[发明专利]微流控芯片

说明书

一种用于执行微生物学测试的微流控芯片，包括基板，其中布置有温育区段、样品储池和连接所述样品储池与所述温育区段的微流控通道。所述微流控芯片还包括用于包含非水性液体的非水性液体储池，其中所述储池经由可释放的气密且液密的阀与所述微流控通道可连接，所述微流控通道将所述样品储池与所述温育区段连接，每个温育区段包括通过气体交换通道(115)连接至不通气的气体腔(111)的温育孔(113)。

技术领域

本发明涉及用于微生物学测试，特别是微生物鉴定和抗微生物敏感感性测试(AST)的测试卡。抗生素耐药性的表型测定需要在抗生素存在下培养分离的微生物(如从患者收集的样品)(在本说明书中，如果测定涉及这种组合的敏感性，则“抗生素”也可以是指两种或更多种不同抗生素的组合)，并检查培养期间是否发生了微生物生长。最小抑制浓度(MIC)的确定需要针对不同的抗生素浓度进行这种培养。添加特定的辅助试剂可以允许测定耐药机制。

为了进行药物敏感性和MIC确定的自动测试(通常与样品中存在的微生物的鉴定组合)，使用一次性测试卡，其中在多个温育区段中同时培养从样品中分离出的细菌。在本申请的上下文中，每当提及“细菌”时，其同样适用于其他微生物，例如单细胞真菌。在准备待分析的分离株并将其放置于卡上之后，在专用设备(所谓的“分析仪”)中自动执行进一步的步骤。这些步骤通常包括微生物的培养和循环光学测量以检测其生长。测试卡通常是由聚合物材料制成的微流控芯片。样品放入芯片上的样品室中，在其中流动通过微流体通道的网络至多个其中进行温育的独立的温育区段。样品流动和温育区段的填充可以通过压差、重力或毛细管力驱动。

一个重要的问题是如何可以确定多种抗生素及其组合的敏感性和MIC。在现有技术中已知的用于这些类型测试的卡仅具有64至136个温育区段，其限制了单次测试中获得的信息。从用户的角度来看，这是根本性的问题，因为即使进行针对给定微生物菌株的测试也无法保证结果与给定国家/地区以及EUCAST(European Committee on AntimicrobialSusceptibility Testing)或CLSI(ClinicalLaboratory Standards Institute)制定的准则相一致。通常，有关耐药性的信息是作为所谓的抗生素浓度断点而获得的，而不是需要进行大量培养的实际MIC水平。本发明旨在解决这个和其它与用于微生物鉴定和药物敏感性测试的测试卡的功能和正确操作有关的技术问题。

背景技术

EP 0785433 A2描述了一种用于微生物学测试的卡，其中样品在压力差下填充温育区段。在填充芯片之前，将样品放在使用软管与芯片连接的单独容器中。尽管已确定需要“在固定尺寸的卡片上放置更多孔”，但该芯片只有45个温育区段，这大大限制了可以在单次测试中进行的可能测试的数量。部分原因是“向卡中添加更多孔可能会增加孔间交叉污染的可能性”，其“可能是由样品、生长介质或试剂沿流体通道网络从一个孔扩散到相邻的孔而造成的”。为了避免这种情况，在优选的实施方式中，沿流体通道测量的相邻孔之间的分隔距离“在粗略测量为8.9cm×5.7cm的卡片中大于或等于2.5cm(...)”。填充程序需要额外的系统元件(样品容器和软管)，这会增加操作复杂性和污染风险。

专利申请EP 1696238 A2中公开了一种类似的芯片。其通过补偿芯片周围的压力填充，该压力预先降低到48-62mbar。填充过程持续3-60s，并且9095％的样品流向温育区段。另外，通向温育区段的通道是倾斜的，因此重力可以帮助对其填充。根据说明书，使用具有圆形截面的通道，与矩形通道相比，确保流动阻力较低和扰动较小。为了允许适当的样品体积流动，通向不同数量分支(温育区段)的通道具有不同的横截面。