卡盘、卡盘阅读器以及用于防止卡盘的再使用的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种一次性射流卡盘、一种卡盘阅读器以及一种用于防止一次性卡盘的再使用的相关联方法。具体来说，本发明涉及一种卡盘、阅读器以及用于在卡盘上执行诊断测试的方法，其中测试仅在检测到识别码的情况下开始。
【背景技术】
[0002]样本制备和分析呈现许多后勤问题。常规地，在没有分析医学样本(例如血液、唾液、尿液以及拭子洗脱液)所必需的设备的局部手术中，许多所述样本被提供给医生，例如，全科医生(GP)或主治医师(PCP)。因此，必须将样本发送到其中分析样本的实验室。测试结果必须随后被核对且返回给GP以分析所述结果且做出诊断。此方法是不适当的。首先，存在样本运送中被丢失或与错误的患者错配的相当大的风险。此外，尽管技术的最近发展已经减少了执行测试所花费的总时间，但将样本发送到实验室所涉及的延迟是不令人满意的。
[0003]然而，在实验室中存在的类型的分析系统是复杂的且通常难以从源样本提供足够量的纯目标以可靠地执行下游分析测定。这通常阻止局部GP手术能够现场执行此类测试。
[0004]然而，近年来，已经努力减小分析系统的大小以使测试运行起来更快且更简单，且需要更小的量的样本。举例来说，“芯片实验室”(LOC)装置(微流体装置的子集)将在医院中执行的几乎所有医疗测试或诊断操作整合在单一微流体芯片上。形成此类微流体装置的通道处理较小流体体积且连接在一起以便实现所希望的功能，例如混合样本、移动样本通过装置、使样本与不同的试剂反应等等。这些芯片可以插入到机器中以控制测试的性能且测量结果。
[0005]然而，已发现处理微流体装置中的样本可能非常困难。在如在常规LOC上存在的此类小通道中，难以施加外部力以将样本从一个位置移动到另一位置以在样本上执行不同的动作。还存在对仅仅使用毛细作用操作的LOC装置的复杂性的限制。此外，由于LOC的较小样本大小，所述装置具有减少的灵敏度且因此目标存在于样本中的概率减小。
[0006]替代的方法是使用射流卡盘。射流卡盘的组件的大小大于微流体装置的组件的大小，并且因此移动样本通过各种不同位置以在其上执行不同的动作变得可能。这使得有可能执行比可以使用典型的LOC装置执行的更加复杂的测试，同时仍提供在局部GP手术中可能使用的分析系统。
[0007]可用于医疗诊断的科学测定已经越来越涉及生物化学过程，例如聚合酶链反应(“PCR”)WCR测定已经提供测定核酸的界定区段的存在的强有力的方法。因此希望在射流卡盘上执行PCR测定。
[0008]将PCR减小到微芯片级对于便携式检测技术和高通量分析系统是十分重要的。所述方法可以用于针对对特定病原体(例如沙眼衣原体细菌、HIV或任何其它病原微生物)具有特异性的核酸的存在测定体液。
[0009]可商购的自动DNA扩增测定的引入已经允许更多实验室引入这些技术以用于试样的常规测试。然而，存在改进用于此目的的射流装置的需要。
[0010]在一次性射流卡盘仅适合于与卡盘阅读器一起使用一次的情况下，存在确保已使用的卡盘不被错误地再使用的问题。此类错误在单一实验室中可以在某一程度上得到减轻，所述实验室可以利用中心数据库来记录所使用的每个卡盘的序列号，且随后对照中心数据库交叉检查插入到实验室机器中的卡盘。然而，此解决方案不可扩展以考虑在大量GP手术中(例如，跨国)的分散的诊断设备，且寻求简化的解决方案。
[0011 ]常见的是，提供简单的机械布置以用于向机器指示插入其中的可读媒体的状态。例如，视频和磁带盒包括易碎塑料标签，其向视频或磁带盒播放器指示是否可以记录到所述盒上。然而，此解决方案对于射流卡盘是费力的，且需要添加占据空间且增加卡盘的总成本和复杂性的单独机构。
【发明内容】
[0012]因此，在第一方面中，本发明提供一种一次性射流卡盘，其具有在其中的凹口和安置在所述凹口内用于实现射流卡盘的操作的机械致动机构;且进一步包括:在覆盖凹口的至少一部分的易碎标记上的机器可读识别码，使得所述易碎标记的覆盖凹口的部分可以在将机械致动器插入到凹口中以致动机械致动机构后被破坏，由此使得识别码不可读且防止卡盘的再使用。
[0013]此卡盘提供用于确保它不会被再使用的简单而可靠的解决方案，即使是在不存在用于记录哪些卡盘已经被使用而哪些尚未被使用的中心数据库的情况下。如果阅读器经配置以仅在它能够检测到在某一部分(所述部分在卡盘的使用期间被毁坏)上的代码的情况下开始测试，那么所述卡盘永远仅可被使用一次。
[0014]优选地，可致动机构是可收缩泡罩，其经配置以在其收缩时将其内容物排出到射流卡盘内的流体路径中。通过在泡罩中提供对卡盘的运行必不可少的机构，卡盘的操作和代码的毁坏紧密相关。
[0015]优选地，可收缩泡罩包含用于执行诊断测试的液体组分。例如，所述液体组分可以是试剂、裂解缓冲液、洗涤缓冲液以及洗脱缓冲液中的一种。
[0016]优选地，机器可读识别码是条形码或QR码，所述代码易于实施且具有被机器读取的高成功率。
[0017]优选地，机器可读识别码在易碎标记上占据具有一定长度和宽度的区域，并且其中所述区域的至少一个长度和宽度完全包含在易碎标记的覆盖凹口的部分内。换句话说，代码的一部分沿着至少一个维度完全毁坏，因为代码的所述部分中不存在不上覆于凹口的部分。
[0018]优选地，覆盖凹口的易碎标记通过孔眼与易碎标记的其余部分分开以促进标记的破坏。这确保易碎标记的完全破坏。替代地，所述孔眼可以提供为穿过凹口的一条或多条线。
[0019]在第二方面中，本发明提供一种用于接收一次性射流卡盘的卡盘阅读器，所述一次性射流卡盘具有凹口、安置在所述凹口内用于实现射流卡盘的操作的机械致动机构以及在覆盖所述凹口的至少一部分的易碎标记上的机器可读识别码，所述阅读器包括:传感器，其用于检测插入到卡盘阅读器中的一次性卡盘的识别码；以及机械致动器，其经配置延伸到凹口中以致动机械致动机构且破坏易碎标记的覆盖凹口的部分，由此使得所述识别码不可读且防止卡盘的再使用；其中:所述阅读器经配置以仅在传感器检测到在插入到阅读器中的卡盘上的识别码的情况下将机械致动器延伸到所述卡盘的凹口中。
[0020]优选地，机械致动器是支脚，其经配置以破坏易碎标记的覆盖凹口的部分且使位于卡盘的凹口内的可收缩室收缩。通过提供能够使泡罩收缩的可靠机构(所述机构对卡盘的运行必不可少)，卡盘的操作和代码的毁坏紧密相关。
[0021]优选地，卡盘阅读器经配置以对插入到阅读器中的一次性卡盘中的样本执行诊断测试。
[0022]优选地，卡盘阅读器经配置以在将卡盘插入到卡盘阅读器中后激活传感器以尝试检测识别码。这通过确保总是执行检查而提供另外的监督，并且还使得机器更易于使用。
[0023]在第三方面中，本发明提供一种使用一次性射流卡盘的方法，所述一次性射流卡盘具有凹口、安置在所述凹口内用于实现射流卡盘的操作的机械致动机构以及在覆盖所述凹口的至少一部分的易碎标记上的机器可读识别码，所述方法包括:将一次性卡盘插入到卡盘阅读器中；尝试检测一次性卡盘上的易碎标记上的识别码；以及，如果成功，将机械致动器延伸到一次性卡盘上的凹口中以破坏易碎标记的覆盖凹口的部分，由此使得所述识别码不可读，且致动机械致动机构。
[0024]优选地，所述可致动机构是可收缩泡罩，并且其中致动可致动机构的步骤包括使可收缩泡罩收缩以将其内容物排出到射流卡盘内的流体路径中。
[0025]优选地，可收缩泡罩包含用于执行诊断测试的液体组分，所述方法进一步包括对一次性卡盘中的样本执行诊断测试的步骤。
[0026]如果尝试检测易碎标记上的识别码的步骤失败，那么卡盘阅读器优选地拒绝所述卡盘。
[0027 ]液体组分优选地是试剂、裂解缓冲液、洗涤缓冲液以及洗脱缓冲液中的一种。
[0028]机器可读识别码优选地是条形码或QR码，所述代码易于实施且具有被机器读取的高成功率。
[0029]优选地，尝试检测识别码的步骤在将一次性卡盘插入到卡盘阅读器中后被触发。这通过确保总是执行检查而提供另外的监督，并且还使得机器更易于使用。
【附图说明】
[0030]图1是其中可以提供本发明的示例性射流卡盘的示意图。
[0031]图2是其中可以提供本发明的示例性射流卡盘的俯视图。
[0032]图3是图2的示例性射流卡盘的分解视图。
[0033]图4是图2的示例性射流卡盘的外壳的透视图。
[0034]图5是图2的示例性射流卡盘的泡罩子组合件的透视图。
[0035]图6A是图2的示例性射流卡盘的气动层的俯视图。
[0036]图6B是图2的示例性射流卡盘的气动层的底视图。
[0037]图7是图2的示例性射流卡盘的气动箔片的俯视图。
[0038]图8A是图2的示例性射流卡盘的射流层的俯视图。
[0039]图8B是图2的示例性射流卡盘的射流层的底视图。
[0040]图9是图2的示例性射流卡盘的射流箔片的俯视图。[0041 ]图10是图2的示例性射流卡盘的电极层的俯视图。
[0042]图11是可以形成隔离的发明性方面的有利的阀门布置的截面视图。
[0043]图12是可以形成隔离的发明性方面的另一有利的阀门布置的截面视图。
[0044]图13a是可以形成隔离的发明性方面的有利的入口端口布置的截面视图。
[0045]图13b是图13a的入口端口布置的透视截面视图。
[0046]图14a是可以形成隔离的发明性方面的有利的捕获柱布置的截面视图。
[0047]图14b是图14a的捕获柱布置的一部分的透视截面视图。
[0048]图15a是可以形成隔离的发明性方面的有利的废物室布置的截面视图。
[0049]图15b是图15a的废物室布置的透视截面视图。
[0050]图16是本发明可以与其一起使用的示例性卡盘的俯视图。
[0051]图17是根据本发明的卡盘的俯视图。
【具体实施方式】
[0052]现将在其中实施本发明的示例性射流卡盘的情形下描述本发明的实施例。尽管不必理解本发明，但提供对射流卡盘的结构、制造、功能和用途的原理以及用于执行测试的相关联方法的大体描述是有益的。
[0053]经选择以说明本发明的示例性射流卡盘和相关联方法用于使用PCR扩增和电化学检测来检测沙眼衣原体细菌。然而，技术人员将理解，本发明不限于示例性射流卡盘和相关联方法，且适合用于各种不同的卡盘以用于广泛多种的样本分析技术或生物学测定;例如，在液体样本中的靶核酸序列的测定。
[0054]所属领域的技术人员将理解，本文中所描述且附图中所说明的本发明的装置和方法是非限制性示例性实施例且本发明的范围仅通过权利要求书界定。结合一个示例性实施例所说明或者描述的特征可以与其它实施例的特征组合。此类修改和变化包含在本发明的范围内。
[0055]示例性卡盘包括:射流部分，样本流动通过所述射流部分且其中进行核酸扩增和检测;气动部分，其控制通过射流部分的流；以及至少两个电极，其提供用于所关注的经扩增核酸的检测的电位差。射流部分和气动部分可以由射流层、射流箔片、气动层以及气动箔片构造，例如下文关于示例性卡盘描述的那些射流层、射流箔片、气动层以及气动箔片。然而，射流部分未必仅由射流层和射流箔片构成且气动部分未必仅由气动层和气动箔片构成。确切地说，所述层可以相互作用以产生射流部分和气动部分，使得所述层中的全部或一些的各部分构成每个部分。射流部分是指卡盘的提供允许受控样本流的功能的特定区域，且气动部分是指卡盘的提供控制通过射流部分的流的功能的特定区域，而非指卡盘的特定层。
[0056]外壳、射流部分和气动部分由塑料制成。塑料意指可以在较软时成形且随后被硬化的合成或天然有机材料，包含树脂、树脂状物质、聚合物、纤维素衍生物、酪蛋白材料以及蛋白质塑料。可以构造卡盘的塑料的实例包含但不限于热塑性塑料，例如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、环烯烃共聚物(例如黄宝石、丙烯腈丁二烯苯乙烯)；以及热塑性弹性体，例如聚丙烯。塑料外壳、射流部分和气动部分可以包含不由塑料制成的组件(例如，由金属箔制成的泡罩、在样本入口处的金属嵌件)，但所述组件主要由塑料形成。塑料材料的使用促进卡盘的经济制造。
[0057]尽管气动和射流箔片可以由金属箔制成，但优选的材料是塑料，包含上述塑料。具体来说，优选的是，箔片是聚对苯二甲酸乙二酯/聚丙烯复合物。
[0058]靶核酸序列是将在样本中检测到的任何核酸。将在卡盘中被扩增且检测到的靶核酸将通常是DNA，但还可能扩增且检测RNA。在一些实施例中，卡盘可以准许DNA和RNA靶两者的扩增和/或检测。
[0059]液体样本是被引入到卡盘以便确定所关注的靶核酸是否存在的组成。所述样本可以是其中待检测的核酸疑似存在的组成(例如，用于临床诊断)，或可以是其中待检测的核酸有可能存在的组成(例如，用于污染测试)。
[0060]液体样本可以具有各种来源。举例来说，所述液体样本可以是从动物或植物获得的材料(例如，用于感染的诊断或用于基因分型)。此类样本可以在微创或无创的情况下获得，例如，所述样本可以使用拭子从动物获得，或可以是体液。作为替代方案，所述样本可以是从食品或水获得的材料(例如，用于污染测试)。所述样本将通常包含细胞，且靶核酸(如果存在)可以从卡盘内的这些细胞提取。所属领域的技术人员将了解，样本在被引入到卡盘之前可以被稀释或以其它方式进行处理，但优选的是，卡盘可以处理尚未以此方式进行预处理的材料。
[0061]从其获得样本的动物可以是脊椎动物或非脊椎动物。脊椎动物可以是哺乳动物。哺乳动物的实例包含但不限于小鼠、大鼠、猪、狗、猫、兔、灵长类动物或类似者。所述动物可以是灵长类动物，且优选地是人。因此卡盘可以用于人类样本的临床诊断。
[0062]除分析样本之外，卡盘还可以分析阳性和/或阴性对照以提供卡盘如预期一般起作用的确认。对照组可以由使用者引入到卡盘中，或可以在使用之前包含在卡盘内。
[0063]包含内部的阳性对照核酸允许使用者识别是否已经获得样本的阴性结果，因为核酸扩增已经失败(假阴性)。如果尽管阳性对照核酸存在于扩增室中，但在检测室中未能检测出所述核酸，那么使用者将能够将测试识别为可能的假阴性结果，且可以执行另一测试。
[0064]包含内部的阴性对照组允许使用者识别是否已经由于污