一種裝置，能夠?qū)ρ夯蛘咂渌黧w進(jìn)行散射和多色熒光檢測(cè)、分析和鑒別。測(cè)試樣本輸入到可置換式微流體卡盤（１４），該卡盤又可以插入到手持式或者可植入式微型便攜式血細(xì)胞計(jì)數(shù)器設(shè)備（１０）。該血細(xì)胞計(jì)數(shù)器尤其是能夠應(yīng)用于生物戰(zhàn)戰(zhàn)劑檢測(cè)、血液學(xué)以及其他臨床和研究領(lǐng)域。
Micro flow controller using closed loop regulation
A device capable of scattering and multi-color fluorescence detection, analysis, and identification of blood or other fluids. The test sample is fed to a replaceable microfluidic chuck (14) that can be inserted into a hand-held or implantable micro portable blood cell counter (10). The blood cell counter especially can be used in biological warfare agent detection, hematology and other clinical and research fields.
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】使用閉環(huán)調(diào)節(jié)的微型流量控制器本專利技術(shù)是2002年11月26日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)10/304,773的繼 續(xù)申請(qǐng)，而該在先美國(guó)專利申請(qǐng)又是2000年8月2日提交的美國(guó)專利 申請(qǐng)09/630,924以及美國(guó)專利6,597,438的部分繼續(xù)申請(qǐng)，并且本申請(qǐng) 要求以上在先申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。上述專利文獻(xiàn)在此被結(jié)合作為參考。相關(guān)共同未決申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)涉及Cabuz等人于2000年8月2日提交的、標(biāo)題為"用 于流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)"的共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)序列 號(hào)09/630,927; Cabuz等人于2000年8月2日提交的、標(biāo)題為"便攜 式流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器"的共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/630,924; Cabuz等人于2000年8月2日提交的、標(biāo)題為"用于流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù) 器的流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)"的共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/630，923; Fritz 于2001年6月29日提交的、標(biāo)題為"用于流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器的光學(xué)檢 測(cè)系統(tǒng)"的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/896,230;以及Cabuz等人于1999 年9月23日提交的、標(biāo)題為"用于比例壓力或流量控制的可尋址閥門 陣列"的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/404,560，以上所有專利申請(qǐng)文獻(xiàn)均在 此被結(jié)合作為參考。
技術(shù)介紹
本專利技術(shù)總體上涉及流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器。更具體而言，本專利技術(shù)涉及 檢測(cè)流體中的顯微生物顆粒或成分的光學(xué)特性的便攜式流動(dòng)血細(xì)胞計(jì) 數(shù)器。流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器是一種通過檢測(cè)顆粒或成分的特定光學(xué)特性來 測(cè)定顯微生物顆粒或成分的特定物理和化學(xué)特性的技術(shù)。為此，例如， 利用外包體流體內(nèi)的流動(dòng)學(xué)聚焦方法將顆粒聚焦到單個(gè)存儲(chǔ)器中。然 后通過光束分別輻射到這些顆粒上。每個(gè)顆粒散射光束并且產(chǎn)生散射 測(cè)線。通常通過測(cè)量不同散射角度的光強(qiáng)度來鑒別散射測(cè)線。然后通 過該散射測(cè)線就能夠測(cè)定出每個(gè)顆粒的特定物理和/或化學(xué)特性。當(dāng)前，流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器廣泛應(yīng)用于血液學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、食品科學(xué)、藥理學(xué)、微生物學(xué)、寄生蟲學(xué)以及腫瘤學(xué)。許多市售流動(dòng) 血細(xì)胞計(jì)數(shù)器系統(tǒng)的缺陷在于它們都是比較大工作臺(tái)頂部器械，必須 保持在中心實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中。因此，在遠(yuǎn)程位置或者對(duì)于連續(xù)血液監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合，通常不適合采 用這種流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)通過提供高度微型化的便攜式且可佩戴式血細(xì)胞計(jì)數(shù)器， 其中該血細(xì)胞計(jì)數(shù)器能夠用于遠(yuǎn)程位置，例如在家里或者在現(xiàn)場(chǎng)使 用，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的諸多缺陷。這種流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器通過提 供詳細(xì)人體血液估測(cè)以及顯露統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)，從而有助于改進(jìn)對(duì)病人的醫(yī) 護(hù)水平。通過早期就檢測(cè)到感染，從而能夠更加容易地醫(yī)治該感染。在軍用應(yīng)用領(lǐng)域，本專利技術(shù)的便攜式微型血細(xì)胞計(jì)數(shù)器通過早期檢 測(cè)出因生物戰(zhàn)劑導(dǎo)致的感染，從而有助于拯救生命。人們公知的是， 生物科學(xué)的蓬勃發(fā)展增加了突然受到危險(xiǎn)生物戰(zhàn)劑感染的可能性。由 于能夠容易地制造出這種戰(zhàn)劑，因而恐怖分子、地區(qū)勢(shì)力或發(fā)展中第 三世界國(guó)家使用這種戰(zhàn)劑將產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。在宣布生物戰(zhàn)爭(zhēng)為非法的 國(guó)際公約中缺乏安全保障措施，以及缺乏違背這些公約時(shí)限定的強(qiáng)制 措施，從而非常必要增強(qiáng)生物防御的能力。可以結(jié)合采用預(yù)曝光檢測(cè) 病菌制劑以及后曝光檢測(cè)初始感染情況，從而確保在生物戰(zhàn)爭(zhēng)當(dāng)中有 效進(jìn)行保護(hù)。作為人體自然抵御抗體原的一部分，在感染突發(fā)時(shí)白血球數(shù)目會(huì) 增加。人體內(nèi)有多種白血球，包括嗜中性白血球、淋巴球、單核細(xì)胞、嗜曙紅白血球以及basofils。淋巴球產(chǎn)生抗體，抵御入侵細(xì)菌，并且將 它們標(biāo)注為受嗜中性白血球和巨噬細(xì)胞的破壞。在沒有慢性病(例如 肺結(jié)核或癌癥)的人體中，整個(gè)白血球計(jì)數(shù)中的淋巴球百分比增加表 示受到病毒感染。另一方面，嗜中性白血球的百分比增加表示正在受 到細(xì)菌感染。通過對(duì)嗜中性白血球和淋巴球進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以通過病毒 或細(xì)菌起因之間的差異來發(fā)布清楚無誤的感染警報(bào)。因某些細(xì)菌制劑例如桿菌炭疽引發(fā)的感染的第一臨床癥狀會(huì)在一 至六天之后出現(xiàn)。在99%的情況下，示出因炭疽導(dǎo)致癥狀的病人不會(huì) 得到痊愈，而且很可能會(huì)死亡。然而，如果在第一癥狀出現(xiàn)之前就給予救治，則大多數(shù)病人會(huì)得到成功救治。因此，迫切期望提供一種在 癥狀出現(xiàn)之前就進(jìn)行早期警報(bào)以及對(duì)血液異常情況進(jìn)行潛在治療介入 的醫(yī)療手段。在許多情況下，這種早期警報(bào)以及治療會(huì)大大改進(jìn)許多 病人的治療效果。在本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例中，提供一種便攜式微型血細(xì)胞計(jì)數(shù) 器，用于鑒別和/或計(jì)數(shù)例如血液樣本的流體樣本中的選定顆粒。 一種 示例性微型便攜式血細(xì)胞計(jì)數(shù)器包括用于接收流體樣本的流體接收 器。設(shè)置一個(gè)或以上存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)例如溶解細(xì)胞和外包體流體的支承 流體。對(duì)于許多市售流動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)器系統(tǒng)而言，采用精確流體驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)來提供精確壓力給流體。這種方法的缺陷在于，該精確流體驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及需要大功率。為了避免這些缺陷， 一種示例性實(shí)施例采用非精確流體驅(qū)動(dòng)器， 其受到閉合反饋路徑的控制。該非精確流體驅(qū)動(dòng)器連接到流體接收器 以及多種支承流體存儲(chǔ)器，以及施加單獨(dú)壓力給樣本流體以及支承流 體。為了控制樣本流體和支承流體的速率，將一個(gè)或以上閥門連接到 該流體驅(qū)動(dòng)器。該閥門用于調(diào)節(jié)通過非精確流體驅(qū)動(dòng)器而施加到樣本 流體和支承流體的非精確壓力。為了實(shí)現(xiàn)反饋回路，在流體驅(qū)動(dòng)器的下方設(shè)置流體傳感器，用于 測(cè)量樣本流體和支承流體的流動(dòng)速率。控制器或處理器從流體傳感器 接收信號(hào)，然后調(diào)節(jié)特定閥門，以使得實(shí)現(xiàn)樣本流體和支承流體的期 望流體速率。流體傳感器優(yōu)選為熱力風(fēng)速型流體傳感器。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，手動(dòng)對(duì)該非精確流體驅(qū)動(dòng)器供電。手動(dòng) 供電的流體驅(qū)動(dòng)器例如包括具有止回閥或柱塞的球形體。在任意情況 下，優(yōu)選提供手動(dòng)產(chǎn)生的壓力給第一壓力室。然后設(shè)置第一閥門以可 控釋放第一壓力室中的壓力到第二壓力室。在第二壓力室中設(shè)置第二 閥門以可控排釋第二壓力室中的壓力。當(dāng)下游流體中的液流下降到第 一預(yù)定值以下時(shí)，控制器開啟第一閥門，當(dāng)下游流體中的液流上升到 第二預(yù)定值以上時(shí)，控制器空氣第二閥門。每個(gè)閥門優(yōu)選為靜電激勵(lì) 的微閥門，它們可單獨(dú)尋址以及可單獨(dú)控制。將受控樣本流體和支承流體提供給流體回路。該流體回路執(zhí)行流 動(dòng)聚焦，使得期望顆粒沿外包體流體包圍的中心流落入單個(gè)存儲(chǔ)體 中。 一個(gè)或以上光源或光源結(jié)構(gòu)提供光穿過流體， 一個(gè)或以上測(cè)光器或測(cè)光器結(jié)構(gòu)檢測(cè)流體中顆粒的散射測(cè)線和熒光特性。 一個(gè)結(jié)構(gòu)可以 具有一個(gè)或以上光源和/或一個(gè)或以上測(cè)光器。 一個(gè)結(jié)構(gòu)可以包括單個(gè) 光學(xué)裝置或元件或者這種光學(xué)裝置或元件陣列。處理模塊采用來自測(cè) 光器的輸出信號(hào)來鑒別和/或計(jì)數(shù)中心流體中的選定顆粒。微型便攜式血細(xì)胞計(jì)數(shù)器設(shè)置在外殼中，該外殼足夠小以便使用 者可以舒適地"佩戴，，該血細(xì)胞計(jì)數(shù)器。在本專利技術(shù)的一個(gè)示例性實(shí)施 例中，外殼的尺寸類似于腕表。該可佩戴式外殼包括例如基座、蓋體 以及連接固定基座到蓋體的鉸鏈。非精確流體驅(qū)動(dòng)器和調(diào)節(jié)閥門可以 集成到蓋體中，而流體存儲(chǔ)器、流體傳感器和流體回路可以集成到插 入到外殼中的可拆卸式卡盤中。優(yōu)選的，流體回路稀釋血液樣本，執(zhí) 行紅細(xì)胞溶解細(xì)胞，以及執(zhí)行流動(dòng)聚焦以便形成流動(dòng)流體和中心流 體。光源優(yōu)選設(shè)置在基座或蓋體中，并且和可拆卸式卡盤的流動(dòng)流體 對(duì)齊。測(cè)光器優(yōu)選設(shè)置成和光源大體相對(duì)。處理器和電池設(shè)置在外殼 的基座或者蓋體中。光源可以包括一個(gè)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于從非精確壓力源提供受控流動(dòng)流體的方法，包括： 利用非精確壓力源提供壓力到壓力室，該壓力室中的壓力使得流動(dòng)流體產(chǎn)生速率； 檢測(cè)流動(dòng)流體的速率；以及 響應(yīng)于檢測(cè)到的流動(dòng)流體的速率調(diào)節(jié)壓力室中的壓力，從而控制流動(dòng)流體的速率。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C卡布茨，DJ朱克，C尤根，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：霍尼韋爾國(guó)際公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：US[美國(guó)]
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