便携式血细胞计数监测器的制造方法_2

文档序号:9475427阅读:来源:国知局
的手指F上的手指针刺P采集的血滴D的体液。 在一些实施方式中,向载玻片100提供约1 μ L至约5 μ L的体液。载玻片100可被配置用于 接收各种体积的体液,例如,载玻片100可被配置用于接收从约1 μ L至约5 μ L、从约5 μ L 至约10 μ L、从约10 μ L至约15 μ L、从约15 μ L至约20 μ L、从约20 μ L至约25 μ L、从约 25 μ L至约30 μ L、从约30 μ L至约35 μ L、从约35 μ L至约40 μ L、从约40 μ L至约45 μ L、 从约45 μ L至约50 μ L、从约50 μ L至约55 μ L、从约55 μ L至约60 μ L、从约60 μ L至约 65 μ L、从约65 μ L至约70 μ L、从约70 μ L至约75 μ L、从约75 μ L至约80 μ L、从约80 μ L 至约85 μ L、从约85 μ L至约90 μ L、从约90 μ L至约95 μ L或者从约95 μ L至约100 μ L的 体液。在一些实施方式中,向载玻片100提供约2 μ L的体液。在一些实施方式中,体液是 血液。在一些实施方式中,体液是唾液。载玻片100可以具有多个腔室和形状。载玻片100 可以是矩形、圆形、椭圆形、圆角形,或者具有其他形状。载玻片可以具有1个腔室、2个腔 室、3个腔室、4个腔室、5个腔室、6个腔室、7个腔室、8个腔室、9个腔室或10个腔室。在一 些实施方式中,载玻片100可以包含单个腔室。载玻片上的不同腔室可以隔开一定距离,例 如,约4微米至约100微米之间的距离,且具有用于插入体液的端口。在一些实施方式中, 载玻片被配置为具有通道,其中所述通道与至少一个腔室相连通。
[0036] 载玻片100可预包装有染料溶液、裂解溶液和其他化合物。可以使用微流体器件 和毛细作用来控制血液样品向测试腔室中的流动。载玻片100中的腔室可以预包装有与一 个或多个分析物相互作用的试剂。在一些实施方式中,载玻片100的每个腔室预包装有不 同的试剂。
[0037] 载玻片100可以使用例如透光玻璃、塑料或聚碳酸酯衬底制造而成。载玻片100 可以涂覆有一个或多个增大载玻片的亲水性的涂层。载玻片100的各个取样室的表面能够 以各种方式得到预处理。在一些实施方式中,可以预处理所述表面以提供亲水环境。亲水 性表面可以促进体液样品通过跨载玻片的表面的通道向一个或多个腔室中的流动。亲水性 表面可以允许小体积的诸如血液或唾液等体液散开在相对较大的区域上,例如,散开于具 有相对较大的表面积和相对较小的高度的腔室。
[0038] 在一些实施方式中,本发明包括被配置用于从载玻片获取可视数据的成像系统。 成像系统可以从载玻片100获取可视数据。发射器可以使用无线网络、蜂窝电话网络或因 特网将获取到的可视数据传输至位于多个地理位置上的一个或多个接收器。发射器可以在 至少1英里、至少2英里、至少3英里、至少4英里、至少5英里、至少7英里、至少10英里、 至少25英里、至少50英里、至少100英里、至少250英里、至少500英里或至少1000英里 的距离上传输获取到的可视数据。在一些实施方式中,发射器在至少1英里的距离上无线 地传输获取到的可视数据。在一些实施方式中,发射器在至少10英里的距离上无线地传输 获取到的可视数据。
[0039] 在一些实施方式中,本发明包括被配置用于分析来自载玻片的可视数据的自动化 便携式载玻片分析仪。自动化便携式载玻片分析仪150可以包括显示器160和控制面板 170。一旦载玻片100采集到血液样品,即可将载玻片100例如放置到便携式载玻片分析仪 150中,并且可以将载玻片100放置在载玻片接收器155上。在一些实施方式中,便携式载 玻片分析仪可以分析可视数据,诸如可以由该可视数据形成的图像。分析的结果可以在载 玻片分析仪150的显示器160上示出。载玻片分析仪可以由控制面板170操作,但是系统 10的操作也可以是自动化的,从而不必使用控制面板170来对系统10进行操作。
[0040] 图2图示了用于分析体液的载玻片。分图A图示了与载玻片中的腔室连接的通道。 分图B图示了对照腔室。分图C图示了包括多个用于体液分析的腔室和对照腔室的载玻 片。分图A图示了载玻片100的示例,其包括端口 105、流体通道110、可选的抽吸端口 130 和至少两个取样腔室。分图A图示了第一取样腔室115、第二取样腔室120和第三取样腔 室125。在一些实施方式中,在端口 105处向载玻片100提供血液流体,并且体液通过毛细 作用流入取样腔室115、120和125中。载玻片100可以包括用于指示第一腔室相对于端口 105的朝向的标记102。在一些实施方式中,标记102还指示出用于将载玻片100放置到载 玻片分析仪150中的正确方向。可以针对不同的分析物,诸如针对不同类型的血细胞,来分 析每个取样腔室。例如,第一取样腔室115可被配置用于分析红细胞,第二取样腔室120可 被配置用于分析白细胞,而第三取样腔室125可被配置用于分析血小板。
[0041] 每个取样腔室可以预包装有一种或多种试剂。试剂可以作为溶液或作为干粉被预 包装到取样腔室中。试剂可以包括表面活性剂,以促进对样品中的体液的分析。试剂可以 与正被引导至例如取样腔室115、120和125中的分析物相混合。在一些实施方式中,第一 取样腔室115可以包含例如第一干燥形式试剂135,第二取样腔室120可以包含第二干燥形 式试剂140,而第三取样腔室125可以包含第三干燥形式试剂145。在一些实施方式中,第 一取样腔室115可以包含例如第一液体形式试剂135,第二取样腔室120可以包含第二液体 形式试剂140,而第三取样腔室125可以包含第三液体形式试剂145。在一些实施方式中, 载玻片100包含干燥试剂和液体试剂的组合。
[0042] 腔室可以包含稀释剂、染料和其他化合物。稀释可以为用试剂进行的对分析物的 分析提供最佳浓度。一个腔室可以通过公共通道与一个或多个腔室流体连通,或者一个腔 室可以与其他腔室物理地隔离。可以通过腔室中存在的试剂来稀释体液,并且体液可以在 其被提供至腔室之前得到稀释。稀释可以是系列稀释,这能够导致浓度以对数方式成等比 数列。例如,十倍系列稀释可以是1M、0. 1M、0. 01M、0.0 OlM或它们的等比数列。稀释例如 可以是一倍稀释、两倍稀释、三倍稀释、四倍稀释、五倍稀释、六倍稀释、七倍稀释、八倍稀 释、九倍稀释、十倍稀释、十六倍稀释、二十五倍稀释、三十二倍稀释、六十四倍稀释和/或 一百二十五倍稀释。在一些实施方式中,使用试剂对分析物或细胞类型进行分析无需体液 的稀释,并且直接将一滴体液提供至本发明的载玻片内的一个部分。
[0043] 本发明的设备和系统可以用于分析跨载玻片或腔室的表面积分散的体液。腔室的 表面积可以是从约〇· Imm2至约0· 5mm2、从约0· Imm2至约1mm2、从约Imm2至约5mm2、从约5mm 2至约10mm2、从约IOmm2至约15mm2、从约15mm 2至约20mm2、从约20mm2至约25mm2、从约25mm 2至约30mm2、从约30mm2至约35mm2、从约35mm 2至约40mm2、从约40mm2至约45mm2、从约45mm 2至约50mm2、从约50mm2至约55mm2、从约55mm 2至约60mm2、从约60mm2至约65mm2、从约65mm 2至约70mm2、从约70mm2至约75mm2、从约75mm 2至约80mm2、从约80mm2至约85mm2、从约85mm 2至约90mm2、从约90mm2至约95mm2,或者从约95mm 2至约IOOmm20
[0044] 在一些实施方式中,本发明的设备重量小于50镑、小于49镑、小于48镑、小于47 镑、小于46镑、小于45镑、小于44镑、小于43镑、小于42镑、小于41镑、小于40镑、小于 39镑、小于38镑、小于37镑、小于36镑、小于35镑、小于34镑、小于33镑、小于32镑、小 于31镑、小于30镑、小于29镑、小于28镑、小于27镑、小于26镑、小于25镑、小于24镑、 小于23镑、小于22镑、小于21镑、小于20镑、小于19镑、小于18镑、小于17镑、小于16 镑、小于15镑、小于14镑、小于13镑、小于12镑、小于11镑、小于10镑、小于9镑、小于8 镑、小于7镑、小于6镑、小于5镑、小于4镑、小于3镑、小于2镑或小于1镑。本发明的设 备可以具有约4盎司、约8盎司、约12盎司、约1镑、约1. 5镑或约2镑的最小重量。
[0045] 在一些实施方式中,设备具有小于5, 000g、小于4, 000g、小于3, 000g、小于 2, 000g、小于 1,500g、小于 1,400g、小于 1,300g、小于 1,200g、小于 1,100g、小于 1,000g、小 于900g、小于800g、小于700g、小于600g或小于500g的总质量。本发明的设备可以具有约 100g、约200g、约300g、约400g或约500g的最小总质量。
[0046] 本发明的设备可以具有各种形状和尺寸。本发明的设备例如可以是立方体、圆柱、 圆锥、球体、棱锥或具有其他形状。本发明的设备可以具有高度(H)、宽度(W)或深度(D), 其各自独立地为约1英寸、约2英寸、约3英寸、约4英寸、约5英寸、约6英寸、约7英寸、 约8英寸、约9英寸或约10英寸。在一些实施方式中,本发明的设备是立方体。所述尺寸 例如可以是6〃H X 6〃W X 6〃D或小于6〃H X 6〃W X 6〃D。
[0047] 腔室可以包含能够检测分析物或细胞类型的试剂。在一些实施方式中,腔室可 以包括裂解试剂。裂解试剂例如可以是十二烷基硫酸钠(SDS)、皂苷、蛇毒、季铵盐、曲 通-X (triton-X)或其他裂解剂。在一些实施方式中,腔室可以包含作为荧光团的试剂,例 如,核酸染料(诸如卩丫啶橙、7-AAD、轻苗巴脒(hydroxystilbamidine)或LDS 751)。在一些 实施方式中,腔室可以包含磷酸盐缓冲盐水(PBS)缓冲液中的0.1 mM至0. 3mM的SDS。在一 些实施方式中,试剂可以是固定剂。使用腔室中的试剂检测细胞类型或分析物可有助于对 体液的分析。固定剂的非限制性示例包括醛类(诸如甲醛和戊二醛)和醇类(诸如乙醇和 甲醇)。
[0048] 本发明的设备和系统可以包括校准载玻片。图2的分图B图示了校准载玻片101。 校准载玻片101可以包括一个或多个校准腔室,例如第一校准腔室116、第二校准腔室121 和第三校准腔室126。校准腔室116、121或126可以包含预定数目的细胞类型、分析物或具 有与体液性质相似的性质的其他可能的标准物。校准载玻片可以包含具有例如与血液样品 相似的大小和荧光性质的标准物。校准载玻片可以包括聚苯乙烯珠或细胞再现物,其可以 涂抹或打印到校准腔室116、121或126的底部上。在一些实施方式中,校准腔室116可以 包含预定数目的红细胞再现物,校准腔室121可以包含预定数目的白细胞再现物,而校准 腔室126可以包含预定数目的血小板复制物。在一些实施方式中,通过被配置用于从载玻 片获取可视数据的成像系统来获取校准图像。
[0049] 在一些实施方式中,校准载玻片101用于校准载玻片分析仪150。为了校准载玻片 分析仪150,载玻片分析仪150可以拍摄校准腔室的图像,可以分析所述图像以对细胞再现 物的数目进行计数,并且可以将计数出的数目与诸如标准物或参照物等预定数目作比较。 可以根据需要,为了校准目的而调节载玻片分析仪150。与载玻片100相似,校准载玻片101 也可以包括用于指示放置到载玻片分析仪150中的载玻片100的正确朝向和方向(图2的 分图B)的标记102。
[0050] 在一些实施方式中,可以使用相同的载玻片进行校准和体液分析。图2的分图C 示出了被配置用于这样的用途的血液采集和分析载玻片l〇〇a。载玻片IOOa包括朝向和方 向性指示器标记102、端口 105、通道110、在其中具有试剂135的第一腔室115、在其中具有 第二试剂140的第二腔室120、在其中具有第三试剂145的第三腔室125、可选的抽吸端口 130、第一校准腔室116、第二校准腔室121和第三校准腔室126。
[0051] 图3是用于分析体液的系统的框图,并且图示了用于进行体液分析的系统10。图 3图示了这样的实施方式:其中可以将载玻片100插入至载玻片分析仪150的载玻片接收 器155中。载玻片接收器155可以是可自动移动的,从而可以在不同时间分析不同的腔室。 在来自载玻片分析仪150的处理器350的指令下,载玻片接收器155可以移动载玻片100, 从而可以分析第一取样腔室155、第二取样腔室120和/或第三取样腔室125。如果插入到 载玻片分析仪150中的载玻片具有任何校准腔室,则载玻片接收器155可以移动该载玻片, 从而还可以分析任何期望的校准腔室。在一些实施方式中,成像设备可以从载玻片获取可 视数据并将所获取的可视数据传输至接收器。在一些实施方式中,处理器350还被配置用 于提供对可视数据的分析。
[0052] 可以在载玻片接收器155内移动载玻片100。例如,可以在载玻片接收器内旋转 载玻片。在一些实施方式中,载玻片接收器155可以包括能够以小而精确的步长来移动载 玻片接收器155的显微操纵器。在一些实施方式中,载玻片100可被密封,或者以其他方式 与载玻片分析仪150流体隔离,以使可能随着载玻片分析仪150的重复使用而出现的交叉 污染的风险减至最小。载玻片分析仪150还可被配置成经受消毒和清洁,例如暴露于紫外 线(UV)或其他辐射,或者暴露于各种清洁和消毒化学品,而不对载玻片分析仪150的功能 产生不利影响。
[0053] 本发明的系统可以包括多个组件,所述组件包括被配置用于获取可视数据的成像 系统。本发明的系统可以包括主光源300、光学组装件304和图像捕捉元件345,其可被配 置用于从载玻片100获取可视数据。
[0054] 图3图示了这样的实施方式:其中主光源300被配置用于从载玻片100获取可视 数据。图3图示了第二光源305,其可例如用于支持对视觉图像的获取,包括对载玻片100 的任何取样腔室的侧向散射测量。主光源300照亮取样腔室(例如,如图3中所示的取样 腔室120)。主光源300,以及能够放置成可基于正在进行的测量类型而相对于主光源变化 的角度的辅助光源305,都可以进一步分别包括聚光器光学器件300a和305a,以便促进对 载玻片及其组件的照明,诸如通过促进平行照明束的形成而促进照明。
[0055] 系统10可以包括可移动滤光器组装件310。可移动滤光器组装件310可以包括 诸如彩色滤光器和空间滤光器等一个或多个滤光器。来自被照亮的取样腔室的光可以穿过 可移动滤光器组装件310的滤光器中之一。如图3中所示,可移动滤光器组装件310包括 第一滤光器315、第二滤光器320和第三滤光器325。第一滤光器315可以例如是红色滤光 器,第二滤光器320可以是绿色滤光器,而第三滤光器325可以是被配置用于获取对可视数 据的光散射测量值的空间滤光器。可以通过来自处理器350的指令来移动可移动滤光器组 装件310,从而可以选择期望的滤光器来促进图像捕捉和分析。可移动滤光器组装件310可 以包括能够以小而精确的步长移动可移动滤光器组装件310的显微操纵器。可移动滤光器 组装件310可以是光学组装件304的一个组件。
[0056] 来自取样腔室的光在穿过期望的滤光器之前,可以首先穿过光学组装件304的其 他元件。光学组装件304可以包括至少两个透镜一一第一透镜335和第二透镜340-一其 可以用于放大所取得的任何可视数据,以及用于调节光学组装件304的焦平面。可视数据 可例如被放大约3X至约20X。系统10可以包括被安置在第一透镜335与第二透镜340之 间的可移动滤光器组装件310,且光在穿过滤光器组装件310之前首先穿过第一透镜335。
[0057] 在来自取样腔室120的图像的光穿过光学组装件304之后,该图像可由图像捕捉 元件345取得。图像捕捉元件345可以包括C⑶或CMOS检测器阵列,例如,低成本、高分辨 率的(XD。系统10还可以包括用于冷却图像捕捉元件345的冷却元件345c。而且,图像捕 捉元件
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