專利名稱：含有干燥試劑塊的流動(dòng)分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型分析試劑部件，分析裝置以及用于樣品溶液診 斷性檢測(cè)的方法。本發(fā)明尤其涉及含有可溶性凍干試劑塊的流動(dòng)分析裝 置。
背景技術(shù)：
用于檢測(cè)樣品溶液中分析物的分析物結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的流動(dòng)分析裝 置組成部分包括標(biāo)記試劑、液體可滲透固體基質(zhì)以及液體接收部分，液 體可滲透固體基質(zhì)由具有固定化試劑的固定化試劑部分組成。標(biāo)記試劑 是分析物的類似物或分析物的結(jié)合物，分析物的結(jié)合物利用可檢測(cè)的標(biāo) 記物來(lái)標(biāo)記。固定化試劑、分析物的結(jié)合物或分析物的類似物被固定在 固體基質(zhì)的表面。標(biāo)記試劑和固定化試劑的結(jié)合是為競(jìng)爭(zhēng)分析反應(yīng)或夾 心分析反應(yīng)配置的，結(jié)果產(chǎn)生與樣品溶液中分析物的存在或數(shù)量對(duì)應(yīng)的 分析信號(hào)。在一種類型的競(jìng)爭(zhēng)分析中，標(biāo)記試劑是標(biāo)記分析物的類似物， 固定化試劑是分析物和標(biāo)記試劑的結(jié)合物。在另一種類型的競(jìng)爭(zhēng)分析中， 標(biāo)記試劑是標(biāo)記分析物的結(jié)合物，固定化試劑是分析物的類似物。在這 兩種類型競(jìng)爭(zhēng)分析中，分析物及分析物的類似物競(jìng)爭(zhēng)性地與結(jié)合試劑結(jié) 合，與固定化試劑結(jié)合的標(biāo)記試劑量與樣品溶液中分析物的量成反比。 在夾心反應(yīng)分析中，標(biāo)記試劑是分析物分子一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)的標(biāo)記結(jié)合物， 固定化試劑是分析物分子其它結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合物。因此，在樣品溶液分 析物存在情況下，標(biāo)記試劑和固定化試劑均與分析物結(jié)合，結(jié)果在固定化分析試劑部分產(chǎn)生標(biāo)記試劑、分析物及固定化試劑的復(fù)合物。結(jié)合在 固定化試劑部分的標(biāo)記試劑量與樣品溶液中分析物量成正比。
依照裝置中固定化試劑部位至樣品流動(dòng)途徑的物理關(guān)系流動(dòng)分析裝 置包括流通分析裝置和橫向流動(dòng)分析裝置。
在目前的一種流通型分析裝置中，以一定流動(dòng)途徑配置固定化試劑部 分，此途徑能夠允許裝置的樣品溶液和標(biāo)記試劑以與固定化試劑部分的 表面區(qū)域成一定角度的方向流通。使用流通分析裝置的分析方法包括使 樣品溶液和標(biāo)記試劑溶液沿裝置的流動(dòng)途徑通過(guò)固定化試劑基質(zhì)流動(dòng)。
美國(guó)專利第5， 155， 022號(hào)(Naqui等人)描述了檢測(cè)病人血清中抗博氏 疏螺旋體抗體的流通分析方法。在Naqui分析裝置中博氏疏螺旋體抗原 被鋪在液體可滲透膜上。允許待測(cè)血清樣品溶液以基本上與膜衷面呈垂 直的方向流過(guò)薄膜。然后，允許能夠結(jié)合膜上博氏疏螺旋體抗體的染料 標(biāo)記第二抗體溶液流過(guò)薄膜。通過(guò)檢測(cè)膜的固定化試劑區(qū)域上的染料標(biāo) 記第二抗體來(lái)確定抗博氏疏螺旋體抗體的存在。
在目前的流通分析裝置中，裝置的標(biāo)記試劑和固定化試劑部分通常是 分開提供的。在某些流通分析裝置中，標(biāo)記試劑以液體形式提供，由于 液體中有機(jī)化合物的破壞或降解而不穩(wěn)定。在某些流通分析裝置中，標(biāo) 記試劑以干體形式提供，在用于分析之前溶于緩沖溶液中。然而，這使 裝置構(gòu)成和分析過(guò)程復(fù)雜，增加了分析結(jié)果中誤差的機(jī)會(huì)。
在橫向流動(dòng)分析中，如美國(guó)專利第US5，591,645 (Rosenstein)所教導(dǎo)， 樣品溶液通過(guò)毛細(xì)管吸引橫向流過(guò)含固定化試劑部分的多孔條。橫向流 通分析裝置通常是多孔膜條，其組成包括樣品添加部分、具有可移動(dòng)干 燥標(biāo)記試劑的標(biāo)記試劑部分、固定化試劑部分及液體接收部分。在Rosenstein的橫向流通分析中，通過(guò)毛細(xì)管吸引，應(yīng)用于樣品添加部分的 樣品溶液首先移動(dòng)至標(biāo)記試劑部分，溶解標(biāo)記試劑，含標(biāo)記試劑的樣品 溶液通過(guò)固定化試劑部分流至液體接收部分。通過(guò)檢測(cè)固定化試劑部分 的標(biāo)記試劑的存在或量來(lái)確定樣品溶液分析物的存在或量。
目前的橫向流動(dòng)分析的一個(gè)普遍問(wèn)題是由于樣品溶液和標(biāo)記試劑之 間的無(wú)法控制的反應(yīng)時(shí)間和樣品溶液和標(biāo)記試劑的混合物量不一致而導(dǎo) 致分析結(jié)果不一致。樣品流過(guò)多孔分析條的模式和速率取決于多孔材料 的某些物理特性，例如孔徑大小、厚度及多孔材料的表面親水性，這些 常常是不一致的。不同的流動(dòng)速度和不均勻向前流動(dòng)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間及與 標(biāo)記試劑混合的樣品溶液量不同。目前橫向流通分析裝置中標(biāo)記試劑通 過(guò)吸收被分散于多孔分析條，擴(kuò)散至固定化試劑部分的不一致區(qū)域，構(gòu) 成了樣品溶液和標(biāo)記試劑混合不一致的另 一個(gè)原因。目前橫向流動(dòng)分析 的另一個(gè)普遍問(wèn)題是在樣品溶液接觸標(biāo)記試劑前由于表面吸附，樣品溶 液的分析物從樣品溶液到分析條的多孔吸附材料時(shí)有損失，這樣對(duì)于某 些分析物的靈敏度就降低了。容易被吸附至纖維性材料的分析物包括小 分子疏水分析物，如疏水半抗原，及具有疏水結(jié)構(gòu)域的大分子分析物。
美國(guó)專利US5，183，740 (Ligler等)教導(dǎo)了一種不同類型的流動(dòng)分析 方法，即連續(xù)流動(dòng)置換免疫分析。Ligler等教授的分析方法使用了具有分 析物固定化抗體的微量反應(yīng)柱和作為分析試劑結(jié)合至固定化抗體的熒光 標(biāo)記分析物。當(dāng)樣品中的分析物與分析試劑接觸時(shí)，標(biāo)記分析物能夠被 樣品中的分析物置換。此分析方法包括通過(guò)緩沖溶液，然后經(jīng)反應(yīng)柱通 過(guò)樣品溶液，通過(guò)讀取流通溶液中的被置換標(biāo)記試劑的熒光標(biāo)記確定分 析結(jié)果。Ligler等的分析方法具有分析試劑簡(jiǎn)單和分析反應(yīng)快速時(shí)優(yōu)點(diǎn)。然而， 由于空間位阻現(xiàn)象，結(jié)合至固定化抗體的大分子標(biāo)記分析物通常不被樣 品分析物置換。因此，此方法僅限于小分子的檢測(cè)。同樣的原因，連續(xù) 流動(dòng)置換分析的標(biāo)記物必須是小分子。目測(cè)可辨認(rèn)的標(biāo)記通常是大分子 或聚合的小分子微粒，不適于在連續(xù)流動(dòng)置換分析中使用。因此，連續(xù) 流動(dòng)置換分析依賴儀器檢測(cè)分析信號(hào)。
需要開發(fā)簡(jiǎn)單的不依賴儀器的分析裝置.和能夠精確檢測(cè)大分子和小 分子分析物的方法。隨著定點(diǎn)收集(POC)分析裝置和方法的需求不斷增 加，利用這種裝置的于理想分析方法就是不依賴于儀器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于檢測(cè)樣品溶液中分析物的流動(dòng)分析裝置由第一試劑室、固 定化試劑部分及液體接收部分組成。第---試劑室含有可溶性試劑塊，其 由標(biāo)記試劑即標(biāo)記的分析物的類似物或結(jié)合物組成。固定化試劑部分由 固定化試劑即固定化的分析物的結(jié)合物或類似物組成。試劑塊的標(biāo)記試 劑與固定化試劑部分的固定化試劑結(jié)合配置后含有用于競(jìng)爭(zhēng)分析或夾心 分析的試劑。裝置的鄰接部分可進(jìn)行液體流通，因此加到第一試劑室的 樣品溶液能夠溶解試劑塊，含試劑塊的標(biāo)記試劑的樣品溶液能夠從第一 試劑室和固定化分析試劑部分流至液體接收部分。
使用本發(fā)明裝置的流動(dòng)分析方法包括將樣品溶液應(yīng)用于第一試劑 室，用樣品溶液溶解試劑塊，使含有標(biāo)記試劑的樣品溶液通過(guò)固定化試 劑部分流至液體接收部分。通過(guò)檢測(cè)固定化試劑部分或液體接收部分的 標(biāo)記試劑的標(biāo)記信號(hào)來(lái)確定樣品溶液中分析物的存在或量。本發(fā)明裝置 的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案包括裝配在試劑塊和固定化試劑部分之間的樣品流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)，以控制樣品溶液和標(biāo)記試劑的混合物量及樣品溶液和標(biāo)記 試劑之間的反應(yīng)時(shí)間。
使用本發(fā)明裝置的流動(dòng)分析方法的改進(jìn)，比使用目前流動(dòng)分析裝置的 流動(dòng)分析方法具有較一致的分析結(jié)果和較高的分析靈敏度。此裝置和分 析方法適于檢測(cè)大分子和小分子分析物，在某些實(shí)施方案中，分析結(jié)果 在可以目測(cè)讀取。


圖1是流動(dòng)分析裝置100的圖示，其中110表示具有試劑塊111的第
一試劑室，試劑塊111含標(biāo)記試劑112; 120表示具有固定化試劑121的
固定化試劑部分，130表示液體接收部分；
圖2是本發(fā)明裝置第一試劑室結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖3是圖2裝置的剖視圖4是本發(fā)明具有擴(kuò)大的第一開口端的第一試劑室結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖5是圖4第一試劑室結(jié)構(gòu)的剖視圖6是本發(fā)明裝置固定化試劑部分和液體接收部分組成結(jié)構(gòu)的透視
圖7是圖6結(jié)構(gòu)的剖視圖8是本發(fā)明具有與流通型固定化試劑部分和液體接收部分進(jìn)行液 體流通的第一試劑室的流通型分析裝置的透視圖； 圖9是圖8裝置的剖視圖； 圖IO是橫向流動(dòng)分析條的透視圖11是含有多孔液體貯存部分的橫向流動(dòng)分析條的透視圖12是本發(fā)明包括由第一試劑室和橫向流動(dòng)分析條組成的模制塑料外罩的橫向流動(dòng)型分析裝置的透視圖； 圖13是圖12分析裝置的剖視圖14是本發(fā)明包括由連接第一試劑室和橫向流動(dòng)分析條的管形流通 道組成的模制塑料外罩的橫向流動(dòng)型分析裝置的透視圖15是圖14分析裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1，本發(fā)明流動(dòng)分析裝置100組成部分包括第一試劑室110,. 第一試劑室具有由標(biāo)記試劑U2組成的可溶性試劑塊111;固定化試劑部
分120，具有固定化試劑121;以及液體接收部分130。鄰接部分可進(jìn)行 液體流通。樣品溶液能夠被引導(dǎo)至第一試劑室110，溶解試劑塊lll，通 過(guò)固定化試劑部分120流至溶液接收部分130。在流動(dòng)過(guò)程中，樣品溶液 中的分析物、試劑塊111的標(biāo)記試劑112及固定化試劑部分120的固定 化試劑i21相互接觸，啟動(dòng)涉及分析物和試劑的分析反應(yīng)。作為分析反 應(yīng)的產(chǎn)物， 一部分標(biāo)記試劑112結(jié)合至固定化試劑部分，未結(jié)合的標(biāo)記 試劑被接收在液體接收部分130。在給定的分析形式中，在固定化試劑部 分120或液體接收部分130結(jié)合至固定化試劑121的標(biāo)記試劑量是樣品 溶液中分析物量的函數(shù)。因此，檢測(cè)位于固定化試劑部分120或液體接 收部分130的標(biāo)記試劑的標(biāo)記信號(hào)能夠確定樣品溶液中分析物的存在或 量。分析信號(hào)是位于固定化試劑部分120或液體接收部分130標(biāo)記試劑 標(biāo)記物的可檢測(cè)信號(hào)。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，流動(dòng)分析裝置IOO包括樣品流動(dòng)控制結(jié) 構(gòu)140，被裝配在第一試劑室110和固定化試劑部分120之間，能夠控制 樣品從第一試劑室110流至固定化試劑部分120。樣品流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)包括能夠影響樣品流動(dòng)速度、流動(dòng)模式及流動(dòng)時(shí)間的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明裝置含有毛細(xì)管口。在某些實(shí)施
方案中，毛細(xì)管口能夠限制樣品從第一試劑室110至固定化試劑部分120
的流動(dòng)速度。裝配在第一反應(yīng)室第二端的毛細(xì)管口另一個(gè)功能是當(dāng)液體 流動(dòng)動(dòng)力弱于毛細(xì)管吸引力時(shí)可保持室內(nèi)一定量液體流過(guò)毛細(xì)管口。例 如，當(dāng)通過(guò)第一試劑室的第一開口端在高度上高于其第二端保持第一試
劑室于垂直位置而將50ul樣品溶液應(yīng)用于第一試劑室時(shí)，其中第二端的 直徑為2mm,圓形孔口的通過(guò)毛細(xì)管吸引力樣品溶液被保持在第一試劑 室內(nèi)。然而，當(dāng)向第一試劑室添加另一滴樣品溶液時(shí)， 一部分樣品溶液 流過(guò)毛細(xì)管口。第一反應(yīng)室毛細(xì)管口液體保持功能的重要應(yīng)用在本發(fā)明 中的其它部分詳細(xì)描述。
根據(jù)本發(fā)明的其它優(yōu)選實(shí)施方案，流動(dòng)分析裝置包括連接第一試劑室 和固定化試劑部分的液體貯存部分u此液體貯存部分延長(zhǎng)樣品從第一-試 劑室至固定化試劑部分的流動(dòng)路徑，其中樣品溶液和未溶解的標(biāo)記試劑 通過(guò)樣品溶液中的標(biāo)記試劑的擴(kuò)散被進(jìn)一步混合。在某些分析實(shí)施方案 中，其中標(biāo)記試劑是分析物的標(biāo)記結(jié)合物，樣品分析物和分析物的標(biāo)記 結(jié)合物之間更完全的反應(yīng)在標(biāo)記試劑接觸固定化試劑之前通過(guò)與液體貯 存部分混合而很容易進(jìn)行，這樣就提高了分析的靈敏度。本發(fā)明優(yōu)選實(shí) 施方案的液體貯存部分形狀除了其它形狀外還選自圓柱體、圓錐體及盒 子形狀。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，流動(dòng)分析裝置包括毛細(xì)管口，其連 接裝置的第一試劑室和毛細(xì)管口與固定化試劑部分之間的較寬液體貯存 部分。毛細(xì)管口連接第--試劑室至較寬液體貯存部分的一個(gè)作用是在毛細(xì)管口和下游液體jr:存部分的連接區(qū)域周囤形成渦流，便于具有高濃度
標(biāo)記試劑的樣品與剩下的樣品溶液混合。毛細(xì)管口和下游較寬液體貯存 部分的另一個(gè)作用是當(dāng)樣品流動(dòng)的動(dòng)力弱于毛細(xì)管吸引力時(shí)繼續(xù)保持樣 品向前流動(dòng)。由毛細(xì)管口的毛細(xì)管吸引力保持樣品流動(dòng)能夠通過(guò)增加流 動(dòng)動(dòng)力被再次促動(dòng)。在某些實(shí)施方案中，分析物和標(biāo)記試劑延長(zhǎng)的反應(yīng) 時(shí)間便于更加完全的分析反應(yīng)并改善分析靈敏度。因此，在某些實(shí)施方 案中，裝配在第一試劑室和固定化試劑部分之間的毛細(xì)管口和下游較寬 液體貯存部分能夠控制樣品流動(dòng)速度、流動(dòng)模式及流動(dòng)時(shí)間。
本發(fā)明裝置的第一試劑室UO是具有側(cè)壁和兩個(gè)開口端，即第一開口 端和第二開口端的腔室。含標(biāo)記試劑112的試劑塊111被裝配在兩個(gè)開 口端之間的室內(nèi)。腔室的第一開口端提供了樣品溶液進(jìn)入試劑塊ii〗的
通路，第二開口端能夠與裝置的固定化試劑部分120能夠進(jìn)行液體流通。
第一試劑室的側(cè)壁由惰性固體材料制成，選自塑料、橡膠及玻璃，優(yōu)選
地通過(guò)塑料模制由塑料材料制成。腔室內(nèi)徑(ID)根據(jù)裝置其它部件的 大小或體積及待測(cè)樣品溶液體積而不同。為便于塑料模制及將溶液試劑 充填至腔室內(nèi)，腔室的內(nèi)徑優(yōu)選為lmm—10mm，更優(yōu)選為3mm—6mm。 腔室的體積適于容納試劑塊及接收待測(cè)樣品溶液。在本發(fā)明裝置的某些 實(shí)施方案中，腔室的第一開口端優(yōu)選地為使液體容易進(jìn)入腔室的擴(kuò)大開 口端，腔室的第二開口端優(yōu)選地為毛細(xì)管口。
試劑塊111是主要由標(biāo)記試劑112及至少一種冷凍保護(hù)劑組成的可溶 性干塊。裝置的試劑塊111大小優(yōu)選地大到足夠伸展第一試劑室110的 寬度，因此，應(yīng)用于第一試劑室的樣品溶液在其從第一試劑室110流至 固定化反應(yīng)部分120之前將始終接觸整個(gè)反應(yīng)塊111。為了分析結(jié)果的精確度，試劑塊111有必要形狀和大小一致，并含有精確量的標(biāo)記試劑112。
為取得所要的分析靈敏度計(jì)算或在實(shí)驗(yàn)上最優(yōu)化每一試劑塊111中的標(biāo)
記試劑112量。含需要量標(biāo)記試劑112的試劑塊111優(yōu)選地通過(guò)在溶液中 稀釋標(biāo)記試劑112，調(diào)配溶液至所需體積等份及凍干調(diào)配的等份來(lái)進(jìn)行制 備。稀釋制備試劑塊111的標(biāo)記試劑112的溶液包括至少一種冷凍保護(hù) 劑，除其它種類以外，還選自蔗糖、甘露醇、海藻糖、葡聚糖、聚蔗糖、 牛膽酸鈉、牛血清白蛋白、聚乙二醇^:聚乙烯吡咯酮(PVP)。適當(dāng)?shù)臐舛?優(yōu)選為0.5y。-5。/。(w/v)，冷凍保護(hù)劑保護(hù)標(biāo)記試劑(112)的活性，并形成低 壓凍干塊的支撐網(wǎng)格。使用冷凍保護(hù)劑制備凍干生物活性化合物的詳細(xì) 方法在其它地方有所教授并為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉。視需要試劑塊含 有可溶性纖維材料作為試劑塊的可溶性網(wǎng)格?？扇苄岳w維材料為基本上 不吸附待測(cè)分析物的惰性纖維材料。惰性纖維材料選自尼龍、纖維素及 纖維玻璃。如果待測(cè)分析物高度疏水并可被吸附于固體材料表面，試劑 塊優(yōu)選沒有不可溶性物質(zhì)。
一種優(yōu)選的低壓凍干試劑塊是通過(guò)凍干含有標(biāo)記試劑的液體混合物 的冷凍珠而制成的低壓凍干珠。如美國(guó)專利US5，776,563 (Buhl等)所公 開的方法，液體的冷凍珠可以通過(guò)滴注測(cè)過(guò)的液體試劑滴至低溫液體中 而制成。干燥珠大小優(yōu)選地適于裝配于流動(dòng)分析裝置的第一試劑室中， 當(dāng)被應(yīng)用于第一試劑室的樣品溶液接觸時(shí)不會(huì)壓碎珠子或是太小而不能 形成一致的標(biāo)記試劑一樣品溶液混合物。不止一個(gè)低壓凍干珠可以被裝 配在第一試劑室中，只要多個(gè)小珠的總體質(zhì)量與單個(gè)珠的質(zhì)量相當(dāng)，多 個(gè)小珠通常具有與單個(gè)小珠冷凍塊相同的分析性能。當(dāng)冷凍珠試劑用于 分析裝置時(shí)，液體可滲透的容納結(jié)構(gòu)如第一試劑室的狹窄孔口，優(yōu)選位于裝置的第一試劑室將冷凍珠容納在第一試劑室內(nèi)。
在本發(fā)明另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，分析裝置的試劑塊111是通過(guò)凍干 進(jìn)入第一試劑室的一定體積含標(biāo)記試劑112的液體混合物而制成的模制 試劑塊。模制試劑塊恰當(dāng)?shù)靥幱诘谝辉噭┦?10內(nèi)。為便于模制試劑塊 的制備，第一試劑室的第二端優(yōu)選地為毛細(xì)管口，因此，當(dāng)一定體積含
標(biāo)記試劑112的液體混合物填充于第一試劑室內(nèi)110時(shí)，此液體將通過(guò) 毛細(xì)管吸引力容納于腔室內(nèi)直至被凍干成干燥塊。優(yōu)選地調(diào)整標(biāo)記試劑 的濃度以致低壓凍干的20—60ul液體中含有合適量標(biāo)記試劑。這樣一定 量液體很容易分散到具有毛細(xì)管口的第一試劑室內(nèi)，而不必塞住第一試 劑室的任何開口端。
圖2連同圖3描述了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的第一試劑室結(jié)構(gòu)200的實(shí) 例。此管形結(jié)構(gòu)包括側(cè)壁201;第一開口端205和第二開端206;具有 毛細(xì)管口 203的隔板202，該隔板將該管形結(jié)構(gòu)內(nèi)部分隔形成第一試劑室 210和適配結(jié)構(gòu)204，該適配結(jié)構(gòu)將此該管形結(jié)構(gòu)適配至固定化試劑部分 結(jié)構(gòu)。第一試劑室包括含有標(biāo)記試劑212的試劑塊211。
圖4連同圖5描述了本發(fā)明裝置的一個(gè)不同優(yōu)選實(shí)施方案的第一試劑 室結(jié)構(gòu)400。第一試劑室結(jié)構(gòu)400是一個(gè)管形塑料結(jié)構(gòu)，包括側(cè)壁401、 第一開口端405和第二開端406、包括含有標(biāo)記試劑412的試劑塊411的 第一試劑室410。第一試劑室410在第一開口端405有一個(gè)擴(kuò)大部分407。 寬闊的第一開口端405很容易為液體試劑溶液，試劑塊411的前體及待 測(cè)樣品溶液提供方便的入口。當(dāng)液體試劑混合物填充于第一試劑室并在 其被低壓凍干之前，第二開口端406狹窄部分402形成的狹窄孔口通過(guò) 毛細(xì)管吸引力容納填充的液體試劑混合物。狹窄孔口 403還能夠控制樣品流過(guò)第一試劑室410。
分析裝置的固定化試劑部分的液體可滲透固體基質(zhì)選自多孔膜，如纖 維玻璃膜、纖維素膜、尼龍膜、交聯(lián)纖維素珠、纖維素、玻璃珠及毛細(xì) 管。固定化試劑部分的結(jié)構(gòu)根據(jù)液體可滲透的固體基質(zhì)及流動(dòng)分析裝置 的類型而不同。
本發(fā)明分析裝置的液體接收部分包括能夠從固定化試劑部分接收樣 品溶液的結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)由試劑室、管子、管形瓶或液體吸收塊如海綿、 紙墊或棉花團(tuán)構(gòu)成。
根據(jù)圖6連同圖7，本發(fā)明裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案包括由液體可滲 透基質(zhì)621和固定化試劑622組成的流通型固定化試劑部分620。固定化 試劑部分620和液體接收部分630優(yōu)選地在相同的管形塑料結(jié)構(gòu)600中 構(gòu)建，這兩部分可進(jìn)行液體流通。固定化試劑部分包括兩個(gè)相對(duì)端，第 一端623和第二端624。第一端623能夠與分析裝置的第一試劑室的第二 端進(jìn)行液體流通，第二端624與液體接收部分630可進(jìn)行液體流通。固 定化試劑部分620的固體基質(zhì)621優(yōu)選地由液體可滲透小珠的基質(zhì)組成， 通過(guò)兩個(gè)液體可滲透的熔塊625和626或薄膜容納在管形結(jié)構(gòu)600內(nèi)。
根據(jù)圖8連同圖9，本發(fā)明裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案是一種流通型分 析裝置800，其包括第一試劑室210，容納含有標(biāo)記試劑212的可溶性試 劑塊211，與含有固定化試劑622的流通固定化試劑部分620可進(jìn)行液體 流通，進(jìn)一步與液體接收部分液體630進(jìn)行液體流通。如圖2連同圖3 所描述，第一試劑室210優(yōu)選地在其第二端206包括一個(gè)毛細(xì)管口 203。 樣品流過(guò)本發(fā)明流通型分析裝置的試劑部分是通過(guò)毛細(xì)管吸咐力及樣品 溶液的重力或機(jī)械壓力而啟動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，分析裝置是一種流通型分析裝置， 能夠允許樣品由重力或毛細(xì)管吸引力促動(dòng)從第一試劑室通過(guò)固定化部分 流至液體接收部分。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，流通型分析裝置能夠允許樣品由 重力或毛細(xì)管吸引力促動(dòng)從第一試劑室通過(guò)固定化部分流至液體接收部 分，其組成包括目測(cè)可辨認(rèn)標(biāo)記標(biāo)記的標(biāo)記試劑。使用這樣裝置的整個(gè) 分析過(guò)程不依賴于儀器，可理想地適于POC檢.測(cè)應(yīng)用。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的流通型分析裝置包括用于 控制樣品流動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。機(jī)械結(jié)構(gòu)選自能夠控制樣品從第一試劑室通 過(guò)固定化試劑部分流至液體接收部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)，該機(jī)械結(jié)構(gòu)包括液體 泵送系統(tǒng)、流動(dòng)閥及離心系統(tǒng)。流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)能夠控制樣品流動(dòng)速度及 樣品流動(dòng)時(shí)間。例如，在某些實(shí)施方案中，機(jī)械流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)能夠根據(jù) 需要接通及斷開樣品流動(dòng)。
根據(jù)圖10，在本發(fā)明另一個(gè)重要的優(yōu)選實(shí)施方案中，流動(dòng)分析裝置
的固定化試劑部分1020包括橫向流動(dòng)型分析部件，其中固定化試劑的固 體基質(zhì)包括能夠?yàn)榉治龉潭ㄋ枳銐蛟噭?022及使樣品溶液橫向流通的 一大體平坦表面區(qū)域1021。固定化試劑部分1020的平坦表面區(qū)域1021 由能夠固定分析試劑的扁平液體可滲透材料和位于毛細(xì)管距離的兩個(gè)固 體表面形成的細(xì)槽構(gòu)成，其中可滲透材料選自多孔膜，例如硝酸纖維素 膜、尼龍膜、乙酸纖維素膜及纖維玻璃膜。使用固定化分析試劑的膜基 質(zhì)在美國(guó)專利US4，703，017 (Campbell等)及其它地方有所公開，為本領(lǐng) 域技術(shù)人員所熟悉。使用在毛細(xì)距離裝配的兩個(gè)固體表面形成的細(xì)槽作 為橫向流動(dòng)免疫分析的基質(zhì)在美國(guó)專利US6,767,510 (Buechler)有所教導(dǎo)。樣品溶液通過(guò)平坦膜表面或毛細(xì)間距固體表面之間的平坦通路橫向 流動(dòng)通常由毛細(xì)管吸引力促動(dòng)。樣品通過(guò)薄膜的流動(dòng)速度與膜厚度、孔 徑大小及膜表面性質(zhì)有關(guān)。優(yōu)選地，此裝置的固定化試劑部分薄膜厚度
約為100um—200um。樣品通過(guò)薄膜的流動(dòng)速度常為10—40mm/min。使 用鹽或表面活性劑處理薄膜通?？梢栽黾訕悠吠ㄟ^(guò)薄膜的流動(dòng)速度。
本發(fā)明橫向流動(dòng)型分析裝置(1000)的液體接收部分(1030)包括能夠 接收來(lái)自固定化試劑部分(1020)的樣品溶液的結(jié)構(gòu)，由試劑室、管子、管 形瓶或液體吸收塊如海綿、紙墊或棉花團(tuán)構(gòu)成。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，流動(dòng)分析裝置包括膜固定化試劑部 分和吸收液體接收部分。在使用優(yōu)選的分析裝置的分析過(guò)程中的樣品流 動(dòng)能夠由樣品溶液的重力及毛細(xì)管吸引力促動(dòng)，而不依賴于其它儀器。
在本發(fā)明的另-一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，流動(dòng)分析裝置包括由可見有色微 粒標(biāo)記組成的標(biāo)記試劑，膜固定化試劑部分1020,及吸收液體接收部分 1030。分析過(guò)程的樣品流動(dòng)能夠由樣品溶液的重力和毛細(xì)管吸引力促動(dòng)。 分析結(jié)果能夠在目測(cè)讀取。因此，使用本發(fā)明優(yōu)選分析裝置的整個(gè)分析 過(guò)程能夠不依賴于儀器。這樣的流動(dòng)分析裝置和不依賴儀器的分析方法 理想地適于POC檢測(cè)應(yīng)用。
根據(jù)圖U連同圖12，在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，橫向流動(dòng) 分析裝置包括膜固定化反應(yīng)部分1120和位于第一試劑室的試劑塊和固定 化試劑部分1120之間的多孔液體貯存部分1140。多孔液體貯存部分1140 由多孔塊1141組成，多孔塊能夠通過(guò)毛細(xì)管吸引力從第一試劑室接收樣 品溶液并將樣品溶液釋放至固定化試劑部分1120 。多孔液體忙存部分 1140的材料選自多虧材料，包括海綿、纖維玻璃、纖維素膜及濾紙。多孔液體貯存部分1140的多孔材料優(yōu)選與固定化試劑部分的薄'膜同樣厚或 比固定化試劑部分的薄膜厚，優(yōu)選比固定化試劑部分的薄膜的孔徑大或
具有同樣孔徑。在多孔液體貯存部分1141接收的樣品溶液被緩慢釋放至 固定化試劑部分1120，因此，防止了樣品溶液在固定化試劑部分的溢流， 這是在第一試劑和固定化試劑部分1120之間具有多孔液體貯存部分1140 的一個(gè)主要好處。具有多孔液體貯存部分的另一個(gè)好處是它可通過(guò)允許 標(biāo)記試劑在多孔液體貯存部分?jǐn)U散而便于樣品溶液和標(biāo)記試劑混合。多 孔液體貯存部分1140還通過(guò)緩慢釋放樣品溶液至固定化試劑部分1120 而有助于控制樣品流動(dòng)速度。
根據(jù)圖12連同圖4、圖5、圖11和圖13，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施 方案中，流動(dòng)分析裝置1200包括由上模制片1202和下模制片1203圍成.. 的塑料外罩1201。塑料外罩1201包括第一試劑室固定裝置L 04、橫向l-流動(dòng)分析條固定裝置1205及結(jié)果視窗1206。具有容納含有標(biāo)記試劑'412 的試劑塊411的第一試劑室410的第一試劑室結(jié)構(gòu)400在第一試劑室固 定裝置1204中被緊貼安裝至裝置外罩1201。橫向流動(dòng)分析條1100被裝" 配在橫向流動(dòng)分析條的固定裝置1205，其包括具有固定化試劑1121的固 定化試劑部分1120、液體接收部分1130和需要的多孔液體貯存部分 1140。樣品液體能夠被應(yīng)用于第一試劑室410，溶解試劑塊411，含有試 劑塊411標(biāo)記試劑412的樣品溶液能夠通過(guò)固定化試劑部分1120流至液 體接收部分1130。通過(guò)結(jié)果視窗1206在分析條1100的固定化試劑部分 1120能夠檢測(cè)到分析信號(hào)。第一試劑室410通過(guò)第一試劑室410的毛細(xì) 管孔口 403被連接至需要的膜分析條1100的多孔液體貯存部分1140。含 有標(biāo)記試劑412的樣品溶液必須在其到達(dá)固定化試劑部分1120之前流過(guò)多孔液體貯存部分1140，因此防止了樣品溶液在固定化試劑部分1120溢 流。
根據(jù)圖14連同圖2、圖3、圖11及圖15，在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí) 施方案中，分析裝置包括由上模制片1402和下模制片1403圍成的塑料 外罩1401。塑料外罩1401包括第一試劑室固定裝置1404、橫向流動(dòng)分 析條固定裝置1405及結(jié)果視窗1406。具有第一試劑室210的第一試劑室 結(jié)構(gòu)200被緊貼安裝至第一試劑室固定裝置1404。包括固定化試劑部分 1120的橫向流動(dòng)分析條1100被裝配在橫向流動(dòng)分析條的固定裝置1405。 樣品液體能夠被應(yīng)用于第一試劑室210，溶解試劑塊211，含有試劑塊211 標(biāo)記試劑212的樣品溶液能夠通過(guò)固定化試劑部分1120流至液體接收部 分1130。通過(guò)結(jié)果視窗1406在分析條HOO的固定化試劑部分1120能夠 檢測(cè)到分析信號(hào)。第一試劑室210被連接至管子M08內(nèi)的流通道1407， 而管子通過(guò)第一試劑室210孔口 203被連接至需要的膜分析條1100的多 孔液體貯存部分1140。含有標(biāo)記試劑212的樣品溶液必須在其到達(dá)固定 化試劑部分1120之前流過(guò)流通道1407和多孔液體貯存部分1140。流通 道1407和多孔液體貯存部分1140均通過(guò)標(biāo)記試劑在樣品溶液中擴(kuò)散而 便于樣品溶液和標(biāo)記試劑212混合。因此，標(biāo)記試劑212能夠在其流過(guò) 固定化試劑部分1120之前接觸大部分樣品溶液中的分析物。 實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式
本發(fā)明裝置和分析方法的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案用于檢測(cè)生物溶液中的 分析物。象所有其它流動(dòng)分析裝置一樣，分析試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化 是制造本發(fā)明最有用裝置的關(guān)鍵因素。 工業(yè)適用范圍流動(dòng)分析裝置和分析方法用于檢測(cè)樣品溶液以檢測(cè)樣品溶液中的分 析物，這樣的樣品溶液除其它種類以外，還包括血清、尿液、唾液及脊 髓液。此裝置和分析方法可用于診斷實(shí)驗(yàn)室、POC檢測(cè)或非醫(yī)學(xué)檢測(cè)情 況，如檢測(cè)尿液或口腔液體樣品以檢測(cè)濫用的物質(zhì)。
權(quán)利要求
1. 一種用于檢測(cè)樣品溶液中分析物的流動(dòng)分析裝置，其包括1)第一試劑室，其具有側(cè)壁、第一開口端及第二開口端，容納含有標(biāo)記試劑的可溶性試劑塊；2)固定化試劑部分，由兩個(gè)相對(duì)端即第一端和第二端和固定化試劑組成；以及3)液體接收部分，樣品溶液容易通過(guò)第一試劑室的第一開口端進(jìn)入第一試劑室的試劑塊，第一試劑室的第二開口端與固定化試劑部分的第一開口端進(jìn)行液體流通，固定化試劑部分的第二開口端與液體接收部分進(jìn)行液體流通，從而樣品溶液能夠通過(guò)第一試劑室的第一開口端應(yīng)用于第一試劑室，溶解試劑塊，含有試劑塊標(biāo)記試劑的樣品溶液能夠通過(guò)固定化試劑部分流至液體接收部分，并在固定化試劑部分或液體接收部分產(chǎn)生分析信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的分析裝置，其中所述的第一試劑室的第二開口端為 毛細(xì)管口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的分析裝置，其中所述的試劑塊包括小珠試劑塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的分析裝置，其中所述的試劑塊是通過(guò)凍干一定量配 入第一試劑室的含有標(biāo)記試劑的液體混合物而制備的模制塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的分析裝置，其中所述的試劑塊是在第一試劑室兩個(gè) 開口端未被塞住情況下通過(guò)凍干一定量配入第一試劑室的含有標(biāo)記 試劑的液體混合物而制備的模制塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的分析裝置，其中所述的固定化試劑部分含有固定在流通型固體基質(zhì)上的試劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的分析裝置，其中所述的固定化試劑部分含有固定在 橫向流動(dòng)型固體基質(zhì)上的試劑。
8. —種用于檢測(cè)樣品溶液分析物的流動(dòng)分析裝置，其包括1) 第一試劑室，具有側(cè)壁、第一開口端及第二開口端，容納含有標(biāo) 記試劑的可溶性試劑塊；2) 樣品流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)；3) 固定化試劑部分，由兩個(gè)相對(duì)端即第一竭和第二端和固定化試劑 組成；以及4) 液體接收部分， 樣品溶液容易通過(guò)第一試劑室的第一開口端進(jìn)入第一試劑室的試劑塊，第一試劑室的第二開口端與固定化試劑部分的第一開口端迸行液體 流通，固定化試劑部分的第二開口端可與液體接收部分進(jìn)行液體流通， 因此樣品溶液能夠通過(guò)第一試劑室的第一開口端應(yīng)用于第一試劑室，溶 解試劑塊，含有試劑塊標(biāo)記試劑的樣品溶液能夠通過(guò)固定化試劑部分流 至液體接收部分，并在固定化試劑部分或液體接收部分產(chǎn)生分析信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的第一試劑室的第二開口端為 毛細(xì)管口。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的試劑塊包括小珠試劑塊。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的試劑塊是通過(guò)凍干一定量配 入第一試劑室的含有標(biāo)記試劑的液體混合物而制備的模制塊。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的試劑塊是在第一試劑室兩個(gè) 開口端未被塞住情況下通過(guò)凍干一定量配入第一試劑室的含有標(biāo)記試劑的液體混合物而制備的模制塊。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的固定化試劑部分含有固定在 流通型固體基質(zhì)上的試劑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的固定化試劑部分含有固定在 橫向流動(dòng)型固體基質(zhì)上的試劑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的樣品流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)包括連接 第一試劑室和固定化試劑部分的液體貯存部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的樣品流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)包括毛細(xì) 管口和連接第一試劑室和固定化試劑部分的下游較寬液體貯存部分。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的分析裝置，其中所述的液體貯存部分是由多孔吸 收塊組成的多孔液體貯存部分。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13的分析裝置，其中所述的樣品流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)由機(jī)械 系統(tǒng)組成，包括液體泵入系統(tǒng)、流動(dòng)閥及離心系統(tǒng)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求8的分析裝置，其中所述的標(biāo)記試劑的標(biāo)記是可見物質(zhì)。
20. —種用于檢測(cè)樣品溶液中分析物的方法，包括 1)提供一種裝置，其組成包括a) 第一試劑室，具有側(cè)壁、第一開口端及第二開口端，容 納含有標(biāo)記試劑的可溶性試劑塊；b) 固定化試劑部分，由兩個(gè)相對(duì)端即第一端和第二端和固 定化試劑組成；以及c) 液體接收部分， 樣品溶液容易通過(guò)第一試劑室的第一開口端進(jìn)入第一試劑室的試劑塊，第一試劑室的第二開口端可與固定化試劑部分的第一開口端進(jìn)行液體流通，固定化試劑部分的第二開口端可與液體接收部分進(jìn)行液體流通， 因此樣品溶液能夠通過(guò)第一試劑室的第一開口端應(yīng)用于第一試劑室，溶 解試劑塊，含有試劑塊標(biāo)記試劑的樣品溶液能夠通過(guò)固定化試劑部分流 至液體接收部分，并在固定化試劑部分或液體接收部分產(chǎn)生分析信號(hào)；2) 將樣品溶液通過(guò)第一試劑室的第一開口端應(yīng)用于第一試劑室，溶 解試劑塊，使含有試劑塊標(biāo)記試劑的樣品溶液通過(guò)固定化試劑部 分流至液體接收部分；以及3) 通過(guò)檢測(cè)固定化試劑部分或液體接收部分的標(biāo)記試劑的標(biāo)記信號(hào) 確定樣品溶液中分析物的存在或量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)樣品溶液中分析物的分析裝置，其組成包括具有含標(biāo)記試劑的可溶性試劑塊的第一試劑室，與具有固定化試劑的固定化試劑部分可進(jìn)行液體流通，進(jìn)一步可與液體接收部分進(jìn)行液體流通。使用本發(fā)明裝置的分析方法包括將樣品溶液應(yīng)用于第一試劑室，溶解試劑塊，及使含有溶解的標(biāo)記試劑的樣品溶液通過(guò)固定化試劑部分流至裝置的液體接收部分。通過(guò)讀取固定化試劑部分或液體接收部分標(biāo)記試劑的標(biāo)記信號(hào)確定分析結(jié)果。此裝置優(yōu)選地包括第一試劑室與固定化試劑部分之間的流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G01N21/86GK101416041SQ200480038065
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月5日
發(fā)明者梁貴合 申請(qǐng)人:梁貴合