CN110337262B - 用于分析物定量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供用于定量样品中分析物的方法和装置。实例具有以下步骤：将样品引入至少一个测试分流通道(306)中。测试分流通道(306)包括测试反应部(306a)。样品中的分析物(410)与反应部中提供的捕获试剂(408)结合。使与捕获试剂(408)结合的分析物(410)与反应物溶液接触。反应物溶液包括用于与分析物(410)结合的多个试剂涂覆的微粒(412)。接收包括未结合的微粒的残余的反应物溶液。分析残余的反应物溶液以定量分析物。

Description

用于分析物定量的方法和装置
技术领域
本发明涉及样品中分析物的定量，以及特别地，涉及用于样品中分析物定量的方法和装置。
背景技术
通常，在病理学实验室中进行诊断疾病的测试。患者样品，如痰、尿液、唾液等，由熟练的技术人员使用标准方案处理。这通常是消耗时间的并且需要熟练的人员和昂贵的实验室设备。开发了护理点(POC)诊断方法和装置以减少所消耗的时间并由此使医生能够做出临床决策。这些POC装置包括侧向流动测定(LFA)和微流体装置。还开发了芯片实验室(lab-on-a-chip)设备以检测、诊断和量化患者样品中的分析物。
附图说明
参考附图提供了详细的描述。在附图中，参考编号的最左边的数字确定附图标记首次出现的图。在整个附图中使用相同的数字来提及同样的特征和组件。
图la示出根据本发明实施方式的用于定量样品中分析物的方法。
图lb示出根据本发明实施方式的用于分析残余的反应物溶液的方法。
图lc示出根据本发明实施方式的用于分析残余的反应物溶液的另一种方法。
图2示出根据本发明实施方式的用于定量样品中分析物的又一种方法。
图3示出根据本发明实施方式的用于定量分析物的装置的示意图。
图4示出根据本发明实施方式的分析物定量的图形表示。
图5示出根据本发明实施方式的样品流速优化的结果。
图6示出根据本发明实施方式的反应物溶液流速优化的结果。
图7示出根据本发明实施方式的样品体积优化的结果。
图8a示出根据本发明实施方式的相对于未结合的微粒数量制作的标准曲线。
图8b示出根据本发明实施方式的相对于检测通道中的信号制作的标准曲线。
详细描述
本发明涉及用于样品中分析物定量的方法和装置。
通常，在病理学实验室中诊断测试是消耗时间的、需要熟练的技术人员且需要实验室基础设施。已将开发了比实验室诊断测试在更短时间内提供结果的护理点(POC)装置和方法。POC装置和方法包括侧向流动测定(LFA)装置和基于微流体的基于实验室芯片的***。
LFA虽然成功，但通常缺乏基于实验室的诊断测试所提供的灵敏度和特异性。基于微流体的基于实验室芯片的***提供比传统LFA更高的灵敏度和特异性。已经开发了方法来改善灵敏度和特异性。然而，这些方法通常需要电子阅读器，其增加了LFA和基于微流体的基于实验室芯片的***的成本和复杂性。公共部门卫生保健提供者通常无法负担这样的电子阅读器，因此，临床样本被送到更大的实验室，这增加了周转时间(TAT)和诊断。
已经开发了用于检测和测量临床样品中分析物浓度的实验室芯片***，其使用常规技术，例如光反射、电流测量等。虽然使用常规技术减少了实验室设备的使用，但是为了定量，可以使用手持式或台式仪器，这又增加了成本。
最近的研究旨在开发具有增加的灵敏度、更短的检测时间和更好的信噪比同时还能保持成本的测定。一种这样的测定技术包括使用抗体涂覆的微粒来分离和检测蛋白质。当抗体涂覆的微粒与靶蛋白结合时，结合的微粒的浓度与靶蛋白的浓度成正比，并且可用于定量靶蛋白。通常，荧光染料也涂覆在微珠上以光学地检测结合的珠。其他方法也被用于计数结合的微珠，其包括使用显微镜、数字或手动细胞计数器等。这些技术需要实验室环境和昂贵的仪器，增加了测定的复杂性。
根据本发明，本发明提供用于定量样品中分析物的方法。将样品引入至少一个测试分流通道中。测试分流通道包括测试反应部。样品中的分析物与反应部中提供的捕获试剂结合。使与捕获试剂结合的分析物与反应物溶液接触。反应物溶液包含用于与分析物结合的多个试剂涂覆的微粒。接收包含未结合的微粒的残余的反应物溶液。分析残余的反应物溶液以定量分析物。
在一个实例中，分析残余的反应物溶液以确定试剂涂覆的微粒和未结合的微粒的初始数量之间的差异。该差异与分析物的浓度相关，并且基于该相关来定量分析物。
在另一个实例中，将样品引入至少一个对照分流通道中。将反应物溶液引入至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道。残余的反应物溶液由至少一个测试分流通道的测试检测部和至少一个对照分流通道的对照检测部接收。确定由测试检测部和对照检测部接收的残余的反应物溶液的体积差异。体积差异与试剂涂覆的微粒和未结合的微粒的初始数量的差异相关。该差异与分析物的浓度相关，并且基于该相关来定量分析物。
本发明也提供用于样品中分析物定量的微流体装置。微流体装置包括第一通道和微流体分流器。微通道分流器的第一端连接至第一通道，且微通道分流器的第二端连接至多个分流通道。微通道分流器用于将反应物溶液分配至多个分流通道的每一个中。多个分流通道包括用于接收第一量的反应物溶液的测试分流通道。测试分流通道包括测试反应部。测试反应部用于结合多个微粒并在分析物存在下减少第一量的反应物溶液。测试检测部用于接收减少量的反应物溶液。第一量的减少用于定量分析物的浓度。
本发明提供了一种用于进行便携式测定的方法和装置，其不使用***仪器，如电子阅读器，以帮助其起作用。此外，本发明提供量化的结果。由于该方法和装置基于微流体装置，因此该装置可以是口袋大小的。通过使用本发明的方法和装置，与常规实验室诊断技术相比，可以在短时间内定量分析物。此外，该方法和设备不需要任何实验室基础设施并且可以在资源有限的环境中(如农村地区)和在家中使用。此外，由于该方法简单并且该装置易于使用，它也可以由非熟练的人员执行和使用。
在此参考附图进一步描述了上述实施。应当注意，说明书和附图涉及示例性实施方式，并且不应该被解释为对本发明的限制。还应理解，可以设计各种体现了本发明原理的布置，尽管未在本文中明确描述或示出。而且，叙述本发明的原理、方面和实例以及具体实施例的本文中所有表述旨在包括其等同内容。
图1描述了根据本发明实施方式的用于定量样品中分析物的方法100。分析物可以为抗原和抗体之一。分析物选自由蛋白质、蛋白质片段、细胞、核酸、杀微生物剂及其组合组成的组。在框102，将样品引入至少一个测试分流通道。测试分流通道稍后将会参考图3进行解释。在一个实例中，样品在第一通道的入口被引入，并且随后被引入测试分流通道。测试分流通道包括测试反应部。捕获试剂在测试反应部提供。例如，捕获试剂可以涂覆在测试反应部。样品中的分析物用于结合至测试反应部中的捕获试剂。
在框104，使与捕获试剂结合的分析物与反应物溶液接触。反应物溶液包括用于与分析物结合的多个试剂涂覆的微粒。在实例中，接触包括用缓冲溶液使多个试剂涂覆的微粒水合。在另一个实例中，接触包括用样品使多个试剂涂覆的微粒水合，其中多个试剂涂覆的微粒储存在反应部中。试剂可以是与分析物互补的抗原或抗体。如果试剂与分析物是互补的，则反应物溶液与分析物接触使得多个试剂涂覆的微粒结合至分析物。试剂选自由与被测分析物互补的蛋白质、蛋白质片段、细胞、核酸、杀微生物剂及其组合组成的组。
在框106，接收包括未结合的微粒的残余的反应物溶液。在实例中，由测试检测部接收残余的反应物溶液。在另一个实例中，残余的反应物溶液被接收至单独的装置中，例如，手动计数器、载玻片、Neubauer室等。
在框108，分析残余的反应物溶液以定量分析物。图1(b)描述了根据本发明实施方式的用于分析残余的反应物溶液的方法108a。在步骤110，确定试剂涂覆的微粒和未结合的微粒之间的初始数量的差异。在步骤112，差异是与分析物的浓度相关。在步骤114，基于该相关来定量分析物。
图1(c)描述了用于分析残余的反应物溶液的另一种方法108b。在框116，将样品引入至少一个对照分流通道。样品可以在第一通道的入口引入。在所述实例中，然后从第一通道将样品在至少一个测试分流通道和至少一个分流通道之间分配。在一个实例中，使用微型泵在入口引入样品。在另一个实例中，样品可以使用微型注射器等引入。在实例中，样品可为临床样品，如痰、尿等，其可以如将要理解的处理。在实例中，样品在入口引入之前被稀释和处理。在所述实例中，引入入口的处理样品体积可从1μL至200μL变化。在另一个实例中，没有处理或稀释的样品在入口引入。在所述实例中，样品体积可根据使用的样品类型变化。在一个实例中，样品的流速在1μL/min至200μL/min之间。在一个实例中，反应物溶液的流速在1μL/min至200μL/min之间。然而，如将理解的也可以使用其他的样品体积和流速。
在实例中，对照分流通道也包括对照反应部。在所述实例中，为了防止分析物在对照反应部中的结合，可以不在对照反应部提供捕获试剂。在另一个实例中，在对照反应部中的捕获试剂可以被分析物类似物阻断。在另一个实例中，分析物允许结合至对照反应部中的多个捕获试剂并且如将稍后解释的结合的分析物随后被阻断以阻止多个微粒的结合。
在步骤118，从至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道洗涤样品。在实例中，使用洗涤缓冲液进行洗涤。在实例中，对于至少一个测试分流通道和至少一个控制分流通道使用不同的缓冲液进行洗涤。例如，可以使用阻断缓冲液来洗涤对照分流通道以阻断在对照反应部结合的分析物。
洗涤之后，在步骤120，将反应物溶液引入至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道。多个试剂涂覆的微粒结合至测试反应部中的分析物。在实例中，反应物溶液在第一通道的入口引入并且在至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道之间分配。在实例中，多个微粒可以以脱水的方式储存在入口的上游。在所述实例中，多个微粒可用缓冲液溶液水合以形成反应物溶液。在另一个实例中，多个微粒可以以脱水的方式储存在入口的下游，并且由于样品的通过可以被水合。
在步骤122，至少一个测试分流通道的测试检测部和至少一个对照分流通道的对照检测部从至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道接收残余的反应物溶液。残余的反应物溶液包括未结合的微粒。在一个实例中，至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道可以用缓冲液洗涤。在所述实例中，残余的反应物溶液包括未结合的微粒和缓冲液。
当多个试剂涂覆的微粒不在对照反应部中结合时，由对照检测部接收的残余的反应物溶液与引入的反应物溶液的体积基本相同。然而，当多个微粒结合至测试反应部中的分析物时，由测试检测部接收的残余的反应物溶液的体积减小。例如，如果引入至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道的每一个中的反应物溶液的初始体积是V0，由对照检测部接收的残余的反应物溶液将基本上等于V0，并且由于测试反应部中多个微粒的结合，由测试检测部接收的残余的反应物溶液的体积V1将小于V0。在步骤124，确定测试检测部和对照检测部的体积差异。
体积差异和微粒的数量差异成正比。例如，如果引入至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道的每一个中的反应物溶液的初始体积包括N0数量的微粒，则由对照检测部接收的残余的反应物溶液将具有基本上等于N0的微粒，并且由于测试反应部中多个微粒的结合，由测试检测部接收的残余的反应物溶液中微粒的数量N1将小于N0。体积V0-V1的减小代表了测试检测通道和对照检测通道中微珠的数量的变化N0-N1。N0-N1进一步表示测试反应部中分析物的浓度。
在步骤126，测试检测部和对照检测部的体积的差异与分析物的浓度相关。体积的差异与测试检测部和对照检测部中未结合微粒的数量的差异相关。未结合微粒的数量的差异与分析物的浓度相关。基于该相关，定量分析物。因此，通过本发明提供的方法使用体积分析技术(volumetric technique)来定量样品中的分析物。
图2描述了根据本发明实施方式的用于定量样品中分析物的又一个方法200。在框202，将包括分析物和分析物涂覆的微粒的样品引入至少一个测试分流通道中。分析物和分析物涂覆的微粒竞争地结合至反应部中提供的捕获试剂。
在框204，接收残余的反应物溶液。残余的反应物溶液包括未结合的分析物和未结合的分析物涂覆的微粒。对于特定的分析物的浓度，残余的反应物溶液中未结合的分析物涂覆的微粒的数量保持基本上相同。因此，对于特定的分析物的浓度，分析物涂覆的微粒和未结合的分析物涂覆的微粒的初始数量之间的差异保持相同。
在框206，确定分析物涂覆的微粒和未结合的分析物涂覆的微粒的初始数量之间的差异。在框208，差异与分析物的浓度相关。在框210，基于该相关定量分析物。
本发明进一步提供用于分析物的定量的微流体装置。图3描述了根据本发明实施方式的微流体装置300。微流体装置300包括第一通道302和微通道分流器304。微通道分流器304的第一端连接至第一通道302并且微通道分流器304的第二端连接至多个分流通道。
图3描述了两个分流通道，也就是测试分流通道306和对照分流通道308。然而，如所理解的可以提供任何数量的分流通道(测试或对照)。微通道分流器304将反应物溶液分配至多个分流通道的每一个中。在实例中，微通道分流器304可包括组件(如流量检测器)以确保反应物溶液等量分配至多个分流通道中的每一个。
多个分流通道包括测试分流通道306和对照分流通道308。可以理解，多种测试分流通道和对照分流通道可以基于诸如被定量的分析物的数量等因素提供。测试分流通道306用于从微通道分流器304接收第一量的反应物溶液。测试分流通道306包括测试反应部306a。在实例中，测试分流通道306也包括测试检测部306b。测试反应部306a用于结合多个试剂涂覆的微粒并且用于在分析物存在下减少第一量的反应物溶液。
如前面解释的，测试反应部306a包括其中涂覆的捕获试剂以捕获分析物，其进一步结合多个试剂涂覆的微粒。多个试剂涂覆的微粒的结合减少第一量。第一量可以为反应物溶液的第一体积或试剂涂覆的微粒的初始数量。测试分流通道306也包括测试检测部306b来接收减少量的反应物溶液。
与测试分流通道306相似，对照分流通道308也包括对照反应部308a和对照检测部306b。对照检测部306b可以从微通道分流器304或对照反应部308a接收第二量的反应物溶液。第一量和第二量基本上相等。减少的量与分析物的浓度相关，其中基于所述的相关定量分析物。
测试分流通道306和对照分流通道308可具有不同的形状和截面。例如，测试分流通道306和对照分流通道308可以为蛇形通道、直通道、环形通道、弯曲通道等。在一个实例中，测试反应部306a具有比测试检测部306b小的截面直径以确保分析物和捕获试剂之间最大的接触。在另一个实例中，测试分流通道306和对照分流通道308的不同部分可具有不同截面。例如，测试分流通道306和对照分流通道308可有梯度增加或逐步增加的横截面。
在实例中，测试分流通道306和对照分流通道208的特征截面尺寸可以在20μm至2000μm的范围内。为了增强特异性且防止交叉反应性，测试分流通道306和对照分流通道308的内表面可以用诸如牛血清白蛋白(BSA)的惰性蛋白涂覆。阻断剂的选择取决于被定量的分析物变化。
在实例中，反应溶液包括在缓冲溶液中悬浮的多个微粒。多个微粒用与被定量的分析物互补的试剂涂覆。在实例中，多个微粒的尺寸在0.2μm至20μm的范围内。在实例中，多个微粒由乳胶、聚合物、金属、陶瓷、有机化合物、生物分子及其组合制成。
在一个实例中，在微通道分流器304处引入包括多个微粒的反应物溶液。在另一个实例中，多个微粒可以以脱水状态被储存在储存组件310中。在一个实例中，如在图3所示，储存组件310在第一通道302的上游。然而，如将理解的，储存组件310也可在下游提供。在一个实例中，多个试剂涂覆的微粒被储存在样品入口的上游。在另一个实例中，多个试剂涂覆的微粒被储存在测试反应部306a中。使它们干燥并储存直至缓冲溶液或样品使多个试剂涂覆的微粒再水合。
在实例中，多个试剂涂覆的微粒被储存在微通道分流器304的下游。在所述实例中，多个微粒可以被样品水合。用于再水合多个微粒的缓冲溶液被储存在储存组件310的上游。缓冲溶液可以为两种类型，也就是反应缓冲液和洗涤缓冲液。反应缓冲液相对于洗涤缓冲液位于下游放置，使得洗涤缓冲液可以洗去测试检测部306b和对照检测部308b中的未结合的微粒。可以使用开关元件312来启动缓冲溶液的流动。开关元件312可以是非电的并且有助于产生跨过微流体装置300的压力梯度。压力梯度可以是正压梯度或负压梯度。
在一个实例中，测试检测部306b和对照检测部308b的长度在1mm至300mm的范围内。测试检测部306b和对照检测部306b是直通道、蛇形通道和弯曲通道等之一。测试检测部306b和对照检测部308b包括刻度标记来确定第二体积和减少体积之间的差异。
在实例中，微流体装置300还包括用于引入包含分析物的样品的连接至第一通道302的入口。在另一个实例中，在第一通道302中提供入口。微流体装置300还可以包括泵以将缓冲溶液泵入第一通道302。微流体装置300还可以包括启动器来启动泵。参考图1至图3进一步解释装置的操作。
图4通过图形描述了根据本发明实施方式的微流体装置300的示例操作。步骤400描述了涂覆在测试反应部306a的内表面上的捕获试剂408。步骤400描述了捕获试剂408为抗体。然而，可以理解捕获试剂408也可以为抗原。
如前面解释的，可以使用入口来将样品引入微流体装置300。在一个实例中，吸收垫可以用于样品的引入。在测试反应部306a中，如步骤402描述，样品中的分析物410结合至捕获试剂408。
当启动时，缓冲液开始移动通过储存组件310。反应缓冲液使干燥的多个试剂涂覆的微粒412再水合以结合分析物。包括多个试剂涂覆的微粒412和缓冲液的反应物溶液通过微通道分流器304并且在测试分流通道306和对照分流通道308之间分配。
在测试分流通道306中，如步骤404所示多个微粒结合至分析物。然而，由于对照分流通道308不允许结合分析物，因此多个试剂涂覆的微粒通过对照反应部308a，而没有被结合进入对照检测部308b。洗涤测试检测部306a和对照检测部308b二者。由测试检测部306b和对照检测部308b接收来自测试反应部306a和对照反应部308b的残余的反应物溶液和未反应的反应物溶液。步骤406描述了测试检测部306b和对照检测部308b。对照检测部308b和测试检测部308b之间体积的差异可以视觉地确定，并且与样品中分析物的浓度相关。
现在本发明将通过工作实施例来说明，这些实施例旨在说明本公开的工作，并且不旨在限制性地暗示对本公开范围的任何限制。除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。可以理解，本发明不限于描述的特定方法和实验条件，因为如本领域技术人员将容易理解的，这些方法和条件可根据所用的工艺和投入而变化。
实施例
实施例1：优化研究
在所述实施例中，样品指掺有磷酸盐缓冲液(PBS)(pH＝7.4)的人促甲状腺激素(TSH)(1mg＝7IU)。在所有运行中，除非另有规定，否则浓度被保持在～1mIU/l恒定。反应物溶液包括在PBS中悬浮的羧基官能化的聚苯乙烯微粒，其用抗-TSH抗体涂覆。使用的洗涤缓冲液是0.1％Tween-20的PBS溶液。进一步，在下文中使用的术语“信号”指的是对照检测部208b和测试检测部208a之间未结合的微粒的数量差异。
测定之前，测试反应部206a用捕获抗体涂覆并且通过共价偶联微粒和抗-TSH抗体制备多个微粒。通过以适当体积的人-TSH(Sigma)原液掺杂PBS制备样品。将限定体积的该样品添加至入口。使用通过注射泵(New Era Pump Systems USA，NE-1000)施加的负压维持流动。允许样品完全通过对照分流通道和测试分流通道。将反应物溶液添加至微流体装置200，并且允许以控制的流速通过微流体装置。在下一个步骤中，使洗涤缓冲液(200μL-300μL)通过微流体装置200。将来自对照检测部和测试检测部的多个微粒收集在1.5ml微量离心管中以将未结合的珠的数量与分析物的浓度相关联。
实施例1.1：样品流速的优化
在该实施例中进行样品流速的优化。以下参数保持恒定：样品体积：50μl；样品浓度：1mIU/1；反应溶液流速：75μl/min；引入到微流体装置200中的微粒的初始数量：13.87×107。测试流速的范围。将25μl/min设定为下限，因为其将测定步骤保持在8分钟至10分钟的实际限制内。还评估了75μl/min和150μl/min流速值。评估重复的结果。
基于由于加工工艺和***缺陷导致的通道几何形状，发现流速在21μl/min至28μl/min之间变化。对照分流通道微通道结果示出未结合的微粒的平均数量为12.17×107，其被认为是测定的参照。如图5所示，如所预期的，在样品流速的每次增加时观察到未结合的微粒增加的总体趋势。在研究期间，当从较快的流速移动到较慢的流速时，看到大约40％的变化。
在25μl/min观察到＝4.11×107个微粒的最大结合。结论是25μl/min是最佳流速，同时将测定保持在15分钟至20分钟的实际/目标限制内。
实施例1.2：反应物溶液流速的优化
在该实施例中进行了反应物溶液流速的优化。以下参数保持恒定：样品体积：50μl；样品浓度：1mIU/1；样品流速：75μl/min；注入的微粒的初始数量：12.37×107。
将25μl/min设定为下限，因为其将测定步骤保持在8分钟至10分钟的实际限制内。还评估75μl/min和150μl/min流速值。如图6中所示的对照微通道结果示出以不同流速的未结合的微粒的平均数量为10.4×107，其被认为是测定的参照。
如所预期的在试剂流速的每次增加时观察到未结合的微粒增加的总体趋势。当从150μl/min移动至75μl/min时看到大约30％的变化，其中当移动至25μl/min时，该变化减少为20％的变化。在25μl/min观察到的最大结合是2.2×107个微粒。25μl/min可被认为是最佳流速，同时将测定保持在15分钟至20分钟的实际/目标限制内。
实施例1.3：样品体积的优化
在该实施例中进行了样品体积的优化。以下参数保持恒定：样品浓度：1mIU/1；样品流速：25μl/min；反应物溶液流速：25μl/min；注入的微粒的初始数量：18.69×107。
将10μl设定为使用的最小体积。发现难以在所用腔室的规模上控制该小体积，因此使用PBS将其稀释至30μl。25μl被认为是用于研究的体积，因为一滴血液大约等于25μl。将50μl设定为最大体积，因为该范围之外的体积难以通过手指刺破测量/提取。
如图7中所示的对照微通道结果示出未结合的微粒的平均数量为16.87×107，其被认为是测定的参照。如所预期的，在样品体积的每次增加时观察到未结合的微粒减少的总体趋势。该变化与使用的样品体积成比例。例如，当体积从25μl增加至50μl时，微球数量的变化加倍。
在50μl体积观察到的最大结合是3.47×107个微粒。50μl被认为是最佳体积，因为信号是每单位浓度的最大值。
实施例1.4：标准曲线
为了制作标准曲线，以下参数保持恒定：样品体积：50μl；样品流速：25μl/min；反应物溶液流速：25μl/min；初始注入的微粒的数量：6.5×108；反应溶液浓度和体积-6％-6.5％，160μl。图8示出对于浓度1mIU/1的样品，变化为约7mm。
如所预期的，在样品浓度的每次增加时观察到未结合的微粒减少的总体趋势。但是，不久后，对于浓度的1个单位的变化，变化程度会显著降低。
观察的原因是微粒使设计的反应室上的所有结合位点饱和。随着可用位点的数量减少，未结合的微粒的结合概率也降低，因此信号强度降低。变化程度取决于每个步骤后可用位点的数量。为了克服这种限制，应增加微流体装置200中的可用表面积。
在研究期间优化各种参数，也就是如下，反应物溶液流速-25μl/min；样品流速-25μl/min；样品体积-50μl；反应物溶液浓度-5％-7％，但也可以使用其他浓度，因为结果是相当的。绘制标准曲线，其中1mIU/1样品的信号为7mm，而信号强度随样品浓度的增加而降低。
该范围保持在靶向测定装置的实际限制内。两个步骤的时间限制各为8分钟至10分钟，而总测定时间低于20分钟。另外，对于某些情况，可以看到类似的条件和样品浓度以提供不同的结合变化。这是由于被使用的抗原的几次冻融循环，其影响其活性。
实施例1.5：残余的反应物溶液的体积与多个微粒的数量的差异相关
在所述实施例中，研究试剂涂覆的微粒和未结合的微粒的初始数量之间的差异与测试检测部和对照检测部的体积的差异的相关性。
如实验中表1所示，微粒数量的差异与体积变化成比例。结果四舍五入到最接近的整数值。出现差异主要是由于操作员错误和制造公差以及不同通道中的缺陷。通道的横截面积为～3.2×10-2mm2。
表1：残余的反应物溶液的体积与多个微粒的数量的差异的相关性
Figure BDA0002181203680000121
Figure BDA0002181203680000131
尽管已经参考某些实施例及其实施方式相当详细地描述了本发明，但是其他实施方式也是可能的。因此，本发明的范围不应局限于其中包含的优选的实施例及其实施方式。

Claims (16)

1.一种用于定量样品中的分析物(410)的方法，包括：
将所述样品引入至少一个测试分流通道(306)中，其中所述测试分流通道(306)包括测试反应部(306a)，其中所述样品中的所述分析物(410)用于结合至在所述测试反应部(306a)中提供的捕获试剂(408)；
使结合至所述捕获试剂(408)的所述分析物(410)与反应物溶液接触，其中所述反应物溶液包括用于与分析物结合的多个试剂涂覆的微粒(412)；
接收残余的反应物溶液，其中所述残余的反应物溶液包括未结合的微粒；和
分析所述残余的反应物溶液来定量所述分析物(410)；
其中所述方法包括：
将所述样品在第一通道(302)的入口处引入；
从所述第一通道(302)将所述样品在所述至少一个测试分流通道(306)和所述至少一个对照分流通道(308)之间分配；
将所述反应物溶液在第一通道(302)的入口处引入；
将所述反应物溶液在所述至少一个测试分流通道(306)和所述至少一个对照分流通道(308)之间分配，和
其中所述分析物(410)和分析物涂覆的微粒用于竞争地结合至在所述测试反应部(306a)中提供的捕获试剂(408)。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述分析包括：
测定试剂涂覆的微粒和未结合的微粒的初始数量之间的差异；
使所述差异与所述分析物(410)的浓度相关；和
基于所述相关定量所述分析物。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：
将所述样品引入至少一个对照分流通道(308)；
洗涤来自所述至少一个测试分流通道(306)和所述至少一个对照分流通道(308)的所述样品；
将所述反应物溶液引入所述至少一个测试分流通道(306)和所述至少一个对照分流通道(308)；
由所述至少一个测试分流通道(306)的测试检测部(306b)和所述至少一个对照分流通道(308)的对照检测部(308b)接收残余的反应物溶液；
测定所述测试检测部(306b)和所述对照检测部(308b)的体积的差异；和
使所述体积的差异与试剂涂覆的微粒的初始数量和未结合的试剂涂覆的微粒的差异相关。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述分析物(410)为抗原和抗体之一。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述试剂为抗原和抗体之一。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述分析物和试剂选自由蛋白质、蛋白质片段、细胞、核酸、杀微生物剂及其组合组成的组。
7.如权利要求1所述的方法，其中接触包括用缓冲溶液使所述多个试剂涂覆的微粒(412)水合，其中所述多个试剂涂覆的微粒(412)储存在所述入口的上游。
8.如权利要求1所述的方法，其中接触包括用所述样品使所述多个试剂涂覆的微粒(412)水合，其中所述多个试剂涂覆的微粒(412)储存在测试反应部(306a)中。
9.一种用于定量分析物的微流体装置(300)，包括：
第一通道(302)；
微通道分流器(304)，其中所述微通道分流器(304)的第一端连接所述第一通道(302)并且所述微通道分流器(304)的第二端连接至多个分流通道，其中所述微通道分流器(304)用于将反应物溶液分配至所述多个分流通道中的每一个，其中所述反应物溶液包括多个试剂涂覆的微粒(412)；
所述多个分流通道，其中所述多个分流通道包括：
接收第一量的所述反应物溶液的测试分流通道(306)，所述测试分流通道(306)包括：
测试反应部(306a)，其中所述测试反应部(306a)用于结合至所述多个试剂涂覆的微粒(412)并且在所述分析物(410)的存在下减少所述第一量，其中第一量的减少用于定量所述分析物(410)的浓度；和
其中所述分析物(410)和分析物涂覆的微粒用于竞争地结合至在所述测试反应部(306a)中提供的捕获试剂(408)。
10.如权利要求9所述的微流体装置，其中所述测试分流通道(306)包括用于接收减少的量的所述反应物溶液的测试检测部(306b)。
11.如权利要求10所述的微流体装置(300)，其中所述多个分流通道包括用于接收第二量的试剂的对照分流通道(308)，所述对照分流通道(308)包括至少对照检测部(308b)，其中所述对照检测部(308b)用于接收所述第二量的试剂，其中所述第一量与所述第二量基本上相等，其中所述减少的量与所述分析物的浓度相关，其中所述分析物基于所述相关定量。
12.如权利要求9所述的微流体装置(300)，其中所述反应物溶液包括多个试剂涂覆的微粒(412)，所述试剂涂覆的微粒(412)用与所述分析物互补的多种捕获试剂涂覆，其中所述微粒的尺寸直径在0.2μm至20μm的范围内，并且其中所述多个试剂涂覆的微粒(412)由乳胶、聚合物、金属、陶瓷、有机化合物、生物分子及其组合制成。
13.如权利要求11所述的微流体装置(300)，其中所述测试检测部(306b)和所述对照检测部(308b)的长度在1mm至300mm的范围内，并且其中所述测试检测部(306b)和所述对照检测部(308b)包括用于确定所述第二量和所述减少的量之间的差异的刻度标记。
14.如权利要求9所述的微流体装置(300)，其中所述微流体装置(300)包括用于储存所述多个试剂涂覆的微粒(412)、洗涤缓冲液和反应缓冲液的储存组件(310)。
15.如权利要求9所述的微流体装置(300)，其中所述多个试剂涂覆的微粒(412)以脱水形式储存在所述测试反应部(306a)中。
16.如权利要求9所述的微流体装置(300)，其中所述微流体装置(300)包括：
入口，所述入口连接至用于引入包括所述分析物的样品的第一通道；
用于将缓冲溶液泵入所述第一通道的泵；和
用于启动泵的启动器。
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