用于处理流体样品的器件与方法

专利名称：用于处理流体样品的器件与方法
技术领域：
本发明涉及用于处理材料样品的器件与方法。 本发明内容不用来描述本发明的各个所公开的实施例或每种实现方式。下面的附 图和详细描述将更加具体地举例说明示例性实施例。


将参照下面列出的附图进一步描述本发明，其中在若干附图中类似的结构加注类 似的附图标记。
图1示意表示包括可受压縮而排出流体的可变形室的处理或检测器件。 图2是用于制作图1所示的可变形室的多层构造的示意图。图3示意表示限制流
体流动的密封介质。 图4示意表示与可变形室流体连通的多个分室的处理程序。
图5示意表示包括多个可变形室的处理程序。
图6示意表示包括用于混合的多个可变形室的处理程序。
图7A到图7E分步地示出 一个混合程序实施例。 图8到图10示出了具有辐射状排序构型的处理或检测器件的实施例。 图10A到图10B示出了辐射状排序的施压构型。图11是示出图8到图10的辐射
状排序构型的处理步骤的流程图。 图12示出了具有线状排序构型的处理或检测器件的实施例。 图13示出了与具有线状排序施压装置组合的具有线状排序构型的处理或检测器 件的实施例。 图13A示出了线状排序施压构型的多个施压脊或肋。 图14示意表示一种包括卡片部分的器件，该卡片部分具有多个可变形室，这些可
变形室可经由通过铰链连接到该卡片部分的施压装置压縮。 图15示意表示控制来自可变形室的流体流动的调速块状物。
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图16-17示意表示卡片或器件。 图17A示出了在多层之间制作的多个并行的室和通道。
图18到图22协同示出了用于处理材料样品的处理步骤。 尽管上述附图示出了本发明的若干示例性实施例，但是其它实施例也在本发明范 围内。在所有情况下，本公开均以示例性而非限制性的方式来说明本发明。应该理解，本领 域技术人员可想出许多其它的修改形式和实施例，其均落入本发明原理的范围和精神内。
具体实施例方式
本发明包括一种处理器件，其具有可变形室以挤出流体用于处理或检测样品。在 一些示例性实施例中，该可变形室与另外的一些室和通道组合使用，以实现某种处理构 型或程序，例如用于在材料样品中检测被分析物，例如金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)o 本文所述的器件可被组合而形成处理程序，用于在样品材料或其它测试过程中检 测被分析物的间接或直接验定法。该器件的一些室和/或通道可包含被分析物的检测过 程，或者这些室和/或通道可用来制备用于在独立装置内进行检测的样品材料。示例性的 待检测的所关注被分析物是金黄色葡萄球菌("S. aureus")。这是一种可引起广谱感染的 病原体，包括诸如小的皮肤脓肿和伤口感染之类的浅表损伤；诸如心内膜炎、肺炎和败血 病之类的系统性的且危及生命的病症；以及诸如食物中毒和中毒性休克综合征之类的中毒 病症。 图1示意表示器件IOO，具有在多个层106之间制作的与室104组合的可变形室 102。室104经由多个层106之间的通道或沟槽107与可变形室102流体连通。流体借助 于可变形室102与室104之间的限流器108(例如，脆性限流器或密封件)保留在可变形室 102内。流体由施压装置110从可变形室102挤出。施压装置110构造为可进行施压而使 室102受压縮或变形，以便于流体从室102流过通道107。可变形室102以及(非必须)通 道107可由弹性或非弹性材料形成，这取决于将要描述的工艺应用。 图2示出了用于制作图1所示器件100的可变形室102的多层结构。如图所示，该 多层构造包括一个或多个第一层120、粘合剂层122和一个或多个第二层124。该粘合剂层 122被图案化，使得一个或多个第二层124的一些部分附着到一个或多个第一层120上，以 在这二者之间形成可变形室102。如图2所示，接近中空区域126的一个或多个第二层124 的一些部分没有附着到在一个或多个第一层120上，以形成界定可变形室102、通道107或 器件100的其它特征的中空的缝隙或凹坑。 在一些示例性实施例中，该一个或多个第二层124包括由不同材料形成的一些部 分或层，以提供适合于器件100上的不同流特征或室的不同性质。例如，可变形室102可由 可变形第一种材料形成，室104能够由较硬的第二种材料(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET))形成以形成较为刚性的室。通道107可由例如聚丙烯等可变形的第三种材料形成， 从而通道107可紧密接触以限制流体从中流过。通道107可由可变形材料或例如用于室 104的较硬材料形成。 可变形材料最好是显示弹性或弹性体恢复的材料。用于对本发明的可变形材料施 加弹性恢复性质的弹性材料是熟知的，一般来讲包括例如合成橡胶或塑料等物质，这些物质可在室温下受应力而拉伸至至少它们的初始长度的两倍，而一旦释放应力就强力地返回 到接近于其初始长度。 可能得到的合适的弹性材料包括天然橡胶、合成橡胶或热塑性聚合物。合适的合 成橡胶包括醚基聚氨酯斯潘德克斯弹性纤维、SBR丁苯橡胶、EP匿乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡 胶和NBR丁腈橡胶。另一些合适的弹性体包括由通式A-B-A'表示的嵌段共聚物，其中，A 和A'各为包含例如聚(乙烯芳烃)的苯乙烯系部分的热塑性聚合物端嵌段，而B是例如共 轭烯烃或低级链烯聚合物的弹性体聚合物中嵌段。这些嵌段共聚物例如可以是可在KRATON 品名下购自壳牌化学公司的(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯)嵌段共聚物。其 它合适的弹性体材料包括聚氨酯、丙烯酸类树脂、丙烯酸-烯属共聚物、其它弹性聚烯烃、 以及聚酰胺弹性体材料和聚酯弹性体材料。在一优选实施例中，可变形材料包括聚烯烃泡 沫材料或聚丙烯材料。 图案化的粘合剂层122由压敏或热敏粘合剂形成。在一替代实施例中，一个或多 个第二层124的一些部分被以所需布置方式附着或热密封于一个或多个第一层120上，以 形成可变形室102、通道107以及其它特征而不使用图2所示的图案化的粘合剂层122。
在图3所示的实施例中，多层结构包括密封部分130，该密封部分130位于一个或 多个第二层124与第一层120之间，以形成图1所示的限流器108。密封部分130可以是较 硬的块状物或堵塞物，该密封部分保持在适当位置，直到对可变形室102施加压力。或者， 密封部分130也可以是粘接附着物。密封部分130以及用于器件100的其它材料最好具有 生物学惰性。在该示例性实施例中，密封部分130是粘接附着物，它将第二层124与第一层 120接合以限制流体流动。密封部分130的粘接力设计为当施加足够压力时能够将第二层 124从一个或多个第一层120释放，以从可变形室102挤出流体。在一些替代实施例中，能 够对密封部分130(例如由施压装置110)施加压力以封闭通道107来 限制流体流动，如后 文所描述。在一示例性实施例中(密封部分130是块状物或堵塞物)，密封部分130可由在 压力下易破裂但在器件100的运输和处理期间保持密封的低密度聚烯烃或蜡制作。
在图4所示的实施例中，可变形室102与多个更小的分室140和142配合使用。如 图所示，分室140和142分别经由通道144和146并行地流体连接到室102。在所示的实 施例中，流体从流体源148流入可变形室102(示意表示)，或者可变形室102也可预先充 入流体。通过施压或压縮将流体从室102挤入分室140和142。在所示实施例中，分室140 和142可用刚性的材料或结构形成以贮存流体，或者用可变形的材料或结构形成以从其中 挤出流体用于另外的处理步骤。 图5到图6示出的器件包括多个可变形室102-1和102-2，以执行多个过程或测试 步骤。如上所述，可变形室102-1和102-2各由可变形材料形成，从而在施加压力时(通过 机械或电气方式)从中挤出流体。在图5中，设有多个可变形室102-1和102-2以向更大 的室150提供流体。室150可以是刚性的或可变形的，这取决于工艺应用。例如，室150可 以为可变形的，以挤出流体，或者如果要将流体贮存在室150中，则室150可由刚性结构或 材料形成。 在图5所示的实施例中，可变形室102-1包括用于从流体源154接收样品或流体 的入口 152和用于挤出流体的出口 156。可变形室102-2预充有混合溶液或其它流体。由 施压装置110或者手动进行施压以压迫或压縮室102-1和102-2，从而经由流体通道107-1和107-2将流体从室102-1和102-2挤入或排入室150。 图6示出了布置成可执行搅拌或混合多个流体和/或试剂的混合程序的多个可变 形室102-1和102-2。如图所示，流体和/或试剂被加入室102-1。室102-1由压力压縮或 挤压而将流体从室102-1挤入室102-2。之后，如箭头170所示，施加压力将流体在室102-1 与室102-2之间往复地挤入和挤出。这种往复运动或程序可搅动流体混合物以增强混合。
图7A到图7E示出了包括由弹性材料形成的可变形室180和可扩大室182的混合 程序的替代实施例。如图7A所示，室180中包含流体。如图7B到图7C所示，对室180施 加压力以将流体从室180挤入可扩大室182。如图7D和图7E所示，在对室180施加的压力 释放后，室182扁平并将流体挤回室180。可针对所要求的混合重复此程序。 一旦混合过程 完成以后，流体保留或密封于室180内或者从室180挤出，以作进一步处理。
图8到图IO示出了一种有多个可变形室的器件，这些可变形室布置成集体地形 成一个执行多个处理或测试步骤的处理构型。在图8所示的实施例中，该处理构型制成为 放射状排序构型。在所示实施例中，该构型包括与流体通道结合的多个可变形室以及位于 具有开口 198的多层结构197的周边附近的其它一些室。如图所示，该器件包括可变形室 200，它经由入口 (未加附图标记)接收流体样品。在所示实施例中，例如使用注射器或其 它样品收集装置通过引入沟槽202经由通道204将流体加入可变形室200。
通过出口 (未加附图标记)并经由通道210将流体从室200压入或挤入室206。 在所示实施例中，室206可包含与从室200挤出的流体或样品进行混合的试剂或其它材料。 流体经由通道215从室206压入多个分室212和214以提供用于测试的多个样品。由测试 装置或传感器(图8中未示出)贮存或测试分室212内的流体。分室214内的流体被挤入 更大的室216内，以作进一步处理(例如，测试或分析)。在所示实施例中，更大的室216在 靠近入口 217处密封，同时流体从室206挤入室212和214。之后，入口 217开启以将流体 从室214挤入室216。沿着流体通道215或在室212和206处的密封分别限制了从室214 进入室212和室206的回流，从而从室214挤出的流体流入室216。 所示的构型包括预充可变形室220。作为示例，室220填充有缓冲溶液。流体经由 通道223从室220压入室222。在一示例性实施例中，室222包含试剂，例如由来自室220 的流体再水合的脱水试剂。如前面图6或图7A到图7E所示，通过在室之间往复移动流体 可以将流体与试剂进行混合。之后，流体经由通道224进入或挤入室216并且与来自分室 214的样品流体混合以用于测试(例如，经由图8未示出的传感器或测试装置)。
如图9到图10所示，该处理或测试构型制作在与施压装置和托盘240配合使用的 卡状基片235上。如图所示，施压装置110是转盘242，在转盘242的背面上具有施压构型 244(如图IO中示意表示)。转盘242包括凸起的轮毂部分246，其尺寸设为可穿过卡状基 片235上的开口 198。为了发挥作用，轮毂部分246伸过开口 198并坐落在如图10所示的 托盘240的旋转体254的凹穴252中。 如图9所示，卡状基片以竖直姿态被支撑，以将样品引入到沟槽202。在一示例性 实施例中，为了进行流体引入，转盘242可以偏离竖直位置，并且在流体引入之后，旋转转 盘242来施加压力而关闭通道204处的样品引入槽202，作为示例该槽由可变形材料形成。 或者，也可使用瓣阀或其他替换结构来将样品引入槽202密封。在一些示例性实施例中，在 引入样品之前，例如使用稀释、透析、沉淀、过滤、离心、吸收、洗提或其它过程对样品进行预处理。 之后，通过转盘242的旋转对引入的样品进行处理和/或测试。如图IO所示，为了 进行处理，器件被支承在托盘240中，转盘242的轮毂部分246坐落在凹穴252中。之后，转 盘242被转动以有选择地对可变形室(例如，图8的200、206、214、220、222)施加压力，从 而执行顺序处理步骤。在所示实施例中，转盘242在逆时钟方向旋转来执行处理步骤。虽 然公开了逆时钟旋转方向，但是也能够以顺时针方向来实现转盘242和构型。
在所示实施例中，转盘242经由驱动器(例如，马达)247(示意表示)旋转，该驱 动器247转动托盘240的旋转体254。由驱动器247带动的旋转体254的旋转，经由轮毂部 分246的平坦面与在旋转体254的凹穴254内形成的平坦面之间的接触而传递给转盘242。 驱动器或马达247被构造或设计成以设定速率或速度转动旋转体254，转盘242 (以及施压 构型244)也如此旋转，以提供处理程序或步骤所要求的定时。虽然示出了驱动器247与转 盘242或施压构型244之间的特定接合部位，但是专利申请不限于所示的特定接合部位。或 者，例如也可用把手248对转盘242进行手动旋转。 图IOA和图10B示出了关于转盘242上的施压构型244的实施例，施压构型244具 有图10B所示的特定外形，该特定外形设计成以图8到图IO所示的辐射状排序构型来执行 多个处理步骤。如图IOA到图10B所示，施压构型244包含多个周向隔开的肋255，用于当 转盘242旋转时压迫各个室以挤出流体和/或密封各个通道或室以限制流体从其中流过。
图11示出了对于图8到图10所示的构型由转盘242执行的处理步骤的程序。如 图11所示，在步骤260中，流体样品被引入室200。如步骤262所示，转盘242转过第一增 量，以从样品室200和预充室220挤出流体。流体被从室200挤入室206。经由施压构型 244上的限流器或密封件控制从室200到沟槽202的回流。在步骤262中，流体也从预充室 挤入室222。在步骤264中，转盘242转过第二增量，将流体从室206挤入分室212和214 并将流体从室222挤入测试室216。再次，经由施压构型244上的限流器或密封件限制回 流。在步骤266中，转盘242转过第三增量，将流体从分室214挤入测试室216。在所示实 施例中，转盘以30度增量旋转，但是不限于以30度增量的旋转进行施压。如图所示，构型 被辐射状布置成可顺序地向多个室施加压力，以在一个旋转增量执行多个处理步骤。
如上所述，经由限流器或密封件控制流体流动。如上参照图3描述，限流器可直接 制作在多层结构上，或者可将限流器结合在转盘242上形成的施压构型244中。例如，可用 图3所示的限流器在多层结构上制作常闭通道。该常闭通道响应加压而打开，以从室中释 放流体。或者，限流器也可形成常开通道，其中，在对室内进行填充以后通过压力对封闭该 常开通道，以保持流体。可在多层结构上制作其它一些限流器结构，包括瓣阀或类似结构。 例如，在所示实施例中，限流器由被夹在多层之间或在多层中的一个或多个上形成的刚性 材料形成(图2中示出)，以形成一旦变扁平就不能够恢复的泡罩。 或者，限流器也可结合到转盘242上的施压构型244或其它施压装置中，从而通过 施加压力来临时性压迫或紧密接触流体通道107以间歇性或临时性密封或限制流体流动。 限流器由凸起部分(未示出)形成，该凸起部分局部地施力以使得通道发生变形或者对通 道进行挤压，以密封或限制流体从其中流过。在所示实施例中，一旦该凸起部分移开，受挤 压的沟槽或通道就恢复到预先形成的形状，以允许流体从其流过。如果沟槽或通道对于多 个处理步骤保持关闭，则凸起部分或肋255的外形设计成当转盘242旋转或前进以进行后续处理或测试步骤时能够持续施压。 在另一实施例中，施压构型244用来持久地将室封闭。例如，如以上参照图3所 述，施压构型可用来接合或封闭常开通道的密封部分130。因此，在与施压构型244的凸起 部分或肋接触之前，通道可供流体流动。在与施压构型接触后，通道就被封闭。
在图12到图13所示的另一个实施例中，在多层结构上制作多个室或通道而形成 线状排序构型以执行多个过程或测试步骤。在图12所示的装置中，从或为相对刚性或为相 对柔性的多层卡状构成物270的端边280到端边282线状地将室和通道排序。如图13所 示，由线状排序的施压装置284执行工艺步骤。在所示的实施例中，线状排序的施压装置 284包括旋转圆筒288，在旋转圆筒288的外周上具有施压构型290。筒288由与机座294 联接的把手292转动。卡状构成物270插入旋转圆筒288与机座294之间的夹缝或过道 296内，以执行测试或处理程序。把手292的旋转带动筒288进行旋转并使得卡状构成物 270直线前进或移动而通过过道296。 如上所述，流体或样品经由上述的卡状构成物270与施压构型290的接合部位而 通过测试或处理程序。在一替代实施例中，在替代筒288的施压板或结构(未示出)上形 成施压构型。将其上具有施压构型的施压板或结构(未示出)插入到与卡状构成物270之 间的夹缝或过道296内，从而当卡状构成物270和施压板或结构前进而通过过道296时，线 性地执行测试或处理程序。当卡状构成物270和施压板或结构由筒288的旋转带动而前进 时，通过施压板或结构上的施压构型进行施压而对室和/或通道顺序地施压。由于施压构 型与筒288分开形成，所以施压装置284可通用，可用于不同的处理构型或结构。如上所述， 在其上具有施压构型的施压板或结构可分离于或结合(例如，可拆卸连接或固定连接)到 卡状构成物270。 图13A示出了包含多个施压肋或脊299的线状排序施压板或结构的施压构型244， 如上所述，这些施压肋或脊299能够进行施压以使室和通道变形和/或封闭，从而有选择地 执行特定的工艺步骤或程序。 图14示出了具有施压装置302的器件300，其中，施压装置302在铰链305处以铰 链方式连接到多层部分304。如图所示，施压装置302包括多个(或者至少一个)与铰链 305隔开的施压脊306。这些脊306与多层部分304上制作的可变形室102-1、 102-2、 102-3 或者通道107相应地隔开，从而当施加压力P时，施压装置302以铰链305为轴心回转，并 且施压脊306顺序接触并压縮室102-1、 102-2、 102-3，从而使流体沿工艺流程移动。
当施加压力P时，施压装置302回转，直到施压装置302靠上多层部分304并且 施压装置302由闩锁装置或挂扣310(示意表示)固定如图15所示，能够使用位于可变形 室102内的由粘滞物质构成的调速块状物或调速部分312来控制挤出流体或流体流动的速 率。该粘滞物质的粘度根据所施加的压力和所要求的定时或速率而设定。
在以上示出的一些实施例中，在多层结构或卡的单面上形成流构型或室。如图16 和图17所示，流构型包含形成于多层结构或卡的相对的两面或两侧上的室，以形成双面卡 或双面器件。具体地讲，在图16所示的实施例中，在层或基片316的第一侧上形成一个或 多个第一层124-1并且在层或基片316的第二侧上制作一个或多个第二层124-2，从而形 成在相对的两侧具有一个或多个室的双面卡或双面器件。在图17所示的实施例中，层或卡 316包含流开口或通道322，其中，穿过流开口或通道322而形成沿着卡或器件的两侧延伸
9并且通过层或基片316的流程。 在图17所示的实施例中，流开口 322在卡或器件的第一侧上的第一室324与卡或 器件的第二侧上的第二室326之间形成通道。如图所示，在所示实施例中，由限流器108控 制通过流体通道322的流动。可用各种构造(例如，在施加足够压力时打开的脆性密封件) 来制作限流器108。因此，这种双侧结构可让流体在卡或器件的相对的两侧流动，直到流体 在公共室内混合。 在图17A所示的另一实施例中，多个层340在342处接合或粘接而形成多个并行 的室344和通道346，以形成通过手动或使用上述施压装置同时执行的一系列并行流程。尽 管图17A示出了三个并行室，但是本领域技术人员应该明白本申请不限于特定数目的并行室。 图18到图22依次示出了使用具有可变形室和通道的构型来执行的处理程序。如 图18所示，该构型包含可变形混合室350和可变形室354，其中，可变形混合室350从引入 沟槽352接收流体样品，可变形室354被充入洗脱液。可变形室350和354分别经由通道 358和360连接到捕获室356。捕获室356分别经由通道366和368连接到废物室362和 洗脱液室364。在所示实施例中，捕获室356包含用于从样品分离出被分析物的捕获介质 (未示出)。来自导引流体的废物被存放在室362内并且从捕获室356分配的洗脱液被收 集在室364内用于测试。 如图19所示，混合室350与捕获室356之间的通道358由密封件S工封闭，同时样 品被引入到沟槽352内以进入室350。引入的样品被收集在混合室350内。在另一步骤中， 如图20所示，通道358内的密封件SJ丁开并且来自引入沟槽352的通道370由密封件S2 封闭，并且添加剂液体经由通道371从室372挤出并与室350内的样品混合。之后，通道 370保持封闭，并且通道360和368分别由密封件S3和S4封闭。流体经由打开通道358从 室350挤入捕获室356，以分离被分析物。如图21所示，在下一处理步骤中，流体经由通道 366从捕获室356挤出并且被收集在废物室362内，同时通道358、360和368分别由密封件 SpS3和54封闭。 在所示实施例中，废物室362是刚性室。流体由单向限流器限制从废物室362流 出，从而将流体封闭在室362内。单向阀的实例实施例包括由例如聚丙烯的惰性材料形成 的瓣阀，该瓣阀让流体在一个方向上流动并限制流体在相反方向上流动。
在捕获室356内由捕获介质(未示出)从样品分离被分析物。可能需要分离被 分析物，并且在某种意义上，需要浓縮被分析物。合适的捕获介质例如包括但不限于水珠、 多孔薄膜、泡沫、烧结物、筛网或者它们的组合。捕获介质可被涂覆上针对被分析物的配体 (例如，抗体)。在另一些实施例中，可使用其他的分离被分析物的手段。在图22所示的下 一处理步骤中，流体通道358和366分别由密封件S工和S5封闭，从室354挤出流体。挤出 的流体经由通道360(当前打开)流入捕获室356，然后经由通道368(当前打开)流入洗脱 液室364。 然后，从洗脱液室364释放由捕获介质捕获的至少一些被分析物。使用测试装 置或传感器(未示出)对室364内分离出的流体进行测试。在一示例性实施例中，测试 装置是比色传感器，它例如可以包含聚丁二炔材料，如题目均为"COLORMETRIC SENSORS CONSTRUCTEDOF DIACETYLENE MATERIALS"的2003年12月16日提交的美国专利公布No. U. S. 2004/0132217A1和2004年12月17日提交的美国专利公布No. 2006/0134796A1 中记载。适于与本文所述的装置一起使用的其它测试装置和/或试剂，在2004年12月17 日提交的题目为"Methodof Enhancing Signal Detection of Cell-Wall Components of Cells"序号为No. 11/015， 166的美国专利申请、现在为No. U. S. 2005/0153370A1的美国专 利公布中记载。 在一间接验定法中，测试装置检测适于与被分析物起反应的试剂的存在而不是 检测被分析物自身。在一示例性实施例中，试剂与被分析物起反应，然后任何剩余的试剂 (即，没有与被分析物起反应而形成试剂/被分析物的缀合物的试剂)与测试装置起反应。 相比之下，如果使用直接验定法，则可能不需要与被分析物起反应的试剂，或者被分析物被 直接检测。然后，测试装置提供试剂和/或被分析物的存在和/或量的视觉指示。最好在 与测试装置接触之前，被分析物和/或试剂被提供足够的时间进行反应。通道可确定适当 尺寸来控制流体流动，以提供足够时间或间隔进行反应。 在间接验定法的一个示例性实施例中，试剂与测试装置的表面进行反应(例如， 初始为红色)，然后随着试剂与测试装置反应测试装置改变颜色(例如，从红色变成蓝色)。 测试装置还可构造为可提供试剂存在量的指示(该指示在间接验定中逆向地表示材料样 品中存在的被分析物的量)。例如，测试装置可以改变颜色，颜色变化的强度或色调取决于 试剂的存在量。 如所公开，本文所述的装置的室和通道可装填有经由流体流动再次水合的试剂或 干物质。所述的室或通道能够由弹性体材料或刚性材料这二者形成，这取决于特定的工艺 应用。例如，可用不同的层或构型在多层结构上形成刚性和可变形的室或通道。可变形通 道或室的优点在于，可变形通道或室可将夹带空气的引入量最小化。 通常，可变形的接收通道和室与结构齐平、不含空气，并且在使用过程内进行膨胀 以容纳流体，然后在使用以后再次变平从而防止在处理期间或处理后引入或夹带空气。在 所示一些实施例中，通道起到限制或允许流体在室之间流动的"阀门"作用。在所示的一些 实施例中，通道起到处理器的作用，当流体流在室之间流动时变更该流体流动。流体变更的 实例包括使用静电混合器的混合操作或者通道内包含的表面涂层的分解。
通过将流体样品从一个室经由具有一系列切割器的通道挤入另一个室，这个处理 构型例如可将固体物质浸解成多个成分。如上所述，在一些示例性实施例中，处理构型形成 于相对薄型的结构上，在一示例性实施例中，该薄型结构的尺寸与明信片差不多，并且可以 是刚性或柔性的。所描述的多层结构形成包含预充流体和试剂的一次性装置，以提供一种 自含式的无菌器件。或者，处理构型也可形成于具有较大的室和通道的更较大结构上，这更 适于需要较大样品的产业，例如食品工业。 根据特定的流构型，可以经由施压装置上的对应的施压构型顺序地执行多个工艺 步骤。如上所述，通过有选择地施压于室和通道，可将流体、液体、胶体或其它可流动成分在 室之间以及从一些室到另一些室或到另一些装置以及从一些装置到一些室或到另一些装 置进行引入和挤出、贮存和释放。如本文所述，可变形室由多层结构形成，以在施加压力时 挤出或排出流体，并且可变形室的构造和功能不限于本文公开的一些特定实施例。如本文 所述，"流体"是指任何可流动的液体、胶体、粉末或其它可流动的成分。 此处所引用的专利、专利文献和出版物中的全部公开内容各自通过引用的方式全文包含在本申请中。在不背离本发明的精神和范围的前提下，对本发明所进行的各种修改 和改变对本领域技术人员来说将是显而易见的。应该理解的是，并非意图将本发明不当地 限制为本文中给出的示例性实施例及实例，这种实例及实施例只是作为例子给出，而本发 明的范围只由本文中以下给出的权利要求所限定。
权利要求
一种用于处理流体材料样品的器件，包括；多层结构，包含以一定构型布置的多个可变形室；以及一个或多个流体通道，与所述多个可变形室中的至少一个流体连通。
2. —种用于处理流体材料样品的器件，包括处理装置，具有包含至少一个可变形室的处理构型，所述至少一个可变形室与至少一 个流体通道流体连通；以及施压装置，其上形成有施压构型，以对所述至少一个可变形室施加压力。
3. 根据权利要求1或2的器件，其中，所述至少一个可变形室包含可膨胀弹性材料。
4. 根据权利要求2的器件，其中，所述处理装置包含多个可变形室。
5. 根据上述任一项权利要求的器件，其中，所述至少一个流体通道包含当施加压力时 打开或关闭以控制流体流动的限流器。
6. 根据上述任一项权利要求的器件，其中，所述至少一个可变形室预充有流体。
7. 根据上述任一项权利要求的器件，其中，所述至少一个可变形室包含接收流体样品 的入口和与所述流体通道流体连通的出口 。
8. 根据上述任一项权利要求的器件，包含第一可变形室和第二可变形室，并且所述第 一和第二可变形室与容量大于所述第一和第二可变形室的第三室流体连通。
9. 根据上述任一项权利要求的器件，还包括与至少一个可变形室流体连通的混合室。
10. 根据上述任一项权利要求的器件，其中，所述一个或多个流体通道由弹性或可变形 材料形成。
11. 根据上述任一项权利要求的器件，还包括至少一个由刚性材料形成的室。
12. 根据上述任一项权利要求的器件，还包括与至少一个可变形室流体连通的多个分室。
13. 根据上述任一项权利要求的器件，其中，所述器件包括其内配备有捕获介质或试剂 的捕获室。
14. 根据权利要求1的器件，其中，所述器件包括以辐射状或线状排序构型中的一种构 型布置的多个室。
15. 根据权利要求2的器件，其中，所述器件包括以辐射状或线状排序处理构型中的一 种处理构型布置的多个室，并且所述施压装置包括辐射状或线状排序施压构型中的一种施 压构型。
16. 根据权利要求15的器件，其中，所述多个室以所述辐射状排序构型布置，并且所 述施压装置包含转盘，该转盘连接到所述处理装置的旋转体并能够顺时针或逆时针方向旋 转。
17. 根据权利要求15的器件，其中，所述多个室以所述线状排序构型布置，所述施压装 置包含可旋转地连接于机座的筒，并且所述筒转动而通过与所述筒结合或分开的施压构型 顺序地施压。
18. 根据权利要求2的器件，其中，所述施压构型包括凸起部分或肋，这些凸起部分或 肋的外形适于压縮所述处理装置的所述至少一个流体通道，以临时地限制流体流动或封闭 所述至少一个流体通道。
19. 根据上述任一项权利要求的器件，其中，所述多层结构是柔性的或相对刚性的。
20. —种混合样品的方法，包括如下步骤 经由引入沟槽将材料样品引入第一可变形室；对所述第一可变形室施加压力，以将所述材料样品从所述可变形室挤入连接到所述第 一可变形室的可变形流体通道和/或连接到所述可变形流体通道的第二可变形室；以及对所述可变形流体通道和/或第二可变形室施加压力，以将材料样品从所述可变形流 体通道和/或第二可变形室挤入所述第一可变形室。
21. 根据权利要求20的方法，还包括如下步骤对预充有流体的第三可变形室施加压力，以将所预充流体从所述第三室挤入所述第一 可变形室、所述可变形流体通道和/或所述第二可变形室。
22. —种处理样品的方法，包括如下步骤 提供根据权利要求2的器件； 将样品引入至少一个可变形室； 将施压装置设置成与处理装置接触；以及相对于所述处理装置移动所述施压装置，以对所述至少一个可变形室施加压力。
全文摘要
本发明公开了一种用于处理材料样品的器件和方法。在一个实施例中，所述器件包括多层结构，该多层结构包括多个可变形室和与所述多个可变形室中的至少一个流体连通的一个或多个流体通道。在另一个实施例中，所述器件包括施压装置，所述施压装置具有用以压缩或挤压所述器件的至少一个可变形室的施压构型。
文档编号B01L3/02GK101795770SQ200880104957
公开日2010年8月4日 申请日期2008年8月20日 优先权日2007年8月27日
发明者伯纳德·A·冈萨雷斯 申请人:3M创新有限公司