[发明专利]顺序递送流体体积和相关的设备、系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求下列待决申请的权益：

(a)于2013年1月22日提交的美国临时申请号61/755,134；

(b)于2013年4月3日提交的美国临时申请号61/808,106；

(c)于2013年6月7日提交的美国临时申请号61/832,356；

(d)于2013年8月1日提交的美国临时申请号61/861,055；

(e)于2013年8月20日提交的美国临时申请号61/867,941；

(f)于2013年8月20日提交的美国临时申请号61/867,950；

(g)于2013年8月20日提交的美国临时申请号61/868,006；

所有上述申请在此通过引用整体并入本文。此外，通过引用被并入的在申请中所公开的部件和实施方式的特征可以与在本申请中公开和要求保护的各种部件和特征相结合。

技术领域

本技术大体上涉及基于毛细的设备，用于执行化学过程和相关联的系统和方法。特别是，若干个实施方式是针对将两种或多种流体顺序递送到两种或更多种流体的多孔芯上。

背景技术

侧流条测试(“LFT”或“LFTs”)已被确定为非常适合在低资源环境中的现场护理(“POC”)所使用的诊断技术。具有流体运输的发生是由于条材料的毛细(capillary)压力(而不是通过使用泵)，LFT是完全的一次性、快速、方便且实惠的。许多LFT已经被发展并在有限的资源条件下成功被使用，其应用包括怀孕测试和疾病诊断。LFT的基本功能是将关注的物质(例如，分析物)与可视标记相混合(例如，与抗体缀合的金纳米颗粒)，并通过固定的捕获分子(例如抗体)在检测线捕获分析物-标记复合物。尽管LFT的简单性使得它们非常适合用作POC工具，但是通常将它们限制为执行可以在单个化学步骤中实施的测试。此外，LFT作为临床相关的诊断工具的使用时，由于LFT模式的有限分析灵敏度，而可被限制在具有高(较高)浓度的目标。

多孔膜被通常用于常规的LFT和流经盒。这样，通过LFT的流体的流动通常通过膜(侧向或横向地)芯吸到吸收垫上而发生。免疫测定法利用这样的多孔膜系统测量和分析来分析物样品。对产生流动的芯吸的依赖大大限制了在测定条件上的控制。具体地，侧流测定往往局限于样品(和缓冲液)被添加到样品垫的单个步骤，并且该样品通过毛细作用(即，芯吸)沿着垫流动。毛细作用提供了所需的力以提供流体从一个点到另一个点的几乎连续的流动，造成以干燥形式存储的试剂沿着设备被运输并通过包含有固定的捕获分子的区域。这些设备通常如有色纳米颗粒那样仅限于简单的单次检测化学成分，而不如酶扩增那样提供多步-检测化学成分可能的灵敏度。它们也是很少量化的。

微流体系统，包括用于缓冲液、样品和试剂的流动的开放流体通道可本身被制造的复杂得多，并且可以使用它们来实施非常大量的流体处理步骤。这种微流体系统通常包括复杂一次性的，这导致不可避免的每次测试的高制造成本，并需要昂贵的外部泵和阀来移动流体。尽管微流体设备在它们执行的功能上可以本身是非常灵活的，但是它们本身也是复杂和昂贵的。此外，已经被制造的以支持复杂的功能的设备通常本身相当复杂。例如，目前开发了一些聚合物层压盒，其包含多达23个不同的层，其中每一个必须单独被制造并与其它结合。

附图说明

本公开内容的许多方面通过参照以下附图可被更好地理解。附图中的部件不一定按比例绘制。相反地，重点应被放在清楚地示出本公开的原理上。

图1A-1D是一系列基于毛细的流体系统的时间推移的正视图。

图2是对应于图1A-1D中所示的流体系统的电路模型。

图3示出了图1A-1D中所示的对于有限的流体源而言流体前缘的移动作为时间的函数的图表。

图4是四个流体设备的俯视图，每一个包括不同的源材料。

图5示出了对于每一个在图4中所示的流体系统的可湿润长度的变化的图表。

图6是对应于图4中所示的流体系统的电路模型。

图7示出了不同于图4所示的流体系统的毛细压力差的图表。

图8A-8B是根据本技术被配置的二维纸网络的一系列时间推移的视图。

图9是对应于图8A中所示的流体系统的电路模型。

图10是对应于图8B中所示的流体系统的电路模型。

图11A-11B是根据本技术被配置的一维纸网络的一系列时间推移的视图。