本申请要求于2019年2月26日提交的序列号为62/810,857的美国临时专利申请的权益。前述全部内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开的发明总体上涉及诊断，更具体地说，涉及用于表征全血样品的装置以及使用和制造这种装置的相关方法。
背景技术
全血成分(例如红细胞、白细胞和血小板)的计数对于诊断疾病和/或其它医学问题很重要。血细胞的自动计数可以通过拍摄全血样品的图像并处理和分析图像来实现。自动计数的准确性可以直接取决于图像捕获的数据的质量，例如一致性和/或可靠性。数据的质量可以进一步取决于全血样品的质量，例如均匀性。例如，全血样品中气泡的截留或血细胞的堆积可以降低全血样品的均匀性。
技术实现要素：
在各种实施例中，本公开提供一种测定装置。测定装置包括具有顶面和底面的平面衬底。测定装置进一步包括一个或多个流动通道，其设置在平面衬底内，并在顶面和底面之间沿着平面衬底的尺寸延伸。测定装置进一步包括流体耦合到一个或多个流动通道的入口和流体耦合到一个或多个通道的一个或多个排出口，排出口可操作以促进液体样品，诸如全血流动通过一个或多个通道。一个或多个流动通道被配置成从入口接收液体样品，并允许液体样品在一个或多个通道内流动，由此液体样品的分析物作为单层分布在一个或多个通道内。
在另一个实施例中，测定装置包括具有顶面的平面载玻片。测定装置进一步包括入口，其设置在顶面上且被配置成接收液体样品，诸如包括红细胞、白细胞和血小板的全血。测定装置进一步包括流体耦合到入口并沿着顶面延伸的一个或多个通道，通道被配置成接收液体样品并将其散布在一个或多个通道内的成像区域上，使得在成像区域内的液体样品中存在成分的单层。测定装置进一步包括上覆在成像区域的至少一部分之上的盖。测定装置进一步包括一个或多个排出口，其从顶面延伸到一个或多个通道且被配置成促进液体样品通过一个或多个通道流动。一个或多个通道和盖组合起来被配置成控制单层的深度。
在又一实施例中，提供一种使用本文的测定装置进行测定的方法。方法包括将液体样品(如全血)沉积到测定装置的入口中。方法进一步包括允许液体样品填充一个或多个流动通道，从而将液体样品中存在的一种或多种分析物分布在整个流动通道中，和在一个或多个流动通道中产生一种或多种分析物的单层。然后检测并随后分析一个或多个流动通道内的一种或多种分析物。
在又一个实施例中，本公开提供一种使用本文的测定装置的方法。方法包括将液体样品沉积到测定装置的入口中。方法进一步包括对测定装置的成像区域进行成像，成像区域包括液体样品中存在的成分单层。基于成像来表征液体样品(诸如包括红细胞、白细胞、血小板或其他分析物的全血)的成分。
在另一个实施例中，本公开提供一种组装本文的测定装置的方法。方法包括在具有顶面和底面的平面衬底中形成：(i)流动通道，设置在平面衬底内，并在顶面和底面之间沿着平面衬底的尺寸延伸；(ii)流体耦合到流动通道的入口；和(iii)流体耦合到通道并可操作以促进液体样品流动通过通道的排出口。方法进一步包括处理流动通道的至少一个表面，以增加至少一个表面的亲水性。
在组装本文的测定装置的另一个实施例中，方法包括在平面载玻片的顶面上形成入口。入口被配置成接收液体样品，例如包括红细胞、白细胞、血小板或其它分析物的全血。在顶面上形成一个或多个通道。一个或多个通道流体耦合到入口并沿着顶面延伸。一个或多个通道被配置成接收液体样品的成分并将其散布在一个或多个通道内的成像区域上，使得在成像区域内存在成分的单层。一个或多个排出口从顶面延伸到一个或多个通道且被配置成促进液体样品通过一个或多个通道流动。对平面载玻片或盖中的至少一个进行处理以增加平面载玻片或盖的亲水性。盖结合到平面载玻片，使得盖上覆在成像区域的至少一部分之上。一个或多个通道和盖组合起来被配置成控制单层的深度。
在又一实施例中，本公开提供一种用于执行测定的自动化系统。系统包括本文的测定装置和检测模块。检测模块可以包括成像器和任选的处理装置，其中(i)成像器对测定装置进行成像；并且(ii)处理装置处理由成像器获得的一个或多个图像并对分析物进行分析。
附图说明
图1是被配置成捕获测定装置中的液体样品的图像的系统中的成像区域的透视图。
图2是在本公开的一个实施例中具有单个流动通道的测定装置的透视图。
图3是在本公开的一个实施例中具有两个流动通道的测定装置的透视图。
图4A和图4B分别是图3所示测定装置的俯视图和剖视图。
图5是在本公开的一个实施例中具有三个流动通道的测定装置的透视图。
图6是图2所示测定装置横越通过流动通道的装置宽度的剖视图，显示装置，其中平面衬底由单一整片材料层形成，流动通道形成在平面衬底内。
图7是图2所示测定装置横越通过流动通道的装置宽度的剖视图，显示装置，其中平面衬底由两个材料层形成，流动通道通过耦合两个材料层来形成。
图8是图2所示测定装置横越通过流动通道的装置宽度的剖视图，显示装置，其中平面衬底由三个材料层形成，流动通道通过耦合三个材料层来形成。
图9是在本公开的一个实施例中，具有由多个流动通道共用的单个入口的测定装置，每个通道具有专有的排出口。
图10是具有由多个流动通道共用的单个入口的测定装置，每个通道共用单个排出口。
图11是在本公开的一个实施例中包括平面载玻片和盖的测定装置。
图12A和图12B分别是在本公开的一个实施例中具有“二叉树”设计的测定装置的俯视图和透视图。
图13A和图13B分别是在本公开的一个实施例中具有多个柱的测定装置的俯视图和透视图。
图14A和图14B分别是在本公开一个实施例中具有柱、脊和通道的测定装置的俯视图和透视图。
图15A和图15B分别是在本公开的一个实施例中具有脊和排出口的测定装置的俯视图和透视图。
图16A和图16B分别是在本公开的一个实施例中具有多个脊和带有毛细管停止结构的多个排出口的测定装置的俯视图和透视图。
图17描绘在本公开的一个实施例中测定装置的排出口形成部件。
图18描绘在本公开的一个实施例中使用测定装置的过程流程图。
图19描绘在本公开的一个实施例中组装测定装置的过程流程图。
图20是在本公开的一个实施例中用于检测系统的耗材支撑托盘中的测定装置的图示。
具体实施方式
产生“单层”(例如液体样品的成分单层)可便于检测样品中存在的分析物。例如，产生全血样品成分的单层可以便于对全血样品中的细胞成分(例如红细胞、白细胞和血小板)进行成像和计数。
因此，本文提供的测定装置可用于接收液体样品并产生液体样品中存在的一种或多种分析物的成分的单层。例如，本文提供的测定装置可以接收任选地指定稀释度的全血样品，并产生细胞的单层用于成像。为了进一步促进细胞成分的图像分析，全血样品可以用荧光染料染色，或者在输入测定装置之前以另一种方式处理。
在实施例中，测定装置内的组件的形状和连接可以控制液体样品的深度和流量。作为一个实例，组件的形状和连接可以产生液体样品严格控制的深度，这种检测可以从在z方向上具有恒定尺寸的单层进行。作为另一个实例，组件的形状和连接可以减少液体样品中气泡的截留。
在实施例中，测定装置内组件的形状和连接可以控制全血样品的深度和流量，从而减轻传统血液表征装置和方法的问题。作为一个实例，组件的形状和连接可以产生全血样品严格控制的深度，使得当在x和y方向上执行成像时，成像系统可以在z方向上呈现恒定的尺寸。作为另一个实例，组件的形状和连接可以减少全血样品中气泡的截留。
全血样品的流速可以取决于测定装置中组件的表面处理以及组件的形状、尺寸和连接。通过控制流速，可以减少单层中气泡的形成。在实施例中，装置被配置用于在约25μL/min到2000μl/min范围内的流速。本文的测定装置可以与护理点(POC)系统结合使用，并且能够使用少量血液样品进行全面的血液测试，包括化学、免疫测定和血液学测定。结果可以在现场产生，并在几分钟内递送给患者。
在实施例中，本文的测定装置与美国专利申请公开第2019/0086324号中用于执行多分析物检测的系统结合使用，申请的全部内容通过引用整体并入本文。在实施例中，测定装置可以在执行成像之前被放置在检测系统的耗材支撑包中，并且随后通过检测系统的功能进行分析。在实施例中，耗材支撑包可以被配置成在至少一个维度上移动。本文的测定装置可以与一种或多种不同的测定形式(例如生化测定和/或基于荧光的测定)相结合。
测定装置
图1描绘了被配置成捕获测定装置中的全血样品的图像的系统中的成像区域100的透视图。对应于大平行四边形的成像区域100包括多个较小的平行四边形，这些平行四边形对应于成像设备的视场(FOV)110。FOV 110是二维的，并且包括x和y方向。z方向表示被成像的全血样品的深度。在一种变型中，成像设备在x方向上移动，而测定装置在y方向上移动。在另一种变型中，成像设备是静止的，而测定装置在x和y方向上移动。在再一种变型中，成像装置在x和y两个方向上移动，而测定装置是静止的。
成像面积可以是约50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000平方毫米或更大。FOV 110的尺寸可以包括在y方向上约0.7毫米和在x方向上0.5毫米。每个图像可以与液体的体积相关联。因此，如果成像区域内的全血样品在z方向上具有严格控制的深度，则可以容易地计算对应于每个FOV 110的体积。作为参考，深度在0.1和0.15毫米之间的0.7毫米乘0.5毫米的FOV对于稀释的全血样品可以包括约1、100、1000，5000或10,000个红细胞，并且对于未稀释的全血样品可以包括约50,000、100,000或150,000个红细胞。
在实施例中，FOV的深度在约0.02和0.25毫米之间，包括约0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24和0.25毫米。在实施例中，FOV的深度在约0.08和0.12毫米之间，包括约0.08、0.09、0.1、0.11和0.12毫米。
如本领域技术人员将理解的，给定FOV中存在的细胞数不仅取决于FOV的尺寸，而且如果执行稀释，还取决于原始样品的稀释度。在实施例中，FOV包括至少约1至5000个细胞，包括1、10、50、100、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500或5000个细胞，例如包括红细胞、白细胞和/或血小板的血细胞。
测定装置中的全血样品可以用荧光显微术、亮视野显微术、反向散射暗场显微术、落射荧光显微术、干涉反射对比显微术、暗场表面反射显微术、相位对比显微术或其它光学技术进行成像。放大率和数值孔径，例如5X、10X、20X、30X、40X、50X、10X、70X、80X、90X、100X、110X、120X、130X、140X、150X或200X放大率以及在约0.5到1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0NA之间可用于解析细胞形态。在一个实施例中，20X的放大率和0.75NA的数值孔径可用于解析细胞形态。根据目标血液学测定，可以使用其它光学设置，包括更高和更低的放大率和分辨率。
在各种实施例中，本公开的测定装置可操作以执行目标血液学测定，包括但不限于血细胞比容测定、红细胞计数、血小板计数、白细胞计数或白细胞差异中的任何一种。
在一个实施例中，成像设备可以在x方向上移动跨越一行图像。测定装置可以在y方向上移动，并且成像设备可以在x方向上移动跨越第二行图像。成像设备对每个FOV 110成像，直到整个成像区域100已经成像。这些图像可以拼接在一起形成一个更大的图像。可选地，图像可以重叠，并且重叠部分，即边缘，可以被丢弃。
要注意的是，尽管本公开示出使用成像来检测液体样品中的分析物，但是除了成像之外或者作为替代，也可以使用其它类型的检测方法。
图2是测定装置150，其包括具有顶面156和底面157的平面衬底155。测定装置是基本上平的。测定装置进一步包括流动通道158，其设置在平面衬底155内，并在顶面156和底面157之间沿着平面衬底155的尺寸延伸。测定装置进一步包括流体耦合到流动通道158的入口159和流体耦合到流动通道158的排出口160，所述排出口可操作以促进液体样品(如全血)通过流动通道158流动。流动通道158被配置成接收沉积到入口159中的液体样品，并允许液体样品在流动通道158内朝向排出口160流动，由此液体样品的分析物分布在流动通道158内。在一个实施例中，分析物作为单层分布在流动通道158内。
在实施例中，顶面156的全部或一部分可以是透明或半透明的和/或荧光的，以便于分析物的检测，例如通过成像。测定装置150可以从顶部成像。成像区域(例如成像区域100)可以与测定装置的一部分重合。
平面衬底155具有长度L、宽度W和厚度T。长度L和宽度W的尺寸可以相同或者长度L的尺寸可以大于宽度W。厚度T的尺寸小于长度L和宽度W的尺寸。
在各种实施例中，测定装置可以包括多个流动通道。例如，测定装置可以包括2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个或更多个流动通道。流动通道可以相对于彼此以任何数量的配置布置在平面衬底上。例如，每个流动通道的纵轴可以平行布置，并且沿着平面衬底的长度L延伸。可选地，流动通道可以从中心入口以辐条方式延伸的径向方式布置。可选地，如本公开中详细描述的，流动通道可以以“二叉树”配置布置。
在各种实施例中，每个流动通道流体耦合到单个入口和单个排出口，其中入口和排出口不被另一个流动通道共用。在替代实施例中，多个流动通道共用单个入口，并且每个流动通道流体耦合到不同的专有的排出口。在替代实施例中，多个流动通道共用单个排出口，并且每个流动通道流体耦合到不同的专有的入口。
在各种实施例中，测定装置可以包括多个排出口，每个排出口流体耦合到单个流动通道或多个流动通道。在实施例中，流动通道流体耦合到单个排出口。在替代实施例中，流动通道流体耦合到2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个排出口。
测定装置的排出口可以设置在平面衬底上的不同位置。例如，排出口可以设置在平面衬底的顶面或底面中。可选地，可以在测定装置的一侧上设置排出口，例如在顶面和底面之间，并且垂直于平面衬底的厚度T对齐。
图3和图4A-4B描绘具有2个流动通道158的测定装置170，其中两个流动通道158共用单个入口159并具有不同的排出口160。
图5描绘具有三个流动通道158的测定装置175，每个流动通道具有专有的入口159和专有的排出口160。
图9中示出测定装置180，其具有由多个流动通道158共用的单个入口159，每个通道具有专有的排出口160。
图10中示出测定装置185，其具有由多个流动通道158共用的单个入口159，每个通道具有单个共用排出口160。
在一个实施例中，平面衬底可以由形成单一材料层的单一整体构成。在这种实施例中，流动通道在材料的单层内形成。图6是图2所示测定装置150横越通过流动通道158的装置宽度的剖视图。如图所示，平面衬底155由单一整片材料层形成，流动通道158在平面衬底155内形成。
在替代实施例中，平面衬底155由两个材料层形成。图7是图2所示测定装置150横越通过流动通道158的装置宽度的剖视图，其中平面衬底155具有两个材料层。平面衬底155的底面157由限定流动通道158的底面162和流动通道158的侧壁表面163的第一材料层161形成，并且平面衬底155的顶面156由限定流动通道158的上表面165的第二材料层164形成。如图7所示，流动通道158通过将第一材料层161耦合到第二材料层164而形成。在实施例中，流动通道158在第一材料层161耦合到第二材料层164之前形成。
在另一替代实施例中，平面衬底155由三个材料层形成。图8是图2所示测定装置150横越通过流动通道158的装置宽度的剖视图，其中平面衬底155具有三个材料层。平面衬底158的底面157由限定流动通道158的底面162的第一材料层161形成，平面衬底155的顶面156由限定流动通道158的上表面165的第二材料层164形成，并且插入在第一材料层161和第二材料层164之间的第三材料层166限定流动通道158的侧壁表面163。如图8所示，流动通道158通过将第三材料层166插入在第一材料层161和第二材料层164之间并将这些层耦合在一起而形成。在实施例中，流动通道158通过将第三材料层166设置在第一材料层161和第二材料层164之间的离散位置而形成。这可以例如通过在离散位置将第三材料层166沉积到第一材料层161或第二材料层164上并随后将所有层耦合在一起从而形成流动通道158来实现。
这种类型的层压结构在图3和图4A-4B中描绘。测定装置170中还包括流动通道158，其包括将每个流动通道158连接到入口159的锥形部分。例如，流动通道158包括第一侧壁部分171和第二侧壁部分172，其中第一侧壁部分171从入口159延伸到第二侧壁部分172。在实施例中，第一侧壁部分171和第二侧壁部分172以约30和60度之间的角度接合，包括30、31、32、33、34、35、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、46、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59和60度。
在各种实施例中，流动通道在入口和排出口之间的长度足以充满液体样品并允许形成分析物的单层。在实施例中，流动通道在入口和排出口之间的的长度足以充满全血样品(其任选地被稀释)，并允许包括红细胞、白细胞和血小板的血细胞的单层的形成。例如，流动通道的长度在约5.0和100.0毫米之间，并且流动通道的宽度在约1.0和50.0毫米之间。在某些实施例中，流动通道的长度为约10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70.0、80.0、90.0或100.0毫米，并且流动通道的宽度为约1.0、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0或50.0毫米。在一个实施例中，流动通道的长度为约40.0毫米，并且流动通道的宽度为约5.0、10.0或15.0毫米，并且流动通道的高度为约0.9、1.0或1.1毫米。
在各种实施例中，平面衬底的顶面包含光学透明或半透明材料，例如聚合物膜。覆盖流动通道的材料的厚度为约0.05、0.1、0.125、0.15、0.175、0.2、0.25至0.3毫米。在一个实施例中，厚度为约0.175毫米。
在实施例中，测定装置包括三个材料层。第二材料层164包含光学透明或半透明材料，例如聚合物膜。覆盖流动通道的材料的厚度在约0.05、0.1、0.125、0.15、0.175、0.2、0.25至0.3毫米之间。在一个实施例中，厚度为约0.175毫米。第一材料层161包含光学透明或半透明材料。第一材料层的厚度在约0.1、0.5、1.0、1.5到2.0毫米之间。在一个实施例中，厚度为约1.0毫米。第三材料层166包含光学透明、半透明或不透明材料。限定流动通道高度的第三材料层的厚度在约0.02毫米和0.25毫米之间，包括端点值。在一些实施例中，厚度在约0.075和0.125毫米之间，包括端点值。在实施例中，深度在约0.08或0.09毫米到约1.0、1.1或1.2毫米之间。在一个实施例中，厚度为约1.0毫米。
在各种实施例中，可以使用本领域已知的多种技术将平面衬底的层彼此耦合。例如，层可以通过激光结合、层压、超声波结合、热结合、溶剂结合或粘合剂结合彼此结合。在一个实施例中，第一材料层161和第二材料层164通过插入的作为压敏粘合剂的第三材料层166彼此结合。
如将理解的，测定装置的每个层可以由不同的材料类型或彼此相同的材料类型构成。例如，在一个实施例中，第一材料层和第二材料层中的每一个都由相同的材料类型构成。在替代实施例中，第一材料层和第二材料层中的每一个都由不同的材料类型构成。在另一个实施例中，第一材料层、第二材料层和第三材料层中的每一个都由相同的材料类型构成。在替代实施例中，第一材料层、第二材料层和第三材料层中的每一个都由不同的材料类型构成。在又一实施例中，第一材料层和第三材料层可以由相同的材料类型构成，并且第二层可以由不同的材料类型构成。
用于每层材料的选择可以被选择用来赋予测定装置期望特性，包括例如透明度、荧光性、刚性等。在一些实施例中，这些层对于以下参数中的每一个都具有相同或不同的参数：材料、厚度、形状、面积、柔性、刚性、表面性质和/或光学透明度。
有几种材料类型可以用来形成包括其任何层的平面衬底。在各种实施例中，平面衬底由单一材料、复合材料、多种材料、多层材料、合金或其组合构成。用于形成包括其任何层的平面衬底的材料包括无机材料、有机材料或混合物。用于包括其任何层的平面衬底的无机材料包括但不限于玻璃、石英、氧化物、二氧化硅、氮化硅、氧化铪(HfO)、氧化铝(AlO)、半导体：(硅、GaAs、GaN等)、金属(例如金、银、铜、铝、Ti、Ni等)、陶瓷或其任意组合。用于包括其任何层的平面衬底的有机材料包括但不限于聚合物(例如塑料)或非晶有机材料。用于包括其任何层的平面衬底的聚合物包括但不限于丙烯酸酯聚合物、乙烯基聚合物、烯烃聚合物、纤维素聚合物、非纤维素聚合物、聚酯聚合物、尼龙、环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、液晶聚合物(LCP)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPE)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚邻苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、橡胶或其任意组合。在一些实施例中，平面衬底包含压敏粘合剂。
如将理解的，有几个参数影响液体样品通过流动通道的流动。举例来说，一些参数包括：流动通道的尺寸和配置、流动通道表面的表面能、流动通道表面的疏水性或亲水性程度、在流动通道表面上包含功能化涂层以及在流动通道表面上包含纹理化或微观图案化。设想到，本公开的测定装置可以被修改以控制这些参数的任何组合。
因此，在实施例中，可以处理平面衬底的表面，例如流动通道的内表面，以改变表面能，从而改变分析物与表面的粘附程度。在一个特定实施例中，表面被涂覆以增加衬底表面的亲水性，从而确保期望的流速和单层产生。
在实施例中，平面衬底的表面(例如流动通道的表面)可以被功能化。当表面包括与其附着的接头、支架、构建块或其它反应性部分时，它可以被称为“官能化的”，而当表面缺少这种与其附着的反应性部分时，它可以被称为“非官能化的”。
官能化表面可以指具有官能团的表面。官能团可以是能够与另一个官能团形成附着的基团。例如，官能团可以是生物素，它可以与另一个官能团链霉亲和素形成附着。示例性官能团可以包括但不限于醛、酮、羧基、氨基、生物素、链霉亲和素、核酸、小分子(例如，用于点击化学)、同双官能和异双官能试剂(例如，N-琥珀酰亚胺基(4-碘乙酰基)氨基苯甲酸酯(STAB)、二马来酰亚胺、二硫代-双-硝基苯甲酸(DTNB)、N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基-硫代乙酸酯(SATA)、N-琥珀酰亚胺基-3-2-(吡啶基二硫代)丙酸酯(SPDP)、琥珀酰亚胺基4-(N-马来酰亚胺基甲基)-环己烷-1-羧酸酯(SMCC)和6-肼基烟酰胺(HYNIC)及抗体。在一些情况下，官能团是羧基(例如，COOH)。
在各种实施例中，可以处理或涂覆表面以使表面亲水或疏水。可以使用多种表面处理和表面改性技术来改变表面的性质。实例包括，但不限于，氧等离子体处理以使疏水材料表面更亲水，使用湿法或干法蚀刻技术使硅表面平滑(或粗糙化)，将聚环氧乙烷或其它聚合物层吸附和/或接枝到衬底表面以使它们更亲水并且不容易被生物分子和细胞非特异性吸附，使用硅烷反应将化学反应性官能团接枝到原本惰性的硅表面。可使用光保护技术来选择性地激活表面特定位置的化学反应性官能团，例如，表面上的化学反应性官能团(如伯胺或羧基)的选择性添加或激活可用于将寡核苷酸探针、肽、蛋白或其它生物分子共价偶联到表面。一般来说，所采用的表面处理或表面改性的选择将取决于所需表面性质的类型和制作衬底的材料的类型。
关于表面的亲水性，可以对表面进行处理或涂覆，以将液体样品在表面上的接触角减小到约90度或更小。在实施例中，表面的亲水性增加，使得表面的接触角小于约85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15或10度。在一些实施例中，流动通道底面的亲水性增加，使得表面的接触角小于约85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15或10度。这会改善液体样品通过特征的流动，并降低气泡形成和截留的风险。
对于表面的不同区域，表面上的官能团可以不同。对于表面的所有区域，表面上的官能团可以是相同的。例如，流动通道的整个内表面可以包括相同的官能团。可选地，流动通道内表面的不同区域可以包括不同的官能团。
向表面添加官能团可用于在表面上形成捕获区域，以固定或结合分析物。以这种方式，特定分析物可以集中在表面的特定区域，以增加分析物的检测和/或分析。这也可以通过表面纹理化或包括微观结构来实现，所述微观结构也可以用于抑制或逆转分析物的聚集。
在一些实施例中，流动通道的深度在整个通道中是基本上均匀的。在替代实施例中，流动通道的深度在单个通道上变化。在测定装置包括多个流动通道的实施例中，所有流动通道可以具有相同的深度，或者每个流动通道可以具有彼此不同的深度。
在各种实施例中，可以使用多种技术来形成入口、流动通道或排出口。这种技术可以包括例如模制、热压印、激光雕刻、三维打印、层压和/或蚀刻。
在实施例中，流动通道的深度可以在约0.02毫米和0.25毫米之间，包括端点值。在一些实施例中，深度可以在约0.1和0.15毫米之间，包括端点值。在实施例中，深度为约0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24或0.25毫米。在实施例中，深度在约0.08和0.12毫米之间，包括约0.08、0.09、0.1、0.11或0.12毫米。如本文所讨论的，通过调节液体样品的稀释因子，更小或更大的深度也是可能的。
在实施例中，在流动通道中产生的单层的高度可以在约0.02毫米和0.25毫米之间，包括端点值。在一些实施例中，高度可以在约0.1毫米和0.15毫米之间，包括端点值。在实施例中，高度为约0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24或0.25毫米。在实施例中，高度在约0.08和0.12毫米之间，包括约0.08、0.09、0.1、0.11或0.12毫米。如本文所讨论的，通过调节液体样品的稀释因子，更小或更大的高度也是可能的。
图11是包括平面载玻片210和盖215的测定装置200。测定装置是基本上平的。如箭头所示，盖215结合到并覆盖平面载玻片210的至少一部分。平面载玻片210和盖215中的每一个可以是透明或半透明的和/或荧光的，以便于成像。测定装置200可以从顶部成像。成像区域(例如成像区域100)可以与测定装置的一部分重合。
如本文所讨论的，盖215可以使用多种方法(例如激光结合、层压、超声波结合、热结合、溶剂结合或粘合剂结合)结合到平面载玻片210。盖215可以包括厚度为T的塑料膜，其中T可以在100微米和500微米之间，包括端点值。在一种变型中，盖可以具有150微米至200微米的厚度，包括端点值。盖215可以具有与平面载玻片210相同的长度L和/或宽度W，或者盖215可以具有比平面载玻片210更小的长度L和/或宽度W。在将盖215结合到平面载玻片210之前，可以在平面载玻片210中形成形状，以接收全血样品，并控制平面载玻片顶侧上和盖215下方的全血样品的流量和深度。形状可以包括盖215和平面载玻片210的顶部之间的多个接触点。
平面载玻片210和盖215中的每一个可以是亲水的以促进液体样品的流动，从而产生单层。平面载玻片210和盖215可以进行表面处理，以减小接触角，改善样品通过特征的流动，并降低气泡形成和截留的风险。
图12A和图12B分别是具有“二叉树”设计的测定装置300的俯视图和透视图。测定装置300包括平面载玻片310和盖，例如盖215。平面载玻片310包括入口320、包括边缘332和节点334的二叉树330、沿着平面载玻片310的顶面延伸的一个或多个通道340以及具有毛细管停止结构的一个或多个排出口350。入口320耦合到二叉树330，二叉树330耦合到一个或多个通道340，并且一个或多个通道340耦合到一个或多个排出口350。一个或多个通道340在到二叉树330和一个或多个排出口350的耦合处逐渐变细。入口320可以被配置成接受来自移液器吸头的液体样品。在测定装置300中，每个通道340耦合到相应的排出口350。在另一种变型中，一个或多个通道340可以耦合到同一排出口。
在测定装置300中，液体样品可由入口320接收，并从入口320向右流动，通过二叉树330，到达一个或多个通道340。二叉树330可以帮助控制一个或多个通道340中的液体样品的深度和流量，从而形成单层。一个或多个通道340中的每一个由脊342界定，所述脊支撑上覆在一个或多个通道340之上的盖，例如盖215。盖、一个或多个通道340和脊342可以帮助控制液体样品的深度和流量。
一个或多个排出口350可以包括未被盖覆盖的毛细管停止结构。毛细管停止结构可以帮助防止或减少液体样品中气泡的截留。毛细管停止结构可以停止液体样品的流动，并防止液体样品溢出测定装置300。
图13A和图13B分别是具有多个柱的测定装置400的俯视图和透视图。测定装置400包括平面载玻片410和盖，例如盖215。平面载玻片410包括入口420、第一多个柱430、沿着平面载玻片410的顶面延伸并包括第二多个柱445的单个通道440以及排出口450。
每个柱包括管状结构，所述管状结构位于单个通道440的底内并从底延伸到盖。第一多个柱430的第一密度可以不同，例如大于第二多个柱445的第二密度。第一多个柱430和第二多个柱445有助于支撑上覆在平面载玻片410之上的盖。单一通道440通过包括第一多个柱430的区域耦合到入口420，并耦合到排出口450。
在此示例性测定装置400中，液体样品可由入口420接收，并从入口420向右流动，通过第一多个柱430进入单一通道440并通过第二多个柱445。第一多个柱430和第二多个柱445以及盖可以帮助控制全血样品的深度和流量，从而形成单层。排出口450可以包括未被盖覆盖的排出口。排出口可以有助于防止或减少液体样品中气泡的截留，并且可以促进液体样品的流动，从而更快地实现液体样品的期望深度。
图14A和图14B分别是具有柱、脊和通道的测定装置500的俯视图和透视图。测定装置500包括平面载玻片510和盖，例如盖215。平面载玻片510包括入口520、多个柱530、沿着平面载玻片510的顶面延伸的一个或多个通道540、排出口550。
一个或多个通道540中的每一个由脊545界定，所述脊支撑上覆在一个或多个通道540之上的盖，例如盖215。多个柱530和脊545有助于支撑上覆在平面载玻片510之上的盖。每个柱包括管状结构，管状结构位于单个通道440的基底内并从底延伸到盖。每个脊545包括将一个或多个通道540分开并且从一个或多个通道540的底延伸到盖的垂直壁。一个或多个通道540通过包括多个柱530的区域耦合到入口520，并耦合到排出口550。一个或多个通道540在与排出口550的耦合处逐渐变细。
在示例性测定装置500中，液体样品可由入口520接收，并从入口520向右流动，通过多个柱530，进入一个或多个通道540。多个柱530、脊545和盖可以帮助控制全血样品的深度和流量，从而形成单层。排出口550可以包括未被盖覆盖的一个或多个排出口。排出口可以有助于防止或减少全血样品中气泡的截留，并且可以促进液体样品的流动，从而更快地实现全血样品的期望深度。
图15A和图15B分别是具有脊和排出口的测定装置600的俯视图和透视图。测定装置600包括平面载玻片610和盖，例如盖215。平面载玻片610包括入口620、沿着平面载玻片610的顶面延伸的一个或多个通道640、以及一个或多个排出口650。一个或多个通道640中的每一个由脊630界定，所述脊支撑上覆在一个或多个通道640的盖，例如盖215。脊630有助于支撑上覆在平面载玻片610之上的盖。一个或多个通道640耦合到入口620和一个或多个排出口650。一个或多个通道640在与入口620的耦合处逐渐变细。
在示例性测定装置600中，液体样品可由入口620接收，并从入口620向右流动，进入一个或多个通道640。脊645和盖可以帮助控制全血样品的深度和流量，从而形成单层。一个或多个排出口650有助于防止或减少液体样品中气泡的截留，并且可以促进液体样品的流动，从而更快地实现液体样品的期望深度。
在示例性测定装置600中，每个通道640耦合到相应的排出口650。在另一种变型中，一个或多个通道640可以耦合到同一排出口。
图16A和图16B分别是具有多个脊和带有毛细管停止结构的多个排出口的测定装置700的俯视图和透视图。测定装置700包括平面载玻片710和盖，例如盖215。平面载玻片710包括入口720、沿着平面载玻片710的顶面延伸的一个或多个通道740、以及一个或多个排出口750。一个或多个通道740中的每一个由脊730界定，所述脊支撑上覆在一个或多个通道640之上的盖，例如盖215。脊730有助于支撑上覆在平面载玻片710之上的盖。一个或多个通道740耦合到入口720和一个或多个排出口750。一个或多个通道740在与入口720和一个或多个排出口750的耦合处逐渐变细。
在此示例性测定装置700中，液体样品可由入口720接收，并从入口620向右流动，进入一个或多个通道740。脊730和盖可以帮助控制液体样品的深度和流量，从而形成单层。一个或多个排出口750可以各自包括未被盖覆盖的毛细管停止结构。毛细管停止结构可以有助于防止或减少液体样品中气泡的截留，并且可以促进液体样品的流动，从而可以更快地实现液体样品的期望深度。
在此示例性测定装置700中，每个通道740耦合到相应的排出口750。在另一种变型中，一个或多个通道740可以耦合到同一排出口。
图17描绘测定装置800的排出口形成部分。示例性排出口800包括液体样品已经在其中流动的通道810、覆盖通道810的至少一部分的盖820。排出口830位于通道810的末端处。盖820不上覆在排出口之上。排出口830形成在平面载玻片840中。排出口830使得液体样品能够流过通道810，并促进单层(即单细胞层)的产生。
图18描绘使用测定装置的过程流程图。在910处，将全血样品沉积到测定装置的入口中。在920处，对测定装置的成像区域进行成像。在930处，基于成像来表征全血的成分。
图19描绘组装测定装置的过程流程图。在1010处，形成设置在平面载玻片的顶面上的入口。入口被配置成接收具有包括红细胞、白细胞和血小板的成分的全血样品。在1020处，在顶面上形成一个或多个通道。一个或多个通道耦合到入口并沿着顶面延伸。一个或多个通道被配置成接收全血样品的成分并将其散布在一个或多个通道内的成像区域上，使得在成像区域内存在成分的单层。在1030处，在顶面上形成一个或多个排出口。一个或多个排出口从顶面延伸到一个或多个通道且被配置成促进全血样品通过一个或多个通道的流动。在1040处，对平面载玻片或盖中的至少一个进行处理以增加平面载玻片或盖的亲水性。在1050处，将盖结合到平面载玻片，使得盖上覆在成像区域的至少一部分之上。一个或多个通道和盖组合起来被配置成控制单层的深度。
在组装测定装置的另一个实施例中，装置由具有顶面和底面的平面衬底形成，其中形成以下：(i)流动通道，该流动通道设置在平面衬底内，并在顶面和底面之间沿着平面衬底的尺寸延伸；(ii)入口，该入口流体耦合到流动通道；和(iii)排出口，该排出口流体耦合到通道并可操作以促进液体样品通过通道流动。该方法进一步包括处理流动通道的至少一个表面，以增加至少一个表面的亲水性。
测定装置的用途
如本文所讨论的，本公开的测定装置可以例如与美国专利申请公开第2019/0086324号中描述的用于执行分析物检测的系统结合使用，美国专利申请公开的全部内容通过引用整体并入本文。如下面进一步详细讨论的，测定装置可以包括在检测系统的耗材支撑包或样品板中，装载到检测系统中，并随后由系统处理和分析。
可选地，本公开的测定装置可以与任何数量的其他常规成像系统一起使用，包括固体衬底上的细胞的显微或细胞计数检测和可视化、荧光成像等。
检测系统
本公开提供一种用于执行测定的自动化系统。该系统包括本文的测定装置和检测模块，例如成像器。尽管本公开示出使用成像来检测液体样品中的分析物，但是除了成像之外或者作为替代，也可以使用其他类型的检测模式。
例如，在一些实施例中，分析物检测由具有用于测量与分析物相关的信号的功能的检测模块进行，其中信号是光信号、电信号、机械信号、化学物理信号或其任意组合。
在一些实施例中，分析物检测由具有用于测量与分析物相关的光信号的功能的检测模块进行，其中光信号包括光反射、散射、透射、吸收、光谱、颜色、发射、强度、波长、位置、偏振、发光、荧光、电致发光、化学发光、电化学发光或其任意组合。
在一些实施例中，分析物检测由具有用于测量与分析物相关的电信号的功能的检测模块进行，其中电信号包括电荷、电流、阻抗、电容、电阻或其任意组合。
在一些实施例中，分析物检测通过测量与分析物相关的机械信号来进行，其中机械信号包括机械波、声波、冲击波或振动。
在一些实施例中，分析物检测由具有用于测量与分析物相关的化学物理信号的功能的检测模块进行，其中化学物理信号包括但不限于反应中产生的pH值、离子、热量、气泡、颜色变化。
在一些实施例中，测定装置与多分析物检测系统一起使用，如美国专利申请公开第2019/0086324号中所述，其允许对多个分析物的小样品体积(例如，10-100μl血液样品)进行低成本测试。多分析物检测系统通常涉及使用不同的测定形式(例如，非均相测定和溶液测定)或不同的读数(例如，荧光和吸光度)来分析两种或更多种不同的分析物(例如，小分子分析物、蛋白分析物和细胞)。
应当注意，尽管本公开可以指除了一种或多种附加类型的检测模块之外包括成像器的多分析检测系统，但是检测系统可以被配置成处理本公开的测定装置而不执行额外的测定和分析。
本公开部分地基于这种认识，即直接面向消费者诊断(DTC诊断)领域可以受益于测定平台，该测定平台允许对非常小体积的消费者生物样品(例如血液样品)进行可靠、低成本测试。理想的分析平台可以例如对多种分析物(例如多分析物组中的分析物)进行并行和稳健的分析。例如，多分析物组可以与消费者的健康或总体健康相关。多分析物组可以包括例如不同分析物类别的一种或多种分析物，例如细胞(例如，真核细胞；哺乳动物细胞；红细胞或白细胞)与小分子分析物(例如，<500Da；胆固醇、葡萄糖)，和/或大分子分析物(例如，>10kDa；细胞因子、血红蛋白、DNA)。
在实施例中，本文所述的测定装置被结合到检测系统的耗材支撑包中，该耗材支撑包由检测系统的成像器处理和分析。图20描绘设置在用于检测系统的耗材支撑件1010中的测定装置1000。
检测系统还包括用于检测在多孔样品板中执行的测定的检测模块，该多孔样品板任选地包括两种或更多种不同的多个孔，由此不同的多个孔中的每一个被配置成对一种或多种不同的分析物执行一种或多种不同类型的测定。例如，在同一多孔板上的两种不同的多个孔在一个或多个性质方面可以彼此不同，例如，孔的几何形状(例如，立方体或圆柱体)或尺寸(例如，体积)、孔的壁或底的颜色或透明度(例如，半透明或不透明)、孔的表面性质(例如，高蛋白结合或细胞粘附促进)，或者在影响分析物(例如，测定试剂)的测定执行的任何其它性质方面。
因此，本文描述的系统、装置和方法允许高度协调地执行不同的测定，包括细胞成像和分析、动力学测定和终点测定。不同的测定形式可以通过本公开的测定装置并行进行，并且样品板的不同的多个孔和不同类型的读数可以在一个或多个时间点从不同的孔获得。本文描述的多分析物检测系统被配置成处置和处理测定装置以及多孔样品板，并读出并行运行的不同测定。在一些实施例中，结合样品板中不同的多个测试孔，在测定装置中并行分析单个患者的样品中的多种分析物。这实现了“空间多路复用”，即对同一血液样品并行执行不同分析测定。
多孔板
检测系统利用包括两种或更多种不同的多个孔的多孔板。在一些实施例中，多孔板可以促进两种或更多种不同的测定形式(例如，基于荧光和吸光度的形式)的并行执行，或者促进对样品中两种或更多种不同分析物(例如，高丰度和低丰度分析物)执行不同测定。不同的多个孔中的每一个可以在影响测定(例如生物化学测定或基于细胞的测定)执行的一个或多个性质方面不同，例如光学性质、几何结构或形状、尺寸、表面性质或测定试剂含量。典型地，选择不同的多个孔中的每一个的性质，以改善特定测定形式(例如，均相的、非均相的、生物化学的、基于细胞的等等)的执行，或者特定分析物(例如，高丰度和低丰度分析物)的给定形式的测定的执行。
在实施例中，多孔板是包括一种或多种多个孔的圆形多孔板。在一些实施例中，圆形多孔板包括两种或更多种不同的多个孔。在一些实施例中，多孔板上的多个孔围绕板的中心以同心圆布置。在一些实施例中，多个孔以从圆形多孔板的中心指向外围的辐条状布置来组织。
可以在本文的多孔板中执行的示例性测定和影响这种测定的多孔性质描述在以下文献中：例如Taosheng Chen，药物发现中的测定开发和高通量筛选实用指南，CRC出版社，1.sup.st ed.,2009；Lisa K.Minor,药物发现测定开发手册，CRC出版社，1.sup.st ed.,2006；Ge Wu,测定开发，威利出版社，1.sup.st ed.,2010；Uma Prabhakar,GLP环境中基于细胞的测定的验证，威利出版社，1.sup.st ed.,2008；Masood Kahn和John Findlay,配体结合测定，Wiledy,1.sup.st ed.,2009；David Wild，免疫测定，爱思唯尔科学；4.sup.th ed.,2013和Benjamin Blass,药物发现和开发的基本原理，学术出版社，1.sup.st ed.,2015，其通过引用全文并入本文。
在一些实施例中，本文提供的多孔板包括被配置用于基于吸光度的测定的多个孔和被配置用于基于荧光的测定的不同的多个孔。被配置用于基于吸光度的测定的孔可以包括例如透明或半透明的底部。被配置用于基于荧光的测定的孔可以包括例如不透明(例如，纯黑或白色)底部。
在一些实施例中，多孔板包括被配置用于非均相测定(例如，ELISA)的多个孔和被配置用于均相测定(例如，酶测定)的不同的多个孔。被配置用于非均相测定的孔可以例如包括高蛋白或高核苷酸结合孔表面。被配置用于均相测定的孔可以包括例如低蛋白结合或低核苷酸结合表面。
在一些实施例中，多孔板包括被配置用于基于细胞的测定(例如，基于粘附细胞或悬浮细胞的测定)的多个孔和被配置用于生化测定(例如，酶-底物转换测定)的不同的多个孔。被配置用于基于细胞的测定的孔可以是例如无菌的，或者包括促进细胞附着、细胞分化或细胞增殖的表面(例如，纤连蛋白涂层)。被配置用于生化测定的孔可以包括例如低蛋白结合或低核苷酸结合表面。
在一些实施例中，多孔板包括被配置用于分析高丰度分析物(例如血糖)的测定的多个孔和被配置用于分析低丰度分析物(例如细胞因子)的测定的不同的多个孔。被配置用于分析高丰度分析物的测定的孔可以例如包括用于具有高检测极限的测定的试剂(例如干燥的试剂)。被配置用于分析低丰度分析物的测定的孔可以例如包括用于具有低检测极限的测定的试剂(例如干燥的试剂)。
在一些实施例中，多孔板包括被配置用于基于吸光度的测定的一种或多种多个孔，以及被配置用于基于荧光的测定的一种或多种不同的多个孔。在一些实施例中，被配置用于基于吸光度的测定的一种或多种多个孔在圆形(例如，盘形)多孔板外围上以一圈孔布置。在一些实施例中，布置在圆形多孔板外围上的孔具有在0.5毫米和3.0毫米之间(例如，1.5毫米)的直径。在一些实施例中，布置在圆形多孔板外围上的孔包括约1至8个、12个、24个或48个孔，或约36至48个孔。在一些实施例中，被配置用于基于吸光度的测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于细胞的测定(例如，RBC测定)的一个或多个孔。在一些实施例中，被配置用于基于吸光度的测定的一种或多种多个孔包括被配置用于生化测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于均相测定(例如，蛋白检测，例如一般蛋白吸光度(280nm)或血红蛋白吸光度540nm-600nm范围(例如，血红蛋白、氧合血红蛋白、羧基血红蛋白、高铁血红蛋白))的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于非均相测定(例如，ELISA)的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于基于荧光的测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于荧光的细胞测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，基于荧光的细胞测定可以测定悬浮细胞、粘附于珠的细胞或粘附于孔底的细胞。在一些实施例中，被配置用于基于荧光的测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于荧光的生化测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于基于荧光的生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于均相荧光的生化测定(例如，酶底物转换测定)的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于基于荧光的生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于非均相荧光的生化测定(例如，ELISA)的一种或多种多个孔。在一些实施例中，基于非均相荧光的生化测定涉及分析物与珠表面或孔表面的结合。
在一些实施例中，多孔板包括被配置用于基于细胞的测定的一种或多种多个孔，以及被配置用于生化测定的一种或多种多个不同的孔。在一些实施例中，被配置用于基于细胞的测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于荧光的细胞测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，基于荧光的细胞测定可以测定悬浮细胞或附着到珠或孔表面的细胞。在一些实施例中，被配置用于基于细胞的测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于吸光度的细胞测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于均相生化测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于均相生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于均相荧光的生化测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于均相生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于均相吸光度的生化测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于基于生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于非均相生化测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于非均相生化测定的多个孔包括被配置用于基于荧光的非均相生化测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于非均相生化测定的一种或多种多个孔包括被配置用于基于吸光度的非均相生化测定的一种或多种多个孔。在一些实施例中，被配置用于基于吸光度的测定的一种或多种多个孔在圆形(例如，盘形)多孔板外围上以一圈孔布置。在一些实施例中，布置在圆形多孔板外围上的孔具有在约0.5毫米和3.0毫米之间(例如，1.5毫米)的直径。在一些实施例中，布置在圆形多孔板外围上的孔包括约1至8个、12个、24个或48个孔，或约36至48个孔。
在一些实施例中，多孔板包括两个或更多个不同的孔，其被配置为分析选自小分子分析物(例如单糖、脂肪酸、盐、药物)、大分子分析物(例如蛋白、磷脂、核酸)和细胞(例如红细胞、白细胞)中的两种或更多种分析物。
在一些实施例中，多孔板包括被配置用于检测细胞(例如，RBC、WBC、循环癌细胞(CTC)、细菌细胞)的测定的一种或多种多个孔，以及被配置用于检测大分子分析物(例如，蛋白分析物)的测定的一种或多种不同的多个孔。在一些实施例中，多孔板包括被配置用于检测细胞(例如，RBC、WBC、循环癌细胞(CTC)、细菌细胞)的测定的一种或多种多个孔，被配置用于检测大分子分析物(例如，蛋白分析物)的测定的一种或多种不同的多个孔，以及被配置用于检测小分子分析物(例如，葡萄糖或胆固醇)的测定的一种或多种不同的多个孔。
在一些实施例中，多孔板包括被配置用于检测高丰度分析物(例如白蛋白、葡萄糖或RBC)的测定的一种或多种多个孔，以及被配置用于检测中丰度或低丰度分析物(例如肿瘤坏死因子α(TNFcc)或CTC)的测定的一种或多种多个不同的孔。
在一些实施例中，多孔板具有圆形形状(例如盘形)或椭圆形形状。在一些实施例中，多孔板具有正方形或矩形形状。
在一些实施例中，不同的多个孔中的一个或多个包括用于生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，生化测定包括酶底物的转换。在一些实施例中，生化测定包括结合试剂(例如抗体)与感兴趣的分析物(例如胰岛素、细胞因子等)的结合。在一些实施例中，用于生化测定的试剂包括酶或酶底物。在一些实施例中，酶底物是荧光底物(即，可能由于酶介导的转换而改变其荧光性质的底物)。在一些实施例中，由于酶介导的转换，酶底物可以改变其在紫外(例如，200nm-400nm)或可见光谱(例如，350nm-850nm)中的吸光度特性。在一些实施例中，生化测定是结合测定(例如，夹心免疫测定、ELISA等)。在一些实施例中，生化测定是竞争测定(例如，类固醇激素的免疫测定)。在一些实施例中，生化测定是均相测定(例如，(TR-)FRET测定、酶-底物转换测定等)。在一些实施例中，生化测定是非均相测定(例如ELISA)。在一些实施例中，生化测定是动力学测定(例如，连续读取或间歇读取)。在一些实施例中，生化测定是终点测定。在一些实施例中，生化测定试剂被涂覆在多个孔的表面上(例如，捕获或结合试剂，例如抗体、链霉亲和素、蛋白A、蛋白G、适体、寡核苷酸捕获探针等)。在一些实施例中，生化测定试剂是干燥的试剂(例如，为了便于长期存储)。在一些实施例中，生化测定试剂在溶液中(例如，溶解在水性缓冲液或有机溶剂中)。
在一些实施例中，不同的多个孔中的一个或多个包括用于基于细胞的测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，基于细胞的测定包括结合试剂(例如荧光标记的抗体)与细胞表面标记物(例如CD20、CD45等)的结合。在一些实施例中，用于基于细胞的测定的试剂包括标记的细胞特异性结合试剂(例如荧光标记的抗CD20抗体)或涂有细胞特异性结合试剂(例如针对细胞表面标记物的抗体，例如抗CD20抗体)的珠。在一些实施例中，用于基于细胞的测定的试剂包括细胞(例如，哺乳动物、细菌、酵母细胞等)。在一些实施例中，细胞是粘附细胞(例如，实体肿瘤衍生细胞)。在一些实施例中，细胞是悬浮细胞(例如，红细胞(RBC)、白细胞(WBC)、循环肿瘤细胞(CTC)等)。在一些实施例中，细胞是哺乳动物细胞(例如，人、灵长类动物、仓鼠、小鼠、大鼠等)。在一些实施例中，细胞是酵母细胞。在一些实施例中，细胞是细菌细胞(例如，革兰氏阳性或阴性)。在一些实施例中，细胞是重组细胞。在一些实施例中，基于细胞的测定是报告基因测定。在一些实施例中，报告基因是荧光素酶。在一些实施例中，基于细胞的测定是细胞计数测定。在一些实施例中，基于细胞的测定试剂是干燥的试剂(例如，为了便于长期存储)。在一些实施例中，基于细胞的测定试剂在溶液中(例如，溶解在水性缓冲液、有机溶剂或组织培养基中)。
在一些实施例中，不同的多个孔中的一个或多个包括用于均相测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，均相测定是生化测定。在一些实施例中，均相测定是使用悬浮细胞的基于细胞的测定。
在一些实施例中，不同的多个孔中的一个或多个包括用于非均相测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，用于非均相测定的试剂包括具有固定分析物特异性结合试剂(例如，共价结合或物理吸附抗体、生物素或其它结合试剂)或可溶性分析物特异性结合试剂(例如，荧光标记或酶偶联抗体、生物素或其它结合试剂)的珠或孔表面。
在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于细胞的荧光测定(例如，WBC计数)的一种或多种试剂。在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于细胞的荧光测定的一种或多种试剂，而不同的第二多个孔包括用于基于荧光的生化测定(例如，用于血糖)的一种或多种试剂。在一些实施例中，基于荧光的生化测定是均相测定(例如，用于血糖)。在一些实施例中，基于荧光的生化测定是非均相测定(例如，用于胰岛素、细胞因子等)。在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于细胞的荧光测定的一种或多种试剂，不同的第二多个孔包括用于基于荧光的生化测定的一种或多种试剂，并且不同的第三多个孔包括用于基于吸光度的生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，一种或多种试剂是干燥的试剂。
在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于吸光度的细胞测定(例如，RBC计数)的一种或多种试剂。在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于吸光度的细胞测定(例如RBC计数)的一种或多种试剂，并且不同的第二多个孔包括用于基于荧光的生化测定(例如用于血糖)的一种或多种试剂。在一些实施例中，基于荧光的生化测定是均相测定(例如，用于血糖)。在一些实施例中，基于荧光的生化测定是非均相测定(例如，用于胰岛素、细胞因子等)。在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于吸光度的细胞测定的一种或多种试剂，不同的第二多个孔包括用于基于非均相荧光的生化测定的一种或多种试剂，并且不同的第三多个孔包括用于基于均相荧光的生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，一种或多种试剂是干燥的试剂。
在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于吸光度的生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于吸光度的生化测定的一种或多种试剂，而不同的第二多个孔包括用于基于荧光的生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，基于荧光的生化测定是均相测定。在一些实施例中，基于荧光的生化测定是非均相测定。在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于吸光度的生化测定的一种或多种试剂，不同的第二多个孔包括用于基于非均相荧光的生化测定的一种或多种试剂，不同的第三多个孔包括用于基于均相荧光的生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，一种或多种试剂是干燥的试剂。
在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于荧光的生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于荧光的生化测定的一种或多种试剂，不同的第二多个孔包括用于基于吸光度的生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，基于吸光度的生化测定为均相测定。在一些实施例中，基于吸光度的生化测定为非均相测定。在一些实施例中，第一多个孔包括用于基于荧光的生化测定的一种或多种试剂，不同的第二多个孔包括用于基于非均相吸光度的生化测定的一种或多种试剂，不同的第三多个孔包括用于基于均相吸光度的生化测定的一种或多种试剂。在一些实施例中，一种或多种试剂是干燥的试剂。
试剂盒
在另一方面，本文提供一种试剂盒，其包括测定装置和任选的一种或多种测定试剂，例如测定缓冲液。在实施例中，测定装置被结合到用于检测系统的耗材支撑托盘中。在这种实施例中，一种或多种试剂可以包含在耗材支撑托盘的一个或多个孔中。在实施例中，耗材支撑托盘还可以包括用于执行测定的一个或多个一次性工具，例如一个或多个一次性移液器吸头等。在一些实施例中，试剂盒还可以包括与检测系统一起使用的多孔板。
在一些实施例中，试剂盒可以包括一种或多种测定缓冲液(例如，酶或底物稀释缓冲液、终止液、细胞培养基等)或稀释剂(例如，水、磷酸盐缓冲液、二甲基亚砜(DMSO)、乙醇、异丁醇等)。在一些实施例中，包装在试剂盒中的测定缓冲液或稀释剂的体积在10μl和10ml之间，例如在10μl和100μl之间、在100μl和500μl之间、在500μl和1ml之间、在1ml和2ml之间、在2ml和3ml之间、在3ml和4ml之间、在4ml和5ml之间、在5ml和6ml之间、在6ml和7ml之间、在7ml和8ml之间、在8ml和9ml或在9ml和10ml之间。在一些实施例中，一种或多种测定缓冲液或稀释剂与耗材支撑托盘一起设置。
分析物检测方法
本文提供的分析物检测方法通常涉及使用本文的测定装置和任选的多孔板，以及使用本文的装置或系统。该方法可以应用于例如POCC站点(例如药房或商店)的DTC诊断应用或者临床环境(例如临床实验室、医院)中。
在另一个方面，本文提供一种用于分析物检测的方法，其包括在本公开的测定装置和任选地多孔板的两种或更多种不同的多个孔中执行检测来自消费者的样品中一种或多种感兴趣的分析物的测定，以检测不同的分析物。在一些实施例中，该方法包括验证消费者的身份。在一些实施例中，该方法包括向消费者提供感兴趣的分析物的选择，用于在两种或更多种不同的测定中进行测试。在一些实施例中，方法包括将两种或更多种不同测定的结果传送到数据处理单元。在一些实施例中，该方法包括向消费者呈现不同测定的结果。在一些实施例中，该方法包括对来自消费者的样品执行质量控制测试，并且如果样品未通过质量控制测试，则向消费者要求额外的样品，丢弃样品，不执行测定，或者不向消费者报告测定结果。
在一些实施例中，选择样品中待分析的分析物包括消费者与消费者界面(例如，计算机终端或触摸屏)，例如本文提供的系统中的消费者界面交互。在一些实施例中，选择分析物包括消费者将选择传达给系统操作员(例如，医疗技术人员)，例如，传达给本文所述系统的操作员。
在一些实施例中，与消费者界面交互的消费者包括登录个人账户的消费者。在一些实施例中，消费者的个人账户可以包括关于消费者的个人信息。这种个人信息可以包括例如消费者的识别信息(例如，出生日期和地点、居住地址)、支付信息(例如，信用卡号)、保险信息(例如，健康保险)、健康信息、遗传信息(例如，来自个人基因组学服务或来自临床测试)、消费者的个人习惯(例如，使用烟草、酒精、娱乐性药物、营养制品、处方药物)等。健康信息可以包括例如消费者输入的信息(例如，家族病史)、分析物先前分析(例如，在本文提供的系统上执行的分析)的结果、源自医疗保健提供者的信息(例如成像结果)。在一些实施例中，该方法包括消费者将信息输入个人账户。在一些实施例中，该方法包括第三方(例如，医疗保健提供者或保险公司)将信息输入个人账户。在一些实施例中，消费者可以在POCC站点访问个人账户。在一些实施例中，消费者可以例如从他的家中通过互联网访问个人账户。
在一些实施例中，消费者界面(例如，计算机终端或触摸屏)位于POCC站点(例如，在普通商店或药店中)。在一些实施例中，消费者界面是基于互联网的。在一些实施例中，消费者界面是移动应用，例如，在智能电话或平板电脑上。
在一些实施例中，与消费者界面交互的消费者包括输入个人信息的消费者。在一些实施例中，消费者输入的个人信息包括识别信息，例如消费者的姓名、出生日期、出生地、居住地址、驾照号码、安全问题的答案等。在一些实施例中，消费者与消费者界面交互包括验证消费者的身份。在一些实施例中，验证消费者的身份包括分析消费者的指纹或扫描消费者的视网膜。在一些实施例中，消费者可以在POCC站点输入个人信息。在一些实施例中，消费者可以使用移动应用程序(例如，在智能手机或平板电脑上)通过互联网(例如，从他的家里或在旅途中)输入信息。
在一些实施例中，验证消费者的身份包括语音识别。在一些实施例中，验证消费者的身份包括面部识别技术。
在一些实施例中，向消费者呈现用于测试的感兴趣分析物的选择包括通过消费者界面向消费者显示该选择，例如在诸如计算机显示器等屏幕上，或者在平板电脑或移动设备(例如智能手机)的屏幕上。
在一些实施例中，分析物包括1种或多种、2种或更多种、3种或更多种、4种或更多种、5种或更多种、6种或更多种、7种或更多种、8种或更多种、9种或更多种、10种或更多种、12种或更多种、15种或更多种、20种或更多种、25种或更多种、30种或更多种、35种或更多种、40种或更多种、45种或更多种、或50种或更多种不同的分析物。
在一些实施例中，该方法包括将测定装置存储在与本文描述的检测系统连接的存储单元中。在一些实施例中，该方法包括将预包装的测定装置从存储设施(例如，仓库或存储柜)转移到检测系统上。
在一些实施例中，该方法包括例如使用条形码读取器读取测定装置上的标记物(例如，一维或二维条形码、QR码或RFID标签)。
在一些实施例中，该方法包括从消费者收集样品的步骤。在一些实施例中，样品被收集在样品容器中。
在一些实施例中，样品容器是无菌容器或保护性壳。在一些实施例中，样品容器由熟练的技术人员放置在检测系统上。
在一些实施例中，方法包括任选地对样品执行质量控制测试，其中，如果样品通过质量控制测试，则分析样品中消费者感兴趣的分析物，而如果样品未通过质量控制步骤，则丢弃样品，不分析感兴趣的分析物，或者不向消费者报告感兴趣的分析物的分析结果。在一些实施例中，质量控制测试在分析消费者感兴趣的分析物之前执行。在一些实施例中，质量控制分析与分析消费者感兴趣的分析物并行执行。
在一些实施例中，样品是血液样品。在一些实施例中，血液样品是指尖血。在一些实施例中，血液样品体积在约15μl和约150μl之间，在约20μl和约125μl之间，在约25μl和约100μl之间，或者在约50μl和约70μl之间。在一些实施例中，血液样品体积是约10μl、约15μl、约20μl、约25μl、约30μl、约35μl、约40μl、约45μl、约50μl、约55μl、约60μl、约65μl、约70μl、约75μl、约80μl、约μl、约90μl、约95μl、约95μl或约100μl。在一些实施例中，血液样品体积在约50μl和约100μl之间。在一些实施例中，血液样品体积为约55μl。用于收集指尖血的装置和方法在本领域中是已知的。可用于采集指尖血的示例性装置可包括例如Seventh Sense Biosystems的装置(例如，使用TAP触摸激活PhlebotomyTM或HemoLinkTM技术)。在一些实施例中，从消费者收集的指尖血包括少于20％、少于15％、少于10％、少于5％、少于3％、少于2％或少于1％的间质液。在一些实施例中，从消费者收集的指尖血包括至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少97％、至少98％或至少99％的静脉血。在一些实施例中，从消费者收集的指尖血中无法检测到间质液。
在一些实施例中，血液样品通过静脉穿刺(例如，使用针)获得。在一些实施例中，血样由抽血者收集。在一些实施例中，血液样品用排空管或真空管(例如，Becton Dickinson&Co的Greiner Bio-One GmbH的Vacutainer)收集。在一些实施例中，血液样品在约1ml和约50ml之间，在约5ml和约30ml之间，和在约10ml和约20ml之间。在一些实施例中，血液样品为约15ml。在一些实施例中，血液样品是来自较大样品的等分试样，例如约1μl和约250μl之间、约5μl和约200μl之间、约10μl和约175μl之间、约15μl和约150μl之间、约20μl和约125μl之间、约25μl和约100μl之间或约50μl和约70μl之间的等分试样。在一些实施例中，等分试样在约1μl和约10μl之间。在一些实施例中，等分试样在约50皮升(50pl)和约100纳升(100nl)之间。
在一些实施例中，质量控制步骤包括确定指尖血中静脉血和间质液的比率。在一些实施例中，如果样品包括超过1％、超过3％、超过5％、超过10％、超过20％、超过25％或超过30％的间质液，则指尖血样品未通过质量控制步骤。
在一些实施例中，质量控制步骤包括比较来自消费者的两个或更多个独立样品中的质量控制分析物的水平。在一些实施例中，来自消费者的两个或更多个独立样品包括两个或更多个连续的指尖血滴(例如，2、3、4、5、6、7、8、9或10个连续的血滴)。在一些实施例中，如果来自消费者的两个或更多个独立样品的质量控制分析物的平均百分比变异系数(CV)大于1％、大于1.5％、大于2％、大于2.5％、大于3％、大于3.5％、大于4％、大于4.5％、大于5％、大于5.5％、大于6％、大于6.5％、大于7％、大于7.5％、大于8％、大于8.5％、大于9％、大于9.5％或大于10％，则样品未通过质量控制步骤。
在一些实施例中，质量控制测试包括确定指尖血成分的逐滴变化。在一些实施例中，指尖血的成分包括血红蛋白浓度、总白细胞(WBC)计数、三部分WBC差异或血小板计数。在一些实施例中，如果两个或更多个连续的指尖血滴中的变异系数(CV)大于1％、大于2％、大于3％、大于4％、大于5％、大于6％、大于7％、大于8％、大于9％或大于10％，则质量控制测试未通过。在一些实施例中，两个或更多个连续的指尖血滴是2、3、4、5、6、7、8、9或10个连续的指尖血。
在一些实施例中，质量控制步骤包括将来自消费者的样品中的质量控制分析物的水平与参考水平进行比较。在一些实施例中，参考水平是健康消费者中质量控制分析物的中值、平均值或平均水平。在一些实施例中，参考水平是与其样品被测试的消费者共有一种或多种疾病状况的消费者中质量控制分析物的中值、平均值或平均水平。在一些实施例中，参考水平是其质量控制分析物水平被记录在数据库(例如，与DTC诊断系统或装置相关联的数据库)中的所有消费者的质量控制分析物的中值、平均值或平均水平。在一些实施例中，参考水平是其样品被测试的消费者先前在一段时间内记录的质量控制分析物的历史中值、平均值或平均水平。在一些实施例中，该时间段是至少2周、至少1个月、至少6周、至少2个月、至少3个月、至少6个月、至少9个月、至少12个月、至少18个月、至少2年或至少3年的时间段。在一些实施例中，如果样品中来自消费者的质量控制分析物的水平偏离参考水平至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少4.5或至少5个平均值、中值平均参考水平标准偏差，则样品未通过质量控制步骤。在一些实施例中，如果来自消费者的样品中的质量控制分析物的水平比参考值高至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少100％、至少200％、至少300％、至少400％、至少500％、至少600％、至少700％、至少800％、至少900％或者至少1,000％，则样品未通过质量控制步骤。在一些实施例中，如果来自消费者的样品中的质量控制分析物的水平比参考值低至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％，则样品未通过质量控制步骤。
质量控制分析物可以是在来自消费者的样品中可检测到的任何分析物，用于分析消费者感兴趣的分析物。在一些实施例中，质量控制分析物包括例如血红蛋白、WBC计数、淋巴细胞计数、粒细胞计数、血小板计数或消费者感兴趣的一种或多种分析物。
在一些实施例中，对样品执行质量控制测试包括测量样品体积。在一些实施例中，如果样品体积等于或超过预定最小样品体积，则样品通过质量控制测试。在一些实施例中，预定最小样品体积是1μl、2μl、3μl、4μl、5μl、6μl、7μl、9μl、10μl、12μl、15μl、20μl、25μl、30μl、35μl、40μl、45μl、50μl、75μl或100μl。
在一些实施例中，该方法进一步包括离心分离样品。
在一些实施例中，该方法进一步包括稀释样品。在一些实施例中，样品在本文提供的多孔板中稀释。在一些实施例中，样品被稀释并转移至本文提供的测定装置。在一些实施例中，稀释样品包括准备样品的连续稀释。在一些实施例中，例如使用压电或声学液体处置装置(例如Labcyte)制备样品稀释液。
在一些实施例中，稀释样品包括准备样品的连续稀释。在一些实施例中，连续稀释包括连续2倍、3倍、5倍或10倍稀释，例如连续2点、3点、4点、5点、6点、7点、8点、9点、10点、11点或12点稀释。在一些实施例中，样品并非连续稀释，例如，样品稀释系列可以包括1:3、1:5、1:10、1:100和1:500的样品稀释。在一些实施例中，稀释系列中的稀释因子或稀释次数取决于选择消费者感兴趣的两种或更多种分析物。
在一些实施例中，在本文提供的测定装置上执行的测定包括将样品(例如，样品稀释物的等分试样)添加到包含干燥的测定试剂(例如，反应缓冲液成分、酶、酶底物、抗体、细胞)的孔中。在一些实施例中，在测定装置上执行的一个或多个测定包括将反应缓冲液添加到包含干燥试剂的系统的孔中(例如以重新悬浮干燥试剂)。
在一些实施例中，使用测定装置执行的测定必须满足最低测定执行标准。在一些实施例中，两种或更多种不同测定(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种不同测定)中每一种的Z因子>0.5、>0.6、>0.7、>0.8或>0.9。一种确定测定的Z因子的方法，例如在Zhang J H等人(1999)“用于高通量筛选测定评价和验证的简单统计参数”《生物分子筛选杂志》4:67-73中描述。在一些实施例中，对于两种或更多种不同的测定中的每一种，多孔板上阳性和阴性对照孔的CV值分别为<10％、<9％、<8％、<7％、<6％、<5％、<4％、<3％、<2％或<1％。
在一些实施例中，本文提供的方法进一步包括向消费者报告测定结果。在一些实施例中，在POCC站点(例如，在普通商店或药房)，例如在计算机终端，报告结果。在一些实施例中，结果通过消费者的个人账户对消费者可用(例如，消费者可以登录到个人账户并查看结果)。在一些实施例中，消费者可以通过互联网访问结果，例如，在消费者的个人计算机上或通过智能手机或平板电脑应用程序。
在一些实施例中，向消费者报告测定结果包括提供在某一天获得的结果与历史结果的比较，以便于随时间跟踪结果。在一些实施例中，向消费者报告测定结果包括向消费者提供比较数据，以将消费者的测定结果(例如，分析物水平)置于相对于其它消费者的结果的视角，例如，来自相同地理区域的相同年龄的消费者，或者与消费者共有相似的习惯。
在一些实施例中，向消费者报告测定结果包括向消费者提供推荐(例如，由计算机算法提供)。在一些实施例中，推荐包括医疗(例如，转诊到医生)、饮食改变(例如，食品、食谱)、产品推荐(例如，营养制品、维生素等)、行为改变(例如锻炼、戒烟)的选项。
在一些实施例中，本文提供的方法包括将通过本文提供的方法获得的所有消费者的测定结果存储在数据库中(例如，作为匿名数据)。
在一些实施例中，本文提供的方法不包括样品储存步骤，例如冻融步骤。
在一些实施例中，本文提供的方法包括将来自患者的样品收集(例如，手指)无缝集成到样品制备(例如，离心分离、大量样品稀释、将样品分配到多孔板中)、样品测试(例如，在多孔板中开始生化或基于细胞的测定)以及向消费者报告测试结果。在一些实施例中，样品制备在样品收集后的60分钟内、45分钟内、30分钟内、20分钟内、15分钟内、10分钟内、5分钟内、3分钟内或1分钟内开始。在一些实施例中，多孔板(例如，本文提供的传统板或多孔板)中的样品测试在样品收集后60分钟内、45分钟内、30分钟内、20分钟内、15分钟内、10分钟内、5分钟内、3分钟内或1分钟内开始。在一些实施例中，样品测试在样品收集后的60分钟内、45分钟内、30分钟内、20分钟内、15分钟内、10分钟内或5分钟内开始。在一些实施例中，样品测试在样品收集后的12小时内、10小时内、8小时内、6小时内、4小时内、3小时内、2小时内、90分钟内、60分钟内、45分钟内、30分钟内或20分钟内完成。在一些实施例中，测试结果被传送给客户(例如，通过电子邮件)或从样品收集起12小时内、10小时内、8小时内、6小时内、4小时内、3小时内、2小时内、90分钟内、60分钟内、45分钟内、30分钟内或20分钟内可在数据库中访问。
样品
在一些实施例中，样品是从受试者(也称为消费者)获得的生物样品。在一些实施例中，生物样品是液体样品。在一些实施例中，液体样品是血液样品(例如，全血、血浆或血清)、尿液样品或任何其它体液(例如，羊水、胆汁、母乳、脑脊髓液、胃酸、淋巴液、粘液(例如，鼻引流液或痰)、心包液、腹膜液、胸膜液、脓液、发炎性分泌物、唾液、精液、痰液、滑液、汗液、眼泪、阴道分泌物、呕吐物等)。
样品可以非侵入性或侵入性获得。侵入性样品收集可以包括例如使用静脉或皮下注射针的样品收集。在一些实施例中，可以通过使用手指点刺装置进行手指点刺来获得样品。可在本文提供的方法中使用的手指点刺装置包括但不限于Seventh Sense Biosystems的TAP触摸激活PhlebotomyTM装置或Tasso公司的HemoLinkTM装置。
在一些实施例中，消费者是健康的人。在一些实施例中，健康的人是临床试验中正常对照组的成员。
在一些实施例中，消费者具有某些习惯或特征，例如吸烟、饮食(例如西式饮食、地中海饮食等)、与工作相关的(工作狂、夜班)、锻炼(例如频繁、不频繁、有氧运动、肌肉量等)、遗传素质(例如抑郁症、糖尿病等)。
在一些实施例中，消费者是患有疾病、障碍或其它状况(例如，代谢性疾病、遗传性障碍、炎症性疾病、自身免疫性疾病、神经退行性疾病、精神障碍等)的人类患者。
在一些实施例中，样品是人血液样品。在一些实施例中，人血液样品是使用手指点刺装置获得的。
分析物
可以使用本文描述的测定装置、多孔板、系统或方法分析的分析物或临床参数可以包括与消费者的疾病状况、消费者的总体健康状况、健康或生活方式、消费者的基因型或其组合相关的分析物或临床参数。
本文描述的分析物可以包括生物样品的任何分子或细胞成分。在一些实施例中，分析物包括蛋白(例如，PSA)、核苷酸(例如，mRNA表达水平或DNA序列)、糖(例如，葡萄糖或翻译后蛋白修饰)、脂质(例如，甘油三酯)或脂质颗粒(例如，LDL、HDL、VLDL等)、代谢物(例如，乳酸、丙酮酸)、金属离子或矿物质(例如，Na+、Fe2+)、维生素(例如抗坏血酸)、细胞(例如，白细胞、血小板、病毒、病原体细胞，例如细菌或真核病原体)或其组合。分析物可以进行定性分析(例如，存在或不存在)或定量分析(例如，分析物浓度或每体积分析物的数量)。分析物浓度可以用绝对项(例如，样品中的分析物浓度)或相对值(例如，人群的百分比)来表示。
在一些实施例中，消费者的疾病状况可以包括，例如但不限于，代谢障碍(例如，糖尿病、肥胖症、代谢综合征等)、肝病(例如，肝硬化)、肾病(例如，急性或慢性肾病、肾癌)、胰腺疾病(例如，急性胰腺炎、慢性胰腺炎、遗传性胰腺炎、胰腺癌)、炎性病变(例如，类风湿性关节炎、炎症性肠病)、心血管障碍(例如，心绞痛、心肌梗塞、中风、动脉粥样硬化)、免疫或自身免疫障碍(例如，红斑狼疮、乳糜泻)、癌症(例如，多发性骨髓瘤、淋巴瘤、白血病、前列腺癌、乳腺癌等)、传染病(例如，莱姆病、HIV、性传播疾病(STD)等)、内分泌紊乱(例如库兴式综合征、生长激素缺乏症)、血液疾病(例如，贫血、出血性疾病，例如血友病或血癌)、精神或行为障碍或状况(例如，注意缺失紊乱)等。
在一些实施例中，与消费者疾病状况相关的分析物或临床参数可以包括，例如但不限于，腺病毒DNA、丙氨酸转氨酶(ALT/SGPT)、白蛋白、碱性磷酸酶(ALP)、α-1-酸性糖蛋白、α-1-抗胰蛋白酶(例如，总计)、甲胎蛋白(AFP)、苯丙胺、淀粉酶、红细胞(RBC)抗体、抗核抗体(ANA)、载脂蛋白(例如，apo A-1、apo B)、天冬氨酸转氨酶(AST/SGOT)、B细胞计数、β-2微球蛋白、胆红素(例如，直接或全部)、血尿素氮(BUN)、疏螺旋体抗体、脑钠肽(BNP)、降钙素、钙(例如，血、尿)、癌抗原(例如，CA 125、CA 15-3、CA 27.29、CA 19-9)、二氧化碳、癌胚抗原(CEA)、心肌磷脂抗体(ACA，例如IgG)、全血细胞计数(CBC)、CD4或CD8计数(例如，绝对计数或比值)、沙眼衣原体、氯化物(例如，血液、尿液)、胆固醇、胆碱酯酶、补体成分3或4抗原、皮质醇(例如，总量)、C肽、C反应蛋白(CRP，例如CRP-高敏感性(hsCRP))、肌酸激酶、肌酸酐(例如，血液或尿液)、环瓜氨酸肽(CCP)抗体、IgG、胱抑素C、巨细胞病毒(CMV)抗体(例如，IgG或IgM)、D-二聚体、脱酰胺醇溶蛋白肽(DGP)抗体(例如，IgA或IgG)、硫酸脱氢表雄酮(DHEA-5)、脱氧吡啶啉交联(DPD)(胶原交联，例如尿)、双链DNA(dsDNA)抗体(例如，IgG)、大肠杆菌志贺样毒素、EBV早期D抗原(EA-D)、EBV核抗体、EBV病毒衣壳抗原(VCA)、EBV病毒衣壳抗原(VCA)、内膜抗体(EMA，例如，IgM或IgG)、红细胞沉降率(ESR/沉降率)、可提取核抗原抗体(ENA小组)(RNP，Smith，SSA、SSB、SCO-70、JO-1)、铁蛋白、纤维蛋白原、胃泌素、葡萄糖、生长激素(HGH)、幽门螺杆菌(H.pylori)、IgG、红细胞比容(HCT)、血红蛋白(HGB)、血红蛋白A1c(HbA1c)、甲型肝炎(HAV)抗体(例如，IgM、总计)、乙型肝炎(HBV)核心抗体(例如，IgM、总计)、乙型肝炎(HBV)表面抗体(HBsAb；例如，总计)、乙型肝炎(HBV)、DNA、丙型肝炎(HCV)抗体、丙型肝炎(HCV)基因型、丙型肝炎(HCV)、RNA、HER-2/neu、单纯疱疹病毒1型(HSV1；例如IgG)、单纯疱疹2型(HSV2；例如IgG)、高密度脂蛋白(HDL)、人类免疫缺陷病毒1(HIV-1；例如RNA)、HIV-1/HIV-2(例如，抗原或抗体)、同型半胱氨酸、免疫球蛋白(例如，IgA、IgG、IgM、IgE、IgG、IgM)、IGF-1(胰岛素样生长因子1)、胰岛素、铁、铁结合能力(IBC；例如，总计(TIBC))、乳酸脱氢酶、铅、脂肪酶、低密度脂蛋白(LDL)、淋巴细胞计数、镁、麻疹、腮腺炎和风疹(MMR)免疫、微量白蛋白(例如，尿)、肌红蛋白、淋病奈瑟菌(例如，DNA)、自然杀伤细胞(NKC；例如，总计数)、ova&寄生虫、甲状旁腺激素(PTH)、部分凝血活酶时间(PTT)、磷、无机物、血小板、钾(例如，血液、尿液)、前白蛋白、前列腺特异性抗原(PSA，例如，游离的或总的)、蛋白(例如，总计，例如；血液或尿液)、凝血酶原时间(PT/INR)、红细胞计数(RBC)、网织红细胞计数(RC)、类风湿因子(例如，总计)、风疹(麻疹)抗体(例如，IgG或IgM)、性激素结合球蛋白(SHBG)、钠(例如，血液或尿液)、链球菌溶血素0抗体(ASO；例如，滴度)、T细胞(例如，总计数)、三碘甲状腺原氨酸、甲状腺球蛋白、甲状腺球蛋白抗体(TAA)、甲状腺过氧化物酶(TPO)抗体、促甲状腺激素(TSH)、甲状腺素结合球蛋白(TBG)、甲状腺素(例如，游离T4或总T4)、组织转谷氨酰胺酶(tTG)抗体(例如，IgA或IgG)、弓形虫(例如，IgG或IgM)、转铁蛋白、甘油三酯、三碘甲状腺原氨酸(例如，游离T3或总T3)、肌钙蛋白I(tCNI)、结核病、尿酸、水痘-带状疱疹(VZV)抗体和白细胞计数(WBC)。
在一些实施例中，消费者的总体健康状况、健康或生活方式可以包括以下或受到以下影响：例如但不限于过敏/过敏反应、血压、体重(例如，体重指数)、饮食(例如，西式饮食、地中海饮食、加工食品、家常饭)、饮酒习惯(例如，饮酒的频率、数量或类型)、药物使用(例如，处方药、娱乐性药物、兴奋剂)、环境因素(例如，污染、气候)、锻炼习惯(例如，频率、强度或类型)、生育力、怀孕、休息期(例如，白天或晚上的时间、持续时间、频率)、吸烟习惯、压力水平(例如，慢性、急性)、休假安排、工作安排和其它因素。
在一些实施例中，与受试者的总体健康状况、健康或生活方式相关的分析物或临床参数可以包括，例如但不限于ACTH(促肾上腺皮质激素)、甲胎蛋白(AFP；例如母体)、苯丙胺、雄烯二酮、抗苗勒管激素(AMH)、载脂蛋白(例如，apo A-1、apo B)、巴比妥类药物(例如，尿液)、苯二氮卓类药物(例如，尿液)、皮质醇(例如，总计)、环孢菌素A、摇头丸(MDMA)、雌二醇、雌三醇(例如，未结合的)、雌酮、乙醇、叶酸盐(叶酸)、卵泡刺激素(FSH)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、葡萄糖、hCG-绒毛膜促性腺激素(例如，血液或尿液，定性或定量)、胰岛素、锂、低密度脂蛋白(LDL)、大麻(THC)、美沙酮(多罗芬)、甲基苯丙胺、阿片类药物、苯环己哌啶(PCP)、孕酮、催乳素、丙氧芬、睾酮(例如游离或总计)、三环抗忧郁药(例如，尿液)、维生素B-12、维生素D 25-OH。
在一些实施例中，受试者的基因型可以包括与受试者的健康或疾病状况(例如，预期寿命、疾病易感性)或其它身体或精神特征(例如，能量水平、运动能力、智力)相关的基因。在一些实施例中，受试者的基因型可以包括与受试者的祖先(例如，家族联系、地理起源)相关的基因。
在一些实施例中，可以使用其中描述的多孔板、系统或方法分析的分析物或临床参数可以包括结合患者的药物治疗(例如，小分子药物)或生物治疗性(例如，抗体或其它重组蛋白)治疗分析的生物标记物(例如，患者体内的生物标记物水平)。在一些实施例中，在临床试验过程中分析生物标记物，例如，分析临床候选药物在患者中的功效，分析患者对治疗方案的依从性，或选择可能从治疗中受益的患者。在一些实施例中，结合上市疗法分析生物标记物，例如美国食品和药物管理局批准的小分子药物，例如作为伴随诊断。
使用本文所述的方法、系统或装置分析的一些分析物或临床参数可以涉及不止一种类别，包括疾病状况、总体健康状况、健康或生活方式以及基因型。例如，受试者的血糖水平可以与受试者的生活方式(例如，饮食)、受试者的疾病状况(例如，糖尿病)或受试者的基因型(例如，胰岛素信号通路成员，例如胰岛素受体的突变)相关。
在一些实施例中，分析包括分析红细胞(RBC；例如RBC计数)、血小板(例如，血小板计数)或白细胞(WBC；例如WBC计数)。在一些实施例中，WBC包括血液样品中的全部WBC(例如，分化45群簇(CD45)-阳性细胞，例如CD45RA-同型或CD45RO-同型；例如，WBC总数)。在一些实施例中，WBC包括T细胞(例如分化3群簇(CD3)-阳性细胞)、B细胞(例如分化19群簇(CD19)-阳性细胞)、自然杀伤(NK)细胞(例如CD3阴性和分化16群簇(CD16)和分化56群簇(CD56)-阳性细胞)或其组合。在一些实施例中，T细胞包括T辅助细胞(例如，CD4阳性细胞)或细胞毒性T细胞(例如，CD8-阳性细胞)。在一些实施例中，T辅助细胞或细胞毒性T细胞可以进一步分为原始细胞(例如CD4RA.sup.+或CD8RA.sup.+)或记忆细胞(例如CD4RO.sup.或CD8RO.sup.-)。在一些实施例中，血细胞组包括循环肿瘤细胞(CTC；例如，CTC计数)。在一些实施例中，CTC包括传统的CTC(例如，CD45-阴性、具有完整细胞核的肌酸激酶(CK)-阳性细胞)、细胞角蛋白阴性(CK)CTC(例如，具有癌细胞样形态的CD45-阴性细胞)、小CTC(例如，大小和形态类似于平均WBC的CD45阴性细胞)或CTC群簇(例如，结合在一起的两个或更多个CTC，例如，传统的、CK阴性或小CTC的群簇)。在一些实施例中，血细胞组包括CD45(例如，CD45RA或CD45RO，或两者)、CD3、CD16、CD56、CD4、CD8、CK、细胞形态(例如，细胞大小或形状、肿瘤细胞样或WBC样表型或外观、完整或凋亡细胞核等)或其组合。
在一些实施例中，分析全血细胞(CBC)分析，包括白细胞计数(WBC)、白细胞差异(DIFF)、绝对中性粒细胞计数、％中性粒细胞(Neu、PMN、polys)、绝对淋巴细胞计数、％淋巴细胞(淋巴)、绝对单核细胞计数、％单核细胞(Mono)、绝对嗜酸性粒细胞计数、％嗜酸性粒细胞(EOS)、绝对嗜碱性粒细胞计数、％嗜碱性粒细胞(BASO)、红细胞计数(RBC)、红细胞分布(RDW)、血红蛋白(Hb)、血细胞比容(Hct)、平均红细胞体积(MCV)、平均红细胞血红蛋白(MCH)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)、血小板计数(PIT)、平均血小板体积(MPV)或其组合。
可以使用其中描述的多孔板、系统或方法进行分析的分析物或临床参数可以包括样品(例如血液样品或尿液样品)中以大范围不同浓度存在的分析物。分析物可以包括高丰度分析物、中等丰度分析物和低丰度分析物。在一些实施例中，高丰度分析物包括以>100.mu.M、例如>500.mu.M、>1mM、>2mM、>3mM、>4mM、>5mM、>6mM、>7mM、>8mM、>9mM、>10mM、>15mM、>20mM、>25mM、>50mM、>75mM、>100mM、>125mM、>150mM或>200mM的浓度存在于样品中的分析物。在一些实施例中，中等丰度分析物包括以在100nM和100μM之间(例如在100nM和1μM之间、在1μM和10μM之间或在10μM和100μM之间)的浓度存在于样品中的分析物。在一些实施例中，低丰度分析物包括以<100nM，例如<10nM、<1nM、<100pM、<10pM或<1pM的浓度存在于样品中的分析物。
其它用途
本文描述的系统和方法可以为消费者、医生和科研人员提供对综合诊断信息的快速访问。通过促进对诊断测试的访问，本文描述的系统和方法鼓励消费者重复和频繁地测试健康以及与健康相关的分析物，从而帮助消费者和他们的医生做出明智的选择，例如，关于可能的医疗选择或生活方式的改变。频繁的诊断测试还可以向消费者提供关于新的医学治疗方案或其日常习惯(例如，饮食、锻炼)变化的可能有益或有害影响的快速反馈，并且可以允许医生对患者健康状况的变化(例如，通过调整药物)做出更快的反应。
例如，本文描述的系统和方法对于有兴趣监测个人健康护理信息的消费者可能是有用的。例如，消费者可能有兴趣跟踪慢性疾病状况(例如，糖尿病或代谢综合征)的状态，或者监测新医疗的早期效果。这种消费者可能对定期测试血液样品中的一组代谢分析物感兴趣。使用本文描述的系统和方法获得的诊断结果可以告知消费者是否或应该何时咨询医生的决定。
此外，本文描述的系统和方法对于对总体健康相关信息感兴趣的消费者可能是有用的。例如，消费者可能有兴趣监测某些生活方式选择对消费者总体健康的影响(例如，新饮食、戒烟、新工作、假期、新锻炼方案、冥想、新伴侣)。这种消费者可能有兴趣定期测试血液样品中的分析物，包括例如应激激素和其它标记物。使用本文描述的系统和方法获得的诊断结果可以帮助引导消费者朝向消费者总体健康状况的稳定改善方向发展。
在一些实施例中，本公开的测定装置、系统和/或方法用于评估受试者中的疾病或障碍，并随后向受试者施用治疗剂以治疗疾病或障碍。
在一些实施例中，本公开的测定装置、系统和/或方法用于确定受试者中疾病或障碍的风险，并随后向受试者施用治疗剂以抑制疾病或障碍的发作和/或预防疾病或障碍。
在以上描述和权利要求中，诸如“其中至少一个”或“其中一个或多个”等短语可以出现在元素或特征的连接列表之后。术语“和/或”也可以出现在两个或更多个元素或特征的列表中。除非与使用它的上下文隐含地或明确地矛盾，否则这种短语意在表示单独列出的任何元素或特征，或者任何列举的元素或特征与任何其他列举的元素或特征的组合。例如，短语“A和B中的至少一个；”“A和B中的一个或多个；”以及“A和/或B”各自意在表示“单独的A，单独的B，或者一起的A和B。”类似的解释也适用于包含三个或更多项目的列表。例如，短语“A、B和C中的至少一个；”“A、B和C中的一个或多个”和“A、B和/或C”各自意在表示“单独的A，单独的B，单独的C，一起的A和B，一起的A和C，一起的B和C，或者一起的A和B和C。”此外，以上和权利要求中使用的术语“基于”意在表示“至少部分基于”，以致未引用的特征或元素也是允许的。
根据期望的配置，本文描述的主题可以实施在系统、设备、方法和/或物品中。前述描述中阐述的实施方式不表示与本文描述的主题一致的所有实施方式。相反，它们仅仅是与所描述的主题相关的方面一致的一些实例。尽管上面已经详细描述了一些变化，但是其他修改或添加也是可能的。例如，尽管当前主题被描述为与护理点(POC)血液表征系统结合使用，但是将会理解，本文描述的装置可以与其它类型的POC系统一起使用。此外，当前主题可以用于表征其它类型的液体样品(例如，其它生物流体、环境测试样品等)。特别地，除了在此阐述的特征和/或变化之外，还可以提供进一步的特征和/或变化。例如，上述实现方式可以针对所公开特征的各种组合和子组合和/或以上公开的几个进一步特征的组合和子组合。此外，附图中描绘的和/或本文描述的逻辑流程不一定需要所示的特定次序或顺序次序来实现期望的结果。
尽管已经参照上述实施例描述了本发明，但是应当理解，修改和变化包含在本发明的精神和范围内。因此，本发明仅受以下权利要求的限制。