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CN116648301A - 用于检测液体样本中的靶标的系统 - Google Patents

用于检测液体样本中的靶标的系统 Download PDF

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Publication number
CN116648301A
CN116648301A CN202180088089.XA CN202180088089A CN116648301A CN 116648301 A CN116648301 A CN 116648301A CN 202180088089 A CN202180088089 A CN 202180088089A CN 116648301 A CN116648301 A CN 116648301A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
sample
microfluidic
microfluidic device
reagent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180088089.XA
Other languages
English (en)
Inventor
P·洛
C·J·斯莱文
B·麦圭根
S·A·基特奇
大卫·朗
阿曼·M·卡恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LumiraDx UK Ltd
Original Assignee
LumiraDx UK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LumiraDx UK Ltd filed Critical LumiraDx UK Ltd
Priority claimed from PCT/GB2021/052910 external-priority patent/WO2022101624A1/en
Publication of CN116648301A publication Critical patent/CN116648301A/zh
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Abstract

本文描述了一种用于确定样本中的靶标的存在和/或量的系统和方法。在一些实施例中,微流体装置(诸如其上具有微流体网络的条带)插入仪器中以在其中执行测定。该条带可以被配置为经由毛细管作用从多孔构件接收样本,其中多孔构件的压缩最小或没有压缩。该仪器可以包括由偏心凸轮致动的气囊致动总成,以将微流体装置上的气囊压缩和减压,由此使得流体能够在其上移动。该仪器还可以包括设置在固定位置中的磁体,以便捕获形成在靶标与设置在微流体装置内的磁性颗粒之间的任何复合物。磁体可以与光学检测总成对准,该光学检测总成被配置为检测被磁性颗粒捕获的靶标。

Description

用于检测液体样本中的靶标的系统
技术领域
本发明涉及用于执行测定的装置和方法。
相关申请
本申请要求以下专利申请的权益和优先权:在2020年11月10日提交的美国专利申请第63/112,074号;在2020年11月11日提交的美国专利申请第63/112,454号;在2020年12月1日提交的美国专利申请第63/120,134号;在2020年12月17日提交的美国专利申请第63/127,020号;在2021年5月24日提交的美国专利申请第63/192,450号;以及在2021年6月3日提交的美国专利申请第63/196,602号,这些专利申请中的每一者的全部公开内容并入本文中。
以下美国专利申请中的每一者的全文并入本文中:在2020年1月13日提交的题为“微流控装置中的流体控制(Fluid Control in Microfluidic Devices)”的美国专利申请第62/960,421号、在2020年2月11日提交的题为“微流控装置中的流体控制(Fluid Controlin Microfluidic Devices)”的美国专利申请第62/972,921号,和在2020年3月18日提交的题为“微流控装置中的流体控制(Fluid Control in Microfluidic Devices)”的美国专利申请第62/991,446号;在2020年5月29日提交的题为“微流控装置中的流体控制(FluidControl in Microfluidic Devices)”的美国专利申请第63/032,410号;在2020年7月23日提交的题为“微流控装置中的流体控制(Fluid Control in Microfluidic Devices)”的美国专利申请第63/055,744号;在2020年8月19日提交的题为“微流控装置中的流体控制(Fluid Control in Microfluidic Devices)”的美国专利申请第63/067,782号;在2020年10月15日提交的题为“微流控装置中的流体控制(Fluid Control in MicrofluidicDevices)”的美国专利申请第63/092,371号;以及在2021年1月13日提交的题为“微流控装置中的流体控制(Fluid Control in Microfluidic Devices)”的国际专利申请第PCT/US2021/013325号(“'325申请”)。
背景技术
具有微流体通道网络的微流体装置(诸如例如套筒(例如,条带))可以用于执行测定,例如,以确定样本液体中的一种或多种靶标的存在或量和/或确定样本液体的生理或生理化学性质。此类微流体装置可以与诊断读取器(也称为仪器)结合使用,该诊断读取器操作微流体装置以执行测定。
发明内容
在一些方面中,本文公开了一种用于检测液体样本中的靶标的系统,该系统包括:仪器,所述仪器包括:(i)微流体装置引入端口,(ii)永磁体,所述永磁体设置在相对于所述引入端口的固定位置,例如可操作地不可移动位置,以及(iii)光学光源,所述光学光源设置在相对于所述引入端口的固定位置,例如可操作地不可移动位置;以及经由所述引入端口接收在所述仪器内的微流体装置,所述微流体装置包括:(i)设置在其中的微流体网络,其中所述微流体网络包括与所述引入端口流体连通的微流体通道,以及(ii)检测区,所述检测区设置在所述微流体网络内并与所述微流体通道流体连通;其中当所述微流体装置设置在所述仪器内时,(i)所述检测区经历由所述磁体发射的磁场,所述磁场足以在所述靶标存在于穿过所述检测区的液体样本中时将所述靶标保留在所述检测区内,以及(ii)所述光学光源被配置为照射所述检测区,由此能够检测所述靶标。
在一些实施例中,所述微流体装置还包括:(i)设置在所述微流体网络内的第一试剂,所述第一试剂包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置为结合所述靶标,例如指示病原体的生物分子,所述第二部分包括磁性颗粒,以及(ii)设置在所述微流体网络内的第二试剂,所述第二试剂包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置为结合所述靶标,例如与所述第一试剂形成免疫夹心,所述第二部分包括光学可检测标记;其中所述磁场足以经由所述磁性颗粒保留所述第一试剂。在一些实施例中,保留的第一试剂与所述靶标和所述第二试剂复合。
在一些实施例中,所述微流体装置还包括气囊,所述气囊被配置为使所述液体样本移动通过所述微流体网络。在一些实施例中,所述气囊被配置为从压缩配置移动到减压配置,反之亦然。在一些实施例中,所述仪器还包括气囊致动总成,所述气囊致动总成被配置为将所述气囊从压缩配置转变到减压配置,反之亦然。在一些实施例中,所述气囊致动总成包括偏心凸轮。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括将由多孔构件保持的液体样本施加到微流体装置的样本引入端口。在一些实施例中,所述微流体装置包括与所述样本引入端口流体连通的微流体网络,并且其中将由所述多孔构件保持的液体样本施加到所述样本引入端口包括将由所述多孔构件保持的液体样本中的至少一些液体样本从所述多孔构件的尖端通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中。在一些实施例中,所述方法还包括通过所述样本引入端口和/或所述微流体网络的至少一部分内的毛细管作用来执行抽吸所述至少一些液体样本。在一些实施例中,将所述样本通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中包括使从所述多孔构件抽吸的液体样本中的至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动。在一些实施例中,使从所述多孔构件抽吸的液体样本中的至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动是通过毛细管作用执行的。在一些实施例中,所述微流体网络包括毛细管塞子,并且使从所述多孔构件抽吸的液体样本中的至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动包括当所述液体样本的远侧液-气界面到达所述毛细管塞子时停止所述流动,其中所述远侧液-气界面包括所述液体样本与设置在所述微流体装置内的气体之间的界面。在一些实施例中,所述毛细管塞子包括通气口,所述通气口与所述微流体装置周围的环境大气呈气态连通。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述方法还包括用通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本溶解至少一种试剂,其中所述至少一种试剂设置在所述微流体网络的至少一部分内。在一些实施例中,所述至少一种试剂包括第一试剂,所述第一试剂包括:i)第一部分,所述第一部分被配置为结合指示病原体的靶标,以及ii)第二部分,所述第二部分包括可检测标记。在一些实施例中,所述可检测标记包括光学检测标记。在一些实施例中,所述可检测标记包括荧光标记。在一些实施例中,所述至少一种试剂包括第二试剂,所述第二试剂包括:i)第一部分,所述第一部分被配置为例如以与所述靶标和所述第一试剂呈夹心关系结合所述靶标,以及ii)第二部分,所述第二部分包括磁性颗粒。
在一些实施例中,所述方法还包括使包括溶解的至少一种试剂的至少一些液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子。在一些实施例中,使包括所述溶解的至少一种试剂的至少一些液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子包括与所述环境大气的压力相比减小所述微流体装置内的气体的压力。在一些实施例中,减小所述气体的压力包括增加所述微流体网络内由所述气体占据的体积。在一些实施例中,增加由所述气体占据的体积包括增加微流体通道网络在所述微流体装置内由所述气体占据的位置处的高度。在一些实施例中,增加高度包括使偏心构件(例如,轮子)旋转,所述偏心构件具有与所述微流体装置的外部可操作地联接的周边,所述外部覆盖所述微流体装置内由所述气体占据的位置。
在一些实施例中,使包括所述溶解的至少一种试剂的至少一些液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子包括使包括所述溶解的试剂的至少一些液体流动通过局部磁场。在一些实施例中,使包括所述溶解的试剂的至少一些液体流动通过所述微流体网络内的局部磁场包括将包括结合到所述靶标的第二试剂的至少所述第二试剂保留在由所述局部磁场限定的检测区内。在一些实施例中,所述方法还包括使用邻近所述微流体装置设置的永磁体产生所述局部磁场。在一些实施例中,所述微流体装置以可操作地固定状态设置在包括所述永磁体的仪器内,并且当所述微流体装置处于所述可操作地固定状态时,所述永磁体相对于所述微流体装置设置在固定位置,例如可操作地不可移动位置。在一些实施例中,所述磁场具有约500mT Bz至约1000mT Bz、诸如约650mT Bz至约850mT Bz的强度。
在一些实施例中,所述仪器包括光源,并且所述方法还包括:i)用来自所述光源的光照射所述检测区,以及ii)检测由结合到所述靶标并存在于所述检测区中的第一试剂的可检测标记发射的信号,其中所述可检测标记经由暴露于来自所述光源的光发射所述信号。在一些实施例中,所述方法还包括检测存在于所述检测区中的可检测标记的存在或量并基于检测到的可检测标记来确定存在于所述液体样本中的靶标的存在或量。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述液体样本包括液体缓冲剂与从哺乳动物(例如,人类)采集的生物标本(例如,鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道标本)的混合物。在一些实施例中,所述方法还包括在施加所述液体样本的步骤之前,通过一个或多个步骤形成所述液体样本,所述一个或多个步骤包括:i)接收采集拭子,所述采集拭子的尖端已经用于采集所述生物标本,以及ii)使所述采集拭子的尖端与所述液体缓冲剂接触以便形成所述液体样本。在一些实施例中,所述方法还包括使所述多孔构件与所述液体样本接触以便在其上吸收所述液体样本,由此能够将所述液体样本施加到所述引入端口。在一些实施例中,其中(i)所述采集拭子是第一采集拭子并且所述多孔构件是第二采集拭子的尖端。在一些实施例中,所述方法还包括在使所述多孔构件与所述液体样本接触之前从所述液体样本中移除所述第一采集拭子的尖端。
在一些实施例中,所述液体缓冲剂的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少。在一些实施例中,所述液体样本的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少。在一些实施例中,所述液体缓冲剂包括阻断剂,例如,基于蛋白质的阻断剂,例如,诸如牛血清白蛋白的基于蛋白质的阻断剂。在一些实施例中,所述第二采集拭子的尖端(i)包括多根纤维,例如,作为植绒拭子尖端或纺成纤维拭子尖端,(ii)包括海绵或泡沫,(iii)是烧结拭子尖端,(iv)是三维打印拭子尖端,或(v)包括条款(i)至(iv)的两个或更多个拭子尖端的组合。
在一些实施例中,所述施加步骤包括将保持所述液体样本的第二采集拭子的尖端从非施加状态移动到施加状态,其中在所述非施加状态中,由所述第二采集拭子的尖端保持的液体样本不与所述微流体装置的样本引入端口处于流体连通,并且在所述施加状态中,由所述第二采集拭子的尖端保持的液体样本与所述样本引入端口处于流体连通。在一些实施例中,所述液体样本形成在器皿或容器内。在一些实施例中,所述器皿或容器包括样本提取小瓶。在一些实施例中,在接触所述液体样本期间,所述多孔构件与所述微流体装置机械地且流体地分离。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本的总体积为约6μl或更少、约5μl或更少、约4μl或更少、约3.5μl或更少、或约3μl或更少。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本的总体积为至少约1μl、至少约2μl或至少约2.5μl。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述方法还包括在所述施加步骤之后,将所述多孔构件与所述微流体装置的样本引入端口机械地和/或流体地分离。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述施加在基本上不压缩所述多孔构件的尖端的情况下执行。在一些实施例中,紧接在将所述液体样本施加到所述样本施加端口之前,所述多孔构件的总体积(包括所述液体样本)为V,并且在所述施加期间,所述尖端的总体积保持为至少约0.7×V、至少约0.8×V、至少约0.9×V、至少约0.95×V或至少约0.975×V。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,在所述施加期间从所述多孔构件进入所述微流体网络的至少约75%、至少约85%、至少约90%、至少约95%、至少约97.5%或基本上全部液体样本通过所述样本引入端口和/或所述微流体网络的至少一部分内的毛细管作用抽吸到其中。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述施加是在与所述施加之前由所述液体样本经历的压力相比基本上不增加由所述多孔构件保持的液体样本经历的压力的情况下执行的。在一些实施例中,在所述施加期间由所述多孔构件保持的液体样本经历的压力是约1.2×P或更小、约1.15×P或更小、约1.1×P或更小、约1.05×P或更小、或基本上与P相同,其中P是围绕所述采集拭子的尖端的环境大气的气压。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述第一采集拭子是鼻咽采集拭子、口腔拭子、口咽采集拭子或阴道采集拭子。在一些实施例中,所述液体样本形成在样本提取管中,所述样本提取管包括开口,所述第一采集拭子的尖端穿过所述开口被引入,其中所述方法包括在形成所述液体样本的步骤之后,用所述多孔构件阻塞所述提取管的开口;并且其中将所述液体样本施加到所述样本引入端口的步骤包括使所述液体样本从所述提取管内穿过所述多孔构件并使所述样本引入端口与所述多孔构件接触。在一些实施例中,所述方法还包括:在施加所述液体样本的步骤之后,用防渗透盖封闭所述提取管的开口。在一些实施例中,用所述防渗透盖封闭所述提取管的开口包括将所述多孔构件封闭在其中。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述样本引入端口设置在所述微流体装置的周边处或附近。在一些实施例中,所述样本引入端口设置在所述微流体装置的周边处。在一些实施例中,所述微流体装置的周边限定周边面,并且所述样本引入端口包括设置在所述周边面中的开口。在一些实施例中,所述样本引入端口被布置为端部填充引入端口。在一些实施例中,所述方法还包括确定沿所述微流体网络的至少一部分流动的液体样本中存在的靶标的存在和/或量。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述微流体网络基本上由单个微通道组成。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,在所述施加步骤的同时或之后,所述方法在不将由所述多孔构件保持并施加到所述微流体装置的样本引入端口的液体样本与另一液体样本组合的情况下执行。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,在所述方法期间,所述微流体装置至少基本上不含(例如,不含)除通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本之外的任何液体。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述方法在不将除由所述多孔构件保持的液体样本之外的液体施加到所述微流体装置的样本引入端口的情况下执行。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述方法在不向所述微流体装置中引入除由所述多孔构件保持并通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本之外的液体的情况下执行。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述微流体装置缺少用于液体的任何贮存器和/或除所述样本引入端口之外缺少用于将液体引入所述微流体装置的任何端口。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述微流体装置包括溢流贮存器,所述溢流贮存器设置在所述检测区与所述腔室(例如,气囊)之间,所述腔室可以被压缩或减压以使液体在所述微流体装置中相对于所述微流体装置的样本施加端口分别在近侧或远侧方向上移动。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述施加步骤在所述微流体装置已被插入仪器的微流体装置引入端口之后执行,所述仪器被配置为操作所述微流体装置以确定存在于施加到所述样本引入端口的液体样本中的靶标(例如,指示病原体的存在的靶标)的存在和/或量。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述微流体装置的微流体网络由非多孔材料形成。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述微流体网络包括具有最小孔隙率或没有孔隙率的一个或多个敞开通道,使得所述微流体网络基本上是敞开的。
在一些方面中,本文描述了一种微流体装置,其包括:基板,所述基板限定周边;以及微流体网络,所述微流体网络包括样本引入端口和试剂区,其中所述样本引入端口延伸到所述周边并与所述周边流体连通,并且所述试剂区包括一种或多种试剂,所述一种或多种试剂(i)可由引入到所述试剂区的液体样本移动,并且(ii)被配置为结合到和/或使得能够检测靶标,所述靶标指示存在于被引入所述试剂区的液体样本中的病原体的存在或量。
在一些方面中,本文描述了一种系统,其包括:仪器,所述仪器包括:(i)微流体装置引入端口,(ii)永磁体,所述永磁体设置在相对于所述引入端口的固定位置,例如可操作地不可移动位置,以及(iii)光学光源,所述光学光源设置在相对于所述引入端口的固定位置,例如可操作地不可移动位置;以及微流体装置,所述微流体装置经由所述引入端口接收在所述仪器内并且以可操作地固定状态设置在所述仪器内,所述微流体装置包括:(i)设置在其中的微流体网络;(ii)设置在所述微流体网络内的第一试剂,所述第一试剂包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置为结合靶标,例如指示病原体的生物分子,所述第二部分包括磁性颗粒;(iii)设置在所述微流体网络内的第二试剂,所述第二试剂包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置为结合所述靶标,例如与所述第一试剂形成免疫夹心,所述第二部分包括光学可检测标记;以及(iv)检测区,所述检测区设置在所述微流体网络内;其中当所述微流体装置以可操作地固定状态设置在所述仪器内时,(i)所述检测区经历由所述磁体发射的磁场,所述磁场足以在所述第一试剂存在于穿过所述检测区的液体溶液中时将所述第一试剂例如作为包括所述第一试剂、所述靶标和所述第二试剂的夹心保留在所述检测区内,以及(ii)所述光学光源被配置为照射所述检测区。
在一些方面中,本文描述了一种方法,其包括:相对于磁体定位微流体装置,其中所述微流体装置包括设置在其中的微流体网络,所述微流体网络包括包含磁性颗粒的至少一种可移动试剂,所述至少一种试剂被配置为直接或间接地与指示病原体的靶标结合,并且所述磁体仅使所述微流体网络的一部分经历磁场;经由所述微流体装置的样本施加端口将液体样本引入所述微流体装置的微流体网络中,所述液体样本包括所述靶标;在相对于所述磁体定位所述微流体装置之后:将引入的液体样本中的至少一些液体样本与所述微流体网络内的至少一种可移动试剂组合;将所述至少一些液体样本与所述至少一种可移动试剂沿所述微流体网络从未受所述磁场作用的第一位置通过所述微流体网络的受所述磁场作用的部分移动到未受所述磁场作用的第二位置,其中基本上所有所述至少一种可移动试剂保留在所述微流体网络的受所述磁场作用的部分内;以及基于保留的至少一种可移动试剂来确定所述液体样本中的靶标的存在和/或量,其中所述组合和移动步骤在基本上不修改所述微流体装置和磁体相对于彼此的位置或基本上不修改所述微流体网络的受所述磁场作用的部分经历的磁场的情况下执行。
在一些实施例中,所述引入、组合、移动和确定步骤在基本上不修改所述微流体装置和磁体相对于彼此的位置或基本上不修改所述微流体网络的受所述磁场作用的部分经历的磁场的情况下执行。在一些实施例中,所述引入、组合、移动和确定步骤在不修改所述微流体装置和磁体相对于彼此的位置或不修改所述微流体网络的受所述磁场作用的部分经历的磁场的情况下执行。在一些实施例中,所述定位步骤包括将所述微流体装置插入仪器的微流体装置引入端口中,其中所述仪器包括所述磁体并且被配置为操作所述微流体装置以确定所述靶标的存在和/或量。
在一些方面中,本文描述了一种方法,其包括:通过增加或减小设置在微流体装置的微通道网络内并与液体的第一液-气界面呈气态连通的第一气体的压力,使所述液体沿所述微通道网络的微通道移动;以及独立于增加或减小所述第一气体的压力,使设置在所述微通道网络内并与所述液体的第二液-气界面呈气态连通的第二气体的压力以足以引起所述液体与和所述微通道内的液体接触的试剂混合的速率和振幅振荡。
在一些实施例中,所述方法还包括利用与所述微流体装置接触的第一致动器来执行增加或减小所述第一气体的压力,并利用与所述微流体装置接触的第二致动器来执行使所述第二气体的压力振荡。在一些实施例中,所述第一致动器与所述微流体装置的外表面的第一位置接触,并且所述第二致动器与所述微流体装置的外表面的第二不同位置接触,其中所述第一位置与第二位置彼此间隔开。在一些实施例中,所述方法还包括执行以下步骤中的一者:(i)增加或减小所述第一气体的压力,以及(ii)利用相应的第一致动器或第二致动器使所述第二气体的压力振荡,而不同时致动所述第一致动器或第二致动器中的另一者。
在一些实施例中,移动液体包括使所述液体的第一液-气界面沿所述微通道移动超过至少约1mm、至少约1.5mm、至少约2mm、至少约3mm、至少约4mm、至少约5mm、至少约6mm、或至少约7mm的距离。在一些实施例中,移动所述液体包括使所述液体的第一液-气界面沿所述微通道移动超过约25mm或更小、约20mm或更小、约15mm或更小、约12.5mm或更小、或约10mm或更小的距离。在一些实施例中,使所述第一液-气界面移动超过所述距离包括使所述第一液-气界面连续地移动超过所述距离。在一些实施例中,所述第一位置和第二位置中的每一者覆盖分别由所述第一气体和所述第二气体而不是由所述液体占据的微通道网络的体积。在一些实施例中,所述第一气体和所述第二气体是相同类型的气体。
在一些方面中,本文描述了一种提取小瓶,其包括:大致管状主体,所述大致管状主体包括(i)第一端处的基座,以及相对第二端处的开口;液体缓冲剂,所述液体缓冲剂设置在所述管状主体内;以及帽,所述帽被配置为覆盖所述开口,所述帽包括多孔施加器。
在一些方面中,本文描述了一种方法,该方法包括:在提取小瓶中形成液体混合物,所述液体混合物包括液体缓冲剂和生物标本;以及使所述液体混合物中的液体穿过覆盖所述提取小瓶的开口的多孔施加器,并将所述液体直接施加到微流体装置的样本施加区。
在一些实施例中,形成所述液体混合物包括通过所述提取小瓶的开口引入包括所述生物标本的采集工具,并与设置在其中的液体缓冲剂接触。在一些实施例中,所述方法还包括在形成所述液体混合物之后,利用施加器帽覆盖所述提取小瓶的开口,所述施加器帽包括所述多孔施加器,所述液体混合物通过所述多孔施加器离开所述提取小瓶。在一些实施例中,所述微流体装置包括由一个或多个无孔防渗透基板限定的微通道。例如,所述微通道可以是由防渗透壁限定的敞开微通道,并且其中没有供样本液体流动通过的多孔基质。
在一些方面中,本文描述了一种方法,其包括:a)在微流体装置的微流体通道内形成液体样本的等分试样,其中所述液体样本的等分试样从设置在所述微流体通道的样本施加区处或附近的近侧气-液界面沿所述微流体通道延伸到设置在所述微流体通道内的毛细管塞子区处的远侧液-气界面;b)使液体样本的等分试样(包括其近侧气-液界面和远侧液-气界面)沿所述微流体通道向远侧移动,直到液体样本的等分试样的至少一部分与设置在所述微流体通道内的第一位置处的一种或多种可移动磁性试剂接触;c)使液体样本的等分试样(包括其近侧气-液界面和远侧液-气界面和由此移动的可移动磁性试剂)沿所述微流体通道向远侧移动,至少直到所述液体样本的近侧气-液界面相对于设置在所述微流体通道内远离所述第一位置的第二位置处的磁性试剂捕获区向远侧设置;以及d)在利用所述移动磁性试剂移动液体样本的等分试样的步骤期间,在所述磁性试剂捕获区内捕获移动磁性试剂。
在一些实施例中,移动液体样本的等分试样的步骤中的至少一者(例如,两者)包括减小比率Pd/Pp,其中Pd是作用于液体样本的远侧液-气界面的气体的压力,并且Pp是作用于液体样本的近侧气-液界面的气体的压力。在一些实施例中,在形成液体样本的等分试样的过程期间,所述微流体通道的设置在毛细管塞子区远侧的远侧部分具有被远侧液-气界面的气体占据的总体积,并且移动液体样本的等分试样的步骤中的至少一者(例如,两者)包括增加被远侧液-气界面的气体占据的总体积。在一些实施例中,增加总体积包括减小作用在微流体装置的外表面上的力。在一些实施例中,所述外表面是微流体装置的微流体通道的壁的外表面。在一些实施例中,减小力包括使与微流体装置的外表面直接或间接机械连通的偏心构件旋转。在一些实施例中,所述偏心构件与外表面直接连通。在一些实施例中,所述偏心构件经由拉伸构件与外表面间接机械连通,所述拉伸构件倾向于在不与偏心构件接合时在外表面上施加压缩力。在一些实施例中,所述偏心构件经由杠杆构件与外表面间接机械连通,所述杠杆构件在外表面上施加压缩力,所述压缩力与由偏心轮施加在杠杆构件上的力正相关。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,作用于液体样本的近侧气-液界面的气体是围绕微流体装置的样本施加区的环境气体。在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,作用于液体样本的气-液界面的气体是环境空气。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述微流体装置是端部填充微流体装置。在一些实施例中,所述样本施加区是微流体装置的周边表面内的开口。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,微流体通道限定样本施加区的近侧起点与毛细管塞子区之间的总近侧体积,并且液体样本的等分试样的总等分试样体积在约15%内、在约12%内、在约10%内、在约7.5%内、在约5%内、在约2.5%内,或与微流体通道的总近侧体积大致相同。在一些实施例中,总近侧体积为至少约0.5微升、至少约1微升、至少约1.5微升、或至少约2微升、或至少约2.5微升。在一些实施例中,总近侧体积为约10微升或更少、约7.5微升或更少、约5微升或更少、约4微升或更少、约3.5微升或更少、或约3微升或更少。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,在所述方法期间存在于微流体装置中的液体样本的总体积为至少约0.5微升、至少约1微升、至少约1.5微升、或至少约2微升、或至少约2.5微升。在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,在所述方法期间存在于微流体装置中的液体样本的总体积为约10微升或更少、约7.5微升或更少、约5微升或更少、约4微升或更少、约3.5微升或更少、或约3微升或更少。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,所述方法还包括在形成等分试样的步骤之前,利用永磁体以固定空间关系设置微流体装置,并且其中所述形成步骤、移动等分试样的液体样本的步骤和捕获步骤是在不修改永磁体和微流体装置的空间布置或不修改由永磁体施加在磁性试剂捕获区上的磁场的情况下执行的。
在一些实施例中,对于本文描述的任何方法,在沿微流体通道向远侧移动液体样本的等分试样(包括其近侧气-液界面和远侧液-气界面以及其中的可移动磁性试剂)的步骤之后,在磁性试剂捕获区中捕获的可移动磁性试剂被液体样本的近侧气-液界面的气体包围。在一些实施例中,所述方法还包括当磁性试剂被液体样本的近侧气-液界面的气体包围时,检测在磁性试剂捕获区中捕获的可移动磁性试剂的存在。在一些实施例中,捕获的磁性试剂直接或间接地用光学标记来标记,并且所述检测包括检测光学标记的存在。在一些实施例中,光学标记是荧光标记或比色标记,并且所述检测包括检测光学标记的光学荧光、吸光度和/或颜色。在一些实施例中,磁性试剂是光学标记。在一些实施例中,磁性试剂通过包括液体样本中的待检测靶标的复合物间接结合到光学标记上。
对于本文描述的任何方法,液体样本包括如本文描述的任何液体样本(例如,鼻咽样本),并且可以包括如本文描述的任何缓冲剂溶液。对于本文描述的任何方法,液体样本经由本文描述的任何多孔构件(例如,施加器、拭子等)提供到样本施加区。对于本文描述的任何方法,等分试样的形成可以通过毛细管作用执行。对于本文描述的任何方法,微流体通道可以是敞开的,和/或可以包括防渗透壁。对于所描述的任何方法,试剂可以被配置为促进对病原体的检测,例如,如本文描述的,检测指示病原体存在的靶标。
附图说明
以下附图(图式)随附于本说明书:
图1示出了微流体装置的实施例,具体是本文描述的微流体条带,该微流体条带是端部填充条带;
图2是本发明的诊断读取器的透视图;
图3是图2的诊断读取器的透视图,微流体条带已插入其输入端口中,其中微流体条带可以是本文描述的任何条带(例如,图1、图5a至图9b、图17、图18等);
图4示出了将样本液体施加到图1的端部填充条带的样本引入端口上的采集拭子尖端;
图5a是图3的另一示例性微流体条带的俯视平面图,该条带具有微流体通道网络,该微流体通道网络包括样本施加端口、从样本施加端口延伸的微通道,该微通道包括试剂区,该试剂区包括促进混合的侧腔、与通气口呈气态连通的通气口塞子、测量区和气囊(例如,空气囊);
图5b是微流体装置、具体是图5a的顶部填充条带的侧截面图,其进一步示出了图2的诊断读取器的某些组件相对于该条带的布置,这些组件包括用于将振荡能量传输到存在于该条带的微通道的试剂区内的样本液体的混合底座(换能器)、用于执行光激发的发光二极管(LED)和用于执行检测的光电二极管(PD);用于在微通道的远侧末端处将空气囊压缩和减压的气囊底座、用于将磁性试剂保留在微通道的测量区内的磁体,例如固定永磁体,以及用于减小微通道的邻近测量区的区域经历的磁场的磁屏蔽件;
图5c是图5a的微流体条带的侧截面图,一定体积的样本液体已经被施加到该条带的样本施加端口;
图6a是图5a的微流体条带的另一平面俯视图;
图6b是图6a的微流体条带的侧截面图,进一步示出了图5b中所示的读取器的组件,其中气囊致动底座相对于空气囊处于压缩状态;
图7a是图5a的微流体条带的另一平面俯视图,其中一定量的样本液体已经被施加到该条带的样本施加端口并沿该条带的微通道前进,直到该样本液体的远侧液-气界面到达该微通道的毛细管通气口塞子;
图7b是图7a的微流体条带的侧截面图,其中样本液体处于图7a所示的状态,并且读取器的组件处于图6b所示的状态;
图8a是图7a的微流体条带的另一平面俯视图;
图8b是图8a的微流体条带的侧截面图,其中样本液体处于图7a所示的状态,并且读取器的组件处于图6b所示的状态,不同的是读取器的混合底座(换能器)被示出为处于振荡状态以促进样本与沉积在条带的微通道的试剂区内的试剂的混合;
图9a是图5a的微流体条带的另一俯视平面图,其中样本液体已经沿该条带的微通道抽吸,直到样本的远侧液-气界面进入设置在微通道远侧末端处的气囊;
图9b是图9a的微流体条带的侧截面图,其中样本液体处于图9a所示的状态,并且读取器的组件处于图6b所示的状态,不同的是图9b示出了气囊致动底座的致动运动,该气囊致动底座从气体囊缩回,从而允许气囊的上壁(已被气囊致动底座置于张力下)向上膨胀,由此增加气囊的体积并减小其中的气压以沿微通道抽吸样本液体以建立图9a所示的样本液体状态;
图10示出了相应的端部填充条带的检测区的荧光图像,该端部填充条带被制造为图1的端部填充条带并使用SARS-CoV/SARS-CoV-2抗原的标准溶液操作;
图11a是诊断读取器(诸如来自图2至图3)的透视图,该诊断读取器包括用于致动气囊底座的机构(致动底座)和已经插入读取器的输入端口中的微流体条带;
图11b是图11a的微流体条带的透视图,其示出了条带的凹口与诊断读取器的接合臂之间的接合;
图11c是图11a的读取器和条带的剖视侧面局部截面图;
图11d是图11a的读取器的剖视局部前截面图,其示出了磁体和光电二极管,该条带已被移除;
图11e是读取器的透视局部剖视图,其示出了磁体、屏蔽件、光电二极管和LED;
图11f是图11a的条带的透视图,其示出了条带与图11b的接合臂和读取器的混合底座(换能器)的接合;
图12a示出了本发明的端部填充微流体条带的第三实施例,该端部填充条带具有溢出贮存器;
图12b示出了本发明的端部填充微流体条带的第二实施例,该端部填充条带具有进入其气囊的锥形转变区;
图13a示出了图12a的端部填充微流体条带的变型,其中毛细管塞子位于试剂区附近。
图13b示出了图12b的端部填充微流体条带的变型,其中毛细管塞子位于试剂区附近。
图14a描绘了与本文描述的微流体条带一起使用的磁体和间隔件的示例性形状和设计;
图14b描绘了与本文描述的微流体条带一起使用的磁体和间隔件的另一示例性形状和设计;
图14c描绘了与本文描述的微流体条带一起使用的磁体和间隔件的另一示例性形状和设计;
图14d描绘了与本文描述的微流体条带一起使用的磁体的另一示例性形状和设计;
图14e描绘了与本文描述的微流体条带一起使用的磁体的另一示例性形状和设计;
图15描绘了本发明的示例性气囊致动器的透视图;
图16是用于致动气囊致动底座以执行如针对本文描述的微流体条带(例如,图1、图6b、图7b、图8b、图9b图17和图18)描述的液体操纵功能的机构的第一实施例的局部透视图;
图17示出了'325申请中公开的顶部填充微流体装置的俯视图;
图18示出了图17的顶部填充微流体装置的仰视图;
图19示出了图17的顶部填充微流体装置的示例性俯视图,其中微流体装置的近侧部分被移除,使得在微流体装置的周边面中形成样本施加端口;
图20示出了图19的微流体装置的仰视图;
图21a示出了用于使用顶部填充条带和端部填充条带进行靶标检测的荧光相对于靶标浓度的第一数据曲线图;图21b示出了用于使用顶部填充条带和端部填充条带进行靶标检测的荧光相对于靶标浓度的第二数据曲线图;
图21c示出了第二数据曲线图的灵敏度测量;
图22示出了具有用于将液体样本直接施加到微流体条带上的多孔样本施加器的提取小瓶的实施例;
图23示出了具有用于将直接施加到微流体条带上的多孔样本施加器的提取小瓶的第二实施例;
图24a示出了提取小瓶的第三实施例的分解图,该提取小瓶包括(i)施加器帽,该施加器帽具有用于采集生物标本的一体式采集拭子和用于将样本直接施加到微流体条带上的多孔样本施加器,以及(ii)管状主体,该管状主体包含液体缓冲剂并用密封件密封;
图24b示出了图24a的提取小瓶的施加器帽,其中施加器帽的密封帽已经从其上移除;
图24c示出了图24a的提取小瓶的施加器帽,其中密封帽已经被移除并且采集拭子的尖端保持生物标本;
图24d示出了图24c的施加帽,其中管状主体的密封件被移除并且一体式采集拭子被插入管状主体内的液体缓冲剂中以制备液体缓冲剂与生物标本的液体混合物;
图24e示出了图24d的提取小瓶,其中该提取小瓶定位在施加取向上;
图24f示出了图24e的提取小瓶,其中施加帽的密封帽已经被移除;
图24g示出了使用图24f的提取小瓶将液体混合物的滤液施加到设置在诊断读取器的操作位置中的微流体装置的样本施加区;
图25a示出了具有用于将液体样本直接施加到微流体条带上的多孔样本施加器的提取小瓶的实施例;
图25b示出了图25a的提取小瓶的分解图,其示出了管状主体、施加器帽和密封帽;
图25c示出了图25a的提取小瓶的施加器帽的分解透视图,其中多孔施加器已经从施加器帽的其余部分移除;
图25d示出了图25a的提取小瓶的施加器帽的分解侧视图,其中该帽的外部纹理化表面(见图25c)未示出并且示出了该帽和多孔施加器的内部特征;
图26a示出了具有适于与例如图25a的提取小瓶一起使用的多孔施加器的施加器帽的透视图;以及
图26b示出了具有图26a的多孔施加器的施加器帽的分解视图。
具体实施方式
图1描绘了微流体装置的实施例的示例性俯视图,该微流体装置是端部填充诊断条带100。如本文所使用,术语“微流体装置”可以与术语“微流体条带”、“诊断条带”和/或“套筒”互换使用。如本文描述,图1中描绘的微流体装置是端部填充条带。在一些情况下,对于本文描述的任何实施例,微流体装置可以是顶部填充条带(例如参见图5a至图9b)。诊断条带(端部填充条带)100可以由诊断读取器(诸如图2和图3所示的诊断读取器200)操作。如本文所使用,术语“诊断读取器”可以与术语“仪器”互换使用。诊断读取器200操作端部填充条带(例如图1中的端部填充条带100)以确定存在于施加到端部填充条带上的样本液体中的至少一个靶标(例如,诸如蛋白质,抗原和/或抗体的生物分子)的存在和/或量。端部填充条带100可以由与针对'325申请中公开的具有附图标记10的微流体条带公开的那些材料和层类似的材料和层形成(例如,参见'325申请的图1)。例如,端部填充条带100包括上基板和下基板,每个基板由100μm厚的聚酯膜构成。上基板的下表面和下基板的上表面通过厚度为110μm的粘合剂层对置粘附。粘合剂层占据的面积小于上基板与下基板之间的表面的所有面积,以在其间限定微流体通道网络。
参考图1,从端部填充条带的近侧周边开始,微流体网络包括样本引入端口102、试剂区104、毛细管塞子106、包括检测区108的检测通道109、转变区110和气囊112。通气通道114包括第一开口和第二开口,该第一开口设置在微流体网络中毛细管塞子处,该第二开口设置在端部填充条带的横向周边附近。如本文所使用,术语“样本引入端口”可以与术语“样本引入区”、“样本施加区”或“样本施加端口”互换使用。如本文描述,试剂区可以存储与检测所需靶标相对应的试剂。例如,试剂区中的试剂可以对应于COVID-19检测,和/或与SARS-CoV-2抗原检测相对应的试剂。
在一些实施例中,毛细管塞子106位于试剂区104的近侧。因此,在此类实施例中,将液体样本施加到样本引入端口102使得液体能够在进入试剂区之前向上流动到毛细管塞子。在一些实施例中,毛细管塞子被定位成允许(例如,经由如本文描述的诊断读取器)测定计量的、预定量的液体样本。如本文描述,然后可以将液体样本移动到第一位置以允许液体样本进入试剂区104,在那里可以允许液体样本与位于其中的试剂相互作用和混合。然后样本可以移动到和/或穿过检测区,以用于检测在液体样本中发现的靶标(如本文描述)。
如同'325申请的条带(具有附图标记10)一样,端部填充条带100的微流体通道网络具有由设置在上基板与下基板之间的粘合剂层限定的侧壁、由上基板的未被粘合剂层占据的那些部分(例如,覆盖粘合剂层的缺失部分)限定的上壁,以及由下基板的未被粘合剂层占据的那些部分(例如,位于粘合剂层的缺失部分下面)限定的下壁。上基板和下基板以及粘合剂层是无孔的并且对液体样本是防渗透的。微流体网络的通道是敞开的,例如没有填充有一定会让液体穿过的固相或多孔隔膜或基本上未被该固相或多孔隔膜占用,例如不含该固相或多孔隔膜。
微流体网络具有:长度轴,该长度轴平行于端部填充条带长度;宽度轴,该宽度轴垂直于端部填充条带长度并平行于由端部填充带限定的主平面;以及高度轴,该高度轴垂直于端部填充条带长度并垂直于由端部填充条带限定的主平面。端部填充条带100具有沿长度轴的介于近侧周边116与相对远侧周边之间的45mm长度和沿长度轴介于相对横向周边之间的7mm宽度。微流体网络沿高度轴的高度为110μm。样本施加区102和试剂区104沿宽度轴截取的宽度为2.6mm。试剂区104沿长度轴截取的长度为7mm。检测通道109沿宽度轴截取的宽度为0.65mm,并且沿长度轴截取的长度为10mm。转变区110沿约1.5mm的长度从检测通道的宽度前进到气囊112的宽度。气囊112沿宽度轴截取的宽度为4.8mm,并且沿长度轴截取的长度(不包括转变区)为24mm。
样本施加区是通过端部填充条带的近侧周边116延伸到微流体网络中的端口102(开口)。样本施加区限定微流体通道网络的近侧起点,并将微流体通道网络置于与端部填充条带周围的环境大气中的气体(例如,空气)呈气态连通(例如,如'325申请中对于条带10描述)。气囊112的远端限定微流体通道网络的远侧末端。通气通道114的第一开口将毛细管塞子置于与环境大气呈气态连通。除了通气通道的第一开口之外,微流体网络的设置在样本施加区的远侧的部分相对于环境大气和微流体网络外部的其他气体源密封。
端部填充条带100的试剂区包括用于确定SARS-CoV-2抗原的第一可移动试剂和第二可移动试剂,例如,'325申请的实例2中描述的SARS-CoV/SARS-CoV-2核壳抗体、小鼠MAb-胶乳试剂和SARS-CoV/SARS-CoV-2核壳抗体、兔子Mab-Mag Ag试剂。
在将液体样本引入端部填充条带的微流体网络之前,其中的试剂处于干燥状态,例如冻干状态或其中含水量不足以使试剂作为液体流动的其他状态。端部填充条带缺少预先存储的液体试剂,例如,缺少其中存储有液体的贮存器。
参考图4,可以使用拭子118的采集尖端将液体样本直接施加到端部填充条带100的样本施加端口102。施加到样本施加端口102的液体样本通过毛细管作用从采集拭子的尖端通过样本引入抽吸到端部填充条带100的微流体网络中。在施加期间,采集拭子118的尖端保持基本上未压缩,例如,尖端基本上未被压缩来减小尖端的体积和从尖端“挤压”液体样本或经由施加外部压力迫使液体样本进入微流体网络。相反,例如,液体样本至少部分地经由毛细管作用(如本文描述的)从拭子118抽吸。
在一些实施例中,液体样本通过毛细管作用流入试剂区,直到流动的液体样本的远侧液-气界面到达毛细管塞子,在那里液体样本停止流动。在其他实施例中,毛细管塞子位于试剂区的近侧,因此液体样本通过毛细管作用流动,直到流动的液体样本的远侧液-气界面到达毛细管塞子,此时液体样本在到达试剂区之前停止流动。示例性液体样本包括从哺乳动物(例如,人类)采集的鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽、尿液或阴道样本。液体样本可以还包括附加液体(诸如缓冲剂),例如是包括附加液体的混合物。替代地,可以使用除采集拭子尖端之外的施加器将液体样本施加到样本施加区。例如,可以使用并非采集拭子的尖端的纤维施加器、海绵施加器或泡沫施加器来施加样本。施加器可以是如本文公开的提取小瓶的多孔施加器。口腔流体施加器(诸如吸附垫)可以用于采集口腔流体样本(诸如唾液样本)并将其施加到样本施加端口。在一些实施例中,用于将液体样本施加到端部填充条带上的采集拭子尖端还用于采集生物标本并形成液体样本。在其他实施例中,用于将液体样本施加到端部填充条带上的采集拭子尖端是与用于采集生物标本的采集拭子尖端不同的采集拭子尖端。例如,端部填充条带可以是套件的组件,该套件包括用于采集生物标本并制备包括生物标本和液体缓冲剂的液体样本的第一采集拭子,以及用于将液体样本施加到端部填充条带的施加区域的第二采集拭子。
一旦已经将足够量的液体样本从采集拭子尖端或其他施加器(例如,其他多孔构件)抽吸到微流体网络中并且在使用微流体装置对这种液体样本执行分析之前,通常将采集拭子尖端或其他施加器从样本施加端口移除。例如,参考图4,在液体样本被抽吸到微流体网络中之后,从样本施加端口中移除采集拭子118尖端,使得采集拭子尖端(和拭子118)不与微流体装置(端部填充条带)流体或机械连通。随后,由诊断读取器操作端部填充条带,例如,以确定液体样本中是否存在靶标。在用于施加液体样本之后,采集拭子尖端或其他施加器可以被丢弃或被保留以允许进一步分析其上剩余的液体样本。在一些实施例中,其中该毛细管塞子被定位在该试剂区的近侧(即,该试剂区的上游),该样本液体在被施加时填充该微流体网络直到该毛细管塞子,因此提供从该多孔构件(例如,采集拭子)接收的计量的、预定体积的液体样本。
在使用中,端部填充条带可以如下操作。端部填充条带204(例如,本文描述的端部填充条带100或本文描述的任何其他微流体条带)插入诊断读取器200的微流体装置引入端口202中,如附图2和图3所示。在一些情况下,端部填充条带被插入诊断读取器内,直到达到可操作地固定状态。将端部填充条带插入诊断读取器内(例如,进入可操作地固定状态)允许将端部填充条带的检测区放置在诊断读取器内的永磁体附近。例如,图5A至图9B示出了微流体条带300的其他示例性实施例,其中永磁体309被描绘处于下基板的与微流体网络相对的一侧上。永磁体可以类似地被定位用于本文描述的其他微流体条带,包括微流体条带100。磁体相对于插入的端部填充条带(例如,100、300)的检测区固定,例如,可操作地不可移动。因此,为了使检测区经历磁场,不需要移动或移动磁体,也不需要移动磁体来捕获试剂颗粒和/或沿微流体条带移动试剂颗粒。相反,磁体可以被配置为能够在微流体条带上的紧密限定的固定位置处采集高浓度的试剂颗粒(例如,参见图10,附图标记120)。紧密限定的位置可以与诊断读取器上的光学检测器(例如,光电二极管)对准,以用于检测液体样本中的靶标。
磁体可以包括与高强度永磁体共有的材料,诸如钕和/或其他稀土元素。在一些实施例中,磁体可以提供在检测通道(并且更具体地,位于检测通道内的检测区)中经历的至少约500mT Bz、约600mT Bz、700mT Bz、750mT Bz、775mT Bz、800mT Bz或900mT Bz的磁场强度。在一些实施例中,磁体可以提供在检测通道(并且因此检测区域)中经历的从约500mTBz到约1000mT Bz的场强。在一些实施例中,磁体可以提供在检测通道(并且因此检测区域)中经历的从约650mT Bz到约850mT Bz的场强。
磁体可以是被配置为向诊断读取器内的微流体条带提供最小磁场强度(如本文描述)的任何形状,如本文描述。在一些实施例中,磁体被定位(例如,在诊断读取器内)为具有延伸跨过微流体条带的宽度的长度。如本文描述,磁体可以被配置为使得能够在微流体条带上的紧密限定的固定位置处采集试剂颗粒,并且因此磁体的宽度可以被限制为规定量(例如,被限制为约检测区的长度,诸如图10中所示的长度120)。在一些实施例中,磁体包括矩形形状。在一些实施例中,矩形形状具有12.5mm(长度)×4.0mm(宽度)×1.0mm(厚度)的尺寸,其中磁体的长度延伸跨过微流体装置的宽度(例如参见图11(e))。在一些实施例中,磁体在磁体的平坦侧面上(与边缘相对)以北面和南面极化。磁体可以被配置为接触诊断读取器内的条带,由此在与磁体接触条带的位置对准的位置处和/或附近采集试剂颗粒。在一些实施例中,磁体包括高的磁介电常数(例如,以有效地将附近的场线吸引到屏蔽材料)。
在一些实施例中,磁体被极化,使得磁体的北极面向仪器的前部。因此,在一些情况下,北极在大平坦面上,而不是在长边缘或短边缘上。南极位于相对面上。
图14a至图14e描绘了本文参考微流体条带(本文描述)上的样本液体从近侧周边到远侧周边的流动描述的磁体(122)的其他示例性形状和设计。图14a至图14e还描绘了具有磁体的至少一个间隔件124,其中屏蔽件可以定位在磁体的远侧上(图14a),磁体的近侧上(图14b),或磁体的近侧和远侧两者上(图14c)。在一些实施例中,间隔件(124)是任选元件,其可以用于提供用于装配到诊断读取器中的均匀结构(与磁体相关)。其通常可以由非铁材料(例如,聚合物)制成,并且不主动参与磁场的产生或控制。图14a至图14e中的每一者描绘了所描绘的每个磁体和屏蔽件的宽度和厚度的示例性尺寸(以mm为单位)。例如,在图14a中,磁体122被描绘为具有3mm的底部宽度和3.8mm的近侧厚度。对于图14a至图14e中所示的每个磁体122和屏蔽件124,延伸穿过微流体条带的宽度的相应长度(如本文描述,例如也参见图11(e))为约15mm(例如,该长度将被视为指向页面)。光学中心点126(例如,在诊断读取器的光学窗口内)也参考磁体和它接触微流体条带的位置来描述。例如,通过对准光学中心点126和磁体122,检测区中经历的磁场可以将试剂磁性颗粒的采集最大化,这些试剂磁性颗粒将与用于检测的光源和检测器(例如,LED和光电二极管,如本文描述)对准。在一些实施例中,诊断读取器的光学窗口沿微流体条带的长度(例如,沿如本文描述的检测通道的长度)为约2mm,并且跨过微流体条带的宽度(例如,沿检测通道的宽度)为约2.4mm。
在施加样本之前,压缩气囊(如本文针对任何微流体条带所描述的),例如,如附图6b所示和如'325申请中关于条带10和读取器111的操作所公开的。液体样本被施加到样本施加端口(样本引入端口),例如参见图4。液体样本中的一些液体样本通过毛细管作用从采集拭子118尖端通过样本施加端口102流入微流体网络,包括穿过试剂区直到液体样本的远侧液-气界面到达毛细管塞子。如本文描述,在其他实施例中,其中毛细管塞子位于试剂区的近侧(即,试剂区的上游),液体样本在到达毛细管塞子时(在到达气囊之前)将停止流动。在使用期间,经由采集拭子118尖端施加到样本施加端口102的液体样本可以是被引入到端部填充条带的微流体网络的唯一液体。如本文描述,可以使用用于将液体样本递送到端部填充条带的其他装置(例如,小瓶)。
在样本液体已经到达毛细管塞子并且停止流动之后,允许试剂区内的样本液体在存在设置在其中的试剂的情况下培养(如本文描述)。试剂可以包括设置在试剂区内的磁性颗粒试剂。在一些情况下,磁性粒子试剂在与液体样本一起移动到检测区(如本文描述)时与永磁体一起使用以使试剂和靶标分子不移动,如本文描述。例如,在一些实施例中,设置在试剂区内的第一试剂包括:i)第一部分,该第一部分被配置为结合液体样本的靶标,例如,指示病原体的生物分子;以及ii)第二部分,该第二部分包括磁性颗粒。在一些实施例中,设置在试剂区内的第二试剂包括:i)第一部分,该第一部分被配置为结合靶标,例如,与第一试剂形成免疫夹心;以及ii)第二部分,该第二部分包括可光学检测标记。
如本文描述,试剂可以处于干燥的预测定状态(例如,在试剂区内),并且可以经由与液体样本接触而与液体样本一起溶解。在靶标的存在下,可移动试剂与靶标形成复合物,例如,如'325申请的实例2中描述。培养可以被维持适用于移动足够量的试剂以促进检测的一段时间,例如在约15分钟或更少、约12.5分钟或更少、约10分钟或更少、约7.5分钟或更少、或约5分钟或更少时间内,从将样本施加到样本施加端口的时间开始到确定检测结果的时间结束。在培养期间,试剂区内的样本液体可以振荡以促进混合,例如,如附图8b中所示或如'325申请中对于条带10和读取器111所公开的。
在其他实施例中,其中毛细管塞子位于试剂区的近侧,液体将移动到微流体网络中与试剂区相关的另一点。因此,如本文描述,然后将液体样本与试剂(包括磁性颗粒试剂)一起培养。液体样本可以经由气囊的部分减压(如本文描述)从毛细管塞子移动到试剂区。
一旦培养时段结束,具有移动试剂的液体样本就例如通过使气囊减压进一步沿微流体网络被抽吸穿过检测通道,经过检测区,如附图9b所示或如'325申请中关于条带10和读取器111描述。例如,液体样本(例如,添加到微流体装置的基本上所有的液体样本)可以沿微流体网络向远侧抽吸,直到液体样本的近侧气-液界面向远侧移动超出检测区,留下被近侧气-液界面的气体包围的捕获的磁性颗粒试剂。通常,近侧气-液界面的气体是围绕微流体装置的环境气体,例如,空气。该过程任选地包括将液体样本中的一些液体样本抽吸到气囊中。当移动磁性颗粒试剂(如本文描述)进入检测区时,磁性颗粒试剂(包括与靶标和可检测标记试剂复合的任何试剂)受到由永磁体施加的磁场作用并保留在其中。从图10可以看出,基本上所有的磁性颗粒试剂主要保留在沿微流体网络(通道)的纵轴具有长度120的区域(检测区,例如图1中的108)内(被示为核蛋白浓度,以皮克/毫升为单位),该长度与该网络的总长度相比较小。未与靶标和磁性试剂复合的可检测标记试剂未保留在检测区内。一旦样本已经流过检测区,就通过将样本液体向近侧朝向条带的样本施加区(例如,图1中的102)移动,再压缩气囊以从检测区中移除样本液体和任何未保留的试剂(例如,未复合的可检测标记),例如,如'325申请中针对条带10和读取器111描述。作为再压缩气囊以从检测区中移除样本液体的替代方案,读取器可以继续对气囊减压,直到样本液体的近侧气-液界面已经向远侧移动穿过并超出检测区。在任一情况下,与磁性颗粒复合并保留在检测区内的可检测标记指示存在于施加到条带上的液体样本中的可检测标记的存在和/或量。复合的可检测标记可以使用例如光学或电化学技术来检测。光学技术包括比色法和荧光,其可以使用诸如光电检测器的装置来检测,或者在没有装置的情况下直接通过眼睛来检测。图10示出了端部填充条带的检测区针对使用'325申请的实例2的上述试剂的SARS-CoV/SARS-CoV-2抗原浓度的荧光图像。在0pg/ml的空白以上可清楚地检测到1.6pg/ml的核蛋白浓度。
在一些其他实施例中,对于本文描述的任何微流体装置,在执行测定之前,磁性试剂颗粒设置在检测区内,其中液体样本移动穿过检测区使得与试剂区内的试剂颗粒复合的靶标(如本文描述,在液体样本内)能够被磁性试剂颗粒捕获(例如,磁性试剂颗粒可以被配置为与来自试剂区的靶标和/或试剂颗粒形成复合物)。如本文描述,磁性试剂颗粒可以经由诊断读取器中的磁体保持在适当位置。
'325申请描述了用于(例如,使用压电驱动致动器)将气囊压缩和减压的方法和组件。图16示出了用于将本文描述的微流体条带的气囊压缩和减压的另一示例性组件。图15描绘了致动器的透视图,该致动器使用偏心凸轮(偏心轮)来致动仪器(例如,诊断读取器)内的气囊的压缩和减压,以在如本文公开的微流体装置100(例如,端部填充条带)的微流体网络内移动液体样本。致动器包括基座128,该基座将微流体装置100支撑在可操作地固定位置中。基座128还支撑马达134,该马达包括固定到由马达134驱动的旋转轴上的偏心轮136(偏心凸轮)。偏心轮的周边接触杠杆臂132的中心部分,该杠杆臂具有固定到基座128上的第一端和覆盖致动底座130的上表面的第二自由端。致动底座130包括覆盖微流体装置100的气囊的下表面。致动底座130相对于微流体装置100沿竖直轴138自由移动,但在其他方面受到限制。当马达134使偏心轮136旋转时,周边沿竖直轴138向上或向下驱动杠杆臂。杠杆臂132的自由端沿竖直轴138抵靠气囊的上表面向上或向下驱动致动底座130。竖直运动将气囊压缩或减压,允许微流体装置100的微流体网络内的液体样本沿其移动,如上面和'325申请中描述。
在一些实施例中,图15中描述的气囊致动总成的变型包括被配置为压缩气囊的弹簧,并且其中凸轮被配置为克服弹簧阻力并提升致动底座以使气囊减压。因此,在一些情况下,当致动底座抬离气囊时,气囊完全减压,而当致动底座向下按压气囊时,气囊完全压缩。在一些实施例中,当致动底座向下按压气囊时,气囊壁置于张力下。因此,当致动底座被抬起时,气囊壁将缩回并且气囊减压。
如本文描述,在一些实施例中,气囊致动总成的偏心凸轮被配置为经由杠杆臂直接和/或通过弹簧将气囊压缩/减压。例如,杠杆和/或弹簧可以在气囊被正常压缩(即,置于张力下)的模式下经由杠杆和/或弹簧操作。凸轮抵靠杠杆或弹簧致动使杠杆或弹簧从气囊缩回,从而使气囊减压(例如通过使杠杆被抬升或允许弹簧缩回)。替代地,气囊可以在正常减压的模式下操作。凸轮抵靠杠杆或弹簧致动导致杠杆或弹簧压缩气囊。因此,在一些情况下,杠杆和/或弹簧可以施加压缩或减压作用,而凸轮施加相反作用(来自杠杆和/或弹簧)。
在一些实施例中,马达和凸轮可以移动经过4个独特的旋转位置:位置A)原始位置,其中致动底座完全抬离气囊,因此气囊被弹簧压缩;位置B)气囊完全减压,其中致动底座与气囊接触;位置C)气囊减压开始,其中致动底座从完全压缩的气囊位置升高几步;以及位置D)离开位置,其中致动底座在弹簧力下完全压缩,并且没有凸轮接触。在一些实施例中,对于本文描述的任何气囊致动总成,原始位置、离开位置和中间位置可以对应于相对气囊位置(例如,原始位置可以对应于气囊被完全减压,而离开位置可以对应于气囊被完全压缩)。
原始位置包括干扰凸轮旋转的塞子,因此其可以触发马达控制器中的失速检测以获知凸轮完全处于原始位置(例如,气囊被压缩)。在凸轮到达原始位置之前,气囊将完全减压(位置B)。该位置对应于位置(B)与(C)之间的步幅数,使得流体运动持续时间可以一致。位置(C)能够通过将凸轮或底座完全移开、然后使其后退到条带刚刚开始减压的点,使流体运动时间和培养持续时间的可变性最小化,由此表示马达的下一步将使流体移动。因此,这将使马达将偏心轮移动到用于气囊减压的位置的延迟最小化,由此使流体在微流体条带上移动的可变性最小化。
在一些实施例中,诊断读取器包括用于将原始位置和离开位置步幅计数存储在存储器中的软件,使得这些步幅计数中的一者或两者可以用于存储(B)和(C)的校准值,以供稍后在测定测试中使用。
对于本文描述的任何气囊致动系统实施例,诊断读取器可以使用马达控制器电路来驱动马达(例如,134),该马达进而驱动与致动底座(例如,130)对接的凸轮(例如,136),并且该底座进而减小或增加测试条带(例如,100)气囊上的压力。如本文描述,在一些实施例中,弹簧在气囊上施加压力(例如,经由致动底座),并且其中马达134和凸轮136被配置为通过提升致动底座来减小这种压力。
在一些实施例中,马达控制器可以驱动凸轮(例如,136)旋转约330度,并且该旋转约30度能够主动地改变气囊体积并移动流体。凸轮行程可以在约0.5mm至约3mm、约1mm至约2mm、或约1mm至约1.5mm的范围内。压缩距离(例如,气囊气隙)可以是约0.05mm至约3mm、约0.5mm至约2mm、或约1mm至约1.5mm。马达每转可以包括约10至30、约15至25或约18至22个总马达步幅(可以包括整个步幅)。马达齿轮比可以是约96:1。在一些实施例中,马达(例如,134)可以包括步进马达。
在一些实施例中,马达控制器和马达本身可以在约3.0V至约10.0V的范围、例如在5.0V下操作。在一些实施例中,低(8.5欧姆)马达线圈电阻有助于能够检测马达控制器中的马达失速。在一些实施例中,该诊断读取器被配置为感测对马达的旋转的阻力,其中所述阻力(例如,力反馈)可以用于检测凸轮的行程极限。
例如,在一些实施例中,该马达控制器包括失速检测特征以获知马达(例如,134)何时已经到达其行程末端(撞击机械“塞子”)。失速检测特征可以提供反馈,该反馈可以用作获知气囊被完全压下的代理。例如,如果凸轮的位置没有被正确地检测到,并且它试图旋转超出原始位置和气囊向下(离开)位置,则它可能永久地损坏仪器。如果使用者在气囊致动总成的致动底座被抬起之前试图移除微流体条带,则也可能对马达造成一定的损坏。失速检测特征可以检测反EMF(电动势)与马达电流的相位关系。当它们同相时,马达处于最大转矩负载;而它们异相时,马达处于最小转矩负载。
图16描绘了用于如本文描述的气囊的压缩和/或减压的另一示例性机构。在一些实施例中,该机构包括按压在气囊上的致动底座,其中螺线管可以用于升高和降低致动底座以分别对气囊减压和再压缩。在一些实施例中,开关用于触发致动底座位置的改变。在一些实施例中,开关与计时器可操作地连接,使得致动底座的移动可以被预先配置,诸如液体样本在微流体装置内交错移动以i)允许液体样本与一种或多种试剂相互作用并培养;ii)将液体样本和试剂移动到检测区以通过磁体(如本文描述)采集,和/或iii)使液体样本继续移动穿过微流体装置以(通过磁场)将检测区中未采集的任何颗粒和液体样本移动远离检测区。在一些实施例中,该计时器可以被配置为再压缩该气囊,使得该再压缩的气囊将液体样本移回到样本引入区(样本施加区),而不是在远侧方向上移动未采集的颗粒和液体样本。在一些实施例中,计时器被配置为以振荡方式将气囊压缩和减压,由此使得样本液体能够来回移动(例如,沿微流体装置的一部分移动),由此使得能够增加与试剂的混合和相互作用。如本文描述的计时器可以用本文描述的任何实施例(包括图15中公开的机构)来实施。在一些实施例中,当微流体装置(例如,条带)被插入时,气囊释放按钮使气囊致动底座(用靠近弹簧和阻尼器的箭头示出)被释放,由此使微流体装置能够被插入致动底座下面。
对于本文描述的任何实施例,在一些情况下,致动底座被配置为(例如,经由如本文描述的凸轮马达、压电致动器或螺线管)将气囊移动到完全减压状态与完全压缩状态之间的不同位置。例如,在一些实施例中,气囊从完全压缩位置移动到完全减压位置,由此使液体样本移动跨过微流体网络,穿过试剂区、检测区,并且在一些情况下穿过和/或到达气囊。在一些实施例中,气囊被配置为从完全压缩位置移动到第一部分减压位置,使得液体样本从样本引入端口(并且在一些情况下从毛细管塞子)移动到试剂区(如本文针对任何微流体条带所描述的)和/或检测区。在此类情况下,例如,当气囊处于例如第一部分减压位置时,可以允许液体样本与试剂一起培养。然后,气囊可以从第一部分减压位置移动到第二部分减压位置,由此使得液体样本(与试剂复合)能够移动到例如检测区。然后,在一些情况下,气囊可以移动到完全减压位置以使液体样本移动经过检测区。在一些情况下,气囊从第一部分减压位置移动到完全减压位置,其中液体样本移动到检测区和/或经过检测区。在完全减压的气囊将液体样本移动到检测区的情况下,气囊然后可以被再压缩以将液体样本推出检测区并返回穿过微流体装置,任选地从样本引入端口排出。
在一些实施例中,对于本文描述的任何实施例,经由微流体装置上的微流体网络的敞开通道促进液体样本移动穿过微流体装置。例如,缺少或最少使用多孔通路减少了对流体流动的干扰和/或允许准确的流体流动控制。在一些情况下,可以在微流体网络内使用多孔介质。
图12b是端部填充诊断条带450的第二实施例的俯视图,该端部填充诊断条带可以由诊断读取器(仪器)(诸如图2和图3中所示的诊断读取器)操作,如针对图1的端部填充条带100所讨论的,并且其中液体样本可以在移动跨过试剂区454之前首先在液体样本计量部分455中计量。端部填充条带450由针对图1的端部填充条带100所讨论的材料和层形成。从端部填充条带450的近侧周边466开始,端部填充条带450具有微流体网络,该微流体网络包括样本施加区452(样本引入端口)、试剂区454、液体样本计量部分455、毛细管塞子456、包括检测区458的检测通道459、转变区460和气囊462。端部填充条带450还包括通气通道(图12b中未示出),该通气通道具有设置在微流体网络内的毛细管塞子处的第一开口和设置成邻近条带的横向周边的第二开口,如针对图1的端部填充条带100所描述的。在一些情况下,图12b的端部填充条带450的粘合剂层465是不透明的(黑色)而不是半透明的。液体样本计量部分455允许液体样本采集在微流体装置上直到毛细管塞子,由此提供待测定液体样本的计量的预定体积。
除了气囊462和转变区460之外,图12b、图13b的端部填充条带450的尺寸可以与图1的端部填充条带100的尺寸相同,和/或如本文进一步描述。例如,图12b、图13b的端部填充条带450的转变区460的长度为约9mm至约13mm,诸如11mm。图12b、图13b的端部填充条带450的转变区460的宽度从检测区308的0.65mm近似宽度通过沿微流体网络的长度每mm横穿约0.5mm(例如,以约27度的角度增加)增加到气囊462的4.8mm全近似宽度。与图1的端部填充条带100的转变区110相比,图12b、图13b的端部填充条带450的转变区460的更平缓转变减小了在端部填充条带450的操作期间当样本液体通过检测通道459抽吸到气囊462中时样本液体的部分将彼此分离(这可能引入干扰气泡)的可能性。
图13b示出了图13a的端部填充条带的另一种形式(450')的俯视图,其中毛细管塞子456位于试剂区454的远侧。在此类实施例中,液体样本在被施加到样本施加区(样本引入端口)452时可以通过试剂区填充到毛细管塞子。
图12a是端部填充诊断条带400的另一实施例的俯视图,该端部填充诊断条带可以由诊断读取器(仪器)(诸如图2和图3中所示的诊断读取器200)操作,如针对图1和图13的端部填充条带100、450所讨论的。端部填充条带400由针对图1和图13的端部填充条带100、450所讨论的材料和层形成。从端部填充条带400的近侧周边416开始,端部填充条带400具有微流体网络,该微流体网络包括样本施加区(样本引入端口)402、试剂区404、与通气口414流体连通的毛细管塞子、液体样本计量部分405、包括检测区408的检测通道409、溢流贮存器407,以及通过一对贮存器支撑件与溢流贮存器间隔开的气囊412。溢流贮存器407和气囊412经由其间的气囊开口413呈气态连通。图12a的端部填充条带400还包括通气通道414,该通气通道具有设置在微流体网络内的毛细管塞子(未示出)处的第一开口和设置成邻近条带的横向周边的第二开口,如针对图1和图12b、图13b的端部填充条带100、450、450'所描述的。图12a、图13a的端部填充条带400、400'的尺寸可以类似于图1和图12b、图13b的端部填充条带所公开的尺寸,和/或如本文进一步描述的尺寸。
在使用中,图12a的端部填充条带如图1和图12b的端部填充条带100、450所公开的那样操作。在将样本液体施加到施加区402(样本引入端口)之前,压缩气囊412。样本液体(液体样本)通过毛细管作用流动通过微通道,直到样本液体的远侧液-气界面到达毛细管塞子(与通气口414流体连通),此时毛细管流动停止。通常,毛细管塞子位于试剂区的近侧,即,上游。样本液体可以在该位置处经由传感器位置420被检测到(如本文描述)。随后,气囊412减压,直到样本液体的远侧液-气界面已经移动穿过试剂区到达试剂区远侧的(即,下游的)位置。在(如本文描述,例如经由传感器位置421)感测到液体样本存在于该远侧位置之后,气囊减压停止,液体样本与试剂区中的可移动试剂接触。在样本液体使试剂区404内的试剂移动的培养时段之后,气囊412以受控速率减压以将样本通过检测区408抽吸到溢流(溢出)贮存器407中,例如,至少直到液体样本的近侧气-液界面已经移动穿过检测区到达检测区远侧的位置(如本文描述,其可以由位置422处的传感器检测)。当样本液体穿过检测区408时,磁性试剂(其可能已经预先位于试剂区中)保留在检测区中,如图1的端部填充条带所公开的。当图12的端部填充条带的气囊412处于压缩状态时,贮存器支撑件415限制或防止溢流贮存器的压缩。在压缩状态下,溢流贮存器在其内部下表面与上表面之间的高度将减小。溢流贮存器407的高度的减小将增加其中的样本液体经历的毛细管力。增加的毛细管力可以将样本液体的进入溢流贮存器407的部分与仍然位于检测区内的更侧部分分离,由此降低可以通过气囊412的压缩和减压来控制样本液体的位置和运动的精度。因此,贮存器支撑件415允许以紧凑形式使用与相邻溢流贮存器407呈气态连通的可压缩气囊412,而不损害样本液体位置和运动的精确控制。
图13a示出了图12a的端部填充条带的另一种形式(400')的俯视图,其中毛细管塞子406位于试剂区404的远侧。在此类实施例中,液体样本在被施加到样本施加区(样本引入端口)402时可以通过试剂区填充到毛细管塞子。
如本文描述,对于本文描述的任何微流体装置,诸如任何端部填充条带(例如图12a-b、图13a-b)或顶部填充条带,该装置(例如,条带)可以具有约40mm至约50mm、诸如约45mm的长度和约6mm至约10mm、诸如约8.5mm的宽度。在一些实施例中,设置在条带上的微流体网络可以具有约5mm至约8mm、诸如约6.5mm的宽度。在一些实施例中,样本引入端口(以及任选地,在微流体装置上的样本引入端口的直接近侧的通道的一部分,诸如本文描述的液体样本计量部分)具有约2mm至约5mm、诸如约3.2mm的宽度。在一些实施例中,试剂区的一部分(例如,图12a的404)和/或微流体网络中毛细管塞子所处的部分(例如,图13a的406)可以具有约2mm至约3mm、诸如约2.5mm的宽度。在一些实施例中,包括检测区的检测通道可以具有约0.5mm至约1.5mm、诸如约0.89mm的宽度。在一些实施例中,对于微流体网络内的任何通道,通道可以具有约0.05mm至约0.2mm、诸如约0.11mm的深度。如本文描述,在一些情况下,通道深度由位于微流体装置的顶部基板和底部基板上的相应粘合剂限定。
在一些实施例中,试剂区和通道到毛细管塞子的长度为约5mm至约15mm、诸如约8mm、约10mm或约12mm。在一些实施例中,检测区的长度为约3mm至约6mm,诸如约4mm。在一些实施例中,溢出贮存器的长度为约4mm至约10mm,诸如约6mm。在一些实施例中,气囊的长度为约15mm至约25mm,诸如约18mm。在一些实施例中,贮存器支撑件(例如,参见图12,元件符号415)具有约0.25mm至约3mm、诸如约0.5mm或约1.5mm的厚度。
图5a至图9b描绘了作为顶部填充条带300的示例性微流体装置,并且进一步描绘了当顶部填充条带插入诊断读取器内时诊断读取器的相对于顶部填充条带对准的各个组件。例如,图5a描绘了顶部填充条带的俯视图,该顶部填充条带具有样本引入端口302、试剂区303、通气口304、毛细管塞子306、检测区307和气囊316。在一些实施例中,毛细管塞子306位于试剂区303的近侧(即,上游)(即,毛细管塞子比试剂区304更靠近样本引入端口302)。
条带300描绘为具有约50mm的长度和约10mm的宽度。此外,气囊316被描绘为具有约40μl的体积。图5b描绘了条带300的侧视图,并且进一步描绘了诊断读取器的组件,诸如压电致动器和任选的致动底座310、磁体309、磁体屏蔽件308、光学检测总成(包括例如LED和光电二极管)312,以及气囊致动底座314。图5b描绘了当插入诊断读取器内时诊断读取器条带300的组件之间的示例性对准。所描绘的对准可以适用于本文描述的任何微流体装置,诸如端部填充条带。如本文描述,在一些情况下,端部填充条带包括与顶部填充条带类似的配置,其中至少一个差异是位于端部填充条带的近侧的周边处的样本引入端口的位置。在一些实施例中,条带300还包括上基板317(任选地具有粘合剂层,如本文描述)和下基板318(任选地具有粘合剂层,如本文描述)。对于微流体装置的任何实施例,微流体装置可以具有供液体样本流动通过的一个或多个通道。对于本文描述的微流体装置的任何实施例,气囊316的深度可以大于微流体装置的微流体网络上的任何通道的深度。在一些实施例中,磁体309和磁体屏蔽件308可以设置在微流体装置上方(被示为图5b中的下方),和/或光学检测总成312可以设置在微流体装置下方(被示为图5b中的上方)。
图5c描绘了条带300的侧视图,其中将一定体积的液体样本(例如,20μl)施加到样本引入端口302。
图6a描绘了图5a的条带300。图6b描绘了(图5a的)条带300的侧视图,其中气囊致动底座314向下按压气囊316,由此压缩气囊。在一些实施例中,在将本文描述的条带插入诊断读取器中(例如,处于可操作地固定状态)之后,按压诊断读取器上的按钮使得致动底座能够向下按压气囊(如本文描述)。
图7a描绘了条带300的俯视图,其中液体样本已经通过样本引入端口施加,并且其中液体样本经由毛细管作用流动到毛细管塞子。图7b描绘了图7a中的具有液体样本的条带300的侧视图。
图8a描绘了图8b的条带300的俯视图,其描绘了增强液体样本与试剂区内的试剂之间的混合和相互作用的任选步骤。例如,在一些情况下,压电致动器、任选地与致动底座310一起被配置为抵靠上基板振荡,由此使条带300的微流体网络内的通道压缩和减压(在一些情况下,细微的压缩/减压)。在一些情况下,这种振荡还导致或替代地导致振动。在一些情况下,这种压缩/减压和/或振动促进液体样本与试剂的相互作用和混合。在一些情况下,压电致动器能够在液体样本上施加一定范围的频率,以增强液体样本与试剂之间的混合和/或相互作用。
如本文描述,在一些实施例中,毛细管塞子306位于试剂区304的近侧。因此,液体样本将首先流向毛细管塞子,其中可以采集计量体积的液体样本。在一些情况下,然后(例如,经由气囊的部分减压)将液体样本移动到试剂区,以便实现液体样本与试剂混合和培养,如本文描述。
图9a描述了条带300的俯视图,其中液体样本已经通过检测通道移动到气囊316中。图9b描绘了图9a的条带300的侧视图,其中由于致动底座被抬离气囊,液体样本被示为已经从试剂区移动通过检测区(并且因此经过磁体309)到达气囊316。在一些实施例中,致动底座抬离气囊可以以受控方式进行,并且在给定时间段(例如,约2分钟、约3分钟、约4分钟、约5分钟、约6分钟、约7分钟、约10分钟)内发生。在一些实施例中,气囊的这种受控减压使得液体样本能够以受控方式移动穿过微流体网络,由此使得由磁体施加的磁场能够在检测区中采集磁性试剂颗粒,该磁性试剂颗粒可以与液体样本内的靶标复合。因此,所采集的磁性试剂颗粒可以暴露于光(经由来自光学检测总成的LED),其中信号(例如,荧光信号)可以由颗粒发射,该信号可以由光电二极管(在光学检测总成上)检测,由此与样本中靶标的存在和/或量相关联。
图2、图3和图11a至图11e描绘了如本文描述的示例性诊断读取器。如图2和图3所示,诊断读取器200包括微流体装置引入端口202以用于接收如本文描述的微流体装置。诊断读取器还可以包括按钮以用于使得微流体装置能够以可操作地安全状态插入诊断读取器内。按钮还可以实现微流体装置内的一个或多个机构(诸如,例如用于将气囊压缩/减压(如本文描述)、操作光源以实现用液体样本和试剂混合物检测可检测标记(例如,光学标记)的机构)的致动,和/或致动一个或多个机构以帮助实现液体样本与试剂之间的进一步混合和相互作用(如本文描述)。
图11a描绘了图2的诊断读取器。图11b至图11e描绘了诊断读取器内的示例性组件,诸如用于对准诊断读取器内的微流体装置的凹口315(图11b)。图11c描绘了用于进一步混合液体样本和试剂的示例性致动机构,该机构包括弹簧和换能器。图11c至图11d描绘了示例性固定磁体以及与光学检测器(诸如光电二极管)对准的示例性屏蔽件(间隔件),该光学检测器用于检测由用光照射(例如,微流体装置的检测区中)的试剂的可检测标记发射的信号(例如,荧光)。图11e描绘了固定在诊断读取器内的位置中的磁体122和间隔件124的示例性取向,并且其中磁体和间隔件的长度延伸跨过诊断读取器的宽度(并且因此当微流体装置插入诊断读取器中时,延伸跨过微流体装置的宽度)。图11f描绘了如本文描述的示例性微流体装置,该微流体装置插入诊断读取器内。
在一些实施例中,固定磁体和光学检测系统在检测读取器内对准。如本文描述,可以基于试剂的检测标记(例如,光学检测标记)光学地检测液体样本内的一个或多个靶标,该试剂被配置为结合到靶标并且还被采集在微流体装置的检测区中(经由由固定磁体产生的磁场,如本文描述)。光学检测系统可以包括用于照射微流体装置的检测区(以及因此检测区内的检测标记)的光源,和用于检测从采集在检测区中的可检测标记发射的信号的光学检测器。在一些情况下,该信号是由检测标记在照射时发射的荧光。
在一些实施例中,诊断读取器被配置为检测液体样本和微流体装置内的对应位置(位于诊断读取器内)。在一些实施例中,这种液体样本的检测是以光学方式执行的。例如,在一些情况下,诊断读取器包括一个或多个光学传感器(诸如反射光学传感器),其可以用于检测i)诊断读取器内微流体装置的存在和/或不存在,ii)微流体装置完全插入诊断读取器内(例如,可操作地固定状态),和/或iii)检测液体样本穿过微流体装置的移动。光学传感器的这种检测可以经由测量一次穿过微流体网络(例如,通道)的光的透射率或者通过测量两次穿过通道(在第一次穿过之后被反射)的光的透射率来进行。液体样本流体前沿的存在可以通过由于穿过'检测'区的气-液界面引起的透射率的变化来确定。在一些实施例中,诊断读取器包括设置在不同位置处的光学传感器,以用于在此类不同位置处(在微流体装置上,以及在诊断读取器内)检测液体样本。
在一些实施例中,在测试开始时检测插入诊断读取器时微流体装置(例如,端部填充条带、顶部填充条带等)的存在以发起测试过程。在测试过程期间,读取器可以检测条带是否被移除,并且软件(与诊断读取器相关联)可以产生错误。在测试过程结束时,读者可以根据指示确认条带已被移除。
如本文描述,在条带上的第二位置处使用这种类型的另外两个光学传感器,以检测样本施加到测试条带上以及流体尚未行进太远。在一些情况下,这是很关键的,因为它用于启动培养计时器-例如,样本和试剂完全混合所需的时间量。在一些情况下,在条带上的另一位置处使用这种类型的另一光学传感器以检测样本已经移动到洗涤贮存器中,因此确认适当的流体运动。
图12a、图13a描绘了一个或多个光学传感器(如本文描述)的示例性位置(420、421和422)。在一些实施例中,此类光学传感器能够检测微流体网络内的样本液体。例如,在一些实施例中,条带通道设计和光学传感器位置被匹配以实现对所施加的足够的液体样本的检测、洗涤检测,以及实现其他流体运动控制功能(例如,经由诊断读取器)和对正确的流体测定运行的检测。在一些实施例中,传感器可以用于检测干燥到湿润和/或湿润到干燥的转变。因此,在一些实施例中,诊断读取器被配置为在测试运行期间控制流体位置,和/或确认流体前沿弯液面已经通过特定传感器和/或后沿弯液面已经通过特定传感器。在一些实施例中,光学传感器位于液体样本计量部分405内和/或靠近毛细管塞子(例如,参见图12a中的420),以检测条带上液体样本的存在。在一些实施例中,光学传感器位于检测通道的入口处或附近,该入口可以在试剂区内或在试剂区的远侧(例如,参见图12a中的421),以便检测液体样本到试剂区的运动。在一些实施例中,光学传感器位于溢出贮存器区域内(例如,参见图12中的422),以便检测液体样本超出检测通道和检测区的运动。例如,在一些实施例中,如果液体样本到达并随后根据预期的测定定时离开传感器422,则弯液面洗涤完成并离开检测区。
本文描述了一种用于检测液体样本中靶标的存在和/或量的本文描述的诊断读取器的示例性操作方法。首先,诊断读取器(例如,参见诊断读取器200)的门敞开并通电。然后,诊断读取器提示微流体装置(例如,如本文描述的顶部填充条带、如本文描述的端部填充条带)插入诊断读取器内,其中诊断读取器被配置为检测微流体装置插入其中(例如,经由如本文描述的光学传感器)。一旦微流体装置已被插入诊断读取器内,诊断读取器然后就可以提示将样本(例如,如本文描述的液体样本)施加到微流体装置。在一些情况下,所施加的样本由诊断读取器检测(例如,经由如本文描述的光学传感器)。当检测到微流体装置上的样本(或样本的施加)时,诊断读取器可以提示读取器上的门关闭以执行测定。然后诊断读取器开始检测过程,其中液体样本可以与试剂一起培养,然后液体样本移动穿过微流体装置以便能够检测液体样本中靶标的存在和/或量(经由如本文描述的光学检测系统)。诊断读取器计算(检测的)结果,并且在一些情况下,显示阳性或阴性结果。在一些实施例中,当诊断读取器提示从读取器中移除微流体条带时,继续显示结果。诊断读取器将在微流体装置已被移除之后的短暂超时之后断电,并且读取器的门关闭。
图22至图26b描绘了用于将液体样本施加到本文描述的任何微流体装置(例如,端部填充条带、顶部填充条带)的施加器的各种示例性实施例。
参考附图22,提取小瓶50被配置为用于制备由液体缓冲剂和生物标本组成的液体混合物85,以促进确定存在于生物标本中的一种或多种靶标的存在和/或量。提取小瓶50还被配置用于将液体混合物85直接施加到微流体装置的样本引入端口(例如,样本施加区)。例如,提取小瓶50可以用于将液体混合物85施加到本文公开的任何微流体装置(例如,条带),诸如图1、图5A至图9B、图17或图18的微流体条带,或'325申请中公开的任何条带。微流体装置可以包括一个或多个由无孔、防渗透基板限定的微通道,其中微通道是敞开的,例如,未被一定会让流体穿过的固相或多孔隔膜填充或占据,例如,不含固相或多孔隔膜。此类微流体条带可以与包括本文公开的任何诊断读取器(诸如,例如附图2或附图3的诊断读取器200或在'325申请中公开的任何读取器)的任何兼容的诊断读取器一起使用。
提取小瓶50包括管状主体52,该管状主体具有基座55、主体开口53、施加器帽54和密封帽64。该管状主体可以与施加器帽可移除地联接。施加器帽54包括具有玻璃过滤层58和泡沫过滤层60的两级过滤器。泡沫过滤层60可以由诸如聚氨酯或聚乙烯的聚合物形成。在实施例中,泡沫过滤层是烧结的,例如,由烧结的珠粒(诸如直径为约5微米至15微米或约10微米的珠粒)烧结而成。至少一些珠粒(例如,过滤器总珠粒的约15%至50%,例如约30%)可以是大小与其余珠粒类似的离子交换珠粒。
施加器帽54还包括多孔施加器56。密封帽64包括具有帽开口66的大致管状主体62。密封帽64被配置为在其中容纳多孔施加器56,使得帽开口66的唇缘67经由卡扣配合或其他固定机构(例如,螺纹)接合施加器帽54的远侧肩部68,以防止液体混合物离开提取小瓶50。施加器帽54经由螺纹(未示出)或其他固定机构(例如,卡扣配合)接合管状主体52。
施加器56包括近侧尖端57,通过该近侧尖端,由尖端57保持的液体混合物85被施加到如下文讨论的微流体条带(本文描述)的样本施加区。尖端57延伸距离d1超出施加器帽54的近侧肩部69。距离d1通常为至少约2mm,例如至少约3mm,并且可以为约15mm或更小、约10mm或更小、或约7.5mm或更小。尖端57的近侧延伸超出施加器帽54的近侧肩部69促进将由尖端57保持的液体施加到微流体装置的样本施加区(如本文描述),而不受施加器帽54的近侧肩部69的干扰。施加器56的至少一部分包括充分性指示器,其响应其中液体的存在。充分性指示器可以位于尖端57内或可以分布在基本上所有(例如,所有)施加器56中。当足够的样本液体存在于施加器56内时,充分性指示器改变颜色或其他光学特性。在使用期间,充分性指示器警告使用者液体已经到达尖端57并且准备好施加到微流体装置。
提取小瓶50可以被提供给使用者,一定量的液体缓冲剂存储在管状主体52内,并且可移除密封件(未示出)覆盖主体开口53。可移除密封件通常由金属箔、聚合物层(例如,聚合物膜)或其组合组成,以防止液体缓冲剂通过主体开口53以及防止其中的液体缓冲剂蒸发。示例性密封件是多层密封件,其具有约0.025mm的厚度并且由聚合物-金属-聚合物层(例如,聚乙烯-铝-聚乙烯)形成。密封件可以热熔接到管状主体。
管状主体52由聚乙烯或其他聚合物形成,并且其内表面61可以被处理以减少液体混合物85中待确定蛋白质或其他靶标的吸附或非特异性结合。管状主体52是可变形的,使得其外表面65可以如箭头A1所指示被压缩以增加其中的压力,并如下文所讨论通过过滤器58、60和多孔施加器56排出液体混合物。如附图22所示,提取小瓶50处于施加取向上,其中液体混合物85与玻璃过滤器58的暴露表面59接触。
液体缓冲剂的成分取决于要对其使用提取小瓶的生物标本和靶标的类型。例如,在一些实施例中,液体缓冲剂被配置为裂解存在于生物标本中的细胞,而在其他实施例中,液体缓冲剂被配置为保持细胞完整,而不裂解或以其他方式释放其内容物。液体缓冲剂可以包括阻断剂,例如,基于蛋白质的阻断剂,例如,基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白,以减少蛋白质或其他生物化合物与管状主体52的内表面61和/或过滤器58、60或多孔施加器56的组件的非特异性结合。
提取小瓶50可以在用于确定存在于生物标本中的一个或多个靶标的存在和/或量的工作流程中如下操作。示例性生物标本可以从哺乳动物(例如,人类)采集,并且包括鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道样本。生物标本可以用采集拭子或其他合适的标本采集工具采集。一旦获得了生物标本,使用者就将提取小瓶50定位在非施加取向上,其中液体缓冲剂聚集在管状主体52的相邻基座55和相对开口53。使用者移除该可移除密封件以暴露主体开口53和其中的液体缓冲剂。使用者将携带生物标本的采集工具(例如,采集拭子的尖端)插入液体缓冲剂中,并搅动该工具以将生物标本与液体缓冲剂组合,形成待测定液体混合物。使用者可以如箭头A1所示压缩管状主体52的外表面65,以挤压采集工具,从而将更多生物标本释放到液体缓冲剂中。一旦生物标本已经从采集工具中释放到液体缓冲剂中,使用者就可以从管状主体52中移除采集工具。替代地,使用者可以例如通过破坏易碎连接以将采集拭子的尖端与采集拭子的轴的其余部分分离将采集工具或其一部分留在管状主体52内。
然后使用者将施加器帽54固定在主体开口53上方,使得液体混合物85在离开管状主体52时必须通过过滤器58、60和多孔施加器56。当使用者准备好对存在于液体混合物85中的靶标执行确定时,使用者使微流体装置准备好以供诊断读取器操作,例如,如本文分别针对图1、图17和图18的端部填充条带100、300、400或'325申请中所公开的。使用者将提取小瓶50定位在施加取向上,使得液体混合物85接触玻璃过滤器58的暴露表面59,然后开始进入并穿过过滤器58、60和施加器56。过滤器58、60保留可能干扰其中靶标的确定的微粒。液体混合物85中的液体(滤液)可以经由毛细管作用穿过过滤器和施加器。替代地或组合地,使用者可以通过沿箭头A1挤压外表面65以迫使液体通过过滤器并进入施加器56来增加管状主体52内的气压。当液体混合物85的液体(滤液)已经到达施加器56的近侧尖端57时,充分性指示器警告使用者足够的液体(滤液)已经到达尖端57。尖端57保持液体,使得液体不会无意中滴落。然后,使用者使微流体条带的样本施加区与由尖端57保持的液体(滤液)接触,于是液体进入微流体条带的微流体网络,如针对向图1、图17和图18的微流体条带的样本施加描述。在施加期间,包括施加器尖端57的施加器56保持基本上未被压缩,例如,施加器56或尖端57的体积基本上未被压缩来减小其体积并且未从尖端57“挤压”液体样本或经由施加器56的压缩迫使液体进入微流体网络。相反,施加到样本施加端口(样本施加区)的液体通过毛细管作用从施加器56的尖端57通过样本引入抽吸到条带的微流体网络中(如本文描述)。例如,条带的微流体网络内的毛细管力可以大于施加器尖端内的毛细管力,由此使得液体样本能够流到微流体装置上。
一旦液体混合物85中的足够的液体(滤液)已被施加到样本施加区,使用者就将提取小瓶50重新定位在非施加取向上并用密封帽64封闭施加器56以密封提取小瓶。然后,诊断读取器操作微流体装置以确定所施加的液体中的一个或多个靶标,例如,如本文针对图1、图5A至图9B、图17、图18的条带或针对'325申请的任何微流体装置所公开的。
现在参考附图23,提取小瓶50'包括管状主体52、施加器帽54、过滤器58、60和如针对提取小瓶50公开的密封帽(未示出)。提取小瓶50'包括具有圆形近侧尖端57'的多孔施加器56',该圆形近侧尖端延伸距离d1'超出施加器帽54的近侧肩部69。距离d1'小于提取小瓶50的施加器56的尖端57的距离d1(图22)。例如,距离d1'的最大范围可以是至少约2mm,例如至少约3mm并且可以是约7mm或更小、约6mm或更小、或约5mm或更小。尖端57'包括如针对尖端57或施加器56所讨论的充分性指示器。在使用中,操作提取小瓶50'以制备缓冲剂与生物标本的液体混合物85,并将液体混合物85中的液体(滤液)施加到如针对提取小瓶50所公开的微流体条带的样本施加区。施加期间施加器56'(例如,关于体积和毛细管作用)的行为与针对提取小瓶50的施加器56所公开的相同。
参考附图24a至图24g,提取小瓶150包括管状主体152、施加器帽154和密封帽164。如下面进一步讨论的,施加器帽154包括一体式采集拭子171,其具有轴173和采集拭子尖端175。类似于提取小瓶50和50',提取小瓶150被配置为用于制备包括液体缓冲剂84与生物标本179的液体混合物85(参见图24c和图24d),以允许确定存在于生物标本中的一个或多个靶标的存在和/或量,并且用于将液体混合物85中的液体(滤液)直接施加到本文描述的微流体装置的样本引入端口(样本施加区)。
除了施加器帽154之外,提取小瓶150还包括管状主体152,该的液体混合物具有基座155、主体开口153和密封帽164。施加器帽154包括具有玻璃过滤层58'和聚氨酯泡沫过滤层60'的两级过滤器。相对于提取小瓶50、50'的过滤器58、60(图22和图23),过滤器58'、60'的顺序在提取小瓶150中颠倒,使得施加帽154的过滤层60的表面159被设置成直接接触管状主体152内的液体混合物85(图24e)。施加器帽154还包括多孔施加器56'。密封帽164包括具有帽开口166的大致锥形主体165(图24f)。密封帽164被配置为在其中容纳多孔施加器56',使得帽开口166的唇缘167经由卡扣配合或其他固定机构(例如,螺纹)接合施加器帽154的远侧肩部68,以防止液体混合物离开提取小瓶150。施加器帽154经由螺纹(未示出)或其他固定机构(例如,卡扣配合)接合管状主体152。
采集拭子尖端175被配置为例如从诸如人类的哺乳动物采集生物标本179。示例性生物标本包括鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道样本。采集拭子尖端175与烧结的或三维打印的聚合物(例如,聚乙烯或聚氨酯)的轴173一体地形成,但是也可以使用包括植绒或纺成纤维拭子尖端、海绵或泡沫尖端或其组合的替代采集拭子尖端。这种烧结拭子尖端可以由不同大小的珠粒(例如,不同大小的聚乙烯或聚氨酯珠粒)形成,以使尖端具有可变纹理。
管状主体152具有类似于管状主体52的特性,包括材料成分、可变形性和吸附或非特异性结合的减少。当提供给使用者时,管状主体152包括一定量的液体缓冲剂84,并且主体开口153用密封件177密封(图24a)。液体缓冲剂和密封件177可以具有与针对提取小瓶50公开的液体缓冲剂和密封件相同的性质和成分。
关于图24c至图24g讨论提取小瓶150的操作。在图24c中,施加器帽154具有固定到其上的密封帽164,并且采集拭子171准备用于采集生物标本。例如,使用者可以使用采集拭子尖端175来采集鼻或鼻咽标本或如本文所公开的另一生物标本。
在图24d中,一定量的采集的生物标本179由采集拭子尖端175保持。使用者移除密封件177,通过主体开口153将采集拭子尖端175插入到液体缓冲剂中,并将施加帽154固定到管状主体152上。然后,使用者形成液体缓冲剂84与生物标本179的液体混合物85,如针对提取小瓶50所公开的。一旦形成液体混合物85,使用者将如图24g所示的提取小瓶150定位在施加取向上,其中液体混合物85与过滤器60'的暴露表面159接触。在移除密封帽160之后,使用者将一定量的液体混合物85施加到微流体装置183的样本施加区185,如针对提取小瓶50所公开的(图24g)。微流体装置183可以是本文描述的任何微流体条带(例如,100、300、400等)。用于将液体混合物85中的滤液施加到施加区185的过程和施加期间施加器56'的性质与提取小瓶50、50'的相同。通过比较图24f和图24g可以看出,施加器56'内的充分性指示器已经改变颜色(图24g),指示其中存在液体。
现在参考附图25a至图25d,提取小瓶250包括管状主体52"、施加器帽54'、过滤器58、60、覆盖管状主体52"的开口的密封件177、液体缓冲剂84、多孔施加器56"和如针对提取小瓶50/50'公开的密封帽64。提取小瓶250被配置为用于制备由液体缓冲剂与生物标本组成的液体混合物85,以促进确定存在于生物标本中的一种或多种靶标的存在和/或量,如上文针对提取小瓶50、50'、150所公开的。提取小瓶250可以用在确定存在于生物标本中的一个或多个靶标的存在和/或量的工作流程中,如针对此类提取小瓶(例如,关于提取小瓶50)所公开的。
密封帽64包括具有帽开口66的大致管状主体65。密封帽64被配置为在其中容纳多孔施加器56",使得帽开口66的唇缘67经由卡扣配合或其他固定机构(例如,螺纹)接合施加器帽54'的远侧肩部68',以防止液体混合物离开提取小瓶250。施加器帽54'经由螺纹81、81'(例如,参见图25b和图25d)或其他固定机构(例如,卡扣配合)接合管状主体52"。
提取小瓶250被配置为促进在样本液体85从管状主体52"排入多孔施加器56"之后使管状主体52"内的气压与环境大气的气压均衡。多孔施加器56"包括远侧轴孔73、具有内径d2的通道71以及肩部68"。肩部68"可以被配置为接触肩部68'。通道71的内径d2通常足够小到其中的毛细管力防止液体85流出通道71,并替代地芯吸到施加器56"中以用于施加到如附图24g所示的条带上。例如,内径d2可以是约2mm或更小、约1.5mm或更小、约1mm或更小、或约75微米或更小。
施加器帽54'包括近侧帽突起75,其经大小设计并且被配置为适于牢固地容纳在多孔施加器56"的远侧轴孔73内。施加器帽54'还包括延伸穿过帽突起75的帽通道77。远侧轴孔73和近侧帽突起75被示出为圆柱形,但是也可以具有其他横截面,例如多边形(诸如正方形或三角形)、纹理化(诸如具有滚花表面的帽突起)、花键的(诸如星形)或其组合。参考图26a至图26b,施加器帽54"包括花键近侧帽突起75',其仅在由表面91产生的离散接触点处接触施加器56"的内表面,由此在帽突起75'与施加器56"的远侧轴孔73的内表面之间留下间隙89。间隙89促进气体(例如,空气)在如下文讨论的液体排出之后再次进入管状主体52"。
提取小瓶250可以在用于确定存在于生物标本中的一个或多个靶标的存在和/或量的工作流程中如下操作,如针对提取小瓶50所公开的。一旦获得了生物标本,使用者就将提取小瓶250定位在非施加取向上,其中液体缓冲剂84聚集在管状主体52"的基座附近并与由密封件177覆盖的开口相对。使用者移除密封件177以暴露管状主体52"的主体开口和其中的液体缓冲剂84。然后使用者形成如针对提取小瓶50所公开的液体混合物。
然后使用者将施加器帽54'固定在管状主体52"的主体开口上方,使得液体混合物85在经由帽突起75的通道77离开管状主体52"时必须穿过过滤器58、60。当使用者准备好对液体混合物85中存在的靶标执行确定时,使用者使微流体装置准备好以供诊断读取器操作,例如,如针对提取小瓶50所公开的。使用者将提取小瓶250定位在施加取向上,使得液体混合物85接触过滤器60的暴露表面,然后开始进入并穿过过滤器58、60。液体混合物85中的液体(滤液)可以经由毛细管作用穿过过滤器和施加器。替代地或组合地,使用者可以通过挤压管状主体52"的外表面来增加管状主体内的气压,如针对提取小瓶50所公开的,以迫使液体穿过这些过滤器。液体混合物85穿过过滤器58、60,进入帽突起75的通道77,离开帽突起75并进入多孔施加器56"的通道71。通道71内的毛细管力防止液体混合物85仅流出多孔施加器56"。相反,液体混合物85芯吸到多孔施加器56"中,该多孔施加器可以具有如针对提取小瓶50的多孔施加器56描述的液体充分性指示器。
一旦足够的液体已经进入多孔施加器56",使用者就可以例如通过减小管状主体52"的外表面上的压力来减小管状主体内的气压。在减小施加到管状主体52"的外表面上的压力时,其壁倾向于返回到未压缩状态,从而增加管状主体52"的内部体积并减小其中的气压。减小的内部气压导致气体(例如,来自围绕提取小瓶250的环境大气的空气)经由多孔施加器56"的通道71和帽突起75的通道77被迫进入管状主体52"中。多孔施加器56"的通道71的存在减小了阻力,否则当其中的气压减小时,该阻力将阻止气体重新进入管状主体52"。尽管通道71被示为延伸穿过多孔施加器56"的敞开通道,但是其他实施例也是可能的。例如,通道可以不完全延伸穿过多孔施加器,而是可以例如在多孔施加器的远侧或近侧处封闭。在此类实施例中,气体返回到管状主体52"的路径长度(以及因此对气体回流的阻力)仍然小于在没有任何气体通过多孔施加器的通道的情况下的路径长度。作为另一实例,通道可以不是如针对通道71所示的完全敞开,而是可以是多孔施加器的密度减小和/或孔隙率增大的区域,其提供气体回流阻力减小的益处。在一些情况下,气体回流允许气体进入管状主体,由此有助于防止液体样本由于管状主体中的压力较低而被抽回到管状主体中。
在多孔施加器56"中存在足够的液体混合物85的情况下,使用者然后可以将液体样本施加到微流体条带上,如针对提取小瓶50、50′、150描述的。一旦液体混合物85中的足够的液体(滤液)已被施加到样本施加区,使用者就将提取小瓶250重新定位在非施加取向上并用密封帽64封闭施加器56"。然后,诊断读取器操作微流体装置以确定所施加的液体中的一个或多个靶标,例如,如本文针对图1、图17、图18的条带或针对'325申请的任何微流体装置所公开的。
实例
实例1:经由通过采集拭子保持的液体样本的端部填充施加
使用顶部填充微流体装置和端部填充微流体装置来比较SARS-CoV2病毒检测,该顶部填充微流体装置具有样本施加区,该样本施加区具有设置在该装置的上表面上的端口,该端部填充微流体装置具有样本施加区,该样本施加区具有设置在该装置的周边的端口(参见下面的嵌图7)。顶部填充微流体装置是微流体条带,其被配置为和操作用于检测SARS-COV2病毒抗原,如'325申请中所公开的。每个条带包括具有可检测荧光标记的第一试剂和具有磁性颗粒的第二试剂,如'325申请中公开的。通过沿与微流体装置的公共供应通道(如在'325申请中使用的术语)相交的线切割装置的近侧使得公共供应通道在微流体装置的近侧周边形成开口,从这种顶部填充装置制备端部填充装置,该开口形成微流体装置的样本施加端口。
图17和图18分别描绘了示例性顶部填充微流体条带500的俯视图和仰视图,其中样本经由位于装置500顶部的端口提供。图19和图20分别描绘了示例性端部填充微流体条带550的俯视图和仰视图,其中样本经由位于端部填充条带550的近侧周边的端口提供。
基于中位组织培养感染剂量(TCID 50)的原始存量浓度为1.51x 106,在缓冲剂溶液中制备热灭活的SARS CoV 2病毒的系列稀释液。在其中执行稀释的缓冲剂溶液是400mMtris,1mg/ml BSA。该缓冲剂溶液不引起病毒裂解。将每种病毒稀释物的50μl等分试样施加到拭子(来自MWE的目录号MW112的拭子)上并放置10秒,然后将具有稀释等分试样的拭子尖端引入到提取缓冲剂管中培养1分钟,在该培养期间搅动拭子以将稀释缓冲剂与提取缓冲剂组合。相应的管中的提取缓冲剂的体积为700μl(用于顶部填充条带)和150μl(用于端部填充条带)。提取缓冲剂被配置为裂解存在于提取缓冲剂与稀释缓冲剂的混合物中的病毒。
使用顶部填充条带执行确定:对于每种相应的稀释液,用700μl提取缓冲剂从管中移除拭子尖端,同时挤压拭子尖端以从拭子中洗脱尽可能多的稀释缓冲剂。在从缓冲剂中移除拭子尖端之后,将帽施加于管。如在2020年9月23日提交的标题为“提取容器(Extraction Container)”的美国专利申请第63/082,246号中公开,通过具有过滤器的管帽将每个管中的液体样本逐滴施加到相应的顶部填充条带,该申请通过引用整体并入本文。使用如'325申请中公开的仪器操作条带,不同的是仅使用条带的四个可用通道中的一者执行确定。仪器检测从每个条带的检测区发射的荧光强度。
使用端部填充条带执行确定:对于每种相应的稀释液,用150μl提取缓冲剂从管中移除拭子,而不挤压拭子尖端,使得拭子尖端保持液体样本。然后将保持液体样本的拭子尖端施加到相应的端部填充条带的样本施加端口。来自拭子尖端的液体样本经由毛细管作用流入端部填充条带的微流体网络中。使用与用于顶部填充条带相同的仪器操作每个条带,仅在可用四个通道中的一者中执行确定。
图21A至图21B示出了与使用顶部填充条带(在曲线图中识别为“Std”)和端部填充条带的每种相应稀释物的荧光强度相对应的数据点。图21A中的数据曲线图示出了病毒稀释系列的较高浓度的荧光强度,而图21B中的数据曲线图示出了病毒稀释系列的较低浓度的荧光强度。在每个曲线图中,端部填充条带的数据点和拟合线具有比顶部填充(std填充)条带的对应数据点和拟合线更高的斜率。
图21C示出了病毒稀释系列的较低浓度的荧光强度,其针对x轴上的施加到条带的病毒颗粒的数量(PFU)而不是TCID50来绘制,其中PFU通过从泊松分布乘以0.69将每个TCID50转化为PFU来计算的。
在稀释系列的每一端,端部填充条带(具有150μl提取缓冲剂)显示出比顶部填充(标准填充)条带(700μl提取缓冲剂)更大的灵敏度。将病毒样本施加到未裂解的拭子上并允许病毒通过与150μl提取缓冲剂培养1分钟而裂解不会妨碍测定的执行。事实上,用这种方法测定效果更好,这可能是由于在稀释缓冲剂中加入BSA潜在地防止/减少病毒在连续稀释期间损失到管表面。在另一实验(未示出)中,将病毒单独稀释在PBS中,并且尤其是在低病毒浓度时,端部填充和标准施加两者的信号都下降,这加强了在不存在阻断剂(诸如BSA)的情况下病毒可能损失到管中的想法。
单独的稀释体积的差异(150μl对700μl)不足以解释最终填充方法的性能提高。可能通过标准施加方法在帽中使用的过滤器也结合一些分析物以进一步减小施加到条带上的浓度。认为尽管来自拭子的条带的直接端部填充不使用过滤器,但是这将不会负面地影响测定的性能,因为仅溶解的材料可通过毛细管作用被抽吸到条带中,而拭子材料本身可能充当过滤器。
附加实施例
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:将由采集拭子的尖端保持的液体样本施加到微流体装置的样本引入端口。
在一些实施例中,所述微流体装置包括与所述样本引入端口流体连通的微流体网络,并且将由所述采集拭子的尖端保持的液体样本施加到所述样本引入端口包括将由所述采集拭子的尖端保持的液体样本中的至少一些液体样本从所述尖端通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中。在一些实施例中,所述方法包括通过所述样本引入端口和/或所述微流体网络的至少一部分内的毛细管作用来执行抽吸所述至少一些液体样本。在一些实施例中,将所述样本通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中包括使从所述采集拭子的尖端抽吸的液体样本中的至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动。在一些实施例中,使从所述采集拭子的尖端抽吸的液体样本中的至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动是通过毛细管作用执行的。在一些实施例中,所述微流体网络包括毛细管塞子,并且使从所述采集拭子的尖端抽吸的液体样本中的至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动包括当所述液体样本的远侧液-气界面到达所述毛细管塞子时停止所述流动。在一些实施例中,所述毛细管塞子包括通气口,所述通气口与所述微流体装置周围的环境大气呈气态连通。
在一些实施例中,所述方法包括用通过所述样本引入端口从所述采集拭子的尖端抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本溶解设置在所述微流体网络的该至少一部分内的至少一种试剂。在一些实施例中,所述至少一种试剂包括第一试剂,所述第一试剂包括被配置为结合指示病原体的靶标的第一部分和包括光学标记的第二部分。在一些实施例中,所述至少一种试剂包括第二试剂,所述第二试剂包括:第一部分,所述第一部分被配置为例如以与所述靶标和所述第一试剂呈夹心关系结合所述靶标;以及第二部分,所述第二部分包括磁性颗粒。
在一些实施例中,所述方法还包括使包括溶解的至少一种试剂的至少一些液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子。在一些实施例中,使包括所述溶解的至少一种试剂的至少一些液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子包括与所述环境大气的压力相比减小所述远侧液-气界面的气体的压力。在一些实施例中,减小所述气体的压力包括增加所述微流体网络内由所述远侧液-气界面的气体占据的体积。在一些实施例中,增加由所述气体占据的体积包括增加所述微流体通道网络在由所述远侧液-气界面的由气体占据的位置处的高度。在一些实施例中,增加高度包括使偏心构件(例如,轮子)旋转,该偏心构件具有设置成与所述微流体装置的外部接触的周边,所述外部覆盖由所述远侧液-气界面的气体占据的位置。
在一些实施例中,使包括所述溶解的至少一种试剂的至少一些施加的液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子包括使包括所述溶解的试剂的至少一些施加的液体流动通过局部磁场。在一些实施例中,使包括所述溶解的试剂的至少一些液体流动通过所述微流体网络内的局部磁场包括将包括结合到所述靶标的第二试剂的至少所述第二试剂保留在由所述局部磁场限定的检测区内。
在一些实施例中,所述方法包括由邻近所述微流体装置设置的永磁体产生所述局部磁场。在一些实施例中,所述微流体装置以可操作地固定状态设置在包括所述永磁体的仪器内,并且当所述微流体装置处于所述可操作地固定状态时,所述永磁体相对于所述微流体装置设置在固定位置,例如可操作地不可移动位置。在一些实施例中,所述仪器包括光源,并且所述方法还包括:用来自所述光源的光照射所述检测区;以及检测由结合所述靶标并存在于所述检测区中的第一试剂的可检测标记发射的光。在一些实施例中,所述方法还包括检测存在于所述检测区中的可检测标记的存在或量并基于检测到的可检测标记来确定存在于所述液体样本中的靶标的存在或量。
在一些实施例中,所述液体样本包括液体缓冲剂与从哺乳动物(例如,人类)采集的生物标本(例如,鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道标本)的混合物。在一些实施例中,所述方法包括在施加所述液体样本的步骤之前,通过一个或多个步骤形成所述液体样本,所述一个或多个步骤包括:接收所述采集拭子,所述采集拭子的尖端已经用于采集所述生物标本;以及将所述采集拭子的尖端引入所述液体缓冲剂中。在一些实施例中,所述方法包括在将所述采集拭子的尖端引入所述缓冲剂中的步骤之后并且在施加所述液体样本的步骤之前,从所述液体缓冲剂中移除所述拭子尖端,所述移除的拭子尖端保持所述液体样本。在一些实施例中,向其中引入所述采集拭子的液体缓冲剂的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少。在一些实施例中,所述液体缓冲剂包括阻断剂,例如,基于蛋白质的阻断剂,例如,诸如牛血清白蛋白的基于蛋白质的阻断剂。
在一些实施例中,所述采集拭子的尖端(i)包括多根纤维,例如,作为植绒拭子尖端或纺成纤维拭子尖端,(ii)包括海绵或泡沫,(iii)是烧结拭子尖端,(iv)是三维打印拭子尖端,或(v)包括条款(i)至(iv)的两个或更多个拭子尖端的组合。
在一些实施例中,所述引入端口设置在所述微流体装置的周边处或附近。在一些实施例中,所述引入端口设置在所述微流体装置的周边处。在一些实施例中,所述微流体装置的周边限定周边面,并且所述引入端口包括设置在所述周边面中的开口。在一些实施例中,所述引入端口被布置为端部填充引入端口。
在一些实施例中,所述方法还包括确定沿所述微流体网络的至少一部分流动的液体样本中存在的靶标的存在和/或量。
在一些实施例中,所述微流体网络基本上由单个微通道组成。
在一些实施例中,所述施加步骤包括将保持所述液体样本的采集拭子的尖端从非施加状态移动到施加状态,其中在所述非施加状态中,由所述拭子的尖端保持的样本液体不与所述微流体装置的样本引入端口处于流体连通,并且在所述施加状态中,由所述拭子的尖端保持的样本液体与所述样本引入端口处于流体连通。
在一些实施例中,所述方法还包括在所述施加步骤之前,使用所述采集拭子的尖端从哺乳动物采集所述生物标本。在一些实施例中,在使用所述采集拭子的尖端采集所述生物标本的步骤期间,所述采集拭子(包括其尖端)与微流体装置机械地且流体地分离。
在一些实施例中,在所述施加步骤的同时或之后,所述方法在不将由所述采集拭子的尖端保持并施加到所述微流体装置的样本引入端口的液体样本与另一液体组合的情况下执行。
在一些实施例中,在所述方法期间,所述微流体装置至少基本上不含(例如,不含)除通过所述样本引入端口从所述采集拭子的尖端抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本之外的任何液体。
在一些实施例中,所述方法在不将除由所述采集拭子的尖端保持的液体样本之外的液体施加到所述微流体装置的样本引入端口的情况下执行。
在一些实施例中,所述方法在不向所述微流体装置中引入除由所述采集拭子的尖端保持并通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本之外的液体的情况下执行。
在一些实施例中,所述微流体装置缺少用于液体的任何贮存器和/或除所述样本引入端口之外缺少用于将液体引入所述微流体装置的任何端口。
在一些实施例中,所述施加步骤在所述微流体装置已被插入仪器的微流体装置引入端口之后执行,所述仪器被配置为操作所述微流体装置以确定存在于施加到所述样本引入端口的液体样本中的靶标(例如,指示病原体的存在的靶标)的存在和/或量。
在一些实施例中,所述微流体装置的微流体网络由非多孔材料形成。
在一些实施例中,通过所述样本引入端口从所述采集拭子的尖端抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本的总体积为约6μl或更少、约5μl或更少、约4μl或更少、约3.5μl或更少、或约μl或更少。
在一些实施例中,通过所述样本引入端口从所述采集拭子的尖端抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本的总体积为至少约1μl、至少约2μl或至少约2.5μl。
对于本文公开的任何方法,在一些实施例中,所述方法还包括在所述施加步骤之后,将所述采集拭子的尖端与所述微流体装置的样本引入端口机械地和/或流体地分离。例如,可以在施加样本之后但在样本中的一者或多者已经基本上与微流体装置内的试剂组合(样本已经进入微流体装置的检测区)之前和/或在检测到来自检测区的指示样本中存在的靶标的存在和/或量的信号(例如,光学或电化学信号)之前执行分离。在一些实施例中,所述采集拭子的尖端或其他施加器在机械上保持与所述微流体装置分离,使得所述采集拭子或其他施加器不与所述微流体装置集成,相对于所述微流体装置被约束,或相对于所述微流体装置被固定。因此,使用者可以手动地将采集拭子的尖端或其他施加器定位成与微流体装置的施加端口流体接触,然后从流体接触中移除采集拭子或其他施加器,而不必释放固定机构或约束拭子/施加器相对于微流体装置的运动的其他机械装置。
在一些实施例中,所述施加在基本上不压缩所述采集拭子的尖端的情况下执行。在一些实施例中,紧接在将所述液体样本施加到所述样本施加端口之前,所述采集拭子的尖端的总体积(包括所述液体样本)为V,并且在所述施加期间,所述尖端的总体积保持为至少约0.7×V、至少约0.8×V、至少约0.9×V、至少约0.95×V或至少约0.975×V。
在一些实施例中,在所述施加期间从所述采集拭子尖端进入所述微流体网络的基本上所有液体样本在其中通过所述样本引入端口和/或所述微流体网络的至少一部分内的毛细管作用而被抽吸。在一些实施例中,在所述施加期间从所述采集拭子尖端进入所述微流体网络的至少约75%、至少约85%、至少约90%、至少约95%、至少约97.5%或基本上全部液体样本通过所述样本引入端口和/或所述微流体网络的至少一部分内的毛细管作用抽吸到其中。
在一些实施例中,所述施加是在与所述施加之前经历的压力相比基本上不增加由所述采集拭子的尖端保持的液体样本经历的压力的情况下执行的。在一些实施例中,在所述施加期间由所述采集拭子的尖端保持的液体样本经历的压力是约1.2×P或更小、约1.15×P或更小、约1.1×P或更小、约1.05×P或更小、或基本上与P相同,其中P是围绕所述采集拭子的尖端的环境大气的气压。
在一些实施例中,所述采集拭子是鼻咽采集拭子、口腔拭子、口咽采集拭子或阴道采集拭子。
在一些方面中,本文公开了一种微流体装置,其包括:微流体通道网络,所述微流体通道网络包括样本施加端口、第一时间门通道、试剂区(例如,试剂室)、测量区(例如,如本文描述的测量室或检测区)和第二时间门通道,其中所述第一时间门通道和所述第二时间门通道由所述试剂区和测量区间隔开。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)提供包括微流体通道网络的微流体装置,所述微流体通道网络包括样本施加端口、第一时间门通道、试剂区、测量区和第二时间门通道;b)将样本液体引入所述微流体通道网络的样本施加端口;c)通过毛细管作用使所述样本液体沿所述第一时间门通道流动;d)使所述样本流动通过所述试剂区和所述测量区,并利用存在于所述试剂区中的一种或多种试剂捕获存在于所述样本液体中的一种或多种靶标;以及e)使所述样本从所述试剂区和所述测量区流动通过所述第二时间门通道。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)将采集拭子尖端引入液体缓冲剂中,所述液体缓冲剂任选地包括阻断剂,诸如基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白,所述采集拭子尖端包括从哺乳动物(例如,人类)采集的液体样本,例如,鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽或阴道样本;b)从所述缓冲剂中移除所述采集拭子尖端,所述移除的采集拭子尖端保持所述液体样本与缓冲剂的混合物;c)使微流体装置的样本施加区与所述移除的拭子尖端接触,所述样本施加区任选地设置在所述微流体装置的周边,并且允许一定量的混合物通过毛细管作用从所述拭子尖端通过所述样本施加区流入所述微流体装置的微流体网络中;d)将已经流入所述微流体网络的混合物中的至少一些混合物与设置在所述微流体网络内的一种或多种可移动试剂组合;以及e)基于所述一种或多种靶标中的每一者和所述试剂中的至少一者在所述微流体网络内的相互作用,确定所述混合物中的一种或多种靶标的存在或量,其中所述靶标中的每一种指示存在于所述液体样本中的相应病原体的存在。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)将采集拭子尖端引入包括液体缓冲剂和液体样本的混合物中,所述液体缓冲剂任选地包括阻断剂,诸如基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白,所述液体样本从哺乳动物(例如,人类)采集,例如,鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽或阴道样本;b)从所述缓冲剂中移除所述采集拭子尖端,所述移除的采集拭子尖端保持所述液体样本与缓冲剂的混合物;c)使微流体装置的样本施加区与所述移除的拭子尖端接触,所述样本施加区任选地设置在所述微流体装置的周边,并且允许一定量的混合物通过毛细管作用从所述拭子尖端通过所述样本施加区流入所述微流体装置的微流体网络中;d)将已经流入所述微流体网络的混合物中的至少一些混合物与设置在所述微流体网络内的一种或多种可移动试剂组合;以及e)基于所述一种或多种靶标中的每一者和所述试剂中的至少一者在所述微流体网络内的相互作用,确定所述混合物中的一种或多种靶标的存在或量,其中所述靶标中的每一种指示存在于所述液体样本中的相应病原体的存在。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)将采集拭子尖端引入液体缓冲剂中,所述液体缓冲剂任选地包括阻断剂,诸如基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白,所述采集拭子尖端包括从哺乳动物(例如,人类)采集的液体样本,例如,鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽或阴道样本,所述缓冲剂的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少;b)从所述缓冲剂中移除所述采集拭子尖端,所述移除的采集拭子尖端保持所述液体样本与缓冲剂的混合物;c)使微流体装置的样本施加区与所述移除的拭子尖端接触,所述样本施加区任选地设置在所述微流体装置的周边,并且允许一定量的混合物通过毛细管作用从所述拭子尖端通过所述样本施加区流入所述微流体装置的微流体网络中;以及d)基于所述一种或多种靶标中的每一者和所述试剂中的至少一者在所述微流体网络内的相互作用,确定所述混合物中的一种或多种靶标的存在或量,其中所述靶标中的每一种指示存在于所述液体样本中的相应病原体的存在。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)将采集拭子尖端引入包括液体缓冲剂和液体样本的混合物中,所述液体缓冲剂任选地包括阻断剂,诸如基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白,所述液体样本从哺乳动物(例如,人类)采集,例如,鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽或阴道样本,所述混合物的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少;b)从所述缓冲剂中移除所述采集拭子尖端,所述移除的采集拭子尖端保持所述一定量的混合物;c)使微流体装置的样本施加区与所述移除的拭子尖端接触,所述样本施加区任选地设置在所述微流体装置的周边,并且允许一定量的混合物通过毛细管作用从所述拭子尖端通过所述样本施加区流入所述微流体装置的微流体网络中;以及d)基于所述一种或多种靶标中的每一者和所述试剂中的至少一者在所述微流体网络内的相互作用,确定所述混合物中的一种或多种靶标的存在或量,其中所述靶标中的每一种指示存在于所述液体样本中的相应病原体的存在。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)提供具有采集拭子尖端的采集拭子,所述采集拭子尖端已用于从哺乳动物(例如,人类)采集生物标本,所述生物标本包括鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道样本中的至少一种;b)将具有生物标本的采集拭子尖端引入液体缓冲剂中;c)从所述液体缓冲剂中移除所述采集拭子尖端,所述采集拭子尖端保持所述生物标本与所述液体缓冲剂的液体混合物;d)将从所述液体缓冲剂中移除的采集拭子尖端施加到微流体装置的样本施加端口,于是来自所述采集拭子尖端的液体混合物通过毛细管作用通过所述样本施加端口流入所述微流体装置的微流体网络中;e)将所述液体混合物与至少一种试剂在所述微流体网络内组合,所述至少一种试剂被配置为与存在于所述液体混合物中的靶标相互作用,例如结合到所述靶标,所述靶标指示所述生物标本中病原体的存在;以及f)基于所述至少一种试剂与靶标之间的相互作用来确定所述液体混合物中所述病原体的存在和/或量。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)将采集拭子的采集拭子尖端引入液体混合物中,所述液体混合物包括液体缓冲剂和来自哺乳动物(例如,人类的生物标本),所述生物标本所述生物标本包括鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道样本中的至少一种;b)从所述液体混合物中移除所述采集拭子尖端,所述采集拭子尖端保持一定量的液体混合物;c)将从所述液体混合物中移除的采集拭子尖端施加到微流体装置的样本施加端口,于是来自所述采集拭子尖端的液体混合物通过毛细管作用通过所述样本施加端口流入所述微流体装置的微流体网络中;d)将所述液体混合物与至少一种试剂在所述微流体网络内组合,所述至少一种试剂被配置为与存在于所述液体混合物中的靶标相互作用,例如结合到所述靶标,所述靶标指示所述生物标本中病原体的存在;以及e)基于所述至少一种试剂与靶标之间的相互作用来确定所述液体混合物中所述病原体的存在和/或量。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)将采集拭子尖端引入液体缓冲剂中,所述液体缓冲剂任选地包括阻断剂,诸如基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白,所述采集拭子尖端包括从哺乳动物(例如,人类)采集的液体样本,例如,鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽或阴道样本;b)从所述缓冲剂中移除所述采集拭子尖端;c)在将所述采集拭子尖端引入所述液体缓冲剂中之后,将第二拭子尖端引入所述液体缓冲剂中;d)从所述液体缓冲剂中移除所述第二拭子尖端,所述第二拭子尖端保持所述生物标本与所述液体缓冲剂的液体混合物;e)使微流体装置的样本施加区与所述移除的第二拭子尖端接触,并允许一定量的液体混合物通过毛细管作用从所述第二拭子尖端通过所述样本施加区流入所述微流体装置的微流体网络中,其中所述样本施加区任选地设置在所述微流体装置的周边;f)将已经流入所述微流体网络的液体混合物中的至少一些液体混合物与设置在所述微流体网络内的一种或多种可移动试剂组合;以及g)基于所述一种或多种靶标中的每一者和所述试剂中的至少一者在所述微流体网络内的相互作用,确定所述液体混合物中的一种或多种靶标的存在或量,其中所述靶标中的每一种指示存在于所述液体样本中的相应病原体的存在。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)将采集拭子尖端引入液体缓冲剂中,所述液体缓冲剂任选地包括阻断剂,诸如基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白,所述采集拭子尖端包括从哺乳动物(例如,人类)采集的液体样本,例如,鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽或阴道样本,所述缓冲剂的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少;b)从所述液体缓冲剂中移除所述采集拭子尖端;c)在将所述采集拭子尖端引入所述液体缓冲剂中之后,将第二拭子尖端引入所述液体缓冲剂中;d)从所述液体缓冲剂中移除所述第二拭子尖端,所述第二拭子尖端保持所述生物标本与所述液体缓冲剂的液体混合物;e)使微流体装置的样本施加区与所述移除的第二拭子尖端接触,并允许一定量的液体混合物通过毛细管作用从所述第二拭子尖端通过所述样本施加区流入所述微流体装置的微流体网络中,其中所述样本施加区任选地设置在所述微流体装置的周边;以及f)基于所述一种或多种靶标中的每一者和所述试剂中的至少一者在所述微流体网络内的相互作用,确定所述混合物中的一种或多种靶标的存在或量,其中所述靶标中的每一种指示存在于所述液体样本中的相应病原体的存在。
在一些方面中,本文公开了一种方法,其包括:a)提供具有采集拭子尖端的采集拭子,所述采集拭子尖端已用于从哺乳动物(例如,人类)采集生物标本,所述生物标本包括鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道样本中的至少一种;b)将具有生物标本的采集拭子尖端引入液体缓冲剂中;c)从所述液体缓冲剂中移除所述采集拭子尖端,所述采集拭子尖端保持所述生物标本与所述液体缓冲剂的液体混合物;d)将从所述液体缓冲剂中移除的采集拭子尖端施加到微流体装置的样本施加端口,于是来自所述采集拭子尖端的液体混合物通过毛细管作用通过所述样本施加端口流入所述微流体装置的微流体网络中;e)将所述液体混合物与至少一种试剂在所述微流体网络内组合,所述至少一种试剂被配置为与存在于所述液体混合物中的靶标相互作用,例如结合到所述靶标,所述靶标指示所述生物标本中病原体的存在;以及f)基于所述至少一种试剂与靶标之间的相互作用来确定所述液体混合物中所述病原体的存在和/或量。
在一些方面中,本文公开了一种方法,该方法包括:a)形成包括来自哺乳动物(例如,人类)的生物标本与液体缓冲剂的液体混合物,所述生物标本所述生物标本包括鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道样本中的至少一种;b)将采集拭子的拭子尖端引入所述液体混合物中;c)从所述液体缓冲剂中移除所述采集拭子的拭子尖端,所述拭子尖端保持一定量的液体混合物;d)将从所述液体混合物中移除的拭子尖端施加到微流体装置的样本施加端口,于是来自所述采集拭子尖端的液体混合物通过毛细管作用通过所述样本施加端口流入所述微流体装置的微流体网络中;e)将所述液体混合物与至少一种试剂在所述微流体网络内组合,所述至少一种试剂被配置为与存在于所述液体混合物中的靶标相互作用,例如结合到所述靶标,所述靶标指示所述生物标本中病原体的存在;以及f)基于所述至少一种试剂与靶标之间的相互作用来确定所述液体混合物中所述病原体的存在和/或量。
在一些方面中,本文描述了一种方法,其包括将由多孔构件保持的液体样本施加到微流体装置的样本引入端口。所述微流体装置可以包括与所述样本引入端口流体连通的微流体网络,并且所述方法还可以包括使施加到所述样本引入端口上的液体样本中的至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动。使所述施加的液体样本中的液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动的步骤可以通过毛细管作用执行。例如,在将液体样本施加到样本引入端口时,毛细管作用可以将施加的液体样本中的至少一些液体样本从由多孔构件保持的液体样本沿微流体网络的至少一部分抽吸到样本引入端口中。通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本的总体积可以为例如约10μl或更少、为约6μl或更少、约5μl或更少、约4μl或更少、约3.5μl或更少、或约3.0μl或更少。通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本的总体积可以为例如至少约1μl、至少约2μl或至少约2.5μl。
在任何前述方法的实施例中,所述微流体网络包括毛细管塞子,并且使施加的液体样本中的至少一些液体样本沿微流体网络的至少一部分流动的步骤包括当液体样本的远侧液-气界面到达毛细管塞子时停止流动。在停止流动之前,使所述液体样本沿微流体网络的至少一部分流动可以基本上例如基本上完全地通过毛细管作用执行。例如,在停止流动之前,可以在不向液体样本施加除由微流体网络内的毛细管作用产生的原动力之外的原动力的情况下执行流动。所述毛细管塞子可以包括通气口,所述通气口与所述微流体装置周围的环境大气呈气态连通。
在任何前述方法的实施例中,使施加的液体样本中的至少一些液体样本沿微流体网络的至少一部分流动的步骤包括用施加的液体样本中的至少一些液体样本溶解设置在微流体网络的至少一部分内的至少一种试剂。所述溶解使试剂从干燥状态润湿和/或移动,允许试剂与液体样本相互作用。所述至少一种试剂可以包括第一试剂,所述第一试剂包括被配置为结合指示病原体的靶标的第一部分和包括光学标记的第二部分。所述至少一种试剂可以包括第二试剂,所述第二试剂包括:第一部分,所述第一部分被配置为例如以与所述靶标和所述第一试剂呈夹心关系结合所述靶标;以及第二部分,所述第二部分包括磁性颗粒。当溶解时,此类试剂通常被液体样本移动,使得试剂可以被液体样本沿微流体网络移动。所述溶解步骤可以在当液体样本的远侧液-气界面到达毛细管塞子时停止使至少一些施加的液体样本流动的步骤之前或同时开始。例如,至少一种试剂可以设置在微流体网络内靠近毛细管塞子(在毛细管塞子上游)的位置,使得至少一些施加的液体样本在液体样本的远侧液-气界面到达毛细管塞子之前接触并开始溶解至少一种试剂。至少一种试剂(例如,第一试剂和/或第二试剂)可以沉积在微流体网络内,设置在微流体网络内,和/或具有如'325申请中公开的成分。
在任何前述方法的实施例中,所述方法还包括使包括所述溶解的至少一种试剂的至少一些施加的液体样本沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子。使包括溶解的至少一种试剂的施加的液体样本中的至少一些液体样本沿微流体网络流动超出毛细管塞子可以包括例如通过与环境大气的压力相比减小远侧液-气界面的气体的压力使至少一些施加的液体受到除毛细管力之外的原动力作用。减小所述气体的压力可以包括增加所述微流体网络内由所述远侧液-气界面的气体占据的体积。增加由所述气体占据的体积可以包括增加所述微流体通道网络在由所述远侧液-气界面的由气体占据的位置处的高度。减小气体的压力的步骤可以使用'325申请中公开的系统和/或方法来执行。替代地,增加高度的步骤可以包括使偏心轮旋转,所述偏心轮具有被设置成(例如,经由杠杆臂)与微流体装置的外表面直接或间接接触的周边,所述外表面覆盖由远侧液-气界面的气体占据的位置。
在任何前述方法的实施例中,使包括所述溶解的至少一种试剂的至少一些施加的液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子包括使包括所述溶解的试剂的至少一些施加的液体流动通过局部磁场。使包括所述溶解的试剂的施加的液体样本中的至少一些液体样本流动通过所述微流体网络内的局部磁场可以包括将包括结合到所述靶标的第二试剂的至少所述第二试剂保留在由所述局部磁场限定的检测区内。例如,所述方法可以包括保留夹心复合物,所述夹心复合物包括结合到靶标的第一试剂、靶标和也结合到靶标的第二试剂。所述方法可以包括由邻近所述微流体装置设置的永磁体产生所述局部磁场。所述微流体装置可以以可操作地固定状态设置在包括所述永磁体的仪器内,其中当所述微流体装置处于所述可操作地固定状态时,所述永磁体相对于所述微流体装置设置在固定位置,例如可操作地不可移动位置。所述仪器可以包括光源,并且所述方法还可以包括:用来自所述光源的光照射所述检测区;以及检测由结合所述靶标并存在于所述检测区中的第一试剂的可检测标记发射的光。
在任何前述方法中,所述液体样本可以包括液体缓冲剂与从哺乳动物(例如,人类)采集的生物标本(例如,鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、或阴道标本)的混合物,或者基本上由所述混合物组成。在任何实施例中,所述液体缓冲剂可以是被配置为裂解存在于生物标本中的细胞的提取缓冲剂。替代地,所述液体缓冲剂可以被配置为保持细胞完整,而不裂解或释放其内容物。所述液体缓冲剂可以包括阻断剂,例如,基于蛋白质的阻断剂,例如,诸如牛血清白蛋白的基于蛋白质的阻断剂。
在任何前述方法的实施例中,所述多孔构件可以是采集拭子的尖端。所述方法可以包括在施加所述液体样本的步骤之前,通过一个或多个步骤形成所述液体样本,所述一个或多个步骤包括:接收所述采集拭子,所述采集拭子的尖端已经用于采集所述生物标本;以及将所述采集拭子的尖端引入所述液体缓冲剂中。所述方法可以包括在将所述采集拭子的尖端引入所述缓冲剂中的步骤之后并且在将所述液体样本施加到微流体装置的施加端口的步骤之前,从所述液体缓冲剂中移除所述拭子尖端,所述移除的拭子尖端保持所述液体样本。向其中引入所述采集拭子的液体缓冲剂的总体积可以为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少。
在任何前述方法中,除了其中所述液体样本包括液体缓冲剂与生物标本的混合物或基本上由所述混合物组成的前一段落中阐述的那些实施例之外,所述液体样本可以基本上由从哺乳动物(例如,人类)采集的生物标本(例如,鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、或阴道标本)组成或由其组成。例如,所述方法可以包括在施加液体样本的步骤之前,例如通过将多孔构件(例如,采集拭子尖端)插入哺乳动物的口腔中,使多孔构件(例如,采集拭子尖端)与唾液接触。所述多孔构件将口腔流体聚集为唾液样本,所述唾液样本形成液体样本,所述液体样本使用多孔构件施加到微流体装置的样本施加区。
任何前述方法可以包括在施加步骤之前,从哺乳动物采集生物标本。在采集步骤期间,多孔构件可以与微流体装置(包括其施加端口的)机械地和流体地分离。例如,如果多孔构件是采集拭子的尖端,则采集拭子的尖端可以在采集期间与微流体装置(包括其施加端口)机械地且流体地分离。
在其中多孔构件是采集拭子的尖端的任何前述方法中,所述采集拭子的尖端可以(i)包括多根纤维,例如,作为植绒拭子尖端或纺成纤维拭子尖端,(ii)包括海绵或泡沫,(iii)是烧结拭子尖端,(iv)是三维打印拭子尖端,或(v)包括条款(i)至(iv)的两个或更多个拭子尖端的组合。
在任何前述实施例中,所述引入端口可以设置在所述微流体装置的周边处或附近。所述微流体装置的周边可以限定周边面,并且所述引入端口可以包括设置在所述周边面中的开口。所述引入端口可以被布置为端部填充引入端口。
在任何前述实施例中的实施例中,所述方法还包括确定存在于由施加到微流体装置的施加部分上的多孔构件保持的液体样本中靶标的存在和/或量,例如,确定存在于沿微流体网络的至少一部分流动的液体样本中靶标的存在和/或量。
在任何前述方法中,所述微流体网络可以基本上由单个微通道组成。在任何前述方法中,所述微流体装置的通道可以由一个或多个无孔防渗透基板限定,例如,微流体装置可以不包括供样本流动通过的多孔隔膜。
在任何前述方法中,所述施加步骤可以包括将保持所述液体样本的多孔构件的尖端从非施加状态移动到施加状态,其中在所述非施加状态中,由所述多孔构件保持的样本液体不与所述微流体装置的样本引入端口处于流体连通,并且在所述施加状态中,由所述多孔构件保持的样本液体与所述样本引入端口处于流体连通。例如,使用者可以使用多孔构件(例如,采集拭子的尖端)从受试者(诸如哺乳动物,例如人类)采集生物标本。在采集生物标本(例如,鼻咽标本)的过程期间,多孔构件(例如,包括尖端的采集拭子)不与微流体装置的施加端口流体地或机械地连通。随后,当多孔构件被施加到施加端口时,多孔构件(例如,采集拭子的尖端)进入施加状态,其中多孔构件与施加端口流体连通。作为另一实例,使用者可以将这样的生物标本与缓冲剂组合以产生所述生物标本与缓冲剂的组合。在组合生物标本和缓冲剂的过程期间,其中形成有所述组合的容器不与微流体装置的施加端口流体连通。可以使用多孔构件(例如,采集拭子的尖端)来采集一定量的标本与缓冲剂的组合,在所述采集期间,采集拭子和多孔构件不与微流体装置流体或机械连通。随后,为了将标本与缓冲剂的组合施加到样本施加端口,多孔构件进入施加状态,其中多孔构件与样本施加端口流体连通。作为经由采集拭子的尖端施加标本和缓冲剂的组合的替代方案,可以使用与其中形成有所述组合的容器成一体的多孔构件来执行施加。例如,容器可以是本文公开的其中帽包括多孔构件的任何容器,标本与缓冲剂的组合可以被挤出到所述多孔构件中。多孔构件保留所述组合以防止液体(例如,经由滴落)的无意损失,但是允许液体经由毛细管作用从多孔构件抽吸到微流体装置中。
在任何前述方法中,在所述施加步骤的同时或之后,所述方法可以在不将由所述多孔构件保持并施加到所述微流体装置的样本引入端口的液体样本或生物标本与另一液体组合的情况下执行。
在任何前述方法中,在执行方法期间,所述微流体装置可以至少基本上不含(例如,不含)除通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本之外的任何液体。“基本上不含”是指微流体装置中除从采集拭子尖端抽吸在其中的液体样本之外的液体体积小于抽吸在其中的液体样本体积的约5%。
在任何前述方法中,所述方法在不将除由所述多孔构件保持的液体样本或生物标本之外的液体施加到所述微流体装置的样本引入端口的情况下执行。样本引入端口可以是用于引入液体的唯一路径,例如,在微流体装置的操作期间用于将液体引入到微流体网络的唯一路径。
在任何前述方法中,所述方法可以在不向所述微流体装置中引入除由所述多孔构件保持并通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的液体样本之外的液体的情况下执行。
在任何前述方法中,所述微流体装置可以缺少用于液体的任何贮存器和/或除所述样本引入端口之外缺少用于将液体引入所述微流体装置的任何端口。
在任何前述方法中,所述施加步骤可以在所述微流体装置已被插入仪器的微流体装置引入端口之后执行,所述仪器被配置为操作所述微流体装置以确定存在于施加到所述样本引入端口的液体样本中的靶标(例如,指示病原体的存在的靶标)的存在和/或量。
在任何前述方法中,在将液体样本施加到微流体装置的样本引入端口之后,多孔构件可以与所述样本引入端口机械地和/或流体地分离。例如,多孔构件(例如,具有尖端的采集拭子)可以被丢弃或至少所述尖端可以被保留以允许进一步分析。
在实施例中,一种微流体装置包括:基板,所述基板限定周边;微流体网络,所述微流体网络包括样本引入端口和试剂区,其中所述样本引入端口延伸到所述周边并与所述周边流体连通,并且所述试剂区包括一种或多种试剂,所述一种或多种试剂(i)可由引入到所述试剂区的液体样本移动,并且(ii)被配置为结合和/或使得能够检测靶标,所述靶标指示存在于被引入所述试剂区的这种液体样本中的病原体的存在或量。所述微流体装置可以是端部填充装置。在一些实施例中,微流体装置是在'325申请中公开或要求保护的任何微流体装置,其中这种微流体装置的样本施加端口被配置为延伸到周边并与周边流体连通的样本引入端口,例如,被配置为端部填充装置。
在实施例中,一种方法包括:将采集拭子尖端引入液体缓冲剂中,所述液体缓冲剂任选地包括阻断剂,诸如基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白,所述采集拭子尖端包括从哺乳动物(例如,人类)采集的液体样本,例如,鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽或阴道样本。所述采集拭子尖端从缓冲剂中移除,其中所述移除的采集拭子尖端保持所述液体样本与缓冲剂的混合物。微流体装置的样本施加端口与由采集拭子尖端保持的液体样本与缓冲剂的混合物接触。样本施加区可以设置在微流体装置的周边,例如,可以被配置为端部填充微流体装置。由采集拭子尖端保持的一定量的混合物例如通过毛细管流从拭子尖端通过样本施加区流入微流体装置的微流体网络。已经流入微流体网络的液体与设置在微流体网络内的一种或多种可移动试剂组合。基于所述一种或多种靶标中的每一者与所述试剂中的至少一者之间在所述微流体网络内的相互作用,确定所述混合物中的一种或多种靶标的存在或量,其中所述靶标中的每一种指示存在于所述液体样本中的相应病原体的存在。微流体装置可以是'325申请中公开或要求保护的任何微流体装置,其中这种微流体装置的样本施加端口可以被配置为样本引入端口,所述样本引入端口延伸到微流体装置的周边并与其流体连通,例如'325申请的微流体装置被配置为端部填充装置。
在实施例中,一种方法包括将采集拭子尖端引入液体缓冲剂中,所述液体缓冲剂任选地包括阻断剂,诸如基于蛋白质的阻断剂,诸如牛血清白蛋白。所述采集拭子尖端包括液体样本,例如,从哺乳动物(例如,人类)采集的鼻、唾液、咽喉、中鼻甲、鼻咽或阴道样本。向其中引入采集拭子尖端的缓冲剂的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少。所述采集拭子尖端从缓冲剂中移除,所述移除的采集拭子尖端保持所述液体样本与缓冲剂的混合物。微流体装置的样本施加区与由采集拭子尖端保持的混合物接触,由此允许一定量的混合物通过毛细管作用从所述拭子尖端通过所述样本施加区流入所述微流体装置的微流体网络中。样本施加区可以被配置为与微流体装置的周边流体连通的周边样本施加区/端口。基于所述一种或多种靶标中的每一者与所述试剂中的至少一者在所述微流体网络内的相互作用,确定所述混合物中的一种或多种靶标的存在或量,其中所述靶标中的每一种指示存在于所述液体样本中的相应病原体的存在。微流体装置可以是'325申请中公开或要求保护的任何微流体装置,其中这种微流体装置的样本施加端口可以被配置为样本引入端口,所述样本引入端口延伸到微流体装置的周边并与其流体连通,例如'325申请的微流体装置被配置为端部填充装置。
在实施例中,一种系统包括仪器,所述仪器包括:(i)微流体装置引入端口,(ii)永磁体,所述永磁体设置在相对于所述引入端口的固定位置,例如可操作地不可移动位置,以及(iii)光学光源,所述光学光源设置在相对于所述引入端口的固定位置,例如可操作地不可移动(固定)位置。微流体装置被接收在所述引入端口内并且以可操作地固定状态设置在所述引入端口内,所述微流体装置包括:(i)设置在其中的微流体网络;(ii)设置在所述微流体网络内的第一试剂,所述第一试剂包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置为结合靶标,例如指示病原体的生物分子,所述第二部分包括磁性颗粒;(iii)设置在所述微流体网络内的第二试剂,所述第二试剂包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置为结合所述靶标,例如与所述第一试剂形成免疫夹心,所述第二部分包括光学可检测标记;以及(iii)检测区,所述检测区设置在所述微流体网络内。当所述微流体装置以可操作地固定状态设置在所述样本引入端口内时,(i)所述检测区经历由所述磁体发射的磁场,所述磁场足以在所述第一试剂存在于穿过所述检测区的液体溶液中时将所述第一试剂例如作为包括所述第一试剂、所述靶标和所述第二试剂的夹心保留在所述检测区内,以及(ii)所述光学光源被配置为照射所述检测区。
在实施例中,一种方法包括提供具有采集拭子尖端的采集拭子,所述采集拭子尖端已用于从哺乳动物(例如,人类)采集生物标本。生物标本可以包括例如鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道标本中的至少一种。将具有采集的生物标本的采集拭子尖端引入液体中,例如,缓冲剂,诸如病毒运送培养液。液体可以包括诸如BSA的阻断剂。采集拭子尖端从液体缓冲剂中移除,其中所述采集拭子尖端保持所述生物标本与所述液体缓冲剂的液体混合物。从所述液体缓冲剂中移除的采集拭子尖端被施加到微流体装置的样本施加端口,于是来自所述采集拭子尖端的液体混合物通过毛细管作用通过所述样本施加端口流入所述微流体装置的微流体网络中。在微流体网络内,液体混合物与至少一种试剂组合。所述至少一种试剂可以被配置为与存在于生物标本中的靶标相互作用,例如结合到存在于所述靶标,诸如指示病原体的存在和/或量的靶标。所述至少一种试剂可以是例如'325申请中公开的任何试剂。基于所述至少一种试剂与所述靶标之间的相互作用来确定所述液体混合物中所述病原体的存在和/或量。
在实施例中,一种方法包括相对于磁体定位微流体装置,其中所述微流体装置包括设置在其中的微流体网络。磁体仅使微流体网络的一部分受到磁场作用。微流体网络包括至少一种可移动试剂,所述至少一种可移动试剂包括设置在其中的磁性颗粒。所述至少一种试剂被配置为直接或间接地与靶标(例如,指示病原体的靶标)结合。微流体装置可以是例如本文公开的任何微流体装置。所述至少一种可移动试剂可以包括例如被配置执行免疫学测定(诸如针对靶标的竞争性或夹心免疫测定)的试剂。试剂可以是例如'325申请中公开的任何试剂。
经由微流体装置的样本施加端口将液体样本引入微流体装置的微流体网络中。液体样本可能被怀疑包括靶标,并且可能是本文公开的任何液体样本。液体样本可以通过本文公开的任何方法(例如经由将多孔构件施加到样本引入端口和/或样本施加端口内的毛细管作用)引入,并且微流体网络可以将样本抽吸到其中。引入的液体样本中的至少一些液体样本与至少一种可移动试剂在微流体网络内组合。
具有至少一种可移动试剂的液体样本中的至少一些液体样本沿微流体网络从其未受到磁场作用的第一部分移动到微流体网络的受到磁场作用的部分中。在第一部分中,磁场的强度不足以防止至少一种试剂与液体样本一起沿微流体网络移动。因此,具有磁性颗粒的至少一种可移动试剂可以沿微流体网络移动而基本上不保留试剂。在微流体网络的受到磁场作用的部分中,磁场强度足够高到基本上将具有磁性颗粒的至少一种试剂保留在其中。当具有磁性颗粒试剂的液体样本从未受到磁场作用的第一部分进入受到磁场作用的部分时,磁性颗粒试剂通常保留在沿通道的纵向轴线的长度比通道的全长更短的区域内。剩余的液体样本中的至少一些液体样本(包括任何未保留的成分)移动通过并超出其中保留有磁性颗粒试剂的区域。例如,整个剩余的液体样本(包括任何未保留的成分)可以沿通道移动直到液体样本的远侧气-液界面穿过并超出其中保留有磁性颗粒试剂的区域。一旦远侧气-液界面已经穿过并超出该区,则其中保留的磁性颗粒试剂暴露于气-液界面的气体,例如,暴露于微流体装置周围的环境空气。
然后例如经由诸如荧光或比色法的光学技术来确定保留的磁性颗粒试剂的存在和/或量。可以使用诸如光电二极管的光学检测器或通过肉眼来执行该确定。保留的磁性颗粒试剂的存在和/或量指示液体样本中靶标的存在和/或量。
在前述方法中,将引入的液体样本与至少一种可移动试剂组合并将具有可移动试剂的液体样本从微流体网络的第一部分移动到微流体网络的受到磁场作用的部分的步骤在定位步骤之后执行,并且基本上不修改微流体装置和磁体相对于彼此的位置或基本上不修改微流体网络的受到磁场作用的部分经历的磁场。在一些实施例中,确定保留的磁性颗粒试剂的存在和/或量的步骤也在定位步骤之后执行,并且基本上不修改所述微流体装置和磁体相对于彼此的位置或基本上不修改所述微流体网络的受所述磁场作用的部分经历的磁场。在一些实施例中,将液体样本引入微流体网络的步骤也在定位步骤之后执行,并且基本上不修改所述微流体装置和磁体相对于彼此的位置或基本上不修改所述微流体网络的受所述磁场作用的部分经历的磁场。
本文公开的任何采集拭子(例如,如本文公开的任何方法中所使用的)可以具有尖端,所述尖端(i)包括多根纤维,例如,作为植绒拭子尖端或纺成纤维拭子尖端,(ii)包括海绵或泡沫,(iii)是烧结拭子尖端,(iv)是三维打印拭子尖端,或(v)包括条款(i)至(iv)的两个或更多个拭子尖端的组合。
本文公开的任何多孔构件可以包括多孔网络,所述多孔网络被配置为例如经由表面张力和/或毛细管力保留待施加到微流体装置上的液体,而没有液体例如通过从多孔构件滴落而造成的无意损失。多孔构件被配置为允许保留在其中的液体通过毛细管作用从多孔构件抽吸到微流体装置的微流体网络中。示例性材料形成为例如多孔隔膜、植绒或纺丝纤维、泡沫、海绵、3D打印网络、烧结介质或其组合。示例性材料包括聚合物,诸如尿烷、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及其组合。
在本文公开的任何实施例中,靶标可以是例如指示病原体(诸病毒、细菌或真菌)存在的靶标。示例性靶标指示与呼吸病症相关联的病原体,诸如流感病毒、呼吸道合胞病毒或冠状病毒,例如,SARS-CoV-2。其他示例性靶标包括与胃肠病症相关联的病原体,诸如诺如病毒。

Claims (92)

1.一种用于检测液体样本中的靶标的系统,包括:
仪器,所述仪器包括:(i)微流体装置引入端口,(ii)永磁体,所述永磁体设置在相对于所述引入端口的固定位置,如可操作地不可移动位置,以及(iii)光学光源,所述光学光源设置在相对于所述引入端口的固定位置,如可操作地不可移动位置;以及
经由所述引入端口接收在所述仪器内的微流体装置,所述微流体装置包括:(i)设置在其中的微流体网络,其中所述微流体网络包括与所述引入端口流体连通的微流体通道,以及(ii)检测区,所述检测区设置在所述微流体网络内并与所述微流体通道流体连通;
其中当所述微流体装置设置在所述仪器内时,(i)所述检测区经历由所述磁体发射的磁场,所述磁场足以在所述靶标存在于穿过所述检测区的所述液体样本中时将所述靶标保留在所述检测区内,以及(ii)所述光学光源被配置为照射所述检测区,由此能够检测所述靶标。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述微流体装置还包括:
(i)设置在所述微流体网络内的第一试剂,所述第一试剂包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置为结合所述靶标,如指示病原体的生物分子,所述第二部分包括磁性颗粒,以及
(ii)设置在所述微流体网络内的第二试剂,所述第二试剂包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置为结合所述靶标,如与所述第一试剂形成免疫夹心,所述第二部分包括光学可检测标记;
其中所述磁场足以经由所述磁性颗粒保留所述第一试剂。
3.根据权利要求2所述的系统,其中保留的第一试剂与所述靶标和所述第二试剂复合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述微流体装置还包括气囊,所述气囊被配置为使所述液体样本移动通过所述微流体网络。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述气囊被配置为从压缩配置移动到减压配置,反之亦然。
6.根据权利要求4或5所述的系统,其中所述仪器还包括气囊致动总成,所述气囊致动总成被配置为将所述气囊从压缩配置转变到减压配置,反之亦然。
7.根据权利要求6所述的系统,其中所述气囊致动总成包括偏心凸轮。
8.一种方法,包括:
将由多孔构件保持的液体样本施加到微流体装置的样本引入端口。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述微流体装置包括与所述样本引入端口流体连通的微流体网络,并且其中将由所述多孔构件保持的所述液体样本施加到所述样本引入端口包括将由所述多孔构件保持的所述液体样本中的至少一些液体样本从所述多孔构件的尖端通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中。
10.根据权利要求9所述的方法,包括:通过所述样本引入端口和/或所述微流体网络的所述至少一部分内的毛细管作用来执行抽吸所述至少一些液体样本。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其中将所述样本通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中包括使从所述多孔构件抽吸的所述液体样本中的至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动。
12.根据权利要求11所述的方法,其中使从所述多孔构件抽吸的所述液体样本中的所述至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动是通过毛细管作用执行的。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其中所述微流体网络包括毛细管塞子,并且使从所述多孔构件抽吸的所述液体样本中的所述至少一些液体样本沿所述微流体网络的至少一部分流动包括当所述液体样本的远侧液-气界面到达所述毛细管塞子时停止所述流动,其中所述远侧液-气界面包括所述液体样本与设置在所述微流体装置内的气体之间的界面。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述毛细管塞子包括通气口,所述通气口与所述微流体装置周围的环境大气呈气态连通。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法,包括用通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的所述液体样本溶解至少一种试剂,其中所述至少一种试剂设置在所述微流体网络的所述至少一部分内。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述至少一种试剂包括第一试剂,所述第一试剂包括:i)第一部分,所述第一部分被配置为结合指示病原体的靶标,以及ii)第二部分,所述第二部分包括可检测标记。
17.根据权利要求15所述的方法,其中所述可检测标记包括光学检测标记。
18.根据权利要求15所述的方法,其中所述可检测标记包括荧光标记。
19.根据权利要求16所述的方法,其中所述至少一种试剂包括第二试剂,所述第二试剂包括:i)第一部分,所述第一部分被配置为如以与所述靶标和所述第一试剂呈夹心关系结合所述靶标,以及ii)第二部分,所述第二部分包括磁性颗粒。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法,还包括使包括溶解的至少一种试剂的至少一些液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子。
21.根据权利要求20所述的方法,其中使包括所述溶解的至少一种试剂的所述至少一些液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子包括与所述环境大气的压力相比减小所述微流体装置内的所述气体的压力。
22.根据权利要求21所述的方法,其中减小所述气体的所述压力包括增加所述微流体网络内由所述气体占据的体积。
23.根据权利要求22所述的方法,其中增加由所述气体占据的所述体积包括增加微流体通道网络在所述微流体装置内由所述气体占据的位置处的高度。
24.根据权利要求23所述的方法,其中增加所述高度包括使偏心构件如轮子旋转,所述偏心构件具有与所述微流体装置的外部可操作地联接的周边,所述外部覆盖所述微流体装置内由所述气体占据的位置。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的方法,其中使包括所述溶解的至少一种试剂的所述至少一些液体沿所述微流体网络流动超出所述毛细管塞子包括使包括所述溶解的试剂的所述至少一些液体流动通过局部磁场。
26.根据权利要求25所述的方法,其中使包括所述溶解的试剂的所述至少一些液体流动通过所述微流体网络内的局部磁场包括将包括结合到所述靶标的第二试剂的至少所述第二试剂保留在由所述局部磁场限定的检测区内。
27.根据权利要求25或26所述的方法,包括使用邻近所述微流体装置设置的永磁体产生所述局部磁场。
28.根据权利要求27所述的方法,其中所述微流体装置以可操作地固定状态设置在包括所述永磁体的仪器内,并且当所述微流体装置处于所述可操作地固定状态时,所述永磁体相对于所述微流体装置设置在固定位置,如可操作地不可移动位置。
29.根据权利要求17至19中任一项所述的方法,其中所述磁场具有约500mT Bz至约1000mT Bz、诸如约650mT Bz至约850mT Bz的强度。
30.根据权利要求28所述的方法,其中所述仪器包括光源,并且所述方法还包括:i)用来自所述光源的光照射所述检测区,以及ii)检测由结合到所述靶标并存在于所述检测区中的所述第一试剂的所述可检测标记发射的信号,其中所述可检测标记经由暴露于来自所述光源的光发射所述信号。
31.根据权利要求30所述的方法,还包括检测存在于所述检测区中的所述可检测标记的存在或量并基于检测到的可检测标记来确定存在于所述液体样本中的所述靶标的存在或量。
32.根据权利要求8至31中任一项所述的方法,其中所述液体样本包括液体缓冲剂与从哺乳动物如人类采集的生物标本如鼻、唾液、咽喉、鼻咽、中鼻甲、尿液或阴道标本的混合物。
33.根据权利要求32所述的方法,包括在施加所述液体样本的步骤之前,通过一个或多个步骤形成所述液体样本,所述一个或多个步骤包括:i)接收采集拭子,所述采集拭子的尖端已经用于采集所述生物标本,以及ii)使所述采集拭子的所述尖端与所述液体缓冲剂接触以便形成所述液体样本。
34.根据权利要求30所述的方法,还包括使所述多孔构件与所述液体样本接触以便在所述多孔构件上吸收所述液体样本,并且由此能够将所述液体样本施加到所述引入端口。
35.根据权利要求33所述的方法,其中(i)所述采集拭子是第一采集拭子并且所述多孔构件是第二采集拭子的尖端。
36.根据权利要求34所述的方法,包括在使所述多孔构件与所述液体样本接触之前从所述液体样本中移除所述第一采集拭子的尖端。
37.根据权利要求33至36中任一项所述的方法,其中所述液体缓冲剂的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的方法,其中所述液体样本的总体积为约225微升或更少、200微升或更少、约175微升或更少、约150微升或更少、或约125微升或更少。
39.根据权利要求32至38中任一项所述的方法,其中所述液体缓冲剂包括阻断剂,如基于蛋白质的阻断剂,如诸如牛血清白蛋白的基于蛋白质的阻断剂。
40.根据权利要求35至39中任一项所述的方法,其中所述第二采集拭子的所述尖端(i)包括多根纤维,如作为植绒拭子尖端或纺成纤维拭子尖端,(ii)包括海绵或泡沫,(iii)是烧结拭子尖端,(iv)是三维打印拭子尖端,或(v)包括条款(i)至(iv)的两个或更多个拭子尖端的组合。
41.根据权利要求35至40中任一项所述的方法,其中所述施加步骤包括将保持所述液体样本的所述第二采集拭子的所述尖端从非施加状态移动到施加状态,其中在所述非施加状态中,由所述第二采集拭子的所述尖端保持的所述液体样本不与所述微流体装置的所述样本引入端口处于流体连通,并且在所述施加状态中,由所述第二采集拭子的所述尖端保持的所述液体样本与所述样本引入端口处于流体连通。
42.根据权利要求35至41中任一项所述的方法,其中所述液体样本形成在器皿或容器内。
43.根据权利要求42所述的方法,其中所述器皿或容器包括样本提取小瓶。
44.根据权利要求34至42中任一项所述的方法,其中在接触所述液体样本期间,所述多孔构件与所述微流体装置机械地且流体地分离。
45.根据权利要求8至44中任一项所述的方法,其中通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的所述液体样本的总体积为约6μl或更少、约5μl或更少、约4μl或更少、约3.5μl或更少、或约3μl或更少。
46.根据权利要求8至45中任一项所述的方法,其中通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的所述液体样本的所述总体积为至少约1μl、至少约2μl或至少约2.5μl。
47.根据权利要求8至46中任一项所述的方法,还包括在所述施加步骤之后,将所述多孔构件与所述微流体装置的所述样本引入端口机械地和/或流体地分离。
48.根据权利要求8至47中任一项所述的方法,其中所述施加在基本上不压缩所述多孔构件的所述尖端的情况下执行。
49.根据权利要求48所述的方法,其中紧接在将所述液体样本施加到样本施加端口之前,所述多孔构件的包括所述液体样本的总体积为V,并且在所述施加期间,所述尖端的总体积保持为至少约0.7×V、至少约0.8×V、至少约0.9×V、至少约0.95×V或至少约0.975×V。
50.根据权利要求10至49中任一项所述的方法,其中在所述施加期间从所述多孔构件进入所述微流体网络的至少约75%、至少约85%、至少约90%、至少约95%、至少约97.5%或基本上全部所述液体样本通过所述样本引入端口和/或所述微流体网络的所述至少一部分内的毛细管作用抽吸到其中。
51.根据权利要求10至50中任一项所述的方法,其中所述施加是在与所述施加之前由所述液体样本经历的压力相比基本上不增加由所述多孔构件保持的所述液体样本经历的压力的情况下执行的。
52.根据权利要求51所述的方法,其中在所述施加期间由所述多孔构件保持的所述液体样本经历的所述压力是约1.2×P或更小、约1.15×P或更小、约1.1×P或更小、约1.05×P或更小、或基本上与P相同,其中P是围绕所述采集拭子的所述尖端的所述环境大气的气压。
53.根据权利要求35至52中任一项所述的方法,其中所述第一采集拭子是鼻咽采集拭子、口腔拭子、口咽采集拭子或阴道采集拭子。
54.根据权利要求33所述的方法,其中所述液体样本形成在样本提取管中,所述样本提取管包括开口,所述第一采集拭子的所述尖端穿过所述开口被引入,其中所述方法包括在形成所述液体样本的步骤之后,用所述多孔构件阻塞所述提取管的所述开口;并且其中将所述液体样本施加到所述样本引入端口的步骤包括使所述液体样本从所述提取管内穿过所述多孔构件并使所述样本引入端口与所述多孔构件接触。
55.根据权利要求54所述的方法,包括:在施加所述液体样本的步骤之后,用防渗透盖封闭所述提取管的所述开口。
56.根据权利要求55所述的方法,其中用所述防渗透盖封闭所述提取管的所述开口包括将所述多孔构件封闭在其中。
57.根据权利要求8至56中任一项所述的方法,其中所述样本引入端口设置在所述微流体装置的周边处或附近。
58.根据权利要求57所述的方法,其中所述样本引入端口设置在所述微流体装置的所述周边处。
59.根据权利要求57或58所述的方法,其中所述微流体装置的所述周边限定周边面,并且所述样本引入端口包括设置在所述周边面中的开口。
60.根据权利要求57至59中任一项所述的方法,其中所述样本引入端口被布置为端部填充引入端口。
61.根据权利要求12至60中任一项所述的方法,还包括确定沿所述微流体网络的所述至少一部分流动的所述液体样本中存在的所述靶标的存在和/或量。
62.根据权利要求9至61中任一项所述的方法,其中所述微流体网络基本上由单个微通道组成。
63.根据权利要求8至62中任一项所述的方法,其中在所述施加步骤的同时或之后,所述方法在不将由所述多孔构件保持并施加到所述微流体装置的所述样本引入端口的所述液体样本与另一液体样本组合的情况下执行。
64.根据权利要求8至63中任一项所述的方法,其中在所述方法期间,所述微流体装置至少基本上不含如不含除通过所述样本引入端口从所述多孔构件抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的所述液体样本之外的任何液体。
65.根据权利要求8至64中任一项所述的方法,其中所述方法在不将除由所述多孔构件保持的所述液体样本之外的液体施加到所述微流体装置的所述样本引入端口的情况下执行。
66.根据权利要求8至65中任一项所述的方法,其中所述方法在不向所述微流体装置中引入除由所述多孔构件保持并通过所述样本引入端口抽吸到所述微流体网络的至少一部分中的所述液体样本之外的液体的情况下执行。
67.根据权利要求8至66中任一项所述的方法,其中所述微流体装置缺少用于液体的任何贮存器和/或除所述样本引入端口之外缺少用于将液体引入所述微流体装置的任何端口。
68.根据权利要求8至66中任一项所述的方法,其中所述微流体装置包括溢流贮存器,所述溢流贮存器设置在所述检测区与被配置为在所述微流体装置内移动液体的腔室之间。
69.根据权利要求68所述的方法,其中所述腔室被配置为被压缩和/或减压。
70.根据权利要求68或69所述的方法,其中所述腔室包括气囊。
71.根据权利要求8至70中任一项所述的方法,其中所述施加步骤在所述微流体装置已被插入仪器的微流体装置引入端口之后执行,所述仪器被配置为操作所述微流体装置以确定存在于施加到所述样本引入端口的所述液体样本中的靶标如指示病原体的存在的靶标的存在和/或量。
72.根据权利要求8至71中任一项所述的方法,其中所述微流体装置的所述微流体网络由非多孔材料形成。
73.根据权利要求8至72中任一项所述的方法,其中所述微流体网络包括具有最小孔隙率或没有孔隙率的一个或多个敞开通道,使得所述微流体网络基本上是敞开的。
74.一种微流体装置,包括:
基板,所述基板限定周边;
微流体网络,所述微流体网络包括样本引入端口和试剂区,其中所述样本引入端口延伸到所述周边并与所述周边流体连通,并且所述试剂区包括一种或多种试剂,所述一种或多种试剂(i)能够由引入到所述试剂区的液体样本移动,并且(ii)被配置为结合到和/或使得能够检测靶标,所述靶标指示存在于被引入所述试剂区的所述液体样本中的病原体的存在或量。
75.一种方法,包括:
相对于磁体定位微流体装置,其中所述微流体装置包括设置在其中的微流体网络,所述微流体网络包括包含磁性颗粒的至少一种可移动试剂,所述至少一种试剂被配置为直接或间接地与指示病原体的靶标结合,并且所述磁体仅使所述微流体网络的一部分经历磁场;
经由所述微流体装置的样本施加端口将液体样本引入所述微流体装置的所述微流体网络中,所述液体样本包括所述靶标;
在相对于所述磁体定位所述微流体装置之后:
将引入的液体样本中的至少一些液体样本与所述微流体网络内的所述至少一种可移动试剂组合;
将所述至少一些液体样本与所述至少一种可移动试剂沿所述微流体网络从未受所述磁场作用的第一位置通过所述微流体网络的受所述磁场作用的部分移动到未受所述磁场作用的第二位置,其中基本上所有所述至少一种可移动试剂保留在所述微流体网络的受所述磁场作用的所述部分内;以及
基于保留的至少一种可移动试剂来确定所述液体样本中的所述靶标的存在和/或量,其中所述组合和移动步骤在基本上不修改所述微流体装置和磁体相对于彼此的位置或基本上不修改所述微流体网络的受所述磁场作用的所述部分经历的所述磁场的情况下执行。
76.根据权利要求75所述的方法,其中所述引入、组合、移动和确定步骤在基本上不修改所述微流体装置和磁体相对于彼此的位置或基本上不修改所述微流体网络的受所述磁场作用的所述部分经历的所述磁场的情况下执行。
77.根据权利要求76所述的方法,其中所述引入、组合、移动和确定步骤在不修改所述微流体装置和磁体相对于彼此的位置或不修改所述微流体网络的受所述磁场作用的所述部分经历的所述磁场的情况下执行。
78.根据权利要求75至77中任一项所述的方法,其中所述定位步骤包括将所述微流体装置插入仪器的微流体装置引入端口中,其中所述仪器包括所述磁体并且被配置为操作所述微流体装置以确定所述靶标的存在和/或量。
79.一种方法,包括:
通过增加或减小设置在微流体装置的微通道网络内并与液体的第一液-气界面呈气态连通的第一气体的压力,使所述液体沿所述微通道网络的微通道移动;以及
独立于增加或减小所述第一气体的所述压力,使设置在所述微通道网络内并与所述液体的第二液-气界面呈气态连通的第二气体的压力以足以引起所述液体与和所述微通道内的所述液体接触的试剂混合的速率和振幅振荡。
80.根据权利要求79所述的方法,包括利用与所述微流体装置接触的第一致动器来执行增加或减小所述第一气体的所述压力,并利用与所述微流体装置接触的第二致动器来执行使所述第二气体的所述压力振荡。
81.根据权利要求80所述的方法,其中所述第一致动器与所述微流体装置的外表面的第一位置接触,并且所述第二致动器与所述微流体装置的所述外表面的第二不同位置接触,其中所述第一位置与所述第二位置彼此间隔开。
82.根据权利要求80或81所述的方法,包括执行以下步骤中的一者:(i)增加或减小所述第一气体的所述压力,以及(ii)利用相应的第一致动器或第二致动器使所述第二气体的所述压力振荡,而不同时致动所述第一致动器或所述第二致动器中的另一者。
83.根据权利要求79至82中任一项所述的方法,其中移动所述液体包括使所述液体的所述第一液-气界面沿所述微通道移动超过至少约1mm、至少约1.5mm、至少约2mm、至少约3mm、至少约4mm、至少约5mm、至少约6mm、或至少约7mm的距离。
84.根据权利要求79至83中任一项所述的方法,其中移动所述液体包括使所述液体的所述第一液-气界面沿所述微通道移动超过约25mm或更小、约20mm或更小、约15mm或更小、约12.5mm或更小、或约10mm或更小的距离。
85.根据权利要求83或84所述的方法,其中使所述第一液-气界面移动超过所述距离包括使所述第一液-气界面连续地移动超过所述距离。
86.根据权利要求81至85中任一项所述的方法,其中所述第一位置和所述第二位置中的每一者覆盖分别由所述第一气体和所述第二气体而不是由所述液体占据的所述微通道网络的体积。
87.根据权利要求79至86中任一项所述的方法,其中所述第一气体和所述第二气体是相同类型的气体。
88.一种提取小瓶,包括:
大致管状主体,所述大致管状主体包括(i)第一端处的基座,以及相对第二端处的开口;
液体缓冲剂,所述液体缓冲剂设置在所述管状主体内;以及
帽,所述帽被配置为覆盖所述开口,所述帽包括多孔施加器。
89.一种方法,包括:
在提取小瓶中形成液体混合物,所述液体混合物包括液体缓冲剂和生物标本;以及
使所述液体混合物中的液体穿过覆盖所述提取小瓶的开口的多孔施加器,并将所述液体直接施加到微流体装置的样本施加区。
90.根据权利要求89所述的方法,其中形成所述液体混合物包括通过所述提取小瓶的开口引入包括所述生物标本的采集工具,并与设置在其中的所述液体缓冲剂接触。
91.根据权利要求90所述的方法,包括在形成所述液体混合物之后,利用施加器帽覆盖所述提取小瓶的所述开口,所述施加器帽包括所述多孔施加器,所述液体混合物通过所述多孔施加器离开所述提取小瓶。
92.根据权利要求89或91所述的方法,其中所述微流体装置包括由一个或多个无孔防渗透基板限定的微通道。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101809187A (zh) * 2007-09-26 2010-08-18 伊斯曼柯达公司 用于无机材料的选择区域沉积的有机硅氧烷材料

Patent Citations (1)

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