CN115885164A - 使用分离结构和孔结构的多重测定 - Google Patents
使用分离结构和孔结构的多重测定 Download PDFInfo
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Abstract
一种多重测定装置，包括：第一板上的分离结构；以及所述第一板的表面上的样品接触区域。还公开了用于制造多重测定的方法，包括：将试剂制成非液体试剂颗粒；在Q卡两板样品卡的板的样品接触区域上开孔；以及将所述非液体试剂颗粒中的一种或多种滴入至少一个孔中。
Description
相关申请案的交叉引用
本申请要求于2019年12月20日提交的美国临时专利申请第62/951,999号和于2019年12月20日提交的美国临时专利申请第62/952,173号的优先权权益，其内容被依赖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。
背景技术
本申请涉及在测定中分离液体的装置和方法，以及在测定和多重测定中使用孔结构。
发明内容
在一个或多个实施例中，本发明提供例如：
一种多重测定装置，包括：
分离结构，其选自例如板上的沟槽或亲水条带；以及
样品接触区域，
其中所述分离结构的至少一部分未被所述样品接触区域覆盖。
一种用于液体样品收集和液体样品分析的装置，包含：
基板，其：在样品图像区的至少一部分中具有至少一个孔区域，
与所述基板相对的盖板，所述盖板覆盖所述基板上的所述孔区域的至少一部分和所述样品图像区域的至少一部分；
一个孔内至少一种试剂；
其中所述相对的基板和所述盖板限定内腔。
一种用于制造多重测定的方法，包含：
将试剂制成非液体试剂颗粒；
在Q卡两板样品卡的板的样品接触区域上开孔；以及
将一种或多种所述非液体试剂颗粒滴入至少一个孔中。
附图说明
下面描述的附图仅用于说明目的。在一些图中，附图是按比例的，而在其他图中不是按比例的。为了清楚起见，一些元件在图中示出时被放大。这些附图并非旨在限制本公开的范围。附图有助于理解本发明的实施例或实施例的方面。
图1是具有分离结构的示例性装置：(a)示出了具有两个板和其中一个板上有分离结构(沟槽)的装置；(b)示出了两个板之间的样品的倾斜视图，其由其中一个板上的沟槽分开；和(c)示出了在两个板之间具有样品的装置的横截面视图，其由其中一个板上的分离结构分开，其中在该示例中分离结构是板-2上的沟槽。
图2是具有分离涂层的示例性装置：(a)示出了具有两个板和其中一个板上有分离涂层(例如，疏水表面)的装置的透视图；(b)示出了两个板之间的样品的透视图，其由其中一个板上的分离涂层分离；和(c)示出了(b)的装置的横截面视图，其中样品在两个板之间，其由其中一个板上的疏水分离涂层分离。
图3示出了具有分离结构的示例性装置；(a)示出了其中一个板上具有分离结构的装置的俯视图；以及(b)示出了在添加样品并用第二板闭合之后的装置的俯视图。样品自分离到分离区域。
图4示出了在实际实验中使用的具有分离结构的示例性装置：(a)示出了具有两个板和底板上具有线沟槽分离结构的装置(左)，以及闭合后液体被该结构分成两部分(右)；(b)示出了具有两个板和底板上具有交叉线沟槽分离结构的装置(左)，以及闭合后液体被该结构分成四部分(右)；(c)示出了具有两个板和底板上具有十字线沟槽分离结构的装置(左)，以及闭合后液体被该结构分成九部分(右)；以及(d)示出了具有两个板和底板上具有三个闭合正方形沟槽分离结构的装置(左)，以及闭合后液体被该结构分离成三个分离正方形(右)。
图5示出了在实际实验中使用的具有分离涂层的示例性装置。这些装置可以在其中一个板上具有分离涂层如线条、横条和分离条。在用第二板闭合之后，液体被表面上的分离涂层分离。
图6示出了具有3个孔结构和用于多重测定的3种试剂的示例性装置：(a)示出了其上具有3个孔的板；(b)示出了滴入3个孔的3种试剂；以及(c)示出了具有3个孔结构的板的横截面视图，其3个孔中的每一个中具有用于多重测定的3种试剂。
图7示出了具有孔结构的示例性装置：(a)示出了具有两个板和其中一个板上具有孔结构的装置。样品被添加到两个板之间的孔结构上；以及(b)示出了在两个板之间的板-2的孔结构内部具有样品的装置的横截面视图。
图8示出了具有孔结构和间隔件的示例性装置：(a)示出了具有两个板、其中一个板上具有孔结构和间隔件的装置，并且样品被添加到所述两个板之间所述孔结构之上或之中；(b)示出了两个板之间的样品的透视图；以及(c)示出了在由间隔件支撑的两个板之间板-2上的孔结构内部具有样品的装置的横截面视图。
图9示出了使用所公开的装置检测低浓度葡萄糖的示例：(a)示出了装置的示例性示意图(上方)和照片(下方)；(b)示出了对于各种葡萄糖浓度水平(即，0至500uM)在时间0和1.5分钟时捕获的孔图像的示例；(c)示出了分析检测区域后随时间绘制的绿色通道强度；以及(d)示出了在1.5分钟时绘制的绿色通道强度对葡萄糖浓度的对数，呈线性关系并且灵敏度小于10uM。
图10示出了使用所公开的多孔结构的多重测定的示例：(a)示出了在向各孔中加入3uL的4,500uM葡萄糖后5分钟时捕获的图像的示例；以及(b)图示出了在三个孔中随时间测量的红色、绿色和蓝色通道强度，其中空白孔既没有红色也没有绿色发展，这意味着孔之间至少5分钟没有交叉反应。
具体实施方式
以下详细描述通过示例而非限制的方式示出了本发明的某些实施例。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/或字幕下的内容不限于章节标题和/或字幕，而是适用于本发明的整个描述。
定义
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文所述类似或等同的任何方法和材料也可用于实践或测试本教导，但现在描述一些示例性方法和材料。
“沟槽”是指结合到所公开的测定卡或所公开的诊断卡中的物理结构。具有沟槽结构的卡被称为沟槽Q卡，其在结构上和功能上明显不同于Q卡。沟槽可以分成三个部分，从底部到顶部：底部基座、壁和顶部平面。在本发明中，沟槽结构可具有一个、两个或所有三个前述部分，且可具有与沟槽相关联的额外结构。在一些实施例中，沟槽宽度可以例如大于其高度、等于其高度、小于其高度，或其组合。
“分析物”是指具有不同形状的分子(例如蛋白质、肽、DNA、RNA、核酸或其他分子)、细胞、组织、病毒和纳米颗粒等实体。“分析物”可以是适于在本方法中测试的任何物质。
“测定(assaying)”、“测定(assay)”等术语是指测试样品以检测分析物的存在和/或丰度。
“确定”、“测量”、“评估”或“测定”可以互换使用并且包括定量和定性测定。
“发光标签”是指在外部激发下能发光的标签，例如发光。荧光标签(其可包括染料分子或量子点)和发光标签(例如，电致或化学发光标签)是发光标签的类型。外部激发是荧光的光(光子)、电致发光的电流和化学发光的化学反应。外部激发可以是上述的组合。
“标记的分析物”是指用发光的标签可检测地标记的分析物，使得可通过评估标签的存在来检测分析物。被标记的分析物可被直接标记(即，分析物本身可直接缀合至标签，例如通过强键，例如共价键或非共价键)，或者被标记的分析物可被间接标记(即，分析物被直接标记的第二捕获剂结合)。“标记的分析物”和“结合的标签”可以互换使用。
关于核酸，“杂交”和“结合”可以互换使用。
“捕获剂/分析物复合物”是由捕获剂与分析物的特异性结合产生的复合物。捕获剂和捕获剂的分析物通常在“特异性结合条件”或“适于特异性结合的条件”下彼此特异性结合，其中这样的条件是允许捕获剂和分析物之间发生结合以在溶液中结合的那些条件(根据盐浓度、pH、去污剂、蛋白质浓度、温度等)。这样的条件，特别是关于抗体及其抗原和核酸杂交的条件是本领域已知的(参见例如Harlow和Lane(Antibodies:A LaboratoryManual Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,N.Y.(1989)和Ausubel等人，Short Protocols in Molecular Biology，第5版，Wiley&Sons，2002)。
“对象”可以是任何人或非人动物。对象可以是执行本方法的人、患者、测试中心中的客户等个人。
“孔”是指结合到所公开的测定卡或所公开的诊断卡中的物理结构。具有孔结构的卡被称为孔Q卡，其在结构上和功能上明显不同于Q卡。孔可以分成三个部分，从底部到顶部：底部基座、壁和顶部平面。在本公开中，孔结构可以具有一个、两个或所有三个前述部分，且可具有与孔相关联的额外结构。在一些实施例中，孔宽度可以例如大于其高度、等于其高度、小于其高度，或其组合。
一种多重测定装置，包括：
分离结构，其选自例如板上的沟槽或亲水条带；以及
样品接触区域，
其中所述分离结构的至少一部分未被所述样品接触区域覆盖。
在一些实施例中，装置包括第一板、第二板、间隔件和分离结构，例如沟槽、涂层或其组合。一个或两个板包含固定在相应板的内表面上的分离结构和/或涂层。
在一些实施例中，分离结构/涂层的至少一部分在样品接触区域的内侧。
在某些实施例中，装置的两个板最初在彼此顶上，并且需要被分离以进入用于样品沉积的开放构造。
在某些实施例中，装置的两个板在样品沉积之前已经处于闭合构造。样品从两个板之间的间隙进入装置。
在QMAX工艺中，两个板的术语“开放构造”是指如下构造，其中两个板或者部分地或者完全地分离，并且板之间的间距不受间隔件的调节。在QMAX工艺中，两个板的术语“闭合构造”是指如下构造，其中板彼此面对，间隔件和相关体积的样品在板之间，板之间的相关间距以及因此相关体积的样品的厚度由板和间隔件调节，其中相关体积是样品的整个体积的至少一部分。
图1是具有分离结构的示例性装置：(a)示出了具有两个板和其中一个板上的分离结构(沟槽)的装置；(b)示出了两个板之间的样品的倾斜视图，其由其中一个板上的沟槽分开；和(c)示出了在两个板之间具有样品的装置的横截面视图，其由其中一个板上的分离结构分开，其中在该示例中分离结构是板-2上的沟槽。
图2是具有分离涂层的示例性装置：(a)示出了具有两个板和其中一个板上有分离涂层(例如，疏水表面)的装置的透视图；(b)示出了两个板之间的样品的透视图，其由其中一个板上的分离涂层分离；和(c)示出了(b)装置的横截面视图，其中样品在两个板之间，其由其中一个板上的疏水分离涂层分离。
在一些实施例中，分离结构包括但不限于沟槽和孔。
在一些实施例中，分离结构包括但不限于壁和柱。
在一些实施例中，分离结构的形状选自线、圆形、多边形、环形、正方形、矩形、卵形、椭圆形或其任何组合。
在一些实施例中，分离结构的一个横向尺寸为50um、100um、200um、500um、1mm、2mm、3mm、5mm、10mm，或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中，分离结构的一个垂直尺寸为50um、100um、200um、500um、800um、1mm，或在任何两个值之间的范围内。
壁和柱的工作原理是通过物理结构直接阻挡和分离液体。
使用沟槽来分离液体的工作原理是通过沟槽内的液体与间隙中沟槽顶部上的液体之间的毛细压力差。更详细地，如果沟槽的一部分未被填满，则沟槽内的液体处的毛细管压力与沟槽处的表面张力和沟槽的尺寸相关，而沟槽顶部上的毛细管力与间隙中的液体表面张力和间隙的尺寸相关。如果第二压力大于第一压力，则液体将从沟槽中泵出，从而在沟槽中产生分离间隙，如图1(c)所示。
在某些实施例中，由于上述机制，当装置闭合时液体将不会进入沟槽或被吸入装置中。
在某些实施例中，在将样品施加到装置中之后，液体未被沟槽完全填充。
在一些实施例中，分离涂层可以包括但不限于疏水涂层。
在一些实施例中，分离涂层可以包括但不限于离子和/或非离子涂层。
在一些实施例中，分离涂层可包括但不限于化学品，例如三氯(1H,1H,2H,2H-全氟辛基)硅烷、烷烃、油、脂肪和油脂物质。
在一些实施例中，涂层在至少一个板或两个板的至少一个内部相对表面上。
在一些实施例中，代替分离区域内的疏水涂层，涂层可以在样品区域上进行亲水性处理，包括但不限于介电材料涂层、氧化硅涂层、等离子体处理、臭氧处理、聚合物涂层、酸碱处理、表面活性剂化学涂层。在这种情况下，在一个内表面处的润湿角为10°、20°、30°、45°、60°、75°，或在这些值中的任一范围内。
在一些实施例中，分离涂层的形状选自线、圆形、多边形、环形、正方形、矩形、卵形、椭圆形或其任何组合。
在一些实施例中，分离涂层的一个横向尺寸为例如100um、200um、500um、1mm、2mm、3mm、5mm、10mm，或在任何两个值之间的范围内。
图3示出了具有分离结构的示例性装置；(a)示出了其中一个板上具有分离结构的装置的俯视图；以及(b)示出了在添加样品并用第二板闭合之后的装置的俯视图。样品自分离到分离区域。
在一些实施例中，每个分离区域的横向尺寸为50um、100um、200um、500um、1mm、2mm、3mm、5mm、10mm，或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中，每个分离区域的优选横向尺寸为500um、1mm、2mm、3mm，或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中，10mm×10mm尺寸的总区域数为1、2、3、5、9、16、25、36，或在任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中，本公开提供一种用于分离装置中的液体的方法，其包括：
(a)获得液体样品；
(b)获得上述公开的装置；
(c)当板被配置为开放构造时将样品沉积在板中的一个或两个上；
(d)在(c)之后，迫使这两个板进入闭合构造；通过装置中的分离结构或涂层将液体分离成多个部分。
在一些实施例中，本公开提供一种用于分离装置中的液体的方法，其包括：
(a)获得液体样品；
(b)在闭合构造中获得上述公开的装置；
(c)将所述样品沉积在所述板的侧面上，
(d)在(c)之后，将液体吸入装置中并通过装置中的分离结构或涂层分离成多个部分。
在某些实施例中，分离结构与装置表面上的分离涂层结合。例如，分离沟槽可以进一步处理成沟槽内的疏水表面以增强分离效果。
在某些实施例中，在每个分离区域进行的测定包括但不限于比色测定、免疫测定、核酸杂交测定、浊度测定、细胞计数测定、细胞染色测定等。
在某些实施例中，在装置的不同分离区域中进行不同测定类型。
示例1.具有分离结构的装置
图4是实验中具有分离结构的示例性装置。(a)示出了具有两个板和底板上具有线沟槽分离结构的装置。闭合后，液体被该结构分成两部分。(b)示出了具有两个板和底板上具有交叉线沟槽分离结构的装置。闭合后，液体被该结构分成四部分。(c)示出了具有两个板和底板上具有交叉线沟槽分离结构的装置。闭合后，液体被该结构分成九部分。(d)示出了具有两个板和底板上具有3个闭合正方形沟槽分离结构的装置。闭合后，该液体被该结构分成3个分离正方形。
在以上示例中，Q卡的一个板的厚度为约120um(微米)到200um。Q卡的一个板的厚度约为0.5mm至1.5mm。
在以上示例中，Q卡的间隙约为10um至50um。
在以上示例中，线沟槽的宽度约为300um至1mm。
在以上示例中，沟槽的深度约为100um至500um。
在以上示例中，样品体积为约1uL(微升)至15uL。
在以上示例中，该沟槽是通过激光切割制造的。
在图4(d)的以上示例中，闭合正方形具有例如大约1mm、3mm和5mm的尺寸。
在以上示例中，所述样品是全血。
在以上示例中，样品滴加在分离结构附近1mm至3mm。
示例2.具有分离涂层的装置
图5是实验中具有分离涂层的示例性装置。该装置在其中一个板上具有分离涂层如线条、横条和分离条。闭合后，通过所述分离涂层分离所述液体。
在以上示例中，Q卡的一个板的厚度为约120um至200um。Q卡的一个板的厚度约为0.5mm至1.5mm。
在以上示例中，Q卡的间隙约为10um至50um。
在以上示例中，所述疏水涂层是通过疏水性阻挡PAP笔或液体阻挡笔涂覆。
在以上示例中，线涂层的宽度为约500um至3mm。
在以上示例中，样品体积为约1uL至15uL。
在以上示例中，所述样品是全血。
在以上示例中，样品滴加在分离涂层附近1mm至3mm。
已经通过各种具体实施例和技术描述了本发明。然而，在所公开的范围内，可能会有许多其他变化和修改。
用孔Q卡多重测定
一种用于液体样品收集和液体样品分析的装置，包含：
基板，其具有：在样品图像区的至少一部分中具有至少一个孔区域，
与所述基板相对的盖板，所述盖板覆盖所述基板上的所述孔区域的至少一部分和所述样品图像区域的至少一部分；
一个孔内部的至少一种试剂；
其中所述相对的基板和所述盖板限定内腔。
在某些实施例中，该装置包含第一板、第二板和所公开的孔结构。
在某些实施例中，板中的一个或两个包含固定在相应板的内表面上的孔结构。
在某些实施例中，板中的一个或两个还包含固定在相应板的内表面上的间隔件。
在某些实施例中，孔结构的至少一部分位于样品接触区域的内侧。
在某些实施例中，装置的两个板最初在彼此顶上，并且需要被分离以进入用于样品沉积的开放构造。
在某些实施例中，在QMAX处于闭合构造之前，孔结构需要完全充满样品。
在QMAX工艺中，两个板的术语“开放构造”是指如下构造，其中两个板或者部分地或者完全地分离，并且板之间的间距不受间隔件的调节。在QMAX工艺中，两个板的术语“闭合构造”是指如下构造，其中板彼此面对，间隔件和样品的相关体积在板之间，板之间的相关间距以及因此样品的相关体积的厚度由板和间隔件调节，其中相关体积是样品的整个体积的至少一部分。
孔结构和卡可以通过机械钻孔、注射成型、3D打印、压印等制造。
如图9(a)的示例中所示，孔的底部基座可与孔一起制造，或与另一板或膜组合在一起。
参考附图，图6是具有3个孔结构和3种用于多重测定的试剂的示例性装置。(a)示出了其上具有3个孔的板；(b)示出了滴入3个孔的3个固相试剂。(c)示出了具有3个孔结构的板的横截面图，在3个孔中的每一个中具有用于多重测定的3种试剂。
孔结构的形状选自线、圆形、多边形、环形、正方形、矩形、卵形、椭圆形或其任何组合。
孔结构的优选形状是圆形和矩形。
孔结构的一个横向尺寸为50um、100um、200um、500um、1mm、2mm、3mm、5mm、10mm，或在任何两个值之间的范围内。
孔结构的一个优选横向尺寸为500um、1mm、2mm、3mm，或在任何两个值之间的范围内。
孔结构的一个垂直尺寸为50um、100um、200um、500um、800um、1mm、2mm，或在任何两个值之间的范围内。
在某些实施例中，孔到孔边缘距离为100um、200um、500um、800um、1mm、2mm、3mm、5mm、10mm，或在任何两个值之间的范围内。
在某些实施例中，优选的孔到孔边缘距离为200um、500um、800um、1mm、2mm，或在任何两个值之间的范围内。
在某些实施例中，在区域尺寸4mm×5mm内优选1、2、3、4、5、6、8、9个孔。
在某些实施例中，试剂在滴入孔中之前为固体丸剂形状。
在某些实施例中，固体丸剂尺寸为200um、500um、800um、1mm、2mm、3mm，或在任何两个值之间的范围内。
在某些实施例中，优选的固体丸剂尺寸为500um、800um、1mm，或在任何两个值之间的范围内。
在某些实施例中，试剂丸剂在滴入孔中之前用缓释试剂涂覆。
在某些实施例中，试剂首先在孔中为液体，然后在孔中干燥。
在某些实施例中，试剂首先在孔中为液体，然后在孔中冻干。
在某些实施例中，所述试剂涂覆在孔的侧壁和底部上。
在某些实施例中，所述试剂在所述孔内部形成网状结构。
在某些实施例中，试剂在滴到孔中之前形成或冻干成丸剂。
在某些实施例中，试剂含有稳定剂，包括但不限于糖、聚合物、共聚物、聚蔗糖、甘露醇、蔗糖、松三糖、BSA、海藻糖、表面活性剂、两性洗涤剂。
在某些实施例中，一个装置含有至少两个孔，每个孔含有不同的试剂。
在某些实施例中，一个装置含有至少两个孔，一些孔含有相同的试剂。
在某些实施例中，在两个孔之间存在分离结构或分离涂层以禁止孔之间的交叉反应。
在某些实施例中，孔之间的距离与测定时间和分析物扩散速度相关。
在某些实施例中，在装置处于闭合构造之前孔被完全填充。
图7是具有孔结构的示例性装置：(a)示出了具有两个板和其中一个板上具有孔结构的装置。在这两个板之间将样品添加到该孔结构上；以及(b)示出了两个板之间板-2上的孔结构内部具有样品的装置的横截面视图。
图8是具有孔结构和间隔件的示例性装置：(a)示出了具有两个板、其中一个板上具有孔结构和间隔件的装置。样品被添加到所述两个板之间的所述孔结构上；(b)示出了两个板之间样品的倾斜视图；以及(c)示出了在由间隔件支撑的两个板之间的板-2上的孔结构内部具有样品的装置的横截面视图。
两个板之间的间隔件结构在孔结构上方形成空间，该空间可容纳比孔结构体积更大的更多液体。
在某些实施例中，间隔件结构自身还用作用于透射率测量的光学参考结构。
在某些实施例中，间隔件的高度为1um、2um、5um、10um、20um、30um、50um、100um、200um，或在任何两个值之间的范围内。
在某些实施例中，间隔件的横向尺寸为5um、10um、20um、30um、50um、100um、200um，或在任何两个值之间的范围内。
在某些实施例中，本公开提供一种用于分离装置中的液体的方法，其包括：
(a)获得液体样品；
(b)获得上述公开的装置；
(c)当板被配置为开放构造时将样品沉积在板中的一个或两个上；以及
(d)在(c)之后，迫使这两个板进入闭合构造；将液体分离到不同孔中进行不同的测定。
在某些实施例中，本公开提供一种用于分离装置中的液体的方法，其包括：
(a)获得液体样品；
(b)在闭合构造中获得上述公开的装置；
(c)将所述样品沉积在所述板的侧面上，
(d)在(c)之后，将液体吸入或抽吸到装置中，并且将液体分离到不同孔中进行不同的测定。
在某些实施例中，在每个孔中进行的测定包括但不限于比色测定、免疫测定、核酸杂交测定、浊度测定、细胞计数测定、细胞染色测定等。
在某些实施例中，在装置的不同孔中进行不同的测定类型。
在本公开的某些实施例中，成像过程包括但不限于具有宽带光(超过100nm带宽)的明场图像，具有窄带光(小于100nm带宽)的明场图像、荧光图像。
在某些实施例中，亮场图像和荧光图像两者都在同一区域中拍摄以用于比较。
在某些实施例中，荧光图像具有450nm至500nm的激发光和500nm至550nm和600nm至700nm的发射光。
在某些实施例中，荧光图像具有475nm的激发光和525nm和650nm的发射光。
在某些实施例中，孔的图像分析包括对R、G、B通道中的孔的图像的单独分析。
在某些实施例中，孔的图像分析包括孔区域或孔区域内的一些点与孔区域外的一些点的信号强度比较作为参考。
在某些实施例中，所述参考区域在所述孔区域外部的柱区域中。
示例3.用于检测PBS缓冲液中掺入的葡萄糖的装置和方法的演示
在该示例中，该装置具有两个板。底板由丙烯酸制成，中心有一个孔，深度为1mm，直径约1.5mm。孔的底部用50um厚的丙烯酸膜密封。上述板是175um厚的丙烯酸膜，其上具有柱阵列。柱阵列具有110um的周期、30um的柱尺寸和30um的柱高度。
图9示出了在PBS中0-500uM范围内的各种葡萄糖浓度的检测。每个孔都用氧化葡萄糖分子产生过氧化氢的试剂涂覆，过氧化氢与色原反应在孔中产生特定的颜色。颜色强度与孔中葡萄糖的量线性对应。
材料：
1.具有iPhone相机、外透镜和定制的移动图像捕捉应用程序的成像系统(“ManuCam9.18.8b”)。
2.1mm厚的Q卡，孔涂有比色测定试剂
3.PBS缓冲液中掺入的葡萄糖
方法：
1.制备下列试剂混合物
| 储备浓度 | 体积(uL) | |
| GO | 2kU/mL | 15 |
| HRP | 2kU/mL | 15 |
| 4-AAP | 40mg/mL | 10 |
| TOOS | 130.94mg/mL | 10 |
| 总计 | 50 |
2.将1至2uL试剂混合物沉积在孔上，风干试剂约30分钟。
3.在PBS中制备以下葡萄糖样品稀释液
4.将10uL葡萄糖样品稀释液沉积在Q卡上，并使用iPhone和iMOST适配器捕获图像。
·每15秒捕获一次图像，持续5分钟
·ISO：40
·速度：30
·温度：5,000K
结果：
1.葡萄糖与涂覆在孔上的酶反应并产生吸收绿色光并因此显示红色的色原。信号是孔内绿色通道的平均强度。
2.图9显示了检测PBS缓冲液中掺入的葡萄糖的示例性性能。如图9b所示，绿色通道强度在3分钟后变得饱和，并且绿色通道强度的对数与0-500uM的葡萄糖浓度之间存在线性关系。系统产生R2＝0.9723。
示例4.用于多重检测的装置和方法的演示
图10演示了两种不同颜色(蓝色和红色)的葡萄糖的同时检测。每个Q卡制作三个孔，其中一个孔涂有氧化葡萄糖分子以产生过氧化氢并与TOOS和4-AAP反应以在孔中产生红色信号的试剂。另一个孔涂有含有MAOS和4-AAP的试剂以与过氧化氢反应，并在孔中产生蓝色。在每个孔中保持不同的颜色5分钟以上，没有信号溢出到附近的孔中。
在该示例中，该装置具有两个板。底板由丙烯酸制成，中心有3个孔，深度为1mm，直径约为1.5mm，孔到孔的距离约为0.7mm。用50um厚的丙烯酸膜密封孔的底部。上述板是175um厚的丙烯酸膜，其上具有柱阵列。柱阵列具有110um的周期、30um的柱尺寸和30um的柱高度。
材料：
1.具有iPhone相机、外透镜和定制的移动图像捕捉应用程序的成像系统(“ManuCam9.18.8b”)。
2.Q卡，孔厚1mm，涂有比色测定试剂
3.PBS缓冲液中掺入的葡萄糖
方法：
1.制备以下试剂混合物
“红色”试剂混合物
| 储备浓度 | 体积(uL) | |
| GO | 2kU/mL | 15 |
| HRP | 2kU/mL | 15 |
| 4-AAP | 40mg/mL | 10 |
| TOOS | 130.94mg/mL | 10 |
| 总计 | 50 |
“蓝色”试剂混合物
2.将1至2uL试剂混合物沉积到孔上，如图10a所示，风干试剂约30分钟。
3.在PBS缓冲液中制备约4500uM葡萄糖
4.将3uL葡萄糖溶液沉积到所有三个孔中，并使用iPhone和iMOST适配器捕获图像
·每15秒捕获一次图像，持续5分钟
·ISO：40
·速度：30
温度：5,000K
结果：
1.葡萄糖与涂覆在孔上的酶反应并产生吸收绿色或红色光并因此分别显示红色或蓝色的色原。
2.图10演示了同时以两种颜色检测PBS缓冲液中掺入的葡萄糖的示例性性能。如图10b所示，每个孔产生正确的信号，没有试剂溢出到附近的孔中。孔-1显示绿色通道的平均强度随时间增加(透射率随时间降低)。孔-2显示红色通道的平均强度随时间增加(透射率随时间降低)。孔-3不受来自孔-1和孔-2的试剂的交叉泄漏的影响。
图10b还演示了每个孔中的最小交叉反应性。
本文描述和说明的各个实施例中的每一个具有离散的组件和特征，其可以容易地与任何其他几个实施例的特征分离或组合，而不背离本发明教导。任何叙述的方法可以按照叙述的事件顺序或逻辑上可能的任何其他顺序来执行。本领域技术人员将理解，本发明在其应用中不限于在说明书或附图中阐述的构造细节、组件布置、类别选择、权重、预定信号限制或步骤。
描述所公开的装置/设备、系统和方法的术语在本申请中定义，或者例如：分别于2016年8月10日和2016年9月14日提交的PCT申请(指定美国)第PCT/US2016/046437号和第PCT/US2016/051775号；以及于2017年2月7日提交的美国临时申请第62/456065号；于2017年2月8日提交的第62/456287号；以及于2017年2月8日提交的第62/456504号，其全部内容并入本申请。
“CROF卡(或卡)”、“COF卡”、“QMAX卡”、Q卡”、“CROF装置”、“COF装置”、“QMAX装置”、“CROF板”、“COF板”以及“QMAX板”是可互换的，除了在一些实施例中，COF卡不包含间隔件；并且这些术语是指一种装置，该装置包含第一板和第二板，第一板和第二板可相对于彼此移动成不同构造(包括开放构造和闭合构造)，并且该装置包含调节板之间的间距的间隔件(COF的一些实施例除外)。术语“X板”是指CROF卡中的两个板中的一个，其中间隔件固定到该板。COF卡、CROF卡和X板的更多描述在上述美国临时申请62/456065中。“CROF”是描述具有两个相对板和分离间隔件的样品卡的首字母缩写词，其具有以下属性：“压缩的(即，通过力)、调节的(即，板分离和样品层厚度)和开放流动的(即，液体或样品在相对的板内的开放流动)。
QMAX系统
A)QMAX卡
QMAX卡的细节在包括上述PCT/US2016/046437在内的各种出版物中进行了详细描述，该文献在此全部引入作为参考。
I.板
在本发明中，通常，CROF板由任何材料制成，所述材料(i)能够与间隔件一起用于调节部分或全部体积的样品的厚度，和(ii)对样品、测定或板打算实现的目标没有显著的不利影响。然而，在某些实施例中，为板选择特定材料和它们的特性以实现某些目的。
在某些实施例中，对于以下板参数中的每一个，两个板可以具有相同或不同的参数：构造材料、厚度、形状、面积、柔性、表面性质和光学透明度。
(i)板材料。板可由例如单一材料、复合材料、多种材料、多层材料、合金或其组合制成。用于板的每种材料可以是例如无机材料、有机材料或其混合物。板材料优选与其他结构材料或测定材料如板涂层、样品、液体、稀释剂、溶剂、分析物等物质相容。所选择的用于具有间隔件的板的构造材料的重要物理性质是在热、压力或两者下的流动性。可流动材料的示例包括：无机材料，例如玻璃、石英、氧化物、二氧化硅、氮化硅、氧化铪(HfO)、氧化铝(AIO)、半导体(例如硅、GaAs、GaN)、金属(例如金、银、铜、铝、Ti、Ni)、陶瓷或其任何可流动组合；有机材料，例如聚合物(例如塑料)或无定形有机材料。聚合物可以包括，例如，丙烯酸酯、乙烯基、烯烃、纤维素、非纤维素、聚酯、聚酰胺(PA)(例如，尼龙)、环烯烃共聚物(COC)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、液晶聚合物(LCP)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚(亚苯基醚)(PPE)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚(邻苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、氟化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚二甲硅氧烷(PDMS)、天然或合成橡胶，或其组合；或无机和有机材料的相容混合物。
在某些实施例中，板各自独立地由玻璃、塑料、陶瓷或金属中的至少一种制成。在某些实施例中，每个板独立地包括玻璃、塑料、陶瓷或金属中的至少一种。在某些实施例中，一个板可以例如在横向面积、厚度、形状、材料或表面处理方面不同于另一个板。在某些实施例中，一个板可以在横向面积、厚度、形状、构造材料或表面处理方面与另一个板相同。
用于板的材料可以是刚性的、柔性的或两者之间的任何柔性。刚性(例如，刚度)或柔性与用于使板进入闭合构造的给定按压力有关。
在某些实施例中，刚性或柔性板的选择可以由在闭合构造中控制样品厚度的均匀性的要求来确定。
在某些实施例中，两个板中的至少一个可以是透明的(例如，对光)。在某些实施例中，一个板或两个板的至少一部分或几个部分可以是透明的。在某些实施例中，板可以是不透明的或不透光的。
(ii)板厚度。在某些实施例中，板中的至少一个的平均厚度可以是例如2nm或以下、10nm或以下、100nm或以下、500nm或以下、1000nm或以下、2um(微米)或以下、5um或以下、10um或以下、20um或以下、50um或以下、100um或以下、150um或以下、200um或以下、300um或以下、500um或以下、800um或以下、1mm(毫米)或以下、2mm或以下、3mm或以下，包括中间值或范围。
在某些实施例中，至少一个板的平均厚度是至多3mm(毫米)、至多5mm、至多10mm、至多20mm、至多50mm、至多100mm、至多500mm，包括中间值或范围。
在某些实施例中，板中的任一个的厚度在整个板上是不均匀的。在不同位置使用不同的板厚可用于控制板弯曲、折叠、试样厚度调节和其他特性。
(iii)板形状和面积。通常，板可以具有任何形状，只要该形状允许样品的压缩开放流和样品厚度的调节(即CROF)。然而，在某些实施例中，特定形状可以是有利的。板的形状可以是例如圆形、正方形、椭圆形、矩形、三角形、多边形、环形或这些形状的任何叠加。
在某些实施例中，两个板可具有相同的尺寸或形状，或不同的尺寸或形状。板的面积可以取决于应用。板在一侧或两侧上的面积可以是例如1mm2(平方毫米)、10mm2、100mm2、1cm2(平方厘米)、5cm2、10cm2、100cm2、500cm2、1000cm2、5000cm2、10,000cm2、或超过10,000cm2，包括中间值或范围。
在某些实施例中，至少一个板可以是例如具有宽度、厚度和长度的带(或条带)。宽度可以是例如0.1cm(厘米)、0.5cm、1cm、5cm、10cm、50cm、100cm、500cm、1000cm，包括中间值或范围。长度可以是需要的长度。带可以卷成卷。
(iv)板表面平坦度。在许多实施例中，板的相对内表面可以是例如平坦的或明显平坦的，即平面的。在某些实施例中，处于闭合构造的这两个相对的内板表面可以是例如彼此平行的。平坦的内表面有助于通过简单地在闭合构造中使用预定间隔件高度来量化、控制或两者样品厚度。对于板的非平坦内表面，需要不仅知道间隔件高度，还知道内表面的确切拓扑，以量化、控制或两者闭合构造中的样品厚度。为了知道表面拓扑，需要额外的测量、校正或两者，这可能是复杂的、耗时的和昂贵的。
板表面相对于最终厚度的平坦度(即，双板闭合构造中的样品厚度)可由术语“相对表面平坦度”表征，其为板表面平坦度变化与最终样品厚度的比。
在某些实施例中，相对表面平坦度可以是例如小于0.01％、0.1％、小于0.5％、小于1％、小于2％、小于5％、小于10％、小于20％、小于30％、小于50％、小于70％、小于80％、小于100％，包括中间值或范围。
(v)板表面平行度。在某些实施例中，板的两个相对表面可以基本上彼此平行。在某些实施例中，板的两个相对表面彼此不平行。
(vi)板柔性。在某些实施例中，板在CROF工艺的压缩下可以是柔性的。在某些实施例中，两个板在CROF工艺的压缩下是柔性的。在某些实施例中，在CROF工艺中，在板构件的压缩力下，一个板是刚性的并且另一个板是柔性的(即，可弯曲而不断裂)、弹性的(即，在施加例如弯曲、拉伸或压缩力之后能够反冲或弹回至原始形状)，或两者。在某些实施例中，两个板都是刚性的。在某些实施例中，两个板可以是柔性的、弹性的，或两者，但可以具有不同程度的柔性或弹性。
(vii)板光学透明度。在某些实施例中，板是光学透明的。在某些实施例中，两个板都是光学透明的。在某些实施例中，一个板可以是光学透明的，而另一个板可以是光学不透光的。在某些实施例中，两个板可以是不透光的。在某些实施例中，两个板都可以是光学透明的，但是可以具有不同程度的光学透明度。板的光学透明度指板的部分或整个区域。
(viii)表面润湿特性。在某些实施例中，板可具有通过施加样品、转移液体或两者而润湿(即，接触角小于90度)的内表面。在某些实施例中，两个板均可具有通过施加样品、转移液体或两者而润湿的内表面；样品或液体具有相同或不同的润湿性。在某些实施例中，板可具有通过施加样品、转移液体或两者而润湿的内表面；并且另一个板具有不润湿的内表面(例如，接触角等于或大于90度)。板内表面的润湿可以指板的一部分或整个内表面区域。
在某些实施例中，板的内表面可具有其他纳米或微结构以在CROF工艺期间控制样品的横向流动。纳米或微结构可包括例如通道、通孔、凸块等类似结构。纳米和微结构也用于控制内表面的润湿性能。
II.间隔件
(i)间隔件功能。这些间隔件可以被配置为具有以下功能和特性中的一种或任何组合：(1)与这些板一起控制该样品的厚度或该样品的相关体积(优选地，该厚度控制在相关区域上是精确的，或均匀的或两者)；(2)使样品在板表面上具有压缩的调节开放流(CROF)；(3)在给定的样品面积(体积)中不占据显著的表面积(体积)；(4)减少或增加样品中颗粒或分析物的沉降作用；(5)改变、控制或两者，所述板的内表面的润湿特性；(6)识别板的位置、尺寸比例、与板相关的信息或其组合；或(7)上述的任何组合。
(ii)间隔件结构和形状。为了实现期望的样品厚度减小和控制，在某些实施例中，间隔件可固定到其相应的板。通常，间隔件可以具有任何形状，只要间隔件能够在CROF工艺中调节样品厚度，但是优选某些形状以实现某些功能，例如更好的均匀性、在压制中更少的过冲，以及类似的考虑。
间隔件可以是单个间隔件或多个间隔件(例如，阵列)。多个间隔件的某些实施例可具有例如间隔件(例如柱)的阵列，其中间隔件间距(ISD)是周期性的或非周期性的，或者在板的某些区域中是周期性的或非周期性的，或者在板的不同区域中具有不同的距离。
在一个实施例中，可以有两种间隔件：开放间隔件和封闭间隔件。开放间隔件是允许样品流过间隔件的间隔件(即，样品围绕间隔件流动并流过间隔件，例如，作为间隔件的柱)。封闭间隔件是阻止样品流动(即，样品不能流动超过间隔件)的间隔件，例如环形间隔件，并且样品在环内。两种类型的间隔件都可以使用它们的高度以在闭合构造下调整最终样品厚度。
在某些实施例中，间隔件可为例如：仅开放间隔件；仅封闭间隔件；或开放间隔件和封闭间隔件的组合。
“柱间隔件”是指具有柱形状的间隔件并且柱形状可以是指具有允许样品在压缩开放流动期间围绕其流动的高度和横向形状的物体。
在某些实施例中，柱间隔件的横向形状(即，在平行于板的平面中的横截面几何形状)可选自以下组：(i)圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形、环形、星形、字母形(例如，L形、C形，以及从A到Z的类似字母形状)，或数字形(例如，诸如0、1、2、3、4…至9的形状)；(ii)具有至少一个圆角的形状；(iii)具有锯齿形或粗糙边缘的形状；或(iv)形状(i)至(iii)的任何叠加或组合。对于多个间隔件，不同的间隔件可具有不同的横向形状和尺寸以及与相邻间隔件的不同距离。
在某些实施例中，间隔件结构可包括例如柱、列、珠、球或可在压印模具工艺中形成的其他合适的几何形状。间隔件的横向形状和尺寸(即，垂直于或正交于相应的板表面)可以是任何东西，除了在某些实施例中可以应用以下限制：(i)间隔件几何形状不会引起测量样品厚度和体积的显著误差；或(ii)间隔件几何形状不阻止样品在板之间的流出(即，板不呈封闭形式)。在某些实施例中，板可以具有例如一些间隔件，这些间隔件是可以限制样品流动的闭合间隔件。
在某些实施例中，间隔件的形状具有圆角。例如，矩形间隔件具有一个、几个或所有圆角(例如，类似于圆形而不是90°角)。圆角通常可以使间隔件的制造更容易，并且在一些情况下在使用时对生物样品或样本造成更少的损坏。
柱的侧壁可以是例如直的、弯曲的、倾斜的，或在选定侧壁的不同部分具有不同的形状。在某些实施例中，间隔件可以是例如各种横向形状、侧壁和柱高与柱横向面积比的柱。在优选的实施例中，间隔件可以具有允许样品开放流动的柱形状，例如在CROF工艺中。
(iii)间隔件材料。间隔件可以由能够与两个板一起用于调节样品的相关体积的厚度的任何材料制成。在某些实施例中，间隔件材料可以不同于板材料。在某些实施例中，一些间隔件材料可以与用于至少一个板的材料的一部分相同。
间隔件可由例如单一材料、复合材料、多种材料、多层材料、合金或其组合制成。用于间隔件的每种材料可以是例如无机材料、有机材料或其混合物。间隔件材料的示例如上所述。在优选实施例中，间隔件可由例如与CROF工艺中使用的板相同的材料制成。
(iv)间隔件机械强度和柔性。在某些实施例中，间隔件的机械强度可足够强，使得在压缩期间和在板的闭合构造中，间隔件的高度与板处于开放构造时的高度相同或基本上相同。在某些实施例中，间隔件在开放构造与闭合构造中的差异可以预先表征和建立。
用于这些间隔件的材料可以是例如刚性的、柔性的或两者之间的任何柔性。刚性间隔件与用于使板进入闭合构造的给定按压力有关。如果该间隔件在按压力下在其高度上不变形大于1％，则该间隔件材料可以被认为是刚性的，否则是柔性的。当间隔件由柔性材料制成时，仍可根据按压力和间隔件的机械特性预先确立闭合构造下的最终样品厚度。用于间隔件的材料可选择为弹性的，即柔性的，并且还能够在移除按压力时基本上回弹至原始形状。
(v)样品区域内的间隔件。为了实现所希望的样品厚度减小和控制，特别是为了实现良好的样品厚度均匀性，在某些实施例中，可将间隔件放置(即定位)在样品区域或样品的相关体积内。在某些实施例中，在样品区域或板或板组合上的样品的相关体积内可以存在一个或多个间隔件，并且具有适当的间隔件间距。在某些实施例中，间隔件中的至少一个在样品区域内，间隔件中的至少两个在样品内或样品的相关体积内，或至少“n”个间隔件在样品区域内或样品的相关体积内，其中“n”可通过样品厚度均匀性或CROF工艺期间所需的样品流动特性来确定。
(vi)间隔件高度。在某些实施例中，所有间隔件可具有相同的预定高度。在某些实施例中，间隔件可具有不同的预定高度。在某些实施例中，间隔件可以被分成组或区域，其中每个组或区域具有其自己的间隔件高度。在某些实施例中，间隔件的预定高度可以具有间隔件的平均高度。在某些实施例中，间隔件可具有大致相同的高度。在某些实施例中，某个百分比数量的间隔件可具有相同的高度。
可以通过期望的调整的最终样品厚度和剩余样品厚度来选择间隔件的高度。间隔件高度(例如，预定间隔件高度)或样品厚度可以是例如1nm、3nm、10nm、50nm、100nm、200nm、500nm、800nm、1000nm、1um、2um、3um、5um、10um、20um、30um、50um、100um、150um、200um、300um、500um、800um、1mm、2mm、4mm，包括任何中间值或范围。
间隔件高度、样品厚度或两者在一个优选实施例中可为例如1nm至100nm，在另一优选实施例中可为100至500nm，在一个单独的优选实施例中可为500至1000nm，在另一优选实施例中可为1(即，1000nm)至2um，在一个单独的优选实施例中可为2至3um，在另一优选实施例中可为3至5um，在一个单独的优选实施例中可为5至10um，在另一优选实施例中可为10至50um，在一个单独的优选实施例中为50至100um。高度或厚度偏好可基于例如样品中分析物(如全血成分、微生物或环境污染颗粒)的预期尺寸来选择或应用。
在某些实施例中，间隔件高度、沉积样品厚度或两者可以是例如：(i)等于或略大于分析物的最小尺寸；或(ii)等于或略大于分析物的最大尺寸。“稍大”是指间隔件高度、样品厚度或两者可以例如大约1至5％，包括任何中间值或范围。
在某些实施例中，间隔件高度、样品厚度或两者可大于分析物的最小尺寸，但小于分析物的最大尺寸(即，分析物可具有各向异性形状或纵横比)。例如，红细胞具有圆盘形状，其最小尺寸为2um(盘厚度)且最大尺寸为11um(盘直径)。在一个实施例中，可以选择间隔件以使相关区域中的板的内表面间距(即，板的内表面之间的间隔)为2um(即，等于最小尺寸)，在另一个实施例中为2.2um，或在又一个实施例中为3(比最小尺寸大50％)，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某些优点。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3um，以及两个值之间的任何数字，未稀释的全血样品可以平均限制在该间距中，并且每个单个的红细胞(RBC)不与其他RBC重叠，从而允许在视觉上或光学上精确计数RBC。RBC之间的重叠过多可能导致计数的严重错误。
在某些实施例中，当板处于闭合构造时，卡装置使用板和间隔件不仅调节样品的厚度，而且调节样品中分析物或实体的取向、表面密度或两者。当板处于闭合构造时，较薄厚度的样品给出每个表面积较少的分析物或实体(即，较小的表面积浓度)。
(vii)间隔件横向尺寸。对于开放间隔件，横向尺寸可通过在x和y正交方向上的间隔件横向尺寸(或者称为“宽度”)来表征。间隔件在每个方向(x或y)上的横向尺寸可以相同或不同。
在某些实施例中，x方向与y方向的横向尺寸的比可以是例如1、1.5、2、5、10、100、500、1000、10,000，包括中间值或范围。在某些实施例中，可以使用不同的比调节样品流动方向；比越大，流动沿一个方向(即，较大的尺寸方向)。
在某些实施例中，间隔件在x和y方向上的不同横向尺寸可以用于(a)使用间隔件作为刻度标记来指示板的取向，(b)使用间隔件在优选方向上产生更多的样品流，或两者。
在某些实施例中，所有间隔件可具有相同的形状和尺寸。在某些实施例中，间隔件中的每一者可具有不同的横向尺寸。
在某些实施例中，对于封闭的间隔件或封闭间隔件，可基于待由封闭间隔件封闭的样品的总体积来选择内部横向形状和尺寸，其中体积尺寸已在上文描述。在某些实施例中，外部横向形状和尺寸可基于支撑液体对间隔件的压力所需的强度和按压板的压缩压力来选择。
(viii)柱间隔件的高度与平均横向尺寸的纵横比。在某些实施例中，柱间隔件的高度与平均横向尺寸的纵横比可为例如100,000、10,000、1,000、100、10、1、0.1、0.01、0.001、0.0001、0、0.00001，包括中间值或范围。
(ix)间隔件高度精度。在优选实施例中，应该精确地控制间隔件高度。间隔件的相对精度(即，偏差与所需间隔件高度的比)可以是例如0.001％或以下、0.01％、0.1％；0.5、1％、2％、5％、8％、10％、15％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、99.9％，包括中间值或范围。
(x)间隔件间距。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。在某些实施例中，板上的间隔件可例如以阵列形式配置、布置或两者，且阵列可为周期性、非周期性或在板的一些位置中具有周期性且在其他位置中具有非周期性的混合阵列。
在某些实施例中，间隔件的周期性阵列可具有例如正方形、矩形、三角形、六边形、多边形或其任何组合的晶格，其中组合意味着板的不同位置可具有不同间隔件晶格几何形状。
在某些实施例中，间隔件阵列的间隔件间距在阵列的至少一个方向上可以是周期性的(即，具有均匀的间隔件间距)。在某些实施例中，所述间隔件间距可以被配置为在闭合构造中改进所述板间距之间的均匀性。
相邻间隔件之间的距离(即间隔件间距)可以是例如1um或以下、5um、10um、20um、30um、40um、50um、60um、70um、80um、90um、100um、200um、300um、400um，包括中间值或范围。
在某些实施例中，间隔件间距可以是例如400um或以下、500um、1mm、2mm、3mm、5mm、7mm、10mm，包括中间值或范围。在某些实施例中，间隔件间距可以是例如10mm或以下、20mm或以下、30mm或以下、50mm或以下、70mm或以下、100mm或以下，包括中间值或范围。
可以选择相邻间隔件之间的距离(即间隔件间距)，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在某些实施例中可以为至多0.5％、1％、5％、10％、20％、30％、50％、80％，包括中间值或范围；或在某些实施例中，至多80％、100％、200％、400％，包括中间值或范围。
为了在两个相邻间隔件之间保持给定的样品厚度变化，当使用更具柔性的板时，间隔件间距需要更小。
在优选实施例中，间隔件可以是周期性方形阵列，其中间隔件可以具有高度为2至4um，平均横向尺寸为5至20um并且间隔件间距为1um至100um的柱。
在优选实施例中，间隔件可以是周期性方形阵列，其中间隔件可以具有高度为2至4um，平均横向尺寸为5至20um并且间隔件间距为100至250um的柱。
在优选实施例中，间隔件可以是周期性方形阵列，其中间隔件可以具有高度为4至50um，平均横向尺寸为5至20um并且间隔件间距为1um至100um的柱。
在优选实施例中，间隔件是周期性方形阵列，其中间隔件是高度为4至50um，平均横向尺寸为5至20um并且间隔件间距为100至250um的柱。
间隔件阵列的周期在一个优选实施例中可为1至100nm，在另一优选实施例中可为100至500nm，在一个单独的优选实施例中可为500至1000nm，在另一优选实施例中可为1(即，1000nm)至2um，在一个单独的优选实施例中可为2至3um，在另一优选实施例中可为3至5um，在一个单独的优选实施例中可为5至10um，在另一优选实施例中可为10至50um，在一个单独的优选实施例中可为50至100um，在一个单独的优选实施例中可为100至175um，在一个单独的优选实施例中可为175至300um。
(xi)间隔件密度。间隔件可以大于1个每：1um2、10um2、100um2、500um2、1000um2、5000um2、0.01mm2、0.1mm2、1mm2、5mm2、10mm2、100mm2、1000mm2或10,000mm2，包括中间值或范围的表面密度布置在相应的板上。
在优选的实施例中，间隔件可以被配置为最小化或不占据给定样品区域(体积)中的任何显著的表面积(体积)。
(xii)间隔件体积与样品体积之比。在许多实施例中，可以控制间隔件体积(即，样品区域中由间隔件占据的体积)与样品体积(即，样品区域中由样品占据的体积)的比，或在样品的相关体积内的间隔件的体积占比，以实现某些优点。这些优点可以包括，例如，样品厚度控制的均匀性、分析物的均匀性，以及样品流动特性(即，流速、流动方向，以及类似的优点)。
在某些实施例中，间隔件体积与样品体积之比、在样品的相关体积内部的间隔件的体积与样品的相关体积之比或两者可以是例如小于100％、99％、70％、50％、30％、10％、5％、3％、1％、0.1％、0.01％或0.001％，包括中间值或范围。
(xiii)固定至板的间隔件。间隔件间距和间隔件的取向在所公开的方法中具有重要的作用，并且在使板从开放构造变为闭合构造的过程中优选地保持该间距和取向，在从开放构造变为闭合构造的过程之前优选地预定，或者两者。
在某些实施例中，在使这些板达到闭合构造之前，这些间隔件可以被固定在这些板之一的表面上。术语“间隔件被固定到其相应的板上”是指间隔件被附接到板上并且在板的使用期间保持该附接。“间隔件被固定到其相应的板上”的示例是间隔件由制造板的同一块材料整体地制成，并且间隔件相对于板表面的位置不改变。“间隔件未被固定到其相应的板上”的示例是通过粘合剂将间隔件粘合到板上，但是在板的使用期间，粘合剂不能将间隔件保持在其在板表面上的原始位置(即，间隔件移动离开其在板表面上的原始位置)。
在某些实施例中，间隔件中的至少一个可固定到板或两个板。在某些实施例中，至少两个间隔件可固定到板或两个板上。在某些实施例中，大多数间隔件可固定到板或两个板上。在某些实施例中，所有的间隔件可固定到两个相应的板。
在某些实施例中，间隔件可整体地固定到板。
在某些实施例中，间隔件可通过以下方法、构造或两者的一种或任何组合固定到其相应板上：附接到、结合到、熔合到、压印和蚀刻。
在某些实施例中，间隔件和板可由相同的材料制成。在其他实施例中，间隔件和板由不同的材料制成。在其他实施例中，间隔件和板可形成为一体。在另一实施例中，间隔件的一端可固定到其相应板上，而第二端是开放的以适应两个板的不同构造。
在其他实施例中，每个间隔件可以独立地是以下各项中的至少一项：附接到；结合到；熔合到；压印入或压印到；或在相应的板中蚀刻。“独立地”是指一个间隔件可以通过选自以下的相同或不同的方法固定至其相应的板上：附接到；结合到；熔合到；压印入或压印到；或在相应的板中蚀刻。
在某些实施例中，至少两个间隔件之间的距离可以是预定的。“预定间隔件间距”是指在使用者使用板时间隔件间距已知。
在本文所描述的所有方法和装置的某些实施例中，除固定间隔件之外或除了固定间隔件之外，可存在其他间隔件。
(xiv)特定样品厚度。在本发明中，观察到通过使用较小的板间距(对于给定的样品面积)或较大的样品面积(对于给定的板间距)或两者可以获得较大的板保持力(即将两个板保持在一起的力)。
在某些实施例中，这些板中的至少一个可以在包围该相关区域的区域中是透明的，每个板具有被配置为用于在该闭合构造中接触该样品的内表面；在闭合构造中，这些板的内表面可以是基本上彼此平行的；除了具有间隔件的位置之外，板的内表面可以是基本上平面的；或其任何组合。
这些间隔件可以以多种方式附接到板上，包括例如：光刻、蚀刻、压纹(纳米压印)、沉积、剥离、熔合或其组合。在某些实施例中，间隔件可以直接压纹或压印在板上。在某些实施例中，间隔件可以压印到沉积在板上的材料(例如塑料)中。在某些实施例中，可以通过直接压纹CROF板的表面来制造间隔件。纳米压印可以使用辊压印器通过辊对辊技术进行，或者辊对平面纳米压印。这种方法具有巨大的经济优势和较低成本。
在某些实施例中，间隔件可以沉积在板上。沉积可以是例如蒸发、粘贴或剥离。在粘贴中，可首先在载体上制造间隔件，然后将间隔件从载体转移到板。在剥离中，首先可将可移除材料沉积在板上并且在材料中开孔；孔底使板表面暴露，然后可以将间隔件材料沉积到孔中，之后可以去除可去除材料，仅在板表面上留下间隔件。在某些实施例中，沉积在板上的间隔件可与板熔合。在某些实施例中，间隔件和板可以在单一过程中制造。该单一过程包括压印(即，压纹、模制)或合成。
在某些实施例中，这些间隔件中的至少两个可以通过不同的制造方法固定到对应的板上，并且任选地其中这些不同的制造方法包括以下各项中的至少一项：沉积；结合；熔合；压印；以及蚀刻。
在某些实施例中，间隔件中的一个或多个可以通过结合、熔合、压印或蚀刻或其任何组合的制造方法固定到相应板上。
在某些实施例中，用于在板上形成此类单片间隔件的制造方法可以包括例如结合、熔合、压印或蚀刻或其任何组合的方法。
制造方法
例如，在国际申请第WO2019084513A1号中公开了制造合适的卡装置的方法的细节，其全部内容通过引用并入本文。
为了减少细胞或由裂解细胞释放的化合物在装置表面上的非特异性吸收，装置的一个或多个表面可被化学修饰为非粘附性或排斥性的。这些表面可以涂覆有商业非粘附试剂的薄膜涂层(例如，单层)，如用于形成水凝胶的涂层。可用于修饰装置表面的化学物质的其他示例包括例如低聚乙二醇、氟化聚合物、有机硅烷、氟化有机硅烷、硫醇、聚-乙二醇、透明质酸、牛血清白蛋白、聚-乙烯醇、粘蛋白、聚-HEMA、甲基丙烯酸酯化PEG和琼脂糖。带电聚合物也可用于排斥带相反电荷的物质。用于排斥的化学物质的类型和附接到装置表面的方法可取决于被排斥的物质的性质和表面的性质以及附接的物质。此类表面改性技术是本领域已知的。可以在组装装置之前或之后对表面进行功能化。在一些实施例中，装置的一个或多个表面可以用捕获剂涂覆或化学改性以捕获样品中的材料，例如膜片段或蛋白质。
在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以包含注塑成型第一板。在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以包含纳米压印或挤压印刷第二板。
在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以包含激光切割第一板。在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以包含纳米压印或挤压印刷第二板。在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以包含注塑成型和激光切割第一板。在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以包含纳米压印或挤压印刷第二板。在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以包含纳米压印或挤压印刷以制造第一板和第二板。在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以包含使用注塑成型、激光切割第一板、纳米压印、挤压印刷或其组合来制造第一板或第二板。在某些实施例中，一种用于制造本公开的任何Q卡的方法可以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。
其他实施例
在以下段落中描述了根据本发明的发明主题的其他示例。
如本文和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指示对象，除非上下文另外明确指出，例如当使用词语“单个”时。例如，提及“分析物”可以包括单个分析物和多个分析物，提及“捕获剂”可以包括单个捕获剂和多个捕获剂，提及“检测剂”可以包括单个检测剂和多个检测剂，提及“试剂”可以包括单个试剂和多个试剂。
范围在本文中可表示为从“约”一个特定值和/或至“约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一个实施例包括从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将理解特定值形成另一个实施例。将进一步理解的是，每个范围的端点相对于另一端点和独立于另一端点都是重要的。术语“约”或“大约”可以意指在由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差范围内，这将部分取决于如何测量或确定该值，即测量系统的限制。例如，“约”可以意指在1个或多于1个标准偏差内，根据本领域中的实践。或者，“约”可以意指给定值的至多20％、至多10％、至多5％或至多1％的范围。可替代地，特别是关于生物系统或过程，该术语可以意指在值的数量级内，在5倍内，并且更优选在2倍内。在本申请和权利要求中描述特定值的情况下，除非另有说明，否则应当假设术语“约”表示在特定值的可接受误差范围内。术语“约”具有本领域普通技术人员通常理解的含义。在一些实施例中，术语“约”指±10％。在一些实施例中，术语“约”指±5％。
“适配”和“配置”意味着元件、组件或其他受试物被设计和/或旨在执行给定功能。因此，术语“适配”和“配置”的使用不应被解释为意味着给定的元件、组件或其他受试物简单地“能够”执行给定的功能。类似地，被陈述为被配置为执行特定功能的受试物可以附加地或可选地被描述为可操作以执行该功能。
如本文所用，当参考根据本公开的一个或多个组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法使用时，短语“例如”，短语“作为示例”和/或简称为术语“示例”和“示例性”旨在传达所描述的组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法是根据本公开的组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法的说明性、非排他示例。因此，所描述的组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法不旨在是限制性的，必需的或排他性/穷尽性的；而其他组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法，包括结构上和/或功能上类似和/或等效的组件、特征、细节、结构、实施例和/或方法，也在本公开的范围内。
如本文所用，关于多于一个实体的列表的短语“至少一个”和“一个或多个”是指实体列表中的任何一个或多个实体，并且不限于实体列表中具体列出的每个(each)和每个(every)实体中的至少一个。例如，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地，“A和/或B中的至少一个”)可指单独的A、单独的B，或A和B的组合。
如这里所使用的，置于第一实体和第二实体之间的术语“和/或”是指(1)第一实体、(2)第二实体，以及(3)第一实体和第二实体中的一个。使用“和/或”列出的多个实体应当以相同的方式来解释，即如此结合的实体的“一个或多个”。
Claims (30)
1.一种多重测定装置，包括：
第一板上的分离结构；以及
在所述第一板的表面上的样品接触区域。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述分离结构的至少一部分未被所述样品接触区域覆盖。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述分离结构选自沟槽、亲水条带或其组合。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述分离结构是由沟槽围绕的一个或多个表面贴片。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述沟槽是所述板的所述表面中的凹陷通道。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述沟槽是所述板的所述表面中的凹陷通道，其选自单线沟槽、单交叉线沟槽(交叉)、双交叉线沟槽(井字(tick-tac-toe))、三闭合正方形沟槽分离结构或其组合。
7.如权利要求1所述的装置，还包含与所述第一板相对的第二板。
8.如权利要求1所述的装置，还包含与所述第一板相对的第二板，所述第二板上具有分离结构。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述分离结构的一个尺寸为50um、100um、200um、500um、1mm、2mm、3mm、5mm、10mm，或在任何两个值之间的范围内。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述分离结构包括但不限于沟槽、孔、壁和柱。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述分离涂层可包括但不限于疏水涂层、离子和/或非离子涂层，以及诸如硅烷、烷烃、油、脂肪和油脂物质的化学物质。
12.一种用于分析液体样品中的分析物的方法，包含：
将液体样品滴在权利要求1所述的装置的所述第一板上；
将所述装置从开放构造闭合到闭合构造；以及
用光学分析仪设备分析所述装置中每个分离区域的平衡样品中的预定分析物。
13.一种用于分析样品的系统，包含：
如权利要求1所述的装置；
移动通信装置，包含：
一个或多个相机，其用于对所述样品进行检测、成像，或检测和成像；
电子器件、信号处理器、硬件和软件，其用于接收、处理或两者，所述被检测的信号、所述样品的所述图像或两者，以及用于远程通信；以及
来自移动通信装置或来自外部源的光源。
14.一种制造权利要求1所述的装置的方法，包含：
使负压印模具与第一板接触以形成具有一个或多个基座和一个或多个凹陷区域的基板；
使负压印模具与第二板接触以形成具有一个或多个间隔件的盖板；以及
将两个板组合成闭合构造。
15.一种用于制造多重测定的方法，包含：
将试剂制成非液体试剂颗粒；
在Q卡两板样品卡的板的样品接触区域上开孔；以及
将所述非液体试剂颗粒中的一种或多种滴入至少一个孔中。
16.如权利要求15所述的方法，其中非液体试剂颗粒具有的粒度为约0.5mm至约2mm。
17.如权利要求15所述的方法，其中非液体试剂颗粒具有的粒度为约2mm或以下、约1mm或以下、约0.5mm或以下，包括任何中间值和范围。
18.如权利要求15所述的方法，其中将一种或多种非液体试剂颗粒滴入至少一个孔中包含将一种类型的非液体试剂颗粒滴入单个孔中。
19.如权利要求15所述的方法，其中将一种或多种非液体试剂颗粒滴入至少一个孔中包含将多个不同类型的非液体试剂颗粒滴入单个孔中。
20.如权利要求15所述的方法，其中将一种或多种非液体试剂颗粒滴入至少一个孔中包含将多个不同类型的非液体试剂颗粒滴入多个不同孔中。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述非液体试剂颗粒包含液体、固体或其混合物。
22.一种用于制造多重测定的方法，包含：
在Q卡两板样品卡的板的样品接触区域上开至少一个孔；以及
将所述非液体试剂中的一种或多种涂覆到至少一个孔中。
23.如权利要求20所述的方法，其中所述孔结构的一个横向尺寸为100um、200um、500um、1mm、2mm、3mm、5mm，或在任何两个值之间的范围内。
24.如权利要求20所述的方法，包含区域尺寸为4mm×5mm的1、2、3、4、5、6、8、9个孔。
25.如权利要求20所述的方法，其中所述试剂在滴到孔中之前形成或冻干成丸剂。
26.如权利要求20所述的方法，其中所述试剂含有稳定剂，所述稳定剂包括但不限于糖、聚合物、共聚物、聚蔗糖、甘露醇、蔗糖、松三糖、BSA、海藻糖、表面活性剂、两性洗涤剂。
27.如权利要求20所述的方法，其中所述孔的图像的所述分析包括孔区域与作为参考的孔区域外的信号强度比较。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述参考区域位于所述孔区域外的所述柱区域中。
29.一种用于分析液体样品中的分析物的方法，包含：
将液体样品滴在权利要求1所述的装置的孔板上；
将所述装置从开放构造闭合到闭合构造；以及
用光学分析仪设备分析所述装置中每个孔区域的平衡样品中的预定分析物。
30.一种用于分析样品的系统，包含：
如权利要求1所述的装置；
移动通信装置，包含：
一个或多个相机，其用于对样品进行检测、成像，或检测和成像；
电子器件、信号处理器、硬件和软件，其用于接收、处理或两者，所述被检测的信号、所述样品的所述图像或两者，以及用于远程通信；以及
来自移动通信装置或来自外部源的光源。
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