CN115844462A - 体液到纤维衬底上的输送以及相关的***和装置 - Google Patents

Abstract

所公开的设备，***和方法涉及用于采集体液的装置，***和方法。采集器可以利用被连接到受试者的皮肤上的采集部位的微流体网络来收集血液并将血液移送到可移除的匣中。所采集的流体被供给至衬底以用于干燥，储存和运输。

Description

体液到纤维衬底上的输送以及相关的***和装置

本申请是2017年9月21日提交的申请号为201780072026.9，名称为“体液到纤维衬底上的输送以及相关的***和装置”的中国国家阶段申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月21日提交的第62/397,751号且标题为“体液输送到纤维衬底上的方法”的美国临时申请的优先权，该美国临时申请根据35U.S.C.§119(e)通过援引以其全文并入本文。

技术领域

所公开的技术总体上涉及体液的采集，并且尤其涉及提供在纤维基质(matrice)或衬底中流体采集，储存，染色和输送的装置，***，和方法。具体地讲，在此公开的装置，***和方法涉及血液或其他体液输送到可控体积的衬底(诸如纸或纤维基质)上，将血液干燥到基质上，以及将样本安全运输到远程分析位置的能力。这些实施方案对毛细管(capillary)血液采集，安全性，和制造的临床相关性具有影响。

背景技术

采集体液的装置，***和方法对于日益增长的个性化医学领域而言是必要的装置。虽然分析实验室非常适合进行诊断检测，但血液样本的采集仍具有挑战性，尤其是对于无法简单进入血液检测实验室的患者而言。这些患者可能位于农村地区，服务不足的城郊地区，或资源匮乏的地区，并且在获得诊断服务方面存在明显障碍。为了达到任何地方的患者，并将他们与血液检测设施连接起来；必须开发用于样本封装，稳定，和装运的稳健(robust)***。

因此，在本领域中需要允许血液从毛细管采集***转移到允许样本在环境温度下稳定和运输的衬底上的改进方法。纸和纤维衬底已被广泛用于稳定基于血液的分析物(诸如病毒RNA，抗原，和抗体)，并允许血液样本的运输或生物库储存(bio-banking)。然而，基于纸的稳定***受到以下三个主要限制的影响：(1)将血液转移到纸上的困难性导致血液体积精度的不一致和纸衬底外的血液污染，(2)定量沉积和回收已知体积的血液的困难性，因为血液可能会因毛细作用(wick)而变成不可预测的形状或受位置变化的影响，以及(3)在处理和制备用于运输的汲取纸(imbibed paper)方面存在挑战，因为在血液实际干燥之前仍可能发生污染。

因此，本领域需要用于流体处理和转移的改进微流体装置，以及相关的***和方法。

发明内容

本文所讨论的是允许将血液从血液采集装置转移到纸基质上，将血液等分为受控体积，以及将血液在基质上干燥以用于稳健运输的方法的多种实施方案。为简洁起见，这些实施方案可关于“采集器”和“匣(cartridge)”进行描述，尽管这并不旨在以任何方式来限制本公开的范围。

示例1流体采集***包括流体匣，该流体匣包括壳体，该壳体包括内腔和连接器；以及布置在内腔中的至少一个衬底，其中衬底被配置为与连接器处于流体连通，以便从流体采集装置接收流体。

在示例2中，示例1的***，其中壳体包括多个互锁壳体部分。

在示例3中，示例1的***，其中互锁部分包括互锁突起(projections)。

在示例4中，示例1的***，其中该壳体包括多个突出部(tabs)，该多个突出部被配置为将至少一个衬底固定在内腔种。

在示例5中，示例1的***，其中突出部被固定地附接到互锁壳体部分。

在示例4中，示例1的***，其中壳体包括被布置在互锁壳体部分之间的垫圈。

在示例5中，示例1的***，其中壳体包括被固定在开口上方的可移除盖。

在示例6中，示例1的***，其中可移除盖通过粘合被固定到壳体。

在示例7中，示例1的***，其中至少一个流体通道是开放的微流体通道。

在示例8中，示例1的***，其中壳体包括被配置为附接到流体采集装置上的连接器。

在示例8中，示例1的***，其中匣进一步包括被配置为经由连接器从流体采集装置接收流体的入口。

在示例9中，示例1的***，其中进一步包括溢流物储蓄器(overflow reservoir)。

在示例10中，示例1的***，其中至少一个衬底包括相邻布置的两个或多个衬底。

在示例11中，示例1的***，其中至少一个衬底包括分离布置的两个或多个衬底。

在示例12中，示例1的***，其中至少一个衬底包括多个子单元。

在示例13中，示例1的流体采集***，其中至少一个衬底包括至少一种试剂。

在示例13中，示例1的流体采集***进一步包括与流体采集装置和至少一个衬底流体连通的入口。

在示例13中，示例1的流体采集***，其中壳体包括至少一个通气口(vent)。

在示例14中，流体采集和储存匣，包括限定内腔的互锁壳体；至少一个流体通道；以及至少一个衬底，其中该至少一个衬底被布置在内腔中并与至少一个流体通道流体连通。

在示例15中，示例14的匣，其中至少一个流体通道是开放的微流体通道。

在示例16中，示例14的匣，其中壳体包括被配置为附接到流体采集装置的连接器。

在示例17中，示例14的匣，其中匣进一步包括被配置为经由连接器从流体采集装置接收流体的入口。

在示例18中，示例14的匣进一步包括溢流物储蓄器。

在示例19中，示例14的匣，其中至少一个衬底包括相邻布置的两个或多个衬底。

在示例20中，示例14的匣，其中至少一个衬底包括分离布置的两个或多个衬底。

在示例21中，示例14的匣，其中至少一个衬底包括多个子单元。

在示例22中，示例14的匣，其中至少一个衬底包括至少一种试剂。

在示例23中，示例14的匣，进一步包括与流体采集装置和至少一个衬底流体连通的入口。

在示例24中，示例14的匣，其中壳体包括至少一个通气口。

在示例25中，流体采集***包括流体采集装置，该流体采集装置包括至少一个微流体通道；以及可移除的匣，该可移除的匣包括限定内腔并包含至少一个衬底的壳体，其中该可移除的匣被配置为从流体采集装置分离用以干燥和装运由至少一个衬底所包含的流体。

在示例26中，示例25的流体采集***，其中至少一个衬底包括至少一种试剂。

在示例27中，示例25的流体采集***进一步包括与流体采集装置和至少一个衬底流体连通的入口。

在示例28中，示例25的流体采集***，其中壳体包括至少一个通气口。

在示例29中，采集器包括被放置到使用者的皮肤上并能采集血液并通过连接器输送血液的壳体。匣通过连接器被附加到采集器上，并在采集器的致动期间接收血液。在血液被匣接收时，血液被分派到纤维或纸衬底上，在该衬底上血液可被干燥。为了装运简便，匣可以拆卸。

本文所公开的是集成的采集和容纳装置的多种实施方案，该装置从受试者的组织采集体液并将其转移到易于拆卸的管或储蓄器中。先前的技术以线性方式着手进行体液的转移：一个装置使体液能够离开组织，并且另一个装置被用于采集体液。相比之下，本文所公开的实施方式通过将体液的采集与体液的容纳直接集成在同一装置中，简化了体液采集的过程。

虽然公开了多个实施方案，但是从下面的详细描述中，对于本领域技术人员来说，显然仍有本公开的其他实施方案，该详细描述示出并描述了所公开的设备，***和方法的说明性实施方案。正如将会认识到的那样，所公开的设备，***和方法能够在多个明显的方面进行修改，所有这些都不脱离本公开的精神和范围。因此，附图和详细描述应当被视为本质上是说明性的，而不是限制性的。

附图说明

图1A是根据一个实施方案的附接到流体采集装置的匣的透视图。

图1B是被放置在患者的皮肤上的图1A的装置和匣的透视图。

图1C是示出图1A的采集器与流体采集装置分离的透视图。

图1D是示出根据一个实施方案的匣中所包含的流体的运输和分析的示意图。

图2A是根据一种粘合的包含纸基质和粘合盖的采集器的透视图，该粘合盖可被移除以接近包含在其中的纸。

图2B是盖被移除的图2A的实施方式的透视图。

图2C是根据一个实施方案的匣的另一实施方案的透视图，该匣具有布置在上侧的孔并且包含纸基质和粘合盖，该粘合盖可被移除以接近包含在其中的纸。

图2D是盖被移除的图2C的实施方式的透视图。

图3A是匣的另一实施方案的透视图。

图3B是具有布置在上侧的孔的匣的替代实施方案的透视图。

图3C是具有位于孔上方的粘合盖的匣的实施方式的透视图。

图3D是示出将匣***袋或其他容器中的透视示意图。

图3E是具有孔的匣的透视图，该孔被配置为能够“抵出(punch out)”移除包含在其中的衬底。

图4A-1至图4A-4是根据一个实施方案的具有可移除的上盖和下盖的匣的分解视图。

图4B-1至图4B-4是根据另一实施方案的具有互锁壳体部分的匣的分解视图。

图5A是根据一个实施方式的将衬底悬挂在匣的壳体内的透视图。

图5B是图5A的实施方式的侧视图。

图5C是根据另一实施方式的将衬底悬挂在匣的壳体内的透视图。

图5D是图5C的实施方式的侧视图。

图5E是根据一个实施方式的悬挂在壳体内的衬底的横截面视图。

图5F是根据另一实施方式的悬挂在壳体内的衬底的横截面视图。

图5G是根据又一实施方式的悬挂在壳体内的衬底的横截面视图。

图5H是将衬底固定在其中的互锁壳体的一个实施方式的分解横截面视图。

图5I是壳体部分互锁的图5I的壳体实施方式的横截面视图。

图6A是根据一个实施方案的在连接器与流体采集装置之间的接合以及流体连通的特写透视图。

图6B是根据一个实施方案的入口的透视图。

图6C是根据另一实施方案的入口的透视图。

图7A是重叠的相邻衬底的一个实施方案的俯视图。

图7B是具有若干子单元的衬底的替代实施方案的俯视图。

图8A是与微流体通道流体连通的相邻衬底的俯视图。

图8B是图8A的实施方式的俯视图，其示出了部分衬底饱和。

图8C是图8A的实施方式的俯视图，其示出了包括第二相邻衬底的饱和的进一步衬底饱和。

图9是示出包含多个纸衬底的匣的体积控制能力的曲线图，在纸衬底中输入可变的血液体积。

图10A是根据一个实施方案的具有通过微流体通道连接的若干间隔的衬底的匣内腔的内部的俯视图。

图10B是图10A的实施方式的另一俯视图，其示出了衬底的顺序饱和。

图11A是具有若干相邻衬底和储蓄器的匣内腔的内部的俯视图，其示出了通过将溢流物吸收到储蓄器上流体不论其输入的体积精确等分到衬底上的一个实施方案。

图11B是根据另一实施例方案的具有通过微流体通道和储蓄器连接的若干间隔的衬底的匣内腔的内部的俯视图。

图12A是根据一个实施方案的具有包含用于正交临床读数的不同组分和化学添加剂的相邻衬底的匣内腔的内部的俯视图，其中衬底通过微流体通道连接。

图12B是根据一个实施方案的具有包含用于正交临床读数的不同组分和化学添加剂的间隔的衬底的匣内腔的内部的俯视图，其中衬底通过微流体通道连接。

图12C是根据一个实施方案的与开放的微流体通道流体连通的若干间隔的衬底的透视图。

图12D是根据一个实施方案的具有不同尺寸的间隔的衬底的匣内腔的内部的俯视图。

图13A是具有相邻衬底和微流体通道的匣内腔的内部的俯视图。

图13B是具有相邻衬底和微流体通道的匣内腔的内部的侧视图，其中衬底被布置以便于利用重力获得衬底的优先饱和。

图13C是图13B的实施方式的俯视图，其示出了衬底的顺序饱和。

图14A是具有间隙和分流器的衬底实施方案的俯视图。

图14B是图14A的实施方式的另一俯视图，其示出分流器的饱和。

图14C是图14A的实施方式的另一俯视图，其示出了间隙的桥接和第二衬底的初始饱和。

图15A是衬底实施方案的俯视图，其示出了在具有控制分离的血浆体积的能力的匣中在衬底上进行血浆分离的方法。

图15B是图15A的实施方式的另一视图，其示出了具有血液和血浆的衬底的饱和。

图16A是根据一个实施方案的匣内的一系列处理过的衬底的俯视图。

图16B是具有优先填充特性的衬底的实施方式的并排俯视图。

图16C是布置在匣内的衬底的又一实施方式的俯视图。

具体实施方式

本文公开或设想的多种实施方案涉及一种单一装置，该装置可由未受过训练或最低程度受训的人使用，以采集体液并无间断地(seamlessly)将样本输送到衬底(诸如纸或纤维基质)上，以用于基于血液的分析物的简单而稳健的运输和稳定。在多种实施方式中，这些实施方案允许将等分试样(aliquots)或流体样本顺序且经测量地采集到衬底上。

本文所公开的是集成的或模块化的流体采集装置的多种实施方案，该流体采集装置能够从受试者的组织采集体液并将体液转移到易于拆卸的匣或采集器中。在多种实施方式中，采集器包含一个或多个衬底，该一个或多个衬底用于吸收和干燥所采集的流体，并且可从流体采集装置上拆卸以便于运输到现场之外(off-site)的实验室。先前的技术以线性方式着手进行体液的转移：一个装置使得体液能够离开组织，并且另一个装置用于采集体液。相比之下，本文所公开的实施方式通过将体液的采集与体液的容纳直接集成在同一启动装置内来简化体液采集的过程。

在图1A，图1B，图1C和图1D中示出了包括流体采集装置1和流体采集器或匣10的***5的示例性实施方案。在使用中，该装置被用于刺穿受试者的皮肤并采集流体(诸如血液)，该流体流入采集器或匣10中以便于储存和运输。

应当理解的是，本文设想的流体采集装置1总体上涉及用于体液的装置，***和方法，诸如在一个端部处具有致动器或“按钮”，并且在相反的端部内布置有至少一个刺血针(lancet)的那些装置，***和方法。在这些实施方式中，当按下按钮1A时，致动机构被展开，刺血针延伸以刺破受试者2的皮肤，以便采集流体并将流体输送到匣10中，诸如经由布置在该匣中的微流体通道。例如，本文公开的匣1的所公开的多种实施方案可被合并到以下共同未决的专利所公开的流体采集装置和***1中的任一个或与以下共同未决的专利所公开的流体采集装置和***1中的任一个一起使用：于2013年7月23日提交的第13/949,108号且标题为“与开放微流体通道相关的方法、***和装置”的美国申请(该申请于2016年3月22日作为美国专利9,289,763公开)，于2013年1月25日提交的第13/750,526号且标题为“用于抽取、采集和分析体液的手持装置”的美国申请，于2015年8月3日提交的第14/816,994号且标题为“用于流体的重力增强微流体采集、处理和转移的装置、***和方法”的美国申请，于2015年11月4日提交的第14/932,485号且标题为“与开放微流体通道相关的方法、***和装置”的美国申请，于2016年12月21日提交的第15/387,177号且标题为“用于流体采集中的致动和收回的装置、***和方法”的美国申请，以及于2017年7月7日提交的第62/533,323号且标题为“用于制备和装运的设备、***和方法”的美国申请，所有这些美国申请均通过援引以其全文并入本文。

图1A至图1D描绘了使用中的***8的概况。在这些实施方式中，匣10被构造为以便能够耦合至或配备有流体采集装置1，诸如血液采集装置1(类似于第13/949,108号，第13/750,526号，第14/816,994号，第14/932,485号或第15/387,177号共同未决的美国申请中所公开的那些)。如图1C所示，在多种实施方式中，流体采集装置1包括流出装置，该流出装置包括流出通道49，该流出通道被配置为将流体从装置1移送(shuttle)到匣10中。在多种实施方式中，这种耦合是经由布置在连接器18上的套环(collar)(以6示出)或其他压装(press-fitting)技术实现的，使得可以在填充后将匣10从流体采集装置上拆卸，如图1C所示。进一步理解的是，在与采集装置1流体连通的同时，流体可经由布置在流出管47内的流出通道49离开装置。下面结合图6A至图6C进一步讨论这种转移。

继续使用图1B至图1D所示的***8，将耦合的流体采集装置1匣10单元(总体上在8处)放置在患者2身上用于采集，以便将流体采集到布置在匣10内的一个或多个衬底16上。在移除之后，根据多种实施方式，可以包装包含有流体的匣10以用于储存，运输和分析7，如图1D所示。在多种实施方式中，衬底16是布置在匣10内的采集或测定(assay)衬底16，并且可由纸，纤维基质，或其他多孔材料组成，用于采集和干燥固定量或等分的流体(诸如血液或其他体液)。

通过示例的方式，在流体是血液的情况下，匣10可容易地被***临床和实验室设备或工作流程中，以用于诊断和/或生物标记物检测。本文所公开或设想的多种实施方案涉及匣10装置以及相关的***和方法，该匣装置可由未受过训练或最低程度受训的人使用以采集体液并无间断地(seamlessly)容纳体液。

在图2A至图2B的实施方式中示出了以匣10为特征的多种实施方式，，该匣10包含处于其中的用于采集和运输所采集的流体的一个或多个衬底16。在这些实施方式中，匣10具有壳体12，该壳体12具有被限定在壳体12内的中心内腔14。在多种实施方式中，至少一个衬底16被布置在内腔14中，并且耦合件18或连接器18被布置在壳体12的一个端部处，该壳体12被构造成物理地耦合至流体采集装置以便将流体引入到匣10中。

继续图2A和图2B，在这些实施方式中，匣10具有盖20(诸如布置在一侧22(诸如顶侧22)上的可移除的粘合盖20)，以便提供对内腔14的密封以及对所存储的一个或多个衬底16的随后移除。也就是说，在某些实施方式中，盖20是可移除的盖20，其可通过粘合24而附接到一侧22上以便在期望移除一个或多个衬底16时能够被移除掉。

因此可以理解的是，在某些实施方式中，可移除的盖20可被移除掉(诸如通过“剥离”，如图2A中的参考箭头A所示)，以打开内腔14并暴露衬底16，如图1B所示。因此，采集器具有两种状态；封闭气密状态，和开放状态，在开放状态中，包含在其中的纸或纤维基质可被回收或干燥。应当理解的是，多种其他可移除的盖20的实施方式是可能的。在某些情况下，为了避免不希望的干预和/或污染，优选的是，一旦可移除的盖20被移除掉，就不能容易地更换。

如图2C和图2D中最佳所示，在某些实施方式中，孔或通气口24可被布置在匣10上，例如在盖20之下的顶侧22上。如图1C所示，当在这些实施方式中移除盖20时，如参考箭头A所示，通气口24被暴露(如图2B所示)，从而允许空气流入内腔14中与衬底(未示出)接触。应当理解的是，在多种实施方式中，通气口24可防止污染和/或干预等分物(aliquots)和衬底，因为通气口的尺寸可被设计为小于手指或其他可能的污染源。进一步，在某些实施方式中，甚至在开放的容器被空气干燥并直接装运之前，可采用干燥剂来包装开放的容器，使得衬底16在运输中干燥，如关于图3D进一步所讨论的。

在某些实施方式中，匣10可被用于利用多种方法来干燥和运输饱和的衬底16。在图3A至图3E的实施方式中，提供了具有第一侧22和第二侧32的匣10。在这种实施方式中，第一侧22具有开口22A，并且通气口24被布置在第二侧32上。第一侧22，第二侧32都可以利用盖20进行密封。应当理解的是，在这些实施方式中，通气口24和盖20可防止干预和/或污染样本，诸如在家庭使用中和在运输到实验室或其他用于分析的设施期间。在这些实施方式中，通气口24具有若干侧开口24A和一个中心开口24B。应当理解的是，替代的通气口24配置当然是可以的。

在使用时，并且如图3C至图3E的实施方式所示，在采集之后将盖20移除掉(如图3C中的参考箭头A所示)。如图3D所示，然后将匣10放置在密封的容器40(诸如袋40)中，如参考箭头B所示出的。在这些实施方式中，袋40具有干燥剂42。这些实施方式的干燥剂42能够在储存和运输期间干燥衬底和样本，而不接触衬底中所包含的流体。

如图3E的实施方式所示，可通过将杆44或其他探针***穿过中心通气口开口24B来将衬底16从匣10移除掉，从而推动(urging)衬底16离开第一侧22开口22A，如参考箭头C所示。应当理解的是，在某些实施方式中，第一侧开口22可在移除之前进行移除，而在替代实施方式中，可推动衬底16穿过盖。

可以理解，避免衬底16和内腔14中的表面之间的不必要接触提供了若干优点。因此，在匣10的多种实施方式中，一个或多个衬底16可悬挂在内腔14中，悬挂衬底16意味着在与衬底16相邻处没有不需要的(unwanted)通道或凹角(也称为“楔形”)，在该不需要的通道或凹角处液体可被捕获(trapped)或被转向(diverted)。进一步，在这些实施方式中的某些实施方式中，衬底16可以是高度亲水的，例如纸基质，从而实现或驱动毛细管流动进入衬底16，而匣10和/或内腔14的其他方面可以是疏水的，以防止流体或血液在不需要的区域中积聚。

图4A至图5I的实施方式描绘了具有一个或多个悬挂衬底16的匣10的若干实施方式，尽管替代实施方式当然是可能的。如本文所述，这些实施方式可利用覆盖衬底任一侧的最少材料来悬挂一个或多个衬底16，从而产生某些优点。本文描述了这些实施方式中的几个，但应当理解的是，可预期进一步的变化以及实施方式用于以最小的接触将衬底悬挂在内腔14中。

如图4A-1至图4A-4所示，在某些实施方式中，匣10可组装有底部粘合盖20A，衬底16，以及顶部粘合盖20B。在这些实施方式中，匣10具有壳体12，该壳体12具有中心内腔14，连接器18和若干通气口24，如先前已经描述的。在这些实施方式中，衬底16经由突出部(tabs)54，56组成的“夹子(clip)”而被布置在内腔中。在多种实施方式中，衬底16被布置在内腔14中，并通过突出部(tabs)或突起(projections)固定在恰当的位置(如下面结合图4B-1至图5I所述)，壳体12能够被盖20A，20B所覆盖以形成用于衬底16的密封腔室。

如图4A-2所示，入口18A被布置在连接器18内。如图6A至图6C所示，该入口18A被配置为经由漏斗(funnel)99与附接的流体采集装置(未示出)流体连通，以便将流体移送(shuttle)到内腔14中并使衬底16饱和。在多种实施方式中，入口18A包括通道，诸如开放的微流体通道，如以下例如结合图10A至图10B所述的。在多种实施方式中，漏斗99与入口18A流体连通，并且在某些实施方式中，自发毛细管流动(SCF)关系被用于漏斗99内的微流体通道，以便促进毛细管流动进入入口18A中。在进一步的示例中，重力或其他力推动流体进入入口并到达衬底上。

如可以理解的，在流体经由连接器18和入口18A已被加载到衬底16中之后，可以移除下粘合盖20A以促进衬底16上的流体干燥。随后，可以移除上粘合盖20B以便允许衬底16从内腔14移除。

在某些实施方案中，壳体12具有互锁部件，并被配置为将一个或多个衬底16固定在匣10内，以便在内腔14中具有最小接触。这些互锁配置在制造以及使用期间提供了许多优点。

图4B-1至图4B-4中示出了一种这样的互锁实施方式，其中，衬底16经由壳体部件12A，12B所形成的互锁物理夹具而被悬挂在壳体12内腔14中。也就是说，在这些实施方式中，壳体12由第一部分12A或下壳体12A和第二部分12B或上壳体12B组成，它们被配置为接合，互锁或以其他方式装配在一起，以将一个或多个衬底16抓持或固定在由壳体12所限定的内腔14中。

在这些实施方式中，下壳体12B具有沿着壳体12内的内腔14的内表面14A布置的一个或多个下互锁突起15或“锁扣(catch)”15。相应地，上壳体12B包括一个或多个成对的上开口19或“环(loop)”19，它们被布置在壳体壁12C内并被配置为与下突起15互锁，使得环19被配置为接收相应的相对突起15，如本领域技术人员将理解的。在某些实施方式中，上壳体和下壳体可包括某些棘爪(detent)特征(其示例在图5H至图5I中以66示出)，并且因此被互锁或“卡扣(snapped)”在合适的位置以形成整体式(unitary)壳体12。在替代的实施方式中，上壳体部分12B和下壳体部分12B可通过其他已知的方法彼此固定。

与某些其他示例一样，在类似于图4B-1至图4B-4的实施方式中，下壳体12A包含具有入口18A的连接器18，其某些实施方式将在下面参考图6A至图6C进行描述。进一步，如本领域技术人员所理解的，在这些实施方式中的某些实施方式中，下壳体12A的内腔14在其内被加以轮廓(contoured)13以接近布置在其中的一个或多个衬底16的形状。

在图4B-1至图4B-4的实施方式中，当上壳体12B被装配到下壳体12A时，衬底16被悬挂或“夹”在位于下支撑件56或突出部和上支撑件或突出部54之间的内腔14。也就是说，一个或多个突出部56或“夹子”56被设置在下壳体12A中，并被布置在轮廓13内。应当理解的是，如本文以下所述，这些部件可在内腔中的壳体12的壁内形成。

在根据这些实施方式的使用中，在组装下壳体12A和上壳体12B时，突起19被配置为固定在锁扣15上方，并且垫圈23在部件之间形成基本上水密或气密的密封件，以便将衬底16悬挂在密封的内腔14内。也就是说，衬底16通过从底部夹子56和顶部夹子54施加的物理夹持力而被保持在适当的位置。在流体已被加载到衬底16中之后，环19可被偏转(deflected)或以其他方式从锁扣15释放，从而将下壳体12A与上壳体12B分离，并且允许移除衬底25。

转向图5A，图5B，图5C和图5D的实施方式，根据这些实施方式，衬底16被布置并悬挂在内腔14中的匣10内。如图5A所示，如可以理解的，衬底16可被悬挂在内腔14中以促进流体可靠地转移到衬底16。

在这些实施方式中的某些实施方式中，衬底16被布置在采集器内腔14中以便与流体通道50(诸如具有通道开口52的开放通道50)流体连通。在多种实施方式中，开放通道50可以是以上通过援引并入的申请以及专利中所描述的多种通道中的任一种，诸如满足SCF关系的那些通道，如先前在例如第13/949,108号美国申请中已经描述的。在这些实施方式中，衬底16因此在所有侧面暴露给空气，以促进准确的体积采集和干燥。此外，在多种实施方式中，衬底16不需要与通道50物理接触，只要衬底16足够靠近通道50，就可以发生流体桥接(fluidic bridging)，从而填充衬底16。

在多种实施方式中，开放通道可以是具有U形通道开口52A的微流体通道50，其中衬底16被布置为与开放侧相邻，如图5A和图5B所示。在替代的实施方式中，开放通道50可以是图5C和图5D所示的“夹层”通道开口52B，其中衬底16的一部分被布置在“夹层”中。使得流体能够如先前所述而穿过通道开口52的其他实施方式是可能的。例如，在某些实施方式中，通道开口52可包括促进SCF所需的通道几何形状。也就是说，在多种实施方式中，在这些开放通道中，由对空气或另一介质开放的横截面的长度所限定的自由周长(free perimeter)(pf)与由固体亲水材料所构成的横截面的长度所限定的润湿周长(wetted perimeter)(pw)的比值必须小于流体与通道壁的接触角(θ)的余弦。当满足SCF关系时，通道50将通过毛细管力(capillary force)来驱动流体经过微流体网络。下面结合图10A至图12D示出了在多种实施方式中使用开放通道50的进一步演示。

如图5A至图5D所示，在某些替代的实施方式中，衬底16通过突起(诸如被附接到内腔14中的壳体的上突出部54和/或下突出部56)而被悬挂在内腔14中。应当理解的是，许多配置是可能的，并且若干上突出部54A，54B和/或下突出部56A，56B可被布置在内腔14中，使得衬底16可被悬挂在内腔14中。应当理解的是，在某些实施方式中，衬底可在突出部54，56之间“卡入(click)”到合适的位置，从而改善由通道至衬底16的转移流体。在多种实施方式中，衬底的抗拉强度可以提供足够的弹簧力以将衬底保持在多个突出部54，56之间的固定位置。还应当理解的是，在某些实施方式中，可以设置弹簧(未示出)以将突出部54，56推至衬底16的任一面上的扣紧(clasping)位置。

图5E至图5I示出了经由被布置在内腔14任一侧上并被配置为固定一个或多个衬底16的突起，“夹子”或突出部54，56将衬底16固定在壳体12中的进一步实施方式。

在图5E的实施方式中，单个主壳体12包含底部突出部56A，56B和顶部突出部54A，54B，这些突出部固定地附接至内腔14中的壳体12的侧面12C。衬底16可从上方引入，从而使其悬挂在底部突出部56和顶部突出部54之间。

如图5F所示，包含底部突出部56A，56B的下壳体12A被配置为与具有顶部突出部54A，54B的上壳体12B相接合，以便将衬底16固定在其中。应当理解的是，在这些实施方式中，可在底部突出部56A，56B和顶部突出部54A，54B之间引入衬底16，使得当下壳体12A和上壳体12B接合在一起时，衬底16由于底部突出部56A，56B和顶部突出部54A，54B之间的夹持力而被保持在合适的位置。

如图5G所示，衬底16可通过粘合58经由从壳体12的顶部或底部12D突出的单个突出部56而被粘附至单个主壳体12。在多种实施方式中，粘合58可以是具有塑料背衬的双面胶带，没有塑料背衬的转移胶带，或液体粘合。

图5H至图5I示出了由下壳体12A和上壳体12B组成的装置10组件的横截面侧视图。在这些实施方式中，下壳体12A包含被布置在内腔14中的底部突出部56A，56B，并且以沿着壳体12的外表面的任一侧布置的棘爪特征或突出物(protrusions)66为特征。应当理解的是，这些突出物66使得壳体的上部部分12B和下部部分12A能够卡扣在一起。

进而，图5H至图5I的上壳体12B具有与内腔14一起布置的成对的顶部突出部54A，54B。壳体12B进一步具有侧面63和止动件65，该侧面具有开口63A，其中上壳体12B因此被适配成能够在下壳体上方卡扣在合适的位置，以便防止上壳体12B从下壳体12A移除，如容易理解的。如本文所述，这种锁扣机构(总体上在67处)因此可被用于将壳体12固定在一起。

在这些实施方式中，如上所述，还设置有垫圈23，使得在使用中，当下壳体12A与上壳体12B压在一起时，止动件65临时偏转并且然后固定在突出物66周围以形成锁扣机构67。因此，垫圈23抵靠下壳体12A和上壳体12B压紧，从而形成气密或水密密封件，使得衬底16固定地悬挂在内腔14中以供使用。

在图6A和图6B-6C中设想了流体采集装置流出通道49和相应入口18A实施方式的进一步实施方案。在某些实施方式中，通过连接器18上的配件(fitting)(其也可以是“套环”3)来实现耦合。在多种实施方式中，套环3可以是压入配合(pressure fit)，并且包括橡胶垫，螺纹，或四分之一转锁。应当理解的是，在多种实施方式中，连接器18因此被配置为直接与流体采集装置1相耦合，以形成流体和/或气密密封件，并促进流体经由连接器18流入匣10中。多种实施方式的连接器18可包含入口(例如，在图4A-2和图4B-1中以18A所示出的以及在图6B至图6C中所示出的)，该入口与被布置在连接器18内的漏斗99流体连通或以其他方式与漏斗99相集成，该漏斗99被配置为接收流体并将流体从装置1经由连接器18移送(shuttle)到内腔14。应当理解的是，在多种实施方式中，漏斗99和入口18A可以是相同的部件。

在某些实施方案中，流出通道49可从流体采集装置的流出管47延伸(如结合图1C所示)。在这些实施方案中，流出通道49从流出管47延伸，使得通道49C的远侧端部被布置在连接器18内，从而为流体60流入匣10中提供初始过渡点(transitional point)。应当理解的是，这些流出通道49设想了用作单向流动阀的流出通道几何形状。在这个意义上，流体5能够通过滴落到匣10中而流动，但当装置1和匣10被倒置时，通道49将不允许从管中回流。这些几何形状中的许多形状在所并入的参考文献第14/816,994号美国申请中进行了描述。

图6A的实施方式以流出通道49为特征，该流出通道49具有与连接器18和/或入口18A的内表面6流体连通的第一通道边缘49A和第二通道边缘49B。也就是说，这两个通道边缘49A，49B与入口18A的内表面6相接触，使得从流出通道49流出的流体60将与入口内腔84的内表面6相接触。因此，结合图6B-6C所讨论的，当装置和连接器18基本直立时，流体能够从流出通道49流出并流进入口18A，并且当其以参考箭头A的方向旋转时，使得流体60与内表面6相接触，以便填充入口储蓄器。应当理解的是，可以设想许多其他配置，如先前已经描述的。

图6B至图6C示出了如图4A至图4B所示的用于将流体施加到衬底16上的入口18A设计的两种实施方式。在这些实施方式中，入口18A与连接器流体连通以便接受流体流入壳体。这些实施方式的入口18A-1，18A-2具有紧靠衬底16并限定入口内腔84的几个侧面82A，82B，82C。在这些实施方式中，远侧平面86A被设置在靠近壳体内部的内腔84的端部处。

如图6B所示，在入口18A-1的一个实施方式中，流体60在竖直壁(在此显示在内腔84内的82A处)处与衬底16接触。因此，进入入口18A-1的任何流体可能只通过衬底16离开，并且在流体沿着衬底16的长度向下流动时，流体的成分可以被过滤。

如图6C中所示，入口18A-2的替代实施方式可替代地具有将其与衬底16分隔开的间隙100。因此，流体可以通过流经衬底16或流经间隙88而离开入口18A-2。应当理解，通常，由于间隙88的存在，流体从图6B的入口18A-2比从图6A的入口18A-1更快地流出，具体流速取决于间隙88的尺寸以及入口18A-2的亲水性，如本领域技术人员将理解的。

也就是说，当间隙88的宽度88小于约100μm时，由于表面张力的作用，经过间隙88的流体的流量(flow)最小。当宽度88大于约200μm且小于约400μm时，由于在流体具有足够的流体静压力(hydrostatic pressure)以克服表面张力的作用之前，必须在间隙88处积聚足够的流体，因此大部分流体沿着衬底16的整个宽度经过间隙88从入口18A-2流出。流体通过首先沿着衬底16的外表面向下流动并且随后在其纤维内进行运输，而到达衬底16的远侧区域。总的来说，当使用与如图6A所描绘的无间隙88的入口18A-1截然相反的类似于图6B的那些入口的入口18A-2时，衬底16的填充速率会增加，并且衬底16内的流体成分的过滤较少。

通过示例的方式，在某些实施方式中，会发生从全血(whole blood)中过滤红细胞。进一步理解的是，当间隙100的距离大于约500μm时，流体能够以最小积聚量沿着间隙100从入口18A-2流出。因此，流体能够沿着衬底16的侧面或边缘向下流动，而不会覆盖其整个宽度，这可能导致衬底16的不完全填充。虽然当所使用的流体为全血并且衬底的宽度为约8mm时，以上所讨论的宽度100A是相关的，但是在替代的实施方式中，所使用的间隙88距离可基于诸如流体粘度，材料表面特性，表面处理，以及入口和衬底的特定几何形状等因素而变化。

如图7A-7B所示，在不同的实施方式中，衬底16可由多个分开的(discrete)衬底16A，16B，16C，16D组成或由包括若干子单元16P-1，16P-2，16P-3，16P-4的单个连续穿孔带16P组成。

在图7A中，对多个圆形衬底16A，16B，16C，16D进行排列以使得它们部分重叠。应当理解的是，流体能够经过重叠的区域从一个衬底流到下一个衬底。替代的几何形状(诸如椭圆形或矩形)的衬底也可被用来代替圆形衬底。

如图7B所示，单个连续衬底16P可通过穿孔160而被分离成子单元16P-1，16P-2，16P-3，16P-4。穿孔160在流体采集期间保持流体连续性，同时允许衬底16在流体采集之后被分成单独的区段(segments)16P-1，16P-2，16P-3，16P。穿孔衬底16P不需要仅限于具有矩形部件的矩形几何形状。例如，也可以使用由较小的穿孔圆形或椭圆形区段而制成的单个衬底16P。

转到图8A，图8B和图8C，匣10的某些实施方式便于若干衬底16A，16B的受控且顺序的填充。在这些实施方式中，穿过通道50(由参考箭头D示出)的流体60能够与第一衬底16A接触(如图8A所示)，流入第一衬底16A(图8B)并最终使衬底16A饱和62。

如图8C所示，在这些实施方式中，被布置为与第一衬底16A相邻但与通道50相对的第二衬底16B将在第一衬底16A已经饱和之后开始填充，使得流体到达衬底16A，16B之间的交叉部64。应当理解的是，衬底16A，16B之间的交叉部64不需要涉及衬底16A，16B之间的直接物理接触：衬底16A，16B仅需要足够靠近地布置，以允许第一衬底16A和第二衬底16B之间的流体桥接。例如，结合图16A-16C，多种实施方式的进一步讨论见下文。

在图9中演示了衬底16A，16B的这种顺序饱和。在图9中，受控体积的流体被引入采集器，该采集器具有被配置为在50μL处饱和的第一(黑色圆)衬底和第二(白色圆)衬底，这些衬底基本上如图8A至图8C所示进行布置。如图9所示，第二衬底(白色圆)直到第一衬底达到大约50μL的饱和点才开始填充。在引入100μL或更多之后，衬底不保留任何额外的流体。例如结合图10A和图11A，过量流体管理的进一步讨论见下文。应当理解的是，这些部件的体积容量与表面积相关联，在多种实施方式中，容量可以是任何大小。

在一个实施方案中，衬底16A，16B，16C与通道50(诸如满足SCF关系的开放通道)流体连通，如图10A至图10B的实施方式所示。在这些实施方式中，设置了多个衬底16A，16B，16C，这些衬底在此实施方案中为一个或多个衬底16A，一个或多个衬底16B，一个或多个衬底16C。应当理解的是，可以利用多种其他衬底，诸如纸盘，玻璃纤维，泡沫，多孔固体以及能够具有足够的毛细管力以自填充液体的其他材料，因此该液体被隔离在衬底中。应当理解的是，在某些实施方式中，比较衬底的毛细管作用(capillarity)是重要的，因为用于控制体积的一个重要因素是衬底提供强毛细管力从而允许自填充，只要它不与具有更强毛细管力的另一衬底流体连通。在多种实施方式中，具有相似毛细管力的材料可以与其相邻，并将吸收溢流物。

在图10A至图10B的实施方式中，一个或多个衬底16A，一个或多个衬底16B，一个或多个衬底16C被布置在壳体内(如以上不同地示出的)，以便与通道50流体连通并经由该通道50进行顺序填充，在此实施方式中，该通道50是具有开口52的开放微流体通道50。应当理解的是，可以利用多种通道50形状和几何形状，并且某些实施方式将导致沿着通道50的自发毛细管流动，如先前在并入的参考文献中所描述的。进一步应当理解的是，在具有开口52的实施方式中，一个或多个衬底16A，一个或多个衬底16B，一个或多个衬底16C可被布置为与开口52相邻，以促进流体60转移和/或桥接，如对于本领域技术人员来说是显而易见的。

在这些实施方式中并且如图10B所示，一个或多个衬底16A，一个或多个衬底16B，一个或多个衬底16C以线性取向布置在壳体内。在这些实施方式中，如本文所述，优先饱和通过开放通道50促进顺序饱和。在这些实施方案中，第一衬底16A被布置为与近侧通道端部51相邻，并且最后一个衬底16C被布置为与远侧端部53相邻。在这些实施方式中，一个或多个衬底16A，一个或多个衬底16B，一个或多个衬底16C的毛细作用大于开放通道50的毛细作用，使得流入采集器(由参考箭头E所示)的流体60在经过通道50向远侧前进到后续的一个或多个衬底16B，一个或多个衬底16C之前，使每个衬底16A(由I°，II°，和III°所指示的)顺序地饱和。应当理解的是，可以设置更多数量的衬底或一个或多个衬底。

如图10B所示，这些实施方式因此允许在后续的一个或多个衬底16B，一个或多个衬底16C饱和之前优先饱和近侧衬底16A。如图10B所示，饱和顺序地发生是因为流体60将在饱和之前优先进入第一衬底16A，流体60在该点将继续流经通道50。

在某些实施方式中，诸如在抽血时，可能的是过量流体进入采集器，这意味着比一个或多个测定衬底16A，一个或多个测定衬底16B的饱和容量更多的流体。在这些实施方式中，可以设置溢流物储蓄器70。

在图11A和图11B的实施方式中，匣10具有溢流物储蓄器70(诸如海绵或高吸收率纸70)，尽管可以理解的是也可以使用多种其他物质或结构。溢流物储蓄器70能够采集额外的流体并防止在壳体内淤积(pooling)。应当理解的是，在某些实施方式中，测定衬底16A，16B可具有固定的饱和体积，例如50μL、100μL或150μL，而溢流物储蓄器70可具有大得多的饱和体积。如图11A的实施方式所示，溢流物储蓄器可与相邻的一个或多个衬底16A，一个或多个衬底16B结合使用，诸如在图8A，图8B和图8C的实施方式中那样，而在图11B中，溢流物储蓄器70与开放通道50和间隔的衬底16A，16B配置结合使用，如图10A和图10B那样。对于本领域技术人员显而易见的是，进一步的配置也是可能的。

如图12A的实施方式所示，衬底16A可以包括试剂80A，诸如血液裂解(lysis)试剂，核酸稳定试剂，保护特定血液分析物的伴侣分子或用于诸如血液或血浆的流体的临床分析的其他已知试剂：大量的示例是已知的。在这些实施方式中，试剂80A可在使用之前而被施加到一个或多个衬底16A，使得使衬底16A饱和的流体60在干燥和储存之前而被暴露于试剂80A。在图12A的实施方式中，示出了三个相邻的衬底16A，16B，16C，而在额外的实施方式中，其他配置当然也是可能的。

因此，在图12B的实施方式中，衬底16A，16B，16C与开放通道50流体连通。在此实施方式中，下游衬底16B，16C已经用试剂80B，80C处理过。本领域技术人员将认识到，由于衬底饱和的顺序性质，在某些实施方式中，某些试剂可被预先施加到任一或所有衬底16A，16B，16C上。应当理解的是，在某些情况下，将某些试剂80B，80C施加到下游衬底16B，16C以便防止交叉污染是有益的，因为某些试剂可能进入流体60并沿着通道50被运送到下游衬底中。在某些实施方式中，经由通道50的衬底16A，16B，16C的顺序填充促进衬底旁路(bypass)，这意味着流动的流体不是被吸向饱和的衬底16A，而是绕过饱和的衬底16A以填充后续衬底16B，16C，从而具有较小的来自上游衬底试剂的共混或污染。使共混最小化的优势是显而易见的。

如图12C至图12D的实施方式所示，在多种实施方式中，多种容量的衬底16A，16B，16C，16D可沿着通道50进行分布以用于顺序饱和。

如图13A，图13B和图13C中最佳所示，匣10的某些实施方式可使用重力(通常用参考箭头G示出)以控制来自通道50的衬底16A，16B，16C饱和62的顺序。如图13A至图13B所示，与衬底16A，16B，16C的毛细作用相结合的重力将导致优先流体60以确定的顺序饱和，总体如图13C所示。

如图14A至图14B中最佳所示，在某些实施方式中，衬底16可利用选择性流体桥接。也就是说，在某些实施方式中，衬底16可被设置为具有跨过间隙90布置的第一衬底部分16A和第二衬底部分16B。在这些实施方式中的某些实施方式中，分流器92也被设置为与第一衬底部分16A相邻并且与第一衬底部分16A直接连通。在图14A至图14C的实施方式中，静态衬底储蓄器19被设置为折线形(dogleg)分流器92。其他实施方式也是可能的。

在图14A至图14C的实施方式中，第二衬底部分16B相对于重力(G)而被布置在第一衬底部分16A的“下方”，并且该第二部分16B可以用作溢流物储蓄器。如图14A至图14B中最佳所示，流体60的初始流动是在重力方向上(由参考箭头G示出)。然而，在这些实施方式中，当流体到达间隙90时，额外的流体60A将开始侧向(由参考箭头L所示)流动进入分流器92中。如图14C所示，在利用流体60，60A使第一部分16A和分流器92饱和时，流体桥接61可跨过间隙90，以便将额外的流体60转移到第二部分16B中(参考箭头G₂)。在这些实施方式中，包含在分流器92中的流体60A因此能够是静态的，使得进入衬底的额外的流体穿过第一衬底部分16A，当特定体积的流体60A被静态保持时，绕过分流器92，从而桥接61并经由间隙90进入第二衬底部分16B。这些实施方式可被用于在分流器92中采集血液60A，以提供流体交换或吸收过量流体并控制第一衬底中的流体体积。如对于技术人员显而易见的是，这些元件的许多配置是可能的。

在图15A至图15B的实施方式中示出了替代的桥接衬底16。在这些实施方式中，使用分离的第二部分16B可在血浆60A的采集期间提供溢流物采集。在这些实施方式中，第一部分16A由优先允许血浆60A流动的分隔纸16A组成。在这些实施方式中，当流体60从第一衬底端部94行进到第二衬底端部96时，血液60B与血浆60A分离，因为血浆60A在血液60B到达之前使第二端部96饱和。在这些实施方式中，通过控制第一衬底的形状(诸如通过使用弯曲的，或“钩状的”配置(总体上在19处))，可利用血浆60A选择性地使第二衬底端部96饱和，从而使得血浆60A保留在第二端部96中，而血液60B在第一端部中保留得更长，并且然后根据需要选择性地桥接60C到第二衬底部分16B。

在图16A至图16C的实施方式中示出了多种可替换的衬底配置。在多种实施方式中，衬底的排列以及衬底类型和形状的选择能够允许各个衬底对流入采集器中的血液进行多种多样的模块化，或网络化的特征和动作。例如，在多种实施方式中，衬底可以优先吸收血液，血浆或其他流体；在吸收最小体积的情况下转移血液或其他流体；对血液或流体施加试剂或其他处理和/或过滤流体血液。还设想了其它特征。

在图16A中，设置了三个衬底16A，16B，16C，多种试剂80A，80B被包含到下游衬底16B，16C中，如先前在上文中已经描述的。重要的是，这些衬底网络在本质上可以是模块化的，并可以根据感兴趣的测定包含任何数量的变体。在多种实施方式中，衬底孔隙尺寸可被用于控制多个衬底之间的毛细管压力或力，并且从而控制流体流量以及饱和。

例如，在图16B中，设置了包括三个衬底16A，16B，16C的网络。在该实施方式中，第二衬底16B是分隔纸的细长纸通道16B，如结合图15A-15B所讨论的。因此，在该实施方式中，在第一衬底16A填充满流体60之后，流体进入分离通道16B。在分离通道16B中，血浆60A比全血60行进得更快，使得第三衬底16C选择性地被血浆60A饱和，而全血60被保留在上游，即在第一衬底16A中以及与第一衬底相邻的通道16B的部分中。

在图16C的实施方式中，设置了额外的溢流物衬底16D，并且该溢流物衬底16D·被布置为与第一衬底16A相邻。在该实施方式中，过量血液60可被引导进入溢流物衬底中，而血浆使第三衬底16C饱和。如显而易见的，大量的额外组合是可能的。

尽管参考优选的实施方案已描述了本公开，但本领域的技术人员将认识到，在不脱离所公开的设备，***和方法的精神和范围的情况下，可在形式以及细节上做出改变。

Claims (3)

1.一种流体匣，包括：

a)壳体，该壳体包括内腔

b)连接器；以及

c)至少一个衬底，该至少一个衬底被布置在所述内腔中，

其中所述衬底被配置为与所述连接器流体连通，以便从流体采集装置接收流体。

2.一种流体采集和存储匣，包括：

a)互锁壳体，该互锁壳体限定内腔；

b)至少一个流体通道；以及

c)至少一个衬底，

其中所述至少一个衬底被布置在所述内腔中并与所述至少一个流体通道流体连通。

3.一种流体采集***，包括：

a)流体采集装置，该流体采集装置包括至少一个微流体通道；以及

b)可移除的匣，该可移除的匣包括限定内腔并包含至少一个衬底的壳体，

其中所述可移除的匣被配置为从所述流体采集装置上拆卸以用于干燥和装运由所述至少一个衬底所容纳的流体。

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