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表面处理

阅读：987发布：2020-05-13

专利汇可以提供表面处理专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且处理具有毛细通道的部件的方法，尤其是用于涉及毛细流动的测试的样品测试设备，包括让处理流体通过该通道，从而在通道的内表面上留下表面涂层。，下面是表面处理专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种处理具有毛细通道的部件的方法，包括让处理流体通过该通道，从而在通道的内表面上留下表面涂层。
2.根据权利要求1的方法，其中表面涂层改善样品通过已处理通道的流动。
3.根据权利要求1的方法，在用流体处理之后还包括干燥步骤。
4.根据权利要求1或者2的方法，其中通道被密封，优选地用覆盖元件密封。
5.根据权利要求1到4中任一项的方法，其中通过施加真空于通道的下游开口，使处理流体通过该通道。
6.根据上述权利要求中任一项的方法，其中处理流体是液体。
7.根据上述权利要求中任一项的方法，其中未处理的毛细通道的内表面具有疏水性。
8.根据上述权利要求中任一项的方法，其中处理流体包括表面活性剂。
9.根据权利要求8的方法，其中处理流体包括聚山梨醇酯。
10.根据权利要求9的方法，其中处理流体包括聚氧乙烯山梨聚糖材料。
11.根据权利要求1到3中任一项的方法，其中处理流体包括化验试剂，优选地包括凝集试剂。
12.根据上述权利要求中任一项的方法，其中所述部件包括样品测试设备。
13.根据上述权利要求中任一项的方法，其中所述部件具有两个或多个毛细通道，并且处理流体同时或者依次通过这些通道。
14.根据上述权利要求中任一项的方法，包括测量已知体积的流体通过毛细通道所需的时间，并且与相同体积的流体通过相同尺寸的未处理通道所花的时间相比。
15.根据上述权利要求中任一项的方法，包括用处理流体多次处理毛细通道，优选地每次处理都包括干燥步骤，并且优选地每次处理都包括时间测量步骤。
16.根据权利要求15的方法，其中对于每个处理步骤，处理流体不同。
17.根据权利要求16的方法，其中在一次处理中，处理流体是表面活性剂，而在进一步处理中，处理流体是试剂。
18.一种处理具有毛细通道的部件的方法，包括：a)让处理流体通过该通道，以在该通道的内表面上留下表面涂层；和b)让试剂沉淀在具有毛细通道的部件内。
19.根据权利要求1的方法，其中在密封该通道之前，用任何合适的方法将试剂沉淀在毛细通道中。
20.一种制造具有毛细通道的部件的方法，包括：形成一个或多个顶部敞开的沟槽，用覆盖元件封闭这些沟槽以产生一个或多个毛细通道，然后让处理流体通过一个或多个通道，以在一个或多个通道的内表面上留下表面涂层。
21.一种具有毛细通道的部件，用根据上述权利要求中任一项的方法生产。

说明书全文

表面处理

技术领域

[0001] 本发明涉及毛细通道部件，并且涉及处理具有毛细通道的部件的方法，尤其是用于涉及毛细流动的测试的样品测试设备。本发明还提供具有毛细通道的部件的质量检验方法。

背景技术

[0002] 涉及液体毛细流动的测试是公知的，举例来说，这些测试包括：病征化验，诸如在WO2004/083859和WO2006/046054中公开的凝集化验。毛细通道通常形成在塑性材料中，例如通过注射模塑法。由于用于该目的的有些塑性材料具有疏水性质，因此通常在此类化验中测试的水基液体，例如体液(像血液(全血或者血浆)、尿、唾液，等等)，不会充分流动。WO2004/083859和WO2006/046054公开了用亲水试剂处理疏水塑性材料中的顶部敞开的沟槽，例如在通过粘附盖板而封闭沟槽之前，在制造过程中通过用0.1-10％的Tween20溶液(Tween是商标)洗涤。

[0003] WO2007/019479公开了一种基于毛细管的设备，在组装毛细沟槽之前，先为它们涂覆一层便于结合被分析物的层。

[0004] 本发明提供了另外一种处理具有毛细通道的部件的方法。

发明内容

[0005] 一方面，本发明提供了一种处理具有毛细通道的部件的方法，包括让处理流体通过该通道，从而在该通道的内表面上留下表面涂层。

[0006] 与流体流过未处理的通道相比，通道内表面上的该表面涂层具有改善流体(例如样品)流过通道的作用。流动的改善可以是流速的提高，或者是流动连续性的改善。涂层通常通过使通道内表面和样品流体之间的任何排斥最小而起作用，同时优选地不主动结合或者基本上不与任何样品、流体或其组分反应。与未处理的通道相比，表面涂层优选地增加通道的亲水性。通过通道的流速提高可以通过任何合适的方法来测量。优选的方法是通过比较流体流过已处理通道所花的时间和流过未处理通道所花的时间。流动连续性的改善可以通过眼睛或者通过任何其他合适的方法来测量。与未处理的通道相比，本发明能让流体更快、更连续地流过已处理通道。

[0007] 这样，在一个实施方式中，本发明提供了一种处理具有毛细通道的部件的方法，包括让处理流体通过该通道，从而在通道内表面上留下表面涂层；确定已知体积的液体样品沿毛细通道的限定部分流动所花的时间；与相同体积的液体样品沿着相同尺寸的未处理毛细通道的限定部分流动所花的时间相比较。优选地在让处理流体通过通道之后提供一干燥步骤。

[0008] 本发明可以以若干方式之一起作用，以实现改善流体流动并允许试剂沉淀的益处。例如，涂层可以通过在已处理通道的内表面上形成一个层、与已处理通道的表面聚合、或者渗入已处理通道的材料中而起作用。、

[0009] 因此本发明的方法是在装配好的通道(即封闭通道，也即包括沟槽部分和其封盖的通道)中进行的。

[0010] 处理流体可以沿该通道从上游开口流到下游开口，反之亦然。开口可以位于通道的两端，此时流体沿通道的全长通过，或者一个或多个开口可以设置在沿通道长度的局部路线上，此时流体只沿通道的部分长度通过，例如从一端到局部路线，或者沿着通道的与两端有间隔的区域。

[0011] 可以用任何合适的方法让处理流体方便地通过该通道。例如，通过施加真空于该通道的下游开口(例如位于一端)，从而将从该通道的上游开口施加的处理流体吸过该通道；或者通过施加压力于通道的上游开口，从而迫使流体通过通道。处理流体可以被允许保留在通道中规定的时间段(例如10秒至1天)。本发明允许有一个或多个用处理流体涂覆的步骤。

[0012] 在处理流体通过该通道之后，干燥步骤可能是适当的。在处理流体是液体的情况下特别合适。干燥步骤优选地从通道内的处理流体中除去溶剂，同时允许/保留有待形成的处理流体涂层。这样，就本发明的一方面而言，提供了一种处理具有毛细通道的部件的方法，包括让处理流体通过该通道，从而在通道内表面留下表面涂层；然后干燥该通道。

[0013] 例如，本发明可以应用在处理具有疏水性质的部件中，如用诸如聚碳酸酯、丙烯酸材料、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、环状烯烃共聚物(COC)、环状烯烃聚合物(COP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)等之类的疏水塑性材料制造的部件。水基液体，例如血液和其他体液，不会很好地流过这类疏水材料中的毛细通道，并且发明人还发现将表面性质改为更亲水因此通常是有利的。

[0014] 另一个可能的应用是将试剂(例如诊断剂)沉淀在毛细通道内，尤其是其限定部分内。限定部分可以通过毛细管壁上的一个或多个开口确定。这能让选择性试剂装在毛细通道内。因而，本发明提供了一种将试剂沉淀在具有毛细通道的部件内的方法，包括让处理流体流过该通道，从而在该通道的内表面上留下处理流体的表面涂层。本发明允许有一个或多个试剂沉淀步骤。该方法可以选择性地包括如下所述的干燥步骤。

[0015] 在一个实施方式中，本发明提供了一种处理具有毛细通道的部件的方法，包括：a)让处理流体通过该通道，从而在该通道的内表面上留下表面涂层；然后b)将试剂沉淀在具有毛细通道的部件内。本发明可以包括：首先进行流动处理以涂覆表面，继之以试剂沉淀，或者首先用任何手段沉淀试剂于部件内，继之以流动处理以涂覆毛细通道的表面。在该实施方式中，试剂可以用任何合适的方法沉淀，包括如这里所述的那样，让处理流体流过毛细设备，或者优选地在密封该沟槽之前将试剂安放在毛细沟槽中。优选地在让处理流体通过通道之后提供干燥步骤。干燥步骤可以设置在试剂沉淀在通道中之后。干燥步骤可以设置在每一步骤之后，或者干燥步骤还可以设置在处理流体通过和试剂沉淀这两个步骤之后。

[0016] 处理流体可以是液体或者气体，但通常是液体。优选地，当通过通道时，处理流体涂敷在通道的内表面上(如上所述，例如，通过留下一层材料、渗入通道材料或者与之聚合)。该涂层具有改变通道表面性质的作用，例如改善流体(如样品)通过通道的流动，例如通过增加通道的亲水性。用于本发明该方面的适当处理流体包括任何具有如下性质的处理流体：有助于液体样品流动，即不会束缚液体样品，例如亲水性质。

[0017] 另外，处理流体可以是试剂，用于沉淀在通道中。处理流体可以是试剂，优选化验试剂，例如包括包含凝集试剂、抗体和标记物在内的试剂。其他试剂包括缓冲液以及任何其他化验组分。

[0018] 涂层的厚度取决于处理流体的类型、涂敷的目的、以及毛细通道的尺寸。在处理流体层被留在通道的内表面上的地方，优选是多分子或者单分子层。优选地，本发明的方法实质上导致已处理通道的整个内表面被涂有处理流体。优选地，内表面包括形成在一个部件内的顶部敞开的沟槽以及它的覆盖元件。

[0019] 在希望改善通过通道的流动的情况下，可以通过使用具有合适亲水性质的处理流体(例如表面活性剂)来实现。对于本领域技术人员来说，合适的材料是公知的，例如包括通常被用作这一目的的聚山梨醇酯，尤其是称为Tween(Tween是商标)的聚氧乙烯山梨聚糖材料，例如Tween20(聚氧化乙烯(20)单月桂酸山梨醇酐酯)，Tween60(聚氧化乙烯(20)单硬脂酸山梨糖醇酐酯)，Tween80(聚氧化乙烯(20)单油酸山梨醇酐酯)。这样的材料通常以稀释的水溶液的形式使用，例如为0.1-10％，通常为1％(按体积)或者更小，通常是在去离子水中，不过也可以使用诸如异丙醇(IPA)之类的其他溶剂。

[0020] 对于任何毛细通道，可能都需要用处理流体来涂覆(一次或者多次)以改善流动，并且需要一次或者多次以沉淀试剂。优选地，该方法可以按顺序执行。优选地，可以在试剂沉淀之前用处理流体涂覆通道以改善流动，不过预计在某些实施方式中备选的可能也合适。本发明允许一个或多个涂覆处理流体以改善流动的步骤，以及一个或多个试剂沉淀步骤。优选地，每个处理步骤后面都有干燥步骤，不过预计可以执行两个或多个处理步骤后，再进行单个干燥步骤。

[0021] 合适的干燥条件对所属技术领域的专业人员是已知的。通常是在略高的温度下，例如在20℃和80℃之间，优选地约50℃。干燥可以通过例如将部件放在诸如烘箱之类的加热外壳中或者让热空气通过通道来实现。干燥会导致溶剂(例如水)蒸发掉，在内表面上留下一层处理流体(例如Tween)，从而改变通道的性质(例如使毛细表面亲水)。

[0022] 本发明优选地适用于任何毛细路径设备，并且也应用于需要输送或者控制一种或者多种流体的各种微流体应用中。这样，它可适用于微流体设备，例如包括喷墨打印头、DNA芯片、芯片实验室技术、基于生物工程的矩阵、基于微流体的样品化验、微推进器以及微热技术。该设备可以与依靠除毛细作用外的其他动力驱动流体流动的设备一起提供，优选地作为集成设备。在这些实施方式中，这里所称的毛细作用和毛细通道包括涵盖于其范围内的任何合适的流体流动作用或者通道。这类沟槽的表面处理可能具有改善流体流动(流动的速度和/或连续性)的优点。

[0023] 本发明可特别应用于涉及毛细流动的测试所用的样品测试设备的处理，例如病征化验，诸如公开在WO2004/083859和WO2006/046054中的凝集化验，其中本发明的部件构成或者形成为这类样品测试设备的一部分。在此情况下，毛细通道通常包括位于侧通道下游的能够与在研究的化合物反应的试剂系统。

[0024] 该部件可以包括一个以上(即2个，3个，4个，5个或者更多的)的毛细通道，化验测试部件通常包括两个或多个并排布置的毛细通道，例如一个控制通道和一个或多个测试通道。可以提供多个相似的测试轨道，例如用于对单个样品对比测试在研究的多个组分。多个毛细通道可以具有一个共同的入口。这样的通道可以同时或者依次用类似的方式处理。预计一个部件内的不同通道可以用不同的处理流体处理，这取决于该通道的目的。因此，表面活性剂、试剂的类型以及任何干燥步骤的工况都可以独立改变。

[0025] 在本发明中，毛细通道可以具有任何合适的几何形状，通常由化验类型决定。举例来说，通道可以是直的，弯的，蛇状的，U形的，等等。毛细通道的横截面结构可以选自于可能的形状范围，例如三角形，梯形，正方形，矩形，圆形，卵形，U形，等等。毛细通道可以具有任何合适的尺寸。供本发明使用的毛细通道的典型尺寸为深0.1mm到1mm，更优选地为0.2mm-0.7mm。通道的宽度可以类似于深度的尺寸。如果通道是V形的，例如，轮廓可以是等边三角形，每边的长度在0.1和1mm之间，更优选地在0.2和0.7mm之间。

[0026] 如果一个设备中设置一个以上的毛细通道，每个通道的几何形状可以独立选择，并且两个或多个通道可以相同，也可以不同。

[0027] 毛细通道被方便地限定在所述部件的顶部敞开的沟槽(例如用塑料的注塑法生产)之间，用例如薄片或者薄膜形式的覆盖元件封闭。通道可以是V形的，平底的，圆底的，等等。

[0028] 方便的是，该设备包括模塑部件，例如大致为平的元件，它的一个表面上具有沟槽，以便在用覆盖元件密封时限定出毛细通道和侧面通道。

[0029] 本发明的方法完成双重功能。不但产生表面涂层，该方法还履行质量控制功能，因为它会显示一个通道是否被阻断(部分或者完全)，例如由于用不完美的生产方法(例如模塑)、用以上公开的覆盖元件进行的不完美的封闭、存在碎片或者异物等原因产生的阻断，因为这会导致不流动或者流动减缓。同样，该方法会显示通道的完整性是否已被破坏。质量控制可以定性(合格/不合格)或者定量(通过测量已知体积的流体通过所花的时间)进行。有缺陷的部件可以用这种方法识别，并且在这一阶段丢弃。

[0030] 本发明的方法将要与在WO2004/083859和WO2006/046054中公开的方法进行对比，在已公开的方法中，样品测试设备的顶部敞开的沟槽在被覆盖之前用Tween20进行处理。该现有技术的方法缺少在本发明中出现的质量控制的优点。

[0031] 因此，本发明提供了一种测试具有毛细通道的部件的质量的方法，该方法包括让处理流体通过该通道，从而在该通道的内表面上留下表面涂层。优选地，该方法包括确认流体是否已达通道终点的步骤。优选地，该方法包括让处理流体通过部件的某些通道，优选所有通道。如果处理流体在给定的期限内未到达终点，可以检测到部件的通道中的任何缺陷。因此，在一个实施方式中，所述方法包括确定已知体积的处理流体到达到终点所花的时间；
并与相同体积的处理流体到达相同尺寸的未处理通道中的终点所花的时间进行对比。与在未处理通道中的流动相比，时间的增加表明部件中的一个或多个通道有缺陷。在处理流体通过之后，可以包括可选择的干燥步骤。一个通道被方便地限定在所述部件的顶部敞开的沟槽(例如用塑料注塑法生产)之间，用例如薄片或者薄膜形式的覆盖元件封闭。因此，该质量测试方法尤其适用于组装好的部件或者通道。

[0032] 本发明还提供了一种制造一种部件(尤其是样品测试设备)的方法，包括在该部件中形成一个或多个顶部敞开的沟槽，例如通过塑料注模法，用例如被紧固到塑料上的薄片或者薄膜形式的覆盖元件封闭通道，从而产生一个或多个毛细通道，然后让处理流体通过该等通道，从而在通道的内表面上留下表面涂层。该方法还可以选择性地包括如上所述的干燥步骤。在某些实施方式中，该方法还可以包括如下步骤：让试剂通过该通道，从而在通道的内表面上留下试剂的表面涂层。该方法还可以选择性地包括另一个如上所述的干燥步骤。

[0033] 在其范围内，本发明还包括用根据本发明的方法生产的设备，尤其是样品测试设备。

[0034] 本发明还可以应用于本发明的设备，下面来描述这一点。

[0035] 一方面，提供了一种用于控制流体在具有第一毛细通道和流体施加区域的毛细路径设备中流动的流体流动控制设备，该第一毛细通道具有入口和出口，该流体施加区域用于接收液体样品以通过入口进入该毛细通道，该流体流动控制设备包括可用于可拆卸地密封第一毛细通道的出口的第一密封装置。

[0036] 该设备通常适用于流体被动流动(即不受外力控制)的毛细路径设备。流体流动控制设备的第一密封装置充当遥控(离线)阀，它控制样品液体被动流过毛细路径设备的通道。因此，密封装置可以可释放地在密封装置位于密封出口时的位置和出口没有被密封时的位置之间移动，以分别阻止或者允许液体样品流动。遥控或者离线是指阀(密封装置)能够控制液体样品的流动(即阻止或者减缓，或者恢复流动)，而不需要密封装置和液体样品之间接触。当液体样品被施加于流体施加区域时，只有当第一密封装置的操作不能密封毛细通道的出口时，液体才会沿着第一毛细通道流动。当操作第一密封装置以密封该出口时，流体不可能沿着毛细通道流动。因此第一密封装置的操作可用于控制流体在第一毛细通道中流动。

[0037] 提供了一种如此处所述的流体流动控制设备，以及一种如此处所述的毛细路径设备。

[0038] 一方面，提供了一种设备，它包括与毛细路径设备结合的用于控制流体在毛细路径设备中流动的流体流动控制设备，该毛细路径设备具有第一毛细通道和流体施加区域，该第一毛细通道具有入口和出口，该流体施加区域用于接收液体样品以通过入口进入该毛细通道，该流体流动控制设备包括可操作地用于可拆卸地密封第一毛细通道的出口的第一密封装置。优选地，该流体流动控制设备和毛细路径设备被集成为单个设备。此外，流体流动控制设备(或者其一部分)也可以是可与毛细路径设备分开的。在这种实施方式中，流体流动控制设备可以被布置成与毛细路径设备配合。

[0039] 毛细路径设备可以包括单个毛细通道，但也可以具有两个或多个毛细通道。

[0040] 举例来说，毛细路径设备可以具有第二或者其他(第三，第四，第五，等等)毛细通道，每个都具有入口和出口，并且流体流动控制设备可以包括第二或者其他(第三，第四，第五，等等)的第一密封装置，用于可拆卸地密封第二或者其他毛细通道的相应出口。因此，在包括第二或者其他毛细通道的设备中，液体样品在每个通道中的流动由为每个通道设置的第一密封装置控制(优选独立控制)。

[0041] 在一个布置中，毛细路径设备包括第一和第二(可能更多)类似的毛细通道，通常是在并排的布置中。各通道可以具有共同的入口和各自的出口。通过适当地操作第一密封装置，可能造成施加在流体施加区域的液体根据需要在所需的时间间隔内(从而以所需的量)沿着每个毛细通道流动。用这种方法，流体流动控制设备可用于，例如，在所要求的时间按要求的量从共用源分配液体到不同的出口。

[0042] 通过如下方式使用本发明：施加样品到流体施加区域，同时操作第一密封装置以不密封该毛细通道。液体样品会从流体施加区域流入第一或者第二或者其他毛细通道。通过操作第一密封装置以部分或者完全封闭毛细通道的出口，液体样品的流动可以在化验过程中的任一点被减缓或者被阻止。优选地，可以接着操作第一密封装置，以不密封该毛细通道的出口，允许液体样品沿着该毛细通道流动。通过第一密封装置的适当移动，液体样品的流动可以在单次化验过程中被减缓、停止和恢复流动任意次数(一次或者多次)。

[0043] 本发明的这一方面还具有如下优点：提供了一种能够减缓或者停止液体样品的流动的简单机制。这可适合于多步骤化验，例如在允许流体进行到下一步骤之前，在预定点减缓或停止以使反应能够发生。本发明也可用于引导流体，或者部分流体，沿着设备中的不同毛细通道流动。

[0044] 就本发明的这一方面而言，基本上所有的液体样品都会从流体施加区域流入毛细通道。通常，对于基于抽样的化验，可能需要一定体积的液体样品以实现化验的最佳功能。因此，在一个优选实施方式中，可以提供样品计量装置，它用于提供预定的、测定体积的液体到毛细通道，以用于化验。任何合适的样品计量装置都可以使用，它可以根据化验和设备的形式和目的而改变。

[0045] 就本发明的一方面而言，提供了一种设备，它包括与毛细路径设备结合的用于控制流体在毛细路径设备中流动的流体流动控制设备，该毛细路径设备包括具有入口和出口的第一毛细通道以及用于接收液体样品以通过入口进入该毛细通道的流体施加区域，该流体流动控制设备包括可用于可拆卸地密封第一毛细通道的出口的第一密封装置，其中该设备还与用于计量预定量的样品液体到毛细通道的一部分中的样品计量装置结合在一起。优选地，该流体流动控制设备、毛细路径设备和计量装置被集成为单个设备。优选地，样品计量装置可以设置在流体流动控制设备中或毛细路径设备中。

[0046] 在一个优选的样品计量布置中，毛细路径设备包括第一毛细通道(或者如上所述的第二或者其他毛细通道)和从第一毛细通道的部分路径沿着其长度延伸并且通往一出口的侧通道，该侧通道的入口由与第一毛细通道的接合点构成。该流体流动控制设备包括可用于可拆卸地密封第一毛细通道的出口的第一密封装置和可用于可拆卸地密封侧通道的出口的第二密封装置。

[0047] 在这一实施方式中，通过如下方式使用本发明：将液体样品施加到流体施加区域，同时操作第一密封装置以密封毛细通道的出口，操作第二密封装置以不密封侧通道的出口。液体样品沿着毛细通道借助于毛细作用流动，但只到与侧通道的交接点，因为毛细通道的出口是密封的。但是，液体能流进侧通道，并且沿其流动，因为侧通道出口没有密封。主毛细管会填充，直到所有样品都已被吸入，并且井中的样品液体被排空。任何超过测试量的过量液体开始充填侧通道。当所有样品都从流体施加区域被吸入到毛细通道中时(此时毛细管中的后拉力等于前拉力)，流动停止。用这种方法，毛细通道被注入样品液体，直到限定点(与侧通道的交接点)。从毛细通道入口到与侧通道的交接点的样品液体的体积在此被称为测试量。任何超过测试量的过量样品都被容纳在侧沟槽内。如果样品体积太小，液体样品不会到达侧通道。因此，最好将超过测试量的样品添加到设备中。优选地，测试量是适合于化验类型的预定体积。密封装置的情况则倒转，第一密封装置不能密封毛细通道出口，第二密封装置用于密封侧通道出口。毛细通道中的液体则沿着毛细通道向前自由流动，例如借助于毛细作用。不会沿着侧通道进一步流动，包括向毛细通道回流。在液体样品借助于毛细作用移动的情况下，一般需要增加追赶缓冲液到毛细管的近端部分，例如通过取样口。在用其他动力使液体样品流动的地方，可以不必添加追赶缓冲液。

[0048] 上述实施方式具有如下优点：样品液体的前沿不被用作测试液体，而是作为过量流体被移动到侧通道。这不同于现有技术的化验，在现有技术中，前置流体积被用作测试体积。在优选用中段样品液体的应用(例如用尿做妊娠试验)中，这么做是有好处的。此外，该布置意味着规定的样品不会离开主毛细通道，而是可以沿着毛细沟槽继续流动以用于化验。除了毛细力之外，不需要复杂的流控技术或者额外的动力源。此外，该设计使得过量的样品被安全地容纳在设备内以防止任何外部污染。

[0049] 因此本发明可以提供一种用于控制少量液体在毛细通道中流动的简单的、方便的和可靠的方法，优选还用于在毛细通道中获得预定量的液体样品(测试量)。如上所述，测试量可以用任何合适的方法计量。在为样品计量提供侧通道的情况下，测试量的大小取决于入口和侧通道入口之间的毛细通道的横截面积和长度。入口和侧通道入口之间的毛细通道的大小(测试量)可以是任何合适的尺码，取决于化验的目的。优选的测试量(由此还有入口和与侧通道的交接点之间的毛细通道的体积)的范围为从1到200μl，更优选在1和150μl之间，更优选在1和50μl之间，更优选在1和20μl之间，更优选在1和10μl之间。

[0050] 因此，在本发明中，密封装置用作遥控阀，其作用是用来控制毛细通道和侧通道(如果提供的话)中的流动。密封装置被设置在通道的外面，并且由此能够控制液体样品在毛细通道中的流动，而不会与液体样品接触。因此，密封装置实际上是离线阀，用于控制液体样品的流动，因此它们能控制液体样品在毛细通道中的流动，而不需要密封装置和液体样品之间接触(即它们在离流体前沿有一段距离的位置处操作)。

[0051] 当与出口成密封关系时，本发明中使用的密封装置必须足以为通道提供气密密封。气密密封会基本上或者完全阻止流体在与密封的出口相关的毛细通道中流动。

[0052] 本发明的设备优选适用于任何毛细路径设备，并且如上所述，可应用于需要输送或者控制一种或多种液体的各种微流体应用中。

[0053] 本发明优选被用于抽样化验，在抽样化验中，从较大的体积中取出测定体积的液体并化验。本发明尤其适合用于化验样品液体中的特定组分。同时它也可适用于生物学的和非生物学的应用，尤其适合于前者。因此，本发明优选用于化验生物样品中的特定组分，例如分析物。通常，可以使用本发明的化验是基于微流体的化验，包括例如基于凝集(agglutination)的化验，基于俘获的化验(诸如ELISA化验)以及基于凝结(coagulation)的化验。化验可以是定量的或者定性的。本发明可以适合与任何液体样品一起使用。使用本发明的化验优选的生物样品是血液(全血或者血浆)和尿。

[0054] 本发明可特别应用于具有一个或多个毛细通道的样品测试设备，该样品测试设备用于测试本领域公知的液体样品(例如血液或者其他体液)中是否存在在研究组分，例如诊断化验，诸如公开在WO2004/083859和WO2006/046054中的凝集化验。因此，一方面，提供了一种样品测试设备，它包括与毛细路径设备结合的用于控制流体在毛细路径设备中流动的流体流动控制设备，该毛细路径设备包括具有入口和出口的第一毛细通道以及用于接收液体样品以通过入口进入该毛细通道的流体施加区域，该流体流动控制设备包括可用于可拆卸地密封第一毛细通道的出口的第一密封装置。优选地，该流体流动控制设备和毛细路径设备被集成为单个样本测试设备。此外，流体流动控制设备(或者其一部分)也可以是可与毛细路径设备分开的。在这种实施方式中，流体流动控制设备可以被布置成与毛细路径设备配合。优选地，抽样测试设备包括此处所述的样品计量装置。

[0055] 此处限定的样品测试设备的毛细路径设备可以包括至少两个毛细沟槽，优选具有此处所述的相关特征，构成测试(或者化验)轨道和控制轨道。通常，这些轨道会具有共同的入口和各自的、独立的出口。优选地，计量装置会设置在样品测试设备中，以控制每个毛细通道，例如此处限定的、与每个毛细通道有关的侧通道的样品体积。可以提供多个测试轨道，用于在研究的多个组分的对比测试。

[0056] 本发明的设备可以包括沉淀在一个或多个毛细通道中的试剂。通常，为了去除储存的过量样品而设置的侧通道不需要试剂沉淀于其中。任何合适的方法都可以用于将试剂沉淀在毛细沟槽中。举例来说，沉淀在毛细沟槽中的试剂可以包括：凝集试剂、抗体和标记物。其他试剂包括缓冲液以及任何其他化验组分。

[0057] 在样品测试设备中，毛细通道通常包括能够引发与在研究组分反应的试剂系统。优选地，试剂可以沉淀在测试(化验)和/或控制通道(即主要的毛细通道)中。对于如上所述的布置，试剂系统通常被沉淀在一个毛细通道中。在提供侧通道用于计量的情况下，任何测试试剂优选被沉淀在其下游。其他样品处理试剂(例如抗凝剂)可以提供在与侧通道的接合处的上游。

[0058] 上述两种布置可以一起使用。因此，例如，毛细路径设备可以包括两套或多套主要(第一)毛细通道及相关侧通道。第一密封装置被设置用来可拆卸地操作主通道的出口。第二密封装置被设置用来可拆卸地密封侧毛细通道的出口。

[0059] 如果一个设备中设置一个以上的毛细通道，每个通道的几何形状可以独立选择，并且两个或多个通道可以相同，也可以不同。

[0060] 侧通道也可以是毛细通道，或者可以是较大的通道或者储存沟槽。侧通道的大小与形状通常由它需要容纳的样品的体积确定。由于侧通道被设置用来储存剩余的样品，因此测试毛细通道可以不必施行相同的需求，例如，在流动、试剂沉淀、表面处理方面。侧通道的几何学的和横截面的结构可以由有待保持的所需体积以及设备的整体结构确定。因此，可以是一个通道的形式，或者其他形状。侧通道可以更宽或者能够容纳大于测试量的体积。由于包括样品流动在内的原因，因此侧通道可以比毛细通道更宽。优选地，侧通道的体积介于1和100μl之间。

[0061] 供本发明使用的侧通道的典型尺寸为深0.1mm到1mm，更优选0.2mm-0.5mm，最优选为约0.4mm。沟槽的宽度可以类似于深度的尺寸。通常，侧通道会具有任何合适的长度，它取决于估计的样品尺寸和计量需求，还取决于设备总体的形状和形式。优选地，侧通道的长度可以介于20和100mm之间，更优选在20和80mm之间，更优选为约60mm。

[0062] 侧通道可以从毛细通道向任何方向分支，并且可以采用任何几何构型，例如，它可以是直的、弯的、蛇状的、U形的，等等。对于其所有或者部分长度，它可以平行于或者垂直于毛细通道延伸。优选地，侧通道的配置使得其出口紧邻毛细通道的出口，以便于操作。横截面结构可以是任何合适的结构，例如梯形、三角形、水平的、正方形、矩形、圆形、椭圆形、或者U形，等等。

[0063] 在功能上，侧通道的结构优选地使得它可以通过密封或者打开侧通道出口而被远距离(即离流体前沿有一段距离)控制。

[0064] 在一个优选实施方式中，毛细通道可以包括用于检测样品液体存在与否的装置。这样的装置可用于向用户传达设备的进一步操作(例如密封或者不密封出口)是必须的，和/或为了获得化验结果而监视流动。侧通道可以包括用于检测样品液体存在与否的装置，优选用于确定样品液体已经进入侧通道，从而确定测试体积存在于主毛细通道中(即体积没有短缺或者没有不足)。供本发明之用的合适的检测装置可以包括，按简单的形式，例如有观察窗，或者其他装置，诸如电子或者光学传感器。检测装置可以可操作地连接到控制元件上，用于操作该设备的密封装置。

[0065] 入口通常是指入口孔，它们与样品施加区域流体连通，优选直接流体连通。如果是间接连通，优选通过非毛细通道或者装置连通。入口优选设置在本发明的毛细通道或者侧通道的近端，不过入口也可以设置在沿毛细通道或者侧通道的长度的一个或多个位置，例如用于将试剂沉淀在通道中，或者设置在提供分支(会合)沟槽或者通道的地方。入口的尺寸必须能让它接收液体。优选地，对于样品测试设备，入口的开口直径在2和4mm之间，优选在1和2mm之间。对于其他应用，可以设计更大或更小的入口。

[0066] 通常，毛细通道或者侧通道的出口用于使流体能流过通道，例如通过毛细力或者通过动力，通常以便空气可以离开通道。出口可以设置在毛细管或者通道的末端，不过出口也可以设置在沿着毛细或者侧通道长度的一个或者多个位置。出口可以不需要容纳通过它的液体流。优选地，它能容纳流过它的空气，足以保持流过相应通道的液体流。对于样品测试设备，出口的尺寸可以小于入口的。出口通常可以具有介于0.5mm和4mm之间的开口直径，更优选在0.75和2mm之间。对于其他设备，更大或更小的出口都是可能的。一个出口通常只与一个通道流体连通。

[0067] 出口和入口可以具有环绕圆周的凸起的裙部，且出口是其中心。

[0068] 方便的是，毛细测试设备包括模塑部件，例如大致为平的元件，它的一个表面上具有沟槽，以便在用覆盖元件密封时限定出毛细通道。

[0069] 在一个实施方式中，本发明的设备包括流体分配装置，该流体分配装置包括有待分配的流体的、可破裂的密封容器，用于破裂该容器并释放内容物的破裂装置，该容器和/或破裂装置被布置成在容器完整的第一位置和容器破裂的第二位置之间相对运动。

[0070] 该设备优选包括与流体施加区域流体连通的井，它可以包括通往毛细通道的样品施加孔。井可以是任何合适的形状和尺寸，适合接收并保持液体样品。井可以由毛细路径设备或者由流体流动控制设备或者由流体分配装置提供(全部或者部分)。优选地，井可以形成在一个形成毛细路径设备的平的元件内，例如作为一个通往样品施加孔的凹的区域。另外，它可以由毛细路径设备的直立部分(诸如卡圈)限定。在这些实施方式中，井的基座可以包括设备的流体施加区域。另外，井可以作为流体流动控制设备的一部分而提供。另外，井可以由借助于流体连通装置与流体施加区域可操作地相连的独立元件限定。在这一实施方式中，井的基座不包括流体施加区域。在各实施方式中，井可以由形成流体流动控制设备、毛细路径设备和独立元件的一个或多个元件的组合形成。例如，井的基座可以由毛细路径设备的一部分形成，并且井的侧壁可以由流体流动控制设备的一部分形成，并且提供另一个元件(可选择是可分离的)形成井的封盖或者盖子。

[0071] 井由一个或多个侧壁(例如大致为圆筒形式的)方便地构成。优选井的基座是漏斗状的，即配置成它从各个方向朝着样品入口孔倾斜。这种配置有助于样品被排入毛细通道。优选地，井包括一个形式合适的封盖或者盖子，它优选是可拆卸的，并且可以构成井的一个或多个侧壁。

[0072] 样品井的封盖可以是固定的(即不可拆卸的)，也可以是可与其分开的。样品井的封盖可以包括用于让液体通往流体施加区域进而通往样品施加孔的液体入口。

[0073] 井可以包括有助于样品液体流进入毛细通道的特征，例如微型柱。合适的特征是所属技术领域的专业人员已知的。

[0074] 流体施加区域被设计成能接收比测试量多的液体样品(用于该毛细通道或所有相关的毛细通道)，以确保毛细通道充填到任何侧通道的位置(即测试量)并且过量的液体流入侧通道。

[0075] 该密封装置(如果存在，还有其他密封装置)可以位于控制元件上，控制元件可以移动，从而引起密封装置的操作。

[0076] 控制元件通常被布置成转动或者做线性运动(沿轴向、朝向和远离出口，或者沿横向滑动)。

[0077] 在具有一个以上毛细通道的实施方式中，每个毛细通道都有相关的密封装置，两个或多个密封装置(如果存在，还有其他密封装置)可以由单个密封部件构成，该密封部件由流体流动控制设备提供。密封部件可以在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置处，该密封部件的密封装置密封出口，而密封部件的第二或者其他密封装置不密封出口；在第二位置处，密封部件的第一密封装置不密封出口，而密封部件的第二或者其他密封装置密封出口。另外，该密封部件可以在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置处，该密封部件的两个或多个密封装置密封毛细通道的出口；而在第二位置处，该密封部件的两个或多个密封装置不密封毛细通道的出口。优选地，这样一个密封部件被方便地定位在控制元件上，例如被安排成做旋转或者线性(横向)运动，可以移动以使密封部件与每个出口成密封关系或者脱离密封。

[0078] 另外，可以为每个毛细通道出口提供一个或多个(可能更多)密封装置，每个密封装置可操作地用于密封或者不密封相关出口。举例来说，每个密封装置可以位于相应的控制元件上，例如被安排成向着或者远离相关出口做线性运动或者转动。作为另外一种可能，一个或多个密封部件可以位于一个共同的控制元件上，例如被安排成向着或者远离一个或者多个出口旋转或者做线性(横向)运动。

[0079] 在主毛细通道与侧通道相关联的实施方式中，可以提供第一和第二密封装置。在具有两个或多个毛细通道、一个或多个所述的毛细通道具有侧通道的实施方式中，可以提供一对或多对第一和第二密封装置。一对或多对密封装置可以由单个密封部件构成，或者设置在一个控制元件上。一个控制元件上可以设置一个密封部件。这样的一个部件或者控制元件可以在第一位置和第二位置之间活动，在第一位置处，第一密封装置位于密封第一毛细通道的出口的位置，而第二密封装置位于不密封侧通道的出口的位置；在第二位置处，第一密封装置位于不密封毛细通道的出口的位置，而第二密封装置位于密封侧通道的出口的位置。在一个实施方式中，两个或多个第一密封装置可以由单个密封部件构成，或者设置在一个控制元件上。一个控制元件上可以设置一个密封部件。这样的部件或者控制元件可以在第一位置和第二位置之间活动，在第一位置处，第一密封装置位于密封第一毛细通道的出口的位置，而在第二位置处，密封装置位于不密封第一毛细通道的出口的位置。两个或多个第二密封装置可以由单个密封部件构成，或者设置在一个控制元件上。一个控制元件上可以设置一个密封部件。这样的部件或者控制元件可以在第一位置和第二位置之间活动，在第一位置处，密封装置位于不密封侧通道的出口的位置，而在第二位置处，密封装置位于密封侧通道的出口的位置。在一个实施方式中，两个或多个第一密封装置以及两个或多个第二密封装置、或者两个或多个部件可以设置在相同的控制元件上，它们可以在第一位置和第二位置之间活动，在第一位置处，第一密封装置位于密封第一毛细通道的出口的位置，而第二密封装置位于不密封侧通道的出口的位置；在第二位置处，第一密封装置位于不密封第一毛细通道的出口的位置，而第二密封装置位于密封侧通道的出口的位置。

[0080] 在一个实施方式中，密封装置可以按二元方式在两个位置(一个出口被密封的位置和一个出口不密封的位置)之间操作。在另一个实施方式中，密封装置可以按定量方式操作，即密封装置可以被操作成部分闭合出口，以便可以根据出口的开闭程度控制液体样品在通道中的流速。例如，密封装置可以被操作到滑过出口，以便当出口处于部分闭合位置时，液体样品的流速减慢。在一个实施方式中，密封装置可以处于任何一个或多个部分闭合出口的位置，以改变通道中的流速。这些实施方式可以适用于本发明的第一和第二密封装置。

[0081] 为了方便，一个或多个出口可以被集中在一起。优选在有与主通道相关的侧通道的地方，主通道和侧通道的那对出口可以位于紧邻的地方，以便各密封装置可以由单个控制元件操作。在一个实施方式中，两个或多个侧通道出口可以被集中在紧邻的地方，并且两个或多个主毛细通道出口可以被集中在紧邻的地方，以便每组出口可以由单个控制元件控制。优选地，各出口或者各组出口可以位于紧邻流体施加区域的地方。

[0082] 优选地，控制元件合宜地围绕着流体施加区域。控制元件可以是任何合适的形状或者尺寸，优选地易于用户操作。控制元件可以由用户手动操作，或者自动操作，例如由一个或多个与该设备中的检测装置有关的传感器或者一个计时器激励。

[0083] 密封装置或者密封部件可以设置在控制元件上，或者形成控制元件的一部分，例如在其下侧上。密封装置或者部件可以由例如软材料(例如软的热塑性材料，例如弹性体)的元件构成，凸出地立在控制元件的下侧上，或者形成它的一部分。密封装置或者密封部件可以设置在从控制元件的侧壁向外延伸、优选基本垂直于侧壁的法兰上。密封装置可以是设置在法兰上的支脚。

[0084] 为了方便，提供有标记和/或挡块，表明控制元件的各种位置，以便用户操作。优选地，这些可以提供在毛细路径设备中。

[0085] 希望提供端部挡块，以限制控制元件的活动。

[0086] 希望控制元件可以在第一静止位置和第二位置之间移动，在第一静止位置处，液体入口不与流体施加区域流体连通，且第一密封装置不密封毛细通道的出口，而在第二位置处，液体入口与流体施加区域流体连通，且第一密封装置密封第一毛细通道的出口。如果存在侧通道，那么在第一静止位置处，第二密封装置被定位在不密封任何侧通道的出口的地方；并且在第二位置处，也不密封任何侧通道的出口。

[0087] 在具有侧通道的实施方式中，控制元件可以移动到第三位置，在该位置，第一密封装置不密封第一毛细通道的出口，且第二密封装置密封侧通道的出口。优选地，在第三位置处，液体入口不与流体施加区域流体连通。

[0088] 控制元件可以是任何合适的形状，优选允许它沿着或者围绕流体施加区域移动。例如，它可以是可旋转的元件，用于绕枢轴旋转，或者是用于做线性运动的形式，例如沿着出口的位置滑动。优选，如上所述，它被方便地定位成相对于流体施加区域旋转，例如相对于(绕、在其上方或者随)样品井旋转。在样品井由控制元件支撑的大致为筒形的侧壁限定的情况下，侧壁会随控制元件旋转。如果样品井是毛细路径设备中的凹口或者凹痕并且控制元件形成其盖子，那么控制元件的下侧可以形成样品井的盖子。样品井是暴露还是被覆盖取决于控制元件的位置。控制元件和流体施加区域的其他合适的形状和形式也包括在本发明的范围内。在控制元件和该设备的上表面上可以提供凹槽和元件，以允许控制元件相对于井做有限的活动。

[0089] 控制元件可以包括样品井，或者充当样品井的封盖。它可以包括用于让液体通往流体施加区域进而通往样品施加孔的液体入口。优选，只有当控制元件处于选择的位置时，例如选择的旋转或者线性位置，液体入口与流体施加区域或者样品井流体连通，下面会进一步描述这一点。

[0090] 在一个备选实施方式中，样品井由不同于该设备的控制元件的元件构成。在一个实施方式中，流体施加区域或者样品井具有由不同于该设备的控制元件的元件构成的封盖。

[0091] 在一个实施方式中，井的侧壁最好包括筒形的主要部分，例如部分是筒形的部分，诸如部分是圆筒形的部分，它具有较宽的延长部分，又例如部分为筒形的部分，诸如部分为圆筒形的部分，其延长部分的基座包括通往毛细通道入口的开口。控制元件，例如可旋转的封盖，最好包括位于下侧上的、其尺寸适合装配在井侧壁周围的、配套的环形凹槽，该环形凹槽具有用于容纳井侧壁的延长部分的加宽部分，且控制元件具有覆盖凹槽的加宽部分的流体入口。控制元件凹槽的加宽部分的弧形长度大于井侧壁的延长部分的弧形长度，从而允许控制元件相对于井做有限的转动。

[0092] 在本发明的各实施方式中，例如在利用毛细作用使液体样品在通道中移动的情况下，可以提供流体分配装置。优选地，流体分配装置包括有待分配的流体的、可破裂的密封容器，用于破裂该容器并释放内容物的破裂装置，该容器和/或破裂装置被布置成在容器完整的第一位置和容器破裂的第二位置之间相对运动。

[0093] 优选地，流体是帮助液体样品在通道中运动的缓冲液，不过流体也可以是化验操作所需的任何流体。在基于毛细作用的化验中，在用缓冲液来加速运动时，该缓冲液可以称为追赶缓冲液。可以使用任何合适的缓冲液，例如，Ficoll聚合物溶液，优选1％重量的Ficoll聚合物的去离子水或者蒸馏水溶液(Ficoll是商标)，它能与比流过整个毛细体系所需的量少的样品进行反应，以确定测试结果。

[0094] 流体的可破裂的密封容器可以相对于破裂装置移动，破裂装置的形式例如为流体施加区域附近的突出部，用于释放流体以通往毛细路径设备。操作装置用来使容器、破裂装置或者两者移动到容器破裂的第二位置。操作装置可以是载于容器或破裂装置一端的塞子。操作装置可以安排成做旋转(例如绕枢轴)或者线性运动(沿轴向或者沿横向)。

[0095] 优选地，至少容器壁的一部分是可破裂的，例如由诸如聚烯烃薄膜之类的可破裂的箔形成。容器可以完全用可破裂的材料制成，例如以胶囊的形式。作为另一种外可能性，容器可以主要或者部分包括刚性材料，例如刚塑性材料，带有可破裂的部分，诸如可破裂的壁或者基座，例如由诸如聚烯烃薄膜之类的可破裂的箔制成的壁或基座。

[0096] 可以提供任何合适的破裂装置。优选地，破裂装置方便地包括一个或多个突出部，优选具有尖端。突出部最好是锥形，并且优选具有便于释放流体的特征，例如扇贝形结构。最好提供多个突出部。

[0097] 同样可以提供第二破裂装置，安排用来破裂容器的相对部分，以允许空气进入容器。这有助于流体流出容器。可以像第一破裂装置一样提供第二破裂装置，它们被安排用来破裂容器的相对部分。

[0098] 优选地，至少在处于破裂位置时，可破裂的容器与流体施加区域或者样品井流体连通。优选地，提供流体连通装置，以让流体从容器传递到样品井或者流体施加区域。如上所述，流体通过样品入口孔进入毛细通道。

[0099] 流体分配装置可以是独立的元件，不同于毛细路径设备和流体流动控制设备。如果是独立的，它优选被安排用来与毛细路径设备和/或流体流动控制设备配合(相兼容)。流体分配装置可以设置在毛细路径设备上。

[0100] 另外，流体分配装置可以由流体流动控制设备提供。优选地，它由此处定义的支撑密封装置或者密封部件的控制元件提供。优选地，破裂装置被设置在流体流动控制设备的基座的内表面上。在这种实施方式中，可破裂的容器可以由流体流动控制设备(优选为控制元件)提供。

[0101] 另外，流体分配装置可以由毛细路径设备和流体流动控制设备的一些部分组成。例如，破裂装置可以由毛细路径设备提供(例如，作为模制的直立突出部)，而可破裂的容器和操作装置可以由流体流动控制设备提供。

[0102] 在一个实施方式中，可以提供一个单独的控制元件，它包括密封装置(例如由密封部件构成)，用于流体的可破裂的密封容器的承载装置(可选择性地还有流体容器)和/或破裂装置，可选择地还有用于使可破裂的密封容器和破裂装置接触的操作装置。这样的控制元件优选还限定样品井或者流体施加区域的一部分，例如如上限定的那样。

[0103] 在这种实施方式中，控制元件的用于操作密封装置的运动可以与破裂容器的运动结合起来。因此，例如，控制元件的用于操作密封装置的运动也可以导致容器与破裂装置接触。例如，在优选实施方式中，控制元件的用于操作密封装置的旋转运动也可以用来驱动操作装置，以便容器与破裂装置接触。在这种实施方式中，可以提供一个凸轮，用于将控制元件的旋转运动与操作装置的线性运动可操作地联系起来。

[0104] 另外，控制元件的用于操作密封装置的运动也可以独立于用于使容器与破裂装置接触的操作装置。因此，需要单独的作用。

[0105] 如在这里所述的那样，控制元件优选为包括密封装置的控制元件。

[0106] 该容器优选可相对于破裂装置移动，不过其他布置也可以，例如破裂装置可相对于容器移动，或者两者都可以移动而接触。

[0107] 在一个优选的布置中，容器被布置成向下运动，以便接触破裂装置。在该实施方式中，破裂装置优选设置在该设备上，并且优选与样品井或者流体施加区域流体连通。该破裂装置可以包括突出部，并且容器被钉到直立的突出部上。在另一优选实施方式中，容器被布置成钉在突出部上，并且被钉齿刺穿。

[0108] 优选地，容器或者破裂装置可以在控制元件内在第一和第二位置之间移动，例如要么由可从控制元件的外部借助简单施加的力(例如由用户手动操作或者自动操作)来操作的塞子承载，要么构成该塞子。破裂装置和容器之间的相对运动(例如操作装置的运动)可以是轴向的或者线性的。激活使破裂装置和容器接触，从而从容器中释放流体。优选地，相同的动作使第二破裂装置与容器接触，从而允许空气进入容器。因此，优选地，流体被动地流出容器。

[0109] 在一个优选实施方式中，操作装置包括塞子。塞子起初可以保持在第一位置，与破裂装置间隔开，例如借助于可破裂的薄片。一旦除去间隔装置，例如断裂开薄片，塞子就自由了，可以移动到使容器与破裂装置接触的第二位置，并且释放出内容物。优选地，容器由塞子承载。优选地，塞子由控制元件承载，或者是其一部分。优选地，破裂装置由该设备、控制元件或者不同的元件承载。可以提供可拆卸的卡圈以代替可破裂的薄片，以防止塞子的提前操作。在一个优选实施方式中，可拆卸的卡圈包括用于盖住样品施加区域的封盖。

[0110] 流体流动控制装置被方便地用于向流体贮器分配流体，例如用于在那里反应，或者向流体通道的入口分配流体。

[0111] 本发明的设备的该实施方式被方便地用在这样的样品测试设备中：用于向系统供应已知体积的试剂，例如追赶缓冲液。这能用比需要的量少的样品进行化验。

[0112] 本发明可以按由容器内容物确定的已知的量可靠地分配流体，即使是小体积，例如1000微升或者更少，500微升甚至更少。

[0113] 因此本发明的设备可便于操作，以输送预定量的流体，并且可以由相对不熟练的人员可靠地使用。

[0114] 如上所述的控制元件可以容易地由用户操作，并且可以由相对不熟练的人员可靠地使用，以输送数量精确控制的液体。

[0115] 可选择的是，一个计时器与本发明的设备相连。计时器可用于表明使密封装置或者控制元件在各位置之间移动和/或破裂容器的时间。

[0116] 优选地，一个或多个检测区域被设置在毛细或者侧通道中，以确定在检测区域中是否存在液体样品。如在这里所述的那样，检测区域可以设置在侧通道中，并且优选在第一毛细通道中有一个或多个检测区域。检测区域是否存在液体样品可能促使用户移动密封装置(例如操作控制元件)，或者以其他方式控制液体样品的流动，或者断裂密封容器。

[0117] 本发明提供了一种如在这里描述的流体流动控制装置。该流体控制装置可以包括如在这里所述的控制元件。

[0118] 本发明提供了一种如在这里描述的毛细路径装置。

[0119] 本发明提供了一种如在这里描述的流体分配装置。附图说明

[0120] 下面参照附图通过图解来描述样品测试设备的一个优选实施方式，在附图中：

[0121] 图1是从采样元件上方来看的透视图；

[0122] 图2是图1的元件的下侧的平面图；

[0123] 图2A是图1和2的元件的一部分的比例放大的剖视图；

[0124] 图3展示了图1所示的设备的上表面的比例放大的部分；

[0125] 图4展示了图2所示的设备的下面的比例放大的部分；

[0126] 图5是从图1到4的元件上方来看的透视图，带有简化的封盖(为清楚起见省略了塞子)；

[0127] 图6是和图1-4的元件一起使用的优选的封盖的顶部平面图；

[0128] 图7是图6所示的封盖的下侧的透视图；

[0129] 图8是从图6和7的封盖上方来看的透视图，其中塞子位于上方的预备位置；

[0130] 图9是图8的封盖的剖视图，其中塞子位于上方的预备位置；

[0131] 图10是图8的封盖的剖面透视图，其中塞子位于上方的预备位置；

[0132] 图11是比例放大的剖视图，展示了位于图1-5的元件上的图6-10的封盖，其中塞子位于上方的预备位置上；

[0133] 图12-15是对应于图8-11的一系列视图，展示了塞子处在下方的、压下的、激活状态的位置上；

[0134] 图15A是所展示的设备的生产步骤的示意图；

[0135] 图16A和16B分别是图1-5的元件的一部分的顶部平面图和下侧平面图，图中元件带有图5的简化封盖(为清楚起见省略了塞子)，其中封盖处在第一位置，顶视图还展示了各部分在元件中的位置，下侧视图还展示了封盖的下侧；

[0136] 图17A和17B是类似于图16A和16B的视图，其中封盖处在第二位置；

[0137] 图18A和18B是类似于图16A和16B的视图，其中封盖处在第三位置；而[0138] 图19和20是图1-5的元件的下侧的示意图，展示了封盖分别处在第二和第三位置时的操作。

[0139] 图21是本发明的优选结合的控制元件的下侧的视图，该控制元件包括密封装置、可破坏的容器的塞子、破裂装置，并且充当样品井的封盖。图22是同一个控制元件的顶视图。

具体实施方式

[0140] 附图展示了具有毛细通道或者路径、用于执行凝集化验的样品测试设备，例如，凝集化验通常公开在WO2004/083859和WO2006/046054中。

[0141] 该设备包括两个主要部件：采样元件10和封盖12。图5和16-18展示了封盖12′的简化版本，以便于理解，其中为清楚起见省略了塞子。图6-15展示了封盖12的当前优选的版本。封盖12和12’在功能上相同。

[0142] 如图1-5所示，元件10包括刚性的、平的、注塑聚碳酸酯的矩形板，尺寸为136毫米×57毫米×2.5毫米。元件的上表面16上形成有直立的卡圈14，有一系列形成在元件的下面20上的凹槽构成顶部敞开的沟槽18。如下所述，一系列的孔贯穿该元件，开口于上、下面上。

[0143] 如图3最佳示出的那样，卡圈14位于元件的一个角附近，它包括主要局部圆部分24——构成半径约为10毫米的圆的一部分，以及次要局部圆部分26——构成半径约为6毫米的圆的一部分。卡圈14限定了位于元件10的上表面上的大致为筒形的采样井27。一对肋条28在部分24的外表面的一部分上向外延伸，弧形的狭槽形开口30在肋条下方贯穿该元件。该开口在设备的使用中不执行任何功能，其存在是由于模塑生产的原因。元件的位于卡圈内的上表面包括一个位于卡圈的次要部分26内的、圆形的类似漏斗的凹陷部分32，通往贯穿元件的取样孔34，元件的位于卡圈内的上表面的其余部分略微下凹，并且如在36处所示向下倾斜，图11和15也显示了这一点。四个扇贝结构的钉齿40从上表面的下凹部分36向上延伸。

[0144] 沟槽18限定了两个类似的、并排的、排列成镜像的毛细轨道，构成测试轨道和控制轨道。每个轨道包括排列成U形结构的主沟槽42、42’，具有约100毫米长的主枝干。这些沟槽从样品入口34延伸到穿过元件10的各主沟槽排气孔44、44’。每个轨道还包括溢流沟槽46、46′，溢流沟槽从相关主沟槽延伸为侧枝并且转向90°向后朝着样品入口延伸，并且终止于贯穿元件10的各溢流沟槽排气孔48、48’。溢流沟槽可以比主沟槽宽。短的侧沟槽50、50’从每个主沟槽延伸，处于与溢流沟槽的接合处稍下游，终止于贯穿元件10的各侧沟槽开口52，52’，各侧沟槽开口在元件上表面是沉孔。

[0145] 主沟槽42，42’的剖面呈V形，并且其横断面为边长为0.435毫米的等边三角形。这些沟槽的深度是0.377毫米。每个主沟槽的全长约为200毫米。溢流沟槽46、46’的横截面是梯形，其平底长0.3毫米，与其向外倾斜的侧壁之间限定的角度为60°。这些沟槽的深度是0.38毫米。每个溢流沟槽的全长约为62毫米。沟槽的横断面如图2A所示。

[0146] 封盖12，12’包括大致为圆筒形的注塑丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)刚性体60，其直径约34毫米，高度约10毫米。主体60具有带中心开口64的环形顶壁62，以及具有肋条加强的外表面68的侧壁66。内部柱状裙部70从顶壁62的下表面延伸，位于其中心，围绕中心开口64，并且其直径大于开口64的直径。环形槽72形成在侧壁66的内表面和裙部70的外表面之间。槽72的狭窄的主要部分74具有平行的侧壁，该平行的侧壁部分由侧壁的局部圆形的较厚的段76限定，该部分74被配置为并且尺寸被设计为适合套在元件10的卡圈的主要部分24上。槽72的其余的、次要的、较宽的部分78部分由侧壁的较薄的弯曲段80限定，该部分78宽到足以套在元件10的卡圈的次要部分24上。封盖部分78的弧形长度长于卡圈部分26的弧形长度，因此当封盖12位于元件10上且槽72位于卡圈上时，封盖
12相对于元件10的有限制的转动度数可以达约90°，活动范围由较薄的侧壁段80的内面的两端与次要的卡圈部分26的外表面的邻接确定。

[0147] 封盖12的顶壁62包括凹陷部分82，该凹陷部分具有贯穿其中的样品入口孔84，该样品入口孔位于较宽的槽部分78的中心部分并且对称地位于较宽的槽部分78中。孔84与元件10上的样品入口34配合，下面会描述这一点。

[0148] 封盖的较薄的侧壁段80的下表面包括两个细长的局部环形的凹槽86、88，每个凹槽终止于一个圆形凹口。肖氏硬度为40A的热塑性弹性体(TPE)的柱形软橡胶插入件90、92、94、96被装配到每个凹口内，各插入件略微突出于侧壁的下面，形成4个与毛细沟槽排气孔44、44’、48、48’配合的密封件，下面会描述这一点。

[0149] 封盖12包括大致为柱形的刚性的ABS塞子100，该塞子位于封盖主体60的中心开口64中，并且被一系列薄的，可破裂的网102连接到该主体上。容量为400微升的充有流体的筒形聚丙烯胶囊104被安装在塞子100的下端，该胶囊的尺寸被做成适合紧密地装配在裙部70内，用于在其内沿轴向滑动。塞子100和胶囊104可以在如图8-11所示的上方的预备位置和如图12-14所示的下方的激活位置之间活动，通过向塞子施加合适的向下的力以使网102破裂，并且使塞子100和胶囊104相对于封盖主体60和元件10沿轴向移动，使得胶囊104被钉在钉齿40上，从而将内含的流体释放到形成在卡圈14内的井27内。

[0150] 一块形式为0.06毫米厚的、清澈的聚碳酸酯板的挠性箔106(图15A)通过激光焊接被紧固到元件10的下表面20上，以覆盖沟槽42、42’、46、46’和侧沟槽50、50’，并将它们转变成封闭的毛细通道，这里也称为毛细路径。

[0151] 诸如ABS或者聚碳酸酯之类的碳酸氢盐是疏水性的，这意味着水性流体在通道内不会很好地流动。为了解决该问题，毛细通道内表面被处理，以提供一层Tween20表面活性剂(Tween是商标)的薄涂层，从而赋予毛细表面亲水性。这是通过真空处理进行的：通过在通道的开口端施加吸力，将Tween20的去离子水溶液(按体积包括0.25％的Tween20)抽过毛细通道。这示意性地展示在图15A中。Tween20溶液通过样品入口孔34施加，并且一对吸盘被施加到毛细通道端部的排气孔上，首先施加到主通道，然后施加到溢流通道。真空通过真空发生器施加，并且用于将Tween20溶液吸过通道，如图15A中的箭头所示。然后，元件10被留在烘箱中低温干燥，以蒸发掉溶液中的水部分，留下Tween20在内毛细表面上沉淀为一薄层，从而使表面亲水。

[0152] 该处理还履行质量控制功能，因为它会显示任何毛细通道是否被阻断，例如由于不完美的模塑、箔的密封不好、或者通道中存在碎片或者异物，从而能在该阶段丢弃有缺陷的元件。

[0153] 该设备准备用在凝集化验(例如在WO2004/083859和WO2006/046054中公开的那样)中，通过借助侧沟槽50将控制量的凝集试剂沉淀在测试轨道通道42中，借助开口52添加试剂。包括试剂在内的液体通过开口52供应，真空作用在排气孔44上。以与如上所述的Tween处理同样的方式，这用于将液体吸过侧沟槽50和测试轨道通道42的下游部分，使得试剂沿着通道42的下游部分沉淀在毛细管壁上。随后，根据需要进行干燥。然后，通过用箔覆盖以产生气密封来密封开口52、52’。

[0154] 在仅通道42的下游部分的一部分上需要试剂的情况下，通过在测试轨道通道42的下游的合适位置提供另一个侧沟槽和开口(未显示)(相对于侧沟槽50和开口52)，可以实现这一点。通过开口52供应试剂液体，并且在所述的另一个开口处施加真空，试剂会仅沉淀在通道42的中间(intervening)段上。可以在多个位置处按类似方式使用辅助的侧沟槽和开口提供多次试剂(相同或者不同)沉淀，从而本发明能将选择的试剂装填到毛细通道里。

[0155] 然后封盖12被放在采样元件10的卡圈14上，如图16A和16B所示，塞子100处于预备位置，而封盖处于第一位置。在该第一位置处，设备处于待用状态。封盖的样品入口孔84被定位成免于与元件的采样井27流体连通，如图16A和16B所示，因此元件的样品入口孔34被有效地阻断。没有一个通道排气孔被密封。

[0156] 处于该状态下的设备可以被包装起来，以便分配和销售，例如被密封在不透空气和水汽的箔袋中。

[0157] 当设备需要使用时，封盖12被旋转到第二位置，如图17A和17B所示。在该位置处，封盖的样品入口孔84被定位在采样井27的部分26的上方，从而与元件的样品入口孔34流体连通。此外，主沟槽排气孔44、44’分别被封盖插入件96、92密封，同时溢流沟槽排气孔48、48’没有被密封。

[0158] 一定量有待测试的流体样品(可能包含研究的分析物)，例如血样，通过样品入口孔84被添加到设备中。重要的是添加的样品比测试所需的样品多，在目前的情况下，约15微升的样品是合适的。样品流体沿着主通道42、42’的初始部分流动，然后进入溢流通道46、46’，如图19所示。在该图中，样品用填充区域代表。样品不能沿主通道42、42’向前流动，因为主沟槽排气孔44、44’被封盖密封。这样，限定量的样品存在于每个主通道中(称为测试体积)，而过量的会进入溢流通道。在该实施方式中，每个主通道中的测试体积约5微升。

[0159] 然后旋转封盖12到第三位置，如图18A和18B所示。在该位置处，像在第一位置处一样，封盖的样品入口孔84再次被定位成免于与元件的采样井27流体连通。但是，溢流沟槽排气孔48、48’现在分别被封盖插入件94、90密封，而主沟槽排气孔44、44’没有被密封。

[0160] 然后，胶囊104中的流体被引入毛细通道。优选地，这是在预定的时间之后，例如，如与设备有关的计时器所示。通常，流体是追赶(chase)缓冲液，例如，1％重量的Ficoll聚合物的去离子水或者蒸馏水溶液(Ficoll是商标)，它使得能利用比流过整个毛细体系所需的量少的样品进行反应，以确定测试结果。这通过操作封盖塞子100来实现。

[0161] 封盖12的塞子100被压下，例如由操作员施力，以将它移动到激活位置，如图12到15所示，导致胶囊104被钉齿40刺穿，如图15所示，并且从胶囊中释放出流体，并流到井27中。如图20所示，用阴影线区域表示的胶囊流体，例如追赶缓冲液，推动试样沿主通道向前。

[0162] 由于毛细流动，样品(继之以追赶缓冲液)会沿着主通道42、42’流动。因为溢流沟槽排气孔48、48’现在被密封，所以沿溢流通道不再发生流动，包括不会向主通道回流。相反，流体流会沿着主通道42、42’向未密封的主沟槽排气孔44，44’流动。从而，样品会流经测试通道中的沉淀试剂。如果研究的分析物存在于样品中，就会与试剂起反应，和控制轨道中的未反应样品相比，会改变流动特性。

[0163] 该设备包括位于主通道端部附近的检测装置(未显示)，以检测测试轨道和控制轨道中液体存在与否。由此，可以确定是否与凝集试剂进行反应，并且可以确定试样中研究的分析物存在的信息(定性的或者定量的)。合适的检测装置是已知的，也不在本发明的范围之内。

[0164] 该设备易于使用，并且相对不熟练的人员也可以可靠地使用，可能用于病人护理点。尤其是，该设备用于通过溢流通道的操作提供预定量的样品于毛细测试系统中，并且从胶囊中提供预定量的试剂(诸如追赶缓冲液)。该设备只需要非常少量的待测试样品，例如约10到15微升。该设备被设计成单次使用，用完之后被抛弃。

[0165] 图21和22表示根据本发明的控制元件的备选实施方式。在这些实施方式中，控制元件由大致为卵形的元件形成，该卵形元件包括位于控制元件支脚上的下侧部分，下侧部分上设有密封部件，因此密封部件接触平的毛细路径设备的上表面。大致为筒形的井形成在控制元件的上表面内，它由侧壁限定，并且具有带孔的基座部分，该孔与毛细路径设备的样品入口孔流体连通。井的基座包括尖锥形突出部。提供一个枢轴点，让控制元件绕该枢轴点旋转。控制元件坐在平的毛细路径设备的上表面上，并且被定位成在第一位置处(如所示)时毛细路径设备中的样品井被暴露。样品井包括流体施加区域，在使用中，用户将样品插入样品井。操作控制元件，让它绕枢轴旋转，以便控制元件的下侧部分坐在样品井上方。

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