物质标记贴片及使用其进行诊断组织的方法和装置与流程

文档序号:16362678发布日期:2018-12-22 08:15阅读:240来源:国知局
物质标记贴片及使用其进行诊断组织的方法和装置与流程

本公开涉及物质标记贴片、使用该物质标记贴片进行组织诊断的方法和装置;更具体而言,本公开涉及包含标记物质的贴片,以及通过使用该贴片并标记组织样品的部分从而能够对所述组织样品进行快速且准确诊断的方法和装置。

背景技术

由于快速老龄化的社会以及对生活质量的增长的需求,针对早期诊断和早期治疗的诊断市场在全世界(包括韩国)逐年增长,并且快速简便的诊断正成为重要的议题。具体而言,诊断形式正在转变为在不使用大型诊断设备的情况下能够进行诊断的形式,例如在患者旁边立即进行的即时检测(poct)或体外诊断(ivd)。作为进行ivd的一个具体的诊断领域,血液测试是在ivd领域中占很大比例并且被广泛使用的一种诊断方法。

组织学诊断是围绕用组织作为样品进行的病理诊断的概念,组织是细胞和完整器官之间的细胞组织水平中间物,并且是类似细胞的集合。特别是,用组织作为样品进行的诊断主要用于癌症诊断中。当通过临床或影像诊断怀疑癌症的发展时,通过使用例如细针抽吸的方法从患者收集被怀疑为癌症的组织的部分。将收集的组织在组织处理程序后用于诊断。在这种情况下,可通过观察构成组织的细胞的形态或测定特异性蛋白的存在来进行诊断。

在传统的组织诊断方法中,在将样品染色或使样品经历荧光处理的程序中必须需要洗涤程序,在该洗涤程序中将大量洗涤液倾倒在板等上来对其进行冲洗,从而移除未与待检测物质结合的染色试剂或荧光物质。在这种情况下,存在需要大量洗涤液的缺点。另外,传统的组织诊断方法的问题在于,当不能恰当地执行上述洗涤时,剩余的染色剂或剩余的荧光物质干扰检测,并使得难以进行准确的诊断。

因此,需要在有效移除干扰检测的因素的同时使诊断所需的样本的量最小化的手段。



技术实现要素:

技术问题

本公开的一个方面是提供能够储存物质的贴片。

本公开的一个方面是提供能够向物质提供反应空间的贴片。

本公开的一个方面是提供能够提供物质的贴片。

本公开的一个方面是提供能够吸收物质的贴片。

本公开的一个方面是提供能够提供环境的贴片。

本公开的一个方面是提供包含标记物质的贴片。

本公开的一个方面是提供使用贴片的组织诊断方法。

技术方案

根据本公开的一个方面,提供了一种组织诊断装置,所述组织诊断装置用于通过使用贴片从组织样品检测靶物质,所述贴片包含形成微腔的网状结构体并且被配置为在所述微腔中包含物质,所述组织诊断装置包含:板支撑部,所述板支撑部被配置成对板进行支撑,在所述板上置有反应区域并且将样品放置于所述反应区域中;贴片控制部,所述贴片控制部被配置为支撑包含特异性标记靶物质的标记物质的贴片并控制所述贴片相对于所述反应区域的位置,从而使所述贴片与所述反应区域接触并将所述标记物质提供至所述反应区域;以及靶物质检测部,所述靶物质检测部被配置为对所述标记物质进行检测以及对组织样品中包含的所述靶物质进行检测。

靶物质检测部可包含成像模块,所述成像模块被配置为获取放置有所述组织样品的反应区域的图像。靶物质检测部可包含测量模块,所述测量模块被配置为对所述组织样品中包含的靶物质的量进行测量。

根据本公开的另一方面,提供了一种组织诊断方法,所述组织诊断方法通过使用贴片从组织样品检测靶物质,所述贴片包含形成微腔的网状结构体并且被配置为在所述微腔中包含物质,所述组织诊断方法包括:将所述组织样品放置于反应区域中;通过使用包含荧光标记物质的贴片将用于特异性标记靶物质的荧光标记物质提供至所述组织样品;以及,从所述组织样品检测荧光标记的靶物质。

荧光标记物质可为荧光标记复合物,所述荧光标记复合物包括与靶物质特异性反应的反应性衍生物以及用于检测靶物质的荧光标签。

检测荧光标记的靶物质可通过获得所述组织样品的荧光图像来进行。检测荧光标记的靶物质可通过测量从所述组织样品中所包含的靶物质发射的荧光的量来进行。检测荧光标记的靶物质可包括获得关于所述组织样品中靶物质的分布的信息。

所述靶物质可为组织样品中包含的靶碱基序列,所述荧光标记物质可包括荧光标记的核酸探针,并且所述核酸探针可互补地结合所述靶碱基序列。或者,所述靶物质可为组织样品中包含的靶蛋白,所述荧光标记物质可包括荧光标记的抗体,并且所述抗体可特异性结合所述靶蛋白。

将所述荧光标记物质提供至所述组织样品可包括使包含所述荧光标记物质的贴片与所述组织样品接触,并当所述贴片与所述组织样品接触时,可允许所述荧光标记物质移动至所述反应区域。

将所述荧光标记物质提供至所述组织样品可包括将包含所述荧光标记物质的贴片与所述组织样品分离,并当将所述贴片与所述组织样品分离时,可将未与所述荧光标记物质的靶物质结合的剩余的荧光标记物质从所述反应区域移除。

根据本公开的又一方面,提供了一种组织诊断方法,所述组织诊断方法用于通过使用贴片从组织样品检测靶物质,所述贴片包含形成微腔的网状结构体并且被配置为在所述微腔中包含物质,所述组织诊断方法包括:将所述组织样品放置于反应区域中;通过使用包含用于将颜色分配至所述靶物质的颜色标记物质的贴片将染色物质提供至所述组织样品;以及,对分配有颜色的靶物质进行检测。

所述颜色标记物质可为颜色标记复合物,所述颜色标记复合物包括与所述靶物质特异性反应的反应性衍生物以及用于检测所述靶物质的颜色标签。

检测分配有颜色的靶物质可通过获取所述组织样品的图像来进行。检测颜色标记的靶物质可包括获得所述组织样品中颜色标记的靶物质的量。检测颜色标记的靶物质可包括获得所述组织样品中颜色标记的区域的分布。

所述靶物质可为组织样品中包含的靶碱基序列,所述颜色标记物质可包括互补地结合所述靶碱基序列的核酸探针。所述靶物质可为组织样品中包含的靶蛋白,所述颜色标记物质可包括连接有用于诱导颜色标记的标签的抗体,并且所述抗体可特异性结合所述靶蛋白。

将所述颜色标记物质提供至所述组织样品可包括使包含所述颜色标记物质的贴片与所述组织样品接触,并当所述贴片与所述组织样品接触时,可允许所述颜色标记物质移动至所述反应区域。

将所述颜色标记物质提供至所述组织样品可包括将包含所述颜色标记物质的贴片与所述组织样品分离,并当将所述贴片与所述组织样品分离时,可将未与所述颜色标记物质的靶物质结合的剩余的颜色标记物质从所述反应区域移除。

根据本公开的又一方面,提供了一种组织诊断方法,所述组织诊断方法用于通过使用贴片从组织样品检测靶物质,所述贴片包含形成微腔的网状结构体并且被配置为在所述微腔中包含物质,所述组织诊断方法包括:将所述组织样品放置于反应区域中;通过使用包含第一荧光标记物质的贴片将用于特异性标记第一靶物质的第一荧光标记物质提供至所述组织样品;以及,通过使用包含第二荧光标记物质的贴片将用于特异性标记第二靶物质的第二荧光标记物质提供至所述组织样品。

从所述第一荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段和对从所述第二荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段可彼此不同,并且该组织诊断方法可进一步包括:在将所述第二荧光标记物质提供所述组织样品之后,对所述组织样品中包含的所述第一靶物质和所述第二靶物质进行检测。

所述组织诊断方法可进一步包括,在将所述第一荧光标记物质提供至所述组织样品之后,通过检测从所述第一荧光标记物质发射的荧光来对所述组织样品中包含的所述第一靶物质进行检测;以及,所述组织诊断方法可进一步包括,在将所述第二荧光标记物质提供至所述组织样品之后,通过检测从所述第二荧光标记物质发射的荧光来对所述组织样品中包含的所述第二靶物质进行检测。

对从所述第一荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段和对从所述第二荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段可至少部分地彼此重叠,以及检测从所述第二荧光标记物质发射的荧光可通过以下来进行:比较在将所述第二荧光标记物质提供至所述组织样品之后从所述组织样品中检测的荧光与在将所述第二荧光标记物质提供至所述组织样品之前从所述组织样品中检测的荧光。

根据本公开的又一方面,提供了一种物质标记贴片,所述物质标记贴片包含标记物质和网状结构体,所述标记物质与组织样品中包含的靶物质结合以标记所述靶物质,所述网状结构体具有形成微腔的网状结构,所述微腔中包含所述标记物质,所述网状结构体被配置为与所述组织样品接触并将所述标记物质提供至放置有所述靶物质的反应区域。所述靶物质可为所述组织样品中包含的dna。

所述标记物质可为荧光标记物质。

所述荧光标记物质可包括荧光标记的抗体,并且所述靶物质可为所述组织样品中包含的靶蛋白。所述荧光标记物质可包括荧光标记的核酸探针,并且所述靶物质可为所述组织样品中包含的靶碱基物质。

所述标记物质可为颜色标记物质。

所述颜色标记物质可包括连接有酶的抗体,并且所述靶物质可为所述样品中包含的靶蛋白。所述颜色标记物质可包括苏木精,并且所述靶物质可为所述样品中包含的细胞核。

用于解决本公开的技术问题的方案不限于上述方案,并且本公开所属领域普通技术人员应当从本说明书和附图清楚地理解未提及的方案。

有益效果

根据本公开,可容易地进行物质的包含、提供和吸收。

根据本公开,可提供物质的反应区域或者可向靶区域提供预定的环境。

根据本公开,可更便利地进行用组织作为样品进行的诊断,并且可及时地获得诊断结果。

根据本公开,使用贴片可适当地调整物质的提供和吸收,并且可显著减少诊断所消耗的溶液的量。

根据本公开,可通过同时检测多个靶标来进行组织诊断。

本公开的有益效果并不限于上述那些效果,并且本公开所属领域的普通技术人员应当从本说明书和附图清楚地理解未提及的有益效果。

附图说明

图1详细地示出了根据本申请的贴片的实例。

图2详细地示出了根据本申请的贴片的实例。

图3示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的反应空间的提供。

图4示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的反应空间的提供。

图5示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图6示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图7示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图8示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图9示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图10示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图11示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图12示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图13示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的提供。

图14示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图15示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图16示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图17示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图18示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图19示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图20示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图21示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图22示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的物质的吸收。

图23示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的环境的提供。

图24示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的环境的提供。

图25示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的环境的提供。

图26示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的物质的吸收和提供的实施。

图27示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的物质的吸收和提供的实施。

图28示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的物质的吸收和提供的实施。

图29示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的物质的吸收和提供的实施。

图30示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的物质的吸收和提供的实施。

图31示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的环境的提供以及物质的吸收和提供的实施。

图32示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的环境的提供以及物质的吸收和提供的实施。

图33示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的多个贴片的施用。

图34示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的具有多个靶区域的板和多个贴片的施用。

图35示出了用于对根据本申请的组织诊断方法的实例进行描述的流程图。

图36示出了用于对在根据本申请的实施方式的组织诊断方法中将荧光标记物质递送至组织样品的实例进行描述的流程图。

图37示出了用于对根据本申请的组织诊断方法的实例进行描述的流程图。

图38示出了用于对在根据本申请的实施方式的组织诊断方法中将颜色标记物质递送至组织样品的实例进行描述的流程图。

图39示出了用于对作为根据本申请的组织诊断方法的实例的检测多种靶物质的情况进行描述的流程图。

图40示出了用于对作为根据本申请的组织诊断方法的实例的检测多种靶物质的情况进行描述的流程图。

图41示出了用于对作为根据本申请的组织诊断方法的实例的依次检测多种靶物质的情况进行描述的流程图。

图42示出了根据本申请的组织诊断方法的实施方式中的形态学诊断的实例。

图43示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实例的期望检测多种靶物质的情况的一部分。

图44示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实例的期望检测多种靶物质的情况的一部分。

图45示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实例的期望检测多种靶物质的情况的一部分。

图46示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实例的期望检测多种靶物质的情况的一部分。

图47示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实例的期望检测多种靶物质的情况的一部分。

图48示出了根据本申请的组织诊断方法的实施方式。

图49示出了根据本申请的组织诊断方法的实施方式。

图50示出了根据本申请的组织诊断方法的实施方式。

图51示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用探针的情况。

图52示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用探针的情况。

图53示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用探针的情况。

图54示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用抗体的情况。

图55示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方案的使用抗体的情况。

图56示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用抗体的情况。

图57示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用抗体的情况。

图58示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用抗体的情况。

图59示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用洗涤贴片的情况。

图60示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用洗涤贴片的情况。

图61示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用洗涤贴片的情况。

图62示出了根据本申请的组织诊断装置的实施方式。

图63详细示出了根据本申请的组织诊断装置的实施方式中的靶物质检测部。

具体实施方式

考虑到本公开中的功能,本文使用的术语选择当前正在尽可能广泛地使用的通用术语,但是这些术语可根据本公开所属领域的普通技术人员的意图和实践或者根据新技术的出现等而变化。但是相反,当将特定的术语定义为某个含义并使用时,将单独描述该术语的含义。因此,本文使用的术语应当基于本申请文件的整个的内容和术语的实质含义来解释,而不是简单地基于术语的名称。

本文所附的附图是为了易于对本公开进行描述。由于可能为了有助于理解本公开而必要时对附图中所示的形状进行了过大的描绘,因此本公开并不限于所述附图。

在本申请文件中,当对本公开涉及的已知的配置或功能的详细描述被视为使本公开的主旨不清楚时,根据需要将省略该处涉及的详细描述。

1.贴片

1.1贴片的含义

在本申请中,公开了用于管理液体物质的贴片。

所述液体物质可意味着处于液体状态并且能够流动的物质。

所述液体物质可为具有流动性的由单一组分形成的物质。或者,所述液体物质可为混合物,所述混合物包含由多种组分形成的物质。

当所述液体物质为由单一组分形成的物质时,所述液体物质可为由单一化学元素或者由包含多种化学元素的化合物形成的物质。

当所述液体物质为混合物时,由多种组分形成的物质的一部分可充当溶剂,而另一部分可充当溶质。即,所述混合物可为溶液。

构成形成所述物质的混合物的多种组分可为均匀分布的。或者,所述混合物(包含由多种组分形成的所述物质)可为均匀混合的混合物。

由多种组分形成的所述物质可包含溶剂以及不溶于该溶剂但均匀分布的物质。

由多种组分形成的所述物质的一部分可为非均匀分布的。所述非均匀分布的物质可包含处于溶剂中的非均匀分布的颗粒组分。在这种情况下,所述非均匀分布的颗粒组分可处于固相。

例如,可使用贴片进行管理的物质可处于以下状态:1)由单一组分形成的液体;2)溶液;或3)胶体;或者根据情况,可处于4)其中的固体颗粒在另一液体物质内非均匀地分布的状态。

下文中,将更详细地对根据本申请的贴片进行描述。

1.2贴片的一般性质

1.2.1构成

图1和图2为示出了根据本申请的贴片的实例的视图。下面将参考图1和图2对根据本申请的贴片进行描述。

参考图1,根据本申请的贴片pa可包含网状结构体ns和液体物质。

可分别考虑基础物质bs和添加物质as作为液体物质。

贴片pa可处于凝胶状态(凝胶型)。贴片pa可作为凝胶型结构体而得以施用,在所述结构体中结合了胶体分子并且形成了网状组织。

根据本申请的贴片pa为用于管理液体物质sb的结构,并且可包含三维网状(网样)结构体ns。所述网状结构体ns可为连续分布的固体结构。所述网状结构体ns可具有网状结构,在所述网状结构中多条微丝相互交织。然而,所述网状结构体ns并不限于其中的多条微丝相互交织的网状形式,并且也能够以任意的三维基体(matrix)的形式施用,所述三维基体通过连接多个微结构而形成。例如,所述网状结构体ns可为包含多个微腔的框架结构体。换句话说,所述网状结构体ns可形成多个微腔mc。

图2示出了根据本申请的实施方式的贴片的结构。参考图2,所述贴片pa的网状结构体可具有海绵结构ss。海绵结构ss的网状结构体可包含多个微孔mh。下文中,术语微孔mh和微腔mc可互换使用,并且除非另外特别提出,将术语微腔mc定义为包括微孔mh的概念。

网状结构体ns可具有规则或不规则的图案。另外,网状结构体ns可包含具有规则图案的区域以及具有不规则图案的区域这二者。

网状结构体ns的密度可具有处于预定范围内的值。优选地,所述预定范围可设定在一个限度内,在该限度内将捕获在贴片pa中的液体物质sb的形式保持为处于与贴片pa相对应的形式。密度可被定义为网状结构体ns密集的程度或网状结构体ns占贴片的质量比或体积比等。

根据本申请的贴片可通过具有三维网状结构来管理液体物质sb。

根据本申请的贴片pa可包含液体物质sb,并且包含在该贴片pa中的液体物质sb的流动性可受限于贴片pa的网状结构体ns的形式。

液体物质sb可在网状结构体ns内自由流动。换句话说,将液体物质sb放置于由网状结构体ns形成的多个微腔中。在相邻的微腔之间可发生液体物质sb的交换。在这种情况下,液体物质sb能够以如下状态存在:其中,液体物质sb渗透至形成网状组织的框架结构体内。在此种情况下,在框架结构体中可形成纳米级孔隙,液体物质sb可渗透至所述纳米级孔隙中。

进一步地,液体物质sb是否填充至网状结构的框架结构体中可根据待捕获至贴片pa中的液体物质sb的颗粒尺寸或分子量来确定。具有相对大的分子量的物质可被捕获至微腔中,而具有相对小的分子量的物质可由框架结构体捕获并且填充进网状结构体ns的框架结构体和/或微腔中。

在本申请中,可将术语“捕获(capture)”定义为在其中将液体物质sb放置于由网状结构体ns形成的多个微腔和/或纳米级孔中的状态。如上所述,将液体物质sb捕获至贴片pa中的状态被定义为包括在其中液体物质sb可在微腔和/或纳米级孔之间流动的状态。

如下所述,可分别考虑基础物质bs和添加物质as作为液体物质sb。

所述基础物质bs可为具有流动性的液体物质sb。

所述添加物质as可为与基础物质bs混合并且具有流动性的物质。换句话说,所述基础物质bs可为溶剂。所述添加物质as可为溶解在所述溶剂中的溶质或者可为在所述溶剂中未溶化的颗粒。

所述基础物质bs可为能够在由网状结构体ns形成的基体内部流动的物质。所述基础物质bs可均匀分布在网状结构体ns中或者可仅分布在网状结构体ns的部分区域中。所述基础物质bs可为具有单一组分的液体。

所述添加物质as可为与基础物质bs混合或者溶解在基础物质bs中的物质。例如,所述添加物质as可充当溶质,同时基础物质bs为溶剂。添加物质as可均匀分布在基础物质bs中。

所述添加物质as可为在基础物质bs中不溶解的细颗粒。例如,添加物质as可包括胶体分子和细颗粒(例如微生物)。

添加物质as可包含比微腔大的颗粒,所述微腔由网状结构体ns形成。当微腔的尺寸小于包含在添加物质as中的颗粒的尺寸时,可能限制添加物质as的流动性。

根据实施方式,添加物质as可包含选择性地包含在贴片pa中的组分。

添加物质as不是必然指与上述基础物质bs相比含量较少或功能低劣的物质。

下文中,可将捕获至贴片pa中的液体物质sb的特性认为是贴片pa的特性。也就是说,贴片pa的特性可取决于贴片pa中捕获的物质的特性。

1.2.2特性

如上所述,根据本申请的贴片pa可包含网状结构体ns。贴片pa可通过网状结构体ns管理液体物质sb。贴片pa可允许捕获至贴片pa中的液体物质sb保持其至少部分独特的特性。

例如,物质的扩散可发生在其中分布了液体物质sb的贴片pa的区域中,并且力(如表面张力)可发挥作用。

贴片pa可提供液体环境,在其中由于物质的热运动或物质的浓度或密度差而引起靶物质的扩散。一般而言,“扩散”是指由于浓度差,构成物质的颗粒从浓度高的一侧传播至浓度低的一侧的现象。此种扩散现象从根本上可理解为由于分子运动(液体或气体中的平移运动和固体中的振动运动等)而发生的现象。在本申请中,除了提到的由于密度差或浓度差而引起颗粒从浓度高的一侧传播至浓度低的一侧的现象之外,“扩散”还指在其中由于分子的不规则运动而颗粒移动的现象,该现象甚至在浓度均匀时发生。除非另外特别提出,表述“不规则运动”也可具有与“扩散”相同的含义。扩散的物质可为溶解在液体物质sb中的溶质,而且扩散的物质能够以固体、液体或气体状态提供。

更特别地,在由贴片pa捕获的液体物质sb中的非均匀分布的物质可在由贴片pa提供的空间中扩散。换句话说,添加物质as可在由贴片pa限定的空间中扩散。

通过贴片pa管理的液体物质sb中的添加物质as或非均匀分布的物质可在由贴片pa的网状结构体ns提供的微腔内扩散。非均匀分布的物质或添加物质as可在其中扩散的区域可通过与另一物质接触或连接的贴片pa来改变。

甚至,在所述物质或添加物质as的浓度变得均匀之后,作为非均匀分布的物质或添加物质as在贴片pa内或在连接至贴片pa的外部区域内扩散的结果,由于在贴片pa内部和/或在连接至贴片pa的外部区域内的分子的不规则运动,所述物质或添加物质as可连续地移动。

可将贴片pa实施为表现出亲水性质或疏水性质。换句话说,贴片pa的网状结构体ns可具有亲水性质或疏水性质。

当网状结构体ns的性质与液体物质sb的性质相似时,网状结构体ns可能能够更有效地管理液体物质sb。

基础物质bs可为极性的亲水物质或非极性的疏水物质。添加物质as可表现出亲水性质或疏水性质。

液体物质sb的性质可与基础物质bs和/或添加物质as相关。例如,当基础物质bs和添加物质as都是亲水的,液体物质sb可能是亲水的;而当基础物质bs和添加物质as都是疏水的,液体物质sb可能是疏水的。当基础物质bs和添加物质as的极性不同时,液体物质sb可能是亲水的或疏水的。

当网状结构体ns和液体物质sb的极性均为亲水的或疏水的,吸引力可在网状结构体ns和液体物质sb之间发挥作用。当网状结构体ns与液体物质sb的极性相反(例如当网状结构体ns的极性是疏水的,而液体物质sb的极性是亲水的)时,排斥力可在网状结构体ns和液体物质sb之间起作用。

基于上述性质,可单独使用贴片pa、可使用多个贴片pa、或者可与另一介质一起使用贴片pa来诱导期望的反应。在下文中,将对贴片pa的功能性方面进行描述。

然而,在下文中,为了便于描述,将贴片pa假定为可包含亲水溶液的凝胶型。换句话说,除非另外特别提出,假定贴片pa的网状结构体ns具有亲水性质。

然而,不应当将本申请的范围解释为限于具有亲水性质的凝胶型贴片pa。除了包含表现出疏水性质的溶液的凝胶型贴片pa之外,从其中移除溶剂的凝胶型贴片pa以及甚至溶胶型贴片pa也均可属于本申请的范围,只要其能够执行根据本申请的功能。

2.贴片的功能

由于上述特性,根据本申请的贴片可具有一些有用的功能。换句话说,通过捕获液体物质sb,贴片可参与到液体物质sb的行为中。

因此,在下文中,根据物质相对于贴片pa的行为形式,将分别对储存器功能(reservoirfunction)和通道功能(channelingfunction)进行描述,所述储存器功能是指将物质限定在由贴片pa形成的预定区域内的状态,所述通道功能是指将物质限定在包含贴片pa的外部区域的区域内的状态。

2.1储存器

2.1.1含义

如上所述,根据本申请的贴片pa可捕获液体物质sb。换句话说,贴片pa可执行作为储存器的功能。

贴片pa可使用网状结构体ns将液体物质sb捕获至在网状结构体ns中形成的多个微腔中。液体物质sb可占据细小微腔的至少部分,所述微腔由贴片pa的三维网状结构体ns形成;或者可渗透进在网状结构体ns中形成的纳米级孔隙中。

即使当液体物质sb分布在多个微腔中时,贴片pa中放置的液体物质sb也没有失去液体的性质。也就是说,即使在贴片pa中,液体物质sb也具有流动性,并且在分布于贴片pa中的液体物质sb中可发生物质的扩散,并且适当的溶质可溶解在所述物质中。

下面将更详细地描述贴片pa的储存器功能。

2.1.2包含

在本申请中,由于上述特性,贴片pa可捕获靶物质。贴片pa可在预定范围内对外部环境的变化具有抵抗力。如此,贴片pa可保持将物质捕获在该贴片中的状态。液体物质sb(待捕获的靶标)可占据三维网状结构体ns。

在下文中,为了方便,将贴片pa的上述功能称为“包含”。

然而,将“包含液体物质的贴片pa”定义为涵盖以下情况:其中,将液体物质包含在由网状结构形成的空间中;和/或将液体物质包含在构成网状结构体ns的框架结构体中。

贴片pa可包含液体物质sb。例如,由于在贴片pa的网状结构体ns和液体物质sb之间起作用的吸引力,贴片pa可包含液体物质sb。液体物质sb能够以预定或更高强度的吸引力结合至网状结构体ns并被包含在贴片pa中。

贴片pa中包含的液体物质sb的性质可根据贴片pa的性质来进行分类。更具体而言,当贴片pa表现出亲水性质时,贴片pa可结合至亲水的液体物质sb(通常是极性的)并且在三维微腔中包含所述亲水的液体物质sb。或者,当贴片pa表现出疏水性质时,在三维网状结构体ns的微腔中可包含疏水的液体物质sb。

可包含在贴片pa中的物质的量可与贴片pa的体积成比例。换句话说,包含在贴片pa中的物质的量可与三维网状结构体ns的量成比例,所述三维网状结构体ns充当有利于贴片pa形成的支撑体。然而,在可包含于贴片pa中的物质的量与贴片pa的体积之间没有恒定的比例系数,因此,可包含在贴片pa中的物质的量与贴片pa的体积之间的关系可根据网状结构的制造方法或设计而变化。

包含在贴片pa中的物质的量可随着时间由于蒸发、脱落(loss)等而减少。可额外将物质注入贴片pa中以增加或维持包含在贴片pa中的物质的含量。例如,可向贴片pa添加用于抑制水分蒸发的保湿剂。

贴片pa能够以易于储存液体物质sb的形式被施用。这意味着当物质受到环境因素(如湿度水平、光量和温度)的影响时,可施用贴片pa以使物质的变性最小化。例如,为了防止贴片pa由于外界因素(如细菌)而引起的变性,可用细菌抑制剂处理贴片pa。

贴片pa中可包含具有多种组分的液体物质sb。在这种情况下,可在参考时间点之前将由多种组分形成的物质一起放置于贴片pa中;或者可首先将主要注入的物质包含在贴片pa中,然后在预定量的时间之后,可将次要物质包含在贴片pa中。例如,当将由两种组分形成的液体物质sb包含在贴片pa中时,可在制造贴片pa时将两种组分包含在贴片pa中;可在制造贴片pa时仅将一种组分包含在贴片pa中,并可晚些将另一组分包含在其中;或者可在制造贴片pa之后依次将两种组分包含在贴片pa中。

如上所述,包含在贴片pa中的物质可表现出流动性,并且由于贴片pa中的分子运动,该物质可扩散或不规则移动。

2.1.3提供反应空间

图3和图4为示出了作为根据本申请的贴片的功能的实例的反应空间的提供的视图。

如图3和图4所示,根据本申请的贴片pa可执行提供空间的功能。换句话说,贴片pa可提供空间,在该空间中液体物质sb可移动经过由网状结构体ns形成的空间和/或构成网状结构体ns的空间。

贴片pa可提供用于除了颗粒扩散和/或颗粒不规则运动之外的活动(下文中称为除扩散以外的活动)的空间。除扩散以外的活动可指化学反应,但不限于此;并且还可指物理状态变化。更具体地,除扩散以外的活动可包括:在该活动之后其中的物质的化学组成发生变化的化学反应;包含在物质中的组分之间的特异性结合反应;包含在物质中并且在其中非均匀分布的颗粒或溶质的均化;包含在物质中的一些组分的缩合;或者部分物质的生物学活动。

当多种物质参与所述活动时,可在参考时间点之前将多种物质一起放置于贴片pa中。可依次将多种物质插入贴片pa中。

通过改变贴片pa的环境条件,可增强对贴片pa中的除扩散以外的活动提供空间的功能的效率。例如,通过改变贴片pa的温度条件或向其增添电学条件可促进活动或者诱导活动开始。

根据图3和图4,放置于贴片pa中的第一物质sb1和第二物质sb2可在贴片pa内部反应并且变形成第三物质sb3或生成第三物质sb3。

2.2通道

2.2.1含义

在贴片pa和外部区域之间可发生物质的移动。物质可从贴片pa移动至贴片pa的外部区域或者可从外部区域移动至贴片pa。

贴片pa可形成物质的移动路线或者参与物质的移动。更具体地,贴片pa可参与捕获至该贴片pa中的液体物质sb的移动或者通过捕获至该贴片pa中的液体物质sb参与外部物质的移动。可将基础物质bs或添加物质as从贴片pa中移出,或者可将外部物质从外部区域引入至贴片pa。

贴片pa可提供物质的移动路线。即,贴片pa可参与物质的移动并且提供物质的移动通道。贴片pa可基于液体物质sb的独特性质提供物质的移动通道。

根据贴片pa是否与外部区域相连,贴片pa可处于以下状态:其中,液体物质sb能够在贴片pa和外部区域之间移动;或者其中,液体物质sb不能在贴片pa和外部区域之间移动。当启动贴片pa和外部区域之间的通道作用时,贴片pa可具有独特的功能。

下文中,首先将描述物质能够移动的状态和物质不能移动的状态,然后结合贴片pa是否与外部区域相连对贴片pa的独特功能进行详细描述。

基本上,物质的扩散和/或不规则运动是液体物质sb在贴片pa和外部区域之间移动的根本性原因。然而,已经描述了控制外部环境因素(例如,控制温度条件或控制电学条件等)来控制物质在贴片pa和外部区域之间的移动。

2.2.2能够移动的状态

在物质能够移动的状态中,在捕获至贴片pa中的液体物质sb和/或放置在外部区域中的物质之间可发生流动。在物质能够移动的状态中,在捕获至贴片pa中的液体物质sb和外部区域之间可发生物质的移动。

例如,在物质能够移动的状态中,液体物质sb或液体物质sb的部分组分可由于不规则运动而移动或者扩散至外部区域。或者,在物质能够移动的状态中,放置在外部区域中的外部物质或外部物质的部分组分可由于不规则运动而移动或扩散至贴片pa中的液体物质sb。

物质能够移动的状态可通过接触产生。接触可指捕获至贴片pa中的液体物质sb与外部区域之间的连接。接触可指外部区域与液体物质sb的流动区域之间的至少部分重叠。接触可指外部物质与贴片pa的至少部分连接。可以理解的是,处于物质能够移动的状态扩大了在其中被捕获的液体物质sb可流动的范围。换句话说,在物质能够移动的状态中,在其中液体物质sb可流动的范围可扩大至包含被捕获的液体物质sb的外部区域的至少部分。例如,当液体物质sb与外部区域接触时,在其中被捕获的液体物质sb可流动的范围可扩大至包含接触的外部区域的至少部分。更具体地,当外部区域是外部板时,在其中液体物质sb可流动的范围可扩大至包含外部板与液体物质sb接触的区域。

2.2.3不能移动的状态

在物质不能移动的状态中,在捕获至贴片pa中的液体物质sb与外部区域之间不发生物质的移动。然而,可分别在捕获至贴片pa中的液体物质sb中和放置于外部区域中的外部物质中发生物质的移动。

物质不能移动的状态可为解除了接触的状态。换句话说,在解除了贴片pa与外部区域之间的接触的状态中,贴片pa中保留的液体物质sb与外部区域或外部物质之间不可能进行物质的移动。

更具体地,解除了接触的状态可指捕获在贴片pa中的液体物质sb未连接至外部区域的状态。解除了接触的状态可指在其中液体物质sb未连接至放置于外部区域中的外部物质的状态。例如,通过贴片pa与外部区域之间的分开可产生在其中不可能进行物质的移动的状态。

在本申请中,尽管“能够移动的状态”具有与“不能移动的状态”不同的含义,但由于时间的流逝、环境的变化等,在状态之间可发生转变。换句话说,贴片pa可在处于能够移动的状态之后处于不能移动的状态;在处于不能移动的状态之后处于能够移动的状态;或者在处于能够移动的状态之后又处于不能移动的状态之后,再次处于能够移动的状态。

2.2.4功能的区分

2.2.4.1递送

在本申请中,由于上述特性,贴片pa可将捕获在贴片pa中的液体物质sb的至少一部分递送至期望的外部区域。物质的递送可指在满足预定条件时将捕获在贴片pa中的液体物质sb的一部分从贴片pa中分离。液体物质sb的一部分的分离可指从受贴片pa影响的区域中提取、排出或释放物质的一部分。这是从属于贴片pa的上述通道功能的概念,并且可理解为定义了将放置在贴片pa中的物质向贴片pa外部转移(递送)。

期望的外部区域可为另一贴片pa、干燥区域或液体区域。

用于发生递送的预定条件可设定为环境条件,例如温度变化、压力变化、电学特性方面的变化以及物理状态方面的变化。例如,当贴片pa与目标(该目标与液体物质sb结合的力大于与贴片pa的网状结构体ns结合的力)接触时,液体物质sb可与接触的目标在化学上结合,并且作为结果,可将该液体物质sb的至少一部分提供至所述目标。

在下文中,为了方便,将贴片pa的上述功能称为“递送”。

经由在贴片pa与外部区域之间液体物质sb能够移动的状态以及液体物质sb不能移动的状态,在贴片pa和外部区域之间可发生递送。

更具体地,当液体物质sb处于能够移动的状态,液体物质sb可在贴片pa与外部区域之间进行扩散或者可由于不规则运动而移动至外部区域。换句话说,包含在液体物质sb中的基础溶液和/或添加物质as可从贴片pa移动至外部区域。在液体物质sb不能移动的状态中,液体物质sb不能在贴片pa与外部区域之间移动。换句话说,从能够移动的状态向不能移动的状态转变时,由于液体物质sb的不规则运动和/或扩散而已经从贴片pa移动至外部区域的物质的一部分不能再移动回贴片pa。因此,可将液体物质sb的一部分提供至外部区域。

递送可由于液体物质sb和网状结构体ns之间的吸引力与液体物质sb和外部区域或外部物质之间的吸引力之差而进行。吸引力可通过特异性结合关系或极性之间的相似性而产生。

更具体地,当液体物质sb是亲水的且外部区域或外部物质比网状结构体ns更亲水时,经由能够移动的状态和不能移动的状态可将捕获在贴片pa中的液体物质sb的至少一部分提供至外部区域。

液体物质sb的递送也可选择性地进行。例如,当在包含于液体物质sb中的一些组分与外部物质之间存在特异性结合关系时,经由物质能够移动的状态和物质不能移动的状态可选择性地对部分成分进行递送。

更具体地,当假定贴片pa向外部板pl(处于平板的形式)提供物质时,可将特异性地与捕获在贴片pa中的液体物质sb的一部分(例如,溶质的一部分)结合的物质施加在外部板pl上。在这种情况下,经由能够移动的状态和不能移动的状态,贴片pa可选择性地将溶质的一部分(其与施加在外部板pl上的物质特异性地结合)从贴片pa递送至板pl。

下面将根据物质移动至不同区域的一些实例来对递送(作为贴片pa的功能)进行描述。然而,在给出详细的描述中,对液体物质sb的“递送”和对液体物质sb的“释放”的概念可互换使用。

此处,将描述从贴片pa向另外的外部板pl提供液体物质sb的情况。例如,可在考虑之列的是将物质从贴片pa移动至板pl(例如载玻片)的情况。

随着贴片pa与板pl接触,捕获在贴片pa中的液体物质sb的至少一部分扩散或由于不规则运动而移动至板pl。当解除贴片pa与板pl之间的接触时,已经从贴片pa移动至板pl的物质的一部分(即,液体物质sb的一部分)不能移动回贴片pa。结果是,可将物质的一部分从贴片pa提供至板pl。在这种情况下,所提供的物质的一部分可为添加物质as。对于待通过接触和分开而“提供”的贴片pa中的物质而言,应当存在在物质和板pl之间起作用的吸引力和/或结合力,并且所述吸引力和/或结合力应当大于在物质和贴片pa之间起作用的吸引力。因此,如果没有满足上述“递送条件”,则在贴片pa与板pl之间不发生物质的递送。

通过向贴片pa提供温度条件或电学条件可控制物质的递送。

物质从贴片pa向板pl的移动可取决于贴片pa与板pl之间的接触面积的范围。例如,根据贴片pa与板pl接触的面积的范围,可提高或降低贴片pa与板pl之间的物质移动效率。

当贴片pa包含多种组分时,可以仅有部分组分选择性地移动至外部板pl。更具体地,可将与多种组分中的部分组分特异性地结合的物质固定至外部板pl。在这种情况下,固定至外部板pl的物质可处于液体状态或固体状态,或者可被固定至不同区域。在这种情况下,由于贴片pa与不同区域之间的接触,具有多种组分的物质的部分移动至板pl并且特异性地结合至板pl;并且当将贴片pa与板pl分开时,仅有部分的组分可选择性地释放至板pl。

图5-图7示出了作为根据本申请的贴片pa的功能之中的递送物质的实例的从贴片pa向外部板pl递送物质。根据图5-图7,通过使贴片pa与外部板pl接触,可将包含在贴片pa中的物质的一部分提供至板pl。在这种情况下,通过使贴片pa与板接触而使得物质能够移动,对物质的提供可成为可能。在这种情况下,在板和贴片pa接触的接触表面附近可形成水膜wf,并且物质能够经由所形成的水膜wf进行移动。

本文中,将描述在其中从贴片pa向具有流动性的物质sl提供液体物质sb的情况。具有流动性的物质sl可为保存在其它容纳空间或者正在流动的液体物质。

随着贴片pa与具有流动性的物质接触(例如,将贴片pa放入溶液中),捕获在贴片pa中的液体物质sb的至少一部分可扩散或者由于不规则运动而移动至具有流动性的物质sl。当将贴片pa与具有流动性的物质sl分开时,已经从贴片pa移动至具有流动性的物质的液体物质sb的一部分不能移动回贴片pa,从而使得可将贴片pa中的物质的一部分提供至具有流动性的物质。

贴片pa与具有流动性的物质sl之间的物质移动可取决于贴片pa与具有流动性的物质sl之间的接触面积的范围。例如,根据贴片pa与具有流动性的物质sl接触的面积的范围(例如,将贴片pa浸入溶液中的深度等),可提高或降低贴片pa与具有流动性的物质sl之间的物质移动效率。

通过贴片pa与具有流动性的物质之间的物理分开可控制贴片pa与具有流动性的物质sl之间的物质移动。

液体物质sb中的添加物质as的分浓度(partialconcentration)可不同于具有流动性的物质中的添加物质as的分浓度,并且可将添加物质as从贴片pa提供至具有流动性的物质。

然而,在贴片pa向具有流动性的物质sl提供液体物质sb的过程中,贴片pa与具有流动性的物质sl之间的物理分开不是必要的。例如,当引起物质从贴片pa移动至具有流动性的液体的力(驱动力/诱使力(casualforce))消失或者降低至参考值以下时,物质的移动可停止。

在贴片pa与具有流动性的物质sl之间的“递送”中,在贴片pa与具有流动性的物质sl之间可不需要上述“递送条件”。可以理解的是,已经移动至具有流动性的物质sl的物质在具有流动性的物质sl中扩散和/或由于不规则运动而移动,并且当移动的物质与贴片pa之间的距离大于预定距离时,该物质被提供至具有流动性的物质sl。因为在板pl的情况下,由于接触而扩大的能够移动的范围是非常有限的,因此,贴片pa与已经移动至板pl的物质之间的吸引力可能是重要的;在贴片pa与具有流动性的物质之间的关系中,由于贴片pa与板pl之间的接触而扩大的能够移动的范围相对宽得多,因此,贴片pa与已经移动至具有流动性的物质sl的物质之间的吸引力就无关紧要。

图8-图10示出了作为根据本申请的贴片pa的功能之中的物质递送的实例的从贴片pa向具有流动性的物质递送物质。根据图8-图10,贴片pa可向具有流动性的外部物质递送包含在贴片pa中的物质的一部分。通过将贴片pa插入具有流动性的物质中或者与具有流动性的物质接触从而使得在捕获至贴片pa中的液体物质sb与具有流动性的物质之间的物质移动成为可能,可进行所包含的物质的一部分的递送。

本文中,假定将物质从贴片pa移动至另一贴片pa。在贴片pa与另一贴片pa接触的接触区域中,在贴片pa中提供的液体物质sb的至少一部分可移动至另一贴片pa。

在接触区域中,在每一贴片pa中提供的液体物质sb可扩散并且移动至另一贴片pa。在这种情况下,由于物质的移动,在每一贴片pa中提供的液体物质sb的浓度可变化。同样,在本实施方式中,如上所述,贴片pa和另一贴片pa可分开,并且可将贴片pa中的液体物质sb的一部分提供至另一贴片pa。

贴片pa与另一贴片pa之间的物质移动可通过环境条件方面的变化(包括物理状态的变化)来进行。

贴片pa与另一贴片pa之间的物质移动可取决于贴片pa与另一贴片pa之间的接触面积的范围。例如,根据贴片pa与另一贴片pa接触的面积的范围,可提高或降低贴片pa与另一贴片pa之间的物质移动效率。

图11-图13示出了作为根据本申请的贴片pa的功能之中的物质递送的实例的从贴片pa1向另一贴片pa2递送物质。根据图11-图13,贴片pa1可将包含在贴片pa1中的物质的一部分递送至另一贴片pa2。通过使贴片pa1与另一贴片pa2接触并且变为在其中捕获至贴片pa1中的液体物质sb和捕获至另一贴片pa2中的物质可相互交换的状态,可进行对物质的一部分的递送。

2.2.4.2吸收

在描述之前,应当指出的是,在一些实施方式中,根据本申请的贴片pa的功能之中的“吸收”能够以与上述“递送”类似的方式进行管理。例如,在由于物质之间的浓度差而物质移动的情况下,“吸收”可类似于“递送”,其中可改变液体物质sb的浓度、特别是添加物质as的浓度来控制物质移动的方向。在通过解除与贴片pa的物理接触来控制物质的移动和选择性吸收方面,“吸收”也可类似于“递送”,并且本申请所属领域的普通技术人员可清楚地理解这一点。

由于上述特性,根据本申请的贴片pa可捕获外部物质。贴片pa可向受贴片pa影响的区域拉入外部物质,所述外部物质存在于由贴片pa限定的区域外部。受牵拉的外部物质可随着贴片pa的液体物质sb而被捕获。对外部物质的拉入可通过外部物质与已捕获在贴片pa中的液体物质sb之间的吸引力而产生。或者,对外部物质的拉入可通过外部物质与未被液体物质sb占据的网状结构体ns的区域之间的吸引力而产生。对外部物质的拉入可通过表面张力而产生。

在下文中,为了方便,将贴片pa的上述功能称为“吸收”。可将吸收理解为是从属于贴片pa的上述通道功能的概念(定义了外部物质向贴片pa的移动的概念)。

吸收可通过贴片pa经由物质能够移动的状态和物质不能移动的状态而发生。

可被贴片pa吸收的物质可处于液体状态或固体状态。例如,当贴片pa与外部物质(包括固态物质)接触时,由于包含在外部物质中的固态物质与放置在贴片pa中的液体物质sb之间的吸引力,可进行对物质的吸收。作为另一实例,当贴片pa与液体外部物质接触时,由于液体外部物质与放置在贴片pa中的液体物质sb之间的结合,可进行吸收。

吸收至贴片pa中的外部物质可经由形成贴片pa的网状结构体ns的微腔移动至贴片pa的内部或者可分布在贴片pa的表面上。外部物质分布的位置可基于外部物质的颗粒尺寸或分子量来设定。

当进行吸收时,可改变贴片pa的形式。例如,可改变贴片pa的体积、颜色等。当进行向贴片pa中的吸收时,通过向贴片pa的吸收环境添加外部条件(例如温度变化和物理状态变化)可激活或延迟向贴片pa中的吸收。

下面将根据外部区域的一些实例对吸收(作为贴片pa的功能)进行描述,所述外部区域在发生吸收时向贴片pa提供待吸收的物质。

下文中,将假定贴片pa从外部板pl吸收外部物质。外部板的实例可包括在其中可放置外部物质但不吸收该外部物质的板pl。

可将物质施加在外部板pl上。具体地,可将物质以粉末的形式施加在板pl上。施加在板pl上的物质可为单一组分或者多种组分的混合物。

所述板pl可具有平板的形状。可将板pl的形状变形以改善包含物质的能力等。例如,可形成孔以改善包含物质的能力;可通过雕刻或压印使板pl的表面变形;或者可使用有图案的板pl以改善与贴片pa的接触。

通过根据本申请的贴片pa从板pl吸收物质可通过板pl与贴片pa之间的接触进行。在这种情况下,在板pl与贴片pa之间的接触表面附近的接触区域中,由于捕获在贴片pa中的液体物质sb和/或施加在板pl上的物质,可形成水膜wf。当在接触区域中形成水膜(水滑(aquaplane)、水漂(hydroplane))wf时,通过水膜wf可捕获施加在板pl上的物质。捕获在水膜wf中的物质可在贴片pa内自由流动。

当贴片pa与板pl间隔预定距离或更远并且分开时,水膜wf可随着贴片pa移动,并且施加在板pl上的物质可被吸收至贴片pa中。随着贴片pa与板pl分开预定距离或更远,施加在板pl上的物质可被吸收至贴片pa中。当贴片pa与板pl间隔开并且分开时,向贴片pa提供的液体物质sb可不向板pl移动,或者仅微不足道的量可被吸收至贴片pa中。

施加在板pl上的物质的全部或一部分可特异性地与捕获在贴片pa中的物质的全部或一部分反应。就此而言,通过贴片pa从板pl吸收物质可选择性地进行。具体而言,关于捕获在贴片pa中的物质的一部分,当贴片pa具有比板pl更强的吸引力时,可选择性地进行吸收。

作为一个实例,物质的一部分可固定至板pl。换句话说,物质的一部分可固定至板pl,同时物质的另一部分具有流动性地施加或者不进行固定。在这种情况下,当贴片pa与板pl接触并且分开时,施加在板pl上的物质中,除了固定至板pl的物质的一部分之外的物质可被选择性地吸收至贴片pa中。相反,不管是否对物质进行固定,由于捕获在贴片pa中的物质和放置在板pl上的物质的极性,也可发生选择性吸收。

作为另一实例,当捕获在贴片pa中的液体物质sb特异性地结合至施加在板pl上的物质的至少一部分时,在贴片pa与施加在板pl上的物质接触并随后分开时,仅有特异性地结合至液体物质sb的施加在板pl上的物质的一部分可被吸收至贴片pa中。

作为又一实例,施加在板pl上的物质的一部分可与预先固定至板pl的物质特异性反应。在这种情况下,施加至板pl的物质中,仅有除了与预先固定至板pl的物质特异性反应的物质之外的剩余物质可被吸收至贴片pa中。

图14-图16示出了作为根据本申请的贴片pa的功能之中的物质吸收的实例的通过贴片pa从外部板pl吸收物质。根据图14-图16,贴片pa可从外部板pl吸收放置在外部板pl上的物质的一部分。通过以下可进行物质的吸收:使贴片pa与外部板pl接触;在外部板pl与贴片pa之间的接触区域附近形成水膜wf;以及物质经由水膜wf能够移动至贴片pa。

本文中,假定将物质从具有流动性的物质sl吸收至贴片pa中。具有流动性的物质sl可指保留在其它容纳空间或者正在流动的液体外部物质。更具体地,通过拥有使具有流动性的物质sl与捕获在贴片pa中的液体物质sb可相互流入和流出的环境,可将具有流动性的物质sl的全部或者一部分吸收至贴片pa中。在这种情况下,通过将贴片pa与具有流动性的物质sl的至少一部分接触,可形成在其中具有流动性的物质sl与液体物质sb可相互流入和流出的环境。

当贴片pa与具有流动性的物质sl接触时,贴片pa可处于物质能够从具有流动性的物质sl移动的状态。当将贴片pa与具有流动性的物质sl分开时,可将具有流动性的物质sl的至少一部分吸收至贴片pa中。

将物质从具有流动性的物质sl吸收至贴片pa中可取决于捕获在贴片pa中的物质与具有流动性的物质sl之间的浓度差。换句话说,当捕获在贴片pa中的液体物质sb关于预定的添加物质as的浓度低于具有流动性的物质sl关于预定的添加物质as的浓度时,可将预定的添加物质as吸收至贴片pa中。

当将物质从具有流动性的物质sl吸收至贴片pa中时,除了如上所述的在贴片pa与具有流动性的物质sl接触时取决于浓度差的吸收之外,向贴片pa中的吸收也可通过添加电学因素或改变物理条件来控制。进一步地,无需在捕获至贴片pa中的物质与待吸收的物质之间的直接接触,物质的吸收也可通过经由媒介的间接接触来进行。

图17-图19示出了作为根据本申请的贴片pa的功能之中的物质吸收的实例的通过贴片pa从具有流动性的物质sl吸收物质。根据图17-图19,贴片pa可吸收具有流动性的物质sl的一部分。物质的吸收可通过以下进行:使贴片pa浸入具有流动性的物质sl中或者与具有流动性的物质sl接触,从而使得捕获在贴片pa中的液体物质sb与具有流动性的物质sl能够相互移出和移入。

本文中,将假定贴片pa从另一贴片pa吸收外部物质。

通过贴片pa从另一贴片pa吸收外部物质可由于被吸收的外部物质与已经捕获在贴片pa中的物质之间以及被吸收的外部物质与没有吸收至贴片pa中的外部物质之间的结合力之差而进行。例如,当被吸收的物质表现出亲水性质,贴片pa表现出亲水性质,并且被吸收的物质与贴片pa之间的吸引力比另一贴片pa与被吸收的物质之间的吸引力更强时(即,当贴片pa比另一贴片pa更亲水时),在贴片pa与另一贴片pa接触之后再分开时,外部物质的至少一部分可吸收至贴片pa中。

图20-图22示出了作为根据本申请的贴片pa的功能之中的物质吸收的实例的通过贴片pa3从另一贴片pa4吸收物质。根据图20-图22,贴片pa3可吸收放置在另一贴片pa4中的物质的一部分。物质吸收可通过以下进行:使贴片pa3与另一贴片pa4接触,从而使得捕获在贴片pa3中的液体物质sb和捕获在另一贴片pa4中的液体物质sb能够相互交换。

可根据构成贴片pa的三维网状结构体ns的框架结构体相对于贴片pa总体积的比例来改变贴片pa与吸收至其中的外部物质的结合力。例如,当整个贴片pa中由框架结构体占据的体积的比例增加时,捕获在结构体中的物质的量可减少。在这种情况下,由于如靶物质与捕获在贴片pa中的物质之间的接触面积减少的原因,可减少贴片pa与靶物质之间的结合力。

关于这一点,在贴片pa的制造工艺过程中可调节构成网状结构体ns的材料的比率,从而控制贴片pa的极性。例如,在使用琼脂糖制造贴片pa的情况下,可控制琼脂糖的浓度以调节吸收的程度。

当相对于从贴片pa提供的物质而言特定区域具有比贴片pa弱的结合力,并且将贴片pa与另一贴片pa接触并随后分开时,被吸收的外部物质可随着贴片pa与另一贴片pa分开。

2.2.4.3提供环境

由于上述特性,根据本申请的贴片pa可执行调节期望区域的环境条件的功能。贴片pa可向期望的区域提供归因于贴片pa的环境。

归因于贴片pa的环境条件可取决于捕获在贴片pa中的液体物质sb。基于贴片pa中容纳的物质的特性或者为了使环境对应于贴片pa中容纳的物质的特性的目的,贴片pa可在放置于外部区域中的物质中产生期望的环境。

可将对环境的调节理解为改变期望区域的环境条件。改变期望区域的环境条件能够以如下形式实施:其中,受贴片pa影响的区域扩大至包含期望区域的至少一部分;或者其中,与期望区域共享贴片pa的环境。

下文中,为了方便,将贴片pa的上述功能称为“提供环境”。

通过贴片pa提供环境可在物质能够在贴片pa与用于提供环境的外部区域之间移动的状态下进行。通过贴片pa提供环境可通过接触进行。例如,当贴片pa与期望的区域(例如外部物质、板pl等)接触时,通过贴片pa可将特定的环境提供至期望的区域。

贴片pa可通过提供具有适当的ph、渗透压、湿度水平、浓度、温度等的环境来调节靶区域ta的环境。例如,贴片pa可向靶区域ta或靶物质提供流动性(流通性,liquidity)。此种对流动性的提供可由于捕获在贴片pa中的物质的一部分的移动而发生。通过捕获在贴片pa中的液体物质sb或基础物质bs可向靶区域ta提供潮湿的环境。

可根据目的不断地维持由贴片pa提供的环境因素。例如,贴片pa可向期望区域提供稳态。作为另一示例,作为提供环境的结果,捕获在贴片pa中的物质可适应于期望区域的环境条件。

通过贴片pa提供环境可产生自包含在贴片pa中的液体物质sb的扩散。也就是说,当贴片pa与期望区域接触时,物质能够经由接触区域而移动,所述接触区域由于贴片pa和期望区域之间的接触而形成。关于这一点,根据物质扩散的方向,可实施归因于渗透压的环境变化、归因于离子浓度变化的环境变化、对潮湿环境的提供以及ph水平的变化。

图23-图25示出了作为根据本申请的贴片pa的功能之中的提供环境的实例的通过贴片pa将预定环境提供至外部板pl。根据图23-图25,贴片pa可将预定环境提供至外部板pl,在所述外部板pl上放置有第四物质sb4和第五物质sb5。例如,贴片pa可向板pl提供预定环境用于第四物质sb4与第五物质sb5反应并且形成第六物质sb6。通过使贴片pa与板pl接触从而使得在接触区域附近形成水膜wf并且将第四物质sb4和第五物质sb5捕获入水膜wf中,可进行环境的提供。

3.贴片的应用

通过适当地应用贴片pa的上述功能,可施用根据本申请的贴片pa以执行各种功能。

下面将通过公开一些实施方式来描述本申请的技术思想。但是,应用本申请所公开的贴片pa的功能的技术范围可在本领域普通技术人员可以容易地得出的范围内进行广义的解释,并且不应当将本申请的范围解释为受到本文公开的实施方式的限制。

3.1贴片内(in-patch)

贴片pa可向物质提供反应区域。换句话说,物质的反应可发生在受贴片pa影响的空间区域的至少一部分内。在这种情况下,物质的反应可为捕获在贴片pa中的液体物质sb之间的反应和/或捕获的液体物质sb与从贴片pa外部提供的物质之间的反应。向物质提供反应区域可激活或促进物质的反应。

在这种情况下,捕获在贴片pa中的液体物质sb可包含以下中的至少一种:在制造贴片pa时添加的物质;在制造贴片pa之后向贴片pa中添加并且包含在贴片pa中的物质;以及暂时捕获在贴片pa中的物质。换句话说,不管是以何种形式将物质捕获至贴片pa中,在贴片pa中的反应被激活的时间点处,捕获在贴片pa中的任何物质均可在贴片pa中反应。进一步地,在制造贴片pa后注入的物质也可作为反应引发剂。

就实施方式而言,对与捕获在贴片pa中的液体物质sb相关的反应提供反应区域可为从属于上述第2.1.3节(即,提供反应空间)的概念。或者,对与捕获在贴片pa中的液体物质sb相关的反应提供反应区域可由多个概念组成,所述多个概念执行上述第2.1.3节和第2.2.4.2节(即,吸收)的组合功能。对与捕获在贴片pa中的液体物质sb相关的反应提供反应区域并不限于此,并且能够以将两种以上的功能组合的形式来实施。

3.1.1第一实施方式

下文中,将通过假定由单个贴片pa来执行吸收至贴片pa中的功能和提供反应空间的功能(下文称为“提供功能”)来给出描述。在这种情况下,吸收功能和提供功能可为同时执行的功能、在不同时间点执行的功能、或者为执行另一功能而依次执行的功能。除了吸收功能和提供功能之外,进一步包括其它功能的贴片pa也可被认为属于本实施方式。

如上所述,贴片pa可执行捕获物质的功能,并且甚至当将物质捕获时所述物质也可具有流动性。当液体物质sb的一些组分是非均匀分布的,非均匀的组分可进行扩散。甚至当液体物质sb的组分是均匀分布的,液体物质sb也可由于颗粒的不规则运动而具有预定水平的移动性。在这种情况下,可在贴片pa内部发生物质之间的反应(例如物质之间的特异性结合)。

例如,在贴片pa中,除了捕获的物质之间的反应之外,处于以下形式的反应也是可能的:其中,新捕获在贴片pa中的具有流动性的物质与已经捕获在贴片pa中的物质彼此特异性地结合。

具有流动性的物质与已经捕获在贴片pa中的物质之间的反应也可发生在将贴片与已提供的空间分开之后。例如,在贴片pa从任意空间吸收具有流动性的物质之后,可将贴片pa与任意空间分开,并且在贴片pa中可发生被吸收的物质与已经捕获在贴片pa中的物质之间的反应。

此外,通过相对于具有流动性的物质执行吸收功能,贴片pa可允许捕获至其中的物质发生反应。换句话说,通过贴片pa吸收具有流动性的物质可触发被吸收的物质与已经捕获在贴片pa中的物质之间的反应。所述反应可发生在由贴片pa限定的空间内部。

由于发生在贴片pa内部的反应,可改变捕获在贴片pa中的液体物质sb的组成。具体而言,当捕获在贴片pa内部的物质为化合物时,其化学组成在反应之前和之后可发生改变。或者,物质的组成分布可根据物质在贴片pa中的位置而改变。例如,这可能是由于扩散或者颗粒具有对于另一物质而言特异性的吸引力。

当由于贴片pa内部的反应而改变液体物质sb的组成时,由于贴片pa与贴片pa外部的物质(当存在与贴片pa接触的物质时,为相应的物质)之间的浓度差,物质的一部分可被吸收至贴片pa中,或者物质可从贴片pa释放至贴片pa外部的物质。

3.1.2第二实施方式

下文中,将描述在其中将贴片pa的包含功能和向物质提供反应空间的功能一起进行至少预定量的时间的实施方式。更具体地,贴片pa可执行向贴片pa中包含的液体物质sb的至少一部分提供空间以反应的功能。

贴片pa可包含物质并且向所包含的物质提供反应空间。在这种情况下,由贴片pa提供的反应空间可为由贴片pa的网状结构体ns形成的微腔或者贴片pa的表面区域。具体地,当贴片pa中包含的物质与施加在贴片pa表面上的物质反应时,反应空间可为贴片pa的表面区域。

由贴片pa提供的反应空间可用于提供特定的环境条件。当在放置于贴片pa中的液体物质sb中发生反应时,可通过贴片pa调节反应的环境条件。例如,贴片pa可充当缓冲溶液。

通过经由网状结构包含物质,贴片pa不需要另外的容器。当贴片pa的反应空间为贴片pa的表面时,通过贴片pa的表面可容易地观察到反应。对此,可将贴片pa的形状变形成有助于观察的形状。

贴片pa中包含的液体物质sb可变性或者与不同种类的物质反应。贴片pa中包含的液体物质sb的组成可随着时间而变化。

所述反应可指其中化学式改变的化学反应、物理状态变化或生物反应。在这种情况下,贴片pa中包含的液体物质sb可为由单一组分形成的物质或者由包含多种组分的混合物形成的物质。

3.2提供移动路线(通道作用)

下文中,将对执行提供物质移动路线的功能的贴片pa进行描述。更具体地,如上所述,贴片pa可捕获、吸收、释放和/或包含具有流动性的物质。执行提供物质移动路线的功能的贴片pa的各种实施方式可通过贴片pa的上述功能中的每一种或它们的组合来实施。但是,为了更好地理解,将公开数个实施方式。

3.2.1第三实施方式

可施用贴片pa以执行贴片pa的上述功能之中的第2.2.4.1节(即,涉及递送的章节)和第2.2.4.2节(即,涉及吸收的章节)中描述的功能。在这种情况下,可一起提供或依次提供吸收功能和递送功能。

贴片pa可一起执行吸收功能和递送功能以提供物质移动路线。具体而言,贴片pa可吸收外部物质并且将吸收的外部物质提供至外部区域,由此向外部物质提供移动路线。

通过贴片pa提供外部物质的移动路线可通过吸收外部物质以及释放外部物质来进行。更具体地,贴片pa可与外部物质接触,吸收外部物质,与外部区域接触以及向外部区域递送外部物质。在这种情况下,通过贴片pa捕获外部物质并且将捕获的外部物质递送至外部区域可通过与上述吸收和递送类似的过程来进行。

被吸收至贴片pa中并且提供的外部物质可处于液相或固相。

如此,贴片pa可允许将外部物质的一部分提供至另一外部物质。外部物质和另一外部物质可同时与贴片pa接触。外部物质和另一外部物质可在不同的时间点与贴片pa接触。

外部物质和另一外部物质可在不同的时间点与贴片pa接触。当外部物质与贴片pa在不同的时间点接触时,可首先将外部物质与贴片pa接触,并可在将外部物质与贴片pa分开之后,将另一外部物质与贴片pa接触。在这种情况下,贴片pa可暂时地包含从外部物质捕获的物质。

贴片pa可在提供物质移动路线的同时额外提供时间延迟(timedelay)。贴片pa可执行以下功能:适当地调节提供至另一外部物质的物质的量以及此种提供的速度。

如此一系列的过程可相对于贴片pa在一个方向上进行。作为具体的实例,可经由贴片pa的表面进行物质的吸收,可在贴片pa的内部空间中提供环境,并且可经由面对该表面的另一表面释放物质。

3.2.2第四实施方式

贴片pa可同时执行贴片pa的上述功能之中的物质的吸收和释放以及向物质提供反应空间。在这种情况下,物质的吸收和释放以及提供反应空间可同时或依次进行。

根据一个实施方式,在进行外部物质的吸收和释放的过程中,贴片pa可向被吸收的外部物质提供反应空间至少预定量的时间。贴片pa可向贴片pa中捕获的液体物质sb提供特定的环境至少一段时间,所述贴片pa包含被吸收的外部物质。

已经捕获在贴片pa中的液体物质sb和捕获在贴片pa中的外部物质可在贴片pa内部进行反应。吸收至贴片pa中的外部物质可受由贴片pa提供的环境的影响。从贴片pa释放的物质可包含经反应生成的物质的至少一部分。在外部物质的组成、特性等变化之后,外部物质可从贴片pa释放。

可从贴片pa释放被吸收的物质。吸收至贴片pa中并且从贴片pa释放的外部物质可理解为穿过贴片pa的外部物质。穿过贴片pa的外部物质可由于贴片pa内部的反应或贴片pa提供的环境的影响而失去完整性。

外部物质的吸收、物质的反应以及提供物质的上述过程能够以一个方向进行。换句话说,物质的吸收可在贴片pa的一个位置处进行,提供环境可在贴片pa的另一位置处进行,并且物质的释放可在贴片pa的又一位置处进行。

图26-图28示出了作为根据本申请的贴片pa的实施方式的在两个板pl之间提供物质移动路线。根据图26-图28,贴片pa可在板pl1和板pl2之间提供物质移动路线,在所述板pl1上施加有第七物质sb7以及在所述板pl2上施加有第八物质sb8。作为具体实例,当第七物质sb7能够结合至第八物质并且第八物质固定至板pl2时,贴片pa可与板pl1和板pl2接触从而使得第七物质sb7移动通过贴片pa并且结合至第八物质sb8。第七物质sb7和第八物质sb8可通过水膜wf连接至贴片pa,所述水膜wf通过使贴片pa与板pl1和板pl2接触而形成。

图29和图30示出了作为根据本申请的贴片pa的实施方式的在两个贴片之间提供物质移动路线。根据图29和图30,贴片pa6可与贴片pa5和贴片pa7接触,将贴片pa6配置成提供移动路线,将贴片pa5配置成包含待移动的物质,将贴片pa7配置成接收待移动的物质。贴片pa6可与贴片pa5和贴片pa7接触,将贴片pa6配置成提供移动路线,将贴片pa5配置成包含待移动的物质,将贴片pa7配置成接收待移动的物质;以及待移动的物质可移动至贴片pa7,将贴片pa7配置成接收待移动的物质。物质在贴片之间的移动可通过水膜wf进行,所述水膜wf在贴片之间的接触区域附近形成。

图31和图32示出了作为根据本申请的贴片的实施方式的在两个贴片之间提供物质移动路线。根据图31和图32,贴片pa9可与贴片pa8和贴片pa10接触,将贴片pa9配置成提供移动路线,将贴片pa8配置成包含第九物质sb9,将贴片pa10配置成接收物质。提供移动路线的贴片pa9可与贴片pa8(将其配置成包含第九物质sb9)接触以吸收第九物质sb9。被吸收的第九物质sb9可与包含在贴片pa9(将其配置成提供移动路线)中的第十物质sb10反应并且生成第十一物质。第十一物质sb11可从贴片pa9提供至贴片pa10,将贴片pa9配置成提供移动路线,将贴片pa10配置成接收物质。物质在贴片pa之间的移动可通过水膜wf进行,所述水膜wf在贴片pa之间的接触区域附近形成。

3.3多贴片(multi-patch)

可单独使用贴片pa或者可一起使用多个贴片pa。在这种情况下,能够一起使用的多个贴片pa包括将多个贴片pa依次使用的情况以及将多个贴片pa同时使用的情况。

当同时使用多个贴片pa时,贴片pa可执行不同的功能。尽管多个贴片pa中的各个贴片pa可包含相同的物质,但是所述多个贴片pa也可包含不同的物质。

当同时使用多个贴片pa时,贴片pa可彼此不接触从而使得在贴片pa之间不发生物质的移动,或者可在贴片pa中包含的物质可相互交换的状态下执行期望的功能。

尽管一起使用的多个贴片pa能够被制造为彼此相似的形状或相同的尺寸,但是即使当多个贴片pa具有不同的形状时,也能一起使用多个贴片pa。可制造构成多个贴片pa的各个贴片pa,从而使得网状结构体ns的密度不同或者构成网状结构体ns的组分不同。

3.3.1与多个贴片接触

当使用多个贴片pa时,多个贴片pa可与单个靶区域ta接触。多个贴片pa可与单个靶区域ta接触并且执行期望的功能。

当存在多个靶区域ta时,多个贴片pa可与不同的靶区域ta接触。当存在多个靶区域ta时,多个贴片pa可分别与相应的靶区域ta接触并且执行期望的功能。

多个贴片pa可与施加在靶区域ta上的物质接触。在这种情况下,施加在靶区域ta上的物质可为固定的或者具有流动性。

期望的功能可为提供或吸收物质的功能。但是,各个贴片pa不是必然地提供相同的物质或者吸收相同的物质,并且贴片pa可向靶区域ta提供不同的物质或者从放置在靶区域ta中的物质吸收不同的组分。

对于构成多个贴片pa的各个贴片pa而言,期望的功能可以是不同的。例如,一个贴片pa可执行向靶区域ta提供物质的功能,而另一贴片pa可执行从靶区域ta吸收物质的功能。

多个贴片pa可包含不同的物质,并且可将所述不同的物质提供至单个靶区域ta并用于诱导期望的反应。当需要物质的多个组分来发生期望的反应时,可分别将多个组分包含在多个贴片pa中并提供至靶区域ta。当由于例如被包含在单个贴片pa中的原因对反应所需的物质进行混合而丧失或者改变了期望的反应所需的物质的性质时,多个贴片pa的此种用法可能是特别有用的。

根据一个实施方式,当多个贴片pa包含由不同组分形成的物质并且所述由不同组分形成的物质具有不同的特异性结合关系时,可将所述由不同组分形成的物质提供至靶区域ta。通过提供包含不同组分的物质,多个贴片pa可用于检测来自施加在靶区域ta上的物质的多种特异性结合。

根据另一实施方式,多个贴片pa可包含由相同组分形成的物质,但是各个贴片pa关于由相同组分形成的物质可具有不同的浓度。包含由相同组分形成的物质的多个贴片pa可与靶区域ta接触并且被用于确定根据包含在多个贴片pa中的物质的浓度的影响。

当如上所述使用多个贴片pa时,可将贴片pa分组成更有效的形式并使用。换句话说,每次使用多个贴片pa时,可改变使用的多个贴片pa的配置。多个贴片pa能够以卡盒(cartridge)的形式制造并使用。在这种情况下,所使用的各个贴片pa的形式可适当地标准化和制造。

当制造贴片pa(被配置成包含多个种类的物质)以根据需要选择使用时,处于卡盒形式的多个贴片pa可能是合适的。

具体而言,当尝试使用多个种类的物质检测来自靶区域ta的各个物质的特定反应时,每次进行检测时可改变待检测的特定反应的组合。

图33示出了作为根据本申请的贴片pa的实施方式的一起使用多个贴片pa的情况。根据图33,根据本申请的实施方式的多个贴片pa可同时与放置在板pl上的靶区域ta接触。构成多个贴片pa的贴片pa可具有标准化形式。所述多个贴片pa可包含第一贴片和第二贴片,而且第一贴片中包含的物质可不同于第二贴片中包含的物质。

图34示出了在其中使用多个贴片pa并且板pl包含多个靶区域ta的情况。根据图34,根据本申请的实施方式的多个贴片pa可同时与放置在板pl上的多个靶区域ta接触。所述多个贴片pa可包含第一贴片pa和第二贴片pa;所述多个靶区域ta可包含第一靶区域和第二靶区域;并且第一贴片可与第一靶区域接触,而第二贴片可与第二靶区域接触。

3.3.2第五实施方式

多个贴片pa可执行多种功能。如上所述,贴片pa可同时执行多种功能,并且贴片pa还可同时执行不同的功能。但是,实施方式并不限于上述实施方式,所述功能也可在多个贴片pa中进行组合并执行。

首先,在贴片pa同时执行多种功能的情况下,贴片pa可执行物质的包含和释放。例如,贴片pa可包含不同的物质并且将所包含的物质释放至靶区域ta。在这种情况下,可同时或依次释放所包含的物质。

接着,在贴片pa同时执行不同的功能的情况下,贴片pa可分别执行物质的包含和释放。在这种情况下,仅其中一些贴片pa可与靶区域ta接触并且向靶区域ta释放物质。

3.3.3第六实施方式

如上所述,当使用多个贴片pa时,多个贴片pa可执行多种功能。首先,贴片pa可同时执行物质的包含、释放和吸收。或者,贴片pa也可分别执行物质的包含、释放和吸收。但是,实施方式并不限于此,所述功能也可在多个贴片pa中进行组合并执行。

例如,多个贴片pa中的至少一些可包含物质并且将所包含的物质释放至靶区域ta。在这种情况下,多个贴片pa中的至少剩余部分可从靶区域ta吸收物质。多个贴片pa中的一些可释放物质,所述物质特异性地结合至放置在靶区域ta中的物质。在这种情况下,可使用另一贴片pa通过从放置在靶区域ta中的物质中吸收没有形成特异性结合的物质来检测特异性结合。

3.3.4第七实施方式

当使用多个贴片pa时,贴片pa可同时执行物质的包含和释放以及环境的提供。或者,贴片pa可分别执行物质的包含和释放以及环境的提供。然而,实施方式并不限于此,所述功能也可在多个贴片pa中组合执行。

例如,多个贴片pa之中的一个贴片pa可将其中包含的物质释放至靶区域ta。在这种情况下,另一贴片pa可向靶区域ta提供环境。本文中,能够以如下形式实施环境的提供:其中,向靶区域ta提供包含在另一贴片pa中的物质的环境条件。更具体地,可通过贴片pa将反应物质提供至靶区域ta,而另一贴片pa可与靶区域ta接触并且提供缓冲环境。

作为另一实例,多个贴片pa可彼此接触。在这种情况下,至少一个贴片pa可包含物质并且将其中包含的物质释放至另一贴片pa,所述另一贴片pa被配置成提供环境。在本实施方式中,被配置成提供环境的贴片可以与释放物质并且彼此不接触的至少一个另一贴片pa中的每一个接触。

4.组织诊断

根据本申请的上述贴片还可应用于进行组织的诊断。在下文中,将对于应用本申请的贴片的组织诊断进行描述。

4.1引言

4.1.1含义

在本申请中,组织诊断可定义为用组织作为待诊断的样品进行病症或疾病的诊断、预测或管理的概念,这与用体液或细胞作为样品进行诊断不同。

在狭义上说,“组织”可指从人体收集的组织。例如,“组织”可指部分组织、上皮组织等。在广义上说,“组织”可指从动物和植物以及人体收集的组织,并且可进一步包括人造组织。下文中,将假设“组织”是指狭义上的组织。

在将本申请的贴片应用于免疫分析时,根据贴片应用的部位可适当地改变上述基础物质和添加物质。

4.1.2组织诊断的分类

在本申请中,可根据几个标准对组织诊断进行分类。

可根据制作样品的方法或样品的状态对组织诊断进行分类。用于组织诊断的样品可为切片机切割的填充有石蜡的组织或组织的冷冻切片。

可根据作为诊断的标准的靶标(即,靶物质)对组织诊断进行分类。换句话说,组织诊断可根据以下情况用不同的方式进行:期望检测靶碱基序列(或靶核酸序列)并进行诊断的情况,期望检测靶蛋白(特别是抗原)并进行诊断的情况,以及期望观察构成组织的细胞的形态的情况。靶物质可包括组织样品中包含的靶蛋白、靶碱基序列、dna等。

可根据获得诊断结果的方法对组织诊断进行分类。可进行组织诊断,包括获取图像的方法或获得样品中包含的靶物质的定量测量值的方法。获取图像可指获取在明视场中所获取的图像或获取荧光图像的方法。

4.1.3组织诊断的方法

4.1.3.1免疫学诊断

根据本申请的组织诊断可指通过获得组织样品sa中的靶蛋白的分布来进行诊断。在这种情况下,可使用免疫学方法。换句话说,可通过抗原-抗体反应检测靶蛋白,并且可获得靶蛋白的分布。

可使用特异性结合靶蛋白的抗体来进行靶蛋白分布的获得。换句话说,靶蛋白分布的获得可通过检测产物pd来进行,所述产物pd由于由与特异性结合靶蛋白质的抗体所连接的酶所催化的底物的化学反应而产生。靶蛋白分布的获得可使用特异性结合所述靶蛋白的第一抗体以及特异性结合所述第一抗体的第二抗体来进行。在这种情况下,可在第二抗体上连接有助于检查靶蛋白分布的标记。

或者,可通过对从特异性结合靶蛋白的抗体上所连接的荧光团发射的荧光进行检测来获得靶蛋白分布。

作为上述免疫学组织诊断的实例,可通过对其表达由于癌症的发展而增加或降低的特定蛋白进行检测,来检查癌症是否发展。

4.1.3.2形态学诊断

根据本申请的组织诊断可通过观察构成组织样品sa的细胞和其它物质的形态或分布来进行。在这种情况下,可伴随染色程序,所述染色程序使得构成组织的部分呈现颜色以便于形态学诊断的进行。

作为形态学组织诊断的实例,可对构成组织样品sa的细胞的形态进行观测以及可对恶性细胞的特征形态学进行检测来确定肿瘤的存在或类型。

4.1.3.3dna诊断

根据本申请的组织诊断可根据组织样品sa中包含的dna的组成来进行。组织诊断可通过从组织样品sa检测特定碱基序列来进行。

作为dna组织诊断的实例,可对致瘤基因(致癌基因(oncogene))进行检测以预测发展为癌症的可能性。此外,dna组织诊断可用于遗传疾病的早期检测以及发展的可能性、产前测试等。

4.2关于组织诊断的制备

根据本申请的组织诊断可使用上述贴片pa以组织样品sa作为靶标来进行。

4.2.1待诊断样品的制备

在根据本申请的组织诊断中,可对从人体收集的组织进行病变的诊断。可对从人体收集的组织进行预处理以便于诊断的进行。

组织样品sa可为切片机切割的填充有石蜡的组织或组织的冷冻切片。明胶可能已嵌入组织样品sa中,所述组织样品sa是组织的冷冻切片。然而,这仅仅是一个实例,并且除了石蜡之外的介质(如纤维素和聚乙二醇)也可嵌入组织样品sa中。

组织样品sa可从人体收集并在经历固定、洗涤、脱水、清洁、渗透、包埋以及切片机切割后提供。所提供的组织样品sa可为干燥的。

组织样品sa可通过甲醛、乙醇、丙酮等固定。

组织样品sa可形成为3μm-5μm的组织薄切片。切片机切割的样品sa可使用切片机(如轮转切片机以及冷冻切片机)来制造。

可将根据本申请的组织样品sa放置在板pl上。可将组织样品sa固定于板pl上。

板pl可指一般的载玻片或固体板pl(例如用聚苯乙烯、聚丙烯等制造的板pl)。板pl的透明度或底部的形式可根据检测手段而不同。板pl可包含反应区域,所述反应区域可与贴片pa接触或者在其中可发生期望的反应。

根据上下文,上述板、可放置在板上的反应区域、以及可放置在反应区域中的组织样品可互换使用。特别是,作为与贴片接触的物体,板、反应区域以及组织样品被定义为可彼此替代。

组织样品sa可为活体。然而,在本申请中,除非另外特别提及,假设对提供用于组织学分析的组织样品sa进行诊断。

下面将描述使用放置于板pl上的组织样品sa进行诊断的方法。

4.1.1贴片的制备

根据本申请的组织诊断可使用上述贴片pa进行。

贴片pa可包含用于对组织样品sa进行染色的染色试剂。贴片pa可包含染色试剂并将染色试剂提供至组织样品sa中。所述染色试剂可包括用于染色组织的细胞核的苏木精或用于染色细胞质的伊红。所述染色试剂可为用于通过抗原-抗体反应标记特定蛋白的免疫染色试剂。所述免疫染色试剂可包括特异性结合特定蛋白质的抗体。

贴片pa可包含用于观察组织样品sa的荧光试剂。贴片pa可包含荧光试剂并将荧光试剂提供至组织样品sa中。荧光试剂可含有对靶物质进行标记、对靶蛋白进行标记或者对靶dna进行标记的一些物质。贴片pa可包含标记物质,例如颜色标记物质(如苏木精)以及荧光标记物质(如其上连接有荧光团的抗体)。

根据进行组织诊断的方法,贴片pa可单独使用或组合使用。

4.2关于组织诊断的制备

根据本申请的组织诊断可根据诊断结果的检测模式以不同方式进行。

当期望获取明视场图像时,可通过组织样品sa的一些组分的染色(即,颜色标记)来进行诊断。当期望获取荧光图像时,可通过组织样品sa的一些组分的荧光标记来进行诊断。

下面将参考图35-图38,对通过组织样品sa的一些组分的染色进行的诊断和通过组织样品sa的一些组分的荧光标记进行的诊断进行描述。

参考图35,根据本申请的实施方式的组织诊断方法可包括:将组织样品sa放置于反应区域中(s200);将荧光标记物质提供至组织样品sa(s300);以及,对荧光标记的靶物质ts进行检测(s400)。所述组织诊断方法可包括通过使用贴片pa从组织样品sa检测靶物质ts,所述贴片pa包含形成微腔的网状结构体并且被配置为在所述微腔中包含物质。

在这种情况下,所述靶物质ts可为所述组织样品sa中包含的靶碱基序列,所述荧光标记物质可包括荧光标记的核酸探针,并且所述核酸探针可互补地结合所述靶碱基序列。或者,所述靶物质ts可为荧光标记的靶蛋白,所述荧光标记物质可包括荧光标记的抗体,并且所述抗体可特异性地结合所述靶蛋白。

所述荧光标记物质可为荧光标记复合物,所述荧光标记复合物包括反应性衍生物和荧光标签,所述反应性衍生物与所述靶物质ts特异性反应,所述荧光标签用于对所述靶物质ts进行检测。

在这种情况下,所述反应性衍生物可指与所述靶物质特异性结合的部分。例如,所述反应性衍生物可包括互补地结合靶碱基序列的探针、特异性结合靶蛋白的抗体等。

此外,所述荧光标签可指与反应性衍生物连接以诱导荧光检测的部分。例如,所述荧光标签可包括连接至抗体的荧光团以及通过与荧光团的化学反应诱导荧光发射的酶,所述荧光团连接至探针或底物。

荧光标记的探针可为连接有能够发射荧光的荧光团的探针。上述荧光标记的探针可为连接有与底物反应并诱导荧光发射的酶的探针。

将组织样品sa放置于反应区域中(s200)可包括将组织样品sa固定于所述反应区域或板pl上。所述组织样品sa可为在经历固定、洗涤、脱水、清洁、渗透和包埋中的至少一些之后用切片机切割的组织样品sa。

将荧光标记物质提供至组织样品sa(s300)可包括通过使用贴片pa将所述荧光标记物质提供至所述组织样品sa,所述贴片pa包含用于特异性标记靶物质ts的所述荧光标记物质。

检测荧光标记的靶物质ts(s400)可包括从所述组织样品sa检测荧光标记的靶物质ts。

可通过获取组织样品sa的荧光图像来进行荧光标记的检测。荧光图像可指其中可鉴别地显示标记至靶物质的荧光的图像。

可通过测量从组织样品sa中包含的靶物质ts发射的荧光的量来进行荧光标记的靶物质ts的检测。荧光标记的靶物质ts的检测可包括获得关于组织样品sa中靶物质ts的分布的信息。

组织样品中靶物质分布的获得可包括获得靶物质分布的位置、靶物质分布的区域、分布的形式或分布的靶物质的量。

参考图36,在根据本申请的组织诊断方法中,将荧光标记物质提供至组织样品sa(s300)可包括使包含荧光标记物质的贴片pa与所述组织样品sa接触(s310)以及使包含荧光标记物质的贴片pa与所述组织样品sa分离(s330)。

在所述包含荧光标记物质的贴片pa与所述组织样品sa接触(s310)中,当所述贴片pa与所述组织样品sa接触时,可允许所述荧光标记物质移动至所述反应区域。

在所述包含荧光标记物质的贴片pa与所述组织样品sa分离(s330)中,当所述贴片pa与所述组织样品sa分离时,可将未与所述荧光标记物质的靶物质ts结合的剩余的荧光标记物质从所述反应区域移除。

参考图37,根据本公开的实施方式的组织诊断方法可包括:将组织样品sa放置于反应区域中(s500);将颜色标记物质提供至所述组织样品sa(s600);以及,对颜色标记的靶物质ts进行检测(s700)。所述组织诊断方法可包括通过使用贴片pa从所述组织样品sa检测靶物质ts,所述贴片pa包含形成微腔的网状结构体并被配置为在所述微腔中包含物质。

所述颜色标记物质可为颜色标记复合物,所述颜色标记复合物包括与靶物质ts特异性反应的反应性衍生物和用于检测靶物质ts的颜色标签。

在这种情况下,所述反应性衍生物可指与所述靶物质特异性结合的部分。例如,所述反应性衍生物可包括与靶碱基序列互补结合的探针、特异性结合靶蛋白的抗体等。

此外,所述颜色标签可指连接至所述反应性衍生物以诱导颜色检测的部分。例如,所述颜色标签可包括与抗体连接并通过与底物的化学反应诱导荧光发射的酶,或者与探针连接的所述酶。

所述靶物质ts可为组织样品sa中包含的靶碱基序列,并且所述颜色标记物质可包括互补地结合所述靶碱基序列的核酸探针。或者,所述靶物质ts可为组织样品sa中包含的靶蛋白,所述颜色标记物质可包括连接有诱导颜色标记的标签的抗体,并且所述抗体可特异性结合所述靶蛋白。所述组织样品中包含的靶蛋白可为抗原。

将组织样品sa放置于反应区域中(s500)可与上述实施方式相类似地进行。

将颜色标记物质提供至组织样品sa(s600)可包括通过使用贴片pa将染色物质提供至所述组织样品sa,所述贴片pa包含用于将颜色分配给靶物质ts的颜色标记物质。颜色的分配可指将显示颜色的颗粒结合至靶物质、将显示颜色的物质渗透至靶物质等。

检测分配有颜色的靶物质ts(s700)可通过获取所述组织样品sa的图像来进行。在这种情况下,所述组织样品sa的图像可为其中显示颜色标记的图像。

参考图38,在根据本实施方式的组织诊断方法中,将颜色标记物质提供至组织样品sa(s600)可包括使包含颜色标记物质的贴片pa与所述组织样品sa接触(s610)以及使所述包含颜色标记物质的贴片pa与所述组织样品sa分离(s630)。

在所述包含颜色标记物质的贴片pa与所述组织样品sa接触(s610)中,当所述贴片pa与所述组织样品sa接触时,所述颜色标记物质可移动至反应区域。

在包含颜色标记物质的贴片pa与所述组织样品sa分离(s630)中,当所述贴片pa与所述组织样品sa分离时,可将未与所述颜色标记物质的靶物质ts反应的剩余的颜色标记物质从所述反应区域移除。

图48-图50示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的通过使用贴片pa检测组织样品sa中包含的靶物质ts。根据图48-图50,可将所述组织样品sa放置于板pl上,可将标记物质la提供至组织样品sa,并且可对由标记物质la标记的靶物质ts进行检测。本实施方式中的标记物质la可为荧光标记物质或颜色标记物质。

在这种情况下,所述标记物质la的提供可使用包含标记物质la的贴片pa来进行。

所述标记物质la的提供可通过使包含标记物质la的贴片pa与所述组织样品sa(或反应区域)接触,然后将所述贴片pa与其分离(s310、s330、s610、s630)来进行。通过使包含标记物质la的贴片pa与所述组织样品sa接触(s310、s610),在接触部分附近可形成水膜wf。通过形成的水膜wf,可允许所述标记物质la移动到所述反应区域(或所述组织样品sa)。允许移动至所述反应区域的标记物质la可与组织样品sa中包含的靶物质ts特异性地反应或特异性结合,或者连接至靶物质ts。

通过将贴片pa与板pl或组织样品sa分离(s330、s630),可将未与靶物质ts反应的标记物质la(即,剩余的标记物质)从所述板pl移除。当贴片pa与板pl分离时,已形成的水膜wf可随着所述贴片pa移动,并且剩余的标记物质可被捕获在所述水膜wf中并被吸收进所述贴片pa中。当贴片pa与板pl分离时,可将剩余的标记物质从所述板pl中移除。剩余的标记物质可包括剩余的颜色标记物质或剩余的荧光标记物质。

通过检测与靶物质ts特异性反应或特异性结合的并且被放置于板pl上的标记物质la,可对组织样品sa中包含的靶物质ts进行检测。

图51-图53示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的其中将探针pr用于检测组织样品sa中包含的靶碱基序列tb的情况。参见图51-图53,可将组织样品sa放置于板pl上,可将与靶碱基序列tb具有互补关系的标记探针pr提供至所述组织样品sa,并且可对由标记探针pr标记的靶碱基序列tb进行检测。在这种情况下,标记探针pr的提供可使用包含所述标记探针pr的贴片pa来进行。

标记探针pr的提供可通过使包含所述标记探针pr的贴片pa与组织样品sa接触,然后将所述贴片pa与其分离(s310、s330、s610、s630)来进行。通过使包含标记探针pr的贴片pa与组织样品sa接触(s310、s610),可在接触部分附近形成水膜wf。通过形成的水膜wf,所述标记探针pr变得可移动至反应区域。已经移动至反应区域的标记探针pr可互补结合至组织样品sa中包含的靶碱基序列tb。

通过将贴片pa与板pl或组织样品sa分离(s330、s630),可将未与靶碱基序列tb结合的标记探针pr(即,剩余的标记探针)从板pl中移除。当贴片pa与板pl分离时,已形成的水膜wf可随着所述贴片pa移动,并且剩余的标记探针可被捕获在所述水膜wf中并被吸收进所述贴片pa中。当贴片pa与板pl分离时,可将剩余的标记探针从所述板pl中移除。

图51-图53仅示意性地示出了通过使用标记探针检测靶碱基序列,并且所述标记探针可基本上渗入组织样品sa的细胞中并特异性结合至靶碱基序列tb。

图54-图58示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的其中将抗体ab用于检测组织样品sa中包含的靶蛋白的情况。参考图54-图58,可将组织样品sa放置于板pl上,可将抗体ab提供至所述组织样品sa,并且可从所述组织样品sa检测靶蛋白。

在这种情况下,抗体ab的提供可使用包含所述抗体ab的贴片pa来进行。此外,用于鉴别的标记可连接至抗体ab。

抗体ab的提供可通过使包含抗体ab的贴片pa与组织样品sa接触,然后将贴片pa与其分离来进行。通过使包含抗体ab的贴片pa与组织样品sa接触,在接触部分附近可形成水膜wf。通过形成的水膜wf,抗体ab变得可移动至反应区域。已经移动至反应区域的所述抗体ab可特异性地结合至组织样品sa中包含的靶蛋白。

通过将贴片pa与板pl或组织样品sa分离,可将未与靶蛋白结合的抗体ab(即,剩余的抗体ab)从所述板pl中移除。当贴片pa与板pl分离时,已形成的水膜wf可随着所述贴片pa移动,并且剩余的抗体ab可被捕获在所述水膜wf中并被吸收进所述贴片pa中。当贴片pa与板pl分离时,可将剩余的的抗体ab从所述板pl中移除。

如上所述,当抗体ab特异性结合至靶蛋白并且鉴别标记连接于抗体ab本身时,在仅提供所述抗体ab的状况下可对所述鉴别标记进行检测,并且可对所述靶蛋白进行检测。然而,当酶连接于抗体ab时,可单独提供和使用包含底物su的贴片pa。通过使用包含底物su的贴片pa将所述底物su提供至反应区域可类似于上述抗体ab的提供(参见图57和图58)。

尽管关于本实施方式已经描述了通过直接酶联免疫吸附分析(elisa)使用抗体来鉴别靶蛋白的方法,使用间接elisa的方法也可使用。在这种情况下,间接elisa是指使用特异性结合靶物质的第一抗体以及具有特异性结合所述第一抗体的特性并且其上连接有鉴别标记的第二抗体来检测所述靶物质。

在下文中,将分别评述通过对组织样品sa中包含的待检测的靶物质ts进行染色来进行诊断的情况以及通过将荧光分配给待检测的靶物质来进行诊断的情况。然而,每种诊断方法不一定独立地执行,并且两种诊断方法也可在单个诊断过程中一起实施。换句话说,本文公开的诊断方法不一定彼此独立或作为单独的过程实施。例如,可通过单个过程获得同一组织样品sa的明视场图像和荧光图像。当在单个诊断过程中使用多种诊断方法时,根据诊断方法获取的信息可不同。

4.2.1染色诊断的实施-获取明场图像

染色可用于观察组织样品sa。由于构成组织的大多数元素不显示颜色,可通过对组织样品sa进行染色以使得组织的组分可区分并且易于观察来进行诊断。

除了使用显示颜色的物质来染色靶物质ts以使所述靶物质ts显示颜色之外,本文的染色还包括使用能够产生沉淀并使颜色标记定位于所述靶物质ts中的标记。具体地,组织的染色可使用活体染色,使用选择性溶解的染色,使用化学显色反应的染色,使用金属渗透技术的染色,使用染色试剂的染色等来进行。

下面将对通过染色组织样品sa的一部分来进行组织诊断的方法的一些实施方式进行描述。

根据本申请进行组织诊断可包括:将组织样品sa放置于反应区域中;通过使用贴片pa将染色物质提供至所述组织样品sa;以及获取位于所述反应区域中的所述组织样品sa的明视场图像。

将组织样品sa放置于反应区域中可包括将所述组织样品sa放置于板pl上。将组织样品sa放置于反应区域中可包括将所述组织样品sa固定于所述反应区域或所述板pl上。可通过使组织样品sa干燥来进行组织样品sa的固定。

将染色物质提供至组织样品sa可包括提供用于确定构成实施组织样品sa的细胞的形态的染色物质。贴片pa可包含用于确定构成组织样品sa的细胞的形态的染色物质,并将所述染色物质提供至所述样品sa或所述反应区域。

用于确定构成组织样品sa的细胞的形态的染色物质可为离子染色物质。换句话说,所述染色物质可表现出酸性并将颜色分配至显示碱性的组织样品sa的部分。或者,染色物质可表现出碱性并将颜色分配至呈现酸性的组织样品sa的部分。

用于确定构成组织样品sa的细胞的形态的染色物质可为免疫染色物质。所述染色物质可包括通过抗原-抗体反应特异性结合靶蛋白的抗体。与靶蛋白特异性结合的抗体可指示靶蛋白分布的区域。因此,通过对靶蛋白分布的区域进行分析,可进行对组织样品sa的形态学分析。

将染色物质提供至组织样品sa可包括提供用于标记靶蛋白的染色物质。贴片pa可包含用于标记靶蛋白的染色物质,并将染色物质提供至样品sa或反应区域。

用于标记靶蛋白的染色物质可为使用抗原-抗体反应的染色物质。换句话说,靶蛋白可为与特定疾病相关的抗原,并且提供染色物质可包括提供抗体和底物su,所述抗体特异性结合抗原并且其上连接有酶,所述底物su被酶催化并产生呈现颜色的沉淀。

用于标记靶蛋白的染色物质可在靶蛋白所在的区域中诱导显色反应。在这种情况下,根据本实施方式的组织诊断可通过以下来进行:进行根据颜色反应的比色测量,并获得关于靶蛋白的存在、靶蛋白的分布等信息。

将染色物质提供至组织样品sa可包括提供用于标记靶碱基序列的染色物质。贴片pa可包含用于标记组织样品sa中包含的dna(或特定碱基序列)的染色物质,并将所述染色物质提供至所述组织样品sa或反应区域。

在这种情况下,待检测的靶碱基序列可为引起待诊断疾病的靶碱基序列。

用于标记靶碱基序列的染色物质可用于通过原位杂交(ish)检测靶碱基序列。用于标记靶序列的染色物质可使用核酸探针来检测靶碱基序列。具体地,用于标记靶碱基序列的染色物质可包括特异性(或互补)结合所述靶碱基序列并产生颜色沉淀物质的探针。使用显色原位杂交(cish),可进行靶碱基序列的检测。

用于检测靶碱基序列的诊断方法可用于确定癌症(例如,乳腺癌)是否已经发展或者人是否感染有人乳头瘤病毒。

染色物质的提供可通过使包含染色物质的贴片pa与反应区域接触(下文中,反应区域被定义为包含样品sa和反应区域的概念)并将所述贴片pa与所述反应区域分离来进行。根据本申请的对组织样品sa进行染色的方法,与其中通过应用大量染色试剂进行组织染色的常规方法相比,染色中需要明显更少量的染色试剂,因此诊断可更经济地进行。

在这种情况下,染色物质的提供可通过使贴片pa与反应区域接触以使所述染色物质变得可移动至所述反应区域来进行,所述染色物质结合至所述反应区域中包含的染色靶物质ts。在这种情况下,当贴片pa与反应区域分离时,未与移动至反应区域的染色物质的染色靶物质ts结合的染色物质可被吸收进所述贴片pa中。

具体地,染色物质的提供可通过以下进行:使贴片pa与反应区域接触,从而使得通过在接触区域附近形成的水膜wf,所述染色物质变得可移动至所述反应区域并结合所述反应区域中包含的染色靶物质ts。在这种情况下,当贴片pa与反应区域分离时,未与移动至反应区域的染色物质的染色靶物质ts结合的染色物质可被捕获至水膜wf中并被吸收进所述贴片pa中。

当使用如上所述的贴片pa提供染色物质时,仅通过将所述贴片pa与反应区域分离,可将未与染色靶物质ts结合的染色物质从所述样品sa中移除。因此,当使用根据本申请的组织诊断方法时,与其中必须使用单独的洗涤液进行洗涤程序以将未与染色靶物质ts特异性结合的物质(即,剩余的染色物质)移除的常规方法相比,可减少消耗的试剂量并且可进行快速诊断。

获取组织样品sa的明视场图像可包括获取其中成为组织诊断基础的靶物质(即,染色靶物质ts)被染色、显色或着色的图像。或者,获取明视场图像可包括获取其中颜色粒子结合至靶物质ts或者颜料沉淀在靶物质ts上的图像。所述明视场图像可为其中作为构成组织样品sa的细胞的形态学分析基础的一些元素被染色或着色的图像。所述明视场图像可为其中组织样品sa中包含的靶蛋白被颜色标记的图像。所述明视场图像可为其中组织样品中包含的dna或靶碱基序列被颜色标记的图像。

组织样品sa的明视场图像的获取可使用明视场显微镜来进行。组织样品sa的明视场图像的获取可使用光学显微镜来进行。明视场图像的获取可包括使光入射在其上放置有组织样品sa的板pl的一个表面上并鉴别入射且穿过所述组织样品sa的光以获取明视场图像。可使用成像模块(例如互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器以及电荷耦合器件(ccd)图像传感器)来执行组织样品sa的明视场图像的获取。明视场图像的获取可包括获取包括组织样品sa的整个区域的单个图像。或者,明视场图像的获取可包括,通过分别对放置在反应区域中的组织样品sa的多个单位区域进行成像来获取多个单位图像,并对多个所获取的单位图像进行组合。

根据本实施方式的组织诊断可进一步包括对所获取的明视场图像进行分析。

对所获取的图像的分析可包括进行形态学分析。

例如,可执行对所获取的图像的分析以确定癌症是否从样品sa发展而来。具体地,从组织样品sa中包含的细胞核的形态来对细胞核的不规则形态的存在进行确定,从组织样品sa中包含的细胞之间的连接状态来对细胞之间的粘附性进行确定,或者对组织样品sa中包含的细胞的排布是否均匀进行确定以确定癌症是否从所述组织样品sa发展出来。然而,确定上述项目仅是示例,并且可应用各种其它形态学方面来对组织样品sa中肿瘤细胞的存在进行确定。

例如,图42示意性地示出了根据本申请的组织诊断的实施方式中的肿瘤细胞和正常细胞。参考图42,正常细胞具有均匀的形态,对于每个细胞而言具有大的细胞质以及一个细胞核,所述细胞核具有一个核仁,并且染色质密集分布在细胞核中。相反,肿瘤细胞具有不规则的形态,对于每个细胞而言具有小的细胞质以及多个细胞核,每个细胞核中可存在多个核仁,并且染色质可能稀疏地分布在细胞核中。使用肿瘤细胞和正常细胞的形态学特征方面的这种差异,可对肿瘤细胞的存在进行确定或者可从组织样品sa的图像获得肿瘤细胞的分布。

对所获取的图像的分析可包括获得待检测物质ts的分布。例如,可获得靶蛋白的分布。换句话说,可获得与待诊断疾病相关的靶抗原的存在或所述抗原在组织样品sa中分布的位置。或者,可获得靶碱基序列的分布。例如,可从组织样品sa获得所述组织样品sa中是否包含与待诊断的疾病相关的靶碱基序列以及所述组织样品sa中所述靶碱基序列的分布。

可通过人工智能执行上述图像分析。换言之,上述从图像检测诊断基础或通过分析图像获取诊断结果可通过机器学习的人工智能来执行。

所获得的图像不仅用于癌症或肿瘤的诊断中,还可用于观察细胞器、预测具有发展可能性的疾病、以及管理过去发展的疾病。

根据本实施方式的组织诊断可包括测量组织样品sa中包含的靶物质ts的量。所述靶物质ts可包括作为诊断基础的物质,例如靶蛋白和靶碱基序列。

可通过测量组织样品sa中的经染色的靶物质ts的量来进行所述靶物质ts的量的测量。

或者,可使用电化学方法进行组织样品sa中包含的靶物质ts的量的测量。换句话说,在测量靶物质ts的量时,在通过使用贴片pa将染色物质提供至组织样品sa或反应区域中,由所述贴片pa提供至所述反应区域的物质的量可根据所述组织样品sa中包含的靶物质ts的量而变化。在这种情况下,组织样品sa中包含的靶物质ts的量的测量可通过测量由于从贴片pa向反应区域提供物质而产生的所述贴片pa或其上放置有所述反应区域的板pl的电特性方面的变化来进行。

然而,靶物质ts的量的获得并不一定独立于上述组织样品sa的图像的获取来进行,并且获取图像以诊断所述样品sa和测量所述样品sa中包含的靶物质ts的量也可同时进行。

4.2.2荧光诊断的实施-荧光图像的获取

根据本申请进行组织诊断可包括将组织样品sa放置于反应区域中,通过使用贴片pa将荧光物质提供至所述组织样品sa,以及获取放置于所述反应区域中的所述组织样品sa的荧光图像。

将组织样品sa放置于反应区域中可包括将所述组织样品sa放置于板pl上。将组织样品sa放置于反应区域中可包括将所述组织样品sa固定于所述反应区域或所述板pl上。组织样品sa的固定可通过将所述组织样品sa干燥来进行。

通过使用贴片pa将荧光物质提供至组织样品sa可包括提供用于确定构成所述组织样品sa的细胞的形态的荧光物质。所述贴片pa可包含用于确定构成组织样品sa的细胞的形态的荧光物质,并将所述荧光物质提供至所述样品sa或反应区域。

用于确定构成组织样品sa的细胞的形态的荧光物质可为免疫荧光物质。所述荧光物质可包括通过抗原-抗体反应特异性结合靶蛋白的抗体。与靶蛋白特异性结合的抗体可指示所述靶蛋白分布的区域。组织样品sa的形态学分析可通过对靶蛋白分布的区域进行分析来进行。

通过使用贴片pa将荧光物质提供至组织样品sa可包括提供用于从所述组织样品sa检测靶蛋白的荧光物质。所述荧光物质可为用于对靶蛋白进行标记的荧光物质。所述贴片pa可包含用于对靶蛋白进行标记的荧光物质,并将所述荧光物质提供至所述样品sa或反应区域。

用于对靶蛋白进行标记的荧光物质可为使用抗原-抗体反应的荧光物质。所述靶蛋白可为与特定疾病相关的抗原。荧光物质的提供可包括提供抗体和底物su,所述抗体特异性结合所述抗原并且其上连接有酶,所述底物su由酶催化并产生显示颜色的沉淀。

用于对靶蛋白进行标记的荧光物质可在所述靶蛋白所在的区域中诱导显色反应。在这种情况下,根据本实施方式的组织诊断可通过以下来进行:根据颜色反应进行比色测量,并获得关于靶蛋白的存在、靶蛋白的分布等的信息。

通过使用贴片pa将荧光物质提供至组织样品sa可包括提供用于从所述组织样品sa检测dna的荧光物质。所述荧光物质可为用于标记组织样品sa中包含的dna或特定遗传序列的荧光物质。所述贴片pa可包含用于标记组织样品sa中包含的dna(或特定碱基序列)的荧光物质,并将所述荧光物质提供至所述组织样品sa或反应区域。

所述荧光物质可为用于标记组织样品sa中包含的dna的物质。所述荧光物质可结合组织样品sa中包含的dna,并且有助于从所述组织样品sa中获得dna的分布(即,细胞核的分布)以及细胞核的形态。所述荧光物质可为4',6-二脒基-2-苯基吲哚(dapi)。

用于对靶碱基序列进行标记的荧光物质可用于通过原位杂交检测所述靶碱基序列。所述用于对靶序列进行标记的荧光物质可使用核酸探针来检测靶碱基序列。具体地,所述用于对靶碱基序列进行标记的荧光物质可包括特异性(或互补)结合所述靶碱基序列并生成颜色沉淀物质的探针。可使用荧光原位杂交(fish)进行靶碱基序列的检测。

将荧光物质提供至反应区域可通过使包含所述荧光物质的贴片pa与所述反应区域接触,然后使所述贴片pa与所述反应区域分离来进行。与通过应用大量荧光染色试剂进行荧光标记的常规方法相比,根据本申请的荧光标记方法需要明显更少量的染色试剂。

在这种情况下,荧光物质的提供可通过以下来进行:使贴片pa与反应区域接触,以使所述荧光物质变得可移动至所述反应区域,并且所述荧光物质结合所述反应区域中包含的标记靶物质ts。在这种情况下,当贴片pa与反应区域分离时,未与移动至所述反应区域的荧光物质的标记靶物质ts结合的所述荧光物质可被吸收到所述贴片pa中。

具体地,荧光物质的提供可通过以下来进行:使贴片pa与反应区域接触,从而使得通过在接触区域附近形成的水膜wf,所述荧光物质变得可移动至所述反应区域,并与所述反应区域中包含的标记靶物质ts结合。在这种情况下,当贴片pa与反应区域分离时,未与移动至所述反应区域的荧光物质的标记靶物质ts结合的所述荧光物质可被捕获在水膜wf中并被吸收进所述贴片pa中。

将荧光标记至样品sa的常规方法基本上都需要倒入单独的洗涤液来冲洗所述样品sa以将未与标记靶物质ts结合的荧光物质从所述样品sa中移除的工序。相反,当如本申请中所述使用贴片pa提供荧光物质时,仅通过将所述贴片pa与反应区域分离,可将未与标记靶物质ts结合的荧光物质从所述样品sa中移除。因此,与常规方法相比,可通过更经济和方便的程序将荧光标记到组织样品sa上。

获取组织样品sa的荧光图像可包括获取其中作为组织诊断的基础的靶物质ts被荧光标记的图像。所述荧光图像可为其中作为构成组织样品sa的细胞的形态学分析基础的一些元素被荧光标记的图像。所述荧光图像可为其中包含在组织样品sa中的靶蛋白被荧光标记的图像。所述荧光图像可为其中包含在组织样品sa中的dna或靶碱基序列被荧光标记的图像。

可使用荧光显微镜进行组织样品sa的荧光图像的获取。获取荧光图像可包括使特定波段中的光入射到反应区域或组织样品sa上,并对从所述反应区域或所述组织样品sa发射的特定波段的光进行检测,从而获取所述荧光图像。在这种情况下,可使用仅允许合适波段的光通过的滤光器。荧光的检测可通过以下方法来进行:在所述方法中,使光入射到板pl上,并对从所述板pl发射的荧光进行测量。

组织样品sa的荧光图像的获取可使用成像模块(例如cmos图像传感器以及ccd图像传感器)来进行。所述荧光图像的获取可包括获取包括组织样品sa的整个区域的单个图像,或者获取关于每个单位区域的多个单位图像并将多个所获取的单位图像组合。

在荧光测量中,优选地,当测量荧光时,可使用不透明的黑色板或不透明的白色板作为板pl。

根据本实施方式的组织诊断可进一步包括对所获取的荧光图像进行分析。

所获取的图像的分析可包括进行形态学分析。

例如,可进行所获取的图像的分析以确定癌症是否从样品sa中发展而来。具体地,由组织样品sa中包含的细胞核的形态对不规则形态的细胞核的存在进行确定,由组织样品sa中包含的细胞之间的连接状态对细胞之间的粘附性进行确定,或者对组织样品sa中包含的细胞的排布是否均匀进行确定以确定癌症是否从所述组织样品sa中发展而来。然而,确定上述项目仅是示例,并且可应用各种其它形态学方面来对组织样品sa中肿瘤细胞的存在进行确定。

肿瘤细胞的存在的确定可类似于上述染色诊断的实施方式中参考图42所描述的。换句话说,如图42所示,使用正常细胞和肿瘤细胞在细胞质、细胞核、染色质等方面的特征之间的差异,可对肿瘤细胞的存在进行确定或者可从组织样品sa的图像获得肿瘤细胞的分布。

所获得的图像的分析可包括获得待检测的靶物质ts的分布。例如,可获得靶蛋白的分布。换句话说,可获得与待诊断的疾病相关的靶抗原的存在或所述抗原在组织样品sa中分布的位置。或者,可获得靶碱基序列的分布。例如,可从组织样品sa获得所述组织样品sa中是否包含与待诊断的疾病相关的靶碱基序列以及在所述组织样品sa中所述靶碱基序列的分布。

上述图像分析可通过人工智能进行。换句话说,可通过机器学习的人工智能,进行上述从图像检测诊断基础或通过分析图像获取诊断结果。

所获取的图像不仅用于癌症或肿瘤的诊断,还可用于观察细胞器、预测具有发展可能性的疾病、以及管理过去发展的疾病。

根据本实施方式的组织诊断可包括测量组织样品sa中包含的靶物质ts的量。所述靶物质ts可包括作为诊断基础的物质,例如靶蛋白和靶碱基序列。

可通过测量根据靶物质ts的量产生的荧光的量进行所述靶物质ts的量的测量。或者,可使用电化学方法进行组织样品sa中包含的靶物质ts的量的测量。换句话说,在测量靶物质ts的量时,在通过使用贴片pa将染色物质或荧光物质提供至组织样品sa或反应区域中,从贴片pa提供至反应区域的物质的量可根据所述组织样品sa中包含的靶物质ts的量而变化。在这种情况下,可通过测量由于从贴片pa向反应区域提供物质而产生的所述贴片pa或其上放置有反应区域的板pl的电特性的变化进行组织样品sa中包含的靶物质ts的量的测量。

然而,组织样品sa中包含的靶物质ts的量的测量不一定独立于上述荧光图像的获取来实施,并且获取图像以诊断样品sa和测量样品sa中包含的靶物质ts的量也可同时进行。

4.2.3多个靶标的图像获取

在下文中,将参考图39-图41对用于检测多个靶物质ts的组织诊断方法进行描述。

参考图39,根据本申请的实施方式的组织诊断方法的用于检测多个靶物质ts的组织诊断方法可包括:将组织样品sa放置于反应区域中(s20);将第一荧光物质提供至所述组织样品sa(s30);以及将第二荧光物质提供至所述组织样品sa(s40)。

将组织样品sa放置于反应区域中(s20)可按照上述实施方式中的情况类似地进行。

将第一荧光物质提供至组织样品sa(s30)可使用包含用于特异性标记第一靶物质的第一荧光标记物质的贴片pa进行。

将第二荧光物质提供至组织样品sa(s40)可使用包含用于特异性标记第二靶物质的第二荧光标记物质的贴片pa进行。

参考图40,根据本实施方式的用于检测多个靶物质ts的组织诊断方法可进一步包括对第一靶物质ts和第二靶物质ts进行检测(s50)。检测第一靶物质ts和第二靶物质ts(s50)可在将第二荧光标记物质提供至组织样品sa之后进行。

在这种情况下,对从第一荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段和对从第二荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段可彼此不同,并且检测第一靶物质ts和第二靶物质ts(s50)可包括对组织样品sa中包含的所述第一靶物质ts和所述第二靶物质ts进行检测(s50)。

参考图41,根据本实施方式的用于检测多个靶物质ts的组织诊断方法可包括:将组织样品sa放置于反应区域中(s20);将第一荧光物质提供至所述组织样品sa(s30);对第一靶物质ts进行检测(s51);将第二荧光物质提供至所述组织样品sa(s40);以及对第二靶物质ts进行检测(s53)。

将组织样品sa放置于反应区域中(s20),将第一荧光物质提供至所述组织样品sa(s30),以及将第二荧光物质提供至所述组织样品sa(s40)可按照上述实施方式中的那样类似地进行。

检测第一靶物质ts(s51)可在将第一荧光标记物质提供至组织样品sa之后进行,并且可包括通过检测从所述第一荧光标记物质发射的荧光来检测所述组织样品sa中包含的所述第一靶物质ts。

检测第二靶物质ts(s53)可在将第二荧光标记物质提供至组织样品sa之后进行,并且可包括通过检测从所述第二荧光标记物质发射的荧光来检测所述组织样品sa中包含的所述第二靶物质ts。

在这种情况下,对从第一荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段和对从第二荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段可至少部分地彼此重叠,并且从所述第二荧光标记物质发射的荧光的检测可通过以下来进行:比较在将所述第二荧光标记物质提供至组织样品sa之后从所述组织样品sa检测到的荧光与在将所述第二荧光标记物质提供至所述组织样品sa之前从所述组织样品sa检测到的荧光。

根据本申请的组织诊断可用于检测多个靶标。可使用多个贴片pa进行用于检测多个靶标的组织诊断方法。

待检测的靶标可指成为组织诊断基础的靶物质ts。例如,靶标可指组织样品sa中包含的dna、特定碱基序列、特定蛋白质、细胞成分等。在组织诊断中,可通过单个过程检测多个靶标。所述单个过程可指使用单个板pl。所述单个过程可指使用单个样品sa。

在根据本申请的组织诊断中,可从获取单个明视场图像的过程中对多个靶标进行检测。换句话说,根据本申请的组织诊断,可从单个明视场图像对多个靶标进行检测。在这种情况下,单个图像可指放置于板pl上的组织样品sa的整个区域的图像,或者通过组合分别针对所述板pl中所包含的多个单位区域所获取的多个单位图像所形成的图像。

可在明视场图像中以不同颜色显示多个靶标。例如,组织样品sa中包含的细胞核可以蓝色显示,并且细胞质可以红色显示。

在根据本申请的组织诊断中,可通过获取单个荧光图像的过程对多个靶标进行检测。可从单个荧光图像检测多个靶标。可从在单个过程中所获取的多个荧光图像检测多个靶标。可将由相似波段来检测的荧光标记至多个靶标。

可将由不同波段检测的荧光标记至多个靶标。例如,组织样品sa中包含的细胞核可用蓝色荧光显示,并且微管可用绿色荧光显示。

在本实施方式中,多个靶标可为多个靶蛋白。换句话说,根据本申请的实施方式,可通过获取单个荧光图像的过程对多个靶蛋白进行检测。

作为根据本申请的用于检测多个靶标的组织诊断的实例,下面将对其中使用免疫学方法检测多个靶蛋白的组织诊断进行描述。

作为根据本申请的组织诊断的实例,用于检测多个靶蛋白的组织诊断方法可包括:将样品sa固定于板pl上;将特异性结合所述多个靶蛋白的多种类型的荧光标记物质提供至所述板pl;以及对所述多个靶蛋白进行检测。在本实施方式中,所述荧光标记物质可指连接有荧光标记的抗体。所述荧光标记物质可指连接有酶的抗体,所述酶与底物su反应并产生荧光。

将样品sa固定于板pl上可类似于上述实施方式中的情况。

向板pl提供与多个靶蛋白特异性结合的多种类型的荧光标记物质可包括提供第一荧光标记物质和第二荧光标记物质。换句话说,所述多个靶蛋白可包括第一靶蛋白以及第二靶蛋白,所述多种类型的荧光标记物质可包括特异性结合所述第一靶蛋白的第一荧光标记物质以及特异性结合所述第二靶蛋白的第二荧光标记物质。在这种情况下,对从所述第一荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段和对从所述第二荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段可彼此不同。

多个靶标的检测可包括获取显示每个靶标在组织样品sa中分布的区域的图像。或者,多个靶标的检测可包括测量组织样品sa中包含的多个靶标的量。

多个靶蛋白的检测可包括获取组织样品sa的荧光图像。多个靶蛋白的检测可包括对多个靶蛋白进行定量分析。

可使用多个贴片pa进行上述检测多个靶蛋白的方法。例如,所述多个贴片pa可包括包含第一荧光标记物质的第一贴片pa和包含第二荧光标记物质的第二贴片pa。

具体地,使用多个贴片pa检测靶标的方法可包括:将样品sa固定于板pl上;通过使用包含第一荧光标记物质的第一贴片pa将与第一靶蛋白特异性反应的第一荧光标记物质提供至所述板pl;以及通过使用包含第二荧光标记物质的第二贴片pa将与第二靶蛋白特异性反应的第二荧光标记物质提供至所述板pl。对标记所述第一荧光标记物质的荧光进行检测的波段和对标记所述第二荧光标记物质的荧光进行检测的波段可彼此不同。

根据一个实施方式,使用多个贴片pa检测靶标的方法可包括:在将第一荧光标记物质提供至板pl之后或者在将第二荧光标记物质提供至板pl之前,对组织样品sa中包含的第一靶蛋白进行检测。此外,使用多个贴片pa检测靶标的方法可包括:在将第二荧光标记物质提供至板pl之后,对组织样品sa中包含的第二靶蛋白进行检测。换句话说,当将第一荧光标记物质提供至所述板pl时可对第一靶蛋白进行检测,当将第二荧光标记物质提供至所述板pl时可对第二靶蛋白进行检测。

根据另一实施方案,使用多个贴片pa检测靶标的方法可进一步包括:在将第二荧光标记物质提供至板pl之后,对组织样品sa中包含的第一靶蛋白和第二靶蛋白进行检测。换句话说,可在将第一荧光标记物质和第二荧光标记物质提供至板pl之后对第一靶蛋白和第二靶蛋白进行检测。

当如本实施方式中所述使用多个贴片pa检测多个靶蛋白时,对标记第一靶蛋白的荧光进行检测的波段和对标记第二靶蛋白的荧光进行检测的波段可彼此相似。在这种情况下,在将第一荧光标记物质提供至板pl时对第一靶蛋白进行检测,以及在将第二荧光标记物质提供至所述板pl时对第二靶蛋白进行检测时,可通过比较检测第一靶蛋白时所获取的荧光与为了检测第二靶蛋白所获得的荧光来进行第二靶蛋白的检测。

图43和图44示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实例的检测多个靶物质ts的方法的一部分。参见图43和图44,当期望检测组织样品sa中包含的第一靶物质ts1和第二靶物质ts2时,可使用根据本申请的组织诊断方法。下面将参考图41给出描述。

本申请的组织诊断方法可包括:将样品sa放置于反应区域中(s20);将第一荧光标记物质提供至所述组织样品sa(s30);以及对第一靶物质ts1进行检测(s51)(参见图43)。此外,在检测第一靶物质ts1(s51)之后,本申请的组织诊断方法可包括:将第二荧光标记物质提供至所述组织样品sa(s40),以及对第二靶物质ts2进行检测(s53)(参见图44)。在本实施方式中,当从第一靶物质ts(由第一荧光标记物质进行荧光标记)所发射的第一荧光的波段与从第二靶物质ts(由第二荧光标记物质进行荧光标记)所发射的第二荧光的波段重叠时,在检测第二靶物质ts2(s53)期间,由于标记至第一靶物质ts1的荧光,可能难以区分第二靶物质ts2和第一靶物质ts1。在这种情况下,第二靶物质ts的检测可通过以下来进行:比较在将第二荧光标记物质提供至组织样品sa之后从所述组织样品sa中检测的荧光与在将所述第二荧光标记物质提供至所述组织样品sa之前从所述组织样品sa中检测的荧光。例如,如图43和图44中所示,在检测第二靶物质ts2时将第一靶物质ts1与第二靶物质ts2一起检测时,可通过比较在将第二荧光标记物质提供至板pl之前和之后所检测的荧光标记对所述第二靶物质ts2进行检测。如上所述,通过检测第一靶物质ts1和第二靶物质ts2中的每一个,可获得每个靶物质ts在组织样品sa中分布的位置以及所述组织样品sa中包含的每个靶物质ts的量。

图45至图47示意性地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的另一实例的检测多个靶物质ts的方法的一部分。参考图45至图47,当期望检测组织样品sa中包含的第三靶物质ts3和第四靶物质ts4时,可使用根据本申请的组织诊断方法。下面将参考图41给出描述。

本申请的组织诊断方法可包括:将样品sa放置于反应区域中(s20);将第一荧光标记物质fl1提供至所述组织样品sa(s30);以及对第三靶物质ts3进行检测(s51)(参见图45)。此外,在检测所述第三靶物质ts3(s51)之后,本申请的组织诊断方法可包括:将第二荧光标记物质fl2提供至所述组织样品sa(s40),以及对第四靶物质ts4进行检测(s53)(参见图46)。在本实施方式中,当从第三靶物质ts3(由第一荧光标记物质fl1进行荧光标记)所发射的第一荧光的波段与从第四靶物质ts4(由第二荧光标记物质fl2进行荧光标记)所发射的第二荧光的波段重叠时,在检测所述第四靶物质ts4(s53)期间,由于标记至所述第三靶物质ts3的荧光,可能难以鉴别所述第四靶物质ts4。在这种情况下,所述第四靶物质ts4的检测可通过以下来进行:比较在将所述第二荧光标记物质fl2提供至所述组织样品sa之后从所述组织样品sa中检测的荧光与在将所述第二荧光标记物质fl2提供至所述组织样品sa之前从所述组织样品sa中检测的荧光。例如,如在图45和图46中所述,在检测所述第四靶物质ts4时将所述第三靶物质ts3与所述第四靶物质ts4一起检测时,可通过比较将所述第二荧光标记物质fl2提供至板pl之前和之后检测到的荧光标记对所述第四靶物质ts4进行检测(参见图47)。如上所述,通过检测所述第三靶物质ts3和所述第四靶物质ts4中的每一个,可获得每个靶物质ts在组织样品sa中分布的位置以及所述组织样品sa中包含的每个靶物质ts的量。

检测多个靶物质ts的组织诊断方法不仅可适用于如上述实施方式中所述使用荧光标记的情况。检测多个靶物质ts的组织诊断方法可广泛应用于特异性鉴别不同靶物质ts的鉴别标记是相同类型的标记的情况。换句话说,本申请的检测多个靶物质ts的方法可应用于与第一靶物质ts特异性反应的第一标记和与第二靶物质ts特异性反应的第二标记产生相似的信号的各种情况。

4.3用于组织诊断的贴片

下面将对可用于根据本实施方式的免疫分析的贴片pa的实施方式进行描述。每个贴片pa将被描述为包含数个组分,并且每个组分可被理解为上述的基础物质或添加物质。然而,下面描述的能够被包含在各个贴片pa中的组分可能不是包含在各个贴片pa中的所有组分,并且各个贴片pa还可包含其它未指定的组分。

根据本申请的实施方式,贴片pa可包含用于结合组织样品sa中包含的靶物质ts的标记物质以及具有形成微腔的网状结构的网状结构体,在所述微腔中包含标记物质,并且所述网状结构体被配置成与所述组织样品sa接触并将所述标记物质提供至靶物质ts所在的反应区域。所述标记物质可为荧光标记物质或颜色标记物质(例如,染色物质)。

当使用贴片进行组织诊断时,在组织样品上应用大量试剂以染色组织或标记传统活组织检查方法中的组织的一些物质,可仅通过将包含试剂的贴片与组织接触并将所述贴片与其分离来进行,并且以这种方式可节省试剂的量。

如上所述,当使用贴片提供试剂时,除了能够经济地进行诊断之外,还可将未与靶物质结合的试剂容易地从组织中移除,并且可显著改善诊断的准确性。另外,通过对于每次诊断应用不同贴片的方法,还预期有防止交叉污染的效果。由于与液体样本相比,贴片易于保持存,其可更容易地防止样本暴露于有害物质。

4.3.1染色贴片(苏木精和伊红(h&e)贴片)

下面将对染色贴片pa进行描述,所述染色贴片pa以各种颜色和强度对组织样品sa的部分进行染色以便于观察所述部分。所述贴片可包含染色物质并将所述染色物质提供至组织样品。所述染色物质可为颜色标记物质。

染色贴片pa中含有的染色物质可为包含在贴片pa中的添加物质。所述贴片pa可包含含有染色物质的溶液。此外,除了染色物质之外,所述贴片pa还可包含允许所述染色物质容易地结合至待染色的物体上的单独的基础物质或添加物质。

根据本申请的贴片pa可包含显示酸性或碱性的染色物质。所述显示酸性或碱性的染色物质可选择性地结合组织样品sa中存在的电离部分,从而使该部分显示颜色。

例如,对于根据本申请的贴片pa,可使用通过使用苏木精和伊红染色组织样品sa的方法。使用苏木精和伊红的组织染色是一种广泛用于观察组织的染色方法。例如,为了诊断癌症,可使用苏木精和伊红对通过预处理提供的组织切片进行染色,并且可观察所述组织切片的形态以确定癌症是否发展。

根据本申请的实施方式的贴片pa可包含用于染色组织样品sa中所包含的细胞核的染色物质。所述贴片pa可包含苏木精并将苏木精提供至组织样品sa。苏木精是与嗜碱性(即酸性或阴离子)物质结合以将所述嗜碱性物质染成蓝色的碱性物质,并且可将嗜碱性dna(或包含它的细胞核)染成深蓝色或紫色。然而,实施方式不限于此,并且根据本实施方式的用于染色细胞核的贴片pa还可包含亚甲基蓝、甲苯胺蓝等,并将其提供至样品sa。

根据另一实施方式的贴片pa可包含用于染色组织样品sa中所包含的细胞质的染色物质。所述贴片pa可包含伊红并将伊红提供至组织样品sa。伊红可结合嗜酸性(即碱性或阳离子)物质,以将所述嗜酸性物质染成微红。因此,伊红可将显示碱性的蛋白质、肌肉细胞等染成红色或粉红色。特别地,大多数细胞质是碱性的,即嗜酸性的。然而,用于染色细胞质的贴片pa可包含酸性品红、橙g等来代替伊红。

根据又一实施方式的贴片pa还可包含显示中性的染色物质。例如,所述贴片pa可包含同时具有显示阳性的部分和显示阴性的部分的染色物质。在这种情况下,可将组织样品sa的显示阳性的部分和显示阴性的部分染色,从而呈现不同的颜色。

4.3.2抗体贴片

下面将对用于免疫组织诊断的抗体贴片pa进行描述。

抗体可为包含在贴片pa中的添加物质。所述贴片pa可包含含有抗体的溶液。此外,除了抗体之外,所述贴片pa可包含允许所述抗体容易地特异性结合的的基础物质或添加物质。

用于本申请的免疫组织诊断的抗体可为:1)具有特异性结合靶蛋白的特性并具有连接于其上的鉴别标记的抗体;或2)具有特异性结合靶蛋白的特性的一抗和具有特异性结合所述一抗的特性且具有连接于其上的鉴别标记的二抗。

4.3.2.1免疫染色贴片

根据本申请的贴片pa可包含有助于通过抗原-抗体反应观察组织样品sa的部分的免疫染色物质。所述贴片pa可包含免疫染色物质,并将所述免疫染色物质提供至反应区域或组织样品sa。根据本申请的组织诊断可包括通过使用免疫染色贴片pa从组织样品sa中获取其中靶蛋白被标记的图像。

免疫染色物质可包括通过抗原-抗体反应特异性结合靶蛋白的抗体。特异性结合靶蛋白的抗体可指示靶蛋白分布的区域。所述抗体可为颜色标记物质。抗体可具有连接于其上的酶。其上连接有酶的抗体可催化底物su的化学反应。由化学反应产生的产物pd可对靶蛋白进行颜色标记。

靶蛋白可为与特定疾病相关的抗原,并且染色物质的提供可包括提供抗体和底物su,所述抗体特异性结合抗原并在其上连接有酶,所述底物su被所述酶催化并产生显示颜色的沉淀。免疫染色物质可在靶蛋白所在的区域中诱导显色反应。换句话说,包含免疫染色物质的贴片pa可在靶蛋白所处的区域中产生显示颜色的沉淀,或者在该区域中诱导颜色反应以使该区域染色。

4.3.2.2免疫荧光贴片/免疫化学荧光贴片

根据本申请的贴片pa可包含允许通过抗原-抗体反应从靶蛋白检测荧光的荧光标记物质,并且将所述荧光标记物质提供至组织样品sa。根据本申请的组织诊断可包括通过使用包含荧光标记物质的贴片pa从组织样品sa获取其中靶蛋白被荧光标记的图像。或者,组织诊断可包括从组织样品sa测量标记靶蛋白的荧光的量。

荧光标记物质可包括连接有荧光标记的抗体作为特异性结合靶蛋白的抗体。连接有荧光标记的抗体可特异性结合待检测的靶蛋白。荧光标记物质可包括连接有酶(所述酶通过底物su的反应发射荧光)的抗体作为特异性结合靶蛋白的抗体。

在这种情况下,在本实施方式中,对于荧光发射,可提供包含底物su的底物贴片,所述底物su用于通过由连接于抗体的酶所催化的化学反应形成荧光。

4.3.3ish贴片

下面将对包含探针的ish贴片pa进行描述,所述探针特异性结合靶碱基序列并用于检测所述靶碱基序列。根据本申请的组织诊断可包括通过使用ish贴片pa从组织样品sa获取其中靶碱基序列的分布被标记的图像。

探针可为包含在贴片pa中的添加物质。贴片pa可包含含有所述探针的溶液。此外,除了探针之外,所述贴片pa可包含允许所述探针容易地特异性结合的单独的基础物质或添加物质。

4.3.3.1fish贴片

根据本申请的贴片pa可包含用于标记靶碱基序列的荧光标记物质并将所述荧光标记物质提供至组织样品sa。根据本申请的组织诊断可包括:通过使用包含用于标记靶碱基序列的荧光标记物质的贴片pa,从组织样品sa获取其中所述靶碱基序列被荧光标记的图像。或者,组织诊断可包括从组织样品sa测量标记至靶碱基序列的荧光的量。

根据本实施方式的荧光标记物质可为特异性结合靶碱基序列的探针。所述荧光标记物质可包括连接有荧光标记的探针作为所述特异性结合靶碱基序列的探针。所述荧光标记物质可包括连接有酶的探针作为特异性结合靶碱基序列的探针,所述酶用于通过底物su的反应发射荧光。

在这种情况下,在本实施方式中,对于荧光发射,可分别提供包含底物su的底物su贴片pa,所述底物su用于通过由连接于探针的酶所催化的化学反应形成荧光。

4.3.3.2cish贴片

根据本申请的贴片pa可包含用于标记靶碱基序列的染色物质,并将所述染色物质提供至组织样品sa。根据本申请的组织诊断可包括:通过使用包含用于标记靶碱基序列的染色物质的贴片pa,从组织样品sa获取其中靶碱基序列被标记的图像。

根据本实施方式的染色物质可包括特异性结合靶碱基序列的探针。所述染色物质可包括连接有有色物质的探针作为所述特异性结合靶碱基序列的探针。

4.3.4dapi染色贴片

根据本申请的贴片pa可包含用于标记dna的荧光标记物质,并将所述荧光标记物质提供至组织样品sa。根据本申请的组织诊断可包括:通过使用包含用于标记dna的荧光标记物质的贴片pa获得组织样品sa中所包含的dna的形态和分布。

根据本实施方式的荧光标记物质可包括渗入dna中的dapi试剂。所述贴片pa可将包含dapi的荧光标记物质提供至组织样品sa,并且可通过检测蓝色荧光获得提供有dapi的组织样品sa中所包含的dna的分布。因此,可通过检测蓝色荧光获得组织样品sa中所包含的细胞核的分布或形态。

通过dapi鉴定细胞核可单独用于或者与其它技术一起用于观察组织样品sa。例如,当期望观察内皮组织时,除了包含dapi的贴片pa之外,可将包含异硫氰酸盐衍生物(tritc)(以红色荧光标记微纤维)、异硫氰酸荧光素(fitc)(以绿色荧光标记微管)等的单独的贴片pa用于标记组织样品sa中所包含的多个部分并观察该部分。

dapi可为贴片pa中包含的添加物质。除了dapi之外,所述贴片pa可包含允许dapi容易地渗入dna的单独的基础物质或添加物质。

由于dapi试剂包含在根据本申请的贴片中并被提供至组织,可仅将染色细胞核所需的最佳量的试剂提供至反应区域,并且可仅通过将所述贴片与所述组织分离使未与细胞核结合的剩余的dapi被重新吸收到所述贴片中。这可允许荧光处理得以更方便和迅速地进行。

4.3.5缓冲剂贴片

本申请的贴片pa可包含有助于组织诊断的性能的物质,与反应空间接触,并为所述反应空间或组织样品sa提供预定环境。

根据本申请的实施方式的贴片pa可包含允许染色物质容易地与染色靶物质ts结合的缓冲溶液,并向所述反应区域提供有助于结合的环境。

例如,根据本申请的实施方式,所述贴片pa可包含ph为7.0的缓冲溶液,并提供适于dapi染色剂与样品sa中包含的dna之间结合的环境。可通过使贴片pa与反应区域接触进行向所述反应区域提供环境。由于dapi染色对光敏感,所述贴片pa可具有遮光功能。

4.3.6洗涤贴片

根据本申请的组织诊断可使用吸收剩余物的洗涤贴片pa来进行。换句话说,根据本实施方式的组织诊断方法可包括通过使洗涤贴片与板pl接触并将所述洗涤贴片与所述板pl分离来吸收剩余物。所述剩余物可包括未与靶蛋白结合的荧光标记物质(例如,抗体)。

洗涤贴片可包含洗涤液。所述洗涤液可包括具有吐温20的磷酸盐缓冲盐水(pbs)或tris缓冲盐水(tbs)。根据待吸收的剩余物,所述洗涤液可作为可溶解剩余物的溶液提供。

根据本实施方式,所述洗涤贴片可允许非特异性地放置于板pl上的剩余的物质被容易地移除。因此,与在施用用于检测特定反应的每种试剂之前和之后基本上需要将大量洗涤液喷射到板pl上以洗掉剩余的物质的工序的传统方法相比,可得出更精确的检测结果。

除了洗涤液,洗涤贴片可包含改善洗涤效率的单独的基础物质或添加物质。

图59-图61简要地示出了作为根据本申请的组织诊断方法的实施方式的使用洗涤贴片pa将剩余物从反应区域移除。在此处,剩余物可指未参与到用于检测靶物质ts的反应中的物质。剩余物可为未参与到用于检测靶物质ts的特定反应中的剩余的物质(例如,剩余的标记物质)。

参考图59-图61,洗涤贴片pa可从板pl吸收剩余物。根据本实施方式,通过使洗涤贴片pa与组织样品sa接触并将所述洗涤贴片pa与所述组织样品sa分离,可将剩余物从反应区域移除。当洗涤贴片pa与组织样品sa接触时,可在接触区域附近形成水膜wf,并且剩余物可以溶于所述水膜wf中。当洗涤贴片pa与组织样品sa分离时,所述水膜wf可随着所述贴片pa移动,并且作为剩余物的抗体ab2可被捕获进所述水膜wf中并被吸收到所述贴片pa中。在这种情况下,与靶蛋白tp结合的抗体ab1可不被吸收到贴片中。

尽管在本实施方式中给出了未与靶蛋白结合的抗体作为剩余物的实例,剩余物不限于此。剩余物可包括未与靶碱基序列结合的探针、未与靶物质ts结合的染色物质等。

通过使用如上所述的洗涤贴片进行反应区域的洗涤,可取代常规组织诊断中使用的洗涤程序。通常,进行洗涤基本上需要在样品上施用大量洗涤液以洗掉剩余物,并且在该程序中消耗大量洗涤液。当使用根据本申请的洗涤贴片代替上述传统方法进行组织的洗涤时,可显著节省使用的洗涤液的量。

4.3.7多个贴片

根据本申请的组织诊断可使用多个贴片pa进行。

使用多个贴片的组织诊断可用于检测多个靶物质。例如,当检测多个靶蛋白时,可使用多个贴片pa。

多个靶蛋白可包括第一靶物质ts和第二靶物质ts,并且多个贴片pa可包括包含第一标记物质的第一贴片pa和包含第二标记物质的第二贴片pa。在这种情况下,所述第一标记物质可特异性结合所述第一靶物质ts并向其提供鉴别标记。所述第二标记物质可特异性结合所述第二靶物质ts并向其提供鉴别标记。在这种情况下,由所述第一标记物质提供的鉴别标记和由所述第二标记物质提供的鉴别标记可彼此不同。

例如,多个靶蛋白可包括第一靶蛋白和第二靶蛋白,并且多个贴片pa可包括包含第一荧光标记物质的第一贴片pa和包含第二荧光标记物质的第二贴片pa。在这种情况下,所述第一荧光标记物质可特异性结合所述第一靶蛋白并发射荧光。所述第二荧光标记物质可特异性结合所述第二靶蛋白并发射荧光。对从第一荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段和对从第二荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段可彼此不同。对从第一荧光标记物质发射的荧光进行检测的波段和对从第二荧光标记物质发射的荧光进行检测的波长带可彼此相似。

通过使用如上所述的多个贴片,可同时检测多个靶物质。在此处,同时检测包括在单个诊断过程中检测多个靶物质以及在同一时间点检测多个靶物质。在这种情况下,使用多个贴片同时检测的多个靶物质可包括蛋白质、碱基序列、细胞组分等的混合物。可组合使用荧光检测、比色检测、放射线检测等作为检测多个靶物质的方法。

4.4组织培养

可使用根据本申请的贴片pa培养组织样品sa。特别地,通过培养组织样品sa,可确定组织样品sa是否为恶性肿瘤。具体而言,可通过观察细胞的生长确定肿瘤的特性。

通过使用根据本申请的贴片pa培养组织样品sa可包括:将样品sa放置于平板pl上;使包含用于培养所述组织样品sa的营养物质的培养贴片与所述样品sa接触;以及获取所述组织样品sa的图像。在这种情况下,可将活体用作放置于板pl上的样品sa。

用于培养组织样品sa的培养贴片可包含组织生长所需的物质。例如,所述培养贴片可包含碳源、能源、氮源、矿物盐、维生素、微量元素、生长因子、缓冲剂以及血清中的一些。

获取组织样品sa的图像可类似于上述实施方式中反应区域、板pl或组织样品sa的图像的获取。

所获取的图像(即所培养的组织样品sa的图像)可用于形态学诊断。例如,可检测肿瘤细胞的形态学特征,并且可对组织样品sa中是否包含肿瘤细胞进行确定。在这种情况下,可对所培养的组织样品sa进行染色,以便于鉴别构成组织样品sa的部分。

4.5组织诊断装置

参考图62,根据本申请的组织诊断装置10可包含控制部100、板支撑部200、贴片控制部300以及靶物质检测部400。组织诊断装置10可通过使用贴片pa从组织样品sa检测靶物质ts,所述贴片pa包含形成微腔的网状结构体并被配置位在所述微腔中包含物质。

控制部100可通过使用贴片进行从组织样品检测靶物质的组织诊断,所述贴片包含形成微腔的网状结构体并被配置位在所述微腔中包含物质。

控制部100可将组织样品放置于反应区域中。控制部可通过使用包含荧光标记物质的贴片将用于特异性标记靶物质的荧光标记物质提供至组织样品。控制部100可从组织样品检测荧光标记的靶物质。控制部100可通过使用贴片将染色物质提供至组织样品,所述贴片包含用于将颜色分配给靶物质的颜色标记物质。控制部100可检测分配有颜色的靶物质。

板支撑部200可支撑其上放置有反应区域的板,并将组织样品sa放置于所述反应区域中。

贴片控制部300可支撑包含用于特异性标记靶物质ts的标记物质的贴片pa,并控制所述贴片pa相对于反应区域的位置,使得所述贴片pa与所述反应区域接触并将所述标记物质提供至所述反应区域。

靶物质检测部400可检测标记物质并检测组织样品sa中包含的靶物质ts。

参考图63,在根据本申请的组织诊断装置10中,靶物质ts检测部400可包含成像模块410和测量模块430。

成像模块410可获取组织样品sa所在的反应区域的图像。测量模块430可测量组织样品sa中包含的靶物质ts的量。

以上描述仅仅是对本公开的技术思想的说明,本公开所属领域的普通技术人员应当能够在不脱离本公开的实质特征的范围内进行各种修改和变化。因此,本公开的上述实施方式也可单独实施或组合实施。

本文中公开的实施方式是用于对本公开的技术思想进行描述,而不是对本公开的技术思想进行限制,并且本公开的技术思想的范围不受这些实施方式的限制。本公开的范围应当基于所附权利要求来进行解释,并且等同范围内的所有技术思想均应该被解释为属于本公开的范围。

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