[发明专利]具有多孔膜和无分支通道的微流体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测样品液体中的物质的微流体装置，该装置包 括：多孔膜，其具有第一表面和第二表面，并具有多个点状区，所述多个 点状区具有至少一种固定化的指示剂物质；具有用于容纳样品液体的第一 容积并接触所述膜的第一面的第一壳体部分；具有用于容纳样品液体的第 二容积并接触所述膜的第二面的第二壳体部分。

背景技术

微流体装置通常用于处理少量的液体。尤其是在如分子诊断生物传感 器等领域中，在存在确定的物质或微生物等(通常称作靶物质)的情况下检 测少量样品液体(例如血液或其他体液)。另外，使样品液体接触点状区里 的膜上或膜中提供的一或多种指示剂物质，所述指示剂物质能与那些确定 的物质结合或与其反应。通常，待检测的物质或生物体通过标记(例如荧 光分子)的吸附而显现。在许多情况下，基于多种物质(例如抗原)对样品 液体进行检测。具有指示剂物质的点状区的数目于是通常达到100个或更 多。

在一些已知的微流体装置中，指示剂物质存在于多孔膜上或多孔膜中， 使样品液体通过所述膜中。

特别地，US 6,225,131公开了一种上述类型的装置。所述膜包括大量 贯穿通道。将样品液体反复泵送通过所述膜以筛选相关的物质。

已知装置的一个问题在于，将样品液体泵送通过膜时，每一点状区仅 筛选很小部分的样品液体，其比率大概是点状区的表面积除以整个膜的表 面积。例如，如果有1000个点状区，每个点状区只筛选样品液体的0.1％。 此外，例如本身固有的或甚至由待检测的物质的结合所诱导的膜通透性的 不均一可以导致在每个点状区的有效筛选容积方面产生大的变化，因为样 品液体将随阻力最小的路径流动。所有这些可以导致不准确的检测。在现 有技术中，有人已尝试通过将样品液体反复或来回进行多次泵送来处理这 些问题，最经常的是与混合样品液体相结合以使其均匀。在微流体通道中 进行混合是困难的，因为雷诺数非常低导致流动呈层状。但仍然不能达到 100％的筛选。

一些已知装置的另一个问题是容积损耗。由于含有位于小孔等内部的 靶物质的液体的容积很小，而膜的表面容积比高，游离的靶物质的有效浓 度将由于在膜的小孔表面的反应产生消耗而下降。这导致结合的整体比率 下降并因此导致测量速度下降。为了克服这个问题，必须持续对液体进行 更新。这需要连续的泵送和混合。混合必须在膜的外部发生，这将使得样 品容积增加并使装置更复杂。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种至少部分克服上述缺点的微流体装置。 特别地，本发明的一个目的是提供一种能改善样品液体的筛选的装置。

所述的目的是通过上文提及的微流体装置实现的，所述装置的特征在 于：所述第一容积包括多个互相分离的凹形第一通道部分，所述第二容积 包括多个互相分离的凹形第二通道部分，其中每一个第一通道部分通过具 有至少一个点状区的所述膜的重叠区域与最多两个第二通道部分重叠，且 每一个第二通道部分通过具有至少一个点状区的所述膜的重叠区域与最多 两个第一通道部分重叠，从而在第一和第二壳体部分形成样品液体的无分 支通道。换句话说，每一个第一通道部分与最多两个第二通道部分重叠， 每一个第二通道部分与最多两个第一通道部分重叠。每次重叠发生在膜上 的一个重叠区域(用于第一和第二通道部分之间的直接连接并包括至少一 个点状区的一个重叠区域)。注意，只有通道每端的最后一个通道部分与膜 的相对面的一个通道部分重叠，所有其他第一和第二通道部分严格地与两 个“相对的”通道部分重叠，即分别与第二通道部分、第一通道部分重叠。

以这种方式，接触第一或第二通道部分的点状区将筛选所有的样品液 体，因为携带样品液体的通道通过那些点状区。因此，理论上经由将流体 通过所述通道一次这一单一步骤就可获得100％的筛选。如果没有任何混合 需求，流体中靶物质的浓度在整个流通时间里保持不变。总的流通时间例 如可选为流通总容积的时间或直到检测到足够的信号(已发生足够的结合) 的时间。基本上，做检测所需的时间由捕获待检测物质对指示剂物质的结 合动力学和器具的检出限所决定。将一直保持流动直至产生足够的信号。