樣本分析系統及其使用方法技術方案

一種樣本收集裝置，具有樣本容器和具有一個或多個微流體通路的微流體裝置，該系統用于分析生物樣本。該微流體裝置具有樣本入口端口、與該入口端口和反應腔連通的微管道。該反應腔通過另一微管道連接到排氣口。空氣可以通過該微流體通路的排氣口經由樣本容器中的排氣口從該微流體通路中排出。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用 不適用。關于聯邦資助研究或開發的聲明 不適用。背景 I.本文公開并要求保護的專利技術構思的領域 本文公開并要求保護的專利技術構思涉及用于收集和分析患者樣本的系統。特別地，本文公開并要求保護的專利技術構思提供了改進的樣本分析系統和方法，其大大降低了收集和分析患者樣本中牽涉到的勞動量和錯誤可能性。本文公開并要求保護的專利技術構思還涉及包括微流體裝置的樣本分析系統，特別是用于分析生物樣本的那些。 2.本文公開并要求保護的專利技術構思的背景 通過分析取自患者傳染物(infections)、體液或膿腫的液體樣本能夠進行與患者診斷和治療相關的各種類型的分析測試。這些測定通常是使用自動臨床分析儀進行的，在該分析儀上加載包含患者樣本的試管或管形瓶。該分析儀從管形瓶中提取液體樣本并將該樣本與各種試劑在專門的反應容器或試管中混合。通常，在分析之前對該樣本-試劑溶液進行培育或其它方式處理。分析測量通常使用詢問輻射光束進行，它與該樣本-試劑組合相互作用產生濁度、熒光、吸收讀數等。該讀數使得能夠測量終點或比率值，使用公知的校準技術可以由它確定與患者的健康情形相關的分析物量。已知將患者樣本裝在大量不同類型的試管中提供給該分析儀13mm和16mm直徑的試管因為是“小樣本”試管而較為常用，有時也稱作樣本杯，也使用具有不同高度的試管。放置在分析儀上后，從該試管中抽取預設的已知部分的原始樣本并對其進行分析測試。在美國專利第5，687，849,5, 378，433和4，944，942號中可以發現具有用于容納不同類型試管的特征的樣本架；在美國專利第5，985，219號中可以發現用于容納不同類型試管的適配器；以及在美國專利第7，569，190號中描述了微樣本杯架適配器，在此通過引用方式將各文獻的全部內容明確地整體并入本文。關于分析儀器市場，各公司通常提供一組用于不同細分市場的不同儀器。例如，目前的尿液分析儀器市場能夠分成三類一類集中于小型醫生診所；一類集中于較大型的診所/小型醫院；且一類集中于大型醫院和臨床實驗室。用于小型醫生診所、較大型診所/小型醫院和大型醫院及臨床實驗室的示例性的儀器以商品名Clinitek Status ；ClinitekAdvantus和Clinitek Atlas銷售。特別地,為了滿足整個市場的需求,一家公司需要提供兩種到四種不同的儀器，各自都具有自己的生產線、開發階段等。這增加了與該組分析儀器的開發和制造相關的成本。使用常規分析儀器還具有較高的勞動強度。特別地，包括自動機械的常規尿液分析儀器仍然需要大量的手工勞動來操作。在小型和中型規模的儀器上，使用者需要手工勞動來收集尿液、將尿液轉移到試管中、手動測試尿液和將結果制表。在大型自動儀器市場上，醫院仍需要手動收集尿液樣本、將樣本轉移到試管中、標記各試管、儲存樣本用于定期測試和將樣本結果制表。微流體裝置是本領域已知的，且適用于樣本的快速分析，由此避免了將生物樣本送到中心實驗室所固有的延遲。這類設備適于接收非常小的血液、尿液和其它生物樣本的樣本。使該樣本與能夠指示在該樣本中發現的分析物的存在和數量的試劑接觸。已經提出了很多用于在患者附近進行分析的裝置。與使用用于在患者附近的環境中進行測試的干試劑條相比，微流體裝置具有很多優點。通常，這類裝置僅使用較小的樣本體積，通常O. 1-200 μ L0隨著微流體裝置的開發，該樣本變得更小，這是其應用的有利特征。然而，更小的樣本帶來了難題。在微流體裝置中，使小樣本體積，通常約O. 1-20 μ L，與一個或多個池(well)接觸，樣本在其中調制用于隨后的分析或立即反應以指示分析物的存在(或不存在)。由于樣本移入池或腔內用于立即的或隨后的反應，因而液體均勻分布使得池內的所有空氣均被驅除是非常重要的，因為空氣會對液體的移動和分析結果產生不利的影響。而且，還有很多與初始向微流體裝置的樣本引入相關的其它問題。 例如，樣本與微流體裝置壁的相互作用對其性能是至關重要的。樣本必須以所需量移動通過毛細管和腔，且必須與其內的干試劑均勻接觸，同時清除初始填充在裝置內空間的空氣。本專利技術涉及例如解決與這一過程有關的問題。最初，這類裝置的入口端口包含空氣，必須將其驅除。必須在迫使空氣排出，但使樣本留在入口端口中而不是在裝置表面上的條件下放置少量液體，因為表面上的樣本可能會造成不同樣本之間的攜帶和污染。該端口中的空氣可能造成裝料不足，且因此造成分析結果的估計不足。入口端口或入口接收腔中的氣泡可能干擾進一步的液體處理，特別是在使用橫向毛細流動來提供進一步的流動推進力的時候。已經使用的一種解決方案是將入口端口密封到包含樣本液體的移液管上從而該移液管內的柱塞能夠對該入口端口施加壓力。通過從入口端口延伸到第一池的毛細管的流動必須防止在該毛細管中或在進入第一池的入口處形成氣泡。隨著該毛細管進入第一池，所述液體應當隨著通道變寬均勻地分布到該池中。而且，必須控制所述液體的移動使得空氣在該液體前方移動并通過排氣通道驅除。目的是隨著液體樣本對空氣的替代驅使池內的所有空氣經由排氣口排出。如果在池內的所有空氣逸出之前排氣通道被液體堵塞，那么將在池內形成氣泡并降低測試的精確度。雖然可以將樣本立即引入包含試劑的池內，但是作為替代，可以首先將其送往用于限定該樣本量的計量池，隨后將其送往用于樣本調制以隨后與試劑接觸的其它池。重要的是計量池完全充滿液體樣本而非空氣。如果由于氣泡的存在而使該池裝料不足，那么測量就會受到影響，因為可用于分析的液體更少了。如果該池過度填充，那么過量的液體可能進入下游的微流體通路并干擾對正確的樣本體積的處理。因此，可以提供溢流池以容納超過待測定樣本的液體。因為樣本的精確計量需要將池內原有的所有空氣驅除，因此將樣本液引入限定待測定體積的池內所用的方法應當防止截留空氣。特別地，重要的是正確量的樣本流體能夠在微流體裝置內精確地移動。之前的系統常常遇到不能在裝置內弓I起和形成精確的流體流動的問題。由于用于醫療點(POC)測試的診斷系統不斷變得更小型化、更低成本且能夠進行多于一種類型的測試，因此這些問題變得更加重要。在一個實例中，臺式尿液分析儀器必須讀取色譜盒(cassette)中的血液免疫測量以及尿液分析條。不斷增加的醫療成本促使診斷供應商尋找降低遞送高質量臨床信息的成本的工藝改進。降低成本的一種方式是省去該工藝中所用的幾個步驟和組件。血液收集管和尿杯處理在遞送診斷結果的總成本中占據了大量的勞力和材料。例如，可能需要使用者獲取該試管或杯中的樣本，并將其輸送到臨床醫生用試劑測試該樣本的測試點。能實現微型化的技術使得設計者能夠增加給定空間內的測試類型以及降低每個結果的操作成本。例如，之前已經開發了以下四種微型化技術。第一種將μ m流體(微流體)圖案(pattern)模塑到塑料中使得能夠使試劑量微型化并產生更小的和低成本的一次性診斷用具。這些微流體圖案允許液體和干試劑結合以方便地在POC測試環境中產生具有實驗室質量的結果。微流體裝置還減少了昂貴的生化試劑的用量。這是非常重要的，因為生化試劑的使用在親和俘獲中是必不可少的；親和俘獲是使液體通過結合區域以增強生化試劑與所關注分析物的結合 的流體工藝。通過使用標記物如酶標記物來測量分析物的結合量，以進一步放大和產本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.28 US 61/328,7941.用于樣本收集裝置的成套設備，包括 樣本容器，其具有側壁、內部空間、樣本出口和空氣管道；和 微流體裝置，其可附連到該樣本容器且具有至少一個微流體通路，其中當該微流體裝置附連到樣本容器時，該微流體通路與樣本容器的樣本出口和空氣管道流體連通，且該微流體通路具有用于接收來自樣本容器的流體樣本的反應腔。2.權利要求I的成套設備，其中 所述樣本容器包括側壁和具有第一和第二通孔的底部，其中第一通孔形成所述樣本出口 ；且第二通孔與所述空氣管道流體連通，該空氣管道從樣本容器的底部向上延伸使得當得自患者的樣本置入樣本容器中時該空氣管道適于與空氣連通；和 所述反應腔包含至少一個基體，該基體包括用于與流體樣本的組分反應的試劑。3.權利要求2的成套設備，進一步包括覆蓋所述空氣管道的遠端的可移除的密封裝置。4.權利要求2的成套設備，其中所述微流體裝置附連到樣本容器底部的外表面的位置使得該微流體裝置的至少一個微流體通路的入口端口與樣本容器的樣本出口對齊且該微流體裝置的微流體通路的排氣口與樣本容器的排氣口和空氣管道對齊并流體連通。5.權利要求I的成套設備，其中所述微流體裝置的微流體通路包括與所述入口端口和所述反應腔流體連通的樣本腔。6.權利要求I的成套設備，其中所述微流體裝置的流體回路包括與所述反應腔流體連通的用于容納過量的流體樣本的溢流腔。7.權利要求I的成套設備，其中所述微流體裝置包括單一的微流體通路。8.權利要求I的成套設備，其中所述微流體裝置包括多個微流體通路。9.權利要求I的成套設備，其中所述微流體裝置的反應腔包括多個用于與流體樣本反應的試劑基體。10.權利要求I的成套設備，其中所述微流體裝置的反應腔包括多個分開的隔間，各隔間能夠從其中接收一部分流體樣本。11.權利要求I的成套設備，其中所述微流體裝置的反應腔包括置于多孔基體上的試劑。12.權利要求I的成套設備，其中置于多孔基體上的試劑是干試劑。13.權利要求I的成套設備，其中置于多孔基體上的試劑是液體試劑。14.樣本收集裝置，包括形成操作接合的權利要求I的樣本容器和微流體裝置。15.形成樣本收集裝置的方法，其包括 接收權利要求I的成套設備； 將該成套設備的微流體裝置附連到樣本容器上以形成該樣本收集裝置。16.用于分析生物樣本的成套設備，其包括 樣本收集裝置，其包括容器，其限定了適于收集并保持直接來自患者的樣本的收集空間，該容器具有底部；和試劑裝置，其位于臨近該容器底部的位置并與該收集空間連通以接收一部分樣本；和便攜式讀取裝置，其包括(I)計算機可讀介質，其存儲標識患者和樣本中至少一者的代碼；(2)分析儀和(3)信號收發器，該便攜式讀取裝置配置為與樣本收集裝置的容器匹配以將分析儀置于該容器底部之下，其中當便攜式讀取裝置與容器匹配并啟動讀取周期時，所述分析儀分析所述試劑裝置以產生指示對試劑裝置的分析的數據，所述信號收發器輸出所述代碼和指示所述試劑裝置的數據。17.權利要求16的成套設備，其中所述便攜式讀取裝置包括執行器系統，其適于與所述容器通信用于檢測和輸出指示樣本進入所述容器的數據。18.權利要求17的成套設備，進一步包括至少一個處理器，其適于接收指示樣本進入所述容器的數據并自動啟動用于分析所述試劑裝置的讀取周期。19.權利要求16的成套設備，其中所述容器還限定了臨近所述底部的反應腔，所述收集空間與該反應腔具有至少100:1的體積比，所述容器配置為在收集空間和反應腔之間建立流體連通。20.權利要求19的成套設備，其中所述試劑裝置置于所述反應腔內并且在所述容器底部的一部分上延伸，從而可從位于所述容器下方的位置光學讀取。21.用于自動分析借助樣本收集裝置從患者處收集到的樣本的便攜式讀取裝置，該樣本收集裝置具有限定了至少75mL的收集空間的容器和臨近該容器的底部設置的試劑裝置，所述便攜式讀取裝置包括 計算機可讀介質，其用標識患者和樣本中至少一者的代碼初始化； 分析儀，其適于從位于所述容器底部下方的位置分析所述試劑裝置；和 信號收發器，其適于輸出所述代碼和指示對...

【專利技術屬性】
技術研發人員：MJ普吉亞，GP潘比安科，H盧，
申請(專利權)人：西門子醫療保健診斷公司，
類型：
國別省市：