專利名稱：用于實施化學檢定的樣品載體的制作方法
用于實施化學檢定的樣品載體本發(fā)明涉及用于實施化學測試以及在優(yōu)選實施方案中利用金屬納米粒子作為電 化學標記物進行電化學檢定的樣品載體(sample carrier) 0對提供用于“即時檢測(point-of-care) ”醫(yī)療測試的便攜式裝置已經(jīng)進行了大量 的工作。此工作的大部分針對所謂“芯片實驗室(laboratory-on-a-chip)”的開發(fā)。這種 裝置的用途是采集生物樣品然后就各種抗原是否存在對其進行測試。US-2006/0263818公開了這樣的系統(tǒng)其中使抗原、樣品和被標記的多克隆抗體 在柵格(grid)中連續(xù)流動，抗原和抗體在一個方向流動，并且樣品在垂直于此方向的方向 流動。在樣品和抗原/抗體的每一個交點，收集指示數(shù)量的被標記抗體。在這些抗體上的標 記物可以是產(chǎn)生光信號的熒光團，傳統(tǒng)熒光檢測技術(shù)可以從所述光信號確定抗原數(shù)量。通 過提供切10通路的柵格，所述裝置能夠同時對10個樣品進行5種測試。尋求提供“芯片實驗室”的現(xiàn)有技術(shù)裝置旨在成為這樣的完全集成裝置，其全部以 整裝的(self-contained)和非常簡單的方式，進行特定的化學或生物化學檢定，并且產(chǎn)生 和顯示檢定的分析結(jié)果。因而這些裝置不需要具有任何其它設備并且?guī)缀醪恍枰皇褂谜?控制。然而，制造這種裝置可能是昂貴的，并且它們的性能常常受它們的尺寸、種類和成 本壓力控制。此外，為了使這樣的裝置更通用，它們傾向于提供多種條件的測試。例如，一 種裝置將試樣暴露于5種測試，其中的一種或多種可能是不必要的。此外，這些裝置不易于 適應不同的測試。例如，如果發(fā)現(xiàn)了新抗原，則必須提供專門設計并為測試其而制造的新裝置。US 6，319，469公開了用于進行微量分析和微量合成分析和程序的方法以及設備。 其提供具有放射狀(radial)部件的圓盤，所述放射狀部件可以旋轉(zhuǎn)從而向心力導致圓盤 表面上的流體移動。WO 2004/113919公開了用于檢測所關注粒子是否存在的方法和裝置。在一個實 施方案中，將樣品引入并迫使其通過過濾器到達收集室，從那里通過在相反方向引入試劑 而迫使其反向地通過過濾器。過濾器保持僅用于分析已反應的抗原，因為未反應的粒子較 小(未獲得標記抗體)并且可以穿過。另一個實施方案公開了將樣品引入混合通道中，在 所述混合通道中還加入了試劑。試劑與樣品在混合通道中混合并且它們進入與過濾器接界 的檢測室中。同樣，較小的未反應粒子穿過過濾器，留下所要檢測的已反應抗原。US 7，226，562公開了其中使試劑與樣品在通向分析區(qū)域的路徑中混合的裝置。然而，在這些裝置中，未反應試劑進入檢測區(qū)并且在沒有一些從檢測區(qū)移除未反 應試劑的裝置的情況下，其殘留在那里。當進行檢定時，檢測區(qū)中的未反應試劑可能引起能 夠使結(jié)果無效的錯誤讀數(shù)。本發(fā)明尋求提供用于實施化學和生物化學分析的改進設備和方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種樣品載體，所述樣品載體用于測試在樣品中 是否存在物質(zhì)，所述樣品載體包括樣品支撐元件(sample support element)；在所述樣品 支撐元件內(nèi)部或上面的混合區(qū)和檢測區(qū)；在所述混合區(qū)和檢測區(qū)之間的連接通道，所述連接通道可以起著將待測試樣品傳輸?shù)剿龌旌蠀^(qū)中，并且在所述混合區(qū)和檢測區(qū)之間傳輸 試劑的作用；和在所述樣品支撐元件內(nèi)部或上面的所述待測試樣品的入口，所述入口在所 述混合區(qū)和檢測區(qū)之間與所述通道連接。樣品載體提供簡單有效的結(jié)構(gòu)從而可以對樣品進行一種或多種分析。在優(yōu)選實施 方案中，樣品載體提供對樣品的一種或至多幾種成分的快速測試，從而允許快速的測試和 分析。進入混合區(qū)的物質(zhì)因此離開檢測區(qū)并且沒有迫使未反應試劑進入檢測區(qū)。檢測區(qū) 內(nèi)的未反應樣品沒有與未反應試劑相同的問題，因為未反應的樣品不會引起讀數(shù)。優(yōu)選地，所述入口在所述混合區(qū)和檢測區(qū)之間與所述通道連接，使得進入裝置的 樣品流體的流推開(push apart)所述混合區(qū)和檢測區(qū)中的成分。這可以通過特意地推動 未反應試劑離開檢測區(qū)而進一步確保不產(chǎn)生錯誤讀數(shù)。有利地，所述通道通過毛細管作用使液體在其中移動。以此特征，樣品載體可以提 供整裝的樣品收集和保持裝置。有利地，所述載體形成為基本上平坦的結(jié)構(gòu)體。在一個實施方案中，樣品支撐元件形成外殼的壁。這是優(yōu)選的實施方案，因為可以 將樣品安全地收容在外殼內(nèi)以用于測試和處置的目的，這在測試傳染性物質(zhì)時是特別有用 的。有利地，所述外殼形成為夾層結(jié)構(gòu)體，所述夾層結(jié)構(gòu)體包括第一覆蓋層和第二覆 蓋層以及至少一個中間層，所述至少一個中間層中具有用于提供室和導管的凹槽或孔，所 述第一覆蓋層和第二覆蓋層中的一個提供通向所述導管的入口。這是可以容易并廉價制備的簡單結(jié)構(gòu)體。設想中間層可以為塑料或其它合適材料 的膜，乃至例如通過噴墨印刷而印刷在外層中的一個層上。在另一個實施方案中，形成室和通道的凹槽是蝕刻到一個外層中的。另一個實施方案提供一種樣品載體，在所述樣品載體中，樣品支撐元件包括多個 親水性區(qū)域，所述親水性區(qū)域提供混合和檢測區(qū)、導管和入口。又一個實施方案提供一種樣品支撐元件，所述樣品支撐元件包括提供混合和檢測 區(qū)，導管以及入口的凹槽(recessing)。優(yōu)選地，樣品載體包括至少一個被設置成與檢測區(qū)通訊的檢測器端子。所述至少一個檢測器端子可以包括電端子；或者其可以包括光端子、共振端子、等 離激元端子(plasmodic terminal)、振動端子或聲波端子。在優(yōu)選實施方案中，樣品載體包括標識符元件，其優(yōu)選可以起著識別載體的類別 的作用，并且最優(yōu)選包括編碼單元。所述標識符元件可以包括存儲元件，所述存儲元件可以起著提供與所述樣品載體 有關的測試涉及的數(shù)據(jù)的作用。其還可以包括可傳輸至與所述樣品載體有關的測試器裝置 的數(shù)據(jù)。在優(yōu)選實施方案中，混合室裝填有具有載體成分和標記物成分的流體，和/或檢 測室裝填有標記物檢測成分。在一個實施方案中，所述標記物檢測成分可以起著以下作用使所述標記物成分 電離并且由所述標記物成分產(chǎn)生可通過電檢測進行測量的離子。
本文中的公開內(nèi)容還設想用于測試由樣品載體攜帶的樣品的一種或多種特性的 測試裝置，其包括控制單元；移動單元，所述移動單元可以起著實現(xiàn)待測試樣品在樣品載體 內(nèi)的移動的作用；感測單元，所述測單元可以起著感測(sense) —個或多個與樣品的內(nèi)含 物(content)或特性相關的參數(shù)的作用；診斷設備，所述診斷設備可以起著基于感測的一 個或多個參數(shù)確定診斷病癥的作用；以及信息單元，所述信息單元可以起著提供與診斷相 關的信息的作用。本發(fā)明還設想用于測試由樣品載體攜帶的樣品的一種或多種特性的測試裝置，所 述測試裝置是可連接于便攜式電子處理裝置的附加裝置的形式；所述附加裝置包括移動單 元，所述移動單元可以起著實現(xiàn)待測試樣品在樣品載體內(nèi)的移動的作用；感測單元，所述測 單元可以起著感測一個或多個與樣品的內(nèi)含物或特性相關的參數(shù)；以及電子處理裝置的控 制單元的接口單元，其用于基于感測的一個或多個參數(shù)確定診斷病癥并且用于提供與診斷 相關的信息。以下參考附圖僅以舉例的方式描述本發(fā)明的實施方案，其中

圖1是各種用于測試方法的實施方案中的成分的示意圖，包括附著有抗體的磁性 粒子，附著有一種或多種抗體的銀溶膠粒子，以及抗原；圖2是顯示圖1中的成分在分析程序的第一階段結(jié)合在一起的示意圖；圖3是被稱為培育階段(incubation stage)的分析程序第一階段的示意圖；圖4是分析程序的分離階段的示意圖；圖5顯示分析程序在銀溶膠粒子溶解后的階段；圖6是測試條或芯片形式的樣品載體的實施方案的透視圖；圖7是圖6的測試芯片的實際實施方式的分解圖；圖8是用于圖6和7的條或芯片的測試室的一個優(yōu)選實施方案的示意圖；圖9是手持式測試裝置的一個優(yōu)選實施方案的透視圖；圖10是圖9的測試裝置的分解圖；圖11是顯示檢測器裝置的部件中的一些當被設置在圖6或7的測試芯片上時的 示意圖；圖12是圖11的部件的正視示意圖；圖13至22是表示圖6至12的裝置的一個應用實例的圖；圖23是檢測器裝置的另一個實施方案的分解圖；圖M是適于連接至手持式計算裝置或其它個人數(shù)字助手(personal digital assistant)的托架(cradle)式檢測器裝置的一個實施方案的透視圖；圖25是圖M的裝置的透視圖，顯示托架與可與其卡合的個人數(shù)字助手分離；圖沈是圖M和25的托架的分解圖，顯示其主要部件；圖27至36顯示圖M至沈的裝置的一個應用實例；圖37是具有另一個內(nèi)容物實例的測試芯片30的室和導管的示意圖；圖38是用于測試芯片或條的室構(gòu)造的另一個實施方案的示意圖；圖39是用于測試芯片或條的室構(gòu)造的另一個實施方案的示意圖；圖40是用于在導管中具有立柱的測試芯片或條的測試室的一個實施方案的示意 圖41是圖40的導管的側(cè)視截面圖；圖42是用于在導管中具有立柱的測試芯片或條的測試室的一個實施方案的另一 個示意圖；圖43是圖42的導管的側(cè)視截面圖；圖44是用于在導管中具有隆起的測試芯片或條的測試室的一個實施方案的示意 圖；圖45是圖44的導管的側(cè)視截面圖；圖46是用于在導管中具有隆起的測試芯片或條的測試室的另一個實施方案的側(cè) 視截面圖；和圖47是在導管中具有曲折部(meander)的測試室的一個實施方案的示意圖。應理解的是所述圖僅為了示例的目的而提供而非按比例繪制。如本領域技術(shù)人員 將易于理解的是，在許多情況下，附圖所示的元件遠大于實際的元件。圖1至5和以下所附隨的說明提供適于在本文中所公開的設備裝置中進行的化學 分析方法的一個實例。此化學檢定的進一步細節(jié)公開在本申請人的共同未決英國專利申請 號 0723137. 6 中。示例性的化學分析步驟僅僅是可以適合采用本文中公開的設備進行的多個實例之一。如圖1和2所示，顯示的方法使用磁性粒子10，優(yōu)選超順磁性粒子如砷固相 (arsenic solid phase)，和金屬標記物，典型地優(yōu)選為銀溶膠12的粒狀標記物。銀是優(yōu)選 的，因為其形成可以易于氧化形成銀離子的穩(wěn)定溶膠。使磁性粒子10附著于第一結(jié)合部 分，優(yōu)選一種或多種抗體14，其能夠與所關注的分析物結(jié)合。所關注的分析物優(yōu)選為抗原 16，但是也可以為抗體、模擬表位(mimotype)或核酸鏈(strand)。磁性粒子10與其附著的 抗體14形成磁性載體18。使銀溶膠粒子12附著于第二結(jié)合部分以形成金屬標記物20。所述第二結(jié)合部分， 優(yōu)選一種或多種抗體22，能夠與抗原16的不同區(qū)域結(jié)合。在實踐中，在溶液或懸浮液中提供多個磁性粒子10和標記物12，用于與待測試樣 品中的多個抗原16反應。接下來參考圖2，顯示了典型地在適宜反應室中的培育期后相互結(jié)合的圖1中的 成分，其實例在以下描述。磁性粒子10的抗體14和粒狀標記物12的抗體22與抗原16結(jié) 合，結(jié)果將抗原16夾在它們之間?？梢詫⒍鄠€抗原16與每個磁性粒子10結(jié)合。組成是這 樣的僅正確的抗原16，即尋求被檢測和測量的抗原可以與磁性粒子10和標記物12的抗 體14和22結(jié)合?；旌衔镏械娜魏纹渌乖蚱渌镔|(zhì)將不與磁性粒子10結(jié)合，也不與標 記物12結(jié)合。組合是這樣的抗原16附著于載體裝置、磁性粒子以及標記物，在此實例中標記 物為銀溶膠粒子12。從而可以使抗原移動并隨后檢測，特別是通過使用標記物12的銀進 行，這在下面進行描述。現(xiàn)在參考圖3至5，這些以圖的形式顯示了各種成分結(jié)合在一起、磁性粒子與溶液 或懸浮液其余部分的分離，以及由抗原攜帶的標記物的檢測。為了易于描述，將所示的三個 階段描述為培育階段、分離階段和檢測階段。術(shù)語培育不意為暗示任何除了使樣品與載體和標記物粒子混合并且使待測試成分附著于它們以外的特定過程。圖3顯示所述培育階段，其中在適宜的混合室中并且保持在適宜的惰性載體流體 中的情況下，提供了多個磁性粒子10、多個標記物12，然后提供待測試的試樣。在此實例 中，試樣包括多個抗原粒子16?？乖Ｗ?6被顯示為具有特定的類型，在圖中顯示為特定 的形狀。粒子10和12的抗體14和22分別僅與抗原16相容并且顯示為具有互補形狀。在 此圖示中，顯示的磁性粒子10具有一個抗體粒子14，但是在實踐中具有多個抗體粒子。因此在此第一階段過程中，抗原16與抗體14和22結(jié)合以形成圖的右手側(cè)顯示的 復合物。試樣中的任何其它抗原將不與磁性粒子10或標記物12結(jié)合，并從而將保持分離 在懸浮液中。根據(jù)圖3中的圖示，可以稱這些抗原具有抗體14和22與其不相容的不同形 狀。圖4顯示程序中的第二階段，即分離階段。利用粒子10的磁性將混合室的外部的 粒子10移到第二檢測室中。典型地，這通過磁力或電磁力的產(chǎn)生來實現(xiàn)，所述磁力或電磁 力用于在所需方向推動或拉動磁性粒子10。實現(xiàn)它的設備和方法在以下進行詳述。因此，在分離過程中，將全部或基本上全部的磁性粒子10從混合室中移除，包括 沒有結(jié)合抗原16的那些。留在混合室中的是與抗體14、22不相容的即不需要分析的任意 抗原24，以及沒有通過適當?shù)目乖?6與磁性粒子10結(jié)合的標記物12?，F(xiàn)在參考圖5，顯示了過程的最后階段，即檢測階段。一旦磁性粒子10到達檢測 室，銀溶膠就被氧化。結(jié)果這溶解了標記物的銀并且產(chǎn)生溶解于載體流體中的銀離子。將 理解的是因為僅正確的抗原16將通過磁性粒子10傳送，并且因為只有這些抗原隨身攜帶 標記物12，因此通過氧化產(chǎn)生的銀離子的量將直接與在初始試樣中尋求檢測的抗原的數(shù)目 /量相關。被傳送到檢測室中而沒有攜帶任何抗原16的任何磁性粒子10也不攜帶標記物 12，并因而將不影響通過氧化產(chǎn)生的銀離子的量。在一個實施方案中，對檢測室提供硫氰酸銨，所述硫氰酸銨將銀溶膠從其生物復 合物中移除并形成圍繞銀溶膠化學結(jié)合的單層，得到帶負電的納米粒子?？梢允惯@種帶電 納米粒子在電勢下遷移至帶正電的電極。隨后使在該電極處的銀溶膠在氧化勢下溶解以 形成銀離子Ag+，然后可以通過累積溶出伏安法(accumulation stipping voltammetry) (ASV)測量所述銀離子。ASV是包括將金屬相預富集在電極表面上并在陽極電勢掃描 (anodic potential sweep)過程中將每種金屬相物種有選擇地氧化的分析技術(shù)。所測銀離子中的少部分可以是具有其中釋放劑(release agent)能夠螯合銀離子 的螯合劑的配合物的形式。使用銀溶膠作為標記物12產(chǎn)生電化學信號的分子放大，因為每個40nm的銀溶膠 粒子含有約IO6個銀離子。從而提高了檢定的靈敏度并且僅需要少量的樣品。此外，銀形 成用作生物標記物的穩(wěn)定溶膠。它也易于被氧化以形成銀離子。圖1至5和以上描述僅涉及使用特定抗體/抗原機理、傳送和標記設置以及氧化 法的合適的采集和檢測程序的一個實例。然而，以下描述的設備和方法不限于單獨應用此 方法，并且可以與其它檢測機理，即與不同的分析物捕獲和檢測機理以及與其它標記物檢 測方法一起使用。接下來參考圖6，顯示了在此實例中為測試條或芯片30的形式的樣品載體的一個 優(yōu)選實施方案。其形成為意圖用于一次性使用的應用的小型手持式元件。其典型地預裝填有適合的化學成分，在此實例中為磁性載體粒子和標記物，它們與抗體結(jié)合以用于特定抗 原的檢測。為此目的，在芯片30的結(jié)構(gòu)內(nèi)設置有多個室，以下描述其一些實例。在此實施方案中，芯片30的外殼包括便于醫(yī)務人員把持的手持部分32和在其前 端的處理部分34，所述處理部分34包括用于將待測試試樣插入并且用于連接到檢測器的 合適的端口，其實施方案將在以下描述。典型地，入口允許通過毛細管作用將流體例如血液 的樣品吸入裝置的室中。芯片30的處理部分設置有通過導管分開的培育室和檢測室，即具有等同于以下 描述的圖7和8中所顯示結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。圖6還顯示設置有數(shù)據(jù)連接器36的芯片30。所述數(shù)據(jù)連接器36包括一個或多個 用于對檢測器裝置(在以下詳述)提供與芯片的種類和/或特性相關的數(shù)據(jù)，例如，芯片被 設置要測試的抗原、與抗原本身相關的數(shù)據(jù)、測試參數(shù)等的裝置。以下進一步描述數(shù)據(jù)連接
ο圖6顯示數(shù)據(jù)連接器36作為與芯片30分離的元件，在此情況下可以將其在與芯 片連接至檢測器的位置分開的任何合適的端口位置與檢測器連接。對于其它實施方案設想 的是，可以將數(shù)據(jù)載體36與芯片30形成為整體，可以作為芯片30的外殼的整體部分。優(yōu)選將芯片30制成簡單廉價的部件。在圖7中所示的一個實施方案中，使芯片形 成為在上覆蓋層40和下覆蓋層42之間具有多個層的夾層結(jié)構(gòu)體。設置至少一個例如膜的 中間層44，其具有提供裝置的培育室48和檢測室50的切口 46以及到那里通過的分離通道 52。這些室由裝置的上部元件40和下部元件42的內(nèi)表面封閉。上部40中設置有孔M，所 述孔M與培育室48和檢測室50之間的通道52對準，以用于引入將要測試的樣品，這在以 下進一步詳細描述。圖7示例了芯片30的有利并且方便的結(jié)構(gòu)，其制備簡單并且廉價，并從而可以容 易地以很低成本被提供作為一次性使用的裝置。具體地，僅必要的是提供三個合適的材料 層，即具有在其中模制或鉆出的適宜孔的上覆蓋層40，具有在其中切割的室和導管的形狀 的中間層，以及下層。隨后可以例如通過粘合劑、熱粘合或以任何其它適宜的方式，將這些 層組裝并接合在一起，以便在裝置30中形成流體密封的室和導管。然而，設想其它實施方 案包括，例如，在外層40、42中的一個或兩個的內(nèi)側(cè)上形成室48、50和導管52，在此情況下， 裝置可以僅需要兩個元件，即作為外殼的上半部40和下半部42。當然，這將需要專門的模 具設計，而不是如圖7中示例的實施方案的情況能夠由扁平膜制備。優(yōu)選對培育或混合室48提供一個或多個通風口以在將樣品插入裝置的過程中允 許空氣排出?？梢詫⑦@樣的通風口設置為在芯片的上覆蓋層40中的小孔或者層44中的小 通道或者任何其它適宜的形式。雖然芯片30優(yōu)選具有基本上扁平和平坦的構(gòu)造，但是可以具有任何其它形狀，特 別是當其由多個模制部件形成時。就把持容易性、在檢測器裝置中恰當?shù)亩ㄏ蛞约皹擞浂?言，優(yōu)選如所示的扁平構(gòu)造。在優(yōu)選實施方案中，芯片30由惰性材料制成，所述惰性材料包括塑料材料、玻 璃、硅酸酯(silicate)、聚硅酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、尼龍等。圖7中所示的示意性實例補充(complement) 了由用于連接檢測器裝置的連接器 元件以及由用于檢測其中提供的離子或其它標記物的一個或多個端子。在優(yōu)選實施方案中，并且如圖中所示，檢測端子60是用于檢測處于在檢測室中的形式的樣品的電特性的電 端子。然而，其它類型的檢測端子或探針被設想用于檢測其它參數(shù)，如光端子、共振端子、等 離激元端子、振動(如拉曼)端子或聲波端子。以任何形式提供的芯片30的簡單性使其作為用于測試抗原的臨時利用型 (throw-away)產(chǎn)品可用并可行。以下描述了可以在一個芯片內(nèi)提供多種抗原的測試的不同 實施方案。設想的是，在一些實際的實施方案中，芯片30的長度可以為幾厘米，優(yōu)選至多 IOcm,并且寬度為幾厘米，優(yōu)選至多4厘米；并且最優(yōu)選其具有約4x2厘米的尺寸。室48和 50，以及導管52和端口 54(后者在合適的情況下)優(yōu)選具有至多Imm并且優(yōu)選在5μπι至 500μπι之間的高度。這可以促進流體在裝置30內(nèi)的毛細管作用。優(yōu)選培育室48的容積為 約0. 5 μ 1至約100 μ 1，最優(yōu)選1至10 μ 1。檢測室50的容積優(yōu)選為至多約20 μ 1并且最 優(yōu)選0. 5至5μ1。導管52的容積優(yōu)選為0. Ιμ 至ΙΟμΙ，最優(yōu)選0. 5μ1至3μ1。導管 52的長度優(yōu)選在Imm至5cm之間，并且最優(yōu)選在0. 5至2cm之間；寬度優(yōu)選為約1至5mm， 最優(yōu)選約1至3mm并且在優(yōu)選實施方案中為約2mm。現(xiàn)在參考圖8，顯示了裝填有載體和標記物的處于供應給最終使用者如普通醫(yī)生、 救護或醫(yī)院人員的形式的芯片30的內(nèi)部構(gòu)造的示意圖。因為每個芯片都意圖用于一次性使用，所以其在培育室48中預裝填有與特定抗 原相關的成分，即遍布于裝置的室和導管中的適宜形式的惰性流體載體、懸浮在液體載體 中的磁性粒子10和標記物粒子12，粒子10和12中的每一種擁有對于將要測試的特定抗原 適合的抗體14、22，并且在此實例中其在檢測室50中預裝填有電離物質(zhì)。端口 M是在培育室48和檢測室50之間沿著導管52的位置連接的，并且使其尺 寸適合通過毛細管作用吸入將要測試的樣品，例如在醫(yī)療應用中為血液、唾液或其它身體 上的樣品。端口 M的位置使得進入裝置30的流體的流自然地推開室48、50中的成分，并 從而幫助從檢測室50中分離標記物粒子12直至如所預期的將它們攜帶至此。這限制了未 結(jié)合的標記物12進入檢測室中而引起讀數(shù)的錯誤。當產(chǎn)生讀數(shù)時，標記物12的量因而可 靠地直接與在初始試樣中尋求檢測的抗原的數(shù)目/量相關。類似地，導管52優(yōu)選具有這樣的尺寸其允許借助于在此實例中的外部磁力使組 合的載體/抗原/標記物粒子從其中通過，但是對于顯著自然遷移是不足的。在優(yōu)選實施 方案中，用載體和標記物粒子10、12以及在室50中用標記物檢測粒子預裝填芯片30，并且 為了儲存和運輸?shù)哪康?，這些粒子優(yōu)選為干燥的或以干燥形式提供的。從而這些粒子在芯 片30中保持基本上不可移動的狀態(tài)。通過入口 M引入的流體樣品使儲存的粒子與水化合 或另外產(chǎn)生儲存粒子的懸浮液并且允許裝置30執(zhí)行其功能。在備選的實施方案中，儲存在芯片30中的粒子可以儲存在液體中并且借助于可 溶或可破裂的屏障保持在它們各自的室48和50中，所述屏障典型地在端口 M和室50之 間的導管52的部分處。例如通過磁性粒子本身在它們被傳輸?shù)綑z測室50時可以將可破裂 的屏障破壞。在另一個實施方案中，可以通過將壁40、42彈性地壓在一起或者通過任何合 適的關閉機構(gòu)將導管52簡單地關閉。從而，當將待測試樣品進樣到端口 M時，通過端口將其吸進導管52中并從那里進 入培育室48中。在室48中，任何與抗體14和22相容的抗原16都將與這些結(jié)合，從而形成載體10、抗原16和標記物12的復合物。樣品中的任何其它抗原和物質(zhì)將保持溶解或懸 浮在室48中的載體流體中，而將不與載體10或標記物12結(jié)合。如有必要或需要，可以對培育室48施加移動磁場以便移動磁性載體10并從而攪 拌混合物。這樣的磁場可以通過電磁裝置和合適的電源容易地產(chǎn)生，一個實例是適當排列 在室48上的一系列電線圈(electrical coils)。使引入的樣品在室48中混合被認為足以使樣品中的相關抗原與載體和標記物粒 子12結(jié)合的時間，但是在本文中稱為培育的過程也可以等效地描述為結(jié)合、組合或其它合 適的術(shù)語。在此培育期后，在朝向檢測室50的方向，在室48和導管52上施加移動磁場。這 可以通過置于芯片上的適當排列的電線圈獲得，所述電線圈被設置在例如以下描述的檢測 器中，并且供電以在從室48到室50方向提供脈沖電磁場。技術(shù)人員將理解的是這些線圈 或這些線圈的一部分也可以用于在室48內(nèi)提供混合作用，例如，通過通過線圈改變電流供 應以產(chǎn)生在載體粒子10內(nèi)的不同移動進行。產(chǎn)生的移動磁場吸引磁性載體10從室48進入并通過導管52，朝向并隨后進入檢 測室50，即在圖8的視圖中朝左。在此階段中基本上所有磁性粒子10將并且應當被吸引到 室50中，包括沒有抗原附著的那些。然而，沒有附著于磁性載體10以及樣品中的任何其它 抗原成分和其它成分的標記物粒子12將保留在培育室48中，因為它們將不受施加于芯片 的磁力的影響。在例如顯示在圖40至47中的一些實施方案中，優(yōu)選利用導管52作為洗滌區(qū)以阻 擋任何可能在由磁性粒子所引起的流中被捕獲的未結(jié)合的標記物并且防止未結(jié)合的標記 物到達檢測室50。為此目的，可以對導管設置障礙物如立柱522、曲折部526、隆起5 和 凸起特征。這些特征可以導致流中的湍流并有助于將未結(jié)合的標記物與磁性粒子混合物分
1 O如圖40所示，立柱522可以具有三角形橫截面，或者可以具有不同的橫截面如圓 形(圖42)。可以將立柱522設置在端口 M的任一側(cè)上(圖41)，僅在一側(cè)上，或者遍布導 管52 (圖42)。優(yōu)選將最接近的立柱522設置在導管52相對的兩側(cè)上以迫使流沿著迂回的 線路?？梢詫⒙∑?M設置在導管52的任何一側(cè)上，以導致流的湍流并幫助將未結(jié)合的 標記物與磁性粒子混合物分離。隆起5M可以為圓形(圖4 或三角形(圖46)或任何其 它干擾流的形狀?？梢酝ㄟ^在導管52的側(cè)面中提供扭曲來設置曲折部526(圖47)。顯示檢測室50設置有多個電端子60，典型地為多個延伸至室50內(nèi)部以能夠測量 電荷或?qū)щ娦砸约霸谝恍嵤┓桨钢袑κ?0的內(nèi)容物賦予電能的金屬、金屬性或另外導 電性材料的條的形式。在上述具體的實例中，用硫氰酸銨填充室50，所述硫氰酸銨形成銀納米粒子的帶 電表面，銀納米粒子可以被吸引至電極表面并且被電化學氧化。在一種變型中，可以用能夠 使銀溶膠標記物12的銀粒子溶解并電離的氧化或電離化合物填充室50。根據(jù)圖5的圖示， 這在室50中的載體流體中產(chǎn)生了大量的銀離子?？梢酝ㄟ^對帶正電的銀離子施加負電勢 而使它們被吸引至電端子60，從而提供與轉(zhuǎn)移到檢測室中的銀的存在和量相關的可測參數(shù)以及由此提供在初始樣品中相關抗原的存在和量。沒有與抗原結(jié)合的磁性粒子10將不隨 身攜帶任何標記物粒子12，并因而將對室50中標記物的量沒有貢獻。因此，對于檢測而言， 它們將是無關的。技術(shù)人員將理解的是，在標記物12產(chǎn)生可測量的電參數(shù)的情況下，提供電端子60 是相關的。設想到的是，提供其它用于測量的參數(shù)如顏色、照度、半透明度或不透明度以及 任何其它可測量參數(shù)的其它實施方案。在此情況下，設想將提供其它檢測裝置，如光傳感器 或僅用于這樣檢測器的窗口來代替電端子。現(xiàn)在參考圖9，顯示了檢測器裝置70的一個優(yōu)選實施方案。這是有利地能夠?qū)嵤?化學檢定、解釋結(jié)果并將它們顯示在顯示屏72上的手持整裝裝置。檢測器裝置70還設置有 一個或多個操作按鈕74以能夠進行各種普通基本操作如接通或切斷裝置，重新設定裝置 以用于新的測試等。在裝置的另一端，設置了設計為接收上述類型測試芯片30的端口 76。圖10顯示了檢測器裝置70的分解圖，從而可以看到其主要部件。在此實施方案 中，裝置70由其中設置了電路板82的具有兩部分78、80的塑料外殼構(gòu)成，所述電路板82 固定裝置的部件，包括可以為LCD屏幕的顯示屏72、連接器元件76，合適的電路包括微處理 器或邏輯單元84以及存儲器(在這里僅顯示了一個電子部件，但是技術(shù)人員將理解的是在 實踐中將有多個)。此外，電路板支持電池86和PCB開關88，所述PCB開關88與模制按鈕 74共同起作用。蓋窗口(cover window)90覆蓋上半部蓋78中的入口窗92。將理解的是 此實施方案的電子部件可以是印刷的以及在標準PCB板上。電路還優(yōu)選在適當?shù)拇鎯ζ髦邪瑴y試參數(shù)和用于識別測試是否進行和用于解 釋所需要的測量結(jié)果的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。這樣的數(shù)據(jù)取決于測量的參數(shù)和它們與測試對象疾 病的關聯(lián)。技術(shù)人員將易于理解這種數(shù)據(jù)的特點，因為它構(gòu)成技術(shù)人員常識的一部分。檢測器裝置70可以包括其它部件，如用于產(chǎn)生警報信號的蜂鳴器或擴音器、與計 算機的連接器等。連接器元件76包括電部件，所述電部件適于對測試芯片30賦予磁場以用于使磁 性載體粒子10在芯片內(nèi)移動；和電連接元件，所述電連接元件用于與芯片30的端子60連 接以用于測量在測試過程中產(chǎn)生的電信號。除這些部件以外，設置測試器70經(jīng)由連接器元 件76或其它單獨部件(未顯示)能夠接收并讀出數(shù)據(jù)載體36上的數(shù)據(jù)。用于連接器元件的合適構(gòu)造的一個實例以示意形式顯示在圖11中?？梢钥吹綔y試芯片30位于檢測器70的與測試芯片30共同起作用的部件的下面。 特別地，在連接器76的插槽(slot) 90內(nèi)設置了電線圈92的線性陣列，其位于測試芯片30 的室48、50和導管52的上面。以技術(shù)人員明顯的方式，將它們通過合適的連接器總線94 連接到檢測器70的電路84。連接器76還設置有多個與測試芯片30的電端子60連接的電 端子96，并且這些端子96也與電路84連接。圖12顯示了圖11的元件的可能的實際實施方式。圖12以示意的形式并且以部 分橫截面顯示了連接器76的正視圖。芯片30將以在圖12的視圖中進入紙的方向滑動進 入連接器76中。有利地，將電線圈92嵌入到連接器76的塑料結(jié)構(gòu)中，同樣將電總線94嵌 入到連接器76的塑料結(jié)構(gòu)中。從而，當將芯片30插入連接器中時，它的室48、50自動與線 圈92對準，同樣其電端子60也與連接器的端子96自動對準，后者伸入插槽90中。在使用中，可操作電路在線圈92中選擇的那些中產(chǎn)生電流，由此產(chǎn)生電磁場和進入芯片30的力。可以以一種模式對線圈92供電，并且在一個實施方案中，以便在樣品引入 芯片30中后混合培育室48中的成分。類似地，可以在需要將磁性粒子10移動到檢測室50 中時對線圈92供電，以在從培育室48到檢測室50的方向產(chǎn)生移動電磁場。用于產(chǎn)生這種 電磁場的精確的電機理完全在適合的技術(shù)人員的能力內(nèi)。在另一個實施方案中，檢測器裝置70設置有多個固體磁體或螺管式磁體 (solenoid magnet)。將這些以從培育室48到檢測室50的方向移動跨越芯片30，以便將磁 性粒子10移動到檢測室中以及附著于它們的抗原和標記物隨它們移動到檢測室中。一個 實際的實施方案將一系列的固體磁體設置在轉(zhuǎn)盤部件的周邊，其在室48和導管52上旋轉(zhuǎn) 以便移動磁體穿過那里。也可以移動這樣的磁體以在室48內(nèi)提供混合力。圖12還顯示了在連接器76的下壁中設置識別檢測器98。這將在以下情況下設 置芯片30本身攜帶標識符如機器可讀編碼(例如條形碼、編字碼或編號)乃至機器編碼， 如在芯片30的外殼中形成的鍵盤編碼(key coding)元件。在芯片攜帶一些電子數(shù)據(jù)表格 如與想要進行的測試相關的電子表格形式的數(shù)據(jù)、與測試參數(shù)相關的數(shù)據(jù)的情況下，檢測 器元件98還可以提供傳輸?shù)诫娐?4的數(shù)據(jù)。在一些實施方案中，還設想到芯片30或啞芯片(dummy chip)可以攜帶更新的軟 件用于檢測器裝置70，所述軟件可以通過連接器76中的檢測器元件98或者設置在裝置70 的外殼上其它地方的等效元件下載。這將提供一種方便并有效的方法，即以與將要進行的 新測試相關的數(shù)據(jù)更新裝置70，以檢測新的抗原或其它醫(yī)學病癥，以及提供一般的軟件更 新。因此組件70可以保持經(jīng)常更新而不需要在其它地方維護該裝置。設想在一些實施方案中，芯片本身可以是“智能”芯片，S卩，芯片可以攜帶識別其設 計用來進行的測試所需的數(shù)據(jù)，并且提供用于解釋由裝置70進行的任何測量結(jié)果的數(shù)據(jù)。 在此情況下，單獨設計檢測器元件98和電路84以從芯片30讀取數(shù)據(jù)，在適當時對其詢問 以獲得所需數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在參考圖13至22，顯示了芯片30和檢測器裝置70在醫(yī)療應用中使用的實例， 例如，由醫(yī)生的護士使用用于診斷患者，如圖13中所示，或者由患者自己使用，如圖14中所示。將芯片30置于密封袋100中，在此實施方案中的密封袋100設置有透明的前窗以 允許看到芯片30，這在芯片上攜帶標記如芯片30的類型的情況下是有用的。如圖16和17中所示，優(yōu)選的是，一旦從袋100中取出芯片，就將其在測試器70中 檢查以確保其是用于將要進行的測試的恰當芯片。為此目的，可以使檢測器70讀取芯片30 上的標識符并顯示芯片30設計用來進行的測試的指示。在此實例中，芯片30設計用來對 患者進行心臟功能檢查。在此情況下，測試可以尋找以下心臟功能障礙的指示之一的變化 如球蛋白、肌鈣蛋白-I或T、NT-pro-BNP(氮末端前體腦鈉肽(Brain Nutreated protein)) 或直鏈BNP (straight BNP)；為此載體粒子10和標記物12的結(jié)合成分14、22具有適當?shù)?部分，如抗體、模擬表位或DNA或RNA。一旦使用者確定芯片30是恰當?shù)钠?，可以通過適當按下一個或多個按鈕74開始 測試序列。有利地，裝置70隨后通過顯示器72上的適當說明引導使用者通過程序的各個步驟。在此具體的實例中，程序的第一步是患者或護理人員，典型地通過針刺從患者獲得血液樣品，如圖18中所示。在此實施方案中，芯片30的端口 M設置在其末端，在此情況下，端口通過細長的 導管102與裝置的室48和50之間的導管52連接。有利地，在此實例中，室48和50將橫 向位于芯片30的末端34，并從而完全在裝置70的連接器76內(nèi)，如將具體從圖17和19中 明顯的。一旦使用者將血液樣品沉積在芯片30中，可以再次通過適當按下一個或多個按 鈕74或者僅在預定的時間后運行裝置70，以開始混合并傳輸室48和50內(nèi)的相并隨后通過 電極60和96取得讀數(shù)。然后裝置70將確定患者是否具有進行測試的抗原并由此確定相 關的醫(yī)學病癥。在圖20的實例中，將裝置70設計為顯示測試的簡單的正或負的測定結(jié)果， 即患者是否具有特定的疾病。在其它實施方案或醫(yī)療測試中，可以將裝置70設置為提供所 測試參數(shù)的數(shù)量的指示，例如抗原水平以及由此疾病的嚴重程度?？梢砸远喾N方式實施對檢測室50中的離子的檢測，檢測器裝置70并不專用于這 些測試中的任何一個。在一個實例中，可以操作檢測器裝置70對一個電極60即工作電極 施加正電壓，所述正電壓吸引離子，導致它們遷移至電極或富集在電極上，并且結(jié)果此電極 鍍覆有離子。在合適的時間后，將工作電極的極性逆轉(zhuǎn)，導致離子在離子云(ion cloud)中 被剝離掉。通過測量在此掃描電壓過程中通過其它兩個電極的電流來檢測離子的濃度。在 此實施方案中提供了兩個其它電極，一個為對電極并且另一個為參比電極。但是，在非常小 的芯片30的情況下，可以僅提供兩個電極，沒有必要具有對電極。測試后，可以將芯片30與其它醫(yī)療廢物丟棄。因為在測試過程中沒有測試樣品與 裝置70接觸，所以裝置70適于直接進行其它測試。能夠測試一種成分并且僅需要少量樣品用于分析的裝置和芯片，可以比更復雜的 測試系統(tǒng)和方法遠遠更快地提供結(jié)果。因此，醫(yī)生如全科醫(yī)師可以在醫(yī)療檢查過程中進行 測試并且?guī)缀趿⒓传@得測試結(jié)果，從而能夠?qū)颊咛峁┘磿r并且適當?shù)尼t(yī)學治療。這在許 多應用中是特別有用的并且能夠節(jié)省了有時為獲得醫(yī)療測試結(jié)果而可能花費的時間。一個 實例是檢測患者是否受到特定病毒如流行性感冒、麻疹、腦膜炎等的新型菌株的感染。在這 樣的情況下，全科醫(yī)師可以具有不同的芯片30的選擇，并且可以在一次會診中測試患者直 至識別出患者攜帶的病毒。隨后可以立即給予患者恰當?shù)尼t(yī)學治療。與使用傳統(tǒng)測試系統(tǒng)的幾小時以上相比，在原型測試中發(fā)現(xiàn)了測試可以進行大約 幾分鐘，在一些情況下為幾十秒。此外，因為樣品芯片30僅測試一種具體的病癥或感染，所以其制備廉價并因此對 于一次性使用的應用在經(jīng)濟上和實用上是可行的。此外，當僅測試一種病癥時不浪費檢定， 而在使用可以同時測試五種以上病癥的“芯片實驗室”將發(fā)生浪費。對于個別具體病癥有 各自的樣品芯片30測試的進一步優(yōu)點是沒有必要對多種病癥或感染進行復雜分析?，F(xiàn)在參考圖23，顯示了與圖9至20以及上述的檢測器裝置類似的檢測器裝置70’ 的另一個實施方案。不同之處在于其包含通訊按鈕110和無線通訊裝置(未顯示)。這兩 個部件的用途是當完成檢定時，使用者啟動通訊按鈕110，通訊按鈕110繼而啟動裝置70’ 利用無線通訊裝置將檢定結(jié)果無線地傳送至分開的終端。可以在安全的傳送中將數(shù)據(jù)以可 處理的形式發(fā)送到計算機中。終端可以在患者醫(yī)生的辦公室，例如在醫(yī)生對患者提供了用 于常規(guī)測試的診斷裝置70’的情況下。備選地，終端可是醫(yī)院的中央數(shù)據(jù)庫以便能夠使患者的記錄保持更新。數(shù)據(jù)可以被多個經(jīng)授權(quán)的用戶訪問。對于護理人員此實施方案也可以是非常有用的。與醫(yī)院的通訊不僅允許對此提供 當患者到達時將需要何種治療的預先警告，而且使得能夠進行更徹底和可靠的診斷，因為 醫(yī)院數(shù)據(jù)庫將具有之前檢定的詳細內(nèi)容以及患者以前的病癥。在患者需要緊急醫(yī)療護理 (attention)的情況下，與醫(yī)院的這種預先通訊可能是極有益的，其中可以在運送至醫(yī)院的 過程中進行診斷由此可以在患者到達時準備恰當?shù)闹委?。其中這樣的預先診斷可能是至關 緊要的實例為在心肌梗塞的情況下，可以越快地治療患者，就可以越大地避免長期損害的 風險。此外，可以使用這種裝置進行這種原位診斷將允許護理人員在現(xiàn)場或在運送至醫(yī)院 的過程中實施一些醫(yī)學治療，這同樣在患者將受益于早的醫(yī)學治療的情況下非常有用。目 前，考慮到在救護車和其它護理車輛中這種診斷設備的缺乏，這樣的預先治療是不可能的。診斷裝置的另一個實施方案顯示在圖對至沈中。圖M顯示了用于與醫(yī)院和其 它醫(yī)療人員典型使用類型的個人數(shù)字助手(PDA) 172連接的診斷裝置170。裝置170包括具 有上半部174和下半部176的外殼，所述上半部174和下半部176成形為提供托架室176 用于固定匹配的PDA 172。該裝置包括支持電路184的電路板182和連接器176，其全部都 與上述檢測器70的實施方案的等效元件類似。在此實施方案中，可以從PDA 172的電源對 裝置170供電并因此不需要配備其自己的電池，盡管一些實施方式可能提供此電池。電路 板182還支持與PDA172上相應連接器匹配的連接器186。設想圖對至沈的托架式檢測器170可以是使用PDA 172作為啞終端(dumb terminal)的智能裝置，或者可以僅是與PDA 172的接口，在此情況下PDA 172設置有適于 驅(qū)動托架式裝置170并且分析由其獲得的讀數(shù)的軟件。選擇通常為這些裝置的供應者以及 在一些情況下使用者的個人選擇。優(yōu)選將裝置170配置為通過PDA裝置172執(zhí)行之前通過一個或多個模制按鈕74 和顯示器72(以及圖23的實施方案的通訊按鈕110)執(zhí)行的作用。使用圖M至沈的托架型裝置170的實例顯示在圖27至36中。如從圖27中可見，由護理人員使用該裝置照料在街上病倒的人。在現(xiàn)場，護理人 員可以將她的PDA 172插進托架170中，然后選擇一種或多種芯片30來測試一種或多種可 能的患者病因。圖觀中，醫(yī)療顧問在醫(yī)院環(huán)境中使用托架型裝置170。如將從圖四至34明顯的是，裝置170的操作模式與上述實施方案70相同。圖35 中，顯示在將患者運送到醫(yī)院的過程中使用該系統(tǒng)，其中護理人員已經(jīng)進行了診斷并且在 此實例中處于以下過程中與醫(yī)院聯(lián)系以預先告知患者的病癥，并且在適合的情況下接收 在抵達前對患者進行初步醫(yī)學治療的指示。這可以節(jié)省治療患者的關鍵時間，這許多情況 包括心肌梗塞中是有用的。類似地，在一些情況下護理人員可以確定患者不具有需要醫(yī)院治療的醫(yī)學病癥， 在此情況下，可以將患者直接帶回家康復，節(jié)省寶貴的醫(yī)院資源。當然，可以將檢測器裝置170連接至PDA 172意味著醫(yī)療人員可能必須掌握設備 以及來自他們常規(guī)PDA的數(shù)據(jù)、他們熟悉的功能并且不需要他們將數(shù)據(jù)從一個裝置傳輸?shù)?另一個裝置。相反，他們可以將他們的全部數(shù)據(jù)保留在他們的PDA裝置172中并簡單地將 其放入診斷裝置170中進行測試。這也允許開業(yè)醫(yī)生容易得到患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在參考圖37，顯示了與圖8的測試芯片類似的測試芯片30的視圖。不同之處在于芯片、特別是誘導(induction)室48中的內(nèi)容物。在此實施方案中，室48中的內(nèi)容 物具有兩種不同的標記物粒子12、12’，其可以例如為不同的金屬如銀、金、銅、鋅、鉛等的粒 子，或者擔載有氧化還原物種如芳族化合物或染料的粒子?？梢允褂萌魏晤愋偷臉擞浳锪?子12，12’，只要它們允許通過不同的方法檢測或附著于可以利用不同機理傳輸?shù)妮d體粒子 IOUO'即可。在提供不同測量特性的標記物的情況下，這些可以是例如能夠通過已知方法 檢測的銀和金。在備選方案中，標記物粒子之一可以是提供可測量電參數(shù)的類型的粒子，而 另一種為提供可測量光參數(shù)的類型的粒子?？梢允褂脴擞浳锏娜魏谓M合。在圖37的實施方案中，對不同的標記物粒子12、12’各自提供對特定抗原特異性 的抗體。磁性載體粒子10在其磁性部分方面是相同的，但是具有不同的抗體以便使它們與 相應的抗原連接。因此，在培育時，第一種類型的抗原與第一標記物12和第一磁性載體10結(jié)合，并 且第二種類型的抗原與第二標記物12’和第二磁性載體10’結(jié)合。培育后，將磁性粒子10、 10’吸入檢測室50中并根據(jù)用于附著于它們的標記物的適合的分析方法進行分析。為此目的，檢測器裝置70、170可以設置有多個傳感器，一個用于一種使用的標記 物。因為標記物12、12’都是最初提供到具有連接在培育室48和檢測室50之間的端 口 M的培育室48中的，所以進入裝置30中的流體的流將仍然推開室48、50中的成分并將 兩種標記物12、12’從檢測室50中分離，直至如預期它們被攜帶到該檢測室中。明顯的是圖37的實施方案可以用于通過適當?shù)靥峁┎煌臉擞浳锪Ｗ雍瓦B接成 分(connector elements)(在抗原的情況下為抗體)來對樣品中多于兩種的抗原或者其它 成分進行測試。接下來參考圖38，顯示了適于分別測試例如來自一個樣品的三種不同抗原的芯片 300的實施方案。此實施方案提供了不同組的室和連接導管48-50、48，-50，和48”_50”的 層疊構(gòu)造，所述不同組的室和連接導管48-50、48’ -50’和48”_50”各自擁有磁性載體粒子 10、10’和10”以及標記物12、12，和12”。將共用進樣端口 54與在每種情況下都介于培育 室48、48’、48”和檢測室50、50’、50”之間的導管52中的每一個連接，從而以推開培育室 48、48’、48”和檢測室50、50’、50”中的成分的方式，將所采集樣品的一部分進樣到每個測試 區(qū)中。以此方式，借助于在磁性粒子和標記物粒子上的適當抗體，在保持它們彼此分開的同 時，每個測試區(qū)都可以測試特定的抗原，因此允許使用相同的標記物類型，例如銀溶膠。使用類似于圖7中所示的平面層的夾層構(gòu)造可以容易地制造圖38的實施方案。在 此情況下，在遠離連接端口 M和每個導管52的孔的條件下，將一系列多孔層44置于一系 列無孔層(未顯示)之間?？梢栽O置任何數(shù)量的這樣的層44，以便測試任何數(shù)量的成分。圖39顯示了室設計的另一個實施方案，在此情況下為在一個層中的平坦構(gòu)造。 所述結(jié)構(gòu)是這樣的設置與共用進樣端口連接的三組培育和檢測室48-50、48’ -50’和 48”-50”，它們連接至共用進樣端口，所述共用進樣端口以推開培育室48、48，、48”和檢測室 50、50’、50”中的成分的方式與在每種情況下都介于培育室48、48’、48”和檢測室50、50’、 50”之間的三根導管52、52’和52”連接。通過在類似于圖7的實施方案的夾層設計的中間 層中切割相應的形狀可以容易地制備這樣的構(gòu)造。此設計也允許測試三種不同的成分，如三種不同的抗原。
在圖38和39的兩個實施方案中，優(yōu)選的是檢測器裝置可以是獨立控制的，所述檢 測器裝置設置有三個連接器元件用于與端子組60、60’和60”中的每一個連接。雖然上述實施方案涉及醫(yī)療應用，但是在本文中教導的裝置和測試方法不限于 此。它們可以同樣地應用于許多其它應用的測試中，包括，例如，水污染、空氣混合物的環(huán)境 測試。該列舉不是限制性的。此外，可以使用其它釋放劑如具有帶電單元的硫醇代替硫氰酸銨。如上所述，不需要對檢測器裝置提供進行檢定所必需的軟件。相反，可以對測試芯 片本身設置用于其它裝置的智能卡，所述智能卡可以提供信息以及在一些情況下對檢測裝 置的控制。上述實施方案顯示了處于封閉外殼形式的樣品載體10。還設想的是可以有開放式 裝置。在一個實例中，樣品載體為基本上扁平的結(jié)構(gòu)體的形式，所述扁平的結(jié)構(gòu)體配置有 一系列由親水性物質(zhì)制成或用親水性物質(zhì)覆蓋的區(qū)域，所述一系列區(qū)域提供室48和50以 及導管52(入口 M可以為導管52的區(qū)域，但總是在室48、50之間)；和由疏水性物質(zhì)制成 或用疏水性物質(zhì)覆蓋的周圍區(qū)域。在另一個實例中，使室48和50以及導管52、任選入口 54形成為在基本上平坦的基板中的凹槽。根據(jù)需要，可以將以上實施方案和變型的特征組合和互換。
權(quán)利要求
1.一種樣品載體，所述樣品載體形成為用于測試在樣品中是否存在物質(zhì)，所述樣品載 體包括樣品支撐元件；在所述樣品支撐元件內(nèi)部或上面的混合區(qū)和檢測區(qū)；在所述混合 區(qū)和檢測區(qū)之間的連接通道，所述連接通道可以起著將待測試樣品傳輸?shù)剿龌旌蠀^(qū)中， 并且在所述混合區(qū)和檢測區(qū)之間傳輸試劑的作用；和在所述樣品支撐元件內(nèi)部或上面的所 述待測試樣品的入口，所述入口在所述混合區(qū)和檢測區(qū)之間與所述通道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品載體，其中所述入口在所述混合區(qū)和檢測區(qū)之間與所述 通道連接，使得進入裝置的樣品流體的流推開所述混合區(qū)和檢測區(qū)中的成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樣品載體，其中所述通道通過毛細管作用使液體在其中 移動。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的樣品載體，其中所述載體形成為基本上平坦的結(jié) 構(gòu)體。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的樣品載體，其中所述載體基本上是扁平的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的樣品載體，其中所述樣品支撐元件形成外殼的壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樣品載體，其中所述外殼形成為夾層結(jié)構(gòu)體，所述夾層結(jié)構(gòu) 體包括第一覆蓋層和第二覆蓋層以及至少一個中間層，所述至少一個中間層中具有用于提 供室和導管的凹槽或孔，所述第一覆蓋層和第二覆蓋層中的一個提供通向所述導管的入
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樣品載體，其中所述第一覆蓋層和第二覆蓋層對所述室和導 管提供相對的壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的樣品載體，其中所述樣品支撐元件包括多個親 水性區(qū)域，所述親水性區(qū)域提供所述混合區(qū)和檢測區(qū)、所述導管和入口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的樣品載體，其中所述樣品支撐元件包括提供所 述混合區(qū)和檢測區(qū)、所述導管以及入口的凹槽。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的樣品載體，所述樣品載體包括至少一個檢測器 端子，所述檢測器端子被設置成與所述檢測區(qū)通訊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樣品載體，其中所述至少一個檢測器端子包括電端子。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樣品載體，其中所述至少一個檢測器端子包括光端子、共 振端子、等離激元端子、振動端子或聲波端子。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的樣品載體，所述樣品載體包括標識符元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的樣品載體，其中所述標識符元件可以起著識別所述載體的 類別的作用。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的樣品載體，其中所述標識符元件包括編碼單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求14、15或16所述的樣品載體，其中所述標識符元件包括存儲元件，所 述存儲元件可以起著提供與所述樣品載體有關的測試涉及的數(shù)據(jù)的作用。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樣品載體，其中所述存儲元件包括可傳輸至與所述樣品載 體有關的測試器裝置的數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的樣品載體，其中所述混合室裝填有具有載體成 分和標記物成分的流體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的樣品載體，其中所述檢測室裝填有標記物檢測成分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的樣品載體，其中所述標記物檢測成分可以起著以下作用 使所述標記物成分電離并且由所述標記物成分產(chǎn)生可通過電檢測進行測量的離子。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的樣品載體，其中所述載體是一次性使用的裝置。
全文摘要
公開了用于對樣品實施測試如用于醫(yī)療測試的設備和系統(tǒng)。該設備包括樣品芯片(30)，該樣品芯片(30)設置有分析物和待測試樣品可以位于其中的至少兩個室(48，50)，一個室為混合室(48)并且另一個為檢測室(50)，后者設置有傳感器或能夠感測一個或多個有關樣品的參數(shù)的裝置。檢測器裝置(70，170)包括插槽(76)，用于固定樣品載體(30)；驅(qū)動裝置(94)，用于例如通過電磁力使部分樣品從混合室(48)移動到檢測室(50)；感測裝置(60)，用于感測一個或多個參數(shù)；診斷裝置(84)，用于分析感測的參數(shù)；和顯示裝置(72)，用于對使用者顯示測試的結(jié)果。測試裝置(70，170)優(yōu)選是手持式的，所述樣品載體(30)優(yōu)選為一次性芯片的形式。
文檔編號G01N33/543GK102089661SQ200980126820
公開日2011年6月8日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者羅伯特·安德魯·波特 申請人:英國政府創(chuàng)新、大學與技能部