具有集成光學(xué)器件的微成型血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有集成光學(xué)器件的微成型血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡。血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件包括微成型部件和塑料層壓部件。所述微成型部件被嵌入所述塑料層壓部件內(nèi)。
【專利說明】具有集成光學(xué)器件的微成型血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及血細(xì)胞計(jì)數(shù)器，在非限定性意義的實(shí)施例中，本公開涉及一種具有集成光學(xué)器件的微成型血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡具有多個(gè)缺陷。目前的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡需要比樣本液體大兩個(gè)數(shù)量級的鞘液。該鞘液的體積構(gòu)成了廢液的大部分，并且需要相對較大的卡尺寸。目前的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡需要設(shè)置在血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀上的光學(xué)系統(tǒng)，并且所述光學(xué)系統(tǒng)與血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀和該儀器的光源和檢測器精密對準(zhǔn)。目前的卡還需要能夠?qū)ふ以跍y定通道內(nèi)的細(xì)胞流并鎖定到所述細(xì)胞流上。目前的卡將能夠被檢測的散射角的范圍局限于遠(yuǎn)小于30度的角度。目前的卡需要精密的樣本過孔，以將樣本注射到試劑通道中。此外，樣本過孔的尺寸公差是血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡上的最小尺寸公差的之一。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]圖1圖示具有集成光學(xué)器件的微成型血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡的實(shí)施例。
[0004]圖2是制造具有集成光學(xué)器件的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡的示例性實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0005]在以下說明中，參考附圖，這些附圖形成為本申請文件的一部分，其中通過說明示出了可以被實(shí)施的特定實(shí)施例。足夠詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，可以利用其他實(shí)施例并且在不偏離本發(fā)明范圍的情況下能夠作出結(jié)構(gòu)、電學(xué)和光學(xué)的變化。因此，示例性實(shí)施例的下述說明被認(rèn)為不是限定意義的，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
[0006]在血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件中，微成型部件包括測定通道和具有對準(zhǔn)特征的一個(gè)或多個(gè)集成光學(xué)透鏡。在實(shí)施例中，微成型部件嵌入血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡中，所述血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡為塑料層壓卡。對準(zhǔn)特征確?？ㄉ系募晒鈱W(xué)系統(tǒng)與儀器上的光源和檢測器之間的對準(zhǔn)(即，通過血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀的管路實(shí)現(xiàn))。微成型工藝確保集成光學(xué)系統(tǒng)的測定通道壁具有低的RMS平面度水平和良好的拋光特性。來自壁上的照射光束的光散射與該光束有相同的角度集合，因此僅占總角度預(yù)算的小立體角，將不會產(chǎn)生隨機(jī)散射噪音。這允許細(xì)胞流靠近測定通道壁，這降低了對鞘液的需要，這是因?yàn)槿芙夂颓蚧芤簩⒊浞智柿骷?xì)胞流。對鞘液需要的免除大大降低了廢液量和卡內(nèi)廢液腔的尺寸。
[0007]所述集成光學(xué)透鏡還允許檢測大至90度的散射角。如本領(lǐng)域所知的，越大的散射角提供關(guān)于細(xì)胞的越多信息，且越輕易分辨細(xì)胞類型。所述微成型部件也包括卡插入件的其他小公差特征，例如血紅蛋白測定槽和樣本過孔。所述微成型部件能夠使用塑料層壓卡以較低生產(chǎn)成本制造。所述微成型部件與其厚度相比來說的相對較小的占地面積允許使用注塑成型來制造該部件。比較而言，使用注塑成型來制造整個(gè)卡層將導(dǎo)致相對低效率的制造過程。
[0008]用于所提出的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡的微成型插入件包括具有集成光學(xué)透鏡的測定通道(例如，具有在20微米至200微米范圍內(nèi)的直徑)、樣本過孔、和血紅蛋白測定槽。所述成型部件被集成于包括樣本池、溶解/球化通道、血紅蛋白試劑通道和廢液腔的塑料層壓卡內(nèi)。固定激光器和光學(xué)檢測器被安裝在血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀內(nèi)的剛性管路內(nèi)。當(dāng)所述卡被載入所述儀器中時(shí)，微成型插入件上的配準(zhǔn)表面接觸血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀的激光器和檢測器組件的類似配準(zhǔn)表面，以用于精確定位。
[0009]如上所述，不需要與所述血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件相結(jié)合地使用鞘液。所述樣本過孔使溶解和球化溶液充分鞘流樣本液體，使得血細(xì)胞集中于通道的中心附近的流。集成的光學(xué)系統(tǒng)和測定通道的較小直徑確保所有細(xì)胞都被激光器檢測。隨后，施用典型的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器記錄，不同的是在計(jì)數(shù)細(xì)胞前沒有鞘液啟動，因此沒有鞘液氣泡需要被清除，并且由于激光器和檢測器被配準(zhǔn)至卡內(nèi)的微成型插入件，因此沒有激光器對準(zhǔn)步驟。
[0010]此外，由于光學(xué)透鏡被實(shí)施為測定通道的一部分，所述光學(xué)透鏡能夠被精確地定向用于在最優(yōu)角度(例如，在2-9度內(nèi)、在9-20度內(nèi)、和在90度)下的散射檢測。血紅蛋白測定槽和樣本過孔兩者都被構(gòu)造在微成型插入件中，血紅蛋白測定槽在其光路長度尺寸方面具有緊密公差，樣本過孔在其直徑和位置方面具有緊密公差。
[0011]圖1圖示具有集成光學(xué)器件的微成型血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡的示例性實(shí)施例。所述卡包括微成型部件100和塑料層壓部件103。微成型部件100被嵌入進(jìn)塑料層壓部件103內(nèi)。
[0012]如在圖1中進(jìn)一步所示，微成型部件100包括多個(gè)特征。樣本過孔110從通道125傳送血液樣本至通道115。在實(shí)施例中，樣本過孔110具有范圍在從大約30微米至大約100微米的直徑。借助于使用微成型技術(shù)而可能具有制造這樣尺寸的樣本過孔的能力。微成型部件100進(jìn)一步包括具有集成光學(xué)透鏡135的測定通道130。測定通道130借助于溶解和球化通道115聯(lián)接至樣本過孔110。測定通道130具有范圍在從大約20微米至大約200微米的直徑。測定通道130的長度范圍可以在從大約100微米至2500微米。樣本過孔110和測定通道130的直徑允許不使用鞘液，并且該直徑進(jìn)一步得到單個(gè)細(xì)胞流。微成型部件100還包括槽120。在實(shí)施例中，該槽是血紅蛋白測定槽。血液或其他樣本通過通道123被供應(yīng)至槽120。通道123也被聯(lián)接至與通道125所連接的同一樣本源。樣本過孔110和槽120都包含相同的樣本。槽120的直徑范圍可以在從大約250微米至大約3500微米。在實(shí)施例中，槽120在光檢測器側(cè)具有圍繞其的光學(xué)掩模，以阻擋任何光散射。
[0013]血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡包括對準(zhǔn)設(shè)備140，其用于將集成的光學(xué)透鏡與光源和光檢測器對準(zhǔn)。該光源和光檢測器通常位于血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀上。在實(shí)施例中，該對準(zhǔn)設(shè)備是三點(diǎn)配準(zhǔn)表面，其被構(gòu)造或制造成與血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀的管路的匹配配準(zhǔn)表面聯(lián)接。此外，集成的光學(xué)透鏡135與測定通道對準(zhǔn)，以使來自光平滑測定通道壁上的照射光束的光散射僅占總角度預(yù)算的小立體角，將不會產(chǎn)生隨機(jī)散射噪音。
[0014]塑料層壓部件103包括廢液腔150。該廢液腔150聯(lián)接至槽120和測定通道130，以使其作為樣本在其在槽和測定通道內(nèi)被分析后的容器?？?00的微成型制造允許非常小型化地制造樣本過孔110、測定通道130、槽120和其他相關(guān)部件。在實(shí)施例中，所述廢液腔具有大約3毫升的容積。塑料層壓部件103進(jìn)一步包括溶解與球化通道、試劑通道、和樣本池。[0015]圖2是制造具有集成光學(xué)器件的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡的方法200的示例性實(shí)施例的流程圖。圖2包括多個(gè)過程和特征塊205-260。盡管所述塊在圖2的實(shí)施例中大致串聯(lián)地布置，但是其他實(shí)施例也可以重新排列這些塊、省略一個(gè)或多個(gè)塊、和/或使用多個(gè)處理器或被組織為兩個(gè)或更多個(gè)虛擬機(jī)的單個(gè)處理器或子處理器來并行地執(zhí)行兩個(gè)或更多個(gè)塊。此外，還有其他實(shí)施例可以將塊執(zhí)行為一個(gè)或多個(gè)特定互連的硬件或集成電路模塊，其具有在模塊之間和通過模塊進(jìn)行通信的相關(guān)控制和數(shù)據(jù)信號。因此，任何處理流都適用于軟件、固件、硬件、和混合實(shí)施方式。
[0016]現(xiàn)在參考圖2，在210，通過形成塑料層壓部件來制造血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件，在220，將微成型部件嵌入塑料層壓部件內(nèi)。[0017]在230，在微成型部件內(nèi)形成樣本過孔，使得該樣本過孔的直徑在從大約20微米至大約100微米的范圍內(nèi)。在231，在微成型部件中形成測定通道，使得該測定通道的直徑在從大約20微米至大約200微米的范圍內(nèi)。在232，在測定通道內(nèi)形成集成光學(xué)透鏡。在233，在微成型部件內(nèi)形成槽。如上所述，該槽聯(lián)接至樣本通道，樣本通道還聯(lián)接至樣本過孔。如塊235所述，該槽能夠用于測定血紅蛋白。在234，在塑料層壓部件內(nèi)形成溶解和球化通道。該溶解和球化通道將測定通道聯(lián)接至樣本過孔。
[0018]在236，在微成型部件內(nèi)形成對準(zhǔn)設(shè)備。該對準(zhǔn)設(shè)備被制造或構(gòu)造成將所述集成光學(xué)透鏡與光源和光檢測器對準(zhǔn)。在237，在對準(zhǔn)設(shè)備上形成配準(zhǔn)表面。該配準(zhǔn)表面被制造或構(gòu)造成用于聯(lián)接至血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀的管路的配準(zhǔn)表面。在240，將集成光學(xué)透鏡對準(zhǔn)測定通道，使得該測定通道壁不會產(chǎn)生隨機(jī)散射噪音。如上所述，光學(xué)透鏡和測定通道的這種對準(zhǔn)確保了:來自光平滑測定通道壁上的照射光束的光散射僅占總角度預(yù)算的小立體角，并且將不會產(chǎn)生隨機(jī)散射噪音。
[0019]在243，在塑料層壓部件上形成廢液腔，使得該廢液腔聯(lián)接至槽和測定通道。如上所述，在典型的實(shí)施例中，該廢液腔具有大約3毫升的容積。與現(xiàn)有技術(shù)的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器相t匕，縮小尺寸的微成型部件使得該小的容積成為可能。在250，在塑料層壓部件內(nèi)形成溶解和球化通道、試劑通道、和樣本池。在260，通過注塑成型、軟模壓印、或熱模壓來形成微成型部件。
[0020]遵循37C.F.R § 1.72(b)提供了摘要，摘要將使讀者快速了解本技術(shù)公開的性質(zhì)和主旨。提交的摘要不應(yīng)理解為其用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義。
[0021]在實(shí)施例的前述說明中，為簡化本公開，各種特征在單個(gè)實(shí)施例中被組合在一起。這種公開方法不應(yīng)理解為反映如下意圖:所要求保護(hù)的實(shí)施例具有比每條權(quán)利要求中明確記載的特征更多的特征。確切地說，如所附權(quán)利要求所反映的那樣，本主題內(nèi)容可能在于比單個(gè)公開的實(shí)施例的全部特征更少。因此在這里將所附權(quán)利要求結(jié)合到“【具體實(shí)施方式】”中，其中每個(gè)權(quán)利要求本身代表單獨(dú)的示例性實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件，包括: 微成型部件(100);和 塑料層壓部件(103)； 其中，所述微成型部件被嵌入所述塑料層壓部件內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件，其中，所述微成型部件包括: 樣本過孔(110)，所述樣本過孔具有范圍在從大約20微米至大約100微米的直徑；具有集成光學(xué)透鏡(135)的測定通道(130)，所述測定通道借助于溶解和球化通道(115)聯(lián)接至所述樣本過孔，所述測定通道包括范圍在從大約20微米至大約200微米的直徑；和 槽(120)，所述槽借助于樣本通道(123)聯(lián)接至所述樣本過孔，所述槽包括光學(xué)掩模。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件，包括對準(zhǔn)設(shè)備(140)，所述對準(zhǔn)設(shè)備用于將所述集成光學(xué)透鏡(135)與光源和光檢測器對準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件，其中，所述塑料層壓部件包括聯(lián)接至所述槽(120)和所述測定通道(130)的廢液腔(150)，所述廢液腔包括大約3毫升的容積。
5.一種制造血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件的方法，包括: 形成塑料層壓部件(210);和 將微成型部件嵌入所述塑料層壓部件(220)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件的方法，包括: 在所述微成型部件內(nèi)形成樣本過孔，使得所述樣本過孔的直徑范圍在從大約20微米至大約100微米(230)； 在所述微成型部件內(nèi)形成測定通道，使得所述測定通道的直徑范圍在從大約20微米至大約200微米(231)； 在所述測定通道內(nèi)形成集成光學(xué)透鏡(232)； 在所述微成型部件內(nèi)形成槽，使得所述槽借助于樣本通道聯(lián)接至所述樣本過孔，并且使得所述槽包括光學(xué)掩模(233)； 在所述塑料層壓部件內(nèi)形成溶解和球化通道，所述溶解和球化通道將所述測定通道聯(lián)接至所述樣本過孔(234)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件的方法，包括:在所述微成型部件中形成對準(zhǔn)設(shè)備，所述對準(zhǔn)設(shè)備構(gòu)造成將所述集成光學(xué)透鏡與光源和光檢測器對準(zhǔn)(236)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件的方法，包括:在所述對準(zhǔn)設(shè)備上形成配準(zhǔn)表面，所述配準(zhǔn)表面被構(gòu)造用于聯(lián)接至血細(xì)胞計(jì)數(shù)器的管路的配準(zhǔn)表面(237)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件的方法，包括:將所述集成光學(xué)透鏡與所述測定通道對準(zhǔn)，使得所述測定通道壁不會產(chǎn)生隨機(jī)散射噪音(240)。
10.一種血細(xì)胞計(jì)數(shù)器卡插入件，包括: 微成型部件(100);和 塑料層壓部件(103)； 其中所述微成型部件被嵌入所述塑料層壓部件內(nèi)；并且其中，所述微成型部件包括: 樣本過孔(Iio)，所述樣本過孔包括范圍在從大約20微米至大約100微米的直徑； 具有集成光學(xué)透鏡(135)的測定通道(130)，所述測定通道借助于溶解和球化通道(115)聯(lián)接至所述樣本過孔，所述測定通道包括范圍在從大約20微米至大約200微米的直徑；和 槽(120)，所述槽借助于樣本通 道(123)聯(lián)接至所述樣本過孔，所述槽包括光學(xué)掩模。
【文檔編號】G01N15/14GK103969170SQ201410102703
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】R·巴德爾, J·熊奎勒 申請人:霍尼韋爾國際公司