用于样本分析的系统和装置的制作方法

专利名称：用于样本分析的系统和装置的制作方法
用于样本分析的系统和装置技术领域
本申请总体涉及用于样本分析的系统、装置和方法，并且在某些实施例中，涉及微流体样本分析器，微流体样本分析器被配置为容纳其中具有样本的盒子(cassette)以分析样本。此外提供用于样本分析的盒子。
背景技术：
流体的操纵在诸如化学、微生物学和生物化学的领域中起到重要作用。这些流体可包括液体或气体，并且可以向化学或者生物学处理提供试剂、溶剂、反应物或漂洗剂。虽然各种微流体方法和盒子(例如微流体化验)可以提供廉价、灵敏和准确的分析平台，但是流体操纵——例如样本引入、试剂的引入、试剂的存储、流体流动的控制、流体的分离、多个流体的混合、废物的收集、用于片外分析的对流体的提取和/或流体从一个芯片到下一个芯片的传递——会增加成本和复杂性的水平。通常，微流体盒子需要外部平台(例如分析器)来进行一些这样和其他的流体操纵。存在各种类型的分析器处理来和分析微流体样本， 但是，一些这样的分析器昂贵、笨重、难以使用和/或需要复杂的组件来操纵流体。因此，本领域中的能够降低成本、缩小尺寸、简化使用、降低流体操纵所需组件的复杂性和/或改善微流体系统中的流体操纵的改进将是有利的。发明内容
描述了用于样本分析的系统和方法。在一些情况下，本发明的主题涉及相关连的产品、对特定问题的替代性解决方案和/或一个或多个系统和/或制品的多个不同用途。
在一组实施例中，提供一系列方法。在一个实施例中，分析微流体样本的方法包括以下步骤提供包括外壳的微流体样本分析器，外壳中有开口，其中在外壳中的开口中包含有盒子，其中盒子或者盒子的组件包括至少一个其中有流体样本的通道。该方法包括通过设置在外壳中的识别读取器识别关于盒子的信息，以及处理输入到设置在所述样本分析器的所述外壳中的用户接口的信息。该方法还涉及通过设置在外壳中的压力控制系统向盒子中的至少一个通道施加压力，以移动样本通过至少一个通道。该方法包括启动光学系统，该光学系统使来自设置在外壳中的第一光源的光通过盒子的第一测量区域，以及通过设置在外壳中的所述光学系统的、与第一光源相对的第一检测器，检测通过盒子的第一测量区域的光传输量。该方法涉及通过设置在外壳中的控制系统，分析盒子中的样本，该控制系统与识别读取器、用户接口、压力控制系统、光学系统以及温度调节系统通信。该方法可以选择性地包括通过设置在样本分析器的外壳中的温度调节系统加热盒子。
在另一组实施例中，提供一系列微流体样本分析器。在一个实施例中，微流体样本分析器包括外壳；开口，位于所述外壳中并被配置为容纳盒子，盒子具有至少一个其中有流体样本的通道，其中外壳包括配置为与所述盒子上的配合组件接口、以检测所述外壳中的所述盒子的组件，以及设置在外壳内、被配置为读取与盒子相关联的信息的识别读取器。 此外微流体样本分析器包括用户接口，设置在外壳中并被配置为使用户将信息输入样本分析器；以及设置在外壳中的压力控制系统，该压力控制系统被配置为向盒子中的至少一个通道施加压力，以移动样本通过至少一个通道。微流体样本分析器进一步包括设置在外壳内的光学系统，光学系统至少包括第一光源以及与第一光源分开的第一检测器，其中第一光源被配置为当插入样本分析器时使光线通过盒子的第一测量区域，并且其中第一检测器被设置为与第一光源相对，以检测通过盒子的第一测量区域的光传输量。此外微流体样本分析器包括设置在外壳内的温度调节系统，温度调节系统包括配置为加热盒子的加热器；以及控制系统，设置在外壳中并且被配置为与识别读取器、用户接口、压力控制系统、光学系统以及温度调节系统通信，以分析盒子中的样本。在另一个实施例中，微流体样本分析器包括外壳；开口，位于所述外壳中并被配置为容纳盒子，所述盒子具有至少一个其中有流体样本的通道以及至少一个微流体通道具有小于Imm的横截面尺寸，其中，所述外壳包括配置为与所述盒子上的配合组件接口、以检测所述外壳中的所述盒子的组件。微流体样本分析器包括设置在外壳中的压力控制系统，压力控制系统被配置为向盒子中的至少一个通道施加压力，以移动样本通过至少一个通道；以及设置在外壳中的光学系统，光学系统包括多个光源以及与多个光源分隔开的多个检测器，其中光源被配置为当盒子插入样本分析器时使光线通过盒子，并且其中将检测器设置为与光源相对以检测通过盒子的光量。多个光源至少包括第一光源以及与第一光源相邻的第二光源，其中第一光源被配置为使光线通过盒子的第一测量区域，第二光源被配置为传递光线通过盒子的与第一测量区域相邻的第二测量区域。在一些实施例中，将光源配置为使得除非关闭第一光源，否则不启动第二光源。在一组实施例中，提供一种装备。该装备包括第一组件，其包括以第一材料形成的第一通道，第一通道包括入口、出口以及位于第一通道的入口与出口之间具有大于200微米的横截面尺寸的至少一个部分。此外该装备包括第二组件，包括以第二材料形成的第二通道，第二通道包括入口、出口以及位于第二通道的入口与出口之间具有小于200微米的横截面尺寸的至少一个部分。在一些实施例中，第一材料不同于第二材料(虽然在其他实施例中，第一材料可以与第二材料相同)。在一些实施例中，第一材料的水汽渗透率低于大约
O.05g · mm/m2 · d。在某些实施例中，在400nm与800nm的光波长之间第二材料的光学透射率大于90%。此外，该装备包括流体连接器，用于通过流体方式连接第一通道和第二通道，流体连接器包括流体路径，流体路径包括流体路径入口和流体路径出口。流体路径入口能够通过流体方式连接第一通道的出口，流体路径出口能够通过流体方式连接第二通道的入口。该装备被包装为使得流体连接器不通过流体方式连接第一通道和第二通道。在另一组实施例中，提供一种装置。该装置包括第一组件，第一组件包括以第一材料形成并包括至少一个入口和一个出口的第一通道，第一通道包括具有大于200微米的横截面尺寸的至少一个部分。此外该装置包括第二组件，第二组件包括以第二材料形成并包括至少一个入口和一个出口的第二通道，第二通道包括具有小于200微米的横截面尺寸的至少一个部分。在一些实施例中，第一材料不同于第二材料(虽然在其他实施例中，第一材料可以与第二材料相同)。在一些实施例中，第一材料的水汽渗透率低于大约O. 05g · mm/m2 · !。在某些实施例中，在400nm与800nm的光波长之间第二材料的光学透射率大于90%。此外该装置包括流体连接器，能够连接到第一组件和第二组件，流体连接器包括流体路径，流体路径包括流体路径入口和流体路径出口，其中在连接时，流体路径入口通过流体方式
10连接第一通道的出口，流体路径出口通过流体方式连接第二通道的入口，以允许第一通道与第二通道之间的流体连通。在首次使用之前，第一通道与第二通道相互没有流体连通，在首次使用时，使得第一通道与第二通道相互流体连通。
当结合附图考虑时，根据本发明的各种非限制性实施例的以下详细描述，本发明的其他优点和新颖性特征将变得明显。


附图不是要按比例绘制。在附图中，通常用相同的附图标记表示各个视图中示出的每个相同或几乎相同的组件。为了清楚起见，不在每个附图中标注每个组件。
下面参照附图通过示例的方式描述各个实施例，其中
图IA是示出根据一个实施例的微流体系统和各种组件的方框图，各种组件可以是样本分析器的一部分；
图IB是根据一个实施例的样本分析器和盒子的立体图2是在外壳被去除的情况下的根据一个实施例的样本分析器的内部组件的立体图；3是根据一个实施例的盒子和流体连接器的立体图；4是示出根据一个实施例的将流体连接器插入盒子中的立体图；5是根据一个实施例的流体连接器的分解组装图；6是根据一个实施例的盒子的立体图；7是根据一个实施例的盒子的分解组装图；8是根据一个实施例的盒子和流体连接器的示意图；9A是根据一个实施例的盒子的示意图；9B-9F是根据一组实施例的由多个组件形成的盒子的示意图；10是根据一个实施例的样本分析器的部分组装图；11是根据一个实施例的样本分析器的部分组装的俯视图；12是根据一个实施例的样本分析器的部分组装的另一俯视图；13是根据一个实施例的样本分析器的一部分的示意图；14是根据一个实施例的样本分析器的一部分的示意性侧视图；15是根据一个实施例的样本分析器的真空系统的立体图；16是示出根据一个实施例的与各个不同组件相关联的样本分析器的控制系统
图
图
图
图
图
图
图
图
图
图
图
图
图
图
图的方框图
图
图17-21是根据一个实施例的样本分析器的用户接口的示意图；22是示出根据一个实施例的盒子的微流体系统的示意图；以及23是示出根据一个实施例的作为时间的函数的光密度的测量结果的绘图。
具体实施方式
在此描述了用于样本分析的系统和方法，并且在某些实施例中，描述了微流体样本分析器，该微流体样本分析器被配置为容纳其中包含样本的盒子，以进行样本分析。
申请人认识到对独特微流体样本分析器的需要，该微流体样本分析器被配置为处理样本，以测量样本中一个或多个分析物(例如前列腺特异抗原(PSA))的水平。如下所述，测量血液样本中PSA水平或者其他分析物的水平可以帮助处理前列腺癌或其他疾病和/或身体状况。也可将这里所述的微流体样本分析器配置和用于针对其他原因而处理样本，因为本发明不限于特定应用。例如，在一个实施例中，可将这里讨论的微流体样本分析器配置用于各种类型的蛋白质分析和/或DNA和/或RNA分析。在一些情况下，尤其是可将这里所述的系统和方法用于控制在例如像微流体即时监护诊断平台、微流体实验室化学分析系统、细胞培养或生化反应器中的流体控制系统这样的各种微流体系统中的流体流动和混合。在一个实施例中，微流体样本分析器被配置用于各种类型的血液学和/或泌尿学应用。可将这里所述的微流体样本分析器配置用于很多种诊断和普通的化学和/或生物学分析。根据上文和这里讨论的各种应用，可将样本分析器特别配置用于特定应用和/或配置用于分析样本。如下更详细所述，可将微流体样本分析器配置为容纳包括至少一个其中包含样本的通道的盒子。可将样本盒子配置为在分析样本之后即丢弃的用后即弃的组件。下面描述一组示例性系统和方法。图IA示出根据一组实施例的可以提供反馈控制的微流体系统和各种组件的方框图10。微流体系统例如可包括与一个或多个组件在操作上相关联的盒子20，一个或多个组件例如是诸如泵的流体流动源40(例如用于将一个或多个流体引入盒子和/或用于控制流体流动的速度)、阀门系统28 (例如用于开动一个或多个阀门)、检测系统34 (例如用于检测一个或多个流体和/或处理)和/或温度调节系统41 (例如，用于将盒子的一个或多个区域加热和/或冷却)，可选地，流体流动源40例如是可以被配置为施加正压力或者真空两者中任何一个的泵或真空装置(例如用于将一个或多个流体移动到盒子内/从盒子移除一个或多个流体和/或用于控制流体流动的速度)。组件可以在微流体装置的外部或内部，并且可以选择性地包括一个或多个处理器，用于控制组件或组件的系统。在某些实施例中，一个或多个这样的组件和/或处理器与样本分析器47相关联，该样本分析器47被配置为处理和/或分析盒子中包含的样本。通常，如同这里使用的，“在操作上”与一个或多个其他组件相关联的组件指示这些组件以相互直接实体接触而不需要相互连接或相互附接的方式直接相互连接，或者不是直接相互连接或者相互接触，而是通过机械方式、电学方式(包括经由通过空间传输的电磁信号)或者流体方式相互连接(例如经由诸如管道这样的通道)，从而导致或者使得这样相关联的组件能够进行它们想要的功能。在图IA中示意性示出的组件以及其他可选组件(例如这里所述的组件)在操作上可以与控制系统50相关联。在一些实施例中，通过使用来自微流体系统中发生的一个或多个事件的反馈，可将控制系统用于控制流体和/或进行质量控制。例如，可将控制系统配置为接收来自一个或多个组件的输入信号，计算和/或控制各种参数，将一个或多个信号或者信号的图案与预先编程到控制系统中的信号进行比较，和/或将信号发送到一个或多个组件，调节流体流动和/或控制微流体系统的操作。控制系统也可以选择性地与其他组件相关联，其他组件例如是用户接口 54、识别系统56、外部通信单元58 (例如USB)和/或其他组件，如下更详细所述。
盒子(例如微流体装置)20可具有用于进行期望分析的任何适当的通道和/或组件的配置。在一组实施例中，盒子20包含存储的试剂，其可用于进行化学和/或生物学反应(例如免疫化验)，例如如同这里更详细所述的。盒子例如可包括选择性试剂入口 62，其与选择性试剂存储区域64流体连通。存储区域例如可包括一个或多个通道和/或贮存器，在一些实施例中，可以用流体(例如选择性地通过不能混合的流体分离的液体和气体，包括不能混合的试剂(例如试剂溶液和洗液)，如下更详细所述)将通道和/或贮存器部分地或者全部填充。盒子也可包括可选样本或试剂装载区域66，例如可用于将试剂存储区域64连接到可选测量区域68的流体连接器。可包括用于检测样本中的成分的一个或多个区域(例如测量区域)的测量区域可与可选废物区域70流体连通并耦接到出口 72。在一些情况下，可在盒子的不同组件或层上或其中形成这些和其他装置部件，如同这里更详细所述。因此，应当理解，盒子可包括单个组件或者在使用过程中附接的多个组件，例如这里所述的带有附接的流体连接器的制品的组合。在一组实施例中，流体可以在附图所示的箭头方向上流动。 下面更详细地提供这些和其他组件的进一步描述和示例。
在一些实施例中，在将样本引入盒子之前，盒子的部分71和77相互没有流体连通。在一些情况下，在盒子的首次使用之前，部分71和77相互没有流体连通，其中在首次使用时，使这些部分相互流体连通。但是在其他实施例中，在首次使用之前和/或在将样本引入盒子之前，部分71和77已经相互流体连通。盒子的其他配置也可以。
如图IA示出的示例性实施例所示,一个或多个流体流动源40 (例如泵和/或真空装置或者其他压力控制系统)、阀门系统28、检测系统34、温度调节系统41和/或其他组件在操作上可以与试剂入口 62、试剂存储区域64、样本或试剂装载区域66、反应区域68、废物区域70、出口 72和/或盒子20的其他区域中的一个或多个相关联。在盒子的一个或多个区域中处理或事件的检测可以产生信号或者信号的图案，信号或者信号的图案可以传输到控制系统50。基于控制系统接收的信号(多个信号)，例如通过控制泵、真空装置、阀门系统、检测系统、温度调节系统和/或其他组件的一个或多个，可将该反馈用于操纵微流体装置的这些区域的每个区域内的流体和/或这些区域的每个区域之间的流体。
转到图IB至图2，示出微流体样本分析器100的一个实施例。如图IB的示例性实施例所示，分析器100包括外壳101，外壳101被配置为盖住或保留下面更详细描述的分析器100的组件。外壳101中的开口 120被配置为容纳盒子20。如下更详细所述，分析器 100还可以包括设置在外壳101内的用户接口 200，用户接口 200被配置用于通过用户将信息输入样本分析器。在该特定实施例中，用户接口 200包括触摸屏，但是如下所述，也可以与此不同地配置用户接口。
图2示出图IB所示的样本分析器100，除了将外壳101和用户接口 200部分排除， 以描述可设置在外壳101中的一些其他组件。下面将更详细地描述这些组件，这些组件包括但不限于配置为向盒子20施加压力的流体流动源40 (例如真空系统)、被配置为读取与盒子相关联的信息的识别读取器60以及包括被配置为与盒子接口以检测外壳中的盒子的组件的机械子系统79。如上所述，外壳中的开口 120被配置为容纳盒子20。如图2所示， 在一个实施例中，开口 120被配置为细长的槽。可通过这种方式配置开口 120，以容纳基本上卡片形状的盒子。应当理解，在其他实施例中，可以通过不同方式来形成和配置开口 120， 因为本发明不限于此。
如上所述，可将微流体样本分析器100配置为容纳各种类型的盒子20(例如，微流体装置)。图3至图9示出与分析器100 —起使用的盒子20的各种示例性实施例。如图3至图4以及图6所示，盒子20可以是具有基本上严格的板式结构的基本上卡片形状(B卩，类似于卡片钥匙)，。可将盒子20配置为包括流体连接器220，如图4示出的示例性实施例所示，流体连接器220可扣入盒子20的一端。在某些实施例中，流体连接器可用于将一个或多个流体(例如，样本或试剂)引入盒子。在一组实施例中，流体连接器用于在首次使用过程中通过流体方式连接盒子的两个(或多个)通道，在首次使用之前这些通道不连接。例如，盒子可包括在盒子的首次使用之前没有流体连通的两个通道。在某些情况下非连接通道可能是有利的，例如用于将不同的试剂存储在每个通道中。例如，第一通道可用于存储干试剂，第二通道可用于存储湿试剂。使通道在实体上相互分离可以提高每个通道中存储的试剂的长期稳定性，例如通过保护干式存储的试剂使其不受湿式存储的试剂可能产生的湿气影响。在首次使用时，可经由流体连接器连接通道，以允许盒子的通道之间的流体连通。例如，连接的流体可以穿破覆盖盒子的入口和/或出口的密封，以允许流体连接器插入盒子中。如同这里使用的，“在盒子的首次使用之前”表示在商业销售之后由预期用户首次使用盒子之前的时间。首次使用可包括要求用户操纵装置的任何步骤。例如，首次使用可涉及例如穿破密封入口将试剂引入盒子，连接两个或多个通道以使通道之间的流体连通，在样本分析之前装置的准备(例如，将试剂装入装置)、将样本装入装置、在装置的区域中准备样本、进行与样本的反应、检测样本等等一个或多个步骤。在这种背景下，首次使用不包括制造或其他由盒子的制造商采取的准备或者质量控制步骤。本领域技术人员熟知在这种背景下首次使用的含义，并且能够容易地确定本发明的盒子是否经历了首次使用。在一组实施例中，本发明的盒子在首次使用之后(例如，在完成化验之后)可弃，这在首次使用这些装置时特别明显，因为在首次使用之后使用该装置(例如，用于进行第二化验)通常不可行。可使用各种机构将盒子连接到流体连接器。例如，流体连接器可包括与盒子的部件互补的至少一个非流体部件，从而通过附接形成流体连接器与盒子之间的非流体连接。非流体互补部件例如可以是流体连接器的凸出部件以及盒子的对应互补腔室，其可以帮助用户将流体连接器与盒子对准。在一些情况下，当对准元件容纳流体组件时(例如，在将流体组件插入对准元件中时)和/或在装置的预期使用过程中，该部件对流体连接器相对于盒子和/或对准元件的移动产生实际阻力。流体连接器和/或盒子可以选择性地包括一个或多个部件，例如扣入部件(例如，缺口)、凹槽、用于插入夹子的开口、拉链带机构(zip-tiemechanism)、压力配件、摩擦力配件、螺纹连接器(例如螺丝配件、扣入配件、粘合配件、磁性连接器或者其他适当的耦接机构。流体连接器与盒子的连接可涉及形成组件之间的液密式和/或气密式密封。流体连接器与盒子的附接可以是可逆的或者不可逆的。如图所示，可将盒子20配置为包括流体连接器220。特别地，盒子20可包括配置为容纳连接器220并与其配合的流体连接器对准元件202。例如，对准元件可从盒子的底部延伸，并包括腔室，其被构造和布置为容纳和啮合流体连接器，从而相对于盒子的底部将流体连接器设置在预先设置的配置中。如图4的示意性实施例所示，盒子可包括近似垂直于盒子延伸的对准元件。在其他实施例中，对准元件可以近似平行于盒子延伸。
在一些实施例中，可将对准元件和流体连接器的配置调节为允许通过滑动动作将流体连接器插入对准元件。例如，在将流体连接器插入对准元件时，可以使流体连接器相对于对准元件的一个或多个表面滑动。
如图5示出的示例性实施例所示,流体连接器220可包括基本上U形的通道222, 通道222在连接到盒子之前可以保存流体和/或试剂(例如，流体样本)。可将通道222安装在形成连接器220的两个壳组件之间。在一些实施例中，在将流体连接器连接到盒子之前，流体连接器可用于从病人收集样本。例如，可使用小刀或其他适当的仪器来获得刺指血液样本，然后通过流体连接器220收集血液样本并通过毛细管作用装入通道222。在其他实施例中，可将流体连接器220配置为穿破病人的手指并将样本收集在通道222中。在某些实施例中，流体连接器在连接到盒子之前不包含样本(或者试剂)，而是在连接时简单地允许盒子的两个或多个通道之间的流体连通。在一个实施例中，通过毛细管形成U形通道。 流体连接器也可包括其他通道配置，并且在一些实施例中，流体连接器可包括通过流体方式相互连接或者相互不连接的多于一个的通道。
图6至图9更详细地示出盒子20的各种示例性实施例。如图7的分解组装图示意性所示，盒子20可包括盒体204,盒体204包括至少一个通道206,其配置为容纳样本或试剂，并且样本或试剂可以流动通过通道206。盒体204还可包括设置在一端的插销208， 其与流体连接器对准元件202互锁用于扣入装配。
盒子20还可以包括上下盖板210和212，其例如可以由透明材料制成。在一些实施例中，盖板可以是生物适合的粘合剂的形式，并且例如可以由聚合体(例如，聚乙烯(PE)、 环烯烃共聚物(C0C)、聚氯乙烯(PVC))或者无机材料制成。在一些情况下，一个或多个盖板是粘合剂膜的形式(例如，带)。对于一些应用，将盖板的材料和尺寸选择为使得盖板基本上不能渗透蒸汽。在其他实施例中，盖板可以是无粘合力的，但是可以通过直接应用热、激光能量或者超声波能量与微流体衬底热接合。可以用一个或多个盖板将盒子的通道的任意入口和/或出口密封(例如通过在入口和/或出口上放置粘合剂)。在一些情况下，盖板基本上将盒子中的一个或多个存储的试剂密封。
如图所示，盒体204可包括耦接到盒体204中的通道206的一个或多个端口 214。 可将这些端口 214配置为当流体连接器220耦接到盒子20以将盒体204中的通道206通过流体方式连接到流体连接器220中的通道222时，对准流体连接器220中基本上U形的通道222。在某些实施例中，也可将基本上U形的通道222通过流体方式连接到通道207， 从而耦接通道206和207。如图所示，可将盖板216设置在端口 214上方，并且(例如，通过连接器220或者通过其他器件)可将盖板216配置为分片或者开口，以通过流体方式连接两个通道206和222。附加地，可将盖板218设置为覆盖盒体204中的端口 219(例如，真空端口)。如下更详细所述，可将端口 219配置为通过流体方式将流体流动源40与通道206连接，以移动样本通过盒子。可将端口 219上的盖板218配置为分片或者开口，以通过流体方式将通道206与流体流动源40连接。
盒体204可以选择性地包括液体容纳区域(liquid containment region),例如废物区域，包括吸收性材料217 (例如废物盘)。在一些实施例中，液体容纳区域包括捕获盒子中流动的一个或多个流体的区域，同时允许盒子中的气体或其他流体通过该区域。在一些实施例中，可以通过在液体容纳区域中设置一种或多种吸收性材料用于吸收液体来实现这一点。这种配置可用于从流体流排除气泡和/或将疏水液体与亲水液体分离。在某些实施例中，液体容纳区域防止液体通过该区域。在一些这样的情况下，通过基本上捕获盒子中的所有液体，液体容纳区域可以充当废物区域，从而防止液体流出盒子(例如，当允许气体从盒子的出口逸出(escape)时)。例如，废物区域可用于在样本分析期间，在样本和/或试剂已经通过通道206之后，将样本和/或试剂存储在盒子中。当盒子用作诊断工具时，这些和其他布置可能有用，因为液体容纳区域可以防止用户暴露于盒子中潜在的有害的流体下。图8所示的盒子20的示意图示出一个实施例，其中盒子20包括第一通道206以及与第一通道206分离的第二通道207。在一个实施例中，通道206、207的最大横截面尺寸范围从大约50微米到大约500微米，但是如下更详细所述可以使用其他通道尺寸和配置。第一通道206可包括用于分析样本的一个或多个测量区域209。例如，在一个示意性实施例中，通道206包括在样本分析期间使用的四个测量区域209(例如串行或并行连接)。在某些实施例中，一个或多个测量区域是弯曲区域的形式(例如，涉及弯曲通道的区域)。例如可以通过至少为O. 25mm2、至少O. 5mm2、至少O. 75mm2或者至少I. Omm2的面积来限定弯曲区域，其中弯曲区域的面积的至少25%、50%或者75%包括光学检测路径。可将允许通过弯曲区域的多于一个的相邻段进行单个信号的测量的检测器设置为与弯曲区域相邻。在一些情况下，通道206通过流体方式连接到至少两个串行连接的弯曲区域。如这里所述，第一通道206和/或第二通道207可用于在盒子首次使用之前存储用于处理和分析样本的一个或多个试剂。在一些实施例中，干试剂存储在盒子的一个通道或部分中，湿试剂存储在盒子的另一个通道或部分中。或者，盒子的两个分离部分或通道都可以容纳干试剂和/或湿试剂。试剂例如可以作为液体、气体、凝胶体、多个颗粒或者膜存储和/或处理。可将试剂设置在盒子的任何适当位置，包括但不限于通道中、贮存器中、表面上、隔膜中或隔膜上，可选地，隔膜可以是试剂存储区域的一部分。试剂可以以任何适当的方式与盒子(或者盒子的组件)相关联。例如，试剂可以交联(例如，共价地或者离子地)、吸收或者吸收(物理吸收)在盒子内的表面上。在一个特定实施例中，用抗凝剂(例如肝磷脂)涂覆通道的全部或一部分(例如流体连接器的流体路径或者盒子的通道)。在一些情况下，在首次使用之前和/或将样本引入盒子之前将液体包含在盒子的通道或贮存器中。在一些实施例中，存储的试剂可包括按照线性顺序设置的流体柱(fluid plug),因此在使用期间，当流体流向反应点时，按照预定顺序传送它们。设计为进行化验的盒子例如可以连续包括漂洗剂流体、标注的抗体流体、漂洗剂流体以及放大流体，皆存储其中。当存储流体时，可通过实质上不能混合的分离流体(例如，诸如空气这样的气体)将它们保持分离，因此可将在接触时通常会相互反应的流体试剂存储在公共通道中。可将试剂存储在盒子中持续各种时间量。例如，可将试剂存储超过I小时、超过6小时、超过12小时、超过I天、超过I星期、超过I个月、超过3个月、超过6个月、超过I年或者超过2年。选择性地，为了延长存储时间，可以以适当的方式处理盒子。例如，可以将存储的试剂包含于其中的盒子真空密封，存储在黑暗环境中和/或存储在低温下(例如，低于零摄氏度)。存储的时间长短取决于一个或多个以下因素，例如使用的特定试剂、存储的试剂的形式(例如，湿或干)、用于形成衬底和覆盖层的尺寸和材料、粘合衬底与覆盖层的方法以及怎样作为整体处理或者存储盒子。通道中试剂(例如，流体或干试剂)的存储可涉及在首次使用之前或者在装置的包装期间密封通道的入口和出口。
如图8和图9A-9F示出的示例性实施例所示，在流体连接器220连接到盒子20之前，通道206与通道207相互之间可以不流体连通。换言之，在一些实施例中，在首次使用之前和/或将样本引入盒子之前，两个通道相互之间不流体连通。特别地，如图所示，连接器220的基本上U形的通道222可通过流体方式连接第一通道206和第二通道207，因此第二通道207中的试剂可以通过U形通道22，并选择性地移动到第一通道206中的测量区域 209。在其他实施例中，两个通道206和207在首次使用之前和/或将样本引入盒子之前相互流体连通，但是在首次使用时流体连接器进一步连接两个通道(例如，形成闭环系统)。
在一些实施例中，这里所述的盒子可包括一个或多个微流体通道，但是这样的盒子不限于微流体系统，并且可以与其他类型的流体系统相关。如同这里使用的，“微流体” 指的是包括至少一个流体通道的盒子、装置、设备或系统，流体通道的最大横截面尺寸小于 Imm,并且长度与最大横截面尺寸的比至少是3:1。如同这里使用的，“微流体通道”是满足这些标准的通道。
通道的“横截面尺寸”(例如直径)是以垂直于流体流动的方向测量的。这里所述的盒子的组件中大多数流体通道的最大横截面尺寸小于2mm,在一些情况下小于1_。在一组实施例中，盒子的全部流体通道都是微流体或者最大横截面尺寸不大于2mm或1mm。在另一组实施例中，通道的最大横截面尺寸小于500微米、小于200微米、小于100微米、小于 50微米或者小于25微米。在一些情况下，可将通道的尺寸选择为使得流体能够自由地流过制品或衬底。例如也可将通道的尺寸选择为允许通道中流体的一定体积或线性流率。当然，可通过本领域技术人员公知的任何适当方法改变通道的数量和通道的形状。在一些情况下，可使用多于一个的通道或毛细管。
通道可以包括在制品(例如盒子)上或者其中的至少部分地引导流体流动的部件。 通道可以具有任何适当的横截面形状(圆形、椭圆形、三角形、不规则形状、正方形或矩形等等)，并且可以被覆盖或者不覆盖。在通道被完全覆盖的实施例中，通道的至少一个部分可具有完全被包围的横截面，或者除了其入口和出口之外的整个通道沿着它的整个长度被完全包围。通道也可以具有至少2:1的纵横比(长度与平均横截面尺寸之比)，更典型地是至少3:1、5:1或10:1或者更大。
这里所述的盒子可包括设置在盒子一侧或两侧的通道或通道片段。在一些情况下，通道形成在盒子的表面上。可由穿过盒子的干涉通道连接通道片段。在一些实施例中， 通道片段用于在终端用户首次使用之前将试剂存储在装置中。即使在盒子的例行处理期间 (例如在盒子的装运期间)以及在盒子经历物理震动或振动时，通道片段的特定几何形状以及盒子中通道片段的位置也可以允许流体试剂在不需要混合的情况下存储更长的时间周期，。
在某些实施例中，盒子包括在盒子的与一组流体通道相对的一侧制造的光学元件。“光学元件”用于表示在制品或盒子上或者其中形成或设置的部件，其设置用于相对于没有元件时入射到制品或盒子上的光而改变入射电磁辐射的方向(例如，经由折射或反射)、焦点、极性和/或其他性质。例如，光学元件可包括透镜(例如，凹或凸)、镜子、光栅、槽或者在盒子中或盒子上形成或设置的其他部件。但是本身没有独特部件的盒子不构成光学元件，即使入射光的一个或多个特性在与盒子相互作用时会改变。光学元件可以引导入射光通过盒子，使得大多数光线从盒子的特定区域(例如，流体通道之间的干涉部分)散射。通过减少在这些干涉部分上入射的光量，当使用某些光学检测系统时，可以减少检测信号中的噪声量。在一些实施例中，光学元件包括在盒子的表面上或者其中形成的三角形槽。可以选择三角形槽的出模角度，使得垂直于盒子表面的入射光根据外部介质(例如空气)的折射系数以及盒子材料以一定角度改变方向。在一些实施例中，将一个或多个光学元件设置在测量区域的弯曲区域的相邻片段之间。盒子或者盒子的一部分可以由适合于形成通道或其他组件的任何材料制造。材料的非限制性示例包括聚合体(例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚(二甲基硅氧烷)、PVC、PTFE、PET以及环状烯烃共聚物)、玻璃、石英和硅。形成盒子以及任何相关组件(例如，盖板)的材料可以是坚硬的或者柔韧的。例如根据材料的硬度、材料对于要通过它的流体的惰性(例如不被降解)、材料在使用特定装置的温度的耐用性、材料对光的透明性/不透明性(例如，在紫外线和可见光区域)和/或用于以该材料制造部件的方法，本领域技术人员能够容易地选择适当的材料。例如，对于注模或者其他挤压制品，使用的材料可包括热塑性塑料(例如，聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龙6)、弹性体(例如，聚异戊二烯、异丁烯-异戊二烯、腈、氯丁橡胶、乙烯-丙烯、海帕龙、硅树脂)、热固树脂(例如，环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂)或者它们的组合。如下更详细所述，可以例如基于上文和这里所述的那些因素，以不同的材料形成包括两个或多个组件或层的盒子，以使得组件适合每个组件的主要功能(多个功能)。在一些实施例中，将盒子和/或盖板的材料和尺寸(例如厚度)选择为使得它基本上不能渗透蒸汽。例如，设计为在首次使用之前将一个或多个流体存储其中的盒子可包括盖板，盖板包括公知提供高的蒸汽屏蔽性能的材料，例如金属箔、某些聚合体、某些陶瓷以及它们的组合。下面提供具有低蒸汽渗透性的材料的示例。在其他情况下，至少部分地基于盒子的形状和/或配置来选择材料。例如，某些材料可用于形成平面装置，而其他材料更适合于形成弯曲或者不规则形状的装置。在一些示例中，盒子包括两种或多种材料的组合，例如上上述所列的材料。例如，可以用聚苯乙烯或者其他聚合体形成盒子的通道(例如，通过注模)，并且可将生物适合的带子用于密封通道。生物适合的带子或者柔性材料可包括改善蒸汽屏蔽性质的公知材料(例如，金属箔、聚合体或者公知具有高蒸汽屏蔽性能的其他材料)，并且可以选择性地允许通过穿破或者剥下带子，接入入口和出口。可以使用各种方法密封微流体通道或者一部分通道，或者接合装置的多个层，包括但不限于使用粘合剂，使用粘合性带子、胶合、接合、层积材料，或者通过机械方法(例如，夹钳、扣入机构等等)。在一些示例中，盒子包括一起安装的两个或多个分离组件(例如，层或盒子)的组合。在盒子的不同组件上或者其中可包括独立的通道网络(例如图IA的71部分和77部分)，通道网络可以选择性地包括首次使用之前存储其中的试剂。例如通过这里所述的方法，可通过任何适当的器件将分离的组件安装在一起或者相互关联，以例如形成单个(复合)盒子。在一些实施例中，将两个或多个通道网络设置在盒子的不同组件或层中，并且在首次使用之前不通过流体方式连接两个或多个通道网络，但是在首次使用时通过流体方式连接两个或多个通道网络，例如通过使用流体连接器。在其他实施例中，两个或多个通道网络在首次使用之前通过流体方式连接。
优选地，可以根据组件或层的设计功能单独地调整形成复合盒子的每个不同组件或层。例如，在一组实施例中，可以调整复合盒子的一个组件用于存储湿试剂。在一些这样的实施例中，可以用具有较低蒸汽渗透性的材料形成该组件。附加地或者替代性地，例如， 根据要存储的流体量，可将盒子的存储区域制成与不用于流体存储的其他组件的通道或区域相比具有更大的横截面尺寸。用于形成盒子的材料可以与适合于形成更大横截面尺寸的制造技术相符。与之不同，在一些实施例中，被调整用于分析物的检测的第二组件可包括具有较小横截面尺寸的通道部分。在某些实施例中，较小的横截面尺寸例如可用于允许对于给定的流体体积，在通道中流动的流体(例如，试剂溶液或洗液)与接合到通道表面的分析物之间更多的接触时间。附加地或者替代性地，第二组件的通道部分相比于另一组件的通道部分可具有较低的表面粗糙度(例如，以增加检测期间的信噪比)。在某些实施例中，第二组件的通道部分的较小横截面尺寸或较低的表面粗糙度可能需要某些与用于形成盒子的不同组件的制造技术或制造工具不同制造技术或制造工具。此外，在一些特定实施例中，用于第二组件的材料的显著特征是用于蛋白质粘附和检测。因此，优选在盒子的不同组件上形成用于不同目的的不同通道部分，然后可以在预期用户使用之前接合在一起。下面提供组件和示例的其他优点和特征。
图9B至图9E示出的装置可包括组合形成单个盒子的多个组件20B和20C。如这些示意性实施例所示，组件20B可包括第一侧21A和第二侧21B。组件20C可包括第一侧 22A和第二侧22B。在一些实施例中，可以在组件的第一侧处、第一侧上或者第一侧中，组件的第二侧处、第二侧上或者第二侧中和/或通过组件形成这里所述的装置组件或部件(例如，通道或其他实体)。例如，如图9C示意性所示，组件20C可包括具有入口和出口的通道 206，并且可以用第一材料形成。通道206可具有如同这里所述的任何适当的配置，并且可包括例如一个或多个试剂存储区域、测量区域、液体容纳区域、混合区域等等。在一些实施例中，不将通道206形成为通过组件20B的整个厚度。也就是说，可以在组件的一侧处或者一侧中形成通道。选择性地，可以用如同这里所述的盖板(例如，带子(未示出))、盒子的另一组件或层或者其他适当的组件来包围通道206。在其他实施例中，将通道206形成为通过组件20B的整个厚度，并且在盒子的两侧需要盖板来包围通道。
组件20B可包括具有入口和出口的通道207，并且可以用第二材料形成，第二材料可以与第一材料相同，也可以不同。通道207也可具有如同这里所述的任何适当的配置，并且可以形成为通过组件20C的整个厚度，也可以不通过组件20C的整个厚度。可以用一个或多个盖板将通道207包围。在一些情况下，盖板不是包括一个或多个流体通道(例如组件 20C)的组件。例如，盖板可以是组件20B与组件20C之间设置的生物相容的带子或者其他表面。在其他实施例中，可以通过组件20C将通道207基本上包围。也就是说，当组件20B 与组件20C直接相邻时，组件20C的表面22A可以形成通道207的一部分。
如图9D和图9E示意性所示，组件20B与组件20C可以基本上是平坦的，并且可以一个放置在另一个的顶部。但是通常，形成盒子的两个或多个组件可以关于彼此以任何适当的配置来放置。在一些情况下，组件彼此相邻地放置(例如，并排，一个放置在另一个的顶部)。第一组件可以完全重叠或者只有组件的一部分重叠。例如，如图9D和图9E示意性所示，组件20C可以延伸超过组件20B，因此组件20C的一部分没有被组件20B重叠或覆盖。 在一些情况下，这种配置是有利的，其中组件20C是基本上透明的并且需要光线通过组件的一部分(例如，反应区域、测量区域或者检测区域)，并且其中组件20B是不透明的或者不如组件20C透明。此外，第一组件和第二组件可包括任何适当的形状和/或配置。例如，在一些实施例中，第一组件包括与第二组件的部件互补的部件，从而第一组件与第二组件之间形成非流体连接。互补部件例如可以帮助组装期间第一组件与第二组件的对准。这里描述互补部件的示例。在一些情况下，可将耦接机构或配合机构(例如这里所述的)用于耦接第一组件和第二组件。在一些实施例中，可将第一组件与第二组件整体地相互连接。如同这里使用的，当指的是两个或多个对象时，术语“整体连接”表示在正常使用过程中对象不能变得相互分离，例如不能手动分离；分离至少需要使用工具，和/或通过损坏其中的至少一个组件，例如通过破坏、剥离或者分离经由粘合剂或工具紧固在一起的组件。在正常使用过程中，整体连接的组件可以不可逆地相互附接。例如，可以通过使用粘合剂或者通过其他接合方法将组件20B与组件20C整体连接。在其他实施例中，可将盒子的两个或多个组件可逆地相互附接。如这里所述，在一些实施例中，形成复合盒子的至少第一组件和第二组件可以用不同的材料形成。可将系统设计为使得第一组件包括帮助或增强第一组件的一个或多个功能的第一材料。例如，如果将第一组件设计为在用户的首次使用之前(例如，至少一天、一星期、一个月或者一年)存储液体试剂(例如存储在组件的通道中)，可以选择具有较低蒸汽渗透性的第一材料，从而减少存储的液体随时间的蒸发量。但是应当理解，在一些实施例中，可将相同的材料用于盒子的多个组件(例如，层)。例如，可以用具有低水蒸汽渗透性的材料形成盒子的第一组件和第二组件。用于形成装置的部件或组件的全部或一部分的材料例如可以具有低于大约5. Og · mm/m2 · d、低于大约 4. Og · mm/m2 · d、低于大约 3. Og · mm/m2 · d、低于大约 2. Og · mm/m2 · d、低于大约 I. Og · mm/m2 · d、低于大约 O. 5g · mm/m2 · d、低于大约 O. 3g · mm/m2 · d、低于大约O. Ig mm/m2 ·(!或者低于大约O. 05g mm/m2 · d的水蒸汽渗透性。在一些情况下，水蒸汽渗透性例如可以在大约O. Olg · mm/m2 · d与大约2. Og · mm/m2 · d之间、大约O. Olg · mm/m2 · d 与大约 I. Og mm/m2 · d 之间、大约 O. Olg mm/m2 · d 与大约 O. 4g mm/m2 · d 之间、大约
0.Olg · mm/m2 · d 与大约 O. 04g · mm/m2 · d 之间或者大约 O. Olg · mm/m2 · d 与大约 O. Ig · mm/m2 · d之间。例如可以在90%的相对湿度(RH)在40° C时测量水蒸汽渗透性。在一些实施例中，在用户使用之前第二组件不用于存储液体，并且可以用水蒸汽渗透性比第一组件高的第二材料形成。例如，第二材料可具有高于大约O. 05g · mm/m2 · d、高于大约O. Ig · mm/m2 · d、高于大约O. 3g · mm/m2 · d、高于大约O. 5g · mm/m2 · d、高于大约
1.Og · mm/m2 · d、高于大约 I. Og · mm/m2 · d、高于大约 3. Og · mm/m2 · d、高于大约 4. Og · mm/m2 · d或者高于大约5. Og · mm/m2 · d的水蒸汽渗透性。在一些情况下，用于形成盒子的第一组件的第一材料的水蒸汽渗透性相比于形成盒子的第二组件的第二材料的水蒸汽渗透性低至少I. 5倍、至少2倍、至少3倍、至少5倍、至少10倍、至少20倍、至少50倍或者至少100倍。材料的水蒸汽渗透性为公知，或者可由本领域技术人员确定。例如，诸如某些环烯烃共聚物这样的材料通常具有低于大约O. Ig · mm/m2 · d的水蒸汽渗透性(例如，在O. 02 -O. 04g mm/m2 ·(!之间),而某些聚丙烯具有大约O. 5g mm/m2 · d或更高的水蒸汽渗透性。某些PET具有大约I. Og · mm/m2 · d的蒸汽渗透性,某些PVC具有大约I. 2g · mm/m2 · d的水蒸汽渗透性，而某些聚碳酸酯具有大约4. Og · mm/m2 · d的水蒸汽渗透性。
在一些实施例中，可以用使得更适合于在一定条件下进行处理的材料来形成装置的一个或多个组件或层。例如，可以部分地基于材料的熔化温度来选择材料，以允许它与例如这里描述的某些制造工具和/或方法(例如，用于形成某些尺寸的通道)相适应。在一些实施例中，用熔化温度高于大约80° C、高于大约100° C、高于大约130° C、高于大约160° C 或者高于大约200° C的材料来形成第一组件。在某些实施例中，用熔化温度低于或等于大约200° C、低于或等于大约160° C、低于或等于大约130° C、低于或等于大约100° C或者低于或等于大约80° C的材料来形成设计为与第一组件组合的第二组件。其他熔化温度也是可以的。
在一组特定实施例中，用熔化温度高于用于形成组件20C的材料的熔化温度的材料形成组件20B。在一个特定实施例中，用熔化温度高于用于形成盒子其他组件的材料的熔化温度的材料形成用于液体试剂存储的组件。
在某些实施例中，包括第一组件和第二组件的盒子在每个不同的组件中包括具有不同横截面尺寸的通道部分。如这里所述，可部分地基于通道部分的功能以及其他因素来选择特定的横截面尺寸，其中相对于装置的其他部件或组件来设置通道部分。
盒子的通道部分可具有任何适当的横截面尺寸。例如，第一组件可包括第一通道， 第一通道包括至少一个例如横截面尺寸大于大约50微米、大于大约100微米、大于大约200 微米、大于大约350微米、大于大约500微米、大于大约750微米或者大于大约Imm的部分。 在一些情况下，在用户首次使用之前，可将具有较大横截面尺寸的通道部分用于存储其中包含的液体。
在一些情况下，盒子的第二组件包括第二通道，第二通道包括至少一个横截面尺寸为盒子第一组件的第一通道部分的横截面尺寸的至少I. 5倍、至少2倍、至少3倍、至少 5倍、至少7倍或者至少10倍的部分。横截面尺寸的这种差异可以是由于第二组件中的第二通道部分相比于第一组件的通道部分具有不同的功能。第二组件的第二通道可包括至少一个横截面尺寸例如小于大约1mm、小于大约750微米、小于大约500微米、小于大约350微米、小于大约200微米、小于大约100微米或者小于大约50微米的部分。例如，在一些情况下，相比于第一组件的第一通道具有较小横截面尺寸的通道可适用于装置的检测区域，用于控制流体流动的速度，或者用于其他目的。
在一些实施例中，盒子的不同组件中的通道部分具有不同的横截面尺寸，并且用具有不同熔化温度的材料形成。例如，在一些示例中，可以用具有较低熔化温度(例如，低于大约100° C)的材料形成具有较小横截面尺寸(例如，小于大约300微米、小于大约200微米或者小于大约100微米)的通道部分，而用具有较高熔化温度(例如，高于大约100° C) 的材料形成具有较大横截面尺寸(例如，大于大约100微米、大于大约200微米或者大于大约300微米)的通道部分。
在某些情况下，来自装置的不同组件或层的通道可具有不同的表面粗糙度。例如， 相比于在检测处理中不使用的通道或者在要求较低灵敏度的检测处理中使用的通道，被设计为检测区域一部分的通道可具有较低的表面粗糙度。通道部分表面上的实际粗糙度可能导致不需要的散射或者光线以不希望的角度改变方向。来自装置的不同组件或层的通道具有不同的表面粗糙度可能是有利的，因为相比于具有较高表面粗糙度的通道，具有较低表面粗糙度的通道的制造可能更复杂和/或更昂贵。例如，相比于通过机械加工制造的工具，通过微机械加工或者光刻技术制造的用于成型的某些制造工具具有较低的表面粗糙度(并且因此，形成具有较低表面粗糙度的通道部分)，但是可能制造更复杂和/或更昂贵。在一些实施例中，第一组件的第一通道的至少一部分可具有小于或等于大约10微米的均方根(RMS)表面粗糙度。在某些实施例中，RMS表面粗糙度例如可以小于或等于大约5微米、小于或等于大约3微米、小于或等于大约I微米、小于或等于大约O. 8微米、小于或等于大约O. 5微米、小于或等于大约O. 3微米或者小于或等于大约O. I微米。RMS表面粗糙度是本领域技术人员公知的术语，并且可以表示为
权利要求
1.一种微流体样本分析器，包括夕卜壳;开口，位于所述外壳中并被配置为容纳盒子，所述盒子具有至少一个其中有流体样本的通道以及至少一个微流体通道具有小于1_的横截面尺寸，其中，所述外壳包括配置为与所述盒子上的配合组件接口、以检测所述外壳中的所述盒子的组件；设置在所述外壳中的压力控制系统，所述压力控制系统被配置为向所述盒子中的所述至少一个通道施加压力，以移动所述样本通过所述至少一个通道；以及设置在所述外壳中的光学系统，所述光学系统包括多个光源以及与所述多个光源分隔开的多个检测器，其中所述光源被配置为当所述盒子插入所述样本分析器时使光线通过所述盒子，并且其中将所述检测器设置为与所述光源相对以检测通过所述盒子的光量；其中，所述多个光源至少包括第一光源以及与所述第一光源相邻的第二光源，其中所述第一光源被配置为使光线通过所述盒子的第一测量区域，所述第二光源被配置使光线通过所述盒子的、与所述第一测量区域相邻的第二测量区域。
2.一种分析微流体样本的方法，所述方法包括步骤提供包括外壳的微流体样本分析器，所述外壳中有开口，其中在外壳中的开口中包含有盒子，其中所述盒子或者所述盒子的组件包括至少一个其中有流体样本的通道；通过所述外壳中设置的识别读取器识别关于所述盒子的信息；处理用户输入到设置在所述样本分析器的所述外壳中的用户接口的信息；通过设置在所述外壳中的压力控制系统向所述盒子中的所述至少一个通道施加压力， 以移动所述样本通过所述至少一个通道；启动光学系统，所述光学系统使来自设置在所述外壳中的第一光源的光通过所述盒子的第一测量区域；通过设置在所述外壳中的所述光学系统的、与所述第一光源相对的第一检测器，检测通过所述盒子的所述第一测量区域的光传输量；以及通过设置在所述外壳中的控制系统，分析所述盒子中的所述样本，所述控制系统与所述识别读取器、所述用户接口、所述压力控制系统、所述光学系统以及所述温度调节系统通 目。
3.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，包括设置在所述外壳中并且被配置为读取与所述盒子相关联的信息的识别读取器。
4.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，包括设置在所述外壳中的温度调节系统，所述温度调节系统包括配置为加热所述盒子的加热器。
5.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，包括设置在所述外壳中并且被配置使用户向所述样本分析器输入信息的用户接口。
6.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述检测器被调节和布置为检测通过所述盒子的测量区域的光传输量。
7.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述光源被配置为使得除非关闭所述第一光源，否则不启动所述第二光源。
8.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，包括控制系统，所述控制系统被配置为与压力控制系统、光学系统、识别读取器、用户接口、和/或温度调节系统通信，以分析所述盒子中的所述样本。
9.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述第一光源发射第一波长的光，所述第二光源发射第二波长的光，其中所述第一波长与所述第二波长相同。
10.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述第一光源发射第一波长的光，所述第二光源发射第二波长的光，其中所述第一波长与所述第二波长不同。
11.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述外壳上被配置为与所述盒子接口的组件是装有弹簧的臂。
12.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述识别读取器是被配置为读取与所述盒子相关联的射频识别标签的射频识别读取器。
13.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述识别读取器是被配置为读取与所述盒子相关联的条形码的条形码读取器。
14.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述用户接口包括触摸屏。
15.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述用户接口包括液晶显示屏。
16.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，进一步包括通信系统，所述通信系统被配置为与所述控制系统通信以将关于所述样本的信息输出到次级装置。
17.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述温度调节系统还包括配置为监测所述外壳中的温度的热电偶和配置为控制所述外壳中的温度的控制器电路。
18.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述加热器是电阻加热器。
19.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述温度调节系统还包括配置为冷却所述盒子的冷却器。
20.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述冷却器是风扇。
21.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述压力控制系统包括真空源、歧管、压力传感器和阀门，其中所述歧管用于将所述真空源耦接到所述样本分析器中的至少一个通道，所述压力传感器被配置为测量所述歧管中的压力，所述阀门设置在所述真空源与所述至少一个通道之间。
22.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述压力控制系统包括隔膜泵。
23.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述阀门是螺线管阀门。
24.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述第一光源是发光二极管。
25.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器,其中所述第一光源是光电二极管。
26.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，还包括插入所述分析器的所述外壳中的盒子，所述盒子具有至少一个其中容纳有样本的通道。
27.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述至少一个通道的直径在大约50 μ m与大约500 μ m之间。
28.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述盒子中的至少一个通道包括相互分隔开的第一通道和第二通道。
29.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，还包括可拆卸地与所述盒子耦接的流体连接器，其中所述流体连接器包括被配置为当所述流体连接器可拆卸地与所述盒子耦接时，通过流体方式连接所述盒子的第一通道和第二通道的通道。
30.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述盒子包括与位于所述外壳上的配置为与所述盒子接口的组件相接口的凸轮表面。
31.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述多个光源被配置为以一次只启动一个光源的方式顺序启动。
32.如前述权利要求中任一项所述的微流体样本分析器，其中所述多个光源被配置为启动至少大约100微秒。
33.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括以设置在所述样本分析器的所述外壳中的温度调节系统加热所述盒子。
34.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，流体连接器通过流体方式将所述盒子未连接的第一通道和第二通道互连，从而在所述第一通道与所述第二通道之间形成流体连通。
35.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述盒子首次使用之前，所述第一通道和所述第二通道中的至少一个包含存储的试剂，所述盒子在首次使用之前被密封以将所述试剂在所述盒子中存储至少一天。
36.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述存储的试剂是液体。
37.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述盒子首次使用之前，所述第一通道和所述第二通道中的至少一个包含被第三流体分离的第一流体试剂和第二流体试剂， 所述第三流体与所述第一流体、所述第二流体基本上都不能混合。
38.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述盒子首次使用之前，在所述流体连接器中包含流体样本。
39.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述识别信息包括识别所述盒子的批号、校准信息和终止日期中的至少一个。
40.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述盒子的所述第一测量区域包括弯曲通道，所述弯曲通道包括多个片段，并且其中所述第一光学系统被设置为与所述弯曲通道的多于一个的片段相邻。
41.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中检测包括测量通过所述弯曲通道的所述多于一个的片段的单个信号。
42.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述盒子包括通过流体方式串行连接的多个测量区域，每个测量区域对准设置在所述外壳中的光学系统和光源，所述方法包括使所述流体样本流过所述多个测量区域中的每个测量区域，并测量通过所述多个测量区域的每个测量区域的光透射率。
43.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括在基本上整个分析期间，在所述盒子的所述第一测量区域的入口与设置在所述第一测量区域下游的出口之间施加基本上恒定的非零压降。
44.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述分析器包括多个光源，所述多个光源至少包括第一光源以及与所述第一光源相邻的第二光源，其中所述第一光源被配置为使光线通过所述盒子的第一测量区域，所述第二光源被配置为使光线通过所述盒子的、与所述第一测量区域相邻的第二测量区域，所述方法包括当所述第二光源未启动时启动所述第一光源，并且除非关闭所述第一光源，否则不启动所述第二光源。
45.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括以一次只启动一个光源的方式顺序启动所述多个光源。
46.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述盒子的所述第一测量区域中的通道的一部分表面上堆积不透明材料，并测量通过所述不透明材料的光透射率。
47.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不透明材料包括金属。
48.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属包括银。
49.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过非电镀沉积形成所述不透明材料。
50.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过非电镀沉积在金属胶体上沉积所述不透明材料。
51.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属胶体包括金配对抗体。
52.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过使金属溶液流动通过所述通道来形成所述不透明材料。
53.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括定量地确定所述不透明材料的不透明性。
54.如前述权利要求中任一项所述的方法,包括通过液体容纳区域中的吸收性材料吸收所述盒子中的流体，其中所述液体容纳区域与所述第一测量区域流体连通。
55.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括基本上将所述盒子中流动的所有流体吸收在与所述第一测量区域流体连通的液体容纳区域中，同时允许所有气体从所述盒子的出口逸出。
56.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体样本包括全血。
57.一种装备，包括第一组件，其包括以第一材料形成的第一通道，所述第一通道包括入口、出口以及位于所述第一通道的入口与出口之间的具有大于200微米的横截面尺寸的至少一个部分，其中所述第一材料的水汽渗透率低于大约O. 05g · mm/m2 · d ；第二组件，其包括以第二材料形成的第二通道，所述第二通道包括入口、出口以及位于所述第二通道的入口与出口之间的具有小于200微米的横截面尺寸的至少一个部分，其中在400nm与800nm的光波长之间所述第二材料的光学透射率大于90% ;以及流体连接器，用于通过流体方式连接所述第一通道和所述第二通道，所述流体连接器包括流体路径，所述流体路径包括流体路径入口和流体路径出口，其中所述流体路径入口能够通过流体方式连接所述第一通道的出口，并且所述流体路径出口能够通过流体方式连接所述第二通道的入口，其中所述装备被包装为使得所述流体连接器不通过流体方式连接所述第一通道和所述第二通道。
58.一种装置，包括第一组件，包括以第一材料形成并包括至少一个入口和一个出口的第一通道，所述第一通道包括具有大于200微米的横截面尺寸的至少一个部分，其中所述第一材料的水汽渗透率低于大约O. 05g · mm/m2 · d ；第二组件，包括以第二材料形成并包括至少一个入口和一个出口的第二通道，所述第二通道包括具有小于200微米的横截面尺寸的至少一个部分，其中在400nm与800nm的光波长之间所述第二材料的光学透射率大于90% ；流体连接器，能连接到所述第一组件和所述第二组件，所述流体连接器包括流体路径，所述流体路径包括流体路径入口和流体路径出口，其中在连接时，所述流体路径入口通过流体方式连接到所述第一通道的出口，所述流体路径出口通过流体方式连接到所述第二通道的入口，以允许所述第一通道与所述第二通道之间的流体连通，其中，在首次使用之前，所述第一通道与所述第二通道相互没有流体连通，在首次使用时，使得所述第一通道与所述第二通道相互流体连通。
59.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件和所述第二组件基本上是平坦的，并且彼此相邻地放置。
60.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件和所述第二组件基本上是平坦的，并且一个放置在另一个的顶部。
61.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件包括与所述第二组件的部件互补的部件，从而形成所述第一组件与所述第二组件之间的非流体连接。
62.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件与所述第二组件彼此整体地连接。
63.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件与所述第二组件可逆地彼此附接。
64.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件的所述第一通道的所述至少一个部分基本上被所述第二组件包围，和/或所述第二组件的所述第二通道的所述至少一个部分基本上被所述第一组件包围。
65.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件的所述第一通道的所述至少一个部分基本上被并非所述第二组件的第一盖板包围，和/或其中所述第二组件的所述第二通道的所述至少一个部分基本上被并非所述第一组件的第二盖板包围。
66.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一盖板和/或所述第二盖板是带子。
67.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一材料与所述第二材料不同。
68.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一材料的水汽渗透率在大约 O. Olg · mm/m2 · d 与大约 O. 4g · mm/m2 · d 之间。
69.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一材料的熔化温度高于所述第二材料。
70.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第二材料的熔化温度低于大约100° Co
71.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中在400nm与800nm的光波长之间所述第二材料的光学透射率大于95%。
72.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中在400nm与800nm的光波长之间所述第一材料的光学透射率小于10%。
73.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一材料包括环烯烃共聚物。
74.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第二材料包括聚苯乙烯、 PMMA或者环烯烃共聚物。
75.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一通道的所述至少一个部分的均方根表面粗糙度大于大约5微米，并且所述第二通道的所述至少一个部分的均方根表面粗糙度小于大约5微米。
76.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，包括设置在所述第一通道中的第一试剂，其中在首次使用之前所述第一通道的至少一个入口和一个出口被密封，从而将所述第一试剂存储在所述第一通道中。
77.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，包括设置在所述第一通道中的第一试剂，其中在首次使用之前所述第一通道的至少一个入口和一个出口被密封，从而将所述第一试剂存储在所述第一通道中至少一天、至少一星期或者至少一个月。
78.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一试剂是液体。
79.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，包括设置在所述第二通道中的第二试剂，其中在首次使用之前所述第二通道的至少一个入口和一个出口被密封，从而将所述第二试剂存储在所述第二通道中。
80.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中在首次使用之前将所述第二试剂干燥并吸收到所述第二通道的所述至少一个部分的表面。
81.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第二组件包括与所述第二通道流体连通的反应区域。
82.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述反应区域包括至少一个弯曲通道区域。
83.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述反应区域包括串行连接的至少两个弯曲通道区域。
84.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，包括对准元件，其与所述第一组件或所述第二组件相关联的，从所述第一组件或所述第二组件的其中一个延伸，并包括构造和布置为容纳和接合所述流体连接器的腔室，从而以预定的固定配置相对于所述第一组件或所述第二组件设置所述连接器。
85.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中在所述流体连接器连接到所述第一组件或所述第二组件时，所述流体连接器放置在基本上垂直于所述第一组件和/或所述第二组件的平面上。
86.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中在所述流体连接器连接到所述第一组件或所述第二组件时，将所述流体连接器设置在组件的与另一个组件相对的一侧。
87.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述流体连接器的流体路径具有至少2cm的长度。
88.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件和所述第二组件中的每一个包括厚度为至少2. 5mm的至少一个部分。
89.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件和所述第二组件中的每一个包括厚度为至少2. 5mm的至少一个部分，并且其中所述第一组件和所述第二组件中的至少一个包括厚度小于2. 5mm的至少一个部分。
90.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一组件和所述第二组件通过注模形成，所述第一通道的所述至少一个部分通过第一注模工具形成，并且所述第二通道的所述至少一个部分通过第二注模工具形成，其中所述第一注模工具和所述第二注模工具通过不同方法制成。
91.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第一注模工具通过研磨或光刻工艺制成。
92.如前述权利要求中任一项所述的装置或装备，其中所述第二注模工具通过研磨或光刻工艺制成。
全文摘要
描述了用于样本分析的系统和方法，并且在某些实施例中，微流体样本分析器被配置为容纳其中包含样本的盒子，以进行样本分析。微流体样本分析器可用于控制各种微流体系统、例如微流体即时监护诊断平台中流体流动、混合以及的样本分析。优选地，在一些实施例中，相比于传统的实验室台上系统，微流体样本分析器可以是廉价和尺寸更小的，并且易于使用。此外描述了可通过样本分析器操作的盒子。
文档编号B01L3/00GK102939160SQ201180029599
公开日2013年2月20日 申请日期2011年4月15日 优先权日2010年4月16日
发明者文森特·林德, 大卫·施泰因米勒, 詹森·泰勒 申请人:欧普科诊断有限责任公司