[发明专利]化验用过滤装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年11月16日提交的61/261,726号美国临时申请的优先权，其通过引用方式整体并入于此。

受版权保护的材料的通告

根据美国和其它国家的版权法，本专利文件中部分材料受到版权保护。由于其出现在美国专利和商标局可公开获得的文件或记录中，版权所有者不反对任何人对本专利文件或本专利公开内容进行传真复制，但无论如何均保留所有的版权。版权所有者在此不放弃其任何使该专利文件保持保密性的权利，包括但不限于其根据CRF法规第37卷第1.14条的权利。

背景技术

1.技术领域

公开了一种用于化学检测领域的装置和方法。更具体地，所述装置能够用于过滤在集成电路上进行检测的全血。

2.相关技术简介

及时现场护理（POC）诊断医疗装置有助于疾病的早期阶段检查，使更加个别定制的治疗成为可能，并容许医生更容易跟踪患者以查看处方治疗是否起作用。为了保证广泛的采用，这些工具必须精确、易于被未经培训的个人使用、且生产和分销成本低廉。免疫分析（IA）应用特别适合于POC，因为能从可溶性蛋白质的生物标识中识别从心血管疾病到癌症再到传染性感染的较宽范围内的情况。对来自诸如全血的原始样本的那些生物标识的检测和定量经常涉及到使用荧光或磷光性分子、酶、量子点、金属微粒或者磁微粒来标记目标蛋白质。对于高灵敏度的应用，特别与目标分析物结合的标记必须与造成背景噪声的未结合标记区别开。通过以较低成本且易于使用的格式将标记的分离和检测结合起来，免疫层析检测（ICT）实现了独立的操作，即：其不需要像电子阅读器或外部样本制备系统那样的第二装置即可进行化验的能力。独立操作是一种经常被忽视的属性，尽管存在其它缺点，比如低的生物化学灵敏度、用户解释、不精确的定量、计时需求和棘手的多路技术，其仍是ICT的普及得以实现的关键属性。

磁微粒标记的使用对于POC的应用是理想的；磁微粒可以被个别地检测，因此可以获得次兆分之一的摩尔灵敏度而不需要信号放大的步骤，在酶标记的情况下该步骤可能耗费一个小时。同样，通过对结合有微粒于其上的传感器区域进行微排列，可以在低成本下实现多路复用操作。磁微粒的使用可减少培养时间，因为由于其较高的表面积-体积比，利用溶液相动态就可以将其结合到目标分析物。另外，其通过磁力和重力方式将磁微粒从溶液中吸出的能力克服了缓慢扩散过程，所述缓慢扩散过程困扰了大多数高灵敏度方案。来自磁微粒的信号随时间的流逝而得以稳定，其对于温度或化学的变化是不敏感的，并且是在像全血或血浆的不透明或半透明溶液中被检测到的。生物磁性背景信号可以很低，因此使用最小限度的样本制备就可实现高的化验灵敏度。最重要的是，磁微粒的作为化验标记的使用可容许独立装置的操作，因为这些微粒能够被同时被电磁地控制和检测。

“磁微粒”典型地是纳米或微米尺寸的微粒，其显示出磁性、反磁性、铁磁性、亚铁磁性、顺磁性、超顺磁性或反铁磁性特性。“磁微粒”指的可以是单独的微粒或者较大的微粒的聚集，比如磁珠。

其中，将磁微粒用作化验标记的ICT对于传统的ICT而言是一种改进，因为微粒的检测不局限于条带的表面，而是可以贯穿条带的体积实施，这产生了较高的灵敏度和改进的定量精确度。但是，磁微粒的体积检测不能被容易地集成到独立装置中，因此，这些实施需要外部装置以测量条带中的体积磁化。

用于集成到独立装置中的一个选择是使用磁微粒，其在经由重力或磁力沉积到传感器区域之前被结合到溶液中的目标分析物上，在该传感器区域可以检测到特定结合的微粒。生物功能化的IC可用于检测所述特定结合的微粒。然而，目前所报告的大多数基于IC的免疫化验的实施方式不能够独立操作，因为它们或者需要用于微粒检测的片外元件，或者需要用于微粒控制和样本制备的微射流驱动。其它实施方式根本不能实现在目前市场上竞争所必需的成本结构。

对于POC的应用，期望样本制备迅速，因为化验被限定在10-15分钟。另外，为了避免对冷藏设备的需要，同时也有助于贮藏和分配，希望有干燥的样本制备系统。也希望具有可以接收来自患者的小的未处理的样本的样本制备系统。来自手指针刺的血液的平均悬滴产生大约15μl的流体。对于更多的流体，需要复杂的静脉针刺。而且，样本制备系统必须是低成本的，因为生物污染关注者要求与生物样本接触的所有材料都应被丢弃。还希望样本制备系统服从于多路复用操作。

发明内容

公开了一种能够满足上述对速度、成本和性能的要求的样本制备系统。