[发明专利]测量芯片、微流体设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种与微流体阻力网络一起使用的测量芯片，所述微流体阻力网络包括微流体样本稀释级以及与所述稀释级流体连通的样本出口和废料出口，所述测量芯片包括用于从所述样本出口接收样本的样本通道，所述样本通道包括测量装置并且具有第一流体阻力。

本发明还涉及一种具有这种测量芯片和微流体网络的微流体设备。

本发明还涉及一种制造这种测量芯片的方法。

背景技术

在健康护理领域内存在针对发展所谓的护理点（POC）设备的趋势，所述护理点设备是常常具有例如卡盒之类的一次性组件的小型设备，其可以被用于对患者的诊断和治疗以作为针对昂贵的大型分析装备的替换方案。

一种广泛使用的诊断测试是全血计数（FBC）测试，其是被用来测量血液的细胞构成的诊断测试。全血计数测试可以给出关于患者免疫系统的状态的信息，关于血液传播氧气的能力的信息，以及/或者关于血液有效地凝结的能力的信息。因此，全血计数测试是常常被用作初始的“通用”诊断工具或者被用作更具目标性的监测解决方案的基础测试。包括全血计数作为监测工具的护理周期的实例有肿瘤、关节炎以及克罗恩氏病。在发达国家中，每年施行多达3亿次FBC测试。

当前，被称作血细胞分析仪的大规模商用实验室仪器被用来自动施行包括FBC在内的所有测量。这些设备的高成本和高复杂度连同对于静脉血的需求意味着这些设备主要是大规模的集中式设施。在临床上显然需要在靠近患者的环境中施行FBC，特别对于需要全血计数来监测疾病的进展和/或治疗的应用来说尤其是这样。

之前已经开发了能够测量FBC的各个单独分量的微流体护理点设备。在该领域内可以获得Hb测量设备、能够施行白血球分类计数的WBC计数器以及血小板计数设备，即通过光学方式对红血球进行计数并且确定其尺寸的设备。对于细胞计数，当前的血细胞分析仪通常采用电库尔特计数和/或光学散射方法来对白细胞进行计数和分类，以及对红血球和血小板进行计数并且确定其尺寸。

当前只存在微流体库尔特计数器技术的少数几个实例。其中一个实例把库尔特计数器与Hb测量相组合。对细胞进行计数的另一个实例是通过流过阻抗光谱法。这是特别适用于微流体形式的流式血细胞计数分析。这种技术能够区分溶解血液中的淋巴细胞、单核细胞和嗜中性粒细胞，而且还能够对红血球和血小板进行计数以及确定其尺寸。

针对Hb测量的当前的“黄金标准”是在“Standardization of hemoglobinometry II, The hemiglobincyanide method（血红蛋白测定法的标准化II，氰化正铁血红蛋白方法）”（Clin Chim Acta，1961年6月，p.38-44）中公开的测光氰化正铁血红蛋白（HbCN）方法。该方法涉及对于红血球的化学溶解，以及随后利用氰根离子来为这些细胞释放的所有Hb加标签。所述标签产生在540nm处具有最大值的确定性吸收分布。通过测量540nm处的光学吸收，可以确定Hb的浓度。此外，HbCN的高度稳定性意味着很容易提供校准标准。

最常见的红血球溶解/氰化物转换试剂被称作Drabkin试剂。Drabkin试剂包含极毒的氰化钾。该试剂只有对于全血中的非常大的稀释度（1:251）才会工作，这是因为红血球溶解依赖于试剂的低离子强度来引发渗压震扰。这一大稀释度导致所述方法中的固有的不精确性。此外，为了测量540nm处的光学吸收，需要~1cm的非常长的光学路径长度。最后，在一些病理样本中，混浊可能会导致错误的高吸收读数，从而又将给出错误的Hb浓度。

为了避免与毒性和混浊相关联的问题，已经开发出用于测量Hb的许多其他光学装置。一种已知的护理点设备使用叠氮化钠把Hb转换成叠氮配位Hb衍生物（叠氮正铁血红蛋白，HbN₃）。这种方法本身导致短路径长度（0.1mm）吸收光谱法，这是因为干试剂使得不再需要全血的稀释。取得两个吸收率读数来确定HbN3浓度，即吸收最大值（565nm）处的一个读数以及用以校正混浊的800nm处的一个读数。

对于护理点WBC/Hb计数器，已经开发出RBC溶解溶液，其在利用咪唑为Hb分子加标签的同时保留WBC。按照与前面的描述类似的方式，在两个波长下测量利用咪唑加了标签的Hb物种的光学吸收，也就是说一个是在吸收峰值处测量，一个是为了校正对应于白血球的混浊和散射效应。还可以令相同的溶液经过库尔特计数器，以便施行细胞计数。