[发明专利]微流控分配设备

说明书

本申请要求2013年3月15日提交的美国序列号61/790,580的权益。前面引用的申请的完整内容被通过引用而明确地合并到此。

技术领域

在此公开的并且要求的发明构思一般涉及具有用于分配用于分析的流体样本的部分的多个通道的微流控设备。

背景技术

流体样本的分析在医疗应用（诸如很多疾病的诊断）中是重要的。特别是，收集、处理并且分析血液标本是用于确定治疗选项的很多医疗诊断的关键方面。常规的血液分析处理要求取决于所要求的测试类型（例如，一些化验要求EDTA处理的血浆、肝素处理的血浆或全血）而需要从患者抽取若干样本试管。常见地，使用彩色编码的血液收集试管来取得多个血液样本，从而可以利用其中用于经受不同的测试协议的各种不同的添加物（试剂）来处理血液样本。在被抽取之后，样本一般需要被离心以把细胞从血浆分离。正确的样本类型然后需要被放置在用于想要的化验的仪器上。

血液是悬浮细胞成分（红细胞、白细胞和血小板）和被溶解的物质（例如电解质、蛋白质、脂质、碳水化合物和氨基酸）的复杂混合物。如果血液取出自静脉并且被放置在普通的未处理的测试试管中，则血液将凝结。这种类型的血液标本被用于收获血清，以用于测试。如果新鲜血液标本被迅速地与抗凝血剂（例如草酸盐、柠檬酸盐、乙烯二胺四乙酸酯、肝素）混合，则全血将保持为流体，允许细胞保持均质地悬浮在血浆中。如果允许抗凝的全血标本停留充分的时间长度或标本被离心，则细胞将沉淀到测试试管的底部，留下被称为血浆的清液流体。血清与血浆之间的基本差异在于，血清不包含纤维蛋白。纤维蛋白在它的捕集细胞并且形成凝块的到不溶纤维基质的转换中被消耗。因此，在血液收集上的重要的早期决定（Vaught, J.B., “Blood Collection, Shipment, Processing, and Storage” Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2006年9月，15:1582）是收集（由血浆、血块黄层（buffy coat）和红血液细胞（RBC）组成的）抗凝血液还是（由血清和已凝血的RBC组成的）已凝结的血液。

存在若干类型的抗凝血剂，其在它们的动作机制上不同，并且需要被仔细地选取以避免在特定实验室应用的情况下的问题。肝素例如结合到并且加速凝血酶和其它凝血因素的钝化。EDTA螯合金属（诸如钙和镁），其对于一些基于血液的化验可能是有益的，但其不利地影响其它化验。作为抗凝血剂，EDTA良好地适合于基于DNA的化验，但对于细胞遗传分析是有问题的。不管PCR化验中的问题的轶事报道如何，一般地研究已经发现，使用肝素或EDTA在PCR化验中产生等同的结果。酸柠檬酸葡萄糖（acid citrate dextrose，ACD）也螯合钙。柠檬酸盐稳定化的（citrate-stabilized）血液造成比其它抗凝血剂更好质量RNA和DNA，并且产出用于培养的更多淋巴细胞。然而，当计算化验结果时将必须考虑以液体形式的酸柠檬酸葡萄糖稀释血浆和稀释因素。如果从研究参与者抽取变化的血液体积，则如果并未仔细地记录体积，那么稀释可能造成错误结果。

其它特殊收集试管（诸如血清分离器试管和细胞制备试管（Becton Dickinson））允许血液馏分（blood fraction）的更方便的分离。然而，已经发现血清分离器试管影响一些化验（诸如甲状腺素和皮质醇）。已经开发出具有蛋白酶抑制剂的特殊收集试管，其保留蛋白质，以用于蛋白质组学分析。血液中的微量金属的分析也要求谨慎，因为微量金属可能出现在被清空的收集试管中。

虽然将多个样本收集到多个容器中是血液收集中的当前技术状态，但是这样的多样本收集不仅对于必须提供血液样本的主体而言是不方便的，而且其还由于试管的损耗或错误标记而引入针对处理错误的潜势，并且试管和/或试剂质量的变化导致假的实验室结果。更进一步地，通常难以从特定主体获得足够的血液量以部署到试管中。小的毛细管样本一般更容易获得。存在对允许从主体取得的流体样本（例如血液样本）的更有效率的处理和分析的设备和方法的需要。在此所公开的和要求的发明构思针对的是这样的设备和方法。

发明内容