CN107073470B - 护理点分析处理*** - Google Patents
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Abstract
一种护理点测试***包括具有设置在读取器壳体内的培养器的读取器,培养器具有转子,其受支承来用于旋转且具有多个沿周向设置的槽口。驱动机构构造成使转子围绕中心轴线旋转。多个分析测试元件尺寸确定成用于手动地或按需要配合在培养器的槽口中。各个分析测试元件通常包括盒内的支承件。支承件固持干化学片中的至少一个,其包括设置成与至少一个试剂层或侧向流动试验装置成层叠关系的多孔扩散层,其中多个测试元件可采用具有多路能力的共同的形状因数,且其中盒优选为门控的来允许随机存取处理。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于35 U.S.C. § 119的适用部分请求享有2015年7月23日提交的美国专利申请序列第14/807,212号,以及2014年7月24日提交的且题为:POINT OF CAREANALYTICAL PROCESSING SYSTEM的美国专利申请序列第62/028,439号的优先权,各个文献的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本申请大体上涉及诊断临床装置的领域,并且更具体地涉及能够处理多个分析测试元件(包括允许在其上进行多个测试的独立测试元件)的护理点(point of care)分析***。
背景技术
护理点(POC)测试使用患者附近的简单分析读取器和测试元件提供了快速诊断结果,测试元件通常设置在盒中,多个测试元件可储存在盒中。对于这些设备的环境可为单个执业医生的诊所、联合门诊、急救中心,或还可包括医院环境,包括床边、急诊室、重症监护室或其它地方,各个环境均需要测试结果的快速转换。典型的护理点***由过道通过性/可用性和处理量限制。更具体而言,这些***通常每次部署一(1)个患者或测试来处理。结果,且一旦测试元件***读取器装置,则另一个测试不可开始,直到前一测试结束。对于一些免疫分析测量,完成测试的时间可能长达12分钟或更久。读取器通常也限于特定的测试测量方法(即,荧光、测光或比色测量),且具有可由仪器运行的略微有限的测试菜单。读取器通常锁定,直到测试完成或终止,且由于当前的POC读取器专用于仅单个试验方法,故此领域中的普遍需要已发展成配置多个读取器来满足菜单和处理量的要求。各个读取器还需要质量控制(QC)和例行维护。就单个样本处理而言,测试可容易变得积压,因此减少了护理点测试的好处,因为在许多情形中,医院实验室可用于进行测试。相比于配置多个读取器时,提供测试灵活性(即,较宽的可用测试菜单和能够处理多个测试类型)、减少测试积压且带来显著的成本降低(在读取器、校准/控制、维护和总体支持成本方面)的以上需要的解决方案对于满足护理点诊断的需要是很关键的。
发明内容
因此且根据一个方面,提供了一种护理点分析测试***,测试***包括:
护理点读取器,其包括:
包括内部的壳体;
设置在壳体内部且具有转子的培养器,该转子构造成用于旋转且具有多个沿周向设置的槽口;
用于使转子围绕中心轴线旋转的驱动机构;以及
至少一个测量装置,以及
多个分析测试元件,各个分析测试元件均尺寸确定成配合在培养器的槽口中,且包括:
支承件;以及
构造成用于固持支承件的盒,盒包括上盖部分和下盖部分,且其中支承件固持干化学片(dry chemistry chip)中的至少一个,其包括设置成与至少一个试剂层或侧向流动试验装置成层叠关系的多孔扩散层。
根据一个版本,分析测试元件中的至少一个构造成运行多个测试。盒可包括与样本收纳区对准的至少一个端口,以用于将一定量的样本施加到支承件的样本收纳区上。
根据另一个版本,分析测试元件中的至少一个可包括侧向流动试验装置和至少一个干化学片中的每一个。盒可包括与支承件的样本收纳区对准的端口,其中样本收纳区是侧向流动试验装置和至少一个干化学片中的每一个共用的。
各个前述分析测试元件由共同的盒限定,允许了这些测试元件中的每一个用于单个读取器中。
在至少一个实施例中,读取器可包括显示器。显示器可包括产生用于操作分析***的用户界面的触摸屏。
在一个实施例中,用于本文所述的***中的分析测试元件包括侧向流动试验装置和至少一个干化学测试片或支承件,其共同设置在单个基底上。在另一版本中,多个干化学测试片可设置在单个基底上。
读取器可包括关于培养器设置的计量站点,计量站点包括构造成将一定量的样本提供至支承的分析测试元件的计量装置。在至少一个版本中,计量站点可包括灌注泵,其构造成将压力施加到分析测试元件上的样本供应源上,且有选择地引起样本施加至测试元件的样本收纳区域。
读取器可包括多个测量或读取站点,各个站点均具有与培养器的可旋转的转子的槽口对准的至少一个测量装置。在一个版本中,读取站点可包括多个探测仪器,例如,荧光计和反射计。
根据至少一个版本,读取器可构造成用于直接加载分析测试元件,或至少一个分析测试元件可置于设在读取器上的端口中,其中测试元件可在随后的时间加载来用于测试。分析测试元件可构造成具有门控的盒,使得测试的开动和进行可经由随机存取来完成。
按照另一个方面,提供了一种分析测试元件,包括:
支承件;以及
构造成用于固持支承件的盒,盒包括上盖部分和下盖部分,且其中支承件固持至少一个干化学片,其包括设置成与至少一个试剂层成层叠关系的多孔扩散层。
根据至少一个版本的盒还可包括设置在盒上的样本供应源,供应源构造成使得防止保持的一定量样本移动至至少一个支承的分析测试元件,直到例如由容纳在读取器内的装置特定地作用。根据至少一个实施例,泵或类似的器件可应用于盒的样本供应源,以经由输送和运输特征来有选择地移动容纳的样本来进行(多个)测试。按照又一个方面,提供了一种用于提高护理点读取器的处理量的方法,所述方法包括:
将读取器构造成具有带转子的培养器,转子受支承来用于围绕中心轴线旋转且具有多个沿周向设置的槽口;
提供驱动机构来用于旋转转子;
关于设置的槽口中的至少一个来提供至少一个测量设备;以及
提供用于载入读取器中的多个分析测试元件,所述多个分析测试元件均包括尺寸确定成由培养器的设置的槽口收纳的盒,且固持包括至少一个干化学片的支承件。
在一个版本中,分析测试元件包括至少一个侧向流动试验装置,侧向流动试验装置包括样本收纳区、至少一个试剂区和吸收区,各个区均沿流体流动路径设置。
在一个版本中,流体流动路径的至少一部分包括多个凸起,凸起从基底延伸且具有允许沿限定流体流动路径的毛细流的高度、直径和凸起之间的相互的中心到中心的间距。
在至少一个版本中,多个分析测试元件可构造成具有样本供应源或固持件,其中读取器构造成通过接合样本供应源和在毛细作用或其它驱动力下将样本移动到测试元件的样本收纳区域(其然后出于测试目的进一步引导样本)来有选择地开动分析测试元件。
根据至少一个实施例,本文所述的护理点分析***构造成使用培养的定位运输按随机存取顺序方便地处理全血(或其它样本)测试元件,培养的定位运输提供接近进入和离开端口、读取或其它测量站点,以及***的流体促动器。***的一个特征在于读取器能够一次处理一个以上的测试元件,允许了高效的工作流和较快的转换时间。测试处理量由测试的培养时间(例如,5到15分钟)、培养器中的可用转子位置的数目(例如,4个、8个位置,但数目可变为更大或更小)和每个测试元件可执行的多路测试的数目(例如,1到8个测试)来控制。
前述设备是理想的解决方案,例如,用于达到低成本测试是有问题的新兴市场。由该***提供的增大的处理量足够用于小型实验室,且利用门控的盒允许了随机存取,这可容易由一个操作者来处理。就此能力而言,单个读取器可完全满足护理点环境的测试需要,允许了进行一个以上的测试而无如独立样本测试中产生的瓶颈产生。
在一个版本中,分析测试元件可支持大约1个到大约8个之间的单独测试。
有利地,本文所述的分析***引入了具有一致/共同试验形状因数的分析测试元件,允许了全血、血浆、血清、尿液或其它相关体液中的分析物的测量。
此外,本文所述的分析测试元件和***允许了小样本尺寸。例如,可使用低到25μL的小全血样本,但***可构造成容易地接受较大的范围(例如,10到200μL)。
由于***设计和使用了允许选择性的样本计量的门控的盒(测试元件),故可使用能够以真实随机存取处理同时地处理普通化学物质和免疫分析的多个化学方法。
***允许了允许在同一盒内的测试或多个测试来在较宽菜单范围内高效操作的测试盒。
除可关于本文所述的***(例如,各种测量模块可互换)提供的模块性之外,***可构造成一旦测试元件载入读取器中就自动操作。由于在一次处理一个以上的消耗品时时机很关键且时机必须在读取器的控制下,故采用了门控的消耗品(未输送样本,直到由分析器开动),且其中提供了按需处理。触摸屏用户界面(UI)可设有本文所述的***,以提供简单的信息输入和检索。
诸如清洗模块的其它元件也可取决于将执行的测试和/或使用适用于本文设计的***的所有容纳的分析测试元件的共同形状因数的测试装置而提供。
这些和其它特征及优点将容易从以下详细描述中清楚,详细描述应当连同附图来查阅。
附图说明
图1为按照现有技术制作的侧向流动试验装置的顶部透视图;
图2为另一个侧向流动试验装置的顶部平面视图;
图3为固持图2的侧向流动试验装置的盒的分解组装视图;
图4(a)为已知的干化学分析测试元件的截面视图;
图4(b)为并入图3的盒中的干化学分析测试元件的分解组装视图;
图5为多路干化学测试支承件的透视图;
图6为结合侧向流动试验装置和多个干化学测试片两者的按照另一个实施例的示例性测试支承件的顶部平面视图;
图7为按照示例性实施例的护理点读取器的前部透视图;以及
图8为图7的护理点读取器的内部的以截面截取的局部顶视图。
具体实施方式
以下描述涉及一种护理点***,其包括紧凑的读取器,以及可连同读取器使用的分析测试元件的各种实施例。某些用语在此描述的各处使用,以便提供关于附图的适合的参考系。包括"顶部"、"底部"、"上"、"下"、"上方"、"下方"、"远侧"、"近侧"等的这些用语不旨在使包括那些所附权利要求的发明构想的范围变窄,除非明确这样指出。
此外,提供的附图旨在清楚地示出提出和描述的发明的显著特征。为此,这些图可不必按比例绘制,且读者不应过度依赖出于阐释目的的大小。
如包括所附权利要求的本申请中所使用的,单数形式"一个"、"一种"和"该"旨在包括多个对象,除非上下文清楚另外指出。
如本说明书中使用的用语"大约"连同数值使用来表示准确性水平,这对本领域的技术人员是熟悉且可接受的。规定此用语的区间优选为±20%。
在限定以下的某些用语方面,用语"分析物"用作用语"标记"的同义词,且旨在最小地涵盖定量或定性测量且可包括小分子、蛋白质、抗体、DNA、RNA、核酸、病毒组分或完整病毒、细菌组分或完整细菌、细胞组分或完整细胞,以及其复合物和衍生物的任何化学或生物物质。
如本文使用的用语"样本"是指一定量的液体、溶液或悬液,其旨在经历任何其性质的定性或定量确定,诸如组分的存在或不存在、组分的浓度,等。如本文所述的此申请的背景下的典型样本可包括人或动物的体液,诸如血液、血浆、血清、淋巴、尿液、唾液、***、羊水、胃液、粘液、痰、黏液、泪液、粪便等。其它类型的样本源于人或动物的组织样本,其中样本组织处理成液体、溶液或悬液以显露出特定组织组分来用于检查。本申请的实施例如期望那样适用于所有身体样本,但优选全血、尿液或痰的样本。
在其它情况下,样本可涉及食物测试、环境测试、生物威胁或生物危害测试,等。然而,前文仅代表可用于本发明的目的的样本的少量实例。
在本发明中,基于程序和此交互的定量或定性检测期间的样本的侧向流动和存在于样本中的组分与存在于装置中或加入装置的试剂的交互的任何确定可用于任何目的,诸如诊断目的。此测试通常称为"侧向流动试验"。
诊断确定的实例包括但不限于确定不同病症(例如,慢性代谢失调)特有的分析物(也同义地称为"标记",诸如血糖、血酮、尿糖(糖尿病)、血胆固醇(动脉粥样硬化、肥胖等));其它特殊疾病(例如,急性疾病)的标记(诸如冠状动脉梗塞标记(例如,tropinin-T、NT-ProBNP)、甲状腺功能(例如,促甲状腺激素(TSH)的确定)的标记、病毒感染(用于探测特殊病毒抗体的侧向流动免疫分析的使用)的标记,等)、其它心脏指示物、普通化学物质、电解质、血脂等。
又一个重要领域是伴随诊断领域,其中治疗剂(诸如,药物)输注到需要此药物的个体。然后进行适合的试验来确定适合的标记的水平,以确定药物是否具有其期望的效果。作为备选,可结合本发明使用的试验装置可在输注治疗剂之前使用,以确定药剂是否将有助于所需的个体。
又一个重要领域是药物测试,以用于容易且快速检测指出药物滥用的药物和药物代谢,诸如确定尿液或其它样本中的特定药物和药物代谢。
如本申请各处所述的用语"侧向流动装置"是指接收流体(诸如样本)且包括侧向设置的流体输送或流体流动路径的任何装置,各种站点或部位(区)沿路径设置来用于支承各种试剂、过滤器等,样本在毛细作用或其它施加的力的影响下横穿其间,且其中进行侧向流动试验来检测至少一种相关分析物(标记)。
如本申请各处所述的用语"薄膜化学装置"、"薄膜片"、"干化学装置"或"干化学片"是指累积的一体的层叠层,其包括多孔扩散层和至少一个试剂层,这在美国专利第3,992,158号中描述,其全部内容通过引用并入本文中。
用语"自动临床分析器"、"临床诊断设备"或"临床分析器"是指允许各种分析测试元件的计划和处理的任何设备,包括如本文所述的使用侧向流动试验装置和干化学物质或薄膜化学物质的那些,且其中多个测试元件可首先加载来用于处理。该设备还包括构造成用于以自动或半自动的方式加载、培养和测试/评估多个分析测试元件的多个构件/***,且其中测试元件从至少一个容纳的储存供应源(诸如盒或其它设备)分配,而无用户介入。如本文所述且基于共同的形状因数,以上集合体还可包括"护理点"版本。
如本文使用的用语"测试设备"是指允许支承、计划和处理侧向流动试验装置和干载玻片元件或侧向流动装置和干载玻片分析测试元件的组合的任何装置或分析***。测试设备可包括自动临床分析器或临床诊断设备,诸如工作台、桌面或主机临床分析器,以及护理点(POC)和其它适合的装置。对于此定义的目的,测试设备可包括用于多个分析测试元件的加载和测试/评估的多个构件/***,其中各个均可包括至少一个侧向流动装置和/或至少一个干化学测试元件,包括用于检测多个分析测试元件的至少一个可检测信号的存在的各种检测仪器。
如包括所附权利要求的本申请各处使用的用语"区"、"区域"、"部位"限定现有技术的装置中或根据本发明的实施例的至少一个侧向流动试验装置中的基底上的流体流动路径的部分。用语"层"类似地用于限定根据本发明的至少一个实施例的干载玻片或薄膜分析测试元件的部分。
如本文使用的用语"门控的"是指分析测试元件的特征,其中样本施加至收集端口或盒体上的类似保持或供应特征。样本并未引导至测试元件的测试特征,诸如容纳的支承件,直到由装置的特殊作用,其引起样本从收集端口移动到测试元件的样本收纳区域或区,从而有选择地促动或开动分析测试元件。
用语"反应"用于限定在样本的组分与至少一种试剂或基底上或中的多种试剂之间,或样本中存在的两个或更多个组分之间发生的任何反应。用语"反应"具体用于限定发生在分析物(标记)与试剂之间来作为分析物的定性或定量确定的一部分的反应。
如本文所使用的,用语"基底"或"支承件"是指样本加至其和其上或其中执行确定的载体或基质,或发生分析物与试剂之间的发生反应的位置。
如本文使用的用语"检测"和"检测信号"是指能够提供可察觉的指示物,其可目视和/或由机器视觉(诸如检测仪器)来监测到。
用语"处理相关的事件"这里是指在如本文所述的分析测试元件中的分析物的检测之前发生的事件,例如,添加至少一种试剂,诸如侧向流动试验装置中的清洗试剂。
出于各处的此描述的目的,用语"结合物"意指承载检测元件和连结配合物两者的任何部分。
出于此描述的目的,"检测元件"是相对于其物理分布和/或其输送的信号的强度可检测到的制剂,诸如但不限于发光分子(例如,荧光剂、磷光剂、化学发光剂、生物发光剂等)、有色分子、在反应后产生颜色的分子、酶、放射性同位素、呈现出特定连结的配体,等。也称为标签的检测元件优选地选自发色团、荧光团、放射性标签和酶。适合的标签可从商业供应商获得,提供了较宽范围的染料来用于标记抗体、蛋白质和核酸。例如,存在实际跨越整个可见和红外光谱的荧光团。例如,适合的荧光或磷光标签包括但不限于荧光素、Cy3、Cy5等。适合的化学发光标签包括但不限于发光氨、荧光棒(cyalume)等。
类似地,放射性标签是市售的,或检测元件可合成,使得它们结合放射性标签。适合的放射性标签包括但不限于放射性碘和磷;例如,125I和32P。
适合的酶标签包括但不限于辣根过氧化物酶、β-半乳糖苷酶、荧光素酶、碱性磷酸酶等。当它们可独立地检测且优选同时定量时,两个标签是"可区分的",而不会显著地扰乱、干扰或抑制彼此。例如,当检测多个分析物或标记时,可使用两个或更多个标签。
连结配合物是可形成复合体的材料,复合体可用于确定分析物的存在或量。例如,在"夹层"试验中,结合物中的连结配合物可形成包括分析物和结合物的复合体,且复合体可进一步连结到整体结合到检测区中的另一连结配合物(也称为捕捉元件)上。在竞争性免疫分析中,分析物将干扰结合物中的连结配合物与整体结合到检测区中另一连结配合物(也称为捕捉元件)的连结。包括在结合物中的示例性连结配合物包括抗体、抗原、分析物或类分析物、蛋白质等。
参看图1,按照已知技术的侧向流动试验装置由基底6限定,基底6是基本平面的且由上表面或顶表面7进一步限定。多个凸起12(诸如,微柱或柱)从基底6向上延伸至顶表面7。这些凸起12设置成与彼此成间隔开的关系,且按照其高度和直径以及其与彼此的相互中心到中心的间距确定大小,以便在引入试验装置1中的液体样本上引起侧向毛细力。试验装置1由沿至少一个流体流动路径线性地设置的多个区域或区进一步限定,各个区均包括凸起12来便于流体流。更具体而言,试验装置1包括至少一个试剂区3附近的样本收纳区2,后一区3具有涂布、浸渍或另外施加或沉积到凸起12上的检测材料,诸如检测结合物。根据该设计,取决于进行的试验的类型,从试剂区3延伸的流动通道4可包括至少一个检测区和/或另一个试剂区,流动通道4延伸到吸收或芯吸区5,其设置在关于样本收纳区2的流体流动路径的相对端处。关于该侧向流动试验装置1的设计的附加细节可在美国专利号8,025,854B2, WO2003/103835, WO2005/089082, WO2005/118139, WO2006/137785中找到,各个以上文献的内容通过引用并入本文中。
在总体操作方面,诸如全血的流体样本最初经由盖(未示出)或通过使用移液管(未示出)或其它分配器件的直接施加来施加到样本收纳区2上,其中基于由多个凸起12施加的毛细压力引起样本沿流体流动路径移动穿过至少一个试剂区3。样本遇到试剂区3中沉积的检测材料,其在接触后,由此产生可检测到的信号,诸如可目视察觉的颜色变化。连同溶解的检测材料的样本继续沿穿过具有至少一个检测区或区域(未示出)的流动通道4的流体流动路径转移穿过试验装置1,允许了通过测量仪器(诸如荧光计)存取,且其中样本继续沿流体流动路径移动至吸收区5。在填充吸收区5的足够时间之后,认为试验完成,且可检测的结果可使用至少一个检测区处的检测仪器(未示出)获得。
参看图2,侧向流动试验装置20的另一个实例或版本包括平面基底40,其可由可模制的塑料或其它适合的非多孔材料制成。优选的材料为Zeonor,其为能够模制的光学透明的塑料材料。基底40由顶表面或上表面44限定,其进一步由多个离散的区或区域限定,包括样本收纳区48、试剂区52、多个检测区56(仅示出一个)和吸收或芯吸区60。根据该已知装置设计,各个上文提到的区沿限定的流体流动路径以线性方式流体地连接到彼此上,该路径还包括流动通道64,且其中多个凸起(未示出)(类似于试验装置1中提供的那些,图1)设置在区和/或流动通道64中的至少一者内,凸起向上延伸至基底40的上表面44。
在关于试验装置1(图1)的以上论述中,本试验装置20的凸起也由高度和直径大小,以及在不需要附加结构(即,侧壁、盖或帽)或施加任何外部施加的力的情况下,在产生或引起关于引入流体的侧向毛细流的构造的凸起之间的相互的中心到中心的间距限定。根据该设计,限定的流体流动路径至少部分地开启。"开启"意思是没有保持在一定距离处的盖或帽,这将有助于毛细流。因此,如果存在为用于流体流动路径和试验装置20的物理保护,则帽不会有助于沿流体流动路径产生的毛细流。在该已知的试验装置20中,亲水性箔片或带盖70粘合地或另外地施加到芯吸区60中的凸起的顶部,以便增加试验装置20中的流体流,且其中多个通风口或通风区域74进一步限定在亲水性箔片或带层70中。描述了开启的侧向流体流动路径,其包括以下公开申请中限定的凸起:WO2003/103835, WO2005/089082;WO2005/118139; WO2006/137785; 和WO2007/149042,以及美国专利申请公开号2014/0141527 A1,其中各个通过引用以其整体并入本文中。更具体而言,延伸的凸起各自具有高度(H)、直径(D)和凸起(t1,t2)之间的距离或多个距离,使得可达成施加的流体(诸如如血浆,优选地人的血浆)的侧向毛细流。这些关系在通过引用以其整体进一步并入的美国专利申请公开号2006/0285996中进一步论述。
在使用中,试验装置20在原理上类似于试验装置1(图1)操作,其中样本施加到样本收纳区48,诸如通过设在盖(未示出)的端口,且浸湿至样本收纳区48的凸起。流体的该接触促使样本在毛细力下从样本收纳区48移动至容纳沉积的检测材料的试剂区52。在由样本浸湿时,支承在试剂区52中的检测材料与样本反应且溶解,从而产生可目视察觉(有色)的信号。样本和溶解的检测材料在毛细力下沿限定的流体流动路径且更具体是沿流动通道64前移到吸收区60。在吸收区60填充有流体时,认为试验完成,且试验结果可由适合的检测仪器(例如,荧光计)关于至少一个检测区56取得。如提到那样,亲水性箔片或带盖附接到该装置20的吸收区中的凸起的顶部上,盖有助于毛细力沿限定的流体流动路径拉动样本。作为优选,亲水性盖70设在整个吸收区60上,其中通风区域74设置在吸收区60的后端处。包括基底40和限定的流体流动路径的相关区段的前述试验装置20在本文的各处称为"侧向流动试验装置"。
参看图3,本文中标有参考数字100的侧向流动试验装置或等同版本的前述版本可适当地支承在盒140内来限定分析测试元件。如前文所述,侧向流动试验装置100包括基底或支承件102,其优选为平面,且具有由沿限定的流体流动路径设置的多个区或区域进一步限定的限定的顶表面或上表面104。这些区包括设置在限定的流体流动路径的一端处的样本收纳区108,以及在样本收纳区108下游但在其附近且与其流体地连接的试剂区112。吸收或芯吸区116设置在关于样本收纳区108的流体流动路径的相对端处。吸收区116和试剂区112由流动通道120互连,流动通道120可进一步包括至少一个检测区118。构造成与样本反应的一定量的检测材料(未示出)施加或另外沉积在试剂区112上。根据该示例性结构,区108,112,116和流动通道120中的各个均包括多个凸起(未示出),诸如图1中之前所示的那些,其适合构造和尺寸确定成以上文所述的方式引起侧向毛细流。根据该版本,基底102优选由光学透明的塑料材料制成。
本文所述的盒140包括上盖部分144和下盖部分148,其尺寸确定且构造成将侧向流动试验装置100夹在其间。上盖部分144包括收集夹(该视图中未示出),其用作关于端口152的样本供应源或库,尺寸确定成允许将样本从收集夹引入且与侧向流动试验装置100的样本收纳区108对准。该设计产生门控的测试元件或盒,其中样本保持在收集夹内,直到由泵或驱动保持的样本至盒140的范围来促动测试元件的类似器件作用。根据该设计,具有适合的多孔表面的分离过滤器156设置在上盖部分144和侧向流动试验装置100的样本收纳区108内或之间。下盖部分148包括基本沿支承的侧向流动试验装置100的长度延伸的长形腔160,允许了通常使用检测由试剂产生的可检测信号的程度的荧光计来使检测仪器(未示出)检测至少一个检测区中的相关分析物。
本文所述的侧向流动试验装置的构件(即,是或不是与装置的其它部分分离的件的装置的物理结构)可由共聚物、混合物、叠层、金属化箔片、金属化膜或金属制成。作为备选,装置构件可由共聚物、混合物、叠层、金属化箔片、金属化膜或金属沉积的以下材料中的一者制备:聚烯烃、聚酯、含有苯乙烯的聚合物、聚碳酸酯、丙烯酸类聚合物、含氯的聚合物、缩醛类均聚物和共聚物、纤维素塑料和其酯、硝化纤维、含氟聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、含硫聚合物、聚氨酯、含硅树脂聚合物、玻璃(诸如蚀刻玻璃)和陶瓷材料。作为备选,装置的构件可利用塑料、弹性体、乳胶、硅片或金属制成;弹性体可包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、硅弹性体,或乳胶。作为备选,装置的构件可由乳胶、聚苯乙烯乳胶或疏水性聚合物制成;亲水聚合物可包括聚丙烯、聚乙烯或聚酯。作为备选,装置的构件可包括TEFLON®、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯或聚碳酸酯。作为备选,装置构件可由能够雕刻、铣削或注射模制的塑料,或由其上可吸收各种长链烷硫醇的铜、银和金膜的表面制成。能够铣削或注射模制的塑料的结构可包括聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚丙烯酸酯。在特定优选实施例中,侧向流动试验装置由环烯聚合物注射模制,诸如在名称Zeonor®销售的那些。优选的注射模制技术在美国专利号6,372,542, 6,733,682, 6,811,736, 6,884,370和6,733,682中描述,其全部都通过引用以其整体并入本文中。
除侧向流动试验装置外,还存在所谓的"薄膜"或干载玻片化学分析测试元件,其已经广泛用于主机或桌面分析器来用于确定相关的某些分析物(标记)。干载玻片或薄膜化学物质的基本原理在美国专利号3,992,158中描述,其全部内容通过引用并入本文中。干载玻片分析测试元件180的典型截面视图在图4(a)中示出,其中多个一体的竖直层叠的层关于下支承件198设置。层包括诸如多孔聚合物的扩散层184,其连同用于便于检测的附加层(诸如,反射层192和过滤层196)与至少一个试剂层188流体接触,各个前述层均与下支承件198成层叠关系。在干载玻片分析测试元件上进行的测试的检测使用反射计进行来基于关于元件的反应层的颜色密度变化确定结果,或使用干化学测试元件或具有离子选择电极(未示出)的载玻片元件的电位计。关于干载玻片分析元件的制造和测试的其它细节在上文并入的'158专利中提供。
图4(b)示出了按照示例性实施例的分析测试元件的示例性实施例。分析测试元件200包括盒204,以及保持至少一个干载玻片化学片208的基底或支承件206,化学片208关于支承件206的顶表面210受支承。盒204包括上盖部分212和下盖部分216,其配合在一起且限定内部,内部的尺寸确定以固定关系固持基底206,且其中至少一个化学片208关于设在盒204的上盖部分212上的样本分配端口220设置。根据该版本,化学片208使用所谓的"干载玻片"或"干化学物质"格式,且其中片208的扩散层与样本分配端口220以及中间分离过滤器156对准。盒204的下部216包括长形腔224,其允许使用检测仪器(诸如反射计)来识别片208的反应层的颜色密度的变化。关于干化学片的构造和显著特征的其它细节在前文并入的美国专利号3,992,158中提供。
根据另一个示例性实施例,以上基底/支承件可适合构造成固持一个以上的干化学片。在此方面,图5示出了示例性化学片260,其可由类似于前文所述的那些的盒(未示出)支承。根据该设计,多个单独的干化学片270以线性布置设置在单个平面基底或支承件264上,这允许多个测试按顺序或所有在一次进行。该特殊版本包括以间隔开的关系设置在基底264上的五(5)个干化学片,但将容易清楚的是,如果需要,则该数目可取决于应用/使用适合地改变。
可构想出分析测试元件的其它版本。例如且根据图6,绘出了用于组合或混合的分析测试元件300的支承件304,该支承件304还允许如图2中所示的侧向流动试验装置320和如图4(a)中所示的至少一个干化学片360两者共同地受支承。在此版本中,支承件304包括平面基底,其由非多孔材料(诸如塑料或类似材料)制成。样本收纳区域或区308设置在支承件304的限定的流体流动路径的一端处,样本收纳区308延伸至试剂区域或区312,其进一步延伸至流体流动路径的相对端处的吸收或芯吸区域或区320。流动通道316使试剂区域312和吸收区320互连,其中流动通道316还包括至少一个检测区域或区324。各个前述元件是侧向流动试验装置共有的,诸如前文在图2中所述的。多个流动控制元件(诸如凸起(未示出))可设在以上设置的区和流动通道316中的各个中,以便于支承件304中的流体流动,其中凸起相对于彼此构造且大小确定成以便引起沿限定的流体流动路径的侧向毛细流。
除该示例性实施例外且根据该示例性实施例,一对干化学片360也设在支承件304上,各个干化学片360均包括与彼此成竖直层叠关系的优选多孔的扩散层和至少一个试剂层,且其中层设置在平面基底上或内。干化学片360且更具体是其多孔扩散层借助于例如可为流动毛细管的相应流动通道364,368与样本收纳区308互连。类似于上文所述的示例性分析测试元件,本文所述的支承件304可结合尺寸确定成包围支承件304的具有上盖部分144(图3)和下盖部分148(图3)的盒140使用,且其中样本收纳区308与流体计量端口152(图3)对准,且其中分离盖156(图3)进一步设在计量端口152下方。如前文中所述,盒140(图3)优选进一步配备有收集夹(未示出),其用作样本库或供应源,直到作用为将样本引导到盒的范围中。
在操作方面,样本(诸如通过刺穿手指而来自受验者的全血样本)最初施加到测试元件上,且更具体是收集夹上,其保持样本,直到促动测试元件。作为备选,样本可直接地施加至计量端口152(图3),诸如使用移液管或其它器件。在任一情况中且在施加样本时,样本穿过过滤器分离且由支承件304的样本收纳区308接收,且引起在毛细作用下移动至支承件304的侧向流动试验装置部分的相邻试剂区。此外,还在毛细力下或由外部器件(诸如泵(未示出))引起样本流体从样本收纳区308经由流动通道364,368移动到相应的干化学片360。当样本填充吸收区域320的凸起时,认为侧向流动试验完成,且检测仪器(例如,荧光计)可用于扫描检测区域324。类似地,干化学片360的反应层产生与相关分析物成比例的颜色密度。结果可由反射计测量,其中结果可经由适合的数学模型和校准参数来计算。在各个情况下,保持支承件304的盒可包括便于检测的长形腔。
分析测试元件的前述构造产生了对于前述侧向流动试验装置盒共同的形状因数,且因此允许至少两个不同的测试和测量/检测协议共用与分析仪器的共同的接口。包含适合的反射计和荧光计测量仪器的读取器因此可处理侧向流动和干化学试验两者,且由此消除了对多个读取器的需要。
前述共同的形状因数设计旨在为示例性的,且本领域的技术人员可想到使用这些创造性构想的备选版本。
由本文所述的分析测试元件或等同结构提供的共同的形状因数有利地允许了具有较大和更扩展的菜单跨度的护理点(POC)分析***。POC读取器处理一次处理一个以上的测试的能力提供了存取可用性(没有积压)和处理量(更多结果可用且更宽适用于POC和医院实验环境)方面的好处。
此外,收集夹或类似结构的使用允许了盒为"门控的";即,样本可有选择地接近来用于实际执行(多个)测试的目的。
参看图7,示出了按照示例性实施例的护理点(POC)读取器500,其构造成使用本文所述的分析测试元件,读取器500配置成允许多个测试和测试(测量)方法以及随机存取。
更具体而言且根据该示例性实施例,读取器500由沿壳体504的前侧508提供的具有进入/离开端口512的紧凑壳体504限定,以允许分析测试元件的独立加载和卸载,诸如前文在图3-6中描述和绘出的那些。可选地,堆叠器端口524也设在前侧508上的进入/离开端口512附近,以便定位一定量的盒来用于一次处理全部。还提供了显示器520,其包括触摸屏,提供了用于装置500的用户界面。***或读取器500还可包括条码读取器(未示出),其中读取器500可由容纳的电池(未示出)或使用AC电源(未示出)供能。固持多个测试元件的盒可包括将表示使用测试元件执行的测试类型的编码标签,其中可读取标签,且容纳的处理器配置成在无用户介入的情况下自动地接合编码标签。
图8示出了图7的读取器500的内部的示例性实施例。更具体而言,培养器530设置在读取器壳体504(图7)的内部内,培养器530包括具有多个沿周向设置的槽口538的可旋转的转子534,各个槽口538均尺寸确定成保持分析测试元件,诸如前文根据图4-6所述的那些,且允许由至少一个检测仪器存取。转子534由N个位置或槽口538构成,其中N可为1、2到8,或更大。在此版本中,绘出了总共八(8)个槽口538,其中四(4)个槽口538以影线示出。各个沿周向设置的槽口538构造且尺寸确定成支承主动测试盒,以处理免疫分析或普通化学物质。培养器转子534可由机构550(示意性示出)驱动,机构550可包括带、磁性、齿轮驱动或构造成有选择地接合可旋转的转子534来围绕中心竖直轴线旋转的其它适合的设备。
各种模块均定位在设置于壳体504内的特定站点处且关于可旋转的转子534的外周定位,以便接近培养器530的沿周向设置的槽口538。更具体而言且根据该实施例,计量站点542支承样本灌注泵或其它适合的机构,其构造成接合支承的盒的收集夹,且施加流体压力,流体压力促使固持的样本移动穿过过滤器且达到分析测试元件的样本收纳区域。培养器530可借助于驱动机构550转位,以按顺序使转子534前移或转位,且使分析测试元件且更具体而言测试元件的收集端口与灌注泵对准来与其接合。作为备选,移液管或类似的分送器件可替代灌注泵提供。在任一情况下,计量站点542构造成在门控的测试元件适当对准时有选择地施加样本或移动固持的样本至盒的样本添加区域。传感器(未示出)可提供成检测测试元件是否存在于槽口538内,且是否正确地关于泵就位或定位,传感器连接到常驻控制器580(该视图中示意性地示出)上。如果槽口538是空的或测试盒并未适当定向在槽口538内,则泵或其它分送器件未开动,且错误消息在显示器520上呈现给用户。
此外,至少一个测量模块570关于培养器转子534进一步设在读取器壳体504的内部内,且更具体是与沿周向设置的槽口538对准。根据该特定实施例,测量模块570包括扫描反射计和荧光计,其中各个均构造成沿限定的扫描路径横穿。此外或作为备选,其它测量模块可关于培养器530设置,诸如电位计,以测量离子选择电极电位化学物质、光度计或其它适合的测量仪器,其各自基于由用户选择且由控制器580储存的测试协议来启用。
根据该特定实施例,清洗模块590也关于培养器530设置。清洗模块590互连到控制器580上,且构造和对准成基于由常驻控制器580储存的测试协议将一定量的清洗流体自动地施加到固持的测试元件,诸如侧向流动试验装置。
在总体操作方面,多个分析测试元件(盒)可经由输入端口512独立地载入读取器500,其中培养器530由驱动机构550转位(即,45或90度),以允许将预定数目的分析测试元件载入转子534的各种槽口538。载入的测试元件可包括前文所述的各种示例性测试元件设计中的任何或所有,且包括至少一个侧向流动试验装置、(多个)干化学片或各个的组合。根据另一个版本,至少一个盒可置于堆叠器端口中,使得盒并未立即载入读取器500中,而是其构造成在随后的时间载入。在一个版本中,***包括至少一个推动叶片或类似的输送机构(未示出),其构造成接合测试元件的盒,且将盒拉入培养器530的空槽口538中。
特定测试协议可通过使用读取器500的用户界面存取显示器520的触摸屏上的菜单来建立,其中协议由控制器580自动地控制。作为备选,分析器可使用条码读取器来扫描容纳测试元件的载入的盒,以便确保自动地进行(多个)测试类型,而不需要用户介入。更进一步,测试元件或(多个)盒可包括机器可读的标签,如RFID标签。由读取器500获得的结果可显示且可进一步以有线连接或使用WiFi、蓝牙或其它无线协议无线地传输。各种测试协议的选择可取决于载入的分析测试元件是否为传统侧向流动试验装置设计、分析干载玻片元件设计和/或具有各种的混合设计来建立。
现在描述典型或示例性的测试协议。首先,接近分析测试元件,其中使用了手指针刺或其它手段取得样本,且其中样本加入盒的收集夹。关于收集夹的细节在2014年9月18日公开的题为Rotatable Disk-Shaped Fluid Sample Collection Device的美国专利申请公开号2014-0275866 A1和2014年9月18日公开的题为Rotatable Fluid SampleCollection Device的美国专利申请公开号2014/0272941 A1中找到,其全部内容通过引用并入本文中。盒还可包括标签,其可由条码读取器扫描,其中标签信息识别特定的测试元件和以此进行的测试。该信息可存在于读取器500和/或条码读取装置的显示器520上。操作者然后可将关于患者、人口统计特征或由控制器580储存的其它相关信息的特定信息输入显示/触摸屏520。在完成输入后,读取器壳体504或显示器520上的按钮可由操作者来促动。在此阶段,操作者以***的涉入完成,假定了所有盒都载入壳体504的输入/离开槽口512或堆叠器槽口524内。
基于控制器580储存的协议,分析测试元件然后可从堆叠器槽口524载入且转位,或已经载入的元件可由驱动机构550转位,以使预定培养器槽口538移动到计量站点542。
一旦与计量站点542对准且在感测分析测试元件的存在后,灌注泵与测试元件的收集夹接触,且泵带来压差,这允许了样本引导至分离过滤器和测试元件的样本收纳区域。灌注泵(或其它分配或计量设备)的促动还可自动地开始计时器(未示出)。
过滤的样本然后沿测试元件的容纳的支承件从样本收纳区域引导至各种测试区域。在干化学片的情况中,如图6中所示,流体从样本收纳区域经由流动通道移动至干化学片的多孔扩散层,其中扩散样本穿透至至少一个试剂层。在侧向流动试验装置的情况中,样本引导至相邻的试剂区域来浸湿沉积的检测材料,且其中样本和溶解的检测材料沿装置的限定的流体流动路径移动穿过具有至少一个检测区和吸收区域的流动通道。如所述,不同数目的测试可经由单个盒来进行。
典型干化学片的比色测试的时机是大约五(5)分钟左右,而完成侧向流动装置试验的时间是大约10到15分钟左右。结果,取决于使用的分析测试元件,有可能在五分钟之后将测试元件前移至测量站点570,同时仍培养,以便使用反射计来确定干化学测试的比色结果。同时,且根据至少一个版本,荧光计还可通过检测由样本和溶解的检测材料产生的结合羽流的位置来扫描测试元件以确定侧向流动试验的进展。获得的各个结果可与储存值和/或范围相比较,以例如确定由测试或制造瑕疵引起的测试故障,且因此允许由***较早终止测试协议。
否则,测试继续,且其中其它测试元件转位至计量站点542,测试元件可转位至清洗模块590,其中清洗流体可加至测试元件,以在由测量模块570检测之前冲洗检测材料和样本。
在进行测试的预定时间间隔结束后,读取器500配置成放出分析测试元件。使用共同的形状因数且能够同时进行多个测试的门控的盒的使用相比于之前已知的***提供了显著的利益和优点。
有利地且假定常规测试需要大约12分钟的时间间隔来完成,则如根据图1所示的使用测试的单个现有技术的读取器将具有每小时5个测试的有效处理量。通过比较,具有构造有八个槽口538的培养器530的读取器500(图8)将实现每小时大约96个测试的处理量。此外且如果测试元件包括其上的如图5或6中所示的多个测试片,则处理量量度将进一步提高。例如且假定构造成进行8个单独的测试的单个测试元件,则处理量可增大到每小时大约768个测试。类似地,具有带四(4)个槽口(未示出)的转子(未示出)的读取器将具有大约每小时384个测试的处理量。
将容易清楚的是,可按照本文所述的发明构造且根据所附权利要求来制作出其它版本和改型。此外,各处对"实施例"或"示例性实施例"或"特定实施例"或"至少一个版本"进行了单独的引用。这些引用不必表示相同的实施例或多个实施例;然而,此实施例或版本也不相互排斥,意味着关于各种测试元件和装置在各处描述的特征可按各种排列组合,以包括一些或所有实施例和版本。
Claims (14)
1.一种护理点分析测试***,包括:
护理点读取器,其包括:
壳体,其具有内部;
设置在所述壳体内部且具有转子的培养器,该转子构造成用于旋转,所述培养器具有多个沿周向设置的槽口;
用于使所述转子围绕中心轴线旋转的驱动机构;以及
至少一个测量装置,其设置在所述壳体内,所述至少一个测量装置是沿限定的扫描路径可移动的,以及
多个分析测试元件,各个分析测试元件均尺寸确定成配合在所述培养器的槽口中,且包括:
平面支承件;以及
尺寸确定成用于固持所述平面支承件的盒,所述盒包括上盖部分和下盖部分,所述下盖部分支承所述平面支承件的端部且具有在其上支承所述平面支承件的长形轴向腔,所述上盖部分包括至少一个端口,该至少一个端口构造成用于将一定量的样本施加至所固持的支承件,且其中所述平面支承件固持包括设置成与至少一个试剂层成层叠关系的多孔扩散层的干化学片或侧向流动试验装置中的至少一个,其中所述长形轴向腔使所述至少一个测量装置能够通过沿所述限定的扫描路径的移动来测量所述样本。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述分析测试元件中的至少一个构造成运行多个测试。
3.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述盒的所述至少一个端口构造成用于将一定量的样本施加至支承件的样本收纳区。
4.根据权利要求3所述的***,其特征在于,所述至少一个端口与所述支承件的所述样本收纳区对准,以及其中所述样本收纳区是所述侧向流动试验装置和所述至少一个干化学片中的每一个共有的。
5.根据权利要求4所述的***,其特征在于,包括设置在所述至少一个端口与所述样本收纳区之间的分离过滤器。
6.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述盒还包括样本固持器,所述样本固持器构造成将固持的样本有选择地释放至所述平面支承件。
7.根据权利要求6所述的***,其特征在于,所述读取器包括关于所述培养器设置的样本计量站点。
8.根据权利要求7所述的***,其特征在于,所述样本计量站点包括泵,其允许施加压力来使样本从所述样本固持件移动至所述测试元件的样本收纳区。
9.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述至少一个测量装置包括反射计、光度计、荧光计、电位计、成像器和红外传感器中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述读取器还包括清洗模块。
11.根据权利要求1所述的***,其特征在于,包括连接至用户界面和所述读取器的控制器,所述控制器编程为按照至少一个储存的指令集来操作所述读取器。
12.根据权利要求11所述的***,其特征在于,所述读取器还包括显示器,所述显示器包括所述用户界面。
13.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述读取器包括至少一个输入/离开端口来用于载入和卸载所述分析测试元件。
14.根据权利要求13所述的***,其特征在于,所述读取器包括堆叠器端口,其构造成将至少一个分析测试元件自动载入所述读取器中。
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