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分析用機(jī)械洗滌和測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行分析程序的簡(jiǎn)單可靠的筆芯式結(jié)構(gòu)，特別適用于進(jìn)行生物親和分析。該筆芯采用一種測(cè)量部件或測(cè)試條(圖1中的1)和蓋子(圖1中的2)以及兩個(gè)部件之間的移動(dòng)可獲得液流以及分析所需事件。
【專利說(shuō)明】分析用機(jī)械洗滌和測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械裝置，可在一個(gè)腔室內(nèi)完成分析，其可啟動(dòng)清洗和測(cè)量步驟從而無(wú)需添加液體或去除腔室內(nèi)的液體。所述發(fā)明可用于一次性分析裝置，特別適合于醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)生辦公室。

【背景技術(shù)】
[0002]在診斷人類和動(dòng)物疾病以及在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行各種其他分析性工作時(shí)，每一次分析通常會(huì)在Z單獨(dú)密閉的測(cè)量池(也稱為小室、盒子或筆芯)內(nèi)進(jìn)行。這將減少不同樣本(例如，DNA分析)間污染的風(fēng)險(xiǎn)，并可提高工作人員的安全性(微生物樣本和毒物)。
[0003]測(cè)量池是一種相對(duì)小型的樣品分析裝置。在樣品后，可進(jìn)行多項(xiàng)程序，通過使用測(cè)量池、毛細(xì)管、離心力、電場(chǎng)力或磁力內(nèi)外的泵來(lái)啟動(dòng)反應(yīng)組件和液體運(yùn)動(dòng)。在這些程序后，會(huì)在檢測(cè)池內(nèi)或外部進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量池應(yīng)當(dāng)是小型的，且測(cè)量程序必須是可重復(fù)的，即使樣本來(lái)源不同從而具有不同性質(zhì)。例如，不同個(gè)人的體液粘稠度或毛細(xì)管性質(zhì)有所不同，而這可能會(huì)有損于或阻礙獲得可重復(fù)的結(jié)果。使用外部泵(抽吸或壓力)的缺點(diǎn)在于過于復(fù)雜，因?yàn)檫@些泵必須從機(jī)械上整合入測(cè)量池內(nèi)。同時(shí)在該階段還會(huì)出現(xiàn)污染風(fēng)險(xiǎn)。內(nèi)部微泵的缺點(diǎn)是價(jià)格過高且可靠性差。當(dāng)使用小型通道轉(zhuǎn)移液體時(shí)，即使是通過泵或離心力來(lái)移動(dòng)液體，其粘度和毛細(xì)管力也通常會(huì)產(chǎn)生干擾。
[0004]一些正在全球范圍內(nèi)開展的項(xiàng)目目標(biāo)是在密閉的盒子或池子內(nèi)完成分析，而在池子內(nèi)存儲(chǔ)試劑(“全合一”盒)。這類項(xiàng)目通常是基于采用微流技術(shù)。但現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)顯示，微流裝置很難產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，從而在測(cè)量池之間等同，以及批次間等同。裝置內(nèi)非常小型的通道會(huì)產(chǎn)生缺陷，而這源自與實(shí)際的宏觀世界相比，微米/納米世界的量化法則不同。而很難控制這類現(xiàn)象，因?yàn)檫@是源自于眾多參數(shù)，包括表面張力、毛細(xì)管力、粘度、滲透壓、電解質(zhì)成分、溫度和/或材料表面改變。液體的依數(shù)性質(zhì)通常與理想溶液之間存在偏差，尤其是在復(fù)雜的生物樣本中。
[0005]涉及導(dǎo)致重大感染風(fēng)險(xiǎn)的物質(zhì)的分析性測(cè)試尤其受益于密閉測(cè)量池，例如，當(dāng)處理來(lái)自于攜帶潛在危險(xiǎn)的微生物或病毒的血液樣本時(shí)。在這種情況下，不會(huì)有物質(zhì)從測(cè)量池內(nèi)逃逸。生物和化學(xué)毒物屬于同一類別。基于核酸識(shí)別的方法是極度對(duì)干擾敏感的，甚至是微米或納米級(jí)的液滴也會(huì)污染實(shí)驗(yàn)室，因此可能會(huì)導(dǎo)致今后很長(zhǎng)時(shí)間的偶然出錯(cuò)。為克服這一問題需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一次徹底清潔程序。在醫(yī)生辦公室進(jìn)行的診斷性測(cè)試(也稱為床旁監(jiān)護(hù)試驗(yàn)，P0C)不一定是非常危險(xiǎn)的，但使用測(cè)量池可使分析簡(jiǎn)化，即使是文化程度較低的技術(shù)助手也能完成。POC中使用的測(cè)量池的小型尺寸不一定具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闇y(cè)量池必須便于操作。根據(jù)本發(fā)明，測(cè)量池的小型尺寸不是特別的目標(biāo)，但具有一個(gè)便攜式裝置可以方便操作。因此本發(fā)明可以很大程度上避免源自于微米和納米結(jié)構(gòu)的缺陷。
[0006]與本發(fā)明最相近的一項(xiàng)方面可通過下述專利出版物闡釋。US2005186111A1 (2005, Wang Naishu et al)描述了一項(xiàng)被中斷的免疫學(xué)測(cè)試裝置。WO2011003281 Al (2011, Alere Switzerland GMBH)描述了一種檢測(cè)裝置的構(gòu)建，該裝置具有2個(gè)槽，在機(jī)械上可相互插入。US 2003180815 Al (2003, Rawson Keith et al.)描述了一種測(cè)流測(cè)試條和一種試劑存儲(chǔ)鋁塑泡。US 5744096 A(1998 Jones Rold et al.)和US2011290669 Al (2011, Davis Graham et al.)的構(gòu)建應(yīng)用了可移動(dòng)式組件用于進(jìn)行免疫試驗(yàn)。這5項(xiàng)相關(guān)方面的缺陷是，其在制造時(shí)對(duì)技術(shù)要求很高，因此與現(xiàn)有微流測(cè)流池相比的優(yōu)勢(shì)也較小。此外，引用的專利出版物中未描述本發(fā)明所有基本的技術(shù)特征。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，可使用一種密閉的一次性測(cè)量池來(lái)避免上述洗滌、測(cè)量和污染問題，該測(cè)量池不包含微通道，其尺寸足以便于操作。本方面采用一種簡(jiǎn)單的、易于制造的機(jī)械泵來(lái)移動(dòng)液體。泵本身作為執(zhí)行分析一個(gè)活動(dòng)部件。該泵包含2個(gè)部件，可描述為“圓柱體”和“活塞”。通過將活塞壓入圓柱體部分中的液體池內(nèi)從而產(chǎn)生泵的效果。該過程包括需要完成分析的事件。該過程可獲得具有分析價(jià)值的結(jié)果。本發(fā)明的典型特征詳見本專利權(quán)利要求書。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1.圖A是測(cè)量池在分析之前的正視圖。圖B示側(cè)視圖。圖C(正視圖)示測(cè)量前的測(cè)量池(即移動(dòng)結(jié)束時(shí))，圖D是同一狀態(tài)的側(cè)視圖。下文中的“上”和“下”僅用于說(shuō)明圖片中所繪制的裝置位置。數(shù)字編號(hào)如下:1.測(cè)量池(測(cè)試條)部件，其作用類似活塞。其可被插入液體容器、鋁塑泡或液體池(3)下方的容器2(即1、筆芯盒或“圓柱體”的容器)中。可用液體吸收材料⑷來(lái)預(yù)防⑵的液體滲漏，當(dāng)⑴被按下時(shí)，其與⑵內(nèi)部的(2)的蓋子一同向下運(yùn)動(dòng)。活塞(I)包含分析程序所需的活性物質(zhì)(5)。通過一個(gè)小孔或(2)的槽(6)將樣品插入(5)。液體池(3)包含一個(gè)或多個(gè)液體分室，優(yōu)選用一層薄膜分隔，當(dāng)向前(通常是向下)按壓活塞時(shí)，膜會(huì)分離。(I)的下半部分的尖端的形狀可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)活塞被向下推的時(shí)候，突出的液體會(huì)被引向清洗活性表面(5)。在測(cè)量位置(C和D)時(shí)，分析活性表面(5)位于樣品窗前方,這樣可通過該窗來(lái)檢測(cè)光。活塞(I)的一側(cè)在圓柱體(2)中相應(yīng)的槽中移動(dòng)，其可引導(dǎo)(2)的平滑和準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)(圖中未示)。當(dāng)活塞位于下方位置時(shí)(測(cè)量位置)，超出活性表面的活塞擴(kuò)展部分會(huì)(圖片中為畫出)將鎖定液體池。圖片中未定義測(cè)量組件尺寸和測(cè)量的相對(duì)關(guān)系。可根據(jù)測(cè)量用途和方法改變。為了圖片清晰，排水孔上和/或活性表面(5)側(cè)面在圖1中未示。圖1C和ID中，箭頭8示從測(cè)量步驟中生成的光，例如熒光標(biāo)記分子被激發(fā)后釋放的熒光。在圖1A和ID中，部件9示引入洗滌液之間的空隙(圖3中如箭頭所示)。液體池9可包含一種液體吸收材料。圖A中，所使用的洗滌液還可位于活性表面上方小室的空隙或液體可被材料(4)所吸收，從而可更簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)⑵。
[0009]圖2.由2個(gè)圓柱體組成的測(cè)量池，其中I個(gè)插入另一個(gè)中。測(cè)量池如圖1所示工作。在圖2A中，測(cè)量池朝上并已準(zhǔn)備就緒可加樣品。圖2B示準(zhǔn)備就緒執(zhí)行測(cè)量程序的測(cè)量池。在圖2中，活性表面(5)可以是圍繞整個(gè)圓柱體。該活性表面優(yōu)選位于活塞的合適位置中，而且該表面不會(huì)因插入試管的移動(dòng)而受到機(jī)械刮擦。通過小孔(6)將樣品放在活性表面(5)上。小孔用一個(gè)塞子蓋著，加樣時(shí)可取下。這一結(jié)構(gòu)能夠通過毛細(xì)管力將樣品插入2個(gè)圓柱體之間的空隙中。活塞與圓柱體之間的距離最好為0.1-2.5_。剩余樣品會(huì)通過小孔(9)流入內(nèi)部的圓柱體(作為廢液貯存處)。內(nèi)部的圓柱體的下半部分是密閉的，但上半部分具有一個(gè)通氣小孔(8)，和一個(gè)多孔的吸收塞，其可防止當(dāng)測(cè)量池上下顛倒時(shí)液體溢出。在圖2中，液體池(3)在插入的圓柱體之間用一種蠟狀物質(zhì)收緊，其位于位置(7)處的活塞(I)的下半部分。當(dāng)向下推動(dòng)活塞(I)時(shí)，液體池3中的液體會(huì)向上流入圓柱體之間的空隙內(nèi)，并從小孔(9)滲出至內(nèi)管中的廢液貯存處，同時(shí)清洗表面(5)。當(dāng)活塞位于下方時(shí)，會(huì)執(zhí)行測(cè)量程序。
[0010]圖3.圖3A(圖1中橫截面為矩形)示圖1起始位置的側(cè)視圖。在圖B中，向下按壓活塞，液體池(3)中的液體可流過一個(gè)窄的通路，從而有效地洗滌分析表面(5)。圖3示活塞下方尖端的防液緊縮結(jié)構(gòu)。其可通過活塞遠(yuǎn)端擴(kuò)展以及收緊材料(如緊貼的橡膠或塑料)來(lái)實(shí)現(xiàn)。活塞的下半部分與外壁緊密貼合，與圖1和2的結(jié)構(gòu)不同。在圖3B中，箭頭表示貯存池(3)至廢液池(8)的液體通路。對(duì)于液流，活塞上有孔(9):活塞的最初運(yùn)動(dòng)可通過貯存池(3)中的少量空氣或液體中的彈性風(fēng)箱來(lái)實(shí)現(xiàn)。為闡釋，圖3未示圖1中的液體吸收材料。
[0011]本發(fā)明的詳細(xì)描述
[0012]本發(fā)明描述一種可用于在密閉腔室內(nèi)進(jìn)行分析的測(cè)量池(腔室、盒子或筆芯)。該測(cè)量池包括2個(gè)部分，外部(包括蓋子、活塞部分和筆芯盒)以及內(nèi)部(活塞或測(cè)試芯片或測(cè)試條)。該活塞可被推入圓柱體內(nèi)，其中圓柱體和活塞組成一個(gè)整體裝置，不會(huì)向外漏液。當(dāng)活塞位于下方位置時(shí)，系統(tǒng)可準(zhǔn)備進(jìn)行測(cè)量程序。還可存儲(chǔ)此測(cè)量池用于后續(xù)測(cè)量或運(yùn)送至他處進(jìn)行測(cè)量。圖1-3示3種實(shí)施同一原理的不同方式。圖片僅描述了實(shí)施原理，而未考慮作用不僅的精確或相對(duì)方式。本發(fā)明的一個(gè)基本特征是有一個(gè)活塞和一個(gè)圓柱體，利用兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的測(cè)量過程。
[0013]活塞部件或內(nèi)部部件與常用的執(zhí)行快速測(cè)試的常規(guī)測(cè)試條相關(guān)。例如，尿糖分析或妊娠測(cè)試通常使用一種具有包含所需試劑和標(biāo)記化合物結(jié)構(gòu)的塑料條，其可通過顏色改變來(lái)估測(cè)樣品中的分析物含量。
[0014]需要高準(zhǔn)確度和可重復(fù)性的分析通常是在帶有依據(jù)生物親和原理制備的塑料板上進(jìn)行。該塑料板上包被有抗體或其他生物分子，例如DNA探針，其可選擇性地結(jié)合分析物。在本發(fā)明中，這種表面被稱為分析活性表面或活性表面。其通常制作在一個(gè)容器表面上，例如微孔板。樣品和所需試劑加入該容器中，在該容器中完成反應(yīng)，之后再將未反應(yīng)的試劑洗去。
[0015]可在加入合適溶液的同一容器中進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)和測(cè)量。這種測(cè)試概念的示例，比如，PerkinElmer-Wallac (PerkinElmer Finland C0., Turku, Finland)的 DELFIA 技術(shù),米用了熒光標(biāo)記分子，用光脈沖來(lái)激發(fā)。同時(shí)可用電脈沖來(lái)激活熒光標(biāo)記，比如CECL技術(shù)(Cathodic Electro Chemi Luminescence, www.Labmaster.fi)所不。常用的 ELISA 法是基于酶的使用來(lái)放大可測(cè)量的信號(hào)。通常產(chǎn)生的顏色可用測(cè)光計(jì)測(cè)量。在所有這些技術(shù)中，容器和測(cè)試條都容易在測(cè)量條件下被污染。測(cè)量包括許多步驟，而且除了測(cè)量設(shè)備外(例如，光度計(jì)、熒光光度計(jì)、發(fā)光計(jì))需要多種技術(shù)裝置。
[0016]目前已開發(fā)了包含多種復(fù)雜毛細(xì)管和微型技術(shù)的裝置來(lái)執(zhí)行上述分析。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)技術(shù)要求非常高，而且在小規(guī)格下會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果。
[0017]本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，在絕大多數(shù)情況下，應(yīng)用微米級(jí)和納米級(jí)的技術(shù)是不明智的，而簡(jiǎn)單的密閉無(wú)污染測(cè)量池可用于解決復(fù)雜的分析問題。在本發(fā)明中，測(cè)量容器和分析活性表面的傳統(tǒng)作用已發(fā)生交叉改變。本發(fā)明利用被動(dòng)部件(在常規(guī)測(cè)試芯片中用于簡(jiǎn)化操作)來(lái)執(zhí)行需要分析的過程:除芯片的常規(guī)用途外，使用測(cè)試芯片來(lái)移動(dòng)液體。
[0018]而測(cè)試芯片的蓋子部件(底盤)(圖1-3中的2)或測(cè)量池的外部也被同等地作為一個(gè)主動(dòng)部件。相對(duì)于特殊昂貴和復(fù)雜的洗滌系統(tǒng)，本發(fā)明采用在測(cè)試芯片(圖1-3中的
I)和其蓋子(圖1-3中的2)之間的機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行洗滌。(I)和(2)移動(dòng)所提供的薄層液體(優(yōu)選渦流而非層流)，可以獲得非常有效的表面洗滌和/或僅使用很少量的液體。當(dāng)使用少量液體進(jìn)行洗滌時(shí)，可大大節(jié)省試劑費(fèi)用。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，“活塞”(1)包含一個(gè)具有分析活性區(qū)(5)的平坦或圓柱體形組件(測(cè)試芯片，測(cè)試條)。例如，該區(qū)域的制備可通過將抗體或DNA探針以吸附或共價(jià)包被的方式潛入塑料條上來(lái)實(shí)現(xiàn)。活性區(qū)的制備詳細(xì)信息取決于測(cè)試本身的物理化學(xué)方法。例如，用一滴抗體溶液來(lái)覆蓋一塊塑料板或相關(guān)材料，這樣抗體可吸附至表面。然后在一段時(shí)間后洗去未結(jié)合的抗體。取決于測(cè)試原理，同樣可將其他試劑加在表面上。所謂的“三明治”測(cè)試法就是利用了另一種類型的標(biāo)記有一種熒光化合物或酶的單克隆(二級(jí))抗體。這些標(biāo)記的二抗可在樣品之后加在表面上或與樣品混合。如果用光激發(fā)標(biāo)記物質(zhì)，則無(wú)需在測(cè)量池中增加特殊部件。如果用電(陽(yáng)極或陰極脈沖)激發(fā)標(biāo)記物質(zhì)，則測(cè)試條必須還包含陰極和陽(yáng)極，而其與激發(fā)電子部件相連。
[0020]可用一種濾器材料來(lái)覆蓋分析活性表面(圖1-3中的5)，其可將樣品上的顆粒除去和/或?qū)悠饭饣胤胖迷诒砻嫔稀Ｈ绻枰瞥秊V器，則本發(fā)明將引導(dǎo)液流使將濾器從表面推開，這樣在激發(fā)和光測(cè)量期間來(lái)釋放活性表面。
[0021]將待分析的樣品置于分析活性表面(包含或不含一個(gè)濾器)上。將測(cè)試條置于測(cè)量池內(nèi)，從而可將樣品通過測(cè)量池上的一個(gè)小孔引入(圖1中的6)。優(yōu)選僅在應(yīng)用階段再打開該孔；否則，用一個(gè)膠帶或塞子密封。在施加樣品后，將等待一段預(yù)定時(shí)間使反應(yīng)發(fā)生。之后活塞會(huì)被向下推動(dòng)，從而活塞會(huì)取代池內(nèi)的液體，同時(shí)將液體主要推上分析活性表面，從而洗滌表面。而與常規(guī)的大批洗滌相反，洗滌液一直需要新鮮配置。因?yàn)橐苿?dòng)液層相對(duì)較小(0.1-2.5_)，與反應(yīng)物的水平擴(kuò)散相比，樣品成分的軸向擴(kuò)散速度可忽略不計(jì)。
[0022]可通過調(diào)節(jié)液層厚度和/或更改活塞的軸向速度來(lái)調(diào)節(jié)洗滌效能。活塞速度增加可使液流從層流變?yōu)闇u流。本發(fā)明的典型特征為活性表面的極高效可控洗滌，顯著優(yōu)于批洗滌模式效果。批洗滌指注射一定量的液體，然后數(shù)次吸走。在批洗滌下，獲得同樣洗滌效果時(shí)，洗滌液的消耗量顯著高于本發(fā)明方法。
[0023]可手動(dòng)推動(dòng)活塞，但也可構(gòu)建一個(gè)電動(dòng)設(shè)備，并加入一個(gè)自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置。所有這些課包含在測(cè)量裝置中。
[0024]當(dāng)活塞到達(dá)最低位置時(shí)，在多數(shù)情況下，可立即進(jìn)行測(cè)量。在熒光或吸光度測(cè)量下，測(cè)量池必須包含合適的窗口來(lái)傳導(dǎo)所需波長(zhǎng)的光。用透明材料，例如聚苯乙烯，來(lái)制備測(cè)量池的整個(gè)外部(例如蓋子或底盤，2)會(huì)有一些優(yōu)勢(shì)。還可將底盤的窗口材料進(jìn)行染色，這樣可作為光濾器。可用測(cè)量池和/或裝置的測(cè)量室內(nèi)的反射器和反射鏡來(lái)提高光檢測(cè)效率。在圓柱體形裝置內(nèi)，如圖2所示，分析活性部件可以是圓柱體周圍的整個(gè)圓環(huán)(條帶)。由于生成的光可直接用反射器導(dǎo)向光感器(例如，光電倍增管)，所以不會(huì)有任何阻礙。對(duì)于放射性標(biāo)記，可使用環(huán)狀檢測(cè)器。
[0025]當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用至ELISA或相關(guān)測(cè)試時(shí)，其中標(biāo)記物是一種酶，液體池可以有2個(gè)或多個(gè)腔室。第一腔室可包含一種洗滌液，而下一個(gè)腔室可包含酶的底物溶液。這些腔室可以用隔膜(例如一個(gè)可漂白的隔膜)隔開。
[0026]圖1-3示當(dāng)分析活性表面呈平面時(shí)本發(fā)明的實(shí)施方式。該表面還可包含溝槽、凸起、條帶等，這樣可增加有效表面區(qū)。特別是使用吸光度測(cè)量的ELISA試驗(yàn)，使用圓柱體(或任何其他形式)的孔作為活性表面。例如，在圖1A中，這個(gè)空可以是水平、部分或完整地穿透測(cè)試條(活塞)。在這種結(jié)構(gòu)中，活塞可以很精確的嵌入液體池。可將洗滌液和底物溶液布置穿過水平室，在活塞垂直打孔的小孔幫助下進(jìn)入廢液池。在這一過程的最后，水平室充滿酶的底物溶液。可在一個(gè)合適的時(shí)間間隔后，通過生成的顏色強(qiáng)度來(lái)測(cè)量通過小室的酶活性(與分析物量相比)。
[0027]本發(fā)明的一個(gè)基本特征是測(cè)量池的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單完整。其操作安全，甚至是處理危險(xiǎn)樣品，例如患者體液。而且，測(cè)量池可耐受不同的存儲(chǔ)條件。有效將裝置包裝入密閉的單包裝內(nèi)。添加樣品的小孔是密閉的，僅當(dāng)添加樣品時(shí)才打開。為避免任何測(cè)量池的漏液，還優(yōu)選使用一個(gè)液體吸附材料，例如軟塑料、聚乙二醇或棉花。當(dāng)活塞進(jìn)入測(cè)量階段(向下)時(shí)，位于液體池上端的活塞突起會(huì)封閉分析活性區(qū)的空間(圖1-3中未示)，而活塞帽會(huì)密封整個(gè)測(cè)量池。即使當(dāng)測(cè)量池包含分析樣品時(shí)，可貯存測(cè)量池一段較長(zhǎng)的時(shí)間，其性質(zhì)不會(huì)發(fā)生較大改變。
[0028]圖1示一種結(jié)構(gòu)，其中用薄膜1(圖4中畫出)密閉液體貯存，其可通過活塞向下運(yùn)動(dòng)而被撕破。圖2示一種結(jié)構(gòu)，其中相應(yīng)的點(diǎn)用一種蠟性物質(zhì)環(huán)狀收緊，這樣活塞運(yùn)動(dòng)可使之分開。在圖3中，活塞尖端塞入腔室內(nèi)，來(lái)密閉液體通路。
[0029]可選擇多種材料來(lái)制作測(cè)量池。選擇取決于特殊用途以及檢測(cè)技術(shù)。通常情況下，優(yōu)選聚苯乙烯和其它透明塑料。適合用塑料制作測(cè)量池的技術(shù)是注射制模和鑄造。
[0030]如上所示，本發(fā)明的測(cè)量池適合于多種分析和測(cè)量技術(shù)。下面將用非限制性示例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明。這些示例闡釋了使用電激發(fā)常規(guī)測(cè)試條上的熒光標(biāo)記分子的檢測(cè)技術(shù)(www.Labmaster.fi)以及在活塞處使用聚苯乙烯條的ELISA法。兩個(gè)示例均采用了分離式結(jié)構(gòu)的蓋子部件(腔室)。
[0031]示例 I
[0032]一片摻入雜質(zhì)的Ι-mm娃片(4x9mm)安裝在約3mm厚(長(zhǎng)5cm,寬1.2cm)的聚苯乙烯板上。該娃片經(jīng)過氧化，上面有4mm厚的電阻膜(www.Labmaster.fi)。測(cè)試條經(jīng)生物化學(xué)方法制備，其可分析人血中的C反應(yīng)蛋白(CRP)。該硅片覆蓋有一層濾膜，其中有干燥的標(biāo)記有鋱螯合物的二抗。該測(cè)試條與正極通過一片粘性的銅片通電，而負(fù)極為不銹鋼長(zhǎng)釘，從液體池底部推入(如圖1所示裝置)。
[0033]液體池包含Iml標(biāo)準(zhǔn)的電解質(zhì)溶液，其作為洗滌和測(cè)量緩沖液。可通過商品化的用于分光光度法測(cè)定的比色杯來(lái)制備第一原形，其基本與圖1中所示測(cè)量池的外殼部件類似。在外殼部件壁上打孔(如圖1中的6所示)。如圖1所示，測(cè)試條的尖端加工成對(duì)角線形(45度角)用于優(yōu)化液流向硅片表面聚焦。圓柱體和活塞在分析活性區(qū)之間的空隙為1.5_，在活塞相對(duì)位點(diǎn)的空隙為0.1_。當(dāng)液流抵達(dá)硅片上方的膜處時(shí)，膜被分離，與液流一同向上運(yùn)動(dòng)。活塞被向下按壓，通過一種使用時(shí)間分辨模式的CECL設(shè)備(LabmasterLtd.，Turku, Finland)來(lái)測(cè)量熒光強(qiáng)度。當(dāng)測(cè)量未知患者樣品和CRP標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)與測(cè)試條批量獲得的洗滌獲得的效果類似。
[0034]示例 2
[0035]示例I中的實(shí)驗(yàn)使用一種測(cè)試條，其中正負(fù)極整合至塑料條的同一水平上。在兩極上通過(活塞)條頂部的電接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)。此實(shí)驗(yàn)的功能和結(jié)果與示例I中的類似。
[0036]示例3
[0037]具有圖2結(jié)構(gòu)的裝置功能可用ELISA法測(cè)試。該分析活性圓形表面用CRP捕獲抗體包被，用文獻(xiàn)中標(biāo)準(zhǔn)方法所述的白蛋白溶液洗滌和飽和。將一份樣品與標(biāo)記有堿性磷酸酶的二抗混合，通過孔6(圖2)滴加至活性區(qū)，從而液體開始通過孔9溢出。20分鐘后，向下推動(dòng)活塞5秒至液體3，其為Iml堿性磷酸酶底物溶液。該底物部分作為洗滌液。15分鐘后，用吸光光度法測(cè)量直接穿過塑料管的生成的黃色。由于該結(jié)構(gòu)中的光學(xué)厚度僅為2mm，而光束寬度較窄，因此該法靈敏度差。這些缺點(diǎn)可通過一名熟練的技術(shù)人員進(jìn)行合理布置來(lái)避免。因此，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在ELISA測(cè)量中也有價(jià)值。
[0038]示例 4
[0039]圖3顯示一種利用測(cè)試條尖端處圓柱體(外殼部件)與活塞(測(cè)試條)之間的緊密切合的結(jié)構(gòu)。圖3中的結(jié)構(gòu)是不對(duì)稱的，但活塞位于蓋子前方。在測(cè)試條活塞前方有一個(gè)窄的直角通路，其與液體池從下方接觸。當(dāng)活塞位于下方位置(處于測(cè)量狀態(tài))時(shí)，測(cè)量窗前方的薄層液體不會(huì)干擾結(jié)果，尤其是當(dāng)液體是無(wú)色時(shí)。圖3的結(jié)構(gòu)顯示了良好的洗滌特性。
【權(quán)利要求】
1.一種用于進(jìn)行化學(xué)和生物化學(xué)分析的測(cè)量池結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含2個(gè)可移動(dòng)部件，其中:i)該測(cè)量池包含2個(gè)部件(I和2;圖1-2)，其可相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而內(nèi)部部件(I)或活塞可在外邊部件或圓柱體(2)中移動(dòng)，從最初的準(zhǔn)備就緒位置(AB)移動(dòng)至測(cè)量位置(C，D)； ?)內(nèi)部部件(圖1-3中的I)是固體材料，包括分析程序所需的干燥狀態(tài)的組件； iii)外部部件(圖1-3中的2)具有一個(gè)液體池(圖1-3中的3)，其包含分析程序所需的液體； iv)內(nèi)部部件(圖1-3中的I)包含活性表面(圖1-3中的5)，而在最初準(zhǔn)備就緒階段(圖1-2中的A，B)，可將一份待分析的樣品從孔(圖1-2中的6)引至活性表面上(圖1-3中的5)。 V)當(dāng)裝置從狀態(tài)A，B (圖1-2)變更為狀態(tài)C，D (圖1-2)時(shí)，內(nèi)部部件(圖1_2中的7)的尖端可插入液體池內(nèi)(圖1-3中的3)，而液體池內(nèi)的液體可噴出至活性表面上(圖1-3中的5)并洗滌該表面； vi)液體池(圖1-3中的3)中噴出至活性表面上的液體(圖1-3中的5)流過小孔(圖2-3中的9)進(jìn)入廢液池(圖1中的9)或被活性表面周圍的多孔材料(圖1中的4)所吸收。 vii)活性表面上結(jié)合的分析物(圖1-3中的5)可通過測(cè)量池的外部部件(圖1-3中的2)測(cè)量； viii)可選地，通過活塞(I)穿過液體池(圖1-3中的3)的多個(gè)液體室的移動(dòng)來(lái)改變內(nèi)部部件從狀態(tài)A，B至C，D (圖1-2)，液體池用混合屏將多種不同溶液彼此分離，而不同溶液按插入活塞(圖1-3中的I)穿過小室的順序與活性表面相互作用(圖1-3中的5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)量池，其中待分析的樣品為生物來(lái)源的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)量池，其中活性表面(圖1-3中的5)用特殊材料包被，可進(jìn)行免疫或核酸生物親和反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)量池，其中使用電激發(fā)標(biāo)記分子來(lái)進(jìn)行測(cè)量，而分析結(jié)果可用突光強(qiáng)度表不。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)量池，其中測(cè)量可使用電磁輻射進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)量池，其中采用酶反應(yīng)來(lái)表示樣品中分析物的含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)量池，其中測(cè)量放射性標(biāo)記物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1構(gòu)建涉及2個(gè)移動(dòng)部件的一種分析測(cè)量池，其中類似活塞的內(nèi)部部件(圖1-3中的I)可在測(cè)量池的外部部件(圖1-3中的2)內(nèi)機(jī)械移動(dòng)，液體池內(nèi)的液體(圖1-3中的3)可通過活塞作用被運(yùn)輸至測(cè)量池的一個(gè)新液體池內(nèi)，同時(shí)移動(dòng)液流可清洗活性表面(圖1-3中的5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和8構(gòu)建一種分析測(cè)量池，其中測(cè)量池含有液體池(圖1-3中的3)，其被分隔為多個(gè)小室可進(jìn)行至少洗滌、化學(xué)或酶反應(yīng)；以及測(cè)量步驟，當(dāng)涉及一個(gè)活性表面(5)的活塞在分室間移動(dòng)時(shí)，可更換液體池分室內(nèi)的液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1構(gòu)建一種分析測(cè)量池，其中活性表面(圖1-3中的5)被一個(gè)濾器覆蓋,其可通過內(nèi)部部件(I)移動(dòng)進(jìn)入外部部件(2)所產(chǎn)生的液體池(3)中噴出的液體而被清除。
【文檔編號(hào)】G01N33/53GK104204772SQ201380007905
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月3日
【發(fā)明者】蒂莫·卡萊維·柯爾佩拉 申請(qǐng)人:蒂莫·卡萊維·柯爾佩拉