CN104428671A - 用于测量血小板凝集的微射流装置以及相关的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本技术概括地涉及用于测量血小板凝集的微射流装置，以及相关的***和方法。在一些实施方式中，射流装置包括显微结构的阵列，包括通常刚性的块和通常可挠曲的柱的配对。该射流装置还包括至少一个设置用以接纳该阵列的流体通道。该流体通道设置用以引导生物学样品例如全血的流体流动经过该阵列。该射流装置还可包括检测部件，该检测部件设置用以测量阵列中的一个或多个可挠曲柱的挠曲程度。在一些实施方式中，该射流装置包括手持装置，并可用于血小板力和凝集的护理点测试。

Description

用于测量血小板凝集的微射流装置以及相关的***和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求以下在审中的申请的权益：
(a)美国临时专利申请61/645,191，于2012年5月10日提交；
(b)美国临时专利申请61/709,809，于2012年10月4日提交；
(c)美国专利申请13/663,339，于2012年10月29日提交；和
(d)美国临时专利申请61/760,849，于2013年2月5日提交。
所有的上述申请通过援引以它们的整体并入本文中。此外，在援引并入的申请中公开的实施方式的组件和特征可以与本申请中公开和要求保护的各种组件和特征组合。
关于联邦政府赞助的研究的声明
本发明是在由SPAWAR–空间和海上作战***中心(SSC)授予的N66001-11-1-4129政府支持下完成。政府拥有本发明的一定权力。
技术领域
本技术概括地涉及用于测量血小板凝集的微射流装置，以及相关的***和方法。
背景技术
为了组织愈合，血小板对于止住失血是必不可少的。在受伤部位处，血小板经历激活、形状改变、分泌和聚集的凝集过程，最终导致包含纤维蛋白链和血小板的止血凝块。血小板在止血中起到独特的生物力学作用：它们的肌动蛋白-肌球蛋白力强化它们的整合蛋白粘附，并通过把纤维蛋白链与血小板更近地拉在一起防止纤维蛋白溶解。
血液动力学在血小板的活动中起到重要作用。高剪切速率梯度可发生在血管弯曲、分叉或狭窄之处，并且可出现在血管支撑物或人工瓣膜。已观察到这些剪切梯度造成血小板粘附至管壁，导致它们的激活和聚集。高剪切梯度可引起自持过程，血小板聚集增大局部剪切梯度，进一步造成血小板粘附和聚集。
身体响应于损伤的主要方法是形成凝块以阻止出血。凝块的强度主要取决于陷于它内的血小板细胞有力收缩的能力，其使围绕血小板的纤维蛋白网状结构***并将凝块固定于伤处以防止破裂。适当的凝块形成在创伤患者中是关键，因为受损的凝块形成与死亡率的显著增长相关。例如，患有血小板功能障碍的创伤患者可具有较大的损伤严重度和使休克恶化。它们可能要求更多的输血并具有更大的死亡率。具有这样病况的患者需要从受伤现场更快速地被转移，并可以用例如低血压复苏策略等“损伤控制”干预进行检伤分类。当到达医院时，这些患者可以被给予较早且更积极主动的治疗，包括定制的血液产品输注，并且可以更快速地升级至立即手术。
确定血小板是否充分凝集的传统的诊断方法在技术上是复杂的，并且要求大量的血液用于测试。此外，这样的测试可花费大量时间用于完成读数。此处理时间可造成对创伤患者潜在治疗技术的延迟，由此增大它们的负面结果的几率。
附图说明
图1A是根据本技术的实施方式配置的微射流流动室的部分示意图。
图1B是根据本技术的实施方式在图1A的室中经历流体流动的微柱的阵列的部分示意图。
图2是根据本技术的实施方式配置的微柱的阵列的顶视图。
图3是根据本技术的实施方式配置并用于测量血小板力的血小板测试装置的侧等轴视图。
图4是显示根据本技术的实施方式测量生物药品中的血小板凝集的方法的框图。
图5A-5C是显示根据本技术的实施方式在三位代表性患者中引发微柱挠曲所需的剪切激活的图。
图6是显示根据本技术的实施方式响应于患者的剪切激活阈选择患者疗法的方法的框图。
具体实施方式
本技术概括地涉及用于测量血小板凝集的微射流装置，以及相关的***和方法。在一些实施方式中，射流装置包括显微结构的阵列，包括通常刚性的块和通常可挠曲的柱的配对。射流装置还包括设置用以接纳该阵列的至少一个流体通道。流体通道设置用以引导例如全血的生物学样品流体流穿过该阵列。射流装置还可以包括设置用以测量阵列中的一个或多个可挠曲的柱的挠曲度的检测组件。在一些实施方式中，射流装置包括手持装置并可用于血小板力和凝集的护理点(point of care)测试。
以下参考图1A-6描述本技术的若干实施方式的具体细节。为了避免不必要地模糊本技术的各种实施方式的描述，在以下公开内容中没有列出描述与细胞研究工具或护理点射流装置相关的已知结构和***的其他细节。图中所示的许多细节、尺寸、角度及其他特征仅仅说明本技术的具体实施方式。因此，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，其他实施方式可以具有其他细节、尺寸、角度和特征。因此，本领域普通技术人员应理解本技术可以具有其他实施方式且含有额外要素，或者本技术可以具有其他实施方式而不具有以下参考图1A-6所示和所述的特征中的若干特征。
图1A是根据本技术的实施方式配置的流体流动室100的部分示意图。室100可以包括主通道102，经由其流体从入口122流至出口124。在若干实施方式中，该流体可以包括全血或血小板，或者包括血浆和血浆蛋白在内的全血的其他片段。在其他实施方式中，该流体可以包括内皮细胞、循环肿瘤细胞、癌症细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、红细胞、白细胞、细菌、巨核细胞、酶、矿物质、生物矿物，或其片段中的至少其一。虽然图1A显示单个主通道102，在其他实施方式中，室100可以包括多个流体通道。在具有多个流体通道的实施方式中，用户可以将不同的流体、生物学样品和/或试剂导入不同的通道中。或者，如以下进一步详细描述，室100可以包括能够平行操作并测试流体样品的不同特征的多个流体通道。例如，室100可以对比修饰样品测试对照样品，或者可以将样品导入具有不同的表面化学的多个流体通道中。
主通道102设置用以接纳显微结构例如微柱的一个或多个阵列114。在若干实施方式中，阵列114被安置在或邻近主通道102的基部或底部118，于是流体可以实质地流动越过并穿过阵列114。如以下进一步详细描述，在一些实施方式中，阵列114包括一对或多对显微结构。在一些情况中，每对显微结构包括与通常可挠曲的柱110邻近的通常刚性的块108。如以下将作进一步详细描述的，在一些实施方式中，柱110的顶部包括磁性末梢116。在柱110的顶部上的磁性末梢116可以由通过电化学沉积在模板的孔中生长的钴、镍、钐或其他稀土金属制成。在其他实施方式中，磁性末梢116包括其他材料，或者通过其他方法形成或沉积。
在若干排列中，块108是在下游柱110的上游。在一些实施方式中，块108与柱110间隔5-15μm，在一个具体的实施方式中，间隔9μm。在各种实施方式中，阵列114可以包括块108和柱110的其他组合。例如，块108比柱110的比可以不是1:1，而是可以有多个柱110邻近单个块108。在其他实施方式中，此比例倒转。在其他实施方式中，柱110是块108的上游。柱110可以用作弹性悬臂梁，其与施加于它的上部末梢的力成比例挠曲。例如，挠曲可以是从柱110基部至末梢的连续。在若干实施方式中，柱110比块108显著更大程度地挠曲。在一些情况中，块108的挠曲是可忽略的或者不存在。
阵列114还可以包括一个或多个自旋阀126，在一个或多个柱110或块108的下面或附近。例如，对于显微结构的每对块-和-柱可以有自旋阀126，自旋阀126可以被安置在块108与柱110之间。如以下进一步详细描述，自旋阀126可以用来测量由柱110的朝向块108挠曲的磁性末梢116引起的磁场变化。自旋阀126可以利用薄膜中的超磁致伸缩(GMR)效应。自旋阀126可以包括被喷镀在磁性和非磁性层的交替堆栈中的薄膜金属条。由于不同层中的电子的旋转的相互作用，该条的阻力对平面内磁场的变化敏感。自旋阀126可以具有1nT量级的磁灵敏度，其可达到20:1信噪比。在一些实施方式中，自旋阀126的电阻变化可以通过设置惠斯通电桥配置进行测量。
在若干实施方式中，根据护理点应用对流动室100调整尺寸。例如，可以对流动室100调整尺寸以接收流体例如血液的相对小的样品(例如，小于3μl)。在一些实施方式中，一滴血足以运行该装置。在一个实施方式中，主通道102具有2cm的长度、4mm的宽度和0.5mm的深度。在其他实施方式中，主通道102可以具有其他尺寸。在若干实施方式中，流动室100被气密性地密封。如以下参考图3所描述的，在一些实施方式中，室100或阵列114的全部或部分包括设置被置于手持装置内的卡，其启动射流测试或者读取测试结果(例如，血小板力的幅度)。
图1B是根据本技术的实施方式设置并进行流体流动的图1A的显微结构阵列114的部分示意图。参考图1A和1B，在操作时，阵列114被置于主通道102中并在选定的时间期间中暴露于流体流动条件(例如，层流条件以产生阵列114中的剪切梯度)。例如，在一些实施方式中，阵列114可以被置于通道102内部中，并且可以连续施加小于1分钟的全血流体流动。在其他实施方式中，可以间歇地施加该流动或者施加超过1分钟或小于1分钟。例如，可以提供该流动，持续1分钟或更短，5分钟或更短，或者15分钟或更短。在若干实施方式中，可以提供该流动而不需要用户混合或其他干预。
在各种实施方式中，术语“流体流动”可以指被泵送的或者被机械移动的流体，被加压的流体(例如，通过注射器导入)，或者可以指浸入(没有泵送)。虽然流动元件(例如，泵)104被显示为与流动室100相连并被设置用以经由室100再循环介质和提供在流动箭头方向的静流、层流和/或扰流，在其他实施方式中流动元件104不存在，并且流体样品经由入口122被导入主通道102。例如，流体样品可以被收集(例如，在肝素或其他凝血剂管中)并被加载入注射器中并以介于生理学正常(2000s-1)和病理学高(12000s-1)之间的壁剪切速率被泵送经过主通道102。在一些实施方式中，流体样品可以经由出口124从主通道102取回，而在其他实施方式中流体样品在测试后保留在主通道102中以便丢弃处置。在具有流动元件104的实施方式中，流动元件104可以包括正排量泵、压电泵、部分真空、隔膜泵、蠕动泵、流体静压泵或者另一种装置。
当流体样品(例如，全血)被导入主通道102中时，流动的血小板快速地粘附至显微结构(例如，在块108和柱110的上方和之间)以形成微量的凝块120。更具体地，血小板聚集在凝块120处，形成阵列114中的介于块108和柱110结构之间的机械桥。血小板在剪切力下收缩，致使柱110如与施加于它的末梢的力成比例地挠曲的弹性的悬臂梁那样朝向块108弯曲。柱110挠曲度可以用来量化血液中的血小板产生多大的力，可相应地鉴定任何凝集缺陷。在若干实施方式中，块108和柱110间隔足够接近以阻止红细胞和白细胞存在于介于块108和柱110之间的凝块间隙中。
为了测量柱110的挠曲，可以从在阵列114的顶部和底部摄取的相差荧光显微镜图像来分析它的末梢和基部的位置之间的差异。可以通过以下关系由挠曲(δ)计算每个牵引力(F)的幅值和方向：
F = 3 π ED 4 64 L 3 δ .
阵列中的显微结构的长度L和直径D可以利用扫描电子显微镜进行测量。在一些实施方式中，柱110的直径是2.2μm，并且长度是7μm。柱材料(例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS)，E＝2.5MPa)的杨氏模量可以通过拉伸试验进行确定。
在柱110上的磁性末梢116可以用来以磁性检测部件测量血小板力。例如，磁性末梢116可以具有平行于自旋阀126取向的偶极矩μ0。在镍磁性末梢116的情况中，初始偶极矩可以是4.8pAm2。假定磁性末梢116距离传感器大约60μm，它的偶极矩可以产生μ0＝4.4μT的平面内磁场。此测量值可以是对未弯曲柱110的基线读数。
当血小板迫使柱110朝向块108弯曲时，磁性末梢116转动角度θ。由于磁性末梢的116偶极矩μ’的重新取向，在自旋阀126处测得的平面内磁场降低。在一个具体的实施方式中，由凝块120产生40nN的力。因此，对于由SU-8制成的柱110，基于221nN/μm弹簧常数，在柱110的磁性末梢116可以有约0.3o旋转。此旋转可以致使磁性末梢的116偶极矩μ’也改变它的取向0.3o，可以造成通过自旋阀126测得的平面内磁场降低μ0-μ’＝20nT。虽然对于大多数低成本的商业磁强计(例如，霍尔效应传感器或磁通门磁强计)来讲20nT的下降可能太小，但自旋阀126可以足够灵敏以检测这样的磁场变化。如以下参考图2所述，阵列114还可以包括接触垫，其使自旋阀126与用于检测血小板力的电子装置之间得以连接。
在其他实施方式中，可以将其他磁性组件，例如磁性纳米线，嵌入或者在或沿着柱110的其他部分安置。例如，在一些实施方式中，纳米线被嵌入柱110的约至少顶部2/3，并用于磁性检测。使用纳米线的柱挠曲可以利用邻近(例如，在下方)磁化的阵列114安置的磁强计例如自旋阀或GMR传感器进行检测。在其他实施方式中，磁体从柱110被略去，在柱110上血小板力的测量可以利用光学显微镜和图像处理进行。检测柱110上的力的某些光学检测部件可以包括相差显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜或者光电二极管。在其他实施方式中可使用其他光学检测部件。
上述阵列114可以利用各种模板或模塑技术进行制造。例如，在一些实施方式中，阵列114可以通过在2号玻璃盖玻片上流延具有0.25mm厚度的PDMS或相似材料的薄膜进行制造。在其他实施方式中，可以使用其他材料和/或材料的厚度。在一些实施方式中，各个显微结构包括硅、聚合物、金属或陶瓷。在一个具体的实施方式中，各个柱110是利用SU-8光致抗蚀剂制成，具有约221nN/μm的弹簧常数。在一些实施方式中，室100的显微结构或其他部分可以基本上被包覆在不结垢的涂层中。
显微结构的阵列114可以被微模塑成期望的形状、排布或图案。例如，在一些实施方式中，各个块108一般是矩形，带有尖锐的拐角设置用以产生高剪切力。在其他实施方式中，块108具有其他形状例如楔形、三角形、柱形、球形、星形等。在一个具体的实施方式中，块108具有约10-60μm的高度、10-30μm的宽度和5-20μm的深度。在一些实施方式中，各个柱110一般被定形为柱形，但是在其他实施方式中可以具有其他形状。在一个具体的实施方式中，柱110具有约10-60μm的高度，并具有约2-6μm的直径。在一些实施方式中，磁性末梢116包括厚约1μm和直径约3μm的镍层。在其他实施方式中，柱110可以具有其他尺寸。
令人期望的是，可以用表面化学或粘合剂处理或涂布装置100的显微结构或其他部分。例如，在一些实施方式中，粘合成分(例如，纤连蛋白)可以被吸收在PDMS印模的表面上。该印模可以没有图案(“平印模”)，或者方形网格形状的正浮雕图案(positive relief pattern)的阵列(“方形印模”(square stamps))。当粘合成分被吸附时，为了将纤连蛋白转印在接触区域上，可以使该印模与基材处于保角接触。然后，可以用0.2％Pluronic F127或其他适合的材料处理每个基材以确保细胞粘附至被印刷纤连蛋白的区域并防止蛋白吸附和阻滞血小板粘附于主通道102上。这可以有助于将血小板与测试血液的其他组分分离。在一些实施方式中，主通道102的壁被涂布荧光染料，而后涂布I型胶原蛋白和冯维尔布兰德因子(von Willebrand Factor)。
在一些实施方式中，各个显微结构(或显微结构的末梢)基本上被涂布至少一种表面化学组分或粘合组分，例如蛋白、聚糖、多聚糖、糖蛋白、胶原蛋白、玻璃体结合蛋白、层粘连蛋白、单克隆抗体、多克隆抗体、纤维蛋白溶酶、激动剂(例如，凝血酶或钙)、基质蛋白(例如，纤维蛋白原、纤连蛋白、冯维尔布兰德因子)、酶、矿物质、生物矿物、肌动蛋白-肌球蛋白活性的抑制剂(例如，Y-27632、ML-7或者blebbistatin)，和/或它们的片段。在一些实施方式中，显微结构被涂布细胞外基质蛋白，其使血小板得以附连至它们如同它们附连至受伤的管壁。在一些实施方式中，每个微通道中的显微结构可以以10-50μg/ml范围中的浓度被模印冯维尔布兰德因子。
如上所述，在一些实施方式中，装置100包括多个通道，能够并行操作以测试样品的不同特征。例如，在一些实施方式中，装置100可以包括多个通道，每个具有不同的显微结构表面化学。在一个具体的实施方式中，第一微通道运行作为控制通道，第二通道包括促使凝集的显微结构表面化学，并且第三通道包括抑制血小板凝集的显微结构表面化学。多个通道可以组合以实施对凝块形成组成部分的范围的同时测试。
图2是在图1的流体流动室100中使用的显微结构的阵列214的顶视图。阵列214被容纳在包括流体入口222和流体出口224的微通道202中。阵列214包括块208与相应的下游柱210的配对的图案。虽然所示的实施方式包括在行和列中的显微结构的配对的网格，在其他实施方式中，所述配对可以被置于不同的排列，或者可以有更多或更少的行和列。例如，在一些实施方式中，块208和柱210可以各有100个。此外，块208和柱210不需要成对，反而每个块208可以有多个柱210(例如，柱210可以环绕块208)，或者每个柱210可以有多个块208。
多个自旋阀226被安置于阵列214中，每个自旋阀226介于块208和柱210之间。一个或多个用于将自旋阀226连接到电子装置的接触垫230沿着阵列214的边缘被安置。数据采集装置和信号处理装置可以用来以上述方式确定柱210的挠曲。横跨自旋阀226的电压变化表明血液样品中的血小板产生多少力。若样品中的血小板受损，测得的电压有较低的变化。
图3是根据本技术的实施方式设置并用于测量血小板力的血小板测试装置350的侧等轴视图。在一些实施方式中，装置350可以包括便携性的，手持尺寸(例如，具有小于或等于10cm x 8cm x 5cm的尺寸)的，护理点测试***。装置350可以包括能够接纳样品卡300的接纳部分354。样品卡300可以包括流动室或阵列，例如以上参考图1所述的流动室100或阵列114，或者它们的部分。在各种实施方式中，卡300可以包括一个流体通道，或者多个能够平行操作的具有不同测试条件(例如，不同的显微结构表面化学)的通道。在其他实施方式中，不同的卡300可以用于不同的测试条件。在一些实施方式中，装置350可以是可重复使用的，并将新的流体样品置于新的或已灭菌的卡300。在其他实施方式中，测试装置350是可丢弃的并设计为一次性使用。
测试装置350可以包括各种电子组件，例如数据采集装置和/或信号处理装置，其可以耦连至以上参考图2所述的接触垫230。这样的电子组件可以接收和/或处理显微结构挠曲数据。在一些实施方式中，挠曲数据在装置350内进行处理，产生血小板功能的输出值。这样的输出数据可以通过装置350上的显示器352或远程显示器传达到用户。
图4是显示根据本技术的实施方式测量生物学样品中的血小板凝集的方法400的框图。在方框410，方法400包括将显微结构的块-和-柱阵列置于流体流动装置中。如上所述，在若干实施方式中，块包括邻近通常可挠曲的柱的通常刚性的结构。在一些实施方式中，柱可以包括磁性末梢。
在方框420，方法400还包括使流体流过显微结构。在若干实施方式中，该流体包括血液样品，并且在一些实施方式中是全血的约3μl样品。使流体流动的方法可以在例如以上参考图1A所述的室中实施的流体流动室。在若干实施方式中，该流体可以被导入而没有任何冲洗或洗涤步骤。在方框430，方法400包括诱导在显微结构上例如在块与柱之上和之间的间隙中的凝块形成。该步骤可以包括致使显微结构中的至少其一挠曲，例如使柱朝向块挠曲。方法400还可以包括测量显微结构的挠曲，440。在若干实施方式中，挠曲通过磁性检测装配件进行测量，例如通过使用自旋阀测量磁场变化进行测量。
图5A-5C是显示根据本技术的实施方式和在三位代表性患者(血小板供体)中引发微柱挠曲所需的剪切激活的图。剪切激活的阈水平可以通过观测在流体流动室例如以上参考图1A所述的流体流动室中的微柱阵列中造成微柱挠曲所需的剪切梯度进行确定。如所示，患者具有血小板收缩和相应的凝块形成所需的剪切激活的可变水平。一些患者具有用于激活的低剪切阈，而其他具有较高的剪切阈。例如，图5A的来自患者的血小板在2,0001/s不激活，但是在50001/s开始产生力。在图5B中，患者的血小板要求8,0001/s激活而在图5C中患者的血小板要求12,0001/s激活。这可意味着该群体中的一些更倾向于在体内剪切-激活。如以下参考图6所述，当量身定制疗法或治疗时可以考虑此特征。这可以向医师提供有关患者血小板活性的信息，用于抗血小板治疗或者在例如术后恢复的情况中。
图6是显示根据本技术的实施方式响应于患者的剪切激活阈选择该患者治疗的方法600的框图。在方框610，该方法包括在流体样品例如血液样品中引起剪切梯度。剪切梯度可以在流体流动室例如以上参考图1A所述的室中被引发。在方框620，方法600还包括确定凝块形成所需的剪切激活的阈水平。阈水平可以通过观察在流体流动室中在微柱阵列中造成微柱挠曲所需的剪切梯度进行确定。在方框630，方法600包括根据剪切激活阈水平为患者选择治疗。例如，已接受动脉支撑物的具有低剪切阈的患者可能需要更频繁地检查再闭塞，因为它们的血小板可能更易于结合。在相反的实例中，由于对剪切激活的先天抗性，具有较高的剪切阈的人可以不需要高剂量的抗凝药物。因此，方法600可以针对具体患者的状况提供量身定制的治疗。
示例
以下示例是对本技术的若干实施方式的说明。
1.射流装置，包括：
显微结构的阵列，包括通常刚性的块和通常可挠曲的结构；
具有接纳所述阵列的尺寸的至少一个流体通道，其中所述流体通道设置用以引导生物学样品的流体流动穿过所述阵列；和
用于检测所述阵列中的一个或多个所述可挠曲的结构的挠曲程度的装置。
2.示例1的装置，其中所述阵列包括所述通常刚性的块和所述通常可挠曲的结构的配对。
3.示例1的装置，其中所述显微结构由硅、聚合物、金属或陶瓷中的至少其一制成。
4.示例1的装置，其中所述用于检测的组件包括光学检测部件或磁性检测部件中的至少其一。
5.示例4的装置，其中所述磁性检测部件是自旋阀、霍尔探针或磁通门磁强计之一。
6.示例4的装置，其中各个通常可挠曲的结构包括磁性材料。
7.示例6的装置，其中所述磁性检测部件包括自旋阀，所述自旋阀被置于各个块与通常可挠曲的结构之间，并被设置用以检测由包括所述磁性材料的通常可挠曲的结构的挠曲所致的所述阵列中的磁场变化。
8.示例4的装置，其中所述光学检测部件是相差显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜或光电二极管中之一。
9.示例1的装置，其中所述生物学样品包括全血、血浆、血浆蛋白、血液或其他生物学流体中存在的蛋白、血小板、内皮细胞、循环肿瘤细胞、癌症细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、红细胞、白细胞、细菌、巨核细胞或它们的片段中的至少一种。
10.示例1的装置，其中所述显微结构中的至少一些被至少部分地涂布选自由蛋白、酶、生物活性矿物质、聚糖、多聚糖、糖蛋白、胶原蛋白、冯维尔布兰德因子、玻璃体结合蛋白、层粘连蛋白、单克隆抗体、多克隆抗体、纤维蛋白溶酶、激动剂、基质蛋白、肌动蛋白-肌球蛋白活性的抑制剂以及它们的片段组成的组中的至少一种粘合组分。
11.示例1的装置，其中所述射流装置包括手持尺寸的装置。
12.示例1的装置，还包括显示器，该显示器设置用以根据所述一个或多个通常可挠曲的结构的挠曲程度显示所述生物学样品的特征。
13.一种分析方法，包括：
将显微结构的配对置于流体流动室中，该配对包括邻近通常可挠曲的结构的通常刚性的块；
使流体流过所述显微结构；和
测量所述通常可挠曲的结构的挠曲。
14.示例13的方法，其中将显微结构的配对置于所述流体流动室中包括安置显微结构，所述显微结构被至少部分地涂布酶、矿物质、冯维尔布兰德因子、蛋白、聚糖、多聚糖、糖蛋白、胶原蛋白、玻璃体结合蛋白、层粘连蛋白、单克隆抗体、多克隆抗体、纤维蛋白溶酶、激动剂、基质蛋白、肌动蛋白-肌球蛋白活性的抑制剂，或者它们的片段中的至少一种。
15.示例13的方法，其中使流体流过所述显微结构包括使生物学流体流过所述显微结构。
16.示例15的方法，使所述生物学流体流过所述显微结构包括使生物学流体流动，所述生物学流体包括血浆蛋白、矿物质、冯维尔布兰德因子、蛋白、聚糖、多聚糖、糖蛋白、胶原蛋白、玻璃体结合蛋白、层粘连蛋白、单克隆抗体、多克隆抗体、纤维蛋白溶酶、激动剂、基质蛋白、肌动蛋白-肌球蛋白活性的抑制剂，或者它们的片段中的至少一种。
17.示例13的方法，其中测量所述通常可挠曲的结构的挠曲包括使用光学检测部件测量所述通常可挠曲的结构的挠曲。
18.示例13的方法，其中测量所述通常可挠曲的结构的挠曲包括使用磁性检测部件测量所述通常可挠曲的结构的挠曲。
19.示例18的方法，其中使用所述磁性检测部件包括使用自旋阀、霍尔探针或磁通门磁强计中的一个或多个测量由所述通常可挠曲的结构的挠曲所致的磁场变化。
20.示例13的方法，其中将显微结构的配对置于所述流体流动室中包括将所述通常刚性的块置于相对于所述通常可挠曲的结构上游的位置。
21.示例13的方法，还包括诱导凝块形成。
22.一种选择患者治疗的方法，包括：
在流经流体室的生物学流体样品中引发剪切梯度，所述流体室包括多个显微结构；
确定在至少一个显微结构上所述生物学样品的凝块形成所需的剪切激活的阈水平；和
根据所述剪切激活阈水平为所述患者选择治疗。
23.示例22的方法，其中诱导生物学流体样品中的剪切梯度包括在生物学流体样品中引起剪切梯度，所述生物学流体样品包含该生物学流体样品的抑制剂、拮抗剂或激动剂。
24.示例22的方法，其中针对所述患者选择治疗包括根据所述剪切激活阈水平选择促凝的或抗凝的药物的剂量。
25.示例22的方法，其中在所述生物学流体样品中引发剪切梯度包括在全血、血浆、血浆蛋白、血小板、内皮细胞、循环肿瘤细胞、癌症细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、红细胞、白细胞、细菌、巨核细胞或它们的片段的样品中引发剪切梯度。
26.示例22的方法，其中在流经所述流体室的生物学流体样品中引发剪切梯度包括在流经具有显微结构阵列的流体室的流体样品中引发剪切梯度，所述显微结构包括邻近通常可挠曲的结构的通常刚性的块。
27.示例22的方法，其中确定剪切激活的阈水平包括测量所述显微结构的挠曲。
本文中公开的技术提供优于现有***的若干优点。例如，本文中公开的装置可以在紧急护理点情况中快速且准确地检测血小板功能。该装置可以是便携式、电池驱动的，并且需要稍许或没有预热时间。样品仅需数微升，并且可以在小于5分钟中进行测试。此外，该装置可以是相对简单，不需要可能机械故障的移动部件和振动或离心。此外，这样简单的装置可以相对廉价地制造。
从上述可理解，虽然出于解释说明的目的本文中已描述了本技术的具体实施方式，在不脱离本技术的精神和范围的情况下可以进行各种改变。此外，在具体实施方式的上下文中所述的新技术的某些方面可以在其他实施方式中进行组合或者消除。另外，虽然与本技术的某些实施方式相关的优点已在那些实施方式的上下文中描述，其他实施方式也可以呈现出这样的优点，并且不需要所有的实施方式必定表现出这样的优点。因此，本公开及相关的技术可以涵盖未在本文中明确显示或描述的其他实施方式。因此，本公开除了由随附权利要求限制之外不受限制。

Claims (27)

1.射流装置，包括：
显微结构的阵列，包括通常刚性的块和通常可挠曲的结构；
具有接纳所述阵列的尺寸的至少一个流体通道，其中所述流体通道设置用以引导生物学样品的流体流动穿过所述阵列；和
用于检测所述阵列中的一个或多个所述可挠曲的结构的挠曲程度的装置。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述阵列包括所述通常刚性的块和所述通常可挠曲的结构的配对。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述显微结构由硅、聚合物、金属或陶瓷中的至少其一制成。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述用于检测的组件包括光学检测部件或磁性检测部件中的至少其一。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述磁性检测部件是自旋阀、霍尔探针或磁通门磁强计之一。
6.如权利要求4所述的装置，其中各个通常可挠曲的结构包括磁性材料。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述磁性检测部件包括自旋阀，所述自旋阀被置于各个块与通常可挠曲的结构之间，并被设置用以检测由包括所述磁性材料的通常可挠曲的结构的挠曲所致的所述阵列中的磁场变化。
8.如权利要求4所述的装置，其中所述光学检测部件是相差显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜或光电二极管中之一。
9.如权利要求1所述的装置其中所述生物学样品包括全血、血浆、血浆蛋白、血液或其他生物学流体中存在的蛋白、血小板、内皮细胞、循环肿瘤细胞、癌症细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、红细胞、白细胞、细菌、巨核细胞或它们的片段中的至少一种。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述显微结构中的至少一些被至少部分地涂布选自由蛋白、酶、生物活性矿物质、聚糖、多聚糖、糖蛋白、胶原蛋白、冯维尔布兰德因子、玻璃体结合蛋白、层粘连蛋白、单克隆抗体、多克隆抗体、纤维蛋白溶酶、激动剂、基质蛋白、肌动蛋白-肌球蛋白活性的抑制剂以及它们的片段组成的组中的至少一种粘合组分。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述射流装置包括手持尺寸的装置。
12.如权利要求1所述的装置，还包括显示器，该显示器设置用以根据所述一个或多个通常可挠曲的结构的挠曲程度显示所述生物学样品的特征。
13.一种分析方法，包括：
将显微结构的配对置于流体流动室中，该配对包括邻近通常可挠曲的结构的通常
刚性的块；
使流体流过所述显微结构；和
测量所述通常可挠曲的结构的挠曲。
14.如权利要求13所述的方法，其中将显微结构的配对置于所述流体流动室中包括安置显微结构，所述显微结构被至少部分地涂布酶、矿物质、冯维尔布兰德因子、蛋白、聚糖、多聚糖、糖蛋白、胶原蛋白、玻璃体结合蛋白、层粘连蛋白、单克隆抗体、多克隆抗体、纤维蛋白溶酶、激动剂、基质蛋白、肌动蛋白-肌球蛋白活性的抑制剂，或者它们的片段中的至少一种。
15.如权利要求13所述的方法，其中使流体流过所述显微结构包括使生物学流体流过所述显微结构。
16.如权利要求15所述的方法，使所述生物学流体流过所述显微结构包括使生物学流体流动，所述生物学流体包括血浆蛋白、矿物质、冯维尔布兰德因子、蛋白、聚糖、多聚糖、糖蛋白、胶原蛋白、玻璃体结合蛋白、层粘连蛋白、单克隆抗体、多克隆抗体、纤维蛋白溶酶、激动剂、基质蛋白、肌动蛋白-肌球蛋白活性的抑制剂，或者它们的片段中的至少一种。
17.如权利要求13所述的方法，其中测量通常可挠曲的结构的挠曲包括使用光学检测部件来测量该通常可挠曲的结构的挠曲。
18.如权利要求13所述的方法，其中测量所述通常可挠曲的结构的挠曲包括使用磁性检测部件测量所述通常可挠曲的结构的挠曲。
19.如权利要求18所述的方法，其中使用所述磁性检测部件包括使用自旋阀、霍尔探针或磁通门磁强计中的一个或多个测量由所述通常可挠曲的结构的挠曲所致的磁场变化。
20.如权利要求13所述的方法，其中将显微结构的配对置于所述流体流动室中包括将所述通常刚性的块置于相对于所述通常可挠曲的结构上游的位置。
21.如权利要求13所述的方法，还包括诱导凝块形成。
22.一种选择患者治疗的方法，包括：
在流经流体室的生物学流体样品中引发剪切梯度，所述流体室包括多个显微结构；
确定在至少一个显微结构上所述生物学样品的凝块形成所需的剪切激活的阈水平；和
根据所述剪切激活阈水平为所述患者选择治疗。
23.如权利要求22所述的方法，其中诱导生物学流体样品中的剪切梯度包括在生物学流体样品中引起剪切梯度，所述生物学流体样品包含该生物学流体样品的抑制剂、拮抗剂或激动剂。
24.如权利要求22所述的方法，其中针对所述患者选择治疗包括根据所述剪切激活阈水平选择促凝的或抗凝的药物的剂量。
25.如权利要求22所述的方法，其中在所述生物学流体样品中引发剪切梯度包括在全血、血浆、血浆蛋白、血小板、内皮细胞、循环肿瘤细胞、癌症细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、红细胞、白细胞、细菌、巨核细胞或它们的片段的样品中引发剪切梯度。
26.如权利要求22所述的方法，其中在流经所述流体室的生物学流体样品中引发剪切梯度包括在流经具有显微结构阵列的流体室的流体样品中引发剪切梯度，所述显微结构包括邻近通常可挠曲的结构的通常刚性的块。
27.如权利要求22所述的方法，其中确定剪切激活的阈水平包括测量所述显微结构的挠曲。
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