905.4A 2020-11-11 2021-05-12 用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置 Pending CN115769065A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT202000026924 2020-11-11
IT102020000026924 2020-11-11
PCT/IB2021/054032 WO2022101686A1 (en) 2020-11-11 2021-05-12 Portable device for detecting and quantifying a concentration of a marker present in a sample of biological fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115769065A true CN115769065A (zh) 2023-03-07

Family

ID=74347590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180037905.4A Pending CN115769065A (zh) 2020-11-11 2021-05-12 用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230143974A1 (zh)
EP (1) EP4244604A1 (zh)
CN (1) CN115769065A (zh)
WO (1) WO2022101686A1 (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6207369B1 (en) * 1995-03-10 2001-03-27 Meso Scale Technologies, Llc Multi-array, multi-specific electrochemiluminescence testing
AU2003302263A1 (en) * 2002-12-26 2004-07-29 Meso Scale Technologies, Llc. Assay cartridges and methods of using the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022101686A1 (en) 2022-05-19
EP4244604A1 (en) 2023-09-20
US20230143974A1 (en) 2023-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2323764B1 (en) Apparatus for effecting chemical assays
EP0451981A2 (en) Disposable reagent unit
KR101647106B1 (ko) 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스
WO2004078233A3 (en) Cartridge having an integrated collection element for point of care system
JP2007271640A (ja) 血液サンプルの凝固時間を測定するためのキット
WO2004078232A3 (en) Collection device adapted to accept cartridge for point of care system
KR20130038342A (ko) 최대 절전 모드를 갖는 핸드헬드 검사 측정기
US20190170727A1 (en) Electronic single use chemical diagnostics device
CN102066914B (zh) 用于检测临床测定中的错误样品采集的自动化方法和设备
KR20160061375A (ko) 통합형 배터리를 가진 분석 검사 스트립
CA2493875C (en) Sampling device for liquid samples
CN104407127B (zh) 一种干式体液分析仪及其分析方法
WO2019030338A1 (en) ACCURATE DETECTION OF PHYSIOLOGICAL SUBSTANCE IN BLOOD
US20120034708A1 (en) Sample Carrier for Effecting Chemical Assays
JP2010217074A (ja) 免疫定量測定システム
CN115769065A (zh) 用于检测和量化生物流体样本中存在的标记物的浓度的便携式装置
US20230168253A1 (en) System and method for testing biological samples
US11740181B2 (en) Preparation device, diagnostic apparatus, diagnostic kit and diagnostic system
JP2010032447A (ja) 免疫クロマトグラフィー測定装置
JP5681647B2 (ja) 生体成分の測定方法及びその装置並びに生体成分の検査システム
CN207148123U (zh) 一种基于智能手机的免疫荧光分析仪
KR20190052240A (ko) 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정기 및 측정 스트립
US20030077205A1 (en) Diagnostic test optical fiber tips
CN220603363U (zh) 一种便携式交流阻抗分析仪、系统以及电化学传感器
JP2011007717A (ja) 測定デバイス及び測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination