TW202024640A - 微流控旋轉器裝置 - Google Patents

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羅伯特 杰斯提 沙特爾
格雷戈里 特里古布
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美商碩騰服務有限責任公司
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Abstract

本文中描述了關於旋轉器裝置、系統及套件之各種實施例。本文中揭露之旋轉器的實施例可用以表徵一流體之一或多種分析物。一種設備可包括一第一層，該第一層係實質上透明的。一第二層可耦接至該第一層。該第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。該第二層及該第一層可共同界定一孔集合。該第一層可界定該孔集合中之每個孔的一基座。該第二層可界定該孔集合中之每個孔的一開口。該第一層及該第二層中之至少一者可界定該孔集合中之每個孔的一側壁。

Description

微流控旋轉器裝置
對來自受試者之流體的分析可用作疾病之診斷工具且用以監測受試者健康。例如，對受試者血液樣本之分析可用以診斷疾病及/或用以量化樣本內之一或多種分析物。一些系統對施加至旋轉器之血液樣本進行光學分析，其中旋轉器包括安置在光析管集合內之試劑集合。對習知旋轉器內之一或多個旋轉器焊接部分、樣本及試劑的檢查可為困難及/或耗時的。此外，歸因於旋轉器內之非對稱流體流的不平衡本質，經受離心作用之旋轉器可產生不期望之高分貝雜訊。因此，可能需要用於執行流體分析之額外裝置、系統及方法。
一般而言，一種設備包括：一第一層，該第一層係實質上透明的；及一第二層，該第二層耦接至該第一層以共同界定一孔集合。該第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。該第二層及該第一層可共同界定一孔集合。該第一層可界定該孔集合中之每個孔的一基座。該第二層可界定該孔集合中之每個孔的一開口。該第一層及該第二層中之至少一者可界定該孔集合中之每個孔的一側壁。
在一些實施例中，一第三層可耦接至該第二層。該第三層可界定經組態以接收一流體之一口。該第三層可為實質上透明的。通道可在該口與該孔集合之間建立一流體連通路徑。在一些實施例中，該第一層及該第三層可各自為獨立透明的。實質上透明可包括紫外光、可見光及紅外線輻射中之至少一者的光透射。在一些實施例中，該第二層可實質上能夠吸收中紅外線輻射及近紅外線輻射中之至少一者。在此等實施例中之一些中，實質上能夠吸收紅外線輻射可包括在一預定時間段內以一充足之量吸收紅外線輻射以使該第一層自一固相轉變為一熔融相。在一些實施例中，該第二層可實質上能夠吸收940 nm波長輻射。在一些實施例中，該孔集合中之每個孔之該開口的一直徑可大於該孔集合中之每個孔之該基座的一直徑。
在一些實施例中，該孔集合中之每個孔的該側壁可包括一第一側壁部分及一第二側壁部分。該第一側壁部分可形成在該孔之該基座與該第二側壁部分之間。該孔之該第二側壁部分的一錐度可大於該孔之該第一側壁部分的一錐度。該孔之該第一側壁部分可包括直到約2°之一錐度。該孔之該第二側壁部分可包括在約3°與約9°之間的一錐度。該孔集合中之每個孔的該開口可包括直到約2°之一錐度。該孔之該第一側壁部分、該孔之該第二側壁部分，及該孔之該開口可共同經組態為一射出模具之一阻斷件。在一些實施例中，一凍乾試劑可安置在該孔集合中之至少一個孔中。
在一些實施例中，該第二層可界定一入口集合。該入口集合中之每個入口可對應於該孔集合中之一不同的孔。該入口集合中之每個入口可在該開口與其對應的孔之間建立流體連通路徑。
在一些實施例中，該入口集合可包括一第一入口子集及一第二入口子集。該第一入口子集中之每個入口的一寬度可與該第二入口子集中之每個入口的一寬度不同。該第一入口子集可經組態以用於在該設備高於3,000每分鐘轉數(RPM)之自旋期間進行雙向流體流動。該第二入口子集可經組態以用於在該設備在約100每分鐘轉數(RPM)與約4,000 RPM之間自旋期間進行雙向流體流動。該雙向流體流動包括一第一方向上之液相流動及一第二方向上之一氣相流動。
在一些實施例中，該第二層可界定一通道，該通道具有經組態以接收一流體之一第一端及與該第一端相對之一第二端。該第二入口子集中之每個入口的一寬度可在約0.25 mm與約3.0 mm之間。
在一些實施例中，一種設備可包括一第一層，該第一層係實質上透明的。一第二層可耦接至該第一層。該第二層可界定一弧形空腔。該第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。該第二層及該第一層可共同界定一孔集合。一第三層可耦接至該第二層。該第三層可界定經組態以接收一流體之一開口。該第三層可為實質上透明的。該弧形空腔可經組態以用於該開口與該孔集合之間的流體連通。
在一些實施例中，該弧形空腔可具有在約0.8至約1.2之間的一寬深比。在一些實施例中，該弧形空腔之一寬度可沿著其長度變窄。該弧形空腔可包括一試劑。在一些實施例中，一虹吸管可經組態以耦接至該弧形空腔。該虹吸管可包括一U形部分。該U形部分可經組態以使得當該設備在自旋時，該弧形空腔中之流體不流動通過該U形部分。
在一些實施例中，一種設備可包括一第一層，該第一層係實質上透明的。一第二層可耦接至該第一層。該第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。該第二層及該第一層可共同界定一孔集合。一第三層可耦接至該第二層。該第三層可界定經組態以接收一流體之一開口。該第三層可為實質上透明的。
在一些實施例中，該設備可界定一質心及使用期間之一旋轉軸線。該質心可與該旋轉軸線偏移約0.1 mm與約1.0 mm之間。該第二層可界定該第二層上之一凹部集合。突出部集合可為平行的及弧形的。該凹部集合可為平行的及弧形的。
在一些實施例中，一種設備可包括一第一層，該第一層係實質上透明的。一第二層可耦接至該第一層。該第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。該第二層可界定一空腔。該第二層及該第一層可共同界定一孔集合。一容器可在該空腔內滑動。該容器可包括一彈性體密封件，該彈性體密封件在該第二層與該容器之間安置在該空腔中。
在一些實施例中，該容器沿著其圓周之至少一部分可包括一彈性體密封件。該彈性體密封件可耦接至該容器。該彈性體密封件及該容器可相對於該第二層形成一干涉配合。在一些實施例中，該容器可容納一流體、稀釋劑及一試劑中之一或多者。在一些實施例中，該容器及該空腔可為圓柱形的。
在一些實施例中，該設備可包括一反射器集合。該反射器集合中之每個反射器可安置在該孔集合中之相鄰的孔之間。在此等實施例中之一些中，該反射器集合中之每個反射器可經組態以在一第一角度下接收一光束且在實質上垂直於該第一角度之一方向上反射該光束。在此等實施例中之一些中，該反射器集合中之每個反射器可界定一稜柱形空腔。在此等實施例中之一些中，一拋光劑可安置在該反射器集合之每個稜柱形空腔的一表面上方。該拋光劑可包括在約0與約3之間的一表面粗糙度。
在一些實施例中，一種設備包括一第一層，該第一層係實質上透明的。一第二層可安置在該第一層之一表面上。該第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。該第一層可界定一孔集合。該孔集合中之每個孔可界定一基座及一側壁。該第二層可界定該孔集合中之每個孔的一孔開口。
在一些實施例中，一第三層可耦接至該第二層，該第三層界定經組態以接收一流體之一口，該第三層係實質上透明的。通道可在該口與該孔集合之間建立一流體連通路徑。
在一些實施例中，該第二層可界定一入口集合。該入口集合中之每個入口可對應於該孔集合中之一不同的孔。該入口集合中之每個入口可在該通道與其對應的孔之間建立流體連通路徑。在此等實施例中之一些中，該入口集合可包括一第一入口子集及一第二入口子集。該第一入口子集中之每個入口的一寬度可與該第二入口子集中之每個入口的一寬度不同。在一些實施例中，該孔集合中之每個孔之該開口的一直徑可大於該孔集合中之每個孔之該基座的一直徑。
該第一入口子集可經組態以用於在該設備高於3,000每分鐘轉數(RPM)之自旋期間進行雙向流體流動。該第二入口子集可經組態以用於在該設備在約100每分鐘轉數(RPM)與約4,000 RPM之間自旋期間進行雙向流體流動。該雙向流體流動包括一第一方向上之液相流動及一第二方向上之一氣相流動。
在一些實施例中，該第二層可界定一通道，該通道具有經組態以接收一流體之一第一端及與該第一端相對之一第二端。該第二入口子集中之每個入口的一寬度可在約0.25 mm與約3.0 mm之間。
在一些實施例中，一種套件包括一旋轉器裝置，該旋轉器裝置包括一第一層，該第一層係實質上透明的。一第二層可耦接至該第一層。該第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。該第二層及該第一層可共同界定一孔集合。該第一層可界定該孔集合中之每個孔的一基座。該第二層可界定該孔集合中之每個孔的一開口。該第一層及該第二層中之至少一者可界定該孔集合中之每個孔的一側壁。一第三層可界定經組態以接收一流體之一開口。一容器可包括一膜及一流體。該容器可經組態以固持在該旋轉器裝置內。一第四層可包括一識別符。該第四層可經組態以耦接至該第三層。
本文中描述了旋轉器裝置、系統及其使用方法之實施例。此等系統及方法可用以表徵生物樣本及/或對生物樣本定量且准許評估受試者健康及/或診斷病況。例如，本文中描述之旋轉器可經組態以用於生物流體之光學分析，且具體而言，用於在使用旋轉器將血漿與細胞物質分離之後分析血漿。更具體而言，旋轉器可經組態以將血漿與全血分離，及/或按需要添加稀釋流體以對樣本進行稀釋，且將其分配至經組態以用於對其內容物進行光學分析的單獨孔(例如，光析管)中。每個孔可含有可有助於對孔中之樣本進行生化分析的一或多種物質。樣本可與孔中之一或多者內的試劑中之一或多種相結合。當暴露於光束時，樣本與試劑之間的生化反應可產生可偵測到及分析之光學效應。例如，藉由在旋轉器自旋時以樣本填充孔集合，同時對每個孔中之流體進行光學分析，樣本可經歷導致可由分光光度計、螢光計、光偵測器、其組合及其類似者中之一或多者量測的顏色、螢光、發光、其組合及其類似者中之一或多者之變化的反應或其他變化。
本文中詳細描述之旋轉器(100、200、300、400、500、600、700)中之每一者可接收樣本，該樣本包括但不限於可含有血液、血清、血漿中之一或多者的全血、尿液、痰、精液、唾液、眼睛水晶體液、腦液、脊髓液、羊水，及組織培養基，以及食品及工業化學品、其組合，及其類似者。如本文中描述之旋轉器(100、200、300、400、500、600、700)中之每一者可與合適的流體分析系統(例如，光學分析儀)一起使用。
本文中揭露之裝置可適合於執行一系列廣泛的分析程序及測定。分析程序可能需要將樣本與一或多種試劑相結合，使得發生某一可偵測到之變化，該變化可與一或多種試劑相結合，使得發生某一可偵測到之變化，該變化可與特定成分(分析物)之存在及/或量或樣本特性相關。例如，樣本可經歷導致可由分光光度計、螢光計、光偵測器及其類似者量測之顏色、螢光、發光及其類似者之變化的反應或其他變化。在一些情況下，此等測定程序可為同質的且不需要分離步驟。在其他情況下，測定程序可在已發生免疫反應之後將樣本(例如，血漿)與空腔或孔分離。取決於所分析之特定樣本及所偵測之成分，任何數目種分析方法可適於用於本文中揭露之離心旋轉器裝置中。
在一些實施例中，旋轉器裝置、試劑、系統及方法可包括在以下各項中描述之裝置、系統、組件、元件、組合物及步驟中之一或多者：在1990年6月4日申請且標題為「APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATING CELLS FROM BIOLOGICAL FLUIDS」之美國專利申請案序列號07/532,524，及/或在1991年4月1日申請且標題為「APPARATUS AND METHOD FOR OPTICALLY ANALYZING BIOLOGICAL FLUIDS」之美國專利申請案序列號07/678,824，及/或在1991年4月1日申請且標題為「CENTRIFUGAL ROTOR HAVING FLOW PARTITION」之美國專利申請案序列號07/678,823，及/或在1991年8月19日申請且標題為「REAGENT COMPOSITIONS FOR ANALYTICAL TESTING」之美國專利申請案序列號07/747,179，及/或在1992年2月11日申請且標題為「REAGENT CONTAINER FOR ANALYTICAL ROTOR」之美國專利申請案序列號07/833,689，及/或在1991年10月29日申請且標題為「SAMPLE METERING PORT FOR ANALYTICAL ROTOR HAVING OVERFLOW CHAMBER」之美國專利申請案序列號07/783,041，及/或在1992年4月24日申請且標題為「CRYOGENIC APPARATUS」之美國專利申請案序列號07/873,327，及/或在1993年9月1日申請且標題為「SIMULTANEOUS CUVETTES FILLING WITH MEANS TO ISOLATE CUVETTES」之美國專利申請案序列號08/115,163，及/或在1993年9月20日申請且標題為「ANALYTICAL ROTOR WITH DYE MIXING CHAMBER」之美國專利申請案序列號08/124,525，及/或在1995年12月26日申請且標題為「METHODS FOR PHOTOMETRIC ANALYSIS」之美國專利申請案序列號08/292,558，及/或在1994年12月6日申請且標題為「METHOD AND DEVICE FOR ULTRASONIC WELDING」之美國專利申請案序列號08/350,856，及/或在2004年5月5日申請且標題為「MODIFIED SIPHONS FOR IMPROVING METERING PRECISION」之美國專利申請案序列號10/840,763，及/或在2017年6月27日申請且標題為「DEVICES WITH MODIFIED CONDUITS」之國際專利申請案序列號PCTUS2017/039460，其中每一者在此以全文引用之方式併入。 I. 裝置
本文中描述了可用於所描述之各種系統之一些實施例中的裝置。如本文中描述之旋轉器可包括光析管及孔集合。在一些實施例中，一或多種物質(例如，試劑、凍乾試劑)可安置在旋轉器之一或多個孔中以便於進行樣本分析。例如，試劑可以乾燥形式提供，其在運輸及儲存期間可保持為穩定且完整的。在一些實施例中，旋轉器可界定經組態以提供以下各項中之一或多者的開口、通道、空腔、導管、孔及/或其他結構：自生物樣本(例如，全血)中分離細胞成分，量測預定體積之液體樣本(例如，血漿)，將樣本與預定稀釋劑混合，及將稀釋後之樣本遞送至孔集合以進行光學分析。遞送至孔集合之流體可在孔集合內經歷一或多個反應，該一或多個反應可有助於流體內之一或多種分析物的表徵及量化。可在具有或沒有先前反應之情況下在樣本存在於旋轉器中時對其進行光學分析。
設備可經組態以與流體分析系統一起使用以量化及分析樣本之特性。例如，可在旋轉器正在自旋時執行每個孔之光學量測(例如，吸光度)。可引導具有預定波長之光束穿過孔集合。此光可由試劑與流體樣本之成分之間的反應產物部分地吸收。吸收光之程度可取決於流體樣本中之反應產物的濃度。藉由將透射穿過孔之光的強度與參考強度進行比較，可計算流體與試劑之間的給定反應產物之濃度。反應產物之濃度可用以計算樣本流體中之對應成分的濃度。 旋轉器
在一些實施例中，旋轉器可包括經組態以有助於進行樣本分析之一或多個特徵。具體而言，旋轉器可包括一或多個實質上透明的層及實質上能夠吸收紅外線輻射之另一層(例如，不透明的層)。例如，不透明的層可由碳黑及顏色可為黑色之丙烯酸化合物組成。不同於透明的旋轉器，由此組合形成之不透明度在生物樣本置於旋轉器中之情況下可提供一致的對比背景。此可協助使用者(例如，操作者、技術人員)在旋轉器中施加及驗證樣本，以及檢查不同層之旋轉器焊接部分。此外，旋轉器層可使用雷射焊接技術耦接在一起，雷射焊接技術可減少製造循環時間且改良旋轉器品質。例如，雷射焊接可增大焊接一致性且改良旋轉器形狀(例如，旋轉器之平坦度)。
圖1A為旋轉器(100)之說明性平面圖，而圖1B為旋轉器(100)之說明性仰視圖。旋轉器(100)可包括實質上透明的第一層(101)，其中第二層(102)之第一面(例如，下面)耦接至第一層(101)。第一層(101)及第二層(102)可共同界定孔集合(130)。例如，孔集合(130)中之每個孔的至少基座部分(例如，底部部分)可由第一層(101)形成。孔集合(130)中之每個孔之與基座部分相對的開口(例如，頂部部分)可由第二層(102)界定。孔集合(130)中之每個孔的側壁可為大體圓柱形的且可由第一層(101)、第二層(102)或其某一組合形成。在一些實施例中，孔集合(130)中之每個孔可具有在約1.0 mm與約10 mm之間的深度，及約5 mm或更小之直徑。在一些實施例中，旋轉器(100)可包括5個孔與50個孔之間。在一些實施例中，孔集合(130)中之每個孔可界定在約1 µL與約40 µL之間的容積。在一些實施例中，孔集合(130)中之相鄰孔可間隔開約1 mm與約30 mm之間。關於圖3A至圖3B更詳細地描述旋轉器之孔集合。在圖1A中，第二層(102)示出為安置在第一層(101)上方。
在一些實施例中，第二層(102)之至少一部分可實質上能夠吸收紅外線輻射。例如，第二層(102)可為不透明的(例如，黑色的)，為了清晰起見此未在圖中示出。同樣，為了清晰起見未示出本文中描述之旋轉器之任何透明部分的透明度。在一些實施例中，第二層(102)之至少一部分可實質上能夠吸收中紅外線輻射及近紅外線輻射中之至少一者。紅外線輻射可具有在約700 nm與約1 mm之間的波長。中紅外線輻射可具有在約3 µm與約8 µm之間的波長。近紅外線輻射可具有在約0.75 µm與約1.4 µm之間的波長。可見光可具有在約400 nm與約700 nm之間的波長。紫外光可具有在約10 nm與約400 nm之間的波長。在一些實施例中，第二層(102)之至少一部分可實質上能夠吸收至少940 nm波長輻射。
如本文中所使用，術語「透明的」、「透明度」及其變型可理解為在具有化學重要性(諸如用於雷射焊接)之預定波長及/或波長範圍下穿過其層之透光率為約10%或更多，而術語「不透明的」、「不透光度」、「不透明度」及其變型可包括在預定波長及/或波長範圍下穿過其層之約10%或更少的透光率。例如，丙烯酸通常可視為透明的，因為其提供約90%之UV波長透射。使用雷射焊接形成之透明塑膠可保持其對波長之透明度。此外，材料之不透明度可對應於在預定波長及/或預定波長範圍下之能量吸收。如本文中所使用，實質上能夠吸收紅外線輻射之材料對應於可吸收(具有預定波長範圍及功率之)紅外線輻射以使材料在預定時間段內自固相轉變為熔融相之材料。
第一層(101)及第二層(102)可進一步共同界定如本文中更詳細地描述之旋轉器(100)的其他結構(例如，空腔、通道、孔洞、突出部、突起部)。例如，第二層(134)可界定弧形空腔集合(110、112、114)、通道集合(120、122)、入口集合(132、134)及反射器集合(140)之一或多個部分。在一些實施例中，通道集合(120、122)可在弧形空腔(110)與孔集合(130、150、152)之間建立流體連通路徑。
孔集合(130)中之每個孔可藉由各別入口(132、134)耦接至通道(120)。孔集合(130)中之每個孔可經組態以連續地填充。亦即，旋轉器(100)可包括高密度連續填充之光析管集合。在一些實施例中，入口集合中之每個入口可具有相同尺寸。在其他實施例中，入口集合中之每個入口可具有不同尺寸。例如，第一入口集合(132)之寬度可小於第二入口集合(134)之寬度。不同的入口尺寸可允許孔(130)中之每一者在自旋旋轉器(100)之不同速率(即，歸因於加速度)下以流體填充。如本文中更詳細地描述，第二入口集合(134)之較寬的寬度可經組態以適應在相對低的每分鐘轉數(例如，低於約4,000 RPM)下液體在一個方向上及氣體在相對方向上進行雙向流動。在一些實施例中，入口集合之寬度可在約0.25 mm與約3.0 mm之間，入口集合之長度可在約0.5 mm與約6.0 mm之間，且入口集合之深度可在約0.1 mm與約0.25 mm之間。
在一些實施例中，弧形空腔(112、114)可對應於各別的計量腔室及混合腔室。例如，在打開稀釋劑杯子之後可接收稀釋流體且將稀釋流體容納在計量腔室(112)中。混合腔室(114)可經組態以耦接至計量腔室(112)及弧形空腔(110)，使得來自彼等空腔中之每一者的流體可在混合腔室(114)內結合(例如，樣本及稀釋劑)。在一些實施例中，孔集合可包括樣本檢驗孔(150)及紅血球(RBC)孔(152)。樣本檢驗孔(150)可用作是否已將足夠樣本輸入至旋轉器(100)中之量規。例如，未填充或未完全填充之樣本檢驗孔(150)可指示已將不充足之樣本插入至旋轉器(100)中以執行流體分析。RBC孔(152)可經組態以接收及容納樣本之紅血球。例如，可將全血樣本分離為容納在RBC孔(152)中之紅血球及可填充孔集合(130)之血漿。
在一些實施例中，第一層(101)對紫外光、可見光及紅外線輻射中之一或多者可為實質上透明的。在一些實施例中，第一層(101)及第二層(102)可獨立地由以下各物中之一或多者組成：丙烯酸系物、聚碳酸酯、環烯烴共聚物(COC)、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，及對紫外光透明之其他材料。
在一些實施例中，第二層(102)可包括按重量計至少約0.1%之有機及無機顏料中之至少一者。例如，第二層(102)可包括按重量計在約0.2%至約0.4%之間的碳黑。
有機顏料可包括碳黑及雷射吸收組合物。碳黑可具有在約500 nm與約2200 nm之間的吸收範圍。碳黑基於濃度(例如，在940 nm下按重量計約0.1%或更多)對於近紅外線輻射波長可具有在約10 µm與約100 µm之間的光穿透深度。在一些實施例中，雷射吸收組合物可實質上能夠吸收在約700 nm與約8 µm之間的輻射。例如，Clearweld®及Lumogen®可具有在約700 nm與約1100 nm之間的吸收範圍。
無機顏料可包括磷酸銅及氧化銦錫(ITO)。磷酸銅可具有在約900 nm與約1600 nm之間的吸收範圍。ITO可具有高於約1000 nm之吸收範圍。
如本文中描述之旋轉器裝置可包括經組態以安裝在用於自旋之系統(諸如離心機)上的開口(例如，插孔)。離心機可包括例如上面可安裝旋轉器之豎直驅動軸。然而，歸因於旋轉器設計及旋轉器內之流體流動中的一或多者，旋轉器可具有固有或殘餘不平衡。例如，生物樣本可經組態以在整個離心程序中流動通過旋轉器之不同空腔、腔室及通道。在一些情況下，旋轉器可經組態以在流體填充孔集合時為大體上平衡的，但在將樣本輸入及容納在容納腔室(例如，弧形空腔)中時可為不平衡的。因此，旋轉器可在整個離心程序中產生不期望之雜訊，該雜訊可降低床旁設定下之旋轉器使用的理想性。
如圖1B中所示，第二層(102)之第一面(例如，下面、底面)可包括弧形突出部集合(160)及孔洞(180)。弧形突出部集合(160)可具有經組態以使旋轉器(100)之質心與旋轉器(100)之中心偏移的預定形狀、數目、位置及質量分佈。另外地或替代地，第二層(102)可包括具有預定形狀、數目、位置、及容積之凹入部分集合(162)。例如，凹入部分集合(162)及弧形突出部(160)可具有弧形、徑向、長方形、割線及直線形狀中之一或多者。在一些實施例中，凹入部分集合(162)可為平行的及弧形的。在一些實施例中，旋轉器之質心可經組態以在距旋轉器之中心直到約0.5 mm之間。以此方式，旋轉器之質心可較接近在整個離心程序中具有流體流動之旋轉器的質心。此可有助於在旋轉器(100)之離心作用期間，尤其在不同離心速度下減小整體雜訊。
在一些實施例中，第一層(101)及/或第二層(102)可使用如本文中更詳細地描述之射出成型(例如，多射成型)及/或機械加工形成。在一些實施例中，第一層(101)及/或第二層(102)可使用超音波焊接、雷射焊接、黏著劑(例如，黏著膠帶)及/或溶劑結合中之一或多者結合至旋轉器(100)之其他層。
例如，雷射焊接可使用半導體二極體雷射、固態Nd:YAG雷射及光纖雷射中之一或多者。二極體雷射可產生所具有之波長在約800 nm與約2000 nm之間(例如，約940 nm，約980 nm)的光束。Nd:YAG雷射可產生所具有之波長為約1064 nm之光束。光纖雷射可產生所具有之波長在約1030 nm與約1620 nm之間的光束。
在一些實施例中，旋轉器(100)可具有在約40 mm與約120 mm之間的直徑，及在約10 mm與約30 mm之間的厚度，包括之間的所有值及子範圍。
圖2A及圖2B為根據其他實施例之旋轉器組合件(200)的說明性分解圖。旋轉器組合件(200)可包括結構上及/或功能上類似於如本文中描述之旋轉器(100、300、400、500、600、700)的旋轉器。例如，旋轉器組合件(200)可包括實質上透明的第一層(201)，第一層(201)耦接至第二層(202)之第一面(例如，下面)。第一層(201)及第二層(202)可共同界定孔集合(230)。在一些實施例中，第二層(202)之至少一部分可實質上能夠吸收紅外線輻射。在一些實施例中，第二層(202)之至少一部分可實質上能夠吸收中紅外線輻射及近紅外線輻射中之一或多者。例如，第二層(202)之至少一部分可實質上能夠吸收至少940 nm波長輻射。第一層(201)及第二層(202)可進一步共同界定如本文中更詳細地描述之旋轉器(200)的其他結構(例如，空腔、通道、孔洞、突出部、突起部)。例如，第二層(102)可界定弧形空腔(210)及通道集合(220)之一或多個部分。在一些實施例中，通道集合(220)可在弧形空腔(210)與孔集合(230)之間建立流體連通路徑。
在一些實施例中，第二層(202)可包括按重量計至少約0.1%之碳黑。例如，第二層(202)可包括按重量計在約0.2%至約0.4%之間的碳黑。在一些實施例中，第一層(201)及/或第二層(202)可使用如本文中更詳細地描述之射出成型(例如，多射成型)及/或機械加工形成。在一些實施例中，第一層(201)及/或第二層(202)可使用超音波焊接、雷射焊接、黏著劑(例如，黏著膠帶)及/或溶劑結合中之一或多者結合至旋轉器(200)之其他層。例如，雷射焊接可使用半導體二極體雷射、固態Nd:YAG雷射及光纖雷射中之一或多者。
旋轉器組合件(200)可包括可耦接至第二層(202)之第二面(例如，頂面)的第三層(203)。第三層(203)可界定經組態以接收流體(諸如血液)之開口(240)。第三層(203)可為實質上透明的。通道(220)可在開口(240)與孔集合(230)之間建立流體連通路徑。第三層(203)之開口(240)可經組態以接收樣本。例如，可吸取、經由膜射出，及灌注樣本。開口(240)可具有用以接收樣本之任何合適的形狀及/或大小。第三層(203)可使用雷射焊接耦接至第二層(202)。例如，雷射焊接可使用半導體二極體雷射、固態Nd:YAG雷射及光纖雷射中之一或多者。
在一些實施例中，旋轉器組合件(200)可包括第四層(204)(例如，樣本固持器)。旋轉器可由第四層(204)可移除地固持以有助於處置、處理及識別旋轉器及/或樣本。耦接至旋轉器之第四層(204)可由使用者置放至流體分析系統中以用於樣本之自動化處理。第四層(204)可用於向旋轉器提供實體支撐及保護。
第四層(204)可耦接至第三層(203)之外表面。例如，第四層(204)可包括突出部集合(294)(見圖2B)，突出部集合(294)經組態以配合在第三層(203)之對應孔洞(296)內。第四層(204)可包括部分(例如，外圓周及內圓周、邊緣)集合，該部分集合供使用者抓住而不接觸其他旋轉器層(201、202、203)且不會潛在地影響旋轉器組合件(200)之光學品質。第四層(204)之直徑可大於旋轉器之直徑。第四層(204)可界定經組態以允許光不受阻礙地透射穿過孔集合(230)及/或減小重量之開口集合(292)。第四層可進一步充當可能在離心作用期間自旋轉器之開口自旋而出之樣本流體的屏障。第四層(204)可經組態以將旋轉器組合件(200)相對於第四層(204)固持在固定位置，同時允許光不受阻礙地透射穿過孔集合(230)。圖2C示出了組裝後之旋轉器組合件(200)。第四層(204)可為不透明的。
在一些實施例中，第四層(204)可包括一或多個識別符(290)，諸如條碼、QR碼，及一或多個基準點(例如，彩色/不透明的點、標尺、狹縫、界標、標記物)、其組合，及其類似者。例如，弧形條碼可沿著第四層(204)之外圓周(例如，在覆蓋物(204)之背對第三層(203)的一面上)安置。識別符可用於識別及處理旋轉器組合件(200)。
在一些實施例中，第一層(201)及第三層(203)對紫外光、可見光及紅外線輻射中之一或多者可為實質上透明的。在一些實施例中，第一層(201)、第二層(202)、第三層(204)及覆蓋物(204)可獨立地由以下各物中之一或多者組成：丙烯酸系物、聚碳酸酯、環烯烴共聚物(COC)、聚苯乙烯，及丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)及/或其類似者。儘管圖2A至圖2C中所示之裝置(200)包括三層，但應瞭解，本文中描述之旋轉器中之任一者可使用更多或更少層形成。在一些實施例中，可將實質上能夠吸收紅外線輻射之層印刷在透明的第一層上。例如，可將碳黑或雷射吸收組合物層印刷在透明的第一層(例如，包括本文中描述之孔、通道及空腔之旋轉器基座)之表面上方。
圖3A為旋轉器(300)之孔(330)的橫截面側視圖且圖3B為詳細的橫截面側視圖。旋轉器(300)可在結構上及/或功能上類似於如本文中描述之旋轉器(100、200、400、500、600、700)。旋轉器(300)可包括實質上透明的第一層(301)，第一層(301)耦接至第二層(302)。第一層(301)及第二層(302)可共同界定孔集合(330)。孔集合(330)中之每個孔可沿著旋轉器(300)之周邊形成。例如，孔集合(330)可跟隨旋轉器(300)之圓周。在一些實施例中，孔集合(330)可包括如本文中更詳細地描述之大體上圓柱形形狀。例如，如圖3B中所示，每個孔(330)可由第二層(302)中之開口(338)界定，而側壁(334)及基座部分(332)可形成在第一層(301)中。替代地，在一些實施例中，側壁(334)之一或多個部分可由第二層(302)形成。如圖3B之詳細橫截面側視圖中所示，側壁(334)可包括第一側壁部分(335)及第二側壁部分(336)。
在一些實施例中，孔集合中之每個孔之開口的直徑可大於孔集合中之每個孔之基座的直徑。在一些實施例中，孔(330)可自開口(338)朝向基座部分(332)向內成錐形。在一些實施例中，孔之中間部分的錐度可比孔(330)之末端部分更大。例如，第一側壁部分(335)之錐度(351)可直到約2°。第二側壁部分(335)之錐度(353)可在約3°與約9°之間。開口(338)之錐度(355)可直到約2°。當在射出成型程序中將第一層(301)及第二層(302)按壓在一起時，此孔(330)組態可有助於此等層之間的耦接。例如，成錐形之側壁表面可組態為雙射射出成型程序之阻斷件，其可防止碳填充之材料滲入至透明材料中。亦即，由錐形表面提供之阻斷件可在第二材料與第一材料之間建立邊界。
入射光束可經組態以透射穿過孔(330)而不穿過側壁(334)。在一些實施例中，開口可具有在約0.25 mm與7 mm之間的深度，及在約1 mm與約5 mm之間的直徑。在一些實施例中，第一側壁部分可具有在約2 mm與約6 mm之間的深度。
在一些實施例中，第二層(302)之至少一部分可實質上能夠吸收紅外線輻射。例如，第二層(302)可為不透明的(例如，黑色的)。在一些實施例中，第二層(302)之至少一部分可實質上能夠吸收中紅外線輻射及近紅外線輻射中之一或多者。例如，第二層(302)之至少一部分可實質上能夠吸收至少940 nm波長輻射。
第一層(301)及第二層(302)可進一步共同界定如本文中更詳細地描述之旋轉器(300)的其他結構(例如，空腔、通道、孔洞、突出部、突起部)。例如，如圖3A所示，第二層(302)可界定在第二層(302)之中心內的孔洞(380)。在一些實施例中，第一層(301)對紫外光、可見光及紅外線輻射中之一或多者可為實質上透明的。在一些實施例中，第一層(301)及第二層(302)可獨立地由以下各物中之一或多者組成：丙烯酸系物、聚碳酸酯、環烯烴共聚物(COC)、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，及其類似者。在一些實施例中，第二層(302)可包括按重量計至少約0.1%之碳黑。例如，第二層(302)可包括按重量計在約0.2%至約0.4%之間的碳黑。
在一些實施例中，第一層(301)及/或第二層(302)可使用如本文中更詳細地描述之射出成型(例如，多射成型)及/或機械加工形成。在一些實施例中，第一層(301)及/或第二層(302)可使用超音波焊接、雷射焊接、黏著劑(例如，黏著膠帶)及/或溶劑結合中之一或多者結合至旋轉器(100)之其他層。例如，雷射焊接可使用半導體二極體雷射、固態Nd:YAG雷射及光纖雷射中之一或多者。 入口
圖4A至圖4B為旋轉器之孔集合、入口集合及反射器集合的詳細平面圖。在一些實施例中，如本文中描述之旋轉器可界定耦接在旋轉器之各別孔與通道之間的大體徑向之入口(例如，通道)集合。入口可經組態以允許孔與通道之間的液相及氣相連通。例如，當旋轉器(例如，藉由離心機)自旋時，流體可經由耦接至通道及弧形空腔(例如，容納腔室、收集腔室)之各別入口進入孔。入口通道中之一些可包括使流體進入孔之離散的第一流動路徑及使氣體離開孔之離散的第二流動路徑。此可允許孔中之氣體逃逸，因此在填充孔時限制孔中之氣泡的產生。
如圖4A中之旋轉器(400)之詳細平面圖中所示，旋轉器(400)可包括在結構上及/或功能上類似於如本文中描述之第二層(102、202、302、502、702)之層(402)，諸如可能夠吸收紅外線輻射之實質上不透明的層。層(402)可界定包括通道(420)、孔集合(430、433)，及耦接在其之間的入口集合(432、434)中之一或多者的結構集合。入口集合(432、434)中之每個入口可對應於孔集合(430、433)中之不同孔。入口集合(430、433)中之每個入口可在通道(420)與其對應孔之間建立流體連通路徑。層(402)可進一步界定反射器集合(440)，其中每個反射器安置在相鄰孔(430)之間。
在一些實施例中，入口集合(432、434)中之至少一個入口的寬度可大於通道(420)之寬度。在一些實施例中，入口集合(432、434)可包括第一入口子集(432)(見圖4A)及第二入口子集(434)(見圖4B)。第一入口子集(432)中之每個入口的寬度可與第二入口子集(434)中之每個入口的寬度不同。第二入口子集(434)可經組態以允許通道(420)內之流體(例如，液相及氣相)在低的每分鐘轉數(RPM)下通氣。例如，第二入口子集(434)內之流體的雙向流動可在旋轉器(400)在約500 RPM與約2500 RPM之間自旋期間發生。第一入口子集(432)中之入口可適應高於約4000 RPM進行自旋之旋轉器中的雙向流體流動。
在一些實施例中，耦接至第二入口子集(434)之孔之子集(430、433)可沿著通道(420)定位成與通道(422)(例如，導管)相鄰或在通道(422)附近。與導管(422)相鄰或在導管(422)附近之孔(430、433)可經組態以在安置得離導管(422)較遠之其他孔(430)之前填充。當旋轉器以相對低的RPM(例如，低於約4000 RPM)自旋時，雙向流體流動可能不使用具有第一入口子集(432)之寬度的入口發生。例如，在旋轉器以約1000 RPM自旋期間進入耦接至第一入口子集(432)之孔(430)的流體可捕集入口(432)內之氣泡且導致孔(430)之不完全填充，此係因為入口不夠寬而在該RPM下無法允許液相及氣相同時流動。然而，具有第二入口子集(434)之寬度的較寬入口可經組態以適應在相對低的每分鐘轉數下液體及氣體進行雙向流動，從而允許在旋轉器(400)中利用較多數目之孔(430)。在一些實施例中，入口集合可包括不同寬度之集合，不同寬度之集合包括對應於自旋之旋轉器RPM之集合的1個、2個、3個、4個、5個、6個或更多個寬度。具有不同寬度之入口(432、434)可沿著通道(420)以任何順序提供。
在一些實施例中，耦接至第二入口子集(434)之孔(430、433)不包括試劑。在一些實施例中，入口集合之寬度可在約0.25 mm與約3.0 mm之間，入口集合之長度可在約0.5 mm與約6.0 mm之間，且入口集合之深度可在約0.1 mm與約0.25 mm之間。
應瞭解，在任何給定RPM下孔之相對寬的入口寬度可需要更多樣本體積來完全填充孔且可增大孔之間的試劑及/或樣本之交叉污染的風險。在一些實施例中，包括至少一種試劑之每個孔可具有第一入口子集(432)之入口寬度且沒有試劑之每個孔可具有第二入口子集(434)之入口寬度。 反射器
在一些實施例中，如本文中描述之旋轉器可包括自孔集合徑向地向內定位之反射器(例如，反射表面)集合。反射器集合可經組態以接收及反射光束，該光束用作相鄰孔之光學分析的時序信號。由反射器接收及反射之光束可由偵測器接收。控制裝置可處理自反射器接收之光信號以啟動輻射源以便導引經組態以穿過孔之光學路徑的光束。例如，自反射器接收之光束可指示孔可很快通過輻射源與偵測器之間(例如，在幾微秒內)。圖4C為圖4A中所示之反射器(440)的橫截面側視圖。反射器集合(440)中之每個反射器可安置在孔集合(430)中之相鄰孔之間。反射器集合(440)中之每個反射器可界定稜柱形空腔且可形成在如本文中詳細描述之旋轉器之實質上透明的層(例如，第一層(101、201、301)中。每個稜柱形空腔可包括反射表面。反射器集合中之每個反射器可經組態以接收光束且使光束偏轉約90°(但亦可使用不同於90°之角度)。例如，反射表面可相對於旋轉器之旋轉軸線(例如，垂直於旋轉器之平面的軸線)以約45°之角度定向，且可經組態以在旋轉器-空氣界面處產生全內反射。
在一些實施例中，可將拋光劑安置在反射器集合(440)之每個稜柱形空腔的反射表面上方。反射器之反射表面可包括具有平均在約0與約3之間的表面粗糙度之拋光劑。在一些實施例中，反射器之寬度可在約0.5 mm與約2.5 mm之間，反射器之長度可在約2 mm與約3 mm之間，且反射表面相對於旋轉器之平面的角度可在約30度與約60度之間。 弧形空腔
如本文中描述之旋轉器可經組態以經由通向樣本接收腔室中之開口接收樣本。例如，可使用吸管將樣本輸入至旋轉器中。吸管可經組態以經由窄的尖端高速地輸出樣本，此可在輸入至一些習知旋轉器中時產生氣泡及樣本溢流中之一或多者。圖5A為旋轉器(500)之弧形空腔(510)(例如，樣本接收腔室)的詳細平面圖。圖5B為圖5A中所示之弧形空腔(510)的詳細橫截面側視圖。旋轉器(500)可包括實質上透明的第一層(501)，第一層(501)耦接至實質上不透明的(例如，實質上能夠吸收紅外線輻射的)第二層(502)。弧形空腔(510)可經組態以在將流體遞送至旋轉器(500)之孔集合(530)之前接收及容納流體。
第二層(502)可界定通道(520)。第一層(501)及第二層(502)可進一步共同界定如本文中更詳細地描述之旋轉器(500)的其他結構(例如，空腔、通道、孔洞、突出部、突起部)。例如，第二層(502)可界定如本文中詳細描述之通道集合(520、522)、入口集合(532)、孔集合(530)及反射器集合(540)之一或多個部分。流體連通路徑可建立在旋轉器(500)中之開口、弧形空腔(510)、通道集合(520、522)、入口集合(532)與孔集合(530)之間。弧形空腔(510)可經組態以用於開口與通道集合(520)之間的流體連通。
如圖5A中所示，弧形空腔(510)之寬度可在近端至遠端方向上(例如，在圖5A中在順時針方向上)變窄。在一些實施例中，弧形空腔(511)可具有在約0.8至約1.2之間的寬深比。在弧形空腔(510)之寬度與深度大體上類似的此組態中，弧形空腔可在使用吸管將樣本引入至弧形空腔(510)中時減少氣泡產生及樣本後退。例如，可經由樣本接收腔室之樣本口將全血樣本吸取至弧形空腔中。
此外，旋轉器(500)之第二層(502)可形成弧形空腔(510)之寬度，使得弧形空腔(510)之「底面」係實質上不透明的。因此，當在可有助於將樣本填充至旋轉器(500)中之弧形空腔(510)中接收諸如全血之樣本時，可形成可易於看見之對比。
實質上透明的第三層(為了清晰起見而未示出)可耦接至第二層(502)且形成弧形空腔(510)之「頂板」。第三層可界定與弧形空腔(510)對準之開口(未示出)，使得弧形空腔(510)可經由開口接收流體。在一些實施例中，弧形空腔(510)可具有在約1.0 mm與約10 mm之間的深度且可界定在約50 µL與約200 µL之間的容積。此可有助於弧形空腔(510)之均勻分配及填充而不使樣本自弧形空腔中之開口溢流出。
在一些實施例中，弧形空腔可經組態以容納流體，將流體與另一種物質混合，產生一或多個化學反應，及/或用以表徵弧形空腔中之流體及/或其他物質。在一些實施例中，流體可與弧形空腔內之試劑(諸如稀釋劑或染料)混合。例如，試劑可以液體或固體形式(例如，珠粒、丸粒及其類似者)安置在弧形空腔中。試劑可附著(例如，塗佈)至弧形空腔之表面(諸如側壁)及/或附著至固體基質。弧形空腔內之化學反應可包括同質免疫化學反應及具有離散步驟之化學反應。例如，沈澱物可形成及沈降在弧形空腔中。之後可傾析上清液。
在一些實施例中，可對弧形空腔中之流體進行光學分析以表徵流體。例如，暴露於光束之弧形空腔中的流體可產生可以類似於孔集合之光學分析的方式偵測到及分析之光學效應。具體而言，可量測流體密度、高度及體積中之一或多者。可將弧形空腔中之流體的特性與孔集合中之流體進行比較。 導管
圖6為旋轉器(600)之通道(622)的詳細平面圖。旋轉器(600)可界定諸如導管(622)(例如，虹吸管)之通道集合，導管(622)包括入口(623)、U形部分(625)及出口(627)。導管(622)可經組態以將樣本接收空腔耦接至混合空腔。導管(622)可經組態以在旋轉器為靜止的時經由流體連通路徑(例如，在開口與孔集合之間)遞送預定體積之流體(例如，血漿)且在旋轉器在自旋時防止流體流動。亦即，旋轉器之一或多個導管可經組態以將所計量體積之流體遞送至旋轉器中之所要空腔中。
在一些實施例中，導管(622)可經組態以使得當旋轉器在自旋時經由入口(623)吸入至導管(625)中之流體不流動通過U形部分(625)(例如，彎頭)。在旋轉器停止自旋之後，毛細管力可吸引流體通過U形部分(625)。若旋轉器再次自旋，則離心力可使流體前進離開出口(627)。導管(622)之U形部分(625)與入口(623)及出口(627)相比可更接近旋轉器(600)之中心(例如，徑向上更向內)。出口(627)可延伸得比入口(623)更接近旋轉器(600)之周邊(例如，徑向上更向外)。
在一些實施例中，旋轉器可包括至少一個導管。例如，旋轉器可包括經組態以將樣本接收腔室耦接至混合腔室，將計量腔室耦接至混合腔室，及將混合腔室耦接至通道之三個導管。 容器穿孔機構
圖7A為旋轉器組合件(700)之說明性分解圖，且圖7B為旋轉器組合件(700)之第三層(703)的詳細透視圖。旋轉器組合件(700)可包括結構上及/或功能上類似於如本文中描述之旋轉器(100、200、300、400、500、600)的旋轉器。旋轉器組合件(700)可包括第一層(701)，第一層(701)耦接至第二層(702)之第一面(例如，下面)。第一層(701)及第二層(702)可共同界定孔集合(730)。旋轉器組合件(700)可包括可耦接至第二層(702)之第二面(例如，頂面)的第三層(703)。第三層(703)可界定經組態以接收流體(諸如血液)之開口(740)。第三層(703)可包括朝向第二層(702)延伸之突出部集合(710)。突出部集合(710)可採用包括適合於對安置在旋轉器組合件(700)之第二層(702)之空腔(752)內的容器(750)穿孔之任何數目及形狀。空腔(752)可界定經組態以接納例如離心機之心軸的孔洞(例如，插孔)。例如，空腔(752)可接納心軸之桿，心軸可經組態以嚙合容器(750)且使容器朝向第三層(703)之突出部集合(710)前進。可設計容器(750)之大小及將其定位成固持在空腔(752)中且安置在孔洞上方。
在一些實施例中，旋轉器組合件(700)可包括第四層(704)，第四層(704)可耦接至第三層(703)之外表面。第四層(704)可包括經組態以配合在第三層(703)之對應孔洞(796)內的突出部集合(794)。第四層(704)可界定經組態以允許光不受阻礙地透射穿過孔集合(730)及/或減小重量之開口集合(792)。
在一些實施例中，旋轉器(700)可經組態以因應容器朝向第三層(703)且遠離第二層(702)前進而釋放容納在容器(750)中之流體(例如，稀釋劑)。容器(750)可固持在旋轉器(700)之空腔(752)中。容器(750)之一部分可藉由第一面上之膜(例如，箔密封件)及與第一面相對之第二面上的剛性表面密封。在一些實施例中，膜可經組態以當容器(750)朝向第三層(703)前進時，諸如當旋轉器(700)安裝至離心機(未示出)且離心機之一部分將容器(750)推入至突出部(710)中時由旋轉器組合件(700)之第三層(703)的突出部集合(710)穿孔。在一些實施例中，當將旋轉器置放在心軸上時，心軸接觸容器(750)之底表面且將其向上推。 容器
在一些實施例中，容器可經組態以容納稀釋劑，抵著其所安置之空腔形成液密密封，且當由外力推動時在空腔內滑動。在一些實施例中，容器可為圓柱形的。圖15A為包括主體(1510)及密封件(1520)(例如，彈性體密封件)之容器(1500)的說明性側視圖。圖15D及圖15E為旋轉器組合件及容器之透視圖。容器(1500)之圓周的一或多個部分可包括可經組態以經由干涉配合與旋轉器(1550)之空腔(1530)中之壁嚙合的彈性體(例如，橡膠)密封件(1520)。例如，彈性體密封件(1520)可經組態以使得靜止中之容器(1510)保持在旋轉器(1550)內之固定位置且形成水密密封。然而，當藉由心軸或其他突出部嚙合時，容器(1500)可朝向旋轉器(1550)之第三層(未示出)向上前進同時維持與旋轉器(1550)之密封。當容器(1500)由突出部穿孔時，彈性體密封件(1520)可經組態以防止液體沿著容器(1500)之側面及在空腔(1530)之底表面上方流動。因此，容器(1500)之彈性體密封件(1520)可確保流體自容器(750)流動至相鄰的計量腔室而無流體損失。容器(1500)內之流體可藉由離心力及重力中之一或多者自容器(1500)中流出。
在一些實施例中，容器(1500)可由流體阻障材料組成，流體阻障材料包括塑膠及其他聚合物材料，諸如高密度聚乙烯。容器(1500)可藉由成型、壓力成形、真空成形及機械加工中之一或多者製造。例如，容器可使用雙射射出成型程序形成。圖15C為容器(1500)之主體(1510)及密封件(1520)的分解透視圖。
容器主體(1510)可界定一或多個空腔(例如，隔室、腔室)，如關於圖15B中之一個空腔所示。容器(1500)之每個空腔可具有相同或不同的內容物。例如，第一空腔可具有流體(例如，稀釋劑)，而第二空腔可具有凍乾試劑。每個空腔可含有相同或不同的流體。例如，容器(750)之兩個空腔可耦接至第二層(702)之弧形空腔，流體(例如，稀釋劑、樣本及標記物化合物)集合在該弧形空腔中混合。
膜(例如，鉑密封件)可藉由聚乙烯或另一塑膠層壓。容器(1500)之每個空腔可具有其自己的膜。可藉由以預定體積之流體(例如，稀釋劑、試劑)填充容器(1500)及藉由例如熱密封及超音波焊接中之一或多者封閉容器(1500)來製造容器(1500)。 稀釋劑
如本文中描述之旋轉器可包括將與樣本(例如，流體、血漿)混合之稀釋劑。稀釋劑可安置在旋轉器內，如本文中關於稀釋劑容器所描述，或輸入至旋轉器之弧形空腔中。在一些實施例中，稀釋劑可包括不干擾樣本之分析的等滲壓濃度之化合物。稀釋劑可包括食鹽水溶液(例如，水中有0.5%之NaCl)、磷酸鹽緩衝液、乳酸林格氏液、四甲基醋酸銨、肌醇、標記物化合物、其組合，及其類似者中之一或多者。例如，稀釋劑在特定測定之pH下可實質上沒有緩衝能力。 試劑
可藉由形成作為液滴均勻地分散至低溫液體中之水溶液，及使冷凍液滴凍乾來製備試劑。低溫液體可為例如未攪拌液氮。試劑可包括稀釋劑、水溶液、緩衝液、有機化合物、脫水化學品、晶體、蛋白質、溶劑及標記化合物中之一或多者。標記化合物可包括染料、螢光及磷光物質、放射性標示材料、酵素、生物素及免疫化合物。
在一些實施例中，試劑可具有直徑在約1.0 mm與約2.3 mm之間的大體球體形狀且具有小於約3%之重量變化係數。在一些實施例中，凍乾試劑可包括濃度足以在試劑溶解時抑制氣泡形成之表面活性劑，及濃度足以便於形成能夠將水導入至試劑中之化學晶格的填充劑中之一或多者。例如，表面活性劑可為非離子清潔劑，諸如辛苯聚醇9或聚氧乙烯9月桂基醚。試劑中之表面活性劑的濃度可經組態以使得重組試劑之濃度在每100 ml約0.08 g與約3.1 g之間。由填充劑形成之化學晶格可允許試劑迅速且完全地溶解在樣本溶液或稀釋劑中。在一些實施例中，填充劑可包括聚乙二醇、肌醇、聚乙烯吡咯烷酮、牛血清白蛋白、葡萄聚糖、甘露醇、膽酸鈉、其組合，及其類似者中之一或多者。填充劑可具有按乾重計在約10%與約50%之間的濃度。
在一些實施例中，可以光度法偵測到之標記物化合物可經組態以產生呈色反應且可包括1,1',3,3,3',3'-碘化六甲基吲哚三羰花青及1,1'-雙(含磺烷基)-3,3,3',3'-四甲基吲哚三羰花青鹽。標記物化合物可例如用以判定原位稀釋且可包括可以光度法偵測到之化合物。可藉由將稀釋後之樣本在預定波長下的吸光度與已知濃度之參考溶液進行比較來以光度法判定標記物之濃度。標記物在與樣本混合之前及之後的濃度比可用以計算樣本之稀釋度。
標記物化合物亦可包括酵素受質，諸如p-硝基苯磷酸鹽、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶，及D-乳酸。化合物p-硝基苯磷酸鹽為鹼性磷酸酶之受質且可經組態以產生呈色p-硝基苯反應產物。
應注意，對本文中描述之旋轉器的微流控改良(例如，入口、孔、弧形空腔反射器、導管、容器穿孔機構、容器、稀釋劑、試劑及其類似者)不受旋轉器之製程限制。例如，可對旋轉器進行超音波焊接及/或雷射焊接。 II. 系統 流體分析系統
本文中描述了流體分析系統，該等流體分析系統可包括使用根據本文中描述之各種實施例之裝置執行流體分析所必要的組件中之一或多者。例如，本文中描述之流體分析系統可自動地處理及分析施加至旋轉器裝置之樣本以識別及/或分析一或多種分析物。一般而言，本文中描述之流體分析系統可包括旋轉器組合件、輻射源、偵測器及控制器(包括記憶體、處理器及電腦指令)中之一或多者。輻射源可經組態以發射光信號(例如，光束)且照射旋轉器之孔集合。偵測器可經組態以接收穿過旋轉器之光束。耦合至偵測器之控制器可經組態以接收對應於由偵測器接收之光束的信號資料且使用該信號資料產生分析物資料。流體之一或多種分析物可由控制器使用該分析物資料識別。樣本可包括以下各物中之至少一或多者：全血、血清、血漿、尿液、痰、精液、唾液、眼睛水晶體液、腦液、脊髓液、羊水，及組織培養基，以及食品及工業化學品、其組合，及其類似者。 旋轉器製造系統
本文中描述了旋轉器製造系統，該等旋轉器製造系統可包括製造本文中描述之旋轉器裝置所必要的組件中之一或多者。例如，本文中描述之製造系統可將旋轉器組合件之一或多層耦接(例如，附著、焊接)在一起。一般而言，本文中描述之製造系統可包括經組態以固持一或多個旋轉器組件之平台、輻射源、光罩及控制器(包括記憶體、處理器及電腦指令)中之一或多者。在一些實施例中，平台可為經組態以固持旋轉器且提供與容納在光罩外殼中之光罩之精確對準及耦接的「浮動」平台。輻射源可經組態以發射光信號(例如，光束)以用於將旋轉器組合件之一或多層雷射焊接在一起。如本文中描述之旋轉器裝置(100、200、300、400、500、600、700)中之任一者可使用如本文中描述之旋轉器製造系統製造。 平台
在一些實施例中，光罩可與經組態以固持旋轉器之平台對準以進行雷射焊接。歸因於微流控通道之大小，光罩與旋轉器需要精確地對準以便使用光罩恰當地對旋轉器進行雷射焊接。為了確保光罩與待焊接之每個旋轉器部件之間的一致及恰當對準，平台可經組態以在平行於光罩之平面中移動以有助於旋轉器與光罩之對準。例如，光罩可固持在固定位置且旋轉器基座可固持在可相對於光罩「浮動」之平台(例如，巢、台)上以有助於定位光罩且使光罩夾緊至旋轉器。
圖16為可在面向光罩外殼(見圖18)之一面上包括焊接巢(1610)之平台(1600)(例如，「浮動平台」)的透視圖，焊接巢(1610)上安置有第一突出部集合(1620)及第二突出部集合(1630)。第一突出部集合(1620)(例如，導銷)可經組態以接納在光罩外殼中之對應孔洞中。第二突出部集合(1630)(例如，旋轉器對準銷)可經組態以接納在旋轉器(1600)中之對應孔洞(例如，凹部)中，使得旋轉器固持在平台(1600)上。第一突出部集合及第二突出部集合可各自包括至少兩個突出部。平台可進一步包括一或多個對準機構(1640)(例如，對準螺釘)，該一或多個對準機構可經組態以使焊接巢(1610)沿著平台(1600)之平面移動，從而允許第一突出部集合(1620)與光罩耦接件配套。可手動地操作或藉由致動機構自動地控制(例如，藉由控制裝置操作)對準機構(1640)。
圖17為包括第一層(1710)(例如，第一外殼)、第二層(1720)(例如，玻璃板)、光罩(1730)及第三層(1740)(例如，第二外殼)之光罩外殼(1700)的分解透視圖。第一層(1710)可包括對應於平台(1600)之第一突出部集合(1620)的軸套集合(1750)(例如，導引軸套)。在一些實施例中，光罩外殼(1700)相對於平台(1600)可為固定的。在此組態中，浮動平台允許軸套及突出部(例如，軸套導銷、旋轉器對準銷)相對於彼此移動且彼此配合，使得光罩可釋放地夾緊至旋轉器。圖18示出了固持在平台(1600)上及在適當位置以朝向光罩外殼(1700)前進且可釋放地夾緊至光罩外殼(1700)的旋轉器(1800)。可沿著垂直於光罩外殼(1700)之軸線致動平台(1600)。在一些實施例中，光罩可經組態以阻隔紅外線輻射到達耦接至平台之旋轉器的一或多個部分。 旋轉器檢查系統
本文中描述了旋轉器檢查系統，該等旋轉器檢查系統可包括根據本文中描述之各種實施例執行旋轉器裝置之焊接部分分析所必要的組件中之一或多者。例如，本文中描述之檢查系統可對旋轉器進行光學成像、處理及分析以產生對應於旋轉器之一或多個結構/結構特徵的旋轉器資料。例如，旋轉器資料可對應於旋轉器之焊接部分集合、結構(例如，空腔、通道、孔)及試劑中之一或多者。一般而言，本文中描述之檢查系統可包括輻射源(例如，照射源)、偵測器及控制器(包括記憶體、處理器及電腦指令)中之一或多者。輻射源可經組態以發射光信號(例如，光束)且照射旋轉器之一或多個結構。偵測器可經組態以接收由旋轉器反射之光束。耦合至偵測器之控制器可經組態以接收對應於由偵測器接收之光束的信號資料且使用該信號資料產生旋轉器資料。可使用該旋轉器資料來識別及表徵旋轉器之一或多個結構。例如，可將超過預定數目之低品質焊接部分的旋轉器標記為由旋轉器檢查系統拒絕。作為另一實例，可以旗標表示具有預定數目之破裂凍乾試劑球體的旋轉器以進行手動檢查。如本文中描述之旋轉器裝置(100、200、300、400、500、600、700)中之任一者可使用如本文中描述之旋轉器檢查系統檢查。 旋轉器組合件
如本文中描述之離心旋轉器(100、200、300、400、500、600、700)中之任一者可與如本文中描述之流體分析系統一起使用。在一些實施例中，旋轉器可包括第四層以有助於處置、處理及識別施加至旋轉器之樣本。固持旋轉器之第四層可由使用者置放至流體分析系統中以用於樣本之自動化處理。第四層可用於向旋轉器提供實體支撐及保護。例如，第四層可在旋轉器之開口周圍形成密封。在一些實施例中，旋轉器殼體可包括一或多個識別符，諸如條碼、QR碼，及一或多個基準點(例如，彩色/不透明的點、標尺、狹縫、界標、標記物)、其組合，及其類似者。 輻射源
如本文中描述之流體分析系統可包括經組態以發射指向離心旋轉器之第一光信號(例如，照明)的輻射源。輻射源可經組態以產生在UV、可見光及/或近IR波長中之光束。如本文中描述之偵測器可經組態以自離心旋轉器接收第二光束。第二光信號可因應使用第一光信號照射微流控通道而產生。第二光信號可用以產生分析物資料以供分析。在一些實施例中，輻射源可包括發光二極體、雷射、顯微鏡、光學感測器、透鏡及閃光燈中之一或多者。例如，輻射源可產生可由光纖電纜攜載之光或一或多個LED可經組態以提供照明。在另一實例中，包括一束可撓性光纖之光纖鏡可經組態以自外部光源接收光及傳播光。 偵測器
一般而言，本文中描述之流體分析系統可包括用以接收穿過離心旋轉器之孔內的樣本之光信號(例如，光束)的偵測器。所接收之光可用以產生信號資料，該信號資料可由處理器及記憶體處理以產生分析物資料。偵測器可安置在離心旋轉器之與輻射源之一面相對的一面上，使得偵測器自輻射源接收已穿過離心旋轉器之一或多個孔的光束(例如，第二光信號)。偵測器可進一步經組態以對一或多個識別符(例如，條碼)及離心旋轉器之條碼成像。在一些實施例中，偵測器可包括透鏡、相機及量測光學元件中之一或多者。例如，偵測器可包括光學感測器(例如，電荷耦合裝置(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)光學感測器)，且可經組態以產生傳輸至顯示器之影像信號。例如，偵測器可包括具有影像感測器(例如，具有或沒有彩色濾光器陣列及相關聯之處理電路的CMOS或CCD陣列)之相機。 控制裝置
如本文中描述之流體分析系統、旋轉器製造系統及旋轉器檢查系統可耦合至一或多個控制裝置(例如，電腦系統)及/或網路。圖8B為控制裝置(820)之方塊圖。控制裝置(820)可包括具有處理器(824)及記憶體(826)之控制器(822)。在一些實施例中，控制裝置(820)可進一步包括通信介面(830)。控制器(822)可耦合至通信介面(830)以准許使用者遠端地控制控制裝置(820)、輻射源(810)、離心旋轉器組合件(812)、偵測器(814)及系統(800)之任何其他組件。通信介面(830)可包括經組態以經由有線及/或無線網路將控制裝置(820)連接至另一系統(例如，網際網路、遠端伺服器、資料庫)的網路介面(832)。通信介面(830)可進一步包括經組態以准許使用者直接控制控制裝置(820)之使用者介面(834)。 控制器
一般而言，本文中描述之流體分析系統可包括耦合至輻射源及偵測器之離心旋轉器及對應的控制裝置。在一些實施例中，偵測器可經組態以產生信號資料。該信號資料可由控制器接收且用以產生對應於樣本之一或多種分析物的分析物資料。控制裝置因此可識別及/或表徵樣本之一或多種分析物。如本文中更詳細地描述，控制器(822)可使用網路介面(832)耦合至一或多個網路。控制器(822)可包括耦合至包括使用者介面(834)之通信介面(830)的處理器(824)及記憶體(826)。控制器(822)可自動地執行離心旋轉器識別、處理、影像分析及分析物分析中之一或多個步驟，且因此改良流體分析之特異性、靈敏度及速度中之一或多者。
控制器(822)可包括用於在其上操作之電腦指令以致使處理器(824)執行本文中描述的步驟中之一或多者。在一些實施例中，電腦指令可經組態以致使處理器自偵測器接收信號資料，使用該信號資料產生分析物資料，及使用該分析物資料識別流體之一或多種分析物。在一些實施例中，電腦指令可經組態以致使控制器設定成像資料參數。電腦指令可經組態以致使控制器產生分析物資料。可針對每個離心旋轉器之每個孔保存信號資料及分析。
如圖8B所示，控制裝置(820)可包括與流體分析系統(800)(例如，輻射源(810)、離心旋轉器組合件(812)及偵測器(814))通信之控制器(822)。控制器(822)可包括一或多個處理器(824)及與一或多個處理器(824)通信之一或多個機器可讀記憶體(826)。處理器(824)可併入有自記憶體(826)接收之資料及使用者輸入以控制系統(800)。記憶體(826)可進一步儲存指令以致使處理器(824)執行與系統(800)相關聯之模組、程序及/或功能。控制器(822)可藉由有線及/或無線通信通道連接至且控制輻射源(810)、離心旋轉器組合件(812)、偵測器(814)、通信介面(830)及其類似者中之一或多者。
控制器(822)可與眾多通用或專用計算系統或組態一致地實施。可適合於與本文中揭露之系統及裝置一起使用的各種實例計算系統、環境及/或組態可包括但不限於在伺服器或伺服器計算裝置內或體現在伺服器或伺服器計算裝置上之軟體或其他組件，諸如路由/連接組件、多處理器系統、基於微處理器之系統、分佈式計算網路、個人計算裝置、網路設備、攜帶型(例如，手持型)或膝上型裝置。攜帶型計算裝置之實例包括智慧型電話、個人數位助理(PDA)、行動電話、平板PC、呈智慧型手錶及其類似者之形式的可穿戴電腦，及經由感測器與患者之環境介接且可使用頭戴式顯示器以用於視覺化、視線追蹤及使用者輸入的攜帶型或可穿戴增強現實裝置。 處理器
處理器(824)可為經組態以運行及/或執行指令集或碼之任何合適的處理裝置且可包括一或多個資料處理器、影像處理器、圖形處理單元、物理處理單元、數位信號處理器，及/或中央處理單元。處理器(824)可為例如通用處理器、場可程式化閘陣列(FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)、其組合，及其類似者。處理器(824)可經組態以運行及/或執行應用程序及/或與系統相關聯之其他模組、程序及/或功能及/或與其相關聯之網路。基本裝置技術可以多種組件類型提供，包括金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)技術如互補金屬氧化物半導體(CMOS)、雙極技術如發射極耦合邏輯(ECL)、聚合物技術(例如，矽共軛聚合物及金屬共軛聚合物-金屬結構)、混合類比及數位、其組合，及其類似者。 記憶體
在一些實施例中，記憶體(826)可包括資料庫(未示出)且可為例如隨機存取記憶體(RAM)、記憶體緩衝器、硬碟、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)、電可抹除唯讀記憶體(EEPROM)、唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、其組合，及其類似者。如本文中所使用，資料庫指資料儲存資源。記憶體(826)可儲存指令以致使處理器(824)執行與控制裝置(820)相關聯之模組、程序及/或功能，諸如校準、編索引、離心旋轉器信號處理、影像分析、分析物分析、通知、通信、認證、使用者設定、其組合，及其類似者。在一些實施例中，儲存器可為基於網路的且可供一或多個受認證之使用者存取。基於網路之儲存器可稱作遠端資料儲存器或雲端資料儲存器。儲存在雲端資料儲存器(例如，資料庫)中之信號資料及分析可由受認證之使用者經由網路(諸如網際網路)存取。在一些實施例中，資料庫(840)可為基於雲端之FPGA。
本文中描述之一些實施例係關於具有非暫時性電腦可讀媒體(亦可稱作非暫時性處理器可讀媒體)之電腦儲存產品，該非暫時性電腦可讀媒體上面具有指令或電腦碼以用於執行各種電腦實施之操作。電腦可讀媒體(或處理器可讀媒體)在其本身不包括暫時性傳播信號(例如，在諸如空間或電纜之傳輸媒體上攜載資訊的傳播之電磁波)之意義上為非暫時性的。媒體及電腦碼(亦可稱作碼或演算法)可為經設計及構造以用於一或多個特殊目的之彼等媒體及電腦碼。
非暫時性電腦可讀媒體之實例包括但不限於磁性儲存媒體，諸如硬碟、軟碟及磁帶；光學儲存媒體，諸如緊密光碟/數位視訊光碟(CD/DVD)；緊密光碟-唯讀記憶體(CD-ROM)；全像裝置；磁-光儲存媒體，諸如光碟；固態儲存裝置，諸如固態硬碟(SSD)及固態混合硬碟(SSHD)；載波信號處理模組；及專門經組態以儲存及執行程式碼之硬體裝置，諸如特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)、唯讀記憶體(ROM)及隨機存取記憶體(RAM)裝置。本文中描述之其他實施例係關於可包括例如本文中揭露之指令及/或電腦碼之電腦程式產品。
本文中描述之系統、裝置及方法可由(在硬體上執行之)軟體、硬體或其組合執行。硬體模組可包括例如通用處理器(或微處理器或微控制器)、場可程式化閘陣列(FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)、其組合，及其類似者。(在硬體上執行之)軟體模組可以多種軟體語言(例如，電腦碼)及開發工具表達，該等軟體語言包括C、C++、Java®、Python、Ruby、Visual Basic®，及/或其他面向對象的、程序或其他程式設計語言。電腦碼之實例包括但不限於微碼或微指令、諸如由編譯器產生之機器指令、用以產生網路服務之碼，及含有由電腦使用解譯器執行之較高階指令的檔案。電腦碼之額外實例包括但不限於控制信號、加密碼，及壓縮碼。 通信介面
通信介面(830)可准許使用者直接地及/或遠端地與系統(800)互動及/或控制系統(800)。例如，系統(800)之使用者介面(834)可包括供使用者輸入命令之輸入裝置及供使用者及/或其他使用者(例如，技術人員)接收與系統(800)之操作相關之輸出(例如，查看顯示裝置上之樣本資料)的輸出裝置。在一些實施例中，網路介面(832)可准許控制裝置(820)與如本文中更詳細地描述之網路(870)(例如，網際網路)、遠端伺服器(850)及資料庫(840)中之一或多者通信。 使用者介面
使用者介面(834)可充當使用者(例如，操作者)與控制裝置(820)之間的通信介面。在一些實施例中，使用者介面(834)可包括輸入裝置及輸出裝置(例如，觸控螢幕及顯示器)且經組態以自一或多個感測器、輸入裝置、輸出裝置、網路(870)、資料庫(840)及伺服器(850)接收輸入資料及輸出資料。例如，由偵測器產生之信號資料可由處理器(824)及記憶體(826)處理，且由一或多個輸出裝置(例如，顯示器)以視覺方式輸出。信號資料、影像資料及/或分析物資料可由使用者介面(834)接收且經由一或多個輸出裝置以視覺方式、聽覺方式及/或經由觸覺反饋輸出。作為另一實例，對輸入裝置(例如，控制搖桿、鍵盤、觸控螢幕)之使用者控制可由使用者介面(834)接收且接著由處理器(824)及記憶體(826)處理以供使用者介面(834)將控制信號輸出至流體分析系統(800)之一或多個組件。在一些實施例中，使用者介面(834)可充當輸入及輸出裝置(例如，經組態以產生控制信號同時亦向使用者提供觸覺反饋之手持型控制器)。 輸出裝置
使用者介面(834)之輸出裝置可輸出對應於樣本及/或系統(800)之影像資料及/或分析物資料，且可包括顯示裝置、音訊裝置及觸覺裝置中之一或多者。顯示裝置可經組態以顯示圖形使用者介面(GUI)。使用者控制台(860)可包括整合之顯示器及/或視訊輸出，該整合之顯示器及/或視訊輸出可經連接以向一或多個通用顯示器，包括可經由網際網路或網路訪問之遠端顯示器輸出。亦可對輸出資料加密以確保隱私且可將輸出資料之全部或部分保存至伺服器或電子醫療保健記錄系統。顯示裝置可准許使用者查看信號資料、校準資料、功能資料、影像資料、分析物資料、系統資料、流體資料、患者資料，及/或由控制器(822)處理之其他資料。在一些實施例中，輸出裝置可包括顯示裝置，該顯示裝置包括以下各物中之至少一者：發光二極體(LED)、液晶顯示器(LCD)、電致發光顯示器(ELD)、電漿顯示面板(PDP)、薄膜電晶體(TFT)、有機發光二極體(OLED)、電子紙/電子墨水顯示器、雷射顯示器、全像顯示器、其組合，及其類似者。
音訊裝置可以聽覺方式輸出患者資料、流體資料、影像資料、分析物資料、系統資料、警報及/或警告。例如，音訊裝置可在離心旋轉器不恰當地插入至離心旋轉器組合件中發生時輸出可聽警告。在一些實施例中，音訊裝置可包括揚聲器、壓電音訊裝置、磁致伸縮揚聲器及/或數位揚聲器中之至少一者。在一些實施例中，使用者可使用音訊裝置及通信通道與其他使用者通信。
觸覺裝置可併入至輸入裝置及輸出裝置中之一或多者中以向使用者提供額外感覺輸出(例如，力反饋)。例如，觸覺裝置可產生觸知回應(例如，振動)以確認對輸入裝置(例如，控制搖桿、鍵盤、觸控表面)之使用者輸入。在一些實施例中，觸覺裝置可包括經組態以向使用者提供觸覺觸知反饋之振動馬達。觸覺反饋在一些實施例中可確認離心旋轉器處理之起始及完成。另外地或替代地，觸覺反饋可通知使用者錯誤，諸如離心旋轉器不恰當地置放及/或插入至離心旋轉器組合件中。此可防止對系統之可能傷害。 輸入裝置
輸入裝置之一些實施例可包括經組態以產生控制信號之至少一個開關。例如，輸入裝置可經組態以控制離心旋轉器組合件之移動。在一些實施例中，輸入裝置可包括經組態以將控制信號傳輸至控制器(822)之有線及/或無線接收器的有線及/或無線傳輸器。例如，輸入裝置可包括觸控表面以供使用者提供對應於控制信號之輸入(例如，手指與觸控表面之接觸)。包括觸控表面之輸入裝置可經組態以使用複數個觸敏技術中之任一者偵測觸控表面上之接觸及移動，該等觸敏技術包括電容、電阻、紅外線、光學成像、色散信號、聲脈衝辨識，及表面聲波技術。在包括至少一個開關之輸入裝置的實施例中，開關可包括例如按鈕(例如，硬鍵、軟鍵)、觸控表面、鍵盤、類比搖桿(例如，控制搖桿)、方向鍵、指向裝置(例如，滑鼠)、軌跡球、微動轉盤、步進開關、搖臂開關、指標裝置(例如，觸控筆)、運動感測器、影像感測器，及麥克風中之至少一者。運動感測器可自光學感測器接收使用者運動資料且將使用者手勢歸類為控制信號。麥克風可接收音訊且將使用者語音辨識為控制信號。 網路介面
如圖8A中所示，本文中描述之控制裝置(820)可經由網路介面(832)與一或多個網路(870)及電腦系統(850)通信。在一些實施例中，控制裝置(820)可經由一或多個有線及/或無線網路與其他裝置通信。網路介面(832)可便於經由一或多個外部埠(例如，通用串列匯流排(USB)、多針連接器)與其他裝置通信，該一或多個外部埠經組態以直接耦合至其他裝置或經由網路(例如，網際網路、無線LAN)間接地耦合。
在一些實施例中，網路介面(832)可包括經組態以與一或多個裝置及/或網路通信之射頻接收器、傳輸器，及/或光學(例如，紅外線)接收器及傳輸器。網路介面(832)可藉由線及/或無線地與感測器、使用者介面(834)、網路(870)、資料庫(840)及伺服器(850)中之一或多者通信。
在一些實施例中，網路介面(832)可包括射頻(RF)電路(例如，RF收發器)，RF電路包括經組態以與一或多個裝置及/或網路通信之接收器、傳輸器，及/或光學(例如，紅外線)接收器及傳輸器中之一或多者。RF電路可接收及傳輸RF信號(例如，電磁信號)。RF電路將電信號轉換為電磁信號/自電磁信號轉換電信號且經由電磁信號與通信網路及其他通信裝置通信。RF電路可包括天線系統、RF收發器、一或多個放大器、調諧器、一或多個振盪器、數位信號處理器、CODEC晶片集、用戶身分模組(SIM)卡、記憶體及其類似者中之一或多者。無線網路可指不藉由任何種類之電纜連接的任何類型之數位網路。
無線網路中之無線通信的實例包括但不限於蜂巢式、無線電、衛星及微波通信。無線通信可使用複數個通信標準、協定及技術中之任一者，包括但不限於全球行動通信系統(GSM)、增強資料GSM環境(EDGE)、高速下行封包存取(HSDPA)、寬頻分碼多重存取(W-CDMA)、分碼多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、藍芽、近場通信(NFC)、射頻識別(RFID)、無線保真度(Wi-Fi)(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n)、網際網路協定上的語音(VoIP)、Wi-MAX、電子郵件協定(例如，網際網路訊息存取協定(IMAP)、郵局協定(POP))、即時通訊(例如，可擴展通訊與狀態協定(XMPP)、即時通訊、狀態利用擴展之會話發起協定(SIMPLE)、即時通訊及狀態服務(IMPS))、簡訊服務(SMS)，或任何其他合適的通信協定。一些無線網路部署結合來自多個蜂巢式網路之網路或使用蜂巢式、Wi-Fi及衛星通信之混合。
在一些實施例中，無線網路可連接至有線網路以便與網際網路、其他載體語音及資料網路、商業網路，及個人網路介接。有線網路通常經由銅雙絞線、同軸電纜及/或光線電纜攜載。存在許多不同類型之有線網路，包括廣域網路(WAN)、都會區域網路(MAN)、區域網路(LAN)、網際網路區域網路(IAN)、校園區域網路(CAN)、全球區域網路(GAN)如網際網路、無線個人區域網路(PAN)(例如，藍芽、藍芽低功耗)，及虛擬私人網路(VPN)。如本文中所使用，網路指無線、有線、公共及私人資料網路之任何組合，該等網路通常經由網際網路互連以提供統一的網路連接及資訊存取系統。 III. 方法
本文中描述了對應於使用旋轉器以分析諸如全血之流體、製造旋轉器及檢查旋轉器之方法的實施例。此等方法可識別及/或表徵樣本，且在一些實施例中可與所描述之系統及裝置一起使用。例如，流體分析系統可分析及表徵置放在旋轉器上之血液樣本，且識別一或多種分析物。一般而言，可將生物樣本輸入至旋轉器，且將旋轉器置放至流體分析系統中。系統接著可使旋轉器藉由離心力自旋，使得將樣本分配至孔集合中。可藉由系統對孔集合進行光學分析且可執行進一步分析以表徵樣本。
使用超音波焊接技術製造之一些習知旋轉器可產生試劑粉塵，試劑粉塵可造成旋轉器之光析管之間的不期望之試劑污染。例如，當對旋轉器之部分進行超音波焊接時，光析管內之試劑珠粒可超音波地振動且產生試劑粉塵。在一些情況下，試劑粉塵可遷移離開光析管而進入旋轉器之通道或其他空腔中。相比之下，如本文中描述之製造方法可焊接複數個旋轉器層以形成旋轉器裝置，該旋轉器裝置解決此等缺陷且可與流體分析系統一起使用。檢查方法可表徵旋轉器之一或多個態樣且允許諸如基於製造品質對旋轉器進行歸類。 流體分析
在一些實施例中用於分析流體之方法可使用如本文中描述之流體分析系統及/或旋轉器。本文中描述之方法可基於光學分析技術而迅速及容易地識別樣本中之分析物。圖9為大體上示出分析流體之方法(900)的流程圖。在結構上及/或功能上類似於如本文中描述之旋轉器(100、200、300、400、500、600、700)的旋轉器可用於本文中描述之流體分析步驟中之一或多者中。程序可包括在步驟902處將樣本施加至旋轉器。在一些實施例中，樣本可包括來自受試者(諸如人類或動物)之血液樣本。例如，可自靜脈或自指尖採血取得血液樣本。樣本/流體之體積可在例如約40微升與約100微升之間。在一些實施例中，旋轉器可封裝在不可滲透之鉑袋中，且可進一步包括乾燥劑之封裝。乾燥劑可最小化濕氣對安置在旋轉器內之試劑的影響。可將樣本輸入至旋轉器之樣本口或開口中。
在步驟904處，可將具有樣本之旋轉器置放(例如，插入)至流體分析系統中。例如，旋轉器可經組態以安裝在流體分析系統(800)之離心機上。旋轉器可包括適合於安裝在例如離心機之豎直驅動軸上的插孔或其他耦接機構。例如，可將旋轉器置放至滑動平台上，該平台經組態以收縮至流體分析系統中且允許心軸(例如，軸)與旋轉器可釋放地嚙合。在一些實施例中，心軸可嚙合旋轉器之空腔內的可滑動稀釋劑容器，使得容器可經組態以打開且將稀釋劑自容器引導至旋轉器之其他空腔中以與樣本混合。例如，安置在旋轉器內之容器可由軸向上朝向經組態以將容器穿孔之突出部集合推動。
在步驟906處，旋轉器可使用離心機以一或多個預定速率自旋。在樣本包括血液之實施例中，血球可藉由步驟906處之離心力與稀釋後之血漿分離。在其他實施例中，血球與血漿之分離可在稀釋之前發生。在一些實施例中，樣本可與稀釋劑混合以形成實質上同質的混合物。例如，圖1A中所示之旋轉器(100)可以合適的RPM，諸如以約1,000 RPM、以約2,000 RPM、以約3,000 RPM、以約4,000 RPM、以約5,000 RPM、以約6,000 RPM(包括之間的所有值及子範圍)自旋。
當旋轉器自旋時，樣本可離開弧形空腔(110)，同時稀釋劑進入計量腔室(112)。當稀釋劑自計量腔室(112)流動至混合腔室(114)時，樣本可開始填充孔(152)(例如，紅血球孔)。自旋之旋轉器的離心力防止液體通過一或多個導管之U形部分。當旋轉器靜止(例如，不在自旋)時，毛細管力允許樣本(例如，血漿)流動通過一或多個導管。一或多個自旋週期可用以遞送且在混合腔室(114)中混合樣本與稀釋劑以及將混合後之稀釋劑及樣本遞送至通道(120)中以用於分配至孔集合(130)中。
在分離與混合之後，在步驟908處，可經由離心力經由旋轉器之內部通道將樣本流體分配至孔集合中。在一些實施例中，孔集合可包括測定孔集合，每個孔包括一或多種試劑(例如，凍乾試劑、試劑珠粒)，及參考孔集合。在測定孔中之流體與試劑之間可發生化學反應，同時血漿可進入參考孔集合而不經歷與試劑之反應。
可在旋轉器自旋時對孔集合內之流體進行光學分析。例如，可以光度法分析在測定孔中發生之化學反應。在步驟910處，輻射源(例如，光源、照射源)可用以引導光束通過旋轉器之孔中的一或多者。輻射源可包括弧光燈及/或其他高強度光源，包括脈衝雷射、波長可調諧源、其組合，及其類似者。例如，弧光燈可在持續時間為大約5微秒之閃光期間放出大約0.1焦耳之能量。孔集合內之流體可部分地吸收自輻射源接收之光束。吸收光之程度可取決於光束之波長及所分析之孔的內容物。在一些實施例中，可基於自旋轉器之反射器接收的光信號而啟動輻射源。例如，反射器可接收在旋轉器之平面中發射的光束，該光束可經垂直地朝向偵測器重新引導。偵測器可接收光束且控制裝置可處理信號資料以控制輻射源在預定時間發射穿過旋轉器之孔的光束。
在步驟912處，偵測器(例如，光學感測器)可用以接收穿過旋轉器之一或多個孔的光。在一些實施例中，偵測器可耦合至一或多個光學組件，該一或多個光學組件包括光束分裂器、干涉濾光器及光偵測器中之一或多者。光學組件可形成光學偵測路徑(未示出)。在步驟914處偵測器可經組態以產生針對孔中之一或多者的信號資料。在步驟916處，可藉由控制裝置處理信號資料以表徵(例如，量化)樣本之一或多種分析物。在一些實施例中，可執行複數個測試(例如，多達50個不同的測試)。例如，分析可包括端點測試及速率測試。另外地或替代地，可在測試孔中執行免疫測定及其他特定結合測定。然而，一般而言，此等測定程序為同質的。在一些情況下，可在免疫反應步驟已發生之後當在測試孔中將血液與血漿分離時使用異質測定系統。血液測定可包括以下中之一或多者：葡萄糖、乳酸脫氫酶、血清麩胺草醋酸轉胺酶(SGOT)、血清麩胺丙酮酸轉胺酶(SGPT)、血尿素(氮)(BUN)、總蛋白質、鹼度、磷酸酶、膽紅素、鈣及氯。此等測定中之一些可使用血漿與一或多種試劑相結合以產生血漿之視覺上可偵測到(例如，可以光度法偵測到)的變化。在步驟918處，可藉由流體分析系統輸出所執行之分析。 旋轉器製造
本文中亦描述了對應於製造旋轉器之方法的實施例，該旋轉器在一些實施例中可與如本文中描述之流體分析系統實施例一起使用。在結構上及/或功能上類似於如本文中描述之旋轉器(100、200、300、400、500、600、700)的旋轉器可使用本文中描述之製造步驟中之一或多者製造。例如，此處描述之方法可使用射出成型及雷射焊接技術製造旋轉器裝置。使用此等方法製造之旋轉器可具有眾多益處，諸如旋轉器具有降低之試劑污染(例如，在孔內產生珠粒粉塵)風險以及對品質、一致性、產出量及製造自動化中之一或多者的改良。
一般而言，本文中描述之方法包括形成及結合旋轉器之層集合。例如，旋轉器之基座可包括諸如經由雙射射出成型程序結合在一起之第一層及第二層。第一層可為實質上透明的。第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。第一層及第二層可界定孔集合。此外，第二層可界定如本文中更詳細地描述之通道集合及空腔。旋轉器可包括與基座對準之第三層。第三層可界定經組態以接收流體之開口，其中第三層可為實質上透明的。基座可使用紅外線輻射結合(例如，焊接)至第三層，使得通道在開口與孔集合之間建立流體連通路徑。在一些實施例中，可形成一或多個額外層且將其結合至第三層。
圖10A為大體上描述製造旋轉器之方法(1000)的流程圖。方法可包括在步驟1002處形成第一層及在步驟1004處形成第二層。在步驟1006處，可將第一層與第二層結合在一起以形成旋轉器之基座。例如，可使用如關於圖10B及圖11A至圖11F更詳細地描述之多射射出成型(例如，順序射出成型)形成第一層及第二層且將其結合在一起(步驟1002、1004、1006)。在一些實施例中，結合至第二層之第一層可界定孔集合。
在一些實施例中，第一層及第二層可由以下各物中之一或多者組成：丙烯酸系物、聚碳酸酯、環烯烴共聚物(COC)、聚苯乙烯及丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。第一層可為實質上透明的。例如，第一層對紫外光、可見光及紅外線輻射中之至少一者可為實質上透明的。第二層可包括按重量計至少約0.1%之碳黑。例如，第二層可包括約0.2%之碳黑。例如，第二層可包括約0.4%之碳黑。例如，第二層可包括約0.8%之碳黑。第二層可實質上能夠吸收中紅外線輻射及近紅外線輻射中之至少一者。在一些實施例中，第二層可實質上能夠吸收至少940 nm波長輻射。
在一些實施例中，可使用在圖10B之流程圖中描述及在圖11A至圖11F中示出的雙射成型程序(1020)形成及結合旋轉器之第一層及第二層。如圖11B中所示，雙射成型系統/方法可包括模具之第一半(1120)及模具之對應的第二半(1130)。模具之第一半(1120)可包括第一空腔(1122)及第二空腔(1124)。模具之第二半(1130)可包括第一芯(1132)及第二芯(1134)。第一空腔(1122)與第二空腔(1124)之形狀可為不同的，而第一芯(1132)與第二芯(1134)之形狀可為相同的。第一空腔(1122)與第二空腔(1124)之間的不同形狀允許藉由材料之每次射出(例如，射注)形成不同結構。在第一芯(1132)與第二芯(1134)之間具有相同形狀允許第一層具有一致的形狀。模具之第一半(1120)及模具之第二半(1130)可由例如鋼形成。在一些實施例中，模具之第一半(1120)及模具之第二半(1130)中之任一者可經組態以相對於另一者軸向地移動及旋轉。例如，圖11A至圖11F中之模具之第二半(1130)可經組態以相對於模具之靜止的第一半(1120)軸向地移動及滾動。
雙射成型程序可包括閉合一對模具半部(1120、1130)及將第一材料(例如，透明的樹脂材料)射出(例如，射注)至第一芯(1132)中的步驟1022。第一旋轉器(1140)之第一層將形成在模具(1120、1130)之間且由第一芯(1132)及第一空腔(1122)之形狀界定。
在步驟1024處，模具之第二半(1130)可軸向地移動遠離模具之第一半(1120)以打開模具。第一旋轉器(1140)之第一層可安置在模具之第二半(1130)的第一芯(1132)內。在步驟1026處，可使模具之第二半(1130)旋轉(例如，滾動)180度，使得第一空腔(1122)與第二芯(1134)對準且第二空腔(1124)與具有第一旋轉器(1140)之第一層的第一芯(1132)對準。模具之第二半(1130)的此旋轉允許第一旋轉器(1140)之第一層在第一層上方接收第二材料(例如，碳填充之樹脂材料)的射出。亦即，第二層可與第一層對準。同時，可在相鄰的第二芯(1134)中射出單獨的旋轉器之第一層。
在步驟1028處，可閉合一對模具(1120、1130)且可將第一材料射出至第二芯(1134)中。第二旋轉器(1142)之第一層可形成在模具(1120、1130)之間且由第二芯(1134)及第一空腔(1122)之形狀界定。並行地，可將第二材料(例如，碳填充之樹脂材料)射出至第一芯(1132)中。第一旋轉器(1140)之第二層可形成在模具(1120、1130)之間且由第一層、第一芯(1132)及第二空腔(1124)之形狀界定。亦即，可使用多射射出成型形成第二層且將其結合至第一層。
如本文中更詳細地描述，第二空腔(1124)及模具之第二半(1130)可經組態以形成阻斷件集合，該等阻斷件可在第一材料與第二材料之間形成密封且有助於形成旋轉器之結構特徵(例如，孔集合)。例如，第二空腔(1124)之金屬表面可與旋轉器之第一層嚙合以界定經組態以防止材料射出及/或形成支撐的阻斷件。具體而言，孔集合中之每個孔可包括第一層之錐形側壁表面(例如，圖3B)，第二空腔(1124)可與該側壁表面嚙合以形成經組態以防止第二材料急驟蒸發或流出的阻障。以此方式，可在旋轉器中形成一或多個孔穴(例如，孔)。
在步驟1030處，模具之第二半(1130)可軸向地移動遠離模具之第一半(1120)以打開模具。如圖11E中所示，第二旋轉器(1142)之第一層可安置在模具之第二半(1130)的第二芯(1134)內。具有第一層及第二層之第一旋轉器(1140)可安置在第二空腔(1124)內。在步驟1032處，可使模具之第二半(1130)旋轉(例如，滾動)180度，使得第一空腔(1122)與第一芯(1132)對準且第二空腔(1124)與具有第二旋轉器(1142)之第一層的第二芯(1134)對準。在步驟1034處，可將具有結合在一起之第一層及第二層(例如，旋轉器基座)的第一旋轉器(1140)自第二空腔(1124)中彈出。程序可返回至步驟1028(例如，圖11D)以用於製造額外旋轉器。在其他實施例中，可在射注第一材料(例如，透明的樹脂材料)之前射注第二材料(例如，碳填充之樹脂)。
再次參考圖10A，在步驟1008處，可將凍乾試劑集合置放至孔集合中。例如，第一孔集合可為空的，第二孔集合可包括不同的凍乾試劑，且第三孔集合中之每個孔可包括複數種凍乾試劑。
在步驟1010處，可形成第三層。例如，可藉由射出成型形成第三層。第三層可由以下各物中之一或多者組成：丙烯酸系物、聚碳酸酯、環烯烴共聚物(COC)、聚苯乙烯及丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。第三層可為實質上透明的。例如，第三層對紫外光、可見光及紅外線輻射中之至少一者可為實質上透明的。
在步驟1012處，可使用紅外線輻射將第一層及第二層結合至第三層，使得旋轉器之通道在開口與孔集合之間建立流體連通路徑。例如，可將第一層及第三層雷射焊接至第二層。可使用半導體二極體雷射、固態Nd:YAG雷射及光纖雷射中之一或多者執行雷射焊接。在一些實施例中，二極體雷射可產生所具有之波長為約940 nm之光束。
步驟1012可包括將旋轉器基座(例如，結合至第二層之第一層)與第三層對準。在一些實施例中，可將光罩與旋轉器基座及第三層對準。在一些實施例中，可將光罩固持在固定位置且可將旋轉器基座固持在平台(例如，巢、台)上。例如，可使用平台(例如，浮動平台)將光罩夾緊至旋轉器基座。平台可經組態以使旋轉器基座朝向光罩移動且將光罩與旋轉器基座對準。在一些實施例中，光罩可經組態以阻隔紅外線輻射到達旋轉器基座及第三層之一或多個部分。歸因於為了確保恰當焊接而在旋轉器與光罩之間所需的精確容限，平台可經組態以在平行於光罩之平面中移動以有助於旋轉器與光罩之對準。浮動平台允許軸套及突出部(例如，軸套導銷、旋轉器對準銷)相對於彼此移動且彼此配合，使得光罩可釋放地夾緊至旋轉器。例如，如本文中關於圖16至圖18詳細地描述，光罩及平台中之一者可包括經組態以配合至光罩及平台中之另一者之對應突出部集合中的軸套集合。
在一些實施例中，紅外線輻射可經組態為雷射束。在一些實施例中，雷射束可為線束、逐點束(例如，點)束、場(例如，平面)束及其類似者中之一或多者。可在光罩、旋轉器基座及第三層上方輸出雷射束。例如，線束可在光罩上方通過。光罩可經組態以界定旋轉器焊接之圖案。在旋轉器之接收穿過光罩之紅外線輻射的部分中，第二層之表面可吸收紅外線輻射且與第三層之接觸第二層的表面形成焊接部分。具有預定波長(例如，940 nm)之線束可在光罩上方通過以在預定功率輸出下在約1秒與約2秒之間在旋轉器中形成雷射焊接部分。在旋轉器之與雷射焊接部分相鄰的一些部分中，可歸因於熱膨脹而在第二層與第三層之間形成在約1 µm與約10 µm之間的間隙。
在一些實施例中，光罩可經組態以阻隔凍乾試劑集合中之至少一個凍乾試劑上方的雷射束。此可有助於試劑之結構及化學完整性。另外地或替代地，可在凍乾試劑集合中之至少另一個凍乾試劑上方輸出雷射束。安置在旋轉器中之凍乾試劑中之一些可經組態以在預定時間接收處於預定波長、功率之紅外線輻射，同時維持試劑之物理及化學完整性。例如，當暴露於處於約940 nm之紅外線輻射持續1秒至約2秒之間時，一些試劑可與光罩試劑起到實質上相同的作用。
在其他實施例中，可使用超音波焊接、黏著劑(例如，黏著膠帶)及/或溶劑結合中之一或多者結合第一層與第二層。
在步驟1014處，可形成第四層。例如，可藉由射出成型形成第四層。例如，第四層在結構上及/或功能上可類似於如本文中描述之第四層(204、704)。在步驟1016處，可將第四層耦接至第三層。例如，可將第四層超音波焊接至第三層。 旋轉器檢查
本文中亦描述了對應於用於檢查旋轉器之方法的實施例，該旋轉器在一些實施例中可與如本文中描述之流體分析系統實施例一起使用。此處描述之方法可使用光學成像及分析技術檢查旋轉器裝置(例如，雷射焊接之旋轉器)。此可具有眾多益處，諸如量化旋轉器之一或多個特性。例如，作為一致的、可重複的及自動化品質控制程序之一部分，可分析及驗證一或多個旋轉器焊接部分、試劑球體及孔。此可用於諸如按照品質對旋轉器進行分類。
圖12為大體上描述檢查旋轉器之方法(1200)的流程圖。在結構上及/或功能上類似於如本文中描述之旋轉器(100、200、300、400、500、600、700)的旋轉器可使用本文中描述之檢查步驟中之一或多者檢查。例如，旋轉器可包括諸如經由雙射射出成型耦接至第二層(102、202、302、402、502、702)之第一層(101、201、301、501)，以共同界定孔集合。第一層可為實質上透明的。第二層可界定通道。第二層可實質上能夠吸收紅外線輻射。第三層可界定經組態以接收流體之開口。第三層可為實質上透明的且諸如經由雷射焊接耦接至第二層。
在步驟1202處，可將旋轉器與一或多個光學感測器對準。在一些實施例中，一或多個光學感測器可經組態以產生旋轉器之平面圖、仰視圖、斜視圖及/或側視圖。在一些實施例中，一或多個輻射源可經組態以照射待成像之旋轉器的部分。例如，可使用漫射軸向照明來照射旋轉器。在一些實施例中，在對旋轉器成像時，旋轉器可正在自旋。
在步驟1204處，可使用光學感測器中之一或多者產生旋轉器影像集合。例如，圖13A及13B為旋轉器之一部分的說明性影像(1300、1350)，該等影像示出自平面圖視角看之旋轉器之結構特徵。影像可為整個旋轉器的或旋轉器之一部分的。在一些實施例中，可自側視及仰視視角中之任一者獲得影像。在步驟1206處，可自旋轉器影像集合識別一或多個旋轉器特性。可執行旋轉器影像之影像分析以產生結合資訊(例如，資料)。在一些實施例中，結合資訊可包括在所獲取之影像資料與參考資料集合之間執行的比較之結果。結合資訊可包括在第二層與第三層之間形成的邊緣集合。例如，邊緣之不預期之中斷可指示不完整的焊接。如圖13A中所示，旋轉器之第一部分(1310)可具有比旋轉器之第二部分(1320)高的強度值。例如，旋轉器之第一部分(1310)可具有第一像素強度範圍(例如，在0至255之灰度級範圍中的40至80)，且旋轉器之第二部分(1320)可具有第二像素強度範圍(例如，灰度級為100-140)。第一部分(1310)與第二部分(1320)之間的對比度差異可歸因於第二部分(1320)內之空氣。第一部分(1310)可對應於旋轉器之焊接部分，而第二部分(1320)可對應於旋轉器之未焊接部分，該等未焊接部分包括通道、孔、空氣、入口及製造缺陷中之一或多者。完全透明的旋轉器不能產生具有此可見對比度之旋轉器影像。
在圖13B中，旋轉器之第一部分(1360)具有比旋轉器之第二部分(1370、1380)低的強度值。第一部分(1360)可對應於焊接部分之邊緣，而第二部分可對應於旋轉器之諸如空腔(1370)及焊接部分(1380)的結構。結合資訊可包括邊緣集合中之一或多個間隙。例如，針對旋轉器內之每個位置的所獲取影像(1300、1350)與參考影像集合之間的強度值之差異可用以識別一或多個間隙。可將此等差異中之每一者識別為缺陷且將其包括在結合資訊中。
在步驟1208處，可使用所識別之旋轉器特性對旋轉器進行歸類。可量化缺陷之數目、大小、形狀及位置且可將其與預定臨限值集合進行比較。例如，一些缺陷可具有低於預定臨限值之大小、對旋轉器完整性及/或功能性具有最小影響之區域中之位置中的一或多者。其他缺陷可導致分類為拒絕的、限制使用(例如，批准用於動物使用而非人類使用)、可接受的、限量發佈、需要二次檢查、手動檢查等中之一或多者。亦即，可能存在複數個品質類別。例如，可將與空腔、孔、通道、入口及其類似者隔離之不完整的焊接歸類為外觀缺陷。在一些情況下，可將改變通道、孔、空腔及入口之形狀之不完整的焊接歸類為外觀或次要缺陷。在其他情況下，可將將不同結構連接在一起之不完整的焊接歸類為重大缺陷。例如，將兩個導管直接連接在一起或將兩個孔直接連接在一起之不完整的焊接可更改旋轉器之微流控效能，使得可將旋轉器歸類為有重大缺陷。在一些實施例中，缺陷之數目、大小、形狀及位置的組合可用以對旋轉器進行歸類。高品質旋轉器沒有在不同腔室之間形成新的流體流動路徑之不完整的焊接。
另外地或替代地，在步驟1210處，可識別一或多個試劑特性。例如，可使用光學感測器中之一或多者產生試劑影像集合。圖14A及圖14B為具有試劑之旋轉器之孔的說明性影像(1400、1450)。圖14A為其中安置有兩個凍乾試劑(1420)之孔(1410)的側視圖。圖14B為其中安置有至少一個凍乾試劑(1470)之孔(1470)的平面圖。
可執行孔影像之影像分析以產生試劑資訊(例如，資料)。在一些實施例中，試劑資訊可包括在所獲取之影像資料與參考資料集合之間執行的比較之結果。試劑資訊可包括顏色資料及界定試劑之大小及形狀的邊緣集合。例如，試劑資訊可用以識別破碎為多片之試劑球體及/或具有一或多個破的部分之凍乾試劑球體。
在步驟1212處，可使用試劑資訊對試劑進行歸類。可量化缺陷之數目、大小、形狀及位置且可將其與預定臨限值集合進行比較。例如，一些缺陷可具有在預定邊界之外的大小及/或形狀中之一或多者。缺陷可導致分類為拒絕的、可接受的、限量發佈、需要二次檢查、限制使用(例如，批准用於動物使用而非人類使用)、外觀、手動檢查等中之一或多者。亦即，可能存在複數個品質類別。在一些實施例中，缺陷之數目、大小、形狀及位置的組合可用以對試劑及/或旋轉器進行歸類。
在步驟1214處，可藉由檢查系統輸出旋轉器及/或試劑分析。在一些實施例中，顯示器可列出旋轉器及檢查結果。另外地或替代地，可輸出聽覺音調(例如，蜂鳴)之集合以指示旋轉器及/或試劑檢查之結果。亦可將分析儲存在如本文中描述之遠端資料庫中。
如本文中所使用，術語「約」及/或「大約」在結合數值及/或範圍使用時通常指在所述數值及/或範圍附近之彼等數值及/或範圍。在一些例子中，術語「約」及「大約」可意謂在所述值之±10%內。例如，在一些例子中，「約100[單位]」可意謂在100之±10%內(例如，自90至110)。術語「約」與「大約」可互換地使用。
出於解釋之目的，以上描述使用特定命名法以提供對本文中揭露之各種發明及實施例的全面理解。然而，熟習此項技術者將瞭解，不需要特定細節以便實踐揭露之發明及實施例。因此，出於說明及描述之目的而呈現本發明及其對應實施例之特定實施例的以上描述。其不意欲為詳盡的或將本發明限於揭露之精確形式；明顯地，鑒於以上教示，許多修改及實施例係可能的。選擇及描述實施例以便最佳地解釋本發明之原理、其對應實施例及實踐應用，以便使得熟習此項技術者能夠最佳地利用本發明及各種實施方案，其中各種修改適合預期之特定用途。以下申請專利範圍及其等效物意欲界定本發明之範疇。
另外，若本文中揭露之此等特徵、結構、系統、物品、材料、套件、步驟及/或方法互相不一致，則兩個或更多個此等特徵、結構、系統、物品、材料、套件、步驟及/或方法之任何組合包括在本揭露之發明範疇內。此外，本文中揭露之各種發明的一些實施例可與具體缺乏參考或參考組合中發現之一或多個特徵/元件/功能性的先前技術進行區分(即，關於此等實施例之申請專利範圍可包括負面限制)。
在本申請案中任何地方呈現之對公開案或其他文檔，包括但不限於專利、專利申請案、文章、網頁、書等的任何及所有參考以全文引用之方式併入本文中。此外，如本文中定義及使用之所有定義應理解為支配字典定義、以引用之方式併入的文檔中之定義，及/或定義之術語的一般含義。
100:旋轉器 101:第一層 102:第二層 110:弧形空腔 112:弧形空腔 114:弧形空腔 120:通道 122:通道 130:孔 132:入口 134:入口 140:反射器 150:樣本檢驗孔 152:紅血球孔 160:弧形突出部 162:凹入部分 180:孔洞 200:旋轉器 201:第一層 202:第二層 203:第三層 204:第四層 210:弧形空腔 220:通道 230:孔 240:開口 290:識別符 292:開口 294:突出部 296:孔洞 300:旋轉器 301:第一層 302:第二層 330:孔 332:基座部分 334:側壁 335:第一側壁部分 336:第二側壁部分 338:開口 351:錐度 353:錐度 355:錐度 380:孔洞 400:旋轉器 402:層 420:通道 422:通道 430:孔 432:入口 433:孔 434:入口 440:反射器 500:旋轉器 501:第一層 502:第二層 510:弧形空腔 520:通道 522:通道 530:孔 532:入口 540:反射器 600:旋轉器 622:通道 623:入口 625:U形部分 627:出口 700:旋轉器 701:第一層 702:第二層 703:第三層 704:第四層 710:突出部 730:孔 740:開口 750:容器 752:空腔 792:開口 794:突出部 796:孔洞 800:流體分析系統 810:輻射源 812:離心旋轉器組合件 813:心軸 814:偵測器 816:旋轉器 818:覆蓋物 820:控制裝置 822:控制器 824:處理器 826:記憶體 830:通信介面 832:網路介面 834:使用者界面 840:資料庫 850:遠端伺服器 860:使用者控制台 870:網路 900:方法 902:步驟 904:步驟 906:步驟 908:步驟 910:步驟 912:步驟 914:步驟 916:步驟 918:步驟 1000:方法 1002:步驟 1004:步驟 1006:步驟 1008:步驟 1010:步驟 1012:步驟 1014:步驟 1016:步驟 1020:雙重成型程序 1022:步驟 1024:步驟 1026:步驟 1028:步驟 1030:步驟 1032:步驟 1034:步驟 1120:模具之第一半 1122:第一空腔 1124:第二空腔 1130:模具之第二半 1132:第一芯 1134:第二芯 1140:第一旋轉器 1142:第二旋轉器 1200:方法 1202:步驟 1204:步驟 1206:步驟 1208:步驟 1210:步驟 1212:步驟 1214:步驟 1300:影像 1310:旋轉器之第一部分 1320:旋轉器之第二部分 1350:影像 1360:旋轉器之第一部分 1370:旋轉器之第二部分 1380:旋轉器之第二部分 1400:影像 1410:孔 1420:凍乾試劑 1450:影像 1470:凍乾試劑/孔 1500:容器 1510:主體 1520:密封件 1530:空腔 1550:旋轉器 1600:平台 1610:焊接巢 1620:第一突出部集合 1630:第二突出部集合 1640:對準機構 1700:光罩外殼 1710:第一層 1720:第二層 1730:光罩 1740:第三層 1750:軸套 1800:旋轉器
圖1A為根據實施例之旋轉器的說明性平面圖。圖1B為圖1A中所示之旋轉器的說明性仰視圖。
圖2A為根據其他實施例之旋轉器組合件的說明性分解圖。圖2B為圖2A中所示之旋轉器組合件的另一說明性分解圖。圖2C為圖2A中所示之旋轉器組合件的說明性組裝後透視圖。
圖3A為根據其他實施例之旋轉器的橫截面側視圖。圖3B為圖3A中所示之旋轉器之孔的詳細橫截面側視圖。
圖4A為根據實施例之旋轉器之孔集合及反射器集合的詳細平面圖。圖4B為根據實施例之旋轉器之入口及通道的詳細平面圖。圖4C為圖4A中所示之反射器的橫截面側視圖。
圖5A為根據實施例之旋轉器之弧形空腔的詳細平面圖。圖5B為圖5A中所示之弧形空腔的詳細橫截面側視圖。
圖6為根據實施例之旋轉器之通道的詳細平面圖。
圖7A為根據其他實施例之旋轉器組合件的說明性分解圖。圖7B為圖7A中所示之旋轉器組合件之一層的詳細透視圖。
圖8A為根據其他實施例之流體分析系統的方塊圖。圖8B為圖8A中所示之流體分析系統之控制系統的方塊圖。
圖9為根據實施例之使用旋轉器之方法的說明性流程圖。
圖10A為根據實施例之製造旋轉器之方法的說明性流程圖。圖10B為將旋轉器進行多射射出成型之方法的說明性流程圖。
圖11A至圖11F為圖10B之方法中所示之步驟的說明性透視圖。圖11A示出了合模及射出程序，圖11B示出了開模程序，圖11C示出了模具旋轉程序，圖11D示出了合模及射出程序，圖11E示出了開模程序，且圖11F示出了模具旋轉及旋轉器彈出程序。
圖12為根據實施例之檢查旋轉器之方法的說明性流程圖。
圖13A為根據實施例之旋轉器的說明性影像。圖13B為圖13A中所示之旋轉器的高對比度影像。
圖14A為根據實施例之旋轉器之孔中的試劑的說明性側視圖影像。圖14B為根據實施例之旋轉器之孔中的試劑的說明性平面圖影像。
圖15A為根據實施例之容器的說明性側視圖。圖15B為圖15A中所示之容器的說明性橫截面視圖。圖15C為圖15A中所示之容器的分解圖。圖15D為包括圖15A中所示之容器之旋轉器組合件的透視圖。圖15E為圖15D中所示之旋轉器組合件的分解圖。
圖16為根據實施例之焊接巢的說明性透視圖。
圖17為根據實施例之光罩外殼的說明性分解透視圖。
圖18為根據實施例之旋轉器製造系統的說明性透視圖。
100:旋轉器
101:第一層
102:第二層
110:弧形空腔
112:弧形空腔
114:弧形空腔
120:通道
122:通道
130:孔
132:入口
134:入口
140:反射器
150:樣本檢驗孔
152:紅血球孔

Claims (61)

  1. 一種設備，該設備包含： 一第一層，該第一層係實質上透明的；及 一第二層，該第二層耦接至該第一層，該第二層實質上能夠吸收紅外線輻射， 該第二層及該第一層共同界定一孔集合，該第一層界定該孔集合中之每個孔的一基座，該第二層界定該孔集合中之每個孔的一開口，該第一層及該第二層中之至少一者界定該孔集合中之每個孔的一側壁。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，該設備進一步包含一第三層，該第三層耦接至該第二層，該第三層界定經組態以接收一流體之一口，該第三層係實質上透明的，其中一通道在該口與該孔集合之間建立一流體連通路徑。
  3. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該第一層及該第三層各自為獨立透明的。
  4. 如申請專利範圍第1項之設備，其中實質上透明包括紫外光、可見光及紅外線輻射中之至少一者的光透射。
  5. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該第二層實質上能夠吸收中紅外線輻射及近紅外線輻射中之至少一者。
  6. 如申請專利範圍第1項之設備，其中實質上能夠吸收紅外線輻射包括在一預定時間段內以一充足之量吸收紅外線輻射以使該第一層之一部分自一固相轉變為一熔融相。
  7. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該第二層實質上能夠吸收940 nm波長輻射。
  8. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該孔集合中之每個孔之該開口的一直徑大於該孔集合中之每個孔之該基座的一直徑。
  9. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該孔集合中之每個孔的該側壁包括一第一側壁部分及一第二側壁部分，該第一側壁部分形成在該孔之該基座與該第二側壁部分之間，其中該孔之該第二側壁部分的一錐度大於該孔之該第一側壁部分的一錐度。
  10. 如申請專利範圍第9項之設備，其中該孔之該第一側壁部分包括直到約2°之一錐度。
  11. 如申請專利範圍第9項之設備，其中該孔之該第二側壁部分包括在約3°與約9°之間的一錐度。
  12. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該孔集合中之每個孔的該開口包括直到約2°之一錐度。
  13. 如申請專利範圍第9項之設備，其中該孔之該第一側壁部分、該孔之該第二側壁部分，及該孔之該開口中之至少一者可共同經組態為一射出模具之一阻斷件。
  14. 如申請專利範圍第1項之設備，該設備進一步包含一凍乾試劑，該凍乾試劑安置在該孔集合中之至少一個孔中。
  15. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該第二層界定一入口集合，該入口集合中之每個入口對應於該孔集合中之一不同的孔，其中該入口集合中之每個入口在該開口與其對應孔之間建立一流體連通路徑。
  16. 如申請專利範圍第15項之設備，其中該入口集合包括一第一入口子集及一第二入口子集，其中該第一入口子集中之每個入口的一寬度與該第二入口子集中之每個入口的一寬度不同。
  17. 如申請專利範圍第16項之設備，其中該第一入口子集經組態以用於在該設備高於3,000每分鐘轉數(RPM)之自旋期間進行雙向流體流動。
  18. 如申請專利範圍第16項之設備，其中該第二入口子集經組態以用於在該設備在約100每分鐘轉數(RPM)與約4,000 RPM之間自旋期間進行雙向流體流動。
  19. 如申請專利範圍第17項或第18項之設備，其中該雙向流體流動包括一第一方向上之液相流動及一第二方向上之一氣相流動。
  20. 如申請專利範圍第16項之設備，其中該第二層界定一通道，該通道具有經組態以接收一流體之一第一端及與該第一端相對之一第二端，其中該第二入口子集定位成離該第一端比離該第二端更近。
  21. 如申請專利範圍第15項之設備，其中該第二入口子集中之每個入口的一寬度在約0.25 mm與約3.0 mm之間。
  22. 一種設備，該設備包含： 一第一層，該第一層係實質上透明的；及 一第二層，該第二層耦接至該第一層，該第二層至少部分界定一弧形空腔，該第二層實質上能夠吸收紅外線輻射，該第二層及該第一層共同界定一孔集合；及 一第三層，該第三層耦接至該第二層，該第三層界定經組態以接收一流體之一開口，該第三層係實質上透明的，該弧形空腔經組態以用於該開口與該孔集合之間的流體連通。
  23. 如申請專利範圍第23項之設備，其中該弧形空腔具有在約0.8至約1.2之間的一寬深比。
  24. 如申請專利範圍第23項之設備，其中該弧形空腔之一寬度沿著其長度變窄。
  25. 如申請專利範圍第23項之設備，其中該弧形空腔包括一試劑。
  26. 如申請專利範圍第1項之設備，該設備進一步包含一虹吸管，該虹吸管耦接至該弧形空腔。
  27. 如申請專利範圍第26項之設備，其中該虹吸管包括一U形部分。
  28. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該U形部分經組態以使得當該設備在自旋時，該弧形空腔中之流體不流動通過該U形部分。
  29. 一種設備，該設備包含： 一第一層，該第一層係實質上透明的；及 一第二層，該第二層耦接至該第一層，該第二層實質上能夠吸收紅外線輻射，該第二層及該第一層共同界定一孔集合，其中該第二層包括一突出部集合；及 一第三層，該第三層耦接至該第二層，該第三層界定經組態以接收一流體之一開口，該第三層係實質上透明的。
  30. 如申請專利範圍第29項之設備，該設備界定一質心及使用期間之一旋轉軸線，該質心與該旋轉軸線偏移約0.1 mm與約1.0 mm之間。
  31. 如申請專利範圍第29項之設備，其中該第二層界定該第二層上之一凹部集合。
  32. 如申請專利範圍第29項之設備，其中該突出部集合為平行的及弧形的。
  33. 如申請專利範圍第29項之設備，其中該凹部集合為平行的及弧形的。
  34. 一種設備，該設備包含： 一第一層，該第一層係實質上透明的； 一第二層，該第二層耦接至該第一層，該第二層實質上能夠吸收紅外線輻射，該第二層界定一空腔，該第二層及該第一層共同界定一孔集合；及 一容器，該容器可在該空腔內滑動；及 一彈性體密封件，該彈性體密封件在該第二層與該容器之間安置在該空腔中。
  35. 如申請專利範圍第34項之設備，其中該容器沿著其圓周之至少一部分包括一彈性體密封件。
  36. 如申請專利範圍第34項之設備，其中該彈性體密封件耦接至該第二層。
  37. 如申請專利範圍第34項之設備，其中該彈性體密封件耦接至該容器。
  38. 如申請專利範圍第34項之設備，其中彈性體密封件及該容器相對於該第二層形成一干涉配合。
  39. 如申請專利範圍第34項之設備，其中該容器容納一流體及一試劑中之一或多者。
  40. 如申請專利範圍第34項之設備，其中該容器及該空腔為圓柱形的。
  41. 如申請專利範圍第34項之設備，該設備進一步包含一反射器集合，其中該反射器集合中之每個反射器安置在該孔集合中之相鄰的孔之間。
  42. 如申請專利範圍第41項之設備，其中該反射器集合中之每個反射器經組態以在一第一角度下接收一光束且在實質上垂直於該第一角度之一方向上反射該光束。
  43. 如申請專利範圍第41項之設備，其中該反射器集合中之每個反射器界定一稜柱形空腔。
  44. 如申請專利範圍第43項之設備，該設備進一步包含一拋光劑，該拋光劑安置在該反射器集合之每個稜柱形空腔的一表面上方。
  45. 如申請專利範圍第44項之設備，其中該拋光劑包括一表面粗糙度，該表面粗糙度平均在約0與約3之間。
  46. 一種設備，該設備包含： 一第一層，該第一層係實質上透明的；及 一第二層，該第二層安置在該第一層之一表面上，該第二層實質上能夠吸收紅外線輻射，其中該第一層界定一孔集合，其中該孔集合中之每個孔界定一基座及一側壁，且該第二層界定該孔集合中之每個孔的一孔開口。
  47. 如申請專利範圍第46項之設備，該設備進一步包含一第三層，該第三層耦接至該第二層，該第三層界定經組態以接收一流體之一口，該第三層係實質上透明的，其中一通道在該口與該孔集合之間建立一流體連通路徑。
  48. 如申請專利範圍第47項之設備，其中實質上透明包括紫外光、可見光及紅外線輻射中之至少一者的光透射。
  49. 如申請專利範圍第46項之設備，其中該第二層實質上能夠吸收中紅外線輻射及近紅外線輻射中之至少一者。
  50. 如申請專利範圍第49項之設備，其中實質上能夠吸收紅外線輻射包括在一預定時間段內以一充足之量吸收紅外線輻射以使該第一層之一部分自一固相轉變為一熔融相。
  51. 如申請專利範圍第46項之設備，其中該第二層實質上能夠吸收940 nm波長輻射。
  52. 如申請專利範圍第46項之設備，該設備進一步包含一凍乾試劑，該凍乾試劑安置在該孔集合中之至少一個孔中。
  53. 如申請專利範圍第47項之設備，其中該第一層及該第三層各自為獨立透明的。
  54. 如申請專利範圍第46項之設備，其中該第二層界定一入口集合，該入口集合中之每個入口對應於該孔集合中之一不同的孔，其中該入口集合中之每個入口在該開口與其對應孔之間建立該流體連通路徑。
  55. 如申請專利範圍第54項之設備，其中該入口集合包括一第一入口子集及一第二入口子集，其中該第一入口子集中之每個入口的一寬度與該第二入口子集中之每個入口的一寬度不同。
  56. 如申請專利範圍第55項之設備，其中該第一入口子集經組態以用於在該設備高於3,000每分鐘轉數(RPM)之自旋期間進行雙向流體流動。
  57. 如申請專利範圍第56項之設備，其中該第二入口子集經組態以用於在該設備在約100每分鐘轉數(RPM)與約4,000 RPM之間自旋期間進行雙向流體流動。
  58. 如申請專利範圍第56項或第57項之設備，其中該雙向流體流動包括一第一方向上之液相流動及一第二方向上之一氣相流動。
  59. 如申請專利範圍第58項之設備，其中該第一層界定一通道，該通道具有經組態以接收一流體之一第一端及與該第一端相對之一第二端，其中該第二入口子集定位成離該第一端比離該第二端更近。
  60. 如申請專利範圍第57項之設備，其中該第二入口子集中之每個入口的一寬度在約0.25 mm與約3.0 mm之間。
  61. 一種套件，該套件包含： 一旋轉器裝置，該旋轉器裝置包括：一第一層，該第一層係實質上透明的；一第二層，該第二層耦接至該第一層，該第二層實質上能夠吸收紅外線輻射，該第二層及該第一層共同界定一孔集合， 該第一層界定該孔集合中之每個孔的一基座，該第二層界定該孔集合中之每個孔的一開口，該第一層及該第二層中之至少一者界定該孔集合中之每個孔的一側壁；及一第三層，該第三層界定經組態以接收一流體之一開口； 一容器，該容器包括一膜及一流體，該容器經組態以固持在該旋轉器裝置內；及 一第四層，該第四層包括一識別符，該第四層經組態以耦接至該第三層。
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