离心微流体设备及使用的方法_3

文档序号:8302670阅读:来源:国知局
,所述旋转致动器使得能够将全血分离成两种或更多种成分,即血浆和血细胞(红细胞和白细胞)。例如,在以1200rpm被旋转的远离旋转中心Icm的分离通道上的离心力提供为约15g的分离力。这超过了使得能够将红细胞和白细胞与血浆分离的5g的最小值。
[0031]之后使被分离的成分中的一种或多种经受分析以确定其一种或多种特性。例如,在一些实施例中,旋转致动器可以包括一个或多个光学部件,所述一个或多个光学部件使得能够对分析物保持部分101内的分析物的特性进行分析。例如,常规成品媒体播放器或盘驱动器的光学器件可以被用于获得被分离分析物成分的吸收率特性。由媒体播放器的光电二极管测量的模拟信号可以被用于导出针对分析物的被分离成分的吸收率测量结果。在常规的媒体播放器或盘驱动器操作中,模拟(原始)数据被数字化,并且在数据被流出之前应用误差校正码。为了在本文中的所述系统、设备和方法中使用吸收率测量结果,来自盘驱动器的原始模拟数据可以被用于导出分析物的吸收率测量结果。例如,在一些实施例中,可以通过取从分析部分111中的分析物接收的模拟信号水平与来自可旋转载体103上的参考区域的模拟信号水平的比率来计算吸收率。在一些实施例中,一个或多个参考或查找表可以被用于使用该比率来确定分析物/样品成分的特性。因此,所述媒体播放器/盘驱动器能够被转换成集成的生物分析设备,所述集成的生物分析设备能够同时执行微流体和诊断功能。
[0032]图6图示对具有分析物保持部分和或可旋转载体的光学部件的使用。图6图示EM发射器601,EM发射器601发射光,所述光垂直地行进通过分析物保持部分603中具有分析部分605的部分(其可以是分析物保持部分603的分离通道的部分)的平面表面,分析部分605在其中具有分析物或其分离成分(例如,血楽)。所发射的光的某些波长可以穿过分析物或其被分离的成分,并且可以在光电探测器607处被探测到。与所探测到的光有关的数据可以被用于确定所发射的光中的哪个波长被分析物或其被分离的成分吸收,并且因此可以被用于确定分析物或其被分离的成分的一种或多种特性。在一些实施例中,其中分析物保持部分被承载在可旋转载体中,所述光可以在被光电探测器607探测到之前穿过可旋转载体的部分(在图6中被标注为609)。
[0033]在一些实施例中,可以利用与旋转致动器分离的光学部件(例如,单独的谱仪)来执行光学分析。在一些实施例中,可以使被分离的成分经受其他分析,例如色谱分析或其他分析。在一些实施例中,分析物的被分离的成分可以被用于非谱测试(例如,比色、荧光等)O
[0034]在一些实施例中,可以与本文中描述的所述系统和方法一起使用的分析物保持部分可以具有若干配置。对分离通道几何结构或其他特性的改变可以启用或增强不同的特性或使用。例如,图3图示分析物保持部分301,分析物保持部分301使得能够以可变的路径长度在分析物保持部分301的平面中进行面内光学探测(与如图6中图示的垂直于分析物保持部分的平面不同)。分析物保持部分301包括分析物接纳部分303、分离通道305 (包括分析部分307)和端部分309。对面内光学探测的使用可能需要EM发射器和光电探测器被布置在分析部分307的相对端上,从而发射EM辐射通过被分离的分析物并探测吸收率。在一些实施例中,分析物保持部分301的部件元件可以在本质上是微流体的。例如,在一些实施例中,分离通道可以具有为l_Xlmm的截面直径和1mm的长度。可以使用其他尺寸。
[0035]图4图示分析物保持部分401,分析物保持部分401可以使得能够对样品组成进行分离以及收集以供进一步使用或分析。例如,如果样品分析物是血液,则分析物保持部分401不仅可以使得能够将血浆与全血分离,而且可以使得能够对血浆进行收集以供用于比色测定、对一些具体血浆蛋白进行分析、进行分布以用于进一步测试或者用于其他目的。因此,分析物保持部分401可以包括分析物接纳部分403,分析物接纳部分403大于在图1或3中图示的分析物接纳部分,使得更多的血液(或其他流体)可以被载入到其中,使得收集的血浆的分数(或其他分数)更大。例如,在一些实施例中,分析物接纳部分大小可以被设置以便接纳l_2ml或更大的分析物(样品)的体积。分析物保持部分401也可以包括分离通道403以及分支通道407和409,分支通道407和409分别通向储液池端部分411和413。在一些实施例中,分析物保持部分401可以包括在大小上为微流体的组成部件。例如,分离通道403以及分支通道407和409中的每个可以具有ImmX Imm的截面尺寸。可以使用其他尺寸。在对分离力的施加后,红细胞可以被分离到分支通道407中并因此被收集在储液池端部分411中,而血浆可以被分离到分支通道409中并因此被收集在储液池端部分413中。由于离心力,较重的血细胞将被迫进入到分离通道403的上壁中(即,朝向分支通道407)。因此,上分支通道407将包括较重的红细胞和白细胞,而下分支通道409将仅包括血浆。在一些实施例中,分离通道403的长度能够确定血浆分离的效率。例如,在一些实施例中,分离通道403可以具有大于1mm的长度。在一些实施例中,储液池端部分413可以包括开口,使得血浆可以被移除以供进一步使用。
[0036]在一些实施例中,可以提供用于对异质分析物的分离的方法。图5图示过程500,过程500是用于对异质分析物的分离的过程的范例。过程500可以包括操作501,其中,异质分析物的样品可以被载入到分析物保持部分的分析物接纳部分中(例如,分别为分析物保持部分101、301或401的分析物接纳部分105、303或403)。在一些实施例中,异质分析物可以是或者包括血液。在一些实施例中,血液样品可以使用从患者的组织提取血液的针、套管或其他器具从患者获得。在一些实施例中,血液可以是先前已经从患者获得并被转移到容器中的,可以从所述容器获得以用于沉积到分析物接纳部分中。除了血液以外的异质流体可以被用于本发明的所述系统和方法。
[0037]在操作503中,分析物保持部分可以被载入到可旋转载体(例如,可旋转载体103)中或上。在一些实施例中,可旋转载体可以是或大小可以被设置为类似于用于在媒体/数据盘播放器中使用的媒体/数据盘。在一些实施例中,可旋转载体可以具有凹槽或其他区,所述凹槽或其他区大小和形状专门地被设置以便接纳分析物保持部分。因此,在这些实例中,将分析物保持部分载入到可旋转载体中可以包括将分析物保持部分放置和/或固定到可旋转载体上的凹槽或其他区中。在一些实施例中,将分析物保持部分载入到可旋转载体上可以包括利用芯片、胶带、粘着剂或其他固定元件将分析物保持部分固定到可旋转载体。
[0038]在操作505中,可旋转载体可以被载入到旋转致动器(例如,旋转致动器201)上。在一些实施例中,旋转致动器可以是接纳并旋转媒体/数据盘的商业成品媒体/数据播放器,例如⑶播放器、DVD播放器、蓝光播放器、⑶ROM驱动器、DVD ROM驱动器、利用游戏盘的视频游戏系统或其他这样的媒体/数据播放器。因此,使用的可旋转载体可以是或大小可以被设置并且以其他方式被配置为与这样的媒体/数据播放器一起使用的媒体/数据盘相同或相似(例如,⑶、DVD、蓝光盘、⑶ROM盘、DVD ROM盘、视频游戏盘等)。在一些实施例中,将可旋转载体载入到旋转致动器上包括将突出物或其他接合部分与可旋转载体的对应形状的接合部分相接合。
[0039]在操作507中,旋转致动器可以使可旋转载体旋转,由此将分离离心力施加到分析物保持部分中的分析物上,并因此使分析物沿
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