用于處理待分析樣品的裝置和方法以及固體樣品載體和液體樣品載體的制作方法
【專利摘要】一種用于處理待分析樣品的裝置，包括用于產生磁場的磁化設備(302)，當樣品移動至或者位于樣品井中時，該磁場能夠與附著至樣品的磁放大材料相互作用，其中，所述磁放大材料具有大于1的相對磁導率常數。借助于磁化元件，樣品至樣品井的移動和/或樣品在樣品井中的位置可以被監控和/或控制。該裝置例如可以是，但非必須地，用于將樣品分配至樣品井中的儀器或光學測量儀器。
【專利說明】
用于處理待分析樣品的裝置和方法以及固體樣品載體和液體樣品載體
技術領域
[0001]本發明涉及用于處理待檢驗的樣品的方法和裝置。裝置可以是，例如但非必須地，用于將樣品分配至樣品井中的儀器或者光學測量儀器。此外，本發明涉及適合于聚集待分析的生物材料樣品的固體樣品載體。此外，本發明涉及適合于承載待分析的生物材料的液體樣品載體。
【背景技術】
[0002]—種常規做法是將一滴或多滴待分析的流體樣品浸透在固體樣品載體上，使浸透有流體的固體樣品載體變干，然后將固體樣品載體送至實驗室進行分析。待分析的流體例如可以是新生兒的血液，而固體樣品載體例如可以是一張紙或者能夠承載待分析的流體的其他合適的材料。在實驗室中，從固體樣品載體上切下包含干的待分析流體的一個或多個塊，并且被切下的一個或多個塊被傳送至例如微量滴定板或其他樣品井元件的一個或多個樣品井以進一步分析。例如使用沖壓機和具有用于沖壓機的通道的沖模可以將每一個塊從固體樣品載體上切下，其中，沖壓機被配置為使用通過固體樣品載體的單沖程將塊切下。也可能使用能夠在固體樣品載體上產生局部的點式切割的切割儀器，并將切割儀器產生的點式切割沖擊力沿每一個塊的外周邊移動，從而將塊從固體樣品載體上分離。另一常規做法是以液體形式處理待分析樣品，從而使得樣品被混合或溶解在液體樣品載體中。在這種情況下，一滴或多滴包含樣品的液體樣品載體被分配至一個或多個樣品井以進一步分析。
[0003]與上述做法有關的一個挑戰是需要確保從包含樣品的固體樣品載體上切下的塊或者包含樣品的液體樣品載體的滴被合適地傳送至正確的樣品井。此外，當使用從固體樣品載體切下的塊時，如果當溶解樣品材料或者溶解來自塊的樣品材料的特定成分的液體被添加至樣品井或者已經被添加至樣品井的時候或者之后，樣品井中的塊的位置可以被控制是有益的。例如，與一些光學測量聯合，確保塊位于樣品井的底部而不是漂浮在添加至樣品井的液體的表面是有益的。
【發明內容】
[0004]下文給出了用于提供對本發明的各個實施例的一些方面的基本理解的簡明總結。該總結不是本發明的廣泛概述。它不意于確定本發明的關鍵或重要元件，也不意于描繪本發明的范圍。如下的總結僅以簡明的方式呈現本發明的一些方面，作為本發明的示例性實施例的更詳細描述的前序。
[0005]在本文中，術語“固體”意指所考慮的材料不是如下相中的任意一種:氣體、等離子體和液體。
[0006]在本文的上下文中，術語“固體”不排除多孔性和能夠滲透液體的其他能力。因此，在本文的上下文中，固體材料可以是多孔的或者能夠滲透液體。此外，術語“固體”不排除所考慮材料的可塑性、彈性和柔性。另外，術語“固體”不排除所考慮的物體的鑲嵌結構。
[0007]在本文中，術語“固體樣品載體”意指由固體材料制作的能夠承載樣品材料的載體，例如一張紙，而術語“液體樣品載體”意指載體液體，例如能夠承載樣品材料的液體。
[0008]根據本發明，提供了用于處理待分析樣品的新型裝置，根據本發明的裝置包括:
[0009]-用于產生磁場的磁化設備，當樣品移動至或者位于樣品井中時，磁場能夠與附著于樣品的磁放大材料相互作用，磁放大材料具有大于I的相對磁導率常數，即μ》ι。
[0010]借助于磁化元件，樣品至樣品井的移動和/或樣品在樣品井中的位置可以被監控和/或改變。因此，在本文中，動詞“處理”被廣義地理解，它可以尤其意指用于監控的簡單的檢查動作，或者影響所考慮的物體的控制動作，或者兩者。裝置例如可以是，但非必須地，用于將樣品分配至樣品井的儀器或者光學測量儀器。
[0011]根據本發明，還提供了用于處理待分析樣品的新方法。根據本發明的方法包括:
[0012]-產生能夠與附著至樣品的磁放大材料相互作用的磁場，以及
[0013]-當樣品移動至或位于樣品井中時，借助于磁場處理樣品。
[0014]根據本發明，還提供了適合于聚集待分析的生物材料樣品的新型固體樣品載體。根據本發明的固體樣品載體包括:
[0015]-能夠承載生物材料的主體，以及
[0016]-與主體結合的磁放大材料。
[0017]固體樣品載體的主體可以是例如一張紙或者能夠承載待分析的生物材料的其他合適的材料。
[0018]根據本發明，還提供了適合于承載待分析的生物材料的新型液體樣品載體。根據本發明的液體樣品載體是具有包括磁放大材料的分散相顆粒的膠狀體，磁放大材料具有大于I的相對磁導率常數。顆粒是鐵磁體的或者順磁體，并且它們的尺寸例如可以是微米或納米級的。顆粒例如可以是包含磁鐵礦的聚乙烯醇(PVA)顆粒。PVA顆粒的直徑例如可以是大約 1-2μηι0
[0019]在所附的從屬權利要求中描述本發明的多個示例性實施例。
[0020]當結合附圖閱讀特定示例性實施例的如下描述時，可以最好地理解本發明的關于構造和操作方法的各個示例性實施例，以及其附加的目標和優勢。
[0021]動詞“包含”和“包括”在本文用作開放限制，其既不排除也不要求未描述特征的存在。在所附權利要求中描述的特征可以自由地互相結合，除非另有明確規定。
【附圖說明】
[0022]下文根據示例并參照附圖更詳細地說明本發明的示例性實施例和它們的優勢，其中:
[0023]圖1示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖，
[0024]圖2a示出根據本發明的另一示例性實施例的裝置的側面示意圖，
[0025]圖2b示出根據本發明的示例性實施例的固體樣品載體，
[0026]圖3示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖，
[0027]圖4示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖，
[0028]圖5示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖，以及
[0029]圖6示出根據本發明的示例性實施例的用于處理待分析樣品的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖。在該示例性情況下，裝置是用于將樣品分配至樣品井的儀器。裝置包括用于支持包括一個或多個樣品井的樣品井元件112的支持元件101，樣品井元件112例如微量滴定板。在圖1中，樣品井元件112以截面視圖呈現。裝置包括用于分配樣品的分配元件103，并且支持元件101被配置為支持樣品井元件112，從而使得合適的樣品井能夠從分配元件103接收樣品。在圖1所示的示例性情況下，分配元件103包括用于分配液體樣品載體的移液管。液體樣品載體的所分配的量120包含待分析的樣品。液體樣品載體是具有分散相顆粒的膠狀體，該分散相顆粒包含相對磁導率常數大于1(即yr>l)的磁放大材料。顆粒例如可以是包含磁鐵礦的聚乙烯醇(PVA)顆粒。包含磁鐵礦的PVA顆粒是膠體穩定的并且是化學惰性的。在圖1中，包含待分析樣品的液體樣品載體的所分配的量120以液滴呈現。
[0031]裝置包括用于產生能夠與附著至樣品的磁放大材料相互作用的磁場的磁化設備102。當樣品從分配元件103移動至樣品井時，附著至樣品的磁放大材料引起磁場的改變。裝置還包括用于檢測磁場的改變以監控樣品是否正確地移動至樣品井的傳感器106。在圖1所示的示例性情況下，磁化設備102是一塊永磁材料，但是也有可能是包含連接至電流源的線圈的磁化設備。傳感器106包括用于產生指示磁場的變化的信號的線圈和用于將該信號處理成適合于進一步使用的形式的處理器113。
[0032]圖2a示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖。裝置是用于將樣品分配至樣品井的儀器。裝置包括用于支持包括樣品井的樣品井元件212的支持元件201。在圖2a中，樣品井元件212以截面視圖呈現。注意，樣品井元件212不必是裝置的組成部分，因為樣品井元件是可替換的組件，并且這里所描述類型的裝置可以在沒有樣品井元件的情況下被傳送至實驗室等，而樣品井元件可以被不同的供應者傳送。裝置包括用于分配樣品的分配元件203，并且支持元件201被配置為支持樣品井元件212以使得合適的樣品井能夠從分配元件203接收樣品。在圖2a所示的示例性情況下，分配元件203包括用于從固體樣品載體210切下塊的切割元件，固體樣品載體210是根據本發明的示例性實施例的固體樣品載體。固體樣品載體210適合于聚集例如新生兒血液的待分析材料的樣品。切割元件203包括沖壓機204和具有用于沖壓機的通道的沖模205。沖壓機被配置為利用通過固體樣品載體的沖程從固體樣品載體210切下塊。切割元件也有可能包括用于在固體樣品載體上產生點式切割的切割儀器和用于引導切割儀器以使得切割儀器產生的切割沖擊沿塊的外周邊移動以切下塊的設備。上述切割儀器可以是，例如激光切割機或液體(例如水)射流切割機。
[0033]圖2b通過示出沿圖2a的箭頭B觀察的視圖來示出固體樣品載體210。固體樣品載體包括能夠承載待分析的樣品材料的主體211。主體可以是例如一張紙或者其他能夠承載待分析的樣品材料的合適的、以及優選多孔的材料。圖2b所示的固體樣品載體210上的斑點221、222、223和224是其中滲透有樣品材料的固體樣品載體的區域。從其中滲透有樣品材料的固體樣品載體的區域切下塊。例如，圖2a所示的塊220從圖2b所示的區域223切下。區域223具有孔225，在孔225的位置切下塊220。切割之后，分離的塊220被傳送至(例如，在該情況下使其落入至)圖2a所示的樣品井元件212的樣品井以進一步分析。固體樣品載體210可以包括機器可讀的標識符226，機器可讀的標識符226可以例如包含關于樣品材料的供體的信息、關于獲得樣品的時間和位置的信息，和/或其他合適的信息。
[0034]固體樣品載體210包括與主體211結合的磁放大材料。在根據本發明的示例性實施例的固體樣品載體中，主體211是一張紙，其在紙的纖維之間包含例如鐵、磁鐵礦或鐵氧體顆粒的磁放大顆粒。可以在例如紙的制造過程中為紙提供磁放大顆粒。根據本發明的另一示例性實施例的固體樣品載體包括在主體211的反面上的包含磁放大材料的層。該層例如可以是磁放大涂料的層或磁放大顆粒的層，其被例如能夠與纖維素共價地結合的異氰酸鹽功能化。根據本發明的示例性實施例的固體樣品載體包括在主體和包含磁放大材料的層之間的塑料層。
[0035]圖2a所示的裝置包括用于產生能夠與附著至塊220的磁放大材料相互作用的磁場的磁化設備202。當塊從分配元件203移動至樣品井時，附著于塊的磁放大材料引起磁場的改變。裝置還包括用于檢測磁場的改變從而監控塊220是否正確地移動至樣品井的傳感器206。傳感器206包括用于產生指示磁場改變的信號的線圈和用于將該信號處理成適合于進一步使用的形式的處理器213。
[0036]圖3示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖。裝置包括用于支持包括樣品井的樣品井元件312的支持元件301。在圖3中，樣品井元件312以截面視圖呈現。在圖3所示的情況下，每個樣品井包含從固體樣品載體切下的并且滲透有例如血液的待分析樣品材料的塊。此外，塊包含磁放大材料。裝置被配置為向每個樣品井中添加溶解樣品材料或者溶解來自塊的樣品材料的特定成分的液體。裝置包括用于將液體添加至每個樣品井的液體分配器307。此外，裝置包括被配置為在合適的樣品井的底部附近產生磁場的磁化設備302，從而使得當液體被添加至樣品井時，磁場能夠將塊吸引至樣品井的底部。因此，這可以確保塊不會漂浮在液體的表面并且塊被液體確切地包圍。
[0037]圖4示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖。在該示例性情況下，裝置是光學測量儀器。裝置包括用于支持包括樣品井的例如微量滴定板的樣品井元件412的支持元件401。在圖4中，樣品井元件412以截面視圖呈現。在圖4所示的情況下，每個樣品井包含從固體樣品載體切下的并且滲透有例如血液的待分析樣品材料的塊。此外，塊包含磁放大材料。除了塊，每個樣品井還包含已經溶解樣品材料或者來自塊的樣品材料的特定成分的液體。裝置還包括用于將激發光射入包含在樣品井中的液體的光源408和用于測量包含在樣品井中的液體所發射的光的探測器409。裝置包括被配置為在樣品井的底部附近產生磁場的磁化設備402，從而使得當包含在樣品井中的液體發射的光被測量時，磁場能夠將塊吸引至樣品井的底部。因此，可以確保塊不會干擾光學測量。
[0038]圖5示出根據本發明的示例性實施例的裝置的側面示意圖。在該示例性情況下，裝置是光學測量儀器。裝置包括用于支持包含樣品井的例如微量滴定板的樣品井元件512的支持元件501。在圖5中，樣品井元件512以截面視圖呈現。在圖5所示的情況下，每個樣品井包含從固體樣品載體切下的并且滲透有待分析的樣品材料的塊。此外，塊包含磁放大材料。除了塊，每個樣品井還包含已經溶解樣品材料或者來自塊的樣品材料的特定成分的液體。裝置還包括用于將光射入包含在樣品井中的液體的光源508，以及用于測量光源產生的并且穿透包含在樣品井中的液體的光的探測器509。假設樣品井元件512由對光源508產生的光足夠透明的材料制作。裝置包括被配置為在樣品井的側壁附近產生磁場的磁化設備502，從而使得當穿透包含在樣品井中的液體的光被測量時，磁場能夠將塊吸引至樣品井的側壁。因此，可以確保塊不會干擾光學測量。
[0039]圖6示出根據本發明的示例性實施例的用于處理待分析樣品的方法的流程圖。方法包括如下步驟:
[0040]-步驟601:產生能夠與附著至樣品的磁放大材料相互作用的磁場，磁放大材料具有大于I的相對磁導率常數，以及
[0041]-步驟602:當樣品移動至或位于樣品井中時，借助于磁場處理樣品。
[0042]根據本發明的示例性實施例的方法包括分配樣品，然后將樣品傳送至樣品井。磁場針對樣品至樣品井的路徑，并且由附著至移動至樣品井的樣品的磁放大材料所引起的磁場的改變被檢測，以監控樣品是否正確地移動至樣品井。
[0043]在根據本發明的示例性實施例的方法中，分配樣品包括用移液管對液體樣品載體進行移液，液體樣品載體是具有包含磁放大材料的分散相顆粒的膠狀體。在這種情況下，液體樣品載體的所分配的量包含待分析樣品。上述顆粒例如可以是包含磁鐵礦的聚乙烯醇(PVA)0
[0044]在根據本發明的示例性實施例的方法中，分配樣品包括從包含磁放大材料的固體樣品載體切下塊。在該情況下，塊承載待分析樣品。
[0045]根據本發明的示例性實施例的方法包括將液體添加至樣品井并且在樣品井的底部附近產生磁場，以使得當液體被添加至樣品井時磁場將從包含磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至樣品井的底部。
[0046]根據本發明的示例性實施例的方法包括將激發光射入包含在樣品井中的液體，測量包含在樣品井中的液體所發射的光，并且在樣品井的底部附近產生磁場，以使得當包含在樣品井中的液體所發射的光被測量時磁場將從包含磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至樣品井的底部。
[0047]根據本發明的示例性實施例的方法包括將光射入包含在樣品井中的液體，測量穿透包含在樣品井中的液體的光，并且在樣品井的側壁附近產生磁場，從而使得當穿透包含在樣品井中的液體的光被測量時磁場將從包含磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至樣品井的側壁。
[0048]以上說明書提供的特定示例不構成限制。因此，本發明不僅限于上述示例性實施例。
【主權項】
1.一種用于處理待分析樣品的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于產生磁場的磁化設備(102、202、302、402、502)，當所述樣品移動至或位于樣品井中時，所述磁場能夠與附著至所述樣品的磁放大材料相互作用，所述磁放大材料具有大于I的相對磁導率常數。2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置還包括用于將所述樣品分配至所述樣品井的分配元件(103、203)。3.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述分配元件(103)包括用于分配液體樣品載體的移液管，所述液體樣品載體是具有包含磁放大材料的分散相顆粒的膠狀體，所述液體樣品載體的所分配的量包含待分析的樣品。4.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述分配元件(203)包括用于從包含磁放大材料的固體樣品載體切下塊的切割元件，所述塊承載待分析的樣品。5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述切割元件(203)包括沖壓機(204)和具有用于所述沖壓機的通道的沖模(205)，所述沖壓機被配置為利用通過所述固體樣品載體的沖程來切下所述塊。6.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述切割元件包括用于在所述固體樣品載體上產生點式切割的切割儀器和用于引導所述切割儀器以使得所述切割儀器產生的切割沖擊沿所述塊的外周邊移動以切下所述塊的設備。7.根據權利要求2-6中任一項所述的裝置，其中，所述磁化設備(102、202)被配置為在所述樣品的從所述分配元件至所述樣品井的路徑上產生所述磁場，并且所述裝置還包括傳感器(106、206)，用于檢測由附著至移動至所述樣品井的樣品的磁放大材料所引起的磁場的變化，從而監控所述樣品是否正確地移動至所述樣品井。8.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置還包括用于將液體添加至所述樣品井的液體分配器(307)，并且所述磁化設備(302)被配置為在所述樣品井的底部附近產生磁場，以使得當液體被添加至所述樣品井時所述磁場能夠將從包含磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至所述樣品井的底部。9.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置還包括用于將激發光射入包含在所述樣品井中的液體的光源(408)和用于測量包含在所述樣品井中的液體所發射的光的探測器(409)，以及所述磁化設備(402)被配置為在所述樣品井的底部附近產生磁場，以使得當包含在所述樣品井中的液體所發射的光被測量時，所述磁場能夠將從包含所述磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至所述樣品井的底部。10.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置還包括光源(508)和用于測量所述光源產生的并且穿透包含在所述樣品井中的液體的光的探測器(509)，以及所述磁化設備(502)被配置為在所述樣品井的側壁附近產生磁場，以使得當穿透包含在所述樣品井中的液體的光被測量時，所述磁場能夠將從包含磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至所述樣品井的側壁。11.一種用于處理待分析樣品的方法，其特征在于，所述方法包括產生能夠與附著至所述樣品的磁放大材料相互作用的磁場(601)，和當所述樣品移動至或者位于樣品井中時借助于所述磁場處理所述樣品(602)，所述磁放大材料具有大于I的相對磁導率常數。12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述方法包括分配所述樣品并且將所述樣品移動至所述樣品井。13.根據權利要求12所述的方法，其中，分配所述樣品包括用移液管對液體樣品載體進行移液，所述液體樣品載體是具有包含所述磁放大材料的分散相顆粒的膠狀體，所述液體樣品載體的所分配的量包含待分析的樣品。14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述顆粒是包含磁鐵礦的聚乙烯醇顆粒。15.根據權利要求12所述的方法，其中，分配所述樣品包括從包含所述磁放大材料的固體樣品載體切下塊，所述塊承載待分析的樣品。16.根據權利要求12-15中任一項所述的方法，其中，磁場針對所述樣品的至所述樣品井的路徑，并且所述方法還包括檢測由附著至移動至所述樣品井的樣品的磁放大材料所引起的磁場的改變從而監控所述樣品是否正確地移動至所述樣品井。17.根據權利要求11所述的方法，其中，所述方法包括將液體添加至所述樣品井并且在所述樣品井的底部附近產生磁場，以使得當所述液體被添加至所述樣品井時，所述磁場將從包含磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至所述樣品井的底部。18.根據權利要求11所述的方法，其中，所述方法包括將激發光射入包含在所述樣品井中的液體，測量包含在所述樣品井中的液體發射的光，并且在所述樣品井的底部附近產生磁場，從而使得當包含在所述樣品井的液體所發射的光被測量時，所述磁場將從包含磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至所述樣品井的底部。19.根據權利要求11所述的方法，其中，所述方法包括將光射入包含在樣品井中的液體，測量穿透包含在所述樣品井中的液體的光，并且在所述樣品井的側壁附近產生磁場，以使得當穿透包含在所述樣品井的液體的光被測量時，所述磁場將從包含磁放大材料的固體樣品載體分離的塊吸引至所述樣品井的側壁。20.—種適合于聚集生物材料樣品的固體樣品載體(210)，所述固體樣品載體包括能夠承載生物材料的主體(211)，其特征在于，所述固體樣品載體還包括與所述主體結合的磁放大材料，所述磁放大材料具有大于I的相對磁導率常數。21.根據權利要求20所述的固體樣品載體，其中，所述主體是一張紙。22.根據權利要求21所述的固體樣品載體，其中，所述一張紙包含在所述紙的纖維之間的磁放大材料。23.根據權利要求20或21所述的固體樣品載體，其中，所述固體樣品載體包括在所述主體的表面上的包含磁放大材料的層。24.根據權利要求20或21所述的固體樣品載體，其中，所述固體樣品載體包括包含磁放大材料的第一層和在所述第一層和所述主體之間的塑料的第二層。25.—種適合于承載生物材料的液體樣品載體，其特征在于，所述液體樣品載體是具有包含磁放大材料的分散相顆粒的膠狀體，所述磁放大材料具有大于I的相對磁導率常數。26.根據權利要求25所述的液體樣品載體，其中所述顆粒是包含磁鐵礦的聚乙烯醇顆粒。
【文檔編號】G01N1/28GK105980826SQ201580007286
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月2日
【發明人】T·科爾皮邁基
【申請人】沃拉克有限公司