生物流體樣品分析盒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了生物流體樣品分析盒、分析系統(tǒng)和用于分析生物流體樣品的方法。所述盒包括采集端口、在所述盒內(nèi)的與所述采集端口流體連通的至少一個(gè)流道、與所述至少一個(gè)流道流體連通的通道、和安裝在托架上的分析腔室。所述托架相對于所述盒安裝，且相對于通道可選擇性定位在第一位置，在該第一位置處，所述分析腔室將接合從所述通道延伸出的樣品團(tuán)以允許樣品從樣品團(tuán)選擇性轉(zhuǎn)移到所述分析腔室。
【專利說明】生物流體樣品分析盒
[0001]本申請要求2011年8月24日遞交的序列號為61/527，114的美國臨時(shí)專利申請公開的實(shí)質(zhì)主題的權(quán)益且該實(shí)質(zhì)主題通過引用并入文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總體涉及用于生物流體分析的設(shè)備、以及尤其涉及用于獲取、處理和容納用于分析的生物流體樣品的盒。
【背景技術(shù)】
[0003]在歷史上，生物流體樣品，諸如全血、尿、腦脊髓液、體腔液等已通過將少量未稀釋的流體涂抹在載玻片上且在顯微鏡下評估該涂片來評估其粒狀內(nèi)容物或細(xì)胞內(nèi)容物。從這種涂片可得到合理的結(jié)果，但是細(xì)胞完整性、數(shù)據(jù)的精確度和可靠性很大程度上取決于技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。
[0004]在一些情況下，可使用阻抗或光學(xué)流式細(xì)胞術(shù)來分析生物流體樣品內(nèi)的組分。這些技術(shù)通過使稀釋的流體樣品流過相對于阻抗測量裝置或光學(xué)成像裝置而定位的一個(gè)或多個(gè)孔，來評估稀釋的流體樣品的流動。這些技術(shù)的弊端在于它們需要樣品的稀釋、以及流體流動處理裝置。
[0005]需要一種用于評估基本上未稀釋的生物流體的樣品的設(shè)備，其能夠提供精確的結(jié)果、在評估期間不需要樣品流體流動、能夠執(zhí)行微粒組分分析，且具有成本效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種生物流體樣品分析盒,其包括采集端口、盒內(nèi)的與采集端口流體連通的至少一個(gè)流道、與所述至少一個(gè)流道流體連通的通道、和安裝在托架上的分析腔室。所述托架相對于盒安裝，且相對于通道可選擇性定位在第一位置，在該第一位置處，所述分析腔室將接合從所述通道延伸出的樣品團(tuán)以允許樣品從樣品團(tuán)選擇性轉(zhuǎn)移到所述分析腔室。
[0007]在該方面的實(shí)施方式中，通道包括第一端和第二端，且第一端與至少一個(gè)流道流體連通，第二端被配置成允許形成從第二端延伸出的樣品團(tuán)。
[0008]在該方面的另一實(shí)施方式中，分析腔室包括以腔室高度而彼此隔開的下腔室面板和上腔室面板，且所述兩個(gè)面板分別包括樣品入口邊緣。
[0009]在該方面的另一實(shí)施方式中，所述通道的第一端具有槽構(gòu)造，其具有長軸和短軸，其中，長軸大于短軸。
[0010]在該方面的另一實(shí)施方式中，所述通道至少部分地設(shè)置在接口柱內(nèi)。
[0011]在該方面的另一實(shí)施方式中，托架可操作以置于盒內(nèi)的第二位置處，且在所述第二位置處分析腔室與通道分離。
[0012]在該方面的另一實(shí)施方式中，偏置結(jié)構(gòu)(例如，托架夾)將托架保持在第二位置，而在第一位置處所述偏置結(jié)構(gòu)朝向第二位置偏置托架。[0013]在該方面的另一實(shí)施方式中，分析腔室由下腔室面板、上腔室面板、和多個(gè)側(cè)向邊界限定，其中側(cè)向邊界形成第一開口和第二開口，其中，第一開口大于第二開口。側(cè)向邊界可被配置成在第一開口和第二開口之間形成迂回路徑，和/或可形成多個(gè)子腔室。
[0014]在該方面的另一實(shí)施方式中，盒包括與所述至少一個(gè)流道流體連通的次級分析腔室。
[0015]在該方面的另一實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)流道包括與所述采集端口流體連通的初始流道、和具有第一端和第二端的次級流道，所述第一端與初始流道流體連通，所述第二端與所述通道流體連通。初始流道的橫截面面積設(shè)計(jì)成使得樣品通過毛細(xì)力在初始流道內(nèi)行進(jìn)，次級流道的橫截面面積設(shè)計(jì)成使得樣品不能夠通過毛細(xì)力在次級流道內(nèi)行進(jìn)。
[0016]在該方面的另一實(shí)施方式中，盒包括流體致動器端口，其被配置成接合樣品運(yùn)動系統(tǒng)且允許流體動力進(jìn)入盒從而導(dǎo)致流體樣品在至少一個(gè)流道內(nèi)移動。
[0017]在該方面的另一實(shí)施方式中，盒包括分析腔室窗口，其被配置成允許視覺檢查在第一位置設(shè)置的分析腔室。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了生物流體樣品分析盒，其包括采集端口、盒內(nèi)的與采集端口流體連通的至少一個(gè)流道、和分析腔室，該分析腔室由下腔室面板、上腔室面板和多個(gè)側(cè)向邊界限定。側(cè)向邊界形成第一開口和第二開口，其中，第一開口大于第二開口。下腔室面板具有內(nèi)表面、上腔室面板具有內(nèi)表面、至少一個(gè)側(cè)向邊界接觸這兩個(gè)內(nèi)表面。
[0019]在該方面的實(shí)施方式中，側(cè)向邊界被配置成在第一開口和第二開口之間形成迂回路徑，和/或在分析腔室內(nèi)形成多個(gè)子腔室。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供生物流體分析系統(tǒng)，其包括分析設(shè)備和生物流體樣品分析盒。所述分析設(shè)備具有物鏡、至少一個(gè)樣品照明器、至少一個(gè)析像管、托架致動裝置、和可編程分析儀。所述生物流體樣品分析盒包括采集端口、盒內(nèi)的與采集端口流體連通的至少一個(gè)流道、與至少一個(gè)流道流體連通的通道、和安裝在托架上的分析腔室。所述托架相對于盒安裝，且通過托架致動裝置相對于通道可選擇性定位在第一位置，在該第一位置處，所述分析腔室將接合從所述通道延伸出的樣品團(tuán)以允許樣品從樣品團(tuán)選擇性轉(zhuǎn)移到所述分析腔室。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于分析生物流體樣品的方法。所述方法包括以下步驟:a)提供具有托架致動裝置和可編程分析儀的自動化分析裝置；b)提供生物流體樣品分析盒，其包括采集端口、盒內(nèi)的與采集端口流體連通的至少一個(gè)流道、與至少一個(gè)流道流體連通的通道、和安裝在托架上的分析腔室，該托架相對于盒安裝，且通過托架致動裝置相對于通道可選擇性定位在第一位置處，在該第一位置處，所述分析腔室可以接合從所述通道延伸出的樣品團(tuán)；c)將生物流體樣品移動至通道內(nèi)，以形成從所述通道延伸出的流體樣品團(tuán)；d)相對于盒定位托架，使得分析腔室將接合樣品團(tuán)且允許樣品從樣品團(tuán)選擇性轉(zhuǎn)移到分析腔室；e)使用托架致動裝置，從盒移除托架；f)使靜置于分析腔室內(nèi)的樣品成像，以產(chǎn)生樣品的一個(gè)或多個(gè)圖像；和g)使用樣品的一個(gè)或多個(gè)圖像來分析所述樣品。
[0022]文中，根據(jù)包括元件或特征的方面和這些方面的實(shí)施方式描述了本發(fā)明，所述元件或特征可包括在所述方面中。如下文的詳細(xì)說明中所描述的，所確定的實(shí)施方式可以單個(gè)方式或以與其他確定的實(shí)施方式組合的方式包括在本發(fā)明的各個(gè)方面中。根據(jù)下文提供的本發(fā)明的詳細(xì)說明以及【專利附圖】

【附圖說明】，本發(fā)明的特征和優(yōu)勢將變得明顯?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0023]圖1以圖解的方式示出了生物流體分析設(shè)備。
[0024]圖2為本發(fā)明的盒的實(shí)施方式的平面圖。
[0025]圖3為本發(fā)明的盒的實(shí)施方式的透視圖。
[0026]圖4為本發(fā)明的盒的實(shí)施方式的分解透視圖。
[0027]圖5為本發(fā)明的盒的實(shí)施方式的頂部面板的透視圖。
[0028]圖6為圖5的頂部面板的透視圖，示出該面板的另一表面。
[0029]圖7為圖5的頂部面板的局部平面圖，示出初始流道的一部分。
[0030]圖8為圖5的頂部面板的沿著剖面線8-8切取的局部剖視圖。
[0031]圖9為圖5的頂部面板的沿著剖面線9-9切取的局部剖視圖。
[0032]圖10為本發(fā)明的盒的實(shí)施方式的中間面板的透視圖。
[0033]圖11為圖10的中間面板的透視圖，其示出該面板的另一表面。
[0034]圖12為圖10的中間面板的局部平面圖，其示出托架夾。
[0035]圖13為圖11的中間面板的局部平面圖，其示出流體致動器端口。
[0036]圖14為圖10的中間面板的局部平面圖，其示出至流體致動器端口的通道。
[0037]圖15為圖10的中間面板的局部平面圖，其示出包括分配管通道的混合管的一部分。
[0038]圖16為圖10的中間面板的沿著剖面線16-16切取的局部剖視圖。
[0039]圖17為介于配置成產(chǎn)生樣品膨脹的盒流道和分析腔室之間的接口的示意圖。
[0040]圖18為包括偏置元件的托架的透視圖。
[0041]圖19為本發(fā)明的盒的實(shí)施方式的底部面板的透視圖。
[0042]圖20為圖19的底部面板的透視圖，其示出該面板的另一表面。
[0043]圖21為本發(fā)明的盒的實(shí)施方式的托架的平面圖。
[0044]圖22為圖21的托架的平面圖，其示出托架的另一表面。
[0045]圖23為圖21的托架的側(cè)視圖。
[0046]圖24為分析腔室的示意性側(cè)視圖。
[0047]圖25和圖26分別為托架實(shí)施方式的平面圖，其分別示出分析腔室內(nèi)的側(cè)向邊界的不同構(gòu)造。
[0048]圖27為本發(fā)明的盒的示意性側(cè)視圖，其示出分析腔室和腔室接口柱134的配置，其中分析腔室的邊緣未與從該腔室接口柱突出的樣品團(tuán)接合。
[0049]圖28為在圖27中示出的本發(fā)明的盒的示意性剖視圖，其中，分析腔室的邊緣開始與從腔室接口柱突出的樣品團(tuán)接合。
[0050]圖29和圖30為在圖28示出的本發(fā)明的盒的示意性剖視圖，其示出分析腔室的邊緣與樣品團(tuán)接合和樣品正裝入分析腔室內(nèi)。
[0051]圖31為在圖28-30中示出的本發(fā)明的盒的示意性剖視圖，其示出分析腔室的邊緣與樣品團(tuán)脫離和一定體積的樣品裝入分析腔室內(nèi)。
[0052]圖32為本發(fā)明的盒的實(shí)施方式中與托架接合的托架致動裝置的示意性平面圖，其示出處于“擱置”位置的托架。[0053]圖33為圖32的示意性平面圖，其示出處于樣品團(tuán)接合位置的托架。
[0054]圖34為圖32的示意性平面圖，其中托架致動裝置與托架接合且托架部分脫離盒。
[0055]圖35為初始流道的收縮部分的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]參照圖1和圖2，本發(fā)明的生物流體樣品盒40可操作以容納生物流體樣品(諸如全血樣品或其它生物流體樣品)且隨后將該樣品的至少一部分保持在分析腔室42內(nèi)。盒40被配置成用于自動化分析設(shè)備44，其中，樣品可被控制在盒40內(nèi)且隨后被分析。在圖1中示意性地示出分析設(shè)備44的示例。該設(shè)備包括盒保持和操縱裝置48、樣品物鏡50、多個(gè)樣品照明器52、析像管54、樣品運(yùn)動系統(tǒng)56、托架致動裝置57和可編程分析儀58。物鏡50和/或盒保持裝置48可朝向彼此移動且可遠(yuǎn)離彼此移動以改變相對焦點(diǎn)位置。樣品照明器52使用預(yù)定波長的光照亮樣品。透過樣品的光、或者從樣品發(fā)出的熒光，采用析像管54進(jìn)行捕獲，且代表所捕獲的光的信號被發(fā)送至可編程分析儀58，在可編程分析儀58處該信號被處理成圖像。托架致動裝置57可操作以相對于盒40的其它部件而選擇性地移動盒40的托架部件(在下文將描述)。托架致動裝置57可包括線性致動器和機(jī)械連接件等。
[0057]可編程分析儀58包括中央處理單元或其它裝置，該中央處理單元或其它裝置可操作以執(zhí)行以下功能，包括:1)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的指令；2)執(zhí)行基本的算術(shù)和/或邏輯功能；和3)執(zhí)行分析儀的輸入/輸出操作等。分析儀58與盒保持和操縱裝置48、樣品照明器52、析像管54、樣品運(yùn)動系統(tǒng)56和托架致動裝置57進(jìn)行通信。分析儀58被調(diào)節(jié)(例如，被編程)以接收信號和選擇性地執(zhí)行操作盒保持和操縱裝置48、樣品照明器52、析像管54、樣品運(yùn)動系統(tǒng)56和托架致動裝置57所必需的功能。樣品運(yùn)動系統(tǒng)56包括雙向流體致動器和盒接口。該雙向流體致動器可操作以產(chǎn)生流體動力，該流體動力能夠使流體樣品(例如樣品團(tuán))在設(shè)置在盒40中的流道內(nèi)沿任一軸向方向(即，來回)移動。本文中使用的術(shù)語“樣品團(tuán)”指置于盒40內(nèi)的流體樣品的連續(xù)體；例如，置于盒流道內(nèi)的填充流道的橫截面的流體樣品的連續(xù)體，該橫截面與流道的軸向長度垂直?？山邮艿碾p向流體致動器的示例為壓電彎曲盤類型的泵，其與用于控制流體致動器的驅(qū)動器一起使用。
[0058]在美國專利N0.6，866，823 和美國專利申請 N0.13/077，476 和 N0.13/204，415 中描述的分析設(shè)備(其分別通過引用方式全部并入文中)為適于與本發(fā)明的盒40 —起使用的可接受類型的分析設(shè)備44的示例。然而，本發(fā)明的盒40不限于與這些分析設(shè)備一起使用。
[0059]參照圖2-4，盒40包括采集端口 60、初始流道62、次級流道64、分析腔室42、和流體致動器端口 66。采集端口 60與初始流道62流體連通，而初始流道62又與次級流道64流體連通。室流體通道(例如，在圖16中示出的通道133)提供從次級流道64到分析腔室42的路徑，如下文將解釋的，這允許樣品選擇性分配至分析腔室42。在一些實(shí)施方式中，盒40包括用于在采集端口 60內(nèi)覆蓋和密封的結(jié)構(gòu)；例如以鉸鏈方式與盒40附接的采集端口蓋68，其能夠樞轉(zhuǎn)地與采集端口 60接合。然而，本發(fā)明的盒40不限于利用鉸接的蓋來密封采集端口 60，例如，可使用與采集端口滑入接合和滑動脫離接合的蓋。
[0060]在一些實(shí)施方式中，分析腔室42與托架70附接，如下文所述，該托架70相對于盒40的其余組件可選擇性地移動；例如，托架70可部分地或完全地從盒40移出以成像。然而，盒40不限于這樣的實(shí)施方式:分析腔室42安裝在可移動的托架70上。在一些實(shí)施方式中，盒40可包括次級分析腔室72和剩余樣品儲存器74中的一個(gè)或兩個(gè)。
[0061]盒40可形成為一體結(jié)構(gòu)或者可由多個(gè)部件形成。在圖3和圖4中示出的盒40的實(shí)施方式包括頂部面板76、中間面板78、底部面板80和托架70。
[0062]參照圖5-9，頂部面板76包括外表面82、內(nèi)表面84、前邊緣86、第一側(cè)邊緣88、第二側(cè)邊緣90、切口邊緣92、分析腔室窗口 94、采集端口 60和端口蓋68。在圖5和圖6中示出的頂部面板76的實(shí)施方式包括次級分析腔室72的一部分和剩余樣品儲存器74的一部分。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，頂部面板76由透明的聚合材料(例如Lexan?.牌聚碳酸酯)制成。分析腔室窗口 94可為孔隙(S卩，開口 )或者可包括覆蓋該窗口但允許通過該窗口進(jìn)行視覺檢查的透明窗格玻璃。在圖5和圖6中不出的優(yōu)選的實(shí)施方式中，分析腔室窗口 94為透明的窗口，其定位在低于周圍的外表面82的水平上且具有小于終端用戶的手指的通常寬度的寬度。降低的且狹窄的窗口有助于防止終端用戶的手指(以及可能在該手指上的任何污物或碎屑)和透明的窗口 94之間的接觸。切口邊緣92 (其顯示為在前邊緣86和第二側(cè)邊緣90之間延伸的直邊緣)使盒40不對稱以有利于在裝載到分析設(shè)備44期間盒40的正確的定向。切口邊緣92不限于直線的構(gòu)型。在圖5和圖8中示出的端口蓋68包括塞子96、吸收墊98、和閂鎖機(jī)構(gòu)100，其可操作以使端口蓋68保持在與采集端口 60接合的位置處。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，塞子96被配置成密封在采集端口 60和初始流道62之間的通道102，從而防止任何樣品通過端口 60傳送至初始流道62或者一旦初始流道62被填滿則樣品通過端口 60傳送出初始流道62。
[0063]在圖5示出的頂部面板透視圖中，示出了頂部面板的外表面82，包括朝向外表面82開口的采集端口 60、介于采集端口 60和初始流道62之間的通道102(在下文中被稱為“排出管102”)、分析腔室窗口 94、次級分析腔室72、和在開口位置定向的端口蓋68。在圖6-8中，示出頂部面板的內(nèi)表面84，包括初始流道62的一部分、排出管102、次級流道64的一部分、分析腔室窗口 94、次級分析腔室72的一部分、剩余樣品儲存器74的一部分、和采集端口蓋68。如下文所解釋，初始流道62、次級流道64、剩余樣品儲存器74等的未包括在頂部面板76內(nèi)的部分被包括在中間面板78內(nèi)。當(dāng)兩個(gè)面板76、78接合在一起時(shí)，上述的流道和通道通過其(即，頂部面板76和中間面板78中)的各部分集合地形成。另外如下文所解釋，次級分析腔室72的一部分包括在底部面板80內(nèi)。當(dāng)面板76和面板80接合在一起時(shí)，次級分析腔室72由其(即，頂部面板76和底部面板80內(nèi))的各部分形成。流道或通道可在頂部面板76和中間面板78中的一個(gè)或另一個(gè)中形成的程度可變化，例如流道剖面面積(與軸向垂直)的50%可通過底板或上面板中的一個(gè)中的結(jié)構(gòu)形成、另外的50%可通過底板或上面板中的另一個(gè)中的結(jié)構(gòu)形成；或者流道剖面面積(與軸向垂直)的70%可通過底板或上面板中的一個(gè)中的結(jié)構(gòu)形成、另外的30%可通過底板或上面板中的另一個(gè)中的結(jié)構(gòu)形成等。
[0064]采集端口 60被配置成接受來自容器的流體樣品(例如，通過針沉積等)和/或來自表面源的流體樣品(例如，手指刺破)。采集端口 60具有凹形形狀，其有利于樣品從端口60借助重力收集到排出管102。排出管102的大小可被設(shè)定以通過毛細(xì)管力或通過重力或者它們的一些組合從采集端口 60抽出樣品。采集端口 60保持足夠的樣品用于即將到來的應(yīng)用；例如，用于血樣分析，通常大約60μ I的碗體積會是足夠的。[0065]圖9示出了沿著圖5中描述的線9-9切取的次級分析腔室72的實(shí)施方式的局部剖視圖。該剖視圖示出了形成在頂部面板的外表面82上的外袋狀物104和部分地形成在頂部面板76的內(nèi)表面84中的腔室袋狀物106。這兩個(gè)袋狀物104、106通過頂部面板76的一部分而隔開，該部分具有平坦上表面108和與該平坦上表面108隔開不同距離的一對下表面110、112。當(dāng)在次級分析腔室72的區(qū)域內(nèi)底部面板80附接至頂部面板76時(shí)(例如，通過粘合)，從底部面板80延伸出的支座188封閉腔室袋狀物106 (而不是從次級流道64到次級分析腔室72內(nèi)的通道)，且兩個(gè)不同的下表面112使次級分析腔室72具有兩個(gè)不同高度的部分。
[0066]參照圖10-16，中間面板78的實(shí)施方式包括頂表面114、底表面116、前邊緣118、第一側(cè)邊緣120、第二側(cè)邊緣122、切口邊緣124、分析腔室窗口 126、至少一個(gè)托架夾128、一對側(cè)托架導(dǎo)向件130、一對托架臂定位器132、流體致動器端口 66、腔室接口柱134、和在次級流道64和腔室接口柱134之間延伸的通道133 (在下文中被稱為“分配管133”)。中間面板78的周邊邊緣(即，前邊緣118、第一側(cè)邊緣120、第二側(cè)邊緣122和切口邊緣124)被配置成匹配頂部面板76的對應(yīng)邊緣。在圖10和圖11所示的實(shí)施方式中，中間面板78包括用于接收次級分析腔室72的一部分(例如，在圖19中所示的支座88)和剩余樣品儲存器74的一部分的孔136。中間面板78可由聚合材料(例如彩色的或不透明的Lexan?牌聚碳酸酯)制成。
[0067]如下文所述，托架夾128可被操作以選擇性地將托架70保持在盒40內(nèi)；和/或形成抵靠托架70的偏置力以抵抗托架70相對于盒40的一定量的行進(jìn)。在替選實(shí)施方式中，獨(dú)立于托架夾128的偏置元件可被用于形成抵靠托架70的偏置力。例如，圖18示出了托架70的實(shí)施方式，其具有從托架70的邊緣延伸出的懸臂式彈簧臂138。在該實(shí)施方式中，與托架70附接的彈簧臂138可作用在盒40內(nèi)的另一表面上，以當(dāng)偏轉(zhuǎn)時(shí)形成偏置力。本發(fā)明的盒40不限于包括單一的托架夾128、或者與中間面板78附接的托架夾128、或者在圖10和圖18中所示的彈簧機(jī)構(gòu)示例。在一些實(shí)施方式中，盒40不包括使托架70相對于盒的剩余部分而偏置的結(jié)構(gòu)。
[0068]在圖10-12所示的實(shí)施方式中，中間面板78包括單個(gè)V-形托架夾128的實(shí)施方式。V-形托架夾128包括第一臂140和第二臂142 (兩者都從中間面板78的主體向外懸置)、以及置于第一臂140和第二臂142之間的中心空隙144。通過在臂140、142的遠(yuǎn)端之間形成的開口可到達(dá)中心空隙144，這兩個(gè)遠(yuǎn)端形狀設(shè)計(jì)成至少部分地包圍中心空隙144。如下文所述，臂140、142被配置成偏轉(zhuǎn)一定量以通過開口容納夾柱146且使其進(jìn)入中心空隙144內(nèi)。臂140、142的遠(yuǎn)端選擇性地將夾柱146保持在中心空隙144內(nèi)。V-形夾128為能夠用于選擇性地將托架70保持在盒40內(nèi)和/或使托架70在盒40內(nèi)偏置的保持結(jié)構(gòu)的示例。本發(fā)明的盒不限于該實(shí)施方式。
[0069]流體致動器端口 66被配置成接合包含于分析設(shè)備44中的樣品運(yùn)動系統(tǒng)56 (參見圖1)、且允許流體動力(正空氣壓力和/或吸力)進(jìn)入盒40從而導(dǎo)致流體樣品在盒40內(nèi)移動。流體致動器端口 66通過通道148與初始流道62流體連通(參見圖11)，該通道148在流體致動器端口 66和初始流道62之間延伸。在圖11和圖13所示的實(shí)施方式中，流體致動器端口 66為具有從中間面板78的底表面延伸出的中心端口的凸起的柱。在裝配好的盒40內(nèi)，通過設(shè)置在底部面板80內(nèi)的孔150能夠到達(dá)凸起的柱(參見圖19和圖20)。在使用之前，流體致動器端口 66可被可破裂的密封材料152 (例如膠帶等，參見圖4)覆蓋。分析設(shè)備44的樣品運(yùn)動系統(tǒng)56包括這樣的結(jié)構(gòu):其能夠進(jìn)入流體致動器端口 66 (例如，可操作以刺破可破裂的密封材料的探針)且從而形成樣品運(yùn)動系統(tǒng)56和初始流道62、次級流道64之間的流體連通。本發(fā)明的盒40不限于該特定的流體致動器端口的實(shí)施方式。
[0070]在圖10、圖12、圖14和圖15中，示出中間面板的頂表面114，包括在初始流道62和流體致動器端口 66之間的通道148、分配管133、毛細(xì)管流擋塊154(參見圖14)、分析腔室窗口 126、用于容納次級分析腔室72的一部分的孔136、剩余樣品儲存器74的一部分、V-形托架夾128、和用于支撐端口蓋68的襯墊156。圖15示出分配管133的實(shí)施方式，其具有第一端(在與流道64的交叉處)和第二端(在相對端)且伸長為具有長軸158和短軸160的槽狀構(gòu)型。短軸160的尺寸設(shè)計(jì)成促進(jìn)樣品通過分配管133的毛細(xì)作用力運(yùn)動。如下文所述，長軸158的尺寸設(shè)計(jì)成促進(jìn)樣品轉(zhuǎn)移至分析腔室42。在圖15中示出的分配管133的實(shí)施方式為優(yōu)選的實(shí)施方式，至少因?yàn)樗龠M(jìn)用于轉(zhuǎn)移至分析腔室42的有利的樣品團(tuán)的形成。該槽狀構(gòu)型還有助于消除在分析腔室42的頂部的樣品的潤濕，且減小對于使樣品流過分配管133所需的壓力。然而，本發(fā)明的盒40不限于任何特定的分配管133構(gòu)型。
[0071]在圖11、圖13和圖16中，示出了中間面板的底表面116，包括流體致動器端口 66、在流體致動器端口 66和初始流道62之間的通道148、腔室接口柱134、分配管133、分析腔室窗口 126、用于容納次級分析腔室72的一部分的孔136、側(cè)托架導(dǎo)向件130和托架臂定位器 132。
[0072]參照圖16，腔室接口柱134的實(shí)施方式包括頂部導(dǎo)向表面162、后通道表面164、和通道底表面166。頂部導(dǎo)向表面162和通道底表面166的取向使得呈現(xiàn)出分配管133的一部分已經(jīng)被去除。通道底表面166被定向成借助重力支撐膨脹的樣品團(tuán)的至少一部分，從而在處理分析設(shè)備40內(nèi)的樣品期間促進(jìn)樣品團(tuán)從柱134伸出且保持。在替選的實(shí)施方式中，腔室接口柱134 (參見圖17)具有與來自次級流道64的通道135交叉的V-形槽。如下文所示，這些為優(yōu)選的分析腔室接口的示例，其允許在樣品團(tuán)和分析腔室42之間的選擇性直接接觸，尤其是促進(jìn)形成朝向腔室的樣品入口邊緣216的膨脹的樣品團(tuán)232的接口。然而，本發(fā)明的盒40不限于這些腔室接口柱的實(shí)施方式。例如，2011年3月31日遞交的美國專利申請?zhí)?1/470，142，公開了在分析腔室42和從盒40內(nèi)的流道延伸的通道之間的可替選接口，其全部內(nèi)容通過引入方式并入文中。
[0073]參照圖19和圖20，底部面板80的實(shí)施方式包括:內(nèi)表面168、外表面170、前邊緣172、托架邊緣174、第一側(cè)邊緣176、第二側(cè)邊緣178、切口邊緣180、托架致動器槽182、一對腔室斜面184、和用于容納流體致動器端口 66的孔150。底部面板80可由聚合材料(例如透明的Lexan?牌聚碳酸酯)制成。在圖19示出的實(shí)施方式中，次級分析腔室72的支座部分188從底部面板80的內(nèi)表面168向外延伸。支座188的頂表面形成次級分析腔室72的基部，該基部與在頂部面板76中形成的腔室袋狀物106結(jié)合，以形成次級分析腔室72 (也參見圖9)。
[0074]參照圖21和圖22，托架70包括尺寸設(shè)計(jì)成支撐分析腔室42的框架。對于在分析腔室42內(nèi)設(shè)置的樣品將受到透射光的實(shí)施方式，托架70包括位于中心的開口，分析腔室42通過該開口可進(jìn)行成像。在圖21-24中示出可接受的托架70的實(shí)施方式的示例。在該實(shí)施方式中，托架70包括橫向構(gòu)件192、從該橫向構(gòu)件192向外延伸的第一臂194和第二臂196、夾柱146、一個(gè)或多個(gè)對準(zhǔn)特征198 (例如，孔)、至少一個(gè)致動器接口 200 (例如，腔)和分析腔室42。夾柱146從橫向構(gòu)件192的表面向外延伸，且一個(gè)或多個(gè)對準(zhǔn)特征198延伸穿過橫向構(gòu)件192。第一臂194和第二臂196彼此平行延伸且彼此隔開。第一臂194和第二臂196均具有頂表面202、底表面203、和靠近臂的遠(yuǎn)端定位的定位表面204。在替選實(shí)施方式中，第二橫向構(gòu)件(未不出)可與第一臂194和第二臂196的遠(yuǎn)端附接，以賦予托架70額外的剛性。如上文所述，本發(fā)明的盒的中間面板78提供了托架臂定位器132，其定位和/或支撐托架臂194、196。托架70可由聚合材料(例如彩色的或不透明的Lexan?牌聚碳酸酯)制成。
[0075]在圖21、圖22和圖24所示的實(shí)施方式中，分析腔室42包括下腔室面板206、上腔室面板208、和在下腔室面板206和上腔室面板208之間設(shè)置的多個(gè)隔離件210。腔室面板206,208中的至少一個(gè)具有透明的區(qū)域。優(yōu)選地，上腔室面板208和下腔室面板206兩者中的至少一部分透光(例如，透明區(qū)彼此對齊以使光通過該透明區(qū)透射)。各個(gè)腔室面板206、208均具有內(nèi)表面212、一對側(cè)向邊緣214、和樣品入口邊緣216。當(dāng)組裝時(shí)，下腔室面板206的內(nèi)表面和上腔室面板208的內(nèi)表面彼此相對，且彼此相隔被稱為“腔室高度”220的距離。在圖21和圖22所示的實(shí)施方式中，樣品入口邊緣216彼此對齊。在其他方式中，下腔室面板206可延伸超出上腔室面板208的樣品入口邊緣216。在一些實(shí)施方式中，腔室高度220由隔離件210和腔室面板206、208的幾何特性和物理特性精確且均一的限定，且尺寸設(shè)計(jì)成能夠使毛細(xì)作用力牽引樣品遍及整個(gè)腔室42，如下文所述。在圖24示出的實(shí)施方式中，內(nèi)表面212彼此平行。然而，本發(fā)明的分析盒40不限于平行構(gòu)型，例如，在腔室42的區(qū)域內(nèi)分析腔室高度220可變化，包括傾斜的構(gòu)型。在一些實(shí)施方式中，較大直徑的隔離件210可被定位成十分靠近樣品入口邊緣216，以展開樣品入口邊緣216從而有利于樣品進(jìn)入分析腔室42、和/或分離樣品中的組分。分析腔室42內(nèi)的一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)表面212可涂覆親水材料以促進(jìn)樣品在分析腔室內(nèi)行進(jìn)。上腔室面板208和/或下腔室面板206的外表面可部分或完全涂覆物質(zhì)(例如，疏水涂層)，以抑制樣品在外表面上的濕潤。
[0076]在一些實(shí)施方式，分析腔室42包括一個(gè)或多個(gè)在腔室面板206、208的內(nèi)表面212之間設(shè)置的側(cè)向邊界222。側(cè)向邊界222包含樣品在內(nèi)表面212之間的側(cè)向擴(kuò)散，例如側(cè)向邊界222可通過在一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)表面212上應(yīng)用的疏水涂層而形成、或者通過在內(nèi)表面212之間延伸的粘合劑(或其他可成型的)材料的珠而形成、或者通過阻止樣品的側(cè)向毛細(xì)流的物理構(gòu)造而形成。粘合劑材料的珠提供了也將上腔室面板208附接至下腔室面板206的優(yōu)勢。側(cè)向邊界222能夠被用于限定分析腔室42內(nèi)的多個(gè)子腔室，例如，被配置成用于不同樣品分析的不同腔室。在圖21示出的實(shí)施方式中，分析腔室42包括由珠形粘合劑形成的一對U-形側(cè)向邊界222，其一起形成與腔室面板的樣品入口邊緣216相鄰的進(jìn)入開口224以及通向單個(gè)腔室42的后開口 226。圖25示出替選實(shí)施方式，其中，側(cè)向邊界222被定位成形成兩個(gè)單獨(dú)的腔室42a、42b，每個(gè)腔室的入口與另一腔室的入口相鄰。腔室42a、42b中的一個(gè)或兩個(gè)還具有減小的面積的后開口 226a、226b。本文中使用的術(shù)語“減小的面積”描述與進(jìn)入開口不同的開口，樣品通過該進(jìn)入開口被引入到分析腔室42內(nèi)，而該后開口具有比進(jìn)入開口小的尺寸，例如圖26示出具有尺寸“X”的進(jìn)入開口 224和具有尺寸“Y”的后開口 226，其中，X>Y。圖26示出單個(gè)腔室42構(gòu)造，其中，側(cè)向邊界222形成通向后開口226的迂回路徑。減小的面積的后開口 226和/或通向其的迂回路徑阻止腔室42內(nèi)的樣品的前緣暴露于周圍空氣中，從而減少了在樣品前緣上或者靠近樣品前緣的樣品進(jìn)行蒸發(fā)的可能性。在圖21、圖22、圖25和圖26中描繪的側(cè)向邊界222的構(gòu)造為腔室的側(cè)向邊界222的示例，且本發(fā)明的盒40不限于這些示例。本發(fā)明的盒40也可包括一個(gè)或多個(gè)在腔室42的內(nèi)表面之間延伸的粘合劑的小塊(例如，“點(diǎn)狀體”)，其中，術(shù)語“小”用于表示其橫截面相對于分析腔室42的橫截面無論從個(gè)體還是從集體來說都微不足道，因此不影響即將進(jìn)行的分析。
[0077]參照圖24，至少三個(gè)隔離件210被設(shè)置在分析腔室42內(nèi)，且與下腔室面板206和上腔室面板208接觸。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，隔離件210為獨(dú)立于下腔室面板206和上腔室面板208的結(jié)構(gòu)。隔離件210可被設(shè)置成隨機(jī)分布，其中，隔離件間的空間密度(B卩，相鄰的隔離件之間的距離)足以確保腔室面板的內(nèi)表面212之間的可接受的均一的腔室高度220。
[0078]腔室面板206、208或隔離件210中的至少一個(gè)是足夠柔性的以允許腔室高度220接近隔離件210的平均高度。盡管由于隔離件的制造公差導(dǎo)致隔離件210中可能存在較小的幾何差異，但相對柔性使分析腔室42具有基本上均一的高度。例如，在隔離件210是相對柔性的那些實(shí)施方式中，較大的隔離件210壓緊(由于樣品流體施加在腔室面板上的毛細(xì)力)以允許多數(shù)隔離件210接觸面板206、208的內(nèi)表面212，從而使分析腔室高度220基本上等于隔離件的平均直徑?？商孢x地，上腔室面板208可形成為比隔離件210更加柔性。在該實(shí)施方式中，上腔室面板208將覆蓋隔離件210且達(dá)到特定的隔離件大于周圍的隔離件的程度，上腔室面板208將以帳篷一樣的方式圍繞較大的隔離件彎曲，例如圍繞較大的隔離件偏轉(zhuǎn)。以這種方式，盡管腔室42的小的局部區(qū)域?qū)⑵x腔室的平均高度，但腔室區(qū)域(包括形成帳篷的區(qū)域)的平均高度整體上等于隔離件210的平均高度，且具有高的精確度。如上所述，樣品所施加的毛細(xì)力提供了對于壓緊隔離件210、或者腔室面板206、208中的一個(gè)面板所必需的力。可接受的隔離件210的示例包括市場上可購買的聚苯乙烯球形珠，例如來自美國加利福尼亞州的弗里蒙特的Thermo Scientific的商品目錄號4204A的聚苯乙烯球形珠(直徑4微米(4 μ m))?？山邮艿姆治銮皇?2構(gòu)造的示例在美國專利公布N0.2007/0243117中進(jìn)行了描述，其通過引用方式全部并入文中。
[0079]可接受的腔室面板材料的示例包括透明的塑料膜，例如丙烯酸類、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、環(huán)烯烴聚合物(C0P)、環(huán)烯烴共聚物(COC)等。在上腔室面板208被設(shè)計(jì)成在毛細(xì)力作用下彎曲的那些實(shí)施方式中，由PET制成的厚度大約為23微米(23 μ m)的上腔室面板208具有可接受的柔性。
[0080]分析腔室42通常被尺寸設(shè)計(jì)成容納大約0.2 μ I至1.0 μ I的樣品，但是腔室42不限于任何特定的體積容量，且該容量可變化以適應(yīng)分析應(yīng)用。腔室42可操作以靜止地容納液體樣品。術(shù)語“靜止的”用于描述沉積于腔室42內(nèi)用于分析的樣品，且在分析期間不刻意地運(yùn)動。就在分析腔室42內(nèi)的血液樣品內(nèi)存在的運(yùn)動來說，其主要是由于血液樣品的形成組分的布朗運(yùn)動，該運(yùn)動不會損害本發(fā)明的用途。
[0081]在本發(fā)明的盒40的一些實(shí)施方式中，一種或多種試劑(例如，肝素、EDTA等)放置在初始流道62內(nèi)。該試劑也可放置在其他區(qū)域中(例如，采集端口 60、次級流道64、分析腔室等)。
[0082]在上文描述的盒40組件被組裝以形成一體的盒40。頂部面板76(例如，通過激光焊接)附接至中間面板78，使得頂部面板76的內(nèi)表面84的多個(gè)部分固定至中間面板78的頂表面114的多個(gè)部分。彼此附接的頂部面板76和中間面板78的各個(gè)部分形成初始流道62、次級流道64、和剩余樣品儲存器74。底部面板80的內(nèi)表面168還與中間面板78的底表面附接。組裝后的頂部面板76、中間面板78和底部面板80共同形成用于容納托架70的袋狀物228(參見圖3)。本發(fā)明的盒40不限于面板組件之間的任何特定形式的附接(例如，焊接、粘合劑、機(jī)械緊固件等)或者任何特定數(shù)目的組件，例如，盒可包括更少或更多的提供上文所述功能的組件。
[0083]在包括上文描述的次級分析腔室72實(shí)施方式的那些實(shí)施方式中，頂部面板76也附接至底部面板80，例如，支座188從底部面板80向外延伸，延伸穿過中間面板78、然后與頂部面板76的內(nèi)表面84附接，定位成靠近設(shè)置在頂部面板76內(nèi)的腔室袋狀物106，但是不靠近進(jìn)入次級分析腔室72內(nèi)的流體通道入口。
[0084]參照圖2，如在上文所示，通過頂部面板76和中間面板78中的各個(gè)部分的接合可形成初始流道62和次級流道64。初始流道62的橫截面面積使得作用在樣品上的毛細(xì)力牽引樣品穿過初始流道62。形成初始流道62的部分可具體地尺寸設(shè)計(jì)成形成預(yù)定的初始流道體積，該體積用于確定待與樣品混合的合適量的試劑(例如，抗凝劑、著色劑等)。在初始流道62和次級流道64之間的接口 63處，次級流道64的橫截面面積使得液體樣品不會由于毛細(xì)力而引出初始流道62然后進(jìn)入次級流道64。
[0085]參照圖35，在一些實(shí)施方式中，初始流道62可包括定位成與初始流道62和次級流道64之間的接口 63相鄰的具有減小的橫截面面積的部分65 (例如，收縮部分65)。作用在置于初始流道62內(nèi)的流體樣品上的毛細(xì)力將導(dǎo)致流體樣品填充收縮部分65，而次級流道64的增加橫截面面積將進(jìn)一步阻止基于毛細(xì)作用的行進(jìn)。收縮部分65的尺寸被選擇使得盒40能夠被傾斜至這樣的位置:收縮部分65具有在重力方向上豎直的分量(次級流道64在重力作用下位于收縮部分65的下方)，且在不存在外部施加的作用在流體上的運(yùn)動力的情況下，收縮部分65內(nèi)的流體樣品不會從收縮部分65行進(jìn)到次級流道64內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，收縮部分65的尺寸可被設(shè)計(jì)成在具有在重力方向上豎直的分量的一些位置、而不是全部位置處阻止來自收縮部分65的流體。在其他實(shí)施方式中，收縮部分65的尺寸可被設(shè)計(jì)成在具有在重力方向上豎直的分量的全部位置處阻止來自收縮部分65的流體。在這樣的取向上收縮部分65防止流體行進(jìn)所必需的特定尺寸將取決于被分析的特定流體樣品，例如被設(shè)計(jì)成用于血漿分析的盒40內(nèi)的收縮部分65的尺寸可與那些設(shè)計(jì)成用于全血分析的盒40內(nèi)的收縮部分65的尺寸不同。
[0086]在一些實(shí)施方式中，次級流道64包括可操作以在次級流道64內(nèi)形成增加的壓力區(qū)的流道構(gòu)型。增加的壓力區(qū)可被用于促進(jìn)流體移出混合流道64。例如，流道構(gòu)型可包括基本上與分配管133對齊的具有收縮的橫截面面積的區(qū)域230 (例如，參見圖15)。在圖2-4所示的實(shí)施方式中，收縮面積區(qū)域230包括次級流道64的沿著直線延伸的一邊和朝向該直邊向外彎曲的另一壁，以減少在它們之間的次級流道64的橫截面面積。收縮面積區(qū)域230為可被用于促進(jìn)流體運(yùn)動的流道構(gòu)型的示例，但本發(fā)明的盒40不限于該實(shí)施方式。在與初始流道62相對的收縮區(qū)域的一側(cè)上，次級分析腔室72和剩余樣品儲存器74與次級流道64流體連通。
[0087]在將托架70插入到盒式袋狀物中之前，分析腔室42可被形成且附接至托架70。如果使用的話，則隔離件210和側(cè)向邊界222被設(shè)置在腔室面板206、208之間，下腔室面板206附接至各個(gè)臂194、196的頂表面202。腔室面板206、208的樣品入口邊緣216可彼此對齊、且定位成靠近托架臂194、196的遠(yuǎn)端。
[0088]當(dāng)托架70被容納在盒式袋狀物228中時(shí)，各個(gè)臂194、196的頂表面面對中間面板78的底表面116。中間面板78的側(cè)托架導(dǎo)向表面130將托架70的臂194、196導(dǎo)向在袋狀物228內(nèi)。當(dāng)托架70充分滑入盒式袋狀物228中時(shí)，它將到達(dá)且保持在袋狀物228內(nèi)的預(yù)
定的“擱置”位置。
[0089]在托架70能夠移動到“擱置”位置之前，從托架70延伸出的夾柱146將遇到與中間面板78附接的托架夾128。當(dāng)夾柱146經(jīng)過開口且進(jìn)入V-形托架夾128的中心空隙144內(nèi)時(shí)，夾柱使托架夾的臂140、142的遠(yuǎn)端偏轉(zhuǎn)。一旦夾柱146位于中心空隙144中時(shí)，臂140、142朝向其原始位置返回，從而將夾柱146保持在中心空隙144內(nèi)，且將托架70保持在“擱置”位置。在一些盒40的實(shí)施方式中，當(dāng)托架70處于擱置位置時(shí)，腔室面板206、208的樣品入口邊緣216非?？拷皇医涌谥?34，但與柱134充分隔開以使得從腔室接口柱134延伸出的樣品團(tuán)不與腔室面板的樣品入口邊緣216接觸。在其它的盒實(shí)施方式中，當(dāng)托架處于擱置位置時(shí)，腔室面板206、208的樣品入口邊緣216與腔室接口柱134接觸、或者充分靠近柱134以允許樣品傳送。如上文所示，所描述的V-形托架夾128和夾柱146的組合為可接受的托架保持(和/或偏置)機(jī)構(gòu)。然而，本發(fā)明的盒40不限于該具體的夾的實(shí)施方式。在上文描述的實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式中，托架70可以在盒40內(nèi)偏置或不偏置。另外，盒40可被配置成允許托架70部分地或完全地從盒40內(nèi)的袋狀物228中移除。
[0090]操作:
[0091]生物流體樣品(例如，全血樣品)放置在盒40的采集端口 60內(nèi)。樣品至少部分地通過毛細(xì)作用被引導(dǎo)通過排出管102然后進(jìn)入初始流道62。樣品在初始流道62內(nèi)行進(jìn)，直到樣品的前緣接觸初始流道62和次級流道64之間的接口。采集端口蓋68與采集端口60接合且塞子96密封排出管102。結(jié)果，預(yù)定體積的樣品被置于初始流道62中。在塞子96密封排出管102后在采集端口 60內(nèi)可能殘留一些樣品，設(shè)置有蓋的吸收墊吸收該樣品且防止泄露。在本發(fā)明的盒的那些實(shí)施方式中(其中，除了樣品外，一種或多種試劑(例如，肝素、EDTA、著色劑)置于初始流道62或者盒40內(nèi)的其他地方)，在初始流道62中收集的限定體積的樣品確保限定量的試劑與該樣品混合。當(dāng)樣品經(jīng)過初始流道62時(shí)，試劑與樣品混合。
[0092]透明的頂部面板76允許終端用戶視覺檢測初始流道62是否充滿樣品。如下文所述，在將樣品采集在盒40內(nèi)期間，托架/腔室通常位于擱置位置處。
[0093]“裝載的”盒40能夠隨后被放置到分析設(shè)備44中。通過盒40的非對稱定位特征，諸如切口邊緣，促進(jìn)盒40在分析設(shè)備44內(nèi)的正確取向。在終端用戶將盒40裝入分析設(shè)備44后，分析設(shè)備44查找并定位盒40用于進(jìn)一步的處理。在盒40裝入分析設(shè)備44時(shí)或者在裝入分析設(shè)備44之后的某個(gè)時(shí)候，來自樣品運(yùn)動系統(tǒng)56的機(jī)構(gòu)(例如，探針)接合盒40的流體致動器端口(例如，通過使膜破裂)，且形成雙向流體致動器和初始流道62之間的流體連通。在來自流體致動器端口 66的通道148和初始流道62之間設(shè)置的毛細(xì)流擋塊154(參見圖14)，阻止樣品返回到流體致動器端口 66。通過雙向流體致動器，分析設(shè)備44可操作以產(chǎn)生流體動力，該流體動力能夠使流體樣品(例如，樣品團(tuán))在盒40內(nèi)設(shè)置的流道62、64內(nèi)在任一軸向方向上(即，來回地)移動。序列號為13/077,476的美國專利申請(通過引用并入上文)，描述了一種分析設(shè)備44，其包括可接受的適于與本發(fā)明的盒40—起使用的雙向流體致動器。
[0094]在已經(jīng)采集且未被立即分析的全血樣品的情況下，樣品團(tuán)內(nèi)的組分(例如，RBC、WBC、血小板和血漿)隨著時(shí)間可沉淀且變得分層(或者非均一分布)。在這種情況下，在分析之前控制樣品團(tuán)使得組分在樣品內(nèi)基本上均一地分布具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。另外，在許多應(yīng)用中，使試劑與樣品團(tuán)均勻混合也存在相當(dāng)大的優(yōu)勢。為了形成樣品團(tuán)內(nèi)的組分和/或試劑的基本上均一的分布，分析設(shè)備44提供信號給雙向流體致動器，從而提供足以使位于初始流道62內(nèi)的樣品團(tuán)移動的流體動力，例如，在初始流道62內(nèi)向前、向后、或者循環(huán)地移動、或者它們的組合。
[0095]—旦位于初始流道62內(nèi)的樣品充分混合以形成基本上均一混合的樣品時(shí),雙向流體致動器可被操作以使樣品團(tuán)從初始流道62移動至次級流道64。一旦樣品團(tuán)位于次級流道64內(nèi)，則樣品團(tuán)可根據(jù)即將進(jìn)行的分析需求被致動。例如，在期望樣品與染料“B”混合之前與試劑“A”混合的那些分析中，在流道內(nèi)合適量的試劑“A” (例如，抗凝劑-EDTA)可被定位在合適量的染料“B”的上游。盒40內(nèi)的流道構(gòu)型允許在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行混合。反饋定位控制可被用于感測(例如，穿過透明的頂部面板76而感測的光傳感器)且控制樣品團(tuán)在初始流道62和/或次級流道64內(nèi)的定位。
[0096]隨后，樣品運(yùn)動系統(tǒng)56被操作以使樣品團(tuán)在次級流道64內(nèi)向前移動以轉(zhuǎn)移到分析腔室42內(nèi)。樣品團(tuán)被移動至與分配管133接合。如上文所述，一些盒40的實(shí)施方式包括次級流道64中的與分配管133對齊的收縮區(qū)域230。這樣的收縮區(qū)域230可被用于在樣品團(tuán)內(nèi)形成升高的壓力區(qū)，以促進(jìn)樣品從次級流道64轉(zhuǎn)移至腔室接口柱134。本發(fā)明的盒40不限于利用壓力、毛細(xì)力、或重力以將樣品轉(zhuǎn)移至柱134，且可使用這些力的組合。
[0097]參照圖27-31，樣品團(tuán)在分配管133內(nèi)行進(jìn)，直到它到達(dá)在腔室接口柱134內(nèi)形成的開口。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)樣品團(tuán)在分配管133內(nèi)行進(jìn)時(shí)，托架70和分析腔室42可置于擱置位置。在其它實(shí)施方式中，當(dāng)樣品團(tuán)在分配管133內(nèi)行進(jìn)時(shí)，托架70可部分地或完全地從盒40移除。當(dāng)樣品團(tuán)到達(dá)分配管133的底部時(shí)，樣品團(tuán)的一部分232將從分配管133向外膨脹。
[0098]圖27示意性地示出這樣的實(shí)施方式的剖視圖(例如，分析腔室42幾乎一半被切開):其中，托架70處于“擱置”位置且腔室面板的樣品入口邊緣216與樣品團(tuán)232隔開，因而不與樣品團(tuán)232接合。圖32的平面圖示出處于擱置位置的托架70，其中托架致動裝置57的桿234部分與托架70接合。在這樣的實(shí)施方式中，在擱置位置不會發(fā)生樣品到分析腔室42的轉(zhuǎn)移。然而，如上所述，在一些實(shí)施方式中，腔室面板206、208的樣品入口邊緣216可與腔室接口柱134接觸，并將允許(或者與柱134充分靠近以允許)當(dāng)托架70處于擱置位置時(shí)樣品從樣品團(tuán)轉(zhuǎn)移。
[0099]圖28-30和圖33示出:通過托架致動裝置57的桿234部分而移動到盒40內(nèi)的樣品團(tuán)接合位置(在一些實(shí)施方式中其可為擱置位置)的托架70。圖33示出在中心空隙144內(nèi)向前設(shè)置的夾柱146的實(shí)施方式，其抵著托架夾臂140、142作用從而導(dǎo)致托架夾臂向外偏轉(zhuǎn)。在該實(shí)施方式中，夾臂140、142提供作用在托架70上的偏置力，以使托架朝向擱置位置偏置。在替選實(shí)施方式中，不存在偏置力(例如，托架夾構(gòu)造，其中臂不偏轉(zhuǎn))。在V-形托架夾128的全部實(shí)施方式中，夾128被配置成使得夾柱146可在托架夾128內(nèi)行進(jìn)足夠大的距離，以使樣品入口邊緣216可接合樣品團(tuán)232。使托架70移動至樣品團(tuán)接合位置的托架致動裝置的桿234能夠被操作以將托架70維持在樣品團(tuán)接合位置中。在包括托架臂定位器132(參見圖11)的那些實(shí)施方式中，定位器132提供用于托架臂194、196的位置擋塊，以當(dāng)托架70處于樣品團(tuán)接合位置時(shí)，限定腔室面板206、208的樣品入口邊緣216和腔室接口柱134之間的相對位置。在包括從底部面板80的內(nèi)表面延伸出的腔室斜面184(參見圖19)的那些實(shí)施方式中，腔室斜面184(參見圖19)有利于樣品入口邊緣216相對于腔室接口柱134的定位。
[0100]當(dāng)托架70處于樣品團(tuán)接合位置時(shí)，腔室面板的樣品入口邊緣216的至少一部分被定位成允許接合置于接口柱134的端部的樣品團(tuán)232，例如，腔室面板206、208的樣品入口邊緣216可接觸腔室接口柱134或者充分靠近柱134，以允許從分配管133延伸出的樣品團(tuán)的轉(zhuǎn)移。在分析腔室42包括側(cè)向邊界222的那些實(shí)施方式中，分配管133的長軸158可與側(cè)向邊界222限定的腔室入口 224對齊，且在長度上大約等于腔室入口 224。然而，本發(fā)明的盒40不限于該實(shí)施方式。圖29和圖30示出樣品從樣品團(tuán)232到腔室42內(nèi)的移動(例如，通過毛細(xì)力)，樣品在側(cè)向上由側(cè)向邊界222約束。
[0101]在一些實(shí)施方式中，分析腔室42可被保持在樣品團(tuán)接合位置預(yù)定的時(shí)間段，該時(shí)間段足以轉(zhuǎn)移可接受體積的樣品用于即將進(jìn)行的分析。本發(fā)明的具有可選擇性移動的托架70的盒40優(yōu)勢在于，樣品流入分析腔室42內(nèi)能夠在已知的時(shí)間點(diǎn)開始。例如，如果初始樣品轉(zhuǎn)移時(shí)間是已知的，則可根據(jù)時(shí)間來控制樣品轉(zhuǎn)移?？商孢x地，如果通過傳感器監(jiān)控樣品內(nèi)的樣品量，則感測功能可與初始時(shí)間相配合，例如，初始的腔室光學(xué)值可在轉(zhuǎn)移之前被確定、腔室內(nèi)的樣品位置可被追蹤等。設(shè)置在頂部面板76和中間面板78內(nèi)的分析腔室窗口允許分析腔室42被感測，例如，通過頂部面板76和中間面板78中的窗口感測的傳感器可被用于確定樣品在分析腔室42內(nèi)的位置。例如，光源(LED或激光)可被用于照亮分析腔室42。當(dāng)光入射至腔室42內(nèi)的血液樣品上時(shí)，在樣品內(nèi)側(cè)向反射的光照亮樣品的血液/空氣界面邊緣，這導(dǎo)致它們相對于樣品和空氣是可辨別的。該可辨別的血液/空氣界面邊緣可通過光學(xué)傳感器，例如透射型光學(xué)傳感器或反射型光學(xué)傳感器，被檢測到。本發(fā)明的盒40不限于使用這樣的傳感器。
[0102]在一些實(shí)施方式中，一旦可接受體積的樣品已被轉(zhuǎn)移至分析腔室42，則托架致動裝置的桿234使托架70退回至擱置位置(或借助于托架夾128的偏置力實(shí)現(xiàn))，從而導(dǎo)致分析腔室42的樣品入口邊緣216脫離樣品團(tuán)232且停止樣品流體轉(zhuǎn)移到分析腔室42。圖31示出包含流體樣品的、與樣品團(tuán)232分離的分析盒40。
[0103]一旦分析腔室42充滿樣品，則托架70可操作成通過托架致動裝置57使其部分或完全地離開盒40到分析位置，在該分析位置處，分析腔室42的至少一部分通過分析設(shè)備44被曝光成像。一旦完成成像，則托架70可移動回盒40內(nèi)進(jìn)入擱置位置，此后夾柱146和托架夾128將托架70保持在該擱置位置。樣品圖像隨后可被分析以產(chǎn)生樣品分析數(shù)據(jù)。
[0104]在包括次級分析腔室72的那些實(shí)施方式中，引入次級分析腔室72內(nèi)的樣品可通過穿過分析腔室72的透射而進(jìn)行成像。上文所描述的具有兩個(gè)不同的高度部分的次級分析腔室72可被用于樣品光學(xué)測量，例如光學(xué)密度的差分測量，該值可被用于確定例如血紅蛋白信息。如果次級腔室部分的總高度未精確得知，則已知的分析腔室部分的差異允許相對測量。
[0105]盡管已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可進(jìn)行各種變化且等同物可被用于替換其元件。此外，可進(jìn)行許多變型以使特殊的情形或材料適應(yīng)于本發(fā)明的教導(dǎo)，而不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明不限于文中所公開的特定實(shí)施方式作為用于執(zhí)行本發(fā)明的預(yù)期的最佳模式。例如，本發(fā)明的盒40的實(shí)施方式如上描述包括分析腔室42，其被安裝成能夠被移動至接合樣品團(tuán)并持續(xù)給定的時(shí)間段，以使流體樣品轉(zhuǎn)移到分析腔室42。在替選實(shí)施方式中，盒40可被配置使得樣品團(tuán)可被移動至接合分析腔室42，以允許樣品在它們之間轉(zhuǎn)移。
[0106]此外，本發(fā)明的盒被描述為具有多個(gè)特征。一個(gè)或多個(gè)這些特征可單獨(dú)代表可授權(quán)的主題，或者與其它特征的組合可代表可授權(quán)的主題。因此，本發(fā)明不限于描述為包括全部這些特征的盒的實(shí)施方式。例如，本發(fā)明的盒被描述成包括具有分析腔室的托架，分析腔室與該托架附接。本發(fā)明的盒的替選實(shí)施方式可利用相對于盒位置固定的分析腔室。作為另一示例，上文描述了用于盒流道和分析腔室之間的樣品轉(zhuǎn)移的許多構(gòu)造。這些構(gòu)造代表本發(fā)明的盒的結(jié)構(gòu)和操作上的實(shí)施方式，且本發(fā)明的盒不限于這些具體的實(shí)施方式。在另一示例中，上文在用于接合樣品運(yùn)動系統(tǒng)的具體的流體致動器端口方面描述了本發(fā)明的盒。本發(fā)明的盒不限于利用任何特定類型的樣品運(yùn)動系統(tǒng)，因此，不限于任何類型的流體致動器端口 66。
【權(quán)利要求】
1.一種生物流體樣品分析盒,包括: 采集端口 ； 所述盒內(nèi)的與所述采集端口流體連通的至少一個(gè)流道； 通道，所述通道與所述至少一個(gè)流道流體連通；以及 分析腔室，所述分析腔室安裝在托架上，所述托架相對于所述盒安裝且相對于所述通道能夠選擇性定位在第一位置，在所述第一位置處，所述分析腔室將接合從所述通道延伸出的樣品團(tuán)以允許樣品從所述樣品團(tuán)選擇性轉(zhuǎn)移到所述分析腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒，其中，所述通道包括第一端和第二端，所述第一端與所述至少一個(gè)流道流體連通，所述第二端被配置成允許從所述第二端延伸出的樣品團(tuán)的成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盒，其中，所述分析腔室包括以腔室高度彼此隔開的下腔室面板和上腔室面板，且各所述面板均包括樣品入口邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盒，其中，所述面板的樣品入口邊緣基本上彼此對齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盒，其中，在所述第一位置，所述托架相對于所述盒安裝，使得所述分析腔室的所述樣品入口邊緣中的至少一個(gè)樣品入口邊緣將接合從所述通道的第二端延伸出的樣品團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盒，其中，至少所述通道的所述第一端具有槽構(gòu)造，該槽構(gòu)造具有長軸和短軸，其中，所述長軸大于所述短軸。
7.根 據(jù)權(quán)利要求2所述的盒，其中，所述通道至少部分地設(shè)置在接口柱內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盒，其中，所述接口柱包括設(shè)置在所述通道的所述第二端處的表面，所述表面被定向成借助重力支撐所述樣品團(tuán)的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盒，其中，所述接口柱包括與所述通道的所述第二端交叉的V-形槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盒，其中，所述托架能夠操作成位于所述盒內(nèi)的第二位置處，且在所述第二位置處所述分析腔室與所述通道分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的盒，其中，偏置結(jié)構(gòu)將所述托架保持在所述第二位置，而在所述第一位置處所述偏置結(jié)構(gòu)朝向所述第二位置偏置所述托架。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的盒，其中，所述托架包括所述偏置結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的盒，其中，所述偏置結(jié)構(gòu)為托架夾，所述托架夾能夠操作以將所述托架保持在所述第二位置處。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的盒，其中，所述托架夾是V-形的且包括第一臂、第二臂、和設(shè)置在所述第一臂和所述第二臂之間的中心空隙。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盒，其中，所述分析腔室由下腔室面板、上腔室面板、和多個(gè)側(cè)向邊界限定，并且其中，所述側(cè)向邊界形成第一開口和第二開口，并且其中，所述第一開口大于所述第二開口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的盒，其中，所述下腔室面板具有內(nèi)表面，所述上腔室面板具有內(nèi)表面，且所述側(cè)向邊界中的至少一個(gè)側(cè)向邊界接觸這兩個(gè)內(nèi)表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的盒，其中，所述側(cè)向邊界被配置成在所述第一開口和所述第二開口之間形成迂回路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的盒，其中，所述分析腔室包括由所述側(cè)向邊界形成的多個(gè)子腔室。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盒，還包括次級分析腔室，所述次級分析腔室與所述至少一個(gè)流道流體連通。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的盒，其中，所述次級分析腔室包括具有第一高度的第一部分和具有第二高度的第二部分，所述第二高度大于所述第一高度，而這兩個(gè)高度之間的差異是已知的。
21.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盒，其中，所述至少一個(gè)流道包括與所述采集端口流體連通的初始流道、和具有第一端和第二端的次級流道，所述第一端與所述初始流道流體連通，所述第二端與所述通道流體連通。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的盒，其中，所述初始流道的橫截面面積被設(shè)計(jì)成使得樣品通過毛細(xì)力在所述初始流道內(nèi)行進(jìn)，且所述次級流道的橫截面面積被設(shè)計(jì)成使得樣品不能夠通過毛細(xì)力在所述次級流道內(nèi)行進(jìn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的盒，其中，所述初始流道包括與所述次級流道的接口相鄰的收縮部分，且所述收縮部分被配置成使得通過在重力方向上豎直的所述初始流道能夠定向所述盒，且在缺乏外部施加的動力的情況下，所述收縮部分內(nèi)的流體將不從所述收縮部分行進(jìn)至所述次級流道。
24.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盒，其中，所述至少一個(gè)流道包括所述通道。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒，其中，還包括流體致動器端口，所述流體致動器端口被配置成接合樣品運(yùn)動系統(tǒng)且允許流體動力進(jìn)入所述盒以導(dǎo)致流體樣品在所述至少一個(gè)流道內(nèi)運(yùn)動。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的盒，其中，所述流體致動器端口包括能夠破裂的密封材料。`
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒，還包括蓋，所述蓋能夠操作以覆蓋和密封所述采集端□。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒，還包括分析腔室窗口，所述分析腔室窗口被配置成允許視覺檢查在所述第一位置處設(shè)置的所述分析腔室。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒，其中，所述托架被配置成接合致動器，所述致動器能夠操作以相對于所述盒選擇性地移動所述托架。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒，其中，所述盒包括配置成容納所述托架的袋狀物。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的盒，其中，所述托架被配置成接合致動器，所述致動器能夠操作以選擇性地將所述托架移動到所述袋狀物內(nèi)和移出所述袋狀物。
32.—種生物流體樣品分析盒，包括: 采集端口 ； 所述盒內(nèi)的與所述采集端口流體連通的至少一個(gè)流道； 分析腔室，所述分析腔室由下腔室面板、上腔室面板和多個(gè)側(cè)向邊界限定； 其中，所述側(cè)向邊界形成第一開口和第二開口，且其中，所述第一開口大于所述第二開□。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的分析盒，其中，所述下腔室面板具有內(nèi)表面，所述上腔室面板具有內(nèi)表面，且所述側(cè)向邊界中的至少一個(gè)側(cè)向邊界接觸這兩個(gè)內(nèi)表面。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的分析盒，其中，所述側(cè)向邊界被配置成在所述第一開口和所述第二開口之間形成迂回路徑。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的分析盒，其中，所述分析腔室包括通過所述側(cè)向邊界形成的多個(gè)子腔室。
36.一種生物流體分析系統(tǒng)，包括: 分析設(shè)備，所述分析設(shè)備具有物鏡、至少一個(gè)樣品照明器、至少一個(gè)析像管、托架致動裝置、和可編程分析儀；和 生物流體樣品分析盒，所述生物流體樣品分析盒包括采集端口、所述盒內(nèi)的與所述采集端口流體連通的至少一個(gè)流道、與所述至少一個(gè)流道流體連通的通道、和安裝在托架上的分析腔室，所述托架相對于所述盒安裝且相對于所述通道通過所述托架致動裝置能夠選擇性定位在第一位置，在所述第一位置處，所述分析腔室將接合從所述通道延伸出的樣品團(tuán)以允許樣品從所述樣品團(tuán)選擇性轉(zhuǎn)移到所述分析腔室。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中，所述托架致動裝置能夠操作以選擇性地將所述托架插入所述盒和從所述盒移除所述托架。
38.一種用于分析生物流體樣品的方法，包括以下步驟: 提供具有托架致動裝置和可編程分析儀的自動化分析設(shè)備； 提供生物流體樣品分析盒，所述生物流體樣品分析盒包括采集端口、所述盒內(nèi)的與所述采集端口流體連通的至少一個(gè)流道、與所述至少一個(gè)流道流體連通的通道、和安裝在托架上的分析腔室，所述托架相對于所述盒安裝且相對于所述通道通過所述托架致動裝置能夠選擇性定位在第一位置處，在所述第一位置處，所述分析腔室能夠接合從所述通道延伸出的樣品團(tuán)； 將生物流體樣品移動至所述通道內(nèi)，以形成從所述通道延伸出的流體樣品團(tuán)； 相對于所述盒定位所述托架，使得所述分析腔室將接合樣品團(tuán)且允許樣品從所述樣品團(tuán)選擇性轉(zhuǎn)移到所述分析腔室； 使用所述托架致動裝置從所述盒移除所述托架； 使靜置于所述分析腔室內(nèi)的樣品 成像，以產(chǎn)生樣品的一個(gè)或多個(gè)圖像；和 使用所述樣品的一個(gè)或多個(gè)圖像來分析所述樣品。
【文檔編號】G01N35/00GK103890590SQ201280052400
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月24日
【發(fā)明者】伊戈?duì)枴つ峥浦Z羅夫, 凱爾·胡卡里, 尼特恩·V·拉爾普里亞, 拉爾夫·W·多德爾 申請人:艾博特健康公司