用于流体测试单元的光引导件的制作方法

文档序号:13426388
用于流体测试单元的光引导件的制作方法
用于流体测试单元的光引导件

背景技术:
各种感测装置目前能够用于感测流体(作为示例,诸如血液)的不同属性。这样的感测装置通常是大的,复杂的和昂贵的。附图说明图1是示例性流体测试装置的示意图。图2是使用图1的流体测试装置测试流体样本的示例性方法的流程图。图3是另一示例性流体测试装置的示意图。图4是另一示例性流体测试装置的示意图。图5是另一示例性流体测试装置的示意图。图6是示例性流体测试系统的示意图。图7是示例性卡匣的立体图.图8A是外部被修改的图7的卡匣的截面图。图8B是部分省略或透明地示出的图8A的卡匣的立体图。图8C是部分省略或透明地示出的图8A的卡匣的俯视图。图9A是支承示例性微流体卡匣和漏斗的示例性卡匣板的俯视图。图9B是图9A的卡匣板的仰视图。图10是图9A的卡匣板的一部分的局部截面图。图11是图7和图8A的卡匣的微流体芯片的另一示例的俯视图。图12是图12的微流体芯片的示例性感测区域的放大局部俯视图。具体实施方式图1示意性示出了一示例性流体测试装置20。如将在下文描述的,流体测试装置20包括多个分开的测试单元,其从单个源接收流体样本,从而促进针对每个样本进行多次测量以便增加准确性、或针对每个样本进行不同的测量。流体测试装置20包括主体22、槽26、测试单元30A、30B(合称为测试单元30)以及光引导件40。主体22包括一结构,其中形成有槽26。在一个实施方式中,主体22包括具有诸如硅的基板的电路芯片,在该电路芯片上,设置有槽26和电子器件以及导电体或迹线。在一个实施方式中,主体22是卡匣的一部分,该卡匣用于能够移除地直接或间接连接至计算装置,其中计算装置控制单元30的操作并分析来自单元30的数据。槽26包括流体通路,其连接到每个单元30的输入。槽26连接到流体样本输入,其中要被测试或分析的流体通过流体样本输入被供应给槽26,且其中槽26供应至少部分的流体样本至单元30。为了本公开的目的,术语“流体”包括流体中或由流体承载的分析物,诸如细胞、粒子或其他生物物质。单元30包括沿着槽26的长度的分开的小单元,其中所述长度沿着槽26的主要维度。单元30对通过槽26提供的流体样本执行分开的测量或测试。虽然装置20被示为包括两个单元30,但在其他实施方式中,装置20沿着槽26的一侧可以包括多于两个的单元30。虽然装置20被示为在槽26的一侧上包括单元30,但在其他实施方式中,额外的单元30可以定位在槽26的另一侧上。如图1所示,每个单元30均包括微流体通道44、泵46、排出通路48、流体排出器50以及光传感器52。微流体通道44包括从槽26延伸或从槽26分支的流体通路。在一个实施方式中,单元30的微流体通道44具有类似的尺寸。在另一实施方式中,单元30的微流体通道44具有不同的尺寸,具有不同的横截面积或不同尺寸的收缩度。在这样的实施方式中,较小尺寸的通道44阻止太大的细胞或粒子从槽26进入,使得较小尺寸的通道可作为过滤器,以限制何种类型或尺寸的细胞或分子将被特定的测试单元30感测。泵46包括位于或沿着微流体通道44以便将流体从槽46泵送或移动到通道44中的装置。在一个实施方式中,泵46包括气泡喷射惯性泵。在这样的实施方式中,气泡喷射惯性泵产生初始膨胀气泡来移动或驱动相邻的流体远离气泡。气泡喷射泵的一个示例包括微加热器,诸如热喷墨(TIJ)泵。TIJ泵可利用至少一个电阻器,电流通过该电阻器。由所述至少一个电阻器随着电流通过所述至少一个电阻器而产生的热可使临近电阻器的流体蒸发或成核,以产生气泡。在该气泡初始产生和膨胀时,该气泡可初始驱动相邻的流体远离气泡。气泡喷射惯性泵可沿着通道44临近槽26并远离排出通路48定位。换言之,惯性泵与槽26间隔开一距离,该距离小于槽26与排出通路48或另一流体相互作用部件之间的总流体路径的长度的一半。惯性泵可利用通道44内的惯性及动量来产生流体流动,该通道44与其所连接的两个储液器相比相对较窄。为了本公开的目的,术语“惯性泵”指泵送装置,其初始沿通道内的两个方向驱动流体,该通道相对于其所连接的储液器相对较窄,但其中,该泵送装置在储液器之间不对称地定位,使得最终结果是流体被沿朝向两个储液器的最远者的方向驱动。在另一实施方式中,泵46可包括其他泵送装置。例如,在另一实施方式中,泵46可包括压电阻式惯性泵,其响应于施加的电流而改变形状或振动以便移动隔膜,从而将相邻的流体从槽26移动到微流体通道44中。在又其他实施例中,泵160可包括与微流体通道44和排出通路48流体连通的其他微流体泵送装置。排出通路48包括流体导管,流体样本通过该流体导管从通道44排出。在一个实施方式中,排出通路48将流体导引或引导到废液储液器或其他与槽26不同的目的地。在又其他实施方式中,排出通路48将流体导引或引导到额外的测试装置的其他微流体通道或通路。在再其他实施方式中,排出通路48将流体导引或引导到托盘、分区的容器中或到测试条上并与接收的流体相互作用以指示所接收的流体的特性。在一个实施方式中,排出通路48包括喷嘴,流体通过该喷嘴从通路44单向地喷出。在另一实施方式中,排出通路48包括阀,流体通过该阀选择性地被引导或喷出。流体排出器50包括选择性地将流体样本从通道44通过排出通路48移动和排出的装置。在一个实施方式中,流体排出器50包括按需流体喷射装置,诸如热喷墨电阻器,其使流体成核以产生气泡以便有力地将流体通过排出通路48排出或喷出。在另一实施方式中,流体排出器50包括按需流体喷射装置,诸如压电阻式装置,其响应于施加的电流而改变形状或振动以移动隔膜,从而将相邻的流体通过排出流路48喷出。在再其他实施方式中,流体排出器50可包括选择性地和有力地将流体通过排出通路48喷出的其他装置。光传感器52包括位于微流体通道44中或沿着微流体通道44落位的光学传感器。光传感器52感测光与通道44内的分析物和/或包含分析物的溶液的相互作用。响应于感测光与分析物或溶液的相互作用,光传感器52输出电信号,该电信号基于这样的相互作用而变化,其中电信号被分析并指示与光相互作用的流体样本的特性。虽然未示出,但泵46、流体排出器50和光传感器52的每个均经由集成至主体22中或由主体22支承的导电迹线接收和/或发送电信号。光引导件40包括光引导和导引结构,其用于从外部光源接收光,连续地将光或电磁辐射传输至每个测试单元30的微流体通道,其中被传输的光从一个单元传至下一个单元。在所示的示例中,每个测试单元30均充分地彼此对齐,使得光引导件40延伸跨过这样的微流体通道44中的每个,从而为每个单元30提供光或电磁辐射,以用于与在每个单元30内包含的流体相互作用并用于由光传感器52检测。由于光引导件40向多个单元30中的每个供应电磁辐射或光,所以芯片或其他结构主体22上的基板面(realestate)被节省,容许装置22更为紧凑。另外,通过使用将光供给至单独的测试单元30中的每个的单个光引导件40,装置20的复杂度和成本也可被减少。在所示示例中,光引导件40包括跨每个其相关联的测试单元30的微流体通道44线性延伸的波引导件或光管。因此,装置20更为紧凑。在其他实施方式中,光引导件40在从一个流体测试单元30连续地延伸至另一流体测试单元30时,可以以蛇形方式或以弯曲或弧形方式延伸。图2是用于使用流体测试装置20的示例性方法100的流程图。如框102所指示的,包含待测试的分析物(诸如细胞和粒子)的流体样本被放置到主体22的槽26中。如框104所指示的,每个单元30的泵46将槽26中的流体样本泵送到相应测试单元30的相应微流体通道44中。如框106所指示的,光引导件40将光从外部光源连续地传输穿过每个单元30的每个通道44。如框108所指示的,光传感器52感测被传输的光与相应的微流体通道44内的流体样本的相互作用。光传感器52输出电信号,其基于感测的相互作用而变化。这样的电信号可然后被分析以确定每个单元30的每个通道44内的流体样本的特性。如框110所指示的,流体排出器50将被感测和分析的流体样本从相应的微流体通道44通过排出通路48喷出。在一个实施方式中,流体被喷出到与槽26不同的目的地。图3示意性示出了流体测试装置20,流体测试装置20的示例性实施方式。流体测试装置220与流体测试装置20类似,除了流体测试单元30A、30B额外地包括流体标记散布器254A、254B(合称为标记散布器254)。那些对应于装置20的元件或部件的剩下的装置220的部件或元件被类似地编号。流体标记散布器254可包括沿着微流体通道44定位的装置,其散布标记以便标示感兴趣的特定细胞或分子。在所示的示例中,散布器254定位在光传感器52的上游,在光传感器52和微流体通道44相邻槽26的入口之间。在一个实施方式中,流体标记散布器254散布标记感兴趣的分子的荧光粉。这样的标记可促进光传感器52的读取,其中被光引导件40传输的光激发荧光粉或标记以便促进光传感器52的检测。在一个实施方式中,每个散布器254散布不同的荧光标示物以不同地标记不同的分子、粒子或细胞,从而促进在相同的时间对被供应至槽26的相同的初始样本进行多个不同的测试。在另一实施方式中,散布器254散布相同的荧光标示物。在一个实施例中,泵46在喷射之前将微流体通道44内的流体样本集中,以便促进足够量或数量的被标记的分子的聚集,以用于感测和分析。图4示意性地示出了流体测试装置320,流体测试装置20的另一实施方式。流体测试装置320类似于流体测试装置220,除了单元30额外地包括检测器256A、256B(合称为计数器256)。检测器256包括位于泵46和排出通路48之间的微流体通道44中或沿着该微流体通道44的装置。在所示的示例中,检测器256定位在泵46和光传感器52之间。在一个实施方式中,检测器256包括用于对细胞、分子或粒子进行计数的装置。在另一实施方式中,检测器256包括用于感测或检测这种细胞、分子或粒子的尺寸的装置。在一个实施方式中,检测器256包括阻抗传感器,其通过感测由流体样本通过或跨越微流体通道44内的电场区域的流动导致的电阻抗的变化来计数或确定微流体通道44内的细胞、分子或粒子的尺寸。图5示意性地示出了流体测试装置420,流体测试装置20的另一实施方式。流体测试装置420类似于流体测试装置320,除了流体测试装置420被提供为待被能够释放地连接到或安装到卡匣接口423的试片或卡匣的一部分。在所示的示例中,装置420包括电连接器427和光学输入429。电连接器427与卡匣接口423电接触。电连接器427提供电连接,通过该电连接,电力被供应给装置420,并且电数据信号在装置420和接口423之间传输。在所示的示例中,电连接器427包括被容纳在接口423的对应端口431内的引脚。引脚427与端口431匹配,以将光学输入429与卡匣接口423的光学输出433对齐。光学输出433向光引导件40供应光,以用于传输至每个单元30。虽然装置420被示出为利用插入端口431中以将光学输出433与光学输入429对齐的电连接器427,但是在其他实施方式中,可以利用其他对齐机构来将光学输出433与装置420的光学输入429对齐。例如,在其他实施方式中,卡匣接口423可以包括能够移除地被容纳或插入到装置427的相应制动器或端口中的部分。在一个实施方式中,卡匣接口423包括本身固定地或能够释放地连接到计算装置的加密锁(dongle)。在另一实施方式中,卡匣接口423被提供为计算装置的一部分。图6示出示例性微流体诊断或测试系统1000。系统1000包括便携式电子装置驱动、基于阻抗的系统,诸如血液样本的流体样本由其分析。流体的阻抗指的是流体和/或流体中的任何分析物的阻抗。系统1000(其一些部分被示意性示出)包括微流体卡匣1010、卡匣接口1320、移动式分析器1330及远程分析器1350。整体来说,微流体卡匣1010接收流体样本并基于该流体样本的被感测的特性而输出信号。接口1320作为移动式分析器1330及卡匣1010之间的媒介。在所示的示例中,接口1320包括借助线缆1322而能够释放地连接至移动式分析器1330的加密锁,所述线缆1322能够释放地或能够移除地在端口1324处连接到接口1320,并能够释放地或能够移除地在端口1325处连接到移动式分析器1330。接口1320能够移除地连接至卡匣1010,并促进从移动式分析器1330至卡匣1010的电力传输,以操作卡匣1010上的泵及传感器。接口1320还促进移动式分析器1330控制卡匣1010上的泵、喷射、散布器、及检测器或传感器。移动式分析器1330通过接口1320控制操作卡匣1010,并接收由卡匣1010产生的有关被测试的流体样本(或多个流体样本)的数据。移动式分析器1330分析数据并产生输出。移动式分析器1330还跨有线或无线网络1353将处理的数据传输至远程分析器1350,以用于进一步的更详细的分析及处理。在所示的示例中,移动式分析器1330包括便携式电子装置,诸如智能电话、膝上型电脑、笔记本电脑、平板电脑等等。因此,系统1000提供了用于测试诸如血液样本的流体样本的便携式诊断平台。图7-图12详细地示出微流体卡匣1010。如图7-图9所示,卡匣1010包括卡匣板1012、卡匣主体1014、膜1015及微流体芯片1030。卡匣板1012,示于图9A及9B,包括面板或平台,在其中或其上安装有流体芯片1030。卡匣板1012包括从微流体芯片1030的电连接器延伸至卡匣板1012的端部上的电连接器1016的导电线或迹线1015。如图7中所示,电连接器1016暴露在外部卡匣主体1014上。如图6所示,暴露的电连接器1016用于被插入到接口1320中以便被定位成与接口1320内的对应的电连接器电接触,从而提供在微流体芯片1030与卡匣接口1320之间的电连接。卡匣主体1014部分地环绕卡匣板1012,以便覆盖并保护卡匣板1012和微流体芯片1030。卡匣主体1014促进卡匣1010的手动操作,从而促进将卡匣1010手动定位成与接口1320能够释放地互连。卡匣主体1014在获得流体或血液样本期间额外地针对人的手指定位并密封,同时导引所接收的流体样本至微流体芯片1030。在所示的示例中,卡匣主体1014包括手指抓握部分1017、样本接收端口1018、滞留通路1020、样本保持室1021、芯片漏斗1022、通气孔1023及排出储液器1024。手指抓握部分1017包括主体1014的与卡匣1010的定位有电连接器1016的端部相反的较薄部分。手指抓握部分1017促进抓握卡匣1010以将卡匣1010连接或插入到卡匣接口1320的接收端口1204中(示于图7)。在所示的示例中,手指抓握部分1017具有小于或等于2英寸的宽度W、小于或等于2英寸的长度L及小于或等于0.5英寸的厚度。样本接收端口1018可包括开口,诸如血液样本的流体样本要被接收到其中。在所示的示例中,样本接收端口1018具有嘴1025,其形成于在手指抓握部分1017和卡匣板1012的暴露部分之间延伸的高台或墩1026的顶表面1027上。墩1026清楚地确定样本接收端口1018的位置,以用于直觉地使用卡匣1010。在一个实施方式中,该顶表面1027为弯曲的或凹的以匹配或近似地匹配人的手指的下凹表面,以便抵靠人的手指底部(从这里样本被取出)形成增强的密封。毛细作用从手指拖拉血液,这形成样本。在一个实施方式中,血液样本为5到10微升。在其他实施方式中,端口1018被定位在替代的位置处,或墩1026被省略,例如,如图8A中所描绘的。虽然图8A示出卡匣1010相较于图7中所示的主体1014具有稍不同的用于卡匣主体1014的外部构造,其中图8A所示的卡匣主体1014省略了墩1026,但图7及图8A中所示的那些剩余的元件或部件均可见于图7及图8A中所示的卡匣主体两者。如图8A-图8C所示,滞留通路1020包括在样本输入端口1018和样本保持室1021之间延伸的流体通道、导管、软管或其他通路。滞留通路1020以扭曲的方式(非直接或非线性的充满缠绕及转折的方式)在样本输入端口1018和样本保持室1021之间延伸,以加长通过样本输入端口1018输入的被接收样本行进或流动至芯片1030的时间。滞留通路1018提供一容积,在其中,被测试的流体样本和流体试剂可在到达芯片1030前混合。在所示的示例中,滞留通路263是迂曲的,包括卷绕于卡匣主体1012的在端口1018和芯片1030之间的空间中的环形的或螺旋形的通路。在另一实施方式中,滞留通路1020在样本输入端口1018和芯片1030之间的空间内以之字形的方式缠绕及转折、呈之字形、蛇行、蜿蜒及/或曲折。在所示的示例中,滞留通路1020沿向下的方向朝微流体芯片1030(沿重力的方向)延伸,且随后沿向上的方向远离微流体芯片1030(沿相反于重力的方向)延伸。例如,如图8A及图8B所示,上游部分1028在滞留通路1020的相邻于并直接连接于样本保持室1021的下游端部1029的下方竖直地延伸。虽然上游部分在端部1029之前从输入端口1018接收流体,但在竖直方向上端部1029物理上更接近于输入端口1018。因此,从上游部分流出的流体对抗重力流到下游或端部1029。如后所述,在一些实施方式中,滞留通路1020包含与被测试的流体样本或血液样本反应的试剂1025。在一些情况下,该反应可产生残渣或沉降物。例如,诸如已经历溶解作用的血液的流体样本将具有被溶解的细胞或溶解产物。因为滞留通路1020的端部1029在滞留通路1020的上游部分1028的上方延伸,所以产自于流体样本与试剂1025的反应的这样的残渣或沉降物沉淀出来并被捕获或留存于这样的上游部分1028内。换言之,通过滞留通路1020到达微流体芯片1030的这样的残渣或沉降物的量被减少。在其他实施方式中,滞留通路1020在其整个路线中沿向下方向延伸至样本保持室1021。样本保持室1021可包括室或内部容积,在其中,被测试的流体样本或血液样本收集在芯片1030之上。芯片漏斗1022包括缩小至芯片1030的漏斗装置,以便将室1021的较大区域以漏斗状缩小至芯片1030的较小的流体接收区域。在所示的示例中,样本输入端口1018、滞留通路1020、样本保持室1021及芯片漏斗1022形成内部流体准备区域,在其中,流体或血液样本可在进入芯片1030前与试剂混合。在一个实施方式中,流体准备区域具有20至250μL的总容积。在其他实施方式中,由这样的内部空腔提供的流体准备区域可具有其他容积。如图8A中点状所示,在一个实施方式中,卡匣1010在待测试样本流体插入端口1018中之前被预填流体试剂1025。流体试剂1025可包括与待测试流体反应的成分,从而增强微流体芯片130分析待测试流体的所选特性或一组所选特性的能力。在一个实施方式中,流体试剂1025包括稀释被测试流体的成分。在一个实施方式中,流体试剂1025包括在被测试流体或血液上进行溶解作用的成分。在又另一实施方式中,流体试剂264包括用来促进标记被测试流体的所选部分的成分。例如,在一个实施方式中,流体试剂1025包括磁珠、金珠或乳胶珠。在其他实施方式中,流体试剂1025包括与待测试样本流体不同的其他的液体或固体成分或液体,其在样本流体被微流体芯片1030接收、处理及分析之前,与放置在样本输入端口1018内的样本流体反应或修改该样本流体。通气孔1023可包括在样本保持室1021与卡匣主体1014的外部之间连通的通路。在图7所示的示例中,通气孔1023延伸通过墩1026的侧面。通气孔1023的尺寸足够小,以将流体通过毛细反应保留在样本保持室1021内,但其尺寸足够大,以允许保持室1021内的空气在保持室1021被充填流体时逸出。在一个实施方式中,其通气孔的每个均具有50至200微米的开口或直径。排出储液器1024可包括在主体1014内的空腔或室,其被设置为接收从芯片1030排出的流体。排出储液器1024用来容纳已通过芯片1030并已被处理或测试的流体。排出储液器1024可接收被处理过或测试过的流体,使得相同的流体不会被测试多次。在所示的示例中,排出储液器1024形成于主体1014中,在芯片1030的下方,或在芯片1030的与芯片漏斗1022及样本保持室1021相反的一侧,使得芯片1030被夹在芯片漏斗1022及排出储液器1024之间。在一个实施方式中,排出储液器1024被完全容纳于主体1014内,且是不可接近的(除了通过主体1014的破坏,诸如通过切割、钻孔或其他主体1014的永久性破坏或断裂),从而将被处理过或测试过的流体锁在主体112内,以用于储存或随后的与卡匣1010的处理一起的卫生处理。在又另一实施方式中,排出储液器1024可通过门或隔片接近,从而容许被处理过或测试过的流体从储液器1020中取出,以用于进一步分析该被测试过的流体,用于将该被测试过的流体储存在分离的容器中,或用于清空储液器1024以便促进继续使用卡匣1010。在一些实施方式中,微流体储液器1024被省略。在这样的实施方式中,流体样本或血液样本的已被微流体芯片1030测试和处理的那些部分被再循环回微流体芯片1030的输入侧或输入部分。例如,在一个实施方式中,微流体芯片1030包括微流体储液器,其通过在由微流体芯片1030提供的传感器或多个传感器的输入侧上的芯片漏斗1022接收流体。流体样本或血液样本的已被测试的那些部分被送回到微流体储液器,该微流体储液器在微流体芯片1030的传感器或多个传感器的输入侧上。膜1015可包括以黏附或其他方式固定就位以便完全跨越并完全覆盖端口1018的嘴1025延伸的无孔的、液体不能渗透的面板、薄膜或其他材料层。在一个实施方式中,膜1015用作干预指示器,其识别卡匣1010的内部容积及其预期的内容是否已被危害或干预。在卡匣1010的样本准备区域已预填有诸如上述试剂1025的试剂的实施方式中,膜1015将流体试剂1025密封在流体准备区域内,在端口1018、滞留通路1020、流体保持室1021及芯片漏斗1022内。在一些实施方式中,膜1015额外地跨通气孔1023延伸。在一些实施方式中,膜1015额外地是气体或空气不能渗透的膜。在所示的示例中,膜1015将流体试剂1025密封或容纳在卡匣1010内,至少直到流体样本正要被放置到样本输入端口1018中。在这时候,膜1015可被剥离、撕裂或刺穿以允许流体样本通过嘴1018的插入。在其他实施方式中,膜1015可包括隔片,针通过该隔片被插入,以通过嘴1018放置流体或血液样本。膜1015促进将流体试剂1025的预包装作为卡匣1010的一部分,其中流体试剂1025已准备好用于随后放置的待测试流体样本。例如,包含第一流体试剂1025的第一卡匣1010可被预先设计或指定用于测试流体的第一样本的第一特性,而包含不同于第一流体试剂1025的第二流体试剂1025的第二卡匣1010可被预先设计或指定用于测试流体的第二样本的第二特性。换言之,不同卡匣1010可取决于其中所包含的流体试剂1025的类型或量而被特定地设计用于测试不同特性。图9A、图9B及图10示出微流体芯片1030。图9A示出卡匣板1012、芯片漏斗1022及微流体芯片1030的顶侧。图9A示出微流体芯片1030被夹在芯片漏斗1022及卡匣板1012之间。图9B示出设定板1012及微流体芯片1030的底侧。图10是在芯片漏斗1022的下方的微流体芯片1030的横截面图。如图11所示,微流体芯片1030包括基板1032,该基板1032包括诸如硅的材料或是由该材料形成。微流体芯片1030包括微流体储液器1034,其形成在基板1032中,并在芯片漏斗1022下方延伸以接收流体样本(及在一些测试中的试剂)至芯片1030中。在所示的示例中,微流体储液器具有嘴或顶开口,该嘴或顶开口具有小于1mm且名义上为0.5mm的宽度W。储液器1034具有在0.5mm和1mm之间且名义上为0.7mm的深度D。如之后将描述的,微流体芯片1030包括在区域1033中沿着芯片1030的底部的泵和传感器。图11及图12是微流体芯片1130的放大图,是微流体芯片1030的示例性实施方式。微流体芯片1130将流体泵送及阻抗感测的每个功能集成在低功率平台上。如图11所示,微流体芯片1030包括基板1032,其中形成有槽1126。另外,微流体芯片1130包括多个感测区域1135,其中每个感测区域设置共享泵的一对测试单元1230A、1230B(合称为测试单元1230)。如图11及图12所示,多个感测区域1135的测试单元1230的每个被提供有来自单个光引导件1240的光。图12是示出图11所示的芯片1130的感测区域1135中的一个的放大图。如图12所示,感测区域1135包括微流体通道1244、泵1246、分支通道1246A、1246B、排出通路1248A、1248B、流体排出器1250A、1250B、光传感器1252A、1252B、标记散布器1254A、1254B及检测器1256A、1256B。微流体通道1244包括在基板1032内延伸或形成的通路,以用于来自槽1126的流体样本的流动。泵1146类似于上述泵46。泵1146将流体从槽1126泵送并移动到每个分支通道1246中。在一个实施方式中,泵1146包括气泡喷射惯性泵。在其他实施方式中,泵1146可包括其他微流体泵送装置。分支通道1246A、排出通路1248A、流体排出器1250A、光传感器1252A、标记散布器1254A及检测器1256形成第一测试单元1230A。类似地,分支通道1246B、排出通路1248B、流体排出器1250B、光传感器1252B、标记散布器1254B及检测器1256B形成第二测试单元1230B。排出通路1248A及1248B从微流体通道1144分别延伸至流体排出通路1248A及1248B。每个分支部分1248包括供流体流过的狭窄部分、喉部或收缩部1260。为了本公开的目的,“收缩部”意思是任何在至少一个维度上的变窄。“收缩部”可通过以下方式形成:(A)通道的一侧具有朝向该通道的另一侧突出的突起,(B)通道的两侧均具有朝向该通道的另一侧突出的至少一个突起,其中这样的多个突起或者彼此对齐或者沿通道交错,或(C)至少一个圆柱或柱子在通道的两个壁之间突出以区别出什么能或不能流过该通道。在其他实施方式中,收缩部1260可被省略。在一个实施方式中,分支通道1246彼此类似。在另一实施方式中,分支通道1246彼此形状或尺寸不同,以便促进不同的流体流动特性。例如,收缩部1260或通道1246的其他区域可为不同的尺寸,使得第一尺寸的粒子或细胞更容易流过,若有的话,与其他通道1246相比,更容易流过其中的一个通道1246。因为通道1246从通道1144的相反侧分支,所以两个通道1246均直接从通道1144接收流体而没有流体被虹吸至任何其他在先的部分。排出通路1248可包括流体导管,流体或流体样本通过该流体导管被从相应的分支通道1246排出。在一个实施方式中,排出通路1248导引或引导流体至排出储液器1024(示于图8A中)。在又其他实施方式中,排出通路1248导引或引导流体至额外的测试装置的其他微流体通道或通路。在再其他实施方式中,排出通路1248导引或引导流体至托盘、分区容器中或至测试条上。在一个实施方式中,每个排出通路1248均包括喷嘴,流体通过该喷嘴被从相应的通道1246单向喷出。在另一实施方式中,每个排出通路1248均包括阀,流体通过该阀被选择性地引导或喷出。流体排出器50可包括选择性地将流体从相应的通道1246通过排出通路1248移动并排出的装置。在一个实施方式中,流体排出器1250包括按需流体喷射装置,诸如热喷墨电阻器,其使液体成核以产生气泡来有力地将液体通过排出通路1248排出喷出。在另一实施方式中,流体排出器1250包括按需流体喷射装置,诸如压电阻式装置,其响应于所施加的电流而改变形状或振动以移动隔膜,从而通过排出通路1248喷出相邻的流体。在再其他实施方式中,流体排出器1250可包括其他装置来选择性地及强迫地将液体通过排出通路1248喷出。光传感器1252可包括位于关联的分支通道1246中或沿着关联的分支通道1246的光学传感器。每个光传感器1252感测光与相应的通道1246内的分析物和/或包含分析物的溶液的相互作用。响应于感测光与分析物或溶液的相互作用,每个光传感器1252可输出电信号,该电信号基于这样的相互作用而变化,其中电信号被分析并指示与光相互作用的流体样本的特性。流体标记散布器1254包括沿微流体通道1246定位的、散布标记以标示感兴趣的特定细胞或分子的装置。在所示的示例中,散布器1254定位在光传感器1252的上游,在光传感器1252和相应的分支通道1246的入口之间。在一个实施方式中,流体标记散布器1254散布标记感兴趣的分子的荧光粉。这样的标记促进光传感器1252的读取,其中被光引导件1240传输的光激发荧光粉或标记促进光传感器1252的检测。在一个实施方式中,每个散布器1254散布不同的荧光标示物以不同地标记不同的分子、粒子或细胞,促进多个测试在相同时间、针对供应至槽1226的相同初始样本被进行。在另一实施方式中,散布器1254散布相同的荧光标示物。在一个实施方式中,泵1246在喷射前集中微流体通道1246内的流体样本,以促进收集充足量或数量的被标记分子以用于感测及分析。在一些实施方式中,散布器1254可被省略。检测器1256各自可包括形成在收缩部1260内的基板1032上的微型制造的装置。在一个实施方式中,每个注射器1256均包括微型装置,其被设计用以输出电信号或使电信号改变,所述电信号指示通过收缩部1260的流体和/或流体的细胞/粒子的性质、参数或特性。在一个实施方式中,每个检测器1256均包括细胞/粒子传感器,其检测被包含在流体中的细胞或粒子的性质和/或检测通过检测器1256的流体中的细胞或粒子的数量。例如,在一个实施方式中,检测器1256包括电传感器,其基于电阻抗的改变而输出信号,该电阻抗的改变由不同尺寸的粒子或细胞流过收缩部1260及影响跨收缩部1260或收缩部1260内的电场的阻抗所带来。在一个实施方式中,传感器1138包括形成或集成在收缩部1260内的通道1246的表面内的带电的高侧电极及低侧电极。在一个实施方式中,低侧电极为电接地。在另一实施方式中,低侧电极包括浮动低侧电极。为了本公开的目的,“浮动”低侧电极是指所有连接导纳为零的电极。换言之,浮动电极是断开的,不被连接至另一电路或接地。在一些实施方式中,检测器1256可被省略。光引导件1240包括光引导及导引结构,其用以从接口1202接收光,连续地传输光或电磁辐射至测试单元1230中的每个的微流体通道。在所示的示例中,当卡匣1010被插入到接口1320的端口1204中时,接口1320的光学光源变得与卡匣1010的每个光引导件1240对齐。在所示的示例中,每个测试单元1230彼此足够地对齐,使得光引导件1240延伸跨过每个这样的微流体通道1246,从而提供光或电磁辐射至每个单元30,以用于与每个单元1230内所包含的流体相互作用并用于光传感器1252的检测。因为光引导件1240供应电磁辐射和光至多个单元1230中的每个,所以芯片1130上的基板面被节省,从而容许芯片1130及卡匣1010更为紧凑。另外,通过使用供应光至每个单独的测试单元1230的单个光引导件1240,卡匣1010的复杂度及成本也可被减少。在所示的示例中,光引导件1240包括跨每个其相关联的测试单元1230的微流体通道44线性延伸的波引导件或光管。在其他实施方式中,光引导件1240在从一个流体测试单元1230连续地延伸至另一流体测试单元1230时,可以以蛇形方式或以弯曲或弧形方式延伸。虽然本公开已参照示例性实施方式被描述,但本领域技术人员将认同,在不脱离权利要求主题的精神和范围的情况下,可在形式及细节上做出改变。例如,虽然不同示例性实施方式可能已被描述为包括提供一个或多个益处的一个或多个功能,但可预期,在所述示例性实施方式中,或在其他替代性的实施方式中,所述功能可被彼此互换或替代性地被彼此组合。因为本公开的技术是相对复杂的,所以并非所有技术中的改变都是能够预知的。参照示例性实施方式所描述的本公开及以下权利要求中的阐述显然旨在尽可能广泛。例如,除非以其他方式具体指明,否则记载单个特定元件的权利要求也囊括多个这样的特定元件。...
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