[发明专利]用于液体样品分析的系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于液体样品自动分析的系统。

背景技术

近年来，对于液体样品的自动分析显现出强烈的需求，这主要归因于这样一种现实状况，即临床分析的数量正在不断增长。样品分析通常基于如下方式进行：将样品与一种或多种试剂混合，从而引起分析物特有的反应，然后检测反应产物以确定其内所含一种或多种分析物是否存在或者检测它们的浓度。

市售的分析仪通常利用移液机器人来混合样品和试剂，该移液机器人通常具有许多运动部分，这些运动部分由于被快速且几乎连续地运动，因而可能需要经常性的维护和更换操作。除此之外，就这类分析方法而言，由于移液操作的变化性，常规分析仪的灵活性受到限制并且仅可在比较低的精度条件下工作。此外，由于试剂被暴露于外界空气，它们的保存期可能会降低。

由于样品消耗低、分析时间快以及样品吞吐量高，已经作出了许多努力在这些微流体系统中开发集成的流体系统，以便进行液体样品的自动分析。微流体系统对于本领域技术人员而言是熟知的，并且已经在专利文献中得到了广泛的描述，例如美国专利公开US2008/0252905A1、US2008/02371151A1和US2008/0206110A1。

但实际上，常规微流体系统具有许多缺点，因为它们限于预定的工作流程和流体体积，并且通常涉及专门类型的分析方法。它们设置有数量比较少的试剂通道，因此不能根据用户需求而扩展。试剂必须通过移液操作或者经由复杂管路供应到试剂通道。微流体系统通常计划成仅仅用于单一使用，从而造成比较高的成本。

根据以上所述，本发明的一个目的在于提供改进的用于液体样品自动分析的系统。该目的可由根据独立权利要求的系统实现。从属权利要求的特征给出了本发明的优选实施例。

发明内容

根据本发明，提出了一种用于液体样品自动分析的新型系统，其中，液体样品可与一种或多种试剂混合以检测反应产物，以便对样品进行分析。该系统可根据用户的特定要求构造成各种方式。该系统可用于包括试管内诊断的(生)化学，并且可适应于执行各种分析试验特别是诊断性试验，如临床化学试验和免疫测定。

本文所用术语“微流体”指的是通常在毫米到亚毫米尺度量级上的截面尺寸。微流体特征使得能够以例如100μl/s或更低量级的流速进行例如100ul或更小量级的流体体积的操作。

本文所用术语“开/关阀”表示一种可被选择性地变成三种不同状态之一的阀，这三种状态即：第一打开状态，其中液态和气态流体可穿过该阀；第二打开状态，其中气态流体可穿过该阀而液态流体不可穿过该阀；以及关闭状态，其中液态和气态流体均被阻挡而不可穿过该阀。这种开/关阀可具体实施为冻融阀(freeze-thaw valve)，其对于本领域技术人员而言是熟知的并且常见于专利文献中，例如美国专利公开US2003/0094206A1和美国专利6,311,713中均有描述。

在使用冻融阀的情况下，可仅仅通过将流动通道内容纳的液态流体冰冻或融化来控制流体流。更具体而言，在第一阀打开状态中，液态和气态流体可穿过该阀。在第二阀打开状态中，虽然气态流体可穿过该阀，但阀被充分冷却以在存在液态流体的情况下产生冷冻栓(frozen plug)，从而第二阀打开状态可被变成阀关闭状态。在阀关闭状态，冻融阀依赖于所得到冷冻栓与通道壁之间获得的剪切运动阻力而由此限制流体流动。与诸如冻融阀的开/关阀一起，流动通道可用于在阀和流体中间没有气泡的情况下，暂时在预定位置保持(即寄存)并提供流体。

本文所用术语“流体连接”或“连接”指的是连通管路、通道或其他系统部件(可包括流体流动调节装置，流体流动调节装置例如为开/关阀和外致动器，外致动器包括机械致动器等)。因此，流体连接的系统部件可打开以允许流体流动或者可关闭以阻挡流体流动。

本发明的系统所处理的流体样品是在其中可找到一种或多种分析物的流体。样品可以是化学的，并且系统可适应于执行一项或多项化学分析，例如药物相互作用筛选、环境分析、有机物质识别等。样品也可以是生物的并且可包括血、血清、尿、脑髓流体和包含流体的核酸以及任何其他感兴趣的流体，只要对它们的处理涉及流体与一种或多种试剂的混合。

本文所用术语“试剂”用于表示能与样品和/或一种或多种其他试剂混合的任何液体。在该术语更严格的意义下，试剂包括可与样品反应的成分。然而，试剂也可以是非反应性流体，例如缓冲剂和稀释流体。