[发明专利]用于对流体盒执行诊断测试的仪器

说明书

领域

本发明涉及一种盒读取器，其用于对包含在流体盒中的流体样品进行诊断测试并且从所述流体盒读取结果。

背景

样品制备和分析提出了许多后勤问题。常规地，在局部手术中，向医生(例如，全科医生(GP)或主要护理医师(PCP))提供许多医疗样品(诸如血液、唾液、尿液和拭子洗脱液)而没有对样品进行分析所必需的仪器。因此，必须将样品送到对样品进行分析的实验室。然后必须将测试结果整理并归还给GP，以便对结果进行分析并作出诊断。这种方法是不够的。首先，存在一个显著的风险，即样品运输中丢失或与错误的患者错配。此外，虽然技术的最新发展减少了进行测试所花费的整体时间，但将样品送到实验室所涉及的延迟是不能令人满意的。

然而，实验室中发现的这种分析系统是复杂的，并且通常难以从源样品提供足够量的纯目标物以便可靠地执行下游分析测定。这通常禁止局部GP手术能够在现场进行这种测试。

然而，近年来，已经做出了努力来减小分析系统的规模，以便使测试更快且更简单地运行并且需要更少量的样品。例如，“芯片上实验室”(LOC)装置(微流体装置的一个子集)将医院中执行的几乎所有医疗测试或诊断操作集成在单个微流体芯片上。形成这种微流体装置的通道处理小流体容积并且连接在一起以便实现期望的功能，诸如使样品混合、使样品移动通过装置、使样品与不同的试剂反应等。这些芯片可以插入机器中以便控制测试的性能并且测量结果。

然而，已经发现在微流体装置中处理样品可能是非常困难的。特别地，难以接口连接到小通道、以及将样品从一个部位移动到另一个部位以便对样品执行不同动作所需的其他特征。对于纯粹使用毛细管作用来操作的LOC装置的复杂性也是有限制的。此外，由于LOC的小样品量，因此装置的灵敏度降低并且从而样品中存在目标物的概率降低。

替代性方法是使用流体盒。流体盒的部件规模大于微流体装置的部件规模，并且因此可以将样品移动通过各种不同的部位以便对其执行不同的动作。这使得可以执行比使用典型的LOC装置可能进行的测试更复杂的测试，同时仍然提供在局部GP手术中具有潜在使用性的分析系统。

流体盒通常插入盒读取器中，所述盒读取器被配置来启动和控制将要进行的测试的至少一些步骤。例如，盒读取器可以通过检测盒的存在并且将样品移动通过盒中的各种通道来启动测试。读取器可以启动将所需试剂引入盒中并且控制变量(诸如在整个测试持续时间中的样品温度)。最后，读取器可以被配置成一旦已经进行所需的测试，就读取结果并且向用户显示结果。

越来越多的用于医学诊断的科学测定涉及生化程序，诸如聚合酶链反应(“PCR”)。PCR测定提供了一种用于测定已定义的核酸区段的存在的特别灵敏的方法。因此，期望在流体盒上执行PCR测定，并且提供适于在医生办公室的局部手术中使用、能够进行和/或控制PCR测定的盒读取器。PCR的使用需要对盒进行快速且可靠的热控制，

对于便携式检测技术和高通量分析系统来说，将PCR降低到微芯片级别是重要的。方法可用于针对对特定病原体(诸如沙眼衣原体细菌、HIV或任何其他致病微生物)有特异性的核酸的存在而测定体液。

引入商业上可获得的自动化DNA扩增测定法已经允许更多的实验室引入这些技术以用于标本的常规测试。然而，需要改进用于此目的的盒和盒读取器。

电化学信令可用于指示样品中的遗传或免疫组织化学目标物的存在。对样品进行处理以便形成电解质，所述电解质实际上可以保持在包括一组检测电极的电池中。当跨电池中的电极施加电势差时，电解质中的一些化合物将具有迁移到电极并且交换电子的自然趋势，从而导致微小的电流。所有可溶性化合物的组合具有某种电化学活性，并且这种活性发生的速率使得能够测量那些化合物的量。从而，可以通过搜索样品中的不同化合物的氧化还原电化学特征要素来测量样品中的不同化合物存在。特别地，样品可以被处理以便包括标记物：当且仅当样品包含目标分子时存在的所选择的化合物。

用于测量电化学活性的回路是恒电势器，其具有三个电极-工作电极、对电极和参考电极。跨工作电极和对电极施加电势差，并且因此，指示目标DNA的存在的标记物在工作电极上氧化并且电流从工作电极流向对电极。此电流取决于两个电极处的电活性(电极与电解质之间的自然反应性)，并且为了仅测量工作电极电化学效应，针对所述对电极的电活性，所施加的电势差被校正到由参考电极确定的量，所述参考电极被选为相对没有被局部化学效应改变的‘标准电极’。