使用抗吸附劑以方便樣本混合及分析的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于分析生物液體樣本的裝置和方法。該方法包括以下步驟：a）提供一種具有通道和分析室的分析盒，其中該通道與該分析室是液體相通的，且包括至少一個(gè)疏水性內(nèi)壁表面；b）將一種或多種抗吸附劑與已加入到該通道內(nèi)的液體樣本相混合，其中該抗吸附劑是可操控的，以便抑制液體樣本在該通道內(nèi)壁表面上的吸附；c）將所述液體樣本移到該分析室內(nèi)；和，d）對所述分析室內(nèi)的樣本進(jìn)行分析。
【專利說明】使用抗吸附劑以方便樣本混合及分析的裝置和方法
[0001]本申請享有的利益請結(jié)合參考在2010年12月9日申請的美國臨時(shí)專利61/421，451中公開的基本主題。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及生物液體分析的一般裝置和方法，以及采用同樣的裝置和方法混合生物樣本，以生產(chǎn)均勻分布的成分和/或試劑。
【背景技術(shù)】
[0003]從歷史上來看，評估生物液體樣本，如全血、尿、腦脊液、體腔液等的顆?；蚣?xì)胞物質(zhì)時(shí)，通常采用的方法為:在載玻片上涂抹少量未經(jīng)稀釋的液體，然后將該涂片放置于顯微鏡下評估?？梢詮倪@種涂片獲得合理的結(jié)果，但細(xì)胞的完整性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性在很大程度上取決于技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。通過涂片分析也有其局限性，并且不能用于分析諸如全血計(jì)數(shù)(CBC)之類的數(shù)據(jù)。
[0004]在某些情況下，生物液體樣本成分分析可采用阻抗或光學(xué)流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)法。這些技術(shù)用于評估稀釋的液體樣本，其方法為:將稀釋的液流穿過與阻抗計(jì)量裝置或光學(xué)成像裝置相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)孔。這些技術(shù)的不利之處在于:需要稀釋樣本，并且需要液流處理
裝直。
[0005]眾所周知，像全血這樣的生物液體樣本靜止存放一定時(shí)間后將會“沉析”，在此期間，該樣本內(nèi)的成分將會偏離采集樣本內(nèi)的當(dāng)前成分分布，例如，偏離該樣本中均勻分布的成分。如果將該樣本靜止存放足夠時(shí)間,那么該樣本內(nèi)的物質(zhì)可以完全沉析并分層(例如，在一份全血樣本中，白血球、紅血球和血小板可在靜止樣本中形成分層)。當(dāng)流體通道內(nèi)發(fā)生吸附現(xiàn)象時(shí)，樣本內(nèi)也會呈現(xiàn)非均勻性。此處使用術(shù)語“吸附”是指液體樣本或其中部分黏著在液體通道表面的趨勢。如果一份液體樣本中有足夠多的成分(例如，一份全血樣本中的血小板、紅細(xì)胞、白細(xì)胞)黏著在位于采集點(diǎn)和樣本分析室之間的液體通道上，那么該分析樣本就失去了對所采集樣本的代表作用。在這種情況下，分析精度將受到負(fù)面影響。
[0006]在那些實(shí)施例中，最好在混合樣本的盒中沉淀一種或多種試劑，這些試劑可能為可抑制樣本溶解的形式(例如，顆粒形式的、結(jié)晶形式、低溶解度形式，等等)。大于某一尺寸的試劑未溶解顆粒不能進(jìn)入分析室，但其他的可以進(jìn)入，它們在分析室產(chǎn)生的樣本成像中呈現(xiàn)為碎片。例如大顆粒染料可以產(chǎn)生局部高濃度染料，其濃縮物可以使細(xì)胞飽和并無法識別。在兩個(gè)實(shí)施例中，樣本中試劑的濃縮物或不均勻性都可產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0007]需要一種分析生物液體樣本的裝置和方法，以促進(jìn)樣本和/或樣本中試劑的均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于生物液體樣本的分析盒，該盒包括一外殼和至少一抗吸附劑。該外殼包括一通道和一分析室。該通道與該分析室是液體相通的，且該通道包括一或多個(gè)疏水性內(nèi)壁表面。以這樣一種方式向該外殼內(nèi)提供該抗吸附劑，使樣本沉淀在該外殼內(nèi)的同時(shí)，或隨后從該外殼內(nèi)的通道通過時(shí)，可將該抗吸附劑與液體樣本相混合。該抗吸附劑是可操控的以便與液體樣本混合，并且是可操控的以便抑制液體樣本吸附到該通道內(nèi)壁表面上。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一用于分析生物液體樣本的方法。該方法包括以下步驟:a)提供一具有一通道和一分析室的分析盒，其中該通道與該分析室是液體相通的，且包括至少一疏水性內(nèi)壁表面；b)將一種或多種抗吸附劑與已加入到該通道內(nèi)的液體樣本相混合，其中該抗吸附劑是可操控的，以便抑制液體樣本在該通道內(nèi)壁表面上的吸附；c)將液體樣本移到該分析室內(nèi)；d)對該分析室內(nèi)的樣本進(jìn)行分析。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于生物液體樣本的分析盒。該盒包括一外殼和至少一溶解添加劑。該外殼有一通道和一分析室。該通道與該分析室是液體相通的。該通道包括至少一疏水性內(nèi)壁表面。以這樣一種方式向該外殼內(nèi)提供該溶解添加劑，使樣本沉淀在該外殼內(nèi)的同時(shí)，或隨后從該外殼內(nèi)的通道通過時(shí)，可將該溶解添加劑與液體樣本相混合。該溶解添加劑與該液體樣本混合，并且是可操控的以便促進(jìn)至少一種試劑溶解到該液體樣本中。
[0011]根據(jù)下面提供的本發(fā)明的詳細(xì)描述和附圖的圖示說明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1所示為生物液體分析裝置；
[0013]圖2是分析盒實(shí)施例平面圖；
[0014]圖3是分析盒實(shí)施例剖面圖；
[0015]圖4是本分析盒界面和分析盒實(shí)施例剖面圖；
[0016]圖5是本發(fā)明的分析系統(tǒng)示意圖；以及
[0017]圖6是壓電盤式雙邊驅(qū)動(dòng)器示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參考圖1-5,本發(fā)明的分析系統(tǒng)20包括一生物液體樣本盒22和一用于分析諸如全血之類的生物液體樣本的自動(dòng)分析裝置24。自動(dòng)分析裝置24包括成像硬件26、樣本混合系統(tǒng)28和用于控制樣本處理、成像和分析的可編程分析器30。樣本混合系統(tǒng)28是可操控的以操控液體樣本，使分析樣本前該樣本內(nèi)成分至少大致均勻分布。下面是樣本分析盒22的示意性描述，以圖示說明本發(fā)明的作用。本系統(tǒng)20并不限于任何特定分析盒22的實(shí)施例。美國專利12/971，860,61/470, 142和61/527，114中描述了可接受的分析盒22的例子，每個(gè)都通過整體引用合并入本文。但本發(fā)明并不僅限于使用任何特定的分析盒22。
[0019]美國專利12/971，860描述的分析盒22是此處使用的分析盒的一個(gè)例子，以便于描述本裝置和方法，其包括液體樣本采集口 32、閥門34、初始通道36、二級通道38、液體驅(qū)動(dòng)口 40和分析室42。采集口 32被配置用于采集液體樣本(例如，用手指戳、用針沉淀等等)。初始通道36與采集口 32是液體相通的，其尺寸使沉積在采集口 32的樣本可以被毛細(xì)作用力吸入初始通道36。閥門34被放置或連接到初始通道36，在初始通道36末端附近與采集口 32相連(在一些分析盒的代替實(shí)施例中無需使用閥門)。二級通道38與初始通道36是液體相通的，位于初始通道36下游。初始通道36和二級通道38間的交叉點(diǎn)的幾何形狀應(yīng)能保證存在于初始通道36中的液體樣本不會被毛細(xì)作用力吸入二級通道38。二級通道38直接或間接與分析室42液體相通。分析室42包括一對間隔一段距離的面板(至少一個(gè)是透明的)，配置用于容納面板間用于成像分析的液體樣本。為二級通道38和分析室42提供液體相通的結(jié)構(gòu)可采取多種形式。在一實(shí)施例中，一計(jì)量通道在二級通道38和分析室42之間展開，其尺寸可以使液體被毛細(xì)作用力從二級通道38中吸出。在另一實(shí)施例中，前腔46被放置于二級通道38和分析室42的一側(cè)之間，并與兩者都液體相通(例如,參考圖.3)。二級通道38中的液體樣本可被樣本混合系統(tǒng)28產(chǎn)生的壓力或重力等移入前腔46。上述分析盒的實(shí)施例用于圖示說明本分析盒的作用和范圍。本分析盒及其方法并不僅限于這些實(shí)施例。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，一種或多種試劑(例如，肝素、乙二胺四乙酸、染料，如吖啶橙等)沉淀在該分析盒內(nèi)一或多個(gè)區(qū)域(例如，液體樣本采集口 32、初始通道36、二級通道38、分析室42等)。例如,可在采集口 32中放入抗凝血?jiǎng)?抑制血液樣本凝血。此專利申請書中，術(shù)語“試劑”被定義為包括與樣本相互作用的物質(zhì)和賦予樣本可檢測顏色的染料。當(dāng)樣本液體被吸入并通過初始通道36，該樣本至少部分與最初放置于采集口 32中的試劑混合。
[0021]在本分析盒的一些實(shí)施例中，在樣本中加入多種試劑，樣本通過該分析盒時(shí)遇到試劑的順序是特別選擇的。例如，在那些需要或最好讓樣本先與A試劑再與B試劑混合的分析中，可以將所需份量的A試劑(例如抗凝血?jiǎng)?乙二胺四乙酸)放在所需份量的B試劑(例如放入二級通道38中的染料)上游(例如，初始通道34)。A、B試劑的距離應(yīng)保證樣本與A試劑充分混合后才接觸到B試劑。或者如下面將描述的那樣，樣本團(tuán)可在A試劑的位置循環(huán)，然后再移動(dòng)該樣本團(tuán)至B試劑的位置?？刹捎孟旅婷枋龅姆椒?，使用雙向驅(qū)動(dòng)器驅(qū)使樣本團(tuán)來回運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)樣本團(tuán)循環(huán)。上述事例不是為了以任何方式起到限制作用?？蛇x擇試劑在分析盒內(nèi)的液體通道中的位置，例如:a)以確保執(zhí)行后續(xù)交互作用前已對試劑做了預(yù)處理；b)以盡量減少或避免與細(xì)胞交互作用時(shí)特定試劑之間的競爭；和/或c)對于某些事例，其中的試劑與其他試劑相比，需要更多時(shí)間與樣本發(fā)生交互作用。
[0022]在那些需要在分析盒22中沉淀一或多種試劑，以便與沉淀在該盒中的樣本混合的實(shí)施例中，可在試劑中加入一或多種添加劑，促進(jìn)該試劑在該樣本中的溶解。例如，常用手段是在樣本中加入染料(例如，吖啶橙-也被稱為“AcO”或堿性橙15 ;阿斯屈拉松橙-也稱為“AzO”或堿性橙21)以促進(jìn)該樣本的分析。如上所述，以我們的經(jīng)驗(yàn)，在沉淀過程中，這類染料可抑制樣本溶解，隨后對該樣本中的染料濃度和均勻性產(chǎn)生負(fù)面影響。為了避免這些問題，先將染料(或其他試劑)與溶解性添加劑混合，然后再將該染料放入該分析盒。一種可接受的溶解性添加劑的例子是海藻糖。將染料和海藻糖混合在液體溶劑中，然后在分析盒中沉淀，隨后放置至干燥。據(jù)了解，海藻糖的分子結(jié)構(gòu)有助于形成均勻的染料顆粒并防止形成大顆粒；例如，海藻糖的分子結(jié)構(gòu)可以是這樣的:較小的染料顆粒分布在海藻糖基體中，從而有助于形成更加均勻的染料顆粒并抑制大顆粒染料的形成。如示例所示的全血分析，在20微升的全血樣本中加入了可接受份量的AcO染料(例如，1.8微克)(即染料濃度90奈克/微升)。在20微升全血樣本中獲得有利的染料溶解度的方法是:一開始在分析盒通道中加入超過0.9微克海藻糖和1.8微克染料的混合物，例如，海藻糖和染料的比例稍大于1:2。當(dāng)前數(shù)據(jù)表明，海藻糖和染料的比例可高達(dá)8:1，結(jié)果仍然令人滿意?；蛘弑３秩獦颖痉萘坎蛔?20微升)，混入一定量的乙二胺四乙酸(例如，范圍在10-30微克之間)和1.8微克染料，可獲得有利的溶解度。另一可接受的溶解添加劑的例子是包含樹狀大分子的物質(zhì)。
[0023]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，包括可操控的試劑，用于阻礙樣本吸附在分析盒22的表面(例如，液體通道壁)。分析盒22內(nèi)的液體通道可由諸如塑料、玻璃之類的材料制成。通常采用具有疏水性的塑料，例如，聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、硅樹脂、Tygon?、聚丙烯、氟化乙烯聚丙烯(FEP)、全氟烷氧基共聚物(PFA)、環(huán)烯烴共聚物(C0C)、乙烯(ETFE)、聚偏二氟乙烯，等。在一些應(yīng)用中，液體通道上涂有涂料以增加其疏水性?？捎米魇杷酝繉硬牧系囊粋€(gè)例子是美國馬里蘭州貝茨維爾Cytonix公司的FluoroPel?聚合物解決方案。當(dāng)比如水這樣的物質(zhì)通過由疏水性材料制成的通道(或有疏水性材料涂層)時(shí)，水不會吸附在疏水性通道表面。全血或其他含有蛋白質(zhì)的生物液體(為便于描述，從此處開始統(tǒng)稱為“血液”)在純水中會產(chǎn)生不同反應(yīng)，但都會吸附到疏水性通道壁上。確信產(chǎn)生這種吸附現(xiàn)象的原因至少是部分由于血液含有兩親性蛋白質(zhì)，比如白蛋白、免疫球蛋白、纖維蛋白原。這些蛋白質(zhì)是“兩親的”的是因?yàn)樗鼈冇惺杷畢^(qū)和親水區(qū)。疏水區(qū)很容易吸附在疏水性表面，同時(shí)，親水區(qū)被排斥(例如，向外推開)。其結(jié)果是，曾經(jīng)的疏水性表面實(shí)際上成為了親水性表面。隨后，當(dāng)血液流經(jīng)該親水性表面時(shí)，在該表面形成一吸附層。
[0024]為了克服不需要的吸附，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中使用了“抗吸附”試劑，與樣本混合后，可減少樣本吸附在通道壁上。分析全血樣本時(shí)，可使用能夠阻止樣本內(nèi)蛋白質(zhì)附著于通道壁上的試劑?？梢允箖捎H性蛋白質(zhì)接觸到疏水性表面時(shí)“不太活躍”(例如，對通道的吸引力下降)的表面活性劑和/或其他試劑是可取的抗吸附劑，因?yàn)樗鼈儨p少了蛋白質(zhì)附著在該表面的傾向。確信兩親性蛋白質(zhì)的表面活性劑涂層可降低該蛋白質(zhì)的活性。對大多數(shù)全血分析，當(dāng)表面活性劑與樣本混合時(shí)，該表面活性劑可以是非溶血性的和/或用于非溶血性濃縮物中。事實(shí)上，在全血分析中使用表面活性劑是因?yàn)樗鼈兛梢杂行П苊鉂饪s物發(fā)生紅細(xì)胞裂解現(xiàn)象。對于不在乎發(fā)生裂解現(xiàn)象的樣本分析，可使用溶血性試劑。
[0025]有多種類型的表面活性劑可用作抗吸附劑。例如，非離子性表面活性劑(例如，陶氏化學(xué)公司的Triton X-305、迪克西化工公司的表面活性劑10G、巴斯夫公司的聚醚F-108、德國曼海姆羅氏診斷公司的Tween-20、Tween-60和/或Tween-80)用在多種不同通道表面(例如，聚碳酸酯、氟化乙烯聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、乙烯或聚偏二氟乙烯基板上的FluoroPel?涂層)時(shí)，結(jié)果非常令人滿意。Triton-305或表面活性劑10G?的濃度大于等于0.1奈克/微升的全血樣本在涂有FluoroPel?涂料的聚碳酸酯通道中表現(xiàn)出可接受的吸附性。類似的，Tween-20?、Tween-60?和Tween-80?的濃度大于等于0.5奈克/微升的全血樣本在涂有FluoroPel?涂料的聚碳酸酯通道中表現(xiàn)出可接受的吸附性。其他與全血樣本混合后可產(chǎn)生可接受的吸附性的非離子性表面活性劑包括Triton X-100和TritonX-705。
[0026]兩性離子表面活性劑,例如,3-dimethyl (甲基丙烯酰)、丙烷磺酸銨(DMAPS)和3-[(3_膽酰胺丙基)二甲基氨基]-1-丙烷磺酸鈉(CHAPS)也可用作抗吸附劑。例如，DMAPS或CHAPS的濃度大于等于0.05奈克/微升的全血樣本在涂有FluoroPel?涂料的聚碳酸酯通道中表現(xiàn)出可接受的吸附性。[0027]陽離子表面活性劑(例如HDTAB)和陰離子表面活性劑(例如，水合膽酸鈉、脫氧膽酸鈉)也可用作抗吸附劑。HDTAB、水合膽酸鈉或脫氧膽酸鈉的濃度大于等于0.05奈克/微升的全血樣本在涂有FlUOT0PelTM涂料的聚碳酸酯通道中表現(xiàn)出可接受的吸附性。
[0028]在通道上游(例如在初始通道中)而非下游(例如二級通道)放置所需份量的抗吸附劑是有利的，但操作本分析盒時(shí)，這不是必須的。實(shí)驗(yàn)表明，在通道上游(例如，碗、通道、初始通道，等)中放置抗吸附劑，在毛細(xì)作用下或以其他方式通過多種通道，可促進(jìn)樣本移動(dòng)，同時(shí)有助于其他試劑(例如EDTA)溶解并進(jìn)入樣本溶液。
[0029]參考圖4，液體驅(qū)動(dòng)口 40被配置用于連接樣本分析系統(tǒng)28并使增壓液體(例如，正壓和/或負(fù)壓下的空氣)進(jìn)入分析盒22，使分析盒22中的液體樣本運(yùn)動(dòng)。液體驅(qū)動(dòng)口 40通過在閥門34下游位置50處的通道41與初始通道36液體相通。在位置50，閥門34是可操控的，以便從液體驅(qū)動(dòng)口 40關(guān)閉采集口 32。液體驅(qū)動(dòng)口 40的一個(gè)例子為被帽52覆蓋的分析盒22內(nèi)的一空腔，該空腔包括可被樣本混合系統(tǒng)28上的探針70刺穿的一可破裂的薄膜。探針70與口 40相連，使樣本混合系統(tǒng)28與分析盒22內(nèi)的通道液體相通。如上所述，本發(fā)明并不僅限于用在此處描述的分析盒示例中，并且本示例有助于闡明本發(fā)明。例如，本發(fā)明可與沒有閥門34或驅(qū)動(dòng)口 40的分析盒，或其他包括不同閥門和/或驅(qū)動(dòng)口的結(jié)構(gòu)一起使用。
[0030]圖5示意性顯示了可與本發(fā)明的分析盒一起使用的分析裝置24，圖中描繪了其成像硬件26、樣本混合系統(tǒng)28、分析盒支撐和操作裝置54、樣本物鏡56、多個(gè)樣本照明器58和析像管60。一個(gè)或兩個(gè)物鏡56以及分析盒支撐裝置54可以彼此相對或相向移動(dòng)，以改變相關(guān)焦距。樣本照明器58以預(yù)設(shè)波長的光照亮樣本。穿透樣本的光線或樣本發(fā)出的熒光被析像管60捕獲，并且表征該捕獲光線的信號被發(fā)送到可編程分析器30處理成圖像。美國專利6，866，823和美國專利申請13/204,415 (每個(gè)都通過整體引用合并入本文)中描述的成像硬件26適用于本分析裝置24。但本發(fā)明并不僅限于與前述成像硬件26 —起使用。
[0031]可編程分析器30包括一中央處理器(CPU)并且可與分析盒支撐和操作裝置54、樣本照明器58、析像管60和樣本混合系統(tǒng)28通訊。CPU用于(例如，經(jīng)過編程)接收這些信號，并有選擇地執(zhí)行操作分析盒支撐和操作裝置54、樣本照明器58、析像管60和樣本混合系統(tǒng)28的命令。應(yīng)注意，可編程分析器30的功能可通過硬件、軟件、固件或它們的混合方式實(shí)現(xiàn)。無需過多實(shí)驗(yàn)，專業(yè)人士應(yīng)可編寫執(zhí)行上述功能的代碼。
[0032]參考圖4-6，樣本分析系統(tǒng)28包括雙向驅(qū)動(dòng)器48和分析盒界面62。雙向驅(qū)動(dòng)器48(在圖6中示意性顯示)可單獨(dú)操作，以一或多種頻率產(chǎn)生正負(fù)液體位移，該位移可使該分析盒中的樣本移動(dòng)。一個(gè)可接受的雙向驅(qū)動(dòng)器48的例子為彎曲壓電盤式驅(qū)動(dòng)器，與驅(qū)動(dòng)器64 一起用于控制驅(qū)動(dòng)器48。彎曲壓電盤式驅(qū)動(dòng)器通常具有相對較快的響應(yīng)時(shí)間、低遲滯、低振動(dòng)、高線性度和高可靠性。在圖6所示實(shí)施例中，彎曲壓電盤式驅(qū)動(dòng)器包括放置于外殼68內(nèi)的雙層彎曲壓電盤66。雙層彎曲壓電盤66被配置用于建立兩個(gè)方向相反(例如，-y,+y)的彎曲變形。可以從美國馬薩諸塞州劍橋壓電系統(tǒng)公司生產(chǎn)的T216-A4N0系列中找到雙層彎曲壓電盤66的示例。本發(fā)明通常不僅限于彎曲壓電盤式驅(qū)動(dòng)器，為此也不僅限于這些特定的彎曲壓電盤類型。本發(fā)明也不僅限于以雙向方式操作的單一液體驅(qū)動(dòng)器。例如，本發(fā)明可與采用多個(gè)單向驅(qū)動(dòng)器或單向和雙向驅(qū)動(dòng)器組合使用的系統(tǒng)一起使用。
[0033]驅(qū)動(dòng)器64可與雙向驅(qū)動(dòng)器48通訊并且可控制驅(qū)動(dòng)器48。驅(qū)動(dòng)器64的功能可通過硬件、軟件、固件或它們的混合方式實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)器64可成為可編程分析器30的一部分，或作為獨(dú)立單元與可編程分析器30通訊。
[0034]參考圖3和圖4，樣本分析盒界面62包括在雙向驅(qū)動(dòng)器48和探針70之間的液體通道，以連接分析盒22上的液體驅(qū)動(dòng)口 40。界面62在雙向驅(qū)動(dòng)器48和分析盒22上的液體驅(qū)動(dòng)口 40之間建立液體聯(lián)通。如果液體驅(qū)動(dòng)口 40具有一帽52，且該帽包括一可破裂的薄膜，那么探針70可捅破該薄膜，從而在雙向驅(qū)動(dòng)器48和分析盒液體驅(qū)動(dòng)口 40之間建立液體聯(lián)通。該薄膜被探針70捅破后，在探針70周圍形成密封，使液體通道密封。圖4陰影部分示意性說明該具有探針70的實(shí)施例。本發(fā)明并不僅限于這種薄膜/探針結(jié)構(gòu)，這只是提供不意說明。
[0035]在操作本系統(tǒng)20的過程中，一生物液體樣本(例如全血)被沉淀在分析盒22的采集口 32中，隨后在毛細(xì)作用下，被吸入分析盒22的初始通道36，樣本可能在此駐留一段時(shí)間(例如，主題采集和樣本分析之間的時(shí)間)。樣本團(tuán)將在毛細(xì)作用下被吸入初始通道36，直到該樣本團(tuán)的前沿到達(dá)二級通道38的入口。在本分析盒22的某些實(shí)施例中，初始通道36和/或采集口 32中可能沉淀有一或多種試劑72。在那些實(shí)施例中，當(dāng)該樣本沉淀在分析盒22中并在初始通道36中行進(jìn)的同時(shí)，試劑72與樣本混合。在那些情況下，樣本分析并不是緊接著樣本采集進(jìn)行的，特定試劑(例如，全血分析中的肝素或EDTA之類的抗凝血?jiǎng)?可以與樣本混合，使樣本保持在可接受的狀態(tài)(例如未凝血)以便分析。
[0036]在分析樣本前，將分析盒22插入分析裝置24用于分析樣本，樣本盒界面探針70連接到分析盒22上的液體驅(qū)動(dòng)口 40，并且分析盒22的結(jié)構(gòu)可防止液體從樣本采集口 32中流出，例如，使閥門關(guān)閉?？烧{(diào)整這些事件的特定順序，以適應(yīng)即將展開的分析。
[0037]當(dāng)全血樣本被采集后并未立刻分析時(shí)，血液樣本中成分、紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血漿，將隨時(shí)間流逝而在分析盒22中沉淀并分層。在這種情況下，分析樣本前就操作該樣本具有很大的優(yōu)勢，可以使成分重新懸浮，保持至少基本均勻的狀態(tài)。此外，在很多應(yīng)用中，均勻地混合試劑和樣本也具有很大優(yōu)勢。為了使樣本中的成分和/或試劑形成均勻分布，分析裝置24向雙向驅(qū)動(dòng)器48發(fā)出一信號，使驅(qū)動(dòng)器48內(nèi)液體(例如空氣)產(chǎn)生正和/或負(fù)位移，并且連接盒通道使樣本團(tuán)在初始通道36中前后移動(dòng)(例如擺動(dòng))。在雙向驅(qū)動(dòng)器48的彎曲壓電盤類型的實(shí)施例中，分析裝置24向驅(qū)動(dòng)器64發(fā)出一信號，驅(qū)動(dòng)器64依次向驅(qū)動(dòng)器48發(fā)出一高壓信號作為反饋，使壓電盤66轉(zhuǎn)向。根據(jù)需要的活動(dòng)，雙層壓電盤66可操控地轉(zhuǎn)向并正向推動(dòng)空氣，從而使樣本團(tuán)向前(即朝向分析室42的方向)，或反向推動(dòng)空氣，使樣本團(tuán)向后(即遠(yuǎn)離分析室42的方向)，或擺動(dòng)，使樣本團(tuán)相對一特定位置前后循環(huán)。
[0038]可以根據(jù)即將展開的分析活動(dòng)，選擇使用雙向驅(qū)動(dòng)器48在分析盒22中操作樣本團(tuán)的方式。以全血樣本分析為例，駐留在初始通道36中的樣本(已在某種程度上與抗凝血?jiǎng)┗旌?在開始分析前有可能沉淀，并且成分發(fā)生某種程度的分層現(xiàn)象。一開始，可操作雙向驅(qū)動(dòng)器48使樣本團(tuán)通過一些位置，以便使用反饋控制76驗(yàn)證樣本位置。一旦確定了樣本位置，可在相對較短的距離內(nèi)前后循環(huán)該樣本，使樣本內(nèi)重新懸浮的成分均勻(和/或混合試劑均勻)?？筛鶕?jù)即將展開的分析所需，調(diào)整樣本循環(huán)頻率和樣本行程的“振幅”?？赏ㄟ^選擇雙向驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)器特性控制該頻率和振幅。此時(shí)，當(dāng)樣本被進(jìn)一步推進(jìn)到二級通道38內(nèi)時(shí)，可選擇操作數(shù)量，確保只有少量(如果有)的樣本團(tuán)駐留在初始通道36中。一旦操作雙向驅(qū)動(dòng)器48使樣本團(tuán)進(jìn)入二級通道38內(nèi)，可使樣本循環(huán)更加有力，從而獲得所需的樣本內(nèi)成分的均勻分布。隨后，該樣本團(tuán)可被推到二級通道38內(nèi)另一位置，并在該位置來回循環(huán)，以便使樣本與另一種試劑(例如染料74)混合。
[0039]樣本在通道內(nèi)徑向移動(dòng)的速度可影響吸附在樣本壁上的數(shù)量。對于水力學(xué)直徑在1.0毫米到4.0毫米之間的液體通道，我們發(fā)現(xiàn)液體樣本速度不超過20.0毫米/秒是可接受的，因?yàn)檫@會產(chǎn)生有限的吸附。液體樣本速度最好不超過10.0毫米/秒，因?yàn)檫@會產(chǎn)生更少的吸附。最佳的液體樣本速度在1.0毫米/秒和5.0毫米/秒之間，因?yàn)檫@樣會產(chǎn)生合理數(shù)量的吸附。
[0040]一旦完成重新懸浮和/或試劑混合，可操作雙向驅(qū)動(dòng)器48，使樣本團(tuán)移動(dòng)到二級通道38與分析室42液體聯(lián)通處。在此處，從二級通道38中吸出一定量的樣本團(tuán)，這部分樣本團(tuán)可被吸入或被迫使進(jìn)入分析室42。
[0041]雖然已結(jié)合一示例實(shí)施例說明了本發(fā)明，但專業(yè)人士將能理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以做出各種改變和使用等效物代替其元件。此外，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可對本發(fā)明的教導(dǎo)做出許多修改，以適應(yīng)特定的情況或材料。因此，其目的是:本發(fā)明并不僅限于將本文公開的具體實(shí)施例作為實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。
【權(quán)利要求】
1.一種用于分析生物液體樣本的分析盒，所述分析盒包括: 具有通道和分析室的外殼，其中該通道與該分析室是液體相通的，且該通道包括至少一個(gè)疏水性內(nèi)壁表面；以及 至少一種抗吸附劑，且以這樣一種方式向該外殼內(nèi)提供該抗吸附劑:使樣本沉淀在該外殼內(nèi)的同時(shí)，或隨后在該外殼內(nèi)通過時(shí)，可將該抗吸附劑與液體樣本相混合，其中該抗吸附劑與液體樣本是可相混溶的，且是可操控的，以便抑制液體樣本在該通道內(nèi)壁表面上的吸附。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析盒，其中所述抗吸附劑含有表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析盒，其中所述抗吸附劑吸引液體樣本中的蛋白質(zhì)以減小蛋白質(zhì)與所述內(nèi)壁表面之間的吸引力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分析盒，其中所述抗吸附劑含有表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分析盒，其中所述表面活性劑是非離子、陽離子、陰離子或兩性離子型表面活性劑之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分析盒，其中所述表面活性劑是非溶血性的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分析盒，其中所述內(nèi)壁表面至少部分地涂有疏水性涂料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析盒，其中該分析盒包括暴露于所述通道內(nèi)第一軸向位置的第一試劑和位于第二軸向位置的第二試劑，該第二軸向位置與第一軸向位置分離且位于第一軸向位置與所述分析 室之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析盒，進(jìn)一步包括染料沉淀物和溶解添加劑的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分析盒，其中該溶解添加劑含有海藻糖。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分析盒，其中該溶解添加劑至少含有乙二胺四乙酸或含樹狀大分子的物質(zhì)之一。
12.—種分析生物液體樣本的方法，包括以下步驟: 提供一種具有通道和分析室的分析盒，其中該通道與該分析室是液體相通的，且包括至少一個(gè)疏水性內(nèi)壁表面； 將一種或多種抗吸附劑與該通道內(nèi)已加入的液體樣本相混合，其中該抗吸附劑是可操控的，以便抑制液體樣本在該通道內(nèi)壁表面上的吸附； 將液體樣本移到該分析室內(nèi)；以及 對該分析室內(nèi)的樣本進(jìn)行分析。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述將該抗吸附劑與樣本混合的步驟包括混入一種可抑制液體樣本吸附的抗吸附劑，通過吸引液體樣本中的蛋白質(zhì)以減小蛋白質(zhì)與所述內(nèi)壁表面之間的吸引力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述生物液體樣本是全血，而所述將該抗吸附劑與樣本混合的步驟包括混入一種可抑制血液吸附的抗吸附劑，通過吸引液體樣本中的一種或多種白蛋白、免疫球蛋白、和纖維蛋白原蛋白質(zhì)以減小蛋白質(zhì)與所述內(nèi)壁表面之間的吸引力。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述抗吸附劑含有一種表面活性劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述表面活性劑是非離子、陽離子、陰離子或兩性離子型表面活性劑之一。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述表面活性劑是非溶血性的。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述分析盒含有涂在一個(gè)或多個(gè)內(nèi)壁表面上的疏水性涂層，使所述表面至少部分地涂有疏水性涂料。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述移動(dòng)液體樣本步驟包括以這樣一種方式移動(dòng)所述通道內(nèi)的樣本，即，使該樣本中的成分以大致上均勻的狀態(tài)懸浮在該樣本內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述通道的水力直徑范圍在約1.0毫米至4.0毫米之間，而移動(dòng)液體樣本的步驟包括以不大于20.0毫米/秒的軸向速度移動(dòng)一團(tuán)樣本。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述移動(dòng)液體樣本的步驟包括以不大于10.0毫米/秒的軸向速度移動(dòng)該團(tuán)樣本。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述移動(dòng)液體樣本的步驟包括以1.0毫米/秒至5.0毫米/秒的軸向速度移動(dòng)該團(tuán)樣本。
23.一種用于分析生物液體樣本的分析盒，所述分析盒包括: 具有通道和分析室的外殼，其中該通道與該分析室是液體相通的，且該通道包括至少一個(gè)疏水性壁表面；以及 至少一種溶解添加劑，且以這樣一種方式向該外殼內(nèi)提供該添加劑:使樣本沉淀在該外殼內(nèi)的同時(shí)，或隨后在該外殼內(nèi)通過時(shí)，可將該添加劑與液體樣本相混合，其中該溶解添加劑與液體樣本是可相混溶的 ，且是可操控的，以便促進(jìn)至少一種試劑溶解在液體樣本內(nèi)。
【文檔編號】B01F5/06GK103429347SQ201180059681
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月9日
【發(fā)明者】尼特恩·V·利莫里亞, 達(dá)林·W·安弗里赫特, 伊戈?duì)枴つ峥浦Z羅夫, 本杰明·寶姿, 道格拉斯·R·奧爾森 申請人:艾博特健康公司