于被分析的生物元件的尺寸。
[0033] 微块212可具有大致矩形的形状，并且在一些实施例（包括图2C)，微块212可具有 圆形棱和角。在其他实施例中，微块212可具有任何合适的形状、大小和/或配置(例如环形、 多面体形状、球体等）。在一些实施例中，单个微块212可具有约10微米至约30微米(例如约 20微米)的长度，约5微米至约15微米(例如约10微米)的宽度，和约10微米至约20微米(例如 约15微米）的高度。微柱214可具有大致圆柱形的形状。在其他实施例中，微柱214可具有任 何合适的形状、大小和/或配置(例如环形、多面体形状、球体等）。在一些实施例中，单个微 柱214可具有约2微米至约6微米(例如约4微米）的直径，W及约10微米至约20微米(例如约 15微米）的高度。微块212和微柱214的配对在个体阵列221或腔室222中可具有相同或不同 的尺寸(例如高度）。
[0034] 图3是图2A中射流装置204的一个所述腔室222的示意性侧视图，展示了生物样品 如血液，流过一个所述传感单元阵列221。图4A-4D是图3所示的一个传感单元211的随时间 流逝的顶视图。导引器206(图2A)可被设置成用W将所述生物样品输送至射流装置204,从 而所述生物样品流过阵列221的单个的传感单元211及周围。在一些实施例中，导引器206可 W被配置为W-个流速输送所述生物样品，该流速足W在或接近传感单元211处产生一个 约2,000s-i 至约 12,000s-i(例如 20003-1、50003-1、80003-1、120003-1等）的剪切速率。在一个 具体的实施例中，导引器206被配置W在输送期间（例如约40秒至约120秒）内保持所需的流 速。
[003引参照图3和图4A-4B，当生物样品流过传感单元211时，每个微块212都充当了流体 的阻塞物并导致了满流。该满流在微块212的最外侧上边缘产生高剪切速率，从而激活了流 过的血液样品中的血小板P。然后当血小板开始聚集时活化的血小板P结合到微块212上(并 且血小板P彼此之间相结合）。如图4B-4D所示，当血小板P的聚集物AP长成更大的尺寸时，一 些所述血小板P破坏了微块212和微柱214之间的间隙空间。例如收集血小板P的双链倾向在 微块212的下游角落形成。当血小板链沿长度积聚时，经过的流体将链向内推并与微柱214 相接触，由此在微块212和微柱214之间形成机械桥。当更多的生物样品流过腔室222时，更 多的血小板P积累并填充微块212和微柱214之间的空间。在一些实施例中，微块212和/或微 柱214可至少部分地涂覆有至少一个结合元件(例如蛋白质、聚糖、多聚糖、糖蛋白、胶原蛋 白等），W改善和/或便于将血小板P结合至微块212和/或微柱214上。
[0036] 如参照图1所述，在止血过程中血小板P既个体地也全体地收缩。不像可晓曲的微 柱214,刚性微块212不会弯曲，尽管它有更大的表面积和更大的阻力轮廓。因此，当血小板P 收缩时，血小板P将微柱214朝微块212弯曲。例如，图4D的共焦图像(下图）显示，生物样品流 动120秒之后，微柱(被标记为214e)的尖端或顶端部分比流动开始(被标记为214s)时微柱 的顶端部分离微块212更近(例如约4微米）。同样地，图5的扫描型电子显微镜(沈M)显微照 片显不微柱214的尖端赃罔微柱214的基部215弯曲。
[0037] 用于测量和/或确定微柱晓曲并确定血块参数的本技术的装置、系统及方法如下 所述。
[0038] a.用于确定微柱晓曲的装置、系统及方法的精选实施例
[0039] 参照图2A，系统200还可包括用于测量和记录微柱晓曲的测量元件203。测量元件 203可被分析器202携带或包含在分析器202中，W使当射流装置204是至少部分地插入分析 器202(例如经由端口224)时，测量元件203被置于邻近所述射流装置204, W促进微柱的晓 曲检测和/或晓曲测量。在其它实施例(未展示）中，测量元件203被分析器202携带，但与射 流装置204和/或端口224间隔开。然而在其他实施例中，测量元件203可W是一个独立的设 备，其可W物理地或无线地连接到分析器202上。
[0040] 测量元件203可连接至分析器202上，并根据所测量的微柱晓曲，分析器202可W确 定一个或多个血块参数的值。分析器202可W包括处理器226和具有程序指令的存储器228， 当由处理器226执行时，程序指令使得分析器202测量和记录晓曲数据并分析测量数据，W 确定一个或多个血块参数的值。存储器228可能包括任何易失的、非易失的、固定的、可移动 的、磁、光或电介质，例如RAM、ROM、CD-ROM、硬盘、可移动磁盘、存储卡或棒、NVRAM、邸PROM、 闪存和类似物。分析器202还能通过显示器208(图2A)向临床医生指示一个或多个血块参数 的当前的、测量的数值。
[0041] 在特定实施例中，测量元件203可包括一个光学检测部件，如相差显微镜、巧光显 微镜、共焦显微镜或光电二极管，其被配置为光学测量微柱的晓曲。例如，图7是根据本技术 配置的光学测量元件205的一个实施例的示意性侧视图。射流装置204可被放置在光学测量 元件205的第一部分205a与第二部分20化之间。在特定实施例中，射流装置204可W插入到 光学测量元件205的狭槽296中（和/或分析器202(例如经由端口 224(图2A)))。第一部分 205a可W是与狭槽296的第一侧相邻，而第二部分20化可W是与狭槽296中第一侧相对的第 二侧相邻。狭槽296的第一和/或第二侧的表面可分别包括透明或大致透明的第一和第二窗 口 298、292。在其他实施例中，射流装置204和/或狭槽296可W是与第一部分205a和第二部 分20化相邻放置，而不是放置在第一部分205a和第二部分20化中之间。但是可W相信，第一 部分205a、射流装置20化和第二部分205a的线性排列是有利的，因为运样的排列在分析器 202(图2A)内需要的空间更小。
[0042] 参照图7,光学测量元件205的第一部分205a可包括光源280,激发滤光片282和第 一聚焦器284,第一聚焦器284包括多个透镜(分别标注为第一至第S透镜284a-284c)。在其 他实施例中，第一聚焦器284可W包括多于或少于=个的透镜(例如一个、两个、四个、五个 等）。光源280可W是隶灯或氣弧灯或另一种适合在巧光显微镜中使用的光源，例如激光器 和LED。光学测定元件205的第二部分20化可W包括第二聚焦器286(分别标注为第一和第二 透镜286a、286b)、发射滤光片288和光学检测器290。在其他实施例中，第二聚焦器286可包 括多于或少于两个的透镜(例如一个、=个、四个、五个等）。光学检测器290可W是照相机、 光电二极管或任何其它合适的光学检测装置。
[0043] 如图7所示，在操作中射流装置204可至少部分地放置在狭槽296中。射流装置204 可W直接放置在窗口 292上，或如图7所示，在其他实施例中射流装置204可由一透明或大致 透明的载体294承载，载体294可直接置于窗口 292上。光源280可W手动或自动触发(经由狭 槽296中连接到处理器226的一个传感器），W向射流装置204发射福射。只有特定波长的福 射穿过激发滤光片282并通过第一聚焦器284聚焦到传感单元211的阵列221上(在将所述生 物样品递送到装置204之前，微块212和/或微柱214可W用巧光物质进行标记，该巧光物质 能特异性地对特定通过的波长反应）。当特定波长的福射与微柱214和/或微块212上的巧光 物质的原子碰撞时，原子被激发到更高的能级。当运些原子释放能量至较低能级时，它们会 发光。射流装置204可W由透明或大致透明的材料(如聚二甲基硅氧烷(PDMS))制造，运使得 所发射的光穿过射流装置204(和载体294)和窗口 292,进入第二部分20化中。
[0044] 发射的光随后被第二聚焦器286聚焦。为使之可见，发射滤光片288将发射的光从 其他亮得多的福射中分离出来，从而仅将更低波长的可见光传送至光学检测器290。光学测 量元件205的一个或多个部件可连接到处理器226和/或存储器228上。光学测量元件205的 一个或多个部件可将光学数据输送至处理器226,而处理器226能分析光学数据W测算微柱 晓曲和/或确定一个或多个血块参数的值。
[004引在运些和其他实施例中，测量元件203可包括磁性检测部件，其被配置为光学地测 量微柱的晓曲。例如，图8A和8B是根据本技术配置的磁性测量部件207的一个实施例的示意 性侧视图。如图8A和8B所示，每个微柱214可W包括磁性材料270如纳米线，磁性测量元件 207可包括一个或多个磁性检测器272(例如一个或更多的旋转阀、霍尔探针、磁通口磁强计 等），磁性检测器272被配置成用W测量晓曲的微柱214中磁性材料270的旋转和/或移动。例 如，图9是一个曲线图，展示了自旋阀电压与含有磁性材料270的晓曲的微柱214的位移之间 的关系。磁性测量元件207的一个或多个部件能连接到处理器226和/或存储器228。磁性测 量元件207的一个或多个部件能将磁性数据输送至处理器226,而处理器226可分析该磁性 数据W测算微柱的晓曲和/或确定一个或多个血块参数的值。
[0046] b.从经测量的微柱晓曲中确定血块参数的装置、系统和方法的精选实施例
[0047] 可W相信，聚集的、收缩的血小板P沿微柱214的垂直线施加力。运样，晓曲测量可 与沿固定悬臂梁的分布负载关联起来。例如，凝血力F可W基于微柱晓曲S使用下面的束偏 转公式计算：
[0049]其中E是所述微柱材料的杨氏模量，d是微柱214的直径，h是微柱214的高度。此外， 系统200可W包括计时器(未示出），其会在所述生物样品与阵列221流体连接放置时启动， 在一个靠后的时间点停止，该时间点是至少血小板P的一部分已经附着到每个阵列221的至 少一个传感单元211、聚集并导致微柱214的晓曲时(例如约40秒至约200秒）。
[0050] 在一些实施例中，所述靠后的时间点也可W大到足W覆盖血块溶解的开始阶段。 所述靠后的时间点可W预先确定并且是自动的（例如由处理器226控制），由晓曲测量确定， 和/或手动的（例如分析器202上的一个"停止"按钮）。定时器可W连接到分析器202和/或处 理器226上，时间数据可W存储在存储器228中。
[0051] 基于测算的凝血力F(公式（1))，为了导出血块参数的值，处理器226能够将所测算 的力与所记录的时间测量关联起来，并且基于力-时间曲线和血块参数之间的已知关系，确 定一个或多个血块参数的值。例如，如图6中凝血力F与时间关系的曲线图所示，血块发作通 常是所述力显著增加所需的时间，血块强度通常是所记录的力的最大值，而血块溶解通常 是所述力在达到最大后显著降低所需的时间（和/或时间段）。处理器226可指示一个或多个 所确定的血块参数的值(例如经由显示器208(图2A))。另外或替代地，处理器226可产生力-时间曲线并在显示器208上显示该曲线。
[0052] 可W理解，所述生物样品向所述阵列的递送、所述时间测量和所述力的测量的协 调，对精确的晓曲和/或力的数据是有利的。运样，射流装置204(图2A)可包括一个障碍物 (未示出），其防止所述