微流体装置的制作方法

文档序号:37211682发布日期:2024-03-05 14:55阅读:18来源:国知局
微流体装置的制作方法

本公开总体上涉及从全血的微流体血浆提取及其计量,具体地,涉及一种被配置为借助于毛细管输送来采样和收集计量体积的体液以用于分析的微流体装置,该微流体装置包括被配置为从体液中分离所选择的细胞并提取体液的过滤膜。


背景技术:

1、从全血中分离出血浆是用于临床诊断和生物医学研究目的的全血检验中的关键步骤。常规地,通过进行静脉穿刺并在试管中收集5ml-10ml的全血来进行血液采样。为了进行分析,血浆常常是优选的物质;血浆在分析之前通过在中心化实验室中进行离心来获得。处理试管中的液体样本的另选采集方法是将血液涂在纸材料上,然后允许样本在纸上干燥。在实验室中,干燥后的血液可以被重新溶解,以准备通过湿化学进行的分析。这种方法称为干血斑(dbs)分析,并且在与针对保留血细胞的分离技术相结合时,也可以获得干血浆斑点(dps)。这种方法已广受欢迎,因为它带来的优势是在输送到实验室期间无需保持冷链。储藏形式的简单性也为通过手指刺入进行的毛细血管原位采样(capillary homesampling)打开了方便之门。

2、微流体系统和芯片实验室(lab-on-chip)是减少生化分析时间和成本的解决方案。通过小型化,使待分析的体积减小,这缩短了反应时间并减少了昂贵试剂的消耗等。微流体技术已被应用于血浆提取目的。可以主动地(诸如电场或磁场的外部施加的力)或被动地(由微特征引起的沉降、过滤或流体动力学效应)实现血细胞与血浆的微观分离。也可以应用另外的基于纸且离心的微流体。

3、例如,us2014/0332098a1公开了用于自供电自调节微流体回路的回路元件,包括可编程保持阀、可编程触发阀、增强型毛细管泵和流量谐振器。一些实施方式允许微流体回路内的流动方向反转,以及在销售或部署微流体回路之前存放试剂以便于用户使用。

4、许多生化分析需要对分析物进行定量。为了确定样本中分析物的精确浓度,需要获悉精确的样本体积。在微流体层面上,液体的计量可以再次被主动地或被动地实现。将一定体积的流体分成两个或更多个体积的主动装置的示例是通过引入部件,诸如机械地干预液体体积以将其分割成多单元的主动阀或与可以撕裂液体的部分的加压空气组合的被动阀。在液滴微流体中,利用在某些微流体几何形状(t型结)中在两种不混溶的液相(油和水)之间出现的剪切力来进行液体分隔。被动计量在文献中报道得较少。wo 2016/209147a1示出了使用集成在微通道中的两个可溶解膜进行的被动计量。另外,us2015/0147777a1在包含用于计量的吸收材料的溢流通道结构上使用交汇。wo 2015/044454a2公开了用于收集和输送生物流体(优选地,全血)的微流体装置,并且该微流体装置包括斜坡(slope)和用于收集所计量的样本的计量通道。该装置具有:第一区域,第一区域具有低流动阻力,包括入口特征;以及第二区域,第二区域包括具有高流动阻力的计量通道,这是会引起与获得适于因血液特性差异造成的不同流动的稳定性能相关的问题的布置。

5、期望实现用于血浆采样的完全自主系统。这种用于血浆采样的自主系统的优点是:对与运行该过程的用户的交互的要求最小,由此允许用户的降低的训练水平以及采样期间的降低的误差风险。通过微流体层面的被动手段的自主系统将进一步降低系统的复杂性和成本,因为不需要要求动力源等的外部驱动力来运行微流体功能。然而,开发这样的系统将涉及实质性的设计挑战,诸如使该系统包容个体之间差异很大的不同红细胞压积、脂质含量和凝血因子方面的广泛全血特征,因为这些变化在系统中产生流动特性的差异,其更容易通过主动流动操纵来操纵。本公开涉及解决所提及问题的改进,同时得到限定体积的血浆样本。

6、在微流体装置中要解决的问题的一个方面涉及微流体,特别是如何在微流体基底中产生高梯度。由于难以在微流体基底上制造倾斜部或斜坡,因此在研究或工业微流体应用中,很少制造具有通道高度梯度的微流体通道。可以通过cnc微铣削、电镀或3d印刷来形成斜部。然后,所生成的物件可以用作例如注塑或聚合物铸造的模具。不幸的是,这些方法在分离度(resolution)方面受到限制,从而产生阶梯式阶梯而不是斜坡,并且是昂贵的。

7、高梯度在微流体系统中起到重要的作用。例如,he等人在微流体混合器中使用倾斜特征部将其效率提高了10%。microfluidics and nanofluidics第19卷,第829-836页(2015)。出于颗粒分离目的,具有梯形截面的微流体通道已应用于离心微流体中(scientific reports第3卷,文章编号:1475(2013),micromachines(巴塞尔)。2018年4月;9(4):171。scientific reports第5卷,文章编号:7717(2015))。在这些情况下,这种装置的制造依赖于复杂的、不可扩展的制造协议,诸如立体光刻。

8、微环境中的化学或生物分子浓度梯度在细胞行为(诸如转移、胚胎发生、轴突指导和伤口愈合)中起重要作用(electrophoresis,2010年9月;31(18):3014-27)。由于它们的尺寸与浓度梯度的尺度相匹配,所以微流体已经成为操纵流体流动和扩散分布以产生用于研究这种细胞过程的生物分子梯度的有效工具。用于产生浓度梯度的方法通常利用矩形微流体通道的分支构造[rsc adv.,2017,7,29966-29984]。futai等人通过利用微流体通道中的高梯度来获得长期浓度梯度发生器,该微流体通道是通过操纵曝光su-8抗蚀剂来在pdms模具中产生斜坡而产生的[micromachines(巴塞尔).2019年1月;10(1):9.]。

9、lenk等人在analytical chemistry 90(22),13393-13399中示出了在微流体通道开口前面以倾斜构造组装血浆提取膜,以在通道与膜之间形成楔形结构,从而能够启动毛细管驱动的血浆提取。hauser等人在analytical chemistry 2019,91,7125-7130中示出了具有用于计量体积的提取血浆的夹止结构和用于收集血浆的多孔塞的类似装置。wo 2020/050770公开了计量通道和计量通道与多孔基质之间的桥接元件的t形构造。然而,t形构造由于其血细胞比容依赖性而被证明是不利的。因此,这些装置需要改进以符合装置内的毛细作用的变化,以控制或避免引入气泡,该气泡可能损害针对一系列不同血液血细胞比容值的重复可靠操作或准确度。另外,需要改进以符合简单且高效的大规模生产过程。例如,wo 2011/003689a2公开了与用于液体输送的斜坡相关的制造问题。不期望的气泡的形成是微流体中的普遍问题。choi等人建议一种利用亲水条来克服流体前部从通道进入到较高体积隔室时形成气泡的解决方案。us2009/0152187公开了一种利用血浆分离的具有朝向出口的变窄形状以加速过滤过程的过滤芯片。然而,没有公开计量功能或如何平衡微流体装置的入口区段中的毛细作用与血浆分离。


技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种自主微流体毛细管驱动装置,其具有用于计量和收集用于分析的采样体液的入口和计量区段,其中受控毛细管输送利用允许增加的毛细作用的通道系统。

2、本公开的目的是提供微流体装置的入口区段,其具有受控的增加的毛细作用,以使样本(诸如血液)进入过滤膜,从而支持在过滤膜表面上的分布,以加快和控制过滤体液(诸如血浆)的提取过程。

3、本公开的目的是在微流体装置中引入功能,使得在装置中接收足够体积的体液,这依赖于简单的观察和方便的用户交互来校正未充分接收的体积。

4、本公开的目的是提供一种利用用于过滤体液的过滤膜来毛细管驱动的装置,该装置允许从由未过滤体液和过滤体液组成的剩余流体塞正确地分离明确限定体积的过滤体液。

5、本公开的目的是提供一种装置,该装置被毛细管驱动以过滤体液并且具有计量功能,该计量功能依赖于具有受控气泡引入的空气液体界面来支持计量流体的正确输送和分离,以被收集。

6、本公开的另一目的是提供一种微流体装置,其能够过滤和输送血液样本、正确地计量获得的血浆和分离的计量血浆样本,其针对所有血液血细胞比容水平可靠地操作。

7、本公开的另一目的是提供一种微流体装置,其允许待接收的样本体液的受控输入体积,并且与装置的死体积和待收集用于分析的限定输出体积相关。

8、在本公开的一般方面和下文中,涉及具有仔细选择的配置以正确地输送、过滤、计量和收集体液的系统的室和通道。这种配置将包括被设计成适当地支持输送以及分离和收集计量体积的室或通道的尺寸。尺寸可以按照室或通道的“高度”、“宽度”来提出。其它配置可以涉及构成室或通道的材料或其它特征,并且在这种上下文中,将使用如“底板”和“顶板”的术语。因此,这些术语对于技术人员将具有正常含义。在本公开的上下文中,微流体装置布置有“连接器”、“流体连接器”或“连接件”。当使用时,这些术语表示与装置的相邻部分流体连通的连接通道或室,并且如所公开的那样设计尺寸以支持装置中的毛细管输送,并且可以向装置引入特定功能。

9、在本公开的一般方面,术语“毛细作用”涉及存在于液体-空气界面(该处存在表面张力或界面张力)处的毛细管压力。毛细管压力取决于装置的尺寸(诸如膜的孔径)、液体的类型(诸如水性或有机、盐含量等)以及流动通道的尺寸和/或表面性质(诸如疏水性或亲水性,包括表面的疏水性或亲水性程度(接触角度))。术语“毛细作用”和“毛细管压力”都将用于本公开的各种上下文中。例如,术语“毛细作用”将用于在功能上描述装置的特征,诸如通道和室。例如,当描述执行本公开的方法以借助于本发明的装置输送和计量体液时,将例如使用术语“毛细管压力”。本文所指的“毛细管装置”是多孔构件,其可以充当毛细管泵并收集体液,以用于体液成分的任何后续分析。

10、术语“减流装置”在本公开的上下文中具有一般含义,其特征在于装置的通道或室中暂时减少或停止体液从装置的入口到出口的毛细流动。减流装置由毛细管截止阀、可溶解阀、通道的具有更改的亲水性的部分、通道的具有改变的尺寸的部分和通道的具有增加的流动阻力的部分来例示。

11、术语“夹止装置”通常用于描述本公开的预定体积的体液与装置的剩余体液分离的部分。在这方面,通过在装置中的具有低毛细作用的区域处引入气泡来建立夹止,与周围区域相比,该区域对空气入口的阻力处于低点。根据本公开的“夹止装置”可以位于夹止区域中,该夹止区域被设计成向输送的液体柱引起低毛细管压力,该低毛细管压力可以用于减小引入的流动阻力和来自夹止区域中的一个或更多个通气口的一个或更多个气泡,从而使计量液体体积与装置的剩余采样体积断开。

12、在本公开的一般方面和下文中,“毛细管装置”是充当毛细管泵并用于在装置中收集计量体液以用于随后分析(可选地,过滤体液中的)一种或多种分析物的特征。本领域技术人员将理解,毛细管装置具有适于装置的其它部分的受控孔隙率,如在wo 2015/044454中进一步解释的。在本公开的一般方面和下文中,术语“体液”可以涉及血液,并且过滤体液是血浆。用于输送、计量和收集的其它体液也可以被设想为与装置一起使用。

13、在本公开的第一方面中,提供了一种微流体装置,该微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析,其中,该装置包括:入口区段,该入口区段用于接收体液样本,入口区段包括被配置为输送体液样本的通道系统和入口端口;过滤膜,该过滤膜被配置为从血液中分离血浆;计量区段,该计量区段被配置为计量所接收的体液中的预定体积的体液并将所述预定体积的体液与装置中的剩余体液断开;以及出口区段,该出口区段被配置为接收和收集来自计量区段的计量体积的体液,出口区段包括用于收集计量体积的毛细管装置,其中,通道系统沿流动方向连续地包括被布置成与入口端口流体连通的第一通道、第二通道和第三通道,其中,入口区段和通道系统被配置为利用从入口区段到过滤膜的逐步或逐渐增加的毛细作用将体液样本输送至过滤膜并且使体液样本跨过滤膜分配;计量区段包括提取室,该提取室被配置为从过滤膜接收提取体液并且被布置成与计量通道流体连通;并且计量区段包括夹止装置,该夹止装置被配置为分离计量体积的体液,其中,夹止装置包括布置在提取室的具有最大高度的部分中的至少一个通气口。

14、借助于毛细作用的逐步或逐渐增加,确保体液样本从入口区段输送至过滤膜而不会被固定,以保证装置的连续操作。另外,毛细作用的逐步或逐渐增加使得能够跨膜分布,使得过滤在整个膜中基本均匀地发生。借助于通气口,实现计量体积与剩余体液体积的有效分离。

15、在一个实施方式中,通道系统的毛细作用的逐步或逐渐增加是通过从入口端口到过滤膜依次降低通道的高度和/或依次增加通道的亲水性建立的。

16、在一个实施方式中,第三通道的底板是由过滤膜的平坦上表面限定的。因此,第三通道平行于过滤膜延伸,从而形成过滤室。

17、在一个实施方式中,第一通道与第二通道的高度比为至少1.1:1,优选地至少2:1,并且其中,第二通道与第三通道的高度比为至少1.1:1,优选地至少2:1,优选地第一通道的高度为500μm-2000μm;第二通道的高度为100μm-600μm;并且第三通道的高度为25μm-200μm。

18、在一个实施方式中,第二通道包括均邻近第一通道出口定位的毛细管截止阀和用于视觉填充检查的装置,诸如检查窗口。借助于毛细管截止阀,通过通道系统的体液的流动可以被中断,直到从入口端口移除体液的供应,由此毛细管截止阀通过在入口端口处形成的液滴上的拉普拉斯压力的增加而爆裂,这克服了毛细管截止阀的阈值压力。这可以用于在体液流入第二通道之前计量体液的体积。用户可以在用于视觉检查的装置中检查填充水平,以确保已经供应了足够的量。

19、在一个实施方式中,毛细管截止阀选自第二通道的具有更改的亲水性的部分和/或第二通道的具有改变的尺寸的部分中的至少一者。第二通道的亲水性和/或尺寸可以被配置为实现毛细管截止阀的期望阈值或爆裂压力。优选地,毛细管截止阀通过第二通道中高度的急剧增加而形成。

20、在一个实施方式中,夹止装置包括夹止区域,该夹止区域被布置成与位于通向计量通道的入口之前的一个或更多个通气口流体连通,其中,夹止区域包括高度降低元件,该高度降低元件的高度低于提取室的最大高度。优选地,高度降低元件具有通孔以防止液体固定在提取室中。

21、在一个实施方式中,提取室包括具有逐渐增加的高度的部分、具有高度降低元件的部分以及被布置成与计量通道流体连通的具有最大高度的部分。

22、在一个实施方式中,提取室的顶板是由过滤膜的平坦下表面限定的,并且提取室的底板从与过滤膜的接触朝向计量通道以锐角延伸。优选地,提取室大致呈楔形、具有从与过滤膜的接触点朝向计量通道逐渐增加的高度,并且其中,提取室的最大高度超过计量通道的高度。借助于过滤膜与提取室的底板之间的锐角,可以实现朝向计量通道发散的楔形提取室,从而能够逐渐填充发散表面之间的空间,基本形成毛细管泵。同时,可以保持过滤膜的基本平坦的水平取向,这有助于将过滤膜集成在室构造中,以保护血液样本在血浆提取期间免受蒸发和污染的影响。

23、在一个实施方式中,第一通道的体积与装置的死体积和计量体积(输出体积)相关。优选地,第一通道的体积足以防止除了计量体积之外的体液体积的前弯液面到达出口区段的毛细管装置。死体积是未在出口处的毛细管装置中计量和收集的所有体积的总和。换句话说,死体积是系统中的跨过滤室、血浆提取(过滤)膜和血浆提取室分布的剩余体积。血浆输出(计量)体积是例如通过夹止效果与死体积分离的体积。由于由装置的用户施加到入口端口的输入体积将变化并且计量输出体积是恒定的并且由装置预先确定,因此死体积也将在可接受的范围内变化。因此,第一通道的体积与死体积和输出计量体积相关。通过以这种方式选择第一通道的体积,确保仅允许血浆采样所需的必要量的血液进入第一通道。

24、在一个实施方式中,计量通道包括具有尺寸变化的出口部分,该尺寸变化的出口部分被配置为,在分离出的计量体积的体液被输送至所述出口区段时,使所述分离出的计量体积的体液的流体前弯液面呈现出的形状基本符合所述毛细管装置的表面几何形状。借助于计量通道的出口部分的尺寸变化,流体前弯液面的形状可以适配于毛细管装置的几何形状,使得界面处的形状彼此匹配。因此,可以控制分离出的计量体积的体液与毛细管装置的撞击,以防止两种介质之间形成气泡。

25、在一个实施方式中,尺寸变化包括计量通道的宽度和/或高度的减小。通过减小宽度和/或高度,可以导致形成基本直的或平面的弯液面,从而克服计量通道的表面粗糙度或尺寸变化的任何影响。

26、在一个实施方式中,计量通道的出口部分的邻近毛细管装置的远端具有小于计量通道的宽度的恒定宽度。优选地,计量通道的出口部分包括具有宽度逐渐减小的第一部分以及具有小于计量通道的宽度的恒定宽度的第二部分。宽度的减小导致流体弯液面从凸起形状变成与毛细管装置的几何形状匹配的基本平面的形状。

27、在一个实施方式中,毛细管装置在与流体前弯液面的界面表面处的表面几何形状是弯曲的或基本平面的。

28、在一个实施方式中,出口区段包括平均孔径小于计量通道的最小尺寸的亲水性多孔桥接元件,并且其中,桥接元件被布置成与计量通道的出口部分和毛细管装置流体连通。通过在两个部件中提供毛细管装置,可以引入增加的毛细作用,以确保分离出的计量体积的体液从计量通道输送至纸基底以被收集。

29、另外,本公开的第一方面涉及一种在微流体装置中借助于毛细管输送来采样、输送和收集计量体积的体液以用于分析的方法,该方法包括以下步骤:向装置的入口端口施加体液供应;填充被布置成与入口端口流体连通的通道系统,其中,通道系统沿流动方向连续地包括被布置成与入口端口流体连通的第一通道、第二通道和第三通道;利用逐步或逐渐增加的毛细作用将体液样本输送至过滤膜,所述过滤膜被配置为从血液中分离血浆;使体液样本跨过滤膜分布;在计量区段中接收过滤体液,计量区段包括提取室和与提取室流体连通的计量通道;将计量通道中的过滤体液输送至包括用于收集过滤体液的毛细管装置的出口区段;通过在计量区段的引起最低毛细管压力的部分中引入至少一个气泡来断开计量体积的过滤体液;以及在毛细管装置中收集计量体积的过滤体液。

30、在一个实施方式中,利用根据第一方面的装置对血液样本执行所述方法,以计量和收集血浆。

31、在本公开的第二方面中,提供了一种微流体装置,该微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析,其中,该装置包括:入口区段,该入口区段用于接收体液样本,入口区段包括入口端口和通道系统;过滤膜,该过滤膜被配置为从血液中分离血浆;其中,入口区段和通道系统被配置为利用从入口区段到过滤膜的逐步或逐渐增加的毛细作用将体液样本输送至过滤膜并且使体液样本跨过滤膜分配;计量功能,该计量功能被配置为计量所接收的体液中的预定体积的体液;以及至少一个多孔介质,所述至少一个多孔介质用于接收所输送的体液样本。

32、借助于毛细作用的逐步或逐渐增加,确保体液样本从入口区段输送至过滤膜而不会被固定,以保证装置的连续操作。另外,毛细作用的逐步或逐渐增加使得能够跨膜分布,使得过滤在整个膜中基本均匀地发生。

33、在一个实施方式中,通道系统包括至少两个通道,包括被布置成与入口端口流体连通的第一通道和具有比第一通道更高的毛细作用的第二通道。在一个实施方式中,第一通道与第二通道的高度比至少为1.1:1,优选地至少为2:1。对于至少两个通道,毛细作用的增加可以以至少两个步骤实现,例如,通过高度减小。

34、在一个实施方式中,通道系统包括减流装置和用于视觉填充检查的装置(诸如检查窗口)中的至少一者。优选地,用于填充检查的装置设置在与第一通道相邻的第二通道中。减流装置和填充检查装置能够通过中断样本的流动来进行预计量,使得当已经添加了足够的量(即,通道系统已经被填充)时,操作者可以停止向装置施加体液。

35、在一个实施方式中,减流装置选自以下项中的至少一者:第二通道的具有更改的亲水性的部分;第二通道的具有改变的尺寸的部分;以及第二通道的具有增加的流动阻力的部分,优选地,减流装置邻近用于视觉检查的装置设置。优选地,减流装置是可溶解阀或毛细管截止阀,优选地,毛细管截止阀包括第二通道的高度的急剧增加。

36、在一个实施方式中,多孔介质被配置为吸收和收集接收体积,优选地,多孔流动介质是侧向流动介质或滤纸。

37、在一个实施方式中,计量功能包括计量区段,该计量区段具有提取室,该提取室被配置为从过滤膜接收提取体液并且被布置成与计量通道流体连通,并且其中,装置还包括出口区段,该出口区段被配置为接收和收集来自计量通道的计量体积的体液,出口区段包括用于收集计量体积的毛细管装置。

38、在一个实施方式中,通道系统包括:第一通道,该第一通道具有第一毛细作用并且被布置成与入口端口流体连通;和具有第二毛细作用的第三通道,第二毛细作用高于第一毛细作用,并且其中,第三通道包括顶板,可选地包括通气口,并且被配置为跨过滤膜均匀地分配来自第一通道的体液样本。优选地,第三通道包括由过滤膜的平坦上表面限定的底板。

39、在一个实施方式中,通道系统的毛细作用的逐步或逐渐增加是通过从入口端口到过滤膜依次降低通道的高度和/或依次增加通道的亲水性建立的。优选地,在至少两个步骤中建立通道系统的毛细作用的从入口端口到过滤膜的逐步增加。

40、在一个实施方式中,第一通道的体积与装置的死体积和计量体积相关,优选地,第一通道的体积足以防止除了计量体积之外的体液体积的前弯液面到达出口区段的毛细管装置。死体积是未在出口处的毛细管装置中计量和收集的所有体积的总和。换句话说,死体积是系统中的跨过滤室、血浆提取(过滤)膜和血浆提取室分布的剩余体积。血浆输出(计量)体积是例如通过夹止效果与死体积分离的体积。由于由装置的用户施加到入口端口的输入体积将变化并且计量输出体积是恒定的并且由装置预先确定,因此死体积也将在可接受的范围内变化。因此,第一通道的体积与死体积和输出计量体积相关。通过以这种方式选择第一通道的体积,确保仅允许血浆采样所需的必要量的血液进入第一通道。

41、在一个实施方式中,装置还包括布置在第一通道与第三通道之间并与第一通道和第三通道流体连通的第二通道。第二通道在通道系统中提供附加步骤以实现毛细作用的逐步或逐渐增加。优选地,第二通道与第三通道的高度比至少为1.1:1,优选地至少为2:1。

42、在一个实施方式中,提取室通常是楔形的、具有从与过滤膜的接触点朝向计量通道逐渐增加的高度,并且其中,提取室的最大高度高于计量通道的高度。楔形使得能够逐渐填充提取室。

43、在一个实施方式中,装置还包括夹止装置,该夹止装置被配置为分离计量体积的体液,其中,夹止装置包括布置在提取室的具有最大高度的部分中的至少一个通气孔。借助于通气口,实现计量体积与体液的剩余体积的有效分离。

44、在一个实施方式中,夹止装置包括夹止区域,该夹止区域与邻近通向计量通道的入口布置的至少一个通气口流体连通,其中,夹止区域包括高度降低元件,该高度降低元件的高度低于提取室的最大高度。优选地,提取室包括具有逐渐增加的高度的部分、具有高度降低元件的部分和与计量通道流体连通的具有最大提取室高度的部分。高度降低元件在提取室的出口处产生毛细作用的增加,因此确保体液通过过滤膜的持续输送和过滤。

45、在一个实施方式中,高度降低元件包括通孔,以防止液体被固定。

46、另外,本公开的第二方面涉及一种借助于如第二方面中实施的微流体装置来采样、输送和收集体液样本以用于分析的方法。该方法包括以下步骤:将样本体积施加到装置的入口端口,并通过允许毛细管压力的连续增加(优选地,毛细管压力的逐步增加)的通道系统将样本体积输送至多孔过滤膜。该方法还包括以下步骤:允许来自多孔过滤膜的仍然增加的毛细管压力,以分离细胞材料并提取剩余体液;在提取室中接收来自过滤膜的过滤体液,从而引起逐渐降低的毛细管压力;借助于增加的毛细管压力,用过滤体液填充计量通道;以及通过在预定使体液经受最低毛细管压力的点处引入气泡来断开提取室与计量通道之间的流体连通;以及在被包括在出口区段中的毛细管装置中收集计量体液。优选地,当计量体液接触毛细管装置时,断开提取室与计量通道之间的流体连通。

47、在该方法的实施方式中,将一定体积的体液手动施加到入口端口;从入口端口进入体液以填充第一通道,于是一旦第一通道被填充,减流装置就暂时停止或减少体液输送。在确保装置被正确地填充之后,从入口端口移除过量的体液,从而允许进一步的输送进入分离、计量和收集过程。

48、在本公开的第三方面中,提供了一种微流体装置,该微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析,其中,该装置包括:入口区段,该入口区段用于接收体液样本,入口区段包括入口端口;计量区段,该计量区段被配置为从入口区段接收体液并且包括计量通道,其中,计量区段被布置成分离填充在计量通道中的计量体积的体液;以及出口区段,该出口区段被配置为接收和输送分离出的计量体积的体液以在具有预定表面几何形状的毛细管装置中被收集,其中,计量通道包括具有尺寸变化的出口部分,该尺寸变化的出口部分被配置为,在分离出的计量体积的体液被输送至所述出口区段时,使所述分离出的计量体积的体液的流体前弯液面呈现出的形状基本符合所述毛细管装置的表面几何形状。

49、借助于计量通道的出口部分的尺寸变化,流体前弯液面的形状可以适配于毛细管装置的几何形状,使得界面处的形状彼此匹配。因此,可以控制分离出的计量体积的体液与毛细管装置的撞击,以防止两种介质之间形成气泡。

50、在一个实施方式中,尺寸变化包括计量通道的宽度和/或高度的减小。通过减小宽度和/或高度,可以导致形成基本直的或平面的弯液面,从而克服计量通道的表面粗糙度或尺寸变化的任何影响。

51、在一个实施方式中,计量通道的出口部分的邻近毛细管装置的远端具有小于计量通道的宽度的恒定宽度。优选地,计量通道的出口部分包括具有宽度逐渐减小的第一部分以及具有小于计量通道的宽度的恒定宽度的第二部分。宽度的减小导致流体弯液面从凸起形状变成与毛细管装置的几何形状匹配的基本平面的形状。

52、在一个实施方式中,毛细管装置在与流体前弯液面的界面表面处的表面几何形状是弯曲的或基本平面的。

53、在一个实施方式中,毛细管装置包括被布置成与计量通道的出口部分流体连通的桥接元件和连接至桥接元件的纸基底。优选地,桥接元件是平均孔径小于计量通道的最小尺寸的亲水性多孔元件。通过在两个部件中提供毛细装置,可以引入增加的毛细作用,以确保分离出的计量体积的体液从计量通道输送至纸基底以被收集。

54、在一个实施方式中,桥接元件由选自微型纸浆、微型原纤化纤维素、开孔亲水性聚合物或高度可压缩的玻璃纤维网中的至少一者的材料制成。

55、在一个实施方式中,桥接元件在与流体前弯液面的界面表面处的表面几何形状是弯曲的或基本平面的。

56、在一个实施方式中,装置还包括过滤膜,该过滤膜被配置为将选定细胞与体液分离,其中,入口区段被配置为将体液样本输送至过滤膜并且使体液样本跨过滤膜分配,并且其中,计量区段包括提取室,该提取室被配置为从过滤膜接收体液并将所接收的体液输送至计量通道。借助于过滤膜,可以从全血中分离例如血浆,以被收集在毛细管装置中。

57、在一个实施方式中,装置还包括夹止装置,该夹止装置被配置为分离计量体积的体液,其中,夹止装置包括布置在提取室的具有最大高度的部分中的至少一个通气孔。借助于通气口,实现计量体积与体液的剩余体积的有效分离。

58、在一个实施方式中,夹止装置包括夹止区域,该夹止区域与至少一个通气口流体连通,夹止区域布置在提取室的具有最大高度的部分中并且被具有较低高度的区域包围。优选地,提取室的包围夹止区域的至少一个部分的高度低于计量通道的高度。较低高度的周围区域导致夹止区域中的毛细管压力降低,从而促进气泡的引入。

59、在一个实施方式中,计量区段包括在提取室与计量通道之间延伸的流体连接器以及通气口。通气口可以布置在流体连接器与计量通道相遇的位置附近或布置在流体连接器与计量通道相遇的位置处。优选地,通气口布置在计量通道的入口处,并且被配置为通向环境空气的孔口,该孔口的截面积等于或大于计量通道的截面积的大小。因此,通气口放置在装置的具有低毛细管压力的位置,最佳地用于在提取室的下游和计量通道的上游引入气泡以分离计量体积的体液。

60、在一个实施方式中,流体连接器具有与计量通道不同的尺寸,该尺寸选自高度、宽度和长度中的一者或更多者。优选地,流体连接器具有朝向计量通道的入口的逐渐增加的高度。由此,增加流体/空气界面以便于引入气泡。

61、在一个实施方式中,提取室的最大高度低于计量通道的高度。

62、另外,本公开的第三方面涉及一种借助于从入口到微流体装置的毛细管装置的毛细管输送来采样、输送和收集计量体积的体液以用于分析的方法,该方法包括以下步骤:将体液样本施加到装置的入口端口,并且将体液输送至计量通道,可选地,还穿过过滤膜;允许计量通道将体液样本输送至包括具有预定表面几何形状的毛细管装置的出口区段;在毛细管装置中接收计量流体,并且通过在装置的位于计量通道上游的呈现低毛细管压力的点处引入至少一个气泡来将计量体积的体液与剩余样本体积分离;以及在毛细管装置中收集计量体积的体液,其中,计量通道的出口部分包括尺寸变化,这使得在分离出的计量体积的体液被输送至所述出口区段时,所述分离出的计量体积的体液的流体前弯液面呈现出的形状基本符合所述毛细管装置的表面几何形状。

63、在本公开的第四方面中,提供了一种制造微流体装置的出口区段的方法,该微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析;该方法包括以下步骤:提供微流体装置,该微流体装置具有与计量区段流体连通的出口区段,计量区段包括计量通道,该计量通道被配置为从具有入口端口的入口区段接收体液,其中,出口区段包括位于计量通道的出口部分与装置的出口孔口之间的桥接腔室;提供亲水性多孔桥接元件,该亲水性多孔桥接元件被布置成符合桥接腔室的形状;将桥接元件插入桥接腔室中,使得桥接元件基本填充桥接腔室和出口孔口;以及将毛细管装置附接至出口区段,从而在毛细管装置与桥接元件之间建立接触。

64、通过以使得桥接腔室基本被填充的方式将适形的亲水性多孔桥接元件插入桥接腔室中,减少或消除了对多孔元件进行高精度切割和放置到出口中的需要。相反,根据第四方面的方法使得能够在自动化高通量大规模制造中应用该解决方案。

65、在一个实施方式中,插入使得桥接元件突出到计量通道中。优选地,插入使得突出到计量通道中的桥接元件的部分的表面呈现基本符合计量通道中的计量体积的体液的流体前弯液面的形状。因此,可以控制分离出的计量体积的体液与桥接元件的撞击,以防止两种介质之间形成气泡。

66、在一个实施方式中,桥接元件由可压缩多孔材料制成并且具有大于桥接腔室的体积的体积,并且其中,插入包括将桥接元件压缩到桥接腔室中。利用可压缩材料,桥接元件简单地通过将其压缩到桥接腔室中来插入,并且确保在桥接腔室与桥接元件之间不形成间隙。

67、在一个实施方式中,桥接元件由可分配的多孔材料制成,并且其中,插入包括将多孔材料分配到桥接腔室中,使得多孔材料突出到出口孔口之外并且允许多孔材料凝固以形成桥接元件。利用可分配的材料,桥接元件简单地分配到桥接腔室中,并且确保在桥接腔室与桥接元件之间不形成间隙。在这种上下文中,可分配材料包括任何合适的材料,例如,液体形式,其可以通过喷嘴等分配到桥接腔室中,并且随后固化或凝固成固体形式。

68、在一个实施方式中,毛细管装置被配置为比桥接元件在体液上施加更高的毛细管压力,并且其中,桥接元件的平均孔径小于计量通道的最小尺寸。这确保体液样本从计量通道穿过桥接元件输送至毛细管装置。

69、在一个实施方式中,桥接元件由选自微型纸浆、微型原纤化纤维素、开孔亲水性聚合物或高度可压缩的玻璃纤维网中的至少一者的材料制成。

70、另外,第四方面涉及一种微流体装置,该微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析,装置包括:入口区段,该入口区段用于接收体液样本,入口区段包括入口端口;计量区段,该计量区段被配置为从入口区段接收体液并且包括计量通道,其中,计量区段被布置成分离填充在计量通道中的计量体积的体液;以及出口区段,该出口区段包括位于计量通道的出口部分与装置的出口孔口之间的桥接腔室;亲水性多孔桥接元件,该亲水性多孔桥接元件被布置成符合桥接腔室的形状并且插入桥接腔室中,使得桥接元件基本填充桥接腔室和出口孔口;以及毛细管装置,该毛细管装置附接至与桥接元件接触的出口区段。

71、在一个实施方式中,装置还包括过滤膜,该过滤膜被配置为将选定细胞与体液分离,其中,入口区段被配置为将体液样本输送至过滤膜并且使体液样本跨过滤膜分配,并且计量区段包括提取室,该提取室被配置为从过滤膜接收体液并将所接收的体液输送至计量通道。借助于过滤膜,可以从全血中分离例如血浆,以被收集在毛细管装置中。

72、在一个实施方式中,计量区段包括在提取室与计量通道之间延伸的流体连接器以及通气口。通气口可以布置在流体连接器与计量通道相遇的位置附近或布置在流体连接器与计量通道相遇的位置处。因此,通气口放置在装置的具有低毛细管压力的位置,最佳地用于在提取室的下游和计量通道的上游引入气泡以分离计量体积的体液。优选地,流体连接器具有与计量通道不同的尺寸,该尺寸选自高度、宽度和长度中的一者或更多者。

73、在一个实施方式中,计量通道的出口部分被配置为,在分离出的计量体积的体液被输送至所述出口区段时,使所述分离出的计量体积的体液的流体前弯液面呈现出的形状基本符合所述毛细管装置的表面几何形状。优选地,桥接元件的面向计量通道的表面是弯曲的或基本平面的。因此,可以控制分离出的计量体积的体液与桥接元件的撞击,以防止两种介质之间形成气泡。

74、在一个实施方式中,装置还包括夹止装置,该夹止装置被配置为分离计量体积的体液,其中,夹止装置包括布置在提取室的具有最大高度的部分中的至少一个通气孔。借助于通气口,实现计量体积与体液的剩余体积的有效分离。

75、在一个实施方式中,夹止装置包括夹止区域,该夹止区域与至少一个通气口流体连通,夹止区域布置在提取室的具有最大高度的部分中并且被具有较低高度的区域包围。优选地,提取室的包围夹止区域的至少一个部分的高度低于计量通道的高度。较低高度的周围区域导致夹止区域中的毛细管压力降低,从而促进气泡的引入。

76、在一个实施方式中,提取室的最大高度低于计量通道的高度。

77、在一个实施方式中,提取室基本是楔形的,其中,提取室的顶板由过滤膜的平坦下表面限定,并且其中,提取室的亲水性底板以锐角从与过滤膜的接触朝向计量通道延伸。借助于过滤膜与提取室的底板之间的锐角,可以实现朝向计量通道发散的楔形提取室,从而能够逐渐填充发散表面之间的空间,基本形成毛细管泵。同时,可以保持过滤膜的基本平坦的水平取向,这有助于将过滤膜集成在室构造中,以保护血液样本在血浆提取期间免受蒸发和污染的影响。优选地,亲水性底板是在提取室与计量通道之间延伸的流体连接器的底板。

78、在一个实施方式中,流体连接器具有最大高度和小于提取室的最大高度的最小高度。

79、在本公开的第五方面中,提供了一种多层微流体装置,该多层微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析,其中,装置包括:入口区段,该入口区段用于接收体液样本,入口区段包括入口端口并且被配置为输送所述样本并将所述样本接入到平坦的侧向延伸的过滤膜;计量区段,该计量区段包括提取室和计量通道,提取室被配置为接收来自过滤膜的提取体液并且被布置成与计量通道流体连通;以及出口区段,该出口区段被配置为接收并收集来自计量通道的计量体积的体液,出口区段包括用于收集计量体积的体液的毛细管装置,其中,提取室的顶板由过滤膜的平坦下表面限定,并且提取室的底板与计量通道的底板连续并且从过滤膜的下表面以锐角延伸,并且其中,提取室的底板相对于计量通道的底板倾斜,以产生斜坡。

80、借助于过滤膜的倾斜底板,可以实现朝向计量通道发散的楔形提取室,从而能够逐渐填充发散表面之间的空间,基本形成毛细管泵。同时,可以保持过滤膜的基本平坦的水平取向,这有助于将过滤膜集成在室构造中,以保护血液样本在血浆提取期间免受蒸发和污染的影响。

81、在一个实施方式中,装置从底部到顶部包括:底层;亲水性底板,其形成提取室和计量通道的底板;以及用于底板层的支承结构,其中,支承结构布置在底层与底板层之间,使得底板层的第一部分支承在支承结构上以接触过滤膜,并且其中,底板层的第二部分支承在底层上以在过滤膜与底板层之间形成锐角,以获得高度朝向计量通道逐渐增加的提取室。借助于层构造,促进装置的组装,以实现可扩展的大量制造。

82、在一个实施方式中,装置包括选自以下项的至少五个层:底层;支承结构;底板层;通道结构层,其被配置为容纳计量区段;和覆盖层,其为计量通道提供平坦的顶板表面。

83、在一个实施方式中,底板层包括界定舌部的槽,该舌部形成提取室的底板,并且其中,舌部的自由端支承在支承结构上。优选地,槽大致为c形,并且舌部大致为圆形或大致为正方形。借助于槽,可以容易地切割形成提取室的底板的舌部的期望形状,例如,适配于过滤膜的形状。

84、在一个实施方式中,底板层包括形成出口区段的出口端口的开口。

85、在一个实施方式中,底层包括基本对应于提取室的大小的第一开口和布置成容纳毛细管装置的第二开口。

86、在一个实施方式中,通道结构层包括布置成容纳支承结构、提取室的底板和出口区段的出口端口的开口,优选地,所述通道结构层还包括形成计量通道的侧壁的槽。

87、在一个实施方式中,覆盖层包括基本对应于提取室的大小的开口,并且其中,过滤膜的下表面位于其上。

88、不同层中的开口容纳形成微流体装置的不同结构,从而实现多层构造。

89、在一个实施方式中,覆盖层具有面向通道结构层的具有亲水性表面的第一侧和具有粘附表面的第二相反侧。亲水性表面因此形成计量通道的顶板,并且粘附表面使得能够在覆盖层的顶部上组装附加层。

90、在一个实施方式中,装置还包括至少一个附加层,该至少一个附加层附接至覆盖层的第二侧,以组装入口区段和装置壳体。

91、另外,本公开的第五方面涉及一种通过层压箔层来制造微流体装置的方法,该方法包括以下步骤:提供基底作为装置的底层;将支承结构组装在底层上;提供具有亲水性上表面的底板层并将该底板层组装在底层上,使得底板层的第一部分支承在支承结构上并且底板层的第二部分支承在底层上,其中,底板层的第一部分相对于第二部分倾斜以产生斜坡;提供通道结构层,该通道结构层被配置为容纳计量区段并将通道结构层组装在通道底板层上;提供覆盖层并将该覆盖层组装在通道结构层上;以及将过滤膜组装在水平位置中以搁置在覆盖层上,从而产生提取室,其中以底板层的第一部分作为底板。

92、借助于该制造方法,能够实现具有楔形提取室的多层微流体装置的可扩展的大量生产。

93、在一个实施方式中,该方法还包括以下步骤:在底板层中形成槽以界定形成第一部分的舌部,以及将底板层组装在底层上,使得舌部的自由端支承在支承结构上。

94、在一个实施方式中,底板层包括形成出口区段的出口端口的开口。

95、在一个实施方式中,底层包括基本对应于提取室的大小的第一开口和布置成容纳毛细管装置的第二开口。

96、在一个实施方式中,通道结构层包括开口,该开口被布置成容纳支承结构、提取室的底板以及出口区段的出口端口。

97、在一个实施方式中,覆盖层具有面向通道结构层的具有亲水性表面的第一侧和具有粘附表面的第二相反侧。

98、在一个实施方式中,该方法还包括以下步骤:在覆盖层上组装至少一个附加层,并且随后在至少一个附加层上组装入口区段和壳体。

99、在本公开的第六方面中,提供了一种微流体装置,该微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析,其中,装置包括:入口区段,该入口区段用于接收体液样本,入口区段包括被布置成接收体液供应的入口端口;计量功能,该计量功能被配置为从入口区段接收体液并且包括第一通道;以及后续区段,该后续区段被配置为从计量功能接收体液并且包括第二通道,其中,第一通道包括被配置为中断或减少从中通过的体液的流动的毛细管截止阀,以及用于视觉检查的装置,该装置布置在毛细管截止阀附近,其中,入口端口的几何形状和/或尺寸被配置为使得当移除到入口端口的体液供应时,入口端口处的体液弯液面的拉普拉斯压力高于毛细管截止阀的阈值压力。

100、通过配置入口端口的几何形状和/或尺寸,可以实现体液的弯液面的期望曲率,该体液在移除体液供应时粘附至入口端口。在一个实施方式中,体液是施加至入口端口的来自手指穿刺的血液。弯液面的曲率进而确定由液体上的表面张力引起的拉普拉斯压力。通过选择入口端口的几何形状和/或尺寸以使得入口端口处的体液上的拉普拉斯压力高于毛细管截止阀的阈值压力,当体液的供应(例如,手指上的血滴)被移除以允许体液从第一通道流动至第二通道时,这将导致毛细管截止阀的破裂。这可以用于在体液流入第二通道之前计量该体液的体积。用户可以在用于视觉检查的装置中检查填充水平,以确保已经供应了足够的量。

101、在一个实施方式中,毛细管截止阀选自第一通道的具有更改的亲水性的部分和/或第一通道的具有改变的尺寸的部分中的至少一者。第一通道的亲水性和/或尺寸可以被配置为实现毛细管截止阀的期望阈值或爆裂压力。优选地,毛细管截止阀通过第一通道中高度的急剧增加而形成。

102、在一个实施方式中,后续区段包括用于从第一通道接收或收集体液的至少一个多孔介质。因此,可以以简单且高校的方式收集体液样本。

103、在一个实施方式中,第一通道与第二通道的高度比至少为1.1:1,优选地至少为2:1。高度差确保从第一通道到第二通道的持续毛细管输送。

104、在一个实施方式中,围绕入口端口的表面是疏水的。疏水性表面有助于形成粘附至入口端口的体液的液滴,从而增加拉普拉斯压力。

105、在一个实施方式中,计量功能是血液的预计量功能,并且第一通道是被布置成与过滤膜和提取室流体连通的预计量通道,该预计量通道被配置为从过滤膜接收体液并将其输送至血浆计量通道并填充血浆计量通道。借助于过滤膜、提取室和血浆计量通道,该装置还被配置为自主地分离、计量和收集来自血液的血浆,优选地在被布置成与血浆计量通道流体连通的毛细管装置中。

106、在一个实施方式中,装置还包括夹止装置,该夹止装置被配置为分离计量体积的体液,其中,夹止装置包括布置在提取室的具有最大高度的部分中的至少一个通气孔。借助于通气口,实现计量体积与体液的剩余体积的有效分离。

107、在一个实施方式中,夹止装置包括夹止区域,该夹止区域与至少一个通气口流体连通,布置在提取室的具有最大高度的部分附近并且被具有较低高度的区域包围。优选地,包围夹止区域的至少一个部分的高度低于血浆计量通道的高度。较低高度的周围区域导致夹止区域中的毛细管压力降低,从而促进气泡的引入。

108、在一个实施方式中,装置还包括在提取室与血浆计量通道之间延伸的流体连接器以及通气口。通气口可以布置在流体连接器与血浆计量通道相遇的位置附近或布置在流体连接器与血浆计量通道相遇的位置处。优选地,通气口布置在血浆计量通道的入口处,并且被配置为通向环境空气的孔口,该孔口的截面积等于或大于血浆计量通道的截面积的大小。因此,通气口放置在装置的具有低毛细管压力的位置,最佳地用于在提取室的下游和血浆计量通道的上游引入气泡以分离计量体积的体液。

109、在一个实施方式中,流体连接器具有与血浆计量通道不同的尺寸,该尺寸选自高度、宽度和长度中的一者或更多者。

110、在一个实施方式中,提取室的最大高度低于血浆计量通道的高度。

111、在一个实施方式中,提取室基本是具有逐渐增加的高度的楔形,其中,提取室的顶板由过滤膜的平坦下表面限定,并且其中,提取室的亲水性底板以锐角从与过滤膜的接触朝向血浆计量通道延伸。借助于过滤膜与提取室的底板之间的锐角,可以实现朝向血浆计量通道发散的楔形提取室,从而能够逐渐填充发散表面之间的空间,基本形成毛细管泵。同时,可以保持过滤膜的基本平坦的水平取向,这有助于将过滤膜集成在室构造中,以保护血液样本在血浆提取期间免受蒸发和污染的影响。

112、另外,本公开的第六方面涉及一种在微流体装置中借助于毛细管输送来采样、输送和收集计量体积的体液以用于分析的方法,该方法包括以下步骤:手动地将体液供应施加至装置的入口端口;借助于毛细管压力用体液填充被布置成与入口端口流体连通的第一通道,其中,第一通道包括毛细管截止阀,该毛细管截止阀被配置为中断或减少通过其的体液的流动;视觉检查第一通道的正确填充;移除到入口端口的体液供应,其中,入口端口的几何形状和/或尺寸被配置为使得当移除到入口端口的体液供应时,入口端口处的体液弯液面的拉普拉斯压力高于毛细管截止阀的阈值压力,由此毛细管截止阀允许体液的流动在其中的流动;以及允许计量体积的体液输送至被布置成与第一通道流体连通的多孔介质。

113、在一个实施方式中,毛细管截止阀选自第一通道的具有更改的亲水性的部分、第一通道的具有改变的尺寸的部分中的至少一者。

114、在一个实施方式中,该方法还包括以下步骤:在用作毛细管装置的多孔介质中收集计量体积的体液。

115、该方法通过使用户能够在体液被允许继续流过装置以收集在多孔介质中之前供应足够量的体液来促进体液的采样。

116、在本公开的第七方面中,提供了一种微流体装置,该微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析,该微流体装置具有将计量体积与过滤膜之外的剩余体液断开以去除细胞(诸如红细胞)的装置。装置包括入口区段,该入口区段包括用于接收体液样本的入口端口,该入口区段被配置为将样本输送至过滤膜。装置还包括计量区段,该计量区段包括被布置成接收来自膜的提取体液的提取室和计量通道。装置还包括出口区段,该出口区段被配置接收、输送和在毛细管装置中收集来自计量通道的一定体积的过滤体液。计量区段还包括夹止装置,该夹止装置被配置为将计量通道中的计量体积的过滤体液与提取室中的剩余体液分离,其中,夹止装置包括布置在提取室的具有最大高度的部分中的至少一个通气孔。借助于通气口,实现计量体积与体液的剩余体积的有效分离。

117、在一个实施方式中,夹止装置包括夹止区域,该夹止区域与邻近通向计量通道的入口布置的至少一个通气口流体连通,其中,夹止区域包括高度降低元件,该高度降低元件的高度低于提取室的最大高度。优选地,提取室包括具有逐渐增加的高度的部分、具有高度降低元件的部分和与计量通道流体连通的具有最大提取室高度的部分。高度降低元件确保夹止区域具有比提取室的相邻部分高的高度,从而减小夹止区域中的毛细管压力以促进气泡的引入。

118、在一个实施方式中,提取室基本是楔形的,其中,提取室的顶板由过滤膜的平坦下表面限定,并且其中,提取室的亲水性底板以锐角从与过滤膜的接触朝向计量通道延伸。借助于过滤膜与提取室的底板之间的锐角,可以实现朝向计量通道发散的楔形提取室,从而能够逐渐填充发散表面之间的空间,基本形成毛细管泵。同时,可以保持过滤膜的基本平坦的水平取向,这有助于将过滤膜集成在室构造中,以保护血液样本在血浆提取期间免受蒸发和污染的影响。优选地,血浆提取室的最大高度超过计量通道的高度。

119、在一个实施方式中,提取室的包围夹止区域的至少一个部分的高度低于计量通道的高度。较低高度的周围区域导致夹止区域中的毛细管压力降低,从而促进气泡的引入。

120、在一个实施方式中,装置包括位于高度降低元件中的通孔,以防止液体被固定在提取室中。

121、在一个实施方式中,计量区段包括提取室,该提取室包括具有逐渐增加的高度的部分、具有高度降低元件的部分、被布置成与计量通道流体连通的具有最大提取室高度的部分。

122、在一个实施方式中,装置包括:入口区段,该入口区段包括入口端口和通道系统;过滤膜,该过滤膜被配置为将血浆与血液分离,其中,入口区段和通道系统被配置为利用从入口区段到过滤膜的逐步或逐渐增加的毛细作用以及如本公开的前述方面(诸如第二方面)中概述的特征将体液样本输送至过滤膜,并使体液样本跨过滤膜分布。

123、在一个实施方式中,装置包括:计量通道,该计量通道包括具有尺寸变化的出口部分,该尺寸变化的出口部分被配置为,在分离出的计量体积的体液被输送至所述出口区段时,使所述分离出的计量体积的体液的流体前弯液面呈现出的形状基本符合所述毛细管装置的表面几何形状,该毛细管装置具有如本公开的前述方面(诸如第三方面)中概述的特征。

124、在一个实施方式中,装置包括:出口区段,该出口区段具有按照使得桥接腔室基本被填充的方式可插入桥接腔室中的适形亲水性多孔桥接元件,以及如本公开的前述方面(诸如第四方面)中概述的特征。

125、在一个实施方式中,装置是具有楔形提取室的多层装置,其中,提取室的底板与计量通道的底板连续并且从过滤膜的下表面以锐角延伸,并且其中,提取室的底板相对于计量通道的底板倾斜,以产生斜坡。可以使用具有如本公开的前述方面(诸如第五方面)中概述的特征的多层布置和方法来制造装置。

126、在一个实施方式中,装置包括具有预计量功能的入口部分,其包括视觉检查装置和毛细管截止阀,该毛细管截止阀具有如本公开的前述方面(诸如第六方面)中概述的特征。

127、在本公开的第八方面中,提供了一种微流体装置,该微流体装置被配置为借助于毛细管输送来采样、计量和收集计量体积的体液以用于分析,该微流体装置具有将计量体积与过滤膜之外的剩余体液断开以去除细胞(诸如红细胞)的装置。装置包括入口区段,该入口区段包括用于接收体液样本的入口端口,该入口区段被配置为将样本输送至过滤膜。装置还包括计量区段和夹止装置,该计量区段包括被布置成接收来自膜的提取体液的提取室、计量通道和布置在提取室与计量通道之间的流体连接器,该夹止装置包括至少一个通气口,该至少一个通气口被配置为引入至少一个气泡以分离计量体积。借助于通气口,实现计量体积与体液的剩余体积的有效分离。

128、在一个实施方式中,提取室具有逐渐增加到最大值的高度,该最大值小于计量通道的高度。

129、在一个实施方式中,流体连接器具有与计量通道不同的尺寸,优选地,这种尺寸选自高度、宽度和/或长度中的一者或更多者。

130、在一个实施方式中,流体连接器具有逐渐增加到计量通道的最大高度的高度。在流体连接器的特殊实施方式中,其被布置成具有低于提取室入口处的最大高度的高度,并且高度逐渐增加到计量通道的高度。

131、在一个实施方式中,装置具有至少一个通气口,该至少一个通气口在计量区段中位于高度超过提取室的最大高度的地方。在一个实施方式中,至少一个通气口位于流体连接器与计量通道相遇的位置附近或位于流体连接器与计量通道相遇的位置处。在另一实施方式中,至少一个通气口位于高度最大的位置。

132、在一个实施方式中,至少一个通气口位于计量通道的入口处,并且配置有通向环境空气的孔口,该孔口的截面积至少为计量通道的截面积的大小。

133、在一个实施方式中,流体连接器以锐角或曲线接合计量通道。

134、在一个实施方式中,提取室基本是楔形的,其中,提取室的顶板由过滤膜的平坦下表面限定,并且其中,提取室的亲水性底板以锐角从与过滤膜的接触朝向计量通道延伸。借助于过滤膜与提取室的底板之间的锐角,可以实现朝向计量通道发散的楔形提取室,从而能够逐渐填充发散表面之间的空间,基本形成毛细管泵。同时,可以保持过滤膜的基本平坦的水平取向,这有助于将过滤膜集成在室构造中,以保护血液样本在血浆提取期间免受蒸发和污染的影响。优选地,血浆提取室的最大高度超过计量通道的高度。

135、优选地,提取室、流体连接器和计量通道具有相同的亲水性底板。

136、在一个实施方式中,装置包括:入口区段,该入口区段包括入口端口和通道系统;过滤膜,该过滤膜被配置为将血浆与血液分离,其中,入口区段和通道系统被配置为利用从入口区段到过滤膜的逐步或逐渐增加的毛细作用以及如本公开的前述方面(诸如第二方面)中概述的特征将体液样本输送至过滤膜,并使体液样本跨过滤膜分布。

137、在一个实施方式中,装置包括:计量通道,该计量通道包括具有尺寸变化的出口部分,该尺寸变化的出口部分被配置为在分离出的计量体积的体液被输送至所述出口区段时,使所述分离出的计量体积的体液的流体前弯液面呈现出的形状基本符合所述毛细管装置的表面几何形状,该毛细管装置具有如本公开的前述方面(诸如第三方面)中概述的特征。

138、在一个实施方式中,装置包括:出口区段,该出口区段具有按照使得桥接腔室基本被填充的方式可插入桥接腔室中的适形亲水性多孔桥接元件,以及如本公开的前述方面(诸如第四方面)中概述的特征。

139、在一个实施方式中,装置是具有楔形提取室的多层装置,其中,提取室的底板与计量通道的底板连续并且从过滤膜的下表面以锐角延伸,并且其中,提取室的底板相对于计量通道的底板倾斜,以产生斜坡。可以使用具有如本公开的前述方面(诸如第五方面)中概述的特征的多层布置和方法来制造装置。

140、在一个实施方式中,装置包括具有预计量功能的入口部分,其包括视觉检查装置和毛细管截止阀,该毛细管截止阀具有如本公开的前述方面(诸如第六方面)中概述的特征。

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