RU2810819C2 - Device and system for analyzing sample, in particular blood, as well as methods of their use - Google Patents

Device and system for analyzing sample, in particular blood, as well as methods of their use Download PDF

Info

Publication number
RU2810819C2
RU2810819C2 RU2018113397A RU2018113397A RU2810819C2 RU 2810819 C2 RU2810819 C2 RU 2810819C2 RU 2018113397 A RU2018113397 A RU 2018113397A RU 2018113397 A RU2018113397 A RU 2018113397A RU 2810819 C2 RU2810819 C2 RU 2810819C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
plates
plate
spacers
thickness
Prior art date
Application number
RU2018113397A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018113397A3 (en
RU2018113397A (en
Inventor
Стивен Й. ЧОУ
Вэй Дин
Original Assignee
Эссенликс Корп.
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
Priority claimed from PCT/US2016/046437 external-priority patent/WO2017027643A1/en
Application filed by Эссенликс Корп. filed Critical Эссенликс Корп.
Priority claimed from PCT/US2016/051775 external-priority patent/WO2017048871A1/en
Publication of RU2018113397A publication Critical patent/RU2018113397A/en
Publication of RU2018113397A3 publication Critical patent/RU2018113397A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2810819C2 publication Critical patent/RU2810819C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biochemistry.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of sampling, detection, analysis in biochemical research and options of their use. The following is presented: a device for analyzing an analyte in a sample comprising a first plate and a second plate moved relative to each other in different configurations. One or both plates are flexible, on the corresponding surface of each plate there is a contact area with the sample containing the analyte. The plates contain spacers fixed to a corresponding plate, wherein the spacers have a column shape, a flat top surface, a predetermined uniform height and a predetermined constant distance between the spacers. At least one of the separators is located inside the area of contact with the sample. The fourth power of the interspacer distance (ISD) divided by the thickness (h) of the flexible plate and the Young's modulus (E) of the flexible plate, ISD4/(hE), is equal to or less than 5x106 mcm3/GPa; and the thickness of the flexible plate multiplied by the Young's modulus of the flexible plate is between 60 and 750 GPa-mcm. One configuration is an open configuration in which the two plates are separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is applied either to one or both plates. Another configuration is a closed configuration, which is configured after application of the sample in an open configuration. At least part of the sample is compressed by two plates into a layer of uniform thickness and is motionless with respect to the plates. The uniform layer thickness is limited to the inner surfaces of the two plates and is controlled by the plates and spacers and has an average thickness equal to or less than 200 mcm. The following is also presented: a system for accelerated analysis of a sample using a mobile communication device, a method of accelerated analysis of an analyte in a sample, a method of accelerated analysis of an analyte in a sample using a mobile communication device, and a method of analyzing a sample.
EFFECT: simplification, acceleration and increased reliability of analysis with high sensitivity are achieved.
154 cl, 2 tbl, 34 dwg

Description

Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительными заявками с порядковыми номерами 62/218455, поданной 14 сентября 2015 г., 62/293188, поданной 9 февраля 2016 г., 62/305123, поданной 8 марта 2016 г., 62/369181, поданной 31 июля 2016 г., заявкой по РСТ с порядковым номером PCT/US16/46437, поданной 10 августа 2016 г., при этом заявка по РСТ испрашивает приоритет в соответствии с предварительными заявками с порядковыми номерами 62/202989, поданной 10 августа 2015 г., 62/218455, поданной 14 сентября 2015 г., 62/293188, поданной 9 февраля 2016 г., 62/305123, поданной 8 марта 2016 г., и 62/369181, поданной 31 июля 2016 г., причем все заявки включены в данный документ во всей своей полноте для всех целей.This application claims priority to provisional applications 62/218455 filed September 14, 2015, 62/293188 filed February 9, 2016, 62/305123, filed March 8, 2016, 62/369181, filed July 31, 2016, PCT application serial number PCT/US16/46437 filed August 10, 2016, which PCT application claims priority to provisional applications serial number 62/202989 filed August 10, 2015 ., 62/218455, filed September 14, 2015, 62/293188, filed February 9, 2016, 62/305123, filed March 8, 2016, and 62/369181, filed July 31, 2016, all applications are incorporated herein in their entirety for all purposes.

Область изобретенияField of invention

Настоящее изобретение относится к области отбора образцов, обнаружения, проведения анализов при биохимических исследованиях и вариантам их применения.The present invention relates to the field of sampling, detection, analysis in biochemical research and options for their application.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

При анализе образцов в биологии/химии, в частности крови существует потребность в способах и устройствах, с помощью которых можно ускорять процесс (например, связывание, смешивание реагентов и т.д.) и количественно измерять параметры (например, концентрацию аналитов, объем образца и т.д.), с помощью которых можно упрощать отбор образцов и процессы измерения, с помощью которых можно использовать образцы небольшого объема, с помощью которых обеспечивается выполнение всего анализа в течение менее минуты, с помощью которых обеспечивается выполнение анализа с помощью смартфона (например, мобильного телефона), которые позволяют лицу, не являющемуся профессионалом, выполнять анализ самостоятельно и которые позволяют передавать результаты теста локально, удаленно или по беспроводной связи различным заинтересованным сторонам. Настоящее изобретение относится к способам, устройствами и системам, которые могут удовлетворять этим потребностям.When analyzing samples in biology/chemistry, in particular blood, there is a need for methods and devices that can speed up the process (for example, binding, mixing reagents, etc.) and quantitatively measure parameters (for example, the concentration of analytes, sample volume and etc.), which can simplify sampling and measurement processes, which can use small sample volumes, which can complete the entire analysis in less than a minute, which can be used to perform the analysis using a smartphone (e.g. mobile phone) that allow a non-professional to perform the analysis themselves and that allow test results to be transmitted locally, remotely or wirelessly to various interested parties. The present invention relates to methods, devices and systems that can meet these needs.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Следующее краткое описание не предусматривает включение всех характеристик и аспектов настоящего изобретения. Настоящее изобретение относится к способам, устройствами и системам, которые делают обнаружение в биологии/химии (в том числе без ограничения иммунологический анализ, анализ нуклеиновых кислот, анализ электролитов и т.д.) более быстрым, более чувствительным, обеспечивают меньшее число стадий, более легкое выполнение, меньшее количество требуемых образцов, способствуют меньшим или сниженным потребностям (или отсутствию таковых) в профессиональной помощи и/или более низкой стоимости по сравнению со многими современными способами и устройствами обнаружения.The following brief description is not intended to include all features and aspects of the present invention. The present invention relates to methods, devices and systems that make detection in biology/chemistry (including, but not limited to, immunoassays, nucleic acid assays, electrolyte assays, etc.) faster, more sensitive, provide fewer steps, more ease of implementation, fewer samples required, contribute to less or reduced need (or lack thereof) for professional assistance and/or lower cost compared to many current detection methods and devices.

Целью многих современных лабораторных тестов является точное определение абсолютной концентрации аналита в образце. Например, исследование эритроцитов (RBC) предусматривает подсчет количества эритроцитов в определенном количестве цельной крови с последующим расчетом количества эритроцитов на микролитр цельной крови. Однако такие измерения могут быть сложными для выполнения без применения специализированного диагностического центра (например, в условиях «на дому», «в аптеке» или «месте оказания медицинской помощи»), поскольку такие тесты часто требуют специализированного инструмента и/или точного измерительного устройства, которое способно точно измерять относительно небольшой объем (такой как пипетка для точного измерения или им подобные) биологической жидкости.The goal of many modern laboratory tests is to accurately determine the absolute concentration of an analyte in a sample. For example, a red blood cell (RBC) test involves counting the number of red blood cells in a specified amount of whole blood and then calculating the number of red blood cells per microliter of whole blood. However, such measurements may be difficult to perform without the use of a specialized diagnostic facility (e.g., in a “home,” “pharmacy,” or “point-of-care” setting) because such tests often require a specialized instrument and/or a precision measuring device, which is capable of accurately measuring a relatively small volume (such as a precision pipette or the like) of biological fluid.

Измерение подходящего объемаMeasuring the right volume

С помощью многих анализов определяют абсолютную концентрацию аналита в образце. Однако результаты таких анализов становятся достаточно неточными, если анализируют лишь небольшой объем (в частности, например, от 100 нл до 10 мкл). Это происходит в связи с тем, что небольшие объемы сложно точно дозировать и/или измерять.Many assays determine the absolute concentration of an analyte in a sample. However, the results of such analyzes become quite inaccurate if only a small volume is analyzed (particularly, for example, from 100 nl to 10 μl). This is because small volumes are difficult to dose and/or measure accurately.

В некоторых анализах образец жидкости можно размещать между двумя пластинами, которые разделены разделителями, и анализировать. Теоретически объем аналита можно рассчитать в результате умножения площади образца, который анализируют, на толщину образца, который анализируют. Однако практически такие оценки нелегко выполнять и они являются достаточно неточными по ряду причин. В качестве примера, в некоторых устройствах применяются гранулы для разделения пластин, и либо гранулы, либо одна из пластин являются деформируемыми. Такие устройства могут быть предрасположены к неточности по следующим причинам.In some assays, a liquid sample can be placed between two plates that are separated by spacers and analyzed. Theoretically, the volume of the analyte can be calculated by multiplying the area of the sample being analyzed by the thickness of the sample being analyzed. However, in practice such estimates are not easy to perform and are quite inaccurate for a number of reasons. As an example, some devices use granules to separate the plates, and either the granules or one of the plates is deformable. Such devices may be prone to inaccuracy for the following reasons.

- Сферические разделители имеют намного меньшую площадь контакта (почти точку) с пластинами. В таких устройствах в связи с намного меньшей площадью контакта в случае каждой единицы, к которой применяют силу сдавливания, применяется намного большее давление на площадь контакта как со стороны пластины, так и со стороны сфер. Такое большее давление приводит к тому, что сферы и/или пластины (в случае, если они являются гибкими) деформируются, что искажает любые измерения.- Spherical spacers have a much smaller contact area (almost a point) with the plates. In such devices, due to the much smaller contact area for each unit to which a compressive force is applied, much greater pressure is applied to the contact area from both the plate and sphere sides. This greater pressure causes the spheres and/or plates (if they are flexible) to deform, distorting any measurements.

- Сферические разделители обычно заканчиваются, будучи равномерно распределенными между двумя пластинами. Поскольку сферические разделители распределены равномерно, расстояния между разделителями могут значительно варьировать и некоторые из расстояний являются достаточно большими. Это вызывает то, что разделители и/или пластины (если они гибкие) деформируются до значительно большей степени в некоторых областях по сравнению с другими, что также искажает результаты.- Spherical spacers usually end up being evenly distributed between two plates. Because the spherical spacers are uniformly distributed, the distances between the spacers can vary significantly and some of the distances are quite large. This causes the spacers and/or plates (if flexible) to deform to a significantly greater extent in some areas than others, which also skews the results.

- Случайным образом расположенные разделители, которые находятся вблизи друг от друга, могут стать препятствиями, которые блокируют движение аналитов (например, клеток), потенциально приводя тем самым к образованию «скоплений» аналитов или клеток, которые могут вызвать еще больше сложностей.- Randomly placed separators that are close to each other can become obstructions that block the movement of analytes (eg, cells), thereby potentially leading to the formation of analyte or cell “clumps” that can cause even more complications.

- Значительная деформация одной из пластин может приводить к лизису клеток, что может вызывать ошибки в работе по подсчету клеток.- Significant deformation of one of the plates can lead to cell lysis, which can cause errors in cell counting.

- Расчеты объемов являются неточными, поскольку число сферических разделителей в анализируемой области, а также степень, до которой разделители и/или одна из пластин деформируется, варьируют от образца к образцу.- Volume calculations are imprecise because the number of spherical spacers in the analyzed area, as well as the degree to which the spacers and/or one of the plates is deformed, vary from sample to sample.

- Деформация вызывает разницу во времени, которая требуется для того, чтобы молекулы диффундировали к поверхности одной из пластин.- The deformation causes a difference in the time required for the molecules to diffuse to the surface of one of the plates.

В устройствах, в которых применяют сферические разделители, объем части образца, который анализировали, можно потенциально оценить с помощью а) подсчета сфер в объеме анализируемого образца и b) экспериментальной оценки толщины слоя образца (например, добавления внутреннего стандарта, такого как несмешивающаяся жидкость, которая содержит известную концентрацию калибрующего вещества, которую можно использовать для расчета расстояния между пластинами). Однако выполнять дополнительные стадии является неудобным, и поскольку верхняя пластина и/или разделители значительно деформируются при использовании, то показатели, получаемые от таких устройств, по-прежнему являются не очень точными.In devices that use spherical separators, the volume of the portion of the sample that was analyzed can potentially be estimated by a) counting the spheres in the volume of the sample being analyzed and b) experimentally estimating the layer thickness of the sample (e.g., adding an internal standard such as an immiscible liquid that contains a known concentration of the calibration agent, which can be used to calculate the distance between the plates). However, the additional steps are inconvenient, and since the top plate and/or spacers deform significantly during use, the readings obtained from such devices are still not very accurate.

В отличие от этого, варианты осуществления способа и устройства по настоящему изобретению основаны на разделителях, которые имеют в значительной степени однородную высоту, почти однородные поперечные (например, столбик с прямой боковой стенкой) и идеально плоские (например, «ровные») поверхности, которые закреплены на одной или более пластинах регулярным образом, при котором разделители отделены друг от друга непрерывным определенным расстоянием (например, не в случайных положениях, которые регулируются пуассоновской статистикой). Во время применения некоторых из вариантов осуществления способа и устройства по настоящему изобретению разделители и пластины не сжимаются и не деформируются в значительной степени ни в каком измерении, по меньшей мере пока пластины находятся в закрытом положении и сдвинуты вместе капиллярной силой. Устройство по настоящему изобретению может иметь многие преимущества, заключающиеся в том, что при применении устройства по настоящему изобретению объем части образца, из которого данные получают (например, «подходящий объем» или объем части образца в анализируемой области), можно легко очень точно рассчитать и в некоторых случаях можно даже рассчитать перед началом анализа, даже в том случае, если в устройстве размещают неизвестное количество образца. Поскольку в закрытом положении пластины являются в значительной степени ровными (что означает, что толщина образца является однородной) и число и измерения разделителей в анализируемой области известны, объем образца в участке можно легко рассчитать с высокой точностью. Подходящий объем образца можно определить без подсчета разделителей в области или оценки толщины слоя образца, после того, как анализ выполнен. Также существует потребность в размещении в устройство определенного количества образца. Кроме того, в начале инкубации необходимо, чтобы молекулы аналита равномерно распределились в подходящем объеме (до той степени, до которой возможно в соответствии с пуассоновской статистикой) для предотвращения большей концентрации в одной области по сравнению с другими.In contrast, embodiments of the method and apparatus of the present invention are based on dividers that have substantially uniform heights, nearly uniform lateral (eg, straight sidewall column), and perfectly flat (eg, "flat") surfaces that secured to one or more plates in a regular manner in which the spacers are separated from each other by a continuous defined distance (eg, not in random positions as governed by Poisson statistics). During use of some of the embodiments of the method and apparatus of the present invention, the separators and plates are not compressed or deformed to a significant extent in any dimension, at least while the plates are in the closed position and pushed together by capillary force. The device of the present invention may have many advantages in that when using the device of the present invention, the volume of the portion of the sample from which data is obtained (for example, the "suitable volume" or the volume of the portion of the sample in the analyzed area) can be easily calculated very accurately and in some cases it can even be calculated before starting the analysis, even if an unknown amount of sample is placed in the device. Since the plates are largely flat in the closed position (meaning the thickness of the sample is uniform) and the number and dimensions of spacers in the area being analyzed are known, the volume of the sample in the area can be easily calculated with high accuracy. The appropriate sample volume can be determined without counting spacers in the area or estimating sample layer thickness after the analysis is performed. There is also a need to place a certain amount of sample into the device. In addition, at the beginning of incubation, it is necessary that the analyte molecules are evenly distributed in a suitable volume (to the extent possible according to Poisson statistics) to prevent greater concentration in one area compared to others.

Сниженное время реакцииReduced reaction time

Известно, что константа диффузии многих аналитов в водной среде является очень низкой, и в связи с этим для многих анализов требуется длительное время инкубации (часто несколько часов и в определенных случаях дней), перемешивание и применение средств или сил, которые способствуют смешиванию. Такие анализы разработаны с тем, чтобы обеспечить диффузию аналита в боковом направлении из начального местоположения до удаленного места на одной из пластин (см., в частности, например, Wei et al, Nucl. Acids Res. 33: e78, и Toegl et al, J. Biomol. Tech. 2003 14: 197-204). Такие системы ограничены, поскольку может потребоваться несколько часов для получения результата. Кроме того, при получении результата часто сложно утверждать с какой-либо определенностью, что реакция достигла равновесия во время, когда реакция была завершена. Такая неопределенность, наряду с другими факторами, делает невозможной оценку абсолютной концентрации аналита в образце.It is known that the diffusion constant of many analytes in aqueous media is very low, and therefore many assays require long incubation times (often hours and in some cases days), mixing, and the use of mixing agents or forces. Such assays are designed to allow lateral diffusion of the analyte from an initial location to a distant location on one of the plates (see, for example, Wei et al, Nucl. Acids Res. 33: e78, and Toegl et al, J Biomol Tech 2003 14: 197-204). Such systems are limited because they can take several hours to produce results. In addition, when obtaining a result, it is often difficult to state with any certainty that the reaction reached equilibrium at the time the reaction was completed. This uncertainty, along with other factors, makes it impossible to estimate the absolute concentration of the analyte in a sample.

Как будет объяснено более подробно ниже, в некоторых вариантах осуществления способа и устройства по настоящему изобретению высоту разделителя и конечную точку анализа можно выбрать таким образом, чтобы ограничить объем горизонтальной диффузии аналитов во время анализа. В этих случаях такой анализ (обычно анализ связывания) можно выполнять в течение очень короткого промежутка времени. Кроме того, концентрацию аналита в образце можно оценивать очень точно, даже несмотря на то, что не анализировали весь образец или он может быть неизвестного объема.As will be explained in more detail below, in some embodiments of the method and apparatus of the present invention, the height of the separator and the end point of the analysis can be selected to limit the amount of horizontal diffusion of analytes during analysis. In these cases, such analysis (usually binding analysis) can be performed within a very short period of time. In addition, the concentration of an analyte in a sample can be estimated very accurately, even though the entire sample has not been analyzed or may be of unknown volume.

В этих вариантах осуществления анализ можно остановить и/или результаты анализов можно считывать в течение времени, которое i. равно или больше, чем время, которое требуется для того, чтобы целевой объект диффундировал в толще однородного по толщине слоя в закрытой конфигурации (т.е. меньше, чем время, которое потребовалось бы для того, чтобы аналит диффундировал вертикально от одной пластины к другой); и ii. меньше, чем время, которое требуется для того, чтобы целевой объект горизонтально диффундировал в линейном измерении предварительно определенной площади участка связывания (например, меньше, чем время, которое потребовалось бы для того, чтобы аналит горизонтально диффундировал от одной стороны участка связывания к другой). В таких конфигурациях «локального связывания» объем части образца, из которых данные получают («подходящий объем»), можно оценить достаточно точно, поскольку он представляет собой объем образца, который находится непосредственно над анализируемой областью. Действительно, объем части образца, из которого данные получают, может быть известен перед началом анализа. Такие варианты осуществления с «локальным связыванием» имеют дополнительное преимущество в том, что образец и необязательно любые реагенты для выявления вдавливают в тонкий слой на протяжении участка связывания и, таким образом, связывание между любыми аналитами и/или реагентами для выявления должно достичь равновесия быстрее, чем в вариантах осуществления, в которых образец не вдавливают в тонкий слой, например, если каплю образца просто размещают на поверхности пластины с участком связывания. Таким образом, во многих случаях равновесного связывания можно достичь за считанные секунды, а не минуты, и, таким образом, многие анализы, в частности, анализы связывания, можно выполнять очень быстро, например, менее чем за минуту.In these embodiments, the analysis can be stopped and/or the results of the analyzes can be read during the time that i. equal to or greater than the time it would take for the target to diffuse through a uniform thickness layer in a closed configuration (i.e., less than the time it would take for the analyte to diffuse vertically from one plate to another ); and ii. less than the time it would take for the target to diffuse horizontally in a linear dimension of the predetermined area of the binding site (e.g., less than the time it would take for the analyte to diffuse horizontally from one side of the binding site to the other). In such "local coupling" configurations, the volume of the portion of the sample from which data is obtained (the "suitable volume") can be estimated quite accurately because it represents the volume of the sample that lies directly above the region being analyzed. Indeed, the volume of the portion of the sample from which data is obtained may be known before analysis begins. Such "local binding" embodiments have the additional advantage that the sample and optionally any detection reagents are pressed into a thin layer along the binding site and thus binding between any analytes and/or detection reagents should reach equilibrium more quickly, than in embodiments in which the sample is not pressed into the thin layer, for example, if a drop of sample is simply placed on the surface of the binding site plate. Thus, in many cases, equilibrium binding can be achieved in seconds rather than minutes, and thus many assays, particularly binding assays, can be performed very quickly, for example in less than a minute.

МультиплексированиеMultiplexing

Кроме того, конфигурация «локального связывания» позволяет выполнять мультиплексные анализы без жидкостного отделения различных реакций друг от друга. Другими словами, несколько анализов можно выполнять в открытой среде, без необходимости разделения анализов друг от друга (т.е. без жидкостной изоляции). Например, в вариантах осуществления локального связывания два различных аналита в одном и том же образце можно анализировать совместно и, поскольку анализ необходимо остановить и/или результаты анализа считать перед диффузией одного аналита из одного анализа в другой, абсолютные концентрации этих аналитов в образце можно определять отдельно друг от друга, даже в случае, если они не отделены жидкостно друг от друга.In addition, the "local coupling" configuration allows multiplexed assays to be performed without liquid separation of the various reactions from each other. In other words, multiple assays can be performed in an open environment without the need to separate assays from each other (i.e., without liquid isolation). For example, in local coupling embodiments, two different analytes in the same sample can be analyzed together and, because the assay must be stopped and/or the assay results read before one analyte diffuses from one assay to another, the absolute concentrations of these analytes in the sample can be determined separately from each other, even if they are not liquid separated from each other.

Возможность выполнения нескольких анализов в одном образце без жидкостной изоляции, только лишь с помощью размещения образца между двумя пластинами и выполнения анализа при ограничении диффузии, имеет несколько преимуществ. Например, анализы можно выполнять с помощью обычного капания капли образца (например, крови) неизвестного объема, распределения образца на пластинах в результате сдавливания пластин вместе, инкубирования образца в течение периода времени и снятия показателя из нескольких участков устройства. При практическом осуществлении данного способа отсутствует необходимость переносить определенные количества образца в несколько камер, что сложно осуществить без точного переноса жидкости и/или измерительного устройства. Более того, анализ является чрезвычайно быстрым по причинам, изложенным выше. Кроме того, поскольку отсутствует необходимость изготавливать пластины со «стенками», изготовление устройства является простым. В конечном итоге, отсутствует требование для портов в любой из пластин, т.е. портов, которые можно было бы потенциально использовать для добавления или удаления образца или реагента в то время, когда устройство находится в закрытом положении.The ability to perform multiple analyzes on a single sample without liquid isolation, simply by sandwiching the sample between two plates and performing the analysis while limiting diffusion, has several advantages. For example, assays can be performed by simply dropping a drop of an unknown volume of sample (eg, blood), spreading the sample onto plates by pressing the plates together, incubating the sample for a period of time, and taking a reading from multiple areas of the device. In the practical implementation of this method, there is no need to transfer certain quantities of the sample into several chambers, which is difficult to do without precise transfer of liquid and/or a measuring device. Moreover, the analysis is extremely fast for the reasons outlined above. In addition, since there is no need to produce plates with "walls", the manufacture of the device is simple. Ultimately, there is no requirement for ports in any of the plates, i.e. ports that could potentially be used to add or remove sample or reagent while the device is in the closed position.

Поверхность усиленияSurface reinforcement

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления устройства и способа по настоящему изобретению устройство может содержать «поверхность усиления», см., например, поверхность, которая усиливает сигнал, например флуоресценцию или люминесценцию, которая образуется за счет средства для выявления. В некоторых случаях сигнал можно усилить в результате наноплазмонного эффекта (например, поверхностно усиленного рамановского рассеяния). Примеры усиления сигнала с помощью поверхности усиления описаны, например, в Li et al., Optics Express 201 1 19: 3925-3936 и WO 2012/024006, включенных в данный документ посредством ссылки. В некоторых случаях поверхность усиления может представлять собой дисковую антенну, сопряженную с точками на столбиках (D2PA), которое было описано в патенте США №9013690. При использовании устройство, содержащее поверхность усиления, может усиливать сигнал в 103 раз или более по сравнению с детектором, которой не имеет конфигурации для усиления сигнала, тем самым способствуя тому, чтобы аналиты были выявлены с чрезвычайно высокой чувствительностью. В некоторых вариантах осуществления количество аналита в подходящем объеме образца, в частности, неклеточных аналитов, которые выявляют с помощью «сэндвич»-анализа, можно подсчитать в цифровом измерении, например, с помощью способов, раскрытых в WO 2014144133. Применение поверхности усиления в некоторых случаях позволяет, чтобы анализ считывали с помощью смартфона или тому подобного. Другие характеристикиAdditionally, in some embodiments of the device and method of the present invention, the device may include a “gain surface,” see, for example, a surface that enhances a signal, such as fluorescence or luminescence, that is produced by the detection means. In some cases, the signal can be enhanced as a result of a nanoplasmonic effect (for example, surface enhanced Raman scattering). Examples of signal amplification using a gain surface are described, for example, in Li et al., Optics Express 201 1 19: 3925-3936 and WO 2012/024006, incorporated herein by reference. In some cases, the gain surface may be a disk dot coupled antenna (D2PA), which was described in US Pat. No. 9,013,690. When used, a device containing an amplification surface can amplify the signal by a factor of 103 or more compared to a detector that is not configured to amplify the signal, thereby allowing analytes to be detected with extremely high sensitivity. In some embodiments, the amount of analyte in a suitable volume of sample, in particular non-cellular analytes that are detected using a sandwich assay, can be counted digitally, for example, using the methods disclosed in WO 2014144133. Use of surface enhancement in some cases allows the analysis to be read using a smartphone or the like. Other characteristics

В вариантах осуществления устройства по настоящему изобретению разделители прикрепляют к одной или более пластинам, при этом они не способны изменить положение или их нельзя сместить, если пластину погружают в водную среду. Разделители не являются сферическими, и их не прикрепляют к поверхности пластины с помощью небольшой силы, такой как электростатическая сила, сила тяжести и т.п. В некоторых вариантах осуществления пластина, имеющая разделители, может представлять собой монолит. Во многих вариантах осуществления разделители не изготавливают предварительно и затем их закрепляют на пластине (например, приклеивают на нее или подобное этому). В отличие от этого, разделители можно выращивать и/или вытравливать с помощью процесса тиснения и/или микрообработки (например, фотолитографии).In embodiments of the device of the present invention, the spacers are attached to one or more plates and are not capable of changing position or being displaced if the plate is immersed in an aqueous environment. The spacers are not spherical and are not attached to the surface of the plate by a small force such as electrostatic force, gravity, or the like. In some embodiments, the plate having the spacers may be a monolith. In many embodiments, the spacers are not prefabricated and then secured to the plate (eg, glued to it or the like). In contrast, spacers can be grown and/or etched using an embossing and/or micromachining process (eg, photolithography).

Параметры разделителей (например, их поперечный разрез, пространство между ними и плотность и т.д.) можно оптимизировать таким образом, чтобы в закрытом положении верхняя пластина (которая может быть гибкой) значительно не деформировалась на протяжении части образца, который подлежит анализу («подходящий объем» образца). В некоторых случаях параметры разделителей можно регулировать в зависимости от гибкости верхней пластины. Например, если верхняя пластина является более гибкой, то разделители могут располагаться ближе друг к другу. Аналогично, если верхняя пластина является менее гибкой, то разделители могут располагаться дальше друг от друга.The parameters of the spacers (e.g. their cross-section, space between them and density, etc.) can be optimized so that, in the closed position, the top plate (which may be flexible) does not deform significantly throughout the portion of the sample to be analyzed (“ suitable sample volume). In some cases, the parameters of the spacers can be adjusted depending on the flexibility of the top plate. For example, if the top plate is more flexible, the spacers may be positioned closer together. Likewise, if the top plate is less flexible, the spacers may be spaced further apart.

Более того, при применении многих вариантов осуществления устройства по настоящему изобретению аналиты не мигрируют непосредственно в устройстве после того, как устройство закрыто. В связи с этим в закрытой конфигурации может отсутствовать как сортировка или фракционирование аналитов, так и направленный вынужденный поток аналитов в устройстве (например, в результате силы тяжести или электрофореза), как описано у Austin (US 6632652). Во многих случаях отсутствует необходимость в том, чтобы устройство было связано с источником энергии для образования электродвижущей силы. Во многих вариантах осуществления отсутствуют «препятствия», которые затрудняют прохождение аналита (клетки) во время распределения образца, приводящие к тому, что аналиты равномерно распределяются в подходящем объеме (до степени, возможной в соответствии с пуассоновской статистикой), для предотвращения большей концентрации в одной области по сравнению с другой. Кроме того, в других устройствах функция покровной пластины заключается в герметизации устройства в целях предупреждения утечки жидкости, и, таким образом, покровную пластину размещают сверху пластины-подложки в момент времени, когда образец отсутствует на какой-либо из пластин. Такие устройства не выталкивают жидкость на поверхность открытой пластины с образованием тонкого слоя образца, который можно анализировать. Кроме того, в других устройствах основной функцией столбиков является «фильтрация» или сортировка наночастиц (например, клеток или им подобного). Поэтому расстояние между столбиками определяется с помощью наночастиц, подлежащих сортировке, при этом не преследуется цель получения однородного пространства между покровной пластиной и пластиной-подложкой. В конечном итоге в устройствах, таких как устройство Austin, точность сортировки преимущественно контролируется пространством между столбиками, и контроль пространства между столбиками не считается значимым. Таким образом, такие раскрытия не привели бы к модификации однородности пространства между пластинами в результате размера, формы столбиков, расстояния между столбиками и т.д.Moreover, with many embodiments of the device of the present invention, analytes do not migrate directly into the device after the device is closed. As such, a closed configuration may lack both sorting or fractionation of analytes and directional forced flow of analytes into the device (eg, by gravity or electrophoresis), as described by Austin (US 6,632,652). In many cases, there is no need for the device to be coupled to an energy source to generate the electromotive force. In many embodiments, there are no "obstacles" that impede the passage of the analyte (cell) during sample distribution, resulting in the analytes being evenly distributed in a suitable volume (to the extent possible according to Poisson statistics), to prevent greater concentration in one area compared to another. Moreover, in other devices, the function of the cover plate is to seal the device to prevent leakage of liquid, and thus the cover plate is placed on top of the substrate plate at a time when the sample is not on any of the plates. Such devices do not force liquid onto the surface of an open plate to form a thin layer of sample that can be analyzed. Additionally, in other devices, the main function of the pillars is to “filter” or sort nanoparticles (eg, cells or the like). Therefore, the distance between the pillars is determined using the nanoparticles to be sorted, without the goal of obtaining a uniform space between the cover plate and the substrate plate. Ultimately, in devices such as the Austin device, sorting accuracy is primarily controlled by the space between the posts, and control of the space between the posts is not considered significant. Thus, such openings would not result in modification of the uniformity of the space between the plates as a result of the size, shape of the posts, spacing of the posts, etc.

Исходя из вышеизложенного, считается, что устройство и способ по настоящему изобретению обеспечивают легкость в применении, недорогой, легкий в производстве и чрезвычайно быстрый способ определения абсолютной концентрации аналита (или аналитов, если устройство и способ применяются в мультиплексном виде) в образце жидкости.Based on the foregoing, it is believed that the device and method of the present invention provides an easy to use, inexpensive, easy to manufacture, and extremely rapid method for determining the absolute concentration of an analyte (or analytes, if the device and method is used in multiplex form) in a liquid sample.

Один аспект настоящего изобретения предусматривает средства, в которых применяют пару пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга, с целью преобразования образца небольшого объема или одного или множества реагентов или обоих для более простого, более быстрого и/или лучшего анализа. Преобразование включает без ограничения изменение формы образца, выталкивание потока образца, создание контакта между образцом и реагентом, измерение объема образцов, снижение расстояния диффузии, повышение частоты столкновений и т.д., - все из них имеют предпочтительные эффекты для определенных анализов. В настоящем изобретении особые характеристики и свойства пластин, особые способы работы с пластинами и особые способы работы с реагентами и образцами обеспечивают преимущества в анализе.One aspect of the present invention provides means that employ a pair of plates that are movable relative to each other for the purpose of converting a small volume sample or one or more reagents or both for easier, faster and/or better analysis. Conversion includes, but is not limited to, changing the shape of the sample, pushing out the sample flow, creating contact between the sample and the reagent, measuring the volume of the samples, decreasing the diffusion distance, increasing the collision frequency, etc., all of which have advantageous effects for certain assays. In the present invention, special characteristics and properties of the plates, special methods of handling the plates, and special methods of handling reagents and samples provide advantages in the analysis.

Один аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые способствуют тому, что по меньшей мере часть небольшой капли образца жидкости, размещенная на пластину, превращается в тонкий слой с толщиной, которая является контролируемой, предварительно определенным и однородным на большой области. Однородная толщина может составлять менее 1 мкм. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает поддержание той же самой однородной толщины в течение длительного периода времени без испарения в среду.One aspect of the present invention provides means that cause at least a portion of a small drop of a liquid sample placed on a plate to become a thin layer of thickness that is controlled, predetermined, and uniform over a large area. The uniform thickness can be less than 1 µm. In addition, the present invention ensures that the same uniform thickness is maintained over a long period of time without evaporation into the medium.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, в которых применяют предварительно определенную однородную тонкую толщину образца, полученную в результате настоящего изобретения, в целях определения объема части или всего образца без применения пипетки или тому подобного.Another aspect of the present invention provides means that utilize a predetermined uniform thin sample thickness obtained by the present invention to determine the volume of part or all of the sample without the use of a pipette or the like.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает вариант осуществления разделителей (для контроля пространства между двумя пластинами), который предусматривают форму столбика с ровной верхней поверхностью и почти однородным поперечным сечением в горизонтальной проекции. Такие разделители предусматривают много преимуществ в контроле толщины образца в разделителях сферической формы (гранулы).Another aspect of the present invention provides an embodiment of spacers (to control the space between two plates) that provide a column shape with a flat top surface and a nearly uniform cross-section in horizontal projection. Such separators provide many advantages in controlling sample thickness in spherical separators (pellets).

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает варианты осуществления разделителей (для контроля пространства между двумя пластинами), которые предусматривают форму столбика с ровной верхней поверхностью верхним и почти однородным поперечным сечением в горизонтальной проекции. Такие разделители предусматривают много преимуществ в контроле толщины образца в разделителях сферической формы (гранулы).Another aspect of the present invention provides embodiments of spacers (to control the space between two plates) that provide a column shape with a flat top surface and a nearly uniform cross-section in horizontal projection. Such separators provide many advantages in controlling sample thickness in spherical separators (pellets).

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые способствуют тому, что определенные химические реакции (или смешивание) происходят преимущественно лишь в небольшой части образца, а не в другой части образца, без жидкостной изоляции двух частей образца.Another aspect of the present invention provides means that cause certain chemical reactions (or mixing) to occur predominantly in only a small portion of the sample rather than in another portion of the sample, without liquid isolation of the two portions of the sample.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые способствуют тому, что многочисленные химические реакции (или смешивание) происходят преимущественно лишь в каждой перспективной небольшой части образца, а не в другой части образца, без жидкостной изоляции между разными частями образца. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает мультиплексный параллельный анализ с использованием одной небольшой капли образца, без жидкостной изоляции различных участков реакций.Another aspect of the present invention provides means that ensure that multiple chemical reactions (or mixing) occur preferentially only in each prospective small portion of the sample and not in another portion of the sample, without liquid isolation between the different portions of the sample. Thus, the present invention provides multiplexed parallel analysis using a single small drop of sample, without liquid isolation of different reaction sites.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые делают анализ (например, иммунологический анализ, анализ нуклеиновых кислот и т.д.) более быстрым. Например, время инкубации до насыщения (время связывания между молекулами для достижения равновесия) уменьшается от нескольких часов до менее 60 секунд.Another aspect of the present invention provides means that make analysis (eg, immunoassay, nucleic acid analysis, etc.) faster. For example, incubation time to saturation (the time it takes for molecules to bind to reach equilibrium) is reduced from several hours to less than 60 seconds.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые значительно повышают чувствительность выявления с помощью одного или комбинации из нескольких способов, которые предусматривают поверхность усиления, крупные или яркие метки и т.д.Another aspect of the present invention provides means that significantly increase detection sensitivity using one or a combination of several methods that include surface enhancement, large or bright marks, etc.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые обеспечивают анализ с применением очень небольшого количества образца, например, в пределах 0,5 мкл (микролитра) или меньше.Another aspect of the present invention provides means that provide analysis using a very small amount of sample, for example, in the range of 0.5 μl (microliter) or less.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые упрощают анализ в результате обеспечения размещения небольшого количества биологической жидкости непосредственно от субъекта к области тестирования или области образца.Another aspect of the present invention provides means that simplify the analysis by allowing a small amount of biological fluid to be placed directly from the subject to the test area or sample area.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые упрощают и ускоряют анализ в результате предварительного покрытия реагентов на пластинах. Например, средство для захвата и средство для выявления предварительно наносят и высушивают на пластинах. Другой пример предусматривает то, что все необходимые реагенты для обнаружения предварительно размещают на пластины и обнаружение выполняют путем размещения образца на предварительно покрытые пластины, при этом необходимость размещения других реагентов отсутствует.Another aspect of the present invention provides means that simplify and speed up the analysis by precoating the reagents on the plates. For example, the capture agent and the detection agent are pre-applied and dried on the plates. Another example is where all necessary detection reagents are pre-coated onto the plates and detection is performed by placing the sample on the pre-coated plates without the need to place other reagents.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые позволяют считывать результаты выполняемого анализа с помощью мобильного телефона.Another aspect of the present invention provides means that allow the results of an analysis to be read using a mobile phone.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает средства, которые позволяют индивидууму исследовать его/ее собственные биомаркеры самостоятельно в течение 60 секунд с помощью непосредственного размещения капли своей собственной биологической жидкости (например, слюны) между парой пластмассовых изделий и снятия изображения с помощью мобильного телефона.Another aspect of the present invention provides means that allow an individual to examine his/her own biomarkers on their own within 60 seconds by directly placing a drop of their own body fluid (eg, saliva) between a pair of plastic articles and capturing the image using a mobile phone.

Устройство для анализа аналита в образце может иметь на одной или обеих пластинах сухой участок связывания, имеющий заданную площадь, при этом сухой участок связывания связывает и иммобилизирует аналит в образце.A device for analyzing an analyte in a sample may have on one or both plates a dry binding site having a predetermined area, wherein the dry binding site binds and immobilizes the analyte in the sample.

Устройство может иметь на одной или обеих пластинах один или множество сухих участков связывания и/или один или множество участков реагента.The device may have one or more dry binding sites and/or one or more reagent sites on one or both plates.

Средняя толщина слоя равномерной толщины может составлять от 1,8 до 2,6 мкм и образец представляет собой цельную кровь без разведения другой жидкостью.The average thickness of the uniform layer can range from 1.8 to 2.6 µm and the sample is whole blood without dilution with other fluid.

Устройство может содержать сухой реагент, нанесенный на одну или обе пластины и реагент может содержит антикоагулянт.The device may contain a dry reagent applied to one or both plates and the reagent may contain an anticoagulant.

Разделители имеют форму столбиков и по существу плоскую верхнюю поверхность, при этом для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте составляет по меньшей мере 1.The dividers have a columnar shape and a substantially flat top surface, wherein for each divider the ratio of the horizontal dimension of the divider to its height is at least 1.

Для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте составляет по меньшей мере 1.For each separator, the ratio of the horizontal size of the separator to its height is at least 1.

Разделители имеют форму столбика с по существу плоской верхней поверхностью, заданной по существу одинаковой высотой и заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое по меньшей мере в 2 раза больше размера аналита, при этом произведение модуля Юнга разделителей и фактора заполнения разделителями равно или больше 2 МПа, при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины, и для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте равно по меньшей мере 1, причем четвертая степень расстояния между разделителями (ISD), деленная на толщину (h) и модуль Юнга (Е) гибкой пластины (ISD4/(hE)) составляет 5×105 мкм3/ГПа или менее.The separators have a columnar shape with a substantially flat top surface, a specified substantially uniform height, and a specified constant distance between the separators that is at least 2 times the size of the analyte, wherein the product of the Young's modulus of the separators and the fill factor of the separators is equal to or greater than 2 MPa, wherein the fill factor is the ratio of the contact area of the spacers to the total area of the plate, and for each spacer the ratio of the horizontal dimension of the spacer to its height is at least 1, the fourth power of the distance between the spacers (ISD) divided by the thickness (h) and modulus Young's (E) of the flexible plate (ISD 4 /(hE)) is 5×10 5 µm 3 /GPa or less.

Разделители имеют плотность по меньшей мере 100/мм2.The spacers have a density of at least 100/mm 2 .

По существу равномерная толщина слоя образца имеет вариацию менее 30%.The substantially uniform sample layer thickness has less than 30% variation.

Слой образца равномерной толщины является равномерным на горизонтальной площади, которая составляет по меньшей мере 1 мм2.The sample layer of uniform thickness is uniform over a horizontal area that is at least 1 mm 2 .

При закрытой конфигурации устройство с конечной толщиной образца выполнено с возможностью проведения анализа образца за 10 секунд или менее.In a closed configuration, the finite sample thickness device is capable of performing sample analysis in 10 seconds or less.

Детектор может представлять собой оптический детектор, обнаруживающий оптический сигнал.The detector may be an optical detector that detects an optical signal.

Разделители имеют форму столбиков, а отношение ширины к высоте столбиков больше или равно единице.The dividers are shaped like columns, and the ratio of the width to the height of the columns is greater than or equal to one.

Детектор может представлять собой электрический детектор, который выявляет электрический сигнал.The detector may be an electrical detector that detects an electrical signal.

Разделители могут быть зафиксированы на пластине путем прямого тиснения пластины или литьевого формования пластины.The spacers can be fixed to the plate by direct plate embossing or plate injection molding.

По меньшей мере одна из камер для обнаружения и/или визуализации образца может считывать сигнал от устройства для сжатого регулируемого открытого потока (CROF).At least one of the sample detection and/or imaging cameras may sense a signal from a compressed controlled open flow (CROF) device.

Проведение анализа включает в себя проведение дифференциального анализа лейкоцитов.The analysis includes a differential analysis of leukocytes.

Устройство мобильной связи может получать назначение, диагноз или рекомендацию от медицинского специалиста, находящегося в удаленном местоположении.The mobile communication device may receive a prescription, diagnosis, or recommendation from a medical professional located in a remote location.

Устройство может содержать по меньшей мере пару масштабных меток, разнесенных на известное расстояние, в плоскости параллельной горизонтальной площади.The device may contain at least a pair of scale marks spaced at a known distance in a plane parallel to the horizontal area.

Расстояние между разделителями может быть приблизительно равно средней толщине эритроцитов (RBC).The distance between the separators can be approximately equal to the average thickness of the red blood cells (RBC).

Образцом может быть образец крови и этап анализа включает визуализацию клеток в крови.The sample may be a blood sample and the analysis step involves visualizing the cells in the blood.

Образцом может быть образец крови и анализ образца крови включает измерение гемоцитов, включающее в себя определение толщины образца с применением разделителя, определение горизонтальной площади путем визуализации и вычисление площади эритроцитов с помощью двумерного изображения.The sample may be a blood sample, and analysis of the blood sample includes measurement of hemocytes, which includes determining the thickness of the sample using a separator, determining horizontal area by imaging, and calculating the area of red blood cells using two-dimensional imaging.

Образец может представлять собой кровь, аналитами могут быть клетки крови, а равномерная толщина слоя может составлять от 1,9 до 2,2 мкм.The sample may be blood, the analytes may be blood cells, and the uniform layer thickness may be between 1.9 and 2.2 µm.

Разделители имеют форму столбиков и по существу одинаковое сечение.The dividers are shaped like columns and have essentially the same cross-section.

Разделители имеют форму столбиков, по существу плоскую верхнюю поверхность, заданную по существу одинаковую высоту и заданное постоянное расстояние между разделителями, которое по меньшей мере в два раза больше размера аналита, при этом произведение модуля Юнга разделителей и фактора заполнения разделителей равно или больше 2 МПа, при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины, при этом для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте равно по меньшей мере 1.The separators have a columnar shape, a substantially flat top surface, a predetermined substantially uniform height, and a predetermined constant spacing between the separators that is at least twice the size of the analyte, wherein the product of the separators' Young's modulus and the separator filling factor is equal to or greater than 2 MPa, wherein the fill factor is the ratio of the contact area of the spacers to the total area of the plate, and for each spacer the ratio of the horizontal size of the spacer to its height is at least 1.

Разделители имеют форму столбиков, по существу плоскую верхнюю поверхность, заданную по существу одинаковую высоту и заданное постоянное расстояние между разделителями, которое по меньшей мере приблизительно в 2 раза больше размера аналита, причем произведение модуля Юнга разделителей и фактора заполнения разделителей равно или больше 2 МПа, при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины, при этом для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте равно по меньшей мере 1, при этом образец представляет собой кровь; аналит представляет собой эритроцит, лейкоцит или тромбоциты; и равномерная толщина слоя находится в диапазоне от 1,8 до 2,6 мкм.The separators have a columnar shape, a substantially flat top surface, a predetermined substantially uniform height, and a predetermined constant spacing between the separators that is at least about 2 times the size of the analyte, wherein the product of the separators' Young's modulus and the separator filling factor is equal to or greater than 2 MPa, wherein the fill factor is the ratio of the contact area of the separators to the total area of the plate, wherein for each separator the ratio of the horizontal size of the separator to its height is at least 1, and the sample is blood; the analyte is an erythrocyte, leukocyte or platelet; and the uniform layer thickness is in the range of 1.8 to 2.6 μm.

Этап анализа может представлять собой выявление белков, пептидов, нуклеиновых кислот, искусственных соединений и неорганических соединений.The analysis step can be the identification of proteins, peptides, nucleic acids, artificial compounds and inorganic compounds.

Образцы могут являться образцами, которые используются для анализа сахара крови, уровня кислорода, общего состава крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов).The samples may be samples that are used to analyze blood sugar, oxygen levels, general blood composition (red blood cells, white blood cells, platelets).

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Специалисту в данной области будет понятно, что графические материалы, описанные ниже, представлены лишь для иллюстративных целей. Данные графические материалы никоим образом не предназначены для ограничения объема идей настоящего изобретения. Графические материалы могут быть предоставлены не в масштабе. На фигурах, которые представляют экспериментальные точки, линии, которые соединяют экспериментальные точки, предусмотрены лишь в целях управления изображением данных и не имеют других значений.One skilled in the art will appreciate that the graphics described below are presented for illustrative purposes only. These drawings are in no way intended to limit the scope of the teachings of the present invention. Graphic materials may not be provided to scale. In the figures that represent experimental points, the lines that connect the experimental points are provided only for the purpose of guiding the display of the data and have no other meaning.

На фиг. 1 представлена иллюстрация варианта осуществления CROF (сжатого регулируемого открытого потока). На панели (а) представлены первая пластина и вторая пластина, причем первая пластина имеет разделители. На панели (b) представлено размещение образца на первой пластине (показано) или второй пластине (не показано) или обеих (не показано) в открытой конфигурации. На панели (с) представлено (i) применение двух пластин для распределения образца (поток образца между пластинами) и снижения толщины образца и (ii) применение разделителей и пластины в целях регуляции толщины образца в закрытой конфигурации. Внутренняя поверхность каждой пластины может иметь один или множество участков связывания и участков хранения (не показано).In fig. 1 is an illustration of an embodiment of CROF (Compressed Regulated Open Flow). Panel (a) shows a first plate and a second plate, the first plate having spacers. Panel (b) shows the placement of the sample on the first plate (shown) or the second plate (not shown) or both (not shown) in an open configuration. Panel (c) shows (i) the use of two plates to distribute the sample (sample flow between the plates) and reduce sample thickness and (ii) the use of spacers and a plate to control sample thickness in a closed configuration. The inner surface of each plate may have one or multiple bonding and storage areas (not shown).

На фиг. 2 представлены пластины с участком связывания или участком хранения. На панели (а) представлена пластина, имеющая участок связывания. На панели (b) представлена пластина, имеющая участок хранения реагента. На панели (с) представлена первая пластина, имеющая участок связывания, и вторая пластина, имеющая участок хранения реагента. На панели (d) представлена пластина, имеющая несколько участков (участки связывания и/или участок хранения).In fig. 2 shows plates with a binding section or a storage section. Panel (a) shows a plate having a binding site. Panel (b) shows a plate having a reagent storage area. Panel (c) shows a first plate having a binding portion and a second plate having a reagent storage portion. Panel (d) shows a plate having several sections (binding sections and/or storage section).

На фиг. 3 представлена технологическая карта и схема способа снижения времени инкубации в анализе за счет снижения толщины образца. На панели (а) представлена первая пластина, которая имеет по меньшей мере один участок связывания на поверхности субстрата. На панели (b) представлена вторая пластина (которая может иметь отличный от первой пластины размер). На панели (с) представлено размещение образца (содержащего целевой объект связывания) на поверхности субстрата (показано) или покровной пластине (не показано) или обеих (не показано). На панели (d) представлено движение первой и второй пластин таким образом, что они обращены друг к другу, и снижение толщины образца в результате уменьшения внутреннего пространства между пластинами. Образец со сниженной толщиной инкубируют. Сниженная толщина образца ускоряет время инкубации. Некоторые варианты осуществления способа предусматривают разделители для регулирования пространства, которые (разделители) не показаны на иллюстрации.In fig. Figure 3 shows a technological map and a diagram of a method for reducing incubation time in an analysis by reducing the thickness of the sample. Panel (a) shows the first plate, which has at least one binding site on the surface of the substrate. Panel (b) shows a second plate (which may have a different size than the first plate). Panel (c) shows the placement of the sample (containing the binding target) on the surface of the substrate (shown) or the cover plate (not shown) or both (not shown). Panel (d) shows the movement of the first and second plates so that they face each other, and the reduction in the thickness of the sample as a result of the reduction in the internal space between the plates. The reduced thickness sample is incubated. Reduced sample thickness speeds up incubation time. Some embodiments of the method provide space control spacers, which are not shown in the illustration.

На фиг. 4 показано снижение времени связывания или смешивания путем уменьшения толщины образца с применением двух пластин, разделителей и сжатия (показано на поперечном сечении). На панели (а) представлено снижение времени связывания объектов в образце с участком связывания на твердой поверхности (Х-(объем к поверхности)). На панели (b) проиллюстрировано снижение времени при связывании объектов (например, реагента), хранящихся на поверхности пластины, с участком связывания на поверхности другой пластины (Х-(из поверхности на поверхность)). На панели (с) проиллюстрировано снижение времени при добавлении реагентов, хранящихся на поверхности, в образец, который помещен посередине между пластиной и другой пластиной (Х-(из поверхности в объем)).In fig. Figure 4 shows the reduction in binding or mixing time by reducing sample thickness using two plates, spacers and compression (shown in cross section). Panel (a) shows the reduction in the binding time of objects in the sample to the binding site on a solid surface (X-(volume to surface)). Panel (b) illustrates the reduction in time when binding objects (eg, reagent) stored on the surface of a plate to a binding site on the surface of another plate (X-(surface to surface)). Panel (c) illustrates the reduction in time when adding surface-stored reagents to a sample that is placed midway between a plate and another plate (X-(surface to bulk)).

На фиг. 5 показано как избежать или снизить локальный изгиб гибкой пластины. На панели (а) представлено, что если расстояние между разделителями является слишком большим для гибкой пластины (второй пластины, например, пластмассовой пленки) при определенном наборе образца и условиях сжатия, то пластина имеет в закрытой конфигурации локальный прогиб (например, изгиб внутрь) между двумя соседними разделителями при условии, что первая пластина является жесткой. Образец между пластинами не изображен. На панели (b) представлено, что локальный изгиб (прогиб) в гибкой пластине в панели (а) снижен или практически исключен с помощью соответствующего расстояния между разделителями и соответствующей силы сжатия. Образец между пластинами не изображен.In fig. Figure 5 shows how to avoid or reduce local bending of a flexible plate. Panel (a) shows that if the distance between the spacers is too large for a flexible plate (a second plate, such as a plastic film) under a certain sample set and compression conditions, then the plate has, in a closed configuration, a local deflection (for example, bending inwards) between two adjacent spacers, provided that the first plate is rigid. The sample between the plates is not shown. Panel (b) shows that local bending in the flexible plate in panel (a) is reduced or virtually eliminated by appropriate spacer spacing and appropriate compression force. The sample between the plates is not shown.

На фиг. 6 представлено ослабляющее влияние крупных пылевидных частиц на регуляцию пространства между пластинами (толщину образца). На панели (а) представлено, что при использовании двух жестких пластин пылевидная частица с толщиной больше высоты разделителя может нарушать регуляцию предполагаемого пространства между пластинами, осуществляемую разделителями (то есть нарушать регуляцию предполагаемой толщины образца). Образец между пластинами не изображен. На панели (b) представлено применение соответствующей гибкой пластины и соответствующего расстояния между пластинами, при этом влияние пыли ограничено небольшой областью, окружающей частицу пыли, в то время как в других участках пространство между пластинами (то есть толщина образца) регулируется разделителями, а не пылью. На данной иллюстрации показано, что первая пластина является жесткой, вторая пластина является гибкой, а разделители изначально закреплены на первой пластине. На панели (с) представлена иллюстрация, где показано применение соответствующей гибкой пластины и соответствующего расстояния между пластинами, при этом влияние пыли ограничено небольшой областью, окружающей частицу пыли, в то время как в других участках пространство между пластинами (то есть толщина образца) регулируется разделителями, а не пылью. На данной иллюстрации показано, что первая пластина является жесткой, вторая пластина является гибкой, а разделители изначально прикреплены на вторую пластину.In fig. Figure 6 shows the weakening effect of large dust particles on the regulation of the space between the plates (sample thickness). Panel (a) shows that when two rigid plates are used, a dust particle with a thickness greater than the height of the spacer can disrupt the control of the intended space between the plates by the spacers (i.e., disrupt the control of the intended thickness of the sample). The sample between the plates is not shown. Panel (b) shows the use of an appropriate flexible plate and appropriate spacing between the plates, where the influence of dust is limited to a small area surrounding the dust particle, while in other areas the space between the plates (i.e. the sample thickness) is controlled by the spacers rather than the dust . This illustration shows that the first plate is rigid, the second plate is flexible, and the spacers are initially secured to the first plate. Panel (c) is an illustration showing the use of a suitable flexible plate and an appropriate distance between the plates, with the effect of dust being limited to a small area surrounding the dust particle, while in other areas the space between the plates (i.e. thickness of the sample) is controlled by spacers , not dust. This illustration shows that the first plate is rigid, the second plate is flexible, and the spacers are initially attached to the second plate.

На фиг. 7 представлены ослабляющие влияние вариации ровности поверхности пластины в результате соответствующего упорядочения расстояния между разделителями и гибкой(гибкими) пластиной(пластинами). На панели (а) показано, что вариация ровности поверхности может быть значимо большой по сравнению с желательной толщиной образца, приводя к ошибкам в определении толщины образца. В данной иллюстрации лишь одна пластина имеет большую вариацию ровности (практически обе пластины могут иметь большую вариацию ровности). Образец между пластинами не изображен. На панели (b) представлено, что расстояние вариации ровности поверхности пластины, λ, представляет собой расстояние от локального максимума до соседнего локального минимума высоты поверхности. На панели (с) представлено, как можно достичь небольшой вариации ровности поверхности за счет изготовления одной или обеих пластин гибкими и в результате применения соответствующего расстояния между разделителями и соответствующей силы сжатия для коррекции, в закрытой конфигурации, исходной вариации ровности поверхности пластины в случае открытой конфигурации. Образец между пластинами не изображен. На панели (d) представлено получение вариации толщины образца, меньшей чем исходная вариация ровности поверхности пластины, с помощью второй гибкой пластины и соответствующего расстояния между разделителями. Гибкая пластина повторяет контур жесткой пластины. Образец между пластинами не изображен.In fig. 7 shows the dampening effects of variations in plate surface flatness as a result of appropriately adjusting the distance between the spacers and the flexible plate(s). Panel (a) shows that the variation in surface flatness can be significantly large compared to the desired sample thickness, leading to errors in determining the sample thickness. In this illustration, only one plate has a large variation in flatness (virtually both plates can have a large variation in flatness). The sample between the plates is not shown. Panel (b) represents that the variation distance of plate surface flatness, λ, is the distance from a local maximum to an adjacent local minimum in surface height. Panel (c) shows how a small variation in surface flatness can be achieved by making one or both plates flexible and by applying appropriate spacer spacing and appropriate compression force to correct, in a closed configuration, the original variation in surface flatness of a plate in an open configuration. . The sample between the plates is not shown. Panel (d) illustrates obtaining a sample thickness variation less than the original plate surface flatness variation using a second flexible plate and appropriate spacer spacing. The flexible plate follows the contour of the rigid plate. The sample between the plates is not shown.

На фиг. 8 представлены пластины и разделители ограждающего типа (лунки) для регуляции толщины образца. На панели (а) представлены первая пластина и вторая пластина, причем первая пластина имеет разделитель ограждающего типа (лунка). На панели (b) представлено размещение образца на первой пластине (показано) или второй пластине (не показано) или обеих (не показано) в открытой конфигурации. На панели (с) представлено (i) применение двух пластин для распределения образца (поток образца между пластинами) и снижения толщины образца и (ii) применение разделителей и пластины в целях регуляции толщины образца в закрытой конфигурации.In fig. Figure 8 shows plates and separators of the enclosing type (holes) for regulating the thickness of the sample. Panel (a) shows a first plate and a second plate, the first plate having a barrier-type separator (well). Panel (b) shows the placement of the sample on the first plate (shown) or the second plate (not shown) or both (not shown) in an open configuration. Panel (c) shows (i) the use of two plates to distribute the sample (sample flow between the plates) and reduce sample thickness and (ii) the use of spacers and a plate to control sample thickness in a closed configuration.

На фиг. 9 представлен другой вариант осуществления, в котором применяют разделители ограждающего типа (лунки) для регуляции толщины образца. На панели (а) представлена первая пластина и вторая пластина, причем первая пластина имеет разделитель ограждающего типа (лунку) и по меньшей мере один разделитель внутри лунки. На панели (b) представлено размещение образца на первой пластине (показано) или второй пластине (не показано) или обеих (не показано) в открытой конфигурации. На панели (с) представлено (i) применение двух пластин для распределения образца (поток образца между пластинами) и снижения толщины образца и (ii) применение разделителей и пластины в целях регуляции толщины образца в закрытой конфигурации. На панели (d) представлен другой вариант осуществления первой и второй пластин, причем первая пластина не имеет разделителя внутри лунки.In fig. 9 shows another embodiment that uses guard-type spacers (wells) to control the thickness of the sample. Panel (a) shows a first plate and a second plate, the first plate having a barrier type separator (well) and at least one spacer within the well. Panel (b) shows the placement of the sample on the first plate (shown) or the second plate (not shown) or both (not shown) in an open configuration. Panel (c) shows (i) the use of two plates to distribute the sample (sample flow between the plates) and reduce sample thickness and (ii) the use of spacers and a plate to control sample thickness in a closed configuration. Panel (d) shows another embodiment of the first and second plates, wherein the first plate does not have a spacer within the well.

На фиг. 10 схематически проиллюстрирован иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, представляющий собой мультиплексное выявление в одном устройстве для CROF с использованием одного участка связывания на одной пластине и множества участков хранения на другой пластине. Панели (а) и (b) представляют собой изображение иллюстративного устройства в перспективе и его поперечное сечение соответственно.In fig. 10 schematically illustrates an exemplary embodiment of the present invention that is multiplex detection in a single device for CROF using one binding site on one wafer and multiple storage sites on another wafer. Panels (a) and (b) are perspective views and cross-sections of the illustrative device, respectively.

На фиг. 11 схематически представлен дополнительный иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, представляющий собой мультиплексное выявление в одном устройстве для CROF с использованием одного участка хранения на одной пластине и нескольких участков связывания на другой пластине. Панели (а) и (b) представляют собой изображение иллюстративного устройства в перспективе и его поперечное сечение соответственно.In fig. 11 is a schematic diagram of a further exemplary embodiment of the present invention that provides multiplex detection in a single device for CROF using one storage site on one wafer and multiple binding sites on another wafer. Panels (a) and (b) are perspective views and cross-sections of the illustrative device, respectively.

На фиг. 12 схематически представлен дополнительный иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, представляющий собой мультиплексное выявление в одном устройстве для CROF с несколькими участками связывания на одной пластине и несколькими соответствующими участками хранения на другой пластине. Панели (а) и (b) представляют собой изображение иллюстративного устройства в перспективе и его поперечное сечение соответственно.In fig. 12 is a schematic representation of a further exemplary embodiment of the present invention that is multiplex detection in a single device for CROF with multiple binding sites on one wafer and multiple corresponding storage sites on another wafer. Panels (a) and (b) are perspective views and cross-sections of the illustrative device, respectively.

На фиг. 13А схематически представлен анализ QMAX, в котором применяется CROF с массивом разделителей с высотой разделителя 30 мкм для осуществления анализа с временем инкубации до насыщения, равным менее 30 секунд.In fig. 13A is a schematic representation of a QMAX assay that uses a CROF with a 30 µm spacer array to perform an analysis with saturation incubation times of less than 30 seconds.

На фиг. 13В представлено измерение сигнала захваченной метки по отношению к времени инкубации, показывая, что время инкубации до насыщения составляет менее 30 сек для анализа QMAX, описанного на фиг. 13а.In fig. 13B shows a measurement of the captured label signal versus incubation time, showing that the incubation time to saturation is less than 30 seconds for the QMAX assay described in FIG. 13a.

На фиг. 14 представлено экспериментально измеренное значение LoD (предел обнаружения) для анализа QAX & QMAX с промежутком 30 мкм (для устройства CROF) с отмывкой (гетерогенный анализ) и без отмывки (гомогенный анализ).In fig. 14 shows the experimentally measured LoD (limit of detection) value for the QAX & QMAX assay at 30 µm spacing (for CROF device) with wash (heterogeneous analysis) and without wash (homogeneous analysis).

На фиг. 15 представлен верхний вид и вид в поперечном сечении (i) раскапывания образца небольшого объема на стеклянный субстрат, (ii) расширенной области образца в закрытой конфигурации CROF.In fig. 15 is an overhead and cross-sectional view of (i) a small volume sample being excavated onto a glass substrate, (ii) an expanded area of the sample in a closed CROF configuration.

На фиг. 16 представлено обозначение некоторых из терминов, используемых в данном документе.In fig. Figure 16 provides a definition of some of the terms used in this document.

Фиг. 17. Разделители на пластине. Вид сверху на фотографию: (а) размер разделителей-столбиков 46 мкм × 46 мкм и расстояние между столбиками 54 мкм и (b) размер разделителей-столбиков 10 мкм × 70 мкм и расстояние между столбиками 10 мкм; и вид в перспективе, полученный с помощью SEM: (с) размер разделителей-столбиков 30 мкм × 40 мкм и высота разделителей 2 мкм и (d) размер разделителей-столбиков 30 мкм × 40 мкм и высота разделителей 30 мкм.Fig. 17. Separators on the plate. Top view of the photograph: (a) the size of the column spacers is 46 μm × 46 μm and the distance between the columns is 54 μm and (b) the size of the column spacers is 10 μm × 70 μm and the distance between the columns is 10 μm; and SEM perspective view: (c) pillar spacer size 30 μm × 40 μm and spacer height 2 μm and (d) spacer size 30 μm × 40 μm and spacer height 30 μm.

На фиг. 18 показаны влияние IDS и толщины пластины и материалов на толщину образца. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от расстояния между разделителями (IDS) для различных пластин и материалов, различной толщины пластин и различных образцов. Субстраты устройств CROF представляют собой необработанные идеально плоские РММА толщиной 250 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм). Х-пластина содержит массив периодических разделителей-столбиков с высотой столбиков 5 мкм прямоугольной формы (горизонтальным размером столбиков 10×10 мкм, почти однородным поперечным сечением и закругленными углами), и расстоянием между разделителями 20 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 200 мкм, 500 мкм, изготовленных из РММА или PS размером 25,4 мм × 25,4 мм. Образец представлял собой 2 мкл крови (накапанной в результате прямого контакта с пальцем), слюны или PBS (накапанного пипеткой), и устройства CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после нажатия. На фигуре метка - предназначена для РММА толщиной 175 мкм при использовании образца крови, метка предназначена для РММА толщиной 175 мкм при использовании образца слюны, метка предназначена для PS толщиной 125 мкм при использовании образца PBS, метка предназначена для РММА толщиной 50 мкм при использовании образца крови, метка предназначена для PS толщиной 25 мкм при использовании образца крови.In fig. Figure 18 shows the effect of IDS and plate thickness and materials on sample thickness. Measured sample thickness variation and uniformity as a function of interspacer distance (IDS) for different plates and materials, different plate thicknesses and different samples. CROF device substrates are untreated, perfectly flat 250 μm thick PMMA (dimensions 25.4 mm × 25.4 mm). The X-plate contains an array of periodic column spacers with a column height of 5 μm of a rectangular shape (horizontal column size 10x10 μm, almost uniform cross section and rounded corners), and distance between spacers of 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 µm, made of PMMA or PS with dimensions of 25.4 mm × 25.4 mm. The sample was 2 μl of blood (dropped by direct finger contact), saliva, or PBS (dropped by pipette), and the CROF devices were manually compressed by applying pressure with the hand and stopper over a 1-inch by 1-inch area, and they self-retained once pressed. There is a mark on the figure - designed for 175 µm thick PMMA when using a blood sample, tag designed for 175 µm thick PMMA when using a saliva sample, mark designed for 125 µm PS when using PBS sample, mark designed for 50 µm thick PMMA when using a blood sample, tag Designed for 25 µm thick PS when using a blood sample.

Фиг. 19. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от значения ISD4/(hxE) (х=1 на графике) для Х-пластин. ISD представляет собой пространство между разделителями, h представляет собой высоту (толщину) материала, Е представляет собой модуль Юнга материала, х представляет собой подгоняемый параметр с типичным диапазоном от 1 до 3. В исследовании субстраты устройств CROF представляют собой необработанные РММА толщиной 250 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), Х-пластины представляют собой необработанные РММА толщиной 175 мкм, необработанные PS толщиной 125 мкм, необработанные РММА толщиной 50 мкм и необработанные PS толщиной 25 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), содержащие массив периодических разделителей-столбиков с высотой столбиков 5 мкм прямоугольной формы (горизонтальным размером столбиков 10×10 мкм, почти однородным поперечным сечением и закругленными углами) и расстоянием между разделителями 20 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 200 мкм, 500 мкм, образец представлял собой 2 мкл крови (накапанной в результате прямого контакта с пальцем), слюны или PBS (накапанных пипеткой), и устройства для CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после сдавливания. При расчете ISD4/hx=1/E модуль Юнга представляет собой 2,5 ГПа в случае РММА и 3,3 ГПа в случае PS. Если значение ISD4/(hE) больше чем 106 мкм3/ГПа, то характеристика устройства для CROF ухудшается. На фигуре метка предназначена для РММА толщиной 175 мкм при использовании образца крови, метка предназначена для РММА толщиной 175 мкм при использовании образца слюны, метка предназначена для PS толщиной 125 мкм при использовании образца PBS, метка предназначена для РММА толщиной 50 мкм при использовании образца крови, метка предназначена для PS толщиной 25 мкм при использовании образца крови.Fig. 19. Deviation of the measured sample thickness and homogeneity depending on the value of ISD 4 /(h x E) (x=1 on the graph) for X-plates. ISD is the space between spacers, h is the height (thickness) of the material, E is the Young's modulus of the material, x is an adjustable parameter with a typical range of 1 to 3. In the study, the CROF device substrates are 250 µm thick untreated PMMA (size 25.4 mm × 25.4 mm), X-plates are 175 µm thick untreated PMMA, 125 µm thick untreated PS, 50 µm thick untreated PMMA and 25 µm thick untreated PS (size 25.4 mm × 25.4 mm ), containing an array of periodic column separators with a column height of 5 µm of a rectangular shape (horizontal column size 10×10 µm, almost uniform cross-section and rounded corners) and distance between the separators 20 µm, 50 µm, 100 µm, 200 µm, 500 µm , the sample was 2 µl of blood (dropped by direct finger contact), saliva or PBS (dropped by pipette), and the CROF devices were compressed by hand by squeezing with the hand and stopper over a 1 inch by 1 inch area, and they self-retained after squeezing . When calculating ISD 4 /h x=1 /E, Young's modulus is 2.5 GPa in the case of PMMA and 3.3 GPa in the case of PS. If the value of ISD 4 /(hE) is greater than 10 6 μm 3 /GPa, then the performance of the device for CROF deteriorates. There is a mark on the figure designed for 175 µm thick PMMA when using a blood sample, tag designed for 175 µm thick PMMA when using a saliva sample, mark designed for 125 µm thick PS when using a PBS sample, the tag is designed for 50 µm thick PMMA when using a blood sample, tag Designed for 25 µm thick PS when using a blood sample.

Фиг. 20. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от расстояния между разделителями для различного размера разделителей-столбиков и высоты Х-пластин. Пластины-подложки устройств CROF представляют собой необработанное стекло толщиной 1 мм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), Х-пластины представляют собой необработанные PS толщиной 125 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), содержащие массив периодических разделителей-столбиков с высотой разделителей 5 мкм прямоугольной формы с горизонтальным размером столбиков 10×10 мкм (почти однородным поперечным разрезом и закругленными углами) с расстоянием между разделителями 20 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 200 мкм, 500 мкм (метка ); горизонтальным размером столбиков 40×40 мкм с расстоянием между разделителями 60 мкм, 150 мкм и 200 мкм (метка ); массив периодических разделителей-столбиков с высотой разделителей 12 мкм прямоугольной формы с горизонтальным размером столбиков 40×40 мкм с расстоянием между разделителями 150 мкм и 200 мкм (метка ); массив периодических разделителей-столбиков с высотой разделителей 22 мкм прямоугольной формы с горизонтальным размером столбиков 40×40 мкм с расстоянием между разделителями 150 мкм и 200 мкм (метка ); образец представлял собой 2 мкл крови в случае CROF толщиной 5 мкм, 5 мкл - в случае CROF толщиной 12 мкм и 9 мкл PBS в случае CROF толщиной 22 мкм (накапанного пипеткой), и устройства CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после нажатия. (Линии на фигурах предназначены для зрительной ориентации).Fig. 20. Deviation of measured sample thickness and uniformity depending on the distance between spacers for different sizes of spacer columns and height of X-plates. The substrate wafers of the CROF devices are 1 mm thick raw glass (size 25.4 mm × 25.4 mm), X-wafers are 125 μm thick untreated PS (size 25.4 mm × 25.4 mm) containing an array periodic separators-columns with a separator height of 5 microns of a rectangular shape with a horizontal column size of 10×10 microns (almost uniform cross-section and rounded corners) with a distance between separators of 20 microns, 50 microns, 100 microns, 200 microns, 500 microns (mark ); horizontal column size 40×40 µm with distance between separators 60 µm, 150 µm and 200 µm (label ); an array of periodic column separators with a separator height of 12 microns of a rectangular shape with a horizontal column size of 40×40 microns with a distance between separators of 150 microns and 200 microns (label ); an array of periodic column separators with a separator height of 22 microns of a rectangular shape with a horizontal column size of 40×40 microns with a distance between separators of 150 microns and 200 microns (label ); the sample was 2 μl of blood in the case of 5 μm thick CROF, 5 μl in the case of 12 μm thick CROF, and 9 μl of PBS in the case of 22 μm thick CROF (pipetted), and the CROF devices were compressed by hand by squeezing with the hand and a stopper over an area of 1 inch by 1 inch and they self-restrained after pressing. (The lines in the figures are for visual guidance.)

Фиг. 21. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от различного соотношения ширины столбиков и высоты столбиков, при этом ISD для всех образцов остается менее 150 мкм. Субстраты устройств CROF представляют собой необработанное стекло толщиной 1 мм (размером 25,4 мм × 25,4 мм). Устройства CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после нажатия. Образец на вышеуказанных фигурах с меткой приведен далее.Fig. 21. Deviation of measured sample thickness and uniformity as a function of different column width to column height ratios, with ISD remaining less than 150 µm for all samples. The substrates of CROF devices are 1 mm thick raw glass (dimensions 25.4 mm × 25.4 mm). CROF devices were manually compressed by applying pressure between the hand and the plug over a 1-inch by 1-inch area and self-retained once pressed. An example of the above figures with a label is given below.

A. Х-пластина, изготовленная из PS толщиной 125 мкм (с меткой ), слева направо: 1: размер столбиков Х-пластины 10×10 мкм, высота 22 мкм, ISD 100 мкм, 9 мкл буфера PBS, соотношение (ширина/высота) = 0,45; 2: размер столбиков Х-пластины 10×10 мкм, высота 12 мкм, ISD 100 мкм, 5 мкл буфера PBS, соотношение (ширина/высота) = 0,83; 3: размер столбиков Х-пластины 40×40 мкм, высота 22 мкм, ISD 150 мкм, 9 мкл буфера PBS, соотношение (ширина/высота) = 1,81; 4: размер столбиков Х-пластины 40×40 мкм, высота 5 мкм, ISD 100 мкм, 2 мкл буфера PBS, соотношение (ширина/высота) = 2; 5: размер столбиков Х-пластины 40×40 мкм, высота 12 мкм, ISD 150 мкм, 5 мкл буфера PBS, соотношение (ширина/высота) = 3,33; 6: размер столбиков Х-пластины 40×40 мкм, высота 5 мкм, ISD 150 мкм, 2 мкл буфера PBS, соотношение (ширина/высота) = 8; 7: размер столбиков Х-пластины 70×70 мкм, высота 5 мкм, ISD 150 мкм, 2 мкл буфера PBS, соотношение (ширина/высота) = 14.A. X-plate made of 125 µm thick PS (with mark ), from left to right: 1: X-plate pillar size 10×10 µm, height 22 µm, ISD 100 µm, 9 µl PBS buffer, ratio (width/height) = 0.45; 2: X-plate pillar size 10×10 µm, height 12 µm, ISD 100 µm, 5 µl PBS buffer, ratio (width/height) = 0.83; 3: X-plate pillar size 40×40 µm, height 22 µm, ISD 150 µm, 9 µl PBS buffer, ratio (width/height) = 1.81; 4: X-plate pillar size 40×40 µm, height 5 µm, ISD 100 µm, 2 µl PBS buffer, ratio (width/height) = 2; 5: X-plate pillar size 40×40 µm, height 12 µm, ISD 150 µm, 5 µl PBS buffer, ratio (width/height) = 3.33; 6: X-plate pillar size 40×40 µm, height 5 µm, ISD 150 µm, 2 µl PBS buffer, ratio (width/height) = 8; 7: X-plate pillar size 70×70 µm, height 5 µm, ISD 150 µm, 2 µl PBS buffer, ratio (width/height) = 14.

B. Х-пластина, изготовленная из РММА, толщиной 175 мкм (с меткой ), слева направо: 1: размер столбиков Х-пластины 10×10 мкм, высота 22 мкм, ISD 100 мкм, 5 мкл крови, соотношение (ширина/высота) = 0,45; 2: размер столбиков Х-пластины 10×10 мкм, высота 5 мкм, ISD 50 мкм, 2 мкл крови, соотношение (ширина/высота) = 2; 3: размер столбиков Х-пластины 30×30 мкм, высота 30 мкм, ISD 80 мкм, 12 мкл крови, соотношение (ширина/высота) = 1; 4: размер столбиков Х-пластины 30×30 мкм, высота 10 мкм, ISD 80 мкм, 1 мкл крови, соотношение (ширина/высота) = 3; 5: размер столбиков Х-пластины 30 × 30 мкм, высота 2 мкм, ISD 80 мкм, 1 мкл крови, соотношение (ширина/высота) = 15.B. X-plate made of PMMA, 175 µm thick (with mark ), from left to right: 1: X-plate column size 10×10 µm, height 22 µm, ISD 100 µm, 5 µl blood, ratio (width/height) = 0.45; 2: X-plate column size 10×10 µm, height 5 µm, ISD 50 µm, 2 µl blood, ratio (width/height) = 2; 3: X-plate column size 30×30 µm, height 30 µm, ISD 80 µm, 12 µl blood, ratio (width/height) = 1; 4: X-plate column size 30×30 µm, height 10 µm, ISD 80 µm, 1 µl blood, ratio (width/height) = 3; 5: X-plate pillar size 30 × 30 µm, height 2 µm, ISD 80 µm, 1 µl blood, ratio (width/height) = 15.

С. Х-пластина, изготовленная из РММА толщиной 50 мкм (с меткой ), слева направо: 1: размер столбиков Х-пластины 10 × 10 мкм, высота 5 мкм, ISD 50 мкм, 2 мкл крови, соотношение (ширина/высота) = 2.C. X-plate made of PMMA 50 µm thick (with mark ), from left to right: 1: X-plate column size 10 × 10 µm, height 5 µm, ISD 50 µm, 2 µl blood, ratio (width/height) = 2.

Х-пластина, изготовленная из PS толщиной 25 мкм (с меткой ), слева направо: 1: размер столбиков Х-пластины 10 × 10 мкм, высота 5 мкм, ISD 50 мкм, 2 мкл крови, соотношение (ширина/высота) = 2.X-plate made of 25 µm thick PS (with mark ), from left to right: 1: X-plate column size 10 × 10 µm, height 5 µm, ISD 50 µm, 2 µl blood, ratio (width/height) = 2.

Фиг. 22. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от расстояния между разделителями и размера столбиков/высоты Х-пластин, при этом субстраты устройств для CROF представляют собой необработанное стекло толщиной 1 мм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), Х-пластины представляют собой необработанные PS толщиной 125 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), содержащие массив периодических разделителей-столбиков с высотой разделителей 5 мкм прямоугольной формы с горизонтальным размером столбиков 10 × 10 мкм (почти однородным поперечным сечением и закругленными углами) с расстоянием между разделителями 20 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 200 мкм, 500 мкм (метка ), боковым размером столбиков 40 × 40 мкм с расстоянием между разделителями 60 мкм, 150 мкм и 200 мкм (метка ); массив периодических разделителей-столбиков с высотой разделителей 12 мкм прямоугольной формы с горизонтальным размером столбиков 40 × 40 мкм с расстоянием между разделителями 60 мкм, 150 мкм и 200 мкм (метка ); массив периодических разделителей-столбиков с высотой разделителей 22 мкм прямоугольной формы с горизонтальным размером столбиков 40 × 40 мкм с расстоянием между разделителями 150 мкм и 200 мкм (метка ); образец представлял собой 2 мкл крови в случае CROF толщиной 5 мкм, 5 мкл в случае CROF толщиной 12 мкм и 9 мкл PBS в случае CROF толщиной 22 мкм (накапанного пипеткой), и устройства для CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после сдавливания. (Линии на фигурах предназначены для зрительной ориентации).Fig. 22. Deviation of measured sample thickness and uniformity as a function of spacer spacing and pillar size/height of X-plates, with CROF device substrates being 1 mm thick untreated glass (dimensions 25.4 mm × 25.4 mm), X -plates are 125 µm thick untreated PS (25.4 mm × 25.4 mm in size) containing an array of periodic column spacers with 5 µm spacer height rectangular in shape with a horizontal column size of 10 × 10 µm (almost uniform cross-section and rounded corners) with distance between separators 20 µm, 50 µm, 100 µm, 200 µm, 500 µm (mark ), the lateral size of the columns is 40 × 40 µm with the distance between the separators 60 µm, 150 µm and 200 µm (label ); an array of periodic column separators with a separator height of 12 µm of a rectangular shape with a horizontal column size of 40 × 40 µm with a distance between separators of 60 µm, 150 µm and 200 µm (label ); an array of periodic column separators with a separator height of 22 µm of a rectangular shape with a horizontal column size of 40 × 40 µm with a distance between the separators of 150 µm and 200 µm (label ); the sample was 2 μl of blood for 5 μm thick CROF, 5 μl for 12 μm thick CROF, and 9 μl of PBS for 22 μm thick CROF (pipetted), and the CROF devices were compressed by hand by pressing with the hand and a stopper over an area of 1 inch by 1 inch and they self-retained after being squeezed. (The lines in the figures are for visual guidance.)

Фиг. 23. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от различной толщины Х-пластины (от 25 мкм до 525 мкм), но при фиксированном размере столбиков (30 × 38 мкм), высоте столбиков (2 мкм) и пространств между столбиками (80 × 82 мкм), изготовленной из необработанного РММА, где субстрат представляет собой необработанное стекло толщиной 1 мм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), образец представляет собой 1 мкл крови, накапанной в результате прямого контакта с пальцем, и устройства для CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после сдавливания.Fig. 23. Deviation of measured sample thickness and uniformity as a function of varying X-plate thickness (from 25 µm to 525 µm), but with a fixed column size (30 × 38 µm), column height (2 µm) and spaces between columns (80 × 82 µm) made from untreated PMMA, where the substrate is 1 mm thick untreated glass (size 25.4 mm × 25.4 mm), the sample is 1 µl of blood dripped by direct contact with the finger, and the CROF device were squeezed by hand by squeezing the hand and the plug in an area measuring 1 inch by 1 inch, and they self-retained after being squeezed.

На фиг. 24 показано отклонение измеряемого размера пространств/однородность устройства для CROF (различные комбинированные пары гидрофильно-гидрофильные с меткой гидрофобно-гидрофобные с меткой ) с объемом крови от 0,1 мкл до 0,5 мкл, но одинаковым размером столбиков Х-пластин (30 × 38 мкм), высотой столбиков (2 мкм) и расстояниями между разделителями (80 × 82 мкм), где субстрат представляет собой стекло толщиной 1 мм (размером 25,4 мм × 25,4 мм) и Х-пластина изготовлена из РММА толщиной 175 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм). Кровь накапывали в результате прямого контакта с пальцем, и устройства CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой в области размером 1 дюйм на 1 дюйм.In fig. 24 shows the deviation of the measured space size/uniformity of the device for CROF (various combined hydrophilic-hydrophilic pairs with a label hydrophobic-hydrophobic with label ) with a blood volume of 0.1 µl to 0.5 µl, but the same X-plate column size (30 × 38 µm), column height (2 µm) and spacer distances (80 × 82 µm), where the substrate is 1 mm thick glass (dimensions 25.4 mm × 25.4 mm) and an X-plate made of 175 μm thick PMMA (dimensions 25.4 mm × 25.4 mm). Blood was instilled by direct finger contact and CROF devices were compressed by hand using hand and plug pressure in a 1 inch by 1 inch area.

Фиг. 25. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от субстратов необработанного стекла толщиной 1 мм с меткой или необработанного РММА толщиной 250 мкм с меткой(размером 25,4 мм × 25,4 мм), где Х-пластина представляет собой необработанный РММА толщиной 175 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), содержащий массив периодических разделителей-столбиков с высотой столбиков 5 мкм прямоугольной формы (горизонтальным размером столбиков 10 × 10 мкм, почти однородным поперечным разрезом и закругленными углами), и расстоянием между разделителями 50 мкм, 100 мкм, 200 мкм и 500 мкм, образец представлял собой 2 мкл крови, накапанной в результате прямого контакта с пальцем, и устройства для CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после сдавливания.Fig. 25. Deviation of measured sample thickness and uniformity depending on substrates of untreated glass 1 mm thick with a mark or untreated PMMA 250 microns thick with a mark (size 25.4 mm × 25.4 mm), where the X-plate is a raw PMMA 175 μm thick (size 25.4 mm × 25.4 mm), containing an array of periodic column spacers with a column height of 5 μm in a rectangular shape (horizontal bar size of 10 × 10 µm, almost uniform cross-section and rounded corners), and spacers of 50 µm, 100 µm, 200 µm and 500 µm, the sample was 2 µl of blood, dripped by direct finger contact, and CROF devices were hand compressed by applying pressure between the hand and the plug over a 1 inch by 1 inch area and self-retained after compression.

Фиг. 26. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от исследований при различном времени сдавливания рукой от 0 секунд до 60 секунд, где субстрат устройств для CROF представляет собой необработанный РММА толщиной 250 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), Х-пластина представляет собой необработанный РММА толщиной 175 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), содержащий массив периодических разделителей-столбиков с высотой разделителей 2 мкм прямоугольной формы (горизонтальным размером столбиков 30 × 38 мкм, почти однородным поперечным сечением и закругленными углами) и расстоянием между разделителями 80 мкм, образец представляет собой 1 мкл крови, размещенной в результате прямого контакта, и устройства CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после сдавливания.Fig. 26. Deviation of measured sample thickness and uniformity as a function of studies at different hand pressure times from 0 seconds to 60 seconds, where the substrate of CROF devices is untreated 250 μm thick PMMA (size 25.4 mm × 25.4 mm), X -the plate is a 175 µm thick untreated PMMA (25.4 mm × 25.4 mm in size) containing an array of periodic column separators with a 2 µm rectangular separator height (horizontal column size 30 × 38 µm, almost uniform cross-section and rounded corners) and 80 μm spacer spacing, the sample was 1 μL of blood placed by direct contact, and the CROF devices were compressed by hand by squeezing the hand and plug over a 1-inch by 1-inch area and self-retained after compression.

Фиг. 27. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от среднего IDS в случае применения случайного сферического разделителя или регулярного разделителя-столбика (Х-пластина), где субстрат устройств для CROF представляет собой необработанное стекло толщиной 1 мм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), Х-пластина представляет собой необработанный РММА толщиной 175 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм), содержащий массив периодических разделителей-столбиков с высотой разделителей 5 мкм прямоугольной формы (горизонтальным размером столбиков 10 × 10 мкм, почти однородным поперечным сечением и закругленными углами), и расстоянием между разделителями 20 мкм, 50 мкм и 100 мкм, образец представлял собой 2 мкл PBS, и устройства CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после сдавливания. Сфера представляет собой микросферы из натровой извести со средним диаметром 4 мкм (вариация размера 5%) в PBS. Микросферы распределены в PBS с концентрациями 4 × 105/мкл, 0,9 × 105/мкл и 0,2 × 105/мкл, что соответствует среднему расстоянию между разделителями после сдавливания, соответствующему 20 мкм, 50 мкм и 100 мкм. Применяют два вида покровных пластин, необработанное стекло толщиной 220 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм) и необработанный РММА размером 175 мкм (размером 25,4 мм × 25,4 мм). Все устройства CROF прижимали с помощью сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после нажатия. Метка предусмотрена в случае применения Х-пластины, метка предусмотрена в случае применения гранул в качестве разделителя, и стеклянное покрытие толщиной 220 мкм в качестве покровной пластины, метка предусмотрена в случае применения гранул в качестве разделителя, и пленка РММА толщиной 175 мкм в качестве покровной пластины.Fig. 27. Deviation of measured sample thickness and uniformity as a function of average IDS in case of using a random spherical spacer or a regular column spacer (X-plate), where the substrate of the CROF devices is 1 mm thick untreated glass (size 25.4 mm × 25 .4 mm), the X-plate is a 175 µm thick untreated PMMA (25.4 mm × 25.4 mm in size) containing an array of periodic column spacers with a 5 µm spacer height of a rectangular shape (horizontal column size 10 × 10 µm, nearly uniform cross-section and rounded corners), and spacers of 20 μm, 50 μm, and 100 μm, the sample was 2 μL of PBS, and the CROF devices were compressed by hand by applying pressure with the hand and stopper over a 1-inch by 1-inch area, and they self-restrained after compression. The sphere is a soda lime microsphere with an average diameter of 4 µm (5% size variation) in PBS. The microspheres were distributed in PBS at concentrations of 4 × 105/μL, 0.9 × 105/μL, and 0.2 × 105/μL, corresponding to the average separation distance after squeezing corresponding to 20 μm, 50 μm, and 100 μm. Two types of cover plates are used, 220 μm thick untreated glass (25.4 mm × 25.4 mm in size) and 175 μm untreated PMMA (25.4 mm × 25.4 mm in size). All CROF devices were pressed using hand and plug pressure over a 1 inch by 1 inch area and were self-retaining once pressed. Label provided when using an X-plate, mark provided in the case of using granules as a separator, and a glass coating with a thickness of 220 microns as a cover plate, mark is provided in the case of using granules as a separator, and a 175 micron thick PMMA film as a cover plate.

Фиг. 28. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от толщины Х-пластины (от 25 мкм до 350 мкм) и толщины субстрата (от 25 мкм до 750 мкм). Х-пластины имеют фиксированный размер столбиков (30 × 38 мкм), высоту столбиков (10 мкм) и пространства между разделителями (80 × 82 мкм), изготовленными из необработанного РММА толщиной 25 мкм, 175 мкм и 350 мкм, где субстрат изготовлен из необработанного РММА (размером 25,4 мм × 25,4 мм) толщиной 25 мкм, 50 мкм, 175 мкм, 250 мкм и 750 мкм. Образец представлял собой 4 мкл крови, накапанной в результате прямого контакта с пальцем, и устройства CROF сдавливали рукой путем сдавливания рукой и пробкой на участке размером 1 дюйм на 1 дюйм, и они самоудерживались после нажатия. На фигуре метка предусмотрена в случае применения Х-пластины толщиной 25 мкм, метка предусмотрена в случае применения Х-пластины толщиной 175 мкм, метка предусмотрена в случае применения Х-пластины толщиной 350 мкм.Fig. 28. Deviation of measured sample thickness and uniformity depending on the thickness of the X-plate (from 25 µm to 350 µm) and the thickness of the substrate (from 25 µm to 750 µm). X-plates have a fixed pillar size (30 × 38 µm), pillar height (10 µm) and spaces between spacers (80 × 82 µm) made of untreated PMMA in thicknesses of 25 µm, 175 µm and 350 µm, where the substrate is made of untreated PMMA (size 25.4 mm × 25.4 mm) with thicknesses of 25 µm, 50 µm, 175 µm, 250 µm and 750 µm. The sample was 4 μl of blood drawn by direct finger contact, and the CROF devices were compressed by hand by applying pressure with the hand and plug over a 1-inch by 1-inch area, and they self-retained once pressed. There is a mark on the figure provided in the case of using an X-plate with a thickness of 25 microns, mark provided in the case of using an X-plate with a thickness of 175 microns, mark provided when using an X-plate with a thickness of 350 microns.

На фиг. 29 показана (а) микрофотография (40х) клеток крови в Х-устройствах с пространством между пластинами (т.е. толщиной образца), составляющим 1 мкм, 2 мкм, 3 мкм и 5 мкм. Х-устройство с пространством 1 мкм лизирует большинство (99%) RBC, причем тромбоциты остаются нелизированными. Х-устройство с пространством 2 мкм отделяет каждую лунку с RBC и делает из RBC один слой. Некоторые уложенные RBC наблюдаются в Х-устройстве с пространством 3 мкм, и намного больше уложенных RBC - в Х-устройстве с расстоянием 5 мкм. Для подсчета предпочтительным является одноклеточный слой (Х-устройство с пространством 2 мкм). И (b) соотношение области эритроцитов (измеренной на основе 2D-изображения вида сверху) и общей площади в горизонтальной проекции пластины для CROF. Максимальное значение при пространстве между пластинами 2 мкм (т.е. толщине образца), поскольку ниже 2 мкм некоторые RBC лизируются, а выше 2 мкм RBC перекрываются и вращаются, при этом все из них дают меньшую площадь RBC на 2D-изображении.In fig. 29 shows (a) a micrograph (40x) of blood cells in X-devices with interplate space (ie sample thickness) of 1 µm, 2 µm, 3 µm and 5 µm. The 1 μm X-device lyses the majority (99%) of RBCs, leaving platelets unlysed. The 2 μm X-device separates each RBC well and makes a single layer of RBC. Some stacked RBCs are observed in the 3 μm X-device, and many more stacked RBCs are observed in the 5 μm X-device. For counting, a single cell layer (X-device with 2 µm space) is preferred. And (b) the ratio of the RBC area (measured from the 2D top view image) and the total area in the horizontal projection of the plate for CROF. The maximum value is at 2 µm interplate space (i.e. sample thickness) because below 2 µm some RBCs are lysed and above 2 µm RBCs overlap and rotate, all of which produce less RBC area in the 2D image.

Фиг. 30. Схема BCI (подсчет клеток крови с помощью CROF и визуализации) с помощью смартфона (а) и фотографий устройства (b). При анализе крови с помощью смартфона-BCI индивидуум вначале получает карту (1) и прокалывает палец (2), затем размещает небольшое количество крови непосредственно из пальца на CROF-карту в результате прикосновения к карте (2), закрывает карту (3), сдавливает пальцем (4) и освобождает его (5), вставляет карту в оптический адаптер (5), в конечном итоге делает фотографию карты с помощью смартфона (6), и на основании снятых фотографий компьютерная программа измеряет объем крови, подсчитывает клетки крови и другие параметры (6). (b) Фотография фактического смартфона и адаптера для р-BCI.Fig. 30. Schematic of BCI (blood cell counting using CROF and imaging) using a smartphone (a) and photos of the device (b). In a smartphone-BCI blood test, the individual first receives a card (1) and pricks their finger (2), then places a small amount of blood directly from the finger onto the CROF card by touching the card (2), closes the card (3), squeezes finger (4) and releases it (5), inserts the card into the optical adapter (5), ultimately takes a photo of the card using a smartphone (6), and based on the photos taken, the computer program measures blood volume, counts blood cells and other parameters (6). (b) Photo of the actual smartphone and r-BCI adapter.

Фиг. 31. Изображения в светолопольном оптическом микроскопе свежей (а) и подвергавшейся хранению (b) неразведенной цельной крови в CROF-карте с различными конечными промежутками, и иллюстрация поведения RBC для разных ограниченных промежутков. Свежая кровь содержит антикоагулянт и была отобрана из проколотого пальца, при этом сохраняемая кровь содержит антикоагулянт и была получена от коммерческого поставщика, (от а-1 до а-6) и (от b-1 до b-6): для g = 2, 2,2, 2,6, 3, 5 и 10 мкм соответственно, на (с) показаны схемы поперечного разреза и вида сверху, (1) RBC отделены друг от друга, отсутствуют видимые наложения в CROF с промежутком 2 мкм, тогда как (2) RBC перекрывают друг друга в CROF с промежутком, большим 2 мкм.Fig. 31. Bright-field optical microscope images of (a) fresh and (b) stored undiluted whole blood in a CROF card at various endpoints, and illustration of RBC behavior for different endpoints. Fresh blood contains an anticoagulant and was collected from a pricked finger, while stored blood contains an anticoagulant and was obtained from a commercial supplier, (a-1 to a-6) and (b-1 to b-6): for g = 2 . (2) RBCs overlap each other in CROF with a gap greater than 2 μm.

Фиг. 32. Светлопольные (1) и флуоресцентные (2) изображения одного и того же образца (свежая кровь во взятой CROF-карте) с помощью смартфона с оптическим адаптером (а) и с помощью микроскопа с высоким разрешением с камерой DSLR (b). На изображениях показано, что смартфон с оптическим адаптером характеризуется аналогичным качеством фотографий клеток крови, что и микроскоп с высоким разрешением и камерой.Fig. 32. Brightfield (1) and fluorescence (2) images of the same sample (fresh blood in a harvested CROF card) using a smartphone with an optical adapter (a) and using a high-resolution microscope with a DSLR camera (b). The images show that a smartphone with an optical adapter has the same photo quality of blood cells as a high-resolution microscope with a camera.

На фиг. 33 показана измеренная оптическая интенсивность одной типичной WBC и PLT в зависимости от расположений этих отделенных клеток. WBC имеет диаметр (FWHM) примерно 12 мкм, в то время как PLT имеет диаметр (FWHM) примерно 2 мкм. Максимальная интенсивность WBC составляет примерно в 3 раза больше, чем PLT. Как интенсивность, так и площадь создают суммарную интенсивность WBC, примерно в 108 раз больше, чем PLT. Таким образом, при применении меньшего увеличения (например, 4х), площадь WBC становится меньше, а их суммарная интенсивность становится ниже. В таком случае сигнал PLT может быть ничтожно малым.In fig. Figure 33 shows the measured optical intensity of one typical WBC and PLT as a function of the locations of these separated cells. WBC has a diameter (FWHM) of approximately 12 µm, while PLT has a diameter (FWHM) of approximately 2 µm. The maximum intensity of WBC is approximately 3 times that of PLT. Both intensity and area produce a total WBC intensity approximately 108 times greater than PLT. Thus, when lower magnifications are applied (eg 4x), the WBC area becomes smaller and their total intensity becomes lower. In such a case, the PLT signal may be negligible.

На фиг. 34 показаны (а) график рассеяния интенсивности канала зеленого света в зависимости от интенсивностей канала красного света и (b) гистограмма соотношения интенсивности канала красного/зеленого света для 594 WBC на изображениях. На основании этого изображения можно отчетливо заметить, что клетки группируются в три различные участки (заштрихованные области, представленные в качестве ориентиров для глаза), соответствующие трем основным субпопуляциям лейкоцитов.In fig. 34 shows (a) a scatter plot of green light channel intensities versus red light channel intensities and (b) a histogram of the red/green light channel intensity ratio for 594 WBCs in the images. Based on this image, it can be clearly seen that the cells are grouped into three distinct areas (shaded areas represented as eye landmarks), corresponding to the three major subpopulations of leukocytes.

Подробное описание иллюстративных вариантов осуществленияDetailed Description of Illustrative Embodiments

В следующем подробном описании показаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения в качестве примера, но не в качестве ограничения. Названия разделов и любые подзаголовки, используемые в данном документе, предназначены лишь для организационных целей и никоим образом не предполагают ограничения описываемого объекта изобретения. Информация, находящаяся под заголовком и/или подзаголовком раздела, не ограничивается заголовком и/или подзаголовком раздела, а применима ко всему описанию настоящего изобретения.The following detailed description shows some embodiments of the present invention by way of example and not by way of limitation. Section titles and any subheadings used herein are for organizational purposes only and are not intended to limit the subject matter of the invention in any way. The information contained under a section title and/or subtitle is not limited to the section title and/or subtitle, but applies to the entire disclosure of the present invention.

Цитирование любой публикации означает ее раскрытие до даты подачи и не должно рассматриваться как признание того, что формула настоящего изобретения не имеет права датировать такую публикацию задним числом в силу того, что она представляет собой предшествующее изобретение. Кроме того, приводимые даты публикации могут отличаться от практических дат публикации, которые могут потребовать независимого подтверждения.Citation of any publication constitutes disclosure prior to the filing date and should not be construed as an admission that the claims of the present invention are not entitled to backdate such publication by virtue of the fact that it constitutes a prior invention. In addition, published publication dates may differ from actual publication dates, which may require independent confirmation.

Настоящее изобретение относится, в числе прочего, к способам, устройствам и системам, которые могут улучшать и/или ускорять количественное определение, связывание и/или обнаружение аналита и/или объекта в образце.The present invention relates, among other things, to methods, devices and systems that can improve and/or accelerate the quantitation, binding and/or detection of an analyte and/or object in a sample.

ОпределенияDefinitions

Если не определено иное, все технические и научные термины, применяемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понятно специалисту в данной области техники, к которой принадлежит настоящее раскрытие. Хотя при применении на практике или тестировании идей настоящего изобретения можно также применять любые способы и материалы, аналогичные описанным в данном документе или эквивалентные им, далее описаны некоторые иллюстративные способы и материалы.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one skilled in the art to which this disclosure pertains. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein may also be used in practicing or testing the ideas of the present invention, some illustrative methods and materials are described below.

Термины «полинуклеотид», «нуклеотид», «нуклеотидная последовательность», «нуклеиновая кислота», «молекула нуклеиновой кислоты», «последовательность нуклеиновой кислоты» и «олигонуклеотид» используются взаимозаменяемо и могут также включать множественное число каждого соответственно в зависимости от контекста, в котором термины используют.The terms "polynucleotide", "nucleotide", "nucleotide sequence", "nucleic acid", "nucleic acid molecule", "nucleic acid sequence" and "oligonucleotide" are used interchangeably and may also include the plural of each, respectively, depending on the context, in which terms are used.

Термин «средство для захвата», используемый в данном документе, относится к элементу связывания, например, молекуле нуклеиновой кислоты, полипептидной молекуле или любой другой молекуле или соединению, которые могут специфически связываться со своим партнером по связыванию, например, второй молекулой нуклеиновой кислоты, содержащей последовательности, комплементарные молекуле первой нуклеиновой кислоты, антителу, которое специфически распознает антиген, антигену, специфически распознаваемому антителом, аптамеру нуклеиновой кислоты, который специфически связывается с целевой молекулой, и т.д.The term "capture agent" as used herein refers to a binding element, e.g., a nucleic acid molecule, a polypeptide molecule, or any other molecule or compound that can specifically bind to its binding partner, e.g., a second nucleic acid molecule containing sequences complementary to a first nucleic acid molecule, an antibody that specifically recognizes an antigen, an antigen specifically recognized by an antibody, a nucleic acid aptamer that specifically binds to a target molecule, etc.

Термин «вторичное средство для захвата», которое также может называться «средством для выявления», относится к группе биомолекул или химических соединений, которые обладают высокоспецифической аффинностью к антигену. Вторичное средство для захвата может быть прочно связано с оптической выявляемой меткой, например, ферментом, флуоресцентной меткой, или само по себе может выявляться с помощью другого средства для выявления, которое связывается с оптической выявляемой меткой в ходе биоконъюгации (Hermanson, "Bioconjugate Techniques" Academic Press, 2nd Ed., 2008).The term “secondary capture agent,” which may also be referred to as a “detection agent,” refers to a group of biomolecules or chemical compounds that have a highly specific affinity for an antigen. The secondary capture agent may be tightly coupled to an optical detection label, such as an enzyme, a fluorescent label, or may itself be detected by another detection agent that binds to the optical detection label during bioconjugation (Hermanson, "Bioconjugate Techniques" Academic Press, 2nd Ed., 2008).

Термин «средство для захвата-реакционно-способная группа» относится к фрагменту химического функционального элемента в молекуле, который является реакционно-способным по отношению к средствам для захвата, т.е. может реагировать с фрагментом (например, гидроксильной, сульфгидрильной, карбоксильной или аминогруппой) в средстве для захвата с образованием стабильной прочной, например, ковалентной связи.The term "capture agent-reactive group" refers to a moiety of a chemical functional element in a molecule that is reactive to the capture agents, i.e. can react with a moiety (eg hydroxyl, sulfhydryl, carboxyl or amino group) in the capture agent to form a stable, strong, eg covalent bond.

Термины «специфическое связывание» и «селективное связывание» относятся к способности средства для захвата предпочтительно связываться с определенным целевым аналитом, который присутствует в гетерогенной смеси из различных целевых аналитов. Взаимодействие при специфическом или селективном связывании будет разграничивать желательные (например, активные) и нежелательные (например, неактивные) целевые аналиты в образце, обычно в более чем приблизительно 10-100 раз или более (например, в более чем приблизительно 1000 или 10000 раз).The terms “specific binding” and “selective binding” refer to the ability of a capture agent to preferentially bind to a particular target analyte that is present in a heterogeneous mixture of different target analytes. Specific or selective binding interactions will discriminate between desired (eg, active) and undesired (eg, inactive) target analytes in a sample, typically by a factor of more than about 10-100 times or more (eg, by a factor of more than about 1000 or 10,000 times).

Термин «образец», используемый в данном документе, относится к материалу или смеси из материалов, содержащих один или более аналитов или объект, представляющий интерес. В определенных вариантах осуществления образец может быть получен из биологического образца, такого как клетки, ткани, биологические жидкости и кал. Биологические жидкости, представляющие интерес, включают без ограничения амниотическую жидкость, водянистую влагу глаза, жидкую часть стекловидного тела, кровь (например, цельную кровь, фракционированную кровь, плазму, сыворотку крови и т.д.), грудное молоко, спинномозговую жидкость (CSF), ушную серу (серную пробку), хилус, химус, эндолимфу, перилимфу, фекалии, кислоты желудочного сока, желудочный сок, лимфу, слизь (в том числе отделяемую из носа и слизистую мокроту), перикардиальную жидкость, перитонеальную жидкость, плевральную жидкость, гной, водянистые выделения, слюну, секрет сальных желез (кожное сало), сперму, мокроту, пот, синовиальную жидкость, слезы, рвотную массу, мочу и конденсат выдыхаемого воздуха, цереброспинальную жидкость, влагалищное отделяемое, интерстициональную жидкость, получаемую из опухолевых тканей, внутриглазную жидкость, дерму. В определенных вариантах осуществления образец может быть получен от субъекта, например, человека, и он может быть обработан до применения в анализе субъекта. Например, перед анализом белок/нуклеиновую кислоту можно экстрагировать из образца ткани до применения с помощью способов, которые являются известными. В определенных вариантах осуществления образец может представлять собой клинический образец, например, образец, взятый от пациента, биологический образец, образец, относящийся к окружающей среде, химический образец или клинический препарат.The term "sample" as used herein refers to a material or mixture of materials containing one or more analytes or object of interest. In certain embodiments, the sample may be obtained from a biological sample, such as cells, tissues, body fluids, and feces. Biological fluids of interest include, but are not limited to, amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (e.g., whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF) , earwax (cerumen plug), chyle, chyme, endolymph, perilymph, feces, gastric acids, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucous sputum), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, pus , watery discharge, saliva, secretion of the sebaceous glands (sebum), sperm, sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomit, urine and exhaled condensate, cerebrospinal fluid, vaginal discharge, interstitial fluid obtained from tumor tissues, intraocular fluid , dermis. In certain embodiments, the sample may be obtained from a subject, such as a human, and may be processed prior to use in the subject's assay. For example, prior to analysis, the protein/nucleic acid can be extracted from a tissue sample prior to use using methods that are known in the art. In certain embodiments, the sample may be a clinical sample, such as a patient sample, a biological sample, an environmental sample, a chemical sample, or a clinical specimen.

Термин «аналит» относится к молекуле (например, белку, пептидам, ДНК, РНК, нуклеиновой кислоте или другим молекулам), клеткам, тканям, вирусам и наночастицам различных форм.The term "analyte" refers to a molecule (eg, protein, peptides, DNA, RNA, nucleic acid or other molecules), cells, tissues, viruses and nanoparticles of various forms.

Термин «анализ» относится к тестированию образца с целью выявления присутствия и/или содержания аналита.The term "analysis" refers to testing a sample to determine the presence and/or content of an analyte.

Используемые в данном документе термины «определение», «измерение», а также «оценка» и «анализ» используются взаимозаменяемо и включают как количественные, так и качественные определения.As used herein, the terms “definition,” “measurement,” and “assessment” and “analysis” are used interchangeably and include both quantitative and qualitative definitions.

Используемый в данном документе термин «светоиспускающая метка» относится к метке, которая может испускать свет при внешнем возбуждении. Это может представлять собой люминесценцию. Флуоресцентные метки (которые включают молекулы красителей или квантовые точки) и люминесцентные метки (например, электро- или хемилюминесцентные метки) являются типами светоиспускающей метки. Внешнее возбуждение представляет собой свет (фотоны) в случае флуоресценции, электрический ток в случае электролюминесценции и химическую реакцию в случае хемилюминесценции. Внешнее возбуждение может представлять собой комбинацию из вышеуказанного.As used herein, the term “light-emitting tag” refers to a tag that can emit light when externally stimulated. This may represent luminescence. Fluorescent labels (which include dye molecules or quantum dots) and luminescent labels (eg, electro- or chemiluminescent labels) are types of light-emitting label. The external excitation is light (photons) in the case of fluorescence, electric current in the case of electroluminescence, and a chemical reaction in the case of chemiluminescence. External stimulation may be a combination of the above.

Фраза «меченый аналит» относится к аналиту, который мечен выявляемым образом с помощью светоиспускающей метки, вследствие чего аналит может быть выявлен путем оценки присутствия метки. Меченый аналит может быть меченым непосредственно (т.е. аналит сам по себе может быть непосредственно конъюгирован с меткой, например, с помощью прочной связи, например, ковалентной или нековалентной связи), или меченый аналит может быть меченым опосредованно (т.е. анализ связывается вторичным средством для захвата, которое мечено напрямую).The phrase “labeled analyte” refers to an analyte that is labeled in a detectable manner with a light-emitting label such that the analyte can be detected by assessing the presence of the label. The labeled analyte may be directly labeled (i.e., the analyte itself may be directly conjugated to a label, e.g., via a strong bond, such as a covalent or non-covalent bond), or the labeled analyte may be indirectly labeled (i.e., the assay bound by a secondary capture agent that is directly labeled).

Термины «гибридизация» и «связывание» по отношению к нуклеиновым кислотам используются взаимозаменяемо.The terms "hybridization" and "linking" in relation to nucleic acids are used interchangeably.

Термин «комплекс средство для захвата/аналит» представляет собой комплекс, который образуется в результате специфического связывания средства для захвата с аналитом. Средство для захвата и аналит для средства для захвата обычно будут специфически связываться друг с другом в «условиях специфического связывания» или «условиях, подходящих для специфического связывания», при этом такие условия представляют собой условия (с точки зрения концентрации солей, рН, содержания детергентов, концентрации белков, температуры и т.д.), которые обеспечивают возможность осуществления связывания между средствами для захвата и аналитами, подлежащими связыванию, в растворе. Такие условия, в частности, по отношению к антителам и их антигенам и гибридизации нуклеиновых кислот, хорошо известны из уровня техники (см., например, Harlow and Lane (Antibodies: A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989), и Ausubel, et al., Short Protocols in Molecular Biology, 5th ed., Wiley & Sons, 2002).The term "capture agent/analyte complex" is a complex that is formed by the specific binding of a capture agent to an analyte. The capture agent and the capture agent analyte will generally bind specifically to each other under "specific binding conditions" or "specific binding conditions", such conditions being the conditions (in terms of salt concentration, pH, detergent content , protein concentration, temperature, etc.) that allow binding to occur between the capture agents and the analytes to be bound in solution. Such conditions, particularly with respect to antibodies and their antigens and nucleic acid hybridization, are well known in the art (see, for example, Harlow and Lane (Antibodies: A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989) ), and Ausubel, et al., Short Protocols in Molecular Biology, 5th ed., Wiley & Sons, 2002).

Субъект может представлять собой либо человека, либо не относящееся к человеку животное. Субъект может представлять собой индивидуума, выполняющего способ по настоящему изобретению, пациента, клиента в центре тестирования и т.д.The subject may be either a human or a non-human animal. The subject may be an individual performing the method of the present invention, a patient, a client at a testing center, etc.

«Аналит», используемый в данном документе, может представлять собой любое вещество, которое является подходящим для тестирования настоящего способа.An "analyte" as used herein can be any substance that is suitable for testing in the present method.

Используемый в данном документе термин «диагностический образец» относится к любому биологическому образцу, который представляет собой побочный продукт организма, такой как биологические жидкости, который был получен от субъекта. Диагностический образец может быть получен непосредственно от субъекта в форме жидкости или может быть получен от субъекта в результате изначального размещения побочного продукта организма в раствор, такой как буфер. Иллюстративные диагностические образцы включают без ограничения слюну, сыворотку крови, кровь, мокроту, мочу, пот, слезы, семенную жидкость, кал, воздух дыхания, биоптаты, слизь и т.д.As used herein, the term “diagnostic sample” refers to any biological sample that is a by-product of an organism, such as body fluids, that has been obtained from a subject. The diagnostic sample may be obtained directly from the subject in the form of a liquid or may be obtained from the subject by initially disposing of the body byproduct into a solution such as a buffer. Exemplary diagnostic samples include, but are not limited to, saliva, serum, blood, sputum, urine, sweat, tears, seminal fluid, feces, breath air, biopsies, mucus, etc.

Используемый в данном документе термин «образец из окружающей среды» относится к любому образцу, который получен из окружающей среды. Образец из окружающей среды включает образцы жидкости из реки, озера, пруда, океана, ледников, айсбергов, дождя, снега, сточных вод, водохранилищ, водопроводной воды, питьевой воды и т.д.; твердые образцы из почвы, компоста, песка, камней, бетона, дерева, кирпича, отходов и т.д. и газообразные образцы из воздуха, подземных гидротермальных источников, промышленных выбросов, транспортных выбросов и т.д. Обычно образцы, которые не находятся в жидкой форме, превращают в жидкую форму перед анализом образца с помощью способа по настоящему изобретению.As used herein, the term “environmental sample” refers to any sample that is obtained from the environment. Environmental sample includes fluid samples from river, lake, pond, ocean, glaciers, icebergs, rain, snow, sewage, reservoirs, tap water, drinking water, etc.; solid samples from soil, compost, sand, stones, concrete, wood, brick, waste, etc. and gaseous samples from air, underground hydrothermal vents, industrial emissions, traffic emissions, etc. Typically, samples that are not in liquid form are converted to liquid form before the sample is analyzed using the method of the present invention.

Используемый в данном документе термин «пищевой образец» относится к любому образцу, который является подходящим для потребления животным, например, потребления человеком. Пищевой образец может включать сырые ингредиенты, приготовленную пищу, растительные и животные источники пищи, предварительно обработанную пищу, а также частично или полностью обработанную пищу и т.д. Обычно образцы, которые не находятся в жидкой форме, превращают в жидкую форму перед анализом образца с помощью способа по настоящему изобретению.As used herein, the term “food sample” refers to any sample that is suitable for animal consumption, such as human consumption. The food sample may include raw ingredients, cooked food, plant and animal food sources, pre-processed food, and partially or fully processed food, etc. Typically, samples that are not in liquid form are converted to liquid form before the sample is analyzed using the method of the present invention.

Термин «диагностический», используемый в данном документе, относится к применению способа или аналита для идентификации, прогнозирования результата и/или прогнозирования ответа на лечение заболевания или состояния, представляющих интерес. Диагноз может включать прогнозирование вероятности или предрасположенности к наличию заболевания или состояния, оценку тяжести заболевания или состояния, определение риска прогрессирования заболевания или состояния, оценку клинического ответа на лечение и/или прогнозирование ответа на лечение.The term “diagnostic” as used herein refers to the use of a method or analyte to identify, predict outcome, and/or predict response to treatment of a disease or condition of interest. The diagnosis may include predicting the likelihood or susceptibility of having a disease or condition, assessing the severity of the disease or condition, determining the risk of progression of the disease or condition, assessing the clinical response to treatment, and/or predicting the response to treatment.

Термин «биомаркер», используемый в данном документе, представляет собой любую молекулу или соединение, которые встречаются в представляющем интерес образце и которые, как известно, имеют диагностическое значение или ассоциированы с присутствием или предрасположенностью к заболеванию или состоянию, представляющему интерес, у субъекта, от которого образец получен. Биомаркеры включают без ограничения полипептиды или их комплекс (например, антиген, антитело), нуклеиновые кислоты (например, ДНК, miRNA, мРНК), лекарственные метаболиты, липиды, углеводы, гормоны, витамины и т.д., которые, как известно, ассоциированы с заболеванием или состоянием, представляющими интерес.The term "biomarker" as used herein is any molecule or compound that occurs in a sample of interest and that is known to have diagnostic value or is associated with the presence of or susceptibility to a disease or condition of interest in a subject from from which the sample was received. Biomarkers include, but are not limited to, polypeptides or complex thereof (e.g., antigen, antibody), nucleic acids (e.g., DNA, miRNA, mRNA), drug metabolites, lipids, carbohydrates, hormones, vitamins, etc., which are known to be associated with a disease or condition of interest.

Термин «состояние», используемый в данном документе по отношению к постановке диагноза состояния здоровья, относится к физиологическому состоянию психической деятельности или тела, которое отличается от других физиологических состояний. В некоторых случаях состояние здоровья не может быть диагностировано как заболевание. Иллюстративные состояния здоровья, представляющие интерес, включают без ограничения алиментарное здоровье; старение; воздействие токсинов окружающей среды, пестицидов, гербицидов, синтетических аналогов гормонов; беременность; менопаузу; андропаузу; сон; стресс; преддиабет; физические нагрузки; усталость; кислотно-основное равновесие и т.д. Термин «фрагмент биотина» относится к аффинному средству, которое включает биотин или аналог биотина, такой как дестиобион, оксибиотин, 2'-иминобиотин, диаминобиотин, биотина сульфоксид, биоцитин и т.д. Фрагменты биотина связываются со стрептавидином с аффинностью, составляющей по меньшей мере 10-8 М. Аффинное средство для биотина может также включать линкер, например, -LC-биотин, -LC-LC-биотин, -SLC-биотин или -PEGn-биотин, где n равняется 3-12.The term "condition" as used herein in relation to the diagnosis of a health condition refers to a physiological state of the mind or body that is distinct from other physiological conditions. In some cases, a health condition may not be diagnosed as a disease. Exemplary health conditions of interest include, but are not limited to, nutritional health; aging; exposure to environmental toxins, pesticides, herbicides, synthetic hormone analogues; pregnancy; menopause; andropause; dream; stress; prediabetes; physical exercise; fatigue; acid-base balance, etc. The term "biotin moiety" refers to an affinity agent that includes biotin or a biotin analog such as desthiobion, oxybiotin, 2'-iminobiotin, diaminobiotin, biotin sulfoxide, biocytin, etc. Biotin moieties bind to streptavidin with an affinity of at least 10-8 M. The biotin affinity agent may also include a linker, for example, -LC-biotin, -LC-LC-biotin, -SLC-biotin or -PEGn-biotin, where n equals 3-12.

Термин «усиливать» относится к повышению величины сигнала, например, по меньшей мере 10-кратное повышение, по меньшей мере 100-кратное повышение, по меньшей мере 1000-кратное повышение, по меньшей мере 10000-кратное повышение или по меньшей мере 100000-кратное повышение сигнала.The term "amplify" refers to increasing the magnitude of the signal, for example, at least 10 times the increase, at least 100 times the increase, at least 1000 times the increase, at least 10,000 times the increase, or at least 100,000 times signal increase.

Термин «объект» относится без ограничения к белками, пептидам, ДНК, РНК, нуклеиновой кислоте, молекулам (малым или большим), клеткам, тканям, вирусам, наночастицам различных форм, которые будут связываться с «участком связывания». Объект включает средство для захвата, средство для выявления и блокирующее средство. Термин «объект» включает «аналит», и эти два термина используются взаимозаменяемо.The term "object" refers, without limitation, to proteins, peptides, DNA, RNA, nucleic acid, molecules (small or large), cells, tissues, viruses, nanoparticles of various shapes that will bind to the "binding site". The object includes gripping means, detecting means and blocking means. The term "object" includes "analyte", and the two terms are used interchangeably.

Термин «участок связывания» относится к местоположению на твердой поверхности, которое может иммобилизировать «объект» в образце.The term "binding site" refers to a location on a solid surface that can immobilize an "object" in a sample.

Термин «партнеры объекта» относится без ограничения к белками, пептидам, ДНК, РНК, нуклеиновой кислоте, молекулам (малым или большим), клеткам, тканям, вирусам, наночастицам различных форм, которые находятся на «участке связывания» и будут связываться с объектом. Объект включает без ограничения средства для связывания, средства для выявления, вторичные средства для выявления или «комплекс средство для захвата/аналит».The term "object partners" refers, without limitation, to proteins, peptides, DNA, RNA, nucleic acid, molecules (small or large), cells, tissues, viruses, nanoparticles of various forms that are at the "binding site" and will bind to the object. Subject matter includes, but is not limited to, binding agents, detection agents, secondary detection agents, or a “capture agent/analyte complex.”

Термин «смартфон» или «мобильный телефон», которые используются взаимозаменяемо, относится к типу телефонов, которые имеют камеру, аппаратуру для передачи данных и программное обеспечение, с помощью которых можно сделать изображение с применением камеры, преобразовать изображение, полученное с помощью камеры, и передать данные в удаленное место. В некоторых вариантах осуществления смартфон имеет фотовспышку.The term "smartphone" or "mobile phone", which are used interchangeably, refers to a type of telephone that has a camera, data communications hardware and software that can take an image using the camera, convert an image captured using the camera, and transfer data to a remote location. In some embodiments, the smartphone has a photoflash.

Термин «средний линейный размер» области определяется как длина, которая равна области, умноженная на 4, затем деленная на периметр области. Например, если область представляет собой прямоугольник, который имеет ширину w и длину L, то среднее из линейного размера прямоугольника представляет собой 4*W*L/(2*(L+W)) (где «*» означает умножить и «/» означает разделить). В соответствии с этим определением средний линейный размер представляет собой соответственно W для квадрата шириной W и d для круга диаметром d. Область включает без ограничения область участка связывания или участка хранения.The term "average linear size" of an area is defined as the length that is equal to the area multiplied by 4, then divided by the perimeter of the area. For example, if an area is a rectangle that has width w and length L, then the average of the linear size of the rectangle is 4*W*L/(2*(L+W)) (where "*" means multiply and "/" means to divide). According to this definition, the average linear dimension is respectively W for a square of width W and d for a circle with diameter d. The region includes, without limitation, the region of the binding portion or the storage portion.

Термин «период» массива периодической структуры относится к расстоянию от центра структуры до центра ближайшей соседней идентичной структуры.The term "period" of a periodic structure array refers to the distance from the center of the structure to the center of the nearest adjacent identical structure.

Термин «участок хранения» относится к участку области на пластине, при этом участок содержит реагенты, подлежащие добавлению в образец, и при этом реагенты способны растворяться в образце, который находится в контакте с реагентами, и диффундировать в образец.The term “storage portion” refers to a portion of an area on the wafer, wherein the portion contains reagents to be added to the sample, and wherein the reagents are capable of dissolving in the sample that is in contact with the reagents and diffusing into the sample.

Термин «подходящий» означает, что он подходит для выявления аналитов, количественного определения и/или контроля аналита или объекта в образце или на пластине или количественного определения или контроля реагента, подлежащего добавлению в образец или на пластину.The term "suitable" means that it is suitable for detecting analytes, quantifying and/or monitoring an analyte or object in a sample or on a plate, or quantifying or monitoring a reagent to be added to a sample or on a plate.

Термин «гидрофильный», «смачиваемый» или «влажный» по отношению к поверхности означает, что угол смачивания образца на поверхности составляет менее 90 градусов.The term "hydrophilic", "wettable" or "wet" with respect to a surface means that the contact angle of the sample on the surface is less than 90 degrees.

Термин «гидрофобный», «несмачиваемый» или «невлажный» по отношению к поверхности означает, что угол смачивания образца на поверхности равен или более 90 градусов.The term "hydrophobic", "non-wettable" or "non-wet" with respect to a surface means that the contact angle of the sample on the surface is equal to or greater than 90 degrees.

Термин «вариация» по отношению к количеству относится к разнице между фактическим значением и требуемым значением или средним значением количества. Термин «относительная вариация» по отношению к количеству относится к соотношению вариации и требуемого значения или среднего значения количества. Например, если требуемое значение количества составляет Q и фактическое значение составляет (Q+Δ), то Δ представляет собой вариацию, и Δ/(Q+Δ) представляет собой относительную вариацию. Термин «относительная вариация толщины образца» относится к соотношению вариации толщины образца и средней толщины образца.The term "variation" in relation to quantity refers to the difference between the actual value and the required value or the average value of the quantity. The term "relative variation" in relation to quantity refers to the ratio of the variation to the required value or average value of the quantity. For example, if the required quantity value is Q and the actual quantity is (Q+Δ), then Δ represents the variation, and Δ/(Q+Δ) represents the relative variation. The term "relative sample thickness variation" refers to the ratio of the sample thickness variation to the average sample thickness.

Термин «оптически прозрачный» относится к материалу, который способствует передаче оптического сигнала, при этом термин «оптический сигнал» относится, если не указано иное, к оптическому сигналу, который применяется для исследования свойства образца, пластины, разделителей, делений шкалы, любых используемых структур или любых их комбинаций.The term "optically transparent" refers to a material that facilitates the transmission of an optical signal, where the term "optical signal" refers, unless otherwise specified, to the optical signal that is used to examine the properties of the sample, plate, spacers, scale divisions, any structures used or any combinations thereof.

Термин «не принадлежащий образцу объем» относится, при закрытой конфигурации процесса CROF, к объему между пластинами, который занят не образцом, а другими объектами, которые не представляют собой образец. Объекты включают без ограничения разделители, воздушные пузыри, пылевидные частицы или любые их комбинации. Часто не принадлежащий образцу объем(не принадлежащие образцу объемы) смешивают внутри образца.The term “non-sample volume” refers, in a closed CROF process configuration, to the volume between the plates that is occupied not by the sample but by other objects that are not the sample. Objects include, but are not limited to, separators, air bubbles, dust particles, or any combination thereof. Often a non-sample volume(s) is mixed within the sample.

Термин «время инкубации до насыщения» относится к времени, необходимому для связывания двух типов молекул (например, средств для захвата и аналитов) для достижения равновесия. При анализе поверхностной иммобилизации «время инкубации до насыщения» относится к времени, необходимому для того, чтобы связывание между целевым аналитом (объектом) в образце и участком связывания на поверхности пластины достигло равновесия, а именно, время, после которого среднее количество целевых молекул (объектов), захваченных и иммобилизированных участком связывания, является статистически почти постоянным.The term “incubation time to saturation” refers to the time required for two types of molecules (e.g., capture agents and analytes) to bind to reach equilibrium. In surface immobilization assays, "incubation time to saturation" refers to the time required for the binding between the target analyte (object) in the sample and the binding site on the surface of the plate to reach equilibrium, namely, the time after which the average number of target molecules (objects) ) captured and immobilized by the binding site is statistically almost constant.

В некоторых случаях «аналит», «связывающий объект» и «объект» используются взаимозаменяемо.In some cases, "analyte", "linking entity" and "object" are used interchangeably.

Термины «процессор», «устройство связи», «мобильное устройство» относятся к компьютерным системам, которые содержат основные электронные элементы (в том числе одно или более из памяти, интерфейса ввода-вывода, центрального процессора, инструкций, сетевого интерфейса, источника питания и т.д.) для выполнения вычислительных задач. Компьютерная система может представлять собой компьютер общего назначения, которой содержит инструкции для выполнения специальной задачи, или может представлять собой специализированный компьютер.The terms "processor", "communication device", "mobile device" refer to computer systems that contain basic electronic elements (including one or more of memory, input/output interface, central processing unit, instructions, network interface, power supply and etc.) to perform computational tasks. A computer system may be a general purpose computer that contains instructions to perform a specific task, or may be a specialized computer.

«Участок» или «местоположение», используемые в данном документе при описании передачи сигнала или данных, относится к локальной области, в которой находится устройство или субъект. Участок может представлять собой комнату внутри здания, такого как больница, или более мелкую географически определяемую область в пределах более крупной географически определяемой области. Удаленный участок или удаленное местоположение по отношению к первому участку, который удален от второго участка, представляет собой первый участок, который физически отделен от второго участка расстоянием и/или физическим препятствием. Удаленный участок может представлять собой первый участок, который находится в отделенной комнате в здании относительного второго участка, первый участок, который находится в другом здании относительно второго участка, первый участок, который находится в другом городе относительно второго участка и т.д."Site" or "location" as used herein when describing signal or data transmission refers to the local area in which the device or entity is located. An area may be a room within a building, such as a hospital, or a smaller geographically defined area within a larger geographically defined area. A remote site or remote location with respect to a first site that is remote from a second site is a first site that is physically separated from the second site by distance and/or a physical obstruction. The remote site may be a first site that is in a separate room in a building relative to the second site, a first site that is in a different building from the second site, a first site that is in a different city from the second site, etc.

Используемый в данном документе термин «участок сбора образцов» относится к местоположению, в котором образец может быть получен от субъекта. Участок сбора образцов может представлять собой, например, местоположение розничной торговли (например, торговую сеть, аптеку, супермаркет или универмаг), офис поставщика, кабинет врача, больницу, дом субъекта, военный объект, участок нанимателя или другой участок или комбинацию участков. Используемый в данном документе термин «участок сбора образцов» может также относиться к владельцу или представителю бизнеса, сервиса или учреждения, расположенного в участке или имеющего филиал в составе участка.As used herein, the term “sample collection site” refers to the location at which a sample can be obtained from a subject. The sample collection site may be, for example, a retail location (eg, a retail store, pharmacy, supermarket, or department store), a supplier's office, a doctor's office, a hospital, a subject's home, a military installation, an employer's site, or another site or combination of sites. As used herein, the term “sampling site” may also refer to the owner or representative of a business, service, or institution located at or having a branch within the site.

Используемый в данном документе термин «первичные данные» включает сигналы и непосредственные показатели от сенсоров, камер и других компонентов и инструментов, которые выявляют или измеряют свойства или характеристики образца.As used herein, the term “raw data” includes signals and direct readings from sensors, cameras, and other components and instruments that detect or measure properties or characteristics of a sample.

«Управление процессами», используемое в данном документе, относится к любому числу способов и систем для планирования и/или мониторинга эффективности процесса, такого как процесс анализа образцов."Process management" as used herein refers to any number of methods and systems for planning and/or monitoring the performance of a process, such as a sample analysis process.

Специалисту в данной области будет понятно, что настоящее изобретение не ограничено в своем применении подробностями конструкции, упорядочением компонентов, выбором категорий, измерениями, предварительно заданными границами сигналов или стадиями, изложенными в описании или графических материалах в данном документе. Настоящее изобретение можно реализовывать в соответствии с другими вариантами осуществления и можно осуществлять на практике или выполнять многими различными путями.One skilled in the art will appreciate that the present invention is not limited in its application to the design details, component ordering, category selection, measurements, predefined signal boundaries, or steps set forth in the specification or drawings herein. The present invention may be implemented in accordance with other embodiments and may be practiced or carried out in many different ways.

Необходимо отметить, что используемые в данном документе и прилагаемой формуле изобретения формы существительного единственного числа включают формы множественного числа, если контекст четко не определяет иное, например, если используется слово «один». Например, ссылка на «аналит» включает один аналит и нескольких аналитов, ссылка на «средство для захвата» включает одно средство для захвата и несколько средств для захвата, ссылка на «средство для выявления» включает одно средство для выявления и несколько средств для выявления, а ссылка на «средство» включает одно средство и несколько средств.It should be noted that singular noun forms as used herein and in the accompanying claims include plural forms unless the context clearly indicates otherwise, such as when the word “one” is used. For example, a reference to "analyte" includes one analyte and multiple analytes, a reference to "capture means" includes one capture means and multiple capture means, a reference to "detection means" includes one detection means and multiple detection means, and a reference to “means” includes one means and multiple means.

Устройство и система для анализа образца, в частности крови, и способы их примененияApparatus and system for analyzing a sample, in particular blood, and methods of using them

В данном документе предусмотрено устройство для анализа аналита в образце, в частности крови. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит первую пластину и вторую пластину, где:Provided herein is a device for analyzing an analyte in a sample, particularly blood. In some embodiments, the device includes a first plate and a second plate, where:

пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации (например, посредством шарнира);the plates are movable relative to each other in different configurations (for example, by means of a hinge);

одна или обе пластины являются гибкими;one or both plates are flexible;

каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом;each of the plates has on its respective surface a sample contact region for effecting contact with the sample;

одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, где разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое находится в диапазоне от 7 мкм до 200 мкм (например, от 7 мкм до 50 мкм (микрон), от 50 мкм до 120 мкм или от 120 мкм до 200 мкм), и где по меньшей мере один из разделителей расположен внутри области контакта с образцом;one or both plates include spacers that are secured to a corresponding plate, where the spacers are characterized by a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, which ranges from 7 μm to 200 μm (for example, from 7 μm to 50 μm (micron ), from 50 µm to 120 µm or from 120 µm to 200 µm), and where at least one of the separators is located inside the sample contact area;

детектор, который выявляет аналит в образце;a detector that detects the analyte in the sample;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах; иwhere one of the configurations is an open configuration in which the two plates are separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates; And

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца сжата двумя пластинами в слой с толщиной высокой степени однородности, и она является практически неподвижной (т.е. характеризуется практическим отсутствием движения или направленного потока) по отношению к пластинам, где однородная толщина слоя (который может иметь площадь в горизонтальной проекции, составляющую по меньшей мере 0,1 мм2, по меньшей мере 0,5 мм2 или по меньшей мере 1 мм2) ограничена внутренними поверхностями двух пластин, и регулируется пластинами и разделителями, и характеризуется средней толщиной, равной 5 мкм или меньше (например, от 1,8 мкм до 2 мкм, от 2 мкм до 2,2 мкм, от 2,2 мкм до 2,6 мкм или от 2,6 мкм до 3,8 мкм) с незначительной вариацией (например, вариацией, составляющей менее 10%, менее 5% или менее 1%); и где при закрытой конфигурации детектор выявляет аналит по меньшей мере в части образца.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is compressed by two plates into a layer with a high degree of uniformity in thickness, and it is substantially stationary (i.e., characterized by virtually no movement or directional flow) with respect to the plates, where the uniform thickness of the layer (which may have a horizontal area of at least 0.1 mm 2 , at least 0.5 mm 2 or at least 1 mm 2 ) limited by the inner surfaces of the two plates, and adjusted by plates and spacers, and characterized by an average thickness equal to 5 µm or less (for example, 1.8 µm to 2 µm, 2 µm to 2.2 µm, 2.2 µm to 2.6 µm, or 2.6 µm to 3.8 µm) with slight variation (eg, a variation of less than 10%, less than 5% or less than 1%); and wherein, in a closed configuration, the detector detects the analyte in at least a portion of the sample.

Как описано ниже, устройство может быть использовано для анализа аналита, который содержит молекулу (например, белок, пептиды, ДНК, РНК, нуклеиновую кислоту или другую молекулу), клетки, ткани, вирусы и наночастицы различных форм; и, например, для подсчета клеток (например, эритроцитов и лейкоцитов) в образце крови, который помещен в устройство.As described below, the device can be used to analyze an analyte that contains a molecule (eg, protein, peptides, DNA, RNA, nucleic acid or other molecule), cells, tissues, viruses and nanoparticles of various shapes; and, for example, to count cells (eg, red blood cells and white blood cells) in a blood sample that is placed in the device.

В некоторых вариантах осуществления устройство может содержать сухой реагент, нанесенный на одну или обе пластины. В некоторых вариантах осуществления сухой реагент может связываться с аналитом в образце и иммобилизировать аналит на поверхности одной или обеих пластин. В данных вариантах осуществления реагент, например, может представлять собой антитело или другое специфическое связывающее средство. Этот сухой реагент может иметь предварительно заданную площадь. В других вариантах осуществления устройство может содержать высвобождаемый сухой реагент на одной или более пластинах, например, меченый реагент, такой как краситель для клеток или меченое средство для выявления, такое как антитело или ему подобные. В некоторых случаях на пластине, которая содержит высвобождаемый сухой реагент, может быть материал для регуляции времени высвобождения, где материал для регуляции времени высвобождения задерживает время, за которое высвобождаемый сухой реагент высвобождается в образец. В некоторых случаях материал для регуляции времени высвобождения задерживает время, за которое сухой реагент начинает высвобождаться в образец, на по меньшей мере 3 секунды, например, по меньшей мере 5 секунд или по меньшей мере 10 секунд. В некоторых вариантах осуществления узел может содержать несколько сухих участков связывания и/или несколько участков реагента, обеспечивая тем самым возможность проведения мультиплексных анализов. В некоторых случаях области, занятые сухими участками связывания, могут быть расположены напротив областей, занятых участками реагентов, когда пластины находятся в закрытом положении.In some embodiments, the device may include a dry reagent applied to one or both plates. In some embodiments, the dry reagent may bind to an analyte in the sample and immobilize the analyte on the surface of one or both plates. In these embodiments, the reagent, for example, may be an antibody or other specific binding agent. This dry reagent may have a predetermined area. In other embodiments, the device may comprise a releasable dry reagent on one or more plates, for example, a labeled reagent such as a cell dye or a labeled detection agent such as an antibody or the like. In some cases, the plate that contains the releasable dry reagent may have a release time control material, where the release time control material delays the time at which the releasable dry reagent is released into the sample. In some cases, the release time control material delays the time at which the dry reagent begins to be released into the sample by at least 3 seconds, such as at least 5 seconds or at least 10 seconds. In some embodiments, the assembly may contain multiple dry binding sites and/or multiple reagent sites, thereby enabling multiplex assays. In some cases, areas occupied by dry binding sites may be located opposite areas occupied by reagent sites when the plates are in the closed position.

В некоторых вариантах осуществления реагент содержит антикоагулянт и/или реагент(реагенты) для окрашивания.In some embodiments, the reagent comprises an anticoagulant and/or staining reagent(s).

В некоторых вариантах осуществления аналит может быть молекулой (например, белком, пептидами, ДНК, РНК, нуклеиновой кислотой или другой молекулой), клеткой, тканью, вирусом или наночастицами различных форм. В некоторых вариантах осуществления аналиты могут быть лейкоцитами, эритроцитами и тромбоцитами. В некоторых вариантах осуществления аналит является окрашенным.In some embodiments, the analyte may be a molecule (eg, protein, peptides, DNA, RNA, nucleic acid, or other molecule), cell, tissue, virus, or nanoparticles of various forms. In some embodiments, the analytes may be white blood cells, red blood cells, and platelets. In some embodiments, the analyte is colored.

В некоторых вариантах осуществления разделители, регулирующие слой однородной толщины (т.е. разделители, которые отделяют пластины друг от друга в слое) характеризуются «коэффициентом заполнения», составляющим по меньшей мере 1%, например, по меньшей мере 2% или по меньшей мере 5%, где коэффициент заполнения представляет собой соотношение площади разделителя, находящейся в контакте со слоем однородной толщины, и общей площади пластины, находящейся в контакте со слоем однородной толщины. В некоторых вариантах осуществления для разделителей, регулирующих слой однородной толщины, произведение модуля Юнга разделителей и коэффициента заполнения разделителей равняется 10 МПа или более, например, по меньшей мере 15 МПа или по меньшей мере 20 МПа, где коэффициент заполнения представляет собой соотношение площади разделителя, находящейся в контакте со слоем однородной толщины, и общей площади пластины, находящейся в контакте со слоем однородной толщины. В некоторых вариантах осуществления произведение толщины гибкой пластины и модуля Юнга гибкой пластины находится в диапазоне от 60 до 750 ГПа-мкм, например, от 100 до 300 ГПа-мкм, от 300 до 550 ГПа-мкм или от 550 до 750 ГПа-мкм. В некоторых вариантах осуществления для гибкой пластины четвертая степень расстояния между разделителями (ISD), деленная на толщину гибкой пластины (h) и модуль Юнга (Е) гибкой пластины ISD4/(hE), равна 106 мкм3/ГПа или меньше, например, менее 105 мкм3/ГПа, менее 104 мкм3/ГПа или менее 103 мкм3/ГПа.In some embodiments, the spacers that control a layer of uniform thickness (i.e., the spacers that separate the plates from each other in a layer) have a "fill factor" of at least 1%, such as at least 2%, or at least 5%, where the fill factor is the ratio of the area of the spacer in contact with a layer of uniform thickness and the total area of the plate in contact with a layer of uniform thickness. In some embodiments, for spacers that control a layer of uniform thickness, the product of the Young's modulus of the spacers and the spacer fill factor is 10 MPa or more, such as at least 15 MPa or at least 20 MPa, where the fill factor is the ratio of the area of the spacer located in contact with a layer of uniform thickness, and the total area of the plate in contact with a layer of uniform thickness. In some embodiments, the product of the flex plate thickness and the flex plate's Young's modulus is in the range of 60 to 750 GPa-μm, such as 100 to 300 GPa-μm, 300 to 550 GPa-μm, or 550 to 750 GPa-μm. In some embodiments, for a flex plate, the fourth power of the interspacer distance (ISD) divided by the thickness of the flex plate (h) and the Young's modulus (E) of the flex plate ISD 4 /(hE) is equal to 10 6 µm 3 /GPa or less, for example , less than 10 5 µm 3 /GPa, less than 10 4 µm 3 /GPa or less than 10 3 µm 3 /GPa.

В некоторых вариантах осуществления одна или обе пластины содержат метку местоположения или на поверхности, или внутри пластины, которая предоставляет информацию о местоположении на пластине, например, о местоположении, которое будет проанализировано, или местоположении, на котором образец должен быть размещен. В некоторых случаях одна или обе пластины могут содержать масштабную метку, или на поверхности, или внутри пластины, которая предоставляет информацию о размере структуры образца и/или пластины в горизонтальной проекции. В некоторых вариантах осуществления одна или обе пластины содержат метку для визуализации или на поверхности, или внутри пластины, что облегчает визуализацию образца. Например, метка для визуализации может содействовать фокусировке устройства для визуализации или направлять устройство для визуализации на местоположение устройства. В некоторых вариантах осуществления разделители могут функционировать в качества метки местоположения, масштабной метки, метки для визуализации или любой их комбинации.In some embodiments, one or both wafers include a location mark either on the surface or within the wafer that provides information about a location on the wafer, such as the location to be analyzed or the location at which the sample is to be placed. In some cases, one or both plates may contain a scale mark, either on the surface or within the plate, which provides information about the size of the sample structure and/or plate in horizontal projection. In some embodiments, one or both wafers include an imaging mark either on the surface or within the wafer to facilitate visualization of the sample. For example, the imaging cue may assist in focusing the imaging device or directing the imaging device to the location of the device. In some embodiments, the delimiters may function as a location mark, a scale mark, a rendering mark, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления средняя толщина слоя однородной толщины находится в диапазоне от 2 мкм до 2,2 мкм, а образец представляет собой кровь. В некоторых вариантах осуществления средняя толщина слоя однородной толщины находится в диапазоне от 2,2 мкм до 2,6 мкм, а образец представляет собой кровь. В некоторых вариантах осуществления средняя толщина слоя однородной толщины находится в диапазоне от 1,8 мкм до 2 мкм, а образец представляет собой кровь. В некоторых вариантах осуществления средняя толщина слоя однородной толщины находится в диапазоне от 2,6 мкм до 3,8 мкм, а образец представляет собой кровь. В некоторых вариантах осуществления средняя толщина слоя однородной толщины находится в диапазоне от 1,8 мкм до 3,8 мкм, а образец представляет собой цельную кровь без разведения другой жидкостью.In some embodiments, the average thickness of the uniform thickness layer is in the range of 2 μm to 2.2 μm, and the sample is blood. In some embodiments, the average thickness of the uniform thickness layer is in the range of 2.2 μm to 2.6 μm, and the sample is blood. In some embodiments, the average thickness of the uniform thickness layer is in the range of 1.8 μm to 2 μm, and the sample is blood. In some embodiments, the average thickness of the uniform thickness layer is in the range of 2.6 μm to 3.8 μm, and the sample is blood. In some embodiments, the average thickness of the uniform thickness layer is in the range of 1.8 μm to 3.8 μm, and the sample is whole blood without dilution with another fluid.

В некоторых случаях средняя толщина слоя однородной толщины приблизительно равняется минимальному размеру аналита в образце, например эритроцита или другой клетки.In some cases, the average thickness of a layer of uniform thickness is approximately equal to the minimum size of the analyte in the sample, such as a red blood cell or other cell.

В некоторых вариантах осуществления расстояние между разделителями может быть практически регулярным. В некоторых случаях разделители могут быть в регулярном шаблоне, а пространство между смежными разделителями может быть примерно одинаковым. Разделители могут быть столбиками с формой поперечного сечения, выбранной из круглой, многоугольной, круговой, квадратной, прямоугольной, овальной, эллиптической или любой их комбинации, а в некоторых вариантах осуществления разделители могут иметь практически ровную верхнюю поверхность, где для каждого разделителя соотношение размера разделителя в горизонтальной проекции и его высоты составляет по меньшей мере 1. В некоторых случаях минимальный размер разделителя в горизонтальной проекции меньше, чем минимальный размер аналита в образце, или практически равен ему. Минимальный размер разделителя в горизонтальной проекции находится в диапазоне от 0,5 мкм до 100 мкм, например в диапазоне от 2 мкм до 50 мкм или от 0,5 мкм до 10 мкм.In some embodiments, the spacing between the separators may be substantially regular. In some cases, the delimiters may be in a regular pattern, and the space between adjacent delimiters may be approximately equal. The dividers may be posts with a cross-sectional shape selected from round, polygonal, circular, square, rectangular, oval, elliptical, or any combination thereof, and in some embodiments, the dividers may have a substantially flat top surface, where for each divider a ratio of the size of the divider in horizontal projection and its height is at least 1. In some cases, the minimum size of the separator in the horizontal projection is less than or almost equal to the minimum size of the analyte in the sample. The minimum size of the spacer in horizontal projection is in the range from 0.5 μm to 100 μm, for example in the range from 2 μm to 50 μm or from 0.5 μm to 10 μm.

В некоторых вариантах осуществления образец может представлять собой цельную кровь, например, кровь из клинического образца. В некоторых случаях кровь может быть получена путем взятия крови у индивидуума, например, путем прокалывания кожи индивидуума и касания взятой крови (без помощи устройства для подачи крови) с одной из пластин. В некоторых вариантах осуществления образец представляет собой неразведенную цельную кровь.In some embodiments, the sample may be whole blood, such as blood from a clinical sample. In some cases, blood may be obtained by drawing blood from an individual, for example by piercing the individual's skin and touching the drawn blood (without the aid of a blood supply device) to one of the plates. In some embodiments, the sample is undiluted whole blood.

В некоторых вариантах осуществления разделители имеют форму столбика, а углы боковых стенок разделителей имеют закругленную форму с радиусом кривизны, составляющим по меньшей мере 1 мкм, например, по меньшей мере 1,2 мкм, по меньшей мере 1,5 мкм или по меньшей мере 2,0 мкм. Разделители могут иметь любую подходящую плотность, например, плотность, составляющую по меньшей мере 1000/мм2, например, плотность, составляющую по меньшей мере 1000/мм2, плотность, составляющую по меньшей мере 2000/мм2, плотность, составляющую по меньшей мере 5000/мм2, или плотность, составляющую по меньшей мере 10000/мм2.In some embodiments, the spacers are column-shaped and the corners of the side walls of the spacers are rounded with a radius of curvature of at least 1 μm, such as at least 1.2 μm, at least 1.5 μm, or at least 2 .0 µm. The spacers may have any suitable density, for example, a density of at least 1000/mm 2 , for example, a density of at least 1000/mm 2 , a density of at least 2000/mm 2 , a density of at least 5000/ mm2 , or a density of at least 10000/ mm2 .

В данном устройстве по меньшей мере одна из пластин может быть прозрачной, обеспечивая тем самым оптическое считывание анализа. Аналогично в данном устройстве по меньшей мере одна из пластин может быть изготовлена из гибкого полимера, обеспечивая тем самым эффективное распределение образца путем сдавливания пластин вместе. В некоторых вариантах осуществления в отношении давления, которое сжимает пластины, разделители являются несжимаемыми и/или независимо только одна из пластин является гибкой. Гибкая пластина может иметь толщину в диапазоне от 10 мкм до 200 мкм, например, от 10 мкм до 50 мкм, от 50 мкм до 150 мкм или от 150 мкм до 200 мкм. Как отмечено выше, в закрытом положении толщина слоя однородной толщины может иметь незначительную вариацию. В некоторых вариантах осуществления вариация может быть меньше 30%, меньше 20%, меньше 10%, меньше 5% или меньше 2%, означая, что толщина области не превышает +/- 30%, +/- 20%, +/- 10%, +/- 5% или +/- 2% средней толщины.In this device, at least one of the plates may be transparent, thereby providing optical reading of the analysis. Similarly, in this device, at least one of the plates may be made of a flexible polymer, thereby allowing efficient distribution of the sample by pressing the plates together. In some embodiments, with respect to the pressure that compresses the plates, the spacers are incompressible and/or independently only one of the plates is flexible. The flexible plate may have a thickness in the range of 10 μm to 200 μm, for example 10 μm to 50 μm, 50 μm to 150 μm, or 150 μm to 200 μm. As noted above, in the closed position the thickness of the layer of uniform thickness may vary slightly. In some embodiments, the variation may be less than 30%, less than 20%, less than 10%, less than 5%, or less than 2%, meaning that the thickness of the region does not exceed +/- 30%, +/- 20%, +/- 10 %, +/- 5% or +/- 2% average thickness.

В некоторых вариантах осуществления первая и вторая пластины соединены и выполнены с возможностью перехода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин. В некоторых вариантах осуществления первая и вторая пластины соединены шарниром и выполнены с возможностью перехода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин таким образом, что устройство изгибается вдоль шарнира. Шарнир может быть из отличающегося материала, то есть присоединен к пластинам, или в некоторых случаях пластины могут составлять единое целое с пластинами. В некоторых случаях первая и вторая пластины изготовлены из одного куска материала и выполнены с возможностью перехода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин, например вдоль шарнира.In some embodiments, the first and second plates are connected and configured to transition from an open configuration to a closed configuration by folding the plates. In some embodiments, the first and second plates are connected by a hinge and are configured to transition from an open configuration to a closed configuration by folding the plates such that the device flexes along the hinge. The hinge may be of a different material, that is, attached to the plates, or in some cases the plates may be integral with the plates. In some cases, the first and second plates are made from a single piece of material and are configured to transition from an open configuration to a closed configuration by folding the plates, such as along a hinge.

В некоторых вариантах осуществления устройство выполнено с возможностью очень быстрого проведения анализа образца. В некоторых случаях анализ может быть проведен за 60 секунд или меньше, за 30 секунд, за 20 секунд или меньше или за 10 секунд или меньше.In some embodiments, the device is configured to perform sample analysis very quickly. In some cases, the analysis can be completed in 60 seconds or less, in 30 seconds, in 20 seconds or less, or in 10 seconds or less.

В каких-либо определенных вариантах осуществления сухой участок связывания может содержать средство для захвата, такое как антитело или нуклеиновая кислота. В некоторых вариантах осуществления высвобождаемый сухой реагент может быть меченым реагентом, таким как флуоресцентно меченый реагент, например флуоресцентно меченое антитело, или красителем для клеток, таким как краситель Романовского, краситель Лейшмана, краситель Мая-Грюнвальда, краситель Гимза, краситель Дженнера, краситель Райта или любая их комбинация (например, краситель Райта-Гимза). Такой краситель может содержать эозин Y или эозин В с метиленовым синим. В определенных вариантах осуществления краситель может быть щелочным красителем, таким как гематоксилин.In certain embodiments, the dry binding site may comprise a capture agent, such as an antibody or nucleic acid. In some embodiments, the released dry reagent may be a labeled reagent, such as a fluorescently labeled reagent, such as a fluorescently labeled antibody, or a cell stain, such as Romanowsky stain, Leishman stain, May-Gruenwald stain, Giemsa stain, Jenner stain, Wright stain, or any combination of them (for example, Wright-Giemsa stain). Such a dye may contain eosin Y or eosin B with methylene blue. In certain embodiments, the dye may be an alkaline dye such as hematoxylin.

В некоторых вариантах осуществления детектор может быть оптическим детектором, который выявляет оптический сигнал. В некоторых вариантах осуществления детектор может быть электрическим детектором, который выявляет электрический сигналIn some embodiments, the detector may be an optical detector that detects an optical signal. In some embodiments, the detector may be an electrical detector that detects an electrical signal

В некоторых вариантах осуществления пространство закреплено на пластине за счет прямого тиснения пластины или литьевого формования пластины.In some embodiments, the space is secured to the plate by directly embossing the plate or injection molding the plate.

В некоторых вариантах осуществления пластина и разделители изготовлены из полистирола, РММА, PC, СОС, СОР или другой пластмассы.In some embodiments, the plate and spacers are made of polystyrene, PMMA, PC, COC, COP, or other plastic.

Также предусмотрена система для ускоренного анализа образца с применением мобильного телефона. В определенных вариантах осуществления данная система может содержать (а) устройство, описанное выше; (b) устройство мобильной связи (например, мобильный телефон, такой как iPhone или ему подобные), содержащее: i. одну или множество камер для выявления и/или визуализации образца; ii. интегральные схемы, процессоры обработки сигналов, аппаратные средства и программное обеспечение для получения и/или обработки выявляемого сигнала и/или изображения образца и для удаленной передачи данных и (с) источник света, или в устройстве мобильной связи, или внешний источник. В некоторых случаях, где детектор в устройстве может быть обеспечен устройством мобильной связи и выявляет аналит в образце при закрытой конфигурации.A system is also provided for accelerated sample analysis using a mobile phone. In certain embodiments, the system may comprise (a) the apparatus described above; (b) a mobile communications device (for example, a mobile phone such as an iPhone or the like) containing: i. one or more cameras for detecting and/or visualizing a sample; ii. integrated circuits, signal processors, hardware and software for receiving and/or processing the detected signal and/or image of the sample and for remote data transmission and (c) a light source, either in a mobile communication device, or an external source. In some cases, where the detector in the device may be provided by a mobile communication device and detects the analyte in the sample in a closed configuration.

В данной системе одна из пластин может иметь участок связывания, который связывает аналит, где по меньшей мере часть слоя однородной толщины образца расположена на участке связывания, и при этом она является практически меньшей, чем средний линейный размер в горизонтальной проекции участка связывания.In this system, one of the plates may have a binding site that binds the analyte, wherein at least a portion of a layer of uniform thickness of the sample is located on the binding site and is substantially smaller than the average linear dimension in the horizontal projection of the binding site.

В некоторых вариантах осуществления система может дополнительно содержать корпус (d), выполненный с возможностью удерживания образца и подлежащий закреплению на устройстве мобильной связи. Корпус может содержать оптические средства, способствующие визуализации и/или обработке сигнала от образца с помощью устройства мобильной связи, и монтажную систему, выполненную с возможностью удерживания оптических средств на устройстве мобильной связи. В некоторых случаях элемент оптических средств устройства (например, линза, фильтр, зеркало, призма или светоделительное устройство) в корпусе может быть перемещаемым относительно корпуса таким образом, что образец может быть визуализирован по меньшей мере в двух каналах.In some embodiments, the system may further comprise a housing (d) configured to hold the sample and be secured to the mobile communication device. The housing may include optical means to facilitate visualization and/or processing of a signal from the sample by a mobile communication device, and a mounting system configured to support the optical means on the mobile communication device. In some cases, a device optical element (eg, a lens, filter, mirror, prism, or beam splitter) in the housing may be movable relative to the housing such that the sample can be imaged in at least two channels.

В некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может быть выполнено с возможность передачи результатов теста медицинскому специалисту (например, доктору медицины), в медицинское учреждение (например, больницу или клиническую лабораторию) или страховую компанию. Кроме того, устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью передачи информации относительно субъекта (например, возраст субъекта, пол, вес, адрес, имя и фамилия, результаты предшествующих тестов, анамнез и т.д.) медицинскому специалисту, в медицинское учреждение или страховую компанию. В определенных вариантах осуществления устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью получать назначение, диагноз или рекомендацию от медицинского специалиста. Например, в некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может отправлять результаты анализов в отдаленное местоположение, где медицинский специалист устанавливает диагноз. Диагноз может быть передан субъекту через устройство мобильной связи. В некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью передачи информации относительно теста и субъекта в облачную сеть, и в облачной сети происходит обработка информации для уточнения результатов теста. В некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью передачи информации относительно теста и субъекта в облачную сеть, и в облачной сети происходит обработка информации для уточнения результатов теста, и при этом уточненные результаты теста будут отправлены субъекту обратно.In some embodiments, the mobile communication device may be configured to transmit test results to a medical professional (eg, an MD), a healthcare facility (eg, a hospital or clinical laboratory), or an insurance company. In addition, the mobile communication device may be configured to transmit information regarding the subject (for example, the subject's age, gender, weight, address, first and last name, previous test results, medical history, etc.) to a medical professional, medical facility, or insurance company. company. In certain embodiments, the mobile communication device may be configured to receive a prescription, diagnosis, or recommendation from a medical professional. For example, in some embodiments, the mobile communication device may send test results to a remote location where a medical professional makes a diagnosis. The diagnosis can be transmitted to the subject via a mobile communication device. In some embodiments, the mobile communication device may be configured to transmit information regarding the test and the subject to a cloud network, and the information is processed in the cloud network to refine the test results. In some embodiments, the mobile communication device may be configured to transmit information regarding the test and the subject to a cloud network, and the information is processed in the cloud network to refine the test results, and the refined test results will be sent back to the subject.

В некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может содержать аппаратные средства и программное обеспечение, которые позволяют (а) захватывать изображение образца; (b) проводить анализ тестируемого местоположения и контрольного местоположения на изображении и (с) сравнивать значение, полученное в результате анализа тестируемого местоположения, с пороговым значением, которое характеризует ускоренный диагностический тест.В некоторых случаях устройство мобильной связи осуществляет обмен данными с удаленным местоположением посредством технологии беспроводного доступа или сети мобильной сотовой связи. В любом варианте осуществления устройство мобильной связи может быть мобильным телефоном.In some embodiments, the mobile communication device may include hardware and software that allows (a) to capture an image of a sample; (b) analyze the test location and the reference location in the image; and (c) compare the value obtained from the analysis of the test location with a threshold value that characterizes the accelerated diagnostic test. In some cases, the mobile communication device communicates with a remote location through technology wireless access or mobile cellular network. In any embodiment, the mobile communication device may be a mobile phone.

Данную систему можно использовать в способе, который предусматривает (а) размещение образца на устройстве данной системы; (b) проведение анализа аналита в образце, размещенном на устройстве, с получением результата; и (с) передачу результата от устройства мобильной связи в местоположение, удаленное от устройства мобильной связи. Способ может предусматривать анализ результатов в удаленном местоположении с получением проанализированного результата и передачу проанализированного результата из удаленного местоположения в устройство мобильной связи. Как отмечено выше, анализ может быть проведен медицинским специалистом в удаленном местоположении. И в некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может получать назначение, диагноз или рекомендацию от медицинского специалиста, находящегося в удаленном местоположении.This system can be used in a method that involves (a) placing a sample on a device of the system; (b) performing an analysis of the analyte in the sample placed on the device and obtaining a result; and (c) transmitting the result from the mobile communication device to a location remote from the mobile communication device. The method may include analyzing the results at a remote location to obtain an analyzed result and transmitting the analyzed result from the remote location to a mobile communication device. As noted above, the test may be performed by a medical professional at a remote location. And in some embodiments, the mobile communication device may receive a prescription, diagnosis, or recommendation from a medical professional located in a remote location.

В данном способе аналит может, например, быть молекулой (например, белком, пептидами, ДНК, РНК, нуклеиновой кислотой или другой молекулой), клеткой, тканью, вирусом или наночастицами различных форм. В некоторых вариантах осуществления аналиты могут быть лейкоцитами, эритроцитами и/или тромбоцитами.In this method, the analyte may, for example, be a molecule (eg, protein, peptides, DNA, RNA, nucleic acid or other molecule), cell, tissue, virus or nanoparticles of various shapes. In some embodiments, the analytes may be white blood cells, red blood cells, and/or platelets.

В данном способе образец может представлять собой неразведенную цельную кровь, которая может быть перенесена непосредственно на устройство из участка взятия крови. В некоторых вариантах осуществления образец крови представляет собой клинический образец.In this method, the sample may be undiluted whole blood, which can be transferred directly to the device from the blood collection site. In some embodiments, the blood sample is a clinical sample.

В некоторых вариантах осуществления стадия проведения анализа может предусматривать выявление аналита в образце, например, биомаркера, такого как белок, нуклеиновая кислота, клетка или метаболит, то есть находящегося в крови. Данный анализ может, например, представлять собой анализ связывания или биохимический анализ.In some embodiments, the analysis step may include detecting an analyte in the sample, for example, a biomarker such as a protein, nucleic acid, cell or metabolite, that is, found in the blood. The assay may, for example, be a binding assay or a biochemical assay.

В некоторых вариантах осуществления способ предусматривает подсчет количества эритроцитов и/или подсчет количества лейкоцитов. В некоторых случаях способ может предусматривать окрашивание клеток в образце и подсчет количества одного или более из нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов в образце.In some embodiments, the method includes counting the number of red blood cells and/or counting the number of white blood cells. In some cases, the method may include staining cells in the sample and counting the number of one or more of neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils and basophils in the sample.

В некоторых вариантах осуществления данный способ можно применять для проведения дифференциации лейкоцитов (по меньшей мере нейтрофилов, эозинофилов и лимфоцитов) для получения вероятного диагноза инфекции, воспаления, аллергий, астмы, иммунологических нарушений (например, аутоиммунных нарушений или иммунодефицита), лейкоза (например, хронического миелоидного лейкоза, хронического лимфоцитарного лейкоза), миелодиспластического синдрома или миелопролиферативных новообразований (например, миелофиброза).In some embodiments, the method can be used to differentiate leukocytes (at least neutrophils, eosinophils and lymphocytes) to obtain a probable diagnosis of infection, inflammation, allergies, asthma, immunological disorders (for example, autoimmune disorders or immunodeficiencies), leukemia (for example, chronic myeloid leukemia, chronic lymphocytic leukemia), myelodysplastic syndrome or myeloproliferative neoplasms (eg myelofibrosis).

Также предусмотрен способ анализа образца. В некоторых вариантах осуществления данный способ может предусматривать получение описанного выше устройства, размещение образца на одной или обеих пластинах устройства; помещение пластин в закрытую конфигурацию, и приложение внешней силы на протяжении по меньшей мере части пластин; и анализ аналита в образце в слое однородной толщины, пока пластины находятся в закрытой конфигурации.A method for analyzing the sample is also provided. In some embodiments, the method may include preparing the device described above, placing a sample on one or both plates of the device; placing the plates in a closed configuration, and applying an external force over at least a portion of the plates; and analyzing the analyte in the sample in a layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления данный способ может предусматривать:In some embodiments, the method may include:

(a) получение образца;(a) obtaining a sample;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где каждая пластина имеет поверхность для контакта с образцом, которая является практически плоской, одна или обе пластины являются гибкими, и одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей поверхности для контакта с образцом, и где разделители характеризуются:(b) providing first and second plates that are movable relative to each other into different configurations, wherein each plate has a sample contact surface that is substantially flat, one or both plates are flexible, and one or both plates includes spacers that fixed to a suitable surface for contact with the sample, and where the separators are characterized by:

i. предварительно заданной практически однородной высотой,i. preset almost uniform height,

ii. формой столбика с практически однородным поперечным сечением и ровной верхней поверхностью;ii. column shape with an almost uniform cross-section and a flat top surface;

Ш. соотношением ширины и высоты, равным одному или больше;W. ratio of width to height equal to one or more;

iv. предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое находится в диапазоне от 10 мкм до 200 мкм;iv. a predetermined constant distance between the separators, which ranges from 10 µm to 200 µm;

v. коэффициентом заполнения, равным 1% или больше; иv. a fill factor of 1% or more; And

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) применение двух пластин для сжатия по меньшей мере части образца в слой практически однородной толщины, которая ограничена поверхностями пластин для контакта с образцом, где однородная толщина слоя регулируется разделителями и пластинами и характеризуется средним значением в диапазоне от 1,8 мкм до 3 мкм с вариацией менее 10%, где сжатие предусматривает:(d) after (c) using two plates to compress at least a portion of the sample into a layer of substantially uniform thickness, which is limited by the surfaces of the plates for contact with the sample, where the uniform layer thickness is controlled by spacers and plates and has an average value in the range of 1.8 µm to 3 µm with a variation of less than 10%, where compression provides:

сведение двух пластин вместе иbringing the two plates together and

сдавливание с согласованием формы, или одновременно, или последовательно в области по меньшей мере одной из пластин со сдавливанием пластин вместе до закрытой конфигурации, где сдавливание с согласованием формы создает практически однородное давление на пластинах на протяжении по меньшей мере части образца, и сдавливание распространяется по меньшей мере в части образца горизонтально между поверхностями пластин для контакта с образцом, и где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой пространство между пластинами в слое участка однородной толщины регулируется разделителями; иform-matching compression, either simultaneously or sequentially, in the region of at least one of the plates, squeezing the plates together into a closed configuration, wherein the shape-matching compression creates substantially uniform pressure on the plates over at least a portion of the sample and the compression extends over less at least in part of the sample horizontally between the surfaces of the plates for contact with the sample, and where the closed configuration is a configuration in which the space between the plates in a layer of a region of uniform thickness is controlled by spacers; And

(е) анализ крови в слое однородной толщины, пока пластины находятся в закрытой конфигурации;(f) blood testing in a layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration;

где коэффициент заполнения представляет собой соотношение площади контакта с разделителем и общей площади пластины, где сдавливание с согласованием формы представляет собой способ, который делает давление, прилагаемое на протяжении области, практически постоянным независимо от вариации формы наружных поверхностей пластин; иwhere the fill factor is the ratio of the contact area with the separator and the total area of the plate, where shape-matching compression is a method that makes the pressure applied throughout the area practically constant regardless of variation in the shape of the outer surfaces of the plates; And

где при одновременном сдавливании давление одновременно прилагается в отношении заданной области, а при последовательном сдавливании давление прилагается в отношении части заданной области и постепенно перемещается на другую область.where in simultaneous squeezing, pressure is simultaneously applied to a given area, and in sequential squeezing, pressure is applied to part of a given area and gradually moves to another area.

В некоторых вариантах осуществления этот способ может предусматривать снятие внешней силы после приведения пластин в закрытую конфигурацию; проведение визуализации клеток крови в слое однородной толщины, пока пластины находятся в закрытой конфигурации; и подсчет количества аналитов, например, клеток, в области на изображении. Как отмечено выше, в данных вариантах осуществления расстояние между разделителями может варьировать в диапазоне от 20 мкм до 200 мкм или от 5 мкм до 20 мкм. В данных вариантах осуществления результат произведения коэффициента заполнения и модуля Юнга разделителя составляет 2 МПа или больше. В некоторых вариантах осуществления вариация поверхности составляет менее 30 нм.In some embodiments, this method may involve removing the external force after the plates have been brought into a closed configuration; imaging blood cells in a layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration; and counting the number of analytes, such as cells, in an area in the image. As noted above, in these embodiments, the distance between the spacers may vary in the range from 20 μm to 200 μm or from 5 μm to 20 μm. In these embodiments, the result of the product of the fill factor and the Young's modulus of the separator is 2 MPa or more. In some embodiments, the surface variation is less than 30 nm.

В некоторых вариантах осуществления образец может представлять собой неразведенную цельную кровь, в которую не добавляли антикоагулянт. В данных вариантах осуществления стадию размещения (b) можно осуществлять путем i. прокалывания кожи человека с выделением капли крови на кожу и ii. приведения капли крови в контакт с одной или обеими пластинами без применения инструмента для переноса крови.In some embodiments, the sample may be undiluted whole blood to which no anticoagulant has been added. In these embodiments, the placement step (b) can be performed by i. piercing human skin to release a drop of blood onto the skin and ii. bringing a drop of blood into contact with one or both plates without the use of a blood transfer instrument.

Стадию анализа можно осуществлять, например, путем подсчета количества эритроцитов и/или подсчета количества лейкоцитов. В некоторых вариантах осуществления способ может предусматривать окрашивание клеток в образце и подсчет количества нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов или любую их комбинацию.The analysis step can be carried out, for example, by counting the number of red blood cells and/or counting the number of white blood cells. In some embodiments, the method may include staining cells in the sample and counting the number of neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils and basophils, or any combination thereof.

В каком-либо из данных вариантов осуществления визуализация и подсчет могут быть проведены путем: i. освещения клеток в слое однородной толщины; ii. получения одного или более изображений клеток крови с применением ПЗС- или КМОП-сенсора; iii. идентификации клеток на изображении с применением компьютера и iv. подсчета количества клеток в области на изображении.In any of these embodiments, visualization and counting may be accomplished by: i. illumination of cells in a layer of uniform thickness; ii. obtaining one or more images of blood cells using a CCD or CMOS sensor; iii. identification of cells in the image using a computer and iv. counting the number of cells in an area in the image.

В некоторых вариантах осуществления внешняя сила может обеспечиваться с помощью руки человека, например, путем придавливания с помощью пальца, как, например, большого пальца, или сжатия между большим пальцем и другим пальцем, таким как указательный палец, одной и той же руки.In some embodiments, the external force may be provided by a person's hand, such as by applying pressure with a finger, such as a thumb, or pinching between a thumb and another finger, such as an index finger, of the same hand.

В некоторых вариантах осуществления способ может предусматривать измерение натрия, калия, хлорида, бикарбоната, мочевины крови, азота, магния, креатинина, глюкозы, кальция, уровней HDL-холестерина и LDL-холестерина и/или уровней триглицеридов в слое однородной толщины. Подробности относительно того, как проводить такие анализы, могут быть адаптированы из известных способов.In some embodiments, the method may include measuring sodium, potassium, chloride, bicarbonate, blood urea, nitrogen, magnesium, creatinine, glucose, calcium, HDL-cholesterol and LDL-cholesterol levels and/or triglyceride levels in a layer of uniform thickness. Details regarding how to perform such assays may be adapted from known methods.

В некоторых вариантах осуществления одна или более из пластин могут содержать сухой реагент, нанесенный на одну или обе пластины (например, средство для связывания, средство для окрашивания, средство для выявления или реагент для анализа).In some embodiments, one or more of the plates may contain a dry reagent applied to one or both of the plates (eg, a binding agent, a coloring agent, a detection agent, or an assay reagent).

В некоторых вариантах осуществления слой образца однородной толщины может характеризоваться однородностью толщины, составляющей не более +/-5%, например, не более+1-2% или не более +/-1%.In some embodiments, the sample layer of uniform thickness may have a thickness uniformity of no more than +/-5%, such as no more than +1-2% or no more than +/-1%.

В некоторых вариантах осуществления разделители представляют собой столбики с формой поперечного сечения, выбранной из круглой, многоугольной, круговой, квадратной, прямоугольной, овальной, эллиптической или любой их комбинации. В некоторых вариантах осуществления пространство между разделителями представляет собой примерно среднюю толщину эритроцитов.In some embodiments, the dividers are columns with a cross-sectional shape selected from round, polygonal, circular, square, rectangular, oval, elliptical, or any combination thereof. In some embodiments, the space between the spacers represents approximately the average thickness of the red blood cells.

Образец можно анализировать с помощью ряда различных способов. Например, в некоторых вариантах осуществления стадия анализа предусматривает визуализацию клеток, например, эритроцитов, лейкоцитов или тромбоцитов, в крови. Данный анализ может включать визуализацию раковых клеток, вирусов или бактерий в крови. В некоторых вариантах осуществления способ может предусматривать анализ крови, предусматривающий выявление белков или нуклеиновых кислот.A sample can be analyzed using a number of different methods. For example, in some embodiments, the analysis step involves visualizing cells, such as red blood cells, white blood cells, or platelets, in the blood. This test may include visualization of cancer cells, viruses or bacteria in the blood. In some embodiments, the method may include a blood test that detects proteins or nucleic acids.

В некоторых вариантах осуществления анализ крови может предусматривать измерение форменных элементов крови, который может предусматривать определение толщины образца с применением разделителя, определение площади в горизонтальной проекции с помощью визуализации и проведение расчета площади эритроцитов с применением 2D-визуализации. Способ может предусматривать измерение концентрации эритроцитов в крови, концентрации лейкоцитов в крови и/или концентрации тромбоцитов в крови.In some embodiments, the blood test may involve measuring blood cells, which may involve determining the thickness of the sample using a separator, determining horizontal area using imaging, and performing a calculation of red blood cell area using 2D imaging. The method may include measuring the concentration of red blood cells, the concentration of white blood cells and/or the concentration of platelets in the blood.

В каком-либо из описанных выше вариантов осуществления образец может представлять собой цельную кровь.In any of the embodiments described above, the sample may be whole blood.

ИммуногистохимияImmunohistochemistry

В способах иммуногистохимического окрашивания (IHC) образец ткани фиксируют (например, в параформальдегиде), необязательно заливают воском, нарезают с получением тонких срезов, толщина которых составляет менее 100 мкм (например, от 2 мкм до 6 мкм в толщину), а затем готовят микроскопический препарат на подложке, такой как предметное стекло. Как только был приготовлен микроскопический препарат, срезы тканей могут быть дегидратированы с применением промывок спиртами в возрастающих концентрациях и осветлены с применением детергента, такого как ксилол.In immunohistochemical staining (IHC) methods, the tissue sample is fixed (eg, in paraformaldehyde), optionally embedded in wax, cut into thin sections that are less than 100 μm thick (eg, 2 μm to 6 μm thick), and then prepared for microscopy preparation on a support such as a glass slide. Once a microscopic slide has been prepared, tissue sections can be dehydrated using increasing concentrations of alcohol washes and cleared using a detergent such as xylene.

В большинстве IHC-способов можно использовать первичное и вторичное антитела. В таких способах первичное антитело связывается с антигеном (например, биомаркером), представляющим интерес, и при этом оно является немеченным. Вторичное антитело связывается с первичным антителом и является непосредственно конъюгированным или с репортерной молекулой, или с линкерной молекулой (например, биотином), которые могут вовлекать репортерную молекулу, которая находится в растворе. Альтернативно собственно первичное антитело может непосредственно конъюгироваться или с репортерной молекулой, или с линкерной молекулой (например, биотином), которые могут вовлекать репортерную молекулу, которая находится в растворе. Репортерные молекулы включают флуорофоры (например, FITC, TRITC, АМСА, флуоресцеин и родамин) и ферменты, такие как щелочная фосфатаза (АР) и пероксидаза хрена (HRP), для которых существует ряд флуорогенных, хромогенных и хемилюминесцентных субстратов, таких как DAB или BCIP/NBT.Most IHC methods can use primary and secondary antibodies. In such methods, the primary antibody binds to an antigen (eg, biomarker) of interest, and it is unlabeled. The secondary antibody binds to the primary antibody and is directly conjugated to either a reporter molecule or a linker molecule (eg, biotin), which may involve a reporter molecule that is in solution. Alternatively, the primary antibody itself may be directly conjugated to either a reporter molecule or a linker molecule (eg, biotin), which may involve a reporter molecule that is in solution. Reporter molecules include fluorophores (e.g. FITC, TRITC, AMCA, fluorescein and rhodamine) and enzymes such as alkaline phosphatase (AP) and horseradish peroxidase (HRP), for which a number of fluorogenic, chromogenic and chemiluminescent substrates such as DAB or BCIP are available /NBT.

В прямых способах срез ткани инкубируют с меченным первичным антителом (например, FITC-конъюгированным антителом) в буфере для связывания. Первичное антитело связывается непосредственно с антигеном в срезе ткани и, после того как срез ткани промывали для удаления любого несвязанного первичного антитела, срез анализируют с помощью микроскопии.In direct methods, the tissue section is incubated with a labeled primary antibody (eg, FITC-conjugated antibody) in binding buffer. The primary antibody binds directly to the antigen in the tissue section and, after the tissue section has been washed to remove any unbound primary antibody, the section is analyzed using microscopy.

В непрямых способах срез ткани инкубируют с немеченым первичным антителом, которое связывается с целевым антигеном в ткани. После промывания среза ткани с удалением несвязанного первичного антитела срез ткани инкубируют с меченым вторичным антителом, которое связывается с первичным антителом.In indirect methods, a tissue section is incubated with an unlabeled primary antibody that binds to the target antigen in the tissue. After washing the tissue section to remove unbound primary antibody, the tissue section is incubated with a labeled secondary antibody that binds to the primary antibody.

После иммуногистохимического окрашивания антигена образец ткани можно подвергать окрашиванию другим красителем, например, гематоксилином, красителем Хехст и DAPI, которые обеспечивают контраст и/или идентификацию других признаков.After immunohistochemical antigen staining, the tissue sample can be stained with another stain, such as hematoxylin, Hoechst stain and DAPI, which provide contrast and/or identification of other features.

Устройство по настоящему изобретению можно использовать для иммуногистохимического (IHC) окрашивания образца ткани. В данных вариантах осуществления устройство может содержатьThe device of the present invention can be used for immunohistochemical (IHC) staining of a tissue sample. In these embodiments, the device may comprise

первую пластину и вторую пластину, где:the first plate and the second plate, where:

пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; одна или обе пластины являются гибкими;the plates are movable relative to each other in different configurations; one or both plates are flexible;

каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом ткани или жидкостью для IHC-окрашивания;each of the plates has on its respective surface a sample contact region for contacting the tissue sample or IHC staining liquid;

область контакта с образцом в первой пластине является ровной и плоской;the sample contact area in the first plate is smooth and flat;

область контакта с образцом во второй пластине содержит разделители, которые закреплены на поверхности и характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой, и предварительно заданное постоянное расстояние между разделителями находится в диапазоне от 7 мкм до 200 мкм;the sample contact area in the second plate contains separators that are fixed to the surface and characterized by a predetermined practically uniform height, and a predetermined constant distance between the separators is in the range from 7 μm to 200 μm;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или полностью, или частично отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, иwhere one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either completely or partially separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца и жидкости для IHC-окрашивания в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца расположена между двумя пластинами, и слой по меньшей мере части жидкости для окрашивания расположен между по меньшей мере частью образца и второй пластиной, где толщина по меньшей мере части слоя жидкости для окрашивания регулируется пластинами, образцом и разделителями, и характеризуется средним расстоянием между поверхностью для образца и поверхностью для второго образца, которое равняется 250 мкм или меньше с незначительной вариацией.where the other of the configurations is a closed configuration, which is brought about after placing the sample and IHC staining fluid in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is disposed between two plates, and a layer of at least a portion of the coloring fluid is disposed between at least a portion of the sample and the second plate, wherein the thickness of at least a portion of the layer of coloring fluid is controlled by the plates, the sample, and the spacers , and is characterized by an average distance between the surface of the sample and the surface of the second sample, which is 250 μm or less with a slight variation.

В некоторых вариантах осуществления устройство может содержать сухое средство для IHC-окрашивания, нанесенное на область контакта с образцом одной или обеих пластин.In some embodiments, the device may comprise a dry IHC staining agent applied to the sample contact area of one or both plates.

В некоторых вариантах осуществления устройство может содержать сухое средство для IHC-окрашивания, нанесенное на область контакта с образцом второй пластины, и жидкость для IHC-окрашивания предусматривает жидкость, которая растворяет сухое средство для IHC-окрашивания. Устройство по п. 1, где толщина образца составляет от 2 мкм до 6 мкм.In some embodiments, the device may comprise a dry IHC stain agent applied to the sample contact area of the second plate, and the IHC stain fluid provides a liquid that dissolves the dry IHC stain agent. The device according to claim 1, where the thickness of the sample is from 2 μm to 6 μm.

Также предусмотрена система для ускоренного проведения окрашивания и анализа образца ткани с применением мобильного телефона, которая содержит:There is also a system for accelerated staining and analysis of a tissue sample using a mobile phone, which contains:

(а) образец, жидкость для окрашивания и описанное выше устройство, (b) устройство мобильной связи, содержащее:(a) a sample, a dyeing liquid and the device described above, (b) a mobile communication device containing:

i. одну или множество камер для выявления и/или визуализации образца;i. one or more cameras for detecting and/or visualizing a sample;

ii. интегральные схемы, процессоры обработки сигналов, аппаратные средства и программное обеспечение для получения и/или обработки выявляемого сигнала и/или изображения образца и для удаленного взаимодействия; иii. integrated circuits, signal processors, hardware and software for receiving and/or processing the detected signal and/or image of the sample and for remote interaction; And

(с) источник света или в устройстве мобильной связи, или внешний источник. Также предусмотрен способ ускоренного окрашивания и анализа образца ткани с применением мобильного телефона, который предусматривает:(c) a light source either in a mobile communication device or an external source. There is also a method for accelerated staining and analysis of a tissue sample using a mobile phone, which includes:

(a) размещение образца ткани и жидкости для окрашивания на устройстве описанной выше системы и помещение двух пластин в закрытую конфигурацию;(a) placing the tissue sample and dyeing fluid on the apparatus of the system described above and placing the two plates in a closed configuration;

(b) получение мобильного телефона, который имеет аппаратные средства и программное обеспечение для визуализации, обработки данных и передачи данных;(b) obtaining a mobile phone that has hardware and software for visualization, data processing and data transmission;

(c) проведение анализа образца ткани, размещенного на устройстве для CROF, с помощью мобильного телефона с получением результата и(c) analyzing a tissue sample placed on the CROF device using a mobile phone and obtaining the result; and

(с) передачу результата от устройства мобильной связи в местоположение, удаленное от мобильного телефона.(c) transmitting the result from the mobile communication device to a location remote from the mobile phone.

Также предусмотрен способ окрашивания образца ткани, предусматривающий:There is also a method for dyeing a fabric sample, comprising:

(a) получение образца ткани;(a) obtaining a tissue sample;

(b) получение жидкости для окрашивания;(b) obtaining a liquid for dyeing;

(b) получение первой пластины и второй пластины, где:(b) obtaining a first plate and a second plate, where:

пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;the plates are movable relative to each other in different configurations;

одна или обе пластины являются гибкими;one or both plates are flexible;

каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом ткани или жидкостью для IHC-окрашивания;each of the plates has on its respective surface a sample contact region for contacting the tissue sample or IHC staining liquid;

область контакта с образцом в первой пластине является ровной и плоской; область контакта с образцом во второй пластине содержит разделители, которые закреплены на поверхности и характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой, и предварительно заданное постоянное расстояние между разделителями находится в диапазоне от 7 мкм до 200 мкм;the sample contact area in the first plate is smooth and flat; the sample contact area in the second plate contains separators that are fixed to the surface and characterized by a predetermined practically uniform height, and a predetermined constant distance between the separators is in the range from 7 μm to 200 μm;

(c) размещение образца ткани и жидкости для окрашивания на пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the fabric sample and dyeing fluid on the plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) применение двух пластин для сжатия по меньшей мере части образца ткани и по меньшей мере части жидкости для окрашивания в закрытую конфигурацию;(d) after (c) using two plates to compress at least a portion of the fabric sample and at least a portion of the dyeing fluid into a closed configuration;

где в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца расположена между двумя пластинами, и слой по меньшей мере части жидкости для окрашивания расположен между по меньшей мере частью образца и второй пластиной, где толщина по меньшей мере части слоя жидкости для окрашивания регулируется пластинами, образцом и разделителями и характеризуется средним расстоянием между поверхностью для образца и поверхностью для второго образца, которое равняется или меньше 250 мкм с незначительной вариацией.wherein in a closed configuration, at least a portion of the sample is located between two plates, and a layer of at least a portion of the coloring fluid is located between at least a portion of the sample and the second plate, wherein the thickness of at least a portion of the layer of coloring fluid is controlled by the plates, the sample, and the spacers and is characterized by an average distance between the surface of the sample and the surface of the second sample, which is equal to or less than 250 μm with a slight variation.

Все выгоды и преимущества (например, ускоренная реакция, более быстрый результат и т.д.) других вариантов осуществления могут быть применимы по отношению к данным устройству, системе и способу.All benefits and advantages (eg, faster response, faster results, etc.) of other embodiments may be applicable to the present device, system and method.

Кроме того, все параметры, описанные выше в контексте других вариантов осуществления (например, размер, пространство и форма разделителей, гибкость разделителей и пластин, и варианты использования устройства и системы и т.д.), могут быть внедрены в варианты осуществления ШС, описанные в данном разделе.In addition, all of the parameters described above in the context of other embodiments (e.g., size, space and shape of spacers, flexibility of spacers and plates, and device and system use cases, etc.) can be implemented in the AL embodiments described in this section.

Например, в некоторых вариантах осуществления разделители, регулирующие слой однородной толщины (т.е. разделители, которые разделяют пластины одну от другой в слое) характеризуются «коэффициентом заполнения», составляющим по меньшей мере 1%, например, по меньшей мере 2% или по меньшей мере 5%, где коэффициент заполнения представляет собой соотношение площади разделителя, находящейся в контакте со слоем однородной толщины, и общей площади пластины, находящейся в контакте со слоем однородной толщины. В некоторых вариантах осуществления для разделителей, регулирующих слой однородной толщины, произведение модуля Юнга разделителей и коэффициента заполнения разделителей равняется 10 МПа или более, например, по меньшей мере 15 МПа или по меньшей мере 20 МПа, где коэффициент заполнения представляет собой соотношение площади разделителя, находящейся в контакте со слоем однородной толщины, и общей площади пластины, находящейся в контакте со слоем однородной толщины. В некоторых вариантах осуществления произведение толщины гибкой пластины и модуля Юнга гибкой пластины находится в диапазоне от 60 до 550 ГПа-мкм, например от 100 до 300 ГПа-мкм. В некоторых вариантах осуществления для гибкой пластины четвертая степень расстояния между разделителями (ISD), деленная на толщину гибкой пластины (h) и модуль Юнга (Е) гибкой пластины ISD4/(hE), равна 106 мкм3/ГПа или меньше, например, менее 105 мкм3/ГПа, менее 104 мкм3/ГПа или менее 103 мкм3/ГПа.For example, in some embodiments, the spacers that control a layer of uniform thickness (i.e., the spacers that separate the plates from one another in a layer) have a "fill factor" of at least 1%, such as at least 2%, or at least 5%, where the fill factor is the ratio of the area of the spacer in contact with a layer of uniform thickness and the total area of the plate in contact with a layer of uniform thickness. In some embodiments, for spacers that control a layer of uniform thickness, the product of the Young's modulus of the spacers and the spacer fill factor is 10 MPa or more, such as at least 15 MPa or at least 20 MPa, where the fill factor is the ratio of the area of the spacer located in contact with a layer of uniform thickness, and the total area of the plate in contact with a layer of uniform thickness. In some embodiments, the product of the flex plate thickness and the flex plate's Young's modulus is in the range of 60 to 550 GPa-μm, such as 100 to 300 GPa-μm. In some embodiments, for a flex plate, the fourth power of the interspacer distance (ISD) divided by the thickness of the flex plate (h) and the Young's modulus (E) of the flex plate ISD 4 /(hE) is equal to 10 6 µm 3 /GPa or less, for example , less than 10 5 µm 3 /GPa, less than 10 4 µm 3 /GPa or less than 10 3 µm 3 /GPa.

В некоторых вариантах осуществления одна или обе пластины содержат метку местоположения или на поверхности, или внутри пластины, которая предоставляет информацию о местоположении на пластине, например, о местоположении, которое будет проанализировано, или местоположении, на котором образец должен быть размещен. В некоторых случаях одна или обе пластины могут содержать масштабную метку, или на поверхности, или внутри пластины, которая предоставляет информацию о размере в горизонтальной проекции структуры среза и/или пластины. В некоторых вариантах осуществления одна или обе пластины содержат метку для визуализации, или на поверхности, или внутри пластины, что облегчает визуализацию образца. Например, метка для визуализации может содействовать фокусировке устройства для визуализации или направлять устройство для визуализации на местоположение устройства. В некоторых вариантах осуществления разделители могут функционировать в качества метки местоположения, масштабной метки, метки для визуализации или любой их комбинации.In some embodiments, one or both wafers include a location mark either on the surface or within the wafer that provides information about a location on the wafer, such as the location to be analyzed or the location at which the sample is to be placed. In some cases, one or both wafers may contain a scale mark, either on the surface or within the wafer, that provides horizontal dimension information about the slice structure and/or wafer. In some embodiments, one or both wafers include an imaging mark, either on the surface or within the wafer, to facilitate visualization of the sample. For example, the imaging cue may assist in focusing the imaging device or directing the imaging device to the location of the device. In some embodiments, the delimiters may function as a location mark, a scale mark, a rendering mark, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления расстояние между разделителями может быть практически регулярным. В некоторых случаях разделители могут быть в регулярном шаблоне, а пространство между смежными разделителями может быть примерно одинаковым. Разделители могут быть столбиками с формой поперечного сечения, выбранной из круглой, многоугольной, круговой, квадратной, прямоугольной, овальной, эллиптической или любой их комбинации, а в некоторых вариантах осуществления разделители могут иметь практически ровную верхнюю поверхность, где для каждого разделителя соотношение размера разделителя в горизонтальной проекции и его высоты составляет по меньшей мере 1. В некоторых случаях минимальный размер разделителя в горизонтальной проекции меньше, чем минимальный размер аналита в образце, или практически равен ему. Минимальный размер разделителя в горизонтальной проекции находится в диапазоне от 0,5 мкм до 100 мкм, например в диапазоне от 2 мкм до 50 мкм или от 0,5 мкм до 10 мкм.In some embodiments, the spacing between the spacers may be substantially regular. In some cases, the delimiters may be in a regular pattern, and the space between adjacent delimiters may be approximately the same. The dividers may be posts with a cross-sectional shape selected from round, polygonal, circular, square, rectangular, oval, elliptical, or any combination thereof, and in some embodiments, the dividers may have a substantially flat top surface, where for each divider a ratio of the size of the divider in horizontal projection and its height is at least 1. In some cases, the minimum size of the separator in the horizontal projection is less than, or almost equal to, the minimum size of the analyte in the sample. The minimum dimension of the spacer in horizontal projection is in the range from 0.5 µm to 100 µm, for example in the range from 2 µm to 50 µm or from 0.5 µm to 10 µm.

В некоторых вариантах осуществления разделители имеют форму столбика, а углы боковых стенок разделителей имеют закругленную форму с радиусом кривизны, составляющим по меньшей мере 1 мкм, например, по меньшей мере 1,2 мкм, по меньшей мере 1,5 мкм или по меньшей мере 2,0 мкм. Разделители могут иметь любую подходящую плотность, например, плотность, составляющую по меньшей мере 1000/мм2, например, плотность, составляющую по меньшей мере 1000/мм2, плотность, составляющую по меньшей мере 2000/мм2, плотность, составляющую по меньшей мере 5000/мм2, или плотность, составляющую по меньшей мере 10000/мм2.In some embodiments, the spacers are column-shaped and the corners of the side walls of the spacers are rounded with a radius of curvature of at least 1 μm, such as at least 1.2 μm, at least 1.5 μm, or at least 2 .0 µm. The spacers may have any suitable density, for example, a density of at least 1000/mm 2 , for example, a density of at least 1000/mm 2 , a density of at least 2000/mm 2 , a density of at least 5000/ mm2 , or a density of at least 10000/ mm2 .

В данном устройстве по меньшей мере одна из пластин может быть прозрачной, обеспечивая тем самым оптическое считывание анализа. Аналогично в данном устройстве по меньшей мере одна из пластин может быть изготовлена из гибкого полимера, обеспечивая тем самым эффективное распределение образца путем сдавливания пластин вместе. В некоторых вариантах осуществления в отношении давления, которое сжимает пластины, разделители являются несжимаемыми и/или независимо только одна из пластин является гибкой. Гибкая пластина может иметь толщину в диапазоне от 20 мкм до 200 мкм, например, от 50 мкм до 150 мкм. Как отмечено выше, в закрытом положении толщина слоя однородной толщины может иметь незначительную вариацию. В некоторых вариантах осуществления вариация может быть менее 10%, менее 5% или менее 2%, означая, что толщина области не превышает +/-10%, +/- 5% или +/- 2% средней толщины.In this device, at least one of the plates may be transparent, thereby providing optical reading of the analysis. Similarly, in this device, at least one of the plates may be made of a flexible polymer, thereby allowing efficient distribution of the sample by pressing the plates together. In some embodiments, with respect to the pressure that compresses the plates, the spacers are incompressible and/or independently only one of the plates is flexible. The flexible plate may have a thickness in the range from 20 µm to 200 µm, for example from 50 µm to 150 µm. As noted above, in the closed position the thickness of the layer of uniform thickness may vary slightly. In some embodiments, the variation may be less than 10%, less than 5%, or less than 2%, meaning that the thickness of the region does not exceed +/-10%, +/- 5%, or +/- 2% of the average thickness.

В некоторых вариантах осуществления первая и вторая пластины соединены, и устройство может быть переведено из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин. В некоторых вариантах осуществления первая и вторая пластины могут быть соединены шарниром, и устройство может быть выполнено с возможностью перехода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин таким образом, что устройство изгибается вдоль шарнира. Шарнир может быть из отличающегося материала, то есть присоединен к пластинам, или в некоторых случаях пластины могут составлять единое целое с пластинами.In some embodiments, the first and second plates are connected and the device can be converted from an open configuration to a closed configuration by folding the plates. In some embodiments, the first and second plates may be connected by a hinge, and the device may be configured to transition from an open configuration to a closed configuration by folding the plates such that the device flexes along the hinge. The hinge may be of a different material, that is, attached to the plates, or in some cases the plates may be integral with the plates.

В некоторых вариантах осуществления устройство может предусматривать возможность очень быстрого анализа среза. В некоторых случаях анализ может быть проведен за 60 секунд или меньше, за 30 секунд, за 20 секунд или меньше или за 10 секунд или меньше.In some embodiments, the device may be capable of very fast slice analysis. In some cases, the analysis can be completed in 60 seconds or less, in 30 seconds, in 20 seconds or less, or in 10 seconds or less.

В каких-либо определенных вариантах осуществления сухой участок связывания может содержать средство для захвата, такое как антитело или нуклеиновая кислота. В некоторых вариантах осуществления высвобождаемый сухой реагент может быть меченым реагентом, таким как флуоресцентно меченый реагент, например флуоресцентно меченое антитело, или красителем для клеток, таким как краситель Романовского, краситель Лейшмана, краситель Мая-Грюнвальда, краситель Гимза, краситель Дженнера, краситель Райта или любая их комбинация (например, краситель Райта-Гимза). Такой краситель может содержать эозин Y или эозин В с метиленовым синим. В определенных вариантах осуществления краситель может быть щелочным красителем, таким как гематоксилин.In certain embodiments, the dry binding site may comprise a capture agent, such as an antibody or nucleic acid. In some embodiments, the released dry reagent may be a labeled reagent, such as a fluorescently labeled reagent, such as a fluorescently labeled antibody, or a cell stain, such as Romanowsky stain, Leishman stain, May-Gruenwald stain, Giemsa stain, Jenner stain, Wright stain, or any combination of them (for example, Wright-Giemsa stain). Such a dye may contain eosin Y or eosin B with methylene blue. In certain embodiments, the dye may be an alkaline dye such as hematoxylin.

В некоторых вариантах осуществления система может дополнительно содержать корпус (d), выполненный с возможностью удерживания образца и подлежащий закреплению на устройстве мобильной связи. Корпус может содержать оптические средства, способствующие визуализации и/или обработке сигнала от образца с помощью устройства мобильной связи, и монтажную систему, выполненную с возможностью удерживания оптических средств на устройстве мобильной связи. В некоторых случаях элемент оптических средств устройства (например, линза, фильтр, зеркало, призма или светоделительное устройство) может быть перемещаемым таким образом, что образец может быть визуализирован по меньшей мере в двух каналах.In some embodiments, the system may further comprise a housing (d) configured to hold the sample and be secured to the mobile communication device. The housing may include optical means to facilitate visualization and/or processing of a signal from the sample by a mobile communication device, and a mounting system configured to support the optical means on the mobile communication device. In some cases, an optical element of the device (eg, a lens, filter, mirror, prism, or beam splitter) may be movable such that the sample can be imaged in at least two channels.

В некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может быть выполнено с возможность передачи результатов теста медицинскому специалисту (например, доктору медицины), в медицинское учреждение (например, больницу или клиническую лабораторию) или страховую компанию. Кроме того, устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью передачи информации относительно субъекта (например, возраст субъекта, пол, вес, адрес, имя и фамилия, результаты предшествующих тестов, анамнез и т.д.) медицинскому специалисту, в медицинское учреждение или страховую компанию. В определенных вариантах осуществления устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью получать назначение, диагноз или рекомендацию от медицинского специалиста. Например, в некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может отправлять результаты анализов в отдаленное местоположение, где медицинский специалист устанавливает диагноз. Диагноз может быть передан субъекту через устройство мобильной связи.In some embodiments, the mobile communication device may be configured to transmit test results to a medical professional (eg, an MD), a healthcare facility (eg, a hospital or clinical laboratory), or an insurance company. In addition, the mobile communication device may be configured to transmit information regarding the subject (for example, the subject's age, gender, weight, address, first and last name, previous test results, medical history, etc.) to a medical professional, medical facility, or insurance company. company. In certain embodiments, the mobile communication device may be configured to receive a prescription, diagnosis, or recommendation from a medical professional. For example, in some embodiments, the mobile communication device may send test results to a remote location where a medical professional makes a diagnosis. The diagnosis can be transmitted to the subject via a mobile communication device.

В некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может содержать аппаратные средства и программное обеспечение, которые позволяют (а) захватывать изображение образца; (b) проводить анализ тестируемого местоположения и контрольного местоположения на изображении и (с) сравнивать значение, полученное в результате анализа тестируемого местоположения, с пороговым значением, которое характеризует ускоренный диагностический тест. В некоторых случаях устройство мобильной связи осуществляет обмен данными с удаленным местоположением посредством технологии беспроводного доступа или сети мобильной сотовой связи. В любом варианте осуществления устройство мобильной связи может быть мобильным телефоном.In some embodiments, the mobile communication device may include hardware and software that allows (a) to capture an image of a sample; (b) analyze the test location and the reference location in the image; and (c) compare the value obtained from the analysis of the test location with a threshold value that characterizes the accelerated diagnostic test. In some cases, a mobile communication device communicates with a remote location using wireless technology or a mobile cellular network. In any embodiment, the mobile communication device may be a mobile phone.

Данную систему можно использовать в способе, который предусматривает (а) образец на устройстве данной системы; (b) проведение анализа образца, размещенного на устройстве, с получением результата; и (с) передачу результата от устройства мобильной связи в местоположение, удаленное от устройства мобильной связи. Способ может предусматривать анализ результатов в удаленном местоположении с получением проанализированного результата и передачу проанализированного результата из удаленного местоположения в устройство мобильной связи. Как отмечено выше, анализ может быть проведен медицинским специалистом в удаленном местоположении. И в некоторых вариантах осуществления устройство мобильной связи может получать назначение, диагноз или рекомендацию от медицинского специалиста, находящегося в удаленном местоположении.The system may be used in a method that includes (a) a sample on a device of the system; (b) performing an analysis of the sample placed on the device and obtaining a result; and (c) transmitting the result from the mobile communication device to a location remote from the mobile communication device. The method may include analyzing the results at a remote location to obtain an analyzed result and transmitting the analyzed result from the remote location to a mobile communication device. As noted above, the test may be performed by a medical professional at a remote location. And in some embodiments, the mobile communication device may receive a prescription, diagnosis, or recommendation from a medical professional located in a remote location.

Также предусмотрен способ анализа среза ткани. В некоторых вариантах осуществления данный способ может предусматривать получение описанного выше устройства, размещение среза на одной или обеих пластинах устройства; помещение пластин в закрытую конфигурацию и приложение внешней силы на протяжении по меньшей мере части пластин; и анализ образца в слое однородной толщины, пока пластины находятся в закрытой конфигурации.A method for analyzing a tissue section is also provided. In some embodiments, the method may include obtaining the device described above, placing a slice on one or both plates of the device; placing the plates in a closed configuration and applying an external force over at least a portion of the plates; and analyzing the sample in a layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления данный способ может предусматривать:In some embodiments, the method may include:

(a) получение образца ткани;(a) obtaining a tissue sample;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где каждая пластина имеет поверхность для контакта с образцом, которая является практически плоской, одна или обе пластины являются гибкими, и одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей поверхности для контакта с образцом, и где разделители характеризуются:(b) providing first and second plates that are movable relative to each other into different configurations, wherein each plate has a sample contact surface that is substantially flat, one or both plates are flexible, and one or both plates includes spacers that fixed to a suitable surface for contact with the sample, and where the separators are characterized by:

i. предварительно заданной практически однородной высотой,i. preset almost uniform height,

ii. формой столбика с практически однородным поперечным сечением и ровной верхней поверхностью;ii. column shape with an almost uniform cross-section and a flat top surface;

iii. соотношением ширины и высоты, равным одному или больше;iii. a width to height ratio of one or more;

iv. предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое находится в диапазоне от 10 мкм до 200 мкм;iv. a predetermined constant distance between the separators, which ranges from 10 µm to 200 µm;

v. коэффициентом заполнения, равным 1% или больше; иv. a fill factor of 1% or more; And

(c) размещение среза на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing a cut on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) применение двух пластин для сжатия по меньшей мере части среза в слой практически однородной толщины, которая ограничена поверхностями пластин для контакта с образцом, где однородная толщины слоя регулируется разделителями и пластинами и характеризуется средним значением в диапазоне от 1,8 мкм до 3 мкм с вариацией менее 10%, где сжатие предусматривает(d) after (c) the use of two plates to compress at least part of the section into a layer of substantially uniform thickness, which is limited by the surfaces of the plates for contact with the sample, where the uniform layer thickness is controlled by spacers and plates and has an average value in the range of 1.8 µm to 3 µm with a variation of less than 10%, where compression involves

сведение двух пластин вместе иbringing the two plates together and

сдавливание с согласованием формы, или одновременно, или последовательно в области по меньшей мере одной из пластин со сдавливанием пластин вместе до закрытой конфигурации, где сдавливание с согласованием формы создает практически однородное давление на пластинах на протяжении по меньшей мере части образца, и сдавливание распространяется по меньшей мере в части образца горизонтально между поверхностями пластин для контакта с образцом, и где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой пространство между пластинами в слое участка однородной толщины регулируется разделителями; иform-matching compression, either simultaneously or sequentially, in the region of at least one of the plates, squeezing the plates together into a closed configuration, wherein the shape-matching compression creates substantially uniform pressure on the plates over at least a portion of the sample and the compression extends over less at least in part of the sample horizontally between the surfaces of the plates for contact with the sample, and where the closed configuration is a configuration in which the space between the plates in a layer of a region of uniform thickness is controlled by spacers; And

(e) анализ среза в слое однородной толщины, пока пластины находятся в закрытой конфигурации;(e) slice analysis in a layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration;

где коэффициент заполнения представляет собой соотношение площади контакта с разделителем и общей площади пластины;where the fill factor is the ratio of the contact area with the spacer and the total area of the plate;

где сдавливание с согласованием формы представляет собой способ, который делает давление, прилагаемое на протяжении области, практически постоянным независимо от вариации формы наружных поверхностей пластин; иwherein shape-matching compression is a technique that makes the pressure applied over an area substantially constant regardless of variation in the shape of the outer surfaces of the plates; And

где при одновременном сдавливании давление одновременно прилагается в отношении заданной области, а при последовательном сдавливании давление прилагается в отношении части заданной области и постепенно перемещается на другую область.where in simultaneous squeezing, pressure is simultaneously applied to a given area, and in sequential squeezing, pressure is applied to part of a given area and gradually moves to another area.

В некоторых вариантах осуществления данный способ может предусматривать снятие внешней силы после приведения пластин в закрытую конфигурацию; проведение визуализации клеток крови в слое однородной толщины, пока пластины находятся в закрытой конфигурации. Как отмечено выше, в данных вариантах осуществления расстояние между разделителями может варьировать в диапазоне от 20 мкм до 200 мкм или от 5 мкм до 20 мкм. В данных вариантах осуществления результат произведения коэффициента заполнения и модуля Юнга разделителя составляет 2 МПа или больше. В некоторых вариантах осуществления вариация поверхности составляет менее 30 нм.In some embodiments, the method may involve removing the external force after the plates have been brought into a closed configuration; imaging blood cells in a layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration. As noted above, in these embodiments, the distance between the spacers may vary in the range from 20 μm to 200 μm or from 5 μm to 20 μm. In these embodiments, the result of the product of the fill factor and the Young's modulus of the separator is 2 MPa or more. In some embodiments, the surface variation is less than 30 nm.

В каком-либо из данных вариантов осуществления визуализация и подсчет могут быть проведены путем: i. освещения клеток в слое однородной толщины; ii. получения одного или более изображений клеток крови с применением ПЗС- или КМОП-сенсора.In any of these embodiments, visualization and counting may be accomplished by: i. illumination of cells in a layer of uniform thickness; ii. obtaining one or more images of blood cells using a CCD or CMOS sensor.

В некоторых вариантах осуществления внешняя сила может обеспечиваться с помощью руки человека, например, путем придавливания с помощью пальца, как, например, большого пальца, или сжатия между большим пальцем и другим пальцем, таким как указательный палец, одной и той же руки.In some embodiments, the external force may be provided by a person's hand, such as by applying pressure with a finger, such as a thumb, or pinching between a thumb and another finger, such as an index finger, of the same hand.

В некоторых вариантах осуществления одна или более из пластин могут содержать сухой реагент, нанесенный на одну или обе пластины (например, средство для связывания, средство для окрашивания, средство для выявления или реагент для анализа).In some embodiments, one or more of the plates may contain a dry reagent applied to one or both of the plates (eg, a binding agent, a coloring agent, a detection agent, or an assay reagent).

В некоторых вариантах осуществления слой образца однородной толщины может характеризоваться однородностью толщины, составляющей не более +/-5%, например, не более+1-2% или не более +/-1%.In some embodiments, the sample layer of uniform thickness may have a thickness uniformity of no more than +/-5%, such as no more than +1-2% or no more than +/-1%.

В некоторых вариантах осуществления разделители представляют собой столбики с формой поперечного сечения, выбранной из круглой, многоугольной, круговой, квадратной, прямоугольной, овальной, эллиптической или любой их комбинации.In some embodiments, the dividers are columns with a cross-sectional shape selected from round, polygonal, circular, square, rectangular, oval, elliptical, or any combination thereof.

Сжатый регулируемый открытый поток (CROF)Compressed Regulated Open Flow (CROF)

Во многих вариантах осуществления по настоящему изобретению осуществляют преобразование геометрического размера, местоположения, площадей контакта, а также смешивание образца и/или реагента с применением способа, обозначаемого как «сжатый регулируемый открытой поток (CROF)», и устройства, которое осуществляет CROF.In many embodiments of the present invention, geometric size, location, contact areas, and sample and/or reagent mixing are performed using a method referred to as "compressed controlled open flow (CROF)" and a device that performs CROF.

Термин «сжатый открытый поток (COF)» относится к способу, при котором изменяется форма жидкотекучего образца, размещенного на пластине, в результате (i) размещения другой пластины сверху по меньшей мере части образца и (ii) последующего сжатия образца между двумя пластинами в результате проталкивания двух пластин по направлению друг к другу; при этом сжатие уменьшает толщину по меньшей мере части образца и обеспечивает продвижение образца в открытое пространство между пластинами.The term "compressed open flow (COF)" refers to a method in which the shape of a fluid sample placed on a plate is changed by (i) placing another plate on top of at least a portion of the sample and (ii) then compressing the sample between the two plates as a result pushing two plates towards each other; wherein compression reduces the thickness of at least a portion of the sample and allows the sample to move into the open space between the plates.

Термин «сжатый регулируемый открытый поток» или «CROF» (или «самокалибруемый сжатый открытый поток», или «SCOF», или «SCCOF») относится к определенному типу COF, где конечная толщина части или всего образца после сжатия «регулируется» разделителями, при этом разделители размещены между двумя пластинами.The term "compressed controlled open flow" or "CROF" (or "self-calibrating compressed open flow" or "SCOF" or "SCCOF") refers to a specific type of COF where the final thickness of part or all of the sample after compression is "adjusted" by spacers, in this case, the separators are placed between two plates.

Термин «конечная толщина части или всего образца регулируется разделителями» в CROF означает, что во время CROF, как только достигается определенная толщина образца, относительное движение двух пластин и, таким образом, изменение толщины образца останавливается, при этом определенная толщина определяется разделителем.The term "the final thickness of part or all of the sample is controlled by spacers" in CROF means that during CROF, once a certain thickness of the sample is reached, the relative movement of the two plates and thus the change in thickness of the sample is stopped, with the specific thickness being determined by the spacer.

Один вариант осуществления способа CROF, как показано на фиг. 1, предусматривает:One embodiment of the CROF method, as shown in FIG. 1 provides:

(a) получение образца, который является жидкотекучим;(a) obtaining a sample that is fluid;

(b) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в различных конфигурациях, при этом каждая пластина имеет поверхность для контакта с образцом, которая является в значительной степени плоской, при этом одна или обе пластины содержат разделители, разделители характеризуются предварительно заданной высотой, и разделители находятся на соответствующей поверхности контакта с образцом;(b) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in various configurations, each plate having a sample contact surface that is substantially flat, wherein one or both plates include spacers, the spacers being pre-characterized a given height, and the separators are located on the corresponding surface of contact with the sample;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями; и(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers; And

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, при этом разделители и соответствующий объем образца находятся между пластинами, причем толщина подходящего объема образца регулируется пластинами и разделителями, где соответствующий объем составляет по меньшей мере часть или весь объем образца, и где во время распределения образца образец перетекает в горизонтальной проекции между двумя пластинами.(d) after (c) distributing the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, with spacers and the corresponding volume of the sample being between the plates, wherein the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers, where the corresponding the volume constitutes at least part or all of the volume of the sample, and where during distribution of the sample the sample flows in a horizontal projection between two plates.

Термин «пластина» относится, если конкретно не указано иное, к пластине, используемой в процессе CROF, которая представляет собой твердое вещество, которое имеет поверхность, которую можно применять вместе с другой пластиной для сжатия образца, помещенного между двумя пластинами с целью снижения толщины образца.The term "plate" refers, unless specifically stated otherwise, to the plate used in the CROF process, which is a solid substance that has a surface that can be used in conjunction with another plate to compress a sample placed between the two plates to reduce the thickness of the sample .

Термины «пластины» или «пара пластин» относятся к двум пластинам в процессеThe terms "wafer" or "wafer pair" refer to two plates in a process

CROF.CROF.

Термины «первая пластина» или «вторая пластина» относятся к пластине, применяемой в процессе CROF.The terms "first wafer" or "second wafer" refer to the wafer used in the CROF process.

Термин «пластины обращены друг к другу» относится к случаям, когда пара пластин располагается по меньшей мере частично относительно друг друга.The term "plates facing each other" refers to cases where a pair of plates are located at least partially relative to each other.

Термины «разделители» или «стопоры» относятся, если не указано иное, к механическим объектам, которые устанавливают, при помещении между двумя пластинами, границу минимального пространства между двумя пластинами, которое может достигаться при сжатии пластин вместе. А именно, при сжатии разделители будут останавливать относительное движение двух пластин для предупреждения того, чтобы пространство между пластинами становилось меньше предварительно установленного (т.е. предварительно заданного) значения. Существуют два типа разделителей: «разделители открытого типа» и «разделители ограждающего типа».The terms "spacers" or "stoppers" refer, unless otherwise specified, to mechanical objects that, when placed between two plates, limit the minimum space between the two plates that can be achieved when the plates are pressed together. Namely, when compressed, the spacers will stop the relative movement of the two plates to prevent the space between the plates from becoming less than a preset (ie, predetermined) value. There are two types of dividers: “open type dividers” and “enclosed type dividers”.

Термин «разделитель открытого типа» означает, что разделитель имеет форму, которая обеспечивает возможность перетекания жидкости вокруг всего периметра разделителя и перетекания за пределы разделителя. Например, столбик представляет собой разделитель открытого типа.The term "open type separator" means that the separator is shaped to allow liquid to flow around the entire perimeter of the separator and to flow beyond the separator. For example, a column represents an open type separator.

Термин «разделитель ограждающего типа» означает разделитель, имеющий форму, при которой жидкость не может перетекать вокруг всего периметра разделителя и не может перетекать за пределы разделителя. Например, разделитель кольцевой формы представляет собой разделитель ограждающего типа для жидкости внутри кольца, при этом жидкость внутри кольцевого разделителя остается внутри кольца и не может выходить наружу (за пределы периметра).The term "containment type separator" means a separator having a shape such that liquid cannot flow around the entire perimeter of the separator and cannot flow beyond the separator. For example, a ring-shaped separator is a containment-type separator for liquid inside the ring, wherein the liquid inside the ring separator remains inside the ring and cannot escape outside (outside the perimeter).

Термины «разделитель имеет предварительно определенную высоту» и «разделители имеют предварительно заданное расстояние между разделителями» означают, соответственно, что значение высоты разделителя и расстояние между разделителями известно перед процессом CROF. Они не являются предварительно заданными в том случае, если значение высоты разделителя и расстояния между разделителями не известно перед процессом CROF. Например, в случае, когда гранулы распыляют на пластине в виде разделителей, где гранулы размещаются на случайных местоположениях на пластине, расстояние между разделителями не является предварительно заданным. Другим примером не заданного предварительно расстояния между разделителями является то, что разделители движутся во время процессов CROF.The terms "separator has a predetermined height" and "dividers have a predetermined distance between the dividers" mean, respectively, that the value of the height of the divider and the distance between the dividers are known before the CROF process. They are not predefined if the height of the separator and the distance between the separators are not known before the CROF process. For example, in the case where the granules are sprayed onto a plate in the form of spacers, where the granules are placed at random locations on the plate, the distance between the spacers is not predetermined. Another example of non-preset space between spacers is when the spacers move during CROF processes.

Термин «разделитель закреплен на своей соответствующей пластине» в процессе CROF означает, что разделитель прикреплен к местоположению пластины, и прикрепление к этому местоположению сохраняется во время CROF (т.е. местоположение разделителя на соответствующей пластине не изменяется). Примером того, что «разделитель закреплен на своей соответствующей пластине», является то, что разделитель выполнен монолитно в виде одной части материала с пластиной, и местоположение разделителя относительно поверхности пластины не меняется во время CROF. Примером того, что «разделитель не закреплен на своей соответствующей пластине», является то, что разделитель приклеен к пластине с помощью адгезива, однако в ходе применения пластины во время CROF адгезив не может удерживать разделитель в его исходном местоположении на поверхности пластины, и разделитель смещается от своего исходного местоположения на поверхности пластины.The term "spacer is attached to its corresponding wafer" during the CROF process means that the spacer is attached to a wafer location, and the attachment to that location is maintained during CROF (ie, the location of the spacer on the corresponding wafer does not change). An example of the "spacer being secured to its respective plate" is where the spacer is formed monolithically as one piece of material with the plate, and the location of the spacer relative to the surface of the plate does not change during CROF. An example of "spacer not secured to its respective wafer" is where the spacer is bonded to the wafer with an adhesive, but as the wafer is applied during CROF, the adhesive is unable to hold the spacer in its original location on the wafer surface and the spacer becomes dislodged from its original location on the surface of the plate.

Термин «разделитель закреплен на пластине монолитно» означает, что разделитель и пластина ведут себя как единая часть объекта, при этом во время применения разделитель не движется или не отделяется от своего исходного местоположения на пластине.The term "separator is monolithically attached to the wafer" means that the separator and the wafer behave as a single part of the object without the separator moving or separating from its original location on the wafer during use.

Термин «открытая конфигурация» двух пластин в процессе CROF означает конфигурацию, при которой две пластины либо частично, либо полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями.The term "open configuration" of two plates in the CROF process means a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers.

Термин «закрытая конфигурация» двух пластин в процессе CROF означает конфигурацию, при которой пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина подходящего объема образца регулируется пластинами и разделителями, при этом подходящий объем составляет по меньшей мере часть всего объема образца.The term "closed configuration" of two plates in the CROF process means a configuration in which the plates face each other, spacers and a suitable sample volume are between the plates, the thickness of the sample sample volume is controlled by the plates and spacers, and the suitable volume constitutes at least a portion of the total volume sample.

Термин «толщина образца регулируется пластиной и разделителями» в процессе CROF означает, что для определенного состояния пластин, образца, разделителей и способа сжатия пластин толщину по меньшей мере части образца в закрытой конфигурации пластин можно предварительно задавать, исходя из свойств разделителей и пластины.The term "sample thickness controlled by plate and spacers" in the CROF process means that for a particular condition of the plates, sample, spacers, and method of plate compression, the thickness of at least a portion of the sample in a closed plate configuration can be preset based on the properties of the spacers and plate.

Термин «внутренняя поверхность» или «поверхность образца» пластины в устройстве для CROF относится к поверхности пластины, которая соприкасается с образцом, в то время как другая поверхность (которая не соприкасается с образцом) пластины называется «внешняя поверхность».The term "inner surface" or "sample surface" of a wafer in a CROF device refers to the surface of the wafer that is in contact with the sample, while the other surface (which is not in contact with the sample) of the wafer is called the "outer surface".

Термин «Х-пластина» устройства для CROF относится к пластине, которая содержит разделители, которые расположены на поверхности для образца у пластины, где разделители характеризуются предварительно заданным расстоянием между пластинами и высотой разделителей, и где по меньшей мере один из разделителей находится внутри области контакта с образцом.The term "X-plate" of a CROF device refers to a plate that contains spacers that are located on the sample surface of the plate, where the spacers are characterized by a predetermined distance between the plates and the height of the spacers, and where at least one of the spacers is located inside the contact area with a sample.

Термин «устройство для CROF» относится к устройству, которое выполняет процесс CROF. Термин «подвергнут процессу CROF» означает, что используется процесс CROF. Например, термин «образец был подвергнут процессу CROF» означает, что образец был помещен внутрь устройства для CROF, был выполнен процесс CROF, и образец удерживали, если не указано иное, при конечной конфигурации CROF.The term "CROF device" refers to the device that performs the CROF process. The term “subjected to the CROF process” means that the CROF process is used. For example, the term “sample has been subjected to the CROF process” means that the sample was placed inside the CROF device, the CROF process was performed, and the sample was held, unless otherwise noted, in the final CROF configuration.

Термин «пластины для CROF» относится к двум пластинам, применяемым в ходе выполнения процесса CROF.The term “CROF plates” refers to the two plates used during the CROF process.

Термин «гладкость поверхности» или «вариация гладкости поверхности» плоской поверхности относится к среднему отклонению плоской поверхности от идеальной плоской поверхности на протяжении короткого расстояния, которое составляет приблизительно несколько микрометров или меньше. Гладкость поверхности отличается от вариации ровности поверхности. Плоская поверхность может характеризоваться хорошей ровностью поверхности, но неудовлетворительной гладкостью поверхности.The term "surface smoothness" or "surface smoothness variation" of a flat surface refers to the average deviation of a flat surface from an ideal flat surface over a short distance, which is approximately a few micrometers or less. Surface smoothness is different from variation in surface evenness. A flat surface may have good surface flatness but poor surface smoothness.

Термин «ровность поверхности» или «вариация ровности поверхности» плоской поверхности относится к среднему отклонению плоской поверхности от идеальной плоской поверхности на протяжении длинного расстояния, которое составляет приблизительно 10 мкм или больше. Вариация ровности поверхности отличается от гладкости поверхности. Плоская поверхность может характеризоваться хорошей гладкостью поверхности, но неудовлетворительной ровностью поверхности (т.е. высокой вариацией ровности поверхности).The term “surface flatness” or “surface flatness variation” of a flat surface refers to the average deviation of a flat surface from an ideal flat surface over a long distance, which is approximately 10 µm or more. Variation in surface flatness is different from surface smoothness. A flat surface may have good surface smoothness but poor surface flatness (i.e., high variation in surface flatness).

Термин «относительная ровность поверхности» пластины или образца представляет собой соотношение вариации ровности поверхности пластины и конечной толщины образца.The term "relative surface flatness" of a plate or specimen is the ratio of the variation in the surface flatness of the plate to the final thickness of the specimen.

Термин «конечная толщина образца» в процессе CROF относится, если не определено иное, к толщине образца при закрытой конфигурации пластин в процессе CORF.The term "final sample thickness" in the CROF process refers, unless otherwise specified, to the thickness of the sample in a closed plate configuration in the CORF process.

Термин «способ сжатия» в CROF относится к способу, который приводит две пластины из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию.The term "compression method" in CROF refers to a method that forces two plates from an open configuration to a closed configuration.

Термин «интересующая область» или «область, представляющая интерес» пластины относится к области пластины, которая соответствует функции, выполняемой пластинами.The term "region of interest" or "region of interest" of a plate refers to the area of the plate that corresponds to the function performed by the plates.

Термин «не более» означает «равный или меньше». Например, если высота разделителя составляет не более 1 мкм, это означает, что высота разделителя равна 1 мкм или меньше.The term “not more than” means “equal or less.” For example, if the height of the spacer is 1 µm or less, this means that the height of the spacer is 1 µm or less.

Термин «площадь образца» означает площадь образца в направлении, примерно параллельном пространству между пластинами и перпендикулярному толщине образца.The term "sample area" means the area of the sample in a direction approximately parallel to the space between the plates and perpendicular to the thickness of the sample.

Термин «толщина образца» относится к размеру образца в направлении, перпендикулярном к поверхности пластин, которые обращены друг к другу (например, направлению пространства между пластинами).The term "sample thickness" refers to the size of the sample in the direction perpendicular to the surface of the plates that face each other (for example, the direction of the space between the plates).

Термин «пространство между пластинами» относится к расстоянию между внутренними поверхностями двух пластин.The term "plate space" refers to the distance between the inner surfaces of two plates.

Термин «отклонение конечной толщины образца» в CROF означает разницу между предварительно заданной высотой разделителя (заданной при изготовлении разделителя) и средним значением конечной толщины образца, где средняя конечная толщина образца является усредненной в пределах определенной области (например, среднее из 25 различных точек (на расстоянии 4 мм) в пределах области 1,6 см на 1,6 см).The term "sample final thickness deviation" in CROF means the difference between the predetermined height of the spacer (specified when the spacer was manufactured) and the average of the final sample thickness, where the average final sample thickness is averaged within a certain area (for example, the average of 25 different points (on distance 4 mm) within an area of 1.6 cm by 1.6 cm).

Термин «однородность измеренной конечной толщины образца» в процессе CROF означает стандартное отклонение измеренной конечной толщины образца в пределах определенной области образца (например, стандартное отклонение по отношению к среднему значению).The term "measured final sample thickness uniformity" in the CROF process refers to the standard deviation of the measured final sample thickness within a defined area of the sample (eg, standard deviation relative to the mean).

Термины «подходящий объем образца» и «подходящая площадь образца» в процессе CROF относятся, соответственно, к объему и площади части или всего объема образца, размещенного на пластинах во время процесса CROF, который соответствует функции, выполняемой с помощью подходящего способа или устройства, где функция включает без ограничения снижение времени связывания аналита или объекта, выявление аналитов, количественное определение аналитов, количественное определение объема, количественное определение концентрации, смешивание реагентов или контроль концентрации (аналитов, объекта или реагентов).The terms "suitable sample volume" and "suitable sample area" in the CROF process refer, respectively, to the volume and area of the portion or all of the sample volume placed on the plates during the CROF process that corresponds to the function performed by the suitable method or apparatus, where function includes, but is not limited to, reduction of analyte or target binding time, analyte detection, analyte quantification, volume quantification, concentration quantification, reagent mixing, or concentration control (of analytes, target, or reagents).

Термин «некоторые варианты осуществления», «в некоторых вариантах осуществления», «в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения», «вариант осуществления», «один вариант осуществления», «другой вариант осуществления», «определенные варианты осуществления», «многие варианты осуществления» и т.п. относится, если специально не указано иное, к варианту(вариантам) осуществления, который(которые) применим(применимы) ко всему раскрытию (т.е. ко всему настоящему изобретению).The term “certain embodiments”, “in some embodiments”, “in some embodiments of the present invention”, “embodiment”, “one embodiment”, “another embodiment”, “certain embodiments”, “many embodiments” " and so on. refers, unless specifically stated otherwise, to embodiment(s) that are applicable to the entire disclosure (i.e., the entire present invention).

Термины «высота» или «толщина» объекта в процессе CROF относятся, если специально не указано иное, к размеру объекта, который находится в направлении, перпендикулярном к поверхности пластины. Например, высота разделителей представляет собой размер разделителя в направлении, перпендикулярном к поверхности пластины, и высота разделителя и толщина разделителя означают одно и то же.The terms "height" or "thickness" of an object in the CROF process refer, unless specifically stated otherwise, to the size of the object that is in the direction perpendicular to the surface of the wafer. For example, spacer height is the size of the spacer in the direction perpendicular to the surface of the plate, and spacer height and spacer thickness mean the same thing.

Термин «площадь» объекта в процессе CROF относится, если специально не указано иное, к площади объекта, которая параллельна поверхности пластины. Например, площадь разделителя представляет собой площадь разделителя, которая параллельна поверхности пластины.The term "area" of an object in the CROF process refers, unless specifically stated otherwise, to the area of the object that is parallel to the surface of the plate. For example, the spacer area is the area of the spacer that is parallel to the surface of the plate.

Термин «горизонтальный» или «в горизонтальной проекции» в процессе CROF относится, если специально не указано иное, к направлению, которое является параллельным поверхности пластины.The term "horizontal" or "horizontal" in the CROF process refers, unless specifically stated otherwise, to the direction that is parallel to the surface of the plate.

Термин «ширина» разделителя в процессе CROF относится, если специально не указано иное, к размеру разделителя в горизонтальной проекции.The term "width" of the divider in the CROF process refers, unless specifically stated otherwise, to the size of the divider in horizontal projection.

Термин «разделитель внутри образца» означает, что разделитель окружен образцом (например, разделитель-столбик находится внутри образца).The term "spacer inside the sample" means that the spacer is surrounded by the sample (for example, the column spacer is inside the sample).

Термин «размах критического изгиба» пластины в процессе CROF относится к размаху (т.е. расстоянию) пластины между двумя опорами, при котором изгиб пластины в случае определенной гибкой пластины, образца и силы сжатия, равен допустимому изгибу. Например, если допустимый изгиб составляет 50 нм и размах критического изгиба составляет 40 мкм для определенной гибкой пластины, образца и силы сжатия, то изгиб пластины между двумя соседними разделителями, расположенными на расстоянии 40 мкм, будет составлять 50 нм, и изгиб будет составлять менее 50 нм, если два соседних разделителя расположены на расстоянии менее 40 мкм.The term "critical bending span" of a plate in a CROF process refers to the span (i.e., distance) of a plate between two supports at which the bending of the plate, for a given flexible plate, specimen, and compression force, is equal to the allowable bending. For example, if the allowable bending is 50 nm and the critical bending range is 40 µm for a particular flexible plate, sample and compression force, then the bending of the plate between two adjacent spacers spaced 40 µm apart will be 50 nm and the bending will be less than 50 nm if two adjacent separators are located less than 40 µm apart.

Термин «жидкотекучий» в случае образца означает, что в том случае, если толщина образца снижается, то размер в горизонтальной проекции увеличивается. Например, образец кала считается жидкотекучим.The term “fluid” in the case of a sample means that if the thickness of the sample decreases, the size in horizontal projection increases. For example, a stool sample is considered fluid.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения образец в условиях процесса CROF не должен быть жидкотекучим для того, чтобы иметь преимущество в результате процесса, до тех пор, пока толщину образца можно снижать в условиях процесса CROF. Например, для окрашивания ткани путем помещения красителя на поверхность пластины для CROF с помощью процесса CROF можно снижать толщину ткани и, следовательно, ускорять время инкубации до насыщения в случае окрашивания красителем.In some embodiments of the present invention, the sample under CROF process conditions does not need to be fluid in order to benefit from the process, as long as the thickness of the sample can be reduced under CROF process conditions. For example, to dye fabric, by placing dye on the surface of a CROF plate, the CROF process can reduce the thickness of the fabric and therefore speed up the incubation time to saturation in the case of dye dyeing.

1. Снижение (укорочение) связывания или времени смешивания (X) При выполнении анализов или других химических реакций желательным является уменьшение времени инкубации/реакции. Например, при анализах иммобилизации поверхности, где целевой аналит в образце выявляют в результате захвата средствами для захвата, иммобилизованными на поверхности пластины (т.е. твердой фазе), часто желательно иметь короткое время инкубации до насыщения для захвата целевых аналитов в образце или иммобилизации средств для захвата в растворе на поверхности пластины, или и то, и другое. Другим примером является потребность в укорочении времени нанесения средства для захвата на поверхность пластины. Другим примером является потребность в укорочении времени смешивания реагента в образце.1. Reduced (shortened) binding or mixing time (X) When performing assays or other chemical reactions, it is desirable to reduce the incubation/reaction time. For example, in surface immobilization assays where the target analyte in a sample is detected by capture by capture agents immobilized on the surface of the plate (i.e., solid phase), it is often desirable to have a short incubation time to saturation to capture the target analytes in the sample or immobilize the agents for capture in solution on the surface of the plate, or both. Another example is the need to shorten the application time of the gripping agent to the surface of the plate. Another example is the need to shorten the mixing time of a reagent in a sample.

Настоящее изобретение предусматривает способы и устройство, которые снижают (т.е. сокращают) время инкубации до насыщения, необходимое для связывания объекта в образце с участком связывания на твердой поверхности (т.е. время для связывания объекта из объема с поверхностью). Другим аспектом настоящего изобретения является снижение времени, необходимого для связывания объекта, хранящегося на поверхности пластины, с участком связывания на поверхности другой пластины (т.е. времени для связывания объекта из одной поверхности с другой поверхностью). Другим аспектом настоящего изобретения является снижение времени, необходимого для добавления/смешивания реагента, хранящегося на поверхности, к объему/с объемом образца (т.е. времени для добавления/смешивания реагента с поверхности с объемом образца).The present invention provides methods and apparatus that reduce (ie, shorten) the saturation incubation time required to bind an object in a sample to a binding site on a solid surface (ie, the time to bind a bulk object to a surface). Another aspect of the present invention is to reduce the time required to bind an object stored on the surface of a wafer to a binding site on the surface of another wafer (ie, the time to bind an object from one surface to another surface). Another aspect of the present invention is to reduce the time required to add/mix a surface reagent to/with a sample volume (ie, time to add/mix a surface reagent to a sample volume).

Настоящее изобретение предусматривает снижение времени инкубации до насыщения при связывании и/или смешивании в анализе с применением устройств и способов, с помощью которых распределяют образец (или жидкость) до более тонкой толщины, снижая тем самым время диффузии объекта через толщину образца. Время диффузии объекта в материале (например, жидком, твердом или полутвердом) пропорционально квадрату расстояния диффузии, поэтому снижение толщины образца может снизить расстояние диффузии, приводя к значительному снижению времени диффузии и времени инкубации до насыщения. Более тонкая толщина (например, плотное замкнутое пространство) также повышает частоту столкновений объекта с другими объектами в материале, дополнительно усиливая связывание и смешивание. Средства в настоящем изобретении также делают снижение толщины образца точным, однородным, быстрым, простым (меньше стадий обработки) и применимым для снижения толщины образца до микрометров или нанометров. Настоящее изобретения имеет значительную применимость при быстрой, недорогой РоС-диагностике и химическом/биологическом анализе. Несколько вариантов осуществления настоящего изобретения представлены на фиг. 1-4.The present invention provides for reducing the saturation incubation time for binding and/or mixing in an assay using devices and methods that distribute the sample (or liquid) to a thinner thickness, thereby reducing the time it takes for an object to diffuse through the thickness of the sample. The diffusion time of an object in a material (such as liquid, solid, or semi-solid) is proportional to the square of the diffusion distance, so reducing sample thickness can reduce the diffusion distance, resulting in a significant reduction in diffusion time and incubation time to saturation. Thinner thickness (such as a dense enclosed space) also increases the frequency of an object's collisions with other objects in the material, further enhancing binding and mixing. The means of the present invention also make sample thickness reduction precise, uniform, fast, simple (fewer processing steps), and useful for reducing sample thickness to micrometers or nanometers. The present invention has significant utility in rapid, low-cost PoC diagnostics and chemical/biological analysis. Several embodiments of the present invention are shown in FIGS. 1-4.

1.1. Снижение времени инкубации до насыщения при связывании объекта в образце с участком связывания на твердой поверхности за счет снижения толщины образца1.1. Reducing the incubation time to saturation when binding an object in a sample to a binding site on a solid surface by reducing the thickness of the sample

X1. Способ снижения времени инкубации до насыщения при связывании целевого объекта в образце с участком связывания поверхности пластины, как показано на фиг.1-2, 3а и 4а, который предусматривает:X1. A method for reducing the incubation time to saturation when binding a target object in a sample to the binding site of the plate surface, as shown in Figs. 1-2, 3a and 4a, which includes:

(a) получение образца, который является жидкотекучим и содержит целевой объект, который способен к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that is fluid and contains a target object that is capable of diffusion in the sample;

(b) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, который выполнен с возможностью связывания с целевым объектом, где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(b) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other into different configurations, wherein the first plate has on its surface a coupling portion that is capable of being coupled to a target object, wherein one or both plates comprise spacers, and each of the dividers are fixed to their respective plate and have a predetermined height;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where an open configuration is a configuration in which two

пластины или полностью, или частично отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;the plates are either completely or partially separated from each other, and the space between the plates is not regulated by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, при этом разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, причем участок связывания находится в контакте с подходящим объемом, а толщина подходящего объема образца регулируется с помощью пластин и разделителей, и она тоньше максимальной толщины образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации;(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, with the separators and a suitable volume of the sample being between the plates, the binding site being in contact with the suitable volume, and the thickness the appropriate sample volume is adjusted using plates and spacers, and is thinner than the maximum sample thickness when the plates are in an open configuration;

где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца; иwhere the suitable volume is part or all of the sample volume; And

где сниженная толщина образца снижает время инкубации до насыщения при связывании целевого объекта в подходящем объеме с участком связывания.where the reduced sample thickness reduces the incubation time to saturation when binding the target object in a suitable volume to the binding site.

В случае определенного объема образца CROF снижает толщину образца, но увеличивает размер образца в горизонтальной проекции. В настоящем изобретении этот факт применяется для осуществления (а) локального связывания или смешивания в части образца и (b) мультиплексирования множественного связывания или смешивания участков без жидкостного барьера для жидкостного разделения образца на различные карманы с отделением жидкостей.For a given sample volume, CROF reduces the thickness of the sample but increases the horizontal dimension of the sample. The present invention utilizes this fact to effect (a) local binding or mixing in a portion of the sample and (b) multiplexing multiple binding or mixing regions without a liquid barrier to fluidly separate the sample into different pockets to separate liquids.

Х2. Устройство для снижения времени инкубации до насыщения при связывании целевого объекта в подходящем объеме образца с поверхностью, как показано на фиг.1-2, 3а и 4а, которое содержит:X2. A device for reducing the incubation time to saturation when binding the target object in a suitable sample volume to the surface, as shown in Figs. 1-2, 3a and 4a, which contains:

первую пластину и вторую пластину, которые (а) являются перемещаемыми относительно друг друга в различных конфигурациях, (b) каждая пластина имеет площадь контакта с образцом для приведения в контакт образца, который имеет целевой объект, в подходящем объеме образца, (с) одна из пластин имеет участок связывания, который связывает целевой объект, и (d) по меньшей мере одна из пластин содержит разделители, которые имеют предварительно определенное расстояние между разделителями и высоту и закреплены на своей соответствующей поверхности, при этом по меньшей мере один из разделителей находится внутри площади контакта с образцом;a first plate and a second plate that (a) are movable relative to each other in various configurations, (b) each plate has a sample contact area for contacting a sample that has a target object within a suitable sample volume, (c) one of of the plates has a bonding area that binds the target object, and (d) at least one of the plates includes spacers that have a predetermined distance between the spacers and a height and are secured to their respective surface, wherein at least one of the spacers is within the area contact with the sample;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, участок связывания находится в контакте с подходящим объемом, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации; где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца; и где сниженная толщина образца снижает время инкубации до насыщения в случае связывания целевого объекта в подходящем объеме с участком связывания.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the binding site is in contact with the suitable volume, and the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and spacers, and is thinner than the maximum thickness of the sample, when the plates are in an open configuration; where the suitable volume is part or all of the sample volume; and wherein the reduced sample thickness reduces the incubation time to saturation when the target is bound in a suitable volume to the binding site.

1.2. Снижение времени инкубации до насыщения при связывании объекта, хранящегося на поверхности одной пластины, с участком связывания на поверхности другой пластины1.2. Reduced incubation time to saturation when binding an object stored on the surface of one plate to a binding site on the surface of another plate

Х3. Способ снижения времени инкубации до насыщения при связывании объекта, хранящегося на участке хранения одной пластины, с соответствующим участком связывания на другой пластине, как показано на фиг.1, 3с и 4b, который предусматривает:X3. A method for reducing the incubation time to saturation when binding an object stored in a storage area of one plate to a corresponding binding area in another plate, as shown in FIGS. 1, 3c and 4b, which comprises:

(a) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где поверхность первой пластины имеет участок связывания; а поверхность второй пластины имеет участок хранения, который содержит объект, подлежащий связыванию с участком связывания; где площадь участка связывания и площадь участка хранения меньше площади соответствующих пластин; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, where the surface of the first plate has a bonding area; and the surface of the second plate has a storage portion that contains an object to be bonded to the bonding portion; where the area of the binding area and the area of the storage area are less than the area of the corresponding plates; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(b) получение передающей среды, где объект на участке хранения способен растворяться в передающей среде и диффундировать в передающей среде;(b) obtaining a transmission medium, where the object in the storage area is capable of dissolving in the transmission medium and diffusing in the transmission medium;

(c) размещение, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, передающей среды на одной или обеих пластинах; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины частично или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing, when the plates are in an open configuration, the transfer medium on one or both plates; where the open configuration is a configuration in which the two plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение передающей среды за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания, участок хранения и по меньшей мере часть передающей среды находятся между пластинами, участок связывания и участок хранения находятся по меньшей мере частично на поверхности друг друга, передающая среда контактирует с по меньшей мере частью участка связывания и участка хранения, толщина передающей среды регулируется пластинами и разделителями, и она является более тонкой, чем максимальная толщина передающей среды в том случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации;(d) after (c) distributing the transmission medium by placing the plates in a closed configuration, wherein in the closed configuration the plates face each other, spacers, a bonding area, a storage area and at least a portion of the transmission medium are between the plates, the binding area and the area storages are at least partially on the surface of each other, the transfer medium is in contact with at least a part of the binding portion and the storage portion, the thickness of the transmission medium is controlled by the plates and spacers, and is thinner than the maximum thickness of the transmission medium in the case where the plates are in an open configuration;

где сниженная толщина передающей среды снижает время связывания объекта, хранящегося на второй пластине, с участком связывания на первой пластине.wherein the reduced thickness of the transmission medium reduces the binding time of an object stored on the second wafer to the binding site on the first wafer.

Х4. Устройство для снижения времени инкубации до насыщения при связывании объекта, хранящегося на участке хранения одной пластины, с участком связывания на другой пластине, как показано на фиг.1, 3с и 4b, содержащее:X4. A device for reducing the incubation time to saturation when binding an object stored on a storage area of one plate to a binding area on another plate, as shown in FIGS. 1, 3c and 4b, comprising:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где поверхность первой пластины имеет участок связывания; и поверхность второй пластины имеет участок хранения, который содержит объект, подлежащий связыванию с участком связывания; где площадь участка связывания и площадь участка хранения являются меньшими, чем соответствующие пластины; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, where the surface of the first plate has a bonding portion; and the surface of the second plate has a storage portion that contains an object to be bonded to the bonding portion; wherein the area of the binding portion and the area of the storage portion are smaller than the corresponding plates; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины либо частично, либо полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, а передающая среду может размещаться на одной или обеих пластинах, где объект на участке хранения способен растворяться в передающей среде и диффундировать в передающей среде,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the transmission medium can be placed on one or both plates, where the object in the storage area is capable of dissolving into the transmission medium environment and diffuse in the transmitting medium,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения передающей среды в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания, участок хранения и по меньшей мере часть передающей среды находятся между пластинами, участок связывания и участок хранения находятся по меньшей мере частично на поверхности друг друга, передающая среда контактирует с по меньшей мере частью участка связывания и участка хранения, толщина передающей среды регулируется пластинами и разделителями, и она является более тонкой, чем максимальная толщина передающей среды в том случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации;where the other of the configurations is a closed configuration, which is brought about after placing the transmission medium in an open configuration; and in a closed configuration, the plates face each other, the spacers, the bonding portion, the storage portion, and at least a portion of the transmission medium are between the plates, the bonding portion and the storage portion are at least partially on top of each other, the transmission medium is in contact with at least part of the binding portion and the storage portion, the thickness of the transmission medium is controlled by the plates and spacers, and is thinner than the maximum thickness of the transmission medium in the case where the plates are in an open configuration;

где сниженная толщина передающей среды снижает время инкубации до насыщения при связывании объекта на участке хранения второй пластины с участком связывания первой пластины.wherein the reduced thickness of the transfer medium reduces the incubation time to saturation when binding an object in the storage area of the second plate to the binding area of the first plate.

В способе по пункту Х3 и устройстве по пункту Х4, в некоторых вариантах осуществления передающая среда содержит жидкость, которая обеспечивает диффузию объекта или реагента или обоих.In the method of item X3 and the device of item X4, in some embodiments, the transfer medium contains a liquid that allows for the diffusion of the object or the reagent or both.

В способе по пункту Х3 и устройстве по пункту Х4 в некоторых вариантах осуществления передающая среда представляет собой образец, где образец содержит аналит (также называемый целевой аналит), который связывается с участком связывания.In the method of item X3 and the device of item X4, in some embodiments, the transfer medium is a sample, where the sample contains an analyte (also called a target analyte) that binds to a binding site.

В способе по пункту Х3 и устройстве по пункту Х4 в некоторых вариантах осуществления передающая среда представляет собой образец, где образец содержит аналит (также называемый целевой аналит), который связывается с участком связывания, и реагент представляет собой средство для выявления, которое связывается с аналитом.In the method of item X3 and the apparatus of item X4, in some embodiments, the transfer medium is a sample, where the sample contains an analyte (also called a target analyte) that binds to a binding site, and the reagent is a detection agent that binds to the analyte.

1.3. Снижение времени добавления (смешивания) реагента, хранящегося на поверхности, в образец жидкости1.3. Reducing the time it takes to add (mix) a reagent stored on the surface to a liquid sample

Для многих анализов требуется добавление реагентов в образец (в том числе жидкость). Зачастую необходимо контролировать концентрацию реагентов, добавляемых в образец или жидкость. Существуют потребности в новых способах для осуществления добавления таких реагентов и контроля их концентрации, которые являются простыми и/или низкозатратными. Два примера, при которых требуется добавление реагентов, представляют собой (а) подсчет эритроцитов, где антикоагулянт и/или реагент(реагенты) для окрашивания можно добавить в образец крови, и (b) иммунологические анализы, где средства для выявления добавляют для связывания целевого аналита в растворе.Many tests require the addition of reagents (including liquid) to the sample. It is often necessary to control the concentration of reagents added to a sample or liquid. There is a need for new methods for adding such reagents and controlling their concentrations that are simple and/or low cost. Two examples where the addition of reagents are required are (a) red blood cell counts, where anticoagulant and/or staining reagent(s) can be added to the blood sample, and (b) immunoassays, where detection agents are added to bind the target analyte in solution.

Один аспект настоящего изобретения предусматривает способы, устройства и системы, которые делают добавление реагента и контроль концентрации реагента простыми и/или низкозатратными. В одном варианте осуществления настоящего изобретения слой реагента (например, слой высушенного реагента) вначале наносят на поверхность пластины в устройстве для CROF, а затем образец размещают в устройство для CROF, и в ходе способа CROF образец приводится в контакт с реагентом, и при этом толщина образца тоньше толщины в случае, когда образец находится при открытой конфигурации пластин для CROF. За счет снижения толщины образца будет снижаться время диффузии, за которое реагент диффундирует с поверхности в весь образец, и, следовательно, снижается время смешивания реагента с образцом.One aspect of the present invention provides methods, devices and systems that make adding a reagent and controlling the concentration of a reagent simple and/or low cost. In one embodiment of the present invention, a layer of reagent (eg, a layer of dried reagent) is first applied to the surface of the wafer in a CROF device, and then the sample is placed in the CROF device, and during the CROF process, the sample is brought into contact with the reagent, and the thickness sample is thinner than the thickness when the sample is in an open plate configuration for CROF. By reducing the thickness of the sample, the diffusion time during which the reagent diffuses from the surface into the entire sample will be reduced, and, consequently, the time for mixing the reagent with the sample will be reduced.

Х5. Способ уменьшения времени смешивания реагента, хранящегося на поверхности пластины, в образце, как показано на фиг.1, 3b и 4с, предусматривающий:X5. A method for reducing the mixing time of a reagent stored on the surface of a plate in a sample, as shown in Figs. 1, 3b and 4c, comprising:

(a) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, который содержит реагенты, подлежащие добавлению в образец, и при этом реагенты способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно определенную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other into different configurations, wherein the first plate has on its surface a storage portion that contains reagents to be added to the sample, and wherein the reagents are capable of dissolving in the sample and diffusing into sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(b) получение образца;(b) obtaining a sample;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок хранения и по меньшей мере часть образца находятся между пластинами, образец контактирует с по меньшей мере частью участка хранения, толщину образца на участке хранения регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации;(d) after (c) distributing the sample by placing the plates in a closed configuration, wherein in the closed configuration the plates face each other, the separators, the storage area and at least a portion of the sample are between the plates, the sample is in contact with at least a portion of the storage area , the thickness of the sample in the storage area is controlled by plates and spacers, and is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in an open configuration;

где сниженная толщина образца снижает время смешивания реагентов на участке хранения с образцом.where the reduced thickness of the sample reduces the time for mixing reagents in the storage area with the sample.

В способе по пункту Х5 пока пластины находятся в закрытой конфигурации, дополнительно предусмотрена стадия инкубации, где время инкубации выбрано таким образом, что она приводит к тому, что значительное количество реагентов, растворимых в образце, содержится в подходящем объеме образца, где подходящий объем представляет собой объем образца, который располагается на участке связывания, а инкубация представляет собой процесс, который обеспечивает возможность растворения и диффузии реагента в образце.In the method of item X5, while the plates are in a closed configuration, an additional incubation step is provided, where the incubation time is chosen such that it results in a significant amount of reagents soluble in the sample being contained in a suitable volume of the sample, where the suitable volume is the volume of the sample that is located at the binding site, and incubation is the process that allows the reagent to dissolve and diffuse into the sample.

В способе по пункту Х5 после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, дополнительно предусмотрена стадия, на которой инкубация проводится в течение времени, равного или меньше времени, кратного времени диффузии реагента в образце через толщину образца, регулируемой пластинами при закрытой конфигурации, а затем инкубация прекращается; при этом инкубация обеспечивает возможность диффузии реагента в образце; и при этом коэффициент составляет 0,0001, 0,001, 0,01, 0,1, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000, 10000 или находится в диапазоне между любыми из этих значений. Например, если коэффициент составляет 1,1, а время диффузии составляет 20 секунд, то время инкубации равно 22 секундам или меньше. В одном предпочтительном варианте осуществления коэффициент составляет 0,1, 1, 1,5 или находится в диапазоне между любыми из этих значений.In the method according to point X5, after (d) and while the plates are in a closed configuration, there is additionally a stage in which incubation is carried out for a time equal to or less than the time that is a multiple of the time of diffusion of the reagent in the sample through the thickness of the sample, controlled by the plates in a closed configuration, and then the incubation stops; in this case, incubation provides the possibility of diffusion of the reagent in the sample; and the coefficient is 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000 , 10000, or between any of these values. For example, if the coefficient is 1.1 and the diffusion time is 20 seconds, then the incubation time is 22 seconds or less. In one preferred embodiment, the coefficient is 0.1, 1, 1.5, or a range between any of these values.

Х6. Устройство для снижения времени добавления реагента, хранящегося на поверхности пластины, в образце, как показано на фиг.1, 3b и 4с, которое содержит:X6. A device for reducing the time of adding a reagent stored on the surface of a plate to a sample, as shown in Figures 1, 3b and 4c, which contains:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, который содержит реагенты, подлежащие добавлению в образец, при этом реагенты способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, wherein the first plate has on its surface a storage portion that contains reagents to be added to the sample, the reagents being capable of dissolving in the sample and diffusing in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, в которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения передающей среды в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок хранения и по меньшей мере часть образца находятся между пластинами, образец контактирует с по меньшей мере частью участка хранения, толщину образца на участке хранения регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца в случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации;where the other of the configurations is a closed configuration, which is brought about after placing the transmission medium in an open configuration; and in a closed configuration, the plates face each other, the spacers, the storage area and at least a portion of the sample are between the plates, the sample is in contact with at least a portion of the storage area, the thickness of the sample in the storage area is controlled by the plates and spacers and is thinner , than the maximum sample thickness when the plates are in an open configuration;

где сниженная толщина образца снижает время смешивания реагентов на участке хранения с образцом.where the reduced thickness of the sample reduces the time for mixing reagents in the storage area with the sample.

В способе или устройствах по любому из пунктов X1-6 в некоторых вариантах осуществления подходящий объем образца представляет собой объем образца, который размещается на (т.е. на поверхности) участке связывания или участке хранения.In the method or devices of any one of claims X1-6, in some embodiments, a suitable sample volume is a sample volume that is placed on (ie, on the surface of) the binding site or storage site.

В способе или устройствах по любому из пунктов Х1-6 в некоторых вариантах осуществления подходящий объем образца представляет собой объем образца, который размещается на (т.е. на поверхности) всей площади или части площади участка связывания или участка хранения.In the method or devices of any one of claims X1-6, in some embodiments, a suitable sample volume is a sample volume that is placed on (ie, on the surface of) all or part of the area of the binding area or storage area.

В способе или устройствах по любому из пунктов X1-6 в некоторых вариантах осуществления соотношение размера в горизонтальной проекции участка связывания или участка хранения и толщины образца при закрытой конфигурации составляет 1,5 3 или больше, 3 или больше, 5 или больше, 10 или больше, 20 или больше, 30 или больше, 50 или больше, 100 или больше, 200 или больше, 1000 или больше, 10000 или больше или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the method or devices of any one of items X1-6, in some embodiments, the ratio of the horizontal dimension of the binding area or storage area and the thickness of the sample in a closed configuration is 1.5 3 or more, 3 or more, 5 or more, 10 or more , 20 or more, 30 or more, 50 or more, 100 or more, 200 or more, 1000 or more, 10000 or more, or is between any two of these values.

В способе или устройствах по любому из пунктов X1-6 соотношение размера в горизонтальной проекции участка связывания или участка хранения и толщины образца при закрытой конфигурации составляет от 3 до 20 в предпочтительном варианте осуществления, от 20 до 100 в другом предпочтительном варианте осуществления, и от 100 до 1000 в другом предпочтительном варианте осуществления и от 1000 до 10000 в другом предпочтительном варианте осуществления.In the method or devices of any one of items X1 to 6, the ratio of the horizontal dimension of the binding section or storage section and the thickness of the sample in a closed configuration is from 3 to 20 in a preferred embodiment, from 20 to 100 in another preferred embodiment, and from 100 up to 1000 in another preferred embodiment and from 1000 to 10000 in another preferred embodiment.

В способе по любому из пунктов X1 и Х3 в некоторых вариантах осуществления конечная сниженная толщина образца является значимо меньшей, чем у площади участка связывания, поэтому объекту в площади образца, который находится за пределами участка связывания, понадобится больше времени, чтобы связаться с участком связывания. При надлежащем выборе времени инкубации объект, который связывается с участками связывания, будет преимущественно представлять собой объект в объеме образца, который размещается на участке связывания (т.е. в объеме образца, который находится прямо над областью связывания). Тогда расчет концентрации объекта в образце будет основан на толщине образца и площади участка связывания.In the method of any one of X1 and X3, in some embodiments, the final reduced thickness of the sample is significantly less than the area of the binding site, such that an object in the sample area that is outside the binding site will take longer to contact the binding site. With proper incubation timing, the object that binds to the binding sites will preferentially be an object in the sample volume that is located at the binding site (ie, in the sample volume that is directly above the binding region). The calculation of the concentration of the object in the sample will then be based on the thickness of the sample and the area of the binding site.

В способе по пункту Х5 в некоторых вариантах осуществления конечная сниженная толщина образца значительно меньше площади участка хранения, так что объектуIn the method of item X5, in some embodiments, the final reduced thickness of the sample is significantly less than the area of the storage area, so that the object

в области образца, который находится за пределами участка связывания, потребуется больше времени, чтобы связаться с участком связывания. При надлежащем выборе времени инкубации объект, который связывается с участками связывания, будет преимущественно представлять собой объект в объеме образца, который размещается на участке связывания (т.е. в объеме образца, который находится прямо над областью связывания). Тогда расчет концентрации объекта в образце будет основан на толщине образца и площади участка связывания.in a sample region that is outside the binding site, it will take longer to contact the binding site. With proper incubation timing, the object that binds to the binding sites will preferentially be an object in the sample volume that is located at the binding site (ie, in the sample volume that is directly above the binding region). The calculation of the concentration of the object in the sample will then be based on the thickness of the sample and the area of the binding site.

В способе по любому из пунктов Х2, Х4, Х6 дополнительно предусмотрено устройство для сжатия, которое приводит пластины из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию. В некоторых вариантах осуществления устройство для сжатия представляет собой один вариант осуществления или любую их комбинацию, описанные в настоящем изобретении.The method according to any one of items X2, X4, X6 additionally provides a compression device that brings the plates from an open configuration to a closed configuration. In some embodiments, the compression device is one embodiment or any combination thereof described in the present invention.

В способе по любому из пунктов Х2, Х4, Х6 дополнительно предусмотрено устройство для сжатия, которое приводит пластины из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию, и устройство для удерживания, которое выполнено с возможностью удерживания пластин в закрытой конфигурации. В некоторых вариантах осуществления устройство для удерживания представляет собой один вариант осуществления или любую их комбинацию, описанные в настоящем изобретении.The method according to any one of items X2, X4, X6 is further provided with a compression device that drives the plates from an open configuration to a closed configuration, and a holding device that is configured to hold the plates in a closed configuration. In some embodiments, the retention device is one or any combination thereof described in the present invention.

В способе по любому из пунктов Х2, Х4, Х6 дополнительно предусмотрено устройство для сжатия, которое приводит пластины из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию, и устройство для удерживания, которое разработано с возможностью удерживания пластин в закрытой конфигурации в течение времени, составляющего 0,001 с или меньше, 0,01 с или меньше, 0,1 с или меньше, 1 с или меньше, 5 с или меньше, 10 с или меньше, 20 с или меньше, 30 с или меньше, 40 с или меньше, 1 мин. или меньше, 2 мин. или меньше, 3 мин. или меньше, 5 мин. или меньше, 10 мин. или меньше, 20 мин. или меньше, 30 мин. или меньше, 60 мин. или меньше, 90 мин. или меньше, 120 мин. или меньше, 180 мин. или меньше, 250 мин. или меньше или находящегося в диапазоне между любыми двумя из этих значений.The method of any one of X2, X4, X6 further includes a compression device that drives the plates from an open configuration to a closed configuration, and a holding device that is designed to hold the plates in a closed configuration for a time of 0.001 s or less , 0.01 s or less, 0.1 s or less, 1 s or less, 5 s or less, 10 s or less, 20 s or less, 30 s or less, 40 s or less, 1 min. or less, 2 min. or less, 3 min. or less, 5 min. or less, 10 min. or less, 20 min. or less, 30 min. or less, 60 min. or less, 90 min. or less, 120 min. or less, 180 min. or less, 250 min. or less than or in the range between any two of these values.

В способе по любому из пунктов Х2, Х4, Х6 дополнительно предусмотрено устройство для сжатия, которое приводит пластины из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию, и устройство для удерживания, которое выполнено с возможностью удерживания пластин в закрытой конфигурации в течение времени, составляющего в предпочтительном варианте осуществления 0,001 с или меньше, 0,01 с или меньше, 0,1 с или меньше, 1 с или меньше, 5 с или меньше, 10 с или меньше, 20 с или меньше, 30 с или меньше, 40 с или меньше, 1 мин. или меньше, 2 мин. или меньше, 3 мин. или меньше или находящегося в диапазоне между любыми двумя из этих значений.The method according to any one of items X2, X4, X6 is further provided with a compression device that drives the plates from an open configuration to a closed configuration, and a holding device that is configured to hold the plates in a closed configuration for a time of, in the preferred embodiment, 0.001 s or less, 0.01 s or less, 0.1 s or less, 1 s or less, 5 s or less, 10 s or less, 20 s or less, 30 s or less, 40 s or less, 1 min. or less, 2 min. or less, 3 min. or less than or in the range between any two of these values.

Конечная толщина образца. Конечная толщина образца в закрытой конфигурации пластин может быть значительным фактором в снижении времени инкубации до насыщения. Конечная толщина после снижения толщины/деформации, в зависимости от свойств объекта и образцов, а также применений, обсуждается по отношению к регулируемому промежутку между пластинами.Final sample thickness. The final sample thickness in a closed plate configuration can be a significant factor in reducing incubation time to saturation. The final thickness after thickness reduction/strain, depending on object and specimen properties and applications, is discussed in relation to the adjustable plate spacing.

В некоторых вариантах осуществления конечная толщина образца составляет менее приблизительно 0,5 мкм (микрометра), менее приблизительно 1 мкм, менее приблизительно 1,5 мкм, менее приблизительно 2 мкм, менее приблизительно 4 мкм, менее приблизительно 6 мкм, менее приблизительно 8 мкм, менее приблизительно 10 мкм, менее приблизительно 12 мкм, менее приблизительно 14 мкм, менее приблизительно 16 мкм, менее приблизительно 18 мкм, менее приблизительно 20 мкм, менее приблизительно 25 мкм, менее приблизительно 30 мкм, менее приблизительно 35 мкм, менее приблизительно 40 мкм, менее приблизительно 45 мкм, менее приблизительно 50 мкм, менее приблизительно 55 мкм, менее приблизительно 60 мкм, менее приблизительно 70 мкм, менее приблизительно 80 мкм, менее приблизительно 90 мкм, менее приблизительно 100 мкм, менее приблизительно 110 мкм, менее приблизительно 120 мкм, менее приблизительно 140 мкм, менее приблизительно 160 мкм, менее приблизительно 180 мкм, менее приблизительно 200 мкм, менее приблизительно 250 мкм, менее приблизительно 300 мкм, менее приблизительно 350 мкм, менее приблизительно 400 мкм, менее приблизительно 450 мкм, менее приблизительно 500 мкм, менее приблизительно 550 мкм, менее приблизительно 600 мкм, менее приблизительно 650 мкм, менее приблизительно 700 мкм, менее приблизительно 800 мкм, менее приблизительно 900 мкм, менее приблизительно 1000 мкм (1 мм), менее приблизительно 1,5 мм, менее приблизительно 2 мм, менее приблизительно 2,5 мм, менее приблизительно 3 мм, менее приблизительно 3,5 мм, менее приблизительно 4 мм, менее приблизительно 5 мм, менее приблизительно 6 мм, менее приблизительно 7 мм, менее приблизительно 8 мм, менее приблизительно 9 мм, менее приблизительно 10 мм или находиться в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, the final sample thickness is less than about 0.5 μm (micrometer), less than about 1 μm, less than about 1.5 μm, less than about 2 μm, less than about 4 μm, less than about 6 μm, less than about 8 μm, less than about 10 microns, less than about 12 microns, less than about 14 microns, less than about 16 microns, less than about 18 microns, less than about 20 microns, less than about 25 microns, less than about 30 microns, less than about 35 microns, less than about 40 microns, less than about 45 microns, less than about 50 microns, less than about 55 microns, less than about 60 microns, less than about 70 microns, less than about 80 microns, less than about 90 microns, less than about 100 microns, less than about 110 microns, less than about 120 microns, less than about 140 microns, less than about 160 microns, less than about 180 microns, less than about 200 microns, less than about 250 microns, less than about 300 microns, less than about 350 microns, less than about 400 microns, less than about 450 microns, less than about 500 microns, less than about 550 µm, less than about 600 µm, less than about 650 µm, less than about 700 µm, less than about 800 µm, less than about 900 µm, less than about 1000 µm (1 mm), less than about 1.5 mm, less than about 2 mm , less than about 2.5 mm, less than about 3 mm, less than about 3.5 mm, less than about 4 mm, less than about 5 mm, less than about 6 mm, less than about 7 mm, less than about 8 mm, less than about 9 mm, less than approximately 10 mm or between any two of these values.

В определенных вариантах осуществления конечная толщина образца в закрытой конфигурации составляет менее 0,5 мкм (микрон), менее 1 мкм, менее 5 мкм, менее 10 мкм, менее 20 мкм, менее 30 мкм, менее 50 мкм, менее 100 мкм, менее 200 мкм, менее 300 мкм, менее 500 мкм, менее 800 мкм, менее 200 мкм, менее 1 мм (миллиметр), менее 2 мм (миллиметров), менее 4 мм (миллиметров), менее 8 мм (миллиметров) или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In certain embodiments, the final sample thickness in a closed configuration is less than 0.5 μm (micron), less than 1 μm, less than 5 μm, less than 10 μm, less than 20 μm, less than 30 μm, less than 50 μm, less than 100 μm, less than 200 µm, less than 300 µm, less than 500 µm, less than 800 µm, less than 200 µm, less than 1 mm (millimeters), less than 2 mm (millimeters), less than 4 mm (millimeters), less than 8 mm (millimeters) or between any two of these values.

В определенных вариантах осуществления Q-способы делают конечную толщину образца однородной, и в них применяют плоские поверхности первой пластины и второй пластины.In certain embodiments, Q-methods make the final sample thickness uniform and employ flat surfaces of the first plate and the second plate.

В настоящем изобретении инкубацию образца выполняют при различных температурах, влажности, газовой среде и различной продолжительности во времени, со встряхиванием или без встряхивания.In the present invention, sample incubation is performed at different temperatures, humidity, gas environment and different durations of time, with or without shaking.

Время инкубации. В способе по любому из пунктов XI и ХЗ после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, дополнительно предусмотрена стадия, на которой инкубация проводится в течение времени, равного или меньше времени, кратного времени диффузии объекта в образце, диффундирующего через толщину образца, регулируемой пластинами при закрытой конфигурации, а затем инкубация прекращается; где инкубация обеспечивает возможность связывания объекта с участком связывания; и при этом коэффициент составляет 0,0001, 0,001, 0,01, 0,1, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000, 10000 или находится в диапазоне между любыми из этих значений. Например, если коэффициент составляет 1,1, а время диффузии составляет 20 секунд, то время инкубации равно 22 секундам или меньше. В одном предпочтительном варианте осуществления коэффициент составляет 0,1, 1, 1,5 или находится в диапазоне между любыми из этих значений.Incubation time. In the method according to any of points XI and X3, after (d) and while the plates are in a closed configuration, there is additionally a stage in which incubation is carried out for a time equal to or less than the time that is a multiple of the time of diffusion of the object in the sample, diffusing through the thickness of the sample, adjustable plates in a closed configuration, and then incubation stops; wherein incubation allows the object to bind to the binding site; and the coefficient is 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000 , 10000, or between any of these values. For example, if the coefficient is 1.1 and the diffusion time is 20 seconds, then the incubation time is 22 seconds or less. In one preferred embodiment, the coefficient is 0.1, 1, 1.5, or a range between any of these values.

В способе по пункту Х5 после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, дополнительно предусмотрена стадия, на которой инкубация проводится в течение времени, равного или меньше времени, кратного времени диффузии реагентов, диффундирующих через толщину образца, регулируемой пластинами при закрытой конфигурации, а затем инкубация прекращается; где инкубация обеспечивает возможность связывания объекта с участком связывания; и при этом коэффициент составляет 0,0001, 0,001, 0,01, 0,1, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000, 10000 или находится в диапазоне между любыми из этих значений. Например, если коэффициент составляет 1,1, а время диффузии составляет 20 секунд, то время инкубации равно 22 секундам или меньше. В одном предпочтительном варианте осуществления коэффициент составляет 0,1, 1, 1,5 или находится в диапазоне между любыми из этих значений.In the method according to point X5, after (d) and while the plates are in a closed configuration, there is additionally a stage in which the incubation is carried out for a time equal to or less than the time of diffusion of the reagents diffusing through the thickness of the sample, controlled by the plates in a closed configuration, and then the incubation stops; wherein incubation allows the object to bind to the binding site; and the coefficient is 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000 , 10000, or between any of these values. For example, if the coefficient is 1.1 and the diffusion time is 20 seconds, then the incubation time is 22 seconds or less. In one preferred embodiment, the coefficient is 0.1, 1, 1.5, or a range between any of these values.

Способ по любому из пунктов X1, Х3 и Х5 или устройство по любому из пунктов Х2, Х4 и Х6, где по меньшей мере один из разделителей находится внутри площади контакта с образцом.The method according to any of paragraphs X1, X3 and X5 or the device according to any of paragraphs X2, X4 and X6, where at least one of the separators is located inside the contact area with the sample.

Способ по любому из пунктов X1, Х3 и Х5 или устройство по любому из пунктов Х2, Х4 и Х6, где разделители имеют предварительно определенное расстояние между разделителями.The method of any one of X1, X3 and X5 or the device of any of X2, X4 and X6, wherein the spacers have a predetermined distance between the spacers.

В способе по любому из пунктов X1, Х3, Х5, пока пластины находятся в закрытой конфигурации, дополнительно предусмотрена стадия инкубации, время инкубации до насыщения при сниженной толщине образца составляет 0,001 с или меньше, 0,01 с или меньше, 0,1 с или меньше, 1 с или меньше, 5 с или меньше, 10 с или меньше, 20 с или меньше, 30 с или меньше, 40 с или меньше, 1 мин. или меньше, 2 мин. или меньше, 3 мин. или меньше, 5 мин. или меньше, 10 мин. или меньше, 20 мин. или меньше, 30 мин. или меньше, 60 мин. или меньше, 90 мин. или меньше, 120 мин. или меньше, 180 мин. или меньше, 250 мин. или меньше или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the method of any one of X1, X3, X5, while the plates are in a closed configuration, an incubation step is additionally provided, the incubation time to saturation at reduced sample thickness is 0.001 s or less, 0.01 s or less, 0.1 s or less, 1 s or less, 5 s or less, 10 s or less, 20 s or less, 30 s or less, 40 s or less, 1 min. or less, 2 min. or less, 3 min. or less, 5 min. or less, 10 min. or less, 20 min. or less, 30 min. or less, 60 min. or less, 90 min. or less, 120 min. or less, 180 min. or less, 250 min. or less than or in the range between any two of these values.

В способе по любому из пунктов X1, Х3, Х5 время инкубации до насыщения при сниженной толщине образца в закрытой конфигурации составляет 0,001 с или меньше, 0,01 с или меньше, 0,1 с или меньше, 1 с или меньше, 5 с или меньше, 10 с или меньше, 20 с или меньше, 30 с или меньше, 40 с или меньше, 1 мин. или меньше, 2 мин. или меньше, 3 мин. или меньше, 5 мин. или меньше, 10 мин. или меньше, 20 мин. или меньше, 30 мин. или меньше, 60 мин. или меньше, 90 мин. или меньше, 120 мин. или меньше, 180 мин. или меньше, 250 мин. или меньше или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the method of any one of X1, X3, X5, the incubation time to saturation at reduced sample thickness in a closed configuration is 0.001 s or less, 0.01 s or less, 0.1 s or less, 1 s or less, 5 s or less, 10 s or less, 20 s or less, 30 s or less, 40 s or less, 1 min. or less, 2 min. or less, 3 min. or less, 5 min. or less, 10 min. or less, 20 min. or less, 30 min. or less, 60 min. or less, 90 min. or less, 120 min. or less, 180 min. or less, 250 min. or less than or in the range between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления средства для захвата сначала иммобилизуют на участке связывания, затем образец приводят в контакт с участком связывания и объект в образце захватывается средствами для захвата и, наконец, добавляют средства для выявления, подлежащие связыванию с захваченным объектом, и сигнал от средств для выявления будут считывать (например, с помощью оптических способов, электрических способов или их комбинации). В некоторых вариантах осуществления кроме средств для захвата и средств для выявления добавляют другие реагенты (например, блокирующее средство).In some embodiments, the capture means is first immobilized at the binding site, then the sample is brought into contact with the binding site and the object in the sample is captured by the capture means, and finally the detection means to be associated with the captured object and the signal from the detection means are added. will be read (for example, using optical methods, electrical methods, or a combination thereof). In some embodiments, other reagents (eg, a blocking agent) are added in addition to capture agents and detection agents.

Во многих вариантах применения, таких как РоС, желательно иметь простые и/или недорогие устройства и способы для добавления дополнительных реагентов в образец. Один аспект настоящего изобретения связан с простыми и/или недорогими устройствами и способами для добавления дополнительных реагентов в образец. Добавляемые дополнительные реагенты включают средства для выявления, блокирующие средства, усилители светового сигнала, гасители светового сигнала или другие. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения процессы анализа контролируются за счет применения различного времени высвобождения реагентов, хранящихся в одном и том же местоположении. Различного времени высвобождения можно достичь за счет добавления других материалов, которые имеют различную скорость растворения.In many applications, such as PoC, it is desirable to have simple and/or inexpensive devices and methods for adding additional reagents to the sample. One aspect of the present invention relates to simple and/or inexpensive devices and methods for adding additional reagents to a sample. Additional reagents added include detection agents, blocking agents, light signal enhancers, light signal suppressors, or others. In some embodiments of the present invention, assay processes are controlled by using different release times for reagents stored at the same location. Different release times can be achieved by adding other materials that have different dissolution rates.

В определенных вариантах осуществления концентрацию реагента, смешиваемого с образцом, можно контролировать путем контроля толщины образца (например, контроля отношения толщины образца к области участка хранения и/или времени смешивания).In certain embodiments, the concentration of the reagent mixed with the sample can be controlled by controlling the thickness of the sample (eg, controlling the ratio of sample thickness to storage area and/or mixing time).

2. Пластины, разделители, деления шкал, регуляция толщины образца2. Plates, separators, scale divisions, regulation of sample thickness

2.1. Конфигурации пластин и регуляция толщины образца2.1. Plate configurations and sample thickness adjustment

Открытая конфигурация. В некоторых вариантах осуществления в открытой конфигурации две пластины (т.е. первая пластина и вторая пластина) отделены друг от друга. В определенных вариантах осуществления две пластины имеют одну сторону, соединенную вместе, во время всех операций с пластинами (в том числе открытой и закрытой конфигурации), при этом две пластины открываются и закрываются подобно книге. В некоторых вариантах осуществления две пластины имеют прямоугольную (или квадратную) форму, и две стороны прямоугольника соединены вместе во время всех операций с пластинами.Open configuration. In some embodiments, in an open configuration, the two plates (ie, the first plate and the second plate) are separated from each other. In certain embodiments, the two plates have one side locked together during all plate operations (including open and closed configurations), with the two plates opening and closing like a book. In some embodiments, the two wafers are rectangular (or square) in shape, and the two sides of the rectangle are joined together during all wafer operations.

В некоторых вариантах осуществления открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой пластины находятся далеко друг от друга, вследствие чего образец размещается на одной пластине из пары без препятствия в виде другой пластины из пары.In some embodiments, an open configuration is one in which the plates are spaced far apart such that the sample is placed on one plate of a pair without being obstructed by the other plate of the pair.

В некоторых вариантах осуществления открытая конфигурация предусматривает конфигурацию, при которой пластины размещены далеко друг от друга, вследствие чего образец размещается непосредственно на одной пластине, как если бы другая пластина не существовала.In some embodiments, an open configuration provides a configuration in which the plates are placed far apart from each other, whereby the sample is placed directly on one plate as if the other plate did not exist.

В некоторых вариантах осуществления открытая конфигурация предусматривает конфигурацию, при которой пара пластин отделена друг от друга расстоянием, составляющим по меньшей мере 10 нм, по меньшей мере 100 нм, по меньшей мере 1000 нм, по меньшей мере 0,01 см, по меньшей мере 0,1 см, по меньшей мере 0,5 см, по меньшей мере 1 см, по меньшей мере 2 см или по меньшей мере 5 см или находящимся в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, the open configuration includes a configuration in which a pair of plates are separated from each other by a distance of at least 10 nm, at least 100 nm, at least 1000 nm, at least 0.01 cm, at least 0 .1 cm, at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 2 cm or at least 5 cm or between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления открытая конфигурация предусматривает конфигурацию, при которой пара пластин ориентирована в различных направлениях. В некоторых вариантах осуществления открытая конфигурация предусматривает конфигурацию, которая определяет промежуток доступа между парой пластин, в которую они приводятся для осуществления добавления образца.In some embodiments, the open configuration provides a configuration in which the pair of plates are oriented in different directions. In some embodiments, the open configuration provides a configuration that defines an access gap between a pair of wafers into which they are driven to effect sample addition.

В некоторых вариантах осуществления открытая конфигурация предусматривает конфигурацию, где каждая пластина имеет поверхность контакта с образцом, и где по меньшей мере одна из поверхностей контакта у пластин является не покрытой, когда пластины находятся в открытой конфигурации.In some embodiments, the open configuration provides a configuration where each wafer has a sample contact surface, and where at least one of the wafers' contact surfaces is uncovered when the wafers are in the open configuration.

Закрытая конфигурация и регуляция толщины образца. В настоящем изобретении закрытая конфигурация двух пластин представляет собой конфигурацию, при которой пространство (т.е. расстояние) между внутренними поверхностями двух пластин регулируется разделителями между двумя пластинами. Поскольку внутренние поверхности (также называемые «поверхность для образца») пластин находятся в контакте с образцом во время стадии сжатия процесса CROF, то при закрытой конфигурации толщина образца регулируется с помощью разделителей.Closed configuration and sample thickness adjustment. In the present invention, the closed two-plate configuration is a configuration in which the space (ie, distance) between the inner surfaces of the two plates is controlled by spacers between the two plates. Since the inner surfaces (also called "sample surface") of the plates are in contact with the sample during the compression stage of the CROF process, in a closed configuration the thickness of the sample is controlled using spacers.

Во время процесса перевода пластин из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию пластины обращены друг к другу (по меньшей мере часть пластин обращена друг к другу), и при этом для перевода двух пластин вместе прилагают силу. Если две пластины приводят из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию, то внутренние поверхности двух пластин сжимают образец, размещенный на пластине(пластинах) в целях снижения толщины образца (при этом образец имеет открытый поток в боковом направлении между пластинами), а толщину подходящего объема образца определяют с помощью разделителей, пластин и способа, который предполагается применять, а также механического/жидкостного свойства образца. Толщину при закрытой конфигурации можно предварительно задавать для определенного образца и определенных разделителей, пластин и способа сдавливания пластин.During the process of transferring the plates from an open configuration to a closed configuration, the plates are facing each other (at least a portion of the plates are facing each other), and a force is applied to transfer the two plates together. If two plates are brought from an open configuration to a closed configuration, then the inner surfaces of the two plates compress the sample placed on the plate(s) to reduce the thickness of the sample (with the sample having open flow in the lateral direction between the plates), and the thickness of the suitable volume of the sample is determined using spacers, plates and the method to be used, as well as the mechanical/fluidic properties of the sample. The closed configuration thickness can be preset for a specific sample and specific spacers, plates, and plate compression method.

Термины «регуляция пространства между внутренними поверхностями пластин с помощью разделителей», или «регуляция толщины образца с помощью пластин и разделителя», или «толщина образца регулируется с помощью разделителей и пластин» означают, что толщина образца в процессе CROF задается с помощью определенных пластин, разделителей, образца и способа сдавливания.The terms “control of the space between the inner surfaces of the plates using spacers”, or “control of the thickness of the sample using plates and a spacer”, or “the thickness of the sample is controlled using spacers and plates” mean that the thickness of the sample in the CROF process is set using specific plates, separators, sample and compression method.

В некоторых вариантах осуществления регулируемая толщина образца при закрытой конфигурации является такой же, как и высота разделителя; в этом случае при закрытой конфигурации разделители непосредственно контактируют с обеими пластинами (при одна пластина представляет собой пластину, на которой закреплен разделитель, а другая пластина представляет собой пластину, которая приводится в контакт с разделителем).In some embodiments, the adjustable sample thickness in a closed configuration is the same as the height of the spacer; in this case, in a closed configuration, the spacers are in direct contact with both plates (with one plate being the plate on which the spacer is secured and the other plate being the plate that is brought into contact with the spacer).

В определенных вариантах осуществления регулируемая толщина образца при закрытой конфигурации больше, чем высота разделителя; в этом случае при закрытой конфигурации разделители непосредственно контактируют только с пластиной, на которой разделители закреплены или присоединены к ее поверхности, и опосредованно контактируют с другой пластиной (т.е. опосредованный контакт). Термин «опосредованный контакт» с пластиной означает, что разделитель и пластина отделены за счет тонкого слоя образца, который называется «остаточным слоем образца», а его толщина называется «остаточной толщиной». В случае определенных разделителей и пластин, определенного способа сдавливания пластин и определенного образца остаточная толщина может быть предварительно заданной (предварительно заданный означает перед достижением закрытой конфигурации), что приводит к предварительному заданию толщины образца при закрытой конфигурации. Это происходит благодаря тому, что остаточный слой является одинаковым в случае определенных условий (образца, разделителей, пластин и силы сдавливания) и его можно предварительно калибровать и/или рассчитывать. Регулируемая толщина образца примерно равна высоте разделителя вместе с остаточной толщиной образца.In certain embodiments, the adjustable sample thickness in a closed configuration is greater than the height of the spacer; in this case, in a closed configuration, the spacers directly contact only the plate on which the spacers are attached or attached to its surface, and indirectly contact the other plate (ie, indirect contact). The term "indirect contact" with the plate means that the spacer and the plate are separated by a thin layer of the sample, which is called the "residual sample layer", and its thickness is called the "residual thickness". In the case of certain spacers and plates, a certain method of pressing the plates and a certain sample, the residual thickness may be preset (preset means before reaching the closed configuration), which results in a preset thickness of the sample at the closed configuration. This is due to the fact that the residual layer is the same under certain conditions (sample, separators, plates and compression force) and can be pre-calibrated and/or calculated. The adjustable thickness of the sample is approximately equal to the height of the separator together with the remaining thickness of the sample.

Во многих вариантах осуществления размер и форма столбиков являются предварительно охарактеризованными (т.е. предварительно заданными) перед их применением. Информацию о предварительно заданных параметрах применяют для проведения в дальнейшем анализа, такого как определение объема образца (или подходящего объема) и т.д.In many embodiments, the size and shape of the posts are pre-characterized (ie, predetermined) before they are used. Information about the preset parameters is used for further analysis, such as determining the sample volume (or suitable volume), etc.

В некоторых вариантах осуществления регулирование толщины образца включает применение замыкающей силы (силы сжатия) в отношении пластин для поддержания пространства между пластинами.In some embodiments, adjusting the thickness of the sample includes applying a closing force (compressive force) to the plates to maintain space between the plates.

В некоторых вариантах осуществления регулирование толщины образца включает установление пространства между пластинами с помощью разделителей, замыкающая сила применяется к пластинам и физическим свойствам образца, и необязательно при этом физические свойства образца включают по меньшей мере одно из вязкости и сжимаемости.In some embodiments, adjusting the thickness of the sample includes establishing a space between the plates using spacers, a closing force is applied to the plates and the physical properties of the sample, and optionally the physical properties of the sample include at least one of viscosity and compressibility.

2.2. Пластины2.2. Plates

В настоящем изобретении, как правило, пластины CROF изготовлены из любого материала, который (i) способен применяться для регуляции, совместно с разделителями, толщины части или всего объема образца и (ii) не имеет значительных побочных эффектов по отношению к образцу, анализу или цели, которую предполагается осуществить с помощью пластин. Однако в некоторых вариантах осуществления для достижения определенных целей для пластины применяют конкретные материалы (что связано с их свойствами).In the present invention, in general, CROF plates are made from any material that (i) is capable of being used, in conjunction with spacers, to regulate the thickness of part or all of the sample volume and (ii) does not have significant adverse effects on the sample, assay, or purpose. , which is supposed to be carried out using plates. However, in some embodiments, specific materials (due to their properties) are used to achieve certain purposes for the plate.

В некоторых вариантах осуществления две пластины характеризуются одинаковыми или различными параметрами в случае каждого из следующих параметров: материал пластины, толщина пластины, форма пластины, площадь пластины, гибкость пластины, свойства поверхности пластины и оптическая прозрачность пластины.In some embodiments, the two wafers have the same or different properties for each of the following: wafer material, wafer thickness, wafer shape, wafer area, wafer flexibility, wafer surface properties, and wafer optical transparency.

Материалы пластин. Пластины изготавливают из одного материала, композитных материалов, нескольких материалов, многослойных материалов, сплавов или их комбинации. Каждый из материалов для пластины представляет собой неорганический материал, органический материал или смесь, где примеры материалов представлены в пунктах Mat-1 и Mat-2.Plate materials. The plates are made from a single material, composite materials, multiple materials, multi-layer materials, alloys, or a combination of these. Each of the plate materials is an inorganic material, an organic material, or a mixture, where examples of materials are provided in Mat-1 and Mat-2.

Mat-1. Неорганические материалы для пластин включают без ограничения стекло, кварц, оксиды, диоксид кремния, нитрид кремния, оксид гафния (HfO), оксид алюминия (AIO), полупроводники: (кремний, GaAs, GaN и т.д.), металлы (например, золото, серебро, медь, алюминий, Ti, Ni и т.д.), керамические материалы или любые композиции из них.Mat-1. Inorganic wafer materials include, but are not limited to, glass, quartz, oxides, silicon dioxide, silicon nitride, hafnium oxide (HfO), aluminum oxide (AIO), semiconductors (silicon, GaAs, GaN, etc.), metals (e.g. gold, silver, copper, aluminum, Ti, Ni, etc.), ceramic materials or any compositions thereof.

Mat-2. Органические материалы для разделителей включают без ограничения полимеры (например, пластмассы) или аморфные органические материалы. Полимерные материалы для разделителей включают без ограничения акрилатные полимеры, виниловые полимеры, олефиновые полимеры, целлюлозные полимеры, нецеллюлозные полимеры, сложнополиэфирные полимеры, нейлон, циклический олефиновый сополимер (СОС), поли(метилметакрилат) (РММА), поликарбонат (PC), циклический олефиновый полимер (СОР), жидкокристаллический полимер (LCP), полиамид (РА), полиэтилен (РЕ), полиимид (PI), полипропилен (РР), простой поли(фенилэфир) (РРЕ), полистирол (PS), полиоксиметилен (РОМ), простой полиэфирный эфир оксикетона (РЕЕК), простой полиэфирсульфон (PES), поли(этиленфталат) (PET), политетрафторэтилен (PTFE), поливинилхлорид (PVC), поливинилиденфторид (PVDF), полибутилентерефталат (РВТ), фторированный этилен-пропилен (FEP), перфторалкоксиалкан (PFA), полидиметилсилоксан (PDMS), резины или любые их комбинации.Mat-2. Organic separator materials include, but are not limited to, polymers (eg, plastics) or amorphous organic materials. Polymeric release materials include, but are not limited to, acrylate polymers, vinyl polymers, olefin polymers, cellulose polymers, non-cellulosic polymers, polyester polymers, nylon, cyclic olefin copolymer (COC), poly(methyl methacrylate) (PMMA), polycarbonate (PC), cyclic olefin polymer (COP), liquid crystal polymer (LCP), polyamide (PA), polyethylene (PE), polyimide (PI), polypropylene (PP), poly(phenyl ether) (PPE), polystyrene (PS), polyoxymethylene (POM), simple polyether oxyketone (PEEK), polyethersulfone (PES), poly(ethylene phthalate) (PET), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polybutylene terephthalate (PBT), fluorinated ethylene propylene (FEP), perfluoroalkoxyalkane (PFA), polydimethylsiloxane (PDMS), rubber or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления каждая из пластин независимо изготовлена по меньшей мере из одного из стекла, пластмассы, керамического материала и металла. В некоторых вариантах осуществления каждая пластина независимо включает по меньшей мере одно из стекла, пластмассы, керамического материала и металла.In some embodiments, each of the plates is independently made from at least one of glass, plastic, ceramic material, and metal. In some embodiments, each plate independently includes at least one of glass, plastic, ceramic material, and metal.

В некоторых вариантах осуществления одна пластина отличается от другой пластины площадью в горизонтальной проекции, толщиной, формой, материалами или обработкой поверхности. В некоторых вариантах осуществления одна пластина является такой же, как и другая пластина, по площади в горизонтальной проекции, толщине, форме, материалам или обработке поверхности.In some embodiments, one wafer differs from another wafer in plan area, thickness, shape, materials, or surface finish. In some embodiments, one wafer is the same as the other wafer in plan area, thickness, shape, materials, or surface finish.

Материалы для пластин являются жесткими, гибкими или характеризуются любой гибкостью между этими двумя состояниями. Жесткость (т.е. неэластичность) или гибкость определяются относительно определенных сил сдавливания, применяемых при переводе пластин в закрытую конфигурацию.Plate materials are rigid, flexible, or have any flexibility in between. Stiffness (i.e., inelasticity) or flexibility is determined relative to certain compressive forces applied when moving the plates into a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления выбор жесткой или гибкой пластины определяют, исходя из требований контроля однородности толщины образца при закрытой конфигурации.In some embodiments, the choice of rigid or flexible plate is determined based on the requirements of controlling sample thickness uniformity in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна из двух пластин является прозрачной (для света). В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть или несколько частей одной пластины или обеих пластин являются прозрачными. В некоторых вариантах осуществления пластины являются непрозрачными.In some embodiments, at least one of the two plates is transparent (to light). In some embodiments, at least a portion or more portions of one plate or both plates are transparent. In some embodiments, the plates are opaque.

Толщина пластин. В некоторых вариантах осуществления средняя толщина для по меньшей мере одной из пластин составляет 2 нм или меньше, 10 нм или меньше, 100 нм или меньше, 500 нм или меньше, 1000 нм или меньше, 2 мкм (микрона) или меньше, 5 мкм или меньше, 10 мкм или меньше, 20 мкм или меньше, 50 мкм или меньше, 100 мкм или меньше, 150 мкм или меньше, 200 мкм или меньше, 300 мкм или меньше, 500 мкм или меньше, 800 мкм или меньше, 1 мм (миллиметр) или меньше, 2 мм или меньше, 3 мм или меньше или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.Plate thickness. In some embodiments, the average thickness for at least one of the wafers is 2 nm or less, 10 nm or less, 100 nm or less, 500 nm or less, 1000 nm or less, 2 μm (microns) or less, 5 μm or less, 10 µm or less, 20 µm or less, 50 µm or less, 100 µm or less, 150 µm or less, 200 µm or less, 300 µm or less, 500 µm or less, 800 µm or less, 1 mm ( millimeter) or less, 2 mm or less, 3 mm or less, or between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления средняя толщина для по меньшей мере одной из пластин составляет не более 3 мм (миллиметров), не более 5 мм, не более 10 мм, не более 20 мм, не более 50 мм, не более 100 мм, не более 500 мм или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, the average thickness for at least one of the plates is no more than 3 mm (millimeters), no more than 5 mm, no more than 10 mm, no more than 20 mm, no more than 50 mm, no more than 100 mm, no more than 500 mm or between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления толщина пластины не является однородной на всем протяжении пластины. Применение различной толщины пластин в разных местоположениях можно применять для контроля изгиба пластины, сворачивания, регуляции толщины образца и т.д.In some embodiments, the thickness of the plate is not uniform throughout the entire length of the plate. The use of different plate thicknesses in different locations can be used to control plate bending, folding, adjusting sample thickness, etc.

Форма и площадь пластин. Как правило, пластины могут иметь любые формы, при условии, что форма обеспечивает сжатие открытого потока образца и регуляцию толщины образца. Однако в определенных вариантах осуществления может быть предпочтительной определенная форма. Форма пластины может быть круглой, эллиптической, в виде прямоугольников, в виде треугольников, в виде многоугольников, кольцевой или представлять любые наложения из этих форм.Shape and area of plates. In general, the plates can be of any shape as long as the shape provides compression of the open flow of the sample and control of the thickness of the sample. However, in certain embodiments, a particular form may be preferred. The shape of the plate can be circular, elliptical, rectangular, triangular, polygonal, annular, or any overlap of these shapes.

В некоторых вариантах осуществления две пластины могут иметь одинаковый размер или форму или могут отличаться. Площадь пластин зависит от применения. Площадь пластины составляет не более 1 мм2 (квадратного миллиметра), не более 10 мм2, не более 100 мм2, не более 1 см2 (квадратного сантиметра), не более 5 см2, не более 10 см2, не более 100 см2, не более 500 см2, не более 1000 см2, не более 5000 см2, не более 10000 см2 или свыше 10000 см2 или находится в любом диапазоне между любыми двумя из этих значений. Форма пластины может быть прямоугольной, квадратной, круглой или другой.In some embodiments, the two plates may be the same size or shape, or they may be different. The area of the plates depends on the application. The plate area is no more than 1 mm2 (square millimeter), no more than 10 mm2, no more than 100 mm2, no more than 1 cm2 (square centimeter), no more than 5 cm2, no more than 10 cm2, no more than 100 cm2, no more than 500 cm2 , not more than 1000 cm2, not more than 5000 cm2, not more than 10000 cm2 or more than 10000 cm2 or is in any range between any two of these values. The shape of the plate can be rectangular, square, round or other.

В определенных вариантах осуществления по меньшей мере одна из пластин имеет форму полоски (или ленты), которая характеризуется шириной, толщиной и длиной. Ширина составляет не более 0,1 см (сантиметра), не более 0,5 см, не более 1 см, не более 5 см, не более 10 см, не более 50 см, не более 100 см, не более 500 см, не более 1000 см или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений. Длина может быть такой, как требуется. Полоска может быть свернута в рулон.In certain embodiments, at least one of the plates has a strip (or tape) shape that is characterized by width, thickness, and length. The width is no more than 0.1 cm (centimeter), no more than 0.5 cm, no more than 1 cm, no more than 5 cm, no more than 10 cm, no more than 50 cm, no more than 100 cm, no more than 500 cm, no more than 1000 cm or between any two of these values. The length can be as required. The strip can be rolled up.

Ровность поверхности пластины. Во многих вариантах осуществления внутренняя поверхность пластин является ровной или в значительной степени ровной, плоской. В определенных вариантах осуществления две внутренние поверхности расположены в закрытой конфигурации параллельно друг другу. Ровные внутренние поверхности облегчают количественное определение и/или контроль толщины образца просто путем применения предварительно заданной высоты разделителей при закрытой конфигурации. В случае внутренних поверхностей пластины, не являющихся ровными, для количественного определения и/или контроля толщины образца при закрытой конфигурации необходимо знать не только высоту разделителя, но также точную топологию внутренней поверхности. Для определения топологии поверхности необходимы дополнительные измерения и/или поправки, которые могут быть сложными, затратными по времени и дорогостоящими.Flatness of the plate surface. In many embodiments, the interior surface of the plates is flat or substantially flat. In certain embodiments, the two inner surfaces are arranged in a closed configuration parallel to each other. Smooth interior surfaces make it easy to quantify and/or control sample thickness simply by applying preset heights of spacers in a closed configuration. For wafer interior surfaces that are not smooth, quantifying and/or monitoring sample thickness in a closed configuration requires knowledge of not only the height of the spacer, but also the exact topology of the interior surface. Determining surface topology requires additional measurements and/or corrections, which can be complex, time-consuming and expensive.

Ровность поверхности пластины является относительной по отношению к конечной толщине образца (конечная толщина образца представляет собой толщину в закрытой конфигурации) и часто характеризуется термином «относительная ровность поверхности», которая представляет собой соотношение вариации ровности поверхности пластины и конечной толщине образца.The surface flatness of a wafer is relative to the final thickness of the specimen (the final thickness of the specimen is the thickness in a closed configuration) and is often characterized by the term "relative surface flatness", which is the ratio of the variation in flatness of the wafer surface to the final thickness of the specimen.

В некоторых вариантах осуществления относительная поверхность составляет менее 0,01%, 0,1%, менее 0,5%, менее 1%, менее 2%, менее 5%, менее 10%, менее 20%, менее 30%, менее 50%, менее 70%, менее 80%, менее 100% или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, the relative surface area is less than 0.01%, 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5%, less than 10%, less than 20%, less than 30%, less than 50 %, less than 70%, less than 80%, less than 100%, or between any two of these values.

Параллельность поверхности пластин. В некоторых вариантах осуществления две поверхности пластины являются значительно параллельными друг другу. В определенных вариантах осуществления две поверхности пластины не являются параллельными друг другу.Parallelism of the surface of the plates. In some embodiments, the two surfaces of the plate are substantially parallel to each other. In certain embodiments, the two surfaces of the plate are not parallel to each other.

Гибкость пластин. В некоторых вариантах осуществления пластина является гибкой в условиях сжатия процесса CROF. В некоторых вариантах осуществления обе пластины являются гибкими в условиях сжатия процесса CROF. В некоторых вариантах осуществления одна пластина является жесткой, а другая пластина является гибкой в условиях сжатия процесса CROF. В некоторых вариантах осуществления обе пластины являются жесткими. В некоторых вариантах осуществления обе пластины являются гибкими, однако имеют разную гибкость.Plate flexibility. In some embodiments, the plate is flexible under the compression conditions of the CROF process. In some embodiments, both plates are flexible under the compression conditions of the CROF process. In some embodiments, one plate is rigid and the other plate is flexible under the compression conditions of the CROF process. In some embodiments, both plates are rigid. In some embodiments, both plates are flexible, but have different flexibility.

Оптическая прозрачность пластин. В некоторых вариантах осуществления пластина является оптически прозрачной. В некоторых вариантах осуществления обе пластины являются оптически прозрачными. В некоторых вариантах осуществления одна пластина является оптически прозрачной, а другая пластина является непрозрачной. В некоторых вариантах осуществления обе пластины являются непрозрачными. В некоторых вариантах осуществления обе пластины являются прозрачными, однако имеют различную оптическую прозрачность. Оптическая прозрачность пластины относится к части или всей площади пластины.Optical transparency of the plates. In some embodiments, the plate is optically transparent. In some embodiments, both plates are optically transparent. In some embodiments, one plate is optically transparent and the other plate is opaque. In some embodiments, both plates are opaque. In some embodiments, both plates are transparent, but have different optical clarity. The optical transparency of a wafer refers to part or all of the area of the wafer.

Свойства смачивания поверхности. В некоторых вариантах осуществления пластина имеет внутреннюю поверхность, которая смачивает (т.е. угол смачивания составляет менее 90 градусов) образец, передающую жидкость или и то, и другое. В некоторых вариантах осуществления обе пластины имеют внутреннюю поверхность, которая смачивается образцом, передающей жидкостью или обоими; при этом смачиваемость является либо одинаковой, либо различной. В некоторых вариантах осуществления пластина имеет внутреннюю поверхность, которая смачивает образец, передающую жидкость или и то, и другое; и другая пластина имеет внутреннюю поверхность, которая не смачивает (т.е. угол смачивания равен или более 90 градусов). Смачивание внутренней стороны пластины относится к части или всей площади пластины.Surface wetting properties. In some embodiments, the plate has an interior surface that wets (ie, the contact angle is less than 90 degrees) the sample, the transfer fluid, or both. In some embodiments, both plates have an inner surface that is wetted by the sample, the transfer fluid, or both; in this case, the wettability is either the same or different. In some embodiments, the plate has an interior surface that wets the sample, the transfer fluid, or both; and the other plate has an inner surface that does not wet (ie, the contact angle is equal to or greater than 90 degrees). Wetting of the inside of the plate refers to part or all of the plate area.

В некоторых вариантах осуществления внутренняя поверхность пластины имеет другие нано- или микроструктуры для контроля горизонтального потока образца во время CROF. Нано- или микроструктуры включают без ограничения каналы, насосы и т.д. Нано- или микроструктуры также применяются для контроля свойств смачивания внутренней поверхности.In some embodiments, the inner surface of the wafer has other nano- or microstructures to control the horizontal flow of the sample during CROF. Nano- or microstructures include, but are not limited to, channels, pumps, etc. Nano- or microstructures are also used to control the wetting properties of the inner surface.

2.3. Разделители2.3. Separators

Функция разделителей. В настоящем изобретении разделители выполнены с возможностью получения одной или любых комбинаций следующих функций и свойств: разделители выполнены с возможностью (1) контроля вместе с пластинами толщины образца или подходящего объема образца (предпочтительно контроль толщины является точным или однородным, или и то, и другое, на подходящей площади); (2) обеспечения сжатого регулируемого открытого потока (CROF) образца на поверхности пластины; (3) не занимания значительной площади (объема) поверхности в определенной площади (объеме) образца; (4) снижения или повышения эффекта осаждения частиц или аналитов в образце; (5) изменения и/или контроля свойств смачивания внутренней поверхности пластин; (6) идентификации местоположения на пластине, масштаба размера и/или информации, связанной с пластиной, или (7) выполнения любой комбинации из вышеуказанного.Separator function. In the present invention, the separators are configured to provide one or any combination of the following functions and properties: the separators are configured to (1) control, in conjunction with the plates, the thickness of the sample or a suitable volume of the sample (preferably, the thickness control is accurate or uniform, or both, in a suitable area); (2) providing compressed controlled open flow (CROF) of the sample on the surface of the plate; (3) not occupying a significant surface area (volume) in a certain area (volume) of the sample; (4) reducing or increasing the effect of precipitation of particles or analytes in the sample; (5) changing and/or controlling the wetting properties of the inner surface of the plates; (6) identifying a location on the wafer, a size scale, and/or information associated with the wafer, or (7) doing any combination of the foregoing.

Дизайн и формы разделителей. Для достижения желательного снижения и контроля толщины образца в определенных вариантах осуществления разделители прикрепляют к соответствующей пластине. Как правило, разделитель может иметь любую форму, при условии, что разделители способны регулировать толщину образца во время процесса CROF, однако предпочтительными являются формы для достижения определенных функций, таких как повышенная однородность, меньшее превышение сдавливания и т.д.Design and shape of dividers. To achieve the desired reduction and control of sample thickness, in certain embodiments, spacers are attached to a suitable plate. Generally, the spacer can be of any shape as long as the spacers are capable of adjusting sample thickness during the CROF process, however, shapes are preferred to achieve certain features such as increased uniformity, less overpressure, etc.

Разделитель(разделители) представляет(представляют) собой одиночный разделитель или множество разделителей (например, массив). В некоторых вариантах осуществления множество разделителей представляет собой массив из разделителей (например, столбиков), при этом расстояние между разделителями является периодическим или непериодическим, или является периодическим или непериодическим в определенных областях пластин, или они характеризуются разными расстояниями в разных областях пластин.The delimiter(s) represent(s) a single delimiter or a plurality of delimiters (eg, an array). In some embodiments, the plurality of spacers is an array of spacers (eg, pillars), wherein the spacing between the spacers is periodic or non-periodic, or is periodic or non-periodic in certain regions of the plates, or has different spacing in different regions of the plates.

Существует два вида разделителей: разделители открытого типа и разделители ограждающего типа. Разделитель открытого типа представляет собой разделитель, который позволяет образцу протекать через разделитель (т.е. образец протекает вокруг и проходит мимо разделителя. Например, разделителем является стойка), а разделитель ограждающего типа представляет собой разделитель, который останавливает поток образца (т.е. образец не может перетекать за пределы разделителя. Например, разделитель имеет кольцевую форму, а образец находится внутри кольца.). В обоих типах разделителей применяют их высоту для регуляции конечной толщины образца при закрытой конфигурации.There are two types of dividers: open type dividers and enclosing type dividers. An open-type separator is a separator that allows the sample to flow through the separator (i.e., the sample flows around and past the separator. For example, the separator is a stand), and a barrier-type separator is a separator that stops the flow of the sample (i.e. the sample cannot flow outside the separator (for example, the separator is ring-shaped and the sample is inside the ring). Both types of spacers use their height to control the final thickness of the sample in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления разделители представляют собой только разделители открытого типа. В некоторых вариантах осуществления разделители представляют собой только разделители ограждающего типа. В некоторых вариантах осуществления разделители представляют собой комбинацию разделителей открытого типа и разделителей ограждающего типа.In some embodiments, the separators are only open type separators. In some embodiments, the separators are only fence-type separators. In some embodiments, the separators are a combination of open-type separators and enclosing-type separators.

Термин «разделитель-столбик» означает, что разделитель имеет форму столбика, и разделитель-столбик относится к объекту, который характеризуется высотой и формой в горизонтальной проекции, которые обеспечивают возможность протекания образца вокруг него во время сжатого открытого потока.The term "boom separator" means that the separator is shaped like a column, and a bollard separator refers to an object that has a height and shape in horizontal projection that allows a sample to flow around it during compressed open flow.

В некоторых вариантах осуществления виды формы в горизонтальной проекции у разделителей-столбиков представляют собой форму, выбранную из группы, состоящей из (i) круглой, эллиптической, прямоугольной, треугольной, многоугольной, кольцевой, звездообразной, формы в виде букв (например, L-образной, С-образной, в виде букв от А до Z), формы в виде цифр (например, формы, подобной 0, 1, 2, 3, 4, …до 9); (ii) форм из группы (i) по меньшей мере с одним закругленным углом; (iii) формы из группы (i) с зигзагообразными или шероховатыми краями и (iv) любого наложения (i), (ii) и (iii). В случае нескольких разделителей различные разделители могут иметь различную форму в горизонтальной проекции, а также размер и различное расстояние от соседних разделителей.In some embodiments, the plan view of the column dividers is a shape selected from the group consisting of (i) circular, elliptical, rectangular, triangular, polygonal, ring, star, letter shape (e.g., L-shaped , C-shaped, in the form of letters from A to Z), number-shaped (for example, shapes like 0, 1, 2, 3, 4, ... to 9); (ii) shapes from group (i) with at least one rounded corner; (iii) shapes from group (i) with zigzag or rough edges and (iv) any overlap of (i), (ii) and (iii). In the case of multiple separators, different separators may have different shapes in horizontal projection, as well as different sizes and different distances from adjacent separators.

В некоторых вариантах осуществления разделители могут представлять собой и/или могут включать стойки, столбики, гранулы, сферы и/или другие подходящие геометрические фигуры. Форма и размер в горизонтальной проекции (т.е. пересечение с соответствующей поверхностью пластины) разделителей могут быть любыми, за исключением следующих ограничений в определенных вариантах осуществления: (i) геометрические характеристики разделителя не будут обусловливать значительную ошибку в измерении толщины и объема образца; или (ii) геометрические характеристики не будут препятствовать вытеканию образца между пластинами (т.е. они не имеют ограждающую форму). Однако в некоторых вариантах осуществления требуется, чтобы некоторые разделители представляли собой разделители закрытого типа для ограничения потока образца.In some embodiments, the spacers may be and/or may include posts, columns, granules, spheres, and/or other suitable geometric shapes. The shape and horizontal size (i.e., intersection with the corresponding surface of the plate) of the spacers can be any, with the following limitations in certain embodiments: (i) the geometric characteristics of the spacer will not cause significant error in the measurement of the thickness and volume of the sample; or (ii) the geometric characteristics will not prevent the sample from flowing between the plates (i.e. they do not have a confining shape). However, some embodiments require that some separators be closed separators to restrict sample flow.

В некоторых вариантах осуществления формы разделителей имеют закругленные углы. Например, разделитель в форме прямоугольника имеет один, несколько или все закругленные углы (подобно кругу, вместо угла, равного 90 градусов). Круглый угол зачастую облегчает изготовление разделителя, а в некоторых случаях он меньше повреждает биологических материал.In some embodiments, the separator shapes have rounded corners. For example, a rectangle-shaped separator has one, some, or all rounded corners (like a circle, instead of a 90-degree angle). A round corner often makes the separator easier to make, and in some cases it is less damaging to biological material.

Боковая стенка столбиков может быть прямой, кривой, наклоненной или иметь различную форму в различных участках боковой стенки. В некоторых вариантах осуществления разделители представляют собой столбики, имеющие различные формы в горизонтальной проекции, боковые стенки и отношение высоты столбика к площади столбика в горизонтальной проекции.The sidewall of the posts can be straight, curved, inclined, or have different shapes in different areas of the sidewall. In some embodiments, the dividers are columns having different planar shapes, sidewalls, and column height to column area ratios in horizontal projection.

В предпочтительном варианте осуществления разделители имеют форму столбиков, которая обеспечивает возможность открытого потока.In a preferred embodiment, the separators are shaped like columns, which allows for open flow.

Материалы разделителей. В настоящем изобретении разделители, как правило, изготовлены из любого материала, который способен применяться вместе с двумя пластинами для регуляции толщины подходящего объема образца. В некоторых вариантах осуществления материалы для разделителей отличаются от материалов для пластин. В некоторых вариантах осуществления материалы для разделителей являются по меньшей мере такими же, как часть материалов по меньшей мере одной пластины.Separator materials. In the present invention, the spacers are generally made of any material that can be used in conjunction with two plates to regulate the thickness of a suitable sample volume. In some embodiments, the materials for the spacers are different from the materials for the plates. In some embodiments, the materials for the spacers are at least the same as a portion of the materials of the at least one plate.

Разделители изготавливают из одного материала, композитных материалов, нескольких материалов, многослойных материалов, сплавов или их комбинации. Каждый из материалов для разделителей представляет собой неорганический материал, органический материал или смесь, где примеры материалов представлены в пунктах Mat-1 и Mat-2. В предпочтительном варианте осуществления разделители изготовлены из того же материала, что и пластина, применяемая в CROF.Separators are made from a single material, composite materials, multiple materials, multi-layer materials, alloys, or a combination of these. Each of the spacer materials is an inorganic material, an organic material, or a mixture, with examples of materials provided in Mat-1 and Mat-2. In a preferred embodiment, the spacers are made of the same material as the plate used in the CROF.

Механическая прочность и гибкость разделителей. В некоторых вариантах осуществления механическая прочность разделителей является достаточно сильной, таким образом, во время сжатия и в закрытой конфигурации пластин высота разделителей является такой же или в значительной степени такой же, как и таковая в случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации. В некоторых вариантах осуществления различия разделителей между открытой конфигурацией и закрытой конфигурацией могут быть охарактеризованными и предварительно определенными.Mechanical strength and flexibility of separators. In some embodiments, the mechanical strength of the spacers is strong enough such that, during compression and in a closed plate configuration, the height of the spacers is the same or substantially the same as when the plates are in an open configuration. In some embodiments, the delimiter differences between an open configuration and a closed configuration may be characterized and predefined.

Материал для разделителей является жестким, гибким или характеризуется любой гибкостью между этими двумя состояниями. Жесткость является относительной для получения сил сдавливания, применяемых для приведения пластин в закрытую конфигурацию: если разделитель не деформируется более чем на 1% по своей высоте в условиях силы сдавливания, то материал разделителя считается жестким, в противном случае гибким. Если разделитель изготовлен из гибкого материала, то конечная толщина образца при закрытой конфигурации все еще может быть предварительно заданной, исходя из силы сдавливания и механических свойств разделителя.The spacer material is rigid, flexible, or has any flexibility in between. Stiffness is relative to produce the compressive forces applied to force the plates into a closed configuration: if the spacer does not deform more than 1% of its height under conditions of compression force, then the spacer material is considered rigid, otherwise flexible. If the spacer is made of a flexible material, the final thickness of the sample in a closed configuration can still be predetermined based on the compressive force and mechanical properties of the spacer.

Разделитель внутри образца. Для достижения желательного контроля и снижения толщины образца, в частности, для достижения высокой однородности толщины образца в определенных вариантах осуществления разделители помещают внутри образца или подходящего объема образца. В некоторых вариантах осуществления существует один или более разделителей внутри образца или подходящего объема образца с надлежащим расстоянием между разделителями. В определенных вариантах осуществления по меньшей мере один из разделителей находится внутри образца, по меньшей мере двое из разделителей находятся внутри образца или подходящего объема образца, или по меньшей мере «n» разделителей находятся внутри образца или подходящего объема образца, где «n» можно определить с помощью однородности толщины образца или необходимого свойства потока образца во время CROF.Separator inside the sample. To achieve the desired control and reduction in sample thickness, in particular to achieve high uniformity of sample thickness, in certain embodiments, separators are placed within the sample or a suitable volume of the sample. In some embodiments, there are one or more separators within the sample or a suitable sample volume with appropriate spacing between the separators. In certain embodiments, at least one of the spacers is within the sample, at least two of the spacers are within the sample or a suitable sample volume, or at least "n" spacers are within the sample or a suitable sample volume, where "n" can be defined using the uniformity of sample thickness or the desired flow property of the sample during CROF.

Высота разделителей. В некоторых вариантах осуществления все разделители имеют одинаковую предварительно заданную высоту. В некоторых вариантах осуществления разделители имеют различную предварительно заданную высоту. В некоторых вариантах осуществления разделители могут быть разделены на группы или области, где каждая группа или область имеет свою собственную высоту разделителя. В определенных вариантах осуществления предварительно определенная высота разделителей представляет собой среднюю высоту разделителей. В некоторых вариантах осуществления разделители имеют примерно одинаковую высоту. В некоторых вариантах осуществления процент числа разделителей имеет одинаковую высоту.Height of dividers. In some embodiments, all dividers have the same predetermined height. In some embodiments, the dividers have different preset heights. In some embodiments, the dividers may be divided into groups or areas, where each group or area has its own divider height. In certain embodiments, the predetermined height of the dividers is the average height of the dividers. In some embodiments, the dividers are approximately the same height. In some embodiments, the percentage of the number of separators is the same height.

Высоту разделителей выбирают с помощью желательной регулируемой конечной толщины образца и остаточной толщины образца. Высота разделителя (предварительно определенная высота разделителя) и/или толщина образца составляет 3 нм или меньше, 10 нм или меньше, 50 нм или меньше, 100 нм или меньше, 200 нм или меньше, 500 нм или меньше, 800 нм или меньше, 1000 нм или меньше, 1 мкм или меньше, 2 мкм или меньше, 3 мкм или меньше, 5 мкм или меньше, 10 мкм или меньше, 20 мкм или меньше, 30 мкм или меньше, 50 мкм или меньше, 100 мкм или меньше, 150 мкм или меньше, 200 мкм или меньше, 300 мкм или меньше, 500 мкм или меньше, 800 мкм или меньше, 1 мм или меньше, 2 мм или меньше, 4 мм или меньше или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.The height of the spacers is selected using the desired adjustable final thickness of the sample and the remaining thickness of the sample. The spacer height (predetermined spacer height) and/or sample thickness is 3 nm or less, 10 nm or less, 50 nm or less, 100 nm or less, 200 nm or less, 500 nm or less, 800 nm or less, 1000 nm or less, 1 µm or less, 2 µm or less, 3 µm or less, 5 µm or less, 10 µm or less, 20 µm or less, 30 µm or less, 50 µm or less, 100 µm or less, 150 µm or less, 200 µm or less, 300 µm or less, 500 µm or less, 800 µm or less, 1 mm or less, 2 mm or less, 4 mm or less, or between any two of these values.

Высота разделителя и/или толщина образца составляет от 1 нм до 100 нм в одном предпочтительном варианте осуществления, от 100 нм до 500 нм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 500 нм до 1000 нм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 1 мкм (т.е. 1000 нм) до 2 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 2 мкм до 3 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 3 мкм до 5 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 5 мкм до 10 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 10 мкм до 50 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления и от 50 мкм до 100 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления.The spacer height and/or sample thickness is from 1 nm to 100 nm in one preferred embodiment, from 100 nm to 500 nm in another preferred embodiment, from 500 nm to 1000 nm in a particular preferred embodiment, from 1 μm (i.e. e. 1000 nm) to 2 µm in another preferred embodiment, from 2 µm to 3 µm in a particular preferred embodiment, from 3 µm to 5 µm in another preferred embodiment, from 5 µm to 10 µm in a particular preferred embodiment, from 10 µm to 50 µm in another preferred embodiment and from 50 µm to 100 µm in a particular preferred embodiment.

В некоторых вариантах осуществления высота разделителя и/или толщина образца (i) равны или немного больше минимального размера аналита или (ii) равны или немного больше максимального размера аналита. «Немного больше» означает от приблизительно 1% до 5% и больше и составляет любое число между этими двумя значениями.In some embodiments, the spacer height and/or sample thickness is (i) equal to or slightly greater than the minimum analyte size, or (ii) equal to or slightly greater than the maximum analyte size. “A little more” means from about 1% to 5% or more and is any number between these two values.

В некоторых вариантах осуществления высота разделителя и/или толщина образца больше минимального размера аналита (например, аналит имеет анизотропную форму), однако меньше максимального размера аналита.In some embodiments, the height of the separator and/or the thickness of the sample is greater than the minimum analyte size (e.g., the analyte has an anisotropic shape) but is less than the maximum analyte size.

Например, эритроцит имеет форму диска с минимальным размером 2 мкм (толщина диска) и максимальным размером 11 мкм (диаметр диска). В одном варианте осуществления настоящего изобретения разделители выбирают с целью получения промежутка между внутренними поверхностями пластин в соответствующей области, составляющего 2 мкм (равного минимальному размеру) в одном варианте осуществления, 2,2 мкм в другом варианте осуществления или 3 мкм (на 50% больше, чем минимальный размер) в другом варианте осуществления, однако меньшего, чем максимальный размер эритроцита. Такой вариант осуществления имеет определенные преимущества при подсчете клеток крови. В одном варианте осуществления в случае подсчета эритроцитов в результате получения промежутка между внутренними поверхностями 2 или 3 мкм и любого числа между этими двумя значениями образец неразбавленной цельной крови заключается в промежуток, в среднем каждый эритроцит (RBC) не перекрывается другими, способствуя точному подсчету эритроцитов визуально. (Слишком много перекрытий между RBC может вызывать серьезные ошибки при подсчете).For example, a red blood cell is disc-shaped with a minimum size of 2 µm (disc thickness) and a maximum size of 11 µm (disc diameter). In one embodiment of the present invention, the spacers are selected to provide a spacing between the inner surfaces of the plates in the respective area of 2 µm (equal to the minimum size) in one embodiment, 2.2 µm in another embodiment, or 3 µm (50% greater than than the minimum size) in another embodiment, however, less than the maximum size of the red blood cell. This embodiment has certain advantages when counting blood cells. In one embodiment, when counting red blood cells, by obtaining a gap between the inner surfaces of 2 or 3 μm and any number between these two values, the undiluted whole blood sample is contained in a gap such that on average each red blood cell (RBC) does not overlap with others, facilitating accurate visual red blood cell counting . (Too much overlap between RBCs can cause serious counting errors.)

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пластины и разделители применяются для регуляции не только толщины образца, но также ориентации и/или плотности распределения по поверхности аналитов/объектов в образце, когда пластины находятся в закрытой конфигурации. Если пластины находятся в закрытой конфигурации, то меньшая толщина образца приводит к меньшему количеству аналитов/объектов на площадь поверхности (т.е. к меньшей концентрации на поверхности).In some embodiments of the present invention, the plates and spacers are used to control not only the thickness of the sample, but also the orientation and/or surface density of the analytes/objects in the sample when the plates are in a closed configuration. If the plates are in a closed configuration, then the thinner sample thickness results in fewer analytes/objects per surface area (i.e., lower surface concentration).

Размер в горизонтальной проекции разделителя. В случае разделителя открытого типа размеры в горизонтальной проекции могут характеризоваться их размером в горизонтальной проекции (иногда называемого шириной) по оси х и у - двух ортогональных направлениях. Размер разделителя в горизонтальной проекции в каждом направлении является одинаковым или различным. В некоторых вариантах осуществления размер в горизонтальной проекции для каждого направления (х или у) представляет собой ….The size in the horizontal projection of the separator. In the case of an open type divider, the horizontal dimensions can be characterized by their horizontal dimension (sometimes called width) along the x and y axis - two orthogonal directions. The size of the separator in horizontal projection in each direction is the same or different. In some embodiments, the horizontal dimension for each direction (x or y) is ....

В некоторых вариантах осуществления соотношение размеров в горизонтальной проекции х и размера у составляет 1, 1,5, 2, 5, 10, 100, 500, 1000, 10000 или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений. В некоторых вариантах осуществления другое соотношение используется для регуляции направления движения образца; чем больше соотношение, тем больше поток направляется вдоль одного направления (направления большего размера).In some embodiments, the ratio of horizontal dimension x to dimension y is 1, 1.5, 2, 5, 10, 100, 500, 1000, 10000, or between any two of these values. In some embodiments, a different ratio is used to control the direction of movement of the sample; the larger the ratio, the more flow is directed along one direction (the larger direction).

В некоторых вариантах осуществления применяют разделители с разными размерами в горизонтальной проекции в направлении оси х и у, чтобы (а) применять разделители в виде масштабных меток для указания ориентации пластин, (b) применять разделители для создания большего потока образца в предпочтительном направлении, или и для того, и для другого.In some embodiments, spacers are used with different horizontal dimensions in the x- and y-directions to (a) use the spacers as scale marks to indicate plate orientation, (b) use the spacers to create more sample flow in a preferred direction, or for both.

В предпочтительном варианте осуществления период, ширина и высота.In a preferred embodiment, the period, width and height.

В некоторых вариантах осуществления все разделители имеют одинаковую форму и размеры. В некоторых вариантах осуществления каждый разделитель имеет отличающиеся размеры в горизонтальной проекции.In some embodiments, all of the separators are of the same shape and size. In some embodiments, each divider has different dimensions in horizontal projection.

В случае разделителей ограждающего типа в некоторых вариантах осуществления внутреннюю форму и размер в горизонтальной проекции выбирают, исходя из общего объема образца, подлежащего ограничению с помощью разделителя(разделителей) ограждающего типа, где размер объема был описан в настоящем изобретении; и в определенных вариантах осуществления внешнюю форму и размер в горизонтальной проекции выбирают, исходя из силы, необходимой для сдерживания давления жидкости в направлении разделителя и давления сжатия, которое обеспечивает сдавливание пластин.In the case of boundary-type separators, in some embodiments, the internal shape and horizontal dimension are selected based on the total volume of the sample to be confined by the containment-type separator(s), where the volume size has been described in the present invention; and in certain embodiments, the external shape and horizontal dimension are selected based on the force required to restrain fluid pressure in the direction of the separator and the compression pressure that compresses the plates.

Аспектовое соотношение высоты и среднего размера в горизонтальной проекции разделителя-столбика.Aspect ratio of height and average size in the horizontal projection of the separator-column.

В определенных вариантах осуществления аспектовое соотношение высоты и среднего размера в горизонтальной проекции разделителя-столбика составляет 100000, 10000, 1000, 100, 10, 1, 0,1, 0,01, 0,001, 0,0001, 0,00001 или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In certain embodiments, the aspect ratio of the height and average size in the horizontal projection of the column separator is 100000, 10000, 1000, 100, 10, 1, 0.1, 0.01, 0.001, 0.0001, 0.00001, or in the range between any two of these values.

Прецизионность высоты разделителей. Высоту разделителей можно контролировать точно. Относительная прецизионность разделителя (т.е. соотношение отклонения и желательной высоты разделителя) составляет 0,001% или меньше, 0,01% или меньше, 0,1% или меньше; 0,5% или меньше, 1% или меньше, 2% или меньше, 5% или меньше, 8% или меньше, 10% или меньше, 15% или меньше, 20% или меньше, 30% или меньше, 40% или меньше, 50% или меньше, 60% или меньше, 70% или меньше, 80% или меньше, 90% или меньше, 99,9% или меньше или находится в диапазоне между любыми из этих значений.Divider height precision. The height of the dividers can be controlled precisely. The relative precision of the spacer (i.e., the ratio of the deviation to the desired height of the spacer) is 0.001% or less, 0.01% or less, 0.1% or less; 0.5% or less, 1% or less, 2% or less, 5% or less, 8% or less, 10% or less, 15% or less, 20% or less, 30% or less, 40% or less less, 50% or less, 60% or less, 70% or less, 80% or less, 90% or less, 99.9% or less, or between any of these values.

Расстояние между разделителями. Разделители могут представлять собой одиночный разделитель или множество разделителей на пластине или в подходящей области образца. В некоторых вариантах осуществления разделители на пластинах приведены в конфигурацию и/или упорядочены в форме массива, и массив является периодическим, непериодическим или периодическим в некоторых местоположениях пластины, в то же время являясь непериодическим в других местоположениях.Distance between separators. The spacers may be a single spacer or multiple spacers on a wafer or in a suitable area of the sample. In some embodiments, the spacers on the wafers are configured and/or arranged in the form of an array, and the array is periodic, non-periodic, or periodic at some locations of the wafer while being non-periodic at other locations.

В некоторых вариантах осуществления периодический массив из разделителей имеет решетку со структурой в виде квадрата, прямоугольника, треугольника, шестиугольника, многоугольника или любой их комбинации, где комбинация означает, что различные местоположения пластины имеют различные решетки разделителей.In some embodiments, the periodic array of spacers has a lattice pattern of square, rectangle, triangle, hexagon, polygon, or any combination thereof, where the combination means that different wafer locations have different spacer arrays.

В некоторых вариантах осуществления расстояние между разделителями в массиве из разделителей является периодическим (т.е. однородным расстоянием между разделителями) по меньшей мере в одном направлении массива. В некоторых вариантах осуществления расстояние между разделителями приведено в конфигурацию в целях улучшения однородности между промежутком между пластинами при закрытой конфигурации.In some embodiments, the distance between spacers in an array of spacers is periodic (ie, a uniform distance between spacers) in at least one direction of the array. In some embodiments, the spacing between the spacers is configured to improve plate spacing uniformity in a closed configuration.

Расстояние между соседними разделителями (т.е. расстояние между разделителями) составляет 1 мкм или меньше, 5 мкм или меньше, 10 мкм или меньше, 20 мкм или меньше, 30 мкм или меньше, 40 мкм или меньше, 50 мкм или меньше, 60 мкм или меньше, 70 мкм или меньше, 80 мкм или меньше, 90 мкм или меньше, 100 мкм или меньше, 200 мкм или меньше, 300 мкм или меньше, 400 мкм или меньше или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.The distance between adjacent spacers (i.e., distance between spacers) is 1 μm or less, 5 μm or less, 10 μm or less, 20 μm or less, 30 μm or less, 40 μm or less, 50 μm or less, 60 µm or less, 70 µm or less, 80 µm or less, 90 µm or less, 100 µm or less, 200 µm or less, 300 µm or less, 400 µm or less, or between any two of these values.

В определенных вариантах осуществления расстояние между разделителями составляет 400 мкм или меньше, 500 мкм или меньше, 1 мм или меньше, 2 мм или меньше, 3 мм или меньше, 5 мм или меньше, 7 мм или меньше, 10 мм или меньше или находится в любом диапазоне между этими значениями. В определенных вариантах осуществления расстояние между разделителями составляет 10 мм или меньше, 20 мм или меньше, 30 мм или меньше, 50 мм или меньше, 70 мм или меньше, 100 мм или меньше или находится в любом диапазоне между этими значениями.In certain embodiments, the distance between the spacers is 400 μm or less, 500 μm or less, 1 mm or less, 2 mm or less, 3 mm or less, 5 mm or less, 7 mm or less, 10 mm or less, or is in any range between these values. In certain embodiments, the distance between the spacers is 10 mm or less, 20 mm or less, 30 mm or less, 50 mm or less, 70 mm or less, 100 mm or less, or any range between these values.

Расстояние между соседними разделителями (т.е. расстояние между разделителями) выбирают таким образом, чтобы для определенных свойств пластин и образца, в закрытой конфигурации пластин, вариация толщины образца между двумя соседними разделителями составляла в некоторых вариантах осуществления не более 0,5%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 50%, 80% или находилась в любом другом диапазоне между значениями; или в определенных вариантах осуществления не более 80%, 100%, 200%, 400% или в диапазоне между любыми двумя из этих значений.The distance between adjacent spacers (i.e., spacing between spacers) is selected such that, for certain properties of the wafers and sample, in a closed wafer configuration, the variation in sample thickness between two adjacent spacers is, in some embodiments, no more than 0.5%, 1 %, 5%, 10%, 20%, 30%, 50%, 80%, or any other range in between; or in certain embodiments, no more than 80%, 100%, 200%, 400%, or a range between any two of these values.

Очевидно, что для поддержания определенной вариации толщины образца между двумя соседними разделителями в случае применения более гибкой пластины требуется меньшее расстояние между разделителями.Obviously, to maintain a certain variation in sample thickness between two adjacent spacers, if a more flexible plate is used, a smaller distance between the spacers is required.

- Необходимо определить точность расстояния между разделителями.- It is necessary to determine the accuracy of the distance between the dividers.

В предпочтительном варианте осуществления разделитель представляет собой периодический массив из квадратов, где разделитель представляет собой столбик, который имеет высоту от 2 до 4 мкм, средний размер в горизонтальной проекции от 5 до 20 мкм и пространство между разделителями от 1 мкм до 100 мкм.In a preferred embodiment, the spacer is a periodic array of squares, where the spacer is a column that has a height of 2 to 4 μm, an average horizontal dimension of 5 to 20 μm, and a space between the spacers of 1 μm to 100 μm.

В предпочтительном варианте осуществления разделитель представляет собой периодический массив из квадратов, где разделитель представляет собой столбик, который имеет высоту от 2 до 4 мкм, средний размер в горизонтальной проекции от 5 до 20 мкм и пространство между разделителями от 100 мкм до 250 мкм.In a preferred embodiment, the spacer is a periodic array of squares, where the spacer is a column that has a height of 2 to 4 μm, an average horizontal dimension of 5 to 20 μm, and a space between the spacers of 100 μm to 250 μm.

В предпочтительном варианте осуществления разделитель представляет собой периодический массив из квадратов, где разделитель представляет собой столбик, который имеет высоту от 4 до 50 мкм, средний размер в горизонтальной проекции от 5 до 20 мкм и пространство между разделителями от 1 мкм до 100 мкм.In a preferred embodiment, the spacer is a periodic array of squares, where the spacer is a column that has a height of 4 to 50 μm, an average horizontal dimension of 5 to 20 μm, and a space between spacers of 1 μm to 100 μm.

В предпочтительном варианте осуществления разделитель представляет собой периодический массив из квадратов, где разделитель представляет собой столбик, который имеет высоту от 4 до 50 мкм, средний размер в горизонтальной проекции от 5 до 20 мкм и пространство между разделителями от 100 мкм до 250 мкм.In a preferred embodiment, the spacer is a periodic array of squares, where the spacer is a column that has a height of 4 to 50 μm, an average horizontal dimension of 5 to 20 μm, and a space between the spacers of 100 μm to 250 μm.

Интервал в массиве разделителей составляет от 1 нм до 100 нм в одном предпочтительном варианте осуществления, от 100 нм до 500 нм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 500 нм до 1000 нм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 1 мкм (т.е. 1000 нм) до 2 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 2 мкм до 3 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 3 мкм до 5 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 5 мкм до 10 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 10 мкм до 50 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 50 мкм до 100 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 100 мкм до 175 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления и от 175 до 300 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления.The spacing in the spacer array is from 1 nm to 100 nm in one preferred embodiment, from 100 nm to 500 nm in another preferred embodiment, from 500 nm to 1000 nm in a particular preferred embodiment, from 1 μm (i.e. 1000 nm) to 2 µm in another preferred embodiment, from 2 µm to 3 µm in a particular preferred embodiment, from 3 µm to 5 µm in another preferred embodiment, from 5 µm to 10 µm in a particular preferred embodiment, from 10 µm to 50 µm in another preferred embodiment, from 50 µm to 100 µm in a particular preferred embodiment, from 100 µm to 175 µm in a particular preferred embodiment, and from 175 to 300 µm in a particular preferred embodiment.

Плотность разделителей. Разделители упорядочены на соответствующих пластинах при плотности распределения по поверхности, составляющей более одного на мкм2, более одного на 10 мкм2, более одного на 100 мкм2, более одного на 500 мкм2, более одного на 1000 мкм2, более одного на 5000 мкм2, более одного на 0,01 мм2, более одного на 0,1 мм2, более одного на 1 мм2, более одного на 5 мм2, более одного на 10 мм2, более одного на 100 мм2, более одного на 1000 мм2, более одного на 10000 мм2 или в диапазоне между любыми двумя из этих значений.Separator density. The separators are arranged on the corresponding plates with a surface distribution density of more than one per µm 2 , more than one per 10 µm 2 , more than one per 100 µm 2 , more than one per 500 µm 2 , more than one per 1000 µm 2 , more than one per 5000 µm 2 , more than one per 0.01 mm 2 , more than one per 0.1 mm 2 , more than one per 1 mm 2 , more than one per 5 mm 2 , more than one per 10 mm 2 , more than one per 100 mm 2 , more one per 1000 mm 2 , more than one per 10,000 mm 2 or a range between any two of these values.

(3) разделители выполнены с возможностью не занимать значительную площадь (объем) поверхности в определенной площади (объеме) образца;(3) the separators are designed to not occupy a significant surface area (volume) in a certain area (volume) of the sample;

Соотношение объема разделителя и объема образца. Во многих вариантах осуществления соотношение объема разделителя (т.е. объема разделителя) и объема образца (т.е. объему образца) и/или соотношение объема разделителей, которые находятся внутри подходящего объема образца, и подходящего объема образца контролируют для достижения определенных преимуществ. Преимущества включают без ограничения контроль однородности толщины образца, однородность аналитов, свойства потока образца (например, скорость потока, направление потока и т.д.).The ratio of separator volume to sample volume. In many embodiments, the ratio of separator volume (i.e., separator volume) to sample volume (i.e., sample volume) and/or the ratio of the volume of separators that are contained within a suitable sample volume to a suitable sample volume is controlled to achieve certain benefits. Benefits include, but are not limited to, control of sample thickness uniformity, analyte uniformity, sample flow properties (eg, flow rate, flow direction, etc.).

В определенных вариантах осуществления соотношение объема разделителя г) и объема образца и/или соотношение объема разделителей, которые находятся внутри подходящего объема образца, и подходящего объема образца, составляет менее 100%, не более 99%, не более 70%, не более 50%, не более 30%, не более 10%, не более 5%, не более 3%, не более 1%, не более 0,1%, не более 0,01%, не более 0,001% или находится в диапазоне между любыми из этих значений.In certain embodiments, the ratio of the volume of separator d) to the sample volume and/or the ratio of the volume of separators that are contained within a suitable sample volume to a suitable sample volume is less than 100%, not more than 99%, not more than 70%, not more than 50% , no more than 30%, no more than 10%, no more than 5%, no more than 3%, no more than 1%, no more than 0.1%, no more than 0.01%, no more than 0.001% or is in the range between any from these values.

Разделители, закрепленные на пластинах. Расстояние между разделителями и ориентация разделителей, которые играют ключевую роль в настоящем изобретении, предпочтительно сохраняются во время процесса перевода пластин из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию, и/или предпочтительно они являются предварительно заданными перед процессом перевода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию.Separators mounted on plates. The distance between the spacers and the orientation of the spacers, which play a key role in the present invention, are preferably maintained during the process of converting the plates from the open configuration to the closed configuration, and/or preferably they are predetermined before the conversion process from the open configuration to the closed configuration.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают, что разделители закреплены на одной из пластин перед переводом пластин в закрытую конфигурацию. Термин «разделитель закреплен на своей соответствующей пластине» означает, что разделитель прикреплен к пластине и прикрепление сохраняется во время применения пластины. Примером того, что «разделитель закреплен на своей соответствующей пластине», является то, что разделитель выполнен монолитно в виде одной части материала пластины и положение разделителя относительно поверхности пластины не меняется. Примером того, что «разделитель не закреплен на своей соответствующей пластине», является то, что разделитель приклеен к пластине с помощью адгезивного средства, однако во время применения пластины адгезивное средство не может удерживать разделитель в его исходном местоположении на поверхности пластины (т.е. разделитель перемещается со своего исходного местоположения на поверхности пластины).Some embodiments of the present invention provide that the spacers are secured to one of the plates before converting the plates into a closed configuration. The term "spacer is secured to its respective plate" means that the spacer is attached to the plate and the attachment is maintained during use of the plate. An example of a "spacer being secured to its respective plate" is where the spacer is formed monolithically as one piece of plate material and the position of the spacer relative to the surface of the plate does not change. An example of "the spacer not being secured to its respective plate" is where the spacer is adhered to the plate by an adhesive, but during use of the plate the adhesive fails to hold the spacer in its original location on the surface of the plate (i.e. the separator moves from its original location on the surface of the plate).

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине. В определенных вариантах осуществления два разделителя закреплены на своих соответствующих пластинах. В определенных вариантах осуществления большинство из разделителей закреплены на своих соответствующих пластинах. В определенных вариантах осуществления все из разделителей закреплены на своих соответствующих пластинах.In some embodiments, at least one of the spacers is secured to its respective plate. In certain embodiments, two spacers are secured to their respective plates. In certain embodiments, most of the spacers are secured to their respective plates. In certain embodiments, all of the spacers are secured to their respective plates.

В некоторых вариантах осуществления разделитель закреплен на пластине монолитно.In some embodiments, the separator is mounted monolithically to the plate.

В некоторых вариантах осуществления разделители закреплены на своей соответствующей пластине с помощью одного или любой комбинации из следующих способов и/или конфигураций: присоединены, связаны, слиты, впечатаны и вытравлены.In some embodiments, the spacers are secured to their respective plate using one or any combination of the following methods and/or configurations: attached, bonded, fused, imprinted, and etched.

Термин «впечатанный» означает, что разделитель и пластина закреплены монолитно с помощью впечатывания (например, тиснения) участка материала с образованием разделителя на поверхности пластины. Материал может представлять собой один слой материала или несколько слоев материала.The term "imprinted" means that the spacer and plate are secured monolithically by imprinting (eg, embossing) an area of material to form the spacer on the surface of the plate. The material may be a single layer of material or multiple layers of material.

Термин «вытравленный» означает, что разделитель и пластина прикреплены монолитно путем травления участка материала с образованием разделителя на поверхности пластины. Материал может представлять собой один слой материала или несколько слоев материала.The term "etched" means that the spacer and wafer are attached monolithically by etching a section of material to form the spacer on the surface of the wafer. The material may be a single layer of material or multiple layers of material.

Термин «слитый» означает, что разделитель и пластина закреплены монолитно за счет прикрепления разделителя и пластины вместе, при этом исходные материалы для разделителя и пластины слиты друг с другом, и имеется явная граница материала между двумя материалами после слияния.The term "fused" means that the spacer and plate are secured monolithically by attaching the spacer and plate together, wherein the source materials for the spacer and plate are fused to each other, and there is a clear material boundary between the two materials after fusion.

Термин «связанный» означает, что разделитель и пластина закреплены монолитно за счет связывания разделителя и пластины путем адгезии.The term "bonded" means that the spacer and plate are secured monolithically by bonding the spacer and plate through adhesion.

Термин «прикрепленный» означает, что разделитель и пластина соединены вместе.The term "attached" means that the spacer and plate are attached together.

В некоторых вариантах осуществления разделители и пластина изготовлены из одинаковых материалов. В другом варианте осуществления разделители и пластина изготовлены из разных материалов. В другом варианте осуществления разделитель и пластина образуются в виде одной части. В другом варианте осуществления один конец разделителя закреплен на своей соответствующей пластине, при этом конец открыт для приспособления к различным конфигурациям двух пластин.In some embodiments, the spacers and plate are made from the same materials. In another embodiment, the spacers and plate are made of different materials. In another embodiment, the spacer and plate are formed as one piece. In another embodiment, one end of the spacer is fixed to its corresponding plate, with the end open to accommodate different configurations of the two plates.

В другом варианте осуществления каждый из разделителей независимо по меньшей мере прикреплен, связан, слит, впечатан или вытравлен в соответствующей пластине. Термин «независимо» означает, что один разделитель закреплен на своей соответствующей пластине с помощью такого же или отличающегося способа, который выбран из способов, связанных с прикреплением, связыванием, слиянием, впечатыванием и травлением в соответствующей пластине.In another embodiment, each of the spacers is independently at least attached, bonded, fused, imprinted or etched into a respective plate. The term "independently" means that one spacer is secured to its respective plate using the same or a different method, which is selected from the methods associated with attachment, bonding, merging, imprinting and etching in the corresponding plate.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере расстояние между двумя разделителями является предварительно заданным («предварительно заданное расстояние между разделителями» означает, что расстояние известно, когда потребитель применяет пластины.).In some embodiments, at least the distance between two spacers is predetermined (“preset distance between spacers” means that the distance is known when the user applies the plates.).

В некоторых вариантах осуществления всех способов и устройств, описанных в данном документе, кроме закрепленных разделителей имеются дополнительные разделители.In some embodiments of all of the methods and devices described herein, there are additional spacers in addition to the fixed spacers.

Специфическая толщина образца. В настоящем изобретении было замечено, что большей удерживающей силы в отношении пластин (т.е. силы, которая удерживает две пластины вместе) можно достичь путем применения более маленького пространства между пластинами (для определенной площади образца) или большей площади образца (для определенного пространства между пластинами), или обоих.Specimen specific thickness. In the present invention, it has been observed that greater plate holding force (i.e., the force that holds two plates together) can be achieved by using a smaller space between the plates (for a certain sample area) or a larger sample area (for a certain space between plates), or both.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна из пластин является прозрачной в участке, охватывающем соответствующую область, каждая пластина имеет внутреннюю поверхность, приведенную в конфигурацию с целью контакта с образцом в закрытой конфигурации; внутренние поверхности пластин в значительно степени параллельны друг другу в закрытой конфигурации; внутренние поверхности пластин в значительно степени плоские, помимо местоположений, которые имеют разделители; или любая их комбинация.In some embodiments, at least one of the plates is transparent in a portion covering a corresponding area, each plate having an internal surface configured to contact the sample in a closed configuration; the inner surfaces of the plates are substantially parallel to each other in a closed configuration; the internal surfaces of the plates are substantially flat, apart from the locations where the spacers are located; or any combination thereof.

2.4. Конечная толщина и однородность образца2.4. Final sample thickness and uniformity

В некоторых вариантах осуществления в значительной степени ровный определяется относительно конечной толщины образца и характеризуется в зависимости от вариантов осуществления и применений отношением к толщине образца, составляющим менее 0,1%, менее 0,5%, менее 1%, менее 2%, менее 5% или менее 10% или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, substantially flat is defined relative to the final sample thickness and is characterized, depending on embodiments and applications, by having a ratio to sample thickness of less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5 % or less than 10% or between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления ровность по отношению к толщине образца может составлять менее 0,1%, менее 0,5%, менее 1%, менее 2%, менее 5%, менее 10%, менее 20%, менее 50% или менее 100% или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, the flatness relative to sample thickness may be less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5%, less than 10%, less than 20%, less than 50%, or less than 100 % or is in the range between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления в значительной степени ровный может означать, что сама вариация ровности поверхности (измеренная на основе средней толщины) составляет менее 0,1%, менее 0,5%, менее 1%, менее 2%, менее 5% или менее 10% или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений. Как правило, ровность по отношению к толщине пластины может составлять менее 0,1%, менее 0,5%, менее 1%, менее 2%, менее 5%, менее 10%, менее 20%, менее 50% или менее 100% или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, substantially flat may mean that the surface flatness variation itself (measured based on average thickness) is less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5%, or less than 10 % or is in the range between any two of these values. Generally, the flatness with respect to plate thickness can be less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5%, less than 10%, less than 20%, less than 50% or less than 100%. or is in the range between any two of these values.

2.5. Способы изготовления разделителей2.5. Methods for making separators

Разделители могут быть изготовлены на пластине с помощью множества путей, с применением литографии, травления, тиснения (наноимпринтинга), нанесений, взрывной литографии, слияния или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления непосредственно проводят оттиск разделителей или впечатывают их на пластинах. В некоторых вариантах осуществления разделители впечатывают в материал (например, пластмассы), который размещают на пластинах. В определенных вариантах осуществления разделители изготавливают непосредственно с помощью тиснения на поверхности пластины для CROF. Наноимпринтинг можно выполнять с помощью технологии «рулон за рулоном» с применением роллерного импринтера или наносить путем плоскостного наноимпринтинга. Такой процесс имеет большое экономическое преимущество и, следовательно, снижает стоимость.Spacers can be fabricated on the wafer in a variety of ways, using lithography, etching, embossing (nanoimprinting), deposition, explosion lithography, fusion, or a combination thereof. In some embodiments, the separators are directly imprinted or imprinted on the plates. In some embodiments, the separators are imprinted into a material (eg, plastics) that is placed on the plates. In certain embodiments, the spacers are manufactured directly by embossing onto the surface of the CROF plate. Nanoimprinting can be done using roll-by-roll technology using a roller imprinter or applied through planar nanoimprinting. This process has a great economic advantage and therefore reduces the cost.

В некоторых вариантах осуществления разделители размещают на пластинах. Размещение может представлять собой испарение, пастирование или взрывную литографию. При пастировании разделитель изготавливают вначале на носителе, затем разделитель переносят от носителя к пластине. При взрывной литографии подлежащий удалению материал вначале размещают на пластине и создают отверстия в материале; низ отверстия ориентируют к поверхности пластины и затем материал разделителя размещают в отверстие и после этого подлежащий удалению материал удаляют, оставляя лишь разделители на поверхности пластины. В некоторых вариантах осуществления разделители, размещенные на пластине, сливаются с пластиной. В некоторых вариантах осуществления разделитель и пластины изготавливают в одном процессе. Один процесс включает впечатывание (например, тиснение, формование) или синтез.In some embodiments, the separators are placed on plates. The placement may be evaporation, pasting or blast lithography. When pasting, the separator is first made on a carrier, then the separator is transferred from the carrier to the plate. In explosive lithography, the material to be removed is first placed on a plate and holes are created in the material; the bottom of the hole is oriented towards the surface of the plate and then the spacer material is placed in the hole and then the material to be removed is removed, leaving only the spacers on the surface of the plate. In some embodiments, the separators placed on the wafer are fused to the wafer. In some embodiments, the separator and plates are manufactured in the same process. One process involves imprinting (eg, embossing, molding) or synthesis.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере два разделителя закреплены на соответствующей пластине за счет различных способов изготовления, и необязательно при этом различные способы изготовления включают по меньшей мере одно из размещения, связывания, слияния, впечатывания и травления.In some embodiments, the at least two spacers are secured to a respective plate through different manufacturing methods, and optionally the different manufacturing methods include at least one of placement, bonding, merging, imprinting, and etching.

В некоторых вариантах осуществления один или более разделителей закреплены на соответствующей пластине(соответствующих пластинах) за счет способа изготовления, предусматривающего связывание, слияние, впечатывание или травление или любую их комбинацию.In some embodiments, one or more spacers are secured to the respective plate(s) by a manufacturing process involving bonding, fusing, imprinting or etching, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления способы изготовления для образования таких монолитных разделителей на пластине включают способ, связанный со связыванием, слиянием, впечатыванием или травлением или любой их комбинацией.In some embodiments, manufacturing methods for forming such monolithic spacers on a wafer include a method involving bonding, merging, imprinting or etching, or any combination thereof.

2.6. Масштабные метки2.6. Scale marks

Термин «масштабная метка(масштабные метки)» относится к масштабной метке(масштабным меткам), которая(которые) способны облегчить количественное определение (например, измерение размеров) или контроль подходящей области и/или относительного объема образца. В некоторых вариантах осуществления масштабные метки находятся на первой пластине или второй пластине, на обеих пластинах, на одной поверхности пластины, на обеих поверхностях пластины, между пластинами, возле пластин или любой их комбинации. В некоторых вариантах осуществления масштабные метки закреплены на первой пластине или второй пластине, на обеих пластинах, на одной поверхности пластины, на обеих поверхностях пластины, между пластинами, возле пластин или любой их комбинации. В некоторых вариантах осуществления масштабные метки размещены на первой пластине или второй пластине, на обеих пластинах, на одной поверхности пластины, на обеих поверхностях пластины, между пластинами, возле пластин или любой их комбинации. В некоторых вариантах осуществления некоторые разделители закреплены и некоторые разделители размещены.The term “scale mark(s)” refers to scale mark(s) that are capable of facilitating quantification (eg, dimensional measurement) or control of the relevant area and/or relative volume of a sample. In some embodiments, the scale marks are on the first plate or the second plate, on both plates, on one surface of the plate, on both surfaces of the plate, between the plates, near the plates, or any combination thereof. In some embodiments, the scale marks are attached to the first plate or the second plate, to both plates, to one surface of the plate, to both surfaces of the plate, between the plates, near the plates, or any combination thereof. In some embodiments, the scale marks are located on the first plate or the second plate, on both plates, on one surface of the plate, on both surfaces of the plate, between the plates, near the plates, or any combination thereof. In some embodiments, some dividers are secured and some dividers are positioned.

В некоторых вариантах осуществления масштабные метки представляют собой вытравленные масштабные метки, нанесенные материалы или впечатанные материалы. В определенных вариантах осуществления материалы поглощают свет, отражают свет, испускают свет или обеспечивают любую комбинацию из этого.In some embodiments, the scale marks are etched scale marks, applied materials, or imprinted materials. In certain embodiments, the materials absorb light, reflect light, emit light, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления масштабные метки представляют собой один объект или множество объектов с известными размерами и/или известными промежутками. Примеры объектов включают без ограничения прямоугольники, цилиндры или круги.In some embodiments, the scale marks are a single object or multiple objects with known dimensions and/or known spacing. Examples of objects include, but are not limited to, rectangles, cylinders, or circles.

В некоторых вариантах осуществления масштабные метки имеют размер в диапазоне нанометров (нм), микрон (мкм) или миллиметров (мм) или другие размеры.In some embodiments, the scale marks are in the range of nanometers (nm), microns (μm), or millimeters (mm), or other sizes.

В некоторых вариантах осуществления масштабные метки представляют собой линейку, которая имеет шкалу из масштабных меток, которые выполнены с возможностью измерения размера объекта. В некоторых вариантах осуществления масштабные метки находятся в масштабе нанометров (нм), микронов (мкм), или миллиметров, (мм) или других размеров. В некоторых вариантах осуществления масштабные метки представляют собой вытравленные масштабные метки, нанесенные материалы или впечатанные материалы. В некоторых вариантах осуществления материалы для масштабных меток представляют собой материалы, которые поглощают свет, отражают свет, рассеивают свет, интерферируют свет, диффрагируют свет, испускают свет или обеспечивают любую комбинацию из этого.In some embodiments, the scale marks are a ruler that has a scale of scale marks that are configured to measure the size of an object. In some embodiments, the scale marks are on the scale of nanometers (nm), microns (μm), or millimeters (mm), or other sizes. In some embodiments, the scale marks are etched scale marks, applied materials, or imprinted materials. In some embodiments, the scale mark materials are materials that absorb light, reflect light, scatter light, interfere with light, diffuse light, emit light, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления метки представляют собой разделители, которые выполняют двойные функции «регулируют толщину образца» и «обеспечивают масштабные метки и/или измерение масштаба размеров». Например, прямоугольный разделитель с известным размером или два разделителя с известным расстоянием разделения можно применять для измерения размера, связанного с образцом вокруг разделителя(разделителей). На основании измеренного размера образца можно рассчитать объем подходящего объема образца.In some embodiments, the marks are spacers that perform the dual functions of “adjusting sample thickness” and “providing scale marks and/or dimensional scale measurement.” For example, a rectangular spacer with a known size or two spacers with a known separation distance can be used to measure the size associated with the sample around the spacer(s). Based on the measured sample size, a suitable sample volume can be calculated.

В некоторых вариантах осуществления масштабные метки выполнены с возможностью по меньшей мере частичного определения границы подходящего объема образца.In some embodiments, the scale marks are configured to at least partially define the boundary of a suitable sample volume.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна масштабная метка выполнена с возможностью получения известного размера, который является параллельным плоскости площади подходящего объема образца в горизонтальной проекции.In some embodiments, the at least one scale mark is configured to produce a known dimension that is parallel to the area plane of a suitable sample volume in horizontal projection.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере пара масштабных меток отделена с помощью известного расстояния, которое является параллельным плоскости площади в горизонтальной проекции.In some embodiments, at least a pair of scale marks are separated by a known distance that is parallel to the area plane in the horizontal projection.

В некоторых вариантах осуществления масштабные метки выполнены с возможностью оптического выявления.In some embodiments, the scale marks are optically detectable.

В некоторых вариантах осуществления каждая масштабная метка независимо обеспечивает по меньшей мере одно из поглощения света, отражения света, рассеяния света, дифракции света и испускания света.In some embodiments, each scale mark independently provides at least one of light absorption, light reflection, light scattering, light diffraction, and light emission.

В некоторых вариантах осуществления масштабные метки упорядочены в виде регулярного массива с известным пространством в горизонтальной проекции.In some embodiments, the scale marks are arranged in a regular array with a known horizontal projection space.

В некоторых вариантах осуществления каждая масштабная метка независимо имеет профиль в горизонтальной проекции, который является по меньшей мере одним из квадратного, прямоугольного, многоугольного и кругового.In some embodiments, each scale mark independently has a horizontal profile that is at least one of square, rectangular, polygonal, and circular.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна из масштабных меток прикреплена, соединена, слита, впечатана и вытравлена на одной из пластин.In some embodiments, at least one of the scale marks is attached, connected, fused, imprinted and etched onto one of the plates.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна из масштабных меток представляет собой один из разделителей.In some embodiments, at least one of the scale marks is one of the delimiters.

В некоторых вариантах осуществления некоторые разделители также играют роль масштабной метки для количественного определения подходящего объема образца.In some embodiments, some separators also act as a scale mark to quantify the appropriate sample volume.

В определенных вариантах осуществления участок(участки) связывания (который(которые) иммобилизует(иммобилизируют)аналиты), участки хранения или тому подобное служат в качестве масштабной метки(масштабных меток). В одном варианте осуществления участок с известным боковым размером взаимодействует со светом, генерируя подлежащий выявлению сигнал, который дает известный размер участка в горизонтальной проекции, тем самым выполняя роль масштабной метки(масштабных меток).In certain embodiments, the binding site(s) (which immobilizes the analytes), storage sites, or the like serve as the scale mark(s). In one embodiment, an area of known lateral size interacts with light to generate a detectable signal that gives the known size of the area in a horizontal projection, thereby serving as the scale mark(s).

В другом варианте осуществления размер участков является предварительно заданным перед процессом CROF, и толщина части образца, размещенного на участке, когда пластины находятся в закрытой конфигурации, является практически меньшей, чем средний размер в горизонтальной проекции участка, тем самым контролируется время инкубации таким образом, что после инкубации (1) большая часть из аналитов/объекта, которые связываются с участком связывания, выходят из объема образца, который расположен на поверхности участка связывания, или (2) большая часть из реагента, который смешивается (диффундирует) в объеме образца, который расположен на поверхности участка связывания, выходит из участка связывания. В этих случаях подходящий объем образца для связывания или смешивания реагента представляет собой объем, который примерно равен предварительно заданной площади участка, умноженной на толщину образца на участке. Основной причиной для возможности этого является то, что в случае определенного времени инкубации аналиты/объект в объеме образца за пределами подходящего объема не имеют достаточно времени для диффузии в участок связывания, или реагенты на участке хранения не имеют достаточно времени для диффузии в объем образца за пределами подходящего объема.In another embodiment, the size of the patches is predetermined before the CROF process, and the thickness of the portion of the sample placed on the patch when the plates are in a closed configuration is substantially less than the average horizontal dimension of the patch, thereby controlling the incubation time such that after incubation, (1) most of the analytes/object that binds to the binding site exits the sample volume, which is located on the surface of the binding site, or (2) most of the reagent that mixes (diffuses) in the sample volume, which is located on the surface of the binding site, exits the binding site. In these cases, a suitable volume of sample for binding or mixing the reagent is a volume that is approximately equal to the predetermined area of the site multiplied by the thickness of the sample at the site. The main reason for this to be possible is that, given a certain incubation time, the analytes/object in the sample volume outside the appropriate volume do not have enough time to diffuse into the binding site, or the reagents in the storage site do not have enough time to diffuse into the sample volume beyond suitable volume.

Примером для иллюстрации способа измерения и/или контроля соответствующей площади и объема с применением участка с известным размером и с ограничением времени инкубации является то, что в анализе имеется участок связывания (например, область со средствами для захвата) размером 1000 мкм на 1000 мкм на первой пластине в процессе CROF (который имеет поверхность больше участка связывания); при закрытой конфигурации пластин образец с аналитами находится над участком связывания, имеет толщину приблизительно 20 мкм (в области участка связывания) и площадь, которая больше участка связывания, и его инкубируют в течение времени, равного времени диффузии целевого аналита/объекта через толщину образца. В этом случае большая часть аналитов/объект, которые связываются с участком связывания, выходят из объема образца, который расположен на поверхности участка связывания, который составляет 1000 мкм на 1000 мкм на 20 мкм=0,02 р, поскольку аналиты в части образца, которая находится на расстоянии 20 мкм от участка связывания, не имеют времени для диффузии к участку связывания (статистически). В этом случае, если сигнал, возникающий в результате захвата аналитов/объекта участком связывания, измеряют после инкубации, можно определить концентрацию аналита/объекта в соответствующей площади и подходящем объеме образца, исходя из информации (полученной из участка связывания) о соответствующей площади и подходящем объеме. Концентрацию аналита количественно определяют с помощью количества аналитов, захваченных участком связывания, разделенного на подходящий объем.An example to illustrate a method for measuring and/or monitoring the appropriate area and volume using a region of known size and with an incubation time limit is that the assay has a binding site (e.g., a region with capture means) measuring 1000 μm by 1000 μm on the first plate in the CROF process (which has a surface area larger than the bonding area); In a closed plate configuration, the sample with analytes is located above the binding site, has a thickness of approximately 20 μm (in the region of the binding site) and an area that is larger than the binding site, and is incubated for a time equal to the time of diffusion of the target analyte/object through the thickness of the sample. In this case, most of the analytes/object that binds to the binding site comes out of the volume of the sample that is located on the surface of the binding site, which is 1000 µm by 1000 µm by 20 µm = 0.02 p, since the analytes are in the part of the sample that located at a distance of 20 µm from the binding site, do not have time to diffuse to the binding site (statistically). In this case, if the signal resulting from the capture of analytes/object by the binding site is measured after incubation, the concentration of the analyte/object in the corresponding area and suitable volume of the sample can be determined based on the information (obtained from the binding site) about the corresponding area and suitable volume . Analyte concentration is quantified using the amount of analytes captured by the binding site divided by an appropriate volume.

В некоторых вариантах осуществления подходящий объем примерно равен площади участка связывания, умноженной на толщину образца, и концентрация целевого аналита в образце примерно равна количеству аналита, захваченного участком связывания, деленному на подходящий объем образца. Данная точность способа количественного определения объема целевого аналита повышается, если отношение размера участка связывания к толщине образца становится большим (при условии, что время инкубации приблизительно равно времени диффузии целевого аналита в образце на расстояние, составляющем толщину образца).In some embodiments, the suitable volume is approximately equal to the area of the binding site multiplied by the thickness of the sample, and the concentration of the target analyte in the sample is approximately equal to the amount of analyte captured by the binding site divided by the suitable sample volume. This accuracy of the method for quantifying the volume of the target analyte increases if the ratio of the size of the binding site to the thickness of the sample becomes large (assuming that the incubation time is approximately equal to the time of diffusion of the target analyte in the sample over a distance equal to the thickness of the sample).

Время распределения в CROF. В настоящем изобретении в способах и устройствах всех пунктов, в которых распределяют образец с помощью двух пластин, время распределения образца до конечной толщины при закрытой конфигурации составляет 0,001 с или меньше, 0,01 с, 0,1 с, 1 с, 5 с, 10 с, 20 с, 30 с, 60 с, 90 с, 100 с, 150 с, 200 с, 300 с, 500 с, 1000 с или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.Distribution time in CROF. In the present invention, in the methods and devices of all points in which the sample is distributed by two plates, the time of distribution of the sample to the final thickness in the closed configuration is 0.001 s or less, 0.01 s, 0.1 s, 1 s, 5 s, 10s, 20s, 30s, 60s, 90s, 100s, 150s, 200s, 300s, 500s, 1000s or between any two of these values.

В способах и устройствах всех пунктов, в которых распределяют образец с помощью двух пластин, в предпочтительном варианте осуществления время распределения образца до конечной толщины при закрытой конфигурации составляет 0,001 с или меньше, 0,01 с, 0,1 с, 1 с, 3 с, 5 с, 10 с, 20 с, 30 с, 60 с, 90 с, 100 с, 150 с или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of all items that distribute the sample using two plates, in a preferred embodiment, the time of distribution of the sample to the final thickness in a closed configuration is 0.001 s or less, 0.01 s, 0.1 s, 1 s, 3 s , 5 s, 10 s, 20 s, 30 s, 60 s, 90 s, 100 s, 150 s, or between any two of these values.

В способах и устройствах всех пунктов, в которых распределяют образец с помощью двух пластин, в предпочтительном варианте осуществления время распределения образца до конечной толщины при закрытой конфигурации составляет 0,001 с или меньше, 0,01 с, 0,1 с, 1 с, 3 с, 5 с, 10 с, 20 с, 30 с, 60 с, 90 с или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of all items that distribute the sample using two plates, in a preferred embodiment, the time of distribution of the sample to the final thickness in a closed configuration is 0.001 s or less, 0.01 s, 0.1 s, 1 s, 3 s , 5 s, 10 s, 20 s, 30 s, 60 s, 90 s, or between any two of these values.

В способах и устройствах всех пунктов, в которых распределяют образец с помощью двух пластин, в предпочтительном варианте осуществления время распределения образца до конечной толщины при закрытой конфигурации составляет 0,001 с или меньше, 0,01 с, 0,1 с, 1 с, 3 с, 5 с, 10 с, 20 с, 30 с или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of all items that distribute the sample using two plates, in a preferred embodiment, the time of distribution of the sample to the final thickness in a closed configuration is 0.001 s or less, 0.01 s, 0.1 s, 1 s, 3 s , 5 s, 10 s, 20 s, 30 s, or between any two of these values.

В способах и устройствах всех пунктов, в которых распределяют образец с помощью двух пластин, в предпочтительном варианте осуществления время распределения образца до конечной толщины при закрытой конфигурации составляет 0,001 с или меньше, 0,01 с, 0,1 с, 1 с, 3 с, 5 с, 10 с или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of all items that distribute the sample using two plates, in a preferred embodiment, the time of distribution of the sample to the final thickness in a closed configuration is 0.001 s or less, 0.01 s, 0.1 s, 1 s, 3 s , 5 s, 10 s, or between any two of these values.

В способах и устройствах всех пунктов, в которых распределяют образец с помощью двух пластин, в предпочтительном варианте осуществления время распределения образца до конечной толщины при закрытой конфигурации составляет 0,001 с или меньше, 0,01 с, 0,1 с, 1 с, 3 с или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of all items that distribute the sample using two plates, in a preferred embodiment, the time of distribution of the sample to the final thickness in a closed configuration is 0.001 s or less, 0.01 s, 0.1 s, 1 s, 3 s or is in the range between any two of these values.

Варианты осуществления и любая из их комбинаций, описанные в разделе 3, применимы (т.е. комбинируются) к другим вариантам осуществления во всем описании настоящего изобретения.The embodiments and any combinations thereof described in section 3 are applicable (ie, combined) to other embodiments throughout the specification of the present invention.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине путем тиснения (например, наноимпринтинга) тонкой пластмассовой пленки с помощью формы и изготавливают из одинаковых материалов.In one preferred embodiment, the spacers are manufactured monolithically on the X-plate by embossing (eg, nanoimprinting) a thin plastic film using a mold and are made from the same materials.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине путем тиснения (например, наноимпринтинга) тонкой пластмассовой пленки с помощью формы и изготавливают из одинаковых материалов, и толщина Х-пластины составляет от 50 мкм до 500 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on the X-plate by embossing (eg, nanoimprinting) a thin plastic film using a mold and are made from the same materials, and the thickness of the X-plate is from 50 μm to 500 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине путем тиснения (например, наноимпринтинга) тонкой пластмассовой пленки с помощью формы, и изготавливают из одинаковых материалов, и толщина Х-пластины составляет от 50 мкм до 250 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on the X-plate by embossing (eg, nanoimprinting) a thin plastic film using a mold, and are made from the same materials, and the thickness of the X-plate is from 50 μm to 250 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине и изготавливают из одинаковых материалов, и толщина X-пластины составляет от 50 мкм до 500 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on the X-plate and are made from the same materials, and the thickness of the X-plate is from 50 μm to 500 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине с помощью тонкой пластмассовой пленки с помощью формы, и изготавливают из одинаковых материалов, и толщина Х-пластины составляет от 50 мкм до 250 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on the X-plate using a thin plastic film using a mold, and are made from the same materials, and the thickness of the X-plate is from 50 μm to 250 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине путем тиснения (например, наноимпринтинга) тонкой пластмассовой пленки с применением формы и изготавливают из одинаковых материалов, где пластмассовая пленка представляет собой либо РММА (полиметилметакрилат), либо PS (полистирол).In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on an X-plate by embossing (eg, nanoimprinting) a thin plastic film using a mold and made from the same materials, where the plastic film is either PMMA (polymethyl methacrylate) or PS (polystyrene).

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине путем тиснения (например, наноимпринтинга) тонкой пластмассовой пленки с применением формы и изготавливают из одинаковых материалов, где пластмассовая пленка представляет собой либо РММА (полиметилметакрилат), либо PS (полистирол), и толщина Х-пластины составляет от 50 мкм до 500 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on an X-plate by embossing (e.g., nanoimprinting) a thin plastic film using a mold and made from the same materials, where the plastic film is either PMMA (polymethyl methacrylate) or PS (polystyrene), and the thickness X-plates range from 50 µm to 500 µm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине путем тиснения (например, наноимпринтинга) тонкой пластмассовой пленки с применением формы и изготавливают из одинаковых материалов, где пластмассовая пленка представляет собой либо РММА (полиметилметакрилат), либо PS (полистирол), и толщина Х-пластины составляет от 50 мкм до 250 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on an X-plate by embossing (e.g., nanoimprinting) a thin plastic film using a mold and made from the same materials, where the plastic film is either PMMA (polymethyl methacrylate) or PS (polystyrene), and the thickness X-plates range from 50 µm to 250 µm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготавливают на Х-пластине путем тиснения (например, наноимпринтинга) тонкой пластмассовой пленки с помощью формы и изготавливают из одинаковых материалов, где пластмассовая пленка представляет собой либо РММА (полиметилметакрилат), либо PS (полистирол), и разделители имеют либо квадратную, либо прямоугольную форму и имеют одинаковую высоту разделителей.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on an X-plate by embossing (e.g., nanoimprinting) a thin plastic film using a mold and made from the same materials, where the plastic film is either PMMA (polymethyl methacrylate) or PS (polystyrene), and the spacers are either square or rectangular in shape and have equal height dividers.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители имеют квадратную или прямоугольную форму (с круглыми углами или без таковых).In one preferred embodiment, the dividers are square or rectangular in shape (with or without round corners).

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители имеют вид квадратных или прямоугольных столбиков, при этом ширина столбика (ширина разделителя в каждом горизонтальном направлении) составляет от 1 мкм до 200 мкм; интервал между столбиками (т.е. интервал между разделителями) составляет от 2 мкм до 2000 мкм, и высота столбика (т.е. высота разделителя) составляет от 1 мкм до 100 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are in the form of square or rectangular columns, wherein the column width (the width of the spacer in each horizontal direction) is from 1 μm to 200 μm; the bar spacing (ie, space between spacers) is from 2 μm to 2000 μm, and the bar height (ie, spacer height) is from 1 μm to 100 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители, изготовленные из РММА или PS, имеют вид квадратных или прямоугольных столбиков, при этом ширина столбика (ширина разделителя в каждом горизонтальном направлении) составляет от 1 мкм до 200 мкм; интервал между столбиками (т.е. интервал между разделителями) составляет от 2 мкм до 2000 мкм, и высота столбика (т.е. высота разделителя) составляет от 1 мкм до 100 мкм.In one preferred embodiment, the spacers made of PMMA or PS are in the form of square or rectangular pillars, wherein the column width (the width of the spacer in each horizontal direction) is from 1 μm to 200 μm; the bar spacing (ie, space between spacers) is from 2 μm to 2000 μm, and the bar height (ie, spacer height) is from 1 μm to 100 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготовлены на Х-пластине и изготовлены из пластмассовых материалов, и разделители имеют вид квадратных или прямоугольных столбиков, при этом ширина столбика (ширина разделителя в каждом горизонтальном направлении) составляет от 1 мкм до 200 мкм; интервал между столбиками (т.е. интервал между разделителями) составляет от 2 мкм до 2000 мкм, и высота столбика (т.е. высота разделителя) составляет от 1 мкм до 100 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on an X-plate and made of plastic materials, and the spacers are in the form of square or rectangular posts, the width of the post (the width of the spacer in each horizontal direction) being from 1 μm to 200 μm; the bar spacing (ie, space between spacers) is from 2 μm to 2000 μm, and the bar height (ie, spacer height) is from 1 μm to 100 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготовлены на Х-пластине и изготовлены из одних и тех же материалов, и разделители имеют вид квадратных или прямоугольных столбиков, при этом ширина столбика (ширина разделителя в каждом горизонтальном направлении) составляет от 1 мкм до 200 мкм; интервал между столбиками (т.е. интервал между разделителями) составляет от 2 мкм до 2000 мкм, и высота столбика (т.е. высота разделителя) от 1 мкм до 10 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on the X-plate and made from the same materials, and the spacers are in the form of square or rectangular pillars, wherein the column width (the width of the spacer in each horizontal direction) is from 1 μm to 200 μm; the bar spacing (ie, space between spacers) is from 2 μm to 2000 μm, and the bar height (ie, spacer height) is from 1 μm to 10 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления разделители монолитно изготовлены на Х-пластине и изготовлены из одинаковых материалов, выбранных из PS или РММА или других пластмассовых материалов, и разделители имеют вид квадратных или прямоугольных столбиков, при этом ширина столбика (ширина разделителя в каждом горизонтальном направлении) составляет от 1 мкм до 200 мкм; интервал между столбиками (т.е. интервал между разделителями) составляет от 2 мкм до 2000 мкм, и высота столбика (т.е. высота разделителя) составляет от 10 мкм до 50 мкм.In one preferred embodiment, the spacers are monolithically manufactured on an X-plate and made of uniform materials selected from PS or PMMA or other plastic materials, and the spacers are in the form of square or rectangular posts, wherein the post width (the width of the spacer in each horizontal direction) is from 1 µm to 200 µm; the bar spacing (ie, space between spacers) is from 2 μm to 2000 μm, and the bar height (ie, spacer height) is from 10 μm to 50 μm.

В одном предпочтительном варианте осуществления устройства CROF одна пластина представляет собой Х-пластину, и другая пластина представляет собой плоскую тонкую пленку, где толщина по меньшей мере одной из пластин находится в диапазоне от 10 мкм до 250 мкм; где разделители закрепляют на Х-пластине, и где пластины и разделители могут быть из одинаковых или различных материалов, и они изготовлены из РММА (полиметилметакрилата), PS (полистирола) или материала с аналогичными механическими свойствами, аналогичными таковым РММА или PS.In one preferred embodiment of the CROF device, one plate is an X plate and the other plate is a flat thin film, wherein the thickness of at least one of the plates is in the range of 10 μm to 250 μm; wherein the spacers are secured to an X-plate, and where the plates and spacers may be of the same or different materials and are made of PMMA (polymethyl methacrylate), PS (polystyrene) or a material with similar mechanical properties to those of PMMA or PS.

В одном предпочтительном варианте осуществления устройства CROF одна пластина представляет собой Х-пластину, и другая пластина представляет собой плоскую тонкую пленку, где толщина по меньшей мере одной из пластин находится в диапазоне от 250 мкм до 500 мкм; где разделители закрепляют на Х-пластине, и где пластины и разделители могут быть из одинаковых или различных материалов, и они изготовлены из РММА (полиметилметакрилата), PS (полистирола) или материала с аналогичными механическими свойствами, аналогичными таковым РММА или PS.In one preferred embodiment of the CROF device, one plate is an X plate and the other plate is a flat thin film, wherein the thickness of at least one of the plates is in the range of 250 μm to 500 μm; wherein the spacers are secured to an X-plate, and where the plates and spacers may be of the same or different materials and are made of PMMA (polymethyl methacrylate), PS (polystyrene) or a material with similar mechanical properties to those of PMMA or PS.

В одном предпочтительном варианте осуществления устройства для CROF одна пластина представляет собой Х-пластину, а другая пластина представляет собой идеально плоскую тонкую пленку, где толщина по меньшей мере одной из пластин находится в диапазоне от 10 мкм до 250 мкм; где разделители закреплены на Х-пластине, и они представляют собой массив из квадратных или прямоугольных столбиков с шириной столбика (шириной разделителя в каждом горизонтальном направлении) от 1 мкм до 200 мкм; интервалом между столбиками (т.е. интервалом между разделителями) от 2 мкм до 2000 мкм и высотой столбика (т.е. высотой разделителя) от 1 мкм до 100 мкм, и где пластины и разделители могут быть из одинаковых или различных материалов, и они изготовлены из РММА (полиметилметакрилата), PS (полистирола) или материала с аналогичными механическими свойствами, как у РММА или PS.In one preferred embodiment of the CROF device, one plate is an X plate and the other plate is a perfectly flat thin film, wherein the thickness of at least one of the plates is in the range of 10 μm to 250 μm; where the spacers are fixed to the X-plate, and they are an array of square or rectangular pillars with a column width (the width of the spacer in each horizontal direction) from 1 μm to 200 μm; a post spacing (i.e. space between spacers) from 2 µm to 2000 µm and a post height (i.e. spacer height) from 1 µm to 100 µm, and where the plates and spacers may be of the same or different materials, and they are made of PMMA (polymethyl methacrylate), PS (polystyrene) or a material with similar mechanical properties to PMMA or PS.

«Аналогичный» в вышеуказанных пунктах означает, что отличие механических свойств находится в пределах 60%.“Similar” in the above points means that the difference in mechanical properties is within 60%.

Предохранительное кольцо. В некоторых вариантах осуществления для предотвращения вытекания образца с поверхности пластины имеется предохранительное кольцо. В некоторых вариантах осуществления предохранительное кольцо представляет собой ограждающую стенку вокруг области образца. Высота стенки равна высоте разделителя или отличается от высоты разделителя. Стенка может находиться на значительном расстоянии от области измерения образца.Ferrule. In some embodiments, a safety ring is provided to prevent the sample from leaking from the surface of the plate. In some embodiments, the safety ring is a boundary wall around the sample area. The height of the wall is equal to the height of the separator or different from the height of the separator. The wall may be located at a considerable distance from the sample measurement area.

Перемещаемые пластины в процессе CROF могут включать шарнир, стойку или некоторую другую систему ориентации, которые выполнены с возможностью перехода пластин между открытой конфигурацией и закрытой конфигурацией, и/или могут быть связаны с ними. Перемещаемые пластины могут быть связаны вместе с помощью одного или нескольких соединений, так что остается отверстие для доступа к пространству между пластинами (например, для помещения и/или удаления образца), при условии, что по меньшей мере одно из соединений и/или по меньшей мере одна из пластин являются достаточно гибкими для достижения описанных открытой и закрытой конфигураций. Мембранный насос не считается перемещаемой пластиной(перемещаемыми пластинами).The movable plates in the CROF process may include a hinge, post, or some other orientation system that is configured to allow the plates to transition between and/or be associated with an open configuration and a closed configuration. The movable plates may be connected together by one or more connections such that an opening remains for access to the space between the plates (for example, for insertion and/or removal of a sample), provided that at least one of the connections and/or at least At least one of the plates is flexible enough to achieve the open and closed configurations described. The diaphragm pump is not considered to be moving plate(s).

3. Однородное пространство между пластинами и толщина образца (U)3. Uniform space between plates and sample thickness (U)

При многих применениях процесса CROF желательно повышать однородность пространства между пластинами и тем самым толщину образца в закрытой конфигурации, в частности, когда пространство находится в микронной и/или наношкале. Высокая однородность может повысить однородность анализа. Настоящее изобретение предусматривает средства для повышения однородности.In many applications of the CROF process, it is desirable to increase the uniformity of the space between the plates and thereby the thickness of the sample in a closed configuration, in particular when the space is in the micron and/or nanoscale. High homogeneity can improve the homogeneity of the analysis. The present invention provides means for increasing uniformity.

Факторы, которые могут нарушать однородность пространства между пластинами в CROF, включают (а) локальный изгиб пластины, (b) неровность внутренней поверхности пластины и (с) пылевидные частицы. Чем меньше конечное пространство между пластинами, тем хуже становятся эффекты, оказываемые этими факторами.Factors that can disrupt the uniformity of the space between plates in CROF include (a) local plate bending, (b) roughness of the internal surface of the plate, and (c) dust particles. The smaller the final space between the plates, the worse the effects of these factors become.

Для повышения однородности промежутков (тем самым толщины образца) в настоящем изобретении применяется определенная схема в пластинах (механическая сила, толщина и т.д.), размер промежутков, число разделителей, расположение разделителей, промежуток между разделителями, прецизионность высоты разделителей, среди прочего, для преодоления этих факторов, которые вызывают неоднородность.To increase the uniformity of the spaces (thus the thickness of the sample), the present invention applies a certain pattern in the plates (mechanical force, thickness, etc.), size of the spaces, number of spacers, location of spacers, spacing between spacers, precision of spacer height, among others, to overcome these factors that cause heterogeneity.

Гладкость внутренних поверхностейSmoothness of internal surfaces

3.1 Применение расстояния между разделителями для достижения однородной толщины образца для гибкой пластины3.1 Apply spacer spacing to achieve uniform sample thickness for flexible plate

При некоторых применениях требуется, чтобы одна или обе пластины для CROF были гибкими. Однако, как показано на фиг. 5а, в случае гибкой пластины (например, пластмассовой тонкой пластины), если расстояние между разделителями является слишком большим, то во время процесса CROF гибкость пластины(пластин) может приводить к локальному изгибу (например, прогибу, а именно изгибу внутрь) пластины в местоположениях, которые находятся между двумя соседними разделителями, приводя к низкой однородности толщины образца. Низкая однородность толщины образца имеет много недостатков, таких как значительные ошибки определения объема образца и/или концентрации аналитов, вариация времени инкубации и т.д.Some applications require that one or both CROF plates be flexible. However, as shown in FIG. 5a, in the case of a flexible plate (e.g., a plastic thin plate), if the distance between the spacers is too large, then during the CROF process the flexibility of the plate(s) may cause local bending (e.g., bowing, namely inward bending) of the plate at locations , which are located between two adjacent spacers, resulting in low uniformity of sample thickness. Low uniformity of sample thickness has many disadvantages, such as significant errors in determining sample volume and/or analyte concentrations, variations in incubation time, etc.

Один вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает решение, при котором снижается локальный изгиб, и, следовательно, вариация конечной толщины образца за счет применения надлежащего расстояния между разделителями. Как показано на фиг. 5, устройство для CROF имеет одну жесткую пластину с ровной поверхностью образца и одну гибкую пластину, которая имеет локальный изгиб между двумя соседними разделителями, если расстояние между разделителями является слишком большим (фиг. 5а). Для снижения локального изгиба расстояние между разделителями устанавливают таким образом, чтобы оно было равным или меньше размаха критического изгиба гибкой пластины (фиг. 5b). Если обе пластины являются гибкими, то расстояние между разделителями должно быть меньше, чем наименьшее из размаха критического изгиба двух пластин.One embodiment of the present invention provides a solution that reduces local bending, and therefore the variation in the final thickness of the sample, by using proper spacing between spacers. As shown in FIG. 5, the CROF device has one rigid plate with a flat sample surface and one flexible plate that has a local bend between two adjacent spacers if the distance between the spacers is too large (Fig. 5a). To reduce local bending, the distance between the spacers is set so that it is equal to or less than the critical bending span of the flexible plate (Fig. 5b). If both plates are flexible, the distance between the spacers must be less than the lesser of the critical bending span of the two plates.

U1. Способ регуляции однородности толщины подходящего объема образца с помощью двух пластин, предусматривающий:U1. A method for regulating the thickness uniformity of a suitable sample volume using two plates, comprising:

(a) получение образца, где толщина подходящего объема образца подлежит регуляции;(a) obtaining a sample, where the thickness of a suitable volume of the sample is subject to regulation;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; где одна или обе пластины являются гибкими; и где одна или обе пластины содержат разделители, разделители характеризуются предварительно заданным расстоянием между пластинами и высотой, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;(b) providing two plates that are movable relative to each other in different configurations; where one or both plates are flexible; and where one or both of the plates comprise spacers, the spacers are characterized by a predetermined distance between the plates and a height, and each of the spacers is secured to its respective plate;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей;(d) after (c) distributing the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, spacers and a suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted using the plates and spacers;

где в случае определенных пластин разделители приводят в конфигурацию с целью получения толщины подходящего объема образца, имеющей вариацию в пределах определенной области, меньшую, чем предварительно заданное значение; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein, in the case of certain plates, the spacers are configured to obtain a thickness of a suitable sample volume having a variation within a certain area that is less than a predetermined value; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

В способе по пункту U1 конфигурация разделителей предусматривает выбор надлежащего расстояния между разделителями. В некоторых вариантах осуществления расстояние между разделителями выбирают таким образом, чтобы в случае допустимой вариации толщины образца, определенных двух пластин и способа сжатия изгиб двух пластин в условиях способа сжатия был равен или меньше допустимой вариации толщины образца. Регулируемая толщина образца в закрытой конфигурации может быть тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации.In the method of item U1, the configuration of the separators involves selecting the appropriate distance between the separators. In some embodiments, the distance between the spacers is selected such that, given the allowable variation in sample thickness, the specified two plates, and the compression method, the deflection of the two plates under the conditions of the compression method is equal to or less than the allowable variation in sample thickness. The adjustable specimen thickness in a closed configuration may be thinner than the maximum specimen thickness when the plates are in an open configuration.

U2. Устройство для регуляции толщины подходящего объема образца, содержащееU2. A device for adjusting the thickness of a suitable sample volume, containing

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где одна или обе пластины являются гибкими, и где одна или обе пластины содержат разделители, разделители характеризуются предварительно заданным расстоянием между пластинами и высотой, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;where one or both plates are flexible, and where one or both plates contain spacers, the spacers are characterized by a predetermined distance between the plates and height, and each of the spacers is fixed to its respective plate;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей;where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted using the plates and spacers;

где в случае определенных пластин разделители приводят в конфигурацию с целью получения толщины подходящего объема образца, имеющей вариацию толщины в пределах определенного участка, меньшую, чем предварительно заданное значение; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein, in the case of certain plates, the spacers are configured to obtain a thickness of a suitable volume of the sample having a thickness variation within a certain area less than a predetermined value; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

В устройстве по пункту U2 конфигурация разделителей и пластин предусматривает выбор надлежащего расстояния между разделителями. В некоторых вариантах осуществления расстояние между разделителями выбирают таким образом, чтобы в случае допустимой вариации толщины образца, определенных двух пластин и способа сжатия изгиб двух пластин в условиях способа сжатия был равен или меньше допустимой вариации толщины образца. Регулируемая толщина образца в закрытой конфигурации может быть тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации.In the device according to item U2, the configuration of the spacers and plates allows for the selection of the appropriate distance between the spacers. In some embodiments, the distance between the spacers is selected such that, given the allowable variation in sample thickness, the specified two plates, and the compression method, the deflection of the two plates under the conditions of the compression method is equal to or less than the allowable variation in sample thickness. The adjustable specimen thickness in a closed configuration may be thinner than the maximum specimen thickness when the plates are in an open configuration.

В некоторых вариантах осуществления небольшое пространство между разделителями также обеспечивает применение гибких тонких пленок (например, пластмассовой пленки толщиной 100 мкм) за счет получения расстояния между разделителями меньшего, чем изгиб пластины между двумя разделителями.In some embodiments, the small space between the spacers also allows the use of flexible thin films (eg, 100 μm thick plastic film) by providing a space between the spacers that is less than the bend of the plate between the two spacers.

В некоторых вариантах осуществления для получения однородной толщины образца в пределах большой площади в закрытой конфигурации в случае определенного допустимого максимального изгиба гибкой пластины соотношение расстояния между разделителями и размаха критического изгиба пластины составляет не более 0,001%, не более 0,001%, не более 0,001%, не более 0,01%, не более 0,1%, не более 1%, не более 10%, не более 20%, не более 50%, не более 70%, не более 100% или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, to obtain uniform sample thickness over a large area in a closed configuration, in the case of a certain allowable maximum bending of the flexible plate, the ratio of the distance between the spacers and the span of the critical bending of the plate is no more than 0.001%, no more than 0.001%, no more than 0.001%, no more than 0.01%, no more than 0.1%, no more than 1%, no more than 10%, no more than 20%, no more than 50%, no more than 70%, no more than 100% or is in the range between any two of these values.

3.2. Применение гибкой пластины(гибких пластин) и разделителей для преодоления влияний пыли в CROF3.2. Application of flexible plate(s) and separators to overcome the influence of dust in CROF

Одной проблемой, которую необходимо преодолеть в процессе CROF, является то, что пыль при толщине более, чем высота разделителя, может нарушать регуляцию разделителей для достижения предполагаемого конечного пространства между пластинами (тем самым, конечной толщины образца) (показано на фиг. 6а). При использовании двух жестких пластин одна такая пылевидная частица может нарушать регуляцию разделителей в пределах всей области пластины.One problem that must be overcome in the CROF process is that dust thicker than the spacer height can disrupt the regulation of the spacers to achieve the intended final space between the plates (thus the final sample thickness) (shown in Fig. 6a). When using two rigid plates, one such dust particle can disrupt the regulation of the separators within the entire plate area.

С помощью определенных вариантов осуществления настоящего изобретения решается проблема в результате применения надлежащей гибкой пластины (надлежащих гибких пластин) и расстояния между разделителями с целью ограничения влияния пыли в небольшой области вокруг пыли, при этом способствуя тому, что участок за пределами небольшого участка имеет конечное пространство между пластинами и толщину образца, установленные (регулируемые) с помощью разделителей).Certain embodiments of the present invention solve the problem of using proper flex plate(s) and spacer spacing to limit dust exposure to a small area around the dust, while ensuring that the area outside the small area has a finite space between plates and sample thickness, set (adjustable) using spacers).

Например, на фиг. 6b показано, что для преодоления эффектов пыли одну гибкую пластину с надлежащей гибкостью используют для ограничения области с пылью, и ее используют совместно с жесткой пластиной, которая имеет закрепленные разделители. На фиг. 6с показан другой вариант осуществления ослабления эффекта пыли, где разделители закреплены на гибкой пластине. Очевидно, существует другое решение для того, чтобы сделать обе пластины гибкими.For example, in FIG. 6b shows that to overcome the effects of dust, one flexible plate with proper flexibility is used to limit the dust area and is used in conjunction with a rigid plate that has fixed separators. In fig. 6c shows another embodiment of dust mitigation where the separators are secured to a flexible plate. Obviously there is another solution to make both plates flexible.

Надлежащую гибкость пластин в целях сведения к минимуму эффектов пыли в процессе CROF можно выбрать, исходя из толщины и механического свойства пластины. На основании исследования, показанного в примере, предпочтительными вариантами осуществления являются следующие.The appropriate wafer flexibility to minimize dust effects during the CROF process can be selected based on the thickness and mechanical properties of the wafer. Based on the study shown in the example, the preferred embodiments are as follows.

U3. Способ сведения к минимуму влияния пыли на регуляцию толщины подходящего объема образца, предусматривающий:U3. A method of minimizing the influence of dust on the thickness control of a suitable sample volume, comprising:

(a) получение образца, где толщина подходящего объема образца подлежит регуляции;(a) obtaining a sample, where the thickness of a suitable volume of the sample is subject to regulation;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; где одна или обе пластины являются гибкими; и где одна или обе пластины содержат разделители, разделители характеризуются предварительно заданным расстоянием между пластинами и высотой, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;(b) providing two plates that are movable relative to each other in different configurations; where one or both plates are flexible; and where one or both of the plates comprise spacers, the spacers are characterized by a predetermined distance between the plates and a height, and each of the spacers is secured to its respective plate;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, подходящий объем образца и одна или множество из пылевидных частиц толщиной большей, чем высота, находятся между пластинами, при этом толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей;(d) after (c) distributing the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, separators, a suitable volume of the sample and one or more of the dust particles thicker than the height are located between the plates, with In this case, the thickness of the appropriate sample volume is adjusted using plates and dividers;

где разделители и пластины приводят в конфигурацию с целью сведения к минимуму области между двумя пластинами, которая подвержена влиянию пыли; где область, подверженная влиянию пыли, представляет собой область, где пыль предотвращает регуляцию разделителями конечного пространства между пластинами в области в закрытой конфигурации пластин таким же образом, как если бы пыль отсутствовала; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the separators and plates are configured to minimize the area between the two plates that is susceptible to dust; wherein the dust affected area is the area where dust prevents the separators from adjusting the final space between the plates in the area in a closed plate configuration in the same manner as if there was no dust present; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

В способе по пункту U3 конфигурация разделителей и пластин для сведения к минимуму области с влиянием пыли содержит выбор соответствующей толщины и механического свойства гибкой пластины.In the method of claim U3, configuring the separators and plates to minimize the dust-influenced area comprises selecting an appropriate thickness and mechanical property of the flexible plate.

В некоторых вариантах осуществления расстояние между разделителями выбирают таким образом, чтобы в случае допустимой вариации толщины образца, определенных двух пластин и способа сжатия изгиб двух пластин в условиях способа сжатия был равен или меньше допустимой вариации толщины образца. Регулируемая толщина образца в закрытой конфигурации может быть тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации.In some embodiments, the distance between the spacers is selected such that, given the allowable variation in sample thickness, the specified two plates, and the compression method, the deflection of the two plates under the conditions of the compression method is equal to or less than the allowable variation in sample thickness. The adjustable specimen thickness in a closed configuration may be thinner than the maximum specimen thickness when the plates are in an open configuration.

Необходимо определить гибкость пластины.It is necessary to determine the flexibility of the plate.

U4. Устройство для сведения к минимуму эффектов пыли на регуляцию толщины подходящего объема образца, содержащее:U4. A device for minimizing the effects of dust on thickness control of a suitable sample volume, comprising:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, и каждая пластина имеет поверхность соприкосновения с образцом, которая контактирует с образцом, где одна или обе пластины являются гибкими;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, and each plate has a sample contact surface that contacts the sample, wherein one or both plates are flexible;

разделители на поверхности для контакта с образцом одной или обеих из пластин, где разделители характеризуются предварительно заданным расстоянием между пластинами и высотой, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;spacers on the sample contact surface of one or both of the plates, where the spacers are characterized by a predetermined distance between the plates and height, and each of the spacers is fixed to its respective plate;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, подходящий объем образца и одна или множество пылевидных частиц толщиной, большей, чем высота разделителя, находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей; иwhere the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, the plates face each other, separators, a suitable sample volume and one or a plurality of dust particles with a thickness greater than the height of the separator are located between the plates, the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and separators; And

где разделители и пластины приводят в конфигурацию с целью сведения к минимуму области между двумя пластинами, которая подвержена влиянию пыли; где область, подверженная влиянию пыли, представляет собой область внутренней поверхности пластин, где пластины и разделители больше не способны регулировать толщину образца, поскольку область больше не содержит пыли; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the separators and plates are configured to minimize the area between the two plates that is susceptible to dust; where the area affected by dust is the area of the inner surface of the plates where the plates and spacers are no longer able to regulate the thickness of the sample because the area no longer contains dust; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

3.3. Применение разделителей для снижения эффектов вариации ровности поверхности3.3. Using spacers to reduce the effects of variations in surface flatness

Фактически, никакая поверхность пластины не является совершенно ровной. Как показано на фиг. 7а, в CROF вариация ровности поверхности может быть значимо большей по сравнению с желательной толщиной образца, что может приводить к большим ошибкам определения толщины образца. Поскольку конечная толщина образца в CROF становится очень тонкой (например, в микро- или нанометровом диапазоне), вариация ровности поверхности может все больше приводить к значительным ошибкам.In fact, no surface of the plate is completely flat. As shown in FIG. 7a, in CROF the variation in surface evenness can be significantly greater compared to the desired sample thickness, which can lead to large errors in determining the sample thickness. As the final sample thickness in CROF becomes very thin (e.g. in the micro- or nanometer range), variations in surface flatness can increasingly lead to significant errors.

Вариация ровности поверхности может быть охарактеризована с помощью расстояния вариации ровности поверхности пластины, X, которая представляет собой расстояние от локального максимума высоты поверхности до соседнего локального минимума (показано на фиг. 7b).The surface flatness variation can be characterized by the plate surface flatness variation distance, X, which is the distance from the local maximum of the surface height to the adjacent local minimum (shown in Fig. 7b).

Настоящее изобретение предусматривает средства, которые делают вариацию конечной толщины образца при закрытой конфигурации в процессе CROF меньше, чем вариация ровности поверхности на поверхности образца пластин, которая существовала, когда пластины находились в открытой конфигурации. Основным подходом в настоящем изобретении для достижения однородной толщины конечного образца является применение гибкой пластины, надлежащего расстояния между разделителями и надлежащей силы сжатия (показано на фиг. 7с и d).The present invention provides means that make the variation in the final sample thickness in the closed configuration during the CROF process less than the variation in surface flatness on the surface of the wafers sample that existed when the wafers were in the open configuration. The main approach in the present invention to achieve uniform thickness of the final sample is the use of a flexible plate, proper distance between spacers and proper compression force (shown in Fig. 7c and d).

При рассмотрении случая, где одну жесткую пластину и гибкую пластину применяют в процессе CROF, при открытой конфигурации пластин поверхность образца жесткой пластины характеризуется высокой ровностью, однако поверхность образца гибкой пластины характеризуется значительной вариацией ровности (т.е значительной по сравнению с предполагаемой конечной толщиной образца), как показано на фиг. 7а и b. В настоящем изобретении корректируется исходная вариация ровности поверхности образца при открытой конфигурации (например, при получении меньшей вариации ровности) с помощью (i) расстояния между разделителями, которое меньше, чем исходное расстояние вариации ровности поверхности; (ii) надлежащей силы сжатия и/или надлежащей капиллярной силы между образцом и пластинами при закрытой конфигурации с деформацией гибкой пластины и (iii) надлежащей гибкости гибкой пластины таким образом, что в конечной конфигурации пластин поверхность образца гибкой пластины деформируется и повторяет контур ровной поверхности жесткой пластины (фиг. 7с). Кроме того, в целях снижения вариации конечной толщины образца расстояние между разделителями также должно быть меньшим, чем размах критического изгиба гибкой пластины.When considering the case where one rigid plate and a flexible plate are used in the CROF process, in an open plate configuration, the surface of the rigid plate sample has high flatness, but the surface of the flexible plate sample has a large variation in flatness (i.e., significant compared to the expected final thickness of the sample). , as shown in Fig. 7a and b. The present invention corrects the initial surface flatness variation of a sample in an open configuration (eg, obtaining a smaller flatness variation) by (i) a spacing distance that is smaller than the initial surface flatness variation distance; (ii) proper compressive force and/or proper capillary force between the sample and the plates in a closed configuration with deformation of the flexible plate; and (iii) proper flexibility of the flexible plate such that in the final configuration of the plates the surface of the flexible plate sample is deformed and follows the contour of the flat surface of the rigid one. plates (Fig. 7c). In addition, in order to reduce the variation in the final thickness of the sample, the distance between the spacers should also be less than the critical bending range of the flexible plate.

Вышеизложенный способ коррекции вариации ровности поверхности также работает в случаях, когда (а) жесткая пластина имеет исходную значительную вариацию ровности поверхности образца, в то время как гибкая пластина имеет плоскую поверхность образца, (b) как гибкая пластина, так и жесткая пластина имеют значительную вариацию ровности на своей соответствующей поверхности образца, и (с) обе пластины являются гибкими, и поверхность(поверхности) образца одной или обеих пластин имеет(имеют) значительную вариацию ровности поверхности (фиг. 7d).The above method for correcting surface flatness variation also works in cases where (a) the rigid plate has an initial large variation in the flatness of the specimen surface while the flexible plate has a flat specimen surface, (b) both the flexible plate and the rigid plate have significant variation flatness on their respective specimen surface, and (c) both plates are flexible and the specimen surface(s) of one or both plates have significant variation in surface flatness (FIG. 7d).

U5. Способ снижения влияния вариации ровности поверхности пластины на однородность конечной толщины подходящего объема образца в процессе CROF, предусматривающий:U5. A method for reducing the effect of variation in plate surface flatness on the final thickness uniformity of a suitable sample volume in the CROF process, comprising:

(a) получение образца, где толщина подходящего объема образца подлежит регуляции;(a) obtaining a sample, where the thickness of a suitable volume of the sample is subject to regulation;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; где одна или обе пластины являются гибкими; где одна или обе пластины имеют вариацию ровности поверхности, и где одна или обе пластины содержат разделители, разделители характеризуются предварительно заданной высотой, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;(b) providing two plates that are movable relative to each other in different configurations; where one or both plates are flexible; where one or both plates have a variation in surface flatness, and where one or both plates include spacers, the spacers are characterized by a predetermined height, and each of the spacers is fixed to its respective plate;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей;(d) after (c) distributing the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, spacers and a suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted using the plates and spacers;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения вариации толщины подходящего объема образца в закрытой конфигурации, меньшей, чем вариация ровности поверхности пластины(пластин) в открытой конфигурации, и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plates are configured to produce a thickness variation of a suitable sample volume in a closed configuration that is less than a variation in the surface flatness of the plate(s) in an open configuration, and where the suitable volume is part or all of the sample volume.

U6. Устройство для снижения эффекта вариации ровности поверхности пластины на однородность регуляции толщины подходящего объема образца, содержащее:U6. A device for reducing the effect of variation in the flatness of a plate surface on the uniformity of thickness control of a suitable sample volume, comprising:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины являются гибкими, и одна или обе пластины имеют вариации ровности поверхности;a first plate and a second plate that are movable relative to each other into different configurations, where one or both plates are flexible and one or both plates have surface flatness variations;

разделители, которые закреплены на одной или обеих пластинах, и которые имеют предварительно заданную высоту;dividers that are fixed to one or both plates and that have a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей;where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted using the plates and spacers;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения вариации толщины подходящего объема образца при закрытой конфигурации, меньшей, чем вариация ровности поверхности пластины(пластин) при открытой конфигурации, и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца, и где средний размер подходящего объема является большим, чем вариация ровности поверхности пластины в открытой конфигурации.wherein the spacers and plates are configured to produce a variation in the thickness of a suitable sample volume in a closed configuration that is less than the variation in the surface flatness of the plate(s) in an open configuration, and where the suitable volume is part or all of the volume of the sample, and where the average size of the suitable volume is greater than the variation in plate surface flatness in an open configuration.

В способе по пункту U5 и устройстве по пункту U6 конфигурация разделителей и пластин с целью снижения влияния вариации ровности поверхности пластины на однородность конечной толщины подходящего объема образца предусматривает надлежащее расстояние между разделителями (IDS). Одним предпочтительным вариантом осуществления является то, что IDS равно или меньше исходного расстояния ровности поверхности пластины в открытой конфигурации.In the method of item U5 and the device of item U6, the configuration of the spacers and plates to reduce the effect of variation in the flatness of the plate surface on the uniformity of the final thickness of the suitable sample volume provides for an appropriate distance between the spacers (IDS). One preferred embodiment is that the IDS is equal to or less than the original plate surface flatness distance in an open configuration.

В способе и устройстве по пунктам U5 и U6 в некоторых вариантах осуществления (1) разделители находятся внутри образца при закрытой конфигурации, (2) разделители закреплены на соответствующей пластине, (3) имеется короткое расстояние между разделителями или (4) любые их комбинации.In the method and apparatus of claims U5 and U6, in some embodiments, (1) the spacers are located within the sample in a closed configuration, (2) the spacers are secured to a suitable plate, (3) there is a short distance between the spacers, or (4) any combination thereof.

В способах и устройствах в пунктах с U1 по U8 конфигурации разделителей и пластин, которые делают толщину подходящего объема образца однородной, предусмотрен вариант осуществления, описанный выше. В некоторых вариантах осуществления предварительно заданное расстояние между разделителями приводят в конфигурацию с целью ограничения локального изгиба пластин между двумя разделителями, и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.The methods and devices in U1 to U8 for configuring spacers and plates that make the thickness of a suitable sample volume uniform are provided in the embodiment described above. In some embodiments, a predetermined distance between the spacers is configured to limit local bending of the plates between two spacers, and where the suitable volume is part or all of the volume of the sample.

Это включает случаи, когда одна или обе пластины являются гибкими и имеют различную гибкость (например, толщиной 100 мкм из РММА или PS).This includes cases where one or both plates are flexible and have different flexibility (eg 100 µm thick PMMA or PS).

В одном предпочтительном варианте осуществления одна пластина представляет собой РММА. В одном предпочтительном варианте осуществления одна пластина (первая пластина) представляет собой стекло толщиной от 0,5 до 1,5 мм, и она не имеет никакого разделителя, и другая (вторая) пластина представляет собой пленку из РММА толщиной 175 мкм, и она имеет массив разделителей, где разделитель представляет собой столбики прямоугольной формы (размером 40 мкм в х-направлении х и 30 мкм в у-направлении) с круглыми углами и периодом 120 мкм в х-направлении и 110 мкм в у-направлении (приводящем к образованию пространства между разделителями, составляющего 80 мкм как в х-, так и в у-направлениях).In one preferred embodiment, one plate is PMMA. In one preferred embodiment, one plate (first plate) is 0.5 to 1.5 mm thick glass and does not have any separator, and the other (second) plate is 175 µm thick PMMA film and has an array of separators, where the separator is a rectangular shaped column (40 µm in size in the x-direction and 30 µm in the y-direction) with round corners and a period of 120 µm in the x-direction and 110 µm in the y-direction (leading to the formation of space between spacers, being 80 µm in both x- and y-directions).

В способах и устройствах раздела 3 некоторые варианты осуществления в случае разделителей внутри образца в закрытой конфигурации, материалы разделителей и пластины предусмотрены в вариантах осуществления раздела 2.In the methods and devices of section 3, some embodiments in the case of spacers within the sample in a closed configuration, the materials of the spacers and plates are provided in the embodiments of section 2.

В способах или устройствах пунктов U1-6 в некоторых вариантах осуществления соотношение ширины столбика (или среднего размера в горизонтальной проекции) и высоты столбика составляет 0,01 или больше, 0,1 или больше, 1 или больше, 1,5 или больше, 2 или больше, 3 или больше, 5 или больше, 10 или больше, 50 или больше, 100 или больше или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods or devices of claims U1-6, in some embodiments, the ratio of column width (or average horizontal dimension) to column height is 0.01 or greater, 0.1 or greater, 1 or greater, 1.5 or greater, 2 or more, 3 or more, 5 or more, 10 or more, 50 or more, 100 or more, or between any two of these values.

В способах и устройствах по пунктам U1-U6 в предпочтительном варианте осуществления соотношение ширины столбика (или среднего размера в горизонтальной проекции) и высоты столбика составляет 1, 1,5, 2, 10, 20, 30, 50, 100 или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of paragraphs U1-U6, in a preferred embodiment, the ratio of the column width (or average size in horizontal projection) and the column height is 1, 1.5, 2, 10, 20, 30, 50, 100 or is in the range between any two of these values.

В способах и устройствах по пунктам U1-6 в некоторых вариантах осуществления соотношение интервала между столбиками и ширины столбиков (или среднего размера в горизонтальной проекции) составляет 1, 0,1, 1,1, 1,2, 1,5, 1,7, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 50, 100, 500, 1000, 10000 или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of paragraphs U1-6, in some embodiments, the ratio of column spacing to column width (or average horizontal dimension) is 1, 0.1, 1.1, 1.2, 1.5, 1.7 , 2, 3, 5, 7, 10, 20, 50, 100, 500, 1000, 10000 or is in the range between any two of these values.

Отношение расстояния между разделителями (столбиками) к средней ширине разделителей равно или более 2.The ratio of the distance between the separators (columns) to the average width of the separators is equal to or more than 2.

В способах и устройствах по пунктам U1-U6 в предпочтительном варианте осуществления соотношение интервала столбика и ширины столбика (или среднего размера в горизонтальной проекции) составляет 1,2, 1,5, 1,7, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 30 или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of paragraphs U1-U6, in a preferred embodiment, the ratio of column spacing to column width (or average horizontal dimension) is 1.2, 1.5, 1.7, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 30, or between any two of these values.

В способах и устройствах по пунктам U1-U6 в предпочтительном варианте осуществления соотношение интервала столбика и ширины столбика (или среднего размера в горизонтальной проекции) составляет 1, 2,1, 5, 1,7, 2, 3, 5, 7, 10 или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the methods and devices of paragraphs U1 to U6, in a preferred embodiment, the ratio of column spacing to column width (or average horizontal dimension) is 1, 2.1, 5, 1.7, 2, 3, 5, 7, 10, or is in the range between any two of these values.

c) Например, при применении в подсчете клеток крови предпочтительная высота столбиков Х-пластины составляет от 1 мкм до 5 мкм, ширина столбиков составляет от 2 мкм до 30 мкм, интервал между столбиками составляет от 4 мкм до 300 мкм.c) For example, when used in blood cell counting, the preferred X-plate column height is from 1 µm to 5 µm, the column width is from 2 µm to 30 µm, the column spacing is from 4 µm to 300 µm.

d) Например, при применении в иммунологическом анализе предпочтительная высота столбиков Х-пластины составляет от 5 мкм до 50 мкм, ширина столбиков составляет от 10 мкм до 250 мкм, интервал между столбиками составляет от 20 мкм до 2500 мкм.d) For example, when used in an immunoassay, the preferred height of the X-plate pillars is from 5 µm to 50 µm, the width of the pillars is from 10 µm to 250 µm, the spacing between pillars is from 20 µm to 2500 µm.

Варианты осуществления и любая из их комбинаций, описанные в разделе 3, применимы (т.е. комбинируются) к другим вариантам осуществления во всем описании настоящего изобретения.The embodiments and any combinations thereof described in section 3 are applicable (ie, combined) to other embodiments throughout the specification of the present invention.

В некоторых вариантах осуществления также применяют другие факторы для контроля однородности толщины образца, эти факторы включают без ограничения площадь образца, механические свойства пластины, конечную толщину образца в закрытой конфигурации и свойств смачивания поверхности пластины.In some embodiments, other factors are also used to control sample thickness uniformity, these factors include, but are not limited to, sample area, mechanical properties of the wafer, final thickness of the sample in a closed configuration, and wetting properties of the wafer surface.

Ниже представлены некоторые предпочтительные варианты осуществления для способов и устройств в разделе 1 и остальная часть раскрытий.Below are some preferred embodiments for the methods and devices in section 1 and the remainder of the disclosures.

В предпочтительном варианте осуществления разделитель представляет собой периодический массив из квадратов, где разделитель представляет собой столбик, который имеет высоту от 2 до 4 мкм, средний размер в горизонтальной проекции от 5 до 20 мкм и пространство между разделителями от 1 мкм до 100 мкм.In a preferred embodiment, the spacer is a periodic array of squares, where the spacer is a column that has a height of 2 to 4 μm, an average horizontal dimension of 5 to 20 μm, and a space between the spacers of 1 μm to 100 μm.

В предпочтительном варианте осуществления разделитель представляет собой периодический массив из квадратов, где разделитель представляет собой столбик, который имеет высоту от 2 до 4 мкм, средний размер в горизонтальной проекции от 5 до 20 мкм и пространство между разделителями от 100 мкм до 250 мкм.In a preferred embodiment, the spacer is a periodic array of squares, where the spacer is a column that has a height of 2 to 4 μm, an average horizontal dimension of 5 to 20 μm, and a space between the spacers of 100 μm to 250 μm.

В предпочтительном варианте осуществления разделитель представляет собой периодический массив из квадратов, где разделитель представляет собой столбик, который имеет высоту от 4 до 50 мкм, средний размер в горизонтальной проекции от 5 до 20 мкм и пространство между разделителями от 1 мкм до 100 мкм.In a preferred embodiment, the spacer is a periodic array of squares, where the spacer is a column that has a height of 4 to 50 μm, an average horizontal dimension of 5 to 20 μm, and a space between spacers of 1 μm to 100 μm.

В предпочтительном варианте осуществления разделитель представляет собой периодический массив из квадратов, где разделитель представляет собой столбик, который имеет высоту от 4 до 50 мкм, средний размер в горизонтальной проекции от 5 до 20 мкм и пространство между разделителями от 100 мкм до 250 мкм.In a preferred embodiment, the spacer is a periodic array of squares, where the spacer is a column that has a height of 4 to 50 μm, an average horizontal dimension of 5 to 20 μm, and a space between the spacers of 100 μm to 250 μm.

Интервал в массиве разделителей составляет от 1 нм до 100 нм в одном предпочтительном варианте осуществления, от 100 нм до 500 нм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 500 нм до 1000 нм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 1 мкм (т.е. 1000 нм) до 2 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 2 мкм до 3 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 3 мкм до 5 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 5 мкм до 10 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 10 мкм до 50 мкм в другом предпочтительном варианте осуществления, от 50 мкм до 100 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления, от 100 мкм до 175 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления и от 175 до 300 мкм в отдельном предпочтительном варианте осуществления.The spacing in the spacer array is from 1 nm to 100 nm in one preferred embodiment, from 100 nm to 500 nm in another preferred embodiment, from 500 nm to 1000 nm in a particular preferred embodiment, from 1 μm (i.e. 1000 nm) to 2 µm in another preferred embodiment, from 2 µm to 3 µm in a particular preferred embodiment, from 3 µm to 5 µm in another preferred embodiment, from 5 µm to 10 µm in a particular preferred embodiment, from 10 µm to 50 µm in another preferred embodiment, from 50 µm to 100 µm in a particular preferred embodiment, from 100 µm to 175 µm in a particular preferred embodiment, and from 175 to 300 µm in a particular preferred embodiment.

4. Образец и размещение4. Sample and placement

В способах и устройствах настоящего изобретения, в которых применяют процесс CROF, образец размещают с помощью нескольких способов или комбинации способов. В одном варианте осуществления размещения образец размещают лишь на одной пластине. В определенных вариантах осуществления образец размещают на обеих пластинах (т.е. на первой пластине и на второй пластине).In the methods and devices of the present invention, which use the CROF process, the sample is placed using several methods or a combination of methods. In one placement embodiment, the sample is placed on only one plate. In certain embodiments, the sample is placed on both plates (ie, the first plate and the second plate).

Образец размещают, когда пластины находятся в открытой конфигурации. В некоторых вариантах осуществления первую пластину и вторую пластину тщательно отделяют друг от друга во время размещения образца для того, чтобы образец легко разместить на одной пластине без препятствия для другой пластины. Например, первая пластина и вторая пластина могут располагаться далеко друг от друга, таким образом, образец непосредственно накапывают на первую пластину или вторую пластину, как если бы вторая пластина не существовала. В определенных вариантах осуществления размещения образца первая пластина и вторая пластина отделены расстоянием друг от друга в открытой конфигурации пластин, затем образец размещают на пластины (например, с помощью горизонтального потока или других способов раскапывания). В определенных вариантах осуществления две пластины имеют одну сторону (например, край), соединенную вместе во время всех операций с пластинами (фиг. 30); и открытие и закрытие двух пластин происходит подобно открытию и закрытию книги.The sample is placed with the plates in an open configuration. In some embodiments, the first plate and the second plate are carefully separated from each other during sample placement so that the sample can be easily placed on one plate without obstructing the other plate. For example, the first plate and the second plate may be spaced far apart, such that the sample is directly dropped onto the first plate or the second plate as if the second plate did not exist. In certain embodiments of sample placement, the first plate and the second plate are spaced apart in an open plate configuration, then the sample is placed onto the plates (eg, using horizontal flow or other excavation techniques). In certain embodiments, two wafers have one side (eg, an edge) bonded together during all wafer operations (FIG. 30); and the opening and closing of the two plates is like the opening and closing of a book.

Размещение образца может представлять собой одну каплю или несколько капель. Несколько капель могут находиться в одном местоположении или нескольких местоположениях либо одной, либо обеих пластин. Капли могут быть тщательно отделены друг от друга, соединены или представлять комбинацию из них.The sample placement may be a single droplet or multiple droplets. Multiple droplets may be at one location or multiple locations on either one or both plates. The drops can be carefully separated from each other, connected, or a combination of these.

В некоторых вариантах осуществления образец содержит более одного материала, и материалы размещают совместно или отдельно. Материалы размещают отдельно, либо параллельно, либо последовательно.In some embodiments, the sample contains more than one material, and the materials are placed together or separately. Materials are placed separately, either in parallel or in series.

Размещение образца на пластинах (т.е. первой пластине и второй пластине) можно выполнять с помощью устройства или непосредственно от испытуемого субъекта на пластины. В некоторых вариантах осуществления образец размещают с помощью устройства. Устройство включает без ограничения пипетки, иглу, стик, тампон, пробирку, насадку, дозатор жидкости, наконечники, стержень, сопла для распыления, принтеры, распыляющие устройства и т.д. В определенных вариантах осуществления образец размещают в результате прямого контакта между образцом в источнике образца и пластиной для CROF без применения каких-либо устройств (т.е. приведения образца и пластины в контакт для получения контакта между обоими). Это называется «прямым размещением образца».Placing the sample on the plates (ie, the first plate and the second plate) can be done using the device or directly from the test subject onto the plates. In some embodiments, the sample is positioned using the device. The device includes, but is not limited to, pipettes, needles, sticks, swabs, tubes, nozzles, liquid dispensers, tips, rods, spray nozzles, printers, spray devices, etc. In certain embodiments, the sample is placed by direct contact between the sample at the sample source and the CROF plate without the use of any device (ie, bringing the sample and the plate into contact to obtain contact between both). This is called "direct sample placement."

Примерами прямого размещения образца на пластину(пластины) являются (а) прямой контакт между проколотым пальцем (или другими частями тела) и пластиной, (b) сплевывание слюны на пластину(пластины), (с) взятие слезы в глазах человека в результате прямого контакта между слезой и пластиной(пластинами), (d) прямой контакт между потом и пластиной(пластинами) и (е) непосредственное выдыхание на пластину(пластины) для размещения конденсата и т.д. Такой способ прямого размещения можно применять как для человека, так и для животных.Examples of direct placement of the sample onto the plate(s) are (a) direct contact between the pricked finger (or other body parts) and the plate, (b) spitting saliva onto the plate(s), (c) taking tears from a person's eye as a result of direct contact between the tear and the plate(s), (d) direct contact between the sweat and the plate(s), and (e) direct exhalation onto the plate(s) to accommodate condensation, etc. This method of direct placement can be used for both humans and animals.

В некоторых вариантах осуществления применяют как прямое, так и косвенное (с помощью устройства) размещение образца.In some embodiments, both direct and indirect (using a device) sample placement are used.

В настоящем изобретении объем образца, который размещают на пластине или пластинах («объем образца») составляет не более 0,001 пл (пиколитра), не более 0,01 пл, не более 0,1 пл, не более 1 пл, не более 10 пл, не более 100 пл, не более 1 нл (нанолитра), не более 10 нл, не более 100 нл, не более 1 мкл (микролитра), не более 10 мкл, не более 100 мкл, не более 1 мл (миллилитра), не более 10 мл или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the present invention, the volume of the sample that is placed on the plate or plates (“sample volume”) is not more than 0.001 pl (picoliter), not more than 0.01 pl, not more than 0.1 pl, not more than 1 pl, not more than 10 pl , no more than 100 pl, no more than 1 nl (nanoliter), no more than 10 nl, no more than 100 nl, no more than 1 µl (microliter), no more than 10 µl, no more than 100 µl, no more than 1 ml (milliliter), not more than 10 ml or between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления размещения образца предусматривает стадии (а) помещения образца на одну или обе пластины и (b) распределения образца с помощью средств, отличных от сжатия второй пластины в процессе CROF. Средства распределения образца включают применение другого устройства (например, стика, лезвия), воздушного потока или др.In some embodiments, sample placement involves the steps of (a) placing the sample on one or both plates and (b) distributing the sample by means other than compressing the second plate during the CROF process. Means of sample distribution include the use of another device (e.g., stick, blade), air flow, or other.

Деформация образцовSample deformation

В ходе процесса CROF в некоторых вариантах осуществления образцы ведут себя подобно несжимаемой жидкости (которая называется жидкостью, которая поддерживает постоянные объем в условиях деформации формы), таким образом, изменение толщины образца привело бы к изменению области образца. В некоторых вариантах осуществления образцы ведут себя подобно несжимаемой жидкости, при этом их площадь в горизонтальной проекции по-прежнему увеличивается, в то время как их толщина снижается во время процесса CROF. В определенных вариантах осуществления образец представляет собой жидкость, гель и полутвердые вещества при условии, что во время процесса CROF их боковая площадь увеличивается, в то время как их толщина уменьшается.During the CROF process, in some embodiments, the samples behave like an incompressible fluid (which is called a fluid that maintains a constant volume under conditions of shape deformation), such that changing the thickness of the sample would result in a change in the area of the sample. In some embodiments, the samples behave like an incompressible fluid, with their horizontal area still increasing while their thickness is decreasing during the CROF process. In certain embodiments, the sample is a liquid, gel, and semi-solid, provided that during the CROF process their lateral area increases while their thickness decreases.

В настоящем изобретении раскрываемый термин «обращение первой пластины и второй пластины друг к другу» представляет собой процесс, который воздействует на положение и ориентацию первой пластины или второй пластины или обеих таким образом, что образец находится между внутренними поверхностями первой пластины и второй пластины. В некоторых вариантах осуществления действие «обращения первой пластины и второй пластины друг к другу» выполняется руками человека, руками человека с помощью определенных устройств или автоматическими устройствами без вовлечения рук человека.In the present invention, the disclosed term "turning the first plate and the second plate toward each other" is a process that affects the position and orientation of the first plate or the second plate or both such that the sample is located between the internal surfaces of the first plate and the second plate. In some embodiments, the action of "turning the first plate and the second plate toward each other" is performed by human hands, by human hands using certain devices, or by automatic devices without involving human hands.

В некоторых вариантах осуществления толщина составляет не более 1 мм, не более 100 мкм, не более 20 мкм, не более 10 мкм или не более 2 мкм. В некоторых вариантах осуществления толщина составляет по меньшей мере 0,1 мкм. В некоторых вариантах осуществления дополнительно предусмотрено измерение толщины.In some embodiments, the thickness is no more than 1 mm, no more than 100 microns, no more than 20 microns, no more than 10 microns, or no more than 2 microns. In some embodiments, the thickness is at least 0.1 microns. In some embodiments, a thickness measurement is additionally provided.

В некоторых вариантах осуществления вариация толщины подходящего объема образца составляет не более 300%, не более 100%, не более 30%, не более 10%, не более 3%, не более 1%, не более 0,3% или не более 0,1% от эффективного диаметра соответствующей области.In some embodiments, the variation in thickness of a suitable sample volume is no more than 300%, no more than 100%, no more than 30%, no more than 10%, no more than 3%, no more than 1%, no more than 0.3%, or no more than 0 .1% of the effective diameter of the corresponding area.

В некоторых вариантах осуществления толщина является по меньшей мере частично определенной с помощью предварительно определенной высоты.In some embodiments, the thickness is at least partially determined by a predetermined height.

5. Аналиты, объект, участок связывания, участок хранения и передающие среды5. Analytes, facility, binding site, storage site and transfer media

В настоящем изобретении объект включает без ограничения одно из белка, аминокислоты, нуклеиновой кислоты, липида, углевода, метаболита, клетки или наночастицы.In the present invention, the subject includes, without limitation, one of a protein, amino acid, nucleic acid, lipid, carbohydrate, metabolite, cell or nanoparticle.

В некоторых вариантах осуществления участок связывания включает партнера по связыванию, выполненного с возможностью связывания соответствующего объекта.In some embodiments, the binding site includes a binding partner configured to bind a corresponding entity.

В некоторых вариантах осуществления участок связывания включает объект, связанный с участком связывания.In some embodiments, the binding site includes an object associated with the binding site.

В некоторых вариантах осуществления помещение образца включает помещение образца внутрь участка связывания.In some embodiments, placing the sample includes placing the sample within the binding site.

В некоторых вариантах осуществления реагент включают по меньшей мере одно из белка, аминокислоты, нуклеиновой кислоты, липида, углевода и метаболита.In some embodiments, the reagent includes at least one of a protein, an amino acid, a nucleic acid, a lipid, a carbohydrate, and a metabolite.

В определенных вариантах осуществления участок хранения включает высушенный реагент.In certain embodiments, the storage area includes dried reagent.

В некоторых вариантах осуществления участок хранения включает реагент, выполненный с возможностью высвобождения из участка хранения после контакта с образцом.In some embodiments, the storage area includes a reagent configured to be released from the storage area upon contact with the sample.

В некоторых вариантах осуществления первый участок хранения и второй участок хранения находятся в общем участке хранения.In some embodiments, the first storage area and the second storage area are located in a common storage area.

В некоторых вариантах осуществления передающая среда представляет собой образец. В некоторых вариантах осуществления передающая среда представляет собой жидкость, при этом реагент или объект могут растворяться и диффундировать в этой жидкости.In some embodiments, the transmission medium is a sample. In some embodiments, the transmission medium is a liquid, and the reagent or object can dissolve and diffuse in the liquid.

В некоторых вариантах осуществления пластина содержит несколько участков хранения. В другом варианте осуществления один участок хранения содержит несколько реагентов.In some embodiments, the wafer contains multiple storage areas. In another embodiment, one storage area contains multiple reagents.

Различное время высвобождения. В некоторых вариантах осуществления пластина имеет множественные участки хранения в различных местоположениях пластины, или один участок хранения содержит несколько реагентов, и при контакте с образцом участков хранения реагенты высвобождаются, однако высвобождаются в течение различного времени в случае различных реагентов одного и того же участка хранения или реагентов различных участков хранения.Various release times. In some embodiments, the wafer has multiple storage areas at different locations on the wafer, or one storage area contains multiple reagents and upon contact with a sample of the storage areas, the reagents are released, but are released over different times for different reagents of the same storage area or reagents. various storage areas.

В некоторых вариантах осуществления первый реагент выполнен с возможностью высвобождения из первого участка хранения после контакта с образцом за первое среднее время высвобождения, а второй реагент выполнен с возможностью высвобождения из второго участка хранения после контакта с образцом за второе среднее время высвобождения, и где первое среднее время высвобождения меньше, чем второе среднее время высвобождения.In some embodiments, the first reagent is configured to be released from the first storage area after contact with the sample at a first average release time, and the second reagent is configured to be released from the second storage area after contact with the sample at a second average release time, and where the first average time release is less than the second average release time.

В некоторых вариантах осуществления первый реагент выполнен с возможностью высвобождения из первого участка хранения после контакта с образцом, и при этом второй реагент представляет собой связанный реагент.In some embodiments, the first reagent is configured to be released from the first storage area upon contact with the sample, and wherein the second reagent is a bound reagent.

В некоторых вариантах осуществления размещение включает связывание по меньшей мере одного из реагентов с соответствующей пластиной.In some embodiments, placement includes associating at least one of the reagents with a corresponding plate.

В некоторых вариантах осуществления приведение в контакт включает высвобождение по меньшей мере одного из реагентов из соответствующей пластины.In some embodiments, contacting includes releasing at least one of the reactants from the corresponding plate.

В некоторых вариантах осуществления размещение включает размещение первого реагента и второго реагента, и при этом приведение в контакт включает высвобождение первого реагента перед вторым реагентом.In some embodiments, placement includes placing a first reactant and a second reactant, and wherein bringing into contact includes releasing the first reactant before the second reactant.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна из пластин содержит участок хранения, который включает реагент, который подлежит добавлению к подходящему объему образца.In some embodiments, at least one of the plates contains a storage area that includes a reagent to be added to a suitable sample volume.

В некоторых вариантах осуществления реагент включает по меньшей мере одно из белка, аминокислоты, нуклеиновой кислоты, липида, углевода и метаболита.In some embodiments, the reagent includes at least one of a protein, an amino acid, a nucleic acid, a lipid, a carbohydrate, and a metabolite.

В некоторых вариантах осуществления участок хранения включает высушенный реагент.In some embodiments, the storage area includes a dried reagent.

В некоторых вариантах осуществления участок хранения включает реагент, выполненный с возможностью высвобождения из участка хранения после контакта с образцом.In some embodiments, the storage area includes a reagent configured to be released from the storage area upon contact with the sample.

В некоторых вариантах осуществления участок хранения представляет собой первый участок хранения, а реагент представляет собой первый реагент, где устройство включает второй участок хранения, включающий второй реагент, который подлежит добавлению в подходящий объем образца, где второй участок хранения находится на одной из пластин.In some embodiments, the storage area is a first storage area and the reagent is a first reagent, where the device includes a second storage area including a second reagent to be added to a suitable sample volume, where the second storage area is located on one of the plates.

В некоторых вариантах осуществления первый участок хранения и второй участок хранения находятся в общем участке хранения.In some embodiments, the first storage area and the second storage area are located in a common storage area.

В некоторых вариантах осуществления первый реагент выполнен с возможностью высвобождения из первого участка хранения после контакта с образцом за первое среднее время высвобождения, а второй реагент выполнен с возможностью высвобождения из второго участка хранения после контакта с образцом за второе среднее время высвобождения, и где первое среднее время высвобождения меньше, чем второе среднее время высвобождения.In some embodiments, the first reagent is configured to be released from the first storage area after contact with the sample at a first average release time, and the second reagent is configured to be released from the second storage area after contact with the sample at a second average release time, and where the first average time release is less than the second average release time.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один из реагентов высушивают на соответствующей пластине.In some embodiments, at least one of the reagents is dried on a suitable plate.

В некоторых вариантах осуществления набора по меньшей мере один из реагентов связан с соответствующей пластиной.In some embodiments of the kit, at least one of the reagents is associated with a corresponding plate.

В некоторых вариантах осуществления набора по меньшей мере один из реагентов выполнен с возможностью высвобождения из соответствующей пластины после контакта с образцом.In some embodiments of the kit, at least one of the reagents is configured to be released from the corresponding plate upon contact with the sample.

В некоторых вариантах осуществления набора первый реагент находится на одной или обеих из пластин, а второй реагент находится на одной или обеих из пластин, где первый реагент выполнен с возможностью высвобождения из соответствующей пластины после контакта с образцом за первое среднее время высвобождения, а второй реагент выполнен с возможностью высвобождения из соответствующей пластины после контакта с образцом за второе среднее время высвобождения, и где первое среднее время высвобождения меньше, чем второе среднее время высвобождения.In some embodiments of the kit, a first reagent is on one or both of the plates and a second reagent is on one or both of the plates, wherein the first reagent is configured to be released from the respective plate upon contact with the sample at a first average release time and the second reagent is configured to being capable of being released from the respective plate upon contact with the sample in a second average release time, and wherein the first average release time is less than the second average release time.

В некоторых вариантах осуществления устройств участок хранения представляет собой первый участок хранения, а реагент представляет собой первый реагент, где устройство включает второй участок хранения, включающий второй реагент, который подлежит добавлению в подходящий объем образца, где второй участок хранения находится на одной из пластин.In some embodiments of the devices, the storage area is a first storage area and the reagent is a first reagent, where the device includes a second storage area including a second reagent to be added to a suitable sample volume, where the second storage area is located on one of the plates.

6. Локальное связывание или смешивание в части образца (Р)6. Local binding or mixing in part of the sample (P)

При некоторых применениях желательно иметь участок связывания для захвата (т.е. связывания) аналитов лишь в части образца, а не во всем образце. Также в некоторых случаях желательно, чтобы реагент добавляли (т.е. смешивали) в часть образца, а не во весь образец. Часто желательно, чтобы отсутствовало жидкостное разделение между частью образца и остальной частью образца. Такие требования являются предпочтительными или необходимыми при определенных мультиплексных выявлениях.In some applications, it is desirable to have a binding site to capture (ie, bind) analytes in only a portion of the sample rather than in the entire sample. Also in some cases it is desirable that the reagent be added (i.e., mixed) to a portion of the sample rather than to the entire sample. It is often desirable that there is no liquid separation between part of the sample and the rest of the sample. Such requirements are preferred or necessary for certain multiplex detections.

Настоящее изобретение предлагает решение вышеуказанных требований за счет применения способа CROF и устройства для CROF путем превращения образца в сверхтонкую пленку, толщина которой меньше размера части образца в горизонтальной проекции, где будет захватываться только аналит внутри этой части образца или только часть образца будет смешиваться с реагентом. Принцип работы для такого подхода заключается в том, что если толщина образца меньше размера образца в горизонтальной проекции, то захват аналита поверхностью или смешивание реагента, помещенного на поверхность, в первую очередь, может ограничиваться диффузией аналитов и реагента в направлении толщины, где диффузия в виде диффузии в горизонтальной проекции относительно незначительна. Например, если образец превращается в тонкую пленку толщиной 5 мкм, если часть образца, в которой должен захватываться аналит или которая должна смешиваться с реагентом, имеет размер в горизонтальной проекции 5 мм на 5 мм, и если время диффузии аналита или реагента через толщину 5 мкм составляет 10 с, то диффузия в горизонтальной проекции у аналита или реагента на расстояние 5 мм составляет 1000000 с (поскольку время диффузии пропорционально квадрату расстояния, на которое осуществляется диффузия). Это означает, что при выборе правильного соотношения размера интересующей части образца в горизонтальной проекции и толщины образца при определенном интервале времени захваченные аналиты в первую очередь происходят из интересующей части образца, или реагент смешивается в первую очередь с представляющей интерес частью образца.The present invention provides a solution to the above requirements through the use of a CROF method and a CROF apparatus by converting the sample into an ultra-thin film, the thickness of which is less than the horizontal dimension of a portion of the sample, where only the analyte within that portion of the sample will be captured or only a portion of the sample will be mixed with the reagent. The operating principle for this approach is that if the sample thickness is less than the horizontal dimension of the sample, then the capture of the analyte by the surface or the mixing of the reagent placed on the surface may be primarily limited by the diffusion of the analytes and reagent in the thickness direction, where diffusion in the form diffusion in horizontal projection is relatively insignificant. For example, if the sample is reduced to a thin film 5 µm thick, if the part of the sample in which the analyte is to be entrapped or which is to be mixed with the reagent has a horizontal dimension of 5 mm by 5 mm, and if the diffusion time of the analyte or reagent through the 5 µm thickness is 10 s, then the diffusion in a horizontal projection of an analyte or reagent over a distance of 5 mm is 1,000,000 s (since the diffusion time is proportional to the square of the distance over which diffusion occurs). This means that by selecting the correct ratio of the horizontal size of the sample portion of interest to the sample thickness at a given time interval, the captured analytes primarily originate from the sample portion of interest, or the reagent is mixed primarily with the sample portion of interest.

6.1. Локальное связывания объекта в части образца с поверхностью (Р: объем к поверхности)6.1. Local binding of an object in part of the sample to the surface (P: volume to surface)

Р1. Способ локального связывания целевых объектов в подходящем объеме образца с участком связывания на поверхности, предусматривающий:P1. A method for local binding of target objects in a suitable sample volume with a binding site on the surface, comprising:

(i) осуществление стадий от (а) до (d) в способе по пункту X1, где толщина образца при закрытой конфигурации значительно меньше, чем средний линейный размер участка связывания; и где подходящий объем представляет собой объем образца, который располагается на участке связывания, когда пластины приведены в закрытую конфигурацию;(i) carrying out steps (a) to (d) in the method of item X1, where the thickness of the sample in a closed configuration is significantly less than the average linear dimension of the binding site; and wherein the suitable volume is the volume of the sample that is located at the binding site when the plates are brought into a closed configuration;

(ii) после (i) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, одно из:(ii) after (i) and while the plates are in a closed configuration, one of:

(1) инкубации образца на протяжении подходящего интервала времени, а затем прекращения инкубации; или(1) incubating the sample for a suitable period of time and then stopping the incubation; or

(2) инкубации образца на протяжении времени, которое равно минимальному подходящему интервалу времени или превышает его, а затем проведение оценки в течение периода времени, который равен максимальному подходящему интервалу времени или меньше него, при этом со связыванием целевого объекта в участке связывания;(2) incubating the sample for a time that is equal to or greater than the minimum suitable time interval, and then assessing for a period of time that is equal to or less than the maximum suitable time interval, while binding the target object at the binding site;

где подходящий интервал времени:where is the appropriate time interval:

i. равен времени, которое требуется для диффузии целевого объекта через толщину слоя однородной толщины при закрытой конфигурации, или превышает его; иi. equal to or greater than the time required for the target object to diffuse through a layer of uniform thickness in a closed configuration; And

ii. существенно короче времени, которое требуется для горизонтальной диффузии целевого объекта через участок связывания с минимальным размером в горизонтальной проекции;ii. significantly shorter than the time required for horizontal diffusion of the target object through the binding site with a minimum size in the horizontal projection;

где при завершении инкубации (1) или в ходе проведения оценки (2) большинство целевых объектов, связанных с участком связывания, происходят из образца подходящего объема;where, at the end of incubation (1) or during evaluation (2), the majority of targets associated with the binding site originate from a sample of suitable volume;

где инкубация обеспечивает возможность связывания целевого объекта с участком связывания, и где подходящий объем представляет собой часть образца, которая расположена над участком связывания при закрытой конфигурации.wherein the incubation allows the target to bind to the binding site, and where the suitable volume is the portion of the sample that is located above the binding site in a closed configuration.

Способ по пункту Р2, где термин «толщина подходящего объема образца значительно меньше, чем минимальный средний размер участка связывания» означает, что соотношение минимального среднего размера участка связывания и толщины образца (названное как «соотношение длины и толщины») составляет по меньшей мере 3, по меньшей мере 5, по меньшей мере 10, по меньшей мере 20, по меньшей мере 50, по меньшей мере 100, по меньшей мере 500, по меньшей мере 1000, по меньшей мере 10000, по меньшей мере 100000 или находится в любом диапазоне между этими значениями. В предпочтительных вариантах осуществления соотношение длины и толщины составляет по меньшей мере 3, по меньшей мере 5, по меньшей мере 10, по меньшей мере 20, по меньшей мере 50, по меньшей мере 100, по меньшей мере 500 или находится в любом диапазоне между этими значениями.The method of claim P2, wherein the term "the thickness of the suitable volume of the sample is significantly less than the minimum average size of the binding site" means that the ratio of the minimum average size of the binding site and the thickness of the sample (referred to as the "length-to-thickness ratio") is at least 3, at least 5, at least 10, at least 20, at least 50, at least 100, at least 500, at least 1000, at least 10000, at least 100000 or any range between these values. In preferred embodiments, the length to thickness ratio is at least 3, at least 5, at least 10, at least 20, at least 50, at least 100, at least 500, or any range between these values.

Способ по пункту Р2, где термин «значительно короче, чем время, которое требуется для того, чтобы целевой объект горизонтально диффундировал через минимальный размер в горизонтальной проекции участка связывания» означает, что соотношение времени для диффузии через минимальный размер в горизонтальной проекции участка связывания и времени диффузии через толщину образца (названное как «соотношение длины и времени диффузии через толщину») составляет по меньшей мере 3, по меньшей мере 10, по меньшей мере 50, по меньшей мере 10, по меньшей мере 100, по меньшей мере 1000, по меньшей мере 10000, по меньшей мере 100000, по меньшей мере 100000 или находится в любом диапазоне между этими значениями. В предпочтительных вариантах осуществления соотношение длины и времени диффузии через толщину составляет по меньшей мере 3, по меньшей мере 10, по меньшей мере 50, по меньшей мере 10, по меньшей мере 100, по меньшей мере 1000, по меньшей мере 10000 или находится в любом диапазоне между этими значениями.The method of claim P2, where the term "substantially shorter than the time required for the target object to diffuse horizontally through the minimum horizontal dimension of the binding site" means that the ratio of the time for diffusion through the minimum horizontal dimension of the binding site and the time diffusion through the thickness of the sample (referred to as the ratio of length and time of diffusion through thickness) is at least 3, at least 10, at least 50, at least 10, at least 100, at least 1000, at least at least 10,000, at least 100,000, at least 100,000, or anywhere in between. In preferred embodiments, the ratio of length to time of diffusion through thickness is at least 3, at least 10, at least 50, at least 10, at least 100, at least 1000, at least 10000, or any range between these values.

Р2. Устройство для локального связывания объекта в подходящем объеме образца с участком связывания на поверхности, содержащееP2. A device for locally binding an object in a suitable sample volume with a binding site on the surface, containing

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации,a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations,

где первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, который имеет площадь меньшую, чем такая площадь пластины, и выполнен с возможностью связывания целевого объекта в образце, где целевой объект способен диффундировать в образце, и где одна или обе пластины содержат разделители и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein the first plate has on its surface a binding site that has an area less than that area of the plate and is configured to bind a target object in the sample, wherein the target object is capable of diffusing in the sample, and where one or both of the plates includes spacers and each of the spacers fixed to its corresponding plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания и по меньшей мере часть образца находятся между пластинами, образец контактирует с по меньшей мере частью участка связывания, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации; где подходящий объем образца представляет собой объем образца, который размещен на участке связывания;where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, the plates face each other, the spacers, the binding site and at least a portion of the sample are between the plates, the sample is in contact with at least a portion of the bond site, the thickness of the suitable volume of the sample is controlled by the plates and spacers and is thinner, than the maximum sample thickness when the plates are in an open configuration; where the suitable sample volume is the volume of the sample that is placed at the binding site;

где высоту разделителя выбирают с целью регуляции толщины подходящего объема при закрытой конфигурации, которая по меньшей в 3 раза меньше, чем средний линейный размер участка связывания.wherein the height of the spacer is selected to regulate the thickness of a suitable volume in a closed configuration that is at least 3 times smaller than the average linear dimension of the binding site.

Регуляция толщины подходящего объема, чтобы он был в 3 раза меньше среднего линейного размера участка связывания, приводит к тому, что время диффузии объекта через толщину образца в 9 раз меньше времени диффузии на расстояние, равное среднему линейному размеру участка связывания. Такая регуляция толщины делает возможным выбор времени инкубации таким образом, что инкубация приводит к тому, что (i) значительное количество целевого объекта в подходящем объеме связывается с участком связывания и (ii) значительное количество целевого объекта, связанного с участком связывания, происходит из подходящего объема образца, и при этом инкубация представляет собой процесс, который способствует связыванию целевого объекта с участком связывания.Adjusting the thickness of the suitable volume so that it is 3 times smaller than the average linear size of the binding site results in the time of diffusion of the object through the thickness of the sample being 9 times less than the time of diffusion over a distance equal to the average linear size of the binding site. This thickness control makes it possible to select the incubation time such that the incubation results in (i) a significant amount of the target object in a suitable volume being associated with the binding site and (ii) a significant amount of the target object associated with the binding site originating from the suitable volume sample, and incubation is a process that promotes the binding of the target object to the binding site.

Например, если время инкубации устанавливают таким образом, что это время было равно времени диффузии объекта через толщину подходящего объема образца, то после инкубации большая часть объекта внутри подходящего объема уже достигла участка связывания и связывается в соответствии с уравнением скорости реакции, при этом объект, который изначально (т.е. перед инкубацией) находится за пределами подходящего объема, может диффундировать только в периферическую часть подходящего объема (относительно небольшой объем), и такой объем становится менее значимым, поскольку отношение среднего линейного размера участка связывания к толщине подходящего объема становится большим.For example, if the incubation time is set so that the time is equal to the time of diffusion of the object through the thickness of the suitable volume of the sample, then after incubation most of the object within the suitable volume has already reached the binding site and is bound in accordance with the reaction rate equation, with the object that initially (i.e. before incubation) is outside the suitable volume, can diffuse only into the peripheral part of the suitable volume (relatively small volume), and such volume becomes less significant as the ratio of the average linear size of the binding site to the thickness of the suitable volume becomes large.

6.2. Локальное связывание объекта, хранящегося на поверхности пластины, с участком связывания на поверхности другой пластины (поверхность к поверхности)6.2. Local binding of an object stored on a wafer surface to a binding site on the surface of another wafer (surface to surface)

Р3. Способ локального связывания объекта, хранящегося на участке хранения одной пластины, с участком связывания на другой пластине, предусматривающий:P3. A method for locally linking an object stored in a storage area of one wafer with a linkage area on another wafer, comprising:

(а) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где поверхность первой пластины имеет участок связывания; и поверхность второй пластины имеет участок хранения, который содержит объект, подлежащий связыванию с участком связывания; где площадь участка связывания и площадь участка реагента меньше площади соответствующих пластин; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, where the surface of the first plate has a bonding area; and the surface of the second plate has a storage portion that contains an object to be bonded to the bonding portion; where the area of the binding site and the area of the reagent site are less than the area of the corresponding plates; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(b) получение передающей среды, где объект способен растворяться в передающей среде и диффундировать в передающей среде;(b) obtaining a transmission medium, where the object is able to dissolve in the transmission medium and diffuse in the transmission medium;

(c) размещение, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, передающей среды на одной или обеих пластинах; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины частично или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing, when the plates are in an open configuration, the transfer medium on one or both plates; where the open configuration is a configuration in which the two plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение передающей среды за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания, участок хранения и по меньшей мере часть передающей среды находятся между пластинами; по меньшей мере часть участка хранения непосредственно обращена к участку связывания с частью передающей среды между ними, и толщину подходящего объема передающей среды регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и значительно меньше, чем средний линейный размер подходящего объема в направлении поверхности пластины; и(d) after (c) distributing the transmission medium by placing the plates in a closed configuration, wherein in the closed configuration the plates face each other, separators, a bonding area, a storage area and at least a portion of the transmission medium are between the plates; at least a portion of the storage portion directly faces the coupling portion with a portion of the transfer medium therebetween, and the thickness of a suitable volume of the transfer medium is adjusted by means of plates and spacers and is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in an open configuration and significantly less than the average linear dimension of the suitable volume in the direction of the plate surface; And

(e) после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, инкубацию в течение некоторого времени и прекращение инкубации, где время инкубации выбрано таким образом, что она приводит к тому, что значительное количество объекта, связанного с участком связывания, происходит из участка хранения, где подходящий объем представляет собой объем передающей среды, которая располагается на участке связывания, а инкубация представляет собой процесс, который обеспечивает возможность связывания объекта с участком связывания.(e) after (d) and while the plates are in a closed configuration, incubating for some time and stopping the incubation, where the incubation time is chosen such that it causes a significant amount of the object associated with the binding site to originate from the site storage, where the suitable volume is the volume of the transmission medium that is located at the binding site, and incubation is the process that allows the object to bind to the binding site.

Термин «по меньшей мере часть участка хранения непосредственно обращена к участку связывания» означает, что самое короткое расстояние от точки в части до участка связывания совпадает с толщиной подходящего объема при закрытой конфигурации пластин.The term “at least a portion of the storage portion directly faces the binding portion” means that the shortest distance from a point in the portion to the binding portion coincides with the thickness of the suitable volume in a closed plate configuration.

Р4. Устройство для локального связывания объекта, хранящегося на участке хранения одной пластины, с соответствующим участком связывания на другой пластине, содержащее:P4. A device for locally linking an object stored on a storage area of one wafer with a corresponding linkage area on another wafer, comprising:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где поверхность первой пластины имеет участок связывания; и поверхность второй пластины имеет участок хранения, который содержит объект, подлежащий связыванию с участком связывания; где площадь участка связывания и площадь участка хранения являются меньшими, чем соответствующие пластины; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, where the surface of the first plate has a bonding portion; and the surface of the second plate has a storage portion that contains an object to be bonded to the bonding portion; wherein the area of the binding portion and the area of the storage portion are smaller than the corresponding plates; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины либо частично, либо полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и передающую среду размещают на одну или обе пластины, где объект на участке хранения способен растворяться в передающей среде и диффундировать в передающей среде,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the transfer medium is placed on one or both plates, where the object in the storage area is capable of dissolving into the transfer medium and diffuse in the transmitting medium,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения передающей среды в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания, участок хранения и по меньшей мере часть передающей среды находятся между пластинами; по меньшей мере часть участка хранения непосредственно обращена к участку связывания с частью передающей среды между ними, и толщину подходящего объема передающей среды регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации;where the other of the configurations is a closed configuration, which is brought about after placing the transmission medium in an open configuration; and in a closed configuration, the plates face each other, the separators, the coupling portion, the storage portion, and at least a portion of the transmission medium are located between the plates; at least a portion of the storage portion directly faces the coupling portion with a portion of the transfer medium therebetween, and the thickness of a suitable volume of the transfer medium is adjusted by the plates and spacers and is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in an open configuration;

где подходящий объем представляет собой объем передающей среды, которая располагается на участке хранения, когда пластины находятся в закрытой конфигурации; иwhere the suitable volume is the volume of the transmission medium that is located in the storage area when the plates are in a closed configuration; And

где высоту разделителя выбирают с целью регуляции толщины подходящего объема при закрытой конфигурации, которая по меньшей в 3 раза меньше, чем средний линейный размер участка связывания,wherein the height of the spacer is selected to regulate the thickness of a suitable volume in a closed configuration that is at least 3 times smaller than the average linear dimension of the binding site,

где по меньшей мере один из разделителей находится внутри площади контакта с образцом;where at least one of the separators is located inside the contact area with the sample;

и разделители имеют предварительно заданное расстояние между разделителями и высоту.and the separators have a preset separator spacing and height.

6.3. Способ локального связывания объекта на нескольких участках хранения одной пластины, соответствующих участкам связывания на другой пластине6.3. A method for locally binding an object on several storage areas of one wafer corresponding to binding areas on another wafer

Р5. Способ локального связывания объекта, хранящегося на нескольких участках хранения одной пластины, соответствующих участкам связывания на другой пластине, предусматривающий:P5. A method for locally binding an object stored on several storage areas of one wafer corresponding to binding areas on another wafer, comprising:

(а) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где поверхность первой пластины имеет множественные участки связывания; и поверхность второй пластины имеет множественные соответствующие участки хранения; где каждый соответствующий участок хранения находится в местоположении на второй пластине, которая соответствует местоположению участка связывания, таким образом, что когда две пластины расположены друг напротив друга, каждый участок связывания перекрывает только один участок хранения; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно определенную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, where the surface of the first plate has multiple binding sites; and the surface of the second plate has multiple corresponding storage areas; wherein each respective storage portion is located at a location on the second plate that corresponds to the location of the binding portion such that when two plates are positioned opposite each other, each binding portion overlaps only one storage portion; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(b) получение передающей среды, где объект на участках хранения способен растворяться в передающей среде и диффундировать в передающей среде;(b) obtaining a transmission medium, where the object in the storage areas is capable of dissolving in the transmission medium and diffusing in the transmission medium;

(c) размещение, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, передающей среды на одной или обеих пластинах; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины частично или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing, when the plates are in an open configuration, the transfer medium on one or both plates; where the open configuration is a configuration in which the two plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение передающей среды за счет приведения в контакт пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации две пластины обращены друг к другу, разделители, участки связывания, участки хранения и по меньшей мере часть передающей среды находятся между пластинами, каждый участок связывания непосредственно обращен только к одному соответствующему участку хранения, передающая среда контактирует с по меньшей мере частью из каждого из участков связывания и частью из каждого из участков хранения, толщину подходящего объема передающей среды регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина передающей среды в том случае, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, и значительно меньшей, чем средний линейный размер участков связывания; и(d) after (c) distributing the transmission medium by bringing the plates into contact in a closed configuration, wherein in the closed configuration the two plates face each other, separators, coupling areas, storage areas and at least a portion of the transmission medium are between the plates, each the bonding portion directly faces only one corresponding storage portion, the transfer medium is in contact with at least a portion of each of the bond portions and a portion of each of the storage portions, the thickness of the suitable volume of the transfer medium is adjusted by means of plates and spacers, and is thinner than the maximum thickness of the transmission medium in the case when the plates are in an open configuration, and is significantly less than the average linear size of the bonding areas; And

(e) после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, инкубация в течение определенного времени и остановка инкубации, где время инкубации выбрано таким образом, что оно приводит к тому, что значительное количество объекта, связанного с каждым участком связывания, происходит из соответствующего участка хранения, где подходящий объем представляет собой объем передающей среды, которая расположена на участках связывания, и инкубация представляет собой процесс, который способствует связыванию объекта с участком связывания.(e) after (d) and while the plates are in a closed configuration, incubate for a specified time and stop the incubation, where the incubation time is chosen such that it causes a significant amount of the object bound to each binding site to originate from corresponding storage area, where the suitable volume is the volume of the transfer medium that is located at the binding sites, and incubation is a process that promotes the binding of the object to the binding site.

В некоторых вариантах осуществления промежуток ограничен площадью связывающего образца.In some embodiments, the gap is limited by the area of the binding sample.

В некоторых вариантах осуществления способа Р5 передающая среда представляет собой образец с целевым аналитом, участок связывания содержит средство для захвата, и объект в участке связывания представляет собой средство для выявления, где целевой аналит связывается со средством для захвата и средством для выявления с образованием «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления. Способ Р5 упрощает стадии анализа и может снизить время анализа за счет применения меньшей высоты разделителей, чтобы получить более тонкую толщину образца и более короткое время вертикальной диффузии как аналитов, так и средств выявления для более короткого времени анализа до насыщения.In some embodiments of method P5, the transfer medium is a sample with a target analyte, the binding site comprises a capture agent, and the entity in the binding site is a detection agent, where the target analyte binds to the capture agent and the detection agent to form a sandwich. capture agent - analyte - detection agent. The P5 method simplifies the analysis steps and can reduce analysis time by using lower separator heights to obtain thinner sample thicknesses and shorter vertical diffusion times of both analytes and detection agents for shorter analysis times to saturation.

Р6. Устройство для локального связывания объекта, хранящегося на нескольких участках хранения одной пластины, с несколькими соответствующими участками связывания на другой пластине, содержащее:P6. A device for locally linking an object stored on several storage areas of one wafer with several corresponding linking areas on another wafer, comprising:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где поверхность первой пластины имеет несколько участков связывания; а поверхность второй пластины имеет несколько соответствующих участков хранения; где каждый соответствующий участок хранения находится в местоположении на второй пластине, которое соответствует местоположению участка связывания, вследствие чего, когда две пластины расположены друг напротив друга, каждый участок связывания перекрывается только с одним участком хранения; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;where the surface of the first plate has several binding sites; and the surface of the second plate has several corresponding storage areas; wherein each respective storage portion is located at a location on the second plate that corresponds to the location of the binding portion such that when two plates are positioned opposite each other, each binding portion overlaps with only one storage portion; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины либо частично, либо полностью отделены друг от друга, промежуток между пластинами не регулируется разделителями, и передающую среду размещают на одной или обеих пластинах, где объект на участке хранения способен растворяться в передающей среде и диффундировать в передающей среде,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the spacing between the plates is not controlled by spacers, and the transfer medium is placed on one or both plates, where the object in the storage area is capable of dissolving into the transfer medium and diffuse in the transmitting medium,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения передающей среды в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации две пластины обращены друг к другу, разделители, участки связывания, участки хранения и по меньшей мере часть передающей среды находятся между пластинами, каждый участок связывания непосредственно обращен только к одному соответствующему участку хранения, передающая среда находится в контакте по меньшей мере с частью каждого из участков связывания и частью каждого из участков хранения, толщину подходящего объема передающей среды регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина передающей среды в том случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации;where the other of the configurations is a closed configuration, which is brought about after placing the transmission medium in an open configuration; and in a closed configuration, the two plates face each other, the spacers, bonding areas, storage areas and at least a portion of the transfer medium are between the plates, each binding area directly faces only one corresponding storage area, the transfer medium is in contact with at least part of each of the bonding portions and part of each of the storage portions, the thickness of the suitable volume of the transmission medium is adjusted by the plates and spacers, and is thinner than the maximum thickness of the transmission medium when the plates are in an open configuration;

где подходящий объем представляет собой объем передающей среды, который расположен на участке хранения, когда пластины находятся в закрытой конфигурации; иwhere the suitable volume is the volume of the transmission medium that is located in the storage area when the plates are in a closed configuration; And

где предварительно заданная высота разделителя выбрана для регуляции толщины подходящего объема при закрытой конфигурации, чтобы она была значительно меньше, чем средний линейный размер участков связывания.wherein the predetermined height of the spacer is selected to regulate the thickness of the suitable volume in the closed configuration to be significantly less than the average linear dimension of the binding sites.

6.4. Локальное добавление реагента, хранящегося на поверхности, к части образца (поверхность к объему)6.4. Local addition of a surface-stored reagent to a portion of the sample (surface to bulk)

Р7. Способ локального добавления реагента к подходящему объему образца, предусматривающий:P7. A method of locally adding a reagent to a suitable volume of sample, comprising:

(a) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, который содержит реагенты, подлежащие добавлению в подходящий объем образца, при этом реагенты способны растворяться в образце и диффундировать в образце, и площадь участка хранения является меньшей, чем площадь пластины; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, wherein the first plate has on its surface a storage portion that contains reagents to be added to a suitable volume of the sample, the reagents being capable of dissolving in the sample and diffusing in the sample, and the area of the storage area is smaller than the area of the plate; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(b) получение образца;(b) obtaining a sample;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию; где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу; разделители, участок хранения и по меньшей мере часть образца находятся между пластинами; образец находится в контакте по меньшей мере с частью участка хранения и контактирует с пластинами в пределах площади, которая является большей, чем такая площадь у участка хранения; толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и значительно меньше, чем средний линейный размер подходящего объема в направлении поверхности пластины; и(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration; where in a closed configuration the plates face each other; separators, a storage area and at least part of the sample are located between the plates; the sample is in contact with at least a portion of the storage area and is in contact with the plates within an area that is larger than that of the storage area; the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers, and is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in an open configuration, and significantly less than the average linear dimension of the suitable volume in the direction of the surface of the plate; And

(e) после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, инкубацию в течение некоторого времени и прекращение инкубации, где время инкубации выбрано таким образом, что она приводит к тому, что (i) значительное число реагентов, растворенных в образце, содержатся в подходящем объеме образца, и (ii) реагенты находятся в значительной части подходящего объема, и где подходящий объем представляет собой объем образца, который располагается на участке хранения, когда пластины находятся в закрытой конфигурации, и инкубация представляет собой процесс, который способствует растворению и диффузии реагента в образце.(e) after (d) and while the plates are in a closed configuration, incubation for some time and termination of incubation, where the incubation time is chosen such that it causes (i) a significant number of reagents dissolved in the sample to be contained in a suitable sample volume, and (ii) the reagents are contained in a significant portion of the suitable volume, and where the suitable volume is the volume of the sample that is located in the storage area when the plates are in a closed configuration, and incubation is a process that promotes dissolution and diffusion reagent in the sample.

Р8. Устройство для локального добавления реагента, хранящегося на поверхности пластины, к подходящему объему образца, содержащееP8. A device for locally adding a reagent stored on the surface of a plate to a suitable sample volume containing

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации,a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations,

где первая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, который содержит реагенты, подлежащие добавлению в подходящий объем образца, при этом реагенты способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein the first plate has on its surface a storage portion which contains reagents to be added to a suitable volume of the sample, the reagents being capable of dissolving in the sample and diffusing in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок хранения и по меньшей мере часть образца находятся между пластинами, образец контактирует с по меньшей мере частью участка хранения и по меньшей мере с частью поверхности связывания за пределами участка хранения, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и где подходящий объем образца представляет собой объем образца, который размещен на участке хранения, когда пластины находятся в закрытой конфигурации;where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, the plates face each other, the spacers, the storage area, and at least a portion of the sample are between the plates, the sample is in contact with at least a portion of the storage area and at least a portion of the binding surface outside the storage area, the thickness of a suitable volume of the sample is adjusted by the plates and spacers and is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in an open configuration, and where the suitable sample volume is the volume of the sample that is placed in the storage area when the plates are in a closed configuration;

где высоту разделителя выбирают с целью регуляции толщины подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, которая по меньшей в 3 раза меньше, чем средний линейный размер подходящего объема в направлении поверхности пластины.where the height of the separator is chosen to regulate the thickness of the suitable volume in a closed plate configuration, which is at least 3 times smaller than the average linear dimension of the suitable volume in the direction of the surface of the plate.

7. Образование «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания (W)7. Formation of a “sandwich” of capture agent-analyte-detection agent at the binding site (W)

Один аспект настоящего изобретения предусматривает образование «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания на твердой поверхности в одной стадии с помощью применения процесса CROF и с помощью размещения участка связывания на одной пластине, а участка хранения, который содержит средство выявления, в соответствующем местоположении другой пластины.One aspect of the present invention provides for the formation of a capture agent-analyte-detection agent sandwich at a binding site on a solid surface in one step using the CROF process and by placing the binding site on a single plate and a storage region that contains the detection agent. , at the corresponding location of the other plate.

7.1. Образование «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания в одной стадии инкубации (общее) (W)7.1. Formation of a capture agent-analyte-detection agent sandwich at the binding site in one incubation step (total) (W)

W1. Способ образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания пластины, предусматривающий:W1. A method for forming a “sandwich” of capture means-analyte-detection means at the plate binding site, comprising:

(a) получение образца, который содержит целевой аналит, где целевой аналит способен к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that contains a target analyte, where the target analyte is capable of diffusion in the sample;

(b) получение средств для захвата и получение средств для выявления, где средства для захвата и средства для выявления способны связываться с целевым аналитом с образованием «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления;(b) obtaining the capture means and obtaining the detection means, where the capture means and the detection means are capable of binding to the target analyte to form a capture means-target analyte-detection means sandwich;

(c) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; где первая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для связывания, подлежащие иммобилизации на участок, и вторая пластина имеет участок хранения, который содержит средства для выявления; где в случае, когда участок хранения находится в контакте с образцом, средства для выявления способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(c) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations; wherein the first plate has a binding portion that contains binding means to be immobilized onto the portion, and the second plate has a storage portion that contains detection means; wherein, in the case where the storage area is in contact with the sample, the detection agents are capable of dissolving in the sample and diffusing in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(d) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины частично или полностью отделены друг от друга, а пространство между пластинами не регулируется разделителями;(d) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(e) после (d) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, при этом в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина подходящего объема образца регулируется пластинами и разделителями, и она является тоньше, чем толщина образца в том случае, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; и образец находится в контакте с участком связывания и участком хранения;(e) after (d) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, wherein in the closed configuration the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers and is thinner than the thickness of the sample in the case when the plates are in an open configuration; and the sample is in contact with the binding portion and the storage portion;

(f) после (е), пока пластины находятся в закрытой конфигурации, инкубация в течение некоторого времени, которое обеспечивает возможность образования «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления;(f) after (e), while the plates are in a closed configuration, incubating for a period of time that allows the formation of a capture agent-target analyte-detection agent sandwich;

где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть или весь объем образца.where the suitable volume is at least part or all of the volume of the sample.

W2. Устройство для образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания пластины, содержащееW2. Device for forming a “sandwich” capture means-analyte-detection means at the plate binding site, containing

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где первая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для захвата, иммобилизированные на участке, а вторая пластина имеет участок хранения, который содержит средства для выявления; где средства для захвата и средства для выявления (способны связываться) связываются с целевым аналитом в образце с образованием «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления; при этом, когда участок хранения находится в контакте с образцом, средства для выявления способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein the first plate has a binding portion that contains capture means immobilized thereon, and the second plate has a storage portion that contains detection means; wherein the capture agents and detection agents (capable of binding) bind to a target analyte in the sample to form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich; wherein, when the storage area is in contact with the sample, the detection agents are able to dissolve in the sample and diffuse in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая конфигурация представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина подходящего объема образца регулируется пластинами и разделителями, и она является тоньше, чем толщина образца в том случае, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; и образец находится в контакте с участком связывания и участком хранения;where the other configuration is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers, and is thinner than the thickness of the sample in the case where the plates are brought into the open configuration; and the sample is in contact with the binding portion and the storage portion;

и где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть или весь объем образца.and where the suitable volume is at least part or all of the volume of the sample.

7.2. Образование «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания в одной стадии инкубации с применением аналита, который происходит из части образца (т.е. локально).7.2. Formation of a capture agent-analyte-detection agent sandwich at the binding site in a single incubation step using an analyte that originates from a portion of the sample (i.e., locally).

W3. Способ образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания пластины с применением аналитов, которые происходят из части образца, предусматривающий:W3. A method for forming a “sandwich” of capture means-analyte-detection means at the binding site of a plate using analytes that originate from a portion of the sample, comprising:

(а) получение образца, который содержит целевой аналит, где целевой аналит способен к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that contains a target analyte, where the target analyte is capable of diffusion in the sample;

(b) получение средств для захвата и получение средств для выявления, где средства для захвата и средства для выявления способны связываться с целевым аналитом с образованием «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления;(b) obtaining the capture means and obtaining the detection means, where the capture means and the detection means are capable of binding to the target analyte to form a capture means-target analyte-detection means sandwich;

(c) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; где первая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для связывания, подлежащие иммобилизации на участок, и вторая пластина имеет участок хранения, который содержит средства для выявления, которые в случае, когда участок хранения находится в контакте с образцом, способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(c) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations; wherein the first wafer has a binding portion which contains binding means to be immobilized to the area, and the second wafer has a storage portion which contains detection means which, when the storage portion is in contact with a sample, are capable of dissolving into the sample and diffusing in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(d) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины частично или полностью отделены друг от друга, а пространство между пластинами не регулируется разделителями;(d) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(e) после (d) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания и участок хранения находятся между пластинами, участок связывания и участок хранения находятся в контакте с подходящим объемом образца, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем толщина образца в том случае, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, и значительно меньше, чем средний линейный размер участка связывания; и(e) after (d) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, the spacers, the binding area and the storage area are between the plates, the binding area and the storage area are in contact with a suitable sample volume , and the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers and is thinner than the thickness of the sample when the plates are in an open configuration and significantly less than the average linear dimension of the binding site; And

(f) после (е) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, инкубация в течение определенного времени и остановка инкубации, где время инкубации выбрано таким образом, что оно приводит к тому, что значительное количество «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления, образованного в участке связывания, содержит аналиты, которые происходят из подходящего объема образца, где подходящий объем представляет собой объем образца, который расположен на участке связывания, и инкубация представляет собой процесс, который способствует образованию «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления.(f) after (e) and while the plates are in a closed configuration, incubate for a specified time and stop the incubation, where the incubation time is chosen such that it results in a significant amount of capture agent-analyte-agent sandwich for detection formed at the binding site contains analytes that originate from a suitable sample volume, where the suitable volume is the volume of the sample that is located at the binding site, and incubation is a process that promotes the formation of a capture agent-analyte sandwich. detection tool.

В некоторых вариантах осуществления соотношение пространства и размера участка может составлять не более 1/5.In some embodiments, the space to plot size ratio may be no more than 1/5.

W4. Устройство для образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания пластины с применением аналитов, которые происходят из части образца, содержащее:W4. A device for forming a "sandwich" capture means-analyte-means for detection at the binding site of the plate using analytes that originate from a portion of the sample, containing:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где первая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для захвата, иммобилизированные на участке, а вторая пластина имеет участок хранения, который содержит средства для выявления; где средства для захвата и средства для выявления (способны связываться) связываются с целевым аналитом в образце с образованием «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления; при этом, когда участок хранения находится в контакте с образцом, средства для выявления способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein the first plate has a binding portion that contains capture means immobilized thereon, and the second plate has a storage portion that contains detection means; wherein the capture agents and detection agents (capable of binding) bind to a target analyte in the sample to form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich; wherein, when the storage area is in contact with the sample, the detection agents are able to dissolve in the sample and diffuse in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания и участок хранения находятся между пластинами, участок связывания и участок хранения находятся в контакте с подходящим объемом образца, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем толщина образца в случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации; и где подходящий объем представляет собой объем образца, который размещен на участке связывания; иwhere the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers, the binding portion and the storage portion are between the plates, the binding portion and the storage portion are in contact with the suitable sample volume, and the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and spacers and is thinner than the thickness of the sample in the case where the plates are in an open configuration; and where the suitable volume is the volume of the sample that is placed at the binding site; And

где высоту разделителя выбирают с целью регуляции толщины подходящего объема в закрытой конфигурации, которая значительно мекыне, чем средний линейный размер участка связывания.wherein the height of the spacer is selected to regulate the thickness of a suitable volume in a closed configuration that is significantly smaller than the average linear dimension of the binding site.

7.3. Способ уменьшения времени образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания в результате снижения расстояния диффузии (W, X)7.3. A method for reducing the formation time of a “sandwich” of capture agent-analyte-detection agent at the binding site as a result of reducing the diffusion distance (W, X)

W5. Способ уменьшения времени образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания пластины, предусматривающий:W5. A method for reducing the formation time of a “sandwich” of capture means-analyte-detection means at the plate binding site, comprising:

(а) получение образца, который содержит целевой аналит, где целевой аналит способен к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that contains a target analyte, where the target analyte is capable of diffusion in the sample;

(b) получение средств для захвата и получение средств для выявления, где средства для захвата и средства для выявления способны связываться с целевым аналитом с образованием «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления;(b) obtaining the capture means and obtaining the detection means, where the capture means and the detection means are capable of binding to the target analyte to form a capture means-target analyte-detection means sandwich;

(c) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; где первая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для связывания, подлежащие иммобилизации на участок, и вторая пластина имеет участок хранения, который содержит средства для выявления, которые в случае, когда участок хранения находится в контакте с образцом, способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(c) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations; wherein the first wafer has a binding portion which contains binding means to be immobilized to the area, and the second wafer has a storage portion which contains detection means which, when the storage portion is in contact with a sample, are capable of dissolving into the sample and diffusing in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(d) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины частично или полностью отделены друг от друга, а пространство между пластинами не регулируется разделителями;(d) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(e) после (d) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания и участок хранения находятся между пластинами, участок связывания перекрывает участок хранения, участок связывания и участок хранения находятся в контакте с подходящим объемом образца, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем толщина образца в том случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и тем самым уменьшенная толщина образца снижает время для вертикальной диффузии аналитов и средств для выявления в толще образца, где подходящий объем составляет по меньшей мере часть всего объема образца.(e) after (d) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, the separators, the binding area and the storage area are between the plates, the binding area overlaps the storage area, the binding area and the storage area are in contact with a suitable sample volume, and the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers and is thinner than the thickness of the sample when the plates are in an open configuration, and thereby the reduced sample thickness reduces the time for vertical diffusion of the analytes and means for detection within the sample, where the suitable volume is at least a portion of the total volume of the sample.

где период времени, обеспечивающий возможность целевому объекту в подходящем объеме связаться с участком связывания, короче, чем таковой в отсутствие закрытой конфигурации.where the period of time allowing the target entity to adequately communicate with the binding site is shorter than that in the absence of a closed configuration.

- Способ может дополнительно предусматривать стадию промывки для удаления образца между пластинами, и стадию промывки выполняют, когда пластины находятся либо в закрытой конфигурации, либо в открытой конфигурации.- The method may further include a washing step to remove the sample between the plates, and the washing step is performed while the plates are in either a closed configuration or an open configuration.

- Способы дополнительно предусматривают стадию считывания, во время которой считывается сигнал от «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления, иммобилизированного на участке связывания. Считывание выполняют либо после промывки, либо без какой-либо промывки.- The methods further include a readout step during which the signal from the capture agent-analyte-detection agent sandwich immobilized at the binding site is read. The reading is performed either after washing or without any washing.

Способ дополнительно может быть мультиплексным, как описано выше или ниже.The method may further be multiplexed, as described above or below.

W6. Устройство для снижения времени образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания пластины, содержащееW6. Device for reducing the formation time of a “sandwich” capture means-analyte-detection means at the plate binding site, containing

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где первая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для захвата, иммобилизированные на участке, а вторая пластина имеет участок хранения, который содержит средства для выявления; где средства для захвата и средства для выявления (способны связываться) связываются с целевым аналитом в образце с образованием «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления; при этом, когда участок хранения находится в контакте с образцом, средства для выявления способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein the first plate has a binding portion that contains capture means immobilized thereon, and the second plate has a storage portion that contains detection means; wherein the capture agents and detection agents (capable of binding) bind to a target analyte in the sample to form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich; wherein, when the storage area is in contact with the sample, the detection agents are able to dissolve in the sample and diffuse in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители, участок связывания и участок хранения находятся между пластинами, участок связывания перекрывает участок хранения, участок связывания и участок хранения находятся в контакте с подходящим объемом образца, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем толщина образца в случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и тем самым сниженная толщина образца снижает время для вертикальной диффузии аналитов и средств для выявления в толще образца, где подходящий объем составляет по меньшей мере часть всего объема образца.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers, the binding portion and the storage portion are between the plates, the binding portion overlaps the storage portion, the binding portion and the storage portion are in contact with a suitable sample volume, and the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and separators and is thinner than the thickness of the sample when the plates are in an open configuration, and thereby the reduced sample thickness reduces the time for vertical diffusion of analytes and detection agents within the sample where the suitable volume is at least a portion of the total volume sample.

В этих вариантах осуществления способ может предусматривать прикрепление средства для захвата к пластине, где прикрепление выполняют посредством химической реакции средства для захвата с реакционно-способной группой на пластине. Другая пластина может содержать пятно высушенного средства для выявления в местоположении, вследствие чего после смыкания пластин, закрепленное средство для захвата и пятно средства для выявления становятся обращенными друг к другу. Кроме того, способ может предусматривать приведение в контакт образца, содержащего целевой аналит, с устройством, и закрытие пластин как описано выше. Средство для выявления растворяется и диффундирует в образец. Поскольку целевой аналит находится в растворе, то целевой аналит будет связываться средством для захвата и иммобилизироваться на поверхности одной из пластин. Средство для выявления может связываться с целевым аналитом до или после того, как оно свяжется со средством для захвата. В некоторых случаях способ может предусматривать удаление любых целевых аналитов, которые не связались со средством для захвата, или любого не связавшегося реагента для выявления (например, путем промывки поверхности пластины в буфере для связывания). Средство для выявления можно конъюгировать с оптической выявляемой меткой, обеспечивая тем самым метод выявления целевого аналита. После необязательного удаления средства для выявления, которое не связалось с целевым аналитом, систему можно подвергать считыванию, например, с применением системы для считывания, чтобы провести считывание светового сигнала (например, света при длине волны, которая находится в диапазоне от 300 нм до 1200 нм) от средства для выявления, которое связалось с пластиной. Кроме того, как упомянуто выше, средство для выявления может быть меченым непосредственно (в этом случае средство для выявления можно прочно связать со светоиспускающей меткой до размещения на одной из пластин), или меченым опосредованно (т.е. за счет связывания средства для выявления со вторым средством для захвата, например, вторичным антителом, которое является меченным, или меченой нуклеиновой кислотой, которая специфически связывается со средством для выявления, и которые связаны со светоиспускающей меткой). В некоторых вариантах осуществления способ может предусматривать блокирующее средство, с предотвращением тем самым неспецифического связывания средств для захвата с нецелевыми аналитами. Подходящие условия для специфического связывания целевых аналитов с другими средствами, включающие соответствующую температуру, время, показатель рН раствора, уровень естественной освещенности, влажность, концентрацию химических реагентов, соотношение антиген-антитело и т.д., являются хорошо известными или их с можно с легкостью получить, исходя из настоящего изобретения. Общие способы в случае способов молекулярного взаимодействия между средствами для захвата и их партнерами по связыванию (в том числе аналитами) хорошо известны из уровня техники (см., например, Harlow et al,. Antibodies: A Laboratory Manual, First Edition (1988) Cold spring Harbor, N.Y.; Ausubel, et al, Short Protocols in Molecular Biology, 3rd ed., Wiley & Sons, 1995). Способы, описанные выше и ниже, являются иллюстративными; способы данного документа не представляют собой единственные пути выполнения анализа.In these embodiments, the method may include attaching the gripper to a wafer, where the attachment is accomplished by chemically reacting the gripper with a reactive group on the wafer. The other plate may contain a spot of dried detection agent in position such that upon closing of the plates, the attached capture means and the spot of detection agent face each other. Additionally, the method may include contacting a sample containing the target analyte with the device and closing the plates as described above. The detection agent dissolves and diffuses into the sample. Since the target analyte is in solution, the target analyte will be bound by the capture agent and immobilized on the surface of one of the plates. The detection agent may bind to the target analyte before or after it binds to the capture agent. In some cases, the method may involve removing any target analytes that are not bound to the capture agent or any unbound detection reagent (eg, by washing the plate surface in binding buffer). The detection agent can be conjugated to an optical detectable label, thereby providing a method for detecting the target analyte. After optionally removing the detection agent that is not bound to the target analyte, the system can be subjected to reading, for example, using a reading system to read the light signal (for example, light at a wavelength that is in the range from 300 nm to 1200 nm ) from the detection agent that contacted the plate. In addition, as mentioned above, the detection agent may be directly labeled (in which case the detection agent can be firmly bound to the light-emitting tag prior to placement on one of the plates), or indirectly labeled (i.e., by binding the detection agent to a second capture agent, for example, a secondary antibody that is labeled, or a labeled nucleic acid that specifically binds to the detection agent, and which is associated with a light-emitting label). In some embodiments, the method may include a blocking agent, thereby preventing nonspecific binding of capture agents to non-target analytes. Suitable conditions for specific binding of target analytes to other agents, including appropriate temperature, time, pH of the solution, level of natural light, humidity, concentration of chemical reagents, antigen-antibody ratio, etc., are well known or can be easily achieved. obtain based on the present invention. General methods for molecular interaction methods between capture agents and their binding partners (including analytes) are well known in the art (see, for example, Harlow et al. Antibodies: A Laboratory Manual, First Edition (1988) Cold spring Harbor, N.Y.; Ausubel, et al., Short Protocols in Molecular Biology, 3rd ed., Wiley & Sons, 1995). The methods described above and below are illustrative; The methods in this document do not represent the only ways to perform analysis.

В определенных вариантах осуществления средство для захвата на основе нуклеиновой кислоты можно применять для захвата белкового аналита (например, ДНК- или РНК-связывающий белок). В альтернативных вариантах осуществления белковое средство для захвата (например, ДНК- или РНК-связывающий белок) можно применять для захвата аналита, представляющего собой нуклеиновую кислоту.In certain embodiments, a nucleic acid-based capture agent can be used to capture a protein analyte (eg, a DNA or RNA binding protein). In alternative embodiments, a protein capture agent (eg, a DNA or RNA binding protein) can be used to capture a nucleic acid analyte.

Образец может представлять собой клинический образец, полученный из клеток, тканей или биологических жидкостей. Биологические жидкости, представляющие интерес, включают без ограничения амниотическую жидкость, водянистую влагу глаза, жидкую часть стекловидного тела, кровь (например, цельную кровь, фракционированную кровь, плазму, сыворотку крови и т.д.), грудное молоко, спинномозговую жидкость (CSF), ушную серу (серную пробку), хилус, химус, эндолимфу, перилимфу, фекалии, кислоты желудочного сока, желудочный сок, лимфу, слизь (в том числе отделяемую из носа и слизистую мокроту), перикардиальную жидкость, перитонеальную жидкость, плевральную жидкость, гной, водянистые выделения, слюну, секрет сальных желез (кожное сало), сперму, мокроту, пот, синовиальную жидкость, слезы, рвотную массу, мочу и конденсат выдыхаемого воздуха.The sample may be a clinical sample obtained from cells, tissues or body fluids. Biological fluids of interest include, but are not limited to, amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (e.g., whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF) , earwax (cerumen plug), chyle, chyme, endolymph, perilymph, feces, gastric acids, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucous sputum), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, pus , watery discharge, saliva, secretion of the sebaceous glands (sebum), semen, sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomit, urine and condensation of exhaled air.

В одном варианте осуществления данного анализа пластину приводят в контакт с образцом, содержащим целевой аналит (например, целевой белок), и пластины закрывают. Образец содержит все необходимые реагенты или является усовершенствован, чтобы содержать их (например, соли и т.п.) в условиях, подходящих для специфического связывания. Средства для захвата (например, антитела) и средство для выявления специфически связываются с целевым аналитом в образце, что приводит тем самым к тому, что пятно меченого аналита может быть выявлено.In one embodiment of this assay, the plate is brought into contact with a sample containing the target analyte (eg, the target protein) and the plates are closed. The sample contains all necessary reagents or is modified to contain them (eg, salts, etc.) under conditions suitable for specific binding. The capture agents (eg, antibodies) and the detection agent specifically bind to the target analyte in the sample, thereby causing a spot of labeled analyte to be detected.

Как и в любом варианте осуществления, количество целевого аналита в образце можно измерить с получением качественной или количественной меры количества целевого аналита в образце. В некоторых вариантах осуществления величина сигнала обеспечивает количественное определение величины целевого аналита в образце. В некоторых случаях оценку можно сравнить со стандартной кривой например, полученной для второго аналита или точно отмеренного аналита, которые в определенных случаях могут находиться при известной концентрации. Это сравнение можно облегчать в результате размещения средств для захвата при различных плотностях (например, различных концентрациях) и считывания сигнала от каждой вставки средства для захвата.As in any embodiment, the amount of the target analyte in the sample can be measured to provide a qualitative or quantitative measure of the amount of the target analyte in the sample. In some embodiments, the magnitude of the signal provides a quantitative determination of the magnitude of the target analyte in the sample. In some cases, the estimate can be compared to a standard curve, for example, obtained for a second analyte or a precisely measured analyte, which in certain cases may be at a known concentration. This comparison can be facilitated by placing the capture means at different densities (eg, different concentrations) and reading the signal from each capture means insert.

8. Связывание и добавление с применением образцов и реагентов с небольшим объемом (V)8. Binding and Addition Using Low Volume Samples and Reagents (V)

Во многих вариантах применения очень желательно использовать как можно меньший объем образца или реагента. Однако в микрофлюидных канальных устройствах (наиболее популярный подход в настоящее время при использовании небольших образцов) значительный объем образца расходуется при перемещении от входного отверстия к участку тестирования (выявления) устройства, что в результате влечет за собой необходимость в объеме образца большем, чем объем в исследуемом местоположении. Одним аспектом настоящего изобретения является значительное снижение объема образца или реагента, используемых при тестировании, в результате размещения небольшого объема образца или реагента на пластине и затем превращения объема в тонкую пленку с меньшей толщиной, но большей поверхностью, чем ранее. Такое превращение также способствует более быстрой реакции.In many applications, it is highly desirable to use as little sample or reagent volume as possible. However, in microfluidic channel devices (the most popular approach currently when using small samples), a significant volume of the sample is consumed when moving from the inlet to the testing (detection) site of the device, which as a result entails the need for a sample volume larger than the volume in the test location. One aspect of the present invention is to significantly reduce the volume of sample or reagent used in testing by placing a small volume of sample or reagent on a plate and then converting the volume into a thin film with less thickness but a larger surface area than previously. This transformation also promotes a faster reaction.

8-1. Связывание целевого объекта в образце небольшого объема на участке связывания поверхности в результате распределения образца8-1. Binding of a target object in a small volume sample at the surface binding site as a result of sample distribution

V1. Способ связывания целевого объекта в образце с участком связывания, предусматривающий:V1. A method of binding a target object in a sample to a binding site, comprising:

(a) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other into different configurations, where the first plate has a bonding portion on its surface, and where one or both plates include spacers, and each of the spacers is secured to its respective plate and has preset height;

(b) получение образца, который содержит целевой объект, подлежащий связыванию с участком связывания;(b) obtaining a sample that contains a target object to be bound to the binding site;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; при этом в открытой конфигурации две пластины частично или полностью отделены друг от друга, промежуток между пластинами не регулируется с помощью разделителей, и после размещения образец либо не покрывает площадь, либо частично покрывает площадь участка связывания;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; wherein in an open configuration, the two plates are partially or completely separated from each other, the gap between the plates is not adjustable using spacers, and once placed, the sample either does not cover the area or partially covers the area of the binding site;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, образец контактирует с большей площадью участка хранения, чем когда пластины находятся в открытой конфигурации, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью разделителя, где подходящий объем представляет собой часть образца на участке хранения.(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, separators and a suitable sample volume are between the plates, the sample is in contact with a larger area of the storage area than when the plates are in the open configuration, and the thickness of the suitable sample volume is adjusted using a divider, where the suitable volume is a portion of the sample in the storage area.

V2. Устройство для связывания целевого объекта в образца с поверхностью участка связывания, содержащее первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;V2. A device for binding a target object in a sample to the surface of a binding site, comprising a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, который связывает целевой объект в образце, и где участок связывания имеет площадь, большую, чем площадь контакта с образцом, когда образец размещен только на одной из пластин и не контактирует с другой пластиной;where the first plate has on its surface a binding site that binds the target object in the sample, and where the binding site has an area larger than the contact area with the sample when the sample is placed on only one of the plates and is not in contact with the other plate;

где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах, и после размещения, либо не покрывает площадь, либо частично покрывает площадь участка связывания;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates, and once placed, either does not cover the area or partially covers the area of the binding site;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и образец находятся между пластинами, образец контактирует с большей площадью участка связывания, чем когда пластины находятся в открытой конфигурации, и толщину подходящего объема образца на участке связывания регулируют с помощью пластин и разделителей.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the sample are between the plates, the sample contacts a larger area of the binding site than when the plates are in the open configuration, and the thickness of a suitable volume of the sample at the binding site is controlled by the plates and spacers.

8-2. Добавление реагентов в образец небольшого объема за счет распределения образца8-2. Adding reagents to a small sample volume by spreading the sample

V3. Способ связывания целевого объекта в образце с участком связывания, предусматривающий:V3. A method of binding a target object in a sample to a binding site, comprising:

(a) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, который содержит реагенты, подлежащие добавлению в образец, и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other into different configurations, where the first plate has on its surface a storage area that contains reagents to be added to the sample, and where one or both plates contain spacers, and each of the dividers is fixed to its respective plate and has a predetermined height;

(b) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где в открытой конфигурации две пластины частично или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется с помощью разделителей, и образец после размещения либо не контактирует с площадью, либо частично покрывает площадь участка хранения;(b) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where in an open configuration the two plates are partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample, once placed, either does not contact the area or partially covers the area of the storage area;

(c) после (b) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, образец контактирует с большей площадью участка хранения, чем когда пластины находятся в открытой конфигурации, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью разделителя, где подходящий объем представляет собой часть образца на участке хранения.(c) after (b) sample distribution by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates are facing each other, separators and a suitable sample volume are between the plates, the sample is in contact with a larger area of the storage area than when the plates are in the open configuration, and the thickness of the suitable sample volume is adjusted using a divider, where the suitable volume is a portion of the sample in the storage area.

V4. Устройство для связывания целевого объекта в образце с участком связывания, содержащееV4. A device for binding a target object in a sample to a binding site, comprising

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации,a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations,

где первая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, который содержит реагенты, и реагенты подлежат добавлению в образец; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;where the first plate has on its surface a storage area that contains reagents, and the reagents are to be added to the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, образец контактирует с большей площадью участка хранения, чем когда пластины находятся в открытой конфигурации, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью разделителя, где подходящий объем представляет собой часть образца на участке хранения.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration the plates face each other, the separators and the suitable sample volume are between the plates, the sample is in contact with a larger area of the storage area than when the plates are in the open configuration, and the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the separator, where the suitable volume is part of the sample in the storage area.

В способах по пунктам VI и V2 и устройствах по пунктам V3 и V4 в некоторых случаях, даже в том случае, если образец размещен в области участка связывания или области хранения, благодаря небольшому объему образца и смачиваемому свойству поверхности, площадь контакта с размещенным таким образом образцом с пластиной будет меньше, чем площадь участка связывания или участка хранения. Таким образом, требуется распределение, особенно точное распределение.In the methods of points VI and V2 and the devices of points V3 and V4, in some cases, even if the sample is placed in the region of the binding area or storage area, due to the small volume of the sample and the wettability of the surface, the contact area with the sample so placed with the plate will be less than the area of the binding area or storage area. Thus, distribution, especially accurate distribution, is required.

Капли образца могут представлять собой несколько капель, и в закрытой конфигурации капли сливаются с пленкой с толщиной меньшей, чем максимальная толщина.Sample droplets can be multiple droplets, and in a closed configuration the droplets coalesce into a film thickness less than the maximum thickness.

В настоящем изобретении в способе по пунктам V1-V7 и устройствах по пунктам V2-V8 объем образца, который размещен на пластине или пластинах («объем образца»), составляет не более 0,001 пл (пиколитра), не более 0,01 пл, не более 0,1 пл, не более 1 пл, не более 10 пл, не более 100 пл, не более 1 нл (нанолитра), не более 10 нл, не более 100 нл, не более 1 мкл (микролитра), не более 10 мкл, не более 100 мкл, не более 1 мл (миллилитра), не более 10 мл или находится в диапазоне между любыми двумя из этих значений.In the present invention, in the method according to points V1-V7 and devices according to points V2-V8, the volume of the sample that is placed on the plate or plates (“sample volume”) is not more than 0.001 pl (picoliter), not more than 0.01 pl, not more than 0.1 pl, no more than 1 pl, no more than 10 pl, no more than 100 pl, no more than 1 nl (nanoliter), no more than 10 nl, no more than 100 nl, no more than 1 μl (microliter), no more than 10 µl, not more than 100 µl, not more than 1 ml (milliliter), not more than 10 ml, or between any two of these values.

9. Однородность связывания или добавления реагентов с применением однородной толщины образца (UAB)9. Uniformity of binding or addition of reagents using uniform sample thickness (UAB)

В случае анализов и химических реакций предпочтительным является получение тонкой пленки образца, однородной в пределах значительной площади. Примеры включают связывание объекта в образце с поверхностным участком связывания, добавление реагентов в образец, количественное определение подходящего объема образца, количественное определение аналитов и т.д. В случае способов, в которых две пластины применяются для снижения и регуляции толщины подходящего объема (части или всего объема) образца, необходимо, чтобы они были точными, единообразными и легкими для применения.In the case of analyzes and chemical reactions, it is preferable to obtain a thin film of the sample that is uniform over a large area. Examples include binding an object in a sample to a surface binding site, adding reagents to a sample, quantifying an appropriate sample volume, quantifying analytes, etc. In the case of methods in which two plates are used to reduce and control the thickness of a suitable volume (part or all volume) of the sample, it is necessary that they be accurate, uniform and easy to use.

Один аспект настоящего изобретения должен повысить точность, единообразность или легкость применения способов и/или устройств, которые регулируют толщину подходящего объема образца за счет сжатия образца с помощью двух пластин.One aspect of the present invention is to improve the accuracy, consistency, or ease of use of methods and/or devices that control the thickness of a suitable sample volume by compressing the sample using two plates.

9.1. Способ однородного связывания объекта в образце в участке связывания пластины9.1. Method for uniformly binding an object in a sample in the binding area of a plate

UAB1. Способ однородного связывания объекта в образце в участке связывания пластины, предусматривающий:UAB1. A method for uniformly binding an object in a sample in the binding area of a plate, comprising:

(a) получение образца, который содержит целевой объект, который способен к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that contains a target object that is capable of diffusion in the sample;

(b) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, который выполнен с возможность связывания с целевым объектом, где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(b) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other into different configurations, wherein the first plate has on its surface a coupling portion that is capable of being coupled to a target object, wherein one or both plates comprise spacers, and each of the dividers are fixed to their respective plate and have a predetermined height;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, при этом в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, участок связывания находится в контакте с подходящим объемом, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и по сравнению с пластинами, которые находятся в открытой конфигурации, она является тоньше, чем максимальная толщина образца, и более однородной в пределах участка связывания;(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, wherein in the closed configuration the plates face each other, the separators and a suitable sample volume are between the plates, the binding site is in contact with the suitable volume, the thickness of the suitable sample volume adjustable using plates and spacers, and compared to plates that are in an open configuration, it is thinner than the maximum thickness of the sample and more uniform within the binding site;

где разделители и пластина выполнены с возможностью получения регулируемой толщины подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, более однородной, чем такая толщина в открытой конфигурации пластин; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plate are configured to produce a suitable volume adjustable thickness in a closed plate configuration that is more uniform than that thickness in an open plate configuration; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

- Дополнительно имеется участок хранения на пластине, противоположный участку связывания, для образования однородного «сэндвича».- Additionally, there is a storage area on the plate opposite the binding area to form a homogeneous “sandwich”.

UAB2. Устройство для однородного связывания объекта в образце в участке связывания пластины, содержащееUAB2. A device for uniformly binding an object in a sample in a plate binding area, comprising

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, который выполнен с возможностью связывания целевого объекта, где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно определенную высоту;wherein the first plate has on its surface a coupling portion which is configured to bind a target object, wherein one or both plates comprise separators and each of the separators is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, участок связывания находится в контакте с подходящим объемом, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и по сравнению с пластинами, которые находятся в открытой конфигурации, она является тоньше, чем максимальная толщина образца, и более однородной в пределах участка связывания;where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the binding site is in contact with the suitable volume, the thickness of the suitable sample volume is adjusted using the plates and spacers, and compared to the plates which are in the open configuration , it is thinner than the maximum sample thickness and more uniform within the binding site;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения более однородной регулируемой толщины подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, чем толщина при открытой конфигурации пластин; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plates are configured to produce a more uniform adjustable thickness of suitable volume in a closed plate configuration than that in an open plate configuration; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

9.2. Способ для однородности добавления реагента на пластине в образец9.2. Method for uniform addition of reagent on a plate to a sample

UAB3. Способ для однородности добавления реагента в подходящий объем образца, предусматривающий:UAB3. A method for uniformly adding a reagent to a suitable volume of sample, comprising:

(a) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, который содержит реагенты, подлежащие добавлению в подходящий объем образца, при этом реагенты способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, wherein the first plate has on its surface a storage portion that contains reagents to be added to a suitable volume of the sample, the reagents being capable of dissolving in the sample and diffusing in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(b) получение образца;(b) obtaining a sample;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, при этом в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, участок хранения находится в контакте с подходящим объемом, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации;(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, wherein in the closed configuration the plates face each other, the separators and a suitable sample volume are between the plates, the storage area is in contact with the suitable volume, and the thickness of the suitable volume The sample is adjusted using plates and spacers and is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in an open configuration;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения более однородной толщины подходящего объема образца над областью подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, чем толщина при открытой конфигурации пластин; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plates are configured to produce a more uniform thickness of a suitable sample volume over a region of suitable volume in a closed plate configuration than a thickness in an open plate configuration; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

UAB4. Устройство для однородного добавления реагента к подходящему объему образца, содержащееUAB4. A device for uniformly adding a reagent to a suitable volume of sample, containing

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где первая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, который содержит реагенты, подлежащие добавлению в подходящей объем образца, при этом реагенты способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein the first plate has on its surface a storage portion which contains reagents to be added to a suitable volume of the sample, the reagents being capable of dissolving in the sample and diffusing in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, участок хранения находится в контакте с подходящим объемом, и толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации;where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the separators and the suitable sample volume are between the plates, the storage area is in contact with the suitable volume, and the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and separators, and it is thinner than the maximum thickness of the sample, when the plates are in an open configuration;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения более однородной толщины подходящего объема образца над областью подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, чем толщина при открытой конфигурации пластин; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plates are configured to produce a more uniform thickness of a suitable sample volume over a region of suitable volume in a closed plate configuration than a thickness in an open plate configuration; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

9.3. Способ однородного образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания9.3. A method for uniformly forming a “sandwich” of capture agent-analyte-detection agent at the binding site

UAB5. Способ однородного образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания пластины, предусматривающий:UAB5. A method for uniformly forming a “sandwich” of capture means-analyte-detection means at the plate binding site, comprising:

(a) получение образца, который содержит целевой аналит;(a) obtaining a sample that contains the target analyte;

(b) получение средств для захвата и получение средств для выявления, где средства для захвата и средства для выявления способны связываться с целевым аналитом с образованием «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления;(b) obtaining the capture means and obtaining the detection means, where the capture means and the detection means are capable of binding to the target analyte to form a capture means-target analyte-detection means sandwich;

(c) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; где первая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для связывания, подлежащие иммобилизации на участок, и вторая пластина имеет участок хранения, который содержит средства для выявления, которые в том случае, когда участок хранения находится в контакте с образцом, способны растворяться в образце и диффундировать в образце; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(c) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations; wherein the first wafer has a binding portion that contains binding means to be immobilized onto the portion, and the second wafer has a storage portion that contains detection means that, when the storage portion is in contact with the sample, are capable of dissolving into the sample and diffuse in the sample; and wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

(d) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины частично или полностью отделены друг от друга, а пространство между пластинами не регулируется разделителями;(d) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(е) после (d) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина подходящего объема образца регулируется пластинами и разделителями, и она является тоньше, чем толщина образца в том случае, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; и образец находится в контакте с участком связывания и участком хранения;(e) after (d) distributing the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers and is thinner, than the thickness of the sample in the case when the plates are in an open configuration; and the sample is in contact with the binding portion and the storage portion;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения более однородной толщины подходящего объема образца над областью подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, чем толщина при открытой конфигурации пластин; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plates are configured to produce a more uniform thickness of a suitable sample volume over a region of suitable volume in a closed plate configuration than a thickness in an open plate configuration; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

UAB6. Устройство для однородного образования «сэндвича» средство для захвата-аналит-средство для выявления на участке связывания пластины, содержащее:UAB6. A device for homogeneous formation of a “sandwich” - a capture means - an analyte - a detection means at the plate binding site, containing:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где первая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для захвата, подлежащие иммобилизации на участке, и средства для захвата способны к связывания с целевым аналитом в образце;where the first plate has a binding site that contains capture means to be immobilized on the site, and the capture means are capable of binding to a target analyte in the sample;

где вторая пластина имеет участок связывания, который содержит средства для выявления, которые способны (а) при приведении участка хранения в контакт с образцом растворяться в образце и диффундировать в образце и (b) связываться с целевым аналитом и образовывать многослойную структуру средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления;wherein the second plate has a binding site that contains detection agents that are capable of (a) upon bringing the storage site into contact with a sample, dissolving in the sample and diffusing into the sample and (b) binding to the target analyte and forming a capture agent-target multilayer structure detection analyte;

где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая конфигурация представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина подходящего объема образца регулируется пластинами и разделителями, и она является тоньше, чем толщина образца в том случае, когда пластины находятся в открытой конфигурации; и образец находится в контакте с участком связывания и участком хранения;where the other configuration is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers, and is thinner than the thickness of the sample in the case where the plates are in the open configuration; and the sample is in contact with the binding portion and the storage portion;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения более однородной толщины подходящего объема образца над областью подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, чем толщина при открытой конфигурации пластин; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plates are configured to produce a more uniform thickness of a suitable sample volume over a region of suitable volume in a closed plate configuration than a thickness in an open plate configuration; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

9.4. Однородная регуляция толщины подходящего объема образца между двумя пластинами9.4. Uniform thickness regulation of a suitable sample volume between two plates

UAB7. Способ регуляции толщины подходящего объема образца, предусматривающий:UAB7. A method for regulating the thickness of a suitable sample volume, comprising:

(a) получение образца, где толщина подходящего объема образца подлежит регуляции;(a) obtaining a sample, where the thickness of a suitable volume of the sample is subject to regulation;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемым относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины содержат разделители, и при этом разделители характеризуются предварительно заданными расстоянием между разделителями и высотой, и при этом каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;(b) providing two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or both plates contain spacers, and wherein the spacers have a predetermined distance between the spacers and height, and wherein each of the spacers is secured to its respective plate;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации;(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted using the plates and spacers, and it is thinner than the maximum sample thickness when the plates are in an open configuration;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения более однородной толщины подходящего объема образца над областью подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, чем толщина при открытой конфигурации пластин; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plates are configured to produce a more uniform thickness of a suitable sample volume over a region of suitable volume in a closed plate configuration than a thickness in an open plate configuration; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

UAB8. Устройство для регулирования толщины подходящего объема образца, содержащее первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;UAB8. A device for adjusting the thickness of a suitable sample volume, comprising a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations;

где одна или обе пластины содержат разделители, при этом разделители имеют предварительно заданные расстояние между разделителями и высоту, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;wherein one or both of the plates comprise spacers, the spacers having a predetermined distance between the spacers and height, and each of the spacers is secured to its respective plate;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах;where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates;

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации;where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and spacers, and is thinner than the maximum sample thickness when the plates are in the open configuration;

где разделители и пластины выполнены с возможностью получения более однородной толщины подходящего объема образца над областью подходящего объема при закрытой конфигурации пластин, чем толщина при открытой конфигурации пластин; и где подходящий объем представляет собой часть или весь объем образца.wherein the spacers and plates are configured to produce a more uniform thickness of a suitable sample volume over a region of suitable volume in a closed plate configuration than a thickness in an open plate configuration; and wherein the suitable volume is part or all of the sample volume.

В способах и устройствах по пунктам U1-U8 конфигурация разделителей и пластин, которые делают толщину подходящего объема образца однородной, предусмотрен вариант осуществления, описанный в настоящем раскрытии.In the methods and apparatus of claims U1 to U8, the configuration of spacers and plates that make the thickness of a suitable sample volume uniform is provided by the embodiment described in the present disclosure.

Однородность толщины образца. В способах и устройствах по пунктам U1-U8 однородность толщины подходящего объема образца является такой, что толщина образца при закрытой конфигурации имеет относительную вариацию не более 0,001%, не более 0,01%, не более 0,05%, не более 0,1%, не более 0,5%, не более 1%, не более 2%, не более 5%, не более 10%, не более 20%, не более 30%, не более 50%, не более 75%, не более 90%, не более 100% или находится между любыми двумя из этих значений.Uniformity of sample thickness. In the methods and devices of paragraphs U1-U8, the uniformity of the thickness of a suitable volume of the sample is such that the thickness of the sample in a closed configuration has a relative variation of no more than 0.001%, no more than 0.01%, no more than 0.05%, no more than 0.1 %, no more than 0.5%, no more than 1%, no more than 2%, no more than 5%, no more than 10%, no more than 20%, no more than 30%, no more than 50%, no more than 75%, not more than 90%, no more than 100%, or between any two of these values.

В предпочтительном варианте осуществления способов и устройств в пунктах с U1 по U8 однородность толщины подходящего объема образца является такой, что толщина образца при закрытой конфигурации характеризуется относительной вариацией не более 0,1%, не более 0,5%, не более 1%, не более 2%, не более 5%, не более 10%, не более 20%, не более 30%, не более 50% или находится между любыми двумя из этих значений.In a preferred embodiment of the methods and devices in items U1 to U8, the thickness uniformity of a suitable sample volume is such that the thickness of the sample in a closed configuration exhibits a relative variation of no more than 0.1%, no more than 0.5%, no more than 1%, no more than 2%, no more than 5%, no more than 10%, no more than 20%, no more than 30%, no more than 50%, or between any two of these values.

Другим параметром, который может быть важным для снижения времени инкубации до насыщения, является однородность толщины образца. Если толщина имеет большую вариацию в пределах участка связывания, то время инкубации до насыщения может варьировать от местоположения до местоположения в участке связывания, ускоряя более длительное время инкубации до насыщения, чтобы обеспечить достижение насыщения всех местоположений в участке связывания.Another parameter that may be important in reducing incubation time to saturation is the uniformity of sample thickness. If the thickness has a large variation within the binding site, then the incubation time to saturation can vary from location to location within the binding site, precipitating longer incubation times to saturation to ensure that all locations within the binding site reach saturation.

10. Поверхность усиления10. Surface reinforcement

Одним из текущих основных препятствий для РоС-диагностики и для любых анализов, в которых применяют образец небольшого объема, является низкая чувствительность. Желательно усиливать сигнал анализа. Один аспект настоящего изобретения связан с устройствами и способами, которые помещают участок связывания на поверхность усиления сигнала (SAS) для усиления сигнала с целью достижения более высокой чувствительности. Поверхности усиления сигнала также могут называться слоями усиления сигнала (SAL).One of the current major obstacles for PoC diagnostics, and for any assay that uses a small sample volume, is low sensitivity. It is advisable to amplify the analysis signal. One aspect of the present invention relates to devices and methods that place a binding site on a signal amplification surface (SAS) to amplify a signal to achieve higher sensitivity. Signal enhancement surfaces may also be called signal enhancement layers (SALs).

Общие структуры SAL предусматривают наноразмерные структуры металл-диэлектрик/полупроводник-металл, которые усиливают электрическое поле, и градиент локальной поверхности, а также световые сигналы. Усиление является сильным в местоположении, где имеются острые (например, с большой кривизной) края металлических структур и небольшие промежутки между двумя металлическими структурами. Областями с самым большим усилением являются области, имеющие как острые края, так и небольшие промежутки. Кроме того, размеры всех металлических и неметаллических микро/наноструктур обычно меньше, чем длина волны света, которую усиливает SAL (т.е. субволновые).Common SAL structures involve nanoscale metal-insulator/semiconductor-metal structures that enhance the electric field and local surface gradient as well as light signals. The enhancement is strong at a location where there are sharp (eg, highly curved) edges of metal structures and small gaps between two metal structures. The areas with the greatest enhancement are those that have both sharp edges and small gaps. In addition, the sizes of all metallic and nonmetallic micro/nanostructures are typically smaller than the wavelength of light that SAL amplifies (i.e., subwavelength).

В некоторых вариантах осуществления слой SAL имеет как можно больше металлических острых краев и небольших промежутков. Для этого требуется наличие плотной группы металлических наноструктур с небольшими промежутками между наноструктурами. Структуры SAL могут включать несколько различных слоев. Кроме того, слой SAL сам по себе можно дополнительно улучшить с помощью способа, в котором можно дополнительно покрывать части металлических материалов, которые не имеют острых краев и небольших промежутков, как описано в предварительной заявке США с порядковым №61/801424, поданной 15 марта 2013 г., и заявке согласно РСТ WO2014197096, поданной 15 марта 2014 г., которые включены посредством ссылки для всех целей, а также PCT/US2014/028417 (Chou et al, "Analyte Detection Enhancement By Targeted Immobilization, Surface Amplification, And Pixelated Reading And Analysis"), который включен в данный документ посредством ссылки для всех целей.In some embodiments, the SAL layer has as many metal sharp edges and small gaps as possible. This requires a dense group of metal nanostructures with small spaces between the nanostructures. SAL structures can include several different layers. In addition, the SAL layer itself can be further improved by a method in which parts of metallic materials that do not have sharp edges and small gaps can be further coated, as described in US Provisional Application Serial No. 61/801,424, filed March 15, 2013 and PCT Application WO2014197096 filed March 15, 2014, which are incorporated by reference for all purposes, and PCT/US2014/028417 (Chou et al, "Analyte Detection Enhancement By Targeted Immobilization, Surface Amplification, And Pixelated Reading And Analysis"), which is incorporated herein by reference for all purposes.

Одним определенным вариантом осуществления поверхности усиления сигнала является массив D2PA (массивы дисковых антенн, сопряженных с точками на столбиках), который может также содержать молекулярный адгезивный слой, который покрывает часть указанной металлической точечной структуры, указанный металлический диск и/или указанную металлическую заднюю пластину, и необязательно средство для захвата, которое специфически связывается с аналитом, где указанное средство для захвата связано с молекулярным адгезивным слоем массива D2PA. Наносенсор может усиливать световой сигнал от аналита, если указанный аналит связан со средством для захвата. В некоторых вариантах осуществления размер одного, нескольких или всех критических металлических и диэлектрических компонентов SAL является меньшим длины волны света при обнаружении. Подробности физической структуры массивов антенных устройств из соединенных с диском точек на столбике, способы их изготовления, способы связывания средств для захвата с массивами дисковых антенн, сопряженных с точками на столбиках и способы применения массивов дисковых антенн, сопряженных с точками на столбиках для выявления аналитов описаны в ряде публикаций, в том числе WO2012024006, WO2013154770, Li et al (Optics Express 201 1 19, 3925-3936), Zhang et al (Nanotechnology 2012 23: 225-301); и Zhou et al (Anal. Chem. 2012 84: 4489), которые включены посредством ссылки для всех целей.One particular embodiment of a signal amplification surface is a D2PA array (Disk Post Dot Antenna Arrays), which may also comprise a molecular adhesive layer that covers a portion of said metal dot structure, said metal disk and/or said metal backplate, and optionally an entrapment agent that specifically binds to the analyte, wherein said entrapment agent is bound to a molecular adhesive layer of the D2PA array. The nanosensor can amplify the light signal from an analyte if said analyte is coupled to a capture agent. In some embodiments, the size of one, more, or all of the critical metal and dielectric components of the SAL is smaller than the detection wavelength of the light. Details of the physical structure of disk antenna device arrays of pillar point disk antennas, methods of their manufacture, methods of associating capture means with disk antenna arrays paired with column points, and methods of using pillar disk antenna arrays for detection of analytes are described in a number of publications, including WO2012024006, WO2013154770, Li et al (Optics Express 201 1 19, 3925-3936), Zhang et al (Nanotechnology 2012 23: 225-301); and Zhou et al (Anal. Chem. 2012 84: 4489), which are incorporated by reference for all purposes.

10.1. Усиление сигнала при проведении анализа целевого объекта в подходящем объеме образца10.1. Signal amplification when analyzing a target object in a suitable sample volume

M1. Способ усиления сигнала при проведении анализа целевого объекта в подходящем объеме образца, предусматривающий:M1. A method of signal amplification when analyzing a target object in a suitable sample volume, providing:

(a) получение образца, который содержит целевой объект;(a) obtaining a sample that contains the target object;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где одна пластина содержит на своей поверхности один участок связывания, который содержит поверхность усиления сигнала, которую приводят в конфигурацию с целью связывания целевого объекта и усиления оптического сигнала, который находится на поверхности усиления сигнала или возле нее; и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей находится на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(b) providing two plates that are movable relative to each other into different configurations, where one plate contains on its surface one coupling site that contains a signal amplification surface that is brought into configuration for the purpose of coupling the target object and amplifying the optical signal that is located on or near the signal amplification surface; and wherein one or both of the plates comprise spacers, and each of the spacers is located on its respective plate and has a predetermined height;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, при этом в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина подходящего объема образца регулируется пластинами и разделителями, и она является тоньше, чем такая толщина, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; и подходящий объем образца находится в контакте с участком связывания; и(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, wherein in the closed configuration the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is controlled by the plates and spacers and is thinner than this thickness when the plates are in an open configuration; and a suitable volume of sample is in contact with the binding site; And

(е) после (е) инкубацию, когда пластины находятся в закрытой конфигурации, в течение периода времени, который обеспечивает связывание целевого объекта в подходящем объеме образца с участком связывания; где подходящий объем представляет собой часть образца, которая контактирует с участком связывания, пока пластины находятся в закрытой конфигурации.(f) after (f) incubation, with the plates in a closed configuration, for a period of time that ensures binding of the target object in a suitable sample volume to the binding site; where the suitable volume is the portion of the sample that is in contact with the binding site while the plates are in a closed configuration.

М2. Устройство для усиления сигнала при определении целевого объекта в подходящем объеме образца, содержащееM2. A device for amplifying the signal when determining a target object in a suitable sample volume, containing

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации,a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations,

где первая пластина содержит на своей поверхности один участок связывания, и участок связывания содержит поверхность усиления сигнала, которую приводят в конфигурацию с целью (i) связывания целевого объекта в образце и (ii) усиления оптического сигнала, который находится на поверхности усиления сигнала или возле нее;wherein the first plate contains on its surface one binding site, and the binding site contains a signal amplification surface that is configured to (i) bind a target object in the sample and (ii) amplify an optical signal that is located on or near the signal amplification surface ;

где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей находится на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;where one or both plates contain spacers, and each of the spacers is on its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем такая толщина, когда пластины находятся в открытой конфигурации;where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and spacers, and is thinner than that thickness when the plates are in the open configuration;

где подходящий объем представляет собой часть образца, которая контактирует с участком связывания, когда пластины находятся в закрытой конфигурации.where the suitable volume is the portion of the sample that contacts the binding site when the plates are in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления поверхность усиления сигнала включает по меньшей мере одно из наноструктуры металл-диэлектрик, наноструктуры металл-полупроводник и массива дисковых антенн, сопряженных с точками на столбиках.In some embodiments, the signal amplification surface includes at least one of a metal-dielectric nanostructure, a metal-semiconductor nanostructure, and a disk antenna array coupled to points on the posts.

В некоторых вариантах осуществления поверхность усиления сигнала включает металлический слой.In some embodiments, the signal amplification surface includes a metal layer.

11. Сохранение объема реагента при анализе при быстром связывании (S)11. Preservation of reagent volume during analysis with fast binding (S)

В ситуации связывания объекта в реагенте с участком связывания на поверхности (например, покрытия пластины средством для захвата или окрашивания поверхности биологическим образцом) желательно иметь короткое время инкубации. Одним подходом для короткого времени инкубации является значительное повышение концентрации объекта в реагенте. Однако такой подход является расточительным в отношении объекта и, следовательно, дорогостоящим, поскольку при коротком времени инкубации лишь небольшая часть объекта в реагенте, который находится возле участка связывания, может достичь участка связывания с целью связывания, а оставшаяся часть находится слишком далеко, чтобы диффундировать к участку связывания с целью связывания и является бесполезной и растраченной впустую. В случае типичной константы диффузии обычных реагентов в обычных растворах типичная длина диффузии составляет приблизительно 10 мкм, 33 мкм и 100 мкм соответственно для времени инкубации 1 с (секунда), 10 с и 100 с. Типичная толщина жидкой капли на типичной поверхности составляет 2,5 мм, что по меньшей мере в 25 раз толще, чем вышеуказанные значения длины диффузии, что приводит к образованию значительного количества отходов (затратам), если время инкубации составляет 100 с или меньше. Один аспект настоящего изобретения предусматривает распределение капли(капель) реагента на большей области, однако при очень тонкой толщине (тоньше, чем естественное накалывание) с целью сохранения реагентов и тем самым снижения стоимости.In the situation of binding an object in a reagent to a binding site on a surface (eg, coating a plate with a capture agent or staining the surface with a biological sample), it is desirable to have a short incubation time. One approach for short incubation times is to significantly increase the concentration of the target in the reagent. However, this approach is wasteful of the target and therefore expensive because with short incubation times, only a small portion of the target in the reagent that is near the binding site can reach the binding site to bind, and the remaining portion is too far away to diffuse to the binding site for the purpose of binding and is useless and wasted. For typical diffusion constants of common reagents in common solutions, typical diffusion lengths are approximately 10 µm, 33 µm and 100 µm, respectively, for incubation times of 1 s (second), 10 s and 100 s. The typical thickness of a liquid droplet on a typical surface is 2.5 mm, which is at least 25 times thicker than the above diffusion length values, resulting in significant waste generation (cost) if incubation times are 100 s or less. One aspect of the present invention provides for distributing the reagent drop(s) over a larger area, but at a very thin thickness (thinner than a natural pinprick) to conserve reagents and thereby reduce cost.

11-1. Способ сохранения реагента, который содержит целевой объект в реагентах, который связывается с участком связывания поверхности в результате распределения реагента. (Объем имеет естественную площадь соприкосновения, которая меньше, чем участок связывания)11-1. A method of storing a reagent that contains a target entity in reagents that binds to a surface binding site as a result of the distribution of the reagent. (The volume has a natural contact area that is smaller than the binding site)

S1. Способ сохранения реагента, который содержит целевой объект, который связывается с участком связывания поверхности, предусматривающий:S1. A method for storing a reagent that contains a target object that binds to a surface binding site, comprising:

(a) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, и где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other into different configurations, where the first plate has a bonding portion on its surface, and where one or both plates include spacers, and each of the spacers is secured to its respective plate and has preset height;

(b) получение реагента, который (i) содержит целевой объект, способный связывать участок связывания, и (ii) имеет объем и смачивающее свойство, за счет которых площадь контакта с реагентом, размещенным на участке связывания, без контакта с другой пластиной, меньше, чем площадь участка связывания;(b) providing a reagent that (i) contains a target entity capable of binding the binding site, and (ii) has a volume and wetting property such that the area of contact with the reagent placed at the binding site without contact with another plate is smaller, than the area of the binding site;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где в открытой конфигурации две пластины частично или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where in an open configuration the two plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и образец находятся между пластинами, образец контактирует с большей площадью участка связывания, чем когда пластины находятся в открытой конфигурации, и толщину образца на участке связывания регулируют с помощью пластин и разделителей, и она тоньше, чем такая толщина, когда пластины находятся в открытой конфигурации.(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates are facing each other, the spacers and the sample are between the plates, the sample is in contact with a larger area of the binding site than when the plates are in the open configuration, and the thickness of the sample at the bonding site is controlled by the plates and spacers and is thinner than that when the plates are in an open configuration.

В способе по пункту S1 дополнительно предусмотрена стадия после (d), и когда пластины находятся в закрытой конфигурации, инкубации в течение определенного времени и остановка инкубации, где время инкубации примерно равно времени, в течение которого целевой объект диффундирует в пределах максимальной толщины образца, пока пластины находятся в закрытой конфигурации, и где инкубация представляет собой процесс, который способствует связыванию объекта с участком связывания.The method of item S1 further provides a step after (d), and when the plates are in a closed configuration, incubation for a certain time and stopping the incubation, where the incubation time is approximately equal to the time during which the target object diffuses within the maximum thickness of the sample, until the plates are in a closed configuration and where incubation is a process that promotes the binding of an object to the binding site.

S2. Устройство для сохранения реагента, который содержит целевой объект, который связывается с участком связывания поверхности, содержащее:S2. A device for storing a reagent that contains a target object that binds to a surface binding site, comprising:

первую пластину и вторую пластину, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации,a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations,

где первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, который связывает целевой объект в реагенте, и где участок связывания имеет площадь большую, чем площадь контакта с реагентом, если реагент размещен только на одной из пластин, без контакта с другой пластиной;where the first plate has on its surface a binding site that binds the target object in the reagent, and where the binding site has an area larger than the area of contact with the reagent if the reagent is placed only on one of the plates, without contact with the other plate;

где одна или обе пластины содержат разделители, и каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине и имеет предварительно заданную высоту;wherein one or both of the plates comprise spacers and each of the spacers is secured to its respective plate and has a predetermined height;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и реагент размещен на одной или обеих пластинах,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the reagent is placed on one or both plates,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения реагента в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и реагент находятся между пластинами, реагент контактирует с большей площадью участка связывания, чем когда пластины находятся в открытой конфигурации, и толщину подходящего объема реагента на участке связывания регулируют с помощью пластин и разделителей, и она тоньше, чем такая толщина, когда пластины находятся в открытой конфигурации.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the reagent in the open configuration; and in the closed configuration, the plates face each other, the spacers and reagent are between the plates, the reagent contacts a larger area of the binding site than when the plates are in the open configuration, and the thickness of the suitable volume of reagent at the binding site is adjusted by the plates and spacers, and it thinner than this thickness when the plates are in an open configuration.

12. Выявление и/пли количественное определение объема и/или концентрации (Q)12. Detection and/or quantification of volume and/or concentration (Q)

Количественное определение и/или контроль подходящего объема образца является применимым для количественного определения и/или контроля концентрации химических соединений (в том числе аналитов, объекта, реагентов и т.д.) в образце.Quantification and/or control of a suitable sample volume is useful for quantifying and/or controlling the concentration of chemical compounds (including analytes, object, reagents, etc.) in a sample.

Обычные способы количественного определения объема образца включают применение пипетки-дозатора (например, пипетки с регулируемым объемом типа эппендорф «Research plus», 0,5-10 мкл, SKU #3120000020) или применение геометрического анализа. В случае РоС-применения (в месте оказания медицинской помощи) или применения в домашних условиях такие дозирующие устройства являются неудобными для применения и/или дорогостоящими. Существуют потребности в более простых и дешевых способах и устройствах для количественного определения и/или контроля объема и/или концентрации образца.Common methods for quantifying sample volume include the use of a dropper pipette (eg, Research plus Eppendorf variable volume pipette, 0.5-10 µL, SKU #3120000020) or the use of geometric analysis. For PoC (point of care) or home use, such dosing devices are inconvenient and/or expensive to use. There is a need for simpler and cheaper methods and devices to quantify and/or control sample volume and/or concentration.

Один аспект настоящего изобретения связан со способами, устройствами и системами, с помощью которых количественно определяют и/или контролируют подходящий объем образца, который размещают на пластине, без применения пипетки-дозатора и/или фиксированного микрофлюидного канала. Подходящий объем, который может представлять часть или весь объем образца, относится к количественному определению и/или контролю концентрации целевого аналита и/или объекта в образце. Способы, устройства и системы в настоящем изобретении являются легко применимыми и недорогими.One aspect of the present invention relates to methods, devices and systems that quantify and/or control a suitable volume of sample that is placed on a plate without the use of a pipette and/or a fixed microfluidic channel. A suitable volume, which may represent part or all of the sample volume, relates to the quantification and/or control of the concentration of the target analyte and/or object in the sample. The methods, devices and systems of the present invention are easy to use and inexpensive.

12.1. Способ количественного определения подходящего объема образца12.1. Method for quantifying a suitable sample volume

Q1. Способ количественного определения подходящего объема образца, предусматривающий:Q1. A method for quantifying a suitable sample volume, comprising:

(a) получение образца, в котором подходящий объем образца подлежит количественному определению;(a) obtaining a sample in which a suitable volume of the sample is to be quantified;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемым относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины содержат разделители, и при этом разделители характеризуются предварительно заданными расстоянием между разделителями и высотой, и при этом каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;(b) providing two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or both plates contain spacers, and wherein the spacers have a predetermined distance between the spacers and height, and wherein each of the spacers is secured to its respective plate;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем максимальная толщина образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и по меньшей мере один из разделителей находится внутри образца;(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, the spacers and the suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted using the plates and spacers, and it is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in an open configuration and at least one of the spacers is inside the sample;

(е) количественное определение подходящего объема образца, пока пластины находятся в закрытой конфигурации;(f) quantifying the appropriate sample volume while the plates are in a closed configuration;

где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.where the suitable volume is at least a portion of the total volume of the sample.

Q2. В некоторых вариантах осуществления способ количественного определения подходящего объема в образце предусматривает:Q2. In some embodiments, a method for quantifying a suitable volume in a sample involves:

(a) получение первой пластины и второй пластины;(a) obtaining a first plate and a second plate;

(b) получение образца, подлежащего количественному определению между двумя пластинами;(b) obtaining a sample to be quantified between two plates;

(c) деформацию формы образца в результате сжатия двух пластин, что снижает толщину образца, и распределение образца между пластинами в боковом направлении; и(c) deformation of the sample shape as a result of compression of the two plates, which reduces the thickness of the sample, and the distribution of the sample between the plates in the lateral direction; And

(d) количественное определение подходящего объема образца, пока пластины находятся в закрытой конфигурации;(d) quantifying the appropriate sample volume while the plates are in a closed configuration;

где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.where the suitable volume is at least a portion of the total volume of the sample.

12.2. Пластина для применения в количественном определении подходящего объема в образце12.2. Plate for use in quantifying the appropriate volume in a sample

Q3. Пластина для применения в количественном определении подходящего объема в образце, предусматривающаяQ3. Plate for use in quantifying a suitable volume in a sample, providing

пластину, которая содержит на своей поверхности (i) разделители, которые имеют предварительно заданное расстояние между разделителями и высоту и закреплены на поверхности, и (ii) поверхность контакта с образцом соответствующего объема, подлежащего количественному определению, где по меньшей мере один из разделителей находится внутри площади контакта с образцом.a plate that contains on its surface (i) spacers that have a predetermined distance between the spacers and a height and are fixed to the surface, and (ii) a contact surface with a sample of the corresponding volume to be quantified, where at least one of the spacers is located inside contact area with the sample.

12.3. Устройство для применения в количественном определении подходящего объема в образце12.3. Device for use in quantifying a suitable volume in a sample

Q4. Устройство для количественного определения подходящего объема в образце, содержащееQ4. A device for quantifying a suitable volume in a sample, comprising

первую пластину и вторую пластину, которые (а) являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, и (b) каждая имеет площадь контакта с образцом с целью контакта образца с подходящим объемом, подлежащим количественному определению,a first plate and a second plate that (a) are movable relative to each other into different configurations, and (b) each has a sample contact area for the purpose of contacting the sample with a suitable volume to be quantified,

где одна или обе пластины содержат разделители на своей(своих) поверхности(поверхностях), разделители имеют предварительно определенное расстояние между разделителями и высоту, и разделители закреплены на своих соответствующих пластинах;wherein one or both plates comprise spacers on their surface(s), the spacers have a predetermined spacer spacing and height, and the spacers are secured to their respective plates;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем таковая, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и по меньшей мере один из разделителей находится внутри образца; иwhere the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, the plates face each other, spacers and a suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and spacers, and is thinner than that when the plates are in an open configuration, and at least one of the separators is located inside the sample; And

где подходящий объем образца количественно определяют в закрытой конфигурации, и подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.wherein the suitable volume of the sample is quantified in a closed configuration, and the suitable volume is at least a portion of the total volume of the sample.

12-5. Измерение подходящего объема образца12-5. Measuring the appropriate sample volume

MS1. В настоящем изобретении количественное определение подходящего объема образца, когда пластины находятся в закрытой конфигурации, включает без ограничения каждый из следующих пяти вариантов осуществления:MS1. In the present invention, quantifying the appropriate sample volume when the plates are in a closed configuration includes, without limitation, each of the following five embodiments:

(a) измерение подходящего объема образца с помощью способа, который является механическим, оптическим, электрическим, или любой их комбинации;(a) measuring a suitable volume of the sample by a method that is mechanical, optical, electrical, or any combination thereof;

(b) измерение одного или более параметров, связанных с подходящим объемом образца, независимым образом с помощью способа, выбранного из способа, который является механическим, оптическим, электрическим, или любой их комбинации;(b) measuring one or more parameters associated with a suitable sample volume independently using a method selected from a method that is mechanical, optical, electrical, or any combination thereof;

(c) применение предварительно заданного параметра(заданных параметров), связанного(связанных) с подходящим объемом образца (т.е. параметра(параметров) образца, заданного(заданных) перед тем, как пластины находятся в закрытой конфигурации);(c) applying a predetermined parameter(s) associated with a suitable sample volume (ie, sample parameter(s) specified before the plates are in a closed configuration);

(d) определение подходящего объема образца путем (i) измерения одного или более параметров, связанных с подходящим объемом, когда пластины находятся в закрытой конфигурации, и (ii) предварительного определения других параметров, связанных с подходящим объемом, перед тем, как пластины находятся в закрытой конфигурации;(d) determining a suitable sample volume by (i) measuring one or more parameters associated with the suitable volume while the plates are in a closed configuration, and (ii) pre-determining other parameters associated with the suitable volume before the plates are in closed configuration;

(e) определение объема, не относящегося к образцу;(e) determination of non-sample volume;

(f) любые комбинации из вышеизложенного (т.е. a, b и с).(f) any combination of the above (i.e. a, b and c).

В способе по пункту MS1 механические способы предусматривают без ограничения применение разделителей (т.е. механического устройства, которое регулирует пространство между внутренними поверхностями субстрата и покровной пластины до предварительно заданного значения), механического зонда или масштабных линеек, звуковых волн (например, отражения и/или интерференции ультразвуковой волны для измерения пространства) или любой их комбинации.In the method of MS1, mechanical methods include, without limitation, the use of spacers (i.e., a mechanical device that adjusts the space between the internal surfaces of the substrate and the cover plate to a predetermined value), a mechanical probe or scale rulers, sound waves (e.g., reflections and/or or ultrasonic wave interference to measure space) or any combination thereof.

В способе по пункту MS1 оптические способы предусматривают без ограничения применение интерференции света или оптической визуализации (например, получение 2D (двумерного)/30 (трехмерного) изображения образца, многократную оптическую визуализацию (при различных углах зрения, различной длине волны, различной фазе и/или различной поляризации), обработку изображений или любую их комбинацию.In the method of MS1, optical methods include, without limitation, the use of light interference or optical imaging (e.g., obtaining a 2D/30D image of a sample, multiple optical imaging (at different viewing angles, different wavelengths, different phase and/or different polarization), image processing or any combination thereof.

Электрические способы предусматривают без ограничения определения емкости, сопротивления или импеданса или любую их комбинацию.Electrical methods include, but are not limited to, determination of capacitance, resistance or impedance or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 измерение толщины образца представляет собой измерение пространства между внутренними поверхностями двух пластин.In some embodiments of the method of MS1, the sample thickness measurement is a measurement of the space between the inner surfaces of two plates.

В способе по пункту MS1 в некоторых вариантах осуществления применение предварительно определенного одного или более параметров, связанных с подходящим объемом образца, где предварительно заданный параметр представляет собой предварительно заданную толщину образца, которую регулируют разделителями, когда пластины находятся в закрытой конфигурации.In the method of MS1, in some embodiments, the use of a predetermined one or more parameters associated with a suitable sample volume, where the predetermined parameter is a predetermined sample thickness that is adjusted by the spacers when the plates are in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 применение предварительно заданного одного или нескольких параметров, связанных с подходящим объемом образца, где предварительно заданный параметр представляет собой предварительно заданную высоту разделителя.In some embodiments of the method of MS1, the use of a predetermined one or more parameters associated with a suitable sample volume, where the predetermined parameter is a predetermined height of the divider.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 параметры, связанные с подходящим объемом образца, представляют собой параметры в закрытой конфигурации, которые включают без ограничения (i) промежуток между внутренними поверхностями первой пластины и второй пластины (в CROF), (ii) толщину образца, (iii) все или подходящую часть площади образца, (iv) все или подходящую часть объема или (v) любую их комбинацию.In some embodiments of the method of claim MS1, the parameters associated with a suitable sample volume are parameters in a closed configuration, which include, but are not limited to (i) the spacing between the internal surfaces of the first plate and the second plate (in CROF), (ii) the thickness of the sample, (iii) all or a suitable portion of the sample area, (iv) all or a suitable portion of the volume, or (v) any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 количественное определение объема образца или подходящего объема образца предусматривает стадии (i) умножения толщины образца на площадь всего образца с получением объема всего образца, (ii) умножения толщины образца на соответствующую площадь образца с получением подходящего объема образца или (iii) умножения соответствующей толщины образца на все или подходящую площадь образца с получением подходящего объема образца.In some embodiments of the method of MS1, quantifying the sample volume or suitable sample volume involves the steps of (i) multiplying the thickness of the sample by the area of the entire sample to obtain the volume of the entire sample, (ii) multiplying the thickness of the sample by the corresponding area of the sample to obtain the appropriate sample volume, or (iii) multiplying the appropriate sample thickness by the entire or suitable area of the sample to obtain the appropriate sample volume.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 измерение представляет собой 3D (трехмерное) изображение подходящего объема.In some embodiments of the method of MS1, the measurement is a 3D (three-dimensional) image of a suitable volume.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 количественное определение подходящего объема образца осуществляют путем измерения площади подходящего объема образца в горизонтальной проекции, а затем применяя ее вместе с толщиной подходящего объема для определения объема подходящего объема образца, где толщину подходящего объема определяют, исходя из информации о разделителе, а информация о разделителе включает высоту разделителя.In some embodiments of the method of MS1, the quantitative determination of a suitable sample volume is accomplished by measuring the area of the suitable sample volume in a horizontal projection, and then using it together with the thickness of the suitable volume to determine the volume of the suitable sample volume, where the thickness of the suitable volume is determined based on information about separator, and the separator information includes the height of the separator.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 количественное определение подходящего объема образца путем измерения площади в горизонтальной проекции подходящего объема образца и разделителя совместно, затем применение ее с толщиной подходящего объема и объемом разделителей для определения объема подходящего объема образца, где толщину подходящего объема определяют, исходя из информации о разделителе.In some embodiments, the method of MS1 quantifies a suitable sample volume by measuring the horizontal area of the suitable sample volume and separator together, then applying it to the thickness of the suitable volume and the volume of the separators to determine the volume of the suitable sample volume, wherein the thickness of the suitable volume is determined based on from separator information.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 количественное определение подходящего объема образца путем измерения площади в горизонтальной проекции и толщины подходящего объема образца.In some embodiments, the method of MS1 quantifies a suitable sample volume by measuring the horizontal area and thickness of the suitable sample volume.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 количественное определение подходящего объема образца проводится путем измерения объема подходящего объема образца оптическим способом.In some embodiments of the method of MS1, the quantification of the appropriate sample volume is accomplished by measuring the volume of the appropriate sample volume optically.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 масштабные метки применяются для облегчения количественного определения подходящего объема образца, пока пластины находятся в закрытой конфигурации, где некоторые варианты осуществления масштабных меток, их применение, а также измерения и т.д. описаны в разделе 2.In some embodiments of the method of MS1, scale marks are used to facilitate quantification of a suitable sample volume while the plates are in a closed configuration, where some embodiments of scale marks, their use, as well as measurements, etc. are described in section 2.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту MS1 количественное определение подходящего объема образца предусматривает стадию вычитания объема, не относящегося к образцу, где в некоторых вариантах осуществления объем, не принадлежащий образцу, определяют с помощью вариантов осуществления, описанных в настоящем изобретении.In some embodiments of the method of MS1, quantifying a suitable sample volume involves the step of subtracting a non-sample volume, where in some embodiments, the non-sample volume is determined using the embodiments described in the present invention.

12-4. Способ количественного определения концентрации аналитов в подходящем объеме образца12-4. Method for quantifying the concentration of analytes in a suitable sample volume

Q5. Способ количественного определения аналитов в подходящем объеме образца, предусматривающий:Q5. A method for the quantitative determination of analytes in a suitable volume of sample, comprising:

(a) выполнение стадий в способе по пункту Q1 и(a) performing the steps in the method of paragraph Q1 and

(b) после стадии (а) измерение сигнала, связанного с аналитами из подходящего объема, где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.(b) after step (a) measuring the signal associated with the analytes from a suitable volume, where the suitable volume represents at least a portion of the total volume of the sample.

Q6. Способ количественного определения аналитов в подходящем объеме образца, предусматривающий:Q6. A method for the quantitative determination of analytes in a suitable volume of sample, comprising:

(a) выполнение стадий в способе по пункту Q2 и(a) performing the steps in the method of paragraph Q2 and

(b) после стадии (а) измерение сигнала, связанного с аналитами из подходящего объема, где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.(b) after step (a) measuring the signal associated with the analytes from a suitable volume, where the suitable volume represents at least a portion of the total volume of the sample.

В некоторых вариантах осуществления способа по любому из пунктов Q5-6 дополнительно предусмотрена стадия расчета концентрации аналитов путем деления значения сигнала, связанного с аналитами из подходящего объема образца, на объем подходящего объема.In some embodiments, the method of any one of Q5-6 further includes the step of calculating the concentration of the analytes by dividing the signal value associated with the analytes from a suitable sample volume by the volume of a suitable volume.

В способе по любому из пунктов Q5-6 одна или обе пластины дополнительно содержат участок связывания, участок хранения или оба.In the method of any one of items Q5-6, one or both plates further comprise a binding portion, a storage portion, or both.

В некоторых вариантах осуществления способа по любому из пунктов Q5-6 сигнал, связанный с аналитом, представляет собой непосредственный сигнал аналитов или метки, прикрепленной к аналиту.In some embodiments of the method of any one of Q5-6, the signal associated with the analyte is a direct signal of the analytes or a label attached to the analyte.

Q7. Способ количественного определения аналитов в подходящем объеме образца, предусматривающий:Q7. A method for the quantitative determination of analytes in a suitable volume of sample, comprising:

(a) выполнение стадий в способе по пункту Q1, где одна или обе пластины дополнительно содержат участок связывания; и(a) performing the steps in the method of item Q1, wherein one or both plates further comprise a binding site; And

(b) измерение после стадии (а) сигнала, связанного с аналитами из подходящего объема,(b) measuring, after step (a), the signal associated with the analytes from a suitable volume,

где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.where the suitable volume is at least a portion of the total volume of the sample.

Q8. Способ количественного определения аналитов в подходящем объеме образца, предусматривающий:Q8. A method for the quantitative determination of analytes in a suitable volume of sample, comprising:

(a) выполнение стадий в способе по пункту Q2, где одна или обе пластины дополнительно содержат участок связывания; и(a) performing the steps in the method of item Q2, wherein one or both plates further comprise a binding site; And

(b) измерение после стадии (а) сигнала, связанного с аналитами из подходящего объема,(b) measuring, after step (a), the signal associated with the analytes from a suitable volume,

где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.where the suitable volume is at least a portion of the total volume of the sample.

В некоторых вариантах осуществления способа по любому из пунктов Q7-8 сигнал, связанный с аналитами, представляет собой непосредственный сигнал от аналитов, которые связываются с участком связывания, или метки, присоединенной к аналиту, который связывается с участком связывания.In some embodiments of the method of any one of Q7-8, the signal associated with the analytes is a direct signal from the analytes that bind to the binding site, or a label attached to the analyte that binds to the binding site.

12.5. Пластина для применения в количественном определении концентрации аналитов в подходящем объеме в образце12.5. Plate for use in quantifying the concentration of analytes at a suitable volume in a sample

Q9. Пластина для применения при количественном определении концентрации аналитов в подходящем объеме в образце, предусматривающаяQ9. A plate for use in quantifying the concentration of analytes in a suitable volume in a sample, providing

пластину, которая содержит на своей поверхности (i) разделители, которые имеют предварительно заданное расстояние между разделителями и высоту, и (ii) площадь контакта с образцом с целью приведения в контакт образца с концентрацией аналитов в подходящем объеме, подлежащем количественному определению, где по меньшей мере один из разделителей находится внутри площади контакта с образцом.a plate that contains on its surface (i) separators that have a predetermined distance between the separators and height, and (ii) a sample contact area for the purpose of bringing the sample into contact with a concentration of analytes in a suitable volume to be quantified, where at least At least one of the separators is located inside the contact area with the sample.

12.6. Пластина для применения в количественном определении концентрации аналитов в подходящем объеме в образце12.6. Plate for use in quantifying the concentration of analytes at a suitable volume in a sample

Концентрацию целевых аналитов и/или объектов в образце можно количественно определить или контролировать, если количественно определено количество целевых аналитов и/или объектов в образце, а также количественно определен подходящий объем образца.The concentration of target analytes and/or entities in a sample can be quantified or controlled if the amount of target analytes and/or entities in the sample is quantified and an appropriate sample volume is quantified.

Q10. Устройство для количественного определения концентрации аналитов в подходящем объеме в образце, содержащее:Q10. A device for quantitatively determining the concentration of analytes in a suitable volume in a sample, comprising:

первую пластину и вторую пластину, которые (а) являются перемещаемыми относительно друг друга в различных конфигурациях, и (b) каждая имеет площадь контакта с образцом с целью приведения образца в контакт с концентрацией аналитов в подходящем объеме, подлежащем количественному определению, где одна или обе пластины содержат на своей поверхности (своих поверхностях) разделители, которые имеют предварительно определенное расстояние между разделителями и высоту, и каждый из разделителей прикрепляют на соответствующие пластины;a first plate and a second plate that (a) are movable relative to each other in various configurations, and (b) each has a sample contact area for the purpose of bringing the sample into contact with a concentration of analytes in a suitable volume to be quantified, wherein one or both the plates contain on their surface(s) separators that have a predetermined distance between the separators and a height, and each of the separators is attached to the corresponding plates;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах,where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates,

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщину подходящего объема образца регулируют с помощью пластин и разделителей, и она является тоньше, чем таковая, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и по меньшей мере один из разделителей находится внутри образца; иwhere the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, the plates face each other, spacers and a suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and spacers, and is thinner than that when the plates are in an open configuration, and at least one of the separators is located inside the sample; And

где концентрацию аналита в подходящем объеме образца количественно определяют в закрытой конфигурации, и подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.wherein the concentration of the analyte in a suitable sample volume is quantified in a closed configuration, and the suitable volume represents at least a portion of the total volume of the sample.

В устройстве по любому из пунктов Q9 и Q10 пластина дополнительно содержит участок связывания или участок хранения или оба. Один вариант осуществления участка связывания предусматривает участок связывания, который связывает аналиты в образце.In the device of any one of Q9 and Q10, the plate further comprises a binding portion or a storage portion, or both. One embodiment of the binding site provides a binding site that binds analytes in the sample.

В устройстве по любому из пунктов Q9 и Q10 пластина дополнительно содержит одно или множество масштабных меток, где некоторые варианты осуществления масштабных меток описаны в разделе 2.In the device of any one of claims Q9 and Q10, the plate further includes one or a plurality of scale marks, where some embodiments of the scale marks are described in section 2.

В способе или устройстве по любому из пунктов Q1-10 в некоторых вариантах осуществления устройство для измерения включает по меньшей мере одно из устройства визуализации и камеры.In the method or apparatus of any one of claims Q1-10, in some embodiments, the measurement device includes at least one of an imaging device and a camera.

В способе или устройстве по любому из пунктов Q1-10 в некоторых вариантах осуществления измерительное устройство приводят в конфигурацию для визуализации площади в горизонтальной проекции подходящего объема образца.In the method or apparatus of any one of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the measurement device is configured to visualize the horizontal projection area of a suitable volume of the sample.

В способе или устройстве по любому из пунктов Q1-10 в некоторых вариантах осуществления измерительное устройство включает источник света для освещения площади в горизонтальной проекции подходящего объема образца.In the method or apparatus of any one of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the measurement device includes a light source for illuminating a horizontal projection area of a suitable volume of the sample.

В способе или устройстве по любому из пунктов Q1-10 в некоторых вариантах осуществления стадия расчета концентрации предусматривает деление всех целевых аналитов или объекта на подходящий объем образца.In the method or apparatus of any one of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the step of calculating the concentration involves dividing all target analytes or object by an appropriate sample volume.

В способе или устройстве по любому из пунктов Q1-10 в некоторых вариантах осуществления измерение сигнала предусматривает применение оптического устройства визуализации для подсчета количества целевых аналитов или объекта. Например, измерение может предусматривать применение оптического микроскопа для измерения клеток крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов) в образце крови.In the method or apparatus of any one of Q1-10, in some embodiments, signal measurement involves using an optical imaging device to count the amount of target analytes or object. For example, the measurement may involve using an optical microscope to measure blood cells (red blood cells, white blood cells, platelets) in a blood sample.

В способе или устройстве по любому из пунктов Q1-10 в некоторых вариантах осуществления измерение количества целевых аналитов или объекта в образце может предусматривать вариант осуществления анализа поверхностной иммобилизации, в котором целевые аналиты или объект захватываются на поверхности.In the method or apparatus of any one of claims Q1-10, in some embodiments, measuring the amount of target analytes or object in a sample may involve an embodiment of a surface immobilization assay in which the target analytes or object are captured on a surface.

В некоторых вариантах осуществления аппарат для количественного определения объема образца или выявление/количественное определение аналита в образце предусматривает любое из устройств в пунктах Q1-10 совместно с (1) оптическими устройствами визуализации и/или (2) источником света и оптическими устройствами визуализации и т.д. Оптическое устройство визуализации включает фотосенсор, оптические линзы, фильтры, поляризаторы, волновые пластинки, расщепители пучка, механические подставки или любую их комбинацию.In some embodiments, the apparatus for quantifying sample volume or detecting/quantitating an analyte in a sample includes any of the devices in items Q1-10 in conjunction with (1) optical imaging devices and/or (2) a light source and optical imaging devices, etc. d. An optical imaging device includes a photosensor, optical lenses, filters, polarizers, wave plates, beam splitters, mechanical stands, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления измерение подходящей площади или объема образца предусматривает (i) наличие метки на первой пластине, покровной пластине, между ними или любой их комбинации, (ii) получение оптического изображения (например, получение 2D (двумерного)/3D (трехмерного) изображения образца, и получение изображение можно выполнять несколько раз при различных углах зрения, различной длине волны, различной фазе и/или различной поляризации) и (ш) обработку изображения, исходя из метки и изображений образца. "Подходящий" означает связанный с определением концентрации целевого аналита.In some embodiments, measuring a suitable area or volume of a sample involves (i) having a mark on the first plate, the cover plate, between them, or any combination thereof, (ii) obtaining an optical image (e.g., obtaining a 2D/3D image sample, and image acquisition can be performed several times at different viewing angles, different wavelengths, different phases and/or different polarizations) and (iii) image processing based on the mark and sample images. "Appropriate" means related to the determination of the concentration of the target analyte.

Сканирование. В некоторых вариантах осуществления при считывании сигнала от образца применяют способ сканирования, при котором ридер (например, фотодетекторы или камера) считывает часть образца (или пластины), а затем движется к другой части образца (или пластины), и такой процесс продолжается до тех пор, пока определенная предварительно указанная часть образца (или пластины) не будет подвергнута считыванию. Сканирующее считывание образца охватывает все части образца (или пластины) или малую долю образца (или пластины). В некоторых вариантах осуществления сканирующее считывание облегчается за счет меток местоположения, которые указывают на местоположение образца (или пластины). Одним примером меток местоположений являются периодические разделители, которые имеют фиксированный интервал и местоположение, или метки для соответствующей области, которые также имеют предварительно определенное местоположение и размер для указания местоположения образца или пластины.Scanning. In some embodiments, when reading a signal from a sample, a scanning technique is used in which the reader (for example, photodetectors or a camera) reads part of the sample (or wafer) and then moves to another part of the sample (or wafer), and this process continues until until a certain pre-specified portion of the sample (or plate) is read. The scanning readout of a sample covers all parts of the sample (or wafer) or a small fraction of the sample (or wafer). In some embodiments, scanning readout is facilitated by location marks that indicate the location of the sample (or wafer). One example of location marks are periodic spacers, which have a fixed spacing and location, or corresponding area marks, which also have a predefined location and size to indicate the location of the sample or wafer.

13. Выявление и количественное определение аналитов и т.д. (D)13. Identification and quantification of analytes, etc. (D)

В определенных вариантах осуществления аналит выявляют и/или количественно определяют (т.е. анализируют) с помощью измерения сигнала, связанного с аналитом, где сигнал представляет собой оптический сигнал, электрический сигнал, механический сигнал, химико-физический сигнал или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления анализ аналита выполняют, когда две пластины в устройстве CROF закрыты относительно друг друга. В некоторых вариантах осуществления анализ аналита выполняют, когда две пластины в устройстве CROF отделены друг от друга.In certain embodiments, the analyte is detected and/or quantified (ie, analyzed) by measuring a signal associated with the analyte, where the signal is an optical signal, an electrical signal, a mechanical signal, a chemical-physical signal, or any combination thereof. In some embodiments, analyte analysis is performed while the two plates in the CROF device are closed relative to each other. In some embodiments, the analyte analysis is performed while the two plates in the CROF device are separated from each other.

Оптический сигнал включает без ограничения отражение, рассеяние, передачу, поглощение света, спектр, цвет света, испускание, интенсивность света, длину волны света, местоположение света, поляризацию, люминесценцию, флуоресценцию, электролюминесценцию, хемолюминесценцию, электрохемолюминесценцию или любую их комбинацию. Оптический сигнал представлен в форме оптического изображения (т.е. светового сигнала в зависимости от местоположения образца или устройства) или общей суммы всех фотонов, поступающих из указанных области или объема. Предпочтительная длина волны света находится в диапазоне от 400 нм до 1100 нм, в диапазоне от 50 нм до 400 нм, в диапазоне от 1 нм до 50 нм или в диапазоне от 1100 до 30000 нм. Другая предпочтительная длина волны находится в терагерцевом диапазоне.An optical signal includes, but is not limited to, reflection, scattering, transmission, light absorption, spectrum, light color, emission, light intensity, light wavelength, light location, polarization, luminescence, fluorescence, electroluminescence, chemiluminescence, electrochemoluminescence, or any combination thereof. The optical signal is in the form of an optical image (i.e., a light signal depending on the location of the sample or device) or the total sum of all photons arriving from a specified area or volume. Preferred wavelengths of light are in the range of 400 nm to 1100 nm, in the range of 50 nm to 400 nm, in the range of 1 nm to 50 nm, or in the range of 1100 nm to 30,000 nm. Another preferred wavelength is in the terahertz range.

Электрический сигнал включает без ограничения заряд, ток, импеданс, емкость, сопротивление или любую их комбинацию. Механический сигнал включает без ограничения механическую волну, звуковую волну, ударную волну или вибрацию. Химико-физический сигнал включает без ограничения значение рН, ионы, тепло, пузырьки газа, изменение цвета, которые образуются в ходе реакции.An electrical signal includes, but is not limited to, charge, current, impedance, capacitance, resistance, or any combination thereof. A mechanical signal includes, but is not limited to, a mechanical wave, a sound wave, a shock wave, or vibration. The chemical-physical signal includes, but is not limited to, the pH value, ions, heat, gas bubbles, and color changes that are produced during the reaction.

Например, метка представляет собой гранулу, и метка прикрепляется к метке во время процесса специфического связывания аналита (например, применения средства для выявления для связывания гранулы с аналитом, применения средства для захвата для захвата аналита гранулой, применение средства для захвата для связывания аналита и затем применение средства для выявления для прикрепления гранулы или другие подходы. Следует отметить, что средства для захвата и выявления связывают аналит специфическим образом), затем измерение применяют для идентификации каждой из гранул, которые прикрепились к аналитам, и их подсчитывают.For example, the label is a bead, and the label is attached to the label during a process of specifically binding the analyte (e.g., using a detection agent to bind the bead to the analyte, using a capture agent to capture the analyte on the bead, using the capture agent to bind the analyte, and then using detection means for bead attachment or other approaches It should be noted that capture and detection means bind the analyte in a specific manner), measurement is then used to identify each of the beads that have attached to the analytes and they are counted.

В некоторых вариантах осуществления каждое из аналита или гранул обнаруживают и подсчитывают с помощью оптических средств (таких как (i) оптические метки и считывание меток, (ii) поверхностный плазмонный резонанс, (iii) оптическая интерференция, (iv) электрические способы (например, емкость, сопротивление, импеданс и т.д.) и другие. Сенсоры могут находиться на поверхности первой пластины и/или второй пластины.In some embodiments, each of the analyte or beads is detected and counted using optical means (such as (i) optical labeling and label reading, (ii) surface plasmon resonance, (iii) optical interference, (iv) electrical methods (e.g., capacitance , resistance, impedance, etc.) etc. The sensors may be located on the surface of the first plate and/or the second plate.

Определенные варианты осуществления могут включать определение концентрации аналита в (а) анализе иммобилизации на поверхности, (b) объемном анализе (например, подсчете клеток крови) и (с) других. В некоторых вариантах осуществления в способах определения объема образца, подходящего объема образца или концентрации применяют смартфон.Certain embodiments may include determining the concentration of an analyte in (a) a surface immobilization assay, (b) a volumetric assay (eg, blood cell counting), and (c) others. In some embodiments, methods for determining sample volume, appropriate sample volume, or concentration utilize a smartphone.

В некоторых вариантах осуществления способа или устройства по любому из пунктов Q1-10 измерение сигнала предусматривает измерение ряда аналитов в образце, или измерение ряда меток, присоединенных к аналитам в образце. В другом варианте осуществления пункта Q5 "измерение сигнала" представляет собой (а) идентификацию каждого из аналита или метки, присоединенной к каждому аналиту, и (b) подсчет их количества.In some embodiments of the method or apparatus of any one of Q1-10, the signal measurement involves measuring a series of analytes in a sample, or measuring a series of tracers attached to analytes in the sample. In another embodiment of Q5, "signal measurement" is (a) identifying each of the analytes or a label attached to each analyte, and (b) counting their quantity.

В некоторых вариантах осуществления выявление аналитов представляет собой электрический способ, при котором электроды помещают на одну или обе из первой и второй пластин (это применимо к любому из способов и устройств, в которых применяется CROF). С помощью электродов измеряют заряд, ток, емкость, импеданс или сопротивление образца или любую их комбинацию. С помощью электродов измеряют содержание электролита в образце. Электроды имеют толщину, равную или меньше, чем толщина разделителя. В некоторых вариантах осуществления электрод выступает в роли части разделителей. Электроды изготавливают из различных проводящих материалов. Предпочтительным материалом для электродов является золото, серебро, алюминий, медь, платина, углеродные нанотрубки или любая их комбинация.In some embodiments, the detection of analytes is an electrical method in which electrodes are placed on one or both of the first and second plates (this is applicable to any of the methods and devices that employ CROF). Electrodes measure the charge, current, capacitance, impedance or resistance of a sample, or any combination thereof. Electrodes are used to measure the electrolyte content of a sample. The electrodes have a thickness equal to or less than the thickness of the separator. In some embodiments, the electrode acts as part of the separators. Electrodes are made from various conductive materials. The preferred electrode material is gold, silver, aluminum, copper, platinum, carbon nanotubes, or any combination thereof.

В способе или устройстве по любому из пунктов Q1-10 в некоторых вариантах осуществления в ходе измерения применяют устройства, т.е. камеру или фотодетектор совместно с оптическим процессором, выполненным с возможностью проведения измерения.In the method or apparatus of any one of Q1-10, in some embodiments, devices are used during the measurement, i.e. a camera or photodetector together with an optical processor configured to carry out measurements.

В некоторых вариантах осуществления способа или устройства по любому из пунктов Q1-10 устройства, определяющие концентрацию, содержат процессор, выполненный с возможностью определения концентрации на основе измерений (объема, площади, толщины, количества аналитов, интенсивности).In some embodiments of the method or apparatus of any one of Q1-10, the concentration determining devices comprise a processor configured to determine concentration based on measurements (volume, area, thickness, number of analytes, intensity).

В способе или устройстве по любому из пунктов Q1-10 в некоторых вариантах осуществления дополнительно предусмотрено устройство, определяющее концентрацию, которое выполнено с возможностью определения концентрации целевых аналитов в подходящем объеме, исходя из измеренной площади в горизонтальной проекции, толщины и измеренного числа целевых молекул.The method or apparatus of any one of Q1 to 10, in some embodiments, further provides a concentration-determining device that is configured to determine the concentration of target analytes in a suitable volume based on measured horizontal area, thickness, and measured number of target molecules.

К вопросу о выявлении сигнала с помощью пиксельного считывания и анализаOn the issue of signal detection using pixel reading and analysis

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения сигналы, полученные от образца, аналитов, а также объекта, участков связывания, реагентов, CROF-пластин или любых их комбинаций, выявляют и анализируют. Некоторые варианты осуществления выявления сигнала с применением пиксельного считывания и анализа описаны в настоящем раскрытии, в то время как другие варианты осуществления описаны в публикации с номером WO 2014144133 А и заявке с номером PCT/US2014/028417 (Chou et al, "Analyte Detection Enhancement By Targeted Immobilization, Surface Amplification, And Pixelated Reading And Analysis"), которые включены в данный документ посредством ссылки для всех целей.In some embodiments of the present invention, signals obtained from the sample, analytes, as well as the object, binding sites, reagents, CROF plates, or any combination thereof are detected and analyzed. Some embodiments of signal detection using pixel reading and analysis are described in the present disclosure, while other embodiments are described in publication number WO 2014144133 A and application number PCT/US2014/028417 (Chou et al, "Analyte Detection Enhancement By Targeted Immobilization, Surface Amplification, And Pixelated Reading And Analysis"), which are incorporated herein by reference for all purposes.

В некоторых вариантах осуществления сигнал представляет собой электромагнитный сигнал, в том числе электрический и оптический сигналы с различными частотами, интенсивностью света, флуоресценцией, хроматичностью, люминесценцией (электро- и хемолюминесценцией), рамановским рассеянием, сигналом с временным разрешением (в том числе мерцанием). Сигналы часто могут представлять собой силы, обусловленные локальному электрическому, локальному механическому, локальному биологическому или локальному оптическому взаимодействию между пластиной и считывающим устройством. Сигнал также включает пространственное (например, позиционное), временное и спектральное распределение сигнала. Выявляемый сигнал также может представлять собой поглощение.In some embodiments, the signal is an electromagnetic signal, including electrical and optical signals with various frequencies, light intensities, fluorescence, chromaticity, luminescence (electro- and chemiluminescence), Raman scattering, time-resolved signal (including flicker). The signals can often be forces due to local electrical, local mechanical, local biological, or local optical interactions between the wafer and the reader. The signal also includes the spatial (eg, positional), temporal, and spectral distribution of the signal. The detected signal may also be an absorption.

Аналит включает белки, пептиды, ДНК, РНК, нуклеиновую кислоту, малые молекулы, клетки, наночастицы различных форм. Целевой аналит может находиться либо в растворе, либо в воздухе, либо в газообразной фазе. Определение предусматривает выявление существования, количественное определение концентрации и определение состояний целевого аналита.The analyte includes proteins, peptides, DNA, RNA, nucleic acid, small molecules, cells, nanoparticles of various shapes. The target analyte can be either in solution, in air, or in the gaseous phase. Determination involves identifying the existence, quantifying the concentration, and determining the states of the target analyte.

В некоторых вариантах осуществления для содействия молекулярной селективности или связыванию, а также выявлению применяют электрическое поле.In some embodiments, an electric field is used to assist molecular selectivity or binding as well as detection.

Способы выявления/считыванияDetection/reading methods

В некоторых вариантах осуществления оптического выявления (т.е. выявления с помощью электромагнитного излучения) способы предусматривают без ограничения оптические способы в дальней зоне, оптические способы в ближней зоне, эпифлуоресцентную спектроскопию, конфокальную микроскопию, конфокальную микроскопию, дзухфотонную микроскопию и микроскопию полного внутреннего отражения, где целевые аналиты метят с помощью эмиттера электромагнитного излучения, и сигнал при этих видах микроскопии можно усилить с помощью поверхности усиления пластины для CROF.In some embodiments of optical detection (i.e., detection using electromagnetic radiation), the methods include, but are not limited to, far-field optical techniques, near-field optical techniques, epifluorescence spectroscopy, confocal microscopy, confocal microscopy, two-photon microscopy, and total internal reflection microscopy. where target analytes are labeled using an electromagnetic radiation emitter, and the signal for these types of microscopy can be amplified using the enhancement surface of the CROF plate.

В некоторых вариантах осуществления сигнал содержит информацию о положении, локальной интенсивности, локальном спектре, локальной поляризации, локальной фазе, локальной рамановской сигнатуре указанных сигналов или любой их комбинации.In some embodiments, the signal contains information about the position, local intensity, local spectrum, local polarization, local phase, local Raman signature of these signals, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления выявление сигнала предусматривает измерение общего сигнала от участка (например, сигнала от участка, независимо от местоположения в участке).In some embodiments, signal detection involves measuring the overall signal from a site (eg, the signal from a site, regardless of location within the site).

В определенных вариантах осуществления выявление сигнала представляет собой измерение с помощью изображения сигнала на области (т.е. сигнала в зависимости от местоположения); а именно, область делят на пиксели и сигнал от каждого пикселя из области измеряют отдельно, что также называется "PIX" или "пиксельное выявление на изображении". Получение отдельного измерения каждого пикселя может быть одновременным, или последовательным, или смешанным.In certain embodiments, signal detection is a measurement by imaging a signal over an area (ie, a signal versus location); namely, an area is divided into pixels and the signal from each pixel in the area is measured separately, also called “PIX” or “Pixel Image Identification”. Obtaining a separate measurement of each pixel can be simultaneous, or sequential, or mixed.

В некоторых вариантах осуществления при считывании применяют соответствующие системы выявления для того, чтобы сигнал был выявлен последовательно или одновременно, или их комбинация. При последовательном выявлении один или более пикселей выявляют в момент времени, и сканер будут использовать для продолжения выявления в других участках SAL. При одновременном выявлении для выявления сигналов от различных пикселей в одно и то же время будет применяться мультипиксельная детекторная матрица, такая как камера для визуализации (например, ПЗС). Сканер может быть однополосным или многополосным с различным размером пикселей для каждой полосы. На фиг. 2С PCT/US2014/028417 схематически представлено пиксельное считывание на трехкоординатном столе.In some embodiments, the readout employs appropriate detection systems so that the signal is detected sequentially or simultaneously, or a combination thereof. In sequential detection, one or more pixels are detected at a time, and the scanner will be used to continue detection in other areas of the SAL. In simultaneous detection, a multi-pixel detector array such as an imaging camera (eg CCD) will be used to detect signals from different pixels at the same time. The scanner can be single-line or multi-line with a different pixel size for each line. In fig. 2C PCT/US2014/028417 schematically shows pixel readout on a three-axis table.

Размер пикселя для считывания/выявления будет регулироваться в целях равновесия оптического разрешения и суммарного времени считывания. При меньшем размере пикселя понадобится больше времени для считывания/сканирования всего или части SAL. Типичный размер пикселя составляет от 1 мкм до 10 мкм. Пиксель имеет различные формы: круглую, квадратную и прямоугольную. Нижний предел размера пикселя определяется оптическим разрешением микроскопической системы, а верхний предел размера пикселя определяется, чтобы избежать ошибки считывания от неправильного оптического сигнала устройства визуализации (оптическая аберрация, однородность освещения и т.д.).The readout/detection pixel size will be adjusted to balance optical resolution and overall readout time. A smaller pixel size will take longer to read/scan all or part of the SAL. Typical pixel sizes range from 1 µm to 10 µm. Pixel has different shapes: round, square and rectangular. The lower limit of pixel size is determined by the optical resolution of the microscopic system, and the upper limit of pixel size is determined to avoid readout error from incorrect optical signal of the imaging device (optical aberration, illumination uniformity, etc.).

Система считыванияReading system

Как указано на фигурах в PCT/US2014/028417, вариант осуществления системы считывания предусматривает (а) пластину или пластины, применяемые для CROF; (b) считывающее устройство 205 с целью получения изображения сигналов, исходящих от поверхности указанной пластины, где сигналы представляют отдельные события связывания целевых аналитов; (с) сборное устройство 300, которое удерживает пластину и устройство визуализации; (d) электронные устройства и хранение данных 301 с целью хранения указанных изображений; и (е) компьютер, выполняющий программу для идентификации и подсчета отдельных событий связывания в области на изображении.As indicated in the figures in PCT/US2014/028417, an embodiment of the reading system provides (a) a plate or plates used for CROF; (b) a reader 205 for the purpose of obtaining an image of signals emanating from the surface of the specified plate, where the signals represent individual binding events of target analytes; (c) an assembly device 300 that holds the plate and the imaging device; (d) electronic devices and data storage 301 for the purpose of storing said images; and (f) a computer executing a program to identify and count individual binding events in a region in the image.

Сборное приспособление 300 контролирует или изменяет относительное положение между пластиной и считывающим устройством по меньшей мере в одном из трех (х, у, z) ортогональных направлений в случае считывания сигнала. Вариант осуществления сборного приспособления предусматривает сканер 301. В некоторых вариантах осуществления сканер 301 сканирует в по меньшей мере одном из трех (х, у, z) ортогональных направлений.The assembly 300 controls or changes the relative position between the wafer and the reader in at least one of three (x, y, z) orthogonal directions in the event of a signal being read. An embodiment of the assembly includes a scanner 301. In some embodiments, the scanner 301 scans in at least one of three (x, y, z) orthogonal directions.

В некоторых вариантах осуществления считывающее устройство 302 представляет собой камеру ПЗС. В некоторых вариантах осуществления считывающее устройство 302 представляет собой фотодетектор, содержащий один или более оптических устройств, которые выбирают из оптических фильтров 303, спектрометра, линз 304, апертур, расщепителя пучка 305, зеркал 306, поляризаторов 307, волновых пластин и затворов. В некоторых вариантах осуществления считывающее устройство 302 представляет собой смартфон или мобильный телефон, которые имеют возможность локальных или удаленных взаимодействий. Считывающее устройство собирает информацию о положении, локальной интенсивности, локальном спектре, локальной рамановской сигнатуре указанных сигналов или любой их комбинации.In some embodiments, the reader 302 is a CCD camera. In some embodiments, the reader 302 is a photodetector comprising one or more optical devices selected from optical filters 303, a spectrometer, lenses 304, apertures, a beam splitter 305, mirrors 306, polarizers 307, waveplates, and shutters. In some embodiments, the reader 302 is a smartphone or mobile phone that has local or remote communication capabilities. The reader collects information about the position, local intensity, local spectrum, local Raman signature of said signals, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления оптические фильтры 303, расщепители 305 светового пучка, оптические волокна, фотодетектор (например, соединение, диод, РМТ (фотомультимерная трубка) или APD (лавинный фотодиод), камера для визуализации (например, ПЗС или камера сотового телефона) и спектрометр совместно со сканером, оснащенным сборным устройством 301, соединены с микроскопической системой, в которой используется конфокальная установка в дальней зоне или пейзажная установка в широкой зоне.In some embodiments, optical filters 303, light beam splitters 305, optical fibers, a photodetector (e.g., a junction, diode, PMT (photomultimer tube) or APD (avalanche photodiode), an imaging camera (e.g., a CCD or cell phone camera), and a spectrometer together with a scanner equipped with an assembly device 301, are connected to a microscope system that uses a far-field confocal setup or a wide-field landscape setup.

В некоторых вариантах осуществления при конфокальной установке считывание осуществляется с помощью фиксации яркости, временного изменения и спектрального изменения одного или более пикселей в момент времени и растрового сканирования всей интересующей области SAL. В некоторых вариантах осуществления при пейзажной установке в широкой зоне камеру применяют для записи яркости и временного изменения всей или части области SAL в момент времени. В некоторых вариантах осуществления требуются соответствующие оптические фильтры и манипуляторы светового пучка (поляризатор, расщепители пучка, оптические волокна и т.д.) для обеспечения сбора и выявления лишь желательного сигнала. На фиг. 9 PCT/US2014/028417 схематически представлена одна схема компонентов для такой системы. В некоторых вариантах осуществления анализ предусматривает способы обработки изображений, в том числе без ограничения способы в Open-CV или Image-J.In some embodiments, in a confocal setup, the readout is accomplished by capturing the brightness, temporal variation, and spectral variation of one or more pixels at a time and raster scanning the entire SAL region of interest. In some embodiments, in a wide-area landscape installation, the camera is used to record the brightness and temporal change of all or part of the SAL at a point in time. In some embodiments, appropriate optical filters and light beam handlers (polarizer, beam splitters, optical fibers, etc.) are required to ensure that only the desired signal is collected and detected. In fig. 9 PCT/US2014/028417 schematically shows one component diagram for such a system. In some embodiments, the analysis involves image processing methods, including but not limited to methods in Open-CV or Image-J.

Пиксельный анализ (PIX). В некоторых вариантах осуществления PIX сигналы, выявляемые в пиксельном виде, анализируют для определения количества и/или типов определенных молекул в определенном пикселе или нескольких пикселях, что, в свою очередь, используется для количественного определения типа и/или концентрации целевых аналитов. Термин "сигнал, выявляемый в пиксельном виде" относится к способу, при котором область, которая имеет сигнал(сигналы), делят на пиксели и сигнал от каждого пикселя области измеряют отдельно, что также называется "PIX" или "пиксельное выявление на изображении". Получение отдельного измерения каждого пикселя может быть одновременным, или последовательным, или смешанным.Pixel analysis (PIX). In some embodiments, PIX signals detected on a pixel basis are analyzed to determine the number and/or types of specific molecules in a particular pixel or multiple pixels, which in turn is used to quantify the type and/or concentration of target analytes. The term "pixel detected signal" refers to a method in which an area that has signal(s) is divided into pixels and the signal from each pixel of the area is measured separately, also called "PIX" or "pixel-in-image detection". Obtaining a separate measurement of each pixel can be simultaneous, or sequential, or mixed.

В некоторых вариантах осуществления анализ предусматривает анализ пространственной, временной, спектральной информации о сигнале. В некоторых вариантах осуществления анализ предусматривает без ограничения статистический анализ, сравнение, интегрирование и т.д. На фиг. 5 в PCT/US2014/028417 представлена технологическая карта для одного такого варианта осуществления данного способа.In some embodiments, the analysis involves analyzing spatial, temporal, spectral information about the signal. In some embodiments, the analysis includes, but is not limited to, statistical analysis, comparison, integration, etc. In fig. 5 in PCT/US2014/028417 presents a flow chart for one such embodiment of this method.

14. Метки14. Tags

Одна или любые комбинации вариантов осуществления оптических меток, описанных во всем настоящем изобретении, применимы ко всем способам и устройствам, описанным во всем описании настоящего изобретения.One or any combinations of optical tag embodiments described throughout the present invention are applicable to all methods and devices described throughout the present invention.

В некоторых вариантах осуществления метку (метки) присоединяют к средству(средствам) для выявления, аналиту(аналитам) или объекту(объектам). В определенных вариантах осуществления метка представляет собой оптическую метку, электрическую метку, ферменты, которые могут быть использованы для генерирования оптического или электрического сигнала, или любую их комбинацию. В определенных вариантах осуществления средство (средства) для выявления, аналит (аналиты) или объект (объекты) присоединяют к соединяющей молекуле (например, к белку, нуклеиновой кислоте или другим соединениям), которую впоследствии присоединяют к метке. В определенных вариантах осуществления клетки (например, клетки крови, бактерий и т.п.) или наночастицы окрашивают при помощи меток. В некоторых вариантах осуществления оптическая метка представляет собой объект, который может генерировать оптический сигнал, где генерация оптического сигнала включает без ограничения отражение, рассеяние, передачу, поглощение, спектр, цвет, испускание, интенсивность, длину волны, местоположение, поляризацию света (например, фотонов), люминесценцию, флуоресценцию, электролюминесценцию, фотолюминесценцию (флуоресценцию), хемилюминесценцию, электрохемилюминесценцию или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления оптический сигнал представлен в форме оптического изображения (т.е. светового сигнала в зависимости от местоположения образца или устройства) или общей суммы всех фотонов, поступающих из указанных области или объема. Предпочтительная длина волны света находится в диапазоне от 400 нм до 1100 нм, в диапазоне от 50 нм до 400 нм, в диапазоне от 1 нм до 50 нм или в диапазоне от 1100 до 30000 нм. Другая предпочтительная длина волны находится в терагерцевом диапазоне.In some embodiments, the label(s) are attached to the detection agent(s), analyte(s), or object(s). In certain embodiments, the label is an optical label, an electrical label, enzymes that can be used to generate an optical or electrical signal, or any combination thereof. In certain embodiments, the detection agent(s), analyte(s), or entity(ies) are attached to a connecting molecule (eg, a protein, nucleic acid, or other compounds), which is subsequently attached to a label. In certain embodiments, cells (eg, blood cells, bacteria, etc.) or nanoparticles are stained with labels. In some embodiments, an optical tag is an object that can generate an optical signal, where the generation of an optical signal includes, but is not limited to, reflection, scattering, transmission, absorption, spectrum, color, emission, intensity, wavelength, location, polarization of light (e.g., photons ), luminescence, fluorescence, electroluminescence, photoluminescence (fluorescence), chemiluminescence, electrochemiluminescence, or any combination thereof. In some embodiments, the optical signal is in the form of an optical image (ie, a light signal depending on the location of the sample or device) or the total sum of all photons arriving from a specified area or volume. Preferred wavelengths of light are in the range of 400 nm to 1100 nm, in the range of 50 nm to 400 nm, in the range of 1 nm to 50 nm, or in the range of 1100 nm to 30,000 nm. Another preferred wavelength is in the terahertz range.

Гранулы, наночастицы и квантовые точки. В некоторых вариантах осуществления оптическая метка представляет собой гранулы, наночастицы, квантовые точки или любую их комбинацию.Granules, nanoparticles and quantum dots. In some embodiments, the optical tag is beads, nanoparticles, quantum dots, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления диаметр гранул, наночастиц или квантовых точек составляет 1 нм или меньше, 2 нм или меньше, 5 нм или меньше, 10 нм или меньше, 20 нм или меньше, 30 нм или меньше, 40 нм или меньше, 50 нм или меньше, 60 нм или меньше, 70 нм или меньше, 80 нм или меньше, 100 нм или меньше, 120 нм или меньше, 200 нм или меньше, 300 нм или меньше, 500 нм или меньше, 800 нм или меньше, 1000 нм или меньше, 1500 нм или меньше, 2000 нм или меньше, 3000 нм или меньше, 5000 нм или меньше или диапазон между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, the diameter of the beads, nanoparticles, or quantum dots is 1 nm or less, 2 nm or less, 5 nm or less, 10 nm or less, 20 nm or less, 30 nm or less, 40 nm or less, 50 nm, or less, 60 nm or less, 70 nm or less, 80 nm or less, 100 nm or less, 120 nm or less, 200 nm or less, 300 nm or less, 500 nm or less, 800 nm or less, 1000 nm or less than, 1500 nm or less, 2000 nm or less, 3000 nm or less, 5000 nm or less, or a range between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления гранулы или квантовые точки используют в качестве меток и ими предварительно покрывают пластины для CROF, а внутреннее пространство между двумя пластинами составляет 1 мкм или меньше, 10 мкм или меньше, 50 мкм или меньше или диапазон между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, beads or quantum dots are used as tags and are precoated on CROF wafers, and the internal space between two wafers is 1 μm or less, 10 μm or less, 50 μm or less, or a range between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления разделение между гранулами в раствореIn some embodiments, separation between beads in solution

- Время диффузии. (Толщина подходящего объема передающей среды приводит в результате ко времени диффузии оптической метки через толщу, составляющему менее 1 мс,- Diffusion time. (The thickness of a suitable volume of transmission medium results in a diffusion time of the optical mark through the thickness of less than 1 ms.

- Можно контролировать время растворения. Для осуществления контроля можно использовать фотон, тепло или другие виды возбуждения и их комбинации. Растворение не начнется до тех пор, пока не применят энергию возбуждения.- You can control the dissolution time. Photon, heat or other types of excitation and their combinations can be used to carry out control. Dissolution will not begin until excitation energy is applied.

В некоторых вариантах осуществления метки представляют собой наночастицы, имеющие диаметр 10 нм или больше. Наночастицы такого большого диаметра характеризуются меньшей константой диффузии, чем малые молекулы (масса <1000 Да) и крупные молекулы (масса=1000-1000000 Дальтон (Да), что приводит к более продолжительному времени диффузии для данного раствора и расстояния. Чтобы уменьшить время диффузии, необходимо уменьшить расстояние диффузии.In some embodiments, the tags are nanoparticles having a diameter of 10 nm or greater. Nanoparticles with such a large diameter have a lower diffusion constant than small molecules (mass <1000 Da) and large molecules (mass = 1000-1000000 Dalton (Da), resulting in longer diffusion times for a given solution and distance. To reduce diffusion times, it is necessary to reduce the diffusion distance.

Они обладают особыми преимуществами по сравнению с предшествующим уровнем техники, если оптические метки представляют собой гранулы или другие наночастицы с диаметром более нескольких нанометров. Это обусловлено тем, что константа диффузии объекта в жидкости для приближения первого порядка обратно пропорциональна диаметру объекта (согласно уравнению Эйнштейна-Стокса).They offer particular advantages over the prior art if the optical tags are beads or other nanoparticles with a diameter of more than a few nanometers. This is because the diffusion constant of an object in a liquid for the first order approximation is inversely proportional to the diameter of the object (according to the Einstein-Stokes equation).

Например, оптическая метка, представляющая собой гранулу диаметром 20 нм, 200 и 2000 нм соответственно, характеризуется константой диффузии и, следовательно, временем диффузии, которые в 10, 100 и 1000 раз больше и дольше, чем в случае гранулы размером 2 нм. Что касается типичного расстояния диффузии, используемого в данных анализах, то это приведет к длительному времени инкубации до насыщения, что является непрактичным для применений РоС (Point of Care, в месте оказания медицинской помощи).For example, an optical tag that is a bead with a diameter of 20 nm, 200 and 2000 nm, respectively, has a diffusion constant and therefore a diffusion time that is 10, 100 and 1000 times larger and longer than in the case of a bead with a size of 2 nm. As for the typical diffusion distance used in these assays, this will result in long incubation times to saturation, which is impractical for Point of Care (Point of Care) applications.

Однако в настоящем изобретении решили проблему длительного времени инкубации для оптических меток с диаметром, превышающим несколько нанометров. В настоящем изобретении оптическая метка хранится на поверхности пластины, а затем поверхность хранения помещают рядом с участком связывания с разделительным расстоянием (между ними) порядка субмиллиметров, микрометров или даже нанометров и заполняют разделительный промежуток передающей средой (при этом хранящаяся оптическая метка растворяется в передающей среде и диффундирует к участку связывания). С помощью настоящего изобретения также можно контролировать однородность такого небольшого расстояния на протяжении большой площади участка связывания и выполнять это с легкостью с помощью технологий использования разделителей.However, the present invention solves the problem of long incubation times for optical tags with a diameter greater than a few nanometers. In the present invention, the optical mark is stored on the surface of the wafer, and then the storage surface is placed adjacent to the bonding site with a separation distance (between them) of the order of sub-millimeters, micrometers or even nanometers, and the separation gap is filled with a transmission medium (wherein the stored optical mark is dissolved in the transmission medium and diffuses to the binding site). With the present invention, it is also possible to control the uniformity of such a small distance over a large area of the binding site and do this easily using spacer technologies.

Введение метки в аналит может включать использование, например, средства для мечения, такого как элемент специфического связывания с аналитом, который содержит выявляемую метку. Выявляемые метки включают без ограничения флуоресцентные метки, колориметрические метки, хемилюминесцентные метки, связанные с ферментом реагенты, многоцветные реагенты, авидин-стрептавидин-ассоциированные реагенты для выявления и им подобные. В определенных вариантах осуществления выявляемая метка представляет собой флуоресцентную метку. Флуоресцентные метки представляют собой фрагменты для мечения, которые выявляют с помощью детектора флуоресценции. Например, связывание флуоресцентной метки с представляющим интерес аналитом может обеспечить возможность выявления представляющего интерес аналита с помощью детектора флуоресценции. Примеры флуоресцентных меток включают без ограничения флуоресцентные молекулы, которые флуоресцируют после контакта с реагентом, флуоресцентные молекулы, которые флуоресцируют при облучении электромагнитным излучением (например, УФ, видимым светом, рентгеновским излучением и т.д.) и т.п.The introduction of a label into the analyte may include the use, for example, of a labeling agent, such as an analyte-specific binding element that contains the detectable label. Detection tags include, but are not limited to, fluorescent tags, colorimetric tags, chemiluminescent tags, enzyme-linked reagents, multicolor reagents, avidin-streptavidin-associated detection reagents, and the like. In certain embodiments, the detectable label is a fluorescent label. Fluorescent tags are labeling fragments that are detected using a fluorescence detector. For example, binding a fluorescent label to an analyte of interest may enable detection of the analyte of interest using a fluorescence detector. Examples of fluorescent labels include, but are not limited to, fluorescent molecules that fluoresce upon contact with a reagent, fluorescent molecules that fluoresce when irradiated with electromagnetic radiation (e.g., UV, visible light, X-ray, etc.), and the like.

В определенных вариантах осуществления подходящие флуоресцентные молекулы (флуорофоры) для мечения включают без ограничения IRDye800CW, Alexa 790, Dylight 800, флуоресцеин, флуоресцеин изотиоцианат, сложные сукцинимидиловые эфиры карбоксифлуоресцеина, сложные сукцинимидиловые эфиры флуоресцеина, 5-изомер флуоресцеиндихлортиазина, каркасный карбоксифлуоресцеин-аланин-карбоксамид, Oregon Green 488, Oregon Green 514; люцифер желтый, акридиновый оранжевый, родамин, тетраметилродамин, техасский красный, пропидия йодид, JC-1 (5,5',6,6'-тетрахлор-1,1',3,3'-тетраэтилбензимидазоилкарбоцианина иодид), тетрабромродамин 123, родамин 6G, TMRM (сложный тетраметилродаминметиловый эфир), TMRE (сложный тетраметилродаминэтиловый эфир), тетраметилрозамин, родамин В и 4-диметиламинотетраметилрозамин, зеленый флуоресцентный белок, зеленый флуоресцентный белок с синим смещением, зеленый флуоресцентный белок с зеленым смещением, зеленый флуоресцентный белок с красным смещением, зеленый флуоресцентный белок с желтым смещением, 4-ацетамидо-4'-изотиоцианатостильбен-2,2'-дисульфоновую кислоту; акридин и производные, такие как акридин, акридинизотиоцианат; 5-(2'-аминоэтил)аминонафталин-1-сульфоновую кислоту (EDANS); 4-амино-N- [3-винилсульфонилфенил]нафталимид-3,5-дисульфонат; N-(4-анилино-1-нафтил)малеимид; антраниламид; 4,4-дифтор-5-(2-тиенил)-4-бор-3а,4а диаза-5-индацен-3-пропионовую кислоту BODIPY; каскадный синий; бриллиантовый желтый; кумарин и производные: кумарин, 7-амино-4-метилкумарин (АМС, Coumarin 120), 7-амино-4-трифторметилкумарин (Coumarin 151); цианиновые красители; цианозин; 4',6-диаминидино-2-фенилиндол (DAPI); 5',5''-дибромпирогаллол-сульфонафталеин (бромпирогаллол красный); 7-диэтиламино-3-(4'-изотиоцианатофенил)-4-метилкумарин; диэтилентриамина пентаацетат; 4,4'-диизотиоцианатодигидро-стильбен-2,2'-дисульфоновую кислоту; 4,4'-диизотиоцианатостильбен-2,2'-дисульфоновую кислоту; 5-(диметиламино)нафталин-1-сульфонилхлорид (DNS, дансил хлорид), 4-диметиламинофенилазофенил-4'-изотиоцианат (DABITC), эозин и его производные: эозин, эозинизотиоцианат, эритрозин и производные: эритрозин В, эритрозин, изотиоцианат; этидий; флуоресцеин и производные: 5-карбоксифлуоресцеин (FAM), 5-(4,6-дихлортриазин-2-ил)аминофлуоресцеин (DTAF), 2',7'-диметокси-4'5'-дихлор-6-карбоксифлуоресцеин (JOE), флуоресцеин, флуоресцеин изотиоцианат, QFITC, (XRITC); флуорескамин; IR144; IR1446; малахитового зеленого изотиоцианат; 4-метилумбелли-феронеортокрезолфталеин; нитротирозин; парарозанилин; фениловый красный; В-фикоэритрин; о-фтальдиальдегид; пирен и его производные: пирен, пиренбутират, сукцинимидил-1-пирен; бутиратные квантовые точки; реактивный красный 4 (Cibacron™ Brilliant Red 3 В-А), родамин и производные: 6-карбокси-Х-родамин (ROX), 6-карбоксиродамин (R6G), лиссамин родамин В сульфонилхлорид (Rhod), родамин В, родамин 123, родамин X изотиоцианат, сульфородамин В, сульфородамин 101, сульфонилхлоридное производное сульфородамина 101 (техасский красный); N,N,N',N'-тетраметил-6-карбоксиродамин (TAMRA); тетраметилродамин; тетраметилродаминизотиоцианат (TRITC); рибофлавин; 5-(2'-аминоэтил)аминонафталин-1-сульфоновую кислоту (EDANS), 4-(4'-диметиламинофенилазо)бензойную кислоту (DABCYL), розолевую кислоту; CAL Fluor Orange 560; производные хелата тербия; Су 3; Су 5; Су 5.5; Су 7; IRD 700; IRD 800; La Jolla Blue; фталоцианин и нафталоцианин, кумарины и родственные красители, ксантеновые красители, такие как родолы, резоруфины, биманы, акридины, изоиндолы, дансиловые красители, аминофталевые гидразиды, такие как люминол, и производные изолюминола, аминофталимиды, аминонафталимиды, аминобензофураны, аминохинолины, дицианогидрохиноны, флуоресцентные комплексы европия и тербия; их комбинации и т.п. Подходящие флуоресцентные белки и хромогенные белки включают без ограничения зеленый флуоресцентный белок (GFP), в том числе без ограничения GFP, полученный из Aequoria victoria, или его производное, например, "гуманизированное" производное, такое как усиленный GFP; GFP от другого вида, такого как Renilla reniformis, Renilla mulleri или Ptilosarcus guernyi; "гуманизированный" рекомбинантный GFP (hrGFP); любой из множества флуоресцентных и окрашенных белков из видов Anthozoa; их комбинации и т.п.In certain embodiments, suitable fluorescent molecules (fluorophores) for labeling include, but are not limited to, IRDye800CW, Alexa 790, Dylight 800, fluorescein, fluorescein isothiocyanate, carboxyfluorescein succinimidyl esters, fluorescein succinimidyl esters, fluorescein dichlorothiazine 5-isomer, scaffold car boxyfluorescein-alanine-carboxamide, Oregon Green 488, Oregon Green 514; Lucifer yellow, acridine orange, rhodamine, tetramethylrhodamine, Texas red, propidium iodide, JC-1 (5,5',6,6'-tetrachloro-1,1',3,3'-tetraethylbenzimidazoylcarbocyanine iodide), tetrabromorhodamine 123, rhodamine 6G, TMRM (Tetramethylrhodamine methyl ester), TMRE (Tetramethylrhodamine ethyl ester), Tetramethylrosamine, Rhodamine B and 4-dimethylaminotetramethylrosamine, Green Fluorescent Protein, Blue Shift Green Fluorescent Protein, Green Shift Green Fluorescent Protein, Red Shift Green Fluorescent Protein, yellow-shifted green fluorescent protein, 4-acetamido-4'-isothiocyanatostilbene-2,2'-disulfonic acid; acridine and derivatives such as acridine, acridine isothiocyanate; 5-(2'-aminoethyl)aminonaphthalene-1-sulfonic acid (EDANS); 4-amino-N-[3-vinylsulfonylphenyl]naphthalimide-3,5-disulfonate; N-(4-anilino-1-naphthyl)maleimide; anthranilamide; 4,4-difluoro-5-(2-thienyl)-4-boron-3a,4a diaza-5-indacene-3-propionic acid BODIPY; cascading blue; brilliant yellow; coumarin and derivatives: coumarin, 7-amino-4-methylcoumarin (AMC, Coumarin 120), 7-amino-4-trifluoromethylcoumarin (Coumarin 151); cyanine dyes; cyanosine; 4',6-diaminidino-2-phenylindole (DAPI); 5',5''-dibromopyrogallol-sulfonaphthalein (bromopyrogallol red); 7-diethylamino-3-(4'-isothiocyanatophenyl)-4-methylcoumarin; diethylenetriamine pentaacetate; 4,4'-diisothiocyanatodihydrostilbene-2,2'-disulfonic acid; 4,4'-diisothiocyanatostilbene-2,2'-disulfonic acid; 5-(dimethylamino)naphthalene-1-sulfonyl chloride (DNS, dansyl chloride), 4-dimethylaminophenylazophenyl-4'-isothiocyanate (DABITC), eosin and its derivatives: eosin, eosin isothiocyanate, erythrosine and derivatives: erythrosine B, erythrosine, isothiocyanate; ethidium; fluorescein and derivatives: 5-carboxyfluorescein (FAM), 5-(4,6-dichlorotriazin-2-yl)aminofluorescein (DTAF), 2',7'-dimethoxy-4'5'-dichloro-6-carboxyfluorescein (JOE) , fluorescein, fluorescein isothiocyanate, QFITC, (XRITC); fluorescamine; IR144; IR1446; malachite green isothiocyanate; 4-methylumbelli-feroneorthocresolphthalein; nitrotyrosine; pararosaniline; phenyl red; B-phycoerythrin; o-phthaldialdehyde; pyrene and its derivatives: pyrene, pyrene butyrate, succinimidyl-1-pyrene; butyrate quantum dots; reactive red 4 (Cibacron™ Brilliant Red 3 BA), rhodamine and derivatives: 6-carboxy-X-rhodamine (ROX), 6-carboxy-rhodamine (R6G), lissamine rhodamine B sulfonyl chloride (Rhod), rhodamine B, rhodamine 123, rhodamine X isothiocyanate, sulforhodamine B, sulforhodamine 101, sulfonyl chloride derivative of sulforhodamine 101 (Texas red); N,N,N',N'-tetramethyl-6-carboxyrhodamine (TAMRA); tetramethylrhodamine; tetramethylrhodamine isothiocyanate (TRITC); riboflavin; 5-(2'-aminoethyl)aminonaphthalene-1-sulfonic acid (EDANS), 4-(4'-dimethylaminophenylazo)benzoic acid (DABCYL), rosolic acid; CAL Fluor Orange 560; terbium chelate derivatives; Su 3; Su 5; Su 5.5; Su 7; IRD 700; IRD 800; La Jolla Blue; phthalocyanine and naphthalocyanine, coumarins and related dyes, xanthene dyes such as rhodoles, resorufins, bimanes, acridines, isoindoles, dansyl dyes, aminophthalic hydrazides such as luminol and isoluminol derivatives, aminophthalimides, aminonaphthalimides, aminobenzofurans, aminoquinolines, dicyanohydroquino us, fluorescent complexes europium and terbium; their combinations, etc. Suitable fluorescent proteins and chromogenic proteins include, but are not limited to, green fluorescent protein (GFP), including without limitation GFP derived from Aequoria victoria, or a derivative thereof, for example, a “humanized” derivative such as enhanced GFP; GFP from another species such as Renilla reniformis, Renilla mulleri or Ptilosarcus guernyi; "humanized" recombinant GFP (hrGFP); any of a variety of fluorescent and colored proteins from Anthozoa species; their combinations, etc.

В определенных вариантах осуществления красители, которые можно использовать для окрашивания клеток крови, предусматривают краситель Райта (эозин, метиленовый синий), краситель Гимза (эозин, метиленовый синий и азур В), краситель Мая-Грюнвальда, краситель Лейшмана ("полихромный" метиленовый синий (т.е. деметилированный в разные азуры) и эозин), краситель эритрозин В (эритрозин В) и другой флуоресцентный краситель, включая без ограничения краситель акридиновый оранжевый, 3,3-дигексилоксикарбоцианин (DiOC6), пропидия йодид (PI), флуоресцеинизотиоцианат (FITC) и основной оранжевый краситель 21 (В021), этидия бромид, бриллиантовый сульфафлавин и производное стильбен-дисульфоновой кислоты, эритрозин В или трипановый синий, хехст 33342, тригидрохлорид, тригидрат и DAPI (4',6-диамидино-2-фенилиндол, дигадрохлорид).In certain embodiments, dyes that can be used to stain blood cells include Wright's stain (eosin, methylene blue), Giemsa stain (eosin, methylene blue and Azure B), May-Gruenwald stain, Leishman's stain ("polychrome" methylene blue). i.e., demethylated into various azures) and eosin), erythrosin B dye (erythrosine B) and other fluorescent dye, including but not limited to acridine orange dye, 3,3-dihexyloxycarbocyanine (DiOC6), propidium iodide (PI), fluorescein isothiocyanate (FITC ) and basic orange dye 21 (B021), ethidium bromide, brilliant sulfaflavin and stilbene disulfonic acid derivative, erythrosine B or trypan blue, Hoechst 33342, trihydrochloride, trihydrate and DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole, dihadrochloride) .

В определенных вариантах осуществления средство для мечения создано с возможностью специфического связывания с аналитом, представляющим интерес. В определенных вариантах осуществления средство для мечения может присутствовать в устройстве для CROF до того, как образец нанесут на устройство для CROF. В других вариантах осуществления средство для мечения можно наносить на устройство для CROF после того, как образец нанесут на устройство для CROF. В определенных вариантах осуществления после того, как образец нанесен на устройство для CROF, устройство для CROF можно промыть для удаления любых не связанных компонентов, например не связанного аналита и других не относящихся к аналиту компонентов в образце, и при этом средство для мечения можно наносить на устройство для CROF после промывки для мечения связанного аналита. В некоторых вариантах осуществления устройство для CROF можно промыть после того, как средство для мечения связалось с комплексом аналит-средство для захвата, чтобы удалить из устройства для CROF любой избыток средства для мечения, которое не связано с комплексом аналит-средство для захвата.In certain embodiments, the labeling agent is designed to specifically bind to an analyte of interest. In certain embodiments, the labeling agent may be present in the CROF device before the sample is applied to the CROF device. In other embodiments, the labeling agent may be applied to the CROF device after the sample has been applied to the CROF device. In certain embodiments, after a sample is applied to the CROF device, the CROF device can be washed to remove any unbound components, such as unbound analyte and other non-analyte components in the sample, and the labeling agent can be applied to device for CROF after washing to label the bound analyte. In some embodiments, the CROF device may be washed after the labeling agent has bound to the analyte-capture complex to remove any excess labeling agent from the CROF device that is not bound to the analyte-capture complex.

В определенных вариантах осуществления аналит метят после того, как аналит связался с устройством для CROF, например, с применением меченого средства для связывания, которое может связываться с аналитом одновременно со средством для захвата, с которым аналит связывается в устройстве для CROF, то есть в анализе "сэндвич"-типа. В некоторых вариантах осуществления аналит, представляющий собой нуклеиновую кислоту, можно захватывать на устройстве для CROF, и меченая нуклеиновая кислота может гибридизироваться с аналитом одновременно со средством для захвата, с которым аналит, представляющий собой нуклеиновую кислоту, связывается в устройстве для CROF.In certain embodiments, the analyte is labeled after the analyte has bound to the CROF device, for example, by using a labeled coupling agent that can bind to the analyte at the same time as the capture agent to which the analyte is bound in the CROF device, i.e., the assay "sandwich" type. In some embodiments, the nucleic acid analyte can be captured on the CROF device, and the labeled nucleic acid can hybridize to the analyte at the same time as the capture agent to which the nucleic acid analyte binds in the CROF device.

В определенных аспектах устройство для CROF усиливает световой сигнал, например флуоресценцию или люминесценцию, который генерируется выявляемой меткой, прямо или опосредованно связанной с аналитом, который, в свою очередь, связан с устройством для CROF. В определенных вариантах осуществления сигнал усиливается с помощью физического процесса усиления сигнала. В некоторых вариантах осуществления световой сигнал усиливается с помощью наноплазмонного эффекта (например, рамановское рассеяние, усиленное поверхностными явлениями). Примеры усиления сигнала с помощью наноплазмонныхэффектов описаны, например, в Li et al, Optics Express 201 1 19: 3925-3936 и WO 2012/024006, включенных в данный документ посредством ссылки. В определенных вариантах осуществления усиления сигнала достигают без применения биологического/химического усиления сигнала. Биологическое/химическое усиление сигнала может включать ферментативное усиление сигнала (например, используемое в твердофазных иммуноферментных анализах (ELISA)) и усиление сигнала с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). В других вариантах осуществления усиления сигнала можно достичь посредством физического процесса и биологического/химического усиления.In certain aspects, the CROF device amplifies a light signal, such as fluorescence or luminescence, that is generated by a detectable label directly or indirectly associated with an analyte, which in turn is associated with the CROF device. In certain embodiments, the signal is amplified using a physical signal amplification process. In some embodiments, the light signal is amplified by a nanoplasmonic effect (eg, surface-enhanced Raman scattering). Examples of signal amplification using nanoplasmonic effects are described, for example, in Li et al, Optics Express 201 1 19: 3925-3936 and WO 2012/024006, incorporated herein by reference. In certain embodiments, signal enhancement is achieved without the use of biological/chemical signal enhancement. Biological/chemical signal amplification may include enzymatic signal amplification (eg, used in enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA)) and polymerase chain reaction (PCR) signal amplification. In other embodiments, signal amplification can be achieved through a physical process and biological/chemical amplification.

Чувствительность. В определенных вариантах осуществления устройство для CROF выполнено с возможностью обеспечения чувствительности выявления, составляющей 0,1 нМ или меньше, например 10 пМ или меньше, или 1 пМ или меньше, или 100 фМ или меньше, например 10 фМ или меньше, в том числе 1 фМ или меньше, или 0,5 фМ или меньше, или 100 аМ или меньше, или 50 аМ или меньше, или 20 аМ или меньше. В определенных вариантах осуществления устройство для CROF выполнено с возможностью обеспечения чувствительности выявления в диапазоне от 10 аМ до 0,1 нМ, например от 20 аМ до 10 пМ, от 50 аМ до 1 пМ, в том числе от 100 аМ до 100 фМ. В некоторых случаях устройство для CROF выполнено с возможностью выявления аналитов в концентрации 1 нг/мл или меньше, например 100 пг/мл или меньше, в том числе 10 пг/мл или меньше, 1 пг/мл или меньше, 100 фг/мл или меньше, 10 фг/мл или меньше, или 5 фг/мл или меньше. В некоторых случаях устройство для CROF выполнено с возможностью выявления аналитов в концентрации в диапазоне от 1 фг/мл до 1 нг/мл, например от 5 фг/мл до 100 пг/мл, в том числе от 10 фг/мл до 10 пг/мл. В определенных вариантах осуществления устройство для CROF выполнено с возможностью обеспечения динамического диапазона, составляющего 5 порядков или больше, например 6 порядков или больше, в том числе 7 порядков или больше.Sensitivity. In certain embodiments, the CROF device is configured to provide a detection sensitivity of 0.1 nM or less, such as 10 pM or less, or 1 pM or less, or 100 fM or less, such as 10 fM or less, including 1 fM or less, or 0.5 fM or less, or 100 aM or less, or 50 aM or less, or 20 aM or less. In certain embodiments, the CROF device is configured to provide detection sensitivity in the range of 10 aM to 0.1 nM, such as 20 aM to 10 pM, 50 aM to 1 pM, including 100 aM to 100 fM. In some cases, the CROF device is configured to detect analytes at a concentration of 1 ng/mL or less, such as 100 pg/mL or less, including 10 pg/mL or less, 1 pg/mL or less, 100 fg/mL or less, 10 fg/mL or less, or 5 fg/mL or less. In some cases, the CROF device is configured to detect analytes at concentrations ranging from 1 fg/mL to 1 ng/mL, such as 5 fg/mL to 100 pg/mL, including 10 fg/mL to 10 pg/mL ml. In certain embodiments, the CROF apparatus is configured to provide a dynamic range of 5 orders of magnitude or greater, such as 6 orders of magnitude or greater, including 7 orders of magnitude or greater.

Считывание. В определенных случаях период времени от нанесения образца на устройство для CROF до считывания устройства для CROF может находиться в диапазоне от 1 секунды до 30 минут, например от 10 секунд до 20 минут, от 30 секунд до 10 минут, в том числе от 1 минуты до 5 минут. В некоторых случаях период времени от нанесения образца на детектор усиления сигнала до генерирования выходного сигнала, который может быть принят устройством, может составлять 1 час или меньше, 30 минут или меньше, 15 минут или меньше, 10 минут или меньше, 5 минут или меньше, 3 минуты или меньше, 1 минуту или меньше, 50 секунд или меньше, 40 секунд или меньше, 30 секунд или меньше, 20 секунд или меньше, 10 секунд или меньше, 5 секунд или меньше, 2 секунды или меньше, 1 секунду или меньше, или даже меньше. В некоторых случаях период времени от нанесения образца на детектор усиления сигнала до генерирования выходного сигнала, который может быть принят устройством, может составлять 100 миллисекунд или больше, в том числе 200 миллисекунд или больше, например, 500 миллисекунд или больше, 1 секунду или больше, 10 секунд или больше, 30 секунд или больше, 1 минуту или больше, 5 минут или больше, или дольше.Reading. In certain cases, the time period from application of the sample to the CROF device to the reading of the CROF device may range from 1 second to 30 minutes, such as from 10 seconds to 20 minutes, from 30 seconds to 10 minutes, including from 1 minute to 5 minutes. In some cases, the period of time from application of the sample to the signal amplification detector to generation of an output signal that can be received by the device may be 1 hour or less, 30 minutes or less, 15 minutes or less, 10 minutes or less, 5 minutes or less, 3 minutes or less, 1 minute or less, 50 seconds or less, 40 seconds or less, 30 seconds or less, 20 seconds or less, 10 seconds or less, 5 seconds or less, 2 seconds or less, 1 second or less, or even less. In some cases, the period of time from application of the sample to the signal amplification detector to generation of an output signal that can be received by the device may be 100 milliseconds or more, including 200 milliseconds or more, such as 500 milliseconds or more, 1 second or more, 10 seconds or more, 30 seconds or more, 1 minute or more, 5 minutes or more, or longer.

Любой подходящий способ можно использовать для считывания устройства для CROF, чтобы получить измерение количества аналита в образце. В некоторых вариантах осуществления считывание устройства для CROF включает получение электромагнитного сигнала от выявляемой метки, связанной с аналитом в устройстве для CROF. В определенных вариантах осуществления электромагнитный сигнал представляет собой световой сигнал. Полученный световой сигнал может предусматривать интенсивность света, длину волны света, местоположение источника света и им подобные. В конкретных вариантах осуществления световой сигнал, генерируемый меткой, характеризуется длиной волны, которая находится в диапазоне от 300 нм до 900 нм. В определенных вариантах осуществления световой сигнал считывается в виде визуального изображения устройства для CROF.Any suitable method can be used to read the CROF device to obtain a measurement of the amount of analyte in the sample. In some embodiments, sensing a CROF device includes receiving an electromagnetic signal from a detectable label associated with an analyte in the CROF device. In certain embodiments, the electromagnetic signal is a light signal. The received light signal may include light intensity, light wavelength, light source location, and the like. In specific embodiments, the light signal generated by the tag has a wavelength that is in the range of 300 nm to 900 nm. In certain embodiments, the light signal is read as a visual image of the device for CROF.

В определенных вариантах осуществления считывание устройства для CROF включает обеспечение источника электромагнитного излучения, например источника света, в качестве источника возбуждения для выявляемой метки, связанной с биомаркером в устройстве для CROF. Источником света может быть любой подходящий источник света для возбуждения выявляемой метки. Примеры источников света включают без ограничения солнечный свет, естественное освещение, УФ-лампы, люминесцентные лампы, светоизлучающие диоды (LED), фотодиоды, лампы накаливания, галогеновые лампы и т.п.In certain embodiments, sensing a CROF device includes providing an electromagnetic radiation source, such as a light source, as an excitation source for a detectable label associated with a biomarker in the CROF device. The light source may be any suitable light source for exciting the detectable mark. Examples of light sources include, but are not limited to, sunlight, natural light, UV lamps, fluorescent lamps, light-emitting diodes (LEDs), photodiodes, incandescent lamps, halogen lamps, and the like.

Считывание устройства для CROF можно осуществить с помощью любого подходящего способа для измерения количества аналита, присутствующего в образце и связанного с устройством для CROF. В определенных вариантах осуществления устройство для CROF считывают с помощью устройства, выполненного с возможностью захвата светового сигнала от выявляемой метки, связанной с аналитом в устройстве для CROF. В некоторых случаях устройство представляет собой карманное устройство, такое как мобильный телефон или смартфон. Любое подходящее карманное устройство, выполненное с возможностью считывания устройства для CROF, можно применять в устройствах, системах и способах по настоящему изобретению. Устройства, выполненные с возможностью считывания устройства для CROF, описаны, например, в предварительной заявке на патент США с порядковым №62/066777, поданной 21 октября 2014 года, которая включена в данный документ посредством ссылки.Reading of the CROF device can be accomplished using any suitable method for measuring the amount of analyte present in the sample and associated with the CROF device. In certain embodiments, the CROF device is read by a device configured to capture a light signal from a detectable label associated with an analyte in the CROF device. In some cases, the device is a handheld device such as a cell phone or smartphone. Any suitable handheld device capable of reading a device for CROF can be used in the devices, systems and methods of the present invention. Devices configured to read a device for CROF are described, for example, in US provisional patent application Serial No. 62/066777, filed October 21, 2014, which is incorporated herein by reference.

В некоторых вариантах осуществления устройство включает оптический регистрирующий аппарат, который выполнен с возможностью захвата светового сигнала от устройства для CROF, например захвата изображения устройства для CROF. В определенных случаях оптический регистрирующий аппарат представляет собой камеру, например цифровую камеру. Термин "цифровая камера" означает любую камеру, которая в качестве основного компонента содержит аппарат для фиксации изображений, оснащенный оптической системой фиксации изображений для формирования оптического изображения, датчик изображения для преобразования оптического изображения в электрический сигнал и другие компоненты, примеры таких камер включают цифровые фотокамеры, цифровые кинокамеры и веб-камеры (т.е. камеры, которые подключены, как публично, так и в частном порядке, к устройству, подключенному к вычислительной сети для обмена изображениями, включая те, которые подключены непосредственно к вычислительной сети, и подключенные к вычислительной сети посредством аппарата, такого как персональный компьютер, обладающий возможностью обработки информации). В одном примере считывание устройства для CROF может предусматривать получение видеоизображения, которое может фиксировать изменения на протяжении определенного времени. Например, видео может быть получено для проведения оценки динамических изменений в образце, нанесенном на устройство для CROF.In some embodiments, the device includes an optical recording apparatus that is configured to capture a light signal from the CROF device, such as capturing an image of the CROF device. In certain cases, the optical recording apparatus is a camera, such as a digital camera. The term "digital camera" means any camera that contains as a main component an image capturing apparatus equipped with an optical imaging system for forming an optical image, an image sensor for converting the optical image into an electrical signal and other components, examples of such cameras include digital cameras, digital cinema cameras and webcams (i.e. cameras that are connected, either publicly or privately, to a device connected to a computer network for the exchange of images, including those connected directly to a computer network and those connected to a computer network network via a device, such as a personal computer, capable of processing information). In one example, device sensing for CROF may involve obtaining a video image that can record changes over time. For example, video may be acquired to evaluate dynamic changes in a sample applied to a CROF device.

В определенных вариантах осуществления оптический регистрирующий аппарат характеризуется чувствительностью, которая слабее, чем чувствительность высокочувствительного оптического регистрирующего аппарата, применяемого в исследовательских/клинических лабораторных условиях. В определенных случаях оптический регистрирующий аппарат, применяемый в заявляемом способе, характеризуется чувствительностью, которая в 10 раз или больше, например в 100 раз или больше, в том числе в 200 раз или больше, в 500 раз или больше или в 1000 раз или больше, слабее, чем чувствительность высокочувствительного оптического регистрирующего аппарата, используемого в исследовательских/клинических лабораторных условиях.In certain embodiments, the optical recording apparatus has a sensitivity that is weaker than the sensitivity of a high-sensitivity optical recording apparatus used in a research/clinical laboratory setting. In certain cases, the optical recording apparatus used in the inventive method is characterized by a sensitivity that is 10 times or more, for example 100 times or more, including 200 times or more, 500 times or more, or 1000 times or more, weaker than the sensitivity of high-sensitivity optical recording equipment used in research/clinical laboratory settings.

В определенных вариантах осуществления устройство может иметь видеодисплей. Видеодисплеи могут содержать компоненты, на которых дисплейная страница может отображаться способом, воспринимаемым пользователем, например, компьютерный монитор, электронно-лучевая трубка, жидкокристаллический дисплей, светодиодный дисплей, сенсорная панель или сенсорный дисплей и/или другие средства, известные в данной области, для испускания визуально воспринимаемого выходного сигнала. В некоторых вариантах осуществления устройство оборудовано сенсорным экраном для отображения информации, такой как изображение, полученное от детектора, и/или отчет, созданный из обработанных данных, и позволяющим субъекту вводить информацию.In certain embodiments, the device may have a video display. Video displays may include components on which a display page can be displayed in a manner perceivable by a user, such as a computer monitor, cathode ray tube, liquid crystal display, LED display, touch panel or touch display, and/or other means known in the art for emitting visually perceived output signal. In some embodiments, the device is equipped with a touch screen for displaying information, such as an image obtained from the detector and/or a report generated from the processed data, and allowing the subject to enter the information.

15. Мультиплексирование15. Multiplexing

В любом варианте осуществления, описанном в данном документе, система может быть сконструирована для проведения мультиплексного анализа и таким образом может содержать несколько участков хранения, несколько участков связывания или несколько участков хранения и несколько участков связывания, вследствие чего различные анализы можно выполнять в разных областях на поверхности одной из пластин. Например, в одном варианте осуществления одна из пластин может содержать несколько участков связывания, каждый из которых содержит другое средство для захвата, обеспечивая тем самым возможность выявления нескольких аналитов в образце в одном и том же анализе. Участки могут быть пространственно отделены, хотя и расположены рядом друг с другом.In any embodiment described herein, the system may be designed to perform a multiplex assay and thus may comprise multiple storage sites, multiple binding sites, or multiple storage sites and multiple binding sites, whereby different assays can be performed in different areas on the surface one of the plates. For example, in one embodiment, one of the plates may contain multiple binding sites, each containing a different capture means, thereby allowing multiple analytes in a sample to be detected in the same assay. The plots can be spatially separated, although located next to each other.

На фиг. 10 схематически проиллюстрирован иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, представляющий собой мультиплексное выявление в одном устройстве для CROF с использованием одного участка связывания на одной пластине и множества участков хранения на другой пластине. Панели (а) и (b) представляют собой изображение иллюстративного устройства в перспективе и его поперечное сечение соответственно. В данном иллюстративном случае мультиплексное устройство для CROF содержит первую пластину и вторую пластину, где одна поверхность первой пластины имеет один участок связывания; где одна поверхность второй пластины имеет множество участков хранения; и где разные участки хранения могут иметь одно и то же средство для выявления, но с разной концентрацией, или могут иметь разные средства для выявления в одинаковых или разных концентрациях. В некоторых вариантах осуществления площадь участка связывания больше площади каждого участка хранения. В некоторых вариантах осуществления площадь участка связывания больше общей площади всех участков хранения, и/или площадь участка связывания выровнена по участкам хранения (то есть они расположены друг на друге, а именно кратчайшее расстояние между участком связывания и точкой на накопителях одинаково или практически одинаково).In fig. 10 schematically illustrates an exemplary embodiment of the present invention that is multiplex detection in a single device for CROF using one binding site on one wafer and multiple storage sites on another wafer. Panels (a) and (b) are perspective views and cross-sections of the illustrative device, respectively. In this illustrative case, the multiplex device for CROF includes a first plate and a second plate, where one surface of the first plate has one binding site; wherein one surface of the second plate has a plurality of storage areas; and where different storage areas may have the same detection agent but at different concentrations, or may have different detection agents at the same or different concentrations. In some embodiments, the area of the binding area is larger than the area of each storage area. In some embodiments, the area of the binding area is greater than the total area of all storage areas, and/or the area of the binding area is aligned across the storage areas (that is, they are located on top of each other, namely the shortest distance between the binding area and a point on the storage units is the same or substantially the same).

На фиг. 11 схематически представлен дополнительный иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, представляющий собой мультиплексное выявление в одном устройстве для CROF с использованием одного участка хранения на одной пластине и нескольких участков связывания на другой пластине. Панели (а) и (b) представляют собой изображение иллюстративного устройства в перспективе и его поперечное сечение соответственно. В иллюстративном случае мультиплексное устройство для CROF содержит первую пластину и вторую пластину, где одна поверхность первой пластины имеет несколько участков связывания; где одна поверхность второй пластины имеет один участок хранения; и где различные участки связывания могут иметь одно и то же средство для захвата, но с разной концентрацией, или могут они иметь разные средства для захвата в одинаковых или разных концентрациях. В некоторых вариантах осуществления площадь участка хранения больше площади каждого участка связывания. В некоторых вариантах осуществления площадь участка хранения больше общей площади всех участков связывания, и/или она выровнена по участкам связывания (т.е. они расположены друг на друге).In fig. 11 is a schematic diagram of a further exemplary embodiment of the present invention that provides multiplex detection in a single device for CROF using one storage site on one wafer and multiple binding sites on another wafer. Panels (a) and (b) are perspective views and cross-sections of the illustrative device, respectively. In an illustrative case, a multiplex device for CROF includes a first wafer and a second wafer, where one surface of the first wafer has multiple binding sites; wherein one surface of the second plate has one storage area; and where different binding sites may have the same entrapment agent but at different concentrations, or they may have different entrapment agents at the same or different concentrations. In some embodiments, the area of the storage area is greater than the area of each binding area. In some embodiments, the area of the storage area is greater than the total area of all binding sites, and/or is aligned across the binding sites (ie, they are located on top of each other).

На фиг. 12 схематически представлен дополнительный иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, представляющий собой мультиплексное выявление в одном устройстве для CROF с несколькими участками связывания на одной пластине и несколькими соответствующими участками хранения на другой пластине. Панели (а) и (b) представляют собой изображение иллюстративного устройства в перспективе и его поперечное сечение соответственно. В иллюстративном случае мультиплексное устройство для CROF содержит первую пластину и вторую пластину, где одна поверхность первой пластины имеет множество участков связывания; где одна поверхность второй пластины имеет множество соответствующих участков хранения; где каждый соответствующий участок хранения расположен в местоположении на второй пластине, которое соответствует местоположению участка связывания на первой пластине, вследствие чего, когда пластины размещены друг напротив друга, каждый участок связывания перекрывается только с одним участком хранения, и каждый участок хранения перекрывается только с одним участком связывания; где разные участки хранения могут иметь одно и то же средство для выявления, но с разной концентрацией, или могут иметь разные средства для выявления в одинаковых или разных концентрациях; и где разные участки хранения могут иметь одно и то же средство для захвата, но с разной концентрацией, или могут иметь разные средства для захвата в одинаковых или разных концентрациях.In fig. 12 is a schematic representation of a further exemplary embodiment of the present invention, which is multiplex detection in a single device for CROF with multiple binding sites on one wafer and multiple corresponding storage sites on another wafer. Panels (a) and (b) are perspective views and cross-sections of the illustrative device, respectively. In an illustrative case, a multiplex device for CROF includes a first wafer and a second wafer, where one surface of the first wafer has a plurality of bonding sites; wherein one surface of the second plate has a plurality of corresponding storage areas; wherein each respective storage portion is located at a location on the second wafer that corresponds to the location of the binding portion on the first wafer such that, when the plates are placed opposite each other, each binding portion overlaps with only one storage portion, and each storage portion overlaps with only one portion binding; where different storage areas may have the same detection agent but at different concentrations, or may have different detection agents at the same or different concentrations; and where different storage areas may have the same capture agent but at different concentrations, or may have different capture agents at the same or different concentrations.

В определенных вариантах осуществления предусмотрено устройство согласно любой из фиг. 10, 11 и 12, где первая пластина дополнительно содержит на своей поверхности первый предварительно заданный участок для анализа и второй предварительно заданный участок для анализа, где расстояние между краями нескольких соседних участков для анализа значительно больше, чем толщина слоя однородной толщины, когда пластины приведены в закрытое положение, где по меньшей мере часть слоя однородной толщины образца расположена над предварительно заданными участками для анализа, и где образец содержит один или множество аналитов, которые способны к диффузии в образце. Посредством обеспечения расстояния между краями соседних нескольких участков для анализа, которое больше толщины образца, создается возможность получения несколько участков связывания без жидкостной изоляции отдельной части образца, поскольку инкубация до насыщения в анализе может осуществляться при существенной взаимной диффузии между двумя соседними участками. Путем соответствующего выбора соотношения расстояния до соседнего участка и толщины образца и соответствующего выбора времени измерения между временем, превышающим время инкубации до насыщения для анализа, но меньшим, чем время для существенной взаимной диффузии между двумя соседними участками, можно осуществлять мультиплексирование с помощью CROF без изоляции отдельной части образца. В некоторых вариантах осуществления соотношение расстояния до соседнего участка и толщины образца при закрытой конфигурации составляет 1,5 или больше, 3 или больше, 5 или больше, 10 или больше, 20 или больше, 30 или больше, 50 или больше, 100 или больше, 200 или больше, 1000 или больше, 10 000 или больше, или диапазон между любыми двумя из этих значений. Соотношение составляет 3 или больше для предпочтительного варианта осуществления, 5 или больше для другого предпочтительного варианта осуществления, 10 или больше для определенного предпочтительного варианта осуществления, 30 или больше для другого предпочтительного варианта осуществления и 100 или больше для другого предпочтительного варианта осуществления.In certain embodiments, a device according to any of FIGS. 10, 11 and 12, wherein the first plate further comprises on its surface a first predefined analysis area and a second predefined analysis area, wherein the distance between the edges of several adjacent analysis areas is significantly greater than the thickness of the layer of uniform thickness when the plates are brought into a closed position where at least a portion of a layer of uniform thickness of the sample is located over predetermined areas for analysis, and where the sample contains one or more analytes that are capable of diffusion in the sample. By providing a distance between the edges of adjacent multiple assay sites that is greater than the thickness of the sample, it is possible to obtain multiple binding sites without liquid isolation of a separate portion of the sample, since incubation to assay saturation can occur with significant interdiffusion between two adjacent sites. By appropriately selecting the ratio of adjacent distance to sample thickness and appropriately selecting the measurement time between a time greater than the saturation incubation time for the assay but less than the time for significant interdiffusion between two adjacent sites, it is possible to perform multiplexing with CROF without isolating a single parts of the sample. In some embodiments, the ratio of adjacent distance to sample thickness in a closed configuration is 1.5 or greater, 3 or greater, 5 or greater, 10 or greater, 20 or greater, 30 or greater, 50 or greater, 100 or greater, 200 or more, 1000 or more, 10,000 or more, or a range between any two of these values. The ratio is 3 or more for a preferred embodiment, 5 or more for another preferred embodiment, 10 or more for a certain preferred embodiment, 30 or more for another preferred embodiment, and 100 or more for another preferred embodiment.

В определенных вариантах осуществления предусмотрено устройство согласно любой из фиг. 10, 11 и 12, где первая пластина имеет на своей поверхности по меньшей мере три участка для анализа аналита, и при этом расстояние между краями любых двух соседних участков для анализа значительно больше, чем толщина слоя однородной толщины, когда пластины приведены в закрытое положение, где по меньшей мере часть слоя однородной толщины расположена над участками для анализа, и где образец содержит один или множество аналитов, которые способны к диффузии в образце.In certain embodiments, a device according to any of FIGS. 10, 11 and 12, where the first plate has on its surface at least three areas for analysis of the analyte, and the distance between the edges of any two adjacent areas for analysis is significantly greater than the thickness of the layer of uniform thickness when the plates are brought to the closed position, wherein at least a portion of a layer of uniform thickness is located above the areas to be analyzed, and where the sample contains one or more analytes that are capable of diffusion in the sample.

В определенных вариантах осуществления предусмотрено устройство согласно любой из фиг. 10, 11 и 12, где первая пластина имеет на своей поверхности по меньшей мере два соседних участка для анализа аналита, которые не разделены расстоянием, которое значительно больше, чем толщина слоя однородной толщины, когда пластины приведены в закрытое положение, где по меньшей мере часть слоя однородной толщины расположена над участками для анализа, и где образец содержит один или множество аналитов, которые способны к диффузии в образце.In certain embodiments, a device according to any of FIGS. 10, 11 and 12, where the first plate has on its surface at least two adjacent areas for analysis of the analyte, which are not separated by a distance that is significantly greater than the thickness of the layer of uniform thickness when the plates are brought to the closed position, where at least part a layer of uniform thickness located above the areas to be analyzed, and where the sample contains one or more analytes that are capable of diffusion in the sample.

Способ или устройства по любому из пунктов U1-6, Х-6, P1-8, W1-6, V1-4, UAB1-8, M1-2, S1-2, Q1-10 и H1, а также любой их комбинации, где первая и вторая пластины дополнительно содержат участок(участки) связывания и участок хранения, как описано на фиг. 10, фиг. 11 или фиг. 12 для мультиплексного выявления.The method or devices according to any of paragraphs U1-6, X-6, P1-8, W1-6, V1-4, UAB1-8, M1-2, S1-2, Q1-10 and H1, as well as any combination thereof wherein the first and second plates further comprise a binding portion(s) and a storage portion, as described in FIG. 10, fig. 11 or fig. 12 for multiplex detection.

В данных вариантах осуществления с помощью устройства можно осуществлять одновременный мультиплексный анализ образца жидкости без жидкостной изоляции (т.е. без наличия физического барьера между участками анализа). Это устройство может содержать первую пластину и вторую пластину, где i. пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; при этом одна или обе пластины являются гибкими; ii. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине; и разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями; iii. каждая из пластин на своей соответствующей поверхности имеет область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом, который содержит образец, который содержит один или более целевых аналитов, которые способны к диффузии в образце, iii. первая пластина имеет на своей поверхности один или множество участков связывания, каждый из которых характеризуется предварительно заданной площадью и содержит средство для захвата, которое связывает и иммобилизирует соответствующий целевой аналит в образце; и iv. вторая пластина имеет на своей поверхности один или множество соответствующих участков хранения, каждый из которых характеризуется предварительно заданной площадью и содержит средство для выявления в некоторой концентрации, которое после контакта с образцом растворяется в образце и диффундирует в образце, где каждое средство для захвата, целевой аналит и соответствующее средство для выявления способны образовывать «сэндвич» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления в участке связывания на первой пластине; где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины либо частично, либо полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах, и где другая конфигурация представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации: i. по меньшей мере часть образца сжата в слой однородной толщины, который находится в контакте с внутренними поверхностями двух пластин и ограничен ими, и который покрывает один или множество участков связывания и один или множество участков хранения, ii один или множество соответствующих участков хранения расположены над одним или множеством участков связывания, и iii. слой однородной толщины, который регулируется разделителями и пластинами, составляет меньше 250 мкм, и он существенно меньше, чем линейный размер предварительно заданной площади каждого участка хранения; и iv. отсутствует жидкостная изоляция между участком связывания и/или участками хранения, где разделение между краями соседних участков хранения и разделение между краями соседних участков связывания больше, чем расстояние, на которое целевой аналит или средство для выявления могут диффундировать за подходящий период времени, и где отсутствует жидкостная изоляция между участками связывания и/или участками хранения.In these embodiments, the device can perform simultaneous multiplex analysis of a liquid sample without liquid isolation (ie, without a physical barrier between analysis sites). This device may include a first plate and a second plate, where i. the plates are movable relative to each other in different configurations; wherein one or both plates are flexible; ii. one or both plates contain spacers that are fixed to the corresponding plate; and the dividers are characterized by a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the dividers; iii. each of the plates on its respective surface has a sample contact region for contacting the sample, which contains a sample that contains one or more target analytes that are capable of diffusion in the sample, iii. the first plate has on its surface one or a plurality of binding sites, each of which is characterized by a predetermined area and contains a capture means that binds and immobilizes the corresponding target analyte in the sample; and iv. the second plate has on its surface one or a plurality of corresponding storage areas, each of which is characterized by a predetermined area and contains a detection agent in a certain concentration, which, after contact with the sample, dissolves in the sample and diffuses into the sample, where each capture agent, the target analyte and the corresponding detection agent are capable of forming a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at a binding site on the first plate; where one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates, and where the other configuration is a closed configuration in which lead after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration: i. at least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness that is in contact with and bounded by the inner surfaces of the two plates, and that covers one or more bonding areas and one or more storage areas, ii one or more corresponding storage areas are located above one or more multiple binding sites, and iii. a layer of uniform thickness, which is regulated by separators and plates, is less than 250 microns, and it is significantly smaller than the linear dimension of the predetermined area of each storage area; and iv. there is no liquid isolation between the binding site and/or storage areas where the separation between the edges of adjacent storage sites and the separation between the edges of adjacent binding sites is greater than the distance over which the target analyte or detection agent can diffuse over a suitable period of time, and where there is no liquid isolation isolation between binding areas and/or storage areas.

В некоторых вариантах осуществления первая пластина имеет на своей поверхности множество (по меньшей мере 2, по меньшей мере 4 или по меньшей мере 16 или больше) участков связывания.In some embodiments, the first plate has multiple (at least 2, at least 4, or at least 16 or more) binding sites on its surface.

В некоторых вариантах осуществления каждый из указанного множества участков связывания связывается с отдельным целевым аналитом.In some embodiments, each of the plurality of binding sites binds to a separate target analyte.

В некоторых вариантах осуществления вторая пластина имеет на своей поверхности множество (по меньшей мере 2, по меньшей мере 4 или по меньшей мере 16 или больше) соответствующих участков хранения.In some embodiments, the second plate has a plurality of (at least 2, at least 4, or at least 16 or more) corresponding storage areas on its surface.

В некоторых вариантах осуществления каждый из множества соответствующих участков хранения связывается с отдельным целевым аналитом.In some embodiments, each of the plurality of respective storage sites is associated with a separate target analyte.

В некоторых вариантах осуществления первая пластина имеет на своей поверхности множество указанных участков связывания, а вторая пластина имеет на своей поверхности множество указанных соответствующих участков хранения, где каждый участок связывания обращен к соответствующему участку хранения, когда пластины находятся в закрытой конфигурации.In some embodiments, the first wafer has on its surface a plurality of said bonding sites, and the second wafer has on its surface a plurality of said corresponding storage regions, with each bonding site facing a corresponding storage region when the wafers are in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления первая пластина имеет на своей поверхности множество указанных участков связывания, а вторая пластина имеет на своей поверхности участок хранения, где по меньшей мере некоторые из участков связывания обращены к области в участке хранения, когда пластины приведены в закрытую конфигурацию.In some embodiments, the first plate has on its surface a plurality of said bonding sites, and the second plate has on its surface a storage region where at least some of the bonding sites face a region in the storage region when the plates are brought into a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления первая пластина имеет на своей поверхности участок связывания, а вторая пластина имеет на своей поверхности множество участков хранения, где по меньшей мере некоторые из участков хранения обращены к области в участке связывания, когда пластины находятся в закрытой конфигурации.In some embodiments, the first wafer has a bonding portion on its surface and the second wafer has a plurality of storage portions on its surface, where at least some of the storage portions face a region within the bonding portion when the plates are in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления первая пластина имеет на своей поверхности множество участков связывания, где участки связывания содержат разные средства для захвата, которые связывают и иммобилизируют один и тот же целевой аналит.In some embodiments, the first wafer has a plurality of binding sites on its surface, where the binding sites comprise different entrapment agents that bind and immobilize the same target analyte.

В некоторых вариантах осуществления первая пластина имеет на своей поверхности множество участков связывания, где участки связывания содержат одно и то же средство для захвата.In some embodiments, the first plate has a plurality of bonding sites on its surface, where the bonding sites comprise the same gripping means.

В некоторых вариантах осуществления средство для захвата присутствует с разной плотностью в разных участках связывания. Эти варианты осуществления можно применять для обеспечения метода количественного определения количества аналита в образце.In some embodiments, the capture agent is present at different densities at different binding sites. These embodiments can be used to provide a method for quantifying the amount of an analyte in a sample.

В некоторых вариантах осуществления существует разделение между двумя соседними участками связывания или двумя соседними участками хранения, и при этом отношение разделения к толщине образца в закрытой конфигурации составляет по меньшей мере 3, например по меньшей мере 5, по меньшей мере 10, по меньшей мере 20 или по меньшей мере 50.In some embodiments, there is separation between two adjacent binding sites or two adjacent storage sites, and wherein the ratio of separation to specimen thickness in a closed configuration is at least 3, such as at least 5, at least 10, at least 20, or at least 50.

В некоторых вариантах осуществления расстояние между разделителями находится в диапазоне от 1 мкм до 120 мкм.In some embodiments, the distance between the spacers is in the range of 1 μm to 120 μm.

В некоторых вариантах осуществления гибкие пластины характеризуются толщиной в диапазоне от 20 мкм до 250 мкм (например, в диапазоне от 50 мкм до 150 мкм) и модулем Юнга в диапазоне от 0,1 до 5 ГПа (например, в диапазоне 0,5-2 ГПа).In some embodiments, the flexible plates have a thickness in the range of 20 µm to 250 µm (for example, in the range of 50 µm to 150 µm) and a Young's modulus in the range of 0.1 to 5 GPa (for example, in the range of 0.5-2 GPa).

В некоторых вариантах осуществления произведение толщины гибкой пластины и модуля Юнга гибкой пластины находится в диапазоне от 60 до 750 ГПа-мкм.In some embodiments, the product of the flex plate thickness and the flex plate's Young's modulus is in the range of 60 to 750 GPa-μm.

В некоторых вариантах осуществления данный способ может предусматривать (а) получение образца, который содержит один или более целевых аналитов, которые способны к диффузии в образце; (b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где i. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, и одна или обе пластины являются гибкими, ii. разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, iii. первая пластина имеет на своей поверхности один или множество участков связывания, каждый из которых имеет предварительно заданную площадь, содержащую средство для захвата, которое связывает и иммобилизирует соответствующий целевой аналит из (а); и iv. вторая пластина имеет на своей поверхности один или множество соответствующих участков хранения, каждый из которых имеет предварительно заданную площадь и содержит средство для выявления в концентрации, которая при контакте с образцом растворяется в образце и диффундирует в образце, где каждое средство для захвата, целевой аналит и соответствующее средство для выявления способно образовывать сэндвич «средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления» в участке связывания первой пластины; (с) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, а пространство между пластинами не регулируется разделителями; (d) после (с) сжатие образца путем приведения двух пластин в закрытую конфигурацию, где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой i. по меньшей мере часть образца сжата в слой однородной толщины, который контактирует с внутренними поверхностями обеих пластин и ограничен ими, и который контактирует с одним или множеством участков связывания и одним или множеством участков для хранения, п. один или множество соответствующих участков для хранения расположены над одним или более участками связывания, и iii. однородная толщина слоя, регулируемая разделителями и пластинами, составляет менее 250 мкм и существенно меньше линейного размера предварительно заданной площади каждого участка для хранения; (е) после (d) и в то время, когда пластины приведены в закрытую конфигурации, или (1) инкубирование образца на протяжении подходящего интервала времени и затем прекращение инкубации; или (2) инкубирование образца на протяжении времени, которое равно или больше минимального подходящего интервала времени, а затем проведение оценки в течение периода времени, который равен или меньше максимального подходящего интервала времени, связывание каждого целевого аналита с участком связывания; где подходящий интервал времени: i. равен или больше времени, которое занимает диффузия целевого аналита (а) через толщину слоя однородной толщины при закрытой конфигурации; и ii. значительно меньше времени, которое занимает латеральная диффузия целевого аналита (а) через наименьший линейный размер предварительно заданной площади участка хранения или участка связывания; вследствие чего осуществляется реакция, в ходе которой по завершении инкубации (1) или в ходе проведения оценки (2) большая часть «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления, связанного с каждым участком связывания, происходит из соответствующего подходящего объема образца; где инкубация обеспечивает возможность связывания каждого целевого аналита с участком связывания и средством для выявления, где соответствующий подходящий объем представляет собой часть образца, которая расположена над соответствующим участком хранения при закрытой конфигурации, где разделение между краями соседних участков хранения и разделение между краями соседних участков связывания больше, чем расстояние, на которое целевой аналит или средство для выявления могут диффундировать за подходящий период времени, и где отсутствует жидкостная изоляция между участками связывания и/или участками хранения.In some embodiments, the method may comprise (a) obtaining a sample that contains one or more target analytes that are capable of diffusing in the sample; (b) providing first and second plates that are movable relative to each other into different configurations, where i. one or both plates include spacers that are fixed to the corresponding plate, and one or both plates are flexible, ii. The dividers are characterized by a predetermined practically uniform height and a predetermined constant distance between the dividers, iii. the first plate has on its surface one or a plurality of binding sites, each of which has a predetermined area containing a capture means that binds and immobilizes the corresponding target analyte of (a); and iv. the second plate has on its surface one or a plurality of corresponding storage areas, each of which has a predetermined area and contains a detection agent in a concentration that, upon contact with the sample, dissolves in the sample and diffuses into the sample, where each capture agent, target analyte and the corresponding detection agent is capable of forming a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first plate; (c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers; (d) after (c) compression of the sample by bringing the two plates into a closed configuration, where the closed configuration is the configuration in which i. at least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness that is in contact with and limited by the internal surfaces of both plates, and which is in contact with one or more bonding areas and one or more storage areas, wherein the one or more corresponding storage areas are located above one or more binding sites, and iii. uniform layer thickness, controlled by separators and plates, is less than 250 microns and is significantly less than the linear dimension of the predetermined area of each storage area; (e) after (d) and while the plates are in a closed configuration, or (1) incubating the sample for a suitable period of time and then stopping the incubation; or (2) incubating the sample for a time that is equal to or greater than the minimum suitable time interval, and then assessing for a period of time that is equal to or less than the maximum suitable time interval, binding each target analyte to the binding site; where the appropriate time interval is: i. equal to or greater than the time it takes for the target analyte (a) to diffuse through a layer of uniform thickness in a closed configuration; and ii. significantly less time taken for lateral diffusion of the target analyte (a) through the smallest linear dimension of a predetermined area of the storage site or binding site; whereby, at the end of the incubation (1) or during the evaluation (2), the majority of the capture agent-target analyte-detector sandwich associated with each binding site is derived from a corresponding suitable volume of sample ; wherein the incubation allows each target analyte to bind to a binding site and detection means, wherein the corresponding suitable volume is the portion of the sample that is located above the corresponding storage site in a closed configuration, where the separation between the edges of adjacent storage sites and the separation between the edges of adjacent binding sites is greater , than the distance over which the target analyte or detection agent can diffuse over a suitable period of time, and where there is no liquid isolation between the binding sites and/or storage sites.

В данном способе можно применять любой вариант осуществления мультиплексного устройства для анализа, описанного выше.Any embodiment of the multiplex assay device described above can be used in this method.

16. Образцы малого объема или реагент в широкой лунке (Е)16. Small volume samples or wide well reagent (E)

В некоторых применениях лунка на пластине будет использоваться для тестирования образца с объемом образца, небольшим по отношению к площади лунки, которую должен покрывать образец. Одним из аспектов настоящего изобретения являются способы и устройства, которые обеспечивают возможность проведения анализа, и другие химические реакции с образцами малого объема или реагентом в широкой лунке. Термин «лунка» относится к вогнутой ячейке, углубленной области или углублению на поверхности, которое предотвращает вытекание жидкости, размещенной внутри лунки, за пределы лунки за счет сплошного дна лунки и ограждающей боковой стенки (фиг.8). Площадь лунки означает площадь, огражденную боковой стенкой. Термины «малый объем образца» и «широкая лунка» означают, что если образец капают на дно лупки и без какого-либо устройства для распределения образца, то объем образца на дне лунки характеризуется площадью контакта с дном лунки меньше площади лунки (т.е. малая и широкая представляет собой сравнение площади естественного контакта образца и площади дна лунки). Лунка играет роль ограждающего разделителя (Е).In some applications, a well on a plate will be used to test a sample with a sample volume that is small relative to the area of the well that the sample must cover. One aspect of the present invention is methods and devices that enable analysis and other chemical reactions with small volume samples or reagent in a wide well. The term "well" refers to a concave cell, recessed area or depression on the surface that prevents liquid contained within the well from flowing out of the well due to the solid bottom of the well and the enclosing side wall (Fig. 8). Hole area means the area enclosed by the side wall. The terms “small sample volume” and “wide well” mean that if the sample is dropped onto the bottom of the hole and without any device for distributing the sample, then the volume of the sample at the bottom of the hole is characterized by an area of contact with the bottom of the hole that is less than the area of the hole (i.e. small and wide is a comparison of the natural contact area of the sample and the area of the bottom of the hole). The hole plays the role of an enclosing separator (E).

На фиг. 8 и 9 проиллюстрированы определенные варианты осуществления пластин и разделителей ограждающего типа (лунок) для регулирования толщины образца. Показаны два иллюстративных варианта осуществления: (а) первая пластина имеет разделитель ограждающего типа (лунка) и по меньшей мере один разделитель внутри лунки (фиг. 9), а (b) первая пластина не имеет разделителя внутри лунки (фиг. 8). Другие варианты осуществления заключаются в том, что перед тем как первую и вторую пластины приводят в закрытую конфигурацию, разделитель ограждающего типа расположен на одной из пластин, а изолированный разделитель (разделители) находятся на другой пластине; и при закрытой конфигурации пластин изолированный разделитель (разделители) находятся внутри лунки.In fig. 8 and 9 illustrate certain embodiments of guard-type plates and spacers (wells) for controlling sample thickness. Two exemplary embodiments are shown: (a) the first plate has a barrier-type separator (well) and at least one spacer within the well (Fig. 9), and (b) the first plate does not have a spacer within the well (Fig. 8). Other embodiments are that before the first and second plates are brought into a closed configuration, a barrier-type separator is located on one of the plates and an insulated separator(s) are located on the other plate; and in a closed plate configuration, the insulated spacer(s) are within the well.

В одном варианте осуществления объем образца, размещенного в лунке пластины, может характеризоваться предварительно заданным объемом (т.е. дозируют объем до определенного объема), который приблизительно равен внутреннему объему лунки (т.е. произведению площади внутренней поверхности лунки и высоты лунки), так что когда пластины приводят в закрытую конфигурацию, образец практически полностью заполняет лунку без или практически без вытекания образца из лунки.In one embodiment, the volume of the sample placed in the well of the plate may be characterized by a predetermined volume (i.e., the volume is dispensed to a certain volume) that is approximately equal to the internal volume of the well (i.e., the product of the internal surface area of the well and the height of the well), so that when the plates are brought into a closed configuration, the sample substantially completely fills the well with little or no sample flowing out of the well.

В другом варианте осуществления объем образца, размещенного в лунке пластины, не дозируют, и при закрытой конфигурации пластин часть образца заполняет лунку практически полностью, тогда как другая часть образца вытекает из лунки.In another embodiment, the volume of sample placed in the plate well is not dosed, and in a closed plate configuration, part of the sample fills the well almost completely, while another portion of the sample flows out of the well.

В других вариантах осуществления множество лунок составляет одну пластину. В некоторых вариантах осуществления между лунками имеются канавки (места слива) для образцов, которые переливаются из лунок. Места слива предотвращают переливание образца из одной лунки в другую лунку (другие лунки).In other embodiments, a plurality of wells constitute one plate. In some embodiments, there are grooves (overflow points) between the wells for samples to overflow from the wells. Overflow points prevent sample from flowing from one well to another well(s).

Е1. Как показано на фиг. 8, способ анализа и/или проведения химических реакций в образце малого объема в широкой лунке предусматривает:E1. As shown in FIG. 8, a method for analyzing and/or carrying out chemical reactions in a small volume sample in a wide well involves:

(a) получение первой пластины и второй пластины, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где первая пластина имеет на своей поверхности лунку, которая характеризуется предварительно заданным размером (включая дно лунки, глубину и ободок), и участок связывания в нижней части лунки;(a) providing a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, where the first plate has on its surface a dimple that is characterized by a predetermined size (including the bottom of the dimple, the depth and the rim), and a binding site at the bottom holes;

(b) получение образца, который (i) содержит целевой объект, способный к связыванию с участком связывания и диффузии в образце, и (ii) характеризуется объемом и смачивающим свойством, за счет чего площадь контакта образца, размещенного только на дне лунки, без контакта со второй пластиной, меньше площади дна лунки;(b) obtaining a sample that (i) contains a target object capable of binding to a binding site and diffusion in the sample, and (ii) has a volume and wetting property such that the contact area of the sample placed only at the bottom of the well is without contact with a second plate, less than the area of the hole bottom;

(c) размещение образца внутри лунки или на соответствующей области на второй пластине, или и первое, и второе, когда пластины приведены в открытую конфигурацию;(c) placing the sample within the well or on an appropriate area on a second plate, or both when the plates are in an open configuration;

где в открытой конфигурации две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, а пространство между второй пластиной и дном лунки не регулируется ободком лунки (т.е. глубиной лунки);where in an open configuration the two plates are either partially or completely separated from each other, and the space between the second plate and the bottom of the well is not controlled by the rim of the well (i.e., the depth of the well);

(d) после (с) распределение образца за счет перевода пластин в закрытую конфигурацию; где в закрытой конфигурации вторая пластина покрывает лунку, толщина образца на участке связывания регулируется лункой и второй пластиной, и образец характеризуется большей площадью контакта с дном лунки, чем площадь, когда пластины приведены в открытую конфигурацию;(d) after (c) distribution of the sample by placing the plates in a closed configuration; wherein in a closed configuration the second plate covers the well, the thickness of the sample at the binding site is controlled by the well and the second plate, and the sample has a larger contact area with the bottom of the well than when the plates are in an open configuration;

где соответствующая площадь второй пластины представляет собой площадь по верхней кромке лунки и внутри ободка лунки при закрытой конфигурации.where the corresponding area of the second plate is the area along the top edge of the socket and inside the rim of the socket in a closed configuration.

В способе по пункту Е1 пластина дополнительно содержит по меньшей мере один изолированный разделитель внутри лунки (т.е. разделитель лунки).In the method of item E1, the plate further comprises at least one insulated spacer within the well (ie, a well spacer).

В способе по пункту Е1 в некоторых вариантах осуществления объем образца отмеривают (например, с получением определенного объема). Отмеренный объем приблизительно меньше или больше объема лунки или равен ему.In the method of item E1, in some embodiments, the volume of the sample is measured (eg, to a specific volume). The measured volume is approximately less than, greater than or equal to the volume of the well.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту Е1 сила сжатия с наружной стороны пластин настроена так, чтобы удерживать пластины в закрытой конфигурации.In some embodiments of the method of E1, the compression force on the outside of the plates is adjusted to hold the plates in a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту Е1 капиллярная сила настроена так, чтобы удерживать пластины в закрытой конфигурации.In some embodiments of the method of E1, the capillary force is adjusted to hold the plates in a closed configuration.

Как показано на фиг. 8d, в некоторых вариантах осуществления способа по пункту Е1 дно лунки, соответствующая площадь последней или и первое, и второе присоединены к разделителям предварительно заданной высоты, где при закрытой конфигурации толщина образца регулируется разделителями, ободком или и первым, и вторым.As shown in FIG. 8d, in some embodiments of the method of paragraph E1, the bottom of the well, the corresponding area of the latter, or both the first and second are attached to spacers of a predetermined height, where in a closed configuration the thickness of the sample is controlled by the spacers, the rim, or both the first and second.

В некоторых вариантах осуществления высота разделителя равна, меньше или больше глубины лунки. Дно лунки является плоским (т.е. ровным) или изогнутым. В некоторых вариантах осуществления разделители (1) характеризуются предварительно заданным пространством между разделителями, (2) внутренним пространством образца, (3) закреплены на соответствующих пластинах или любой их комбинацией.In some embodiments, the height of the spacer is equal to, less than, or greater than the depth of the well. The bottom of the hole is flat (i.e. level) or curved. In some embodiments, the spacers are (1) characterized by a predetermined space between the spacers, (2) an internal space of the sample, (3) secured to respective plates, or any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления объем образца примерно равен объему лунки с вычетом объема разделителей. В некоторых вариантах осуществления вторая пластина выполнена с возможностью герметизации лунки.In some embodiments, the volume of the sample is approximately equal to the volume of the well minus the volume of the separators. In some embodiments, the second plate is configured to seal the well.

В некоторых вариантах осуществления соотношение площади лунки и квадрата глубины лунки составляет 3 или больше, 5 или больше, 10 или больше, 20 или больше, 30 или больше, 50 или больше, 100 или больше, 200 или больше, 1000 или больше, 10000 или больше, или диапазон между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, the ratio of socket area to square of socket depth is 3 or more, 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 50 or more, 100 or more, 200 or more, 1000 or more, 10,000 or greater than, or a range between any two of these values.

Соотношение площади лунки и квадрата глубины лунки составляет от 3 до 20 в предпочтительном варианте осуществления, от 20 до 100 в другом предпочтительном варианте осуществления, и от 100 до 1000 в другом предпочтительном варианте осуществления, и от 1000 до 10000 в другом предпочтительном варианте осуществления. 17. Количественное определение путем корректировки эффектов, создаваемых объемом, не относящимся к образцу (С)The ratio of the socket area to the square of the socket depth is from 3 to 20 in a preferred embodiment, from 20 to 100 in another preferred embodiment, and from 100 to 1000 in another preferred embodiment, and from 1000 to 10000 in another preferred embodiment. 17. Quantification by correcting for effects produced by non-sample volume (C)

В процессе CROF образец зачастую смешан с объемом(объемами), не относящимся к образцу, который обусловлен объектами, которые не относятся к образцу, которые включают без ограничения разделители, воздушные пузырьки, пыль или любые их комбинации. Воздушные пузырьки или пыль могут быть внесены при нанесении образца или в ходе другого процесса в процессе CROF. Эти объекты, не относящиеся к образцу, занимают объем и внутреннее пространство образца, что должно быть откорректировано при определении подходящего объема (представляющего интерес объема) образца. Один аспект настоящего изобретения заключается в корректировке эффектов, создаваемых объемом, не относящимся к образцу, во внутреннем пространстве подходящего объема образца между двумя пластинами, где толщина подходящего объема регулируется разделителями.In the CROF process, the sample is often mixed with non-sample volume(s) that are caused by non-sample objects, which include, but are not limited to, separators, air bubbles, dust, or any combination thereof. Air bubbles or dust may be introduced during sample application or other processes in the CROF process. These non-sample objects occupy the volume and interior space of the sample, which must be adjusted for when determining the appropriate volume (volume of interest) of the sample. One aspect of the present invention is to correct the effects created by a non-sample volume in the interior space of a suitable sample volume between two plates, where the thickness of the suitable volume is controlled by spacers.

С1. Способ корректировки эффектов, создаваемых материалом, не относящимся к образцу, при определении подходящего объема образца между двумя пластинами, предусматривающий:C1. A method of adjusting for effects caused by non-specimen material when determining an appropriate sample volume between two plates, comprising:

(a) получение образца, в котором подходящий объем образца подлежит количественному определению;(a) obtaining a sample in which a suitable volume of the sample is to be quantified;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемым относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины содержат разделители, и при этом разделители характеризуются предварительно заданными расстоянием между разделителями и высотой, и при этом каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;(b) providing two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or both plates contain spacers, and wherein the spacers have a predetermined distance between the spacers and height, and wherein each of the spacers is secured to its respective plate;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) приведение пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина образца подходящего объема регулируется пластинами и разделителями и тоньше максимальной толщины образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и подходящий объем может содержать объем материала, не относящегося к образцу;(d) after (c) bringing the plates into a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, spacers and a suitable sample volume are between the plates, the thickness of the sample of the suitable volume is controlled by the plates and spacers and is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in open configuration, and a suitable volume may contain a volume of non-sample material;

(e) измерение, пока пластины находятся в закрытой конфигурации, (i) площади горизонтальной поверхности подходящего объема образца и (ii) объема материала, не относящегося к образцу; и(e) measuring, while the plates are in a closed configuration, (i) the horizontal surface area of a suitable sample volume and (ii) the volume of non-specimen material; And

(f) вычисление подходящего объема образца с использованием толщины подходящего объема, регулируемого разделителями, и корректировку эффектов, обусловленных материалом, не относящимся к образцу;(f) calculating a suitable sample volume using the thickness of the suitable volume adjusted by the spacers and correcting for effects due to non-sample material;

где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть полного объема образца, а материалы, не относящиеся к образцу, представляют собой материалы, которые не происходят из образца.where the relevant volume is at least a portion of the total volume of the sample, and non-sample materials are materials that do not originate from the sample.

- Измерение объема, не относящегося к образцу, осуществляют путем визуализации образца между двумя пластинами.- Non-sample volume measurement is carried out by visualizing the sample between two plates.

18. Точное количественное определение путем двойной проверки пространства18. Accurate quantification by double checking space

В случае определенного набора условий при CROF даже разделители и пластины могут обеспечивать предварительно заданную толщину образца при закрытой конфигурации, фактический набор условий в ходе проведения конкретного CROF может отличаться от ожидаемого, что приводит к ошибкам в предварительно заданной конечной толщине образца. Для уменьшения таких ошибок одним из аспектов настоящего изобретения является двойная проверка конечной толщины образца при закрытой конфигурации.Given a given set of CROF conditions, even spacers and plates may provide a preset specimen thickness in a closed configuration, the actual set of conditions during a particular CROF may differ from those expected, resulting in errors in the preset final specimen thickness. To reduce such errors, one aspect of the present invention is to double check the final sample thickness in a closed configuration.

С2. Способ определения и проверки толщины подходящего объема образца между двумя пластинами предусматривает:C2. A method for determining and checking the thickness of a suitable sample volume between two plates involves:

(a) получение образца, в котором подходящий объем образца подлежит количественному определению;(a) obtaining a sample in which a suitable volume of the sample is to be quantified;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемым относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины содержат разделители, и при этом разделители характеризуются предварительно заданными расстоянием между разделителями и высотой, и при этом каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;(b) providing two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or both plates contain spacers, and wherein the spacers have a predetermined distance between the spacers and height, and wherein each of the spacers is secured to its respective plate;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) приведение пластин в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина образца подходящего объема регулируется пластинами и разделителями и тоньше максимальной толщины образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и подходящий объем может содержать объем материала, не относящегося к образцу;(d) after (c) bringing the plates into a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, spacers and a suitable sample volume are between the plates, the thickness of the sample of the suitable volume is controlled by the plates and spacers and is thinner than the maximum thickness of the sample when the plates are in open configuration, and a suitable volume may contain a volume of non-sample material;

(e) измерение, пока пластины находятся в закрытой конфигурации, (i) площади горизонтальной поверхности подходящего объема образца и (ii) объема материала, не относящегося к образцу; и(e) measuring, while the plates are in a closed configuration, (i) the horizontal surface area of a suitable sample volume and (ii) the volume of non-specimen material; And

(f) вычисление подходящего объема образца при корректировании эффектов, обусловленных материалом, не относящимся к образцу;(f) calculating an appropriate sample volume while correcting for effects due to non-sample material;

где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть полного объема образца, а материалы, не относящиеся к образцу, представляют собой материалы, которые не происходят из образца.where the relevant volume is at least a portion of the total volume of the sample, and non-sample materials are materials that do not originate from the sample.

19. Промывка (WS)19. Flushing (WS)

В настоящем изобретении одна или любые комбинации вариантов осуществления сдавливания и удержания пластин, описанных в данном документе, используются во всех способах и устройствах, описанных во всем описании настоящего изобретения.In the present invention, one or any combinations of plate compression and retention embodiments described herein are used in all methods and devices described throughout the specification of the present invention.

Способ для стадии промывки при проведении анализа, предусматривающий:A method for the washing step during analysis, comprising:

(a) проведение стадий в одном или любой комбинации способов, описанных выше, и(a) carrying out the steps in one or any combination of the methods described above, and

(b) отмывку образца или переносящей среды между пластинами.(b) washing the sample or transfer medium between the plates.

В способе, в котором применяют CROF, промывку проводят путем удержания пластины в закрытой конфигурации.In the CROF method, washing is accomplished by holding the plate in a closed configuration.

В способе, в котором применяют CROF, промывку проводят путем разделения пластин из закрытой конфигурации.In the CROF method, washing is carried out by separating the plates from a closed configuration.

20. Анализы с несколькими стадиями (МА)20. Multistep Assays (MA)

В настоящем изобретении варианты осуществления, описанные в раскрытии (т.е. все разделы), можно применять в комбинации (а) путем объединения одного варианта осуществления с другим (другими) вариантом (вариантами) осуществления, (b) путем применения одного и того же варианта (вариантов) осуществления более одного раза, и (с) любой комбинации (а) и (b).In the present invention, the embodiments described in the disclosure (i.e., all sections) can be used in combination (a) by combining one embodiment with other embodiment(s), (b) by using the same embodiment(s) more than once, and (c) any combination of (a) and (b).

МА1. Способ анализа аналита в образце, предусматривающий:MA1. A method for analyzing an analyte in a sample, comprising:

(a) получение образца с аналитом;(a) obtaining a sample containing the analyte;

(b) проведение способа, в котором применяют CROF; и(b) carrying out a process using CROF; And

(c) разделение пластин и проведение способа, в котором применяют CROF. Способ по пункту МА1 в некоторых вариантах осуществления дополнительно(c) separating the plates and carrying out the process using CROF. The method according to paragraph MA1 in some embodiments additionally

предусматривает после стадии (с) МА1 стадию повторения тех же стадий из всех стадийprovides after stage (c) MA1 a stage of repeating the same stages from all stages

способа по пункту МА1 по меньшей мере один раз.method according to point MA1 at least once.

МА2. Способ анализа аналита в образце, предусматривающий:MA2. A method for analyzing an analyte in a sample, comprising:

(a) получение образца с аналитом;(a) obtaining a sample containing the analyte;

(b) проведение способа, в котором применяют CROF;(b) carrying out a process using CROF;

(c) разделение пластин и проведение способа (промывка), в котором применяют CROF; и(c) separating the plates and carrying out the process (washing) in which CROF is used; And

(d) проведение способа, в котором применяют CROF.(d) carrying out a process using CROF.

Способ по пункту МА2 в некоторых вариантах осуществления дополнительно предусматривает после стадии (с) в МА2 стадию повторения тех же стадий из всех стадий способа по пункту МА2 по меньшей мере однократно.The method of MA2 in some embodiments further comprises, after step (c) in MA2, the step of repeating the same steps from all steps of the method of MA2 at least once.

Способ по пункту МА2 в некоторых вариантах осуществления дополнительно предусматривает после стадии (с) в МА2 стадию повторения тех же стадий из всех стадий способа по пункту МА1 по меньшей мере однократно.The method of item MA2 in some embodiments further includes, after step (c) in MA2, the step of repeating the same steps from all stages of the method of item MA1 at least once.

МА3. Набор для анализа аналита в образце, который содержит;MA3. A kit for analyzing an analyte in a sample that contains;

первое устройство для CROF, в котором применяется CROF; иthe first CROF device to use CROF; And

третью пластину, которую комбинируют с одной из пластин первого устройства для CROF, когда пластины первого устройства для CROF разделяют, с получением второго устройства для CROF.a third plate that is combined with one of the plates of the first CROF device when the plates of the first CROF device are separated to form a second CROF device.

МА4. Набор для анализа аналита в образце, который содержит:MA4. A kit for analyzing an analyte in a sample that contains:

первое устройство для CROF, в котором применяется CROF;the first CROF device to use CROF;

по меньшей мере один участок связывания или участок хранения, который расположен на области контакта с образцом на пластине устройства для CROF; иat least one binding site or storage site that is located on the sample contact area on the plate of the CROF device; And

третью пластину, которую когда пластины первого устройства для CROF разделены, совмещают с одной из пластин первого устройства для CROF с получением второго устройства для CROF; где участок связывания связывает целевой аналит с поверхностью пластины, и при этом участок хранения содержит реагент, который при контакте с образцом может растворяться в образце и диффундировать в образце.a third plate which, when the plates of the first CROF device are separated, is combined with one of the plates of the first CROF device to form a second CROF device; wherein the binding site binds the target analyte to the surface of the plate, and wherein the storage region contains a reagent that, upon contact with the sample, can dissolve in the sample and diffuse into the sample.

Получение изображения может предусматривать использование смартфона. Способы из данного раздела могут дополнительно предусматривать стадию освещения с помощью источника света. Источником света может быть лазер, LED, лампа или вспышка камеры.Acquiring the image may involve the use of a smartphone. The methods of this section may further include the step of illuminating using a light source. The light source can be a laser, LED, lamp or camera flash.

Набор (MQXA) для проведения анализа с целью выявлению целевого объекта в образцеKit (MQXA) for analysis to identify the target object in the sample

Набор для анализа целевого объекта в образце может содержать:The sample target assay kit may contain:

а. первую пластину, где одна поверхность первой пластины имеет один или множество участков связывания, которые могут иммобилизировать целевой объект, и участок связывания содержит партнера по связыванию, который связывает целевой объект;A. a first plate, where one surface of the first plate has one or more binding sites that can immobilize a target object, and the binding site contains a binding partner that binds the target object;

b. покровную пластину;b. cover plate;

с.образец во внутреннем пространстве между покровной пластиной и первой пластиной, где образец содержит указанный целевой объект, который является подвижным в образце, форма образца является деформируемой, первая пластина и вторая пластина являются подвижными относительно друг друга, форма образца практически соответствует внутренним поверхностям, по меньшей мере часть образца находится в контакте с участком связывания, и внутреннее пространство во время инкубации меньше определенного расстояния, при этом образец находится в контакте с указанными участками связывания;c. sample in the internal space between the cover plate and the first plate, where the sample contains the specified target object, which is movable in the sample, the shape of the sample is deformable, the first plate and the second plate are movable relative to each other, the shape of the sample practically corresponds to the internal surfaces, according to at least a portion of the sample is in contact with the binding site, and the internal space during incubation is less than a certain distance, while the sample is in contact with the specified binding sites;

d. устройство для визуализации, которое может получать изображение поверхности первой пластины и/или поверхности покровной пластины; иd. an imaging device that can acquire an image of the surface of the first plate and/or the surface of the cover plate; And

е. измерительное устройство, которое может измерять пространство внутреннего промежутка. Способы из данного раздела могут включать применение смартфона. Способы из данного раздела могут включать применение осветительного устройства. Осветительное устройство может предусматривать лазер, LED, лампу или вспышку камеры.e. a measuring device that can measure the space of the internal gap. Methods in this section may involve using a smartphone. The methods in this section may include the use of a lighting device. The lighting device may include a laser, LED, lamp, or camera flash.

21. Сдавливание и удерживание пластин (Н)21. Squeezing and holding plates (H)

Силы сжатия. В способе CROF используют силы для сжатия двух пластин с приведением пластин из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию. Силы сжатия уменьшают расстояние между внутренними поверхностями пластин и таким образом толщину образца, который расположен между пластинами. В настоящем изобретении силы сжатия включают без ограничения механическую силу, капиллярные силы (вследствие поверхностных натяжений), электростатическую силу, электромагнитную силу (в том числе свет) и любую их комбинацию.Compressive forces. The CROF method uses forces to compress two plates, bringing the plates from an open configuration to a closed configuration. Compressive forces reduce the distance between the inner surfaces of the plates and thus the thickness of the sample that is located between the plates. In the present invention, compression forces include, but are not limited to, mechanical force, capillary forces (due to surface tension), electrostatic force, electromagnetic force (including light), and any combination thereof.

В некоторых вариантах осуществления при приведении пластин из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию прикладывают внешнюю силу, чтобы привести первую пластину и вторую пластину по направлению друг к другу.In some embodiments, when moving the plates from an open configuration to a closed configuration, an external force is applied to force the first plate and the second plate toward each other.

В некоторых вариантах осуществления при переводе пластин из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию внешнее давление прикладывают с наружной стороны первой пластины и второй пластины, чтобы прижать пластины по направлению друг к другу, и при этом давление выше, чем давление между пластинами. Для создания более высокого давления снаружи пластины, чем с внутренней стороны пластины, применяется устройство. Устройство предусматривает, в частности, уплотнительное устройство.In some embodiments, when moving the plates from an open configuration to a closed configuration, external pressure is applied from the outside of the first plate and the second plate to force the plates toward each other, and the pressure is greater than the pressure between the plates. A device is used to create higher pressure on the outside of the plate than on the inside of the plate. The device includes in particular a sealing device.

В некоторых вариантах осуществления сила сжатия по меньшей мере частично обеспечивается капиллярной силой, которая обусловлена жидкостью между первой пластиной и второй пластиной и соответствующими поверхностными натяжениями и взаимодействиями с пластинами. В некоторых вариантах осуществления жидкость представляет собой собственно образец или образец, смешанный с жидкостью. В определенных вариантах осуществления капиллярную силу используют вместе с другими силами. Во многих случаях образец часто находится в жидком состоянии и поверхностные натяжения являются подходящими для внесения капиллярной силы. В некоторых вариантах осуществления деформация образца пластинами может автоматически останавливаться, когда капиллярная сила равна силе, необходимой для деформирования образца.In some embodiments, the compressive force is at least partially provided by capillary force, which is caused by the fluid between the first plate and the second plate and the corresponding surface tensions and interactions with the plates. In some embodiments, the liquid is the sample itself or a sample mixed with the liquid. In certain embodiments, capillary force is used in conjunction with other forces. In many cases, the sample is often in a liquid state and the surface tensions are suitable for introducing capillary force. In some embodiments, deformation of the sample by the plates may automatically stop when capillary force equals the force required to deform the sample.

В определенных вариантах осуществления силу сжатия (следовательно, деформацию образца) создают путем изоляции давления между первой пластиной и второй пластиной (внутреннее давление) от давления снаружи пластин (внешнее давление), а затем понижения внутреннего давления ниже внешнего давления. Изоляцию можно выполнить с помощью вакуумного затвора или других устройств.In certain embodiments, the compressive force (hence the deformation of the sample) is created by isolating the pressure between the first plate and the second plate (internal pressure) from the pressure outside the plates (external pressure), and then reducing the internal pressure below the external pressure. Isolation can be accomplished using a vacuum seal or other devices.

В некоторых вариантах осуществления предусмотрена комбинация способов, описанных выше.In some embodiments, a combination of the methods described above is provided.

Постепенное сдавливание. В определенных вариантах осуществления силу сжатия для приведения пластин в закрытую конфигурацию прилагают в процессе, называемом «постепенным сдавливанием», который предусматривает следующее: сдавливание (т.е. приложение силы сжатия) сначала прилагают в одном местоположении пластины (пластин), затем постепенно прилагают к другим местоположениям образца. В некоторых вариантах осуществления постепенного сдавливания силу сжатия (за исключением капиллярных сил самого образца) в одном местоположении после деформирования образца до требуемой толщины в этом местоположении (i) поддерживают в течение всего процесса сдавливания и деформации образца, (ii) снимают при сдавливании других мест, или (iii) применяют (i) для определенной части пластин и применяют (ii) для другой части образца.Gradual compression. In certain embodiments, the compressive force to bring the plates into a closed configuration is applied in a process called "gradual compression", which involves the following: compression (i.e., application of a compressive force) is first applied at one location of the plate(s), then gradually applied to other sample locations. In some embodiments of progressive squeezing, the compressive force (excluding capillary forces of the sample itself) at one location, after deforming the sample to the desired thickness at that location (i) is maintained throughout the process of squeezing and deforming the sample, (ii) is released when squeezing other locations, or (iii) apply (i) to a certain part of the plates and apply (ii) to another part of the sample.

В одном варианте осуществления постепенного сдавливания валик применяют, чтобы придавить первую пластину и вторую пластину (образец расположен между пластинами и пластины являются слегка гибкими) к другому валику или к ровной поверхности.In one embodiment of progressive compression, a roller is used to press a first plate and a second plate (the sample is located between the plates and the plates are slightly flexible) against another roller or a flat surface.

В другом варианте осуществления пальцы человека представляют собой инструмент для сдавливания пластин (следовательно, образца). Сдавливание осуществляют одной частью руки человека относительно другой части тела человека (включая другую часть руки человека) или рукой человека относительно объекта (например, поверхности стола). В одном варианте осуществления сдавливание начинают в одном местоположении образца и постепенно перемещают в другие места образца.In another embodiment, the human fingers are a tool for compressing the plates (thus the sample). The compression is performed by one part of a person's hand relative to another part of the person's body (including another part of the person's hand) or by a person's hand relative to an object (for example, a table surface). In one embodiment, compression begins at one location on the sample and is gradually moved to other locations on the sample.

В одном варианте осуществления постепенного сдавливания струю сжатого воздуха сначала направляют в местоположение (например, центр) пары пластин (которое находится между первой пластиной и второй пластиной, при этом одна из пластин является немного гибкой) и давление постепенно распространяют на другую часть пары пластин.In one embodiment of progressive compression, a jet of compressed air is first directed to a location (eg, the center) of a pair of plates (which is between the first plate and the second plate, with one of the plates being slightly flexible) and the pressure is gradually applied to the other part of the pair of plates.

В другом варианте осуществления одна или обе из первой пластины и второй пластины являются гибкими и находятся в контакте с одним местоположением образца, а затем капиллярная сила в этом данном местоположении сдвигает пару пластин (по направлению друг к другу) с деформированием образца.In another embodiment, one or both of the first plate and the second plate are flexible and in contact with one location of the sample, and then capillary force at that given location moves the pair of plates (towards each other) to deform the sample.

Преимущество постепенного сдавливания включает следующее: возможность использовать меньшую силу для деформирования образца (потому что при одной и той же силе, чем меньше площадь сдавливания, чем больше давление); помощь движению (деформации) образца и/или уменьшение содержания пузырей воздуха в образце. Чем больше давление, тем большей будет деформация образца. Постепенное сдавливание может улучшить однородность толщины деформированного образца.The advantages of gradual squeezing include the following: the ability to use less force to deform the sample (because for the same force, the smaller the squeezing area, the greater the pressure); assisting movement (deformation) of the sample and/or reducing the content of air bubbles in the sample. The greater the pressure, the greater the deformation of the sample. Gradual compression can improve the thickness uniformity of the deformed specimen.

Устройства для сдавливания. Устройства контроля силы (сил) сжатия для деформации образца в CROF имеют несколько практических реализации. В некоторых вариантах осуществления для сдавливания применяется рука человека, например, сдавливание осуществляется пальцами человека. В определенных вариантах осуществления применяется устройство для сдавливания, где устройство для сдавливания включает без ограничения руку(руки) человека, механическую клипсу, механический пресс, механический зажим, механический ползунок, механическое устройство, электромагнитное устройство, ролик, который прокатывают по поверхности, два ролика друг напротив друга, струйный пресс, гидравлическое устройство или любую их комбинацию. В определенных вариантах осуществления для непосредственного или опосредованного сдавливания первой пластины и/или второй пластины применяется жидкость под давлением (в том числе сжатый воздух). «Непосредственно» означает, что жидкость под давлением прилагают непосредственно к первой пластине и/или второй пластине; а «опосредованно» означает, что ее прилагают через третий объект. В определенных вариантах осуществления при сдавливании применяют комбинацию вышеуказанных вариантов осуществления устройств и способов для сдавливания.Compression devices. Devices for controlling the compressive force(s) for sample deformation in CROF have several practical implementations. In some embodiments, a human hand is used to perform the compression, for example, the compression is performed by a person's fingers. In certain embodiments, a squeezing device is used, where the squeezing device includes, but is not limited to, a human hand(s), a mechanical clip, a mechanical press, a mechanical clamp, a mechanical slider, a mechanical device, an electromagnetic device, a roller that is rolled over a surface, two rollers, each other. opposite each other, a jet press, a hydraulic device, or any combination thereof. In certain embodiments, a pressurized fluid (including compressed air) is used to directly or indirectly compress the first plate and/or the second plate. "Directly" means that the pressurized liquid is applied directly to the first plate and/or the second plate; and “indirectly” means that it is applied through a third object. In certain embodiments, squeezing uses a combination of the above embodiments of squeezing devices and methods.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления деформации образца осуществляют мониторинг сдавливания и деформации образца. Мониторинг можно использовать для управления сдавливанием и деформацией образца. Мониторинг деформации включает без ограничения механический, электрический, оптический, химический, магнитный способ и любую их комбинацию. Механические способы включают без ограничения механические датчики, разделители (механические стопоры, более подробно обсуждаемые ниже) и звуковые волны.Additionally, in some embodiments, sample deformation is monitored for compression and deformation of the sample. Monitoring can be used to control compression and deformation of the sample. Strain monitoring includes, but is not limited to, mechanical, electrical, optical, chemical, magnetic, and any combination thereof. Mechanical methods include, but are not limited to, mechanical sensors, spacers (mechanical stops, discussed in more detail below), and sound waves.

В CROF устройство контроля пространства предусматривает механический пресс, механические столики для поступательного движения, пальцы человека, жидкость, обеспечивающую капиллярные силы, которые сдвигают пластины по отношению друг к другу, жидкость (в том числе воздух), которая прилагает давление на пластины, или их комбинацию.In a CROF, the space control device includes a mechanical press, mechanical stages for translational motion, human fingers, a fluid that provides capillary forces that move the plates relative to each other, a fluid (including air) that applies pressure to the plates, or a combination thereof. .

В определенных вариантах осуществления механические столики (поступательные и/или вращательные) применяют для контроля деформации образца и толщины образца, и они функционируют вместе с системами мониторинга.In certain embodiments, mechanical stages (translational and/or rotational) are used to monitor sample deformation and sample thickness, and they operate in conjunction with monitoring systems.

В некоторых вариантах осуществления сила сжатия по меньшей мере частично обеспечивается прессом (который представляет собой устройство, переводящее пластины в закрытую конфигурацию), выполненным с возможностью сдавливания пластин вместе в закрытую конфигурацию.In some embodiments, the compressive force is at least partially provided by a press (which is a device that forces the plates into a closed configuration) configured to press the plates together into a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления сдавливание пластин осуществляется с помощью руки человека. Человек может быть субъектом, подвергаемым тестированию, или субъектом, проводящим тест, или субъектом, который отбирает образец.In some embodiments, compression of the plates is accomplished by a human hand. The person may be the subject being tested, the subject performing the test, or the subject collecting the sample.

В некоторых вариантах осуществления сдавливание пластин заключается в удержании двух пластин вместе для применения капиллярной силы. Капиллярная сила генерируется за счет придания гидрофильности по меньшей мере части внутренней поверхности одной пластины или обеих. С помощью надлежащей капиллярной силы две пластины способны поддерживать одинаковое пространство между пластинами и одинаковую толщину подходящего объема образца, такие же, как при исходном переводе пластин в закрытую конфигурацию, даже если удаляется часть сил или все силы (кроме капиллярной силы), которые применялись для сжатия пластины в закрытую конфигурацию.In some embodiments, plate compression involves holding two plates together to apply capillary force. Capillary force is generated by imparting hydrophilicity to at least a portion of the inner surface of one or both plates. With the proper capillary force, the two plates are able to maintain the same space between the plates and the same thickness of the suitable sample volume, the same as when the plates were initially converted to a closed configuration, even if some or all of the forces (except capillary force) that were used to compress are removed plates into a closed configuration.

В некоторых вариантах осуществления устройство, которое прилагает силу сжатия к наружной поверхности пластин для уменьшения расстояния между внутренними поверхностями пластин, содержит поверхность для контакта, соответствующую наружным поверхностям пластины, где поверхность для контакта устройства представляет собой поверхность устройства, которая контактирует с наружной поверхностью пластин, а «соответствующая внешней поверхности пластины» означает, что поверхность устройства может деформироваться во время сжатия, чтобы форма соответствовала форме внешней поверхности пластины. В одном иллюстративном варианте осуществления устройство для сжатия представляет собой пальцы человека. В другом иллюстративном варианте осуществления устройство для сжатия имеет поверхность для контакта, изготовленную из видов мягкого пластика или резины.In some embodiments, a device that applies a compressive force to the outer surface of the plates to reduce the distance between the inner surfaces of the plates includes a contact surface corresponding to the outer surfaces of the plate, where the device contact surface is a surface of the device that contacts the outer surface of the plates, and "matching the outer surface of the plate" means that the surface of the device can be deformed during compression to conform to the shape of the outer surface of the plate. In one illustrative embodiment, the compression device is a person's fingers. In another illustrative embodiment, the compression device has a contact surface made of soft plastic or rubber types.

Самоудерживание (сохранение конечной толщины образца после снятия сил сжатия). В некоторых вариантах осуществления сдавливания в CROF после деформации образца при закрытой конфигурации некоторые из сил сжатия устраняют, и образец сохраняет ту же конечную толщину образца, как если бы силы сжатия еще присутствовали. Такая ситуация называется «самоудерживанием». Одной из причин самоудерживания является то, что после удаления сил сжатия, которые были приложены снаружи пары пластин, между внутренними поверхностями пластин все еще существуют другие силы, такие как капиллярная сила, которая удерживает пару пластин вместе. Капиллярная сила обусловлена смачивающими свойствами образца на пластинах.Self-retention (maintaining the final thickness of the sample after the compression forces are removed). In some CROF compression embodiments, after the sample is deformed in a closed configuration, some of the compression forces are eliminated and the sample maintains the same final sample thickness as if the compression forces were still present. This situation is called “self-restraint.” One reason for self-retaining is that after the compressive forces that were applied on the outside of the plate pair are removed, other forces still exist between the inner surfaces of the plates, such as capillary force, which holds the plate pair together. Capillary force is due to the wetting properties of the sample on the plates.

Для наличия самоудерживания необходимо контролировать смачивающие свойства поверхности пластин, общую площадь контакта образца с пластинами, конечную толщину образца при закрытой конфигурации или их комбинацию.For self-retention to occur, it is necessary to control the wetting properties of the surface of the plates, the total contact area of the sample with the plates, the final thickness of the sample in a closed configuration, or a combination of these.

В некоторых вариантах осуществления для достижения самоудерживания одна или обе внутренние поверхности пластин являются гидрофильными. А именно, или одна из пластин имеет внутреннюю поверхность, которая является гидрофильной, или обе пластины имеют внутреннюю поверхность, которая является гидрофильной.In some embodiments, to achieve self-retention, one or both of the inner surfaces of the plates are hydrophilic. Namely, either one of the plates has an inner surface that is hydrophilic, or both plates have an inner surface that is hydrophilic.

Капиллярная сила зависит от радиуса кривизны поверхности жидкости, причем, чем меньше кривизна, тем выше капиллярная сила. Меньшей кривизны можно достигать за счет применения меньшего пространства между двумя пластинами (т.е. парой пластин) и, таким образом, меньшей толщины образца. В некоторых вариантах осуществления конечная толщина образца для достижения самоудерживания составляет 10 нм или меньше, 100 нм или меньше, 100 нм или меньше, 500 нм или меньше, 1 мкм (микрометр) или меньше, 2 мкм или меньше, 3 мкм или меньше, 5 мкм или меньше, 10 мкм или меньше, 20 мкм или меньше, 50 мкм или меньше, 70 мкм или меньше, 100 мкм или меньше, 150 мкм или меньше, 300 мкм или меньше, 500 мкм или меньше, 700 мкм или меньше, 1000 мкм или меньше, 1200 мкм или меньше или диапазон между любыми двумя из этих значений.Capillary force depends on the radius of curvature of the liquid surface, and the smaller the curvature, the higher the capillary force. Less curvature can be achieved by using less space between two plates (i.e. a pair of plates) and thus less sample thickness. In some embodiments, the final sample thickness to achieve self-retention is 10 nm or less, 100 nm or less, 100 nm or less, 500 nm or less, 1 μm (micrometer) or less, 2 μm or less, 3 μm or less, 5 µm or less, 10 µm or less, 20 µm or less, 50 µm or less, 70 µm or less, 100 µm or less, 150 µm or less, 300 µm or less, 500 µm or less, 700 µm or less, 1000 µm or less, 1200 µm or less, or a range between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления площадь образца в контакте с пластинами для самоудерживания составляет не более 10 мкм2, не более 100 мкм2, не более 200 мкм2, не более 500 мкм2, не более 1000 мкм2, не более 2000 мкм2, не более 5000 мкм2, не более 8000 мкм2, не более 0,01 мм2, не более 0,05 мм2, не более 0,1 мм2, не более 0,5 мм2, не более 1 мм2, не более 5 мм2, не более 10 мм2, не более 50 мм2, не более 100 мм2, не более 500 мм2, не более 1000 мм2, не более 2000 мм2, не более 5000 мм2, не более 10000 мм2, не более 100000 мм2 или диапазон между любыми двумя из этих значений.In some embodiments, the area of the sample in contact with the self-retaining plates is no more than 10 µm 2 , no more than 100 µm 2 , no more than 200 µm 2 , no more than 500 µm 2 , no more than 1000 µm 2 , no more than 2000 µm 2 , no more than 5000 µm 2 , no more than 8000 µm 2 , no more than 0.01 mm 2 , no more than 0.05 mm 2 , no more than 0.1 mm 2, no more than 0.5 mm 2 , no more than 1 mm 2 , not more than 5 mm 2 , no more than 10 mm 2 , no more than 50 mm 2 , no more than 100 mm 2 , no more than 500 mm 2 , no more than 1000 mm 2 , no more than 2000 mm 2 , no more than 5000 mm 2 , no more than 10000 mm 2 , not more than 100,000 mm 2 or a range between any two of these values.

В некоторых вариантах осуществления свойства смачивания внутренней поверхности одной или обеих пластин модифицируют для лучшего самоудерживания.In some embodiments, the wetting properties of the inner surface of one or both plates are modified to improve self-retention.

HS.1 В некоторых вариантах осуществления в способе CROF используют устройство для приложения силы сжатия с приведением пластин в закрытую конфигурацию, а после достижения закрытой конфигурации силу сжатия устройства снимают, а толщина образца и внутреннее пространство между поверхностями пластин остаются примерно такими же, как и перед снятием силы сжатия устройства. В некоторых вариантах осуществления в способах по предыдущем пункту дополнительно предусмотрена стадия считывания сигнала от пластин или между пластинами, где сигнал предусматривает без ограничения сигнал, связанный с аналитами, объектом, метками, объемом образца, концентрацией материала (т.е. химических веществ) или любой их комбинацией.HS.1 In some embodiments, the CROF method uses a device to apply a compressive force to force the wafers into a closed configuration, and once the closed configuration is achieved, the compressive force of the device is released and the sample thickness and the internal space between the surfaces of the wafers remains approximately the same as before removing the compression force of the device. In some embodiments, the methods of the preceding claim further include the step of reading a signal from or between plates, wherein the signal includes, but is not limited to, a signal associated with analytes, subject, labels, sample volume, concentration of material (i.e., chemicals), or any their combination.

В способе пункта SH.1 устройство представляет собой руку(руки) человека, механическую клипсу, механический пресс, механический зажим, механический ползунок, механическое устройство, электромагнитное устройство, ролик, который прокатывают по поверхности, два ролика друг напротив друга, струйный пресс, гидравлическое устройство или любую их комбинацию.In the method of point SH.1, the device is a human hand(s), a mechanical clip, a mechanical press, a mechanical clamp, a mechanical slider, a mechanical device, an electromagnetic device, a roller that is rolled over the surface, two rollers opposite each other, a jet press, a hydraulic device or any combination thereof.

В способе по пункту SH.1 в некоторых вариантах осуществления выражение «толщина образца и пространство между внутренними поверхностями пластин остаются примерно такими же, как и до снятия силы сжатия устройства» означает, что относительная разница толщины образца и пространства между внутренними поверхностями пластины до и после снятия силы сжатия составляет 0,001% или меньше, 0,01% или меньше, 0,1% или меньше; 0,5% или меньше, 1% или меньше, 2% или меньше, 5% или меньше, 8% или меньше, 10% или меньше, 15% или меньше, 20% или меньше, 30% или меньше, 40% или меньше, 50% или меньше, 60% или меньше, 70% или меньше, 80% или меньше, 90% или меньше, 99,9% или меньше или диапазон между любыми данными значениями.In the method of paragraph SH.1, in some embodiments, the expression "the thickness of the sample and the space between the internal surfaces of the plates remains approximately the same as before the compression force of the device was removed" means that the relative difference in the thickness of the sample and the space between the internal surfaces of the plate before and after the compression force release is 0.001% or less, 0.01% or less, 0.1% or less; 0.5% or less, 1% or less, 2% or less, 5% or less, 8% or less, 10% or less, 15% or less, 20% or less, 30% or less, 40% or less less, 50% or less, 60% or less, 70% or less, 80% or less, 90% or less, 99.9% or less, or a range between any of these values.

В некоторых вариантах осуществления способа по пункту SH.1 толщина образца и пространство между внутренними поверхностями пластин после удаления силы сжатия за счет устройства являются предварительно заданными, где выражение «предварительно заданный» означает, что толщина и пространство после удаления силы сжатия известны до приложения силы сжатия для данных условий сжатия.In some embodiments of the method of SH.1, the thickness of the sample and the space between the inner surfaces of the plates after the compression force is removed by the device are predetermined, where the expression "preset" means that the thickness and the space after the compression force is removed are known before the compression force is applied. for given compression conditions.

H1. Способ уменьшения толщины подходящего объема образца и поддержание уменьшенной толщины, предусматривающий:H1. A method of reducing the thickness of a suitable sample volume and maintaining the reduced thickness, comprising:

(a) получение образца, в котором необходимо уменьшить толщину подходящего объема образца;(a) obtaining a sample in which it is necessary to reduce the thickness of a suitable volume of the sample;

(b) получение двух пластин, которые являются перемещаемым относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины содержат разделители, и при этом разделители характеризуются предварительно заданными расстоянием между разделителями и высотой, и при этом каждый из разделителей закреплен на своей соответствующей пластине;(b) providing two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or both plates contain spacers, and wherein the spacers have a predetermined distance between the spacers and height, and wherein each of the spacers is secured to its respective plate;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию; где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration; where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) распределение образца с применением сдавливающего устройства, которое приводит пластины в закрытую конфигурацию, где в закрытой конфигурации пластины обращены друг к другу, разделители и подходящий объем образца находятся между пластинами, толщина подходящего объема образца регулируется пластинами и разделителями и тоньше максимальной толщины образца, когда пластины находятся в открытой конфигурации, и при этом по меньшей мере один из разделителей находится внутри образца; и(d) after (c) distribution of the sample using a compression device that forces the plates into a closed configuration, where in the closed configuration the plates face each other, spacers and a suitable sample volume are between the plates, the thickness of the suitable sample volume is adjusted by the plates and spacers and is thinner the maximum thickness of the sample when the plates are in an open configuration, and at least one of the spacers is inside the sample; And

(e) после (d) освобождение устройства, где после разжимания сдавливающего устройства пространство между пластинами остается таким же или примерно таким же, как во время применения устройства,(e) after (d) release of the device, where, after releasing the compression device, the space between the plates remains the same or approximately the same as during use of the device,

где подходящий объем представляет собой по меньшей мере часть от всего объема образца.where the suitable volume is at least a portion of the total volume of the sample.

В способе по пункту HI примерно такое же, как пространство между пластинами составляет не более 1%, не более 2%, не более 5%, не более 10%, не более 20%, не более 50%, не более 60%, не более 70%, не более 80%, не более 90% или диапазон между любыми двумя из этих значений.In the method according to point HI, it is approximately the same as the space between the plates is no more than 1%, no more than 2%, no more than 5%, no more than 10%, no more than 20%, no more than 50%, no more than 60%, no more than 70%, no more than 80%, no more than 90%, or a range between any two of these values.

Например, в CROF руку или руки человека используют для сжатия двух пластин в закрытое положение, затем руку(руки) и, таким образом, силу сжатия за счет руки(рук) убирают, но конечная толщина образца все еще остается такой же, как во время существования силы сжатия за счет рук.For example, in CROF, a person's hand or hands are used to compress two plates into a closed position, then the hand(s) and thus the compression force from the hand(s) is removed, but the final thickness of the sample is still the same as when the existence of compression force due to the hands.

22. Другие комбинации22. Other combinations

В настоящем изобретении каждый из вариантов осуществления в раскрытиях (т.е. во всех разделах) может применяться (а) по отдельности, (b) в комбинации с другим вариантом(вариантами) осуществления, (с) несколько раз и (d) в любой комбинации (а) - (с).In the present invention, each of the embodiments in the disclosures (i.e., all sections) may be used (a) alone, (b) in combination with other embodiment(s), (c) multiple times, and (d) in any combinations (a) - (c).

Способы и устройства, раскрытые в настоящем изобретении, можно применять по отдельности или в любой их комбинации. Термин способ или устройство «QMAX» относится к вариантам осуществления способа или устройства, описанных в данном документе.The methods and devices disclosed in the present invention can be used individually or in any combination thereof. The term "QMAX" method or device refers to embodiments of the method or device described herein.

В некоторых вариантах осуществления способы и устройства, раскрытые в настоящем изобретении, могут применяться в виде Q, X, А, М, QX, QA, QM, ХА, ХМ, AM, QXA, QAM, ХАМ и QXAM.In some embodiments, the methods and devices disclosed in the present invention may be used in the form of Q, X, A, M, QX, QA, QM, XA, XM, AM, QXA, QAM, XAM, and QXAM.

Некоторые варианты осуществления применения Q, X, А и М для анализа иммобилизации на поверхности предусматривают:Some embodiments of the use of Q, X, A and M for surface immobilization analysis include:

a. обеспечение первой пластины, где поверхность первой пластины имеет по меньшей мере одну лунку известной глубины и объема, а нижняя поверхность лунки имеет один или множество участков связывания, которые могут иммобилизировать целевой объект в образце;a. providing a first plate, wherein the surface of the first plate has at least one well of known depth and volume, and the bottom surface of the well has one or more binding sites that can immobilize the target object in the sample;

b. размещение в лунке образца с объемом примерно таким же, как объем лунки, где образец содержит целевой объект, при этом целевой объект является подвижным в образце, форма образца является деформируемой, а образец покрывает только часть лунки (следовательно, характеризуется обычной толщиной, которая больше, чем глубина лунки);b. placement in a well of a sample with a volume approximately the same as the volume of the well, where the sample contains the target object, the target object is movable in the sample, the shape of the sample is deformable, and the sample covers only part of the well (hence, characterized by a conventional thickness that is greater than than the depth of the hole);

c. наличие покровной пластины;c. presence of a cover plate;

d. осуществление обращения первой пластины и покровной пластины друг к другу, где образец находится между внутренними поверхностями первой пластины и второй пластины;d. causing the first plate and the cover plate to face each other, where the sample is located between the inner surfaces of the first plate and the second plate;

e. уменьшение толщины образца за счет уменьшения пространства между внутренними поверхностями первой пластины и второй пластины иe. reducing the thickness of the sample by reducing the space between the internal surfaces of the first plate and the second plate and

f. инкубирование образца при уменьшенной толщине образца в течение некоторого периода времени.f. incubating the sample at reduced sample thickness for a period of time.

Одним вариантом данных способов является применение одной или более из вышеуказанных стадий по отношению к 96-луночным планшетам или другим планшетам с лунками.One variation of these methods is to apply one or more of the above steps to 96-well plates or other well plates.

Способы и устройства по настоящему изобретению, раскрытые в разделах 1, 2, 3 и 5, могут применяться по отдельности или в любой их комбинации. В частности, применяют Q для изобретений, раскрытых в разделе 1 и 2, А для изобретений, раскрытых в разделе 3 и 5, X для изобретений, раскрытых в разделе 4 и 5, и М для изобретений, раскрытых в разделе 6. Следовательно, способы и устройства по настоящему изобретению, раскрытые в разделах 1, 2, 3 и 5, могут применяться в виде Q, X, А, М, QX, QA, QM, ХА, ХМ, AM, QXA, QAM, ХАМ и QXAM.The methods and devices of the present invention disclosed in sections 1, 2, 3 and 5 can be used individually or in any combination thereof. In particular, Q is used for the inventions disclosed in sections 1 and 2, A for the inventions disclosed in sections 3 and 5, X for the inventions disclosed in sections 4 and 5, and M for the inventions disclosed in section 6. Therefore, the methods and the devices of the present invention disclosed in sections 1, 2, 3 and 5 can be used in the form of Q, X, A, M, QX, QA, QM, XA, XM, AM, QXA, QAM, XAM and QXAM.

Некоторые варианты осуществления применения Q, X, А и М для анализа иммобилизации на поверхности предусматривают:Some embodiments of the use of Q, X, A and M for surface immobilization analysis include:

a. обеспечение первой пластины, где поверхность первой пластины имеет по меньшей мере одну лунку известной глубины и объема, а нижняя поверхность лунки имеет один или множество участков связывания, которые могут иммобилизировать целевой объект в образце;a. providing a first plate, wherein the surface of the first plate has at least one well of known depth and volume, and the bottom surface of the well has one or more binding sites that can immobilize the target object in the sample;

b. размещение в лунке образца с объемом примерно таким же, как объем лунки, где образец содержит целевой объект, при этом целевой объект является подвижным в образце, форма образца является деформируемой, а образец покрывает только часть лунки (следовательно, характеризуется обычной толщиной, которая больше, чем глубина лунки);b. placement in a well of a sample with a volume approximately the same as the volume of the well, where the sample contains the target object, the target object is movable in the sample, the shape of the sample is deformable, and the sample covers only part of the well (hence, characterized by a conventional thickness that is greater than than the depth of the hole);

c. наличие покровной пластины;c. presence of a cover plate;

d. осуществление обращения первой пластины и покровной пластины друг к другу, где образец находится между внутренними поверхностями первой пластины и второй пластины;d. causing the first plate and the cover plate to face each other, where the sample is located between the inner surfaces of the first plate and the second plate;

e. уменьшение толщины образца за счет уменьшения пространства между внутренними поверхностями первой пластины и второй пластины иe. reducing the thickness of the sample by reducing the space between the internal surfaces of the first plate and the second plate and

f. инкубирование образца при уменьшенной толщине образца в течение некоторого периода времени.f. incubating the sample at reduced sample thickness for a period of time.

Одним вариантом данных способов является применение одной или более из вышеуказанных стадий по отношению к 96-луночным планшетам или другим планшетам с лунками.One variation of these methods is to apply one or more of the above steps to 96-well plates or other well plates.

Несколько вариантов осуществления способов, устройств и систем комбинируют одну или несколько особенностей количественного определения объема образца (Q), добавления реагентов (А) и/или ускорения анализа (X) (и могут упоминаться как соответствующие акронимы QA, QX, АХ и QAX). Ниже приведены некоторые экспериментальные демонстрации способов и устройств Q, А, X, QA, QX, АХ и QAX.Several embodiments of methods, devices, and systems combine one or more features of sample volume quantification (Q), reagent addition (A), and/or analysis acceleration (X) (and may be referred to by the corresponding acronyms QA, QX, AX, and QAX). Below are some experimental demonstrations of Q, A, X, QA, QX, AX and QAX methods and devices.

23. Реагенты23. Reagents

Термин «реагенты» относится, если не указано иное, к одному или более биологическим средствам, биохимическим средствам и/или химическим средствам. Например, реагенты могут включать средства для захвата, средства для выявления, химические соединения, оптические метки, радиоактивные метки, ферменты, антитела, белки, нуклеиновые кислоты, ДНК, РНК, липиды, углеводы, соли, металлы, поверхностно-активные вещества, растворители или любую их комбинацию.The term "reagents" refers, unless otherwise specified, to one or more biological agents, biochemical agents and/or chemical agents. For example, reagents may include capture agents, detection agents, chemical compounds, optical tags, radioactive tags, enzymes, antibodies, proteins, nucleic acids, DNA, RNA, lipids, carbohydrates, salts, metals, surfactants, solvents or any combination of them.

В некоторых вариантах осуществления реагенты на пластине присутствуют в форме жидкости, твердого вещества, молекулярного пара или их комбинации. Размещение реагента включает без ограничения размещение, помещение, печать, штамповку, дозирование жидкости, испарение (термическое испарение, испарение паров, дыхание человека), химическое осаждение из паровой фазы и/или напыление. Различные реагенты могут находиться в разных местоположениях. Реагенты могут быть нанесены печатью и/или нанесены в виде небольших точек реагентов.In some embodiments, the reactants on the plate are present in the form of a liquid, a solid, a molecular vapor, or a combination thereof. Reagent placement includes, but is not limited to, placement, placement, printing, stamping, liquid dispensing, evaporation (thermal evaporation, vapor evaporation, human respiration), chemical vapor deposition and/or sputtering. Different reagents may be in different locations. Reagents may be printed and/or applied as small dots of reagents.

В некоторых вариантах осуществления реагенты сначала наносят на пластину в форме жидкости или пара, а затем сушат с получением сухих реагентов на пластине до выполнения процесса CROF.In some embodiments, the reactants are first applied to the wafer in liquid or vapor form and then dried to form dry reactants on the wafer prior to the CROF process.

Осуществление регуляции времени высвобождения реагентов. Способы А могут дополнительно предусматривать стадию осуществления регуляции времени высвобождения реагента (т.е. времени, определяющего, как быстро реагент может растворяться в образце). Некоторые варианты осуществления регуляции времени высвобождения реагента предусматривают стадию смешивания или нанесения поверх реагента одного или более «материалов для контроля высвобождения», которые оказывают воздействие на высвобождение (в образец) реагента. В некоторых вариантах осуществления материалом для регуляции высвобождения может быть другой реагент. Например, если имеется два реагента А и В и при этом реагент А наносят поверх реагента В, то при определенных условиях реагент А будет растворяться в образце до реагента В.Regulating the release time of reagents. Methods A may further include the step of adjusting the release time of the reagent (ie, a time that determines how quickly the reagent can dissolve in the sample). Some embodiments of controlling the release time of a reagent include the step of mixing or applying over the reagent one or more “release control materials” that affect the release (into the sample) of the reagent. In some embodiments, the release control material may be another reagent. For example, if there are two reagents A and B, and reagent A is applied on top of reagent B, then under certain conditions reagent A will dissolve in the sample before reagent B.

Кроме того, для осуществления регуляции высвобождения реагента можно использовать свойства поверхности первой пластины и второй пластины. Одним пример заключается в регуляции свойств смачивания поверхности. В случае многих реагентов гидрофобная поверхность хорошо связывает реагент, что, следовательно, приводит к медленному высвобождению или отсутствию высвобождения реагента в образец (в зависимости от толщины слоя реагента), тогда как гидрофильная поверхность хуже связывает реагент, что, следовательно, приводит к быстрому высвобождению в образец.In addition, the surface properties of the first plate and the second plate can be used to control the release of the reagent. One example is the regulation of surface wetting properties. For many reagents, a hydrophobic surface binds the reagent well, which consequently results in slow or no release of the reagent into the sample (depending on the thickness of the reagent layer), while a hydrophilic surface binds the reagent less well, which consequently results in a rapid release into the sample. sample.

Высушивание реагентов. В некоторых вариантах осуществления после стадии (с) нанесения реагента, но перед стадией (d) нанесения образца способы А дополнительно предусматривают стадию высушивания некоторых или всех реагентов, нанесенных на стадии (с).Drying reagents. In some embodiments, after step (c) of applying the reagent, but before step (d) of applying the sample, Methods A further includes the step of drying some or all of the reagents applied in step (c).

Местоположение реагентов. Реагенты можно наносить и/или упорядочивать на одной или обеих пластинах. Реагенты могут находиться в участках (местоположениях) для хранения на пластине (пластинах), где каждый участок хранения содержит один или более реагентов. Различные участки для хранения могут включать различные реагенты, одни и те же реагенты или один или более обычных реагентов.Location of reagents. Reagents can be applied and/or arranged on one or both plates. The reagents may be located in storage areas on the plate(s), where each storage area contains one or more reagents. Different storage areas may include different reagents, the same reagents, or one or more conventional reagents.

Осуществление контроля концентрации добавленных реагентов. В некоторых вариантах осуществления способы могут дополнительно предусматривать стадию осуществления контроля концентрации добавленных реагентов путем контроля толщины образцов над участками хранения (т.е. поверхности с реагентами).Monitoring the concentration of added reagents. In some embodiments, the methods may further include the step of controlling the concentration of added reagents by monitoring the thickness of the samples over the storage areas (ie, the reagent surfaces).

Реагент, применяемый в настоящем изобретении, может представлять собой любой подходящий реагент, требуемый для анализа, например, меченое или немеченое антитело, меченую или немеченую нуклеиновую кислоту, фермент, который может содержать аффинный фрагмент или не содержать его, и т.д. В некоторых вариантах осуществления и, как указано выше, хранящийся реагент может быть компонентом анализа, предназначенного для тестирования крови или другого образца жидкости на наличие аналита. Например, хлорид-ионы можно измерить согласно любому из следующих протоколов, и компоненты этих анализов могут присутствовать в участке хранения: Колориметрические способы: хлорид-ионы вытесняют тиоцианат из тиоцианата ртути. Свободный тиоцианат вступает в реакцию с ионами трехвалентного железа с образованием окрашенного комплекса тиоцианата железа, который измеряют фотометрическим способом. Кулонометрические способы: при прохождении постоянного тока между серебряными электродами образуются ионы серебра, которые вступают в реакцию с хлоридом, образуя хлорид серебра. После того как весь хлорид объединяется с ионами серебра, свободные ионы серебра накапливаются, вызывая увеличение электрического тока на электродах, и это указывает на конечную точку реакции. Меркуриметрические способы: хлорид титруют с помощью стандартного раствора ионов ртути, и они образуют растворимый комплекс HgCl2. Конечную точку данной реакции выявляют колориметрически, когда избыток ионов ртути вступает в реакцию с индикаторным красителем дифенилкарбазоном, с образованием синей окраски. Аналогично колориметрически можно измерить магний с использованием калмагита, который при взаимодействии с магнием дает красно-фиолетовую окраску; в тесте с формазановым красителем возникает испускание при 600 нм в реакции с магнием; или с использованием метилтимолового синего, который связывается с магнием с образованием окрашенного в синий цвет комплекса. Аналогично можно обнаружить кальций с помощью колориметрической методики с использованием О-крезолфталеина, который дает фиолетовую окраску при реакции О-крезолфталеинового комплексона с кальцием. Аналогично бикарбонат можно тестировать бихроматически, поскольку бикарбонат (НСО3-) и фосфоенолпируват (PEP) превращаются в оксалоацетат и фосфат в реакции, катализируемой фосфоенолпируваткарбоксилазой (РЕРС). Малатдегидрогеназа (MD) катализирует восстановление оксалацетата до малата с одновременным окислением восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (NADH). Это окисление NADH приводит в результате к уменьшению поглощения реакционной смеси, измеряемого бихроматически при 380/410 нм, пропорционально содержанию бикарбоната в образце. Азот мочевины крови можно выявить в колориметрическом тесте, в котором диацетил или феарон образует желтый хромоген с мочевиной и может быть количественно оценен с помощью фотометрии или многократного использования фермента уреазы, которая превращает мочевину в аммиак и углекислоту, которые можно проанализировать, например, при помощи i) уменьшения поглощения при 340 нм, когда аммиак взаимодействует с альфа-кетоглутаровой кислотой, ii) измерения скорости увеличения проводимости раствора, в котором гидролизуется мочевина. Аналогично креатинин можно измерить колориметрически, путем обработки образца щелочным раствором пикрата с получением красного комплекса. Кроме того, креатинин можно измерить с использованием реакции, отличной от реакции Яффе, в ходе которой измеряют аммиак, образующийся при гидролизе креатинина креатинин-иминогидролазой. Глюкозу можно измерить в анализе, в котором кровь подвергают воздействию определенного количества глюкозооксидазы в течение ограниченного периода времени для оценки концентрации. По истечении указанного времени избыток крови удаляют и обеспечивают возможность проявления окрашивания, которое применяют для оценки концентрации глюкозы. Например, в ходе реакции глюкозооксидазы с глюкозой образуется кислород, который превращает йодид калия (на фильтровальной бумаге) в йод с образованием коричневого цвета. Концентрация гликозилированного гемоглобина в качестве непрямой оценки уровня глюкозы в крови. Когда гемолизаты эритроцитов подвергают хроматографии, то три или более мелких пика, соответствующих гемоглобину A1, А1 и А1 с, элюируют перед основным пиком гемоглобина А. Эти «быстрые» гемоглобины образуются за счет необратимого присоединении глюкозы к гемоглобину в ходе двухстадийной реакции. Гексокиназу можно измерить в анализе, в ходе которого глюкоза фосфорилируется гексокиназой (НК) в присутствии аденозинтрифосфата (АТФ) и ионов магния с получением глюкозо-6-фосфата и аденозиндифосфата (АДФ). Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (G6P-DH) специфически окисляет глюкозо-6-фосфат до глюконат-6-фосфата с одновременным восстановлением NAD+ до NADH. Увеличение поглощения при 340 нм является пропорциональным концентрации глюкозы в образце. HDL, LDL, триглицериды можно измерить с применением протокола по методике Абеля-Кендалла, которая предусматривает проявление цвета под действием реагента Либермана-Берхарда (смешанный реагент из ангидрида уксусной кислоты, ледяной уксусной кислоты и концентрированной серной кислоты) при 620 нм после гидролиза и экстрагирования холестерина. Флуорометический анализ можно использовать для определения референтных значений триглицеридов. Определение холестерина липопротеинов высокой плотности (HDL-C) в плазме крови проводят с помощью тех же процедур, которые применяют для измерения общего холестерина в плазме крови после осаждения липопротеинов, содержащих апопротеин В, из цельной плазмы крови (LDL и VLDL) с помощью гепарина-хлорида марганца. Эти соединения также можно выявить колориметрически в анализе, основанном на ферментативной реакции, при которой количественно определяют и сложные эфиры холестерина, и свободный холестерин. Сложные эфиры холестерина гидролизуются с помощью холестеринэстеразы в холестерин, который затем окисляется холестериноксидазой в кетон-холест-4-ен-3-он и пероксид водорода. Затем пероксид водорода выявляют с помощью высокоспецифичного колориметрического зонда. Пероксидаза хрена катализирует реакцию зонда и пероксида водорода, которые связываются в соотношении 1:1. Образцы можно сравнить с известной концентрацией стандарта холестерина.The reagent used in the present invention may be any suitable reagent required for the assay, for example, a labeled or unlabeled antibody, a labeled or unlabeled nucleic acid, an enzyme that may or may not contain an affinity moiety, etc. In some embodiments, and as discussed above, the stored reagent may be a component of an assay designed to test blood or other fluid sample for the presence of an analyte. For example, chloride ions can be measured according to any of the following protocols, and components of these assays may be present in the storage area: Colorimetric methods: Chloride ions displace thiocyanate from mercuric thiocyanate. Free thiocyanate reacts with ferric ions to form a colored ferric thiocyanate complex, which is measured photometrically. Coulometric methods: When a direct current is passed between silver electrodes, silver ions are formed, which react with chloride to form silver chloride. Once all the chloride has combined with the silver ions, free silver ions accumulate, causing an increase in electrical current at the electrodes, indicating the end point of the reaction. Mercurimetric methods: The chloride is titrated with a standard solution of mercuric ions and they form a soluble HgCl2 complex. The end point of this reaction is detected colorimetrically when an excess of mercury ions reacts with the indicator dye diphenylcarbazone to form a blue color. Similarly, magnesium can be measured colorimetrically using calmagite, which when reacting with magnesium gives a red-violet color; in the test with formazan dye, emission occurs at 600 nm in reaction with magnesium; or using methylthymol blue, which binds to magnesium to form a blue-colored complex. Similarly, calcium can be detected using a colorimetric technique using O-cresolphthalein, which produces a purple color when O-cresolphthalein complexone reacts with calcium. Similarly, bicarbonate can be tested bichromatically because bicarbonate (HCO3 - ) and phosphoenolpyruvate (PEP) are converted to oxaloacetate and phosphate in a reaction catalyzed by phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC). Malate dehydrogenase (MD) catalyzes the reduction of oxalacetate to malate while simultaneously oxidizing reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH). This oxidation of NADH results in a decrease in the absorbance of the reaction mixture, measured bichromatically at 380/410 nm, in proportion to the bicarbonate content of the sample. Blood urea nitrogen can be detected in a colorimetric test in which diacetyl or pearone forms a yellow chromogen with urea and can be quantified using photometry or repeated use of the enzyme urease, which converts urea into ammonia and carbon dioxide, which can be analyzed by e.g. ) decreasing the absorbance at 340 nm when ammonia reacts with alpha-ketoglutaric acid, ii) measuring the rate of increase in conductivity of the solution in which urea is hydrolyzed. Similarly, creatinine can be measured colorimetrically by treating the sample with an alkaline picrate solution to obtain a red complex. In addition, creatinine can be measured using a reaction other than the Jaffe reaction, which measures the ammonia produced by the hydrolysis of creatinine by creatinine iminohydrolase. Glucose can be measured in an assay in which blood is exposed to a specific amount of glucose oxidase for a limited period of time to estimate the concentration. After this time, excess blood is removed and color is allowed to develop, which is used to assess glucose concentration. For example, the reaction of glucose oxidase with glucose produces oxygen, which converts potassium iodide (on filter paper) to iodine, producing a brown color. Glycated hemoglobin concentration as an indirect estimate of blood glucose levels. When erythrocyte hemolysates are chromatographed, three or more minor peaks corresponding to hemoglobin A1, A1 and A1c elute before the main peak of hemoglobin A. These “fast” hemoglobins are formed by the irreversible addition of glucose to hemoglobin in a two-step reaction. Hexokinase can be measured in an assay in which glucose is phosphorylated by hexokinase (HK) in the presence of adenosine triphosphate (ATP) and magnesium ions to produce glucose-6-phosphate and adenosine diphosphate (ADP). Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6P-DH) specifically oxidizes glucose-6-phosphate to gluconate-6-phosphate while reducing NAD+ to NADH. The increase in absorbance at 340 nm is proportional to the glucose concentration in the sample. HDL, LDL, triglycerides can be measured using the Abel-Kendall protocol, which involves the development of color by the Lieberman-Burkhardt reagent (a mixed reagent of acetic anhydride, glacial acetic acid and concentrated sulfuric acid) at 620 nm after hydrolysis and extraction of cholesterol . Fluorometic analysis can be used to determine triglyceride reference values. Determination of high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) in plasma is carried out using the same procedures used to measure total plasma cholesterol after precipitation of apoprotein B-containing lipoproteins from whole blood plasma (LDL and VLDL) using heparin. manganese chloride. These compounds can also be detected colorimetrically in an assay based on an enzymatic reaction that quantifies both cholesterol esters and free cholesterol. Cholesterol esters are hydrolyzed by cholesterol esterase to cholesterol, which is then oxidized by cholesterol oxidase to the ketone cholest-4-en-3-one and hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide is then detected using a highly specific colorimetric probe. Horseradish peroxidase catalyzes the reaction of the probe and hydrogen peroxide, which bind in a 1:1 ratio. The samples can be compared to a known concentration of a cholesterol standard.

24. Области применения, образцы и ряд био/химических биомаркеров24. Applications, samples and range of bio/chemical biomarkers

Области применения настоящего изобретения включают без ограничения (а) выявление, очистку и количественное определение химических соединений или биомолекул, которые коррелируют со стадией определенных заболеваний, например, инфекционных и паразитарных заболеваний, травм, сердечно-сосудистых заболеваний, рака, психических расстройств, психоневрологических расстройств и органических заболеваний, например, заболеваний легких, заболеваний почек, (b) выявление, очистку и количественное определение микроорганизма, например, вируса, гриба и бактерий, из окружающей среды, например, воды, почвы или биологических образцов, например, тканей, жидкостей организма, (с) выявление, количественное определение химических соединений или биологических образцов, которые представляют угрозу для безвредности пищевых продуктов или национальной безопасности, например, токсичные отходы, сибирская язва, (d) количественное определение жизненно важных параметров при проведении медицинского или физиологического мониторинга, например, уровня глюкозы, уровня кислорода в крови, общего анализа крови, (е) выявление и количественное определение специфической ДНК или РНК из биологических образцов, например, клеток, вирусов, жидкостей организма, (f) секвенирование и сравнение генетических последовательностей в ДНК в хромосомах и митохондриях для анализа генома, или (g) для выявления продуктов реакции, например в ходе синтеза или очистки фармацевтических препаратов. Настоящее изобретение также может быть использовано в различных областях, включая без ограничения медицину, ветеринарию, сельское хозяйство, продукты питания, окружающую среду, испытание лекарственных средств и другие.Applications of the present invention include, without limitation, (a) the identification, purification and quantitation of chemical compounds or biomolecules that correlate with the stage of certain diseases, for example, infectious and parasitic diseases, trauma, cardiovascular diseases, cancer, mental disorders, neuropsychiatric disorders and organic diseases, e.g. lung diseases, kidney diseases, (b) detection, purification and quantification of microorganism, e.g. virus, fungus and bacteria, from the environment, e.g. water, soil or biological samples, e.g. tissues, body fluids, (c) identification, quantification of chemical compounds or biological samples that pose a threat to food safety or national security, e.g. toxic waste, anthrax, (d) quantification of vital parameters during medical or physiological monitoring, e.g. glucose, blood oxygen level, complete blood count, (f) identification and quantification of specific DNA or RNA from biological samples, e.g. cells, viruses, body fluids, (f) sequencing and comparison of genetic sequences in DNA in chromosomes and mitochondria for genome analysis, or (g) to identify reaction products, for example during the synthesis or purification of pharmaceuticals. The present invention may also be used in a variety of fields including, but not limited to, medicine, veterinary medicine, agriculture, food, environment, drug testing, and others.

Выявление можно осуществлять в различных матрицах образцов, таких как клетки, ткани, биологические жидкости и кал. Биологические жидкости, представляющие интерес, включают без ограничения амниотическую жидкость, водянистую влагу глаза, жидкую часть стекловидного тела, кровь (например, цельную кровь, фракционированную кровь, плазму, сыворотку крови и т.д.), грудное молоко, спинномозговую жидкость (CSF), ушную серу (серную пробку), хилус, химус, эндолимфу, перилимфу, фекалии, кислоты желудочного сока, желудочный сок, лимфу, слизь (в том числе отделяемую из носа и слизистую мокроту), перикардиальную жидкость, перитонеальную жидкость, плевральную жидкость, гной, водянистые выделения, слюну, секрет сальных желез (кожное сало), сперму, мокроту, пот, синовиальную жидкость, слезы, рвотную массу, мочу и конденсат выдыхаемого воздуха. В некоторых вариантах осуществления образец содержит биологическую жидкость от человека. В некоторых вариантах осуществления образец содержит по меньшей мере одно из клеток, тканей, биологических жидкостей, стула, амниотической жидкости, водянистой влаги глаза, жидкой части стекловидного тела, крови, цельной крови, фракционированной крови, плазмы, сыворотки крови, грудного молока, спинномозговой жидкости, ушной серы, хилуса, химуса, эндолимфы, перилимфы, фекалий, кислоты желудочного сока, желудочного сока, лимфы, слизи, отделяемого из носа, слизистой мокроты, перикардиальной жидкости, перитонеальной жидкости, плевральной жидкости, гноя, водянистых выделений, слюны, кожного сала, спермы, мокроты, пота, синовиальной жидкости, слез, рвотных масс, мочи и выдыхаемого воздуха.Detection can be performed in a variety of sample matrices such as cells, tissues, body fluids, and feces. Biological fluids of interest include, but are not limited to, amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (e.g., whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF) , earwax (cerumen plug), chyle, chyme, endolymph, perilymph, feces, gastric acids, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucous sputum), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, pus , watery discharge, saliva, secretion of the sebaceous glands (sebum), semen, sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomit, urine and condensation of exhaled air. In some embodiments, the sample comprises a biological fluid from a human. In some embodiments, the sample comprises at least one of cells, tissue, body fluids, stool, amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, breast milk, cerebrospinal fluid , earwax, chyle, chyme, endolymph, perilymph, feces, gastric acid, gastric juice, lymph, mucus, nasal discharge, mucous sputum, pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, pus, watery discharge, saliva, sebum , semen, sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomit, urine and exhaled air.

В вариантах осуществления образец представляет собой по меньшей мере одно из биологического образца, образца из окружающей среды и биохимического образца.In embodiments, the sample is at least one of a biological sample, an environmental sample, and a biochemical sample.

В некоторых вариантах осуществления образец представляет собой по меньшей мере одно из биологического образца, образца из окружающей среды и биохимического образца.In some embodiments, the sample is at least one of a biological sample, an environmental sample, and a biochemical sample.

В любом варианте осуществления устройство для CROF может быть помещено в микрофлюидное устройство и стадия b) нанесения может включать в себя нанесение образца в микрофлюидное устройство, содержащее устройство для CROF.In any embodiment, the CROF device may be placed in the microfluidic device and application step b) may include applying the sample to the microfluidic device containing the CROF device.

В любом варианте осуществления стадия d) считывания может включать выявление флуоресцентного или люминесцентного сигнала от устройства для CROF.In any embodiment, readout step d) may include detecting a fluorescent or luminescent signal from the CROF device.

В любом варианте осуществления стадия d) считывания может предусматривать считывание устройства для CROF с помощью портативного устройства, выполненного с возможностью считывания устройства для CROF. Портативное устройство может быть мобильным телефоном, например смартфоном.In any embodiment, reading step d) may include reading the CROF device using a portable device configured to read the CROF device. The portable device may be a mobile phone, such as a smartphone.

В любом варианте осуществления устройство для CROF может включать средство для мечения, которое может связываться с комплексом аналит-средство для захвата на устройстве для CROF.In any embodiment, the CROF device may include a labeling agent that can bind to an analyte-capture complex on the CROF device.

В любом варианте осуществления устройства, системы и способы по настоящему изобретению могут дополнительно предусматривать между стадиями с) и d) стадии нанесения на устройство для CROF средства для мечения, которое связывается с комплексом аналит-средство для захвата на устройстве для CROF, и промывания устройства для CROF.In any embodiment, the devices, systems and methods of the present invention may further include, between steps c) and d), the steps of applying to the CROF device a labeling agent that binds to the analyte-capture complex on the CROF device, and rinsing the CROF device. CROF.

В любом варианте осуществления стадия d) считывания может предусматривать считывание идентификатора устройства для CROF. Идентификатор может быть оптическим штрих-кодом, меткой для радиочастотной идентификации или их комбинациями.In any embodiment, read step d) may include reading the device identifier for the CROF. The identifier may be an optical bar code, an RFID tag, or combinations thereof.

В любом варианте осуществления устройства, системы и способы по настоящему изобретению могут дополнительно предусматривать нанесение контрольного образца на контрольное устройство для CROF, содержащее средство для захвата, которое связывается с аналитом, где контрольный образец содержит известное выявляемое количество аналита, и считывание контрольного устройства для CROF с получением тем самым контрольного показателя для известного выявляемого количества аналита в образце.In any embodiment, the devices, systems and methods of the present invention may further include applying a control sample to a CROF control device containing a capture agent that binds to an analyte, where the control sample contains a known detectable amount of the analyte, and reading the CROF control device from thereby obtaining a reference value for a known detectable amount of analyte in the sample.

В любом варианте осуществления образец может представлять собой диагностический образец, полученный от субъекта, аналит может представлять собой биомаркер, а измеренное количество аналита в образце может быть диагностическим признаком заболевания или состояния.In any embodiment, the sample may be a diagnostic sample obtained from the subject, the analyte may be a biomarker, and the measured amount of analyte in the sample may be diagnostic of a disease or condition.

Количество образца может составлять приблизительно каплю образца. Количество образца может составлять количество, полученное из проколотого пальца или за одно взятие крови из пальца. Количество образца может составлять количество, полученное из микроиглы или за одно взятие венозной крови.The amount of sample may be approximately a drop of sample. The amount of sample may be the amount obtained from a pricked finger or from a single finger prick. The amount of sample can be the amount obtained from a microneedle or from a single venous blood draw.

Образец может быть использован без дальнейшей обработки после его получения из источника или может быть обработан, например, для обогащения представляющего интерес аналита, удаления крупных твердых частиц, растворения или ресуспендирования твердого образца и т.д.The sample may be used without further processing once obtained from the source or may be processed, for example, to enrich the analyte of interest, remove large solids, dissolve or resuspend the solid sample, etc.

Можно использовать любой подходящий способ нанесения образца на устройство для CROF. Подходящие способы могут включать использование пипетки, капельницы, шприца и т.д. В определенных вариантах осуществления, когда устройство для CROF расположено на подложке в формате тест-полоски, как описано ниже, образец можно наносить на устройство для CROF путем погружения области приема образца тест-полоски в образец.Any suitable method for applying the sample to the CROF device may be used. Suitable methods may include the use of a pipette, dropper, syringe, etc. In certain embodiments, when the CROF device is positioned on a substrate in a test strip format, as described below, the sample can be applied to the CROF device by immersing the sample receiving area of the test strip in the sample.

Образец можно собрать за один раз или за несколько раз. Образцы, собранные на протяжении определенного времени, можно объединить и/или обработать (путем нанесения на устройство для CROF и получения показателя количества аналита в образце, как описано в данном документе) индивидуально. В некоторых случаях показатели, полученные на протяжении определенного времени, могут быть объединены и могут быть применимы для продленного анализа на протяжении определенного времени для облегчения скрининга, диагностики, лечения и/или предупреждения заболеваний.The sample can be collected in one time or over several times. Samples collected over time can be pooled and/or processed (by applying to a CROF device and obtaining a measure of the amount of analyte in the sample as described herein) individually. In some cases, indicators obtained over time can be combined and can be used for extended analysis over time to facilitate screening, diagnosis, treatment and/or prevention of diseases.

Промывание устройства для CROF для удаления несвязанных компонентов образца можно выполнить любым удобным способом, как описано выше. В определенных вариантах осуществления поверхность устройства для CROF промывают с использованием буфера для связывания для удаления несвязанных компонентов образца.Washing the CROF device to remove unbound sample components can be done in any convenient manner as described above. In certain embodiments, the surface of the CROF device is washed using a binding buffer to remove unbound sample components.

Мечение аналита выявляемой меткой можно выполнить любым удобным способом. Аналит можно метить прямо или опосредованно. При прямом мечении аналит в образце метят до того, как образец наносят на устройство для CROF. При опосредованно введении метки немеченый аналит в образце метят после того, как образец наносят на устройство для CROF для захвата немеченого аналита, как описано ниже.Labeling the analyte with a detectable label can be done in any convenient way. The analyte can be labeled directly or indirectly. In direct labeling, the analyte in the sample is labeled before the sample is applied to the CROF device. In indirect labeling, the unlabeled analyte in the sample is labeled after the sample is applied to the CROF device to capture the unlabeled analyte, as described below.

Обработка данныхData processing

В определенных вариантах осуществления заявленное устройство выполнено с возможностью обработки данных, полученных в результате считывания устройства для CROF. Устройство может быть выполнено с возможностью обработки данных любым подходящим способом для применения в заявленных способах. В определенных вариантах осуществления устройство имеет ячейку памяти для хранения данных, и/или хранения инструкций для обработки данных, и/или хранения базы данных. Данные могут храниться в памяти в любом подходящем формате.In certain embodiments, the inventive device is configured to process data obtained from reading the device for CROF. The device may be configured to process data in any suitable manner for use in the claimed methods. In certain embodiments, the device has a memory cell for storing data, and/or storing instructions for processing data, and/or storing a database. The data may be stored in memory in any suitable format.

В определенных вариантах осуществления устройство имеет процессор для обработки данных. В определенных вариантах осуществления инструкции для обработки данных могут храниться в процессоре или могут храниться в отдельной ячейке памяти. В некоторых вариантах осуществления устройство может содержать программное обеспечение для реализации обработки.In certain embodiments, the device has a processor for processing data. In certain embodiments, instructions for processing data may be stored in the processor or may be stored in a separate memory location. In some embodiments, the device may include software to implement the processing.

В определенных вариантах осуществления устройство, выполненное с возможностью обработки данных, полученных от устройства для CROF, содержит программно реализованные способы для выполнения обработки. Программно реализованные способы могут включать один или более из алгоритмов получения изображений; алгоритмов обработки изображений; способов реализации пользовательского интерфейса, которые облегчают взаимодействие между пользователем и вычислительным устройством и служат средствами для сбора, передачи и анализа данных, протоколов связи; и алгоритмов обработки данных. В определенных вариантах осуществления алгоритмы обработки изображений включают в себя одно или более из счетчика частиц, фильтра LUT (таблицы преобразования), фильтра частиц, распознавания образов, морфологического определения, гистограммы, линейного профиля, топографического представления, бинарного преобразования или профиля соответствия цветов.In certain embodiments, a device configured to process data received from a device for CROF includes software-implemented methods for performing the processing. The software-implemented methods may include one or more of image acquisition algorithms; image processing algorithms; methods for implementing a user interface that facilitate interaction between the user and a computing device and serve as tools for collecting, transmitting and analyzing data, communication protocols; and data processing algorithms. In certain embodiments, the image processing algorithms include one or more of a particle counter, LUT (lookup table) filter, particle filter, pattern recognition, morphological detection, histogram, line profile, topographic representation, binary transform, or color matching profile.

В определенных вариантах осуществления устройство выполнено с возможностью отображения информации на видеодисплее или сенсорном дисплее, при этом дисплейная страница интерпретируется программным обеспечением, находящимся в памяти устройства. Дисплейные страницы, описанные в данном документе, могут быть созданы с применением любого подходящего языка программирования, такого как, например, язык разметки гипертекста («HTML»), язык динамической разметки гипертекста («DHTML»), расширяемый язык разметки гипертекста («XHTML»), расширяемый язык разметки («XML») или другой язык программирования, который может применяться для создания файла компьютера, отображаемого на видео или другом дисплее, при помощи способа, воспринимаемого пользователем. Любой машиночитаемый носитель с логической частью, кодом, данными, инструкциями может применяться для реализации любого программного обеспечения, или стадий, или методологии. Если сеть предусматривает Интернет, то дисплейная страница может предусматривать веб-страницу подходящего типа.In certain embodiments, the device is configured to display information on a video display or touch display, wherein the display page is interpreted by software residing in the memory of the device. The display pages described herein may be created using any suitable programming language, such as, for example, HyperText Markup Language (“HTML”), Dynamic HyperText Markup Language (“DHTML”), Extensible HyperText Markup Language (“XHTML”) ), eXtensible Markup Language (“XML”), or other programming language that can be used to create a computer file displayed on a video or other display in a user-perceivable manner. Any machine-readable medium containing logic, code, data, instructions can be used to implement any software or steps or methodology. If the network includes the Internet, then the display page may include a suitable type of web page.

Дисплейная страница согласно настоящему изобретению может включать встроенные функции, предусматривающие программные продукты, хранящиеся на запоминающем устройстве, такие как, например, подпрограммы VBScript, подпрограммы JScript, подпрограммы JavaScript, утилиты Java, компоненты ActiveX, ASP.NET, AJAX, утилиты Flash, утилиты Silverlight или AIR.The display page of the present invention may include embedded functions providing software products stored on a storage device, such as, for example, VBScript routines, JScript routines, JavaScript routines, Java utilities, ActiveX components, ASP.NET, AJAX, Flash utilities, Silverlight utilities or AIR.

Дисплейная страница может содержать хорошо известные функции технологии графического пользовательского интерфейса, такие как, например, рамки, окна, полосы прокрутки, кнопки, пиктограммы и гиперссылки, а также известные функции, такие как интерфейс с использованием координатного указателя или интерфейс с сенсорным экраном. Наведение и щелчок по кнопке графического пользовательского интерфейса, пиктограмме, варианту выбора из меню или гиперссылке также называют «выбором» кнопки, варианта выбора или гиперссылки. Дисплейная страница в соответствии с настоящим изобретением также может включать в себя мультимедийные функции, мультисенсорные, с пиксельной чувствительностью, поверхности на основе ИК-светодиодов (IR LED), видеовзаимодействия с камерами или без них.The display page may include well-known graphical user interface technology features such as, for example, frames, windows, scroll bars, buttons, icons, and hyperlinks, as well as well-known features such as a pointer interface or a touch screen interface. Pointing and clicking on a GUI button, icon, menu choice, or hyperlink is also referred to as “selecting” the button, choice, or hyperlink. The display page in accordance with the present invention may also include multimedia functions, multi-touch, pixel-sensitive, IR LED-based surfaces, video interactions with or without cameras.

Пользовательский интерфейс может отображаться на видеодисплее и/или дисплейной странице. Пользовательский интерфейс может отображать отчет, созданный на основе проанализированных данных, относящихся к образцу, как дополнительно описано ниже.The user interface may be displayed on a video display and/or display page. The user interface may display a report generated from the analyzed data related to the sample, as further described below.

Процессор может быть выполнен с возможностью обработки данных любым подходящим способом для применения в заявленных способах. Данные обрабатывают, например, в сгрупированные данные, преобразованные данные (например, пространственно-временные данные преобразуют за счет преобразования Фурье в пространственно-частотные), или они могут быть объединены с другими данными. При обработке можно поместить данные в требуемую форму, и это может предусматривать изменение формата данных. Обработка может включать в себя выявление сигнала из образца, корректировку первичных данных на основе математических манипуляций или коррекции и/или калибровок, характерных для устройства пли реагентов, используемых для исследования образца; вычисление значения, например значения концентрации, сравнение (например, с исходным уровнем, пороговым значением, стандартной кривой, данными за прошедший период или данными других датчиков), определение того, является ли тест точным, выделяя значения или результаты, которые являются выбросами или могут быть причиной для беспокойства (например, выше или ниже нормального или приемлемого диапазона или указывают на аномальное состояние), или комбинации результатов, которые вместе могут указывать на наличие аномального состояния, подбор аппроксимирующей кривой, использование данных в качестве основы для математических или других аналитических рассуждений (включая дедуктивные, индуктивные, байесовские или другие рассуждения) и другие подходящие формы обработки. В определенных вариантах осуществления обработка может включать в себя сравнение обрабатываемых данных с базой данных, хранящейся в устройстве, для извлечения инструкций относительно образа действий, которые должен выполнять субъект.The processor may be configured to process data in any suitable manner for use in the claimed methods. The data is processed, for example, into grouped data, transformed data (eg, spatio-temporal data is transformed by Fourier transform into spatial-frequency data), or it may be combined with other data. Processing can put the data into the required form, and this may involve changing the format of the data. Processing may include detecting a signal from the sample, adjusting the raw data based on mathematical manipulations or corrections and/or calibrations specific to the device or reagents used to examine the sample; calculating a value, such as a concentration value, comparing (for example, to a baseline, threshold, standard curve, historical data, or data from other sensors), determining whether a test is accurate, highlighting values or results that are outliers or may be cause for concern (eg, above or below the normal or acceptable range or indicative of an abnormal condition), or combinations of results that together may indicate the presence of an abnormal condition, fitting a curve, using data as a basis for mathematical or other analytical reasoning (including deductive, inductive, Bayesian or other reasoning) and other appropriate forms of processing. In certain embodiments, the processing may include comparing the data being processed to a database stored on the device to extract instructions regarding a course of action to be performed by the subject.

В определенных вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью обработки вводимых данных путем сравнения вводимых данных с базой данных, хранящейся в памяти, для получения инструкций относительно порядка действий, которые должен выполнять субъект. В некоторых вариантах осуществления база данных может содержать хранимую информацию, которая содержит пороговое значение для представляющего интерес аналита. Пороговое значение может быть применимо для определения присутствия или концентрации одного или более аналитов. Пороговое значение может быть применимо для выявления ситуаций, когда может быть полезным предупреждение. Блок хранения данных может включать в себя записи или другую информацию, которая может быть применима для составления отчета, относящегося к образцу.In certain embodiments, the device may be configured to process input data by comparing the input data to a database stored in memory to obtain instructions regarding the order of actions to be performed by the subject. In some embodiments, the database may contain stored information that contains a threshold value for an analyte of interest. The threshold value may be useful to determine the presence or concentration of one or more analytes. A threshold can be useful to identify situations where a warning might be useful. The data storage unit may include records or other information that may be useful for generating a report related to the sample.

В определенных вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью приема данных, которые получены от устройства для CROF. Таким образом, в определенных случаях устройство может быть выполнено с возможностью приема данных, которые не связаны с образцом, предоставленным субъектом, но при этом могут иметь отношение к диагнозу. Такие данные включают без ограничения возраст, пол, рост, вес, индивидуальный и/или семейный анамнез и т.д. В определенных вариантах осуществления устройство выполнено с возможностью обработки данных, полученных из образца, или независимо от образца, нанесенного на устройство для CROF.In certain embodiments, the device may be configured to receive data that is received from the device for CROF. Thus, in certain cases, the device may be configured to receive data that is not related to the sample provided by the subject, but may still be relevant to the diagnosis. Such data includes, without limitation, age, gender, height, weight, personal and/or family history, etc. In certain embodiments, the device is configured to process data obtained from a sample, or independent of a sample applied to the CROF device.

Сеть. В определенных вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью связи по сети, такой как локальная сеть (LAN), глобальная сеть (WAN), такая как Интернет, персональная сеть, телекоммуникационная сеть, такая как телефонная сеть, сеть мобильной связи, мобильная сеть, беспроводная сеть, сеть передачи данных или любой другой тип сети. В определенных вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью использования беспроводной технологии, такой как технология Bluetooth или RTM. В некоторых вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью использования различных способов связи, таких как коммутируемое проводное соединение с модемом, прямая связь, такая как TI, цифровая сеть с интеграцией услуг (ISDN) или кабельная линия. В некоторых вариантах осуществления при беспроводном соединении могут использоваться такие иллюстративные беспроводные сети, как сотовые, спутниковые или пейджинговые сети, радиослужба пакетной передачи данных (GPRS) или локальная система передачи данных, такая как Ethernet или Token Ring по LAN. В некоторых вариантах осуществления устройство может осуществлять беспроводную связь с использованием компонентов оптической связи в инфракрасном диапазоне.Net. In certain embodiments, the device may be configured to communicate over a network, such as a local area network (LAN), a wide area network (WAN) such as the Internet, a personal area network, a telecommunications network such as a telephone network, a mobile phone network, a mobile network, wireless network, data network or any other type of network. In certain embodiments, the device may be configured to use wireless technology, such as Bluetooth or RTM technology. In some embodiments, the device may be configured to use a variety of communication methods, such as a dial-up wire connection to a modem, a point-to-point connection such as TI, an integrated services digital network (ISDN), or a cable line. In some embodiments, the wireless connection may utilize exemplary wireless networks such as cellular, satellite, or paging networks, packet radio service (GPRS), or a local area transfer system such as Ethernet or Token Ring over a LAN. In some embodiments, the device may communicate wirelessly using infrared optical communications components.

В определенных вариантах осуществления устройство выполнено с возможностью приема компьютерного файла, который может храниться в памяти, передан с сервера по сети. Устройство может получать материальные машиночитаемые носители, которые могут содержать инструкции, логическую часть, данные или код, которые могут храниться в постоянной или временной памяти устройства или могут оказывать влияние на действие устройства или инициировать его. Одно или более устройств могут передавать компьютерные файлы или ссылки, которые могут обеспечивать доступ к другим файлам компьютера.In certain embodiments, the device is configured to receive a computer file, which may be stored in memory, transferred from a server over a network. A device may receive tangible computer-readable media that may contain instructions, logic, data, or code that may be stored in permanent or temporary memory of the device or may influence or initiate the operation of the device. One or more devices may transmit computer files or links that may provide access to other computer files.

В некоторых вариантах осуществления устройство представляет собой персональный компьютер, сервер, портативный компьютер, мобильное устройство, планшет, мобильный телефон, сотовый телефон, спутниковый телефон, смартфон (например, iPhone, Android, Blackberry, Palm, Symbian, Windows), персональный цифровой помощник, устройство Bluetooth, пейджер, телефон наземной линии связи или другое сетевое устройство. Такие устройства могут быть устройствами с поддержкой связи. Используемый в данном документе термин «мобильный телефон» относится к телефонной трубке, которая может функционировать в сети мобильной сотовой связи, сети для передачи голоса через IP (VoIP), такой как протокол инициирования сеанса (SIP), или беспроводной локальной сети (WLAN) с использованием протокола 802.11х, или любой их комбинации. В определенных вариантах осуществления устройство может быть ручным и компактным, чтобы оно могло вместиться в кошелек и/или карман потребителя (например, карманного размера).In some embodiments, the device is a personal computer, server, laptop, mobile device, tablet, mobile phone, cellular phone, satellite phone, smartphone (e.g., iPhone, Android, Blackberry, Palm, Symbian, Windows), personal digital assistant, Bluetooth device, pager, landline phone, or other network device. Such devices may be communication-enabled devices. As used herein, the term "mobile telephone" refers to a handset that may operate on a mobile cellular network, a Voice over IP (VoIP) network such as Session Initiation Protocol (SIP), or a wireless local area network (WLAN) with using the 802.11x protocol, or any combination thereof. In certain embodiments, the device may be hand-held and compact so that it can fit into a consumer's wallet and/or pocket (eg, pocket size).

Тестирование окружающей среды. Как подытожено выше, устройства, системы и способы по настоящему изобретению могут найти применение в анализе образца из окружающей среды, например образца из воды, почвы, промышленных отходов и т.д., на присутствие маркеров из окружающей среды. Маркером окружающей среды может быть любой подходящий маркер, который может быть захвачен средством для захвата, специфически связывающим маркер окружающей среды в устройстве для CROF, выполненном с наличием средства для захвата. Образец из окружающей среды можно получить из любого подходящего источника, такого как река, океан, озеро, дождь, снег, сточные воды, стоки после очистки сточных вод, сельскохозяйственные стоки, промышленные стоки, водопроводная вода или питьевая вода и т.д. В некоторых вариантах осуществления устройства и системы в настоящем изобретении выявляют концентрацию свинца или токсинов в воде. В некоторых вариантах осуществления присутствие или отсутствие или количественный уровень маркера окружающей среды в образце могут указывать на состояние окружающей среды, из которой получен образец. В некоторых случаях маркер окружающей среды может представлять собой вещество, которое является токсичным или вредным для организма, например человека, домашнего животного, растения и т.д., которые подвергаются воздействию этой среды. В некоторых случаях экологический маркер может быть аллергеном, который может вызывать аллергические реакции у некоторых индивидуумов, которые подвергаются воздействию этой среды. В некоторых случаях присутствие или отсутствие или количественный уровень маркера окружающей среды в образце могут коррелировать с общим состоянием окружающей среды. В таких случаях общее состояние окружающей среды можно измерить в течение определенного периода времени, такого как неделя, месяцы, годы или десятилетия.Environmental testing. As summarized above, the devices, systems and methods of the present invention may find use in analyzing an environmental sample, such as a sample from water, soil, industrial waste, etc., for the presence of environmental markers. The environmental marker may be any suitable marker that can be captured by a capture means that specifically binds the environmental marker in a CROF device configured to include the capture means. The environmental sample can be obtained from any suitable source such as river, ocean, lake, rain, snow, sewage, wastewater treatment effluent, agricultural effluent, industrial effluent, tap water or drinking water, etc. In some embodiments, the devices and systems of the present invention detect the concentration of lead or toxins in water. In some embodiments, the presence or absence or quantitative level of an environmental marker in a sample may indicate the condition of the environment from which the sample was obtained. In some cases, the environmental marker may be a substance that is toxic or harmful to an organism, such as a human, pet, plant, etc., that is exposed to that environment. In some cases, the environmental marker may be an allergen, which may cause allergic reactions in some individuals who are exposed to that environment. In some cases, the presence or absence or quantitative level of an environmental marker in a sample may correlate with the overall health of the environment. In such cases, the overall health of the environment can be measured over a period of time, such as a week, months, years or decades.

В некоторых вариантах осуществления устройства, системы и способы в настоящем изобретении дополнительно предусматривают получение или предоставление отчета, который указывает на безопасность или вред для субъекта, подвергающегося воздействию окружающей среды, из которой получен образец, на основе информации, включающей измеренное количество маркера окружающей среды. Информация, используемая для оценки угрозы безопасности или состояния окружающей среды, может включать данные помимо типа и измеренного количества маркера окружающей среды. Эти дополнительные данные могут включать местоположение, высоту, температуру, время суток/месяц/год, давление, влажность, направление и скорость ветра, погоду и т.д. Данные могут представлять среднее значение или тенденцию в течение определенного периода (минуты, часы, дни, недели, месяцы, годы и т.д.) или текущее значение за более короткий период (миллисекунды, секунды, минуты и т.д.).In some embodiments, the devices, systems and methods of the present invention further provide for obtaining or providing a report that indicates safety or harm to a subject exposed to the environment from which the sample is obtained based on information including a measured amount of an environmental marker. Information used to assess a safety hazard or environmental condition may include data other than the type and measured amount of the environmental marker. This additional data may include location, altitude, temperature, time of day/month/year, pressure, humidity, wind direction and speed, weather, etc. The data may represent an average or trend over a period (minutes, hours, days, weeks, months, years, etc.) or the current value over a shorter period (milliseconds, seconds, minutes, etc.).

Отчет может быть составлен устройством, выполненным с возможностью считывания устройства для CROF, или может быть составлен в удаленном местоположении после отправки данных, включая измеренное количество маркера окружающей среды. В некоторых случаях эксперт может находиться в удаленном местоположении или иметь доступ к данным, отправленным в удаленное место, и может анализировать или просматривать данные для составления отчета. Эксперт может быть научным сотрудником или администратором в правительственном учреждении, таком как Центры контроля и профилактики заболеваний США (CDC) или Агентство по охране окружающей среды США (ЕРА), исследовательском учреждении, таком как университет, или в частной компании. В определенных вариантах осуществления эксперт может отправлять пользователю инструкции или рекомендации на основе данных, переданных устройством и/или проанализированных в удаленном местоположении.The report may be generated by a device configured to read the device for the CROF, or may be generated at a remote location after data has been sent, including the measured amount of the environmental marker. In some cases, the expert may be located in a remote location or have access to data sent to a remote location and can analyze or review the data to produce a report. The expert may be a researcher or administrator at a government agency such as the US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) or the US Environmental Protection Agency (EPA), a research institution such as a university, or a private company. In certain embodiments, the expert may send instructions or recommendations to the user based on data transmitted by the device and/or analyzed at a remote location.

Тестирование пищевых продуктов. Как подытожено выше, устройства, системы и способы по настоящему изобретению могут найти применение в анализе образца пищевых продуктов, например образца необработанных продуктов питания, обработанных продуктов питания, приготовленной пищи, питьевой воды и т.д., на присутствие маркеров пищевых продуктов. Маркером пищевых продуктов может быть любой подходящий маркер, такой как показанный в таблице В9 ниже, который может быть захвачен средством для захвата, специфически связывающий маркер пищевого продукта в устройстве для CROF, выполненном с наличием средства для захвата. Образец из окружающей среды можно получить из любого подходящего источника, такого как водопроводная вода, питьевая вода, приготовленные продукты питания, обработанные продукты питания или необработанные продукты питания и т.д. В некоторых вариантах осуществления присутствие или отсутствие или количественный уровень маркера пищевых продуктов в образце может указывать на безопасность или вредность для субъекта при употреблении данного пищевого продукта. В некоторых вариантах осуществления маркер пищевых продуктов представляет собой вещество, полученное из патогенного организма или микроорганизма, которое указывает на присутствие организма в пищевом продукте, из которого получен образец. В некоторых вариантах осуществления маркером пищевых продуктов является токсичное или вредное при употреблении субъектом вещество. В некоторых вариантах осуществления маркер пищевых продуктов представляет собой биологически активное соединение, которое может непреднамеренно или неожиданно изменить физиологию при употреблении субъектом. В некоторых вариантах осуществления маркер пищевых продуктов является показателем способа получения пищевого продукта (выращивают, закупают, вылавливают, собирают, обрабатывают, готовят и т.д.). В некоторых вариантах осуществления маркер пищевых продуктов указывает на пищевой состав пищевых продуктов. В некоторых вариантах осуществления маркер пищевых продуктов представляет собой аллерген, который может вызвать аллергическую реакцию, если пищевой продукт, из которого получен образец, употребляется субъектом.Food testing. As summarized above, the devices, systems and methods of the present invention may find use in analyzing a sample of food, such as a sample of unprocessed food, processed food, cooked food, drinking water, etc., for the presence of food markers. The food marker may be any suitable marker, such as shown in Table B9 below, that can be captured by the capture means, specifically binding the food marker in the CROF device configured with the capture means. The environmental sample can be obtained from any suitable source such as tap water, drinking water, cooked food, processed food or unprocessed food, etc. In some embodiments, the presence or absence or quantitative level of a food marker in a sample may indicate whether the food is safe or unsafe for a subject to consume. In some embodiments, a food marker is a substance derived from a pathogenic organism or microorganism that indicates the presence of the organism in the food product from which the sample is obtained. In some embodiments, the food marker is a substance that is toxic or harmful when consumed by a subject. In some embodiments, the food marker is a biologically active compound that may inadvertently or unexpectedly alter physiology when consumed by a subject. In some embodiments, the food marker is an indicator of how the food product was produced (grown, purchased, caught, harvested, processed, prepared, etc.). In some embodiments, the nutrition marker indicates the nutritional composition of the food. In some embodiments, the food marker is an allergen that may cause an allergic reaction if the food from which the sample is obtained is consumed by the subject.

В некоторых вариантах осуществления устройства, системы и способы в настоящем изобретении дополнительно предусматривают получение или предоставление отчета, который указывает на безопасность или вредность для субъекта при употреблении пищевых продуктов, из которых получен образец, на основе информации, включающей измеренный уровень маркера пищевых продуктов. Информация, используемая для оценки безопасности пищевых продуктов для употребления, может включать данные помимо типа и измеренного количества маркера пищевых продуктов. Эти дополнительные данные могут включать любое состояние здоровья, связанное с потребителем (аллергии, беременность, хронические или острые заболевания, принимаемые рецептурные препараты и т.д.).In some embodiments, the devices, systems and methods of the present invention further provide for obtaining or providing a report that indicates the safety or harmfulness for a subject to consume the food from which the sample is obtained based on information including a measured level of a food marker. Information used to evaluate the safety of foods for consumption may include data other than the type and measured amount of the food marker. This additional data may include any health condition associated with the consumer (allergies, pregnancy, chronic or acute illnesses, prescription medications, etc.).

Отчет может быть составлен устройством, выполненным с возможностью считывания устройства для CROF, или может быть составлен в удаленном местоположении при отправке данных, включая измеренное количество маркера пищевого продукта. В некоторых случаях эксперт по безопасности пищевых продуктов может находиться в удаленном местоположении или иметь доступ к данным, отправленным в удаленное место, и может анализировать или просматривать данные для составления отчета. Эксперт по безопасности пищевых продуктов может быть научным сотрудником или администратором в правительственном учреждении, таком как Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) или CDC, исследовательском учреждении, таком как университет, или в частной компании. В определенных вариантах осуществления эксперт по безопасности пищевых продуктов может отправлять пользователю инструкции или рекомендации на основе данных, переданных устройством и/или проанализированных в удаленном местоположении.The report may be generated by a device configured to read the device for the CROF, or may be generated at a remote location by sending data including the measured amount of a food marker. In some cases, a food safety expert may be located in a remote location or have access to data sent to a remote location and may analyze or review the data to produce a report. A food safety expert may be a researcher or administrator at a government agency such as the US Food and Drug Administration (FDA) or CDC, a research institution such as a university, or a private company. In certain embodiments, the food safety expert may send instructions or recommendations to the user based on data transmitted by the device and/or analyzed at a remote location.

25. Анализ крови25. Blood test

Некоторые иллюстративные варианты осуществления применения настоящего изобретения представляют собой простой быстрый подсчет клеток крови с использованием смартфона.Some exemplary embodiments of the present invention are simple, rapid blood cell counts using a smartphone.

В некоторых вариантах осуществления первую пластину и вторую пластину выбирают из тонкого предметного стекла (например, толщиной 0,2 мм) или тонкой пластиковой пленки (например, толщиной 15 мм) с относительно ровной поверхностью, и при этом каждая из них характеризуется площадью с длиной и шириной от приблизительно 0,5 см до 10 см. Разделители изготавливают из стекла, пластмассы или других материалов, которые не будут значительно деформироваться при сдавливании. Перед нанесением образца разделитель помещают на первую пластину, вторую пластину или и на первую, и на вторую; или обе необязательно покрывают реагентом, который облегчает подсчет крови (окрашивающие красители и/или антикоагулянт). Первая пластина и вторая пластина могут быть необязательно запечатаны в пакет для удобства транспортировки и более длительного срока хранения.In some embodiments, the first plate and the second plate are selected from a thin glass slide (eg, 0.2 mm thick) or thin plastic film (eg, 15 mm thick) with a relatively flat surface, and each has an area with a length and width from approximately 0.5 cm to 10 cm. Dividers are made of glass, plastic or other materials that will not deform significantly when squeezed. Before applying the sample, the separator is placed on the first plate, the second plate, or both the first and second; or both are optionally coated with a reagent that facilitates blood counting (coloring dyes and/or anticoagulant). The first plate and the second plate may optionally be sealed in a bag for ease of transportation and longer shelf life.

При тестировании с подсчетом клеток крови требуется только приблизительно 1 мкл (микролитр) (или приблизительно от 0,1 мкл до 3 мкл) крови, которую можно взять из пальца или другого места тела человека. Образец крови можно нанести непосредственно из тела человека (например, пальца) на первую пластину и вторую пластину без какого-либо разбавления. Затем первую пластину и вторую пластину обращают друг к другу так, что образец крови распологается между внутренними поверхностями первой пластины и второй пластины. Если предварительно наносят необязательные реагенты (окрашивающие красители или антикоагулянты), то их наносят на внутреннюю поверхность для смешивания с образцом. Затем первую пластину и вторую пластину сдавливают пальцами или простым механическим устройством (например, клипсой, которая сдавливает с помощью пружины). При сдавливании внутреннее пространство уменьшается, причем уменьшение в конечном итоге остановится на значении, заданном высотой разделителей, и будет достигнута конечная толщина образца, которая в целом равна конечному внутреннему пространству. Поскольку конечное внутреннее пространством известно, то конечная толщина образца становится известной, а именно определяется количественно (измеряется) с помощью данного способа.Blood cell count testing requires only approximately 1 μL (microliter) (or approximately 0.1 μL to 3 μL) of blood, which can be collected from a finger or other location on the person's body. The blood sample can be applied directly from the human body (such as a finger) onto the first plate and the second plate without any dilution. The first plate and the second plate are then turned toward each other such that the blood sample is located between the inner surfaces of the first plate and the second plate. If optional reagents (staining dyes or anticoagulants) are pre-applied, they are applied to the inner surface to mix with the sample. The first plate and the second plate are then compressed by fingers or a simple mechanical device (eg a clip that is compressed by a spring). When compressed, the internal space is reduced, and the reduction will eventually stop at a value given by the height of the spacers, and a final thickness of the sample will be reached, which is generally equal to the final internal space. Since the final internal space is known, the final thickness of the sample becomes known, namely quantified (measured) using this method.

Если образец крови не разбавлен, то после сдавливания (деформации образца) разделители и, следовательно, конечная толщина образца могут быть тонкими, например, менее 1 мкм, менее 2 мкм, менее 3 мкм, менее 4 мкм, менее 5 мкм, менее 7 мкм, менее 10 мкм, менее 15 мкм, менее 20 мкм, менее 30 мкм, менее 40 мкм, менее 50 мкм, менее 60 мкм, менее 80 мкм, менее 100 мкм, менее 150 мкм или любых диапазонов между любыми из двух чисел. Тонкий конечный образец может быть применим, поскольку если толщина конечного образца большая, то много эритроцитов может перекрываться в ходе визуализации, что способно привести к неправильному подсчету клеток. Например, образец цельной крови без разбавления толщиной приблизительно 4 мкм даст приблизительно один слой эритроцитов крови.If the blood sample is not diluted, then after compression (deformation of the sample) the separators and therefore the final thickness of the sample may be thin, for example less than 1 µm, less than 2 µm, less than 3 µm, less than 4 µm, less than 5 µm, less than 7 µm , less than 10 µm, less than 15 µm, less than 20 µm, less than 30 µm, less than 40 µm, less than 50 µm, less than 60 µm, less than 80 µm, less than 100 µm, less than 150 µm or any range between any of the two numbers. A thin final sample may be useful because if the final sample is thick, many red blood cells may overlap during imaging, which may result in incorrect cell counts. For example, an undiluted whole blood sample approximately 4 µm thick will yield approximately one layer of red blood cells.

После сдавливания образец можно визуализировать с помощью смартфона или непосредственно, или посредством дополнительных оптических элементов (например, линзам, фильтрам или источникам света при необходимости). Изображение образца будет обработано для идентификации типов клеток, а также количества клеток. Обработку изображений можно выполнить локально на том же смартфоне, который принимает изображение, или удаленно, но конечный результат передается обратно на смартфон (где изображение передается в удаленное местоположение и обрабатывается там). В смартфоне будет отображаться количество клеток для конкретного типа клеток. В некоторых случаях будут показаны определенные рекомендации. Рекомендации могут храниться на смартфоне перед тестированием или поступать от удаленных компьютеров или специалистов.After compression, the sample can be visualized using a smartphone either directly or through additional optical elements (e.g. lenses, filters or light sources if necessary). The image of the sample will be processed to identify the cell types as well as the number of cells. Image processing can be done locally on the same smartphone that receives the image, or remotely, but the final result is transferred back to the smartphone (where the image is transferred to a remote location and processed there). The smartphone will display the cell count for a specific cell type. In some cases, specific recommendations will be shown. Recommendations can be stored on the smartphone before testing or come from remote computers or specialists.

В определенных вариантах осуществления реагенты поместят на внутренние поверхности первой пластины и/или второй пластины с использованием способов и устройств, описанных в разделе 5 (смешивание реагентов).In certain embodiments, the reagents will be placed on the internal surfaces of the first plate and/or the second plate using the methods and devices described in section 5 (mixing reagents).

Устройство или способ для анализа крови предусматривает (а) устройство или способ в пункте, описанном в данном документе, и (b) пространство между пластинами (то есть пространство между внутренними поверхностями двух пластин) в закрытой конфигурации или применение такого пространства, при котором неразбавленная цельная кровь в пространстве между пластинами имеет среднее межклеточное расстояние для эритроцитов (RBC) в горизонтальном направлении большее чем средний диаметр диска RBC.An apparatus or method for blood testing comprises (a) the apparatus or method as described herein, and (b) an interplate space (that is, the space between the inner surfaces of two plates) in a closed configuration, or the use of such a space in which undiluted whole the blood in the space between the plates has an average intercellular distance for red blood cells (RBCs) in the horizontal direction greater than the average diameter of the RBC disk.

Устройство или способ упорядочивания ориентации несферической клетки, которые предусматривают (а) устройство или способ, как описано в данном документе, и (b) пространство между пластинами (то есть пространство между внутренними поверхностями двух пластин) в закрытой конфигурации или применение такого пространства, где пространство меньше среднего размера клетки в ее продольном направлении (продольное направление представляет собой максимальный размер стороны клетки). Такая компоновка может улучшить измерения объема образца (например, объема эритроцитов).An apparatus or method for arranging the orientation of a non-spherical cage, which includes (a) an apparatus or method as described herein, and (b) an interplate space (that is, a space between the interior surfaces of two plates) in a closed configuration, or the use of such a space where the space less than the average size of the cell in its longitudinal direction (the longitudinal direction represents the maximum side size of the cell). This arrangement can improve sample volume measurements (eg, red blood cell volume).

В настоящем изобретении аналиты в анализах крови включают белковые маркеры, список которых можно найти на веб-сайте Американской ассоциации клинической химии).In the present invention, the analytes in blood tests include protein markers, a list of which can be found on the website of the American Association of Clinical Chemistry).

26. Виды упаковки26. Types of packaging

Другой аспект настоящего изобретения относится к упаковке, которая будет продлевать срок службы применяемого реагента и облегчает применение.Another aspect of the present invention relates to packaging that will extend the life of the reagent used and facilitate ease of use.

В некоторых вариантах осуществления пластины в CROF с реагентами или без них помещены внутрь упаковки, либо по одной пластине на упаковку, либо по несколько пластин на упаковку. В одном варианте осуществления первую пластину и вторую пластину упаковывают в другую упаковку перед применением. В некоторых вариантах осуществления разные анализы имеют общую первую пластину или общую вторую пластину.In some embodiments, wafers in CROF, with or without reagents, are placed inside a package, either one wafer per pack, or multiple wafers per pack. In one embodiment, the first wafer and the second wafer are packaged in a different package prior to use. In some embodiments, different assays share a common first wafer or a common second wafer.

В некоторых вариантах осуществления каждая из упаковок герметизирована. В некоторых вариантах осуществления герметичность нужна для предотвращения попадания внутрь упаковки воздуха, химических веществ, влаги, контаминантов или любой их комбинации из-за пределов упаковки. В некоторых вариантах осуществления упаковку герметизируют в вакууме или заполняют газообразным азотом или инертными газами. В некоторых вариантах осуществления материал, который может продлить срок хранения пластины и/или реагентов (включая средства для захвата, средства для выявления и т.д.), упаковывают внутри упаковки вместе с пластиной.In some embodiments, each of the packages is sealed. In some embodiments, sealing is necessary to prevent air, chemicals, moisture, contaminants, or any combination thereof from entering the package from outside the package. In some embodiments, the packaging is vacuum sealed or filled with nitrogen gas or inert gases. In some embodiments, material that can extend the shelf life of the plate and/or reagents (including capture agents, detection agents, etc.) is packaged within the package along with the plate.

В некоторых вариантах осуществления упаковочные материалы имеют форму тонкого слоя, поэтому такую упаковку человек может легко разорвать руками.In some embodiments, the packaging materials are in the form of a thin layer such that the packaging can be easily torn by a person by hand.

27. РоС, смартфон и сеть27. RoS, smartphone and network

Один из аспектов настоящего изобретения направлен на способ мониторинга состояния здоровья субъекта, при этом способ предусматривает: нанесение образца, предоставленного субъектом, на детектор на основе CROF, выполненный с возможностью указания выходного сигнала, который является характерным для образца; обработку выходного сигнала детектора устройством, выполненным с возможностью получения выходного сигнала детектора в качестве входных данных и анализа входных данных для составления отчета; и получение отчета. Детектор усиления сигнала предлагает преимущества быстрого выявления, упрощенного устройства для считывания (например, замены смартфоном большого обычного устройства для считывания) и снижения стоимости.One aspect of the present invention is directed to a method for monitoring the health of a subject, the method comprising: applying a sample provided by the subject to a CROF-based detector configured to indicate an output signal that is characteristic of the sample; processing the output signal of the detector with a device configured to receive the output signal of the detector as input data and analyze the input data to generate a report; and receiving a report. The Signal Enhancement Detector offers the benefits of fast detection, simplified sensing (e.g., replacing a large conventional sensing device with a smartphone), and reduced cost.

Биологическая жидкость. В определенных вариантах осуществления образец может включать различные жидкие или твердые образцы. В некоторых случаях образец может быть образцом биологической жидкости от субъекта. В некоторых случаях могут быть получены твердые или полутвердые образцы. Образец может включать ткани и/или клетки, отобранные у субъекта. Образец может быть биологическим образцом. Примеры биологических образцов могут включать без ограничения кровь, сыворотку крови, плазму крови, назальный мазок, смыв из носоглотки, слюну, мочу, желудочную жидкость, ликвор, слезы, стул, слизь, пот, ушную пробку, жир, секрет желез, спинномозговую жидкость, ткань, сперму, вагинальную жидкость, интерстициальные жидкости, полученные из опухолевой ткани, глазные жидкости, ликвор, мазок из горла, воздух дыхания, волосы, ногти пальцев, кожу, биопсию, жидкость плаценты, амниотическую жидкость, пуповинную кровь, лимфатические жидкости, жидкости из полости, мокроту, гной, микробиоту, меконий, грудное молоко и/или другие выделения. Образцы могут включать смыв из носоглотки. Назальные мазки, мазки из горла, образцы стула, волосы, ноготь пальца, ушную пробку, выдыхаемый воздух и другие твердые, полутвердые или газообразные образцы можно обработать в экстрагирующем буфере, например в течение фиксированного или варьируемого количества времени до их анализа. Затем экстрагирующий буфер или его аликвоту можно обработать аналогично другим образцам жидкости, если это необходимо. Примеры образцов ткани субъекта могут включать без ограничения соединительную ткань, мышечную ткань, нервную ткань, эпителиальную ткань, хрящ, образец раковой опухоли или кость.Biological fluid. In certain embodiments, the sample may include various liquid or solid samples. In some cases, the sample may be a biological fluid sample from the subject. In some cases, solid or semi-solid samples may be obtained. The sample may include tissues and/or cells collected from the subject. The sample may be a biological sample. Examples of biological samples may include, but are not limited to, blood, serum, blood plasma, nasal swab, nasopharyngeal wash, saliva, urine, gastric fluid, cerebrospinal fluid, tears, stool, mucus, sweat, ear plug, fat, glandular secretions, cerebrospinal fluid, tissue, semen, vaginal fluid, interstitial fluids derived from tumor tissue, ocular fluids, cerebrospinal fluid, throat swab, breath air, hair, fingernails, skin, biopsy, placental fluid, amniotic fluid, umbilical cord blood, lymphatic fluids, fluids from cavities, sputum, pus, microbiota, meconium, breast milk and/or other secretions. Samples may include nasopharyngeal swabs. Nasal swabs, throat swabs, stool samples, hair, fingernail, ear plug, exhaled breath and other solid, semi-solid or gaseous samples can be processed in the extraction buffer, for example, for a fixed or variable amount of time before being analyzed. The extraction buffer or an aliquot of it can then be processed similarly to other fluid samples if necessary. Examples of tissue samples from a subject may include, but are not limited to, connective tissue, muscle tissue, neural tissue, epithelial tissue, cartilage, a cancer tumor sample, or bone.

В определенных вариантах осуществления субъект может быть человеком или животным, отличным от человека. Субъект может быть млекопитающим, позвоночным, таким как мыши, обезьяны, люди, сельскохозяйственные животные, животные, участвующие в спортивных соревнованиях, или домашние животные. В некоторых вариантах осуществления субъект может быть пациентом. В других вариантах осуществления у субъекта может быть диагностировано заболевание, или у субъекта может быть не диагностировано заболевание. В некоторых вариантах осуществления субъект может быть здоровым субъектом.In certain embodiments, the subject may be a human or non-human animal. The subject may be a mammal, a vertebrate such as mice, monkeys, humans, farm animals, competitive animals, or pets. In some embodiments, the subject may be a patient. In other embodiments, the subject may be diagnosed with a disease, or the subject may not be diagnosed with a disease. In some embodiments, the subject may be a healthy subject.

Считывание устройстваRead device

Как подытожено выше, аспекты способа включают обработку выходного сигнала детектора усиления сигнала с помощью устройства, выполненного с возможностью получения выходного сигнала детектора в качестве входных данных и обработки входных данных для составления отчета. Можно использовать любое устройство, подходящее для получения выходного сигнала детектора в качестве входных данных и обработки входных данных для составления отчета. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит оптический записывающий аппарат, который выполнен с возможностью получения выходного сигнала оптического детектора в качестве входных данных. В определенных случаях оптический регистрирующий аппарат представляет собой камеру, например цифровую камеру. Термин «цифровая камера» означает любую камеру, которая в качестве основного компонента содержит аппарат для фиксации изображений, оснащенный оптической системой фиксации изображений для формирования оптического изображения, датчик изображения для преобразования оптического изображения в электрический сигнал и другие компоненты, примеры таких камер включают цифровые фотокамеры, цифровые кинокамеры и веб-камеры (т.е. камеры, которые подключены, как публично, так и в частном порядке, к устройству, подключенному к вычислительной сети для обмена изображениями, включая те, которые подключены непосредственно к вычислительной сети, и подключенные к вычислительной сети посредством аппарата, такого как персональный компьютер, обладающий возможностью обработки информации). В одном примере входные данные могут содержать видеоизображение, которое может фиксировать изменения на протяжении определенного времени. Например, видео может быть получено для оценки динамических изменений в образце.As summarized above, aspects of the method include processing the output of a signal amplification detector with an apparatus configured to receive the output of the detector as input and process the input to produce a report. Any device suitable for receiving the detector output as input and processing the input to produce a report can be used. In some embodiments, the device includes an optical recorder that is configured to receive the output of the optical detector as input. In certain cases, the optical recording apparatus is a camera, such as a digital camera. The term "digital camera" means any camera that contains as a main component an image capturing apparatus equipped with an optical imaging system for forming an optical image, an image sensor for converting the optical image into an electrical signal and other components, examples of such cameras include digital cameras, digital cinema cameras and webcams (i.e. cameras that are connected, either publicly or privately, to a device connected to a computer network for the exchange of images, including those connected directly to a computer network and those connected to a computer network network through a device, such as a personal computer, with the ability to process information). In one example, the input data may contain a video image that can record changes over time. For example, video may be acquired to evaluate dynamic changes in a sample.

В определенных вариантах осуществления устройство получает выходной сигнал детектора посредством адаптера, который формирует интерфейс между устройством и детектором. В определенных вариантах осуществления интерфейс является универсальным для совместимости с любым устройством, подходящим для выполнения заявленного способа. Представляющие интерес интерфейсы включают без ограничения USB (универсальная последовательная шина), FireWire (шина сверхбыстрой передачи данных), Ethernet и т.д. В определенных вариантах осуществления устройство получает выходной сигнал детектора посредством беспроводной связи, включая сотовую, Bluetooth, Wi-Fi и т.д.In certain embodiments, the device receives the output of the detector through an adapter that forms an interface between the device and the detector. In certain embodiments, the interface is generic for compatibility with any device suitable for performing the claimed method. Interfaces of interest include, but are not limited to, USB (Universal Serial Bus), FireWire (Firewire), Ethernet, etc. In certain embodiments, the device receives the detector output via wireless communications, including cellular, Bluetooth, Wi-Fi, etc.

В определенных вариантах осуществления устройство может иметь видеодисплей. Видеодисплеи могут содержать компоненты, на которых дисплейная страница может отображаться способом, воспринимаемым пользователем, например, компьютерный монитор, электронно-лучевая трубка, жидкокристаллический дисплей, светодиодный дисплей, сенсорная панель или сенсорный дисплей и/или другое средства, известные в данной области, для испускания визуально воспринимаемого выходного сигнала. В некоторых вариантах осуществления устройство оснащено сенсорным экраном для отображения информации, такой как входные данные, полученные от детектора, и/или отчет, созданный из обработанных данных, и позволяющим субъекту вводить информацию.In certain embodiments, the device may have a video display. Video displays may include components on which a display page can be displayed in a manner perceivable by a user, such as a computer monitor, cathode ray tube, liquid crystal display, LED display, touch panel or touch display, and/or other means known in the art for emitting visually perceived output signal. In some embodiments, the device is equipped with a touch screen for displaying information, such as input data received from the detector and/or a report generated from the processed data, and allowing the subject to enter the information.

В определенных вариантах осуществления устройство оснащено возможностями вибрации в качестве способа оповещения субъекта, например, об отчете, созданном при обработке выходного сигнала детектора или при подготовке к получению выходного сигнала из детектора.In certain embodiments, the device is equipped with vibration capabilities as a method of alerting a subject, for example, to a report generated while processing the detector output or in preparation for receiving output from the detector.

В определенных вариантах осуществления устройство выполнено с возможностью отображения информации на видеодисплее или сенсорном дисплее, при этом дисплейная страница интерпретируется программным обеспечением, находящимся в памяти устройства. Дисплейные страницы, описанные в данном документе, могут быть созданы с использованием любого подходящего языка программирования, такого как, например, язык разметки гипертекста («HTML»), язык динамической разметки гипертекста («DHTML»), расширяемый язык разметки гипертекста («XHTML»), расширяемый язык разметки («XML») или другой язык программирования, который может использоваться для создания файла компьютера, отображаемого на видео- или другом дисплее, при помощи способа, воспринимаемого пользователем. Любой машиночитаемый носитель с логической частью, кодом, данными, инструкциями может применяться для реализации любого программного обеспечения, или стадий, или методологии. Если сеть предусматривает Интернет, то дисплейная страница может предусматривать веб-страницу подходящего типа.In certain embodiments, the device is configured to display information on a video display or touch display, wherein the display page is interpreted by software residing in the memory of the device. The display pages described herein may be created using any suitable programming language, such as, for example, HyperText Markup Language (“HTML”), Dynamic HyperText Markup Language (“DHTML”), Extensible HyperText Markup Language (“XHTML”) ), eXtensible Markup Language (“XML”), or other programming language that can be used to create a computer file for display on a video or other display in a user-perceivable manner. Any machine-readable medium containing logic, code, data, instructions can be used to implement any software or steps or methodology. If the network includes the Internet, then the display page may include a suitable type of web page.

Дисплейная страница согласно настоящему изобретению может включать встроенные функции, предусматривающие программные продукты, хранящиеся на запоминающем устройстве, такие как, например, подпрограммы VBScript, подпрограммы JScript, подпрограммы JavaScript, утилиты Java, компоненты ActiveX, ASP.NET, AJAX, утилиты Flash, утилиты Silverlight или AIR.The display page of the present invention may include embedded functions providing software products stored on a storage device, such as, for example, VBScript routines, JScript routines, JavaScript routines, Java utilities, ActiveX components, ASP.NET, AJAX, Flash utilities, Silverlight utilities or AIR.

Дисплейная страница может содержать хорошо известные функции технологии графического пользовательского интерфейса, такие как, например, рамки, окна, полосы прокрутки, кнопки, пиктограммы и гиперссылки, а также известные функции, такие как интерфейс с использованием координатного указателя или интерфейс с сенсорным экраном. Наведение и щелчок по кнопке графического пользовательского интерфейса, пиктограмме, варианту выбора из меню или гиперссылке также называют «выбором» кнопки, варианта выбора или гиперссылки. Дисплейная страница в соответствии с настоящим изобретением также может включать мультимедийные функции, мультисенсорные, с пиксельной чувствительностью поверхности на основе ИК-светодиодов (IR LED), видеовзаимодействия с камерами или без них.The display page may include well-known graphical user interface technology features such as, for example, frames, windows, scroll bars, buttons, icons, and hyperlinks, as well as well-known features such as a pointer interface or a touch screen interface. Pointing and clicking on a GUI button, icon, menu choice, or hyperlink is also referred to as “selecting” the button, choice, or hyperlink. The display page in accordance with the present invention may also include multimedia functions, multi-touch, pixel-sensitive IR LED-based surfaces, video interaction with or without cameras.

В определенных вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью приема данных, которые не являются выходными данными из детектора усиления сигнала. Таким образом, в определенных случаях устройство может быть выполнено с возможностью приема данных, которые не характеризуют образец, предоставленный субъектом, но все еще могут характеризовать субъекта. Такие данные включают без ограничения возраст, пол, рост, вес, индивидуальный и семейный анамнез и т.д. В определенных вариантах осуществления устройство выполнено с возможностью обработки входных данных, полученных от выхода детектора, в сочетании с данными, которые получены независимо от выхода детектора.In certain embodiments, the device may be configured to receive data that is not output from the signal amplification detector. Thus, in certain cases, the device may be configured to receive data that is not representative of the sample provided by the subject, but may still be representative of the subject. Such data includes, but is not limited to, age, gender, height, weight, personal and family history, etc. In certain embodiments, the device is configured to process input data received from the detector output in combination with data that is received independently of the detector output.

В определенных вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью связи по сети, такой как локальная сеть (LAN), глобальная сеть (WAN), такая как Интернет, персональная сеть, телекоммуникационная сеть, такая как телефонная сеть, сеть мобильной связи, мобильная сеть, беспроводная сеть, сеть передачи данных или любой другой тип сети. В определенных вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью использования беспроводной технологии, такой как технология Bluetooth или RTM. В некоторых вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью использования различных способов связи, таких как коммутируемое проводное соединение с модемом, прямая связь, такая как TI, ISDN или кабельная линия. В некоторых вариантах осуществления при беспроводном соединении могут использоваться такие иллюстративные беспроводные сети, как сотовые, спутниковые или пейджинговые сети, GPRS или локальная система передачи данных, такая как Ethernet или Token Ring по LAN. В некоторых вариантах осуществления устройство может осуществлять беспроводную связь с использованием компонентов оптической связи в инфракрасном диапазоне.In certain embodiments, the device may be configured to communicate over a network, such as a local area network (LAN), a wide area network (WAN) such as the Internet, a personal area network, a telecommunications network such as a telephone network, a mobile phone network, a mobile network, wireless network, data network or any other type of network. In certain embodiments, the device may be configured to use wireless technology, such as Bluetooth or RTM technology. In some embodiments, the device may be configured to use a variety of communication methods, such as a dial-up wired connection to a modem, a point-to-point connection such as TI, ISDN, or a cable line. In some embodiments, the wireless connection may utilize exemplary wireless networks such as cellular, satellite, or paging networks, GPRS, or a local area transfer system such as Ethernet or Token Ring over a LAN. In some embodiments, the device may communicate wirelessly using infrared optical communications components.

В определенных вариантах осуществления устройство выполнено с возможностью приема компьютерного файла, который может храниться в памяти, передан с сервера по сети. Устройство может получать материальные машиночитаемые носители, которые могут содержать инструкции, логическую часть, данные или код, которые могут храниться в постоянной или временной памяти устройства или могут так или иначе оказывать влияние на действие устройства или инициировать его. Одно или более устройств могут передавать компьютерные файлы или ссылки, которые могут обеспечивать доступ к другим файлам компьютера.In certain embodiments, the device is configured to receive a computer file, which may be stored in memory, transferred from a server over a network. A device may receive tangible computer-readable media that may contain instructions, logic, data, or code that may be stored in permanent or temporary memory of the device or may otherwise influence or initiate the operation of the device. One or more devices may transmit computer files or links that may provide access to other computer files.

В некоторых вариантах осуществления устройство представляет собой персональный компьютер, сервер, портативный компьютер, мобильное устройство, планшет, мобильный телефон, сотовый телефон, спутниковый телефон, смартфон (например, iPhone, Android, Blackberry, Palm, Symbian, Windows), персональный цифровой помощник, устройство Bluetooth, пейджер, телефон наземной линии связи или другое сетевое устройство. Такие устройства могут быть устройствами с поддержкой связи. Используемый в данном документе термин «мобильный телефон» относится к телефонной трубке, которая может функционировать в сети мобильной сотовой связи, сети для передачи голоса через IP (VoIP), такой как протокол инициирования сеанса (SIP), или беспроводной локальной сети (WLAN) с использованием протокола 802.11х, или любой их комбинации. В определенных вариантах осуществления устройство может быть ручным и компактным, чтобы оно могло вместиться в кошелек и/или карман потребителя (например, карманного размера).In some embodiments, the device is a personal computer, server, laptop, mobile device, tablet, mobile phone, cellular phone, satellite phone, smartphone (e.g., iPhone, Android, Blackberry, Palm, Symbian, Windows), personal digital assistant, Bluetooth device, pager, landline phone, or other network device. Such devices may be communication-enabled devices. As used herein, the term "mobile telephone" refers to a handset that may operate on a mobile cellular network, a Voice over IP (VoIP) network such as Session Initiation Protocol (SIP), or a wireless local area network (WLAN) with using the 802.11x protocol, or any combination thereof. In certain embodiments, the device may be hand-held and compact so that it can fit into a consumer's wallet and/or pocket (eg, pocket size).

В определенных вариантах осуществления способ предусматривает передачу данных, полученных из образца, в удаленное местоположение, где осуществляют анализ переданных данных. Удаленное местоположение может быть местом, которое отличается от места, где расположено устройство. Удаленное местоположение может включать без ограничения больницу, кабинет врача или другое медицинское учреждение или исследовательскую лабораторию. В некоторых случаях в удаленном местоположении может быть компьютер, например сервер, который выполнен с возможностью связи (например, получения информации и передачи информации) с устройством по сети. В некоторых вариантах осуществления устройство может передавать данные в инфраструктуру облачных вычислений. Устройство может иметь доступ к инфраструктуре облачных вычислений. В некоторых вариантах осуществления предоставление вычислительных ресурсов (данных, программного обеспечения) по требованию может выполняться посредством компьютерной сети, а не с локального компьютера. Устройство может содержать очень мало программного обеспечения или данных (возможно, только минимальную операционную систему и веб-браузер), выступая в качестве базового терминала с дисплеем, подключенного к Интернету. Поскольку облако может быть основным механизмом доставки, облачные приложения и сервисы могут поддерживать любой тип программного приложения или сервиса. Информация, предоставляемая устройством и/или доступная для устройств, может быть распределена по различным вычислительным ресурсам. Альтернативно информация может храниться в одном или более фиксированных блоках хранения данных или базе данных.In certain embodiments, the method involves transmitting data obtained from a sample to a remote location where the transmitted data is analyzed. The remote location may be a location that is different from the location where the device is located. The remote location may include, but is not limited to, a hospital, doctor's office or other medical facility or research laboratory. In some cases, there may be a computer at a remote location, such as a server, that is configured to communicate (eg, receive information and transmit information) with a device over a network. In some embodiments, the device may transmit data to a cloud computing infrastructure. The device may have access to cloud computing infrastructure. In some embodiments, on-demand provisioning of computing resources (data, software) may be accomplished over a computer network rather than from a local computer. The device may contain very little software or data (perhaps only a minimal operating system and a web browser), acting as a basic display terminal connected to the Internet. Because the cloud can be the primary delivery mechanism, cloud applications and services can support any type of software application or service. Information provided by a device and/or accessible to devices may be distributed across various computing resources. Alternatively, the information may be stored in one or more fixed storage units or a database.

В определенных вариантах осуществления удаленное местоположение содержит центральную базу данных, хранящуюся в блоке хранения данных, который получает и осуществляет анализ данных, переданных с устройства. Блоки хранения данных могут быть способными к хранению машиночитаемых носителей, которые могут содержать код, логическую часть или инструкции процессору для выполнения одной или более стадий. В некоторых вариантах осуществления полученные данные анализируют в сравнении с данными, содержащимися в центральной базе данных, и при этом результат отправляют обратно субъекту. Анализ может включать выявление сигнала из образца, корректировку первичных данных на основе математических манипуляций или коррекции и/или калибровок, характерных для устройства или реагентов, используемых для исследования образца; вычисление значения, например значения концентрации, сравнение (например, с исходным уровнем, пороговым значением, стандартной кривой, данными за прошедший период или данными других датчиков), определение того, является ли тест точным, выделяя значения или результаты, которые являются выбросами или могут быть причиной для беспокойства (например, выше или ниже нормального или приемлемого диапазона или указывают на аномальное состояние), или комбинации результатов, которые вместе могут указывать на наличие аномального состояния, подбор аппроксимирующей кривой, использование данных в качестве основы для математических или других аналитических рассуждений (включая дедуктивные, индуктивные, байесовские или другие рассуждения) и другие подходящие формы обработки.In certain embodiments, the remote location contains a central database stored in a data storage unit that receives and analyzes data transmitted from the device. The data storage units may be capable of storing computer-readable media that may contain code, logic, or instructions to a processor to perform one or more steps. In some embodiments, the resulting data is analyzed against data contained in a central database and the result is sent back to the subject. The analysis may include identifying the signal from the sample, adjusting the raw data based on mathematical manipulations or corrections and/or calibrations specific to the device or reagents used to test the sample; calculating a value, such as a concentration value, comparing (for example, to a baseline, threshold, standard curve, historical data, or data from other sensors), determining whether a test is accurate, highlighting values or results that are outliers or may be cause for concern (eg, above or below the normal or acceptable range or indicative of an abnormal condition), or combinations of results that together may indicate the presence of an abnormal condition, fitting a curve, using data as a basis for mathematical or other analytical reasoning (including deductive, inductive, Bayesian or other reasoning) and other appropriate forms of processing.

В определенных вариантах осуществления анализ может включать в себя сравнение анализируемых данных с базой данных, хранящейся в блоке хранения данных в удаленном местоположении, для извлечения инструкций относительно образа действий, которые должен выполнять субъект. В некоторых вариантах осуществления база данных может содержать хранимую информацию, которая содержит пороговое значение для представляющего интерес аналита. Пороговое значение может быть применимо для определения присутствия или концентрации одного или более аналитов. Пороговое значение может быть применимо для выявления ситуаций, когда может быть полезным предупреждение. Блок хранения данных может содержать другую информацию, относящуюся к подготовке образца или к клиническим тестам, которые могут быть проведены с образцом. Блок хранения данных может содержать записи или другую информацию, которая может быть полезна для создания отчета, относящегося к анализируемым данным.In certain embodiments, the analysis may include comparing the analyzed data to a database stored in a data storage unit at a remote location to extract instructions regarding a course of action to be performed by the subject. In some embodiments, the database may contain stored information that contains a threshold value for an analyte of interest. The threshold value may be useful to determine the presence or concentration of one or more analytes. A threshold can be useful to identify situations where a warning might be useful. The data storage unit may contain other information related to sample preparation or clinical tests that may be performed on the sample. The data storage unit may contain records or other information that may be useful in generating a report related to the data being analyzed.

В определенных вариантах осуществления специалист в области здравоохранения находится в удаленном местоположении. В других вариантах осуществления специалист в области здравоохранения имеет доступ к данным, переданным устройством, в третьем местоположении, которое отличается от удаленного места или местоположения устройства. Специалист в области здравоохранения может представлять собой лицо или объект, которые связаны с системой здравоохранения. Специалистом в области здравоохранения может быть поставщик медицинских услуг в сфере здравоохранения. Специалистом в области здравоохранения может быть врач. Специалистом в области здравоохранения может быть индивидуум или учреждение, которые систематически предоставляют профилактические, лечебные, рекламно-информационные или реабилитационные медицинские услуги отдельным индивидуумам, семьям и/или общинам. Примеры специалистов в области здравоохранения могут включать врачей (включая врачей общего профиля и специалистов), стоматологов, ассистентов врачей, медсестер, акушерок, фармацевтов/провизоров, диетологов, терапевтов, психологов, мануальных терапевтов, штатных сотрудников клиники, физиотерапевтов, эксфузионистов, врачей по профессиональным заболеваниям, оптометристов, фельдшеров скорой помощи, спасателей, врачей-лаборантов, рентгенологов, социальных работников и широкий круг другого персонала, обученного для предоставления определенного вида медицинских услуг. Специалист в области здравоохранения может быть сертифицирован для выписывания рецептов или не сертифицирован. Специалист в области здравоохранения может работать в больницах, медицинских центрах и других пунктах оказания услуг или быть связанным с ними, а также с академической подготовкой, исследованиями и управлением. Некоторые специалисты в области здравоохранения могут оказывать услуги по уходу и лечению пациентов в частных домах. Общинные медико-санитарные работники могут работать вне официальных учреждений здравоохранения. Руководители служб здравоохранения, технический персонал для ведения медицинских записей и составления медико-санитарной информации и другие вспомогательные работники также могут быть специалистами в области здравоохранения или связаны с поставщиком медицинских услуг.In certain embodiments, the healthcare professional is located at a remote location. In other embodiments, the healthcare professional has access to data transmitted by the device at a third location that is different from the remote location or location of the device. A health care professional may be a person or entity who is associated with the health care system. The health care professional may be a health care provider in the health care industry. The health care professional may be a physician. A health care professional may be an individual or institution that systematically provides preventive, curative, promotional, or rehabilitative health services to individuals, families, and/or communities. Examples of health care professionals may include doctors (including general practitioners and specialists), dentists, physician assistants, nurses, midwives, pharmacists/pharmacists, nutritionists, therapists, psychologists, chiropractors, clinical staff, physical therapists, exfusionists, occupational therapists diseases, optometrists, paramedics, emergency responders, laboratory technicians, radiologists, social workers and a wide range of other personnel trained to provide specific types of health care services. A healthcare professional may or may not be certified to prescribe. A health care professional may work in or be associated with hospitals, medical centers, and other service delivery locations, as well as academic training, research, and management. Some health care professionals may provide care and treatment to patients in private homes. Community health workers may work outside of formal health care settings. Health service managers, medical records and health information technicians, and other support workers may also be health care professionals or associated with a health care provider.

В некоторых вариантах осуществления специалист в области здравоохранения уже может быть знаком с субъектом или связан с субъектом. Субъект может быть пациентом специалиста в области здравоохранения. В некоторых случаях специалист в области здравоохранения, может предписать субъекту прохождение клинического теста. В одном примере специалист в области здравоохранения может быть врачом первичного звена медицинской помощи для данного субъекта. Специалистом в области здравоохранения может быть любой тип врача для данного субъекта (включая врачей общего профиля и специалистов).In some embodiments, the health care professional may already be familiar with or associated with the subject. The subject may be a patient of a health care professional. In some cases, a health care professional may order the subject to undergo a clinical test. In one example, the health care professional may be the primary care physician for the subject. A health care professional can be any type of physician for a given entity (including general practitioners and specialists).

Таким образом, специалист в области здравоохранения может анализировать или просматривать данные, переданные с устройства, и/или результаты анализа, выполненного в удаленном местоположении. В определенных вариантах осуществления специалист в области здравоохранения может отправлять субъекту инструкции или рекомендации на основе данных, переданных устройством и/или проанализированных в удаленном местоположении.Thus, a healthcare professional can analyze or view data transmitted from the device and/or the results of analyzes performed at a remote location. In certain embodiments, the healthcare professional may send instructions or recommendations to the subject based on data transmitted by the device and/or analyzed at a remote location.

28. Контроль и измерение толщины образца без использования разделителей28. Control and measurement of sample thickness without using separators

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения разделители, которые используются для регулирования образца или подходящего объема образца, заменяют на: (а) сенсоры позиционирования, которые могут измерять внутренне пространство пластин, и (b) устройства, которые могут контролировать положения пластин и перемещать пластины до желаемого внутреннего пространства пластин на основе информации, предоставленной сенсорами. В некоторых вариантах осуществления все разделители заменены механическими столиками для поступательного движения, мониторными сенсорами и системой обратной связи.In some embodiments of the present invention, the spacers that are used to adjust the sample or appropriate sample volume are replaced with: (a) position sensors that can measure the internal space of the plates, and (b) devices that can monitor the positions of the plates and move the plates to the desired the internal space of the plates based on information provided by the sensors. In some embodiments, all dividers are replaced with mechanical translational stages, monitor sensors, and a feedback system.

Измерение пространства и/или толщины образца с использованием оптического способа. В некоторых вариантах осуществления измерение (f) пространства между внутренними поверхностями предусматривает использование оптической интерференции. При оптической интерференции могут использоваться несколько длин волн. Например, световой сигнал в результате интерференции света, отраженного от внутренней поверхности первой пластины и второй пластины, совершает колебания с определенной длиной волны света. По колебанию можно определить пространство между внутренними поверхностями. Для усиления сигнала интерференции одну из внутренних поверхностей или обе можно покрывать светоотражающим материалом.Measuring the space and/or thickness of a sample using an optical method. In some embodiments, the measurement (f) of the space between the internal surfaces involves the use of optical interference. Optical interference can use multiple wavelengths. For example, a light signal, as a result of the interference of light reflected from the inner surface of the first plate and the second plate, oscillates at a certain wavelength of light. By vibration, you can determine the space between the internal surfaces. To enhance the interference signal, one or both of the internal surfaces can be coated with reflective material.

В некоторых вариантах осуществления измерение (f) пространства между внутренними поверхностями предусматривает получение оптической визуализации (например, получение 2D (двухмерного)/3D (трехмерного) изображения образца, при этом получение изображения может происходить несколько раз с различными углами обзора, разной длиной волны, разной фазой и/или разной поляризацией) и обработку изображений.In some embodiments, the measurement (f) of the space between the internal surfaces involves obtaining optical imaging (for example, obtaining a 2D (two-dimensional)/3D (three-dimensional) image of the sample, where the image acquisition may occur multiple times with different viewing angles, different wavelengths, different phase and/or different polarization) and image processing.

Измерение площади или объема целого образца с помощью оптических способов. В некоторых вариантах осуществления измерение (f) площади или объема целого образца предусматривает получение оптической визуализации (например, получение 2D (двухмерного)/3D (трехмерного) изображения образца, при этом получение изображения может происходить несколько раз с различными углами обзора, разной длиной волны, разной фазой и/или разной поляризацией) и обработку изображений. Площадь образца означает площадь в направлении, примерно параллельном первой пластине и второй пластине. При 3D-визуализации можно использовать способ профилометрии проекционных полос (FPP), который является одним из наиболее распространенных способов получения трехмерных (3D) изображений объектов.Measuring the area or volume of an entire sample using optical methods. In some embodiments, measurement (f) of the area or volume of an entire sample involves optical imaging (e.g., obtaining a 2D/3D image of the sample, which may be imaged multiple times at different viewing angles, different wavelengths, different phase and/or different polarization) and image processing. The sample area means the area in a direction approximately parallel to the first plate and the second plate. For 3D imaging, you can use projection fringe profilometry (FPP), which is one of the most common methods for obtaining three-dimensional (3D) images of objects.

В некоторых вариантах осуществления измерение площади или объема образца путем визуализации предусматривает (а) калибровку масштаба изображения путем использования образца с известными площадью или объемом (например, устройство для получения изображения представляет собой смартфон, и размеры изображения, полученного с помощью телефона, можно откалибровать путем сравнения с изображением образца с известным размером, полученного тем же телефоном); (b) сравнение изображения с масштабными отметками (линейками), размещенными на первой пластине и второй пластине или рядом с ними (дополнительно обсуждается в данном документе), и (с) их комбинацию.In some embodiments, measuring the area or volume of a sample by imaging involves (a) calibrating the image scale by using a sample of known area or volume (e.g., the imaging device is a smartphone, and the dimensions of the image acquired using the phone can be calibrated by comparison with an image of a sample with a known size obtained by the same phone); (b) comparing the image with scale marks (rulers) placed on or adjacent to the first plate and the second plate (discussed further herein), and (c) a combination thereof.

Используемый в данном документе свет может включать видимый свет, ультрафиолетовый свет, инфракрасный свет и/или свет ближней инфракрасной области спектра. Свет может включать длины волн в диапазоне от 20 нм до 20000 нм.Light used herein may include visible light, ultraviolet light, infrared light, and/or near-infrared light. Light can include wavelengths ranging from 20 nm to 20,000 nm.

29. Другие описания вариантов осуществления29. Other Descriptions of Embodiments

Предусмотрены следующие способы, устройства и системы. Эти варианты осуществления могут быть реализованы с использованием любых из компонентов, материалов, параметров или стадий, описанных выше или ниже. В следующих вариантах осуществления применяют пластину для CROF.The following methods, devices and systems are provided. These embodiments may be implemented using any of the components, materials, parameters, or steps described above or below. In the following embodiments, a CROF plate is used.

Вариант осуществления 1. Способ анализа образца жидкости, предусматривающий:Embodiment 1. A method for analyzing a liquid sample, comprising:

(a) получение образца, который содержит аналит;(a) obtaining a sample that contains the analyte;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где каждая пластина имеет поверхность для контакта с образцом, которая является практически плоской, одна или обе пластины являются гибкими, и одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей поверхности для контакта с образцом, и где разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое по меньшей мере в приблизительно 2 раза больше размера аналита, но не более 200 мкм (микрометров);(b) providing first and second plates that are movable relative to each other into different configurations, wherein each plate has a sample contact surface that is substantially flat, one or both plates are flexible, and one or both plates includes spacers that mounted on a suitable surface for contact with the sample, and wherein the separators are characterized by a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the separators, which is at least approximately 2 times the size of the analyte, but not more than 200 μm (micrometers);

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) применение двух пластин для сжатия по меньшей мере части образца в слой практически однородной толщины, которая ограничена поверхностями пластин для контакта с образцом, где однородность толщины слоя регулируется разделителями и пластинами, где сжатие предусматривает(d) after (c) using two plates to compress at least a portion of the sample into a layer of substantially uniform thickness, which is limited by the surfaces of the plates for contact with the sample, where the uniformity of the layer thickness is controlled by spacers and plates, where compression is provided

сведение двух пластин вместе иbringing the two plates together and

сдавливание с согласованием формы, или одновременно, или последовательно в области по меньшей мере одной из пластин со сдавливанием пластин вместе до закрытой конфигурации, где сдавливание с согласованием формы создает практически однородное давление на пластинах на протяжении по меньшей мере части образца, и сдавливание распространяется по меньшей мере в части образца горизонтально между поверхностями пластин для контакта с образцом, и где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой пространство между пластинами в слое участка однородной толщины регулируется разделителями; иform-matching compression, either simultaneously or sequentially, in the region of at least one of the plates, squeezing the plates together into a closed configuration, wherein the shape-matching compression creates substantially uniform pressure on the plates over at least a portion of the sample and the compression extends over less at least in part of the sample horizontally between the surfaces of the plates for contact with the sample, and where the closed configuration is a configuration in which the space between the plates in a layer of a region of uniform thickness is controlled by spacers; And

(e) проведение анализа аналита в слое однородной толщины в то время, когда пластины приведены в закрытую конфигурацию;(e) performing the analysis of the analyte in a layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration;

где сдавливание с согласованием формы представляет собой способ, который делает давление, прилагаемое на протяжении области, практически постоянным независимо от вариации формы наружных поверхностей пластин; иwherein shape-matching compression is a technique that makes the pressure applied over a region substantially constant regardless of variation in the shape of the outer surfaces of the plates; And

где при одновременном сдавливании давление одновременно прилагается в отношении заданной области, а при последовательном сдавливании давление прилагается в отношении части заданной области и постепенно перемещается на другую область.where in simultaneous squeezing, pressure is simultaneously applied to a given area, and in sequential squeezing, pressure is applied to part of a given area and gradually moves to another area.

Вариант осуществления 2. Устройство для анализа образца жидкости, содержащееEmbodiment 2: A device for analyzing a liquid sample, comprising

первую пластину и вторую пластину, где:the first plate and the second plate, where:

i. пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;i. the plates are movable relative to each other in different configurations;

ii. одна или обе пластины являются гибкими;ii. one or both plates are flexible;

iii. каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом, который содержит аналит,iii. each of the plates has on its respective surface a sample contact area for contacting the sample which contains the analyte,

iv. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей области для контакта с образцом, где разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое по меньшей мере в приблизительно 2 раза больше размера аналита, но не более 200 мкм, и где по меньшей мере один из разделителей расположен внутри области контакта с образцом;iv. one or both plates contain spacers that are fixed to a suitable area for contact with the sample, where the spacers are characterized by a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, which is at least approximately 2 times the size of the analyte, but not more than 200 μm , and where at least one of the separators is located inside the contact area with the sample;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах; иwhere one of the configurations is an open configuration in which the two plates are separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates; And

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца сжата двумя пластинами в слой с толщиной высокой степени однородности, где однородная толщина слоя ограничена поверхностями пластин для контакта с образцом и регулируется пластинами и разделителями.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is compressed by two plates into a layer of highly uniform thickness, where the uniform thickness of the layer is limited by the sample contact surfaces of the plates and controlled by the plates and spacers.

Вариант осуществления 3. Способ анализа образца крови, предусматривающий:Embodiment 3: A method for analyzing a blood sample, comprising:

(a) получение образца крови;(a) obtaining a blood sample;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где каждая пластина имеет поверхность для контакта с образцом, которая является практически плоской, одна или обе пластины являются гибкими, и одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей поверхности для контакта с образцом, и где разделители характеризуются:(b) providing first and second plates that are movable relative to each other into different configurations, wherein each plate has a sample contact surface that is substantially flat, one or both plates are flexible, and one or both plates includes spacers that fixed to a suitable surface for contact with the sample, and where the separators are characterized by:

i. предварительно заданной практически однородной высотой, п. формой столбика с практически однородным поперечным сечением и ровной верхней поверхностью;i. a predetermined practically uniform height, a straight column shape with a practically uniform cross-section and a flat top surface;

iii. соотношением ширины и высоты, равным единице или больше;iii. a width to height ratio equal to one or greater;

iv. предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое находится в диапазоне от 10 мкм до 200 мкм;iv. a predetermined constant distance between the separators, which ranges from 10 μm to 200 μm;

v. коэффициентом заполнения, равным 1% или больше; иv. a fill factor of 1% or more; And

vi. результатом произведения коэффициента заполнения и модуля Юнга разделителя, составляющим 2 МПа или больше; иvi. the result of the product of the fill factor and the Young's modulus of the separator being 2 MPa or more; And

(c) размещение образца крови на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing a blood sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) применение двух пластин для сжатия по меньшей мере части образца крови в слой практически однородной толщины, которая ограничена поверхностями пластин для контакта с образцом, где однородность толщины слоя регулируется разделителями и пластинами и характеризуется средним значением в диапазоне от 1,8 мкм до 3 мкм с вариацией менее 10%, где сжатие предусматривает(d) after (c) using two plates to compress at least a portion of the blood sample into a layer of substantially uniform thickness, which is limited by the surfaces of the plates for contact with the sample, where the uniformity of the layer thickness is controlled by the separators and plates and is characterized by an average value in the range of 1, 8 µm to 3 µm with less than 10% variation where compression involves

сведение двух пластин вместе иbringing the two plates together and

сдавливание с согласованием формы, или одновременно, или последовательно в области по меньшей мере одной из пластин со сдавливанием пластин вместе до закрытой конфигурации, где сдавливание с согласованием формы создает практически однородное давление на пластинах на протяжении по меньшей мере части образца, и сдавливание распространяется по меньшей мере в части образца горизонтально между поверхностями пластин для контакта с образцом, и где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой пространство между пластинами в слое участка однородной толщины регулируется разделителями; иform-matching compression, either simultaneously or sequentially, in the region of at least one of the plates, squeezing the plates together into a closed configuration, wherein the shape-matching compression creates substantially uniform pressure on the plates over at least a portion of the sample and the compression extends over less at least in part of the sample horizontally between the surfaces of the plates for contact with the sample, and where the closed configuration is a configuration in which the space between the plates in a layer of a region of uniform thickness is controlled by spacers; And

(е) анализ крови в слое однородной толщины, пока пластины находятся в закрытой конфигурации;(f) blood testing in a layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration;

где коэффициент заполнения представляет собой соотношение площади контакта с разделителем и общей площади пластины;where the fill factor is the ratio of the contact area with the spacer and the total area of the plate;

где сдавливание с согласованием формы представляет собой способ, который делает давление, прилагаемое на протяжении области, практически постоянным независимо от вариации формы наружных поверхностей пластин; иwherein shape-matching compression is a technique that makes the pressure applied over an area substantially constant regardless of variation in the shape of the outer surfaces of the plates; And

где при одновременном сдавливании давление одновременно прилагается в отношении заданной области, а при последовательном сдавливании давление прилагается в отношении части заданной области и постепенно перемещается на другую область.where in simultaneous squeezing, pressure is simultaneously applied to a given area, and in sequential squeezing, pressure is applied to part of a given area and gradually moves to another area.

Вариант осуществления 4. Устройство для анализа образца жидкости, содержащееEmbodiment 4: A device for analyzing a liquid sample, comprising

первую пластину и вторую пластину, где:the first plate and the second plate, where:

v. пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;v. the plates are movable relative to each other in different configurations;

vi. одна или обе пластины являются гибкими;vi. one or both plates are flexible;

vii. каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом крови;vii. each of the plates has on its respective surface a sample contact area for contacting the blood sample;

viii. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, где разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое находится в диапазоне от 7 мкм до 200 мкм, и где по меньшей мере один из разделителей расположен внутри области контакта с образцом;viii. one or both plates contain spacers that are fixed to a corresponding plate, where the spacers are characterized by a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, which is in the range from 7 μm to 200 μm, and where at least one of the spacers is located inside area of contact with the sample;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах; иwhere one of the configurations is an open configuration in which the two plates are separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates; And

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца сжата двумя пластинами в слой с толщиной высокой степени однородности, где однородная толщина слоя ограничена внутренними поверхностями двух пластин, и регулируется пластинами и разделителями, и характеризуется средним значением в диапазоне от 1,8 мкм до 3 мкм с незначительной вариацией.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is compressed by two plates into a layer of highly uniform thickness, wherein the uniform thickness of the layer is limited by the inner surfaces of the two plates, and is controlled by the plates and spacers, and has an average value in the range of 1.8 μm to 3 μm with slight variation.

Вариант осуществления 5. Способ местного связывания целевого объекта в части образца жидкости, предусматривающий:Embodiment 5. A method for locally binding a target object to a portion of a liquid sample, comprising:

(a) получение образца, который содержит целевой объект, способный к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that contains a target object capable of diffusion in the sample;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, где разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой, и где первая пластина содержит на своей поверхности участок связывания, который характеризуется предварительно заданной площадью и связывается с целевым объектом и иммобилизирует его;(b) providing first and second plates that are movable relative to each other in different configurations, where one or both plates contain spacers that are fixed to the corresponding plate, where the spacers are characterized by a predetermined substantially uniform height, and where the first plate contains on its surface a binding site, which is characterized by a predetermined area and binds to the target object and immobilizes it;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) сжатие образца путем приведения двух пластин в закрытую конфигурацию, где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой по меньшей мере часть образца сжата в слой однородной толщины, который соприкасается с внутренними поверхностями двух пластин и ограничен ими, и который соприкасается с участком связывания, где однородная толщина слоя, регулируемая разделителями и пластинами, составляет менее 250 мкм и является практически меньшей, чем линейный размер для предварительно заданной площади участка связывания;(d) after (c) compressing the sample by bringing the two plates into a closed configuration, where the closed configuration is a configuration in which at least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness that is in contact with and limited by the internal surfaces of the two plates, and which contacts the bonding site where the uniform layer thickness, controlled by spacers and plates, is less than 250 μm and is substantially less than the linear dimension for a predetermined area of the bonding site;

(e) после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, или:(e) after (d) and while the plates are in a closed configuration, or:

(1) инкубирование образца на протяжении подходящего интервала времени с последующим прекращением инкубации, или(1) incubating the sample for a suitable period of time and then stopping the incubation, or

(2) инкубирование образца на протяжении времени, которое равно минимальному подходящему интервалу времени или превышает его, с последующим проведением оценки в течение периода времени, который равен максимальному подходящему интервалу времени или меньше него, связывания целевого объекта в участке связывания;(2) incubating the sample for a time that is equal to or greater than the minimum suitable time interval, and then assessing, for a period of time that is equal to or less than the maximum suitable time interval, binding of the target object at the binding site;

где подходящий интервал времени:where is the appropriate time interval:

i. равен времени, которое требуется для диффузии целевого объекта через толщину слоя однородной толщины при закрытой конфигурации, или превышает его; иi. equal to or greater than the time required for the target object to diffuse through a layer of uniform thickness in a closed configuration; And

ii. существенно короче времени, которое требуется для горизонтальной диффузии целевого объекта через участок связывания с минимальным размером в горизонтальной проекции;ii. significantly shorter than the time required for horizontal diffusion of the target object through the binding site with a minimum size in the horizontal projection;

где при завершении инкубации (1) или в ходе проведения оценки (2) большинство целевых объектов, связанных с участком связывания, происходят из образца подходящего объема;where, at the end of incubation (1) or during evaluation (2), the majority of targets associated with the binding site originate from a sample of suitable volume;

где инкубация обеспечивает возможность связывания целевого объекта с участком связывания, и где подходящий объем представляет собой часть образца, которая расположена над участком связывания при закрытой конфигурации.wherein the incubation allows the target to bind to the binding site, and where the suitable volume is the portion of the sample that is located above the binding site in a closed configuration.

Вариант осуществления 6. Устройство для местного связывания целевого объекта в части образца жидкости, содержащееEmbodiment 6: A device for locally binding a target object to a portion of a liquid sample, comprising

первую пластину и вторую пластину, где:the first plate and the second plate, where:

i. пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; одна или обе пластины являются гибкими;i. the plates are movable relative to each other in different configurations; one or both plates are flexible;

iii. каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом, который содержит объект, способный к диффузии в образце,iii. each of the plates has on its respective surface a sample contact region for contacting the sample, which contains an object capable of diffusion in the sample,

iv. одна из пластин на своей области контакта с образцом имеет участок связывания, который характеризуется предварительно заданной площадью, и связывает, и иммобилизирует целевой объект;iv. one of the plates in its area of contact with the sample has a binding site, which is characterized by a predetermined area, and binds and immobilizes the target object;

v. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, где разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, и где по меньшей мере один из разделителей расположен внутри области контакта с образцом;v. one or both plates contain spacers that are fixed to a corresponding plate, where the spacers are characterized by a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, and where at least one of the spacers is located inside the contact area with the sample;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах, иwhere one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates, and

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца сжата двумя пластинами в слой однородной толщины, где по меньшей мере часть слоя однородной толщины расположена над участком связывания, и где однородная толщина слоя, ограниченная внутренними поверхностями двух пластин, которая регулируется пластинами и разделителями, составляет менее 250 мкм и является практически меньшей, чем средний линейный размер для предварительно заданной площади участка связывания.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is compressed by two plates into a layer of uniform thickness, wherein at least a portion of the layer of uniform thickness is located above the bonding area, and where the uniform thickness of the layer, limited by the internal surfaces of the two plates, which is controlled by the plates and spacers, is less than 250 μm and is substantially smaller than the average linear dimension for a predetermined area of the binding site.

Вариант осуществления 7. Способ местного высвобождения реагента в часть образца жидкости, предусматривающий:Embodiment 7. A method for locally releasing a reagent into a portion of a liquid sample, comprising:

(a) получение образца;(a) obtaining a sample;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где:(b) providing first and second plates that are movable relative to each other into different configurations, wherein:

(i) одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине,(i) one or both plates contain spacers which are fixed to the corresponding plate,

(ii) разделители характеризуются предварительно заданной однородной высотой, и(ii) the dividers are characterized by a predetermined uniform height, and

(iii) первая пластина содержит на своей поверхности участок хранения, который характеризуется предварительно заданной площадью и который содержит реагент, который при контакте с образцом растворяется в образце и диффундирует в образце;(iii) the first plate contains on its surface a storage area, which is characterized by a predetermined area and which contains a reagent that, upon contact with the sample, dissolves in the sample and diffuses in the sample;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) сжатие образца путем приведения двух пластин в закрытую конфигурацию, где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой по меньшей мере часть образца сжата в слой однородной толщины, который ограничен внутренними поверхностями двух пластин и который покрывает участок хранения, где однородная толщина слоя, регулируемая разделителями и пластинами, составляет менее 250 мкм и является практически меньшей, чем линейный размер для предварительно заданной площади участка связывания;(d) after (c) compressing the sample by bringing the two plates into a closed configuration, where the closed configuration is a configuration in which at least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness that is limited by the internal surfaces of the two plates and that covers the storage area, where the uniform layer thickness, controlled by spacers and plates, is less than 250 μm and is practically less than the linear dimension for a predetermined area of the binding site;

(e) после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, инкубирование образца на протяжении подходящего интервала времени с последующим прекращением инкубации,(e) after (d) and while the plates are in a closed configuration, incubating the sample for a suitable period of time and then stopping the incubation,

где подходящий интервал времени:where is the appropriate time interval:

i. приблизительно равен времени, которое требуется для диффузии целевого объекта через толщину слоя однородной толщины при закрытой конфигурации, или дольше него; иi. approximately equal to or longer than the time required for the target object to diffuse through a layer of uniform thickness in a closed configuration; And

ii. короче времени, которое требуется для горизонтальной диффузии целевого объекта через предварительно заданную площадь участка связывания с минимальным линейным размером;ii. shorter than the time required for horizontal diffusion of the target object through a predetermined area of the binding site with a minimum linear dimension;

вследствие чего после инкубации большая часть реагента, которая исходно расположена на участке хранения, находится в подходящем объеме образца,as a result, after incubation, most of the reagent, which was initially located in the storage area, is located in a suitable sample volume,

где инкубация представляет собой процесс, который предоставляет возможность реагенту связывать образец или смешиваться с ним, и где подходящий объем представляет собой часть образца, расположенную над участком связывания при закрытой конфигурации.wherein incubation is a process that allows the reagent to bind or mix with the sample, and where the appropriate volume is the portion of the sample located above the binding site in a closed configuration.

Вариант осуществления 8. Устройство для местного высвобождения реагента в часть образца жидкости, содержащееEmbodiment 8: Device for locally releasing a reagent into a portion of a liquid sample containing

первую пластину и вторую пластину, где:the first plate and the second plate, where:

i. пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;i. the plates are movable relative to each other in different configurations;

ii. одна или обе пластины являются гибкими;ii. one or both plates are flexible;

vi. каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом;vi. each of the plates has on its respective surface a sample contact region for effecting contact with the sample;

vii. одна из пластин содержит на своей области контакта с образцом участок хранения, который характеризуется предварительно заданной площадью и который содержит реагент, который при контакте с образцом растворяется в образце, диффундирует в образце и связывается с целевым объектом;vii. one of the plates contains, in its area of contact with the sample, a storage area, which is characterized by a predetermined area and which contains a reagent that, upon contact with the sample, dissolves in the sample, diffuses in the sample and binds to the target object;

viii. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, где разделители характеризуются (а) предварительно заданной практически однородной высотой, составляющей 250 мкм или меньше, и которая является практически меньшей, чем средний линейный размер для предварительно заданной площади участка реагента, и (b) предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое составляет 200 мкм или меньше, и где по меньшей мере один из разделителей расположен в пределах области контакта с образцом;viii. one or both plates comprise spacers that are secured to a corresponding plate, wherein the spacers are characterized by (a) a predetermined substantially uniform height of 250 μm or less and which is substantially less than the average linear dimension for the predetermined area of the reagent site, and ( b) a predetermined constant distance between the spacers, which is 200 μm or less, and where at least one of the spacers is located within the contact area with the sample;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах, иwhere one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates, and

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца сжата двумя пластинами в слой однородной толщины, где по меньшей мере часть слоя однородной толщины расположена над участком связывания, и где однородная толщина слоя, ограниченная внутренними поверхностями двух пластин, регулируется пластинами и разделителями.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is compressed by two plates into a layer of uniform thickness, wherein at least a portion of the layer of uniform thickness is located above the bonding area, and where the uniform thickness of the layer, defined by the inner surfaces of the two plates, is controlled by the plates and spacers.

Вариант осуществления 9. Способ уменьшения времени для связывания целевого объекта в подходящем объеме образца с участком связывания на поверхности пластины, предусматривающий:Embodiment 9. A method for reducing the time for binding a target object in a suitable sample volume to a binding site on the surface of a plate, comprising:

(a) получение образца, который содержит целевой объект, способный к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that contains a target object capable of diffusion in the sample;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, и одна или обе пластины являются гибкими, где разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, и где первая пластина содержит на своей поверхности участок связывания, который характеризуется предварительно заданной площадью и связывается с целевым объектом и иммобилизирует его;(b) providing first and second plates that are movable relative to each other into different configurations, wherein one or both plates include spacers that are fixed to the corresponding plate, and one or both plates are flexible, where the spacers have a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, and where the first plate contains on its surface a binding site, which is characterized by a predetermined area and binds to the target object and immobilizes it;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) сжатие образца путем приведения двух пластин в закрытую конфигурацию, где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой толщина образца подходящего объема уменьшена по сравнению с таковой в открытой конфигурации пластин, с обеспечением слоя практически однородной толщины, характеризующегося площадью в горизонтальной проекции по меньшей мере 1 мм2, которая ограничена внутренними поверхностями двух пластин и которая покрывает участок связывания, где однородная толщина слоя, регулируемая разделителями и пластинами, составляет менее 250 мкм и является практически меньшей, чем линейный размер для предварительно заданной площади участка связывания; где подходящий объем представляет собой полный объем образца или его часть;(d) after (c) compressing the sample by bringing the two plates into a closed configuration, where the closed configuration is a configuration in which the thickness of the sample of suitable volume is reduced compared to that of the open plate configuration, providing a layer of substantially uniform thickness, characterized by an area of a horizontal projection of at least 1 mm2, which is limited by the inner surfaces of the two plates and which covers the bonding site, where the uniform layer thickness, controlled by the spacers and plates, is less than 250 μm and is substantially less than the linear dimension for the predetermined area of the bonding site; where the suitable volume is the entire volume of the sample or a portion thereof;

где уменьшение толщины подходящего объема образца уменьшает время связывания между участком связывания и целевым объектом в подходящем объеме с достижением равновесия.wherein reducing the thickness of the suitable volume of the sample reduces the binding time between the binding site and the target object in the suitable volume to achieve equilibrium.

Вариант осуществления 10. Устройство для местного связывания целевого объекта в части образца жидкости, содержащееEmbodiment 10. A device for locally binding a target object to a portion of a liquid sample, comprising

первую пластину и вторую пластину, где:the first plate and the second plate, where:

i. пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; одна или обе пластины являются гибкими;i. the plates are movable relative to each other in different configurations; one or both plates are flexible;

iii. каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом, который содержит объект, способный к диффузии в образце,iii. each of the plates has on its respective surface a sample contact region for contacting the sample, which contains an object capable of diffusion in the sample,

iv. одна из пластин имеет на своей области контакта с образцом участок связывания, который характеризуется предварительно заданной площадью, и связывает, и иммобилизирует целевой объект;iv. one of the plates has, in its area of contact with the sample, a binding site, which is characterized by a predetermined area and binds and immobilizes the target object;

v. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, где разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями, и где по меньшей мере один из разделителей расположен внутри области контакта с образцом;v. one or both plates contain spacers that are fixed to a corresponding plate, where the spacers are characterized by a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, and where at least one of the spacers is located inside the contact area with the sample;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах, иwhere one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates, and

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца сжата двумя пластинами в слой однородной толщины, где по меньшей мере часть слоя однородной толщины расположена над участком связывания, и где однородная толщина слоя, ограниченная внутренними поверхностями двух пластин, регулируется пластинами и разделителями, составляет менее 250 мкм и является практически меньшей, чем средний линейный размер для предварительно заданной площади участка связывания.where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is compressed by two plates into a layer of uniform thickness, wherein at least a portion of the layer of uniform thickness is located above the bonding area, and where the uniform thickness of the layer, limited by the internal surfaces of the two plates, is controlled by the plates and spacers, is less than 250 µm and is practically smaller than the average linear size for a predetermined area of the binding site.

где уменьшение толщины подходящего объема образца уменьшает время связывания между участком связывания и целевым объектом в подходящем объеме с достижением равновесия.wherein reducing the thickness of the suitable volume of the sample reduces the binding time between the binding site and the target object in the suitable volume to achieve equilibrium.

Вариант осуществления 11. Способ одновременного мультиплексного анализа образца жидкости без жидкостной изоляции, предусматривающий:Embodiment 11. A method for simultaneous multiplex analysis of a liquid sample without liquid isolation, comprising:

(a) получение образца, который содержит один или более целевых аналитов, которые способны к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that contains one or more target analytes that are capable of diffusion in the sample;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где:(b) providing first and second plates that are movable relative to each other into different configurations, wherein:

i. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, и при этом одна или обе пластины являются гибкими,i. one or both plates contain spacers that are fixed to the corresponding plate, and one or both plates are flexible,

ii. разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями,ii. the dividers are characterized by a preset, almost uniform height and a preset constant distance between the dividers,

iii. первая пластина имеет на своей поверхности один или множество участков связывания, каждый из которых характеризуется предварительно заданной областью, содержащей средство для захвата, которое связывает и иммобилизирует соответствующий целевой аналит (а); иiii. the first plate has on its surface one or a plurality of binding sites, each of which is characterized by a predefined region containing a capture means that binds and immobilizes the corresponding target analyte(s); And

iv. вторая пластина имеет на своей поверхности один или множество соответствующих участков хранения, каждый из которых характеризуется предварительно заданной площадью и содержит средство для выявления в концентрации, которое при контакте с образцом растворяется в образце и диффундирует в образце,iv. the second plate has on its surface one or a plurality of corresponding storage areas, each of which is characterized by a predetermined area and contains a detection agent in a concentration that, upon contact with the sample, dissolves in the sample and diffuses in the sample,

где каждое средство для захвата, целевой аналит и соответствующее средство для выявления способны образовывать «сэндвич» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления в участке связывания первой пластины;wherein each capture agent, target analyte, and corresponding detection agent are capable of forming a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first wafer;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) сжатие образца путем приведения двух пластин в закрытую конфигурацию, где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой:(d) after (c) compression of the sample by bringing the two plates into a closed configuration, where the closed configuration is the configuration in which:

i. по меньшей мере часть образца сжата в слой однородной толщины, который контактирует с внутренними поверхностями двух пластин и ограничен ими, и который контактирует с одним или множеством участков связывания и одним или множеством участков хранения,i. at least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness that is in contact with and limited by the internal surfaces of the two plates, and which is in contact with one or more binding areas and one or more storage areas,

ii. один или множество соответствующих участков хранения расположены на протяжении одного или множества участков связывания, иii. one or a plurality of respective storage sites are located throughout the one or a plurality of binding sites, and

iii. однородная толщина слоя, регулируемая разделителями и пластинами, составляет менее 250 мкм и является практически меньшей, чем линейный размер для предварительно заданной области каждого участка хранения;iii. the uniform layer thickness, controlled by spacers and plates, is less than 250 microns and is practically less than the linear dimension for a predetermined area of each storage area;

(е) после (d) и пока пластины находятся в закрытой конфигурации, или:(e) after (d) and while the plates are in a closed configuration, or:

(1) инкубирование образца на протяжении подходящего интервала времени с последующим прекращением инкубации или(1) incubating the sample for a suitable period of time and then stopping the incubation, or

(2) инкубирование образца на протяжении времени, которое равно минимальному подходящему интервалу времени или превышает его, с последующим проведением оценки в течение периода времени, который равен максимальному подходящему интервалу времени или меньше него, связывания целевого объекта в участке связывания;(2) incubating the sample for a time that is equal to or greater than the minimum suitable time interval, and then assessing, for a period of time that is equal to or less than the maximum suitable time interval, binding of the target object at the binding site;

где подходящий интервал времениwhere is the appropriate time interval

i. равен или больше времени, которое требуется для диффузии целевого аналита (а) через толщину слоя однородной толщины при закрытой конфигурации; иi. equal to or greater than the time required for the target analyte (a) to diffuse through a layer of uniform thickness in a closed configuration; And

ii. существенно меньше времени, которое требуется для горизонтальной диффузии целевого аналита (а) через предварительно заданную область участка хранения или участка связывания с наименьшим линейным размером;ii. substantially less time required for horizontal diffusion of the target analyte (a) through a predetermined area of the storage site or binding site with the smallest linear dimension;

вследствие чего осуществляется реакция, в ходе которой по завершении инкубации в (1) или в ходе проведения оценки в (2) большая часть «сэндвича» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления, связанного с каждым участком связывания, происходит из соответствующего подходящего объема образца;whereby, upon completion of incubation in (1) or evaluation in (2), the majority of the capture agent-target analyte-detection agent sandwich associated with each binding site is derived from the corresponding suitable sample volume;

где инкубация обеспечивает возможность связывания каждого целевого аналита с участком связывания и средством для выявления, где соответствующий подходящий объем представляет собой часть образца, расположенного над соответствующим участком хранения при закрытой конфигурации, где расстояние разделения между краями соседних участков хранения и разделение между краями соседних участков связывания больше, чем расстояние, которое целевой аналит или средство для выявления могут преодолеть при диффузии за подходящий период времени, и где отсутствует жидкостная изоляция между участками связывания и/или участками хранения.wherein the incubation allows each target analyte to bind to a binding site and detection means, wherein the corresponding suitable volume is a portion of the sample located above the corresponding storage site in a closed configuration, where the separation distance between the edges of adjacent storage sites and the separation between the edges of adjacent binding sites is greater , than the distance that the target analyte or detection agent can travel by diffusion in a suitable period of time, and where there is no liquid isolation between binding sites and/or storage sites.

Вариант осуществления 12. Устройство для одновременного мультиплексного проведения анализа образца жидкости без жидкостной изоляции, содержащее первую пластину и вторую пластину, где:Embodiment 12. A device for simultaneous multiplex analysis of a liquid sample without liquid insulation, comprising a first plate and a second plate, where:

i. пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; одна или обе пластины являются гибкими;i. the plates are movable relative to each other in different configurations; one or both plates are flexible;

ii. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине; и при этом разделители характеризуются предварительно заданной практически однородной высотой и предварительно заданным постоянным расстоянием между разделителями;ii. one or both plates contain spacers that are fixed to the corresponding plate; and wherein the dividers are characterized by a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the dividers;

iii. каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом, который содержит один или более целевых аналитов, способных к диффузии в образце,iii. each of the plates has on its respective surface a sample contact region for contacting the sample, which contains one or more target analytes capable of diffusing in the sample,

iv. первая пластина на своей поверхности имеет один или множество участков связывания, каждый из которых характеризуется предварительно заданной областью, содержащей средство для захвата, которое связывает и иммобилизирует соответствующий целевой аналит в образце; иiv. the first plate on its surface has one or a plurality of binding sites, each of which is characterized by a predefined region containing a capture agent that binds and immobilizes the corresponding target analyte in the sample; And

v. вторая пластина на своей поверхности имеет один или множество соответствующих участков хранения, каждый из которых характеризуется предварительно заданной площадью и содержит средство для выявления в некоторой концентрации, которое при контакте с образцом растворяется в образце и диффундирует в образце,v. the second plate on its surface has one or a plurality of corresponding storage areas, each of which is characterized by a predetermined area and contains a detection agent in a certain concentration, which, upon contact with the sample, dissolves in the sample and diffuses in the sample,

где каждое средство для захвата, целевой аналит и соответствующее средство для выявления способны образовывать «сэндвич» средство для захвата-целевой аналит-средство для выявления в участке связывания первой пластины;wherein each capture agent, target analyte, and corresponding detection agent are capable of forming a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first wafer;

где одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах, иwhere one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates, and

где другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации:where the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration:

i. по меньшей мере часть образца сжата в слой однородной толщины, который контактирует с внутренними поверхностями двух пластин и ограничен ими, и который покрывает один или множеством участков связывания и один или множество участков хранения,i. at least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness that is in contact with and limited to the inner surfaces of the two plates, and that covers one or more binding areas and one or more storage areas,

ii. один или множество соответствующих участков хранения расположены на протяжении одного или множества участков связывания, иii. one or a plurality of respective storage sites are located throughout the one or a plurality of binding sites, and

iii. однородная толщина слоя, регулируемая разделителями и пластинами, составляет менее 250 мкм и является практически меньшей, чем линейный размер для предварительно заданной области каждого участка хранения; иiii. the uniform layer thickness, controlled by spacers and plates, is less than 250 μm and is practically less than the linear dimension for a predetermined area of each storage area; And

iv. отсутствует жидкостная изоляция между участками связывания и/или участками хранения,iv. there is no liquid insulation between the binding areas and/or storage areas,

где расстояние разделения между краями соседних участков хранения и расстояние разделения между краями соседних участков связывания больше расстояния, которое целевой аналит или средство для выявления могут преодолеть при диффузии за подходящий период времени, и где отсутствует жидкостная изоляция между участками связывания и/или участками хранения.wherein the separation distance between the edges of adjacent storage sites and the separation distance between the edges of adjacent binding sites is greater than the distance that the target analyte or detection agent can traverse by diffusion over a suitable period of time, and where there is no liquid isolation between the binding sites and/or storage sites.

Вариант осуществления 13А. Система для ускоренного анализа образца с применением мобильного телефона, содержащая:Embodiment 13A. System for accelerated sample analysis using a mobile phone, containing:

(a) устройство для CROF, где одна или обе пластины устройства для CROF являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации; где:(a) a CROF device, wherein one or both plates of the CROF device are movable relative to each other in different configurations; Where:

i. одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, и образец размещен на одной или обеих пластинах; иi. one of the configurations is an open configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is placed on one or both plates; And

ii. другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, в которую приводят после размещения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца сжата двумя пластинами в слой однородной толщины, и где слой однородной толщины, который соприкасается с внутренними поверхностями двух пластин и ограничен ими, регулируется пластинами и разделителями;ii. the other of the configurations is a closed configuration, which is achieved after placing the sample in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is compressed by two plates into a layer of uniform thickness, and wherein the layer of uniform thickness that is in contact with and limited by the internal surfaces of the two plates is controlled by the plates and spacers;

(b) устройство мобильной связи, содержащее:(b) a mobile communication device containing:

i. одну или множество камер для выявления и/или визуализации образца;i. one or more cameras for detecting and/or visualizing a sample;

ii. интегральные схемы, процессоры обработки сигналов, аппаратные средства и программное обеспечение для получения и/или обработки выявляемого сигнала и/или изображения образца и для удаленного взаимодействия; иii. integrated circuits, signal processors, hardware and software for receiving and/or processing the detected signal and/or image of the sample and for remote interaction; And

(c) источник света или в устройстве мобильной связи, или внешний источник.(c) a light source either in a mobile communication device or an external source.

Вариант осуществления 13 В. Способ ускоренного анализа образца с применением мобильного телефона, предусматривающий:Embodiment 13 B. Method for accelerated sample analysis using a mobile phone, comprising:

(a) размещение образца на устройстве для CROF системы согласно варианту осуществления 13А;(a) placing the sample on the device for the CROF system according to embodiment 13A;

(b) проведение анализа образца, размещенного на устройстве для CROF, с получением результата и(b) carrying out the analysis of the sample placed on the CROF device, obtaining a result and

(c) передачу результата от устройства мобильной связи в местоположение, удаленное от устройства мобильной связи.(c) transmitting the result from the mobile communication device to a location remote from the mobile communication device.

Вариант осуществления 14. Способ анализа образца жидкости, предусматривающий:Embodiment 14. A method for analyzing a liquid sample, comprising:

(а) получение образца, который содержит аналит, способный к диффузии в образце;(a) obtaining a sample that contains an analyte capable of diffusion in the sample;

(b) получение первой и второй пластин, которые являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации, где одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, где разделители характеризуются предварительно заданной однородной высотой, и где первая пластина содержит на своей поверхности область анализа аналита, которая характеризуется предварительно заданной площадью;(b) providing first and second plates that are movable relative to each other in different configurations, where one or both plates contain spacers that are fixed to a corresponding plate, where the spacers are characterized by a predetermined uniform height, and where the first plate contains on its surface an area analysis of the analyte, which is characterized by a predetermined area;

(c) размещение образца на одной или обеих пластинах, когда пластины приведены в открытую конфигурацию, где открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой две пластины или частично, или полностью отделены друг от друга, и пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) placing the sample on one or both plates when the plates are in an open configuration, where the open configuration is a configuration in which the two plates are either partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers;

(d) после (с) применение двух пластин для сжатия по меньшей мере части образца в слой однородной толщины, которая ограничена внутренними поверхностями двух пластин, где по меньшей мере часть слоя расположена на протяжении области анализа аналита, где однородная толщина слоя регулируется разделителями и пластинами и является практически меньшей, чем линейный размер предварительно заданной площади в горизонтальной проекции области анализа аналита, где сжатие предусматривает(d) after (c) using two plates to compress at least a portion of the sample into a layer of uniform thickness that is limited by the inner surfaces of the two plates, where at least a portion of the layer is located throughout the analyte analysis region, where the uniform layer thickness is controlled by spacers and plates and is practically smaller than the linear size of a predetermined area in the horizontal projection of the area of analysis of the analyte, where compression involves

сведение двух пластин вместе иbringing the two plates together and

приложение внешней силы на наружные поверхности пластин со сдавливанием пластин вместе до закрытой конфигурации, где сила создает давление на пластинах на протяжении по меньшей мере части образца, и давление распространяется над по меньшей мере частью образца горизонтально между внутренними поверхностями пластин, и где закрытая конфигурация представляет собой конфигурацию, при которой пространство между пластинами в слое участка однородной толщины регулируется разделителями;applying an external force to the outer surfaces of the plates to compress the plates together into a closed configuration, wherein the force creates a pressure on the plates over at least a portion of the sample, and the pressure extends over at least a portion of the sample horizontally between the inner surfaces of the plates, and where the closed configuration is a configuration in which the space between the plates in a layer of a region of uniform thickness is controlled by spacers;

(e) инкубирование образца, пока пластины находятся в закрытой конфигурации, на протяжении времени, которое (i) приблизительно равняется или больше времени, необходимого для диффузии аналита через толщину слоя однородной толщины, и (i) существенно меньше времени, которое требуется для диффузии аналита через некоторую площадь в области анализа аналита; и(e) incubating the sample while the plates are in a closed configuration for a time that is (i) approximately equal to or greater than the time required for the analyte to diffuse through a layer of uniform thickness, and (i) substantially less than the time required for the analyte to diffuse through a certain area in the area of analysis of the analyte; And

(f) сразу после (е) или прекращение инкубации и проведение измерения аналита в области анализа, или продолжение инкубации, пока пластины находятся в закрытой конфигурации, и проведение измерения аналита в области анализа за время, которое существенно меньше времени, которое требуется для диффузии аналита через некоторую область в области анализа аналита.(f) immediately after (e) either stopping the incubation and measuring the analyte in the assay area, or continuing the incubation while the plates are in a closed configuration and measuring the analyte in the assay area in a time that is substantially less than the time required for the analyte to diffuse through some region in the region of analysis of the analyte.

Следующие описания могут быть применены к вариантам осуществления 1-14, как изложено выше.The following descriptions may be applied to embodiments 1-14 as set forth above.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, разделители могут располагаться внутри области образца и внутри подходящей области образца для обеспечения надлежащей однородности контроля толщины образца.In any embodiment in which CROF is used, spacers may be located within the sample region and within a suitable sample region to ensure proper uniformity of sample thickness control.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, по меньшей мере одна из двух пластин может представлять собой пластмассовую пленку толщиной от 1 мкм до 50 мкм.In any embodiment in which CROF is used, at least one of the two plates may be a plastic film with a thickness of from 1 μm to 50 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, по меньшей мере одна из двух пластин может представлять собой пластмассовую пленку толщиной от 50 мкм до 100 мкм.In any embodiment in which CROF is used, at least one of the two plates may be a plastic film with a thickness of 50 μm to 100 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, по меньшей мере одна из двух пластин может представлять собой пластмассовую пленку толщиной от 100 мкм до 150 мкм.In any embodiment in which CROF is used, at least one of the two plates may be a plastic film with a thickness of 100 μm to 150 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, по меньшей мере одна из двух пластин может представлять собой пластмассовую пленку толщиной от 150 мкм до 250 мкм.In any embodiment in which CROF is used, at least one of the two plates may be a plastic film with a thickness of 150 μm to 250 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, обе эти пластины могут представлять собой пластмассовую пленку толщиной, каждая из которых независимо выбрана из 10-300 мкм.In any embodiment in which CROF is used, both of these plates may be a plastic film thickness, each independently selected from 10-300 microns.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, обе эти пластины могут представлять собой пластмассовую пленку толщиной, каждая из которых независимо выбрана из 100-200 мкм.In any embodiment in which CROF is used, both of these plates may be a plastic film thickness, each independently selected from 100-200 microns.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, обе эти пластины могут представлять собой пластмассовую пленку толщиной, каждая из которых независимо выбрана из 10-100 мкм.In any embodiment in which CROF is used, both of these plates may be a plastic film thickness, each independently selected from 10-100 microns.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 5 нм до 100 нм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the wafer can be in the range of 5 nm to 100 nm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 100 нм до 500 нм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the wafer can be in the range of 100 nm to 500 nm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 500 нм до 1 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the wafer can be in the range of 500 nm to 1 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 1 до 2 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the plate may be in the range of 1 to 2 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 2 до 5 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the plate can be in the range of 2 to 5 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 5 до 10 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the plate can be in the range of 5 to 10 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 10 до 30 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the plate can be in the range of 10 to 30 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 30 до 50 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the plate can be in the range of 30 to 50 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, высота разделителя на пластине может быть в диапазоне от 50 до 100 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the height of the spacer on the plate can be in the range of 50 to 100 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, расстояние между разделителями (IDS) составляет не более 200 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the distance between spacers (IDS) is no more than 200 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, расстояние между разделителями (IDS) составляет не более 150 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the distance between spacers (IDS) is no more than 150 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, расстояние между разделителями (IDS) составляет не более 100 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the distance between spacers (IDS) is no more than 100 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, расстояние между разделителями (IDS) составляет не более 80 мкм, например, не более 60 мкм, не более 40 мкм или не более 20 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the distance between spacers (IDS) is no more than 80 μm, such as no more than 60 μm, no more than 40 μm, or no more than 20 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, соотношение ширины и высоты разделителей составляет по меньшей мере 1,5 (например, по меньшей мере 2, по меньшей мере 3, по меньшей мере 4 или по меньшей мере 5).In any embodiment in which CROF is used, the ratio of the width to height of the dividers is at least 1.5 (eg, at least 2, at least 3, at least 4, or at least 5).

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, соотношение ширины столбика и высоты столбика может составлять по меньшей мере 1, по меньшей мере 2, по меньшей мере 5 или по меньшей мере 10.In any embodiment in which CROF is used, the column width to column height ratio may be at least 1, at least 2, at least 5, or at least 10.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, расстояние между пластинами может быть в диапазоне 2-50 мкм, и любой анализ может характеризоваться временем насыщения менее 1 минуты.In any embodiment in which CROF is used, the plate spacing may be in the range of 2-50 μm, and any assay may have a saturation time of less than 1 minute.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, способ предусматривает промывку.In any embodiment in which CROF is used, the method involves washing.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, способ не предусматривет промывку.In any embodiment in which CROF is used, the method does not involve washing.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, способ характеризуется чувствительностью менее 1 нМ, например, 0,1 нмоль, 10 пмоль, 1 пмоль, 0,1 пмоль, 10 фмоль, 1 фмоль или 0,1 фмоль после инкубации менее 1 минуты.In any embodiment in which CROF is used, the method has a sensitivity of less than 1 nM, for example, 0.1 nmol, 10 pmol, 1 pmol, 0.1 pmol, 10 fmol, 1 fmol, or 0.1 fmol after incubation for less than 1 minute .

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, соотношение интервала разделителей и ширины разделителя может составлять менее приблизительно 7,0 (например, приблизительно 7,0-1,0), в частности, когда высота столбика составляет менее приблизительно 100 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the ratio of spacer spacing to spacer width may be less than about 7.0 (eg, about 7.0-1.0), particularly when the column height is less than about 100 μm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, пластина может иметь толщину 20-200 мкм, например 10-50 или 50-200 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the plate may have a thickness of 20-200 microns, for example 10-50 or 50-200 microns.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, объем образца может составлять менее 0,5 мкм, например, менее 0,5 мкм, менее 0,4 мкм, менее 0,3 мкм, менее 0,2 мкм или менее 0,1 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the sample volume may be less than 0.5 μm, such as less than 0.5 μm, less than 0.4 μm, less than 0.3 μm, less than 0.2 μm, or less than 0.1 µm.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, расстояние между разделителями может составлять менее 200 мкм, например 20-200 мкм, 20-50 мкм или 50-200 мкм.In any embodiment in which CROF is used, the distance between the spacers may be less than 200 μm, such as 20-200 μm, 20-50 μm, or 50-200 μm.

Другие варианты осуществления. В предпочтительном варианте осуществления для уменьшения времени инкубации до насыщения для процесса связывания, процесса смешивания реагентов, комбинации двух или другого процесса конечная толщина образца при закрытой конфигурации составляет менее 0,5 мкм (микрона). В другом предпочтительном варианте осуществления конечная толщина образца находится в диапазоне от 0,5 мкм до 1 мкм. В другом предпочтительном варианте осуществления конечная толщина образца находится в диапазоне от 1 мкм до 4 мкм. В другом предпочтительном варианте осуществления конечная толщина образца находится в диапазоне от 4 мкм до 10 мкм. В другом предпочтительном варианте осуществления конечная толщина образца находится в диапазоне от 10 мкм до 30 мкм. В другом предпочтительном варианте осуществления конечная толщина образца находится в диапазоне от 30 мкм до 100 мкм.Other embodiments. In a preferred embodiment, to reduce incubation time to saturation for a binding process, reagent mixing process, combination of the two, or other process, the final sample thickness in a closed configuration is less than 0.5 μm (micron). In another preferred embodiment, the final sample thickness is in the range of 0.5 μm to 1 μm. In another preferred embodiment, the final sample thickness is in the range of 1 µm to 4 µm. In another preferred embodiment, the final sample thickness is in the range of 4 µm to 10 µm. In another preferred embodiment, the final thickness of the sample is in the range from 10 μm to 30 μm. In another preferred embodiment, the final thickness of the sample is in the range from 30 μm to 100 μm.

В предпочтительном варианте осуществления для уменьшения времени инкубации до насыщения для процесса связывания, процесса смешивания реагентов, комбинации двух или другого процесса конечная толщина образца выбрана таким образом, чтобы получить время инкубации до насыщения, составляющего менее 2 сек. В других предпочтительных вариантах конечная толщина образца выбрана таким образом, чтобы получить время инкубации до насыщения, составляющее менее 4 сек, менее 8 с, менее 12 с, менее 20 с, менее 30 с, менее 40 с, менее 60 с, менее 120 с, менее 300 с, менее 420 с или диапазон между любыми двумя из этих значений.In a preferred embodiment, to reduce the saturation incubation time for a binding process, a reagent mixing process, a combination of the two, or another process, the final sample thickness is selected to obtain a saturation incubation time of less than 2 seconds. In other preferred embodiments, the final sample thickness is selected to provide an incubation time to saturation of less than 4 seconds, less than 8 seconds, less than 12 seconds, less than 20 seconds, less than 30 seconds, less than 40 seconds, less than 60 seconds, less than 120 seconds , less than 300 s, less than 420 s, or a range between any two of these values.

В любом варианте осуществления, в котором применяют CROF, устройство можно сжимать вручную в течение периода менее 1 минуты, например менее 10 с.In any embodiment in which CROF is used, the device can be compressed manually for a period of less than 1 minute, for example less than 10 seconds.

В определенных вариантах осуществления устройство для CROF интегрировано с микрофлюидной платформой или устройством. Микрофлюидное устройство может быть выполнено с возможностью наличия разных областей для приема образца, выявления аналитов в образце с помощью устройства для CROF, сбора отходов в резервуар и т.д. Таким образом, в определенных вариантах осуществления платформа микрофлюидных каналов может содержать компоненты для манипуляции с жидкостью, чтобы направить образец, наносимый на область приема образца микрофлюидного устройства в устройство для CROF, выполненное с возможностью выявления аналита, как описано выше. Компоненты для манипуляции с жидкостью могут быть выполнены с возможностью направления одной или более жидкостей через микрофлюидное устройство. В некоторых случаях компоненты для манипуляции с жидкостью выполнены с возможностью направления жидкостей, таких как без ограничения раствор образца, буферы и им подобные. Компоненты для манипуляции с жидкостью могут содержать без ограничения пассивные насосы и микрофлюидные каналы. В некоторых случаях пассивные насосы выполнены с возможностью микрофлюидной манипуляции с использованием капиллярного действия и направления жидкостей через микрофлюидное устройство, раскрытое в данном документе. В определенных случаях компоненты для микрофлюидной манипуляции с жидкостью выполнены с возможностью доставки небольших объемов жидкости, таких как 1 мл или меньше, таких как 500 мкл или меньше, в том числе 100 мкл или меньше, например 50 мкл или меньше, или 25 мкл или меньше, или 10 мкл или меньше, или 5 мкл или меньше, или 1 мкл или меньше. Таким образом, в определенных вариантах осуществления не требуется внешний источник энергии для функционирования микрофлюидного устройства и эксплуатации устройств, систем и способов в настоящем изобретении.In certain embodiments, the CROF device is integrated with a microfluidic platform or device. The microfluidic device may be configured to have different areas to receive a sample, detect analytes in the sample using a CROF device, collect waste in a reservoir, etc. Thus, in certain embodiments, the microfluidic channel platform may include fluid manipulation components to direct a sample applied to the sample receiving area of the microfluidic device into a CROF device configured to detect an analyte as described above. The fluid handling components may be configured to direct one or more fluids through the microfluidic device. In some cases, the fluid handling components are configured to route fluids, such as, but not limited to, sample solution, buffers, and the like. Fluid handling components may include, but are not limited to, passive pumps and microfluidic channels. In some cases, passive pumps are capable of microfluidic manipulation using capillary action and directing fluids through a microfluidic device disclosed herein. In certain cases, microfluidic liquid manipulation components are configured to deliver small volumes of liquid, such as 1 mL or less, such as 500 μL or less, including 100 μL or less, such as 50 μL or less, or 25 μL or less , or 10 µl or less, or 5 µl or less, or 1 µl or less. Thus, in certain embodiments, no external power source is required to operate the microfluidic device and operate the devices, systems, and methods of the present invention.

В определенных вариантах осуществления микрофлюидное устройство имеет размеры в диапазоне от 5 мм × 5 мм до 100 мм × 100 мм, в том числе размеры 50 мм × 50 мм или меньше, например 25 мм × 25 мм или меньше, или 10 мм × 10 мм или меньше. В определенных вариантах осуществления микрофлюидное устройство имеет толщину в диапазоне от 5 мм до 0,1 мм, например от 3 мм до 0,2 мм, в том числе от 2 мм до 0,3 мм или от 1 мм до 0,4 мм.In certain embodiments, the microfluidic device has dimensions ranging from 5 mm x 5 mm to 100 mm x 100 mm, including dimensions of 50 mm x 50 mm or smaller, such as 25 mm x 25 mm or smaller, or 10 mm x 10 mm or less. In certain embodiments, the microfluidic device has a thickness in the range of 5 mm to 0.1 mm, such as 3 mm to 0.2 mm, including 2 mm to 0.3 mm or 1 mm to 0.4 mm.

В определенных вариантах осуществления устройство для CROF расположено внутри контейнера, например лунки многолуночного планшета. Устройство для CROF также может быть встроено в дно или стенку лунки многолуночного планшета.In certain embodiments, the CROF device is located within a container, such as a well of a multiwell plate. The CROF device can also be built into the bottom or wall of a multiwell plate well.

В некоторых вариантах осуществления носитель, содержащий устройство для CROF, такой как микрофлюидное устройство или многолуночный планшет, может иметь идентификатор устройства для CROF, который содержится в носителе. Идентификатором может быть физический объект, сформированный на носителе, таком как микрофлюидное устройство. Например, идентификатор может считываться с помощью карманного устройства, такого как мобильный телефон или смартфон, как описано выше.In some embodiments, the media containing the CROF device, such as a microfluidic device or multiwell plate, may have a CROF device identifier contained in the media. The identifier may be a physical object formed on a carrier such as a microfluidic device. For example, the identifier can be read using a handheld device such as a mobile phone or smartphone, as described above.

В некоторых вариантах осуществления камера может захватывать изображение идентификатора, и это изображение можно проанализировать для идентификации устройства для CROF, содержащегося в микрофлюидном устройстве. В одном примере идентификатором может быть штрих-код. Штрих-код может быть 1D- или 2D-штрих-кодом. В некоторых вариантах осуществления идентификатор может испускать один или более сигналов, которые может идентифицировать детектор усиления сигнала. Например, идентификатор может обеспечивать инфракрасный, ультразвуковой, оптический, звуковой, электрический или другой сигнал, который может указывать на идентичность устройства для CROF. Идентификатор может использовать метку радиочастотной идентификации (RFID).In some embodiments, the camera may capture an image of the identifier, and this image may be analyzed to identify the device for CROF contained in the microfluidic device. In one example, the identifier may be a barcode. The barcode can be a 1D or 2D barcode. In some embodiments, the identifier may emit one or more signals that the signal amplification detector can identify. For example, the identifier may provide an infrared, ultrasonic, optical, audio, electrical, or other signal that may indicate the identity of the device to the CROF. The identifier may use a radio frequency identification (RFID) tag.

Идентификатор может содержать информацию, которая позволяет определять конкретный тип устройства для CROF, присутствующего в микрофлюидном устройстве или многолуночном планшете. В определенных вариантах осуществления идентификатор предоставляет ключ к базе данных, которая связывает каждый ключ идентификатора с информацией, специфичной для типа устройства для CROF, присутствующего в микрофлюидном устройстве или многолуночном планшете. Информация, специфичная для типа устройства для CROF, может включать в себя без ограничения идентификатор аналитов, с возможностью обнаружения которых выполнено устройство для CROF, координаты положения, в котором конкретный аналит может связываться с устройством для CROF, чувствительность выявления для каждого аналита и т.д. База данных может содержать другую информацию, относящуюся к конкретному устройству CROF, включая дату срока годности, номер партии и т.д. База данных может присутствовать на карманном устройстве, предоставляемом на машиночитаемом носителе, или может находиться на удаленном сервере, доступном с помощью карманного устройства.The identifier may contain information that identifies the specific device type for CROF present in the microfluidic device or multiwell plate. In certain embodiments, the identifier provides a key to a database that associates each identifier key with information specific to the device type for CROF present in the microfluidic device or multiwell plate. Information specific to the type of CROF device may include, but is not limited to, the identifier of the analytes that the CROF device is configured to detect, the coordinates of the position at which a particular analyte can communicate with the CROF device, the detection sensitivity for each analyte, etc. . The database may contain other information related to a specific CROF device, including expiration date, lot number, etc. The database may be present on a handheld device provided on a machine-readable medium, or may reside on a remote server accessible by the handheld device.

В определенных вариантах осуществления, когда карта для CROF (например, пластина для CROF) находится в закрытой конфигурации, общая толщина карты для CROF находится в диапазоне от 10 мкм до 3 мм (например, в диапазоне от 10 мкм до 100 мкм, от 100 до 500 мкм, от 500 мкм до 1 мм, от 1 мм до 2 мм или от 2 мм до 3 мм); и размер пластины для CROF в горизонтальной проекции находится от 2 мм до 50 мм (например, от 2 мм до 5 мм, от 5 мм до 10 мм, от 10 мм до 20 мм, от 20 мм до 30 мм, от 30 мм до 40 мм или от 40 мм до 50 мм), где направления х и у принимают, соответственно, значение в данном диапазоне.In certain embodiments, when the CROF card (e.g., a CROF wafer) is in a closed configuration, the overall thickness of the CROF card is in the range of 10 μm to 3 mm (e.g., in the range of 10 μm to 100 μm, 100 to 500 µm, from 500 µm to 1 mm, from 1 mm to 2 mm or from 2 mm to 3 mm); and the plate size for CROF in horizontal projection is from 2 mm to 50 mm (for example, from 2 mm to 5 mm, from 5 mm to 10 mm, from 10 mm to 20 mm, from 20 mm to 30 mm, from 30 mm to 40 mm or from 40 mm to 50 mm), where the x and y directions respectively take the value in this range.

В определенных вариантах осуществления пластину для CROF вставляют в оптический адаптер и извлекают из него для проведения тестирования.In certain embodiments, the CROF wafer is inserted into and removed from the optical adapter for testing.

В определенном варианте осуществления оптический адаптер имеет толщину в диапазоне от 2 мм до 40 мм (например, от 2 до 5 мм, от 5 до 10 мм, от 10 до 20 мм, от 20 до 30 мм или от 30 до 40 мм), и размер в горизонтальной проекции от 10 мм до 100 мм (например, от 10 до 20 мм, от 20 до 30 мм, от 30 до 40 мм, от 40 до 50 мм, от 50 до 60 мм, от 50 до 60 мм, от 60 до 70 мм, от 70 до 80 мм или от 80 до 100 мм), где определенная толщина, размер в горизонтальной проекции в направлении х и размер в горизонтальной проекции в направлении у принимают одно из значений в данном диапазоне соответственно.In a certain embodiment, the optical adapter has a thickness in the range of 2 mm to 40 mm (e.g., 2 to 5 mm, 5 to 10 mm, 10 to 20 mm, 20 to 30 mm, or 30 to 40 mm), and the horizontal dimension from 10 mm to 100 mm (for example, from 10 to 20 mm, from 20 to 30 mm, from 30 to 40 mm, from 40 to 50 mm, from 50 to 60 mm, from 50 to 60 mm, 60 to 70 mm, 70 to 80 mm or 80 to 100 mm), where the determined thickness, the horizontal dimension in the x direction and the horizontal dimension in the y direction take one of the values in a given range, respectively.

В определенных вариантах осуществления разделители для тестирования лейкоцитов находятся в диапазоне от 2 мкм до 40 мкм (например, от 2 до 10 мкм, от 10 до 20 мкм, от 20 до 30 мкм или от 30 мкм до 40 мкм).In certain embodiments, leukocyte testing separators are in the range of 2 μm to 40 μm (e.g., 2 to 10 μm, 10 to 20 μm, 20 to 30 μm, or 30 μm to 40 μm).

30. Гомогенный анализ с применением поверхности усиления сигнала Во многих применениях анализа, в частности в РоС или других быстрых анализах, желательно избегать стадий промывки. Один аспект настоящего изобретения относится к устройствам, системам и способам, в которых можно избежать промывки в ходе анализа.30. Homogeneous Analysis Using a Signal Enhancement Surface In many assay applications, particularly in PoC or other rapid assays, it is desirable to avoid washing steps. One aspect of the present invention relates to devices, systems and methods in which washing can be avoided during analysis.

Путем встраивания и/или применения поверхности усиления сигнала раскрытые устройства, системы и способы могут облегчать проведение анализов без промывки. Поверхность усиления сигнала может только усиливать свет, испускаемый на небольшом расстоянии от поверхности (например, 20 нм, или 50 нм, или 100 нм). Одним примером слоя усиления сигнала является D2PA.By incorporating and/or applying a signal amplification surface, the disclosed devices, systems and methods can facilitate wash-free assays. The signal amplification surface can only amplify light emitted at a small distance from the surface (for example, 20 nm, or 50 nm, or 100 nm). One example of a signal amplification layer is D2PA.

31. Пример ускорения анализа с использованием CROF с кольцевым (закрытого типа) разделителем31. An example of speeding up analysis using CROF with a ring (closed type) separator

Проводили эксперимент по ускорению анализа, в котором использовали тонкую пленку из полистирола в качестве одной из пластин для CROF, тонкое стекло в качестве другой пластины, и восковое кольцо являлось разделителем, и его закрепляли на пластине из полистирола. В ходе способа CROF 2 мкл (микролитра) образца накапывали в кольцевой разделитель (и в центр с образованием небольшой капли) и сжимали двумя пластинами в более тонкую пленку, при этом расстояние между пластинами регулировалось за счет кольцевого разделителя (т.е. закрытая конфигурация двух пластин для CROF). Пластины сжимали вручную. Толщина образца была однородной при закрытой конфигурации пластин. Одна из основных причин однородности заключается в том, что объем образца соответствует объему между кольцевыми разделителями и двумя пластинами. Тестировали и иммунологический анализ, и анализ гибридизации ДНК.An analysis acceleration experiment was conducted in which a polystyrene thin film was used as one of the CROF plates, a glass thin film was used as the other plate, and a wax ring was used as a separator and was fixed on the polystyrene plate. In the CROF method, 2 μL (microliters) of sample was dropped into a ring spacer (and into the center to form a small drop) and compressed into a thinner film by two plates, with the distance between the plates controlled by the ring spacer (i.e., a closed configuration of two plates for CROF). The plates were compressed manually. The sample thickness was uniform in the closed plate configuration. One of the main reasons for uniformity is that the volume of the sample corresponds to the volume between the ring spacers and the two plates. Both immunoassay and DNA hybridization assay were tested.

При тестировании иммунологического анализа (восковой кольцевой разделитель высотой ~40 мкм и диаметром 0,8 см) белок А использовали в качестве средства для захвата и наносили на поверхность из полистирола, а в качестве аналита использовали меченый IgG. После инкубации для связывания между белком А и меченым IgG несвязанный IgG промывали и измеряли метку захваченного IgG. Тестировали различное время инкубации. В эксперименте авторов настоящего изобретения было показано, что реакция связывания насыщается менее чем за 1 мин инкубации (т.е. через 1 мин или меньше сигнал захваченного IgG не будет изменяться со временем инкубации). Такое короткое время инкубации до насыщения ожидается для пространства 40 мкм (отсюда и толщина образца), поскольку время диффузии для IgG в растворе на расстояние 40 мкм составляет приблизительно несколько секунд.When testing the immunoassay (wax ring spacer ∼40 μm high and 0.8 cm in diameter), Protein A was used as the capture agent and applied to a polystyrene surface, and labeled IgG was used as the analyte. After incubation for binding between protein A and labeled IgG, unbound IgG was washed and the label of captured IgG was measured. Various incubation times were tested. In our experiment, the binding reaction was shown to saturate in less than 1 minute of incubation (ie, after 1 minute or less, the captured IgG signal would not change with incubation time). This short incubation time to saturation is expected for a space of 40 µm (hence the thickness of the sample), since the diffusion time for IgG in solution over a distance of 40 µm is approximately a few seconds.

Также протестировали инкубацию подобного прямого анализа на обычном 96-луночном планшете с толщиной образца 3 мм и обнаружили, что типичное время инкубации до насыщения составляет приблизительно 120 мин. Если процесс инкубации ограничен диффузией меченого IgG, то при уменьшении толщины образца с 3 мм до 40 мкм время инкубации сокращается с -120 мин. до 1,28 с, что согласуется с нашим наблюдением времени инкубации до насыщения менее 1 минуты.We also tested the incubation of a similar direct assay on a conventional 96-well plate with a sample thickness of 3 mm and found that the typical incubation time to saturation was approximately 120 min. If the incubation process is limited by the diffusion of labeled IgG, then when the sample thickness is reduced from 3 mm to 40 μm, the incubation time is reduced from -120 min. to 1.28 s, which is consistent with our observation of an incubation time to saturation of less than 1 minute.

При тестировании гибридизации ДНК (восковой кольцевой разделитель высотой ~52 мкм и диаметром 0,7 см) стрептавидин-BSA представлял собой молекулярный связывающий слой на подложке из полистирола и был связан с биотинилированной нитью для захвата, причем нить для захвата захватывает меченую нить-мишень посредством гибридизации. После инкубации негибридизированную нить-мишень отмывали и тестировали сигнал метки. Тестировали различное время инкубации. В данном эксперименте было показано, что реакция связывания насыщается в пределах 30 с времени инкубации (т.е. через 1 мин. или меньше сигнал захваченного IgG не будет изменяться со временем инкубации). Такое короткое время инкубации до насыщения ожидается для пространства в 52 мкм (отсюда и толщина образца), поскольку время диффузии для целевого зонда в растворе на расстояние 52 мкм составляет приблизительно несколько секунд. (Более подробно эксперименты раскрыты, например, в предварительной заявке с порядковым номером 62/202989In DNA hybridization testing (wax ring spacer ∼52 μm in height and 0.7 cm in diameter), streptavidin-BSA presented a molecular linking layer on a polystyrene support and was coupled to a biotinylated capture strand, with the capture strand capturing the labeled target strand via hybridization. After incubation, the unhybridized target strand was washed and the label signal was tested. Various incubation times were tested. In this experiment, it was shown that the binding reaction saturates within 30 s of incubation time (ie, after 1 min or less, the captured IgG signal will not change with incubation time). This short incubation time to saturation is expected for a space of 52 µm (hence the sample thickness), since the diffusion time for a target probe in solution over a distance of 52 µm is approximately a few seconds. (The experiments are disclosed in more detail, for example, in the preliminary application with serial number 62/202989

Для сравнения проводили тестирование тех же самых анализов при большей толщине образца и обнаружили, что для образца толщиной 1 мм для достижения насыщения потребуется приблизительно 20 минут инкубации.For comparison, we tested the same assays at a larger sample thickness and found that a 1 mm thick sample would require approximately 20 minutes of incubation to reach saturation.

(Более подробно эксперименты раскрыты, например, в предварительной заявке с порядковым номером 62/202989(The experiments are disclosed in more detail, for example, in the preliminary application with serial number 62/202989

32. Пример ускорения анализа (QAX и QMAX) с помощью CROF с разделителями-столбиками32. An example of speeding up analysis (QAX and QMAX) using CROF with column delimiters

Е-1.1 Анализ QAX с устройством для CROFF с массивом из разделителей-столбиков с высотой разделителей 30 мкм для достижения времени инкубации до насыщения менее 30 сE-1.1 QAX assay with a CROFF device with an array of 30 µm column spacers to achieve saturation incubation times of less than 30 s

Проводили тестирование QAX с помощью CROF и достигали времени насыщения ~30 с. Эксперимент проиллюстрирован на фиг.13а и b. В данном эксперименте средство для захвата и меченое средство для выявления предварительно наносили на одну из пары пластин для CROF до проведения способа CROF и высушивали, затем образец капали на пластину и закрывали другой пластиной с использованием способа CROF. Раскапывание образца заняло несколько секунд, способ CROF занял менее 10 секунд. В данном эксперименте показали, что для высоты разделителя 30 мкм время инкубации до насыщения составляет не более 30 секунд.We tested QAX using CROF and reached a saturation time of ~30 s. The experiment is illustrated in Fig. 13a and b. In this experiment, a capture agent and a labeled detection agent were pre-applied to one of a pair of CROF plates prior to the CROF method and dried, then the sample was dropped onto the plate and covered with the other plate using the CROF method. Excavation of the sample took a few seconds, the CROF method took less than 10 seconds. This experiment showed that for a separator height of 30 µm, the incubation time until saturation is no more than 30 seconds.

Пластины, образцы, реагенты. (1) в CROF используют устройство для CROF с самоудерживанием, которое содержит (i) Х-пластину площадью 2,5 см на 2,5 см, изготовленную из пленки РММА толщиной 175 мкм с массивом из разделителей в области контакта с образцом, где массив из разделителей имеет решетку со структурой в виде прямоугольника с постоянным интервалом 120 мкм/110 мкм (в горизонтальных направлениях х и у соответственно), при этом все разделители представляют собой столбики и имеют одинаковую форму прямоугольника с одинаковой высотой разделителя 30 мкм и шириной 40 мкм в х и 30 мкм в у, и при этом разделители изготовлены из того же материала (РММА), что и пластина, и изготовлены путем наноимпринта пленки РММА с помощью пресс-формы (следовательно, разделители закреплены на пластине с предварительно заданной высотой разделителя и пространством между разделителями 80 мкм); и (и) стеклянную пластину с плоской поверхностью (толщиной 1 мм, 3 см на 5 см). Поверхности Х-пластины и стеклянной пластины являются необработанными и гидрофильными для образца. (2) Сухое средство для захвата (cAb), представляющее собой антитело к IgG, предварительно наносили на стеклянную пластину перед раскапыванием образца и проведением способа CROF; (3) сухое средство для выявления (dAb), представляющее собой антитело к IgG, предварительно наносили на Х-пластину перед раскапыванием образца и проведением способа CROF; и (4) образец представляет собой человеческий IgG в буфере BSA с разной условной концентрацией.Plates, samples, reagents. (1) CROF uses a self-retaining CROF device that contains (i) a 2.5 cm by 2.5 cm X-plate made of 175 µm thick PMMA film with an array of spacers in the sample contact area where the array of the separators has a lattice with a structure in the form of a rectangle with a constant interval of 120 μm/110 μm (in the horizontal directions x and y, respectively), while all separators are columns and have the same rectangular shape with the same separator height of 30 μm and width of 40 μm in x and 30 µm in y, and the spacers are made of the same material (PMMA) as the plate and are made by nanoimprinting a PMMA film using a mold (hence, the spacers are fixed to the plate with a predetermined height of the spacer and the space between separators 80 microns); and/or a glass plate with a flat surface (1 mm thick, 3 cm by 5 cm). The surfaces of the X-plate and glass plate are untreated and hydrophilic to the sample. (2) Dry capture agent (cAb), which is an anti-IgG antibody, was pre-coated onto the glass plate before sample dissection and CROF procedure; (3) a dry detection agent (dAb), which is an anti-IgG antibody, was pre-applied to the X-plate before the sample was sampled and the CROF method was performed; and (4) the sample is human IgG in BSA buffer at different nominal concentrations.

Стадии эксперимента и результаты. Небольшой объем образца с аналитами (человеческий IgG) раскапывали на поверхность одной из пластин устройств для CROF, описанных в Е2-1. Исходно образец на пластине образует лужицу, но, помещая другую пластину устройства для CROF на лужицу и сжимая две пластины вместе, исходная лужица крови распределяется в пленку образца большой площади, но ультратонкую (~30 мкм), регулируемую с помощью массива из разделителей, которые находятся внутри распределенного образца. Затем человек руками равномерно прижимал Х-пластину к капле (центр к центру) на стеклянной пластине в течение 5-10 секунд, отпускал руки, ждал 30 секунд и пластины оставались в закрытой конфигурации.Stages of the experiment and results. A small volume of the analyte sample (human IgG) was dropped onto the surface of one of the plates of the CROF devices described in E2-1. Initially, the sample on the plate forms a puddle, but by placing another plate of the CROF device on the pool and pressing the two plates together, the original pool of blood is distributed into a sample film of a large area, but ultra-thin (~30 µm), controlled by an array of separators that are within a distributed sample. The person then used their hands to press the X-plate evenly against the drop (center to center) on the glass plate for 5-10 seconds, released their hands, waited 30 seconds, and the plates remained in the closed configuration.

Затем разные образцы (с разными устройствами для CROF) инкубировали в течение разного времени, промывали и измеряли (оптический сигнал). Результаты приведены на фиг. 13.b, на который показано время инкубации до насыщения, составляющее менее 30 секунд для анализа QAX, описанного на фиг. 13.а.Different samples (with different CROF devices) were then incubated for different times, washed and measured (optical signal). The results are shown in Fig. 13.b, which shows incubation times to saturation of less than 30 seconds for the QAX assay described in FIG. 13.a.

Е.1.2. Анализ QMAX и гомогенный анализE.1.2. QMAX analysis and homogeneous analysis

QMAX экспериментально тестировали с использованием М-пластины (т.е. D2PA) для усиления сигнала. Кроме того, анализ QMAX сравнивали с анализом QAX, где М-пластина для усиления сигнала отсутствовала. Тестировали как гетерогенно (с промывкой), так и гомогенно (без промывки). Тестируемый анализ представляет собой флуоресцентный иммунологический анализ человеческого IgG с использованием QAX & QMAX.QMAX was experimentally tested using an M-plate (i.e. D2PA) to amplify the signal. In addition, the QMAX assay was compared with the QAX assay, where the M-plate for signal amplification was omitted. They tested both heterogeneously (with washing) and homogeneously (without washing). The assay tested is a human IgG fluorescence immunoassay using QAX & QMAX.

Материалы и способы: Х-пластина (высота столбика 30 мкм, размер столбика 30 мкм × 40 мкм, ISD 80 мкм), 25 мм × 25 мм; М-пластина, размер 25 мм × 25 мм; и реагенты для анализа (в порядке нанесения) (a) DSU, белок А, антитело к человеческому IgG (нанесено и высушено на пластине-подложке), (b) человеческий IgG (аналит) и (с) реагенты к человеческому IgG-IR800 (нанесены и высушены на участках для хранения X-пластины).Materials and methods: X-plate (pillar height 30 µm, column size 30 µm × 40 µm, ISD 80 µm), 25 mm × 25 mm; M-plate, size 25 mm × 25 mm; and assay reagents (in order of application) (a) DSU, Protein A, Anti-Human IgG (applied and dried on a backing plate), (b) Human IgG (analyte), and (c) Anti-Human IgG-IR800 Reagents ( applied and dried on X-plate storage areas).

Результаты (также показаны на фиг. 14). В данных экспериментах показано, что для устройства для CROF с пространством 30 мкм при закрытой конфигурации инкубация до насыщения находится в пределах 1 мин., а чувствительность для однократного считывания составляет LoD=2 пМ для QMAX с промывкой, LoD=10 пМ для QMAX без промывки (гомогенный); LoD=200 пМ для QAX с промывкой и для QAX без промывки (гомогенный) LoD= (не может быть считан, отсутствует разницы для различной концентрации аналита).Results (also shown in Fig. 14). These experiments show that for a CROF device with a 30 µm space in a closed configuration, incubation to saturation is within 1 min, and the sensitivity for a single reading is LoD=2 pM for QMAX with wash, LoD=10 pM for QMAX without wash (homogeneous); LoD=200 pM for QAX with wash and for QAX without wash (homogeneous) LoD= (cannot be read, no difference for different analyte concentration).

33. Дополнительные иллюстративные экспериментальные тестирования и предпочтительные варианты осуществления33. Additional Illustrative Test Experiments and Preferred Embodiments

В этом разделе приведены дополнительные иллюстративные экспериментальные тестирования и наблюдения и дополнительные предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, которые были выполнены с использованием следующих условий и совместного проведения следующих общих работ.This section provides additional illustrative experimental testing and observations and additional preferred embodiments of the present invention, which were carried out using the following conditions and carrying out the following general work together.

Объем нанесенного образца. Если не указано иное, то все образцы, нанесенные на пластину для CROF, имеют неизвестный объем, а именно в момент нанесения точный объем не известен.Volume of applied sample. Unless otherwise stated, all samples applied to the CROF plate are of unknown volume, meaning the exact volume is not known at the time of application.

Пластины. В устройствах для CROF, используемых в данном разделе, если не указано иное, одна из двух пластин, именуемая как «Х-пластина», является единственной пластиной, которая имеет разделители. Другая пластина, называемая «пластиной-подложкой», имеет плоскую поверхность и в ней отсутствуют разделители. Тестировали различные материалы (в том числе стекло, РММА (полиметакрилат) и PS (полистирол)) для пластин и разделителей, различную толщину пластин и геометрические характеристики разделителей (формы и размеры). Поверхность контакта с образцом каждой пластины представляет собой плоскую поверхность (за исключением выступающих разделителей) с вариацией гладкости поверхности обычно менее 30 нм, но многие из плоских поверхностей имели вариацию ровности поверхности, что было вызвано гибкостью пластин, ровностью, характерной для поверхностей (не связанной с гибкостью пластин), или и тем, и другим. Некоторые из пластин имеют вариацию в гладкости внутренней поверхности более 30 нм. Типичные размеры пластин, используемых в данных примерах, составляют, если не указано иное, по меньшей мере 25 мм в ширину и по меньшей мере 25 мм в длину.Plates. In the CROF devices used in this section, unless otherwise noted, one of the two plates, referred to as the “X-plate,” is the only plate that has spacers. The other wafer, called the "substrate" wafer, has a flat surface and no spacers. Various materials (including glass, PMMA (polymethacrylate) and PS (polystyrene)) for plates and spacers, different plate thicknesses and spacer geometric characteristics (shapes and sizes) were tested. The sample contact surface of each wafer is a flat surface (except for the raised spacers) with surface smoothness variation typically less than 30 nm, but many of the flat surfaces had variation in surface flatness that was caused by the flexibility of the wafer, a flatness characteristic of the surfaces (not related to plate flexibility), or both. Some of the wafers have a variation in inner surface smoothness of more than 30 nm. Typical dimensions of the plates used in these examples are, unless otherwise noted, at least 25 mm wide and at least 25 mm long.

Разделители. Если не указано иное, все разделители в данном разделе: (i) закреплены на поверхности для образца Х-пластины и изготовлены путем тиснения поверхности (следовательно, материал разделителей является таким же, как и в X-пластине); (ii) представляли собой массив из столбиков, которые имеют практически однородное поперечное сечение прямоугольной или квадратной формы с закругленными углами, практически прямую боковую стенку с углом наклона от нормали менее 5 градусов, ровную верхнюю поверхность и однородную высоту разделителя; и (iii) имели фиксированное внутреннее расстояние между разделителям и (ISD) в каждом направлении X и Y (обратите внимание, что пространство по X может отличаться от пространства по Y) (см. фиг. 17.b). Кроме того, форма в горизонтальной проекции разделителей-столбиков является или квадратной, или прямоугольной с закругленными углами; тестировали разделители с разной высотой, размером, расстоянием между разделителями, формой и из разных материалов.Separators. Unless otherwise noted, all spacers in this section are: (i) secured to the sample surface of the X-plate and manufactured by surface embossing (hence the material of the spacers is the same as in the X-plate); (ii) consist of an array of posts that have a substantially uniform cross-section of a rectangular or square shape with rounded corners, a substantially straight side wall with an angle of inclination from the normal of less than 5 degrees, a flat top surface, and a uniform height of the divider; and (iii) had a fixed internal spacer distance (ISD) in each X and Y direction (note that the X space may be different from the Y space) (see Fig. 17.b). In addition, the shape in the horizontal projection of the column dividers is either square or rectangular with rounded corners; tested dividers with different heights, sizes, distances between dividers, shapes and materials.

Изготовление разделителей. Разделители, тисненые на поверхности Х-пластины, изготавливали по методике наноимпринта, где пресс-форму вдавливали непосредственно в пластину и на исходно полностью ровной поверхности осуществляли тиснение с получением ровной поверхности, но с наличием разделителей-столбиков, выступающих из поверхности. В ходе проведения тиснения использовали температуру выше температуры стеклования пластмассы, где пластмасса может течь в ходе проведения тиснения. Пресс-форму изготавливали с помощью литографим и травления, а в некоторых случаях с помощью нанесения гальванического покрытия на исходную пресс-форму. Пресс-форму изготавливали из Si, диоксида кремния или никеля.Manufacturing of separators. The separators embossed on the surface of the X-plate were manufactured using the nanoimprint technique, where the mold was pressed directly into the plate and embossing was carried out on an initially completely flat surface to obtain a flat surface, but with the presence of separators-columns protruding from the surface. The embossing process used a temperature above the glass transition temperature of the plastic, where the plastic may flow during the embossing process. The mold was made by lithographing and etching, and in some cases by electroplating the original mold. The mold was made of Si, silicon dioxide or nickel.

На фиг. 17 показаны примеры разделителей, изготовленных на пластине. Разделители изготавливали путем прямого впечатывания на поверхности пластмассовой пластины с использованием пресс-формы. На фиг. 17(a) и (b) показан вид сверху на оптической микрофотографии решетки из квадратных разделителей. Вид сверху на фотографию: (а) размер разделителей-столбиков 46 мкм × 46 мкм и расстояние между столбиками 54 мкм и (b) размер разделителей-столбиков 10 мкм × 70 мкм и расстояние между столбиками 10 мкм; и вид в перспективе, полученный с помощью SEM: (с) размер разделителей-столбиков 30 мкм × 40 мкм и высота разделителей 2 мкм и (d) размер разделителей-столбиков 30 мкм × 40 мкм и высота разделителей 30 мкм. На микрофотографиях показано, что (1) верхняя часть разделителя-столбика является очень ровной, (2) разделитель имеет практически однородное поперечное сечение, и (3) углы разделителя-столбика закруглены с радиусом кривизны приблизительно 1 мкм. Предпочтительной является кривизна большого радиуса (например, менее острый край), поскольку острый край может привести к лизису клетки или в большей степени воздействовать на поток жидкости, чем закругленный край.In fig. 17 shows examples of spacers manufactured on a plate. The separators were made by directly imprinting on the surface of a plastic plate using a mold. In fig. 17(a) and (b) show a top view of an optical micrograph of a square spacer array. Top view of the photograph: (a) the size of the column spacers is 46 μm × 46 μm and the distance between the columns is 54 μm and (b) the size of the column spacers is 10 μm × 70 μm and the distance between the columns is 10 μm; and SEM perspective view: (c) pillar spacer size 30 μm × 40 μm and spacer height 2 μm and (d) spacer size 30 μm × 40 μm and spacer height 30 μm. The micrographs show that (1) the top of the post spacer is very smooth, (2) the spacer has a nearly uniform cross-section, and (3) the corners of the post spacer are rounded with a radius of curvature of approximately 1 μm. A large radius curvature (eg, less sharp edge) is preferred because a sharp edge may cause cell lysis or affect fluid flow more than a rounded edge.

Используя поверхностный профилометр, измеряли высоту столбиков на площади Х-пластины, составляющей 2 см на 2 см. Обнаружили, что типичная однородность высоты разделителей-столбиков Х-пластины, изготовленной с использованием описанных выше способов, характеризуется средней вариацией в 4 нм, 10 нм и 100 нм и относительной средней вариацией в 0,2%, 0,2% и 0,33%, соответственно, для высоты разделителя в 2 мкм, 5 мкм и 30 мкм.Using a surface profilometer, the height of the pillars was measured over a 2 cm by 2 cm area of the X-plate. The typical height uniformity of the pillar spacers of an X-plate manufactured using the methods described above was found to have an average variation of 4 nm, 10 nm, and 100 nm and relative average variation of 0.2%, 0.2% and 0.33%, respectively, for spacer heights of 2 µm, 5 µm and 30 µm.

Типичная процедура эксперимента. Как проиллюстрировано на фиг. 15, во-первых, небольшой объем (несколько мкл или меньше) образца наносили или на подложку, или на Х-пластине с образованием небольшой лужицы(лужиц) Во-вторых, пластины сводили вместе с перекрытием поверхности для образца пластины. В-третьих, руки использовали для сдавливания пластин с приведением в закрытую конфигурацию, где образец становится тонкой пленкой с намного большей площадью, чем исходная лужица. В-четвертых, руку(руки) отпускали. И в-пятых, различные измерения проводили при закрытой конфигурации. Ниже приведены определенные подробности стадий.Typical experimental procedure. As illustrated in FIG. 15, first, a small volume (a few microliters or less) of the sample was applied to either the substrate or the X-plate to form a small puddle(s). Second, the plates were brought together with an overlapping surface for the sample plate. Third, hands were used to compress the plates into a closed configuration, where the sample became a thin film with a much larger area than the original puddle. Fourthly, the hand(s) were released. And fifth, various measurements were carried out in a closed configuration. Below are specific details of the stages.

Способы нанесения образцов. Использовали два способа нанесения образцов. В одном способе наносили образец на пластины с помощью пипетки. В другом способе образцы крови непосредственно наносили из пальца субъекта (проколотого инструментом), приводя кровь на субъекте и пластину в контакт. Кровь непосредственно наносили из пальца на пластину без разведений. В данных экспериментах обнаружили, что конечные экспериментальные результаты, если не указано, не зависят от способов нанесения образца.Methods for applying samples. Two methods of applying samples were used. In one method, the sample was applied to the plates using a pipette. In another method, blood samples were directly applied from the subject's finger (punctured with an instrument), bringing blood on the subject and the plate into contact. Blood was directly applied from a finger onto the plate without dilution. These experiments found that the final experimental results, unless otherwise stated, were independent of the sample application methods.

Нанесение образцов проводили внутри комнаты и при стандартных условиях помещения без какого-либо специального контроля температуры или использования фильтров для пыли. Обнаружили, что в таких условиях пыль, падающая на образцы, не оказывает влияние на конечные результаты измерений, поскольку (1) гибкую пластину использовали с учетом падения пыли, позволяя толщине образца в других областях по прежнему регулироваться разделителями и не оказывать влияние на самоудерживание толщины образца, и (2) площадь покрытия пылью была лишь очень небольшой частью общей доступной площади образца, при этом измерения проводили на участках, которые не подвергались воздействия пыли. Выбор области без пыли проводили с помощью оптической визуализации.Sample application was carried out indoors and under standard room conditions without any special temperature control or the use of dust filters. It was found that under such conditions, dust falling on the samples did not affect the final measurement results, since (1) the flexible plate was used to take into account the falling dust, allowing the thickness of the sample in other areas to still be adjusted by the spacers and not affect the self-retention of the sample thickness , and (2) the area covered by dust was only a very small part of the total accessible area of the sample, with measurements taken in areas that were not exposed to dust. Selection of the dust-free area was carried out using optical imaging.

В некоторых ситуациях две пластины имеют защитные покрытия для уменьшения количества пыли, попадающей на пластины. В некоторых ситуациях две пластины помещают вместе с поверхностями для образцов во внутреннее пространство, чтобы предотвратить попадание пыли и других контаминантов.In some situations, the two plates have protective coatings to reduce the amount of dust that gets onto the plates. In some situations, two plates are placed along with the sample surfaces in the interior to prevent the entry of dust and other contaminants.

Свойства смачивания поверхности пластины. Измерили смачивающие свойства поверхностей различных пластин, используемых в данных иллюстративных экспериментах. В таблице ниже приведены значения измерения угла смачивания образца объемом 5 мкл на необработанных или обработанных поверхностях различных материалов пластин (стекло, РММА и PS) и с различными геометрическими характеристиками поверхности (ровная поверхность и поверхность для образца в X-пластине) для образцов разных типов (вода, буфер PBS (фосфатно-солевой буферный раствор) и кровь), где Х-пластина представляет собой РММА толщиной 175 мкм, а ее поверхность для образца имеет массив из столбиков (т.е. разделителей) высотой 2 мкм с горизонтальным размером 30 мкм × 40 мкм и интервалом 110 мкм/120 мкм (т.е. расстояние между разделителями составляет 80).Wetting properties of the plate surface. The wetting properties of the surfaces of various plates used in these illustrative experiments were measured. The table below shows the contact angle measurements of a 5 µL sample on untreated or treated surfaces of various plate materials (glass, PMMA and PS) and with various surface geometries (flat surface and X-plate sample surface) for different sample types ( water, PBS (phosphate buffered saline) buffer and blood), where the X-plate is 175 µm thick PMMA and its sample surface has an array of pillars (i.e. spacers) 2 µm high with a horizontal dimension of 30 µm × 40 µm and spacing 110 µm/120 µm (i.e. the distance between the separators is 80).

Эксперименты показали, что (1) все необработанные поверхности из стекла, РММА и PS имеют гидрофильную поверхность (т.е. угол смачивания составляет менее 90 градусов); (2) необработанная поверхность из стекла имеет меньший угол смачивания (более гидрофильный), чем необработанный РММА и PS; (3) углы смачивания для воды, PBS и крови аналогичны и кровь немного лучше смачивает, чем вода и PBS; (4) необработанная Х-пластина из РММА характеризуется почти таким же углом смачивания, как и пластина из необработанного РММА; и (5) свойства смачивания поверхности могут, как и ожидалось, значительно изменяться при обработке поверхности с получением более гидрофильных или более гидрофобных.Experiments have shown that (1) all untreated glass, PMMA, and PS surfaces have a hydrophilic surface (i.e., contact angle less than 90 degrees); (2) the untreated glass surface has a lower contact angle (more hydrophilic) than untreated PMMA and PS; (3) the contact angles for water, PBS, and blood are similar and blood is slightly better at wetting than water and PBS; (4) the untreated PMMA X-plate has almost the same contact angle as the untreated PMMA plate; and (5) surface wetting properties can, as expected, change significantly when the surface is treated to be more hydrophilic or more hydrophobic.

Гидрофобность поверхности пластины можно изменить с помощью обработки поверхности. Например, для Х-пластины из РММА сделали ее более гидрофильной, подвергая поверхность воздействию кислородной плазмы, и более гидрофобной, обработав поверхность тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктилтрихлорсиланом. Углы смачивания составляли 25, 27, 28 градусов для гидрофобно обработанной Х-пластины и 105, 104 и 103 градуса для гидрофильно обработанной Х-пластины, соответственно, для образцов воды, PBS-буфера и крови.The hydrophobicity of the wafer surface can be modified by surface treatment. For example, the PMMA X-plate was made more hydrophilic by exposing the surface to oxygen plasma, and more hydrophobic by treating the surface with tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltrichlorosilane. The contact angles were 25, 27, 28 degrees for the hydrophobically treated X-plate and 105, 104 and 103 degrees for the hydrophilically treated X-plate, respectively, for water, PBS buffer and blood samples.

В приведенном ниже обсуждении, если не указано специально, вся поверхность для образца (т.е. внутренняя поверхность, которая контактирует с образцом) пластин не обработана.In the discussion below, unless otherwise noted, the entire sample surface (i.e., the inner surface that contacts the sample) of the plates is untreated.

Площадь и высота нанесенного образца. Измеряли площадь и высоту образца на пластине, когда образец воды наносили с помощью пипетки на пластины, которые находились в открытой конфигурации.Area and height of the applied sample. The area and height of the sample on the plate were measured when the water sample was pipetted onto the plates, which were in an open configuration.

Эксперименты показали, что типичный образец, нанесенный на пластину при открытой конфигурации, имеет толщину намного большую, чем при закрытой конфигурации.Experiments have shown that a typical sample deposited on a wafer in an open configuration is much thicker than in a closed configuration.

Было отмечено, что при закрытой конфигурации пластин (1) общая площадь образца расширяется от нескольких миллиметров в диаметре до нескольких сантиметров (в зависимости от высоты разделителя), и (2) если массив из разделителей имеет решетку со структурой в виде квадрата, тогда площадь образца при закрытой конфигурации пластин также практически квадратная с квадратным краем образца, выровненным в направлении решетки со структурой в виде квадрата с разделителями. Следовательно, это демонстрирует, что конечную площадь образца при закрытой конфигурации можно контролировать, используя разделители в различном пространственном расположении. Если разделитель имеет решетку со структурой в виде прямоугольника, то итоговая область образца в закрытой конфигурации должна быть прямоугольной. Если разделитель имеет кольцевой круглый шаблон, то итоговая площадь образца в закрытой конфигурации может быть круглой.It was noted that with a closed plate configuration (1) the total area of the sample expands from a few millimeters in diameter to several centimeters (depending on the height of the spacer), and (2) if the array of spacers has a grid with a square structure, then the area of the sample in a closed plate configuration, it is also essentially square with the square edge of the specimen aligned in the grid direction with a spacer-square structure. Therefore, this demonstrates that the final sample area in a closed configuration can be controlled by using spacers in different spatial arrangements. If the separator has a grid with a rectangular structure, then the resulting sample area in a closed configuration should be rectangular. If the separator has an annular circular pattern, then the resulting sample area in a closed configuration may be circular.

Ручное сдавливание. Во всех экспериментах в разделе 30 пластины в способе CROF сводили вместе и сжимали в закрытую конфигурацию пластин с помощью руки (рук) человека. При итоговом сжатии для однородной толщины образца на большой площади пластин для CROF большим палец часто сдавливают одну область, а затем втирают в разные области пластин для CROF. Процесс, при котором используют руку (руки) для сдавливания устройства (пластин) для CROF в закрытую конфигурацию, называется «ручным сдавливанием».Manual compression. In all experiments in Section 30, the plates in the CROF method were brought together and compressed into a closed plate configuration using a human hand(s). In final compression to ensure uniform sample thickness over a large area of the CROF plates, the thumb is often compressed in one area and then rubbed into different areas of the CROF plates. The process of using hand(s) to compress the CROF device(s) into a closed configuration is called "hand pressing".

Самоудерживание. Было отмечено, если не указано иное, что после сдавливания пластин для CROF в итоговую конфигурацию и снятия силы сжатия (например, сдавливающей руки), толщина образца между двумя пластинами по прежнему регулировалась высотой разделителей и удерживалась при постоянной толщине в течение длительного периода времени (пока образец в итоге не высохнет). Данный результат называется «самоудерживанием». Самоудерживание представляет собой капиллярные силы между пластинами, образцом жидкости и окружающей средой (например, воздухом), обусловленные поверхностным натяжением. Отметили, что ручное сдавливание и самоудерживание устройства для CROF дали отличную толщину образца, как показано в Е-1.Self-restraint. It was noted, unless otherwise noted, that after compressing the CROF plates into the final configuration and removing the compressive force (e.g., hand pressure), the thickness of the sample between the two plates was still controlled by the height of the spacers and held at a constant thickness for an extended period of time (until the sample will not dry out as a result). This result is called “self-restraint.” Self-retention is the capillary forces between the plates, the fluid sample and the surrounding medium (e.g. air) caused by surface tension. It was noted that manual compression and self-retaining of the CROF device produced excellent sample thickness as shown in E-1.

Измерения пространства между пластинами и толщины образца. Во всех экспериментах, приведенных ниже, пространство между внутренними поверхностями (т.е. поверхностями для образца) двух пластин при закрытой конфигурации измеряли с помощью резонанса полости Фабри-Перо (FP-резонанс), обусловленного внутренними поверхностями пластин. Из-за различий в оптическом индексе между образцом (и воздухом) и внутренней поверхностью каждая из внутренних поверхностей пластин действует в качестве оптического отражателя, а две внутренние поверхности образуют оптическую полость. Спектры FP-резонанса являются периодическими, а пространство между внутренними поверхностями, h, (следовательно, толщину образца) в точке измерения оптическим методом можно рассчитать по формуле:Measurements of the space between the plates and the thickness of the sample. In all experiments below, the space between the inner surfaces (i.e., sample surfaces) of two plates in a closed configuration was measured using the Fabry-Perot cavity resonance (FP resonance) due to the inner surfaces of the plates. Due to differences in optical index between the sample (and air) and the inner surface, each of the inner surfaces of the plates acts as an optical reflector, and the two inner surfaces form an optical cavity. The FP resonance spectra are periodic, and the space between the internal surfaces, h, (hence the sample thickness) at the optical measurement point can be calculated using the formula:

где с представляет собой скорость света, Av представляет собой период в частотном интервале, и п представляет собой индекс преломления образца между пластинами.where c represents the speed of light, Av represents the period in the frequency domain, and n represents the refractive index of the sample between the plates.

В данном FP-резонансном тестировании источник света имел площадь в приблизительно 2 мкм на 2 мкм. Как правило, измеряли пространство между внутренними поверхностями пластин в 25 разных точках на протяжении площади 1,6 см на 1,6 см вокруг центра устройства для CROF, где 25 точек представляют собой решетку со структурой в виде квадрата 5 × 5 с интервалом (т.е. расстоянием между двумя соседними точками) в 4 мм. Измерения не затрагивали области, которые были заняты разделителями (т.е. столбиками).In this FP resonance test, the light source had an area of approximately 2 µm by 2 µm. Typically, the space between the inner surfaces of the plates was measured at 25 different points over a 1.6 cm by 1.6 cm area around the center of the CROF device, where the 25 points constituted a 5 × 5 square array with spacing (i.e. e. the distance between two adjacent points) is 4 mm. The measurements did not affect the areas that were occupied by separators (i.e., bars).

Поскольку внутренние поверхности и образец находятся в контакте при закрытой конфигурации пластин, то измеренное пространство между внутренними поверхностями совпадает с толщиной образца в точке измерения.Since the internal surfaces and the sample are in contact in a closed plate configuration, the measured space between the internal surfaces coincides with the thickness of the sample at the measurement point.

Средняя толщина образца, Н. Среднюю толщину образца, Н, рассчитывали с использованием пространства между пластинами, измеренного в 25 точках, и формулы:Average sample thickness, N. The average sample thickness, N, was calculated using the space between the plates, measured at 25 points, and the formula:

Отклонение толщины образца относится к отклонению средней толщины образца, Н, на протяжении данной площади, исходя из предварительно заданной высоты разделителя, Н0: (Н - Н0). При этом относительное отклонение толщины образца представляет собой отклонение, разделенное на предварительно заданную высоту разделителя: [(Н - Н0)/Н0]. Положительное отклонение толщины означает, что образец в среднем толще, чем высота разделителя, а отрицательное отклонение толщины означает, что образец в среднем тоньше, чем высота разделителя.The sample thickness deviation refers to the deviation of the average sample thickness, H, over a given area, based on the predetermined height of the divider, H 0 : (H - H 0 ). In this case, the relative deviation of the sample thickness is the deviation divided by the predetermined height of the separator: [(H - H 0 )/H 0 ]. A positive thickness deviation means that the sample is on average thicker than the height of the spacer, and a negative thickness deviation means that the sample is on average thinner than the height of the spacer.

Однородность толщины образца. Однородность толщины образца, Δ, на протяжении данной площади определяют в качестве стандартного отклонения толщины образца на протяжении данной площади.Uniformity of sample thickness. The sample thickness uniformity, Δ, over a given area is defined as the standard deviation of the sample thickness over a given area.

32.1 Отклонение толщины образца и однородность в CROF с ручным сдавливанием и самоудерживанием32.1 Specimen thickness variation and uniformity in CROF with manual compression and self-retaining

Экспериментально изучали параметры в устройствах и способе CROF, которые могут оказывать влияние на отклонение толщины образца и однородность при закрытой конфигурации пластин после того, как отпускают руки. Было обнаружено, что параметры включают без ограничения расстояние между разделителями (IDS), форму и размеры разделителя (например, горизонтальный размер разделителя, высоту разделителя, соотношение ширины разделителя и высоты, коэффициенты заполнения площади для разделителя (соотношение площади разделителя и общей площади или соотношение интервала разделителей и ширины), механическую прочность материала (модуль Юнга) разделителей и пластины, толщину пластины и ровность поверхности каждой пластины. Ниже приведены некоторые результаты и предпочтительные варианты осуществления, полученные в экспериментах. Определение высоты разделителя, IDS, интервала и горизонтального размера разделителей приведено на фиг.16.Parameters in the CROF devices and method that may influence sample thickness variation and uniformity in the closed plate configuration after hand release were studied experimentally. Parameters have been found to include, but are not limited to, inter-divider spacing (IDS), separator shape and dimensions (e.g., separator horizontal dimension, separator height, separator width to height ratio, space fill factors for separator (divider area to total area ratio or spacing ratio spacers and width), the mechanical strength of the material (Young's modulus) of the spacers and the plate, the thickness of the plate and the surface flatness of each plate. Below are some results and preferred embodiments obtained from the experiments. The determination of the spacer height, IDS, spacing and horizontal dimension of the spacers is given in Fig. 16.

Е-1.1 Влияние IDS (расстояния между разделителями), и толщины, и материалов пластины на толщину образца. В эксперименте отметили, что расстояние между разделителями (ISD) массива периодических разделителей может существенно влиять на отклонение толщины образца (исходя из высоты разделителя) и ее однородность при закрытой конфигурации способа для CROF.E-1.1 Effect of IDS (Interspace Distance) and Thickness and Plate Materials on Specimen Thickness. The experiment noted that the interspacer distance (ISD) of a periodic spacer array can significantly influence the sample thickness deviation (based on spacer height) and its uniformity in a closed process configuration for CROF.

На фиг. 18 показаны влияние IDS, и толщины, и материалов пластины на толщину образца. Отклонение измеряемой толщины образца и однородность в зависимости от расстояния между разделителями (IDS) для различных пластин и материалов, различной толщины пластин и различных образцов. Разделители представлены в виде периодического массива и имеют высоту разделителя 5 мкм, ровную верхнюю поверхность и квадратную форму (горизонтальный размер столбика 10×10 мкм, практически однородное поперечное сечение и закругленные углы). IDS составляло 20 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 200 мкм и 500 мкм соответственно. Подложкой являлась необработанная пластина из РММА толщиной 250 мкм с ровной поверхностью (площадью 1 дюйм × 1 дюйм). Х-пластины, на которых были непосредственно изготовлены разделители, представляли собой, соответственно, необработанную пластину из РММА толщиной 175 мкм и 50 мкм и необработанный PS толщиной 125 мкм и 25 мкм. Образец представлял собой, соответственно, 2 мкл крови (раскапывали при прямом контакте с пальцем), слюны или PBS (раскапывали пипеткой). Устройства для CROF сдавливали с помощью сдавливания руками и растирания площади 1 дюйм на 1 дюйм и они самоудерживались после сдавливания. Толщину образца измеряли при закрытой конфигурации устройств для CROF.In fig. Figure 18 shows the effect of IDS, thickness, and plate materials on the sample thickness. Measured sample thickness variation and uniformity as a function of interspacer distance (IDS) for different plates and materials, different plate thicknesses and different samples. The separators are presented in the form of a periodic array and have a separator height of 5 µm, a flat top surface and a square shape (horizontal column size 10 × 10 µm, almost uniform cross-section and rounded corners). The IDS was 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, and 500 μm, respectively. The substrate was a 250 µm thick untreated PMMA wafer with a flat surface (1 inch × 1 inch area). The X-plates on which the spacers were directly manufactured were, respectively, an untreated PMMA plate of 175 μm and 50 μm thickness and an untreated PS plate of 125 μm and 25 μm thickness, respectively. The sample was, respectively, 2 μl of blood (dropped by direct contact with a finger), saliva or PBS (dropped with a pipette). CROF devices were compressed using hand compression and rubbing over an area of 1 inch by 1 inch and were self-retaining after compression. The sample thickness was measured with the CROF devices in a closed configuration.

На фиг. 18 показано, что для данных условий эксперимента и для разделителя квадратной формы (горизонтальный размер столбика 10×10 мкм, практически однородное поперечное сечение и закругленные углы):In fig. Figure 18 shows that for the given experimental conditions and for a square-shaped separator (horizontal column size 10×10 µm, almost uniform cross-section and rounded corners):

(1) если ISD составляет 20 мкм, 50 мкм, 100 мкм, то средняя итоговая толщина образца составляет от 5,1 мкм до 5,2 мкм, что очень близко к предварительно заданной высоте разделителя в 5 мкм, и характеризуется отклонением толщины и однородностью менее 4% (а именно, если ISD равно или меньше приблизительно 120 мкм, то отклонение и однородность могут быть менее 4%).(1) If the ISD is 20 µm, 50 µm, 100 µm, then the average final thickness of the sample is 5.1 µm to 5.2 µm, which is very close to the preset spacer height of 5 µm, and is characterized by thickness deviation and uniformity less than 4% (namely, if the ISD is equal to or less than about 120 μm, then the deviation and uniformity may be less than 4%).

(2) Но если ISD составляет 200 мкм и 500 мкм, то средняя итоговая толщина образца составляет 4,3 мкм и 3,5 мкм соответственно, что значительно меньше предварительно заданной высоты разделителей (5 мкм) и имеет отклонение толщины -13,9% и -30,9% и однородность 10,9% и 27,7% соответственно. Это означает, что если ISD больше приблизительно 200 мкм, то значительно уменьшается не только среднее значение толщины, но и однородность становится неудовлетворительной.(2) But if the ISD is 200 µm and 500 µm, then the average final sample thickness is 4.3 µm and 3.5 µm, respectively, which is significantly less than the preset height of the spacers (5 µm) and has a thickness deviation of -13.9% and -30.9% and homogeneity 10.9% and 27.7%, respectively. This means that if the ISD is greater than approximately 200 µm, not only does the average thickness decrease significantly, but also the uniformity becomes unsatisfactory.

Если для массива разделителей с размером столбика в горизонтальной проекции 40 мкм на 40 мкм (фиг. 18) ISD составляет 60 мкм, 150 мкм, 100 мкм, то средняя итоговая толщина образца составляет от 5,1 мкм до 5,2 мкм, что очень близко к предварительно заданной высоте разделителя 5 мкм и имеет отклонение толщины и однородность менее 4% (а именно, если ISD равно или менее приблизительно 100 мкм, то отклонение и однородность могут быть менее 4%).If for an array of spacers with a horizontal column size of 40 µm by 40 µm (Fig. 18) the ISD is 60 µm, 150 µm, 100 µm, then the average final thickness of the sample is from 5.1 µm to 5.2 µm, which is very close to the predetermined spacer height of 5 µm and has a thickness deviation and uniformity of less than 4% (namely, if the ISD is equal to or less than approximately 100 µm, then the deviation and uniformity may be less than 4%).

Е-1.2 Влияние IDS/(Eb3) на толщину образцаE-1.2 Influence of IDS/(Eb 3) on sample thickness

В данных экспериментах показано (например, на фиг. 19), что для достижения небольшого отклонения толщины образца и надлежащей однородности значение SD4/(hxE) (х=1 на графике) Х-пластин должно быть менее 106 мкм Λ3/ГПа, где ISD представляет собой расстояние между разделителями, h представляет собой высоту (толщину) материала и Е представляет собой модуль Юнга для материала.These experiments show (for example, Fig. 19) that in order to achieve a small deviation in the thickness of the sample and proper homogeneity, the value of SD 4 /(h x E) (x=1 on the graph) of the X-plates should be less than 10 6 μm Λ3 /GPa, where ISD is the distance between the spacers, h is the height (thickness) of the material, and E is the Young's modulus of the material.

Во всех способах и устройствах, в которых используют CROF, в определенных вариантах осуществления значение SD4/(hxE) (х=1 на графике) составляет менее 106 мкм Λ3/ГПа, менее 5×105, менее 1×106, менее 5×106 и т.д.In all methods and devices that use CROF, in certain embodiments, the value of SD 4 /(h x E) (x=1 on the graph) is less than 10 6 μm Λ3/GPa, less than 5×10 5, less than 1 ×10 6, less than 5×10 6, etc.

В любом варианте осуществления гибкие пластины могут иметь толщину в диапазоне от 20 мкм до 250 мкм (например, в диапазоне от 50 мкм до 150 мкм) и модуль Юнга в диапазоне от 0,1 до 5 ГПа (например, в диапазоне 0,5-2 ГПа).In any embodiment, the flexible plates may have a thickness in the range of 20 μm to 250 μm (for example, in the range of 50 μm to 150 μm) and a Young's modulus in the range of 0.1 to 5 GPa (for example, in the range of 0.5 - 2 GPa).

В любом варианте осуществления произведение толщины гибкой пластины и модуля Юнга гибкой пластины находится в диапазоне от 60 до 750 ГПа-мкм.In any embodiment, the product of the flex plate thickness and the flex plate's Young's modulus is in the range of 60 to 750 GPa-μm.

Е-1.3 Влияние размера и высоты разделителя на толщину образца В данных экспериментах показано (например, фиг. 20), что для достижения небольшого отклонения толщины образца и для данной толщины пластины, образца и надавливания IDS должно составлять приблизительно 150 мкм или меньше.E-1.3 Effect of Spacer Size and Height on Specimen Thickness These experiments show (e.g., FIG. 20) that to achieve small specimen thickness variation and for a given plate, specimen, and pressure thickness, the IDS must be approximately 150 µm or less.

Е-1.4 Влияние соотношения ширины и высоты разделителя на толщину образца В данных экспериментах показано (например, фиг. 21), что для достижения небольшого отклонения толщины образца для данной толщины пластины, образца и надавливания, и для ISD от 20 мкм до 150 мкм соотношение ширины и толщины столбика (WRH) должно быть более 1, а в определенных вариантах осуществления предпочтительно быть равным более 2.E-1.4 Effect of Spacer Width to Height Ratio on Specimen Thickness These experiments show (e.g., Fig. 21) that to achieve a small deviation in specimen thickness for a given plate thickness, specimen, and pressure, and for ISD from 20 µm to 150 µm, the ratio column width and thickness (WRH) must be greater than 1, and in certain embodiments preferably greater than 2.

Это указывает на то, что при WHR ~1 или выше разделители являются достаточно крепкими, чтобы выдерживать сдавливание и растирание при сдавливании руками, в противном случае в целом отклонение будет большим, а однородность слабой для всех ISD.This indicates that at WHR ~1 or higher, the separators are strong enough to withstand the pressure and friction of hand squeezing, otherwise the overall deviation will be large and the uniformity weak for all ISDs.

Е-1.5 Влияние коэффициентов заполнения для разделителя на толщину образцаE-1.5 Influence of filling factors for the separator on the thickness of the sample

В данных экспериментах показано (например, фиг. 22), что для достижения небольшого отклонения толщины образца и надлежащей однородности толщины для данной толщины пластины, образца коэффициент заполнения для разделителя должен составлять приблизительно 2,3 или больше.These experiments show (eg, FIG. 22) that to achieve small sample thickness variation and proper thickness uniformity for a given sample plate thickness, the fill factor for the spacer must be approximately 2.3 or greater.

Например, достигнутые отклонение и однородность менее 4%, показанные на фиг. 22, предполагают, что для данной площади столбика и IDS, а также для данного коэффициента заполнения площади для разделителя (т.е. соотношение горизонтальной площади столбика к общей площади) столбики из PS являются достаточно крепкими, чтобы выдерживать сдавливание и растирание при сдавливании руками. Деформацию столбика из PS можно оценить следующим образом: давление большого пальца составляет приблизительно 1-10 кг/см2 (105 Па), модуль Юнга для PS составляет ~3 ГПа, а коэффициент заполнения для разделителя-столбика шириной 20 мкм и ISD 100 мкм составляет ~4%, приводя к относительной деформации (растяжению) столбика под давлением большого пальца от 1% до 0,1%, что согласуется с нашим экспериментальным наблюдением.For example, the achieved variance and uniformity of less than 4% shown in FIG. 22 suggest that for a given post area and IDS, and for a given spacer fill factor (i.e., the ratio of horizontal post area to total area), PS posts are strong enough to withstand crushing and rubbing when squeezed by hand. The deformation of a PS post can be estimated as follows: the thumb pressure is approximately 1-10 kg/cm2 (10 5 Pa), the Young's modulus for PS is ~3 GPa, and the fill factor for a post spacer of 20 µm width and ISD is 100 µm is ~4%, resulting in a relative deformation (stretch) of the column under thumb pressure of 1% to 0.1%, which is consistent with our experimental observation.

Е-1.6 Влияние толщины пластины на толщину образцаE-1.6 Effect of plate thickness on sample thickness

В данных экспериментах показано (например, фиг. 23), что (i) для достижения небольшого отклонения толщины образца (равного или меньше 5%) и надлежащей однородности толщины для данной толщины пластины, образца, по меньшей мере одна из пластин должна иметь толщину пластины менее 200 мкм; и (ii) если Х-пластина и подложка толще 200 мкм, то они слишком жесткие, что не позволит преодолеть загрязнение пылью, приводя к ухудшению однородности/отклонения разделителей.These experiments show (e.g., FIG. 23) that (i) to achieve small sample thickness variation (equal to or less than 5%) and proper thickness uniformity for a given plate thickness, sample, at least one of the plates must have a plate thickness less than 200 microns; and (ii) if the X-plate and substrate are thicker than 200 µm, they are too rigid to overcome dust contamination, resulting in poor spacer uniformity/deviation.

Е-1.7. Влияние пластины-подложки на толщину образцаE-1.7. Influence of the substrate plate on the thickness of the sample

В данных экспериментах обнаружили (например, фиг. 25), что если использовать более толстую (1 мм) стеклянную пластину-подложку, то максимальное IDS для меньшего отклонения толщины образца и надлежащей однородности толщины образца может начинаться от 150 мкм до 200 мкм для подложки из РММА.These experiments found (e.g., FIG. 25) that if a thicker (1 mm) glass substrate was used, the maximum IDS for less sample thickness variation and proper sample thickness uniformity could range from 150 µm to 200 µm for a glass substrate. PMMA.

Е-1.8 Модификация свойств смачивания поверхности пластины и влияние на самоудерживаниеE-1.8 Modification of plate surface wetting properties and influence on self-retention

В данных экспериментах обнаружили (например, фиг. 24), что: (1) для надлежащего самоудерживания в устройстве для CROF требуется, чтобы по меньшей мере одна из двух внутренних поверхностей устройства для CROF была гидрофильной. (2) Если обе внутренние поверхности устройства для CROF являются гидрофильными, то это обеспечивает наилучшее самоудерживание и регуляцию и однородность толщины образца. (3) Если одна внутренняя поверхность устройства для CROF является гидрофильной, а другая внутренняя поверхность является гидрофобной, то площадь образца должна быть больше 0,5 см2 для получения надлежащего самоудержания. (4) Если обе внутренние поверхности являются гидрофобными, то самоудерживание либо слабое, либо недостаточное (неустойчивое). (Линии на фигурах предназначены для зрительной ориентации).These experiments found (eg, FIG. 24) that: (1) Proper self-retention in a CROF device requires that at least one of the two internal surfaces of the CROF device be hydrophilic. (2) If both internal surfaces of the CROF device are hydrophilic, this provides the best self-retention and control and uniformity of sample thickness. (3) If one internal surface of the CROF device is hydrophilic and the other internal surface is hydrophobic, then the sample area must be greater than 0.5 cm2 to obtain proper self-confinement. (4) If both inner surfaces are hydrophobic, then self-retention is either weak or insufficient (unstable). (The lines in the figures are for visual guidance.)

Е-1.9 Влияние времени ручного сдавливания на толщину образцаE-1.9 Effect of manual compression time on sample thickness

В данных экспериментах обнаружено, что устройство для CROF может самоудерживаться при времени сдавливания от 1 с до 60 с и иметь аналогичные надлежащие характеристики. Устройство для CROF имеет неудовлетворительные характеристики и не может самоудерживаться, если не сдавить (сдавить 0 с).In these experiments, it was found that the CROF device could self-retain at compression times ranging from 1 s to 60 s and had similar good performance. The CROF device has poor performance and cannot self-retain unless compressed (0 s compression).

Е-1.10. Сравнение влияния периодических столбиков-разделителей и случайных сферических разделителей на толщину образцаE-1.10. Comparison of the influence of periodic spacer posts and random spherical spacers on sample thickness

Измерения на фиг. 27 показывают, что для данных экспериментальных условий устройство для CROF с периодическими столбиками-разделителями имеет гораздо меньшее отклонение толщины образца и лучшую однородность (оба менее 5%), чем со случайными сферическими разделителями (т.е. гранулами). В частности, для ISD 20 мкм, 50 мкм и 100 мкм среднее отклонение толщины и однородность с использованием периодических столбиков-разделителей с однородным поперечным сечением составляли 2,3% и ~3,4%. Однако при использовании случайных сферических разделителей со средним ISD 20 мкм, 50 мкм и 100 мкм среднее отклонение толщины и однородность составляли 11,2% и 12,5% при использовании стеклянной покровной пластины толщиной 220 мкм и 10,8% и 20% при использовании покровной пластины из РММА толщиной 175 мкм, при этом данные результаты в приблизительно 5 раз больше в отклонении толщины образца и выражают более слабую однородность.Measurements in Fig. 27 show that, for given experimental conditions, a CROF device with periodic spacer posts has much less sample thickness variation and better uniformity (both less than 5%) than with random spherical spacers (i.e., beads). Specifically, for 20 μm, 50 μm, and 100 μm ISDs, the average thickness deviation and uniformity using periodic spacer posts with a uniform cross-section were 2.3% and ~3.4%. However, when using random spherical spacers with an average ISD of 20 µm, 50 µm and 100 µm, the average thickness deviation and uniformity were 11.2% and 12.5% when using a 220 µm thick glass cover plate and 10.8% and 20% when using PMMA cover plate with a thickness of 175 μm, while these results are approximately 5 times larger in the deviation of the sample thickness and express weaker homogeneity.

Е1.12. Другие результатыE1.12. Other results

На фиг. 28 показано влияние различной толщины X-Plate и толщины подложки на толщину образца.In fig. Figure 28 shows the effect of different X-Plate thickness and substrate thickness on sample thickness.

В данных экспериментах обнаружено, что жидкость, раскапываемая пипеткой сразу при отборе из пальца, имеет аналогичные характеристики итоговой толщины образца и однородности.In these experiments, it was found that the liquid pipetted immediately upon sampling from a finger has similar characteristics of the final sample thickness and homogeneity.

В данных экспериментах также показано, что жидкость, раскапываемая на подложку или на Х-пластине, имеет сходные характеристики измеренной толщины образца и однородности.These experiments also show that the liquid dropped onto the substrate or onto the X-plate has similar measured sample thickness and uniformity characteristics.

32.2 Клинический анализ крови в неразбавленной цельной крови с использованием CROP с самоудержанием32.2 CBC in undiluted whole blood using CROP with self-retention

Е2.1 Используемые устройства для CROFE2.1 Devices used for CROF

Устройства для CROF, используемые во всех тестах в примере 32.2, содержали X-пластину и стеклянную пластину с ровной поверхностью. Х-пластина представляла собой пленку РММА толщиной 175 мкм, площадью 2,5 см на 2,5 см, с массивом периодических разделителей в области контакта с образцом. Стеклянная пластина имела толщину 1 мм и характеризовалась плоской поверхностью и площадью 3 см на 5 см. Разделители на X-пластине получали непосредственным тиснением на пленке РММА с исходно ровной поверхностью, следовательно, они были изготовлены из РММА (тот же материал, что и для Х-пластины) и были присоединены к Х-пластине.The CROF devices used in all tests in Example 32.2 contained an X-plate and a glass plate with a flat surface. The X-plate was a PMMA film 175 μm thick, with an area of 2.5 cm by 2.5 cm, with an array of periodic spacers in the area of contact with the sample. The glass plate had a thickness of 1 mm and was characterized by a flat surface and an area of 3 cm by 5 cm. The spacers on the X plate were directly embossed on PMMA film with an initially flat surface, therefore they were made of PMMA (the same material as for X -plates) and were attached to the X-plate.

Каждый разделитель представляет собой столбик, который имеет практически однородное горизонтальное поперечное сечение, ровную верхнюю поверхность и прямоугольную форму шириной 40 мкм и 30 мкм в горизонтальном направлении х и у соответственно. Все разделители на данной Х-пластины имеют одинаковую высоту разделителя. Массив периодических разделителей характеризовался решеткой со структурой в виде прямоугольника с постоянным интервалом 120 мкм и 1 10 мкм (по х и у соответственно), что давало постоянное пространство между разделителями (IDS) в 80 мкм.Each spacer is a column that has a nearly uniform horizontal cross-section, a smooth top surface, and a rectangular shape with a width of 40 μm and 30 μm in the horizontal x and y directions, respectively. All spacers on a given X-plate have the same spacer height. The periodic spacer array was characterized by a grid with a rectangular structure with a constant spacing of 120 μm and 1 10 μm (in x and y, respectively), resulting in a constant interspacer space (IDS) of 80 μm.

Поверхности Х-пластины и стеклянной пластины не обработаны и являются гидрофильными для человеческой крови, раскапываемой на поверхности с углом смачивания в приблизительно 40-50 градусов. Обе пластины прозрачны для видимого света.The surfaces of the X-plate and glass plate are untreated and are hydrophilic to human blood drawn onto the surface with a contact angle of approximately 40-50 degrees. Both plates are transparent to visible light.

Е2.2 Образец, получение, нанесение, способ CROF, самоудерживаниеE2.2 Sample, preparation, application, CROF method, self-retention

Если не указано иное, то все образцы крови были получены от здоровых субъектов, которые в свежем виде и непосредственно наносили на пластину для CROF без разведения и без добавления антикоагулянтов.Unless otherwise stated, all blood samples were obtained from healthy subjects, which were fresh and directly applied to the CROF plate without dilution and without the addition of anticoagulants.

Во всех экспериментах, приведенных в примере 3, если специально не указано иное, кровь поступала из проколотого пальца человека, и эту кровь наносили на пластину для CROF путем непосредственного соприкосновения крови и пластины. Как правило, при непосредственном соприкосновении с поверхностью пластины наносится объем крови в приблизительно 0,1-1 мкл. В течение приблизительно 60 секунд после нанесения крови использовали способ CROF, чтобы сжать образец крови в тонкую пленку, а затем провести измерения. Если не указано специально, то ни средства против агглютинации, ни жидкие разбавители не добавляли в образец крови.In all experiments reported in Example 3, unless specifically stated otherwise, blood was obtained from a human finger prick and the blood was applied to a CROF plate by directly contacting the blood and the plate. Typically, a volume of blood of approximately 0.1-1 µl is applied in direct contact with the surface of the plate. Within approximately 60 seconds of applying the blood, the CROF method was used to compress the blood sample into a thin film and then take measurements. Unless specifically stated, no antiagglutination agents or liquid diluents were added to the blood sample.

В определенных экспериментах, где необходимо проводить окрашивание WBC перед анализом крови, реагент - слой сухой красителя акридинового оранжевого -предварительно наносили на внутреннюю поверхность (поверхность контакта с образцом) одной из пластин устройства для CROF. Нанесение покрытия из сухого слоя красителя включало следующие стадии: (а) раскапывание 30 мкл красителя акридинового оранжевого в воде при концентрации 20 мкг/мл на стеклянную пластину, (b) распределение его по площади ~ 1 см2, и (с) высушивание в течение приблизительно 1 часа.In certain experiments where it was necessary to stain the WBC before blood analysis, the reagent, a layer of dry acridine orange dye, was first applied to the inner surface (sample contact surface) of one of the plates of the CROF device. Coating of the dry dye layer involved the following steps: (a) dropping 30 μl of acridine orange dye in water at a concentration of 20 μg/ml onto a glass plate, (b) spreading it over an area of ~ 1 cm2 , and (c) drying for approximately 1 hour.

Независимо от способов нанесения приблизительно 1 мкл или меньшего объема крови на одну из пластин для CROF, нанесенная на пластину кровь образует на пластине лужицу диаметром несколько миллиметров или меньше. Затем две пластины устройства для CROF приводили вручную в закрытую конфигурацию и сдавливали вручную в течение нескольких секунд, где исходную лужицу крови сжимали двумя пластинами в тонкую пленку крови большой площади (с горизонтальным размером приблизительно 1-3 см). Выявили, что во всем примере 3, если не указано иное, устройства для CROF, сдавленные вручную, имели однородную толщину образца, регулируемую разделителями, и были в состоянии самостоятельно удерживать однородную толщину образца после того, как убрали сдавливание руками. Образцы наносили при обычных условиях помещения. Обнаружили, что пыль не повлияла на достижение предварительно заданной конечной толщины образца на большой площади образца. Также обнаружили, что итоговый образец крови распределен с принятием прямоугольной формы с закругленными углами, что, по нашему мнению, обусловлено решеткой со структурой в виде прямоугольника из периодических разделителей. Данная стадия проиллюстрирована на фиг. 15.Regardless of the methods used to apply approximately 1 μl or less of blood to one of the CROF plates, the blood applied to the plate will form a pool of a few millimeters or less in diameter on the plate. The two plates of the CROF device were then manually brought into a closed configuration and manually compressed for several seconds, where the original pool of blood was compressed by the two plates into a large area thin film of blood (with a horizontal dimension of approximately 1-3 cm). It was found that throughout Example 3, unless otherwise noted, the manually compressed CROF devices had uniform sample thickness controlled by spacers and were able to independently maintain uniform specimen thickness once manual compression was removed. The samples were applied under normal room conditions. It was found that dust had no effect on achieving the predetermined final sample thickness over a large sample area. We also found that the final blood sample was distributed in a rectangular shape with rounded corners, which we believe is due to a lattice with a rectangular structure of periodic separators. This stage is illustrated in FIG. 15.

Что касается применения образца с использованием сухого красителя на пластине, то данный образец выдерживали 30 секунд перед проведением любых измерений.For the sample application using dry dye on a plate, this sample was held for 30 seconds before any measurements were taken.

Образец крови, непосредственно нанесенный на пластину, вообще не разбавляли жидкостью (т.е. без разведения жидкостью), при этом он смешивался с сухим реагентом, покрывающим пластину.The blood sample directly applied to the plate was not diluted with liquid at all (i.e., no dilution with liquid), but was mixed with the dry reagent coating the plate.

Все разделители имели одинаковую прямоугольную форму с одинаковой высотой разделителя 2 мкм.All spacers had the same rectangular shape with the same spacer height of 2 μm.

Высоту разделителя 2 мкм выбирали таким образом, чтобы итоговый размер образца крови при закрытой конфигурации устройства для CROF составлял приблизительно 2 мкм, что приблизительно равно толщине эритроцитов (RBC) (2-2,5 мкм), но намного меньше диаметра RBC (6,2-8,2 мкм). Такая итоговая толщина образца приводила к тому, что при закрытой конфигурации CROF каждый RBC хорошо отделен от других и между разными RBC отсутствовало перекрытие или не образовывались столбики, что позволяет точно подсчитать RBC при получении изображения площади образца.The 2 µm separator height was chosen so that the resulting blood sample size in the closed configuration of the CROF device was approximately 2 µm, which is approximately equal to the thickness of the red blood cells (RBC) (2-2.5 µm), but much smaller than the diameter of the RBC (6.2 -8.2 µm). This resulting sample thickness resulted in a closed CROF configuration where each RBC was well separated from the others and there was no overlap or columnar formation between different RBCs, allowing RBCs to be accurately counted when imaging the sample area.

Е2.3 Визуализация клеток кровиE2.3 Visualization of blood cells

Если не указано иное, визуализацию образцов крови в примере 3 проводили с образцами между двумя пластинами CROP, которые находились в закрытой конфигурации, и с использованием коммерческой камеры DSLR (Nikon) и iPhone соответственно. Результаты от каждого типа камер являются сопоставимыми. Если не указано иное, изображения представляют собой вид сверху образцов через одну из пластин, которая является прозрачной (т.е. двухмерные изображения образца в плоскости, параллельной поверхности пластин).Unless otherwise noted, imaging of blood samples in Example 3 was performed with samples between two CROP plates that were in a closed configuration and using a commercial DSLR camera (Nikon) and iPhone, respectively. The results from each type of camera are comparable. Unless otherwise noted, the images are top views of the samples through one of the plates, which is transparent (ie, two-dimensional images of the sample in a plane parallel to the surface of the plates).

Камера Nikon. Образцы наблюдают с помощью обычной коммерческой DSLR-камеры (Nikon) с двумя фильтрами (полосовой фильтр 470±20 нм в качестве фильтра возбуждения и высокочастотный фильтр 500 нм в качестве фильтра испускания), одним источником света (ксеноновая лампа) и комплектом линз для увеличения/фокуса. В режиме светлого поля широкополосный источник белого света без использования каких-либо фильтров. В режиме флуоресценции фильтр 470±20 нм помещали перед ксеноновой лампой для создания узкополосного источника возбуждения с длиной волны около 470 нм, а высокочастотный фильтр 500 нм помещали перед камерой для блокировки входящего в камеру света с длиной волны менее 500 нм.Nikon camera. Samples are observed using a conventional commercial DSLR camera (Nikon) with two filters (470 ± 20 nm bandpass filter as excitation filter and 500 nm high-pass filter as emission filter), one light source (xenon lamp) and a set of magnification lenses. focus. Brightfield mode produces a broadband white light source without the use of any filters. In fluorescence mode, a 470 ± 20 nm filter was placed in front of the xenon lamp to create a narrow-band excitation source with a wavelength of approximately 470 nm, and a high-pass 500 nm filter was placed in front of the chamber to block light entering the chamber with a wavelength of less than 500 nm.

Мобильный телефон. Для наших экспериментов использовали iPhone-6.Mobile phone. For our experiments we used an iPhone-6.

Е2.4 Высота разделителя (толщина образца). Влияние на клетки крови и подсчет RBCE2.4 Height of the separator (thickness of the sample). Effect on blood cells and RBC count

В данных экспериментах толщину образцов контролировали таким образом, чтобы она была такой же, как и высота разделителя. Экспериментально исследовали влияние высоты разделителя (а, следовательно, толщины образца) в способе CROF на клетки крови, а также на их визуализацию и подсчет. Устройства для CROF и используемый способ и нанесение крови были такими, как описано в начале этого раздела в примере 2. Образцы крови были от одного и того же здорового субъекта. В одном из наших экспериментов тестировали четыре разные высоты разделителей (1 мкм, 2 мкм, 3 мкм и 5 мкм).In these experiments, the thickness of the samples was controlled so that it was the same as the height of the spacer. The effect of the separator height (and, consequently, sample thickness) in the CROF method on blood cells, as well as on their visualization and counting, was experimentally studied. The devices for CROF and the method used and application of blood were as described at the beginning of this section in Example 2. The blood samples were from the same healthy subject. In one of our experiments, four different spacer heights were tested (1 μm, 2 μm, 3 μm, and 5 μm).

На фиг. 29 показаны оптические микрофотографии вида сверху (оптический микроскоп со светльм полем) образца крови, который был подвергнут процессу CROF внутри четырех различных устройств для CROF, где каждое устройство для CROF имеет решетку со структурой в виде прямоугольника из периодических разделителей и отличающуюся постоянную высоту разделителя: 1 мкм (а), 2 мкм (b), 3 мкм (с) и 5 мкм (d). Образец крови непосредственно наносили из пальца субъекта на пластину устройства для CROF и в кровь не добавляли ни средство против агглютинации, ни жидкий разбавитель.In fig. 29 shows optical micrographs of a top view (bright field optical microscope) of a blood sample that has been subjected to the CROF process within four different CROF devices, where each CROF device has a grid with a rectangular structure of periodic spacers and a different constant spacer height: 1 µm (a), 2 µm (b), 3 µm (c) and 5 µm (d). The blood sample was directly applied from the subject's finger to the plate of the CROF device and no antiagglutination agent or liquid diluent was added to the blood.

При светлопольной оптической микроскопии намного проще увидеть клетки RBC, чем WBC. Эритроциты (RBC), также называемые красными кровяными тельцами, имеют диаметр диска приблизительно 6,2-8,2 мкм, и толщину в точке с наибольшей толщиной 2-2,5 мкм (около края диска), и минимальную толщину в центре 0,8-1 мкм.With bright-field optical microscopy, RBC cells are much easier to see than WBC cells. Red blood cells (RBCs), also called red blood cells, have a disc diameter of approximately 6.2-8.2 µm, and a thickness at its thickest point of 2-2.5 µm (near the edge of the disc), and a minimum thickness at the center of 0. 8-1 microns.

Наблюдение в оптическом микроскопе показало, что при высоте разделителя 1 мкм ~99% RBC лизируются. Например, на фиг. 29(а) показано, что в поле наблюдения остались только RBC. Высота разделителя 1 мкм существенно меньше средней толщины RBC. Этот эксперимент показал, что устройства и способ CROF можно использовать для лизирования клетки, делая конечный разделитель пластины (посредством контроля высоты разделителя) меньше минимального размера клетки.Optical microscope observation showed that at a spacer height of 1 μm, ~99% of RBCs were lysed. For example, in FIG. 29(a) shows that only RBCs remained in the observation field. The 1 µm spacer height is significantly less than the average RBC thickness. This experiment demonstrated that the CROF devices and method can be used to lyse a cell by making the final plate separator (by controlling the height of the separator) smaller than the minimum cell size.

Наблюдение в оптическом микроскопе (например, на фиг. 29) показало, что при высоте разделителя 2 мкм (толщина образца) RBC отделены друг от друга, практически не перекрываются между собой и имеют практически круглую и симметричную форму. Разделение между каждым RBC хорошо видно по полностью круглой темной граничной линии каждого RBC (т.е. граничная линия полностью окружает каждую (и только одну) клетку) на 2D-изображении микроскопаObservation in an optical microscope (for example, in Fig. 29) showed that with a separator height of 2 μm (sample thickness), the RBCs are separated from each other, practically do not overlap each other, and have an almost round and symmetrical shape. The separation between each RBC is clearly visible by the completely circular dark border line of each RBC (i.e. the border line completely surrounds each (and only one) cell) in the 2D microscope image

Кроме того, наблюдение под микроскопом также показало, что RBC темнее в центре клетки, чем у края, указывая на то, что при высоте разделителя 2 мкм (толщина образца) в центре RBC по-прежнему тоньше, чем у края.In addition, microscopic observation also showed that the RBC is darker at the center of the cell than at the edge, indicating that at a spacer height of 2 μm (sample thickness), the RBC at the center is still thinner than at the edge.

Наблюдение в оптическом микроскопе показало (например, фиг. 29), что если высота разделителя (следовательно, толщина образца) составляла 3 мкм, то изображение образца крови резко отличалось от изображения при высоте разделителя 2 мкм по несколькими причинам, включая без ограничения: (1) RBC в значительной степени перекрывались и у большинства RBC отсутствовала полностью круглая темная граничная линия, которая отделяет каждую клетку, которая существует при высоте разделителя 2 мкм, но несколько RBC вместе делили одну темную граничную линию, которая больше не являлась круглой; и (2) некоторые из RBC не имели такой практически закругленной формы, как при высоте разделителя 2 мкм, а скорее имели эллипсоидную форму, и при этом центральный темный диск каждого RBC, который был прозрачным при высоте разделителя 2 мкм, с трудом поддавался визуализации. Когда высота разделителя составляла 5 мкм, то у RBC было больше перекрытий и большее количество RBC имело некруглую форму и практически невидимый темный центр (например, фиг. 29).Optical microscope observation showed (e.g., FIG. 29) that if the spacer height (hence the sample thickness) was 3 μm, the image of the blood sample was dramatically different from the image with a spacer height of 2 μm for several reasons, including but not limited to: (1 ) The RBCs were largely overlapping and most RBCs lacked the completely circular dark boundary line that separates each cell that exists at the 2 µm divider height, but a few RBCs together shared one dark boundary line that was no longer circular; and (2) some of the RBCs did not have the nearly rounded shape of the 2 μm spacer height, but rather were ellipsoidal in shape, and the central dark disk of each RBC, which was transparent at the 2 μm spacer height, was difficult to visualize. When the spacer height was 5 μm, the RBCs had more overlap and more RBCs had a non-circular shape and a virtually invisible dark center (eg, FIG. 29).

Хорошо известно, что в крови без ограничения в пространстве RBC могут перекрываться друг с другом (образуя, например, столбики). При ограничении образца крови между двумя плоскими пластинами с пространством 2 мкм с использованием высоты разделителей и пластин толщина крови равна приблизительно толщине в точке с наибольшей толщиной RBC (которая составляет 2-2,5 мкм), таким образом, в данном местоположении на поверхности пластины ограничение вынуждает только один RBC пройти между двумя пластинами и заставляет RBC ориентировать его диск параллельно поверхности пластины, что приводит к надлежащему разделению RBC, образованию полной круглой темной граничной линии и практически круглой форме при осмотре сверху с использованием оптической микроскопии.It is well known that in the blood, without spatial limitation, RBCs can overlap each other (forming, for example, columns). When confining a blood sample between two flat plates with a 2 µm space using the height of the spacers and plates, the thickness of the blood is approximately equal to the thickness at the point of greatest thickness of the RBC (which is 2-2.5 µm), so at this location on the surface of the plate the restriction forces only one RBC to pass between the two plates and forces the RBC to orient its disk parallel to the surface of the plate, resulting in proper separation of the RBC, formation of a complete round dark boundary line and a nearly circular shape when viewed from above using optical microscopy.

Поскольку высота разделителя и, следовательно, толщина образца становятся больше, как, например, при высоте разделителя 3 мкм и 5 мкм, толщина образца позволяет более чем одному RBC находиться между двумя пластинами в местоположении пластин, что приводит к перекрыванию RBC и исчезновению четко выраженных границ каждого RBC; и позволяет RBC вращаться между двумя пластинами и вращаться параллельно местоположению поверхности пластины, что приводит к некруглой форме на изображении вида сверху RBC.As the spacer height and therefore the sample thickness becomes larger, such as at 3 µm and 5 µm spacer heights, the sample thickness allows more than one RBC to be between the two plates at the plate location, causing the RBCs to overlap and the disappearance of distinct boundaries each RBC; and allows the RBC to rotate between the two plates and rotate parallel to the location of the plate surface, resulting in a non-circular shape in the top view image of the RBC.

Для подсчета количества RBC (например, для измерения концентрации RBC) в нашем эксперименте четко показано, что делая толщину образца до 2 мкм (например, при использовании высоты разделителя 2 мкм), можно подсчитать проще и точнее, чем при толщине образца 3 мкм и 5 мкм.To count the number of RBCs (for example, to measure the RBC concentration), our experiment clearly shows that by making the sample thickness up to 2 μm (for example, using a 2 μm spacer height), it can be counted more easily and more accurately than with a sample thickness of 3 μm and 5 µm.

При высоте разделителя (следовательно, пространстве между двумя пластинами и толщине образца крови) в приблизительно 2 мкм, что приблизительно равно толщине эритроцитов (RBC) (2-2,5 мкм), но намного меньше диаметра RBC (6,2-8,2 мкм), подсчет клеток крови существенно проще и точнее, чем при большей толщине образца.With the height of the separator (hence the space between the two plates and the thickness of the blood sample) being approximately 2 µm, which is approximately equal to the thickness of the red blood cells (RBC) (2-2.5 µm), but much smaller than the diameter of the RBC (6.2-8.2 µm), counting blood cells is much simpler and more accurate than with a larger sample thickness.

При конечной толщине образца (2-2,5 мкм) или предпочтительно от 1,9 до 2,2 мкм, которая имела место при закрытой конфигурации CROF, каждый RBC хорошо отделен от других и между разными RBC отсутствовало перекрытие или не образовывались столбики, что позволяло точно подсчитать RBC при получении изображения площади образца.At the final sample thickness (2-2.5 µm) or preferably 1.9 to 2.2 µm, which occurred with the closed CROF configuration, each RBC was well separated from the others and there was no overlap or columnar formation between different RBCs, which allowed RBC to be accurately calculated while imaging the sample area.

С другой стороны, наблюдали, что в устройстве для CROF с высотой разделителя 1 мкм большая часть RBC лизировалась, но не WBC или тромбоциты. В данных экспериментах с помощью оптической визуализации сверху CROF (т.е. пластины для CROF практически параллельны плоскости визуализации системы формирования изображений микроскопа или камеры) определяли (а) количество клеток на площади и (b) точный горизонтальный размер площади. Горизонтальный размер устройства для CROF можно определить путем предварительной калибровки. Или горизонтальный размер площади устройства для CROF можно определить во время визуализации, используя горизонтальный размер разделителя в качестве маркера. В данных экспериментах использовали оба варианта.On the other hand, it was observed that in the CROF device with a spacer height of 1 μm, most of the RBCs were lysed, but not the WBCs or platelets. In these experiments, using optical imaging from above the CROF (i.e., the CROF plates are essentially parallel to the imaging plane of the microscope or camera imaging system), (a) the number of cells per area and (b) the exact horizontal size of the area were determined. The horizontal dimension of the CROF device can be determined by pre-calibration. Or, the horizontal size of the device area for CROF can be determined during rendering by using the horizontal size of the separator as a marker. Both options were used in these experiments.

В эксперименте примера 2 для данных пластин для CROF пространством между двумя пластинами для CROF (следовательно, толщина образца крови) было таким же, как высота разделителя в пределах 5% или лучше. Используя эту информацию о толщине образца вместе с горизонтальными размерами данной площади, определенными с помощью оптической визуализации, определяли объем образца, связанный с данной площадью, который равен площади поперечного сечения образца, умноженной на толщину образца. Зная объем образца и количество клеток в объеме (определяемое путем визуализации), могли определить концентрацию клеток в этом объеме образца.In the experiment of Example 2, for these CROF plates, the space between the two CROF plates (hence the thickness of the blood sample) was the same as the height of the spacer within 5% or better. Using this sample thickness information along with the horizontal dimensions of a given area determined by optical imaging, the volume of the sample associated with a given area was determined, which is equal to the cross-sectional area of the sample multiplied by the thickness of the sample. Knowing the volume of the sample and the number of cells in the volume (determined by imaging), the concentration of cells in this volume of the sample could be determined.

На фиг. 29b показано (b) соотношение площади эритроцитов (измеренное по 2D-изображению вида сверху) и общей площади в горизонтальной проекции пластины для CROF. Максимальное значение при пространстве между пластинами 2 мкм (т.е. толщине образца), поскольку ниже 2 мкм некоторые RBC лизируются, а выше 2 мкм RBC перекрываются и вращаются, при этом все из них дают меньшую площадь RBC на 2D-изображении.In fig. 29b shows (b) the ratio of red blood cell area (measured from the 2D top view image) and total planar area of the plate for CROF. The maximum value is at 2 μm interplate space (i.e., sample thickness) because below 2 μm some RBCs are lysed and above 2 μm RBCs overlap and rotate, all of which produce less RBC area in the 2D image.

Один из результатов следующих экспериментов заключается в том, что размер оптимизированного пространства в устройстве для CROF для подсчета клеток крови (RBC и WBC) составляет 1,9 мкм - 2,2 мкм, или от 2 мкм до 2,2 мкм, или от 2 мкм до 2,1 мкм.One of the results from the following experiments is that the optimized space size in the CROF device for counting blood cells (RBC and WBC) is 1.9 µm - 2.2 µm, or 2 µm to 2.2 µm, or 2 µm to 2.1 µm.

Другой экспериментальный вывод заключается в том, что в устройстве для CROF с пространством 1 мкм между двумя пластинами лизируется большая часть RBC, но не лизируются WBC: устройство для CROFAnother experimental finding is that in a CROF device with 1 µm space between the two plates, most RBCs are lysed but WBCs are not lysed: CROF device

Было обнаружено, что, если размер пространства в устройстве для CROF намного меньше толщины RBC (например, расстояние между пластинами 1 мкм), то RBC лизируются. WBC более эластичен, большинство из них по прежнему могут наблюдаться и, возможно, не быть лизированы.It has been found that if the size of the space in the CROF device is much smaller than the thickness of the RBCs (eg, 1 μm plate spacing), the RBCs are lysed. WBC is more elastic, most of them can still be observed and may not be lysed.

Е3.5 Подсчет RBC (эритроцитов)E3.5 RBC (Red Blood Cell) counting

В одном варианте осуществления RBC подсчитывали в светлопольном режиме без какого-либо фильтра. Для получения изображений использовали коэффициенты увеличения 4х, 10х, 20х или 40х. Поскольку известно, что как размер пространства X-пластины (t), так и поле зрения (А) для каждого увеличения (разделители и их периоды использовали в качестве масштабных меток (т.е. отметок), рассчитывали концентрацию RBC в образце крови. Например, для подсчета N RBC в одном поле зрения концентрация RBC (С) в крови составляла С=N/t/A. Данный метод расчета являлся одинаковым для измерений концентрации WBC, PLT.In one embodiment, RBCs were counted in bright field mode without any filter. Magnification factors of 4x, 10x, 20x or 40x were used to obtain images. Since both the size of the X-plate space (t) and the field of view (A) are known for each magnification (separators and their periods were used as scale marks (i.e. marks), the concentration of RBC in the blood sample was calculated. For example , to calculate N RBC in one field of view, the concentration of RBC (C) in the blood was C=N/t/A. This calculation method was the same for measuring the concentration of WBC, PLT.

Е2.6. Подсчет WBC и тромбоцитовE2.6. WBC and platelet count

Каждый лейкоцит (WBC), также называемый белой клеткой крови, имеет типичный диаметр диска в примерно 10-15 мкм. Типичный тромбоцит (PLT) имеет типичный размер 1-2 мкм. Поскольку WBC и PLT не имеют видимого пигмента сами по себе, они труднее поддаются обнаружению при обычной микроскопии чем RBC. Чтобы сделать WBC и PTL более заметными при подсчете, в одном варианте осуществления их окрашивают красителем акридиновый оранжевый (АО).Each white blood cell (WBC), also called a white blood cell, has a typical disc diameter of approximately 10-15 µm. A typical platelet (PLT) has a typical size of 1-2 µm. Because WBC and PLT have no visible pigment themselves, they are more difficult to detect with conventional microscopy than RBC. To make the WBC and PTL more visible when counted, in one embodiment they are stained with acridine orange (AO) dye.

Акридиновый оранжевый является стабильным красителем, который имеет естественное сродство к нуклеиновым кислотам. При связывании с ДНК АО интеркалирует с ДНК в виде мономера и дает интенсивную зеленую флуоресценцию при возбуждении синим светом (возбуждение 470 нм, испускание в зеленой области спектра 525 нм для WBC). При связывании с РНК и белками он образует электростатический комплекс в полимерной форме, который дает красную флуоресценцию при возбуждении синим светом (возбуждение 470 нм, испускание в красной области спектра 685 нм для WBC, PLT). У RBC отсутствуют нуклеиновые кислоты, поэтому их нельзя окрасить. WBC имеют ядра, как ДНК, так и РНК, поэтому они интенсивно окрашиваются. PLT имеют небольшое количество РНК, поэтому они слабо окрашиваются. См. фиг. 33.Acridine orange is a stable dye that has a natural affinity for nucleic acids. When bound to DNA, AO intercalates with DNA as a monomer and produces intense green fluorescence when excited with blue light (excitation 470 nm, green emission 525 nm for WBC). When bound to RNA and proteins, it forms an electrostatic complex in polymeric form, which produces red fluorescence when excited by blue light (excitation 470 nm, red emission 685 nm for WBC, PLT). RBCs lack nucleic acids and therefore cannot be stained. WBCs have both DNA and RNA cores, so they stain intensely. PLTs have a small amount of RNA, so they stain weakly. See fig. 33.

WBC подсчитывали в режиме флуоресценции с помощью фильтра возбуждения 470±20 нм, а фильтр испускания представляет собой 500 нм высокочастотный фильтр, и выбирали коэффициенты увеличения 4х, 10х, 20х или 40х для получения изображений. Путем использования этих вариантов осуществления надлежащим образом подсчитывали WBC и PLT.WBCs were counted in fluorescence mode using an excitation filter of 470 ± 20 nm and an emission filter of 500 nm high-pass filter, and magnification factors of 4x, 10x, 20x, or 40x were selected for image acquisition. By using these embodiments, WBC and PLT were properly calculated.

Е2.7 Измерения различных WBCE2.7 Measurements of different WBCs

WBC можно разделить на пять основных подклассов: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты и моноциты; или иногда три основных класса: гранулоциты, лимфоциты и моноциты. Количество каждого класса в крови субъекта может иметь клиническое значение, поскольку различные инфекции вирусами, бактериями или грибами, или аллергия, могут изменять количество определенного подкласса WBC.WBC can be divided into five main subclasses: neutrophils, eosinophils, basophils, lymphocytes, and monocytes; or sometimes three main classes: granulocytes, lymphocytes and monocytes. The amount of each class in a subject's blood may have clinical significance, since various infections with viruses, bacteria, or fungi, or allergies, may alter the amount of a particular WBC subclass.

WBC содержат ядро, что отличает их от безъядерных эритроцитов и тромбоцитов. Кроме того, разные подклассы WBC характеризуются различным соотношением ДНК/РНК и белков, их можно дифференцировать в соответствии с этим, используя подходящий краситель для окрашивания ДНК и РНК по отдельности.WBCs contain a nucleus, which distinguishes them from anucleate red blood cells and platelets. In addition, different subclasses of WBC are characterized by different DNA/RNA and protein ratios, and they can be differentiated according to this by using a suitable dye to stain DNA and RNA separately.

Например, краситель АО интеркалирует с ДНК в виде мономера и дает интенсивную зеленую флуоресценцию при возбуждении синим светом (возбуждение 470 нм, испускание в зеленой области спектра 525 нм для WBC). При связывании с РНК и белками он образует электростатический комплекс в полимерной форме, который дает красную флуоресценцию при возбуждении синим светом (возбуждение 470 нм, испускание в красной области спектра 685 нм для WBC, PLT). Таким образом, различные WBC будут иметь разное соотношение цветов R/G (испускание в красной области спектра против испускания в зеленой области спектра) после окрашивания красителем АО.For example, the AO dye intercalates with DNA as a monomer and produces intense green fluorescence when excited with blue light (excitation 470 nm, green emission 525 nm for WBC). When bound to RNA and proteins, it forms an electrostatic complex in polymeric form, which produces red fluorescence when excited by blue light (excitation 470 nm, red emission 685 nm for WBC, PLT). Thus, different WBCs will have different R/G color ratios (red emission versus green emission) after staining with AO dye.

С помощью красителя АО можно потенциально дифференцировать 3 вида WBC:Using the AO dye, 3 types of WBC can potentially be differentiated:

гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), лимфоциты, моноциты. Кроме того, можно непосредственно использовать встроенный RGB-фильтр камеры (или iPphone), чтобы отличать испускание в зеленой и красной области спектра из канала G и канала R одной полученной фотографии. Таким образом, не нужно использовать 2 отдельных набора фильтров (как полосовой фильтр 525 нм и 685 нм).granulocytes (neutrophils, eosinophils, basophils), lymphocytes, monocytes. Additionally, you can directly use the camera's (or iPhone's) built-in RGB filter to distinguish between green and red emission from the G channel and R channel of a single captured photo. So there is no need to use 2 separate filter sets (like 525nm and 685nm bandpass filter).

Как показано на фиг. 34, всего подсчитано и отображено 594 WBC. Можно отчетливо заметить, что клетки группируются в три различные участки (заштрихованные области, представленные в качестве ориентиров для глаза), соответствующие трем основным субпопуляциям лейкоцитов. Процент каждой субпопуляции приведен в таблице и хорошо соответствует нормальным значениям человеческой крови.As shown in FIG. 34, a total of 594 WBCs counted and displayed. It can be clearly seen that the cells are grouped into three distinct areas (shaded areas represented as landmarks for the eye), corresponding to the three major subpopulations of leukocytes. The percentage of each subpopulation is given in the table and corresponds well to normal values in human blood.

Е2.8. Измерения гематокритаE2.8. Hematocrit measurements

Гематокрит (Ht или НСТ), также известный как объем осажденных клеток (PCV) или объемная доля красных кровяных телец (EVF), представляет собой объемное содержание в процентах (%) эритроцитов в крови. При настройке Х-СВС использовали размер пространства 2 мкм, в котором каждый RBC будет плотно уложен с помощью подложки и Х-пластины. Таким образом, НСТ в этом случае равен объему RBC в общем объеме крови.Hematocrit (Ht or HCT), also known as pelleted cell volume (PCV) or red blood cell volume fraction (EVF), is the percentage volumetric content (%) of red blood cells in the blood. When setting up the X-SBC, a space size of 2 μm was used, in which each RBC would be tightly packed using the substrate and X-plate. Thus, NBT in this case is equal to the volume of RBC in the total blood volume.

Е2.10. Высушенный краситель АО быстро окрашивает WBCE2.10. Dried AO dye quickly stains WBC

WBC окрашивали сухим красителем АО через 30 с, 10 мин., 30 мин., 90 мин. В способе CROF с высушенным красителем АО на поверхности пластины краситель АО может полностью окрашивать WBC менее чем за 1 мин. и не будет влиять на другие или чрезмерно окрашивать другую область после продолжительного времени. Кроме того, поскольку связанный АО флуоресцирует более интенсивно, чем несвязанный краситель, стадия промывки не требуется.WBC was stained with dry AO dye after 30 s, 10 min, 30 min, 90 min. In the CROF method with dried AO dye on the surface of the plate, the AO dye can completely stain WBC in less than 1 min. and will not affect others or over-stain another area after a long time. In addition, since bound AO fluoresces more intensely than unbound dye, a washing step is not required.

Е2.11. Другие не флуоресцентные красители для окрашивания WBCE2.11. Other non-fluorescent dyes for WBC staining

Краситель, не являющийся флуоресцентным, для окрашивания WBC может упростить процедуру подсчета WBC. Кристаллвиолет или генцианвиолет (также известный как метилвиолет 10В или гексаметилпарарозанилинхлорид) представляет собой триарилметановый краситель, который можно использовать для окрашивания ядра WBC. Подобно красителю АО, сушили 30 мкл при 1 мг/мл красителя акридинового оранжевого в воде на предметном стекле площадью 1 см2 в течение 1 часа. Затем повторяли процесс эксперимента Х-СВС.WBC будут окрашиваться в фиолетовый цвет. Одним из недостатков данного способа является сложность с дифференциацией субпопуляций WBC.A non-fluorescent dye for WBC staining can simplify the WBC counting procedure. Crystal violet or gentian violet (also known as methyl violet 10B or hexamethyl pararosaniline chloride) is a triarylmethane dye that can be used to stain WBC core. Similar to the AO dye, 30 µl at 1 mg/ml acridine orange dye in water was dried on a 1 cm 2 glass slide for 1 hour. The process of the X-CBC experiment was then repeated. The WBCs would turn purple. One of the disadvantages of this method is the difficulty in differentiating WBC subpopulations.

Е2.12. Не требовалось каких-либо антикоагулянтов в анализе крови с помощью CROPE2.12. No anticoagulants were required in the CROP blood test

Одно из преимуществ настоящего изобретения заключается в том, что отсутствует необходимость в применении антикоагулянтных реагентов для подсчета, как это наблюдали в ходе эксперимента. В данных экспериментах Х-пластины с расстоянием 2 мкм, 3 мкм и 10 мкм и площадью крови 1 см х 1 см тестировали в устройстве для образца крови CROF. При продолжительности от 0 мин до 80 мин каждые 10 мин проводили фотографирование в 5 типичных точках от центра к краю образца. Все тестируемые образцы не содержали антикоагулянтных реагентов. Было отмечено, что при данных экспериментальных условиях в течение периода наблюдения отсутствовала агглютинация образца крови при закрытой конфигурации. Это связано с тем, что (1) в ходе CROF с пространством ~2 мкм (толщина образца при закрытой конфигурации) происходит разделение клеток крови друг от друга и (2) пластины для CROF защищают большую часть клеток крови от кислорода.One of the advantages of the present invention is that there is no need to use anticoagulant reagents for counting, as was observed during the experiment. In these experiments, X-plates with spacings of 2 μm, 3 μm, and 10 μm and a blood area of 1 cm x 1 cm were tested in a CROF blood sample device. For durations ranging from 0 min to 80 min, photography was taken every 10 min at 5 typical points from the center to the edge of the sample. All tested samples did not contain anticoagulant reagents. It was noted that under these experimental conditions, there was no agglutination of the blood sample in the closed configuration during the observation period. This is because (1) during CROF with a space of ~2 μm (the thickness of the sample in a closed configuration), the blood cells are separated from each other and (2) the CROF plates protect most of the blood cells from oxygen.

Е2.13. Дополнительные эксперименты по подсчету клеток крови с использованием CROF и iPhone.E2.13. Additional blood cell counting experiments using CROF and iPhone.

В других экспериментах тестировали и валидировали технологию и компактное, простое в использовании устройство, которое позволяет человеку самостоятельно полностью выполнять подсчет клеток крови за менее чем 20 секунд, используя смартфон с объемом образца меньше капли крови (<1 мкл). Все, что требуется от лица, это позволить крошечному количеству (произвольному неизвестному объему) крови из проколотого пальца прикоснуться к карте, закрыть карту и сфотографировать смартфоном.Other experiments tested and validated the technology and a compact, easy-to-use device that allows a person to independently perform a complete blood cell count in less than 20 seconds using a smartphone with a sample volume smaller than a drop of blood (<1 μL). All the person has to do is allow a tiny amount (random unknown volume) of blood from a pricked finger to touch the card, close the card, and take a photo with the smartphone.

Одним из аспектов настоящего изобретения является наблюдение того, что путем точной перестройки капли крови в однородный слой крови, который имеет толщину в один эритроцит (~ 2 мкм) и заключен между двумя пластинами, оно предлагает беспрецедентные преимущества в подсчете клеток крови. Преимущества включают следующее: (i) для свежей неразбавленной цельной крови без добавления какого-либо антикоагулянта клетки крови будут хорошо отделяться друг от друга, не коагулироваться и таким образом легко идентифицироваться с помощью визуализации; и (ii) образец характеризуется практически нулевым испарением (в области тестирования) с сохранением постоянной концентрации клеток крови в течение длительного периода времени. Вторая ключевая технология, которую разработали, называется «сжатый регулируемый открытый поток» (CROF), в котором используют карту для CROF (складную, одноразовую, размером с почтовую марку (1 дюйм шириной, толщиной как бумага) пластмассовую пленку, приводимую в действие вручную) для выполнения трансформации крови, измерения толщины (следовательно, объема) образца трансформированной крови и смешивания (при необходимости) предварительно нанесенных сухих реагентов в крови (и выполнения всех функций одним движением и менее чем за 5 секунд). Последние две методики, описанные в данном документе, представляют собой небольшой, размером со спичечный коробок оптический адаптер для визуализации с помощью смартфона, а также программное обеспечение для управления смартфоном и анализа изображений. Способ («подсчет клеток крови с использованием CROF и визуализации» или BCI) с помощью смартфона валидировали по сравнению со стандартным промышленным образцом, коммерческим ручным гемоцитометром, и визуализацией с помощью микроскопа (вместо смартфона). Для каждого способа проводили свыше 42 тестов с использованием двух типов крови (хранимой и свежей от субъекта) и измеряли количество эритроцитов (RBC), лейкоцитов (WBC), тромбоцитов, трех разных видов WBC, гематокрит (НСТ) и средний клеточный объем (MCV). Валидация показывает, что BCI с помощью смартфона имеет такую же точность, или даже лучшую, чем точность коммерчески доступного ручного гемоцитометра (может быть дополнительно улучшен), и такую же ежедневную стабильность, как и коммерчески доступные измерительные приборы. Очевидно, что технология BCI характеризуется широкими и значимыми применениями в визуализации клеток, иммунологических анализах, анализах нуклеиновых кислот, мониторинге личного здоровья и другой биохимической диагностике.One aspect of the present invention is the observation that by precisely rearranging a drop of blood into a uniform layer of blood that is one red blood cell (~2 µm) thick and sandwiched between two plates, it offers unprecedented advantages in blood cell counting. The advantages include the following: (i) for fresh undiluted whole blood without the addition of any anticoagulant, the blood cells will be well separated from each other, not coagulated, and thus easily identified by imaging; and (ii) the sample exhibits virtually zero evaporation (in the test area) with a constant blood cell concentration over an extended period of time. The second key technology that has been developed is called Compressed Regulated Open Flow (CROF), which uses a CROF card (foldable, disposable, postage stamp-sized (1-inch wide, paper-thin) hand-actuated plastic film) to perform blood transformation, measure the thickness (hence volume) of the transformed blood sample and mix (if necessary) pre-applied dry reagents in the blood (and perform all functions in one motion and in less than 5 seconds). The last two techniques described in this paper involve a small, matchbox-sized optical adapter for smartphone imaging, as well as software for smartphone control and image analysis. The method (“blood cell counting using CROF and imaging” or BCI) using a smartphone was validated against an industry standard, a commercial handheld hemocytometer, and imaging using a microscope (instead of a smartphone). For each method, over 42 tests were performed using two types of blood (stored and fresh from the subject) and the number of red blood cells (RBC), white blood cells (WBC), platelets, three different types of WBC, hematocrit (HCT) and mean cell volume (MCV) were measured. . Validation shows that smartphone-based BCI has the same accuracy as or better than the accuracy of a commercially available hand-held hemocytometer (can be further improved) and the same day-to-day stability as commercially available measurement instruments. It is clear that BCI technology has broad and significant applications in cell imaging, immunoassays, nucleic acid assays, personal health monitoring and other biochemical diagnostics.

Устройство для BCI содержит три аппаратных компонента: одноразовую, размером с почтовую марку пластмассовую карту CROF (площадью 1 дюйм на 1 дюйм, толщиной как бумага), смартфон и оптический адаптер размером со спичечный коробок (1,5 х 1,5 дюйма х 0,7 дюйма (ДхШхВ)); и программное обеспечение, которое управляет смартфоном, создает пользовательский интерфейс и анализирует клетки крови. Все они (за исключением смартфона) сконструированы и разработаны авторами данной заявки. Оптический адаптер («адаптер»), который содержит линзы, зеркала и фильтры; и монтируется на смартфоне, делает вспышку и камеру смартфона источником света и системой формирования изображений для тестирования соответственно. Оптический адаптер также имеет гнездо для перемещения карты CROF-Card в правильное положение в передней части камеры (фиг. 30). В текущих наших тестах использовали iPhone-6.The BCI device contains three hardware components: a disposable, postage stamp-sized plastic CROF card (1" x 1" square, paper-thin), a smartphone, and a matchbox-sized optical adapter (1.5" x 1.5" x 0. 7 inches (LxWxH)); and software that controls the smartphone, creates the user interface and analyzes blood cells. All of them (except for the smartphone) were designed and developed by the authors of this application. An optical adapter ("adapter"), which contains lenses, mirrors and filters; and mounted on a smartphone, makes the flash and smartphone camera the light source and imaging system for testing, respectively. The optical adapter also has a slot for moving the CROF-Card into the correct position in front of the camera (Fig. 30). In our current tests we used an iPhone-6.

При анализе крови с использованием BCI (фиг. 30) индивидуум сперва прокалывает свой палец, затем наносит небольшое количество (произвольный неизвестный объем) крови (например, менее одной капли (<1 мкл) непосредственно с пальца на карту CROF, прикоснувшись к карте, закрывает карту, вставляет карту в оптический адаптер и, наконец, фотографирует карту с использованием смартфона. По полученным снимкам программное обеспечение выполняет анализ и выдает результат по количеству клеток крови и другим параметрам. Общее время от нанесения крови на карту CROF до отображения результатов анализа крови на смартфоне составляет от ~12 до 19 секунд, где 1-2 с - для нанесения крови на карту CROF-Card, 3-5 с - для закрывания карты, ~2-4 с - для того, чтобы вставить карту в адаптер, ~3-5 с - для съемки и 3 с - для завершения анализа, чтобы показать результаты подсчета клеток крови.In a blood test using a BCI (FIG. 30), the individual first pricks their finger, then applies a small amount (random unknown volume) of blood (e.g., less than one drop (<1 μL)) directly from the finger to the CROF card, touching the card, closing card, inserts the card into the optical adapter and finally takes a photo of the card using a smartphone. From the received pictures, the software performs analysis and gives the result of the number of blood cells and other parameters. Total time from applying blood to the CROF card to displaying the results of the blood test on the smartphone ranges from ~12 to 19 seconds, where 1-2 s - to apply blood to the CROF-Card, 3-5 s - to close the card, ~2-4 s - to insert the card into the adapter, ~3- 5 s for shooting and 3 s for completing the analysis to show the results of the blood cell count.

Одним из ключевых новшеств BCI является разработанная авторами настоящего изобретения технология CROF-Card [ссылка]. Карта CROF состоит из двух кусочков тонкой пластмассы, каждый площадью приблизительно 1 дюйм х 1 дюйм, толщиной с бумагу, скрепленный на шарнирах с другой частью с одного края (фиг. 30) (обратите внимание, что шарнир не является необходимым, но обеспечивает удобство). Карта CROF предлагает следующие ключевые функции при обработке образца крови: (i) быстрое распределение (например, 1 сек) образца крови из нанесенной формы (например, лужицы диаметром 2 мм и высотой 0,4 мм) на однородную пленку толщиной 2 мкм (~ 1/200 от исходной толщины) по значительной площади (~ -500 мм2) и ограничение двумя пластинами для CROF; (ii) прекращение дальнейшего уменьшения толщины образца после достижения толщины 2 мкм; (iii) поддержание однородной толщины 2 мкм, даже если руки освобождают от сжатия (т.е. самоудерживание, которое обусловлено капиллярными силами между кровью и пластинами); и (iv) предотвращение испарения образца при такой тонкой толщине (т.е. при удерживании двумя пластинами испарение происходит только с края пленки крови, а область тестирования образца характеризуется нулевым испарением за весьма продолжительный период времени). Экспериментально с использованием оптической интерференции (т.е. эффекта резонатора Фабри-Перо из двух внутренних поверхностей карты CROF) обнаружили, что карта CROF от Essenlix может поддерживать однородную толщину 2 мкм с однородностью 5% (т.е. 100 нм) по меньшей мере на протяжении площади 20 мм на 20 мм.One of the key innovations of BCI is the CROF-Card technology developed by the authors of the present invention [link]. The CROF card consists of two pieces of thin plastic, each approximately 1" x 1" square, paper-thin, hinged to another piece at one end (Fig. 30) (note that the hinge is not necessary but is a convenience) . The CROF card offers the following key features when processing a blood sample: (i) rapid distribution (e.g. 1 sec) of the blood sample from an applied form (e.g. puddles of 2 mm diameter and 0.4 mm height) onto a uniform film of 2 µm thickness (~1 /200 of the original thickness) over a large area (~ -500 mm2) and limited to two plates for CROF; (ii) stopping further reduction in sample thickness after reaching a thickness of 2 µm; (iii) maintaining a uniform thickness of 2 µm even if the hands are released from compression (ie self-retention, which is caused by capillary forces between the blood and the plates); and (iv) preventing evaporation of the sample at such a thin thickness (i.e., when held by two plates, evaporation occurs only from the edge of the blood film, and the sample testing area exhibits zero evaporation over a very long period of time). Experiments using optical interference (i.e. the Fabry-Perot resonator effect of the two internal surfaces of the CROF card) found that the Essenlix CROF card can maintain a uniform thickness of 2 µm with a uniformity of 5% (i.e. 100 nm) at least over an area of 20 mm by 20 mm.

Карта CROF предлагает несколько ключевых и беспрецедентных преимуществ для подсчета клеток крови над существующими способами. Наиболее существенное наблюдение авторов настоящего изобретения заключается в том, что когда капля крови трансформируется в однородный слой крови, который имеет толщину только в один эритроцит (~2 мкм) и ограничен между двумя пластинами, (i) то клетки крови в свежей неразбавленной цельной крови без какого-либо антикоагулянта хорошо отделены друг от друга, имеют нулевую коагуляцию, характеризуются гораздо меньшей подвижностью клеток крови и легко идентифицируются путем визуализации; и (ii) образец крови имеет почти нулевое испарение в области тестирования, следовательно, сохраняет концентрацию клеток крови в этой области постоянной в течение длительного периода времени.The CROF card offers several key and unprecedented advantages for blood cell counting over existing methods. The most significant observation of the present inventors is that when a drop of blood is transformed into a uniform layer of blood that is only one red blood cell (~2 µm) thick and is confined between two plates, (i) then the blood cells in fresh undiluted whole blood without any anticoagulant are well separated from each other, have zero coagulation, are characterized by much lower blood cell mobility and are easily identified by visualization; and (ii) the blood sample has almost zero evaporation in the testing area, hence keeping the blood cell concentration in that area constant over a long period of time.

Второе ключевое преимущество карты CROF заключается в «автоматическом» измерении объема образца крови (поскольку определяется толщина образца). Третье преимущество заключается в том, что используют наименьшее количество образца крови (поскольку отсутствует жидкостный вход или выход, или какие-либо каналы и/или устройства для переноса образца). Другие преимущества заключаются в том, что: (i) можно смешивать сухой реагент на поверхности карты CROF с образцом в течение нескольких секунд; (ii) карта проста и быстра и приводится в действие вручную, и (iii) она является удобной и недорогой.The second key advantage of the CROF card is the "automatic" measurement of the volume of the blood sample (as the thickness of the sample is determined). The third advantage is that the smallest amount of blood sample is used (since there is no fluid inlet or outlet, or any channels and/or devices to transfer the sample). Other advantages are that: (i) the dry reagent on the surface of the CROF card can be mixed with the sample within seconds; (ii) the card is simple and fast and manually operated, and (iii) it is convenient and inexpensive.

Хотя способ анализа крови путем визуализации образца крови, заключенного между двумя пластинами, имеет более чем 150-летнюю историю и является основой коммерчески доступного ручного гемоцитометра, по имеющимся сведениям никто не проводил подсчет клеток крови, используя ограниченный пластинами слой крови однородной толщины, которая равна толщине лишь одного эритроцита, и никто не исследовал поведение клеток крови в однородном ограниченном образце крови, который имеет толщину, точно соответствующую одному эритроциту или примерно равную ей. В предыдущих подходах, основанных на визуализации, поскольку пространство ограничения образца крови больше толщины эритроцитов, образец крови должен быть разведен (часто используется антикоагулянт), чтобы избежать перекрывания (следовательно, ошибочного подсчета) эритроцитов. В нашем исследовании наблюдали необычный характер поведения клеток крови в образце цельной крови, который заключен между двумя пластинами и характеризуется однородной толщиной образца только в один эритроцит или незначительно больше или меньше этой толщины. Характер поведения клеток крови резко отличается в зависимости от ограничивающего промежутка карты CROF-Card (т.е. толщины образца).Although the method of analyzing blood by visualizing a blood sample enclosed between two plates has a history of more than 150 years and is the basis of the commercially available hand-held hemocytometer, no one has been reported to count blood cells using a plate-confined layer of blood of uniform thickness, which is equal to the thickness of just one red blood cell, and no one has examined the behavior of blood cells in a homogeneous, confined sample of blood that has a thickness exactly or approximately equal to one red blood cell. In previous imaging-based approaches, because the confinement space of the blood sample is greater than the thickness of the red blood cells, the blood sample must be diluted (often an anticoagulant is used) to avoid overlapping (hence erroneous counting) of the red blood cells. Our study observed an unusual pattern of blood cell behavior in a whole blood sample that was sandwiched between two plates and characterized by a uniform sample thickness of only one red blood cell or slightly more or less than that thickness. The behavior of blood cells differs dramatically depending on the CROF-Card's boundary span (i.e., sample thickness).

Теперь рассмотрим цельную кровь, которая неразбавлена, свежеотобрана из проколотого пальца на карту CROF без добавления какого-либо антикоагулянта (фиг. 31.а). Для ограничивающего промежутка в пределах 2 мкм изображение, полученное с помощью оптической микроскопии, показывает, что все клетки крови (RBC, WBC, PLT) отделены друг от друга в плоскости образца (т.е. не перекрываются), и что каждый RBC имеет четко определенную границу, окружающую каждую клетку с затененным центром, и каждая граница не пересекает границу другого RBC. Кроме того, в ходе визуализации практически не наблюдали перемещений клеток. Одно из объяснений такого поведения заключается в том, что, поскольку ограничивающее пространство в 2 мкм незначительно меньше средней толщины эритроцита, то каждый РВС слегка зажимается ограничивающими пластинами, не оставляя места для других клеток, чтобы перекрываться, и не давая возможности двигаться.Now consider whole blood, which is undiluted, freshly drawn from a finger prick onto a CROF card without the addition of any anticoagulant (Fig. 31.a). For a confinement gap within 2 µm, the optical microscopy image shows that all blood cells (RBC, WBC, PLT) are separated from each other in the sample plane (i.e. do not overlap) and that each RBC has a clearly defined a defined border surrounding each cell with a shaded center, and each border does not intersect the border of another RBC. In addition, virtually no cell movement was observed during imaging. One explanation for this behavior is that since the 2 μm confining space is marginally smaller than the average thickness of a red blood cell, each RBC is slightly pinched by the confining plates, leaving no room for other cells to overlap and preventing movement.

Очевидно, что поведение клеток при промежутке 2 мкм дает оптимальное условие для подсчета клеток путем визуализации.Clearly, the cell behavior at 2 μm spacing provides the optimal condition for cell counting by imaging.

Однако при промежутке 2,2 мкм некоторые RBC начинают перекрываться с другими RBC, но при этом отсутствует наблюдаемое перекрывание тромбоцитов. Возможная причина заключается в недостатке места для перекрывания тромбоцитов с PLT. Для промежутков в 2,6 мкм и 3 мкм наблюдали больше перекрытий RBC, причем визуально различимыми становятся тройные перекрытия RBC, а тромбоциты перекрываются с RBC. Эти перекрытия увеличиваются с увеличением промежутка. Подсчет клеток крови путем визуализации возможен в промежутке 2,2, 2,6 и 3 мкм, но точность ухудшается с увеличением промежутка. При промежутке 5 мкм и 10 мкм перекрывается существенное количество клеток (например, коагулированы), видимы столбики из RBC и многие RBC имеют узкую эллиптическую форму, которая обусловлена вращением RBC относительно плоскости визуализации (большой промежуток делает вращение возможным). Ясно, что исключительно сложно, если это вообще возможно, точно подсчитать клетки крови в этих промежутках.However, at 2.2 μm spacing, some RBCs begin to overlap with other RBCs, but there is no observable platelet overlap. A possible reason is that there is insufficient space for platelets to overlap with the PLT. For gaps of 2.6 μm and 3 μm, more RBC overlaps were observed, with triple RBC overlaps becoming visually distinguishable and platelets overlapping with RBCs. These overlaps increase with increasing spacing. Blood cell counting by imaging is possible at 2.2, 2.6, and 3 µm spacing, but accuracy deteriorates as the spacing increases. At 5 μm and 10 μm spacing, a significant number of cells overlap (eg, coagulate), pillars of RBCs are visible, and many RBCs have a narrow elliptical shape, which is caused by rotation of the RBC relative to the imaging plane (the larger spacing allows rotation to occur). It is clear that it is extremely difficult, if not impossible, to accurately count the blood cells in these gaps.

Теперь рассмотрим сохраненную неразбавленную цельную кровь с антикоагулянтом (отобрана у субъектов коммерческой службой (Bioreclamation Inc.)). Исследование авторов настоящего изобретения показало, что (фиг. 31.b) она характеризуется другой реакцией на ограничивающий промежуток карты CROF по сравнению со свежей неразбавленной кровью без антикоагулянта. Для промежутка в 2 мкм характер поведения клеток крови в сохраненной крови такой же, как и для свежей крови без антикоагулянта. Но для более крупных промежутков сохраненная кровь с антикоагулянтом характеризуется другой реакцией в 2D-изображении по сравнению со свежей кровью без антикоагулянта. При использовании антикоагулянта и при ограничивающем промежутке более 2 мкм, хотя RBC и не коагулируют вместе, они могут (а) перекрываться друг над другом и (b) вращаться в узкую эллипсоидную форму при 2D-визуализации вида сверху, причем все это значительно ухудшает точность подсчета клеток.Now consider stored undiluted anticoagulant whole blood (collected from subjects by a commercial service (Bioreclamation Inc.)). The study of the present inventors showed that (Fig. 31.b) it has a different response to the limiting gap of the CROF card compared to fresh undiluted blood without anticoagulant. For a gap of 2 µm, the behavior of blood cells in stored blood is the same as for fresh blood without an anticoagulant. But for larger gaps, stored blood with anticoagulant shows a different response in 2D imaging compared to fresh blood without anticoagulant. When using an anticoagulant and with a limiting gap greater than 2 µm, although the RBCs do not coagulate together, they may (a) overlap each other and (b) rotate into a narrow ellipsoidal shape in 2D top view imaging, all of which significantly degrade counting accuracy cells.

При подсчете клеток крови на смартфоне BCI, представленном в данном документе, ограничивающий промежуток для карты CROF (следовательно, толщину образца) устанавливали на 2 мкм с точностью лучше 5%. Объем образца определяли по толщине образца, заданной картой CROF-Card, и изображениям подходящей площади, полученными с помощью смартфона. Концентрации клеток крови (RBC, WBC, PLT) определяли путем подсчета клеток на подходящей площади с изображения, полученного с помощью смартфона, с последующим делением на подходящий объем. Средний клеточный объем (MCV) RBC определяли путем измерения площади каждого RBC на 2D-изображении вида сверху и среднего общего объема, связанного с каждым RBC, при использовании предварительно установленной толщины образца 2 мкм. Гематокрит определяли по произведению MCV и концентрации RBC.In the BCI smartphone blood cell counting presented in this paper, the cutoff gap for the CROF card (hence the sample thickness) was set to 2 μm with an accuracy of better than 5%. The sample volume was determined from the sample thickness specified by the CROF-Card and images of the relevant area obtained using a smartphone. Blood cell concentrations (RBC, WBC, PLT) were determined by counting cells in a suitable area from a smartphone image and then dividing by the appropriate volume. The mean cellular volume (MCV) of RBCs was determined by measuring the area of each RBC in the 2D top view image and the mean total volume associated with each RBC using a preset sample thickness of 2 μm. Hematocrit was determined by the product of MCV and RBC concentration.

Для подсчета трех различных видов WBC (гранудоциты, лимфоциты, моноциты) окрашивали образец крови, помещая высушенный слой красителя акридиновый оранжевый (АО) на одну из поверхностей карты CROF. Поскольку АО окрашивает нуклеиновые кислоты и окрашивает ДНК и РНК по-разному, окрашиваются только WBC и PLT, и они окрашиваются по-разному в зависимости от количества и соотношения ДНК и РНК в каждой клетке, тогда как RBC не окрашиваются. Отличие в окрашивании дает различные длины волн флуоресценции (например, испускание в зеленой области спектра 525 нм для окрашенной ДНК и испускание в красной области спектра 685 нм для окрашенной РНК) и интенсивность, что позволяет идентифицировать каждый из трех разных WBC и PLT. Обнаружили, что при использовании карты CROF-Card WBC окрашивались предварительно нанесенным слоем красителя АО менее чем за 5 секунд из-за малой толщины образца и таким образом короткого времени диффузии красителя. Окрашивание WBC красителем и его флуоресценция представляет, помимо светлопольной микроскопии, еще один способ измерения WBC, и его использовали в валидации ниже.To count three different types of WBC (granudocytes, lymphocytes, monocytes), a blood sample was stained by placing a dried layer of acridine orange (AO) dye on one of the surfaces of the CROF card. Because AO stains nucleic acids and stains DNA and RNA differently, only WBCs and PLTs are stained, and they stain differently depending on the amount and ratio of DNA to RNA in each cell, whereas RBCs are not stained. The difference in staining produces different fluorescence wavelengths (eg, green emission at 525 nm for stained DNA and red emission at 685 nm for stained RNA) and intensities, allowing each of the three different WBCs and PLTs to be identified. It was found that when using the CROF-Card, WBCs were colored with a pre-applied layer of AO dye in less than 5 seconds due to the small thickness of the sample and thus the short dye diffusion time. WBC dye staining and fluorescence represents, in addition to bright-field microscopy, another way to measure WBC and was used in the validation below.

Оптический адаптер обеспечивает эффективное поле зрения 0,84 мм х 0,63 мм для RBC, 2,8 мм х 2,1 мм для WBC и радиус 0,2 мм для PLT. В настоящее время оптический адаптер должен перемещаться в слайдере для раздельного приема RBC и WBC, добавляя дополнительное время работы ~5 сек. В следующем поколении будет разработан комбинированный оптический адаптер без использования слайдера. Все программное обеспечение для анализа изображений, пользовательского интерфейса и управления iPhone построили путем написания собственных кодов и использования некоторых открытых исходных кодов. В данном документе весь анализ клеток крови, представленный в данном документе, проводили с использованием собственного программного обеспечения менее чем за 2 секунды от анализа изображения до подсчета клеток крови, за исключением анализа PLT, длительность которого будет менее 5 секунд в адаптере следующего поколения.The optical adapter provides an effective field of view of 0.84 mm x 0.63 mm for RBC, 2.8 mm x 2.1 mm for WBC and a radius of 0.2 mm for PLT. Currently, the optical adapter must move in the slider to receive RBC and WBC separately, adding ~5 sec of additional run time. The next generation will develop a combined optical adapter without using a slider. All of the software for image analysis, user interface, and control of the iPhone was built by writing custom codes and using some open source code. All blood cell analysis presented herein was performed using proprietary software in less than 2 seconds from image analysis to blood cell counting, with the exception of PLT analysis, which would be less than 5 seconds in the next generation adapter.

Чтобы осуществить валидацию BCI со смартфоном, сравнивали его со следующими четырьмя различными референтными способами (RM). В RM-1 использовали микроскоп высокого разрешения (Nikon Diaphot Inverted Microscope) и камеру DSLR (Nikon D5100) вместо iPhone и оптического адаптера для считывания карты CROF для той же области считывания, что и в текущем BCI iPhone. RM-2 представляет собой то же самое, что и RM-1, за исключением того, что область считывания на карте CROF расширена до массива 3 х 3 с интервалом 8 мм (всего 9 областей считывания), равномерно распределенных по площади CROF-Card 16 мм на 16 мм. В RM-3 использовали коммерчески доступный ручной гемоцитометр (приобретали у Sigma-Aldrich, Z3 59629) а также визуализацию с помощью того же микроскопа и камеры, что и в RM 1 и 2, но с областью визуализации 3 мм на 3 мм. Ручной гемоцитометр имеет две камеры, каждая 3 мм на 3 мм, в области измерений и промежуток 100 мкм). Это требует разбавления крови в 100 раз и лизирования RBC для измерения PLT. В RM-4 использовали коммерческий доступный прибор для подсчета клеток крови РоС (изготовленный одной из крупнейших компаний-производителей инструментов для анализа крови); в нем задействован проточный цитометр размером ~1 кубический фут, и весом ~20 фунтов, и стоимостью ~20000 долларов. В прибор для РоС требуется кровь в объеме по меньшей мере 10 мл (более 10 капель), разведение крови, три жидких реагента (для лизирования, разведения и очистки), время проведения анализа 5 минут и ежедневно 30 минут для калибровки. Сравнение позволяет нам оценивать каждую отдельную функцию, а также комбинированные эффекты карты CROF-Card, визуализацию с помощью оптического адаптера и смартфона, а также визуализацию с помощью микроскопа в отношении их эффективности в подсчете клеток крови.To validate the BCI with a smartphone, it was compared with the following four different reference methods (RM). The RM-1 used a high-resolution microscope (Nikon Diaphot Inverted Microscope) and a DSLR camera (Nikon D5100) instead of an iPhone and an optical adapter to read a CROF card for the same reading area as the current BCI iPhone. The RM-2 is the same as the RM-1, except that the read area on the CROF card is expanded to a 3 x 3 array with 8mm spacing (9 read areas in total), evenly distributed over the area of the CROF-Card 16 mm by 16 mm. RM-3 used a commercially available hand-held hemocytometer (purchased from Sigma-Aldrich, Z3 59629) and imaged with the same microscope and camera as RM 1 and 2, but with an imaging area of 3 mm by 3 mm. The handheld hemocytometer has two chambers, each 3 mm by 3 mm, in the measurement area and a gap of 100 µm). This requires diluting the blood 100-fold and lysing the RBCs to measure PLT. The RM-4 used a commercially available PoC blood cell counting instrument (manufactured by one of the largest blood testing instrument companies); it involves a flow cytometer measuring ~1 cubic foot, weighing ~20 pounds, and costing ~$20,000. The PoC device requires at least 10 mL of blood (more than 10 drops), blood dilution, three liquid reagents (for lysis, dilution, and purification), a run time of 5 minutes, and 30 minutes daily for calibration. The comparison allows us to evaluate each individual function as well as the combined effects of the CROF-Card, optical adapter and smartphone imaging, and microscope imaging regarding their effectiveness in blood cell counting.

При валидации использовали два типа крови: (i) сохраненную кровь, приобретенную у коммерческого поставщика (Boreclamation.inc), которая была смешана с антикоагулянтом (EDTA); и (ii) свежую кровь, которая представляла собой кровь, отобрунную из проколотого пальца двух добровольцев (во время каждого теста свежесобранную из проколотого пальца кровь немедленно и непосредственно наносили из пальца на (а) карту CROF для тестирования CROF и в (b) пробирку, покрытую EDTA, для анализа с использованием коммерческого инструмента в РоС и ручного гемоцитометра. Всего тестировали 42 образца для каждого способа в течение нескольких дней.Two types of blood were used in the validation: (i) stored blood purchased from a commercial supplier (Boreclamation.inc) that was mixed with an anticoagulant (EDTA); and (ii) fresh blood, which was blood collected from the finger prick of two volunteers (during each test, fresh finger prick blood was immediately and directly applied from the finger onto (a) the CROF test card and into (b) the tube, coated with EDTA for analysis using a commercial PoC instrument and a hand-held hemocytometer. A total of 42 samples were tested for each method over several days.

В общей сложности тестировали 24 образца в 4 разных дня (3, 3, 3 и 15 образцов), и образцы крови были из той же партии для тестов в первые три дня, но из другой партии в последний день. В свежих образцах крови в общей сложности 18 образцов тестировали в 3 разных дня (6, 6 и 6 образцов).A total of 24 samples were tested on 4 different days (3, 3, 3 and 15 samples), and the blood samples were from the same test batch on the first three days, but from a different batch on the last day. In fresh blood samples, a total of 18 samples were tested on 3 different days (6, 6 and 6 samples).

Результаты тестов выявили ряд важных фактов. (1) Для данного образца крови среднесуточное значение количества клеток крови для BCI со смартфоном (р-BCI) и всех четырех реферетных способов согласуется друг с другом в пределах своего перспективного суточного CV (коэффициент вариаций, соотношение стандартного отклонения и среднего).The test results revealed a number of important facts. (1) For a given blood sample, the average daily blood cell count for the smartphone BCI (r-BCI) and all four reference methods are consistent with each other within their prospective daily CV (coefficient of variation, standard deviation to mean ratio).

(2) Сравнение р-BCI с RM-1 показало, что для данного образца CROF подсчет клеток крови с использованием iPhone и оптического адаптера, который разработали, обладает такой же точностью (CV), как и при использовании микроскопа с высоким разрешением и камеры DSLR (например, оба имеют CV ~ 12% для RBC) (фиг. 32).(2) Comparison of p-BCI with RM-1 showed that for a given CROF sample, blood cell counting using an iPhone and the optical adapter that was developed had the same accuracy (CV) as using a high-resolution microscope and a DSLR camera (e.g. both have CV ~12% for RBC) (Fig. 32).

(3) Сравнение RM-1 и RM-2 показало, что визуализация нескольких полей карты для CROF обеспечивает лучшую точность, чем текущая визуализация одного поля. CV для RBC улучшился с ~ 12% до ~ 6%. Возможность просмотра нескольких полей будет реализована в нашем новом поколении BCI со смартфоном для более высокой точности.(3) A comparison of RM-1 and RM-2 showed that visualization of multiple map fields for CROF provided better accuracy than the current visualization of a single field. CV for RBC improved from ~12% to ~6%. The ability to view multiple fields will be implemented in our new generation BCI with smartphone for higher accuracy.

(4) Сравнение RM-2 и RM-3 показало, что (i) карта для CROF не только намного проще в использовании, но также обеспечивает точность подсчета клеток, которая является такой же или лучше, чем у коммерчески доступного ручного гемоцитометра при подсчете клеток крови, и, (ii) учитывая факт в (i) и сравнение RM1 и RM2, это приводит к выводу, что мультипольный BCI со смартфоном должен иметь такую же или даже лучшую точность, чем коммерчески доступный ручной гемоцитометр в подсчете клеток крови. Мы также хотели бы отметить, что источником вариабельности, хотя и одинаковой для настоящей карты CROF-Card и ручного гемоцитометра, являются разные причины. Для гемоцитометра вариабельность обеспечивается за счет разведения, лизирования и ручного подсчета. Но для карты CROF существующая вариабельность (~ 7% для RBC) в основном обусловлена вариабельностью толщины образца (~ 5%), которую можно дополнительно улучшить.(4) A comparison of RM-2 and RM-3 showed that (i) the CROF card is not only much easier to use, but also provides cell counting accuracy that is equal to or better than a commercially available handheld hemocytometer for cell counting blood, and, (ii) given the fact in (i) and the comparison of RM1 and RM2, this leads to the conclusion that the smartphone multi-pole BCI should have the same or even better accuracy than a commercially available hand-held hemocytometer in blood cell counting. We would also like to point out that the source of variability, although the same for the real CROF-Card and the handheld hemocytometer, comes from different sources. For the hemocytometer, variability is provided by dilution, lysis, and manual counting. But for the CROF map, the existing variability (~7% for RBC) is mainly due to the sample thickness variability (~5%), which can be further improved.

(5) В BCI со смартфоном можно идентифицировать каждый из трех различных видов WBC путем окрашивания и измерения величины интенсивности для каждой клетки WBC в зависимости от соотношения интенсивности флуоресценции зеленого цвета и красного цвета. Стандартное отклонение аналогично стандартному отклонению для других измерений клеток крови. Это связано с тем, что каждый подтип лейкоцитов имеет особое соотношение цветов флуоресценции (в зависимости от относительного количества и соотношения РНК (красная флуоресценция) и ДНК (зеленая флуоресценция); гранулоцит характеризуется большим количеством РНК и гранул (таким образом, высокой красной флуоресценцией и слабой зеленой флуоресценцией), лимфоцит характеризуется низким количеством РНК и большим количеством ДНК (таким образом, слабой красной, но сильной зеленой флуоресценцией), а моноцит характеризуется соотношением красной и зеленой между гранулоцитом и лимфоцитом.(5) In smartphone BCI, each of the three different types of WBC can be identified by staining and measuring the intensity value for each WBC cell based on the ratio of green to red fluorescence intensity. The standard deviation is similar to the standard deviation for other blood cell measurements. This is because each subtype of leukocyte has a specific ratio of fluorescence colors (depending on the relative amount and ratio of RNA (red fluorescence) and DNA (green fluorescence); the granulocyte is characterized by a large amount of RNA and granules (thus high red fluorescence and weak green fluorescence), a lymphocyte is characterized by a low amount of RNA and a high amount of DNA (thus weak red but strong green fluorescence), and a monocyte is characterized by a red to green ratio between granulocyte and lymphocyte.

(6) В пределах статистической значимости межсуточная (то есть ежедневная) вариабельность для всех пяти тестируемых способов, по сути, одинакова, указывая на то, что smart-BCI очень стабилен в течение периода нескольких дней, на протяжении которого проводили тесты.(6) Within the limits of statistical significance, the interday (i.e., daily) variability for all five methods tested is essentially the same, indicating that smart-BCI is very stable over the multi-day period over which the tests were run.

И наконец, (7) при использовании нашего существующего оборудования и программного обеспечения для оптической визуализации подсчет клеток крови путем визуализации еще не столь точен, как у прибора, представляющего собой коммерчески доступный проточный цитометр РоС-образца (например, ~7% против 1% для RBC).Finally, (7) using our existing optical imaging equipment and software, blood cell counts by imaging are not yet as accurate as a commercially available PoC sample flow cytometer instrument (e.g., ~7% vs. 1% for RBC).

Однако нужно признать два важных факта: (i) с нынешней точностью уже продемонстрированный в данном документе р-BCI имеет важное значение в мониторинге здоровья и клинической ценности в отдаленной области или в развивающихся странах, и (ii) точность р-BCI можно дополнительно улучшить с получением лучшей точности. Несомненно, технология BCI характеризуется широкими и значимыми применениями в визуализации клеток, иммунологических анализах, анализах нуклеиновых кислот, мониторинге личного здоровья и другой биохимической дигностике.However, two important facts must be recognized: (i) with the current accuracy, the r-BCI already demonstrated herein has significant implications for health monitoring and clinical value in a remote area or in developing countries, and (ii) the accuracy of the r-BCI can be further improved with obtaining better accuracy. Undoubtedly, BCI technology has broad and significant applications in cell imaging, immunoassays, nucleic acid assays, personal health monitoring and other biochemical diagnostics.

Определенные аспекты настоящего изобретения были описаны в следующих документах, и все эти документы включены посредством ссылки для всех целей:Certain aspects of the present invention have been described in the following documents, all of which are incorporated by reference for all purposes:

заявка на патент США с порядковым №13/838600, поданная 15 марта 2013 года (NSNR-003), которая испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США с порядковым №61/622226, поданной 10 апреля 2012 года, и является продолжением части заявки на патент США с порядковым №13/699270, поданной 13 июня 2013 года, которая является § 371, подаваемым в US 2011/037455, поданной 20 мая 2011 года, и испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США с порядковым №61/347178, поданной 21 мая 2010 года;US Patent Application Serial No. 13/838600, filed March 15, 2013 (NSNR-003), which claims priority to U.S. Provisional Patent Application Serial No. 61/622226, filed April 10, 2012, and is a continuation portion of the patent application US Serial No. 13/699270, filed June 13, 2013, which is § 371, filed US 2011/037455, filed May 20, 2011, and claims priority to the US Provisional Patent Application Serial No. 61/347178, filed May 21 2010;

заявка на патент США с порядковым №13/699270, поданная 13 июня 2013 года (NSNR-001), которая является § 371, подаваемым в международной заявке с порядковым № US 2011/037455, поданной 20 мая 2011 года, которая испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США с порядковым №61/347178, поданной 21 мая 2010 года; иUS Patent Application Serial No. 13/699270, filed June 13, 2013 (NSNR-001), which is § 371, filed in International Application Serial No. US 2011/037455, filed May 20, 2011, which claims provisional application priority US Patent Serial No. 61/347178, filed May 21, 2010; And

предварительной заявки на патент США с порядковым №61/801424, поданной 3/15/2013 (NSNR-004PRV), предварительной заявки с порядковым №61/801096, поданной 3/15/2013 (NSNR-005PRV), предварительной заявки с порядковым №61/800915, поданной 3/15/2013 (NSNR-006PRV), предварительной заявки с порядковым №61/793092, поданной 3/15/2013 (NSNR-008PRV), предварительной заявки с порядковым №61/801933, поданной 3/15/2013 (NSNR-009PRV), предварительной заявки с порядковым №61/794317, поданной 3/15/2013 (NSNR-010PRV), предварительной заявки с порядковым №61/802020, поданной 3/15/2013 (NSNR-011PRV) и предварительной заявки с порядковым №61/802223, поданной 3/15/2013 (NSNR-012PRV).US Provisional Application Serial No. 61/801424, filed 15/3/2013 (NSNR-004PRV), Provisional Application Serial No. 61/801096, filed 3/15/2013 (NSNR-005PRV), Provisional Application Serial No. 61/800915, filed 3/15/2013 (NSNR-006PRV), provisional application serial No. 61/793092, filed 3/15/2013 (NSNR-008PRV), provisional application serial No. 61/801933, filed 3/15 /2013 (NSNR-009PRV), provisional application with serial No. 61/794317, filed on 3/15/2013 (NSNR-010PRV), provisional application with serial No. 61/802020, filed on 3/15/2013 (NSNR-011PRV) and provisional application with serial number 61/802223, filed on 3/15/2013 (NSNR-012PRV).

Другие примеры объекта изобретения в соответствии с настоящим изобретением описаны в следующих пунктах.Other examples of subject matter according to the present invention are described in the following paragraphs.

Используемые в данном документе выражения «адаптированный» и «выполненный с возможностью» означают, что элемент, компонент или другой объект сконструирован и/или предназначен для выполнения определенной функции. Таким образом, применение выражений «адаптировано» и «выполнено с возможностью» не должно истолковываться как означающее, что определенный элемент, компонент или другой объект просто «способен» к выполнению определенной функции, но и также, что элемент, компонент и/или другой объект специально выбран, создан, реализован, использован, запрограммирован и/или предназначен для выполнения данной функции. Кроме того, в объеме настоящего раскрытия элементы, компоненты и/или другие перечисленные объекты, которые перечислены как адаптированные для выполнения конкретной функции, могут дополнительно или альтернативно описываться как выполненные с возможностью осуществления этой функции, и наоборот. Аналогичным образом объект, который перечислен как выполненный с возможностью осуществления конкретной функции, может быть дополнительно или альтернативно описан как выполняющий эту функцию.As used herein, the expressions “adapted” and “capable” mean that an item, component, or other object is designed and/or intended to perform a specific function. Thus, the use of the expressions "adapted" and "capable" should not be construed to mean that a particular element, component or other object is merely "capable" of performing a certain function, but also that the element, component and/or other object specifically selected, created, implemented, used, programmed and/or intended to perform a given function. Moreover, within the scope of the present disclosure, elements, components, and/or other enumerated items that are listed as being adapted to perform a particular function may additionally or alternatively be described as being configured to perform that function, and vice versa. Likewise, an object that is listed as being capable of performing a particular function may be additionally or alternatively described as performing that function.

Используемая в данном документе фраза «например», фраза «в качестве примера» и/или просто термины «пример» и «иллюстративный» при использовании со ссылкой на один или более компонентов, признаков, деталей, структур, вариантов осуществления и/или способов в соответствии с настоящим изобретением, предназначены для того, чтобы сообщить, что описанный компонент, признак, деталь, структура, вариант осуществления и/или способ являются иллюстративным, не исключающим примером компонентов, признаков, деталей, структур, вариантов осуществления и/или способов в соответствии с настоящим изобретением. Таким образом, описанный компонент, признак, деталь, структура, вариант осуществления и/или способ не предназначены для ограничения, необходимости или исключительного/исчерпывающего; и при этом другие компоненты, признаки, детали, структуры, варианты осуществления и/или способы, включая структурно и/или функционально похожие и/или эквивалентные компоненты, признаки, детали, структуры, варианты осуществления и/или способы, также входят в объем настоящего изобретения.As used herein, the phrase “for example,” the phrase “as an example,” and/or simply the terms “example” and “illustrative” when used with reference to one or more components, features, details, structures, embodiments, and/or methods in in accordance with the present invention are intended to convey that the described component, feature, part, structure, embodiment and/or method is an illustrative, non-exclusive example of components, features, parts, structures, embodiments and/or methods in accordance with the present invention. Thus, the described component, feature, part, structure, embodiment and/or method is not intended to be limiting, necessary or exclusive/exhaustive; and wherein other components, features, parts, structures, embodiments and/or methods, including structurally and/or functionally similar and/or equivalent components, features, parts, structures, embodiments and/or methods, are also within the scope of this inventions.

Используемые в данном документе фразы «по меньшей мере один из» и «один или несколько из» в отношении списка из более чем одного объекта означают любой один или несколько объектов в списке объектов и не ограничены по меньшей мере одним из каждого объекта и каждым объектом, конкретно указанным в списке объектов. Например, «по меньшей мере один из А и В» (или, что является эквивалентом, «по меньшей мере один из А или В» или, что является эквивалентом, «по меньшей мере один из А и/или В») может относиться только к А, только к В или к комбинации А и В.As used herein, the phrases "at least one of" and "one or more of" with respect to a list of more than one object mean any one or more objects in the list of objects and are not limited to at least one of each object and each object specifically indicated in the list of objects. For example, "at least one of A and B" (or, equivalently, "at least one of A or B" or, equivalently, "at least one of A and/or B") may refer to only to A, only to B, or to a combination of A and B.

Используемая в данном документе комбинация союзов «и/или», помещенная между первым объектом и вторым объектом, означает один из (1) первого объекта, (2) второго объекта и (3) первого объекта и второго объекта. Несколько объектов, перечисленных с использованием «и/или», должны толковаться таким же образом, т.е. «один или более» объектов, объединенных таким образом. Другой объект может необязательно присутствовать, помимо объекта, конкретно указанного в предложении с использованием «и/или», независимо от того, связаны они или не связаны со специально указанным объектом. Таким образом, в качестве неограничивающего примера ссылка на «А и/или В» при использовании в сочетании с неограничивающим выражением, например «содержащий», может относиться в некоторых вариантах осуществления только к А (необязательно включая объект, отличный от В); в определенных вариантах осуществления только к В (необязательно включая объект, отличный от А); в других определенных вариантах осуществления как для А, так и для В (необязательно включая другой объект). Эти объекты могут ссылаться на элементы, действия, структуры, стадии, технологические процессы, значения и им подобныеAs used herein, the combination of “and/or” placed between a first entity and a second entity means one of (1) the first entity, (2) the second entity, and (3) the first entity and the second entity. Several items listed using "and/or" are to be interpreted in the same way, i.e. "one or more" objects combined in this way. Another object may not necessarily be present other than the object specifically indicated in the clause using "and/or", whether or not they are related to the specifically specified object. Thus, as a non-limiting example, a reference to “A and/or B”, when used in conjunction with a non-limiting expression such as “comprising”, may refer in some embodiments only to A (not necessarily including an entity other than B); in certain embodiments, only to B (optionally including an entity other than A); in other certain embodiments, for both A and B (optionally including the other entity). These objects can refer to elements, actions, structures, stages, workflows, values and the like

В том случае, если какие-либо патенты, заявки на патенты или другие ссылки включены в данный документ посредством ссылки и (1) определяют термин таким образом, который несовместим и/или (2) иным образом противоречат или невключенной части настоящего раскрытия или любым другим включенным ссылкам, то невключенную часть настоящего изобретения следует контролировать, а термин или включенное раскрытие в нем следует регулировать только в отношении ссылки, в которой этот термин определен и/или включенное раскрытие исходно присутствовало.To the extent that any patents, patent applications, or other references are incorporated herein by reference and (1) define a term in a manner that is inconsistent with and/or (2) otherwise conflict with or omit a portion of this disclosure or any other included references, then the non-included portion of the present invention should be controlled, and the term or included disclosure therein should be governed only with respect to the reference in which the term is defined and/or the included disclosure was originally present.

Считается, что в следующих пунктах формулы изобретения конкретно указаны определенные комбинации и подкомбинации, которые направлены на одно из раскрытых изобретений, и они являются новыми и не очевидными. Изобретения, воплощенные в других комбинациях и подкомбинациях признаков, функций, элементов и/или свойств, могут быть заявлены путем внесения изменений в формулу настоящего изобретения или представления новых пунктов формулы изобретения в данной или родственной заявке. Такие измененные или новые пункты формулы изобретения, независимо от того, направлены ли они на другое изобретение или направлены на одно и то же изобретение, независимо от того, являются ли они отличающимися, более широкими, более узкими или равными по объему исходной формуле изобретения, также считаются включенными в объект раскрытия настоящих изобретений.It is believed that the following claims specifically identify certain combinations and subcombinations that are directed to one of the disclosed inventions and are novel and not obvious. Inventions embodied in other combinations and subcombinations of features, functions, elements and/or properties may be claimed by amending the claims of the present invention or by introducing new claims in this or a related application. Such amended or new claims, whether directed to a different invention or directed to the same invention, whether different, broader, narrower or equal in scope to the original claims, also are considered to be included within the scope of the disclosure of the present inventions.

Claims (212)

1. Устройство для анализа аналита в образце, содержащее: 1. A device for analyzing an analyte in a sample, containing: первую пластину и вторую пластину, причем: the first plate and the second plate, and: i. пластины являются перемещаемыми относительно друг друга в разные конфигурации;i. the plates are movable relative to each other in different configurations; ii. одна или обе пластины являются гибкими;ii. one or both plates are flexible; iii. каждая из пластин имеет на своей соответствующей поверхности область контакта с образцом для осуществления контакта с образцом, содержащим аналит; iii. each of the plates has on its respective surface a sample contact region for contacting the sample containing the analyte; iv. одна или обе пластины содержат разделители, которые закреплены на соответствующей пластине, при этом разделители имеют форму столбиков, по существу плоскую верхнюю поверхность, заданную по существу одинаковую высоту и заданное постоянное расстояние между разделителями, при этом по меньшей мере один из разделителей расположен внутри области контакта с образцом; iv. one or both plates include spacers that are secured to a corresponding plate, wherein the spacers have a columnar shape, a substantially flat top surface, a predetermined substantially uniform height, and a predetermined constant distance between the spacers, wherein at least one of the spacers is located within the contact area with sample; v. четвертая степень расстояния между разделителями (ISD), деленная на толщину (h) гибкой пластины и модуль Юнга (E) гибкой пластины, ISD4/(hE), равна или меньше 5х106 мкм3/ГПа; иv. the fourth power of the interspacer distance (ISD) divided by the thickness (h) of the flexible plate and the Young's modulus (E) of the flexible plate, ISD 4 /(hE), equal to or less than 5x10 6 µm 3 /GPa; And vi. толщина гибкой пластины, умноженная на модуль Юнга гибкой пластины, составляет от 60 до 750 ГПа-мкм,vi. the thickness of the flexible plate multiplied by the Young's modulus of the flexible plate is from 60 to 750 GPa-μm, при этом одна из конфигураций представляет собой открытую конфигурацию, в которой две пластины отделены друг от друга, пространство между пластинами не регулируется разделителями, а образец нанесен на одну или обе пластины; wherein one of the configurations is an open configuration in which the two plates are separated from each other, the space between the plates is not controlled by spacers, and the sample is applied to one or both plates; другая из конфигураций представляет собой закрытую конфигурацию, которая конфигурируется после нанесения образца в открытой конфигурации; и в закрытой конфигурации по меньшей мере часть образца сжата двумя пластинами в слой по существу равномерной толщины и является по существу неподвижной по отношению к пластинам, при этом указанная по существу равномерная толщина слоя ограничена внутренними поверхностями двух пластин и регулируется пластинами и разделителями, и имеет среднюю толщину, равную или меньшую, чем 200 мкм. the other of the configurations is a closed configuration, which is configured after applying the sample in an open configuration; and in a closed configuration, at least a portion of the sample is compressed by two plates into a layer of substantially uniform thickness and is substantially stationary with respect to the plates, wherein said substantially uniform layer thickness is limited by the inner surfaces of the two plates and is controlled by the plates and spacers, and has an average thickness equal to or less than 200 microns. 2. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит детектор, который выявляет аналит.2. The device according to claim 1, which further comprises a detector that detects the analyte. 3. Устройство по п. 1, которое дополнительно имеет на одной или обеих пластинах сухой участок связывания, имеющий заданную площадь, при этом сухой участок связывания связывает и иммобилизирует аналит в образце.3. The device of claim 1, further comprising on one or both plates a dry binding site having a predetermined area, wherein the dry binding site binds and immobilizes the analyte in the sample. 4. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит на одной или обеих пластинах высвобождаемый сухой реагент и материал для регулирования времени высвобождения, который задерживает время, через которое высвобождаемый сухой реагент высвобождается в образец.4. The apparatus of claim 1, further comprising on one or both plates a release dry reagent and a release time control material that delays the time at which the release dry reagent is released into the sample. 5. Устройство по п. 4, в котором материал для регулирования времени высвобождения задерживает время, через которое сухой реагент начинает высвобождаться в образец, по меньшей мере на 3 секунды.5. The apparatus of claim 4, wherein the release time control material delays the time at which the dry reagent begins to be released into the sample by at least 3 seconds. 6. Устройство по п. 4, которое дополнительно содержит сухой реагент, нанесенный на одну или обе пластины и в котором реагент содержит окрашивающий (окрашивающие) реагент (реагенты).6. The device of claim 4, which further comprises a dry reagent applied to one or both plates and wherein the reagent comprises a coloring reagent(s). 7. Устройство по п. 4, которое дополнительно имеет на одной или обеих пластинах один или более сухих участков связывания и/или один или более участков реагента.7. The device according to claim 4, which further has on one or both plates one or more dry binding sites and/or one or more reagent sites. 8. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит сухой реагент, нанесенный на одну или обе пластины.8. The device according to claim 1, which additionally contains a dry reagent applied to one or both plates. 9. Устройство по п. 1, в котором отношение расстояния между разделителями к средней ширине разделителей равно или более 2, а фактор заполнения разделителями, умноженный на модуль Юнга разделителей, равен или больше 2 МПа.9. The device according to claim 1, in which the ratio of the distance between the spacers to the average width of the spacers is equal to or more than 2, and the filling factor of the spacers, multiplied by the Young's modulus of the spacers, is equal to or more than 2 MPa. 10. Устройство по п. 1, в котором аналит окрашен.10. The device according to claim 1, in which the analyte is colored. 11. Устройство по п. 1, в котором у разделителей, регулирующих слой равномерной толщины, произведение модуля Юнга разделителей и фактора заполнения разделителями равно или больше 10 МПа, при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины.11. The device according to claim 1, in which for the separators that regulate a layer of uniform thickness, the product of the Young's modulus of the separators and the filling factor of the separators is equal to or greater than 10 MPa, and the filling factor is the ratio of the contact area of the separators to the total area of the plate. 12. Устройство по п. 1, в котором средняя толщина указанного слоя равномерной толщины составляет от 1,8 до 2,6 мкм и образец представляет собой цельную кровь без разведения другой жидкостью.12. The device according to claim 1, wherein the average thickness of said layer of uniform thickness is from 1.8 to 2.6 microns and the sample is whole blood without dilution with another liquid. 13. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит сухой реагент, нанесенный на одну или обе пластины и в котором реагент содержит антикоагулянт.13. The device according to claim 1, which further contains a dry reagent applied to one or both plates and in which the reagent contains an anticoagulant. 14. Устройство по п. 1, в котором для гибкой пластины четвертая степень расстояния между разделителями (ISD), деленная на толщину (h) гибкой пластины и модуль Юнга (E) гибкой пластины, ISD4/(hE), равна или меньше 105 мкм3/ГПа.14. The apparatus of claim 1, wherein for the flexible plate, the fourth power of the interspacer distance (ISD) divided by the thickness (h) of the flexible plate and the Young's modulus (E) of the flexible plate, ISD 4 /(hE), is equal to or less than 10 5 µm 3 /GPa. 15. Устройство по п. 1, в котором одна или обе пластины содержат метку местоположения либо на поверхности, либо внутри пластины, предоставляющую информацию о местоположении на пластине.15. The apparatus of claim 1, wherein one or both of the wafers includes a location mark either on the surface or within the wafer providing location information on the wafer. 16. Устройство по п. 1, в котором одна или обе пластины содержат масштабную метку либо на поверхности, либо внутри пластины, предоставляющую информацию о размере структуры образца и/или пластины в горизонтальной проекции.16. The device of claim 1, wherein one or both of the plates contains a scale mark either on the surface or inside the plate providing information about the size of the sample structure and/or plate in horizontal projection. 17. Устройство по п. 1, в котором одна или обе пластины содержат метку визуализации либо на поверхности, либо внутри пластины, что облегчает визуализацию образца.17. The device of claim 1, wherein one or both of the wafers includes an imaging mark either on the surface or within the wafer to facilitate visualization of the sample. 18. Устройство по п. 1, в котором разделители функционируют в качестве метки местоположения, масштабной метки, метки визуализации или любой их комбинации. 18. The apparatus of claim 1, wherein the separators function as a location mark, a scale mark, a rendering mark, or any combination thereof. 19. Устройство по п. 1, в котором средняя толщина слоя равномерной толщины находится в диапазоне от 2 до 5 мкм.19. The device according to claim 1, in which the average thickness of the layer of uniform thickness is in the range from 2 to 5 μm. 20. Устройство по п. 1, в котором средняя толщина слоя равномерной толщины находится в диапазоне от 5 до 10 мкм.20. The device according to claim 1, in which the average thickness of the layer of uniform thickness is in the range from 5 to 10 μm. 21. Устройство по п. 1, в котором средняя толщина слоя равномерной толщины находится в диапазоне от 10 до 40 мкм.21. The device according to claim 1, in which the average thickness of the layer of uniform thickness is in the range from 10 to 40 μm. 22. Устройство по п. 1, в котором средняя толщина слоя равномерной толщины составляет 30 мкм.22. The device according to claim 1, in which the average thickness of the layer of uniform thickness is 30 μm. 23. Устройство по п. 1, в котором средняя толщина слоя равномерной толщины составляет 100 мкм или менее.23. The device of claim 1, wherein the average thickness of the uniform thickness layer is 100 µm or less. 24. Устройство по п. 1, в котором средняя толщина слоя равномерной толщины равна минимальному размеру аналита в образце.24. The device according to claim 1, in which the average thickness of the layer of uniform thickness is equal to the minimum size of the analyte in the sample. 25. Устройство по п. 1, в котором расстояние между разделителями находится в диапазоне от 7 до 50 мкм.25. The device according to claim 1, in which the distance between the separators is in the range from 7 to 50 μm. 26. Устройство по п. 1, в котором расстояние между разделителями находится в диапазоне от 50 до 120 мкм.26. The device according to claim 1, in which the distance between the separators is in the range from 50 to 120 μm. 27. Устройство по п. 1, в котором расстояние между разделителями находится в диапазоне от 120 до 200 мкм.27. The device according to claim 1, in which the distance between the separators is in the range from 120 to 200 μm. 28. Устройство по п. 1, в котором расстояние между соседними разделителями является по существу одинаковым. 28. The device of claim 1, wherein the distance between adjacent spacers is substantially the same. 29. Устройство по п. 1, в котором разделители представляют собой столбики с формой поперечного сечения, выбранной из округлой, многоугольной, круговой, квадратной, прямоугольной, овальной, эллиптической формы или любой их комбинации.29. The device of claim 1, wherein the separators are columns with a cross-sectional shape selected from round, polygonal, circular, square, rectangular, oval, elliptical, or any combination thereof. 30. Устройство по п. 1, в котором разделители имеют форму столбиков и по существу плоскую верхнюю поверхность, при этом для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте составляет по меньшей мере 1.30. The device of claim 1, wherein the separators are column-shaped and have a substantially flat top surface, wherein for each separator the ratio of the horizontal dimension of the separator to its height is at least 1. 31. Устройство по п. 1, в котором для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте составляет по меньшей мере 1.31. The device according to claim 1, in which for each separator the ratio of the horizontal size of the separator to its height is at least 1. 32. Устройство по п. 1, в котором минимальный горизонтальный размер разделителя меньше или по существу равен минимальному размеру аналита в образце.32. The device of claim 1, wherein the minimum horizontal size of the separator is less than or substantially equal to the minimum size of the analyte in the sample. 33. Устройство по п. 1, в котором минимальный горизонтальный размер разделителя находится в диапазоне от 0,5 до 100 мкм.33. The device according to claim 1, in which the minimum horizontal size of the separator is in the range from 0.5 to 100 microns. 34. Устройство по п. 1, в котором минимальный горизонтальный размер разделителя находится в диапазоне от 0,5 до 10 мкм.34. The device according to claim 1, in which the minimum horizontal size of the separator is in the range from 0.5 to 10 microns. 35. Устройство по п. 1, в котором разделители имеют форму столбика с по существу плоской верхней поверхностью, заданной по существу одинаковой высотой и заданным постоянным расстоянием между разделителями, которое по меньшей мере в 2 раза больше размера аналита, при этом произведение модуля Юнга разделителей и фактора заполнения разделителями равно или больше 2 МПа, при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины, и для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте равно по меньшей мере 1, причем четвертая степень расстояния между разделителями (ISD), деленная на толщину (h) и модуль Юнга (E) гибкой пластины (ISD4/(hE)) составляет 5х105 мкм3/ГПа или менее.35. The device of claim 1, wherein the separators are shaped like a column with a substantially flat top surface, a specified substantially uniform height, and a predetermined constant distance between the separators that is at least 2 times the size of the analyte, wherein the product of the Young's modulus of the separators and the filling factor of the spacers is equal to or greater than 2 MPa, wherein the filling factor is the ratio of the contact area of the spacers to the total area of the plate, and for each spacer the ratio of the horizontal dimension of the spacer to its height is at least 1, and the fourth power of the distance between the spacers (ISD ), divided by the thickness (h) and Young's modulus (E) of the flexible plate (ISD 4 /(hE)) is 5x10 5 µm 3 /GPa or less. 36. Устройство по п. 1, в котором образец окрашен, причем для окрашивания использован краситель Романовского, краситель Лейшмана, краситель Май-Грюнвальда, краситель Гимза, краситель Дженнера, краситель Райта или любая их комбинация.36. The device according to claim 1, in which the sample is stained, and Romanovsky stain, Leishman stain, May-Grunwald stain, Giemsa stain, Jenner stain, Wright stain, or any combination thereof are used for staining. 37. Устройство по п. 1, в котором образец окрашен, причем окрашивание представляет собой иммуногистохимическое окрашивание.37. The device of claim 1, wherein the sample is stained, the stain being an immunohistochemical stain. 38. Устройство по п. 1, в котором образец представляет собой биологический образец, образец окружающей среды, химический образец или клинический образец.38. The device of claim 1, wherein the sample is a biological sample, an environmental sample, a chemical sample, or a clinical sample. 39. Устройство по п. 1, в котором разделители имеют форму столбиков, а углы боковых стенок разделителей имеют закругленную форму с радиусом закругления по меньшей мере 1 мкм.39. The device according to claim 1, in which the separators have the shape of columns, and the corners of the side walls of the separators have a rounded shape with a radius of curvature of at least 1 μm. 40. Устройство по п. 1, в котором разделители имеют плотность по меньшей мере 100/мм2.40. The device according to claim 1, in which the separators have a density of at least 100/mm 2 . 41. Устройство по п. 1, в котором разделители имеют плотность по меньшей мере 1000/мм2.41. The device according to claim 1, in which the separators have a density of at least 1000/mm 2 . 42. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одна из пластин является прозрачной.42. The device according to claim 1, in which at least one of the plates is transparent. 43. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одна из пластин изготовлена из гибкого полимера.43. The device according to claim 1, in which at least one of the plates is made of a flexible polymer. 44. Устройство по п. 1, в котором в отношении давления, которое сжимает пластины, разделители являются несжимаемыми и/или, независимо, только одна из пластин является гибкой.44. The device according to claim 1, wherein with respect to the pressure that compresses the plates, the separators are incompressible and/or, independently, only one of the plates is flexible. 45. Устройство по п. 1, в котором гибкая пластина имеет толщину в диапазоне от 10 до 200 мкм.45. The device according to claim 1, in which the flexible plate has a thickness in the range from 10 to 200 microns. 46. Устройство по п. 1, в котором указанная по существу равномерная толщина слоя имеет вариацию менее 30%.46. The device of claim 1, wherein said substantially uniform layer thickness has a variation of less than 30%. 47. Устройство по п. 1, в котором указанная по существу равномерная толщина слоя имеет вариацию менее 10%. 47. The device of claim 1, wherein said substantially uniform layer thickness has a variation of less than 10%. 48. Устройство по п. 1, в котором указанная по существу равномерная толщина слоя имеет вариацию менее 5%.48. The device of claim 1, wherein said substantially uniform layer thickness has a variation of less than 5%. 49. Устройство по п. 1, в котором первая и вторая пластины соединены и выполнены с возможностью перехода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин.49. The device of claim 1, wherein the first and second plates are connected and are configured to change from an open configuration to a closed configuration by folding the plates. 50. Устройство по п. 1, в котором первая и вторая пластины соединены посредством цилиндрического шарнира и выполнены с возможностью перехода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин при их повороте вокруг оси цилиндрического шарнира.50. The device of claim 1, wherein the first and second plates are connected by a cylindrical hinge and are configured to transition from an open configuration to a closed configuration by folding the plates as they rotate around the axis of the cylindrical hinge. 51. Устройство по п. 1, в котором первая и вторая пластины соединены цилиндрическим шарниром, который из материла, отличающегося от пластин, и выполнены с возможностью перехода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин при их повороте вокруг оси цилиндрического шарнира.51. The device of claim 1, wherein the first and second plates are connected by a cylindrical hinge, which is made of a material different from the plates, and are configured to transition from an open configuration to a closed configuration by folding the plates as they rotate around the axis of the cylindrical hinge. 52. Устройство по п. 1, в котором первая и вторая пластины изготовлены из одного куска материала и выполнены с возможностью перехода из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию путем складывания пластин.52. The apparatus of claim 1, wherein the first and second plates are made from a single piece of material and are configured to transition from an open configuration to a closed configuration by folding the plates. 53. Устройство по п. 1, в котором указанный слой образца равномерной толщины является равномерным на горизонтальной площади, которая составляет по меньшей мере 1 мм2.53. The device of claim 1, wherein said sample layer of uniform thickness is uniform over a horizontal area that is at least 1 mm 2 . 54. Устройство по п. 1, которое выполнено с возможностью проведения анализа образца за 60 секунд или менее.54. The device of claim 1, which is configured to analyze a sample in 60 seconds or less. 55. Устройство по п. 1, в котором в закрытой конфигурации устройство с конечной толщиной образца выполнено с возможностью проведения анализа образца за 60 секунд или менее.55. The device of claim 1, wherein in a closed configuration, the finite sample thickness device is configured to perform analysis of the sample in 60 seconds or less. 56. Устройство по п. 1, в котором при закрытой конфигурации устройство с конечной толщиной образца выполнено с возможностью проведения анализа образца за 10 секунд или менее. 56. The device of claim 1, wherein, in a closed configuration, the device with a finite sample thickness is configured to perform analysis of the sample in 10 seconds or less. 57. Устройство по п. 3, в котором сухой участок связывания содержит средство для захвата.57. The device of claim 3, wherein the dry binding site comprises a gripping means. 58. Устройство по п. 3, в котором сухой участок связывания содержит антитело или нуклеиновую кислоту.58. The device of claim 3, wherein the dry binding site comprises an antibody or nucleic acid. 59. Устройство по п. 4, в котором высвобождаемый сухой реагент представляет собой меченый реагент.59. The device of claim 4, wherein the released dry reagent is a labeled reagent. 60. Устройство по п. 4, в котором высвобождаемый сухой реагент представляет собой флуоресцентно-меченый реагент.60. The device of claim 4, wherein the released dry reagent is a fluorescently labeled reagent. 61. Устройство по п. 4, в котором высвобождаемый сухой реагент представляет собой флуоресцентно-меченое антитело.61. The device of claim 4, wherein the released dry reagent is a fluorescently labeled antibody. 62. Устройство по п. 4, в котором высвобождаемый сухой реагент представляет собой краситель клеток.62. The device of claim 4, wherein the released dry reagent is a cell dye. 63. Устройство по п. 2, в котором детектор представляет собой оптический детектор, обнаруживающий оптический сигнал. 63. The device of claim 2, wherein the detector is an optical detector that detects an optical signal. 64. Устройство по п. 1, в котором разделители имеют форму столбиков, а отношение ширины к высоте столбиков больше или равно единице.64. The device according to claim 1, in which the separators have the shape of columns, and the ratio of the width to the height of the columns is greater than or equal to one. 65. Устройство по п. 2, в котором детектор представляет собой электрический детектор, который выявляет электрический сигнал.65. The apparatus of claim 2, wherein the detector is an electrical detector that detects an electrical signal. 66. Устройство по п. 1, в котором разделители зафиксированы на пластине путем прямого тиснения пластины или литьевого формования пластины.66. The device of claim 1, wherein the spacers are fixed to the plate by directly embossing the plate or injection molding the plate. 67. Устройство по п. 1, в котором материалы пластины и разделителей выбраны из полистирола, PMMA, PC, COC, COP.67. The device according to claim 1, in which the materials of the plate and spacers are selected from polystyrene, PMMA, PC, COC, COP. 68. Система для ускоренного анализа образца с применением устройства мобильной связи, содержащая:68. A system for accelerated sample analysis using a mobile communication device, containing: (a) устройство по любому из предшествующих пунктов;(a) a device according to any of the preceding paragraphs; (b) устройство мобильной связи, содержащее:(b) a mobile communication device containing: i. одну или более камер для обнаружения и/или визуализации образца;i. one or more cameras for detecting and/or imaging a sample; ii. электронику, процессоры обработки сигналов, аппаратные средства и программное обеспечение для приема и/или обработки выявленного сигнала и/или изображения образца и для удаленной связи; и ii. electronics, signal processors, hardware and software for receiving and/or processing the detected signal and/or image of the sample and for remote communication; And (c) источник света в устройстве мобильной связи или внешний источник света;(c) a light source in a mobile communication device or an external light source; при этом детектор в устройстве по любому из предшествующих пунктов обеспечен устройством мобильной связи и выявляет аналит в образце при закрытой конфигурации.wherein the detector in the device according to any one of the preceding claims is provided with a mobile communication device and detects the analyte in the sample in a closed configuration. 69. Система по п. 68, в которой одна из пластин имеет участок связывания для связывания аналита, по меньшей мере часть слоя образца равномерной толщины расположена на участке связывания и является по существу меньше среднего линейного горизонтального размера участка связывания.69. The system of claim 68, wherein one of the plates has a binding site for binding the analyte, at least a portion of the sample layer of uniform thickness is located on the binding site and is substantially less than the average linear horizontal dimension of the binding site. 70. Система по п. 68, дополнительно содержащая: 70. The system according to claim 68, additionally containing: корпус, сконфигурированный для удерживания образца и для монтажа на устройстве мобильной связи.a housing configured to hold a sample and for mounting on a mobile communication device. 71. Система по п. 70, в которой корпус содержит оптические средства, способствующие визуализации и/или обработке сигнала от образца устройством мобильной связи, и крепление, выполненное с возможностью удерживания оптических средств на устройстве мобильной связи.71. The system of claim 70, wherein the housing contains optical means that facilitate visualization and/or processing of the signal from the sample by the mobile communication device, and a mount configured to hold the optical means on the mobile communication device. 72. Система по п. 71, в которой элемент оптических средств в корпусе выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса.72. The system according to claim 71, in which the optical element in the housing is movable relative to the housing. 73. Система по п. 68, в которой устройство мобильной связи выполнено с возможностью передачи результатов теста медицинскому специалисту, в медицинское учреждение или в страховую компанию.73. The system of claim 68, wherein the mobile communication device is configured to transmit test results to a medical specialist, medical facility, or insurance company. 74. Система по п. 68, в которой устройство мобильной связи дополнительно выполнено с возможностью передачи информации о тесте и субъекте медицинскому специалисту, в медицинское учреждение или страховую компанию.74. The system of claim 68, wherein the mobile communication device is further configured to transmit test and subject information to a medical professional, medical facility, or insurance company. 75. Система по п. 68, в которой устройство мобильной связи дополнительно выполнено с возможностью передачи информации о тесте в облачную сеть, и в облачной сети осуществляется обработка информации для уточнения результатов теста.75. The system according to claim 68, in which the mobile communication device is additionally configured to transmit information about the test to the cloud network, and the cloud network processes the information to clarify the test results. 76. Система по п. 68, в которой устройство мобильной связи дополнительно выполнено с возможностью передачи информации о тесте и субъекте в облачную сеть, при этом в облачной сети осуществляется обработка информации для уточнения результатов теста, а уточненные результаты теста отсылаются обратно субъекту.76. The system according to claim 68, in which the mobile communication device is additionally configured to transmit information about the test and the subject to the cloud network, wherein the cloud network processes information to clarify the test results, and the updated test results are sent back to the subject. 77. Система по п. 68, в которой устройство мобильной связи выполнено с возможностью приема назначения, диагноза или рекомендации от медицинского специалиста.77. The system of claim 68, wherein the mobile communication device is configured to receive an appointment, diagnosis, or recommendation from a medical professional. 78. Система по п. 68, в которой устройство мобильной связи выполнено с возможностью применения аппаратных средств и программного обеспечения для: 78. The system according to claim 68, in which the mobile communication device is configured to use hardware and software for: (a) съемки изображения образца; (a) taking an image of the sample; (b) анализа тестируемого местоположения и контрольного местоположения на изображении; и (b) analyzing the test location and the reference location in the image; And (c) сравнения значения, полученного в результате анализа тестируемого местоположения, с пороговым значением, которое характеризует ускоренный диагностический тест.(c) comparing the value obtained from the analysis of the test location with a threshold value that characterizes the accelerated diagnostic test. 79. Система по п. 68, в которой по меньшей мере одна из пластин имеет участок хранения, в котором хранятся реагенты для анализа. 79. The system of claim 68, wherein at least one of the plates has a storage area in which assay reagents are stored. 80. Система по п. 68, в которой по меньшей мере одна из камер считывает сигнал от устройства для сжатого регулируемого открытого потока (CROF).80. The system of claim 68, wherein at least one of the cameras reads a signal from a compressed controlled open flow (CROF) device. 81. Система по п. 68, в которой устройство мобильной связи осуществляет обмен данными с удаленным местоположением посредством Wi-Fi или сети мобильной сотовой связи.81. The system of claim 68, wherein the mobile communication device communicates with a remote location via Wi-Fi or a mobile cellular network. 82. Способ ускоренного анализа аналита в образце, включающий:82. A method for accelerated analysis of an analyte in a sample, including: (a) получение образца; (a) obtaining a sample; (b) получение первой и второй пластин, выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга в различные конфигурации, причем каждая пластина по существу плоскую поверхность контакта с образцом, при этом одна или обе пластины являются гибкими, и одна или обе пластины содержат разделители, прочно связанные с соответствующей поверхностью контакта с образцом, при этом разделители имеют:(b) providing first and second plates movable relative to each other into various configurations, each plate having a substantially flat contact surface with the sample, one or both plates being flexible, and one or both plates including spacers firmly coupled with the corresponding surface of contact with the sample, while the separators have: i. заданную по существу одинаковую высоту;i. a predetermined substantially uniform height; ii. форму столбика с по существу плоской верхней поверхностью;ii. a column shape with a substantially flat top surface; iii. заданный постоянный интервал между разделителями, который по меньшей мере в 2 раза больше размера аналита и составляет до 200 мкм;iii. a specified constant interval between separators, which is at least 2 times the size of the analyte and is up to 200 μm; iv. модуль Юнга разделителей, умноженный на фактор заполнения разделителями, равен или больше 2 МПа; иiv. the Young's modulus of the separators multiplied by the filling factor of the separators is equal to or greater than 2 MPa; And (c) нанесение образца на одну или обе пластины, когда пластины находятся в открытой конфигурации, при этом открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, в которой обе пластины частично или полностью отделены друг от друга, а расстояние между пластинами не регулируется разделителями;(c) applying the sample to one or both plates when the plates are in an open configuration, wherein the open configuration is a configuration in which both plates are partially or completely separated from each other and the distance between the plates is not controlled by spacers; (d) после этапа (с) сведение двух пластин вместе в закрытую конфигурацию, в которой по меньшей мере часть образца преобразуется в слой по существу равномерной толщины, ограниченный поверхностями контакта пластин с образцом, при этом указанная равномерная толщина слоя регулируется разделителями и пластинами и имеет среднее значение в диапазоне от 1,8 до 3 мкм; и(d) following step (c), bringing the two plates together into a closed configuration in which at least a portion of the sample is converted into a layer of substantially uniform thickness defined by the contact surfaces of the plates with the sample, said uniform layer thickness being controlled by spacers and plates and having average value in the range from 1.8 to 3 µm; And (e) анализ аналита в указанном слое равномерной толщины при нахождении пластин в закрытой конфигурации;(e) analyzing the analyte in said layer of uniform thickness while the plates are in a closed configuration; причем фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины, wherein the fill factor is the ratio of the contact area of the spacers to the total area of the plate, при этом четвертая степень расстояния между разделителями (ISD), деленная на толщину (h) и модуль Юнга (E) гибкой пластины, ISD4/(hE), равна или меньше 5х105 мкм3/ГПа; и толщина гибкой пластины, умноженная на модуль Юнга гибкой пластины, составляет от 60 до 750 ГПа-мкм.wherein the fourth power of the interspacer distance (ISD) divided by the thickness (h) and Young's modulus (E) of the flexible plate, ISD 4 /(hE), is equal to or less than 5x10 5 μm 3 /GPa; and the thickness of the flexible plate multiplied by the Young's modulus of the flexible plate is from 60 to 750 GPa-μm. 83. Способ ускоренного анализа аналита в образце с использованием устройства мобильной связи, включающий:83. A method for accelerated analysis of an analyte in a sample using a mobile communication device, including: (а) нанесение образца на устройство в системе по любому из предшествующих пунктов, относящихся к системе;(a) applying a sample to a device in the system according to any of the preceding paragraphs relating to the system; (b) анализ аналита в образце, нанесенном на устройство, для получения результата; и (b) analyzing the analyte in the sample applied to the device to obtain a result; And (c) передачу результата с устройства мобильной связи в местоположение, удаленное от устройства мобильной связи.(c) transmitting the result from the mobile communication device to a location remote from the mobile communication device. 84. Способ по п. 82 или 83, в котором аналит содержит молекулу, клетки, ткани, вирусы и наночастицы различных форм.84. The method according to claim 82 or 83, in which the analyte contains a molecule, cells, tissues, viruses and nanoparticles of various shapes. 85. Способ по п. 82 или 83, в котором аналит содержит лейкоцит, эритроцит и тромбоциты.85. The method according to claim 82 or 83, in which the analyte contains a leukocyte, an erythrocyte and platelets. 86. Способ по п. 83, в котором проведение анализа включает в себя проведение дифференциального анализа лейкоцитов.86. The method of claim 83, wherein performing the analysis includes performing a differential analysis of leukocytes. 87. Способ по п. 82 или 83, включающий:87. The method according to claim 82 or 83, including: анализ результатов в удаленном местоположении с получением проанализированного результата; и analysis of results at a remote location to obtain an analyzed result; And передачу проанализированного результата из удаленного местоположения в устройство мобильной связи.transferring the analyzed result from a remote location to a mobile communication device. 88. Способ по п. 82 или 83, в котором медицинский специалист проводит анализ в удаленном местоположении.88. The method of claim 82 or 83, wherein the medical professional performs the analysis at a remote location. 89. Способ по п. 83, в котором устройство мобильной связи получает назначение, диагноз или рекомендацию от медицинского специалиста, находящегося в удаленном местоположении.89. The method of claim 83, wherein the mobile communication device receives a prescription, diagnosis, or recommendation from a medical professional located at a remote location. 90. Способ по п. 82 или 83, в котором образец представляет собой физиологическую жидкость или выдыхаемый воздух.90. The method according to claim 82 or 83, in which the sample is a physiological fluid or exhaled air. 91. Способ по п. 90, в котором физиологическая жидкость представляет собой кровь, слюну или мочу.91. The method of claim 90, wherein the physiological fluid is blood, saliva or urine. 92. Способ по п. 82 или 83, в котором образец представляет собой цельную кровь без разжижения другой жидкостью.92. The method of claim 82 or 83, wherein the sample is whole blood without dilution with another liquid. 93. Способ по п. 83, в котором этап проведения анализа включает в себя выявление аналита в образце.93. The method of claim 83, wherein the step of performing the analysis includes identifying an analyte in the sample. 94. Способ по п. 93, в котором аналит представляет собой биомаркер.94. The method of claim 93, wherein the analyte is a biomarker. 95. Способ по п. 93, в котором аналит представляет собой белок, нуклеиновую кислоту, клетку или метаболит.95. The method of claim 93, wherein the analyte is a protein, nucleic acid, cell, or metabolite. 96. Способ по п. 92, включающий в себя подсчет количества эритроцитов.96. The method according to claim 92, including counting the number of red blood cells. 97. Способ по п. 92, включающий подсчет количества лейкоцитов.97. The method according to claim 92, including counting the number of leukocytes. 98. Способ по п. 92, включающий окрашивание клеток в образце и подсчет количества нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов.98. The method according to claim 92, including staining the cells in the sample and counting the number of neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils and basophils. 99. Способ по п. 83, в котором анализ, проводимый на этапе (b), представляет собой анализ связывания или биохимический анализ.99. The method of claim 83, wherein the assay performed in step (b) is a binding assay or a biochemical assay. 100. Способ анализа образца, включающий: 100. A method of analyzing a sample, including: получение устройства по любому из предшествующих пунктов, относящихся к устройству или системе;obtaining a device under any of the preceding paragraphs relating to a device or system; нанесение образца на одну или обе пластины устройства;applying the sample to one or both plates of the device; перевод пластин в закрытую конфигурацию и приложение внешней силы к по меньшей мере части пластин; и converting the plates into a closed configuration and applying an external force to at least a portion of the plates; And проведение анализа в слое равномерной толщины, когда пластины находятся в закрытой конфигурации.Carrying out analysis in a layer of uniform thickness when the plates are in a closed configuration. 101. Способ по п. 100, включающий:101. The method according to claim 100, including: (a) получение образца; (a) obtaining a sample; (b) получение первой и второй пластин, выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга в различные конфигурации, причем каждая пластина имеет по существу плоскую поверхность контакта с образцом, одна или обе пластины являются гибкими, при этом одна или обе пластины содержат разделители, которые прочно связаны с соответствующей поверхностью контакта с образцом, при этом разделители имеют:(b) providing first and second plates movable relative to each other in various configurations, each plate having a substantially flat surface contacting the sample, one or both plates being flexible, wherein one or both plates include spacers that are firmly connected to the corresponding surface of contact with the sample, while the separators have: i. заданную по существу одинаковую высоту,i. given essentially the same height, ii. форму столбиков с плоской верхней поверхностью;ii. the shape of columns with a flat top surface; iii. отношение ширины к высоте, равное или большее единицы;iii. ratio of width to height equal to or greater than one; iv. заданное постоянное расстояние между разделителями, которое находится в диапазоне от 10 до 200 мкм; iv. a given constant distance between the separators, which ranges from 10 to 200 μm; v. произведение модуля Юнга и фактора заполнения разделителей, равное или большее 2 МПа, при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины; и v. the product of Young's modulus and the fill factor of the spacers, equal to or greater than 2 MPa, with the fill factor being the ratio of the contact area of the spacers to the total area of the plate; And (c) нанесение образца на одну или обе пластины, когда пластины находятся в открытой конфигурации, причем открытая конфигурация представляет собой конфигурацию, в которой обе пластины частично или полностью отделены друг от друга, а пространство между пластинами не регулируется разделителями;(c) applying the sample to one or both plates when the plates are in an open configuration, wherein the open configuration is a configuration in which both plates are partially or completely separated from each other and the space between the plates is not controlled by spacers; (d) после этапа (c) сжатие образца путем сведения двух пластин вместе в закрытую конфигурацию, в которой по меньшей мере часть образца формирует слой по существу равномерной толщины, ограниченный поверхностями контакта пластин с образцом, при этом указанная равномерная толщина слоя регулируется разделителями и пластинами и имеет среднее значение в диапазоне от 1,8 до 3 мкм; и(d) after step (c) compressing the sample by bringing the two plates together into a closed configuration in which at least a portion of the sample forms a layer of substantially uniform thickness defined by the contact surfaces of the plates with the sample, said uniform layer thickness being controlled by spacers and plates and has an average value in the range from 1.8 to 3 µm; And (e) анализ аналита в слое равномерной толщины, когда пластины находятся в закрытой конфигурации;(e) analyzing the analyte in a layer of uniform thickness when the plates are in a closed configuration; при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины.in this case, the filling factor is the ratio of the contact area of the spacers to the total area of the plate. 102. Способ по п. 100, в котором образец является образцом крови и который включает снятие внешней силы после перевода пластин в закрытую конфигурацию; и 102. The method of claim 100, wherein the sample is a blood sample and which includes removing the external force after placing the plates in a closed configuration; And визуализацию клеток крови в слое равномерной толщины, когда пластины находятся в закрытой конфигурации; и visualization of blood cells in a layer of uniform thickness when the plates are in a closed configuration; And подсчет количества клеток крови в области изображения.counting the number of blood cells in the image area. 103. Способ по п. 101, в котором расстояние между разделителями находится в диапазоне от 20 до 200 мкм.103. The method according to claim 101, in which the distance between the separators is in the range from 20 to 200 μm. 104. Способ по п. 101, в котором расстояние между разделителями находится в диапазоне от 5 до 20 мкм.104. The method according to claim 101, in which the distance between the separators is in the range from 5 to 20 μm. 105. Способ по п. 101, в котором произведение фактора заполнения и модуля Юнга разделителей составляет 2 МПа или больше.105. The method of claim 101, wherein the product of the filling factor and the Young's modulus of the separators is 2 MPa or greater. 106. Способ по п. 100, в котором указанный слой по существу равномерной толщины имеет вариацию поверхности менее 30 нм.106. The method of claim 100, wherein said layer of substantially uniform thickness has a surface variation of less than 30 nm. 107. Способ по п. 100, в котором образец представляет собой неразжиженную цельную кровь, в которую не добавляли антикоагулянт.107. The method of claim 100, wherein the sample is undiluted whole blood to which no anticoagulant has been added. 108. Способ по п. 100, в котором этап нанесения осуществляют путем:108. The method according to claim 100, in which the application step is carried out by: i. прокалывания кожи человека с выделением капли крови на кожу, иi. piercing human skin to release a drop of blood onto the skin, and ii. приведения капли крови в контакт с одной или обеими пластинами без применения инструмента для переноса крови.ii. bringing a drop of blood into contact with one or both plates without the use of a blood transfer instrument. 109. Способ по п. 100, в котором этап анализа включает подсчет количества эритроцитов.109. The method of claim 100, wherein the analysis step includes counting the number of red blood cells. 110. Способ по п. 100, в котором устройство дополнительно содержит по меньшей мере пару масштабных меток, разнесенных на известное расстояние, в плоскости, параллельной горизонтальной площади.110. The method of claim 100, wherein the device further comprises at least a pair of scale marks spaced at a known distance in a plane parallel to the horizontal area. 111. Способ по п. 100, в котором этап анализа включает окрашивание клеток в образце и подсчет количества нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов.111. The method of claim 100, wherein the analysis step includes staining the cells in the sample and counting the number of neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils and basophils. 112. Способ по п. 102, в котором визуализацию и подсчет количества проводят путем:112. The method according to claim 102, in which visualization and counting of quantities is carried out by: i. подсветки клеток в слое равномерной толщины;i. illumination of cells in a layer of uniform thickness; ii. получения одного или более изображений клеток с помощью ПЗС- или КМОП-датчика;ii. obtaining one or more images of cells using a CCD or CMOS sensor; iii. идентификации клеток на изображении с применением компьютера; и iii. identifying cells in an image using a computer; And iv. подсчета количества клеток в области изображения.iv. counting the number of cells in the image area. 113. Способ по п. 100, в котором внешнюю силу создают рукой человека.113. The method according to claim 100, in which the external force is created by a human hand. 114. Способ по п. 100, дополнительно включающий измерение натрия, калия, хлорида, бикарбоната, мочевины крови, азота, магния, креатинина, сахара, кальция, уровней HDL- и LDL-холестерина и/или уровней триглицеридов в слое равномерной толщины.114. The method of claim 100, further comprising measuring sodium, potassium, chloride, bicarbonate, blood urea, nitrogen, magnesium, creatinine, sugar, calcium, HDL and LDL cholesterol levels and/or triglyceride levels in a layer of uniform thickness. 115. Способ по п. 100, в котором дополнительно на одну или обе пластины нанесен сухой реагент.115. The method according to claim 100, in which a dry reagent is additionally applied to one or both plates. 116. Способ по п. 100, в котором указанный слой образца равномерной толщины характеризуется равномерностью толщины до +/-5%.116. The method according to claim 100, in which the specified layer of the sample of uniform thickness is characterized by a thickness uniformity of up to +/-5%. 117. Способ по п. 101, в котором разделители представляют собой столбики с формой поперечного сечения, выбранной из округлой, многоугольной, круговой, квадратной, прямоугольной, овальной, эллиптической формы или любой их комбинации.117. The method of claim 101, wherein the dividers are columns with a cross-sectional shape selected from round, polygonal, circular, square, rectangular, oval, elliptical, or any combination thereof. 118. Способ по п. 101, в котором расстояние между разделителями равно средней толщине эритроцитов (RBC).118. The method of claim 101, wherein the distance between the separators is equal to the average thickness of red blood cells (RBC). 119. Способ по п. 100, в котором образцом является образец крови и этап анализа включает визуализацию клеток в крови.119. The method of claim 100, wherein the sample is a blood sample and the analysis step includes imaging cells in the blood. 120. Способ по п. 119, в котором клетки представляют собой эритроциты, лейкоциты или тромбоциты.120. The method of claim 119, wherein the cells are red blood cells, white blood cells or platelets. 121. Способ по п. 100, в котором образцом является образец крови и анализ крови включает визуализацию раковых клеток, вирусов или бактерий в крови.121. The method of claim 100, wherein the sample is a blood sample and the blood test includes visualizing cancer cells, viruses or bacteria in the blood. 122. Способ по п. 100, в котором анализ образца крови включает выявление белков или нуклеиновых кислот.122. The method of claim 100, wherein the analysis of the blood sample includes detecting proteins or nucleic acids. 123. Способ по п. 100, в котором образцом является образец крови и анализ образца крови включает измерение гемоцитов, включающее в себя определение толщины образца с применением разделителя, определение горизонтальной площади путем визуализации и вычисление площади эритроцитов с помощью двумерного изображения.123. The method of claim 100, wherein the sample is a blood sample and the analysis of the blood sample includes measuring hemocytes, including determining the thickness of the sample using a separator, determining a horizontal area by imaging, and calculating the area of red blood cells using a two-dimensional image. 124. Способ по п. 100, в котором образцом является образец крови и анализ крови включает измерение концентрации эритроцитов в крови.124. The method of claim 100, wherein the sample is a blood sample and the blood test includes measuring the concentration of red blood cells in the blood. 125. Способ по п. 100, в котором образцом является образец крови и анализ образца крови включает измерение концентрации лейкоцитов в крови.125. The method of claim 100, wherein the sample is a blood sample and the analysis of the blood sample includes measuring the concentration of white blood cells in the blood. 126. Способ по п. 100, в котором образцом является образец крови и анализ крови включает измерение концентрации тромбоцитов в крови.126. The method of claim 100, wherein the sample is a blood sample and the blood test includes measuring the concentration of platelets in the blood. 127. Система по п. 68, в которой устройство мобильной связи представляет собой мобильный телефон.127. The system of claim 68, wherein the mobile communication device is a mobile telephone. 128. Способ по п. 82, в котором образец представляет собой кровь, аналитами являются клетки крови, а равномерная толщина слоя составляет от 1,9 до 2,2 мкм.128. The method of claim 82, wherein the sample is blood, the analytes are blood cells, and the uniform layer thickness is from 1.9 to 2.2 microns. 129. Способ по п. 101, в котором сжатие производится рукой человека.129. The method according to claim 101, in which the compression is performed by a human hand. 130. Способ по п. 101, в котором сжатие производится рукой человека, а толщина образца имеет вариацию 50% или менее.130. The method of claim 101, wherein the compression is performed by a human hand and the sample thickness has a variation of 50% or less. 131. Способ по п. 100, в котором по меньшей мере часть внутренней поверхности одной или обеих пластин является смачиваемой.131. The method of claim 100, wherein at least a portion of the inner surface of one or both plates is wettable. 132. Способ по п. 100, в котором образец наносят на пластину непосредственно с субъекта без использования устройства для переноса.132. The method of claim 100, wherein the sample is applied to the plate directly from the subject without the use of a transfer device. 133. Способ по п. 101, в котором после деформации образца в закрытой конфигурации образец сохраняет ту же конечную толщину, когда часть или всю сжимающую силу снимают.133. The method of claim 101, wherein after deforming the sample in a closed configuration, the sample retains the same final thickness when some or all of the compressive force is removed. 134. Способ по п. 101, в котором разделители имеют форму столбиков и по существу одинаковое сечение.134. The method of claim 101, wherein the separators are column-shaped and have a substantially uniform cross-section. 135. Способ по п. 101, в котором разделители имеют форму столбиков, по существу плоскую верхнюю поверхность, заданную по существу одинаковую высоту и заданное постоянное расстояние между разделителями, которое по меньшей мере в два раза больше размера аналита, при этом произведение модуля Юнга разделителей и фактора заполнения разделителей равно или больше 2 МПа, при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины, при этом для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте равно по меньшей мере 1.135. The method of claim 101, wherein the separators have a columnar shape, a substantially flat top surface, a predetermined substantially uniform height, and a predetermined constant distance between the separators that is at least twice the size of the analyte, wherein the product of the Young's modulus of the separators and the fill factor of the spacers is equal to or greater than 2 MPa, wherein the fill factor is the ratio of the contact area of the spacers to the total area of the plate, and for each spacer the ratio of the horizontal size of the spacer to its height is at least 1. 136. Способ по п. 101, в котором разделители имеют форму столбиков, по существу плоскую верхнюю поверхность, заданную по существу одинаковую высоту и заданное постоянное расстояние между разделителями, которое по меньшей мере в 2 раза больше размера аналита, причем произведение модуля Юнга разделителей и фактора заполнения разделителей равно или больше 2 МПа, при этом фактор заполнения представляет собой отношение площади контакта разделителей к общей площади пластины, при этом для каждого разделителя отношение горизонтального размера разделителя к его высоте равно по меньшей мере 1, при этом образец представляет собой кровь; аналит представляет собой эритроцит, лейкоцит или тромбоциты; и равномерная толщина слоя находится в диапазоне от 1,8 до 2,6 мкм.136. The method of claim 101, wherein the separators have a columnar shape, a substantially flat top surface, a predetermined substantially uniform height, and a predetermined constant distance between the separators that is at least 2 times the size of the analyte, wherein the product of the Young's modulus of the separators and the filling factor of the separators is equal to or greater than 2 MPa, wherein the filling factor is the ratio of the contact area of the separators to the total area of the plate, and for each separator the ratio of the horizontal size of the separator to its height is at least 1, and the sample is blood; the analyte is an erythrocyte, leukocyte or platelet; and the uniform layer thickness is in the range of 1.8 to 2.6 μm. 137. Способ по п. 101, в котором этап анализа представляет собой выявление белков, пептидов, нуклеиновых кислот, искусственных соединений и неорганических соединений.137. The method of claim 101, wherein the analysis step is the detection of proteins, peptides, nucleic acids, artificial compounds and inorganic compounds. 138. Способ по любому из пп. 82, 83 и 100, в котором образец, наносимый на одну или обе пластины, имеет неизвестный объем.138. The method according to any one of paragraphs. 82, 83 and 100, in which the sample applied to one or both plates has an unknown volume. 139. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором образец предназначен для обнаружения, очистки и количественной оценки химического соединения или биомолекулы, которое(ая) соотносится с заболеванием.139. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the sample is intended to detect, purify and quantify a chemical compound or biomolecule that is associated with a disease. 140. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые используются при инфекционных и паразитарных заболеваниях, травмах, сердечно-сосудистых заболеваниях, раке, психических расстройствах, нейропсихиатрических расстройствах, болезнях легких или почечных заболеваниях.140. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the specified sample refers to samples that are used for infectious and parasitic diseases, trauma, cardiovascular diseases, cancer, mental disorders, neuropsychiatric disorders, lung diseases or kidney diseases. 141. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые используются для обнаружения, очистки и количественной оценки микроорганизма.141. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the specified sample refers to samples that are used for detection, purification and quantification of the microorganism. 142. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые содержат вирус, грибы и бактерии из окружающей среды.142. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the specified sample refers to samples that contain virus, fungi and bacteria from the environment. 143. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые используются для обнаружения и количественной оценки химических соединений или биологических образцов, которые представляют опасность для пищевых продуктов или для национальной безопасности.143. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the specified sample refers to samples that are used for the detection and quantification of chemical compounds or biological samples that pose a risk to food or national security. 144. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые используются для количественной оценки жизненно важных параметров при медицинском или физиологическом мониторинге.144. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the specified sample refers to samples that are used to quantify vital parameters in medical or physiological monitoring. 145. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые используются для анализа сахара крови, уровня кислорода, общего количества эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.145. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the specified sample refers to samples that are used to analyze blood sugar, oxygen levels, total red blood cells, white blood cells, platelets. 146. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые используются для обнаружения и количественной оценки конкретной ДНК или РНК из биообъектов.146. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the specified sample refers to samples that are used to detect and quantify specific DNA or RNA from biological objects. 147. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые используются для определения последовательностей и сравнения генетических последовательностей в ДНК в хромосомах и митохондриях для анализа генома.147. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, wherein said sample refers to samples that are used to sequence and compare genetic sequences in DNA in chromosomes and mitochondria for genome analysis. 148. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором указанный образец относится к образцам, которые используются для обнаружения продуктов реакции, во время синтеза или очистки фармацевтических препаратов.148. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the specified sample refers to samples that are used to detect reaction products during the synthesis or purification of pharmaceuticals. 149. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором образец представляет собой клетки, ткани, физиологические жидкости и кал.149. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the sample is cells, tissues, body fluids and feces. 150. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором образец представляет собой образец при определении белка, пептидов, нуклеиновых кислот, искусственных соединений и неорганических соединений.150. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the sample is a sample in the determination of protein, peptides, nucleic acids, artificial compounds and inorganic compounds. 151. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором образец представляет собой образец, имеющий отношение к человеку, ветеринарии, сельскому хозяйству, продуктам питания, окружающей среде и тестированию на наркотики.151. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, wherein the sample is a sample relevant to human, veterinary, agricultural, food, environmental and drug testing. 152. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором образец представляет собой биологический образец, выбираемый из крови, сыворотки крови, плазмы, мазка из носа, носоглоточного смыва, слюны, мочи, желудочного сока, спинномозговой жидкости, слезы, кала, волос, слизи, пота, ушной серы, жира, секреции желёз, цереброспинальной жидкости, ткани, спермы, влагалищного отделяемого, интерстициональной жидкости, получаемой из опухолевых тканей, внутриглазной жидкости, ликвора, мазка из зева, выдыхаемого воздуха, дермы, биопсии, волоса, ногтей пальцев, плацентарной жидкости, околоплодной жидкости, пуповинной крови, лимфатических жидкостей, внутриполостных жидкостей, мокроты, гноя, микробиота, меконита, женского молока, спинномозговой жидкости, выдыхаемого конденсата, носоглоточного смыва, мазка из носа, мазка из зева, образцов кала, волоса, ногтя пальца, ушной серы, выдыхаемого воздуха, соединительной ткани, мышечной ткани, нервной ткани, эпителиальной ткани, хряща, образца раковых клеток или кости.152. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the sample is a biological sample selected from blood, serum, plasma, nasal swab, nasopharyngeal wash, saliva, urine, gastric juice, cerebrospinal fluid, tears, feces, hair, mucus, sweat, earwax, fat, gland secretions, cerebrospinal fluid, tissue, sperm, vaginal discharge, interstitial fluid obtained from tumor tissues, intraocular fluid, cerebrospinal fluid, throat swab, exhaled air, dermis, biopsy, hair, fingernails, placental fluid, amniotic fluid, umbilical cord blood, lymphatic fluids, intracavitary fluids, sputum, pus, microbiota, meconite, human milk, cerebrospinal fluid, exhaled condensate, nasopharyngeal wash, nasal swab, throat swab, stool samples, hair, fingernail, earwax , exhaled air, connective tissue, muscle tissue, nerve tissue, epithelial tissue, cartilage, cancer cell sample, or bone. 153. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором образец представляет собой кровь.153. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, in which the sample is blood. 154. Способ по любому из пп. 82, 83, 100, в котором образец представляет собой биологический образец, образец, относящийся к окружающей среде, химический образец или клинический препарат.154. The method according to any one of paragraphs. 82, 83, 100, wherein the sample is a biological sample, an environmental sample, a chemical sample, or a clinical specimen.
RU2018113397A 2015-09-14 2016-09-14 Device and system for analyzing sample, in particular blood, as well as methods of their use RU2810819C2 (en)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562218455P 2015-09-14 2015-09-14
US62/218,455 2015-09-14
US201662293188P 2016-02-09 2016-02-09
US62/293,188 2016-02-09
US201662305123P 2016-03-08 2016-03-08
US62/305,123 2016-03-08
US201662369181P 2016-07-31 2016-07-31
US62/369,181 2016-07-31
PCT/US2016/046437 WO2017027643A1 (en) 2015-08-10 2016-08-10 Bio/chemical assay devices and methods for simplified steps, small samples, accelerated speed, and ease-of-use
USPCT/US2016/046437 2016-08-10
PCT/US2016/051775 WO2017048871A1 (en) 2015-09-14 2016-09-14 Device and system for analyzing a sample, particularly blood, as well as methods of using the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018113397A RU2018113397A (en) 2019-10-23
RU2018113397A3 RU2018113397A3 (en) 2020-02-21
RU2810819C2 true RU2810819C2 (en) 2023-12-28

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0420765A2 (en) * 1989-09-28 1991-04-03 Terumo Kabushiki Kaisha Blood plasma-separating membrane and blood plasma separator using the membrane
RU2147123C1 (en) * 1998-12-16 2000-03-27 Боев Сергей Федотович Method for examining cellular blood composition using a smear
RU98113214A (en) * 1998-07-17 2000-04-10 И.Ю. Малышев METHOD FOR DETERMINING PROTEINS
US6358475B1 (en) * 1998-05-27 2002-03-19 Becton, Dickinson And Company Device for preparing thin liquid for microscopic analysis
RU2186388C2 (en) * 2000-07-13 2002-07-27 Судариков Андрей Борисович Method for quantitative detection of hepatitis c virus rna in blood serum
US20120108787A1 (en) * 2009-02-26 2012-05-03 Nubiome, Inc. Immobilization Particles for Removal of Microorganisms and/or Chemicals
RU2477488C2 (en) * 2007-10-23 2013-03-10 Сканнекс Ас Immunoassay analysis method
US9084995B2 (en) * 2004-04-07 2015-07-21 Abbott Laboratories Disposable chamber for analyzing biologic fluids

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0420765A2 (en) * 1989-09-28 1991-04-03 Terumo Kabushiki Kaisha Blood plasma-separating membrane and blood plasma separator using the membrane
US6358475B1 (en) * 1998-05-27 2002-03-19 Becton, Dickinson And Company Device for preparing thin liquid for microscopic analysis
RU98113214A (en) * 1998-07-17 2000-04-10 И.Ю. Малышев METHOD FOR DETERMINING PROTEINS
RU2147123C1 (en) * 1998-12-16 2000-03-27 Боев Сергей Федотович Method for examining cellular blood composition using a smear
RU2186388C2 (en) * 2000-07-13 2002-07-27 Судариков Андрей Борисович Method for quantitative detection of hepatitis c virus rna in blood serum
US9084995B2 (en) * 2004-04-07 2015-07-21 Abbott Laboratories Disposable chamber for analyzing biologic fluids
RU2477488C2 (en) * 2007-10-23 2013-03-10 Сканнекс Ас Immunoassay analysis method
US20120108787A1 (en) * 2009-02-26 2012-05-03 Nubiome, Inc. Immobilization Particles for Removal of Microorganisms and/or Chemicals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11543408B2 (en) Device and system for analyzing a sample, particularly blood, as well as methods of using the same
US12044603B2 (en) Rapid bio/chemical assay
RU2728427C2 (en) Apparatus and system for collecting and analyzing steam condensate, in particular an exhaled air condensate, as well as a method for use thereof
RU2810819C2 (en) Device and system for analyzing sample, in particular blood, as well as methods of their use