[发明专利]多孔基底和嵌入生物测定中的微多孔基底

说明书

本公开提供了用于检测表面结合物质的多孔基底和嵌入生物测定中的微多孔基底，还提供了一种盒及用于移动盒内流体的方法，其简化了设计并消除了对任何内部阀或计量装置的需求。该设计适合于注射成型制造，降低了大批量生产的成本。该设计可适于执行样品制备以及对包括核酸和蛋白质的生物物质的检测。

技术领域

本公开涉及一次性盒及用于移动盒内流体和执行多个生物测定步骤的方法，该盒简化了设计并消除了对任何内部阀或计量装置的需求。该设计适于注射成型制造，降低了大批量生产的成本。

背景技术

用于生物测定的典型盒装置与包含注射器或其它类型的容积式泵的仪器接合，以精确地计量一次性盒内的反应区域中依次所需的液体容积。这通常还涉及在盒结构内集成机械阀以控制流体流动。此外，必须注意流体路径的设计，以消除可能明显干扰精确流体输送的气泡的形成。复杂的结构或气泡控制机构被引入到设计中以缓解这些问题。这导致了制造复杂性并增加了通常意图以一次性方式使用的盒的成本。

鉴于使用诊断测试的趋势，需要与一次性盒的批量生产一致地在成本有效的基础上将多个功能/测定步骤整合到单个盒中。因此，在使用诊断生物测定的自动化领域中，提供使多个功能与最少量的移动部（如主动泵和阀）整合的一次性盒是非常有益的。

发明内容

本发明涉及以下装置和方法，其仅使用施加的压力或真空、而无需任何内部阀将液体容积依次地输送到反应区域。流体输送通过毛细管压力而限制在盒内。反应区域之间的流动可通过用外部阀切换端口之间的压力或真空并因此选择性地超过盒连接反应区域的元件中的毛细管压力来实现。压力/真空源和阀位于仪器本身中，并与反应流体隔离。这些部件都不是一次性盒的一部分，从而显著降低了复杂性和成本。

在提供用于执行多重生物测定的一次性样品处理盒的实施方式中，该处理盒包括：

a）上部处理室，具有预选容积并具有安装在上部处理室的顶部上的气动端口；

b）下部处理室，位于上部处理室下方并具有安装在下部处理室的顶部上的气动端口；

c）多孔基底，多孔基底定位成将上部处理室与下部处理室相隔开，其中，多孔基底形成上部处理室的底部，多孔基底连接到上部处理室的主体，以使得当横跨多孔基底的所施加的压差超过临界压力时，流体能够仅经过多孔基底而经由上部处理室的底部排放到下部处理室中；

d）一个或多个试剂存储器，一个或多个试剂存储器通过配置成终止在上部处理室的顶部中的毛细管通道与上部处理室流体连通，以使得在执行测定时它们位于上部处理室中的液体水平上方，每个试剂存储器包括位于试剂存储器的顶部上的至少一个气动端口，上部处理室的容积被选择为大于流体容积，以提供位于上部处理室的上部中的头部空间，毛细管通道终止于头部空间中；

e）附加室，通过终止于附加室的顶部中的毛细管通道与下部处理室流体连通，附加室包括安装在附加室的顶部上的气动端口；以及

其中，通过施加具有用于克服所选的室之间的毛细管压力阻力所需的量级的气动压力，来控制所选的室之间的液体输送。

根据一个实施方式，多孔基底具有多个孔，单个孔的截面和尺寸配置成提供液体与气体界面处的流动阻力，以控制液体经过多孔基底的流动并阻断气泡经过多孔基底的流动。

多孔基底的孔隙率和多孔基底的厚度被选择为提供用于所选范围的压差所需的流速。

多孔基底为基本平面的多孔基底材料，多孔基底材料具有相对的表面和延伸经过多孔基底的厚度的孔，其中，孔在多孔基底的面向下部处理室的表面附近的宽度比孔在面向上部处理室的相对的表面上的宽度大，从而提高从孔内的发光成分发出的光的收集效率。