[發(fā)明專利]用于液體樣品處理的處理單元和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010249223.3
• 申請(qǐng)日: 2010-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN101995479A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J-P·博利格;M·格勞澤爾;O·古特曼;M·海因里希;R·D·耶吉;E·烏斯特布魯克;E·薩羅菲姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 霍夫曼-拉羅奇有限公司
• 主分類號(hào): G01N35/02
• 分類號(hào): G01N35/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰;曹若

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于液體樣品自動(dòng)處理的微流體處理單元和方法。

背景技術(shù)

近年來，對(duì)于液體樣品的自動(dòng)分析顯現(xiàn)出強(qiáng)烈的需求，這主要?dú)w因于這樣一種現(xiàn)實(shí)狀況，即臨床分析的數(shù)量正在不斷增長。樣品分析通常基于如下方式進(jìn)行：將樣品與一種或多種試劑混合，從而引起分析物特有的反應(yīng)，然后檢測反應(yīng)產(chǎn)物以確定其內(nèi)所含一種或多種分析物是否存在或者檢測它們的濃度。

市售的分析儀通常利用移液機(jī)器人來混合樣品和試劑，該移液機(jī)器人通常具有許多運(yùn)動(dòng)部分，這些運(yùn)動(dòng)部分由于被快速且?guī)缀踹B續(xù)地運(yùn)動(dòng)，因而可能需要經(jīng)常性的維護(hù)和更換操作。除此之外，就這類分析方法而言，由于移液操作的變化性，常規(guī)分析儀的靈活性受到限制并且僅可在比較低的精度條件下工作。此外，由于試劑被暴露于外界空氣，它們的保存期可能會(huì)降低。

由于樣品消耗低、分析時(shí)間快以及樣品吞吐量高，已經(jīng)作出了許多努力在這些微流體系統(tǒng)中開發(fā)集成的流體系統(tǒng)，以便進(jìn)行液體樣品的自動(dòng)分析。微流體系統(tǒng)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是熟知的，并且已經(jīng)在專利文獻(xiàn)中得到了廣泛的描述，例如美國專利公開US2008/0252905A1、US2008/02371151A1和US2008/0206110A1。

但實(shí)際上，常規(guī)微流體系統(tǒng)具有許多缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兿抻陬A(yù)定的工作流程和流體體積，并且通常涉及專門類型的分析方法。它們?cè)O(shè)置有數(shù)量比較少的試劑通道，因此不能根據(jù)用戶需求而擴(kuò)展。試劑必須通過移液操作或者經(jīng)由復(fù)雜管路供應(yīng)到試劑通道。微流體系統(tǒng)通常計(jì)劃成僅僅用于單一使用，從而造成比較高的成本。

根據(jù)以上所述，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供用于液體樣品自動(dòng)處理的改進(jìn)的單元和方法。根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的微流體處理單元和方法實(shí)現(xiàn)了該目的。從屬權(quán)利要求的特征給出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于液體樣品自動(dòng)處理的新型微流體處理單元。在該微流體處理單元中，液體樣品可與一種或多種試劑混合，以便利用所獲得的樣品/試劑混合物對(duì)該樣品進(jìn)行分析。

該處理單元可根據(jù)用戶的特定要求構(gòu)造成各種方式。因此，本發(fā)明的處理單元例如可具體實(shí)施為用于制備樣品/試劑混合物的制備儀器，該樣品/試劑混合物可傳送到分析儀器以便分析樣品/試劑混合物的反應(yīng)產(chǎn)物。除此之外，本發(fā)明的處理單元可耦接到分析單元，以便基于所獲得的樣品/試劑混合物的反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)樣品進(jìn)行分析。根據(jù)本發(fā)明的微流體處理單元可用于包括試管內(nèi)診斷的(生)化學(xué)診斷，并且可適應(yīng)于執(zhí)行各種分析試驗(yàn)，包括樣品和試劑的混合以及檢測這些反應(yīng)的結(jié)果。該微流體處理單元例如可用于診斷性試驗(yàn)，如臨床化學(xué)試驗(yàn)和免疫測定。

本文所用術(shù)語“微流體處理單元”指的是這樣的處理單元，其設(shè)置有多個(gè)互連的通道和室，流體可穿過這些通道和室傳輸，以根據(jù)用戶的特定要求進(jìn)行準(zhǔn)備性和/或分析性操作。該處理單元的微流體特征的截面尺寸通常在毫米到亞毫米尺度的量級(jí)上。微流體特征使得能夠以例如100μl/s或更低量級(jí)的流速進(jìn)行例如100μl或更小量級(jí)的流體體積的操作。

本文所用術(shù)語“開/關(guān)閥”表示一種可被選擇性地變成三種不同狀態(tài)之一的閥，這三種狀態(tài)即：第一打開狀態(tài)，其中液態(tài)和氣態(tài)流體可穿過該閥；第二打開狀態(tài)，其中氣態(tài)流體可穿過該閥而液態(tài)流體不可穿過該閥；以及關(guān)閉狀態(tài)，其中液態(tài)和氣態(tài)流體均被阻擋而不可穿過該閥。這種開/關(guān)閥可具體實(shí)施為凍融閥(freeze-thaw?valve)，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是熟知的并且常見于專利文獻(xiàn)中，例如美國專利公開US2003/0094206A1和美國專利6,311,713中均有描述。

在使用凍融閥的情況下，可僅僅通過將流動(dòng)通道內(nèi)容納的液態(tài)流體冰凍或融化來控制流體流。更具體而言，在第一閥打開狀態(tài)中，液態(tài)和氣態(tài)流體可穿過該閥。在第二閥打開狀態(tài)中，雖然氣態(tài)流體可穿過該閥，但閥被充分冷卻以在存在液態(tài)流體的情況下產(chǎn)生冷凍栓(frozen?plug)，從而第二閥打開狀態(tài)可被變成閥關(guān)閉狀態(tài)。在閥關(guān)閉狀態(tài)，凍融閥依賴于所得到冷凍栓與通道壁之間獲得的剪切運(yùn)動(dòng)阻力而由此限制流體流動(dòng)。與諸如凍融閥的開/關(guān)閥一起，流動(dòng)通道可用于在閥和流體中間沒有氣泡的情況下，暫時(shí)在預(yù)定位置保持(即寄存)并提供流體。

本文所用術(shù)語“流體連接”或“連接”指的是連通管路、通道或其他系統(tǒng)部件(可包括流體流動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，流體流動(dòng)調(diào)節(jié)裝置例如為開/關(guān)閥和外致動(dòng)器，外致動(dòng)器包括機(jī)械致動(dòng)器等)。因此，流體連接的系統(tǒng)部件可打開以允許流體流動(dòng)或者可關(guān)閉以阻擋流體流動(dòng)。