CN1654955A - 生物化学反应盒 - Google Patents

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Abstract

为了通过目测防止注入到生物化学反应盒中的液体试样量过多和不足，用于容纳液体试样B的至少一部分腔室7由透明部分13构成，从而可以从外部目测出液体试样B的量。该透明部分13设有用来表示液体试样B的最低所需量的指示器14a。

Description

生物化学反应盒
技术领域
本发明涉及一种生物化学反应盒。该盒装入到通过生物化学反应例如抗原抗体反应或核酸杂交反应对在试样中的细胞、微生物、染色体、核酸等进行分析的设备中。
背景技术
大多数用于分析试样例如血液的分析仪使用利用抗原-抗体反应的免疫方法或利用核酸杂交的方法。例如，与试样特别相关联的蛋白质例如抗体或抗原或者单链核酸用作探针，并且固定在固相例如细小颗粒、小球或玻璃板的表面上，因此进行抗原-抗体反应或核酸杂交。然后，例如借助于特异性相互作用，通过被支持的标记抗原或标记核酸来检测出抗原-抗体复合物或双链核酸，其中标记材料例如酶、荧光材料或发光材料具有高检测灵敏度，因此进行试样是否存在的检测和试样的定量检测。
作为这些技术的延伸，例如美国专利No.5445934已经披露了一种所谓的DNA(脱氧核糖核酸)阵列法，其中按照阵列的形式将具有相互不同的碱基序列的大量DNA探针布置在基材上。
另外，Anal.Biochem.，270(1)，第103-111(1999)已经披露了一种用于制备蛋白质阵列例如DNA阵列的方法，从而将各种蛋白质布置在薄膜过滤器上。通过使用这些DNA和蛋白质阵列等，从而可以同时就多种项目进行测试。
另外，在各种试样分析方法中，为了实现减轻试样污染、提高反应效率、减小设备尺寸并且操作方便，还曾经提出了一次性生物化学反应盒，其中在该反应盒中进行必要的反应。例如，日本特许公开专利申请(JP-A)(Tokuhyo)平11-509094披露了一种包括有DNA阵列的生物化学反应盒，其中设有多个腔室，并且通过差压使溶液运动以便能够在该盒子内的试样中进行反应例如DNA的提取、扩增或杂交。
作为从外部将溶液注入到这种生物化学反应盒内部中的方法，可以利用外用注射器或真空泵。另外，那些利用重力、毛细管作用力和电泳显影来使溶液在生物化学反应盒内运动的方法是已知的。另外，作为可以设在该生物化学反应盒内部的微型泵，日本专利No.2832117披露了一种例如发热元件的微型泵，JP-A(Tokkai)2000-274375披露了一种利用压电元件的微型泵，并且JP-A(Tokuhyo)平11-509094披露了一种隔膜泵。
如上所述，从防止二次感染或污染和可用性方面看优选使用包含有必需溶液的一次性盒子，但是包含有泵的盒子是昂贵的。为此，还曾经提出这样一种一次性生物化学反应盒，它具有能够在没有包含泵的情况下通过使溶液在外部泵的作用下运动而进行一系列生物化学反应并且能够在用户将试样注入到腔室中之后防止溶液从盒子中流出的结构。
至于用于将作为试样的血液等注入到该生物化学反应盒中的方法，例如美国专利No.6458545披露了一种通过为包含芯片的血液采集管配备一注射针来将血液注入到血液采集部分中的方法。除此之外，通常在从所要测试的人身上采集血液时，使用注射器来进行采集，或当血液移入试管中时者将血液采集管和支架结合使用，测试者使用注射器或移液管注入血液。
但是，在传统的生物化学反应盒中，没有确定进行一系列生物化学反应所需要的试样量，因而在一些情况下试样量不够。因此，出现这样一种问题，即不能进行测试。
另外，尤其在从试样进行DNA测试时，必须进行多次扩增以确保测试所需的DNA量。因此，出现这样一个问题，即扩增所需的时间变长，从而延长了测试时间。
另外，即使在开始在生物反应盒中的生物反应时，也没有确认试样量的步骤。因此，还会出现这样一个问题，即该生物化学反应与试样是否存在和数量无关地开始。
发明内容
本发明一主要目的在于解决上述问题。
本发明的具体目的在于提供一种能够通过目测来确定在其中的液体试样量的生物化学反应盒。
根据本发明的一个方面，提供一种生物化学反应盒，它包括：
用于液体试样的进样口；以及
用于容纳该液体试样的腔室，
其中所述腔室包括至少一个透明部分，通过该透明部分可以从外部目测在该腔室中的液体试样，该透明部分设有能够将液体试样量与预定量进行比较的指示器。
根据本发明的另一个方面，提供一种生物化学反应盒，它包括：
用于液体试样的进样口；以及
用于容纳该液体试样的腔室，该腔室设有能够将液体试样量与预定量进行比较的包括凹凸部分的指示器，
其中所述腔室包括至少一个透明的部分和凹凸部分，通过这些部分可以从外部目测在该腔室中的液体试样。
通过阅读结合附图给出的以下本发明优选实施方案的说明将更加清楚地了解本发明的这些和其它目的、特征和优点。
附图说明
图1为根据本发明实施方案1的生物化学反应盒的透视图。
图2为在实施方案1的生物化学反应盒的平面图。
图3为在实施方案1的生物化学反应盒的侧面图。
图4为作为实施方案1的一改进实施方案的生物化学反应盒的侧视图。
图5为处理设备的方框图。
图6为处理过程的流程图。
图7为用来说明腔室的动作的视图。
图9-12分别为在实施方案2、3、4和5中的生物化学反应盒的侧视图。
图13(a)至13(d)和14分别为在实施方案6和7中中说明图。
具体实施方式
下面将参照这些附图对本发明进行更详细地说明。
(实施方案1)
图1为在该实施方案中的生物化学反应盒1的透视图。参照图1，在盒子1上设有用于通过注射器(注入器)等注入试样例如血液的进样口2，并且该进样口由橡胶帽封住。在该盒子1的侧表面上设有多个喷嘴口3，通过这些喷嘴口进行注入以施加或降低压力以便使在盒子1中的溶液运动。橡胶帽固定在每个喷嘴口3上。该盒子1的另一个侧面具有类似的结构。
该生物化学反应盒1的主体可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚氯乙烯等构成。
图2为该生物化学反应盒1的平面图(从上方看的剖视图)。参照图2，在盒1的一个侧面上，设有10个喷嘴口3a至3j，并且在其另一个侧面上也设有10个喷嘴口3k至3t。相应的喷嘴口3a至3t分别通过相应的通道4a至4t与腔室5连通，这些腔室为用于存储溶液或产生反应的部分或位置。
但是，在该实施方案中，喷嘴口3n、3p、3q和3s没有使用，这些喷嘴口没有与腔室5连通，并且用作备用口。更具体地说，在该实施方案中，喷嘴口3a至3j分别通过通道4a至4j与腔室5a至5j连通。在另一个侧面上，喷嘴口3k、3l、3m、3o、3r和3t分别通过通道4k、4l、4m、4o、4r和4t与腔室5k、5l、5m、5o、5r和5t连通。
进样口2与腔室7连通。这些腔室5a、5b、5c和5k与腔室7连通，腔室5g和5o与腔室8连通，并且腔室5h、5i、5j、5r和5t与腔室9连通。另外，腔室7通过通道10与腔室8连通，并且腔室8通过通道11与腔室9连通。腔室5d、5e、5f、5l和5m分别通过通道6d、6e、6f、6l和6m与该通道10连通。在腔室9的底部(底面)处，设有方形孔。该该方形孔上连接有一DNA微阵列12，其上几万至几十万个不同DNA探针高密度地布置在固相例如具有几个平方厘米的尺寸的玻璃板的表面上，并且这些探针面向上。
通过利用该DNA微阵列12进行杂交反应可以同时测试大量基因。
该DNA阵列12以矩阵形式规则地布置，并且该DNA阵列12的地址(由在该矩阵上的行数和列数所确定的位置)可以很容易被读取作为信息。所要测试的基因除了传染病毒、细菌和与疾病相关的基因之外例如还包括每个个体的遗传性多态现象。
在腔室5a和5b中，例如分别存储有包含用于破坏细胞膜的EDTA(乙二胺四乙酸)的第一溶血剂和包含蛋白质改性剂例如表面活性剂的第二溶血剂。
在腔室5c中，存储有用来吸附DNA的涂敷二氧化硅的磁性材料颗粒。在腔室5l和5m中，分别存储有用来在提取DNA时纯化DNA的第一提取清洁液和第二提取清洁液。
在腔室5d中存储有用于将DNA从磁性颗粒中洗掉的由低浓度盐缓冲剂构成的洗脱液，在腔室5g中存储有由引物、聚合酶、dNTP(三磷酸脱氧核糖核酸)、缓冲剂、包含有荧光剂的Cy-3dUTP等构成的用于PCR(聚链反应)的混合液。在腔室5h和5j中，存储有包含有用于清洗没有进行杂交反应的荧光标记的试样DNA的表面活性剂的清洗剂和荧光标记。在腔室5i中，存储有用于干燥包括有DNA微阵列12的腔室9内部的醇。
腔室5e为其中积累除了血液DNA之外的碎片的腔室，腔室5f为其中积累腔室5l和5m中的第二提取清洁液的废液的腔室，腔室5k、5o和5t分别为设置用来防止液体流进喷嘴口3k、3o和3t的空腔室。
在该实施方案中，当测试者使用注射器穿过进样口2的橡胶帽将作为试样的血液注入到该盒子1中时，该血液流进腔室7中。当进行该操作时，盒子1放置成处于基本上水平状态。
如在图3的侧视图中所示一样，用于容纳试样的腔室7的至少一部分即构成在试样7的侧面的一部分腔室7的透明部分13由透明材料形成，从而能够目测试样B的量。该透明部分13设有由线段构成的一指示器，用来指示试样B的最低所需量。
该指示器14a可以通过在盒子1上形成凹凸部分来设置在盒子1上，或者也可以通过一彩色部分构成。另外，如图4所示，一部分指示器15a可以设置为在不同色彩部分之间或在不同色彩浓淡部分之间的边界。在图3和4中，在盒子1中装有与由指示器14a表示的预定量对应的量的试样B。
当将液体试样例如血液注入到上述生物化学反应盒中并且将该生物化学反应盒1设置在后面所述的处理设备中时，在该盒子1内进行DNA的提取和扩增等。另外，进行在扩增试样DNA和在设在盒子中的DNA微阵列上的DNA探针之间的杂交和将没有杂交的荧光标记的试样DNA和荧光标记清洗。
图5为用于控制溶液在生物化学反应盒1内的运动和各个反应的处理设备的示意性方框图。
在工作台21上安装有生物化学反应盒1。另外，在工作台21上，设有在从盒1中的试样提取DNA等时被激活的电磁铁22，用于在通过例如PCR(聚合酶链反应)方法将来自试样的DNA扩增时进行温度控制的Peltier元件23和用于在进行在扩增试样DNA和位于盒子1内的DNA微阵列12上的DNA探针之间的杂交时并且在清除或洗掉没有进行杂交的试样DNA时进行温度控制的Peltier元件，并且这些元件与用于控制整个处理设备的控制单元25连接。
在工作台21的两个侧面处设有电动(马达驱动)注射泵26和27以及每个作为用于通过这些泵26和27排出或吸入空气并且在其侧面上设有10个泵喷嘴28或29的泵座30和31。在电动注射泵26和27以及泵喷嘴28和29之间设有多个电动开关(选择器)阀(未示出)，它们与泵26和27一起连接在控制单元25上。控制单元25与由测试者在其上进行输入的输入单元32连接。控制单元25如此控制泵喷嘴28和29，从而分别相对于电动注射泵26和27选择地打开和关闭相应10个泵喷嘴的每一个。
在测试者如上所述一样通过注射器穿过进样口2的橡胶帽将作为试样的血液注入到腔室7中之后，测试者就所注入的试样B的量是否到达表示用于进行生物化学反应的最低所需量的指示器14a进行判断。当如图3所示一样测试者判断试样量足够时，测试者将该生物化学反应盒1安置在工作台21上并且通过操作未示出的操纵杆使泵座30和31沿着由图5中所示的箭头方向运动，由此通过位于盒子1的两个侧面处的相应喷嘴口3使泵喷嘴28和29喷射进盒子1中。
另外，喷嘴口3a至3t聚集在该生物化学反应盒1的两个表面即侧面处，从而可以简化该电动注射泵26和27、电动开关阀、包含有这些泵喷嘴的泵座30和31等的形状和布置。另外，通过进行将盒子1夹在泵座30和31之间同时确保必要的腔室5和通道这样一种简单的操作，从而可以使泵喷嘴28和29喷射并且简化泵座30和31的结构。另外，所有喷嘴口3a至3t设置在相同的高度处，即线性地布置，由此与喷嘴口3a至3t连接的通道4a至4t的所有高度彼此相等。因此，通道4a至4t的制作变得容易。
另外，在图5所示的处理设备中，在泵座30和31的长度相对n个生物化学反应盒1相对于原始长度增大n倍的情况下，在当将n个盒子1串连布置时，可以同时对所有n个盒子1进行必要的步骤。因此，可以在许多具有非常简单设备结构的生物化学反应盒中进行生物化学反应。
在测试者在输入单元32处输入过程入口命令时开始。图6为用来说明在该实施方案中的处理设备中的处理过程的流程图。
参照图6，在步骤S1中，控制单元25只打开喷嘴口3a和3b，并且从电动注射泵26将空气排出并且从该电动注射泵27将空气吸入在盒子1中，由此，从腔室5a将第一溶血剂注入到装有血液的腔室7中。这时，通过控制空气从泵27的吸入以便在开始从泵26进行排气之后开始10-200毫秒，从而该溶液可以平稳地流动，而不会在其前端处产生飞溅或扩散，但是这取决于该溶血剂的粘度和通道的阻力。
如上所述，通过改变空气供应和吸入的定时来控制施压和降压的方式，从而可以使得溶液平稳地流动。在优选实施方案中，可以通过进行这样一种控制从而使由电动注射泵27进行的吸气程度从泵26开始排气线性增大，从而可以使该溶液更平稳地流动。
通过使用电动注射泵26和27可以方便地实现供气控制。更具体地说，在只打开喷嘴口3a和3o之后，通过泵26和27交替地重复排气和吸气以使得在腔室7中的溶液在通道10中反复流进流出，因此搅拌了该溶液。或者，可以在从泵27连续地排气以产生出气泡的同时搅拌该溶液。
图7为在图2中所示的腔室5a、7和5k的动作的说明图，并且显示出这样一种状态，即通过在其中使泵喷嘴28喷射来给喷嘴口3a加压，并且通过在其中使泵喷嘴29喷射来降低喷嘴口3k的压力，由此在腔室5a中的第一溶血剂流进腔室7中。
再次参照在图6中所示的流程图，在随后的步骤S2中，只有喷嘴3b和3k打开，并且使在腔室5b中的第二溶血剂按照与在第一溶血剂的情况中一样的方式流进腔室7中。同样，在步骤S3中，使在腔室5c中的磁性颗粒流进腔室7中。在步骤S2和S3中，按照与在步骤S1中相同的方式进行搅拌。在步骤S3中，从在步骤S1和S2中的细胞溶解中得到的DNA附着在磁性颗粒上。
之后，在步骤S4中，接通电磁铁22，并且只打开喷嘴口3e和3k。然后，从电动注射泵27将空气排出，并且从泵26吸入以使该溶液从腔室7流入到腔室5e。在运动时，磁性颗粒和DNA在通道10中吸在电磁铁22上。通过泵26和27交替重复进行吸气和排气以使该溶液在腔室7和5e之间来回运动两次，由此改善了DNA的捕获效率。可以通过增加来回运动次数来进一步改善捕获效率。但是在该情况中，处理时间也相应延长。
如上所述，通过利用磁性颗粒使DNA在流动状态中捕获在其宽度大约为1-2mm并且高度约为0.2-1mm的这种小通道上，从而可以高效地捕获DNA。这对于RNA和蛋白质也一样。
然后，在步骤S5中，将电磁铁22断开，并且只打开喷嘴口3f和3l。之后，从电动注射泵27将空气排出，并且从泵26将它吸入以使第一提取清洁液从腔室5l运动到5f。这时，在步骤S4中磁性颗粒和DNA与提取清洁液一起运动，由此进行清洁。按照与步骤S4中相同的方式进行两次往复运动之后，将电磁铁22接通，并且同样进行两次往复运动以回收在通道10中电磁铁22上的磁性颗粒和DNA，并且使该溶液回到腔室5l。
在步骤S6中，通过使用在腔室5m中的第二提取清洁液与喷嘴口3f和3m组合来按照与在步骤S5中相同的方式进一步进行清洁。
在步骤7中，只打开喷嘴口3d和3o，同时使电磁铁22保持接通，并且从泵26将空气排出，并且从泵27将它吸入，由此使在腔室5d中的洗脱剂运动到腔室8中。
这时，通过洗脱剂的作用使磁性颗粒和DNA分离，从而只有DNA与洗脱剂一起运动到腔室8，并且这些磁性颗粒保持在该通道10中。因此，进行了DNA提取和净化。如上所述，装有提取清洁液的腔室和装有在清洁之后的废液的腔室分开设置，从而可以在该生物化学反应盒1中进行DNA的提取和净化。
接下来，在步骤S8中，只有喷嘴口3g和3o打开，并且从电动注射泵18将空气排出，并且从泵19将它吸入以使得在腔室5g中的PCR试剂流进腔室8中。另外，只有喷嘴口3g和3t打开，并且交替地反复进行由泵26和27进行的排气和吸气，从而使得腔室8的溶液在通道11中反复地流进流出而得以搅拌。然后，控制Peltier元件23以使腔室8中的溶液保持在96℃10分钟。之后，重复进行在96℃/10秒、55℃/10秒和72℃/1分钟下的加热循环30次，因此使洗脱的DNA进行PCR并且将该DNA扩增。
在步骤S9中，只有喷嘴口3g和3t打开，并且从电动喷射泵26将空气排出并且从泵27将它吸入以使在腔室8中的溶液运动到腔室9。另外，通过控制Peltier元件24，使在腔室9中的溶液保持在45℃2小时以进行杂交。这时，通过泵26和27交替反复地进行排气和吸气，以使该溶液在腔室9和通道6t之间运动，搅拌该溶液。
在步骤S10中，在使温度保持在45℃的同时，只打开喷嘴口3h和3r，并且从电动注射泵26将空气排出并且从泵27将它吸入以使得在腔室5h中的第一清洁液通过腔室9流进腔室5r同时使在腔室9中的溶液运动到腔室5r。通过泵26和27交替重复地进行吸气和排气以使该溶液在腔室5h、9和5r之间来回运动两次并且最终使该溶液回到腔室5h。因此，清洁了没有杂交的荧光标记的试样DNA和荧光标记。
图8为在图2中所示的试样5h、9和5y的动作的说明图。通过使泵喷嘴28喷射进入喷嘴口3h给该盒子1加压并且通过使泵喷嘴29喷射进入喷嘴口3r使之降压。图8显示出这样一种状态，即使得第一清洁液穿过腔室9流进腔室5r。
再次参照图6的流程图，在步骤S11中，在使温度保持在45℃的同时，通过使用在腔室5j中的第二清洁液与喷嘴口3h和3r结合按照与在步骤S10中相同的方式进一步进行清洁，并且使该溶液最终回到腔室5j。如上所述，包含有清洁液的腔室5h和5j以及包含有在清洁之后的废液的腔室5r分开设置，从而可以对在生物化学反应盒1中的DNA微阵列12进行清洁。
在步骤S12中，只有喷嘴口3i和3r打开，并且从电动注射泵26将空气排出并且从泵27将它吸入以使在腔室5i中的醇穿过腔室9运动到腔室5r。之后，只打开喷嘴口3i和3r，并且从泵26将空气排出并且从泵27将它吸入以干燥该腔室9。
在测试者操作操纵杆(未示出)时，泵座30和31从生物化学反应盒1中移出。因此，泵喷嘴28和29从盒子1的喷嘴口3移走。然后，测试者将盒子1安放在用于DNA阵列的读取机例如已知的扫描器中以进行测量和分析。
在该实施方案中，透明部分13设有用来指示所需试样B的量的指示器14a。但是，为了改善可视性，可以该透明部分13还可以设有光学部件例如透镜以便将试样B和指示器14a放大。
在该实施方案中，用于使容纳在盒子1中的试样、反应试剂、其混合物或反应液体运动的运动部件设置在盒子1外面，但是可以一体地设置在盒子1中。
另外，透明部分13不必完全透明，但是可以是半透明的，只要该试样是可以目测的。另外，当盒子1本身具有可以从其外部进行目测的这样一种透明度时，则不必给该盒子1设置作为透明部分的特定区域。
(实施方案2)
在实施方案1中，指示器14a指示出最小所需量(下限)。在该实施方案中，除了指示器14a之外，该透明部分13还设有用来表示最大所需量(上限)的指示器14b。在这一点上，当在腔室7中装有其量不少于下限的试样时，由于可以减少所要求的量DNA的扩增的回数因而不会出现问题。但是，出于受试者的负担来看，注入其量超过上限的试样是不理想的。另外，试样可能溢出腔室7。因此，必须设置用于指示上限的指示器14b。
(实施方案3)
在实施方案2中，通过如图9中所示的两个线段作为指示器14a和14b来进行上限和下限的指示。
在该实施方案中，如图10所示，分别通过上指示器14d和下指示器14c来给出透明部分13的上限边界和下限边界。或者，上限边界和下限边界可以具有测试者能够很容易通过目测确定试样的这样一个透明度。
(实施方案4)
在该实施方案中，通过例如在与上限和下限部分对应的位置处将它向外切割来使腔室7的形状局部变形，由此形成可以目测的指示器14f和14e，从而可以对试样进行目测。
更具体地说，在图11中，试样量大于下限并且小于上限。在该情况中，试样量超过由指示器14e表示的最低所需量，从而试样B从普通腔室区域延伸至作为指示器14e的向外部分。因此，测试者可以很容易确定试样量超过由指示器14e表示的最低所需量。另外，试样B没有到达表示最大所需量的指示器14f，从而在作为指示器14f的部分处不能观察到该试样B。至于使腔室7的形状变形的方法，指示器相应部分可以如在图11中所示一样向外延伸或者可以向内切割。
顺便说一下，在图10和11中所示的上限和下限的位置是为了便于理解，因此可以不是与在图7中所示的那些对应的严格位置。
(实施方案5)
在该实施方案中，如图12所示，在上限和下限之间的区域由垂直条形指示器14g表示。也可以通过在与上下限对应的位置处在盒子1表面上产生出高度差(或台阶)来设置该指示器14g。
(实施方案6)
在上述实施方案中，从盒子1侧面来观测试样B的量。
在该实施方案中，从盒子1上方观测试样量。例如，如图13(a)至13(d)中所示一样，如此改变腔室7的形状，从而左右凸起部分(向外延伸部分)沿着垂直方向具有不同的高度，因此能够确定试样量。
图13(a)至13(d)的每一幅包括在盒子1的腔室的平面图(左视图)和侧视图(右视图)。
在这些图的每一幅中，盒子1在其上部具有可观测透明结构，并且没有显示出包括进样口2的其它部分。腔室7在其两个侧面处设有左右凸起部分。左边凸起部分用作指示器14h，它具有在垂直方向上较长的长度并且表示下限。右边凸起部分用作指示器14i，它具有在垂直方向上较短的长度从而具有其位置高于指示器14h的底部，因此表示了上限。
参照图13(a)至13(d)，图13(a)显示出这样一种状态，即在腔室7中没有装入试样B。当将试样B注入到腔室7中时，通过在图13(b)中所示的状态，试样B的量增加，从而超过由指示器14h表示的下限。这时，如图13(c)所示一样，测试者观察到容纳在指示器14h(左边凸起部分)中的试样B，从而测试者可以确定试样B的量到达下限。当进一步将试样B注入到腔室7中时，如图13(d)所示一样试样B到达表示下限的指示器14i。这时，测试者观察到容纳在指示器14i(右边凸起部分)中的试样B，从而测试者可以确定试样B的量到达上限。
在该实施方案中，整个腔室7可以目测，但是也可以只将指示器14h和14i做成为可以目测。
(实施方案7)
在该实施方案中，如在包括平面图(左视图)和侧视图(右视图)的图14中所示一样，将腔室7的形状改变成截头圆锥形形状，在其上表面处的直径大于在其下表面处的直径，从而该试样B的液面随着将试样B注入到腔室7中而逐渐增大。
在腔室7的具有透明结构的上表面处，如在图14的平面图中所示一样，设有由线段构成并且表示试样的下限的指示器14j和由线段构成并且表示出试样的上限的指示器14k。因此，测试者可以很容易通过腔室7的透明上表面来确定试样B的量。
在该实施方案中，腔室7的整个上表面具有透明结构，但是也可以使与指示器14j和14k对应的部分透明并且使其它部分不透明。这样，在试样B位于透明指示器14j和14k中时可以判断试样B的适当量。
如上所述，根据本发明，可以提供一种能够通过目测确定腔室中的试样量的生物化学反应盒。
虽然已经参照在这里所披露的结构对本发明进行了说明，但是本发明并不限于所给出的细节，并且本申请打算覆盖落入在改进目的或下面权利要求的范围内的这些改进或变化。

Claims (6)

1.一种生物化学反应盒，它包括：
用于液体试样的进样口；以及
用于容纳该液体试样的腔室，
其中所述腔室包括至少一个透明部分，通过该透明部分可以从外面目测在该腔室中的液体试样，该透明部分设有能够将液体试样量与预定量进行比较的指示器。
2.如权利要求1所述的盒子，其中所述指示器能够由线段、色彩或凹凸性来识别。
3.如权利要求1所述的盒子，其中所述指示器能够通过不同色彩的边界、凹凸性的边界以及具有透明性的可目测区域的边界中的任一个来识别。
4.如权利要求1所述的盒子，其中所述指示器指示出液体试样量的下限或上限。
5.一种生物化学反应盒，它包括：
用于液体试样的进样口；以及
用于容纳该液体试样的腔室，该腔室设有能够将液体试样量与预定量进行比较的包括凹凸部分的指示器，
其中所述腔室包括至少一个透明的部分和凹凸部分，通过这些部分可以从外部目测在该腔室中的液体试样。
6.如权利要求1或5所述的盒子，其中所述透明部分设有放大光学部件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101980785A (zh) * 2008-01-30 2011-02-23 奥索临床诊断有限公司 具有指示标记的免疫诊断试验卡

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006007146A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Canon Inc 粒子分離装置
JP4455306B2 (ja) 2004-12-13 2010-04-21 キヤノン株式会社 生化学処理方法
KR20080005269A (ko) * 2006-03-24 2008-01-10 가부시끼가이샤 도시바 핵산 검출 카세트 및 핵산 검출 장치
US8119352B2 (en) * 2006-06-20 2012-02-21 Cepheld Multi-stage amplification reactions by control of sequence replication times
US7888107B2 (en) * 2006-07-24 2011-02-15 Nanosphere, Inc. System using self-contained processing module for detecting nucleic acids
JP5004577B2 (ja) * 2006-12-27 2012-08-22 ローム株式会社 液体試薬内蔵型マイクロチップにおける液体試薬の液量および／または品質が正常であるかを判定する方法、および液体試薬内蔵型マイクロチップ
US20090286692A1 (en) * 2008-04-15 2009-11-19 Wainwright Norman R Cartridge and Method for Sample Analysis
WO2012118897A2 (en) 2011-03-01 2012-09-07 Applied Materials, Inc. Abatement and strip process chamber in a dual loadlock configuration
US11171008B2 (en) 2011-03-01 2021-11-09 Applied Materials, Inc. Abatement and strip process chamber in a dual load lock configuration
DK2829882T3 (da) 2012-03-21 2020-05-18 Nec Corp Chip til analyse af en målsubstans
EP3151965B1 (en) 2014-06-04 2021-02-24 Edan Instruments, Inc. Sample collection and analysis devices
AU2016312678B2 (en) * 2015-08-26 2019-12-12 EMULATE, Inc. Perfusion manifold assembly
US11754579B2 (en) * 2017-06-06 2023-09-12 The Regents Of The University Of California Systems and methods for rapid generation of droplet libraries

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4199544A (en) * 1975-12-17 1980-04-22 Compur-Electronic Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Read-off device for medical samples
US4581014A (en) * 1984-04-03 1986-04-08 Ivac Corporation Fluid infusion system
GB8903046D0 (en) 1989-02-10 1989-03-30 Vale David R Testing of liquids
US5143854A (en) * 1989-06-07 1992-09-01 Affymax Technologies N.V. Large scale photolithographic solid phase synthesis of polypeptides and receptor binding screening thereof
US5242606A (en) 1990-06-04 1993-09-07 Abaxis, Incorporated Sample metering port for analytical rotor having overflow chamber
US5367469A (en) * 1990-12-13 1994-11-22 Vlsi Technology, Inc. Predictive capacitance layout method for integrated circuits
JP2832117B2 (ja) 1991-11-29 1998-12-02 キヤノン株式会社 サンプル測定デバイス及びサンプル測定システム
US5370842A (en) * 1991-11-29 1994-12-06 Canon Kabushiki Kaisha Sample measuring device and sample measuring system
US5637469A (en) * 1992-05-01 1997-06-10 Trustees Of The University Of Pennsylvania Methods and apparatus for the detection of an analyte utilizing mesoscale flow systems
US5323653A (en) * 1993-03-08 1994-06-28 Oil-Rite Corporation Fluid level detection apparatus
JPH07318398A (ja) 1994-05-25 1995-12-08 Nippondenso Co Ltd 情報コード付き容器
US5856174A (en) * 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
FR2743630B1 (fr) 1996-01-16 1998-02-20 Liger Alain Didier Dispositif d'indication du risque d'alcoolemie
US5942443A (en) * 1996-06-28 1999-08-24 Caliper Technologies Corporation High throughput screening assay systems in microscale fluidic devices
EP1046032A4 (en) * 1998-05-18 2002-05-29 Univ Washington LIQUID ANALYSIS CARTRIDGE
JP2000274375A (ja) 1999-03-25 2000-10-03 Seiko Epson Corp マイクロ液体流動デバイス
US20020140940A1 (en) * 2001-02-28 2002-10-03 Bambot Shabbir B. System and method for measurement and analysis of a sample by absorption spectrophotometry

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101980785A (zh) * 2008-01-30 2011-02-23 奥索临床诊断有限公司 具有指示标记的免疫诊断试验卡
CN101980785B (zh) * 2008-01-30 2013-10-16 奥索临床诊断有限公司 具有指示标记的免疫诊断试验卡
CN103424544A (zh) * 2008-01-30 2013-12-04 奥索临床诊断有限公司 具有指示标记的免疫诊断试验卡
CN103424544B (zh) * 2008-01-30 2015-09-09 奥索临床诊断有限公司 具有指示标记的免疫诊断试验卡

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