SE529978C2 - Analysanordning för vätskeformiga prov - Google Patents

Description

25 30 35 40 45 529 978 c) åtminstone ett upptag med kapacitet att mottaga nämnda vätska, nämnda åtminstone ett upptag utövar åtminstone två olika kapillärkrafter på nämnda vätska, d) åtminstone två flödesvägar som sammanbinder nämnda åtminstone en zon för mottagning av ett prov och nämnda åtminstone ett upptag, nämnda flödesvägar utövar åtminstone två olika kapillärldafter på nämnda vätska, e) åtminstone en koppling mellan nämnda åtininstone två flödesvägar.

Analysanordningen använder proj ektioner väsentligen vinkelräta mot ytan för att skapa en kapillärkratt så att vätskan flödar. Anordningen använder sig av det faktum att kapillärlcraften kan vara olika för olika flödeskanaler beroende på avståndet, geometrin, diametern och höjden lör proj ektionerna. Skillnaden i kapillärlcraft används för att styra flödet i den önskade riktningen.

I föreliggande uppfinning inkluderas också ett förfarande för att analysera ett prov såväl som en sats.

Fördelaktiga effekter Fördelar för den föreliggande uppfinningen inkluderar att det är möjligt att låta ett prov nå en analyspunkt före ett reagens. En annan fördel är att det är möjligt att definiera en viss volym av prov som passerar en analyspunkt innan reageiiset når analyspunkten. En ytterligare fördel är att det är möjligt att eliminera eller lindra effekter från reagens som löses upp olika.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. la-d avbildar olika uttöringsformer av anordningar enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 2a-d avbildar olika stadier under användning av en anordning enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 3 är ett elektronmikroskopfotografi av en del av en analysanordning enligt föreliggande uppfinning. Den avbildar en korsning av två flödeskanaler som används till exempel i anordningen avbildad i Fig. 2.

Fig. 4 avbildar en sektion av en flödeskanal innefattande en barriär som kan användas i en analysanordning enligt föreliggande uppfinning.

Definitioner Innan uppfinningen uppenbaras och beskrivs i detalj avses det att denna uppfinning inte är begränsad till vissa konfigurationer, processteg och material som uppenbaras häri eftersom sådana konfigurationer, processteg, molekyler och material kan variera något. Det avses också att terminologin som används häri används för syftet att beskriva endast vissa utföringsforiiier och inte är avsedd att vara begränsande efiersom uppfinningens omfattning endast begränsas av de bifogade kraven och ekvivalenter därav.

Det måste noteras att såsom de används i denna beskrivning och de bifogade kraven inkluderar singularformerna ”en”, ”ett”, ”den”, och ”det” pluralinotsvarigheterna om inte sammanhanget tydligt visar något annat. F öfi ande termer används i beskrivningen och kraven.

”Analys” används häri för att beteckna förfarandet när ett prov undersöks för att erhålla en förståelse för det, avseende exempelvis dess kvalitativa och/eller kvantitativa sammansättning.

”Analyspunkt” används för att beteckna en punkt eller ett område på en analysanordning där en mätning utförs.

”Analyt” används häri för att beteckna en substans, kemisk beståndsdel eller biologisk beståndsdel som analyseras. 10 15 ~20 25 30 35 40 529 978 ”Reagens” används häri för att beteckna en kemisk eller biologisk beståndsdel som deltar i analysen.

”Prov” används häri för att beteckna vilken materia som helst som innefattar en analyt.

Detaljerad beskrivning. Åtminstone några av de ovannämnda fördelarna uppnås genom att använda CD analysanordning av en speciell konstruktion. Analysanordningen använder proj ektioner väsentligen vinkelräta mot ytan för att skapa en kapillärkrafi så att vätskan flödar. Analysanordningen använder faktum att kapillärlnaften kan vara olika för olika flödeskanaler beroende på avståndet, geometrin, diametern och höjden på proj ektionerna. Skillnaden i kapillärkrafi används för att styra flödet i den önskade riktningen.

I en utföringsform avbildad i Fig. la innefattar anordningen för hantering av vätskeformiga prover en zon för mottagning av ett prov, vilken visas som den cirkulära zonen. Det föreligger två separata rektangulära upptag med en kapacitet att mottaga nämnda vätska och två flödesvägar vardera sammanbundna med respektive ett upptag och en koppling mellan nämnda åtminstone två flödesvägar.

I demia utföringsfonn torkas en reaktant på substratet på området markerat med ett ”k”.

Utföringsforrnen innefattar vidare en barriär som tillåter flöde av vätska när den är i kontakt med vätska från åtminstone två riktningar, vilken indikeras med att ”g” i F ig. 1- Det måste noteras att en sådan barriär endast tillåter ett flöde av vätska när den är i kontakt med vätska från mer än en sida. Ett exempel på en barriär som kan användas i föreliggande uppfinning avbildas i Fig. 4. Det måste noteras att barriären som kan användas i föreliggande uppfinning inte är begränsad till barriären som avbildas i F ig. 4. Vilken typ av barriär som helst kan användas som blockerar flöde av vätska när den är i kontakt med vätska från endast en sida och som tillåter flöde av vätska när den är i kontakt med vätska från mer än en sida.

När vätska flödar från vänster till höger i flödesvägen avbildad i Fig. 4 blockeras flödet och när vätska flödar från höger till vänster tillåter barriåren flöde i båda Ett flöde av vätSka från höger till vänster kommer att flöda i smala flödesvägar på sidan om huvudflödesvägen och kommer att tillåta att vätska från båda sidor möts och därmed tillåter flöde över barriären. Detta är möjligt att uppnå när kapillärkraften för baniären anpassas till den avsedda vätskan genom att justera position, avstånd, geometri, diameter och höjd för projektionerna såväl som bredden av positionerna för de smalare flödesvägarna.

I en utföringsforrn innefattar barriären projektioner med justerade positioner, avstånd, geometri, diameter och höj d.

In en alternativ utföringsforrn firms ingen ban-iår. Istället görs flödet i åtminstone en av flödesvägama långsammare än i den andra genom att göra flödesvägen längre och/eller sänka kapillärkrafien som utövas på vätskan.

Avståndet, geometrin, diametern och höjden på proj ektionerna anpassas så att kapillärlcraften är högre i åtminstone en del av flödesvägen och en av upptagen jämfört med flödesvägen som leder till det andra upptaget. l en utföringsform är åtminstone ett reagens adsorberat på ytan av åtminstone en av flödesvägarna. I en annan utföringsform är reagenset adsorberat på flödesvägen som utövar den lägsta kapillärkraften.

Flödesvägen som utövar olika kapillärloafier på vätskan har i en utföringsfonn olika flödeshastigheter för vätskan på grund av olika kapillärkrafter. 10 15 20 25 30 35 40 529 978 En utföringsform av korsningen av flödesvägar i Fig. 2 avbildas i Fig. 3 och består i denna speciella utföringsforrn av proj ektioner med olika avstånd för att skapa olika kapillärlcrafter.

I en utfötingsform som avbildas i Fig. la föreligger två olika upptag som utövar olika kapillärlfirafier på vätskan. I en alternativ utföringsform som avbildas i F ig. ld finns ett upptag som är uppdelad i två delar som utövar olika kapillärlcrafter på vätskan. Gränsen mellan områdena indikeras med en streckad linje i Fig. ld. När delen som utövar den högsta kapillärkraften är helt fylld kommer vätska att börja flöda in i områdena som utövar en lägre kapillärkrañ på vätskan så att verkan liknar deniFig. la och lb.

I en utföringsform adsorberas en substans och/eller binds till analyspunkten. I en utföringsfonn har en sådan substans förmågan att binda till åtminstone en analyt. Exempel på en sådan substans inkluderar en antikropp.

I en utföringsform adsorberas eller torkas åtminstone ett reagens på åtminstone en flödeskanal. En sådan reagens kan vara vilken kemisk eller biologisk beståndsdel som helst som deltar i en analys. Exempel på reagens inkluderar antikroppar, antikroppar innefattande CH dêïektfifbfif del, andra detekterbara molekyler och molekyler med förmågan att binda till en analyt.

I en alternativ utföringsform är det möjligt att utföra en flerstegsanalys där exempelvis två, tre eller flera reagens tillsätts i sekvens med en tidsskillnad. En sådan utföringsfonn visas i Fig. lc där två separata reagens k och k' tillsätts efter varandra. I en utföringsform utövas åtminstone tre olika kapillärkrafter på nämnda vätska; en första kapillärln-aft från ett första upptag, en andra kapillärkraft från ett andra upptag och en tredje kapillärkraft från ett tredje upptag. I en utföringsform föreligger olika storlekar på upptagen 'som visas i Fig. lc. I en annan utföringsform anpassas proj ektionerna så att den utövade kapillärkraften är olika för de olika upptagen och flödesvägarna.

I en annan utföringsforrn är det möjligt att utföra en analys innefattande två eller flera steg. I en utföringsform utförs en integrerad analys innefattande tre steg. Ett specifikt exempel på en sådan analys är en anordning enligt Fig. lc där en första antikropp riktad mot analyten binds till analyspunkten. I ett första steg passerar provet analyspunkten och analyten binds till en andel av de första antikropparna på ytan. I det andra steget passerar en andra antikropp riktad mot analyten analyspunkten, vilken antikropp innefattar en generell bindningsenliet. I det andra steget kommer den andra antikroppen att binda till analyten som är bunden till den första antikroppen vid analyspunkten. I ett tredje steg passerar en detekterbar molekyl analyspunkten med kapacitet att binda till den generella bindningsenheten på den andra antikroppen. I det tredje steget binds de detekterbara molekylerna till antilcroppama. En fördel med denna trestegsanalys är att det tredje steget år samma för alla typer av analyser och att det således kan optimeras en gång för många olika slag av analyser.

I en andra aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för att analysera ett prov, vari analysen utförs genom att använda en anordning som beskrivs ovan. I ett sådant förfarande tillsätts provet företrädesvis till zonen för mottagning av provet. F örfarandet innefattar företrädesvis ett steg att avläsa ett resultat av analysen.

I en tredje aspekt tillhandahålls en sats innefattande anordningen som beskrivs ovan och en förpackning. Valfritt innefattar satsen en ytterligare arialysanordning. Exempel på en sådan analysanordning inkluderar en hållare för anordningen, en mätapparat där nämnda anordning sätts in eller en annan anordning som underlättar analysen. I en utföringsform innefattar en sådan sats åtminstone ett reagens. I en annan utföringsforrn innefattar satsen en skriven instruktion. I en annan utföringsforrn innefattar satsen en läsare som kan utföra en mätning på nämnda anordning. En sådan läsare kan göra en avläsning vid analyspunkten. 10 15 529 978 När ett vätskeformigt prov i en uttöringsfonn tillsätts till zonen för mottagning av ett prov, flödar vätskan fram till barriären i en flödesväg och ett reagens löses upp av provet. Detta avbildas i Fig. 2a. Svarta rektanglar symboliserar ett reagens i Fig. 2. I den andra flödesvägen flödar vätska in i zonen för mottagning av ett prov. Provet flödar över analyspunkten där mätningen utförs. På grund av den högre kapillärkrafien i en av flödesvägarna flödar vätskan längs flödesvägen med den högsta kapillärlcraften och fyller upptaget med den högsta kapillärlqaften. Inte förrän upptaget med den högre kapillärkraften är helt fylld kommer vätskan att flöda in i regionen med den lägre kapillärlaaften.

Tiden och volymen av prov som passerar analyspunkten i det första steget definieras genom att fylla upptaget med den högre kapillärlcratten. I Fig. 2b är upptaget med den högre kapillärkraften helt fylld och provet börjar att flöda in i områdena som utövar en lägre kapillärldait på vätskan.

Vätskan flödar sedan mot barriären och när barriären således är i kontakt med en vätska från båda sidor kan vätska flöda över barriären i båda riktningar. Vätskan med den upplösta reaktanten kommer att flöda mot det andra upptaget som avbildat i Fig. 2c. I Fig. 2c visas det att det upplösta reagenset som symboliseras av en svart rektangel passerar analyspunkten. I Fig. 2d är mätningen färdig och alla upptag är fiillständigt fyllda och/eller så finns ingen mer tillgänglig provvolym. Tiden innan barríären öppnas kan således definieras väl och tiden justeras så att reagenset tillåts att lösas upp i tillräckligt hög utsträckning.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 40 529 978 Patentkrav

1. l. Anordning för hantering av hantering av vätskeforrniga prover, nämnda anordning innefattar: a) projektioner väsentligen vinkelråta mot ytan av nämnda anordning, närnnda prOjGKIiOIICI hal' CH höj d, diameter och ett avstånd mellan proj ektionerna som kan generera kapillärt flöde, lateralt mot nämnda yta, av en vätska, b) åtminstone en zon för mottagning av ett prov, c) åtminstone ett upptag med en kapacitet att mottaga nämnda vätska, nämnda åtminstone ett upptag utövar åtminstone två olika kapillärlaaiter på nämnda vätska, d) åtminstone två flödesvägar som sammanbinder nämnda åtminstone en zon för mottagning av ett prov och nämnda åtminstone ett upptag, nämnda flödesvägar utövar åtminstone två olika kapillärkrafier på nämnda vätska, e) åtminstone en koppling mellan nämnda åtminstone två flödesvägar.

2. Anordning enligt krav 1, vari nämnda åtminstone ett upptag har två delar som utövar olika kapillärlcraiter på nämnda vätska.

3. Anordning enligt krav 1, innefattande åtminstone två olika upptag, vardera upptag utövar en kapillärlcrait på nämnda vätska, där nämnda kapillärlcrafter är olika.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, vari åtminstone en av nämnda flödesvägar innefattar åtminstone en barriär, som tillåter ilöde av vätska när den ärí kontakt med vätska fiån åtminstone två riktningar.

5. Anordning enligt krav 4, vari nämnda barriär vidare innefattar proj ektioner väsentligen vinkelräta mot ytan av nämnda anordning.

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, vari åtminstone ett reagens är adsorberat på åtminstone en av nämnda flödesvägar.

7. Anordning enligt något av kraven l-6, vari åtminstone ett reagens är adsorberat på flödesvägen som utövar den lägsta kapillärlcraften på nämnda vätska.

8. Anordning enligt något av kraven l-7, vari nämnda åtminstone två flödesvägar har olika flödeshastigheter för nämnda vätska.

9. Anordning enligt något av kraven 1-8, vari nämnda anordning utövar åtminstone tre olika kapillärlaafier på nämnda vätska.

10. Anordning enligt krav 9, vari nämnda anordning vidare innefattar åtminstone tvâ olika reagens.

11. 1 1. Förfarande för att analysera ett prov kännetecknat av att en anordning enligt något av kraven 1-10 används och vari nämnda prov tillsätts till åtminstone en zon för mottagning av ett prov.

12. Förfarande enligt krav l 1, vari ett resultat avläses från nämnda anordning.

13. En sats innefattande en anordning enligt något av kraven l-l0 och åtminstone ett reagens.

14. Sats enligt krav 13 vidare innefattande en analysanordning.

15. Sats enligt något av kraven 13-14 vidare innefattande åtminstone en läsare som kan utföra en mätning på nämnda anordning.