专利名称：用于样本采集、处理和反应的测定卡的制作方法
用于样本采集、处理和反应的测定卡
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年2月12日提交的美国临时申请No. 61/304，018的优先权，该申请通过引用全部合并于此。技术领域
本公开总体上涉及分析物(analyte)检测领域，更具体地，涉及用于分析物检测的收纳和处理样本的测定装置。还描述了测定装置的组成部件、包括该测定装置的系统及其组成部件和其使用方法。
背景技术：
为了各种诊断、法医学和监测的目的，需要确定生物和环境样本中是否存在特定分析物。特定的需要存在于用于能够在即时护理现场(point-of-care site)或实验室分析样本的装置的技术中或者在其他领域中，其中，需要样本制备、试剂导入和传送以及检测步骤实现最少化和最简化。本反应卡能够用于该需要。发明内容
在一个方面中，提供了一种测定装置。该装置包括平面的反应卡，该反应卡包括用于将样本收纳到反应室内的样本端口 ；和试剂进入端口，该试剂进入端口位于所述卡上并且用于收纳试剂，所述试剂进入端口与所述反应室流体连通。该测定装置还包括至少一个试剂储存器，该至少一个试剂储存器与所述试剂进入端口流体连通并且安装于所述卡； 和光学窗口，该光学窗口被定位在所述卡上，并且用于监测所述反应室内的反应。
在一个实施方式中，所述反应室直接邻接所述样本端口，使得在经由所述样本端口导入样本时,该样本位于所述反应室内。
在另一实施方式中，所述至少一个试剂储存器包括储存室和长形卡圈，所述存储室具有液体形式的试剂。所述长形卡圈包围所述储存室，并且用作供所述试剂储存器能够附接至所述反应卡上的区域。
在另一实施方式中，所述测定装置还包括连接件，该连接件用于将所述试剂储存器固定至所述反应卡的表面上，所述连接件具有至少一个开口，当所述连接件固定至所述反应卡时，所述至少一个开口与所述试剂进入端口对齐。
在又一实施方式中，在所述装置上包括夹具，该夹具包围所述试剂储存器，所述夹具具有壁，该壁的高度大于试剂储存器的所述储存室的高度。
在再一实施方式中，所述至少一个试剂储存器包括干燥形式的试剂，该试剂存放在所述反应室内或存放在试剂进入通道内，该试剂进入通道连接所述试剂进入通道和所述反应室。
在又一实施方式中，所述装置包括第二试剂储存器，该第二试剂储存其通过连接件安装至所述反应卡的外表面，所述第二试剂储存器具有开口，该开口与所述反应卡上的所述试剂进入端口对齐。
在一个实施方式中，样本导入模块被构造成与所述样本端口接合，所述样本导入模块包括承载器和密封件，样本能够被捕获于所述承载器上，所述密封件用于接合所述样本导入模块和所述样本端口。
在另一实施方式中，所述测定装置还包括排出端口，该排出端口与所述反应室流体连通。在一个实施方式中，在所述排出端口上定位有防液透气膜。在又一实施方式中，所述膜是将试剂储存器固定至所述反应卡的连接件的一部分。
在再一实施方式中，所述试剂储存器由能够在力的施加下裂开的易破的储存室构成。
在另一实施方式中，所述反应卡具有选定的厚度，以限定具有所述选定厚度的边缘，并且所述光学窗口在邻接所述反应室的区域内布置在所述边缘上。
在另一方面中，提供了一种测定卡。该测定卡包括样本导入模块，该样本导入模块与所述测试卡上的开口可移动地接合，当所述样本模块接合在所述开口内时，所述样本导入模块与所述开口形成液密密封。所述样本导入模块能够在所述测定卡中从第一位置移动到至少一个随后位置。所述测定卡上定位有一个或多个试剂储存器，并且用于在当所述样本导入模块处于所述第一位置时或所述至少一个随后位置时释放成分。
在一个实施方式中，当所述样本导入模块处于所述第一位置时，样本被分配到所述样本导入模块，该样本通过所述测定卡中的样本端口被分配，当所述样本导入模块处于所述第一位置时，所述样本端口与所述样本导入模块流体连通。
在另一实施方式中，所述随后位置是第二位置或第三位置，并且所述第二位置和所述第三位置中的一个与反应室对应。
在又一实施方式中，所述反应室包括干燥形式的试剂。
在再一实施方式中，试剂储存器定位在所述测定卡上，以使得来自该试剂储存器的液体试剂通过所述测定卡上的试剂进入断开分配，所述试剂进入端口与所述反应室流体连通。
在一个实施方式中，所述至少一个随后位置包括第二位置和第三位置，并且与所述第二位置相关联有试剂储存器，以使得当所述样本导入模块被定位在所述第二位置时， 将液体试剂分配到所述样本导入模块上，并且与所述第三位置相关联有试剂储存器，以使得当所述样本导入模块被定位在所述第三位置时将液体试剂分配到所述样本导入模块上。
在又一方面中，提供了一种用于针对是否存在分析物分析样本的套件。该套件包括平面的反应卡,该反应卡包括样本端口，该样本端口用于将样本收纳到反应室内；试剂进入端口，该试剂进入端口位于所述卡上并且用于收纳试剂，所述试剂进入端口与所述反应室流体连通；光学窗口，该光学窗口被定位在所述卡上，并且用于监测所述反应室内所述样本与所述试剂之间的反应。该套件还包括一个或多个试剂储存器，该一个或多个试剂储存器构造成附接于所述反应卡，并且用于将所述一个或多个试剂储存器中的每个上的储存室内所包含的液体成分释放到所述反应卡上的所述试剂进入端口内。该套件还包括样本导入模块，该样本导入模块构造成用于插入到所述反应卡上的所述样本端口内。
在所述套件的一个实施方式中，所述一个或多个试剂储存器包括第一试剂储存器和第二试剂储存器，所述第一试剂储存器具有缓冲剂，所述第二试剂储存器具有聚合酶链反应用试剂。
在另一实施方式中，所述套件还包括连接件，该连接件用于将所述一个或多个试剂储存器中的试剂储存器固定至所述反应卡。
在又一实施方式中，所述样本导入模块包括具有裂解剂(lysing agent)的承载器元件。
在另一方面中，提供了一种系统。该系统包括如上所述的测定卡；和分析仪，该分析仪适于收纳所述测定卡，所述分析仪包括热循环器；机电组成部件，该机电组成部件，向所述至少一个试剂储存器施加力以实现所述液体试剂的释放；和光学系统。
在一个实施方式中，所述光学系统包括光源和检测器，所述光源用于向所述反应室发送具有激发波长的光，所述检测器用于检测来自所述反应室的具有发射波长的光。
在另一实施方式中，所述机电组成部件包括力传感器。
在又一实施方式中，所述热循环器通过导热中间元件与所述测定卡的所述反应室接触。
在又一方面中，提供了一种用于检测样本中是否存在分析物的方法。所述方法包括提供本文所述的测定卡；将样本置于所述测定卡上；进行在所示反应室中的所述样本与所述试剂之间的在所述反应室中的反应；并且通过所述光学窗口光学地监测所述反应， 以检测所述样本中是否存在分析物。
在一个实施方式中，所述样本是生物样本。在特定实施方式中，所述样本是血液。
在另一实施方式中，所述分析物是核酸。在特定实施方式中，所述核酸是病毒核酸。


图IA-图IC是根据一个实施方式的反应卡的正面侧的俯视平面图和俯视立体图 (分别为图1A、图1B)以及反应卡的背面侧的俯视图(图1C)；
图2示出了反应卡的背面侧的俯视图，其中，手持部可以选择性地包括识别标签；
图3A-图3B示出了包括反应室和与该反应室连通的流体通道的反应卡的一部分的分解图(图3A)，以及构造为与由虚线示出的反应卡的部分相匹配以封闭室和通道的壁的分解图(图3B)；
图4A-图4B示出了反应卡的正面侧(图4A)和背面侧(图4B)，其中，在制作时的平面基部时缺少用于限定反应室的壁，并且在基板中留有通孔或开口区域，在该通孔或开口区域内可安装外壁以限定反应室；
图5不出了与相邻地位于反应卡的光学窗口外部的分析仪中的发光二极管(LED) 和光电传感器的配置相邻的反应卡；
图6A-图6B是样本导入模块的实施方式的不意性表不图7A-图7E是示出了当从不同角度观看时，样本导入模块的实施方式的其他细节的示意性表示图8是反应卡的另一实施方式的不意图,在该反应卡上已经存放有一种或多种试剂，所形成的测定卡也称作测定装置；
图9是由反应卡和附接至该反应卡的一个表面上的试剂储存器所组成的测定卡的不意图IOA-图IOB是试剂储存器的说明图(图10A)和与该试剂储存器及反应卡匹配以形成测定卡的连接件的说明图(图10B)；
图11示出了试剂储存器和将试剂储存器固定到反应卡上的连接件；
图12A-图12B示出了用于将试剂储存器固定到反应卡上的连接件的另一实施方式；
图13A-图13B说明了固定到反应卡上并且被夹具保护的试剂储存器；
图14A-图14C示出了套在试剂储存器上并且对该试剂储存器中存有试剂时可能破裂的腔室进行保护的夹具的实施方式的示意性说明图15A-图15C是一体设置有试剂储存器的两个实施方式的夹具的说明图16A-图 16B 是由样本导入模块(SIM, sample introduction module)、反应卡和试剂成分的测定卡的在侧视图中的说明图(图16A)和在立体图中的说明图(图16B)；
图17说明了根据用于使用本文所描述的测定卡的方法的步骤；
图18A-图18C示出了测定卡的另一实施方式；
图19A-图19D示出了测定卡的另一实施方式以及其在分析物的样本处理和检测中使用的侧视不意图20A-图20B示出了设计成收纳本文所描述的测定卡的分析仪的实施方式，其中分析仪包括从试剂储存器释放试剂的热循环仪和挤压器；
图21示出了与测定卡合作使用的分析仪的机电式流体传递(EFD)子系统的多个组成部件；
图22是由力传感器测得的力与时间(以毫秒为单位)的函数的图表，该力对应于在与测定卡相互作用的仪器中进行的泡罩挤压处理期间产生的力；
图23是与设定点相比，在测定卡的热循环期间分析仪的左、右套筒的温度(以。C 为单位)与时间(以秒为单位)的函数的图表；
图24A是荧光标记(作为任意荧光标记单元)与循环次数的函数的图表，该函数与置于本文描述的测定卡上并且用于HIV-I分析的血样的RT-PCR(反转录酶-聚合酶链锁反应)期间扩增子(amplicon)的数量相互关联；以及
图24B 不出了背景减除(background subtraction)后,在 Quasar 670 频道中的荧光标记数据。
具体实施方式
在一个方面中，提供了用于收纳样本、处理样本并且对处理过的样本进行反应的测定装置，也称作测定卡。该测定卡在卡的单个反应室内提供了用于确定样本中是否存在分析物的待测样本溶液(sample-to-answer solution)。如下面将要说明的，测定卡被构造成收纳由使用者置于样本导入模块上的样本，用一体设置到测定卡上的试剂对样本进行处理和反应，因此无需使用者手动操作样本，并且消除了在加载了样本之后，由使用者移液 (pipette)或添加试剂至测定卡的需要。
测定装置包括反应卡和试剂，反应卡用于收纳样本，在一个实施方式中，该样本由样本导入模块承载，而试剂布置在反应卡的通道或腔室内，或者作为外部储存试剂被连接至反应卡的表面上。样本直接置于反应卡的反应室内。用于处理样本和/或与样本反应的试剂存在于反应卡上，或者借助于一种或多种与反应卡匹配的试剂储存器，以将试剂分配到反应卡内的方式导入到反应室内。下面的A节描述了反应卡，下面的B节描述了样本导入模块，下面的C节描述了试剂储存器。接下来的D节说明了测定装置的使用，该测定装置由反应卡、样本导入模块和试剂储存器组成的并用于分析样本内是否存在分析物。
A.反应卡
图IA-图IC示出了反应卡100的第一实施方式。首先参照图IA-图1B，其以俯视图(图1A)和立体图(图1B)示出了平面的反应卡的第一角度或正面角度。卡100包括平面基部102，该平面基部具有分别与反应卡的正面侧和背面侧对应的第一外表面和第二外表面。平面基部102包括端口 104，该端口用于样本的导入，并且在优选的实施方式中，用于本文下面将描述的样本导入模块的导入。本文所使用的“平面(Planar)”是指平面基部 (或反应卡)的厚度小于平面基部(或反应卡)的宽度或长度中较小的那个，在一个实施方式中，基部或卡的厚度是小于基部或卡的宽度或长度的2倍、3倍、4倍或5倍。反应卡还包括手持部106，该手持部可以选择性地具有确保使用者握持的纹理结构，并且在反应卡的正面角度上可以看到诸如肋108等示例性的肋(rib)。手持部106可以选择性地用作在反应卡上附接贴标或识别标签的区域，如图2所示，其中贴标110被定位在卡100的手持部106的背面。贴标110可以包括对卡的使用者或潜在使用者有用的任何信息，如患者姓名、样本采集日期、测定批次编号、预加载在卡上的试剂的有效日期(若有的话，本文下面讨论)、样本编号等等。贴标可以另外地或选择性地包括机器可读信息，如待由外部仪器读取的所示出的条形码或射频识别(RFID)码。在其他实施方式中，贴标用于提供以下信息中的一个或多个的组合(I)通过识别所收集的样本来自的特定患者，样本或样本导入模块(下面描述)与反应卡之间的关联性；(2)测定批次编号；(3)测定参数；(4)卡或卡上的试剂的有效日期； 和(5)待进行的测定类型。
再次参照图IA-图1C，卡100包括反应室112，该反应室从图IA-图IB所示的卡的俯视图中的正面图得到最佳显示。如下面描述的，反应室112与用于将样本收纳到用于处理的该反应室的端口 104连通。反应室112与试剂进入通道114和排出通道116流体连通。流体室112由第一壁(或底板,取决于卡的定向)限定，图IC中第一壁由118表不。在一个实施方式中，壁118制造成轻微向外(正向)的槽形或弓形，以限定室112并且确保在卡的使用期间与外部热循环仪器进行热接触。
图3A-图3B示出了反应卡的反应室112、试剂进入通道114和排出通道116的分解图(图3A)和构造成与反应卡的由虚线122标出的轮廓的部分匹配的第二壁(或底板，取决于卡的定向，图3B)。反应室112的第一壁通常在制造反应卡的过程中形成，例如在平面的反应卡的模制成型工艺中形成。优选地，第一壁模制成型所具有壁厚能够在操作或使用过程中尤其是在热循环过程中使热传递效率最大化，并且能够提供足够的结构完整度。第二壁在与反应卡匹配时能够将试剂进入通道、排出通道和反应室封闭。第二壁采用从使用胶合剂粘合到通过超声波或热焊接的接合等多种适合方式中的任一种方式固定于反应卡的基部。在一个实施方式中，反应卡的基部被模制成型为具有升高的凸起部，第二壁可附接在该凸起部上。第二壁以提供气密密封和液密密封的方式被固定于平面基部。可以在平面基部上模制成型出能量导向件，以能够当采用超声波焊接、激光焊接或热焊接方法接合壁时，有助于采用这些方法焊接第二壁。
由第一壁和第二壁限定的反应室是卡上的化学反应的主要地点，在该反应室内， 如下所述，能够对样本进行处理以用于分析。在附图中图示的实施方式中，反应室为大体圆形或球形，然而，本领域技术人员能够理解的是，反应室可以具有其他几何形状。反应室的容量至少部分地由测定规格确定，并且可以根据用于特定的测定要求而定立级别。此外试剂可以涂敷在或布置在反应室内。优选地，壁和反应室的尺寸为平滑而没有尖角或尖端的以防止生成气泡缺陷。在优选的实施方式中，反应室具有大于I的面积体积比，以使从外部施加的热源的热传递最大化。更优选地，作为围成室的壁的面积而测得的反应室面积，与测定卡的操作过程中在反应室内的液体体积的面积体积比大于1，优选地，大于约I. 2，更优选地，大于约I. 5、约I. 8、约2. O。在某些示例中，反应室的容量在约100-600 μ L之间，优选地，在约200-500 μ L之间，更优选地，在约200-400 μ L之间。在另一实施方式中，反应室的壁的面积在约100-500mm2之间，优选地，在约150_400mm2之间，更优选地，在约200_350mm2 之间，又更优选地，在约200-300mm2之间。
如从之前对平面的基部和壁进行的描述中可以了解的是，限定反应室的第一壁和第二壁可以都是刚性的，可以都是柔性的或者可以构造成一个是刚性的而一个是柔性的。用于制造壁的材料可以并且将是变化的，部分地通过与样本、试剂和测定条件及协议 (protocol)相兼容的材料的选择来确定。用作第二壁的示例性的柔性材料为热传导性聚合物，比如CoolPoly系列的热传导性聚合物(Cool Polymers, Inc. Warwick, Rl, USA)。柔性材料的有利点在于，壁能够在使用过程中变形，以便在添加试剂时使反应室膨胀，由此促进与诸如热循环仪器等外部热源进行良好的热接触。作为选择，任一壁都可以是更厚、更有刚性的壁，该壁由热传导性聚合物形成为具有某一厚度(例如厚度>0. 008英寸)，该厚度能够凭借该厚度或由刚性材料制成而提供一定的结构刚性。
在一个实施方式中，第二壁是柔性壁，并且通过激光焊接加工被安装至刚性的平面基部，并且在用于形成反应室的壁的一个材料或两个材料上添加激光吸收性染料。可以通过在反应卡的平面基部的注射成型加工过程中，将激光吸收性染料添加到树脂颗粒内而将其一体设置到材料中。作为选择，可以在注射成型加工之后(激光焊接之前)利用辊涂、喷涂、针尖分配或热冲压将染料涂敷在反应卡的全部区域或选择区域上。如果使用超声波焊接，则处理卡上的凸起部的设计必须被修改成包括能量导向件，以有助于将膜接合至处理卡。
图4A-图4B中示出了用于形成反应卡的平面基部的另一实施方式。在本实施方式中，平面基部130在制造时不具有用于限定反应室的壁。在制造时，通过在平面基部中的缺口限定出通孔或开口区域132。反应卡的该实施方式允许安装第一和第二壁以限定反应室，并能够选择用于反应室的适当的壁的材料，以能够使例如热传递最优化或能够确保与测定试剂和条件兼容。作为选择，可以安装刚性或柔性壁(如参照图3A-图3B的以上描述) 并且下述的样本导入模块可以限定第二壁，以使得第一壁和第二壁一起限定反应室。
参照图IA-图1C，端口 104被构造成为用于收纳样本，优选地，收纳下述的样本导入模块上所承载的样本。示出的实施方式中的端口在形状上是圆形的或椭圆形，并且在一个实施方式中，端口被分化(polarize)成使得样本导入模块仅能在单一定向上与卡完全接合。边沿或凸缘134包围端口，并且当样本导入模块插在端口中时能够倚靠凸缘而入位，这样，形成了样本导入模块的插入用的止挡件并形成了液密密封结构。端口的椭圆外形在使反应室在Z方向上的整个尺寸最小化，并且能够使具有规定尺寸的盒子中的包装能力的最大化方面提供益处。可以在端口中包括一个或多个引导件，如引导件136和端口区域的颈部区域138中的可选择性的其他引导件(未示出)，以在插入过程中引导样本导入模块，确保了样板引导模块被正确地定位在反应卡中。
反应卡100还包括图IC中可见的试剂进入端口 140。试剂进入端口与试剂进入通道114 (图1A)流体连通。在一个实施方式中，试剂储存器(下面描述)与反应卡上的进入端口对齐，以允许一种或多种试剂以通常为流体的形式导入。流体接着流入到试剂进入通道内并且进入到反应室内。冷冻干燥和/或凝胶形式的储存试剂可以被定位成沿着试剂进入通道或者位于该试剂进入通道内或者在反应室内，与来自样本的液体或者经由试剂进入端口被导入的液体进行重组(reconstitute)。试剂进入通道的宽度、深度以及平滑外形几何形状被设计成使得，流体试剂能够平滑地层流并且能够防止气泡缺陷的产生。
反应卡还包括与排出通道116 (图1A)流体连通的排出端口 142 (图1C)。排出端口有助于当样本或试剂被导入反应室时从反应室排气。试剂将流入反应室，取代空气并且将继续流到排出通道内，并当所有空气都被排出时停在排出端口处。如果需要，可以在排出端口上铺设防液透气膜或膜状物，以确保当试剂流到卡内时没有液体流出排出端口但允许空气从反应室的室或通道释放。进入通道、排出通道和反应室的尺寸以及被导入反应 卡的试剂的量中的每个都可以选择为使得在使用中，反应卡能够被液体试剂加压。这使得反应室的如果是柔性的一个壁或两个壁能够向外膨胀，以用于良好地与外部热源热接触。排出通道的宽度、深度和平滑外形促进了试剂的平滑层流。排出通道也可以优选地在反应卡的最高点，以促使任意气泡均能够移动至反应卡的顶部。反应卡的设计使得当反应卡插入到诸如热循环仪等外部仪器中时，以向上倾斜的方式使得排出端口处于最高位置，这也将有助于反应室的通道或室中的任何气泡移向排出端口。
当可能需要将卡与使用时的组成部件或仪器对齐时，如下所述，反应卡还包括定位销或孔,例如如图IC和图4B中的最佳显示的销144、146。
反应卡的平面基部可以制造成包括一个或多个凹坑或腔体，以减少制造所需的材料。平面基部还可以制造成包括一个或多个肋，这些肋用于在制造过程中使熔融材料(例如，塑料)均衡地走线，以防止在模制成型加工之后卡发生变形(warp)，以及/或者用于为薄的反应卡增加结构完整度，这在手动或者在仪器内部操作卡时都是有益的。
在一个实施方式中，反应卡包括腔室，如图4A中得到最佳显示的腔室148，该腔室能够巧妙地(strategically)挨着反应室132定位，以使得反应室以尽可能与反应卡的其余部分热绝缘的方式。如下所述，使用时将反应卡插到热循环器内，以例如通过聚合酶链反应进行涉及样本中核酸的扩增的测定。与反应室相邻的空气开放腔室促使热循环更快(即， 从反应室位置到反应卡其余部分很少有能量传递消失)。
反应卡的整体构造可以改变。图I至图4示出的构造仅是用于卡与热循环器或进行测定用的其他仪器进行相互作用，所能够裁剪的曲线和边缘的示例。在一个实施方式中， 反应卡可以包括实现为确保平滑度和层流的内表面。在某些实施方式中，反应卡可以由诸如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料或塑料成型工业中通常使用的任何热塑性材料注射成型。例如基于测定的兼容性、成本以及注射成型的难易程度来选择材料。
再次参照图1B，反应卡进一步包括邻接反应室的光学窗口 150。在图IB中示出的实施方式中，光学窗口被定位在反应卡的边缘，并且选择性地为透明的，以允许对反应室中发生的反应进行周期性或连续的监测。例如，为了检测核酸分析物，可以利用光学检测仪来执行聚合酶链反应期间针对扩增子的周期性或连续的监测，该管线检测仪通过抛光的 (polished)光学窗口来观察反应室。这在图5中进行了描述，其中，反应卡100的反应室 112具有光学窗口 150。在测定处理中使用卡的期间，光学窗口被定位成与诸如蓝色LED 152和红色LED 154等一组发光二极管(LEDs)相邻。并由诸如绿色光电传感器156和品红色光电传感器158等一个或多个光电传感器检测来自反应室的与是否存在分析物相关联的发射。例如，当分别用红色和蓝色LEDs激发时，品红色传感器检测到Quasar 670 (类星射电源)荧光标记，而绿色光电传感器检测到FAM (羧基荧光素)荧光标记。本领域技术人员能够理解的是，在使用时反应卡所插入的仪器中设置了用于LEDs和光电传感器的必要的连接和电气接口。光学窗口可以抛光成或实现成使得能够以可行地最高的光学清晰度用于连续光学传播。壁厚在不损害反应卡的完整度和结构的情况下被最小化。此外，优选地， 沿着窗口的内壁和外壁彼此平行，以使光学失真(optical distortion)最小化。在另一实施方式中，在光学窗口的内壁上模制成型有光学透镜，以支持和加强外部光学检测仪器。这里，几何结构为平滑弯曲的，但可以是其他几何结构，如导致直角的直线。在另一实施方式中，光学窗口是由多个直线组成的多面的光学窗口。
B.样本导入樽块(SBO
如上所述，反应卡包括用于收纳样本的端口，并且在优选的实施方式中，用于收纳承载在样本导入模块(样本导入模块)上的样本。图6A-图6B中示出了样本导入模块的实施方式，其中，样本导入模块160包括承载器162,该承载器的大小适合装在保持件164内。 在一个实施方式中，保持件形成为包括用于定位承载器的凹部区域166。样本导入模块还包括用于由使用者保持样本导入模块的手柄168。手柄可以包括可选择的识别标签170，该识别标签具有患者、样本、日期等的信息，当该识别标签采用条形码或RFID的形式时这些信息能够由人类或机器读取。
如上所述，样本导入模块的尺寸设计成用于插入到反应卡的端口中。在本实施方式中，样本导入模块包括边沿172，该边沿172具有与凸缘(如端口 104上的凸缘134，图3A 中得到最佳显示)接触的，特别是与反应卡的凸缘的外表面接触的内缘174。在一个实施方式中，样本导入模块还包括密封件176。密封件可以是确保样本导入模块进入端口内的滑动配合的，并且优选地，确保样本导入模块进入端口的液密方式的O型圈、密封剂、聚合物等坐寸ο
在图6B中，其中示出了样本承载器被从保持件上取下来的样本导入模块的视图， 以能够看到保持件164中的允许承载器附接在保持件中的，具体地，允许附接在凹部区域 166内的特征。这里，例如通过超声波或激光焊接时，边缘178可以包括用作能量导向件的构型或材料特征，以使承载器集中于保持件并且有助于承载器附接至保持件。优选地，边缘 178的表面面积足以确保承载器接合至保持件。
图7A-图7D是样本导入模块的多个立体图，以示出多个实施方式中样本导入模块的其他特征。即使样本导入模块为不同的实施方式，但为了方便读者，与图6A-图6B的相同的结构元件被赋予了相同的附图标记。图7A示出了用于布置密封元件的槽180。在图7A中还可以看见插入样本导入模块时与反应卡的凸缘邻接的内缘174。图7B示出了擦拭件(wiper)182插在槽180内的实施方式。擦拭件可以用作密封件，并且如可以从图7C (其中的擦拭件并未完全填满槽180)中的特写角度中想到，擦拭件会在样本导入模块插入到端口内时在物理上产生弯曲。
图7D是示出了手柄件168和边沿172的样本导入模块的端部立体图。如肋184的一个或多个支撑肋，该肋184对手柄168与承载器164之间的接头(junction) 186 (图7E 中标出)进行支撑、固定并使其稳定。接头186包括密封件和边沿，并且用作样本导入模块插入反应卡上的样本导入模块端口时的接合点。
接头的几何形状可以是圆形、椭圆形或者其他适合的形状。在一个实施方式中，承载器和/或接头被分化成使得样本导入模块仅能够沿一个方向插入到反应卡中。此外，如在7E中得到最佳显示的，承载器可以偏离样本导入模块的中心线，该中心线用点划线188确定。
再次参照图6A，样本导入模块用于收纳样本190。在一个实施方式中，样本在分配到承载器元件上之前进行了处理。在另一实施方式中，样本在被施加到承载器之前是原始样本，并且承载器可以选择性地包括用于加工或处理样本的一种或多种试剂。承载器元件可以是吸收性垫或非吸收性垫，这取决于样本以及分配到样本导入模块的承载器上之前是否进行了预处理。承载器元件也可以是玻璃纤维膜、具有固定的孔大小的材料、纤维素膜、 聚丙烯膜以及其他聚合物材料制成的膜。根据期望被捕捉到或被保留到承载器上的分析物以及限定该分析物，来选择承载器的孔大小、孔配置以表面化学性质。承载器的几何形状根据如下一个或多个条件而变化(I)样本的类型；(2)所需样本的量(例如，体积);和(3)期望的分离速度。几何形状通常与保持件的设计和几何形状互补(即，无需受图6-图7所示的圆形形式所限)。
如上所述，可以将样本作为原始样本或作为已处理样本施加至承载器上。作为示例，当样本为血液时，可以对血液进行处理以从细胞成分中分离出血浆，或者用裂解剂或用阻凝剂来处理血液或细胞成分。在一个实施方式中，用裂解剂来处理血液样本以从细胞中释放出核酸，并且将承载器选择成当已处理血液样本的释义标本(aliquot)被施加至承载器时，捕获并保留该释放的核酸。更概括地说，样本可以是任何生物或环境样本，包括但不限于尿液、唾液、血浆、血清、组织、痰、粘液、鼻液、咽喉分泌物、阴道分泌物、粪便、土壤、水、 植物组织等等。样本中的分析物可以是核酸(RNA或DNA)、蛋白质、碳水化合物、脂类毒素， 所包括的毒素来自目标物、来自感染目标物的病原体(病毒、细菌、真菌和寄生菌)或来自环境。分析物可以是来自来目标物或来自感染目标物的病毒、细菌、真菌或寄生菌的核酸序列。在一个实施方式中，分析物是整个细胞、细胞核或其他细胞器。
在一个实施方式中,样本导入模块上的承载器材料包括处理样本和/或捕获样本中的疑似分析物的成分。关于处理样本的成分，该成分可以是裂解剂，如洗涤剂，或者可以是阻凝剂，如肝素或华法令阻凝剂。关于能够被固定在承载器上以用于捕获相关的特定分析物的成分，分析物可以例如通过固定抗体与待检测分析物之间的免疫复合物的形成而被物理截留、共价结合或非共价结合至承载器材料。另一示例是利用固定在承载器上的互补核酸链来束缚特定核酸。样本导入模块和反应卡可以用于蛋白质测定、免疫测定、核酸扩增、细胞计数测定和用于碳水化合物以及其他生物标志物的测定。如下将描述样本导入模块和反应卡与能够执行前述测定的仪器接口。
C.试剂储存器
当一般通过将载有样本的样本导入模块插入到反应卡的样本导入模块端口中而使反应卡收纳到样本时，该反应卡用于进行对样本的测定以检测在样本中是否存在分析物。在本节中，描述了用于施加或导入进行测定用的一种或多种试剂的步骤。当反应卡包括试剂时，反应卡和试剂仪器一起所形成物体将被称作测定卡。
在第一实施方式中，一种或多种试剂可以在制造反应卡之前直接存放在反应卡上。如图8所示，一种或多种试剂可以布置在反应卡192上的一个或多个位置上。例如， 试剂可以存放在反应室196内，被存放的试剂在图中被指示为施加在由虚线圆包围的区域内。试剂也可以存放在围成反应室以及本实施方式中的进入通道200和排出通道202的壁 198上。当试剂的存放位于壁198的面向内的一侧(该侧是壁198的与反应室196相面对使得试剂可用于反应的一侧)206上时，壁198上的试剂由虚线204所界定的区域虚拟示出。 在其他实施方式中，试剂被涂敷或放置在进入通道200内。不管试剂布置在哪里，试剂都可以以冷冻的干燥粒料、冻干的颗粒、凝胶的形式或者作为由溶剂沉积而成的试剂材料的干燥薄膜而存放在期望的位置。如果试剂是粒料的样式，则粒料可以存放在反应室内或者存放在示出了液体流入反应室的方向的箭头208所在的试剂进入通道内。如果试剂时薄膜的样式，则膜可以位于反应室的一个壁或两个壁上。
在另一实施方式中，试剂被从外部安装的试剂储存器提供给试剂卡。现在将参照图9至图15描述该实施方式。
图9是包括反应卡212和试剂储存器214的试验卡210的示意图。试剂储存器 214通过将要描述的部件被固定于反应卡的背面，背面具有例如柱216等的一个或多个柱， 以引导试剂储存器定位在将要描述的位于反应卡上的正确的对齐位置。
图IOA-图IOB和图11中示出了试剂储存器在反应卡上的定位。在图IOA中，示出了反应卡212的背面，其中显示出对齐柱216、218。试剂进入端口 220与反应卡中的进入通道(未显示)流体连通，试剂通道与样本被导入所在区域内(图IOA中222所表示的)的反应室流体连通。排出端口 224与反应卡中的排出通道(此视图不可见)流体连通，排出通道与反应室流体连通。如图IOB所示，通过将第一开口 228和第二开口 230定位在对齐柱 216、218上，以将试剂储存器226附接到反应卡212上。图11示出了具有用于保持试剂的储存室232的试剂储存器226。储存室被长形卡圈(elongate collar)234包围，长形卡圈上具有开口 228和230。储存室构造成易破形式，使得当对其施加力时能够裂开。试剂储存器226通过构造成与试剂储存器匹配的粘结件(adhesive member>236而附接在反应卡上。 粘结件236具有中央开口 238，储存室内的试剂在释放时流过该中央开口 238。粘结件还可以包括被定位成当试剂储存器固定于试剂卡时与试剂进入端口 220对齐的开口 240。在一个实施方式中，粘结件是双面粘结件。
在一些实施方式中，如图11中示例性的示出，试剂储存器由两个分开的箔层复合片组成，其中一个冷成型为泡罩(blister)或储存室232，而第二个箔层复合片形成盖膜 (Iidstock)或长形卡圈234。试验所需的液体试剂储存在泡罩内并且通过盖膜热密封，以创建蒸汽、氧和紫外线(UV)型密封。密封的泡罩(I)使得试剂储存器能够在室温下储存； (2)去除了冷链(cold chain)技术的必要性；(3)使得能够适合于(amenable)有限资源情况下的即时护理诊断。通过对易破的/可破裂的储存室(也称作泡罩包装)施加控制的力， 该室以期望的方向剥离或裂开，并且将储存的液体试剂分配出。例如，在W02010/091246中描述了具有易破的储存室的示例性试剂储存器，该申请通过引用全部合并于此。
图12A-图12B示出了用于将试剂储存器附接到反应卡的外表面的另一实施方式。 平面的反应卡250包括平面基部252，平面基部252在一个表面上包括诸如柱254、256等的一个或多个对齐柱、试剂进入端口 258和排出槽260。如图12B所示，连接件262包括用于柱254、256插过的第一和第二开口 264、266。连接件中的开口 268与进入端口 258对齐。 连接件的至少一部分包括防液透气膜，在图12A-图12B所示的实施方式中，防液透气膜270 附接到与反应卡上的排出槽260对齐的槽272上或槽272内。例如，膜可以是聚丙烯或硅膜，此两种均能够透气但防液。优选地，膜能够承受在反应卡内产生的适度的液体压力。
优选地，连接件是双面胶合性的，以便一面胶合至试剂储存器并且另一面胶合至反应卡。优选地，胶合剂是能够良好地胶合至低表面能量塑料上的与测定兼容的胶带。可以理解的是，连接件的外形构造成与试剂储存器相匹配。连接件可以被模切或激光切成期望的几何形状，图12A-图12B中的形状仅是示例性的。将连接件的每一侧面上的离型纸， 第一和第二离型纸(图12A-图12B中未示出)依次去除，以将连接件附接到反应卡上的正确位置。向胶带施加均衡的压力以确保固定胶合至反应卡。在准备将试剂储存器和/或防液透气膜胶合至连接件的面向外的表面时，去除第二离型纸。
在另一实施方式中，可选择的夹具附接至已固定于反应卡的试剂储存器。将参照图13-图15描述示例性的夹具。图13A-图13B示出了正在被定位到反应卡276上时的夹具274 (图13A)和在反应卡276上的适当位置就位的夹具274 (图13B)。试剂储存器278 在反应卡上的适当位置，其中试剂储存器中的开口插在对齐柱280、282上。将夹具274中的诸如开口 284等的第一开口和第二开口定位，以确保夹具正确对齐到反应卡上。夹具包括至少围成试剂储存器上的储存室的壁286，以在储存和运输期间保护储存室。
图14A-图14B是夹具的多个实施方式的说明图。在所有实施方式中，夹具的几何形状被设计成与试剂储存器和反应卡的几何形状互补，本领域技术人员应该理解的是，示出的实施方式仅为可能的几何形状的示例。典型地，夹具包括至少一个对齐部件，如图14A 中的夹具292上的对齐孔290。对齐孔与反应卡上的对齐柱的位置互补，使得使用者能够容易地将夹具与反应卡以及诸如连接件和试剂储存器等其他部件对齐。在一些实施方式中， 耳片294为试剂储存器上的防液膜提供了结构支撑并且防止膜在液体填充时膨胀。耳片的底面296，即与防液膜接触的耳片侧，可以是具有脊和槽298的结构，如图14C所示。该结构使得，即使伸出的耳片紧密地压抵着膜该膜也能够通气。结构化的几何形状可以改成也能够有助于空气流通的其他结构。在一些实施方式中，凸缘300构造成能够容纳试剂储存器的尺寸并且能够引导试剂储存器以单向性路径(即，朝向反应卡上的液体进入端口)剥离。 图14A-图14B中示出的夹具在凸缘的几何形状上不同，其中图14B中的凸缘的颈部区域比图14A中的颈部区域窄。
图15A-图15B示出了被定位在试剂储存器304上的图14A-图14B中的夹具。优选地，在凸缘300和试剂储存器的边缘之间存在最小间隙，以使试剂储存器中的在其所容之物释放之后留下来的死区最小化。图15B中的凸缘的缩窄了的颈部几何形状降低了死区，但是可能会增加用于剥离试剂储存器热密封所需的力。包装在试剂储存器上的储存室或可破裂的泡罩在受力时打开以释放其所容之物，并且所容之物沿箭头306所示方向流向图15A-图15B中虚拟示出的进入端口 308。夹具具有护领310，该护领在图14C的立体图中得到最佳显示，不过同样也在图15A-图15C示出了。护领的高度，例如护领从夹具的基部延伸的程度，优选地大于试剂储存器304上的储存室的高度，使得在运送和手动操作期间， 护领能够保护试剂储存器(即，防止受到意外压力)。这一特征在作为被定位在试剂储存器上的夹具292的侧视图的图15C中得到最佳显示，并且护领310具有比与试剂储存器一体的试剂储存器的储存室312高的高度。在包装、运输和储存期间，较高的护领高度对试剂储存器进行保护。
夹具可以由能够支撑适度的力(通常小于约151b_f，或小于201b_f)而在应力下不会断的几乎任意的塑料或聚合物制成。在一些实施方式中，夹具由聚丙烯注射成型，以使得在最终包装时该夹具能够热熔(heat-staked)至反应卡上的同样由聚丙烯模制成型的对齐柱上。
根据所要执行的测定，试剂或者储存在试剂储存器中的或作为涂层施加至反应卡的或存放在反应卡内的试剂对于本领域技术人员来说是熟知的。典型地，试剂储存器的储存室内的试剂成分是液体，并且当施加或存放在反应卡的输入通道内或反应室内时试剂成分则为干燥形式，如粒料或冻干颗粒。试剂成分，无论是液体还是干燥的，都可以包括PCR (聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction))混合物,该PCR混合物包括可能是热启动酶的热稳定DNA聚合酶、dNTPs (氧核苷生物制剂)、上游和下游引物和/或诸如Plexor 引物等的标记引物、突光标记杂交寡核苷酸(hybridization oligonucleotides)、分子信标、 水解探针(Taqman probe)、蝎子探针(Scorpion probe)以及用于实时PCR的其他探针、诸如SYBR 绿色或SYT09等的插入染料、质粒DNA或其他形式的模板DNA/RNA、诸如麦黄酮 (Tricine)、甘氨酸(Bicine)、(NH4) 2S04、MgCl2和MnCl2等的盐、诸如鹿糖或海藻糖等的稳定糖、诸如BSA (牛血清蛋白)、明胶、甜菜碱等的其他添加物，等等。试剂成分可以包括用于执行诸如PCR、连接酶链反应(LCR)、环介导等温扩增(LAMP)、转录介导的扩增(TMA)、核酸序列依赖的扩增(NASBA)和依赖解旋酶恒温扩增(HAD)的试剂。此外，试剂成分可以包括用于利用诸如免疫测定或其他酶基测定等的测定，执行针对诸如糖、蛋白质和脂质等其他生物分子进行的测试的试剂。此外，试剂成分可以包括用于诸如荧光素酶测定和微微绿光基测定(pico-green based assay)等细胞基测定的试剂。
如能够从前面理解的，发明的另一方面是用于确定样本中是否存在分析物的套件。该套件包括如上所述的平面的反应卡。在一个实施方式中，反应卡包括用于将样本收纳到反应室内的样本端口 ；卡上的用于收纳试剂的试剂进入端口，该试剂进入端口与反应室流体连通；和定位在卡上的用于监测反应室内样本与试剂之间的反应的光学窗口。套件还包括一个或多个试剂储存器，试剂储存器被构造成附接到反应卡上，以用于将一个或多个试剂储存器的每一个上的储存室内所包含的液体成分释放到反应卡的试剂进入端口内。 套件还包括构造为用于插入到反应卡上的样本端口内的样本导入模块。
在套件的一个实施方式中，一个或多个试剂储存器包括具有缓冲剂的第一试剂储存器和具有聚合酶链反应用的试剂的第二试剂储存器。在另一实施方式中，套件还包括用于将一个或多个试剂储存器中的试剂储存器固定至反应卡的连接件。在又一实施方式中， 样本导入模块包括具有诸如洗涤剂等裂解剂的承载器元件。承载器元件也可以包括阻凝剂。
D.使用反应卡、样本导入模块和试剂储存器执行测定的方法
基于之前所述，发明的方面是包括反应卡、样本导入模块和试剂储存器的测定卡。 图16A-图16B中分别用侧视图和立体图示出了这样的测定卡320。测定卡320包括反应卡 322、样本导入模块324和试剂326。在该实施方式中，试剂326由于试剂储存器的外部连接而包含在测定卡内，尽管如此，本技术领域技术人员将从以上述C节中的讨论理解的是，试剂能够存放在反应卡内。试剂储存器固定至反应卡的背面，并且由夹具328保护。
现在描述使用测定卡的方法，这里的方法仅是应该理解为可以根据样本和相关分析物而改变的多种处理和程序中的典型示例。下面利用几何形状不同于上述形状的测定卡来描述测定卡的使用，仅说明测定卡的整体几何形状及其组成部件可以改变但仍保留其功能性。
图17中示出了说明性实施方式，其中在步骤300中，通过刺破诸如婴儿的脚跟等皮肤部位引起出血。将刺破部位所形成的血滴收集到包含裂解剂的收集装置332内，裂解剂例如为类似'l ntonl -X-100的洗涤剂。在步骤334中将血样与裂解剂混合，然后将其分配到样本导入模块336中的承载器上，如步骤338所示。样本导入模块336包含诸如玻璃纤维膜等过滤膜，该过滤膜通过毛细作用将被处理样本中的核酸截获(trap )并且使其与血样中作为强力PCR抑制剂的其他成分分离。在单独冲洗步骤340中(例如，IOmM的NaOH) 将PCR抑制剂洗掉，然后将样本导入模块上截留(entrap)的核酸导入到测定卡342内。可以根据所需将贴标附接至样本导入模块上，以识别样本及其他信息。然后将测定卡放置到用于分析样本的仪器344内，以检测是否存在分析物。在该示例中，通过仪器346进行实时 PCR。
参照图18A-图18B提供了另一示例。俯视图中示出了包括反应卡351的测定卡 350，反应卡351具有图18A所示的第一侧或正面侧352和图18B所示的第二侧或背面侧 354。正面侧包括用于覆盖测定卡中的开口(看不见)的可拆卸样本盖356，开口提供了通向样本导入模块358上的承载器的入口。样本导入模块进入端口 360构造成收纳样本导入模块。测定卡在一个边上具有供使用者握持该卡的肋状手柄362。提供了选择性的贴标区域 364以用于附接测定或患者信息。
测定卡的正面侧包括至少一个通道，在示出的实施方式中，测定卡包括三个通道 366、368、370。两个通道用于固定于测定卡的相反侧(背面侧354)的试剂储存器372、374 中包装的液体试剂。第三个通道用于在液体试剂的进入过程中将空气从反应卡中排出。两个液体通道将来自试剂储存器的液体倒入到反应卡的适宜的室内。试剂进入通道的宽度、 深度以及平滑外形几何形状设计成能够实现液体试剂的平滑层流并且能够防止生成气泡包封。在反应卡的背面侧上具有对齐试剂储存器的两个试剂进入端口 376、378。试剂储存器372包含用于冲洗嵌在样本导入模块上的样本的液体，并且储存器378包含用于与样本反应并且选择性地与反应室382内的任何固体凝胶试剂380反应的液体。如上所述，试剂也可以储存在试剂进入通道内或者作为膜涂敷在反应室的壁上。反应室具有位于测定卡的边缘386的光学窗口 384。光学窗口允许进行反应室的监测。
根据如何制造反应卡，在一个实施方式中，通过包括但不限于热密封和激光/超声波/RF焊接的多种焊接方法中的一种，用例如聚丙烯等的薄塑料膜388顺次地覆盖通道。薄塑料用于在必要区域密封通道和端口。
参照图18B，夹具389将试剂储存器固定至反应卡的背面侧。夹具设计成与试剂储存器和反应卡的几何形状互补。该夹具被定位在反应卡的背面侧上的试剂储存器和选择性的防液透气膜这两者的顶部上，其中防液透气膜附接在排出端口(未示出)上。可以设置诸如销390、392等的对齐部件，以辅助将试剂储存器和夹具对齐在反应卡上的其正确位置处。夹具可以由能够承受适度的力(通常小于约20 lb-f)但在应力下不会断的几乎任意塑料(一次性)聚合物制造。如图18C所示，在该图中示出去除了夹具、试剂储存器，并且将试剂储存器固定至反应卡的连接件394被放在反应卡的左侧的图18B中的卡，连接件394具有定位成用于与反应卡上的部件对齐的开口。例如，连接件中的开口 396、398被定位用于分别插在对齐销390、392上。连接件394包含用于与反应卡中的通向液体通道和排出通道的入口端口对齐的孔400、402、404。
使用时，通过在将样本导入模块插入到样本导入模块端口内时打开盖356，并且在将一滴样本放在样本导入模块上以此将样本导入到测定卡内。操作者可以将盖放回到测定卡的正面侧上的适当位置。盖创建了与测定卡之间的蒸汽和液体密封，这可以通过包括O 型圈或摩擦配合在内的多种方法中的一种来实现。也可以与盖的设计一体地设置为弹性锁定特征，这将(I)给予操作者关于盖被牢固闭合的听觉和触觉上的反馈，并且(2)防止任何人再次打开盖。盖还可以在顶部包括凸缘，以防止操作者将其向下压得太多并且防止样本导入模块和/或试样承载器受到损坏。
图19A-图19D显示了测定卡410的另一实施方式的侧视图。测定卡包括样本导入模块412和与试剂416 —起的反应卡414。反应卡包括定位在壁420上的吸收性垫418。 吸收性垫可以通过摩擦配合被装配到壁内或者通过胶合剂或环氧树脂被固定至壁上。用于保持吸收性垫的壁的高度相对地等于或者稍小于吸收性垫的厚度。这使得垫能够与样本导入元件良好地接触。壁和吸收性垫的几何形状只要与反应卡和样本导入元件的设计互补， 就可以是几乎所有形状。吸收性垫具有如下规格(1)即使暴露于液体时也保持形状的硬质材料；(2)制造成具有均匀的厚度；(3)与试样承载器相比，其孔径较小；(4)利用毛细作用吸入液体并且将其储存在内部(即，不会泼洒到测定卡的其他通道或室内)；(5 )裁成能够保持患者样本和冲洗缓剂体积的大小；(6)能够容易模切。
用于通过执行一个或多个生化反应而使用测定卡410收纳、处理和分析样本的程序包括如下步骤。首先，通过可闭合开口 430将样本428分配到测定卡上，小心地确保样本直接落入样本导入元件上的承载器上。样本导入元件以通过密封件431提供的液密密封的方式与反应卡接合，并且被定位在用于收纳样本的第一位置。接着，如图19B所示，利用样本盖432将测定卡中的开口关闭。现在可以将测定卡插到分析仪器(未示出)内以用于完成图19C-图19B中示出的步骤。分析仪器沿箭头434示出的方向推动样本导入模块，使得样本导入模块从样本收纳位置移至处理站，具体地移至第一试剂站，如冲洗缓冲剂站。如图 19C所示，仪器使得包含有缓冲剂的试剂储存器436裂开，从试剂储存器中释放出缓冲剂并且允许其流到吸收性垫上。接着，如图19D所示，分析仪器将样本导入模块推到样本承载器被定位在与测定卡的反应室具有相同位置的随后位置。通过仪器使第二试剂储存器438裂开，以将诸如缓冲剂等液体投到反应卡内，使冷冻/干燥的凝胶试剂416溶解。随着液体填充反应室，空气通过排出通道和防液膜排出。在测定卡的反应室内发生生化反应，并且如上所述通过位于卡边缘的光学窗口能够观看该反应。
因此，基于参照图19A-19D描述的实施方式，发明的一个方面包括测定卡，该测定卡具有与测定卡上的开口接合的样本导入模块。当与测定卡接合时，样本导入模块与测定卡上的开口形成了液密密封。样本导入模块可以在测定卡中从第一位置移至至少一个随后位置。一个或多个试剂储存器被定位在测定卡上，以用于当样本导入模块位于第一位置或位于至少一个随后位置时释放成分。在一个实施方式中，当样本导入模块处于第一位置时样本被分配到样本导入模块上，样本通过在所述测定卡中的样本端口分配，该样本端口与处于第一位置时的样本导入模块液体连通。在另一实施方式中，至少一个随后位置是第二位置或第三位置，并且第二位置和第三位置之一与反应室对应。
在另一方面中，提供了使用本文所述的测定装置和套件的方法。该方法概括地包括提供本文所述的测定卡或套件，将样本放到测定卡上或在一个实施方式中放在样本导入模块上，并且在反应室中进行样本与试剂之间的反应。通过光学窗口光学上监测样本(或样本中的分析物)之间的反应或没有反应，以检测样本中是否存在分析物。
在一个实施方式中，样本是生物样本。在特定实施方式中，样本是血液，然而本文描述的任何样本都被设想用在本方法中。在另一实施方式中，分析物是核酸。在特别的实施方式中，核酸是病毒核酸。
示例中阐述了发明的另一方面，该方面被指向于系统，该系统包括如上所述的测定卡和适于收纳该测定卡的分析仪。在下面的实施例I中参照图20-图22描述了分析仪， 该分析仪包括热循环器，机电组成部件以及光学系统其中，机电组成部件用于向至少一个试剂储存器施加力以有效地释放液体试剂。
在一个实施方式中，分析仪的光学系统包括光源和检测器，该光源用于向反应室发射具有激发波长的光，该检测器用于检测来自反应室的具有发射波长的光。在另一实施方式中，机电组成部件包括力传感器。在又一实施方式中，热循环器通过导热性中间元件与测定卡的反应室接触。
从之前所述能够理解到本文描述的测定卡的特征和优点。测定卡允许样本的导入，并且此后无需设置在样本分析(例如，通过PCR)之前由使用者将试剂投到反应卡内的移液步骤。去除了将样本投到反应室内所需的手动操作步骤。测定卡提供了益处并且与现有诊断测试盒不同的是，例如(I)进行测定所必要的试剂的机载(on-board)储存，去除了任何手动移液或(试剂)分配；(2)单次使用的一次性测定卡；(3)反应室中的大的表面面积与体积比以有助于最优化的热效率；以及(4)反应物、分析物或对照(control)的光学(例如，荧光标记)检测用的连续的半圆形抛光光学边缘。在一些实施方式中，测定卡与能够实时PCR的仪器相接。测定卡还可以用于进行其他生物试样分析的其他应用。
E.实施例
以下实施例仅用于说明目的而并不意图限制发明主题的范围。
实施例I
测定卡的制造和在样本分析中的使用
A.样本导入模块(SM)的制造
样本导入模块的膜保持件由Profax-PD702聚丙烯注射成型。DNA捕获膜(Fusion 5 ,沃特曼(Whatman)公司，弗洛勒姆帕克(Florham Park),新泽西州(NJ))是直径为Ilmm的弹性玻璃纤维膜。利用40khz的必能信(Branson)超声波焊接机(型号(Model ):2000 Xd/ aed=40:2. O,必能信超声波公司(Branson Ultrasonics Corp),布法罗格罗夫(Buffalo Grove)，伊利诺伊州(IL))通过超声波焊接将膜安装至膜保持件。将膜保持件放在膜的顶部，并且将该成套装置固定至超声波焊接机的下台板上。然后用直径为Ilmm的柱形焊接头 (horn)在塑料膜界面处产生超声波振动使得塑料熔化并且与膜胶合。焊接机设置有如下参数振幅=100% ;保持时间=0. 5s ;压力=30psi。
样本导入模块的制备如下将通过超声波焊接的Fusion 5 膜夹在中央有IOmm 的孔的矩形片(I. 5〃X1")状封口膜(parafilm)与I平方英寸的吸收垫(707，区域(VWR international))之间，使得膜和吸收垫良好接触。然后将封口膜的悬垂片折在吸收垫的背面。将封口膜片上的孔的中心与超声波焊接的Fusion 5 膜对齐。
B.样本施加和预处理
在一百微升的血液中添加(spiked with) 1000-40，0008E5的细胞，该细胞中包含有与它们的基因组一体的单拷贝HIV-I。通过与12. 2 μ L的10%的Triton -X-100试剂混合以将血液裂解。将裂解的血液加在样本导入模块中的膜上。血液裂解液由于毛细作用而被吸入吸收垫内，而核酸(DNA)由于其大尺寸会被截获在膜的上面。之后通过加入ImL的 IOmM NaOH溶液到膜上，以将血红素和其他PCR抑制剂洗掉而将核酸(DNA)截留在样本导入模块的膜承载器上。然后准备将样本导入模块插入反应卡(测定卡)内。
C.反应卡的制造
由聚丙烯膜构成的反应卡安装于注射成型的基部。该基部由Profaxro-702聚丙烯制成，膜由聚丙烯层构成，该聚丙烯层具有ClearFoil (RPP37-1028C,辊印刷包装公司 (Roll Print Packaging Inc.),艾迪生(Addison),伊利诺伊州(IL))的涂层。将膜进行激光切割，然后用异丙醇擦拭清洗，并且通过激光焊接到注射成型的基部上。通过在乙醇中漂洗的方式来清洗注射成型的基部，并且用Clearweld 标记机将Clearweld LD-120C(镜泰公司(Gentex Corporation),泽兰(Zeeland),密歇根州(MI))红外线吸收染料施加至图6 和图7中用虚线示出的区域。将有涂层的基部放置在已经安装于Novolas激光焊接机(300W Line Beam Basic AT Item #B_AT LB300)的下台板上的含有槽的固定装置中。将由激光切成的膜重叠在模制成型的基部的上面，并且使用透明的聚碳酸酯夹具来保持膜与模制成型的基部接触。然后将45W激光束扫过固定装置，这使得膜和基部的界面处的Clcanvcldte 涂层塑料熔化，从而将膜接合至基部。激光焊接之后，在乙醇中洗涤反应卡以去除额外的 dcrirwcid.ii
D.试剂储存器的制造以及安装至反应卡
制备由两个单独的箔层复合片组成的试剂储存器，其中，一个箔片冷成型为泡罩 (26-1124，辊印刷包装公司，艾迪生，伊利诺伊州)，第二个箔层复合片(RPP 36-1088D,辊印刷包装公司，艾迪生，伊利诺伊州)形成盖膜。用于PCR反应的试剂储存在泡罩中，并且通过盖膜密封，创建出蒸汽、氧和紫外线(UV)密封。简而言之，在箔层(26-1124)条带(10" X 2") 中制造出直径为0. 58"深度为0. 2"的冷成型的凹坑，其中每个条带中具有大约五个凹坑。 在冷成型的泡罩中冲出两个孔。将矩形片状盖膜材料(大约2〃X2. 5〃)进行切割，并且冲出三个孔。然后利用对齐用的伸缩销将冷成型的泡罩放置在热密封的下台板上。
雅培(Abbott) HIV-I测定被用于检测HIV-IDNA0将大约468 μ L的PCR试剂(163. 8 μ I的雅培HIV-I寡核苷酸试剂，23. 4 μ I的25mM乙酸锰，18. 72 μ I的Tth DNA聚合酶(3U/y I)以及262 μ I的无核酸酶水H2O)移液到泡罩腔体内。为了测试含有5000和 1000HIV-1份的血样，PCR混合物还包含O. 2mg/mL的牛血清白蛋白(BSA)、150mM海藻糖和 O. 2%的Tween -20。为了在Quasar 670通道的内部对照测试，用HIV阴性血样制备样本导入模块。PCR包含HPR上游引物(IOOnM)、HPR下游引物(IOOnM)、HPR探针(IOOnM)、dNTPs (O. 325ηΜ)、1· 25XTR-PCR缓冲剂(罗氏应用科学部(Roche Applied Science))、Z05( 15U)、 氯化锰(I. 5mM)和HPR质粒(30，000份)。然后用穿孔的盖膜材料以共聚物侧朝下的方式覆盖腔体。接着将箔层叠体和盖膜在设计为室内(in-house)的脉冲热密封站(温度=220°C， 时间=1. 2s)中进行热密封。穿过两个箔层叠体地冲出对齐孔，用于在热密封和随后的安装到反应容器上的过程中使两个层叠体对齐。在盖膜上冲出第三个孔(液体通过端口)，以用作供从泡罩出来的液体通过。
利用双面粘结件(3M 300LSE，9471FL)将试剂储存器安装至反应卡。在安装了试剂储存器之后，将夹具热熔在测定卡上，以便用受控的施加力来引导储存器的剥离。泡罩的剥离可以被直接引导朝向进入端口和通道，这将致使反应室充满。在反应卡的注射成型的基部上已经设计出了使得在泡罩剥离期间，空气能够排出反应卡的排出通道和排出端口， 否则将会导致反应卡内的压力上升从而阻止了试剂进入。用切成矩形片状(3_X12mm)的 O. 45 μ m 的防液透气膜(p/n:PP0459025,斯特利技术公司(Sterlitech Corporation),肯特(Kent)，华盛顿州(WA))覆盖排出端口，以防止液体泄漏但能够允许空气排出。
E.样本的导入
将载有预处理过的血样(上述实施例I (B))的样本导入模块插入测定卡内，使卡准备好用于通过RT-PCR进行的样本分析。测定卡的样本导入模块进入端口上铺设有双面粘结件(3M 300LSE，9471FL)。在插入样本导入模块之前去掉粘结离型纸。插入的样本导入模块形成的粘结密封。
F.分析仪器和样本分析
制造设计成收纳测定卡且进行分析的仪器。图20A-图20B表示两个不同角度的分析仪440的说明性实施方式。在图20A中的角度可以看出，用于使测定卡444上的试剂储存器的储存室裂开的挤压器442插在分析仪中。下面将挤压器进一步描述成分析仪的子系统，并且也称作机电式流体传递系统(electrochemical fluid delivery system)。电池电源组提供了分析仪所具有的便携性。在448处能够显示用户界面。测定卡插入到测定卡进入槽的插入动作，将卡的反应室定位在两个热循环器350之间并且与荧光计352相邻。 图20A-图20B中描述的分析仪被开发用于在测定卡上进行聚合酶链反应，并且分析仪包括以下子系统机电式流体传递(EFD)、热循环和荧光检测。分析仪由硅动力公司((Silicon Engines),阿灵顿高地(Arlington Heights),伊利诺伊州(IL))研发的印刷电路板(PCB) 驱动。系统还加有IXD显示器，以显示PCR的阶段、块温度(block temperature)和环境温度。
分析仪包括机电式流体传递系统。该系统包括DC电机、凸轮、柱塞、两个光电传感器和基于力传感器的应变仪。图21中示出了分析仪的该子系统。在示出的子系统中，相关的组成部件表不为DC电机460、轴462、凸轮464、具有弹簧468的柱塞466、两个光电传感器470、光电盘472、壳体中的基于力传感器的应变仪474和夹紧杆476。在一个实施方式中，机电式流体传递系统具有传递最多至440±8 μ L直到充满反应室的能力。基于传感器的应变仪用于当试剂储存器上的储存室裂开时检测该破裂活动。来自力传感器的反馈用于确定泡罩包装/储存室是否具有正确的液体量，并且确定试剂储存器与测定卡之间的密封是否完好(未受损)。在检测到破裂活动之后，系统中可以实行临时暂停，以使得从泡罩包装 /储存室释放出的空气能够通过堵在测定卡上的排出端口的透气膜排出。可选择地，在从力传感器没有任何反馈的情况下，可以将柱塞向前移动固定距离。在一些实施方式中，分析仪由印刷电路板(PCB)驱动。在一些实施方式中，分析仪包括用户界面/IXD显示器，以示出 PCR的阶段或循环、块温度和环境温度。该LCD可以进一步用在用于显示结果、患者ID、测定类型和任何错误标志的场合。
分析仪还包括光学子系统。在一个实施方式中，光学系统是荧光计(罗麦克光纤仪器公司(RoMack Fiber Optics),威廉斯堡(Williamsburg),维吉尼亚州(VA)),该突光计构造成在铝外壳内具有光纤束、离散透镜、干涉滤波器、光电传感器、LED以及印刷电路板(PCB)。光纤束在一侧与测定卡的光学边缘接口，另一侧与离散透镜接口。从LED发出的激发光借助于穿过干涉滤波器的平凸透镜而被校直成光束，并接着聚焦到平凸透镜上。 光纤束的端部附接至平凸透镜。该透镜帮助使来自LED的光会聚成激发纤维(excitation fibers),并且使来自发射纤维(emission fibers)的发散光束会聚，以获得能够重新聚焦到光电传感器上的平行光束。
分析仪还包括热循环子系统。在一个实施方式中，构造成具有用于加热和冷却的热电模块(例如，Marlow XLT2424)的热循环器。为了选择适当的热电模块，在调查热电模块时，对关于温度循环的诸如△ T、最大操作温度以及稳健性等规格进行评价。测定卡的反应室与铝导板接口，该铝导板利用石墨胶带(p/n :6838A11，麦克马斯特-凯尔 (McMaster-Carr))接合至热电模块的冷表面。热电模块的热表面被接合至散热器(p/n 831153B01000)。两个离心鼓风机用于使冷却循环期间从散热器发出的热消散。利用0B-200 环氧树脂(欧米伽工程公司(Omega Engineering)将电阻温度检测器(RTD) (F3105,欧米伽工程公司)粘结至每个导板，以用于板温度的反馈控制。弹簧(zz2-l，世纪弹簧件公司 (Century Springs Corp.),洛杉肌(Los Angeles),加利福尼亚州(CA))用于夹紧在测定卡的反应室上。比例-积分-微分(PID)控制器被研发成将导板的温度控制在设定点的 ±0. 25°C内，尤其是在PCR的退火期间。
分析仪还包括图形用户界面(⑶I)，对于本研究中使用的图形用户界面由硅动力公司(阿灵顿高地，伊利诺伊州)构建。在分析仪设置之前，将机电式流体传递子系统调节成，当柱塞在完全伸出位置时柱塞面与测定卡的背面之间的间隙为1.05_。使挤压器耳片中的伸出耳片被触发，以激励用于将PCR试剂混合物传递到反应室内的柱塞。在完成伸出之后，使柱塞缩回并取下测定卡。接着用聚酰亚胺带覆盖透气膜，随后用铝箔带(3M 1450) 覆盖。将测定卡插回分析仪，使柱塞伸出并且启动PCR循环协议(protocol)。在图形用户界面的“检测”标签中，将两个通道上的增益(gain)均设定为I。在每个循环中，以60S/s 的频率收集256个样本并且用固件(firmware)计算样本的平均值。
温度、荧光和挤压(机电式流体传递)日志文件从分析仪上的数据存储卡获得，并且用MATLAB和Microsoft Excel进行分析。用三点平均法(Sn (F1^FjFlri) /3，其中η为循环数)对每次循环的平均荧光数据(Ν=256)进行平滑处理(smoothed)。首个10次循环中获得的荧光数据用于利用线性回归创建基线。背景线的方程接着用于计算背景减除数据。 首个10次循环的背景减除数据用于计算Ct用的阈值的确定。在从首个10次循环开始超过平均数据的五个标准偏差(SD)处设置阈值。
图22示出了在挤压处理以使试剂储存器的泡罩包装/储存室裂开的过程中，通过力传感器得到的典型的力曲线。在阶段I的开始期间，柱塞先抵到试剂储存器并且开始挤压。随着试剂储存器被挤压，储存器内的液体和空气被压缩，并且增大由柱塞抵着的力，直到到达试剂储存器箔上的密封可剥离/可破裂的点(阶段2)。在阶段2期间，力出现下降， 这是因为空气和试剂进入到测定卡内并且将其充满。在反应室充满试剂之后，试剂接着流入到卡中的排出通道内，流向排出端口，在该点处试剂与防液透气膜接触。在该点处，用于抵抗进一步试剂泵吸的阻力增加，如阶段3中所示。在阶段3期间被泵吸的任何更多的试剂都能够使得测定卡的膜一侧鼓起，这能够用于提高热循环期间热传递用的有效面积，从而有助于降低运行时间。也可以通过使柱塞伸出至固定点来执行试剂传递，这使得所投放的试剂的量是一致的。不过，来自力传感器的数据也可以用于获得批次之间(run-to-run) 的恒定的膜屈曲量，由于热曲线将是一致的，所以该恒定的膜屈曲量能够确保类似批次之间的测定性能。
利用MATLAB对导板的温度进行分析。观察到，在左侧板上的95°C和93°C设定点处观察到3°C的初始峰值-峰值的温度振荡，该左侧板与测定卡上的反应室的膜所在侧的侧壁接口。图23中示出了该情况，该图是与设定点相比，分析仪的左套筒和右套筒的以。C为单位的温度数据的图表。这种振荡在与测定卡的反应室的模制刚性侧壁接口的右套筒上较小(± 1°C )，但是两个点处的温度都在30s内稳定下来。在56°C设定点处观察到了类似的振荡。在温度稳定下来之后，在两个板上，这种振荡在56°C和95°C设定点处维持在±0. 2°C， 并且在93°C设定点处维持在±0. 5°C内。能够发现板的加热率为9. 6V /s，并且冷却率经测量为3°C /s。多数市售热循环器的加热和冷却分别为2. 5-50C /s和I. 5-20C /s。板的加热率的增加有助于，即使本测定卡中的试剂和样本的量比多数PCR测定中的试剂和样本的量大，也能够将测定运行时间保持为与市售循环器的测定时间类似。测定卡的反应室的大的面积体积比进一步有利于增加热传递。
用三点平均法(Sn = (Fn-JFJFlri) /3，其中η为循环数)对每次循环的平均荧光数据(Ν=256)进行平滑处理。首个10次循环中获得的荧光数据用于通过线性回归确定背景。 背景线的方程接着用于计算背景减除数据Bn=Sn- (m*n+c)，其中η为循环数，m为线性回归拟合的斜率，c为截距。在图24A-图24B中，分别为FAM和Quasar 670绘制出了背景减除数据。
图24A示出了在分析仪上用包含有1000-40，000HIV-1份的血样所得到的扩增曲线。未检测到具有1000HIV-1份的样本。NEG与阴性对照对应。观察到，Ct值 12被记录用于40，000的HIV份数。
图24B示出了背景减除之后在Quasar 670通道中的荧光数据。具有30，000份的样本被检测到超过背景，而未检测到阴性对照(NEG)。Quasar 670通道用于检测PCR试剂混合物中存在的内部对照质粒DNA的固定量。对照报告出可能导致试验失败的任何PCR抑制。对于用于具有不同HIV-I份数的多个血样的阈值确定，将展现最高背景的样本用于阈值估算。简要地讲，对于所有样本，确定出来自首个10次循环的荧光数据的平均值和标准偏差，并且阈值确定如下阈值=平均背景+5*SD。接着最大阈值用作用于Ct确定的整体阈值。对于40，000,20, 000和5000份所分别确定的Ct值分别为14、17和19。作为阴性对照，未检测具有1000份的样本。
以上研究表明，测定卡能够提供关于是否存在如示例性的HIV-I的分析物的即时护理反馈，其中，在反应室中进行RT-PCT。使用测定卡的方法非常简单，以能够足以作为农村诊所执行临床测试的工作流程的一部分来实现。分析仪器较小的封装和便携性，使得试验能够在工作台空间非常小的农村诊所实现。此外，仪器可以用车载电池充电使得测试能够在移动测试单元中运行。通过机载PCR试剂混合物储存，将PCR反应组件步骤完全淘汰， 极大地简化了工作流程。
本文描述的实施方式的说明意图提供多个实施方式的结构的一般理解，它们并不意图用于完整地描述可能利用本文所描述的结构的装置和系统的所有元件和特征。附图也仅是代表性的并且可能没有按比例绘制。其某些部分可能被放大，而其他部分可能被缩小。 因此，规格以及绘制仅与说明性相关，而没有限制性的含义。
虽然以上已经讨论了示例性的方面和实施方式的数量，但是本领域技术人员应该认识到其某些变型、置换、添加以及子组合。因此意图在于，下面随附的权利要求书以及随之引出的权利将被解释为，包括在其真实精神和范围内的所有此类变型、置换、添加以及子组合。
权利要求
1.一种测定装置，该测定装置包括平面的反应卡,该反应卡包括用于将样本收纳到反应室内的样本端口 ；试剂进入端口，该试剂进入端口位于所述卡上并且用于收纳试剂，所述试剂进入端口与所述反应室流体连通，至少一个试剂储存器，该至少一个试剂储存器与所述试剂进入端口流体连通，并且安装于所述卡；和光学窗口，该光学窗口被定位在所述卡上，并且用于监测所述反应室内的反应。
2.根据权利要求I所述的装置，其中，所述反应室直接邻接所述样本端口，使得在经由所述样本端口导入样本时，该样本位于所述反应室内。
3.根据权利要求I或2所述的装置，其中，所述至少一个试剂储存器包括储存室和长形卡圈，所述储存室具有液体形式的试剂，所述长形卡圈包围所述储存室，所述长形卡圈构造成接合所述反应卡，以将所述试剂储存器安装至所述反应卡。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述装置还包括连接件，该连接件用于将所述试剂储存器固定至所述反应卡的表面上，所述连接件具有至少一个开口，当所述连接件固定至所述反应卡时，所述至少一个开口与所述试剂进入端口对齐。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述装置还包括夹具，该夹具包围所述试剂储存器，所述夹具具有护领，该护领的高度大于所述储存室的高度。
6.根据权利要求I或2所述的装置，其中，所述至少一个试剂储存器包括干燥形式的试剂，该干燥形式的试剂存放在所述反应室内或存放在试剂进入通道内，该试剂进入通道连接所述试剂进入通道和所述反应室。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述装置还包括第二试剂储存器，该第二试剂储存器通过连接件安装至所述反应卡的外表面，所述第二试剂储存器具有开口，该开口与所述反应卡上的所述试剂进入端口对齐。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述装置还包括构造成与所述样本端口接合的样本导入模块，所述样本导入模块包括承载器和密封件，样本能够被捕获在所述承载器上，所述密封件用于接合所述样本导入模块和所述样本端口。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述装置还包括排出端口，该排出端口与所述反应室流体连通。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述装置还包括防液透气膜，该防液透气膜被定位在所述排出端口上。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述膜是将试剂储存器固定至所述反应卡的连接件的一部分。
12.根据权利要求3所述的装置，其中，所述试剂储存器包括易破的储存室，该储存室能够在力的施加下裂开。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述反应卡具有选定的厚度，以限定具有所述选定厚度的边缘，并且所述光学窗口在邻接所述反应室的区域内布置在所述边缘上。
14.一种测定卡，该测定卡包括样本导入模块，该样本导入模块与所述测试卡上的开口可移动地接合，当所述样本导入模块接合在所述开口内时，所述样本导入模块与所述开口形成液密密封；所述样本导入模块能够在所述测定卡中从第一位置移动到至少一个随后位置；以及一个或多个试剂储存器，该一个或多个试剂储存器被定位在所述测定卡上，并且用于在当所述样本导入模块处于所述第一位置时或所述至少一个随后位置时释放成分。
15.根据权利要求14所述的测定卡，其中，当所述样本导入模块处于所述第一位置时， 样本被分配到所述样本导入模块，该样本通过所述测定卡中的样本端口分配，当所述样本导入模块处于所述第一位置时，所述样本端口与所述样本导入模块流体连通。
16.根据权利要求14所述的测定卡，其中，所述至少一个随后位置是第二位置或第三位置，并且所述第二位置和所述第三位置中的一个与反应室对应。
17.根据权利要求16所述的测定卡，其中，所述反应室包括干燥形式的试剂。
18.根据权利要求16所述的测定卡，其中，试剂储存器定位在所述测定卡上，以使得来自该试剂储存器的液体试剂通过所述测定卡上的试剂进入端口分配，所述试剂进入端口与所述反应室流体连通。
19.根据权利要求14至18中的任一项所述的测定卡，其中，所述至少一个随后位置包括第二位置和第三位置，并且与所述第二位置相关联有试剂储存器，以使得当所述样本导入模块被定位在所述第二位置时，将液体试剂分配到所述样本导入模块上，并且与所述第三位置相关联有试剂储存器，以使得当所述样本导入模块被定位在所述第三位置时，将液体试剂分配到所述样本导入模块上。
20.一种套件，该套件包括(a)平面的反应卡,该反应卡包括样本端口，该样本端口用于将样本收纳到反应室内；试剂进入端口，该试剂进入端口位于所述卡上并且用于收纳试剂，所述试剂进入端口与所述反应室流体连通；光学窗口，该光学窗口被定位在所述卡上，并且用于监测所述反应室内所述样本与所述试剂之间的反应；(b)—个或多个试剂储存器，该一个或多个试剂储存器构造成附接于所述反应卡，并且用于将所述一个或多个试剂储存器中的每个上的储存室内所包含的的液体成分释放到所述反应卡上的所述试剂进入端口内；(C)样本导入模块，该样本导入模块构造成用于插入到所述反应卡上的所述样本端口内。
21.根据权利要求20所述的套件，其中，所述一个或多个试剂储存器包括第一试剂储存器和第二试剂储存器，所述第一试剂储存器具有缓冲剂，所述第二试剂储存器具有聚合酶链反应用试剂。
22.根据权利要求20或21所述的套件，其中，所述套件还包括连接件，该连接件用于将所述一个或多个试剂储存器中的试剂储存器固定至所述反应卡。
23.根据权利要求20至22中的任一项所述的套件，其中，所述样本导入模块包括具有裂解剂的承载器元件。
24.—种系统,该系统包括Ca)根据权利要求I至19中的任一项所述的测定卡；和(b)分析仪，该分析仪适于收纳所述测定卡，所述分析仪包括热循环器；机电组成部件，该机电组成部件向所述至少一个试剂储存器施加力以实现所述液体试剂的释放；和光学系统。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述光学系统包括光源和检测器，所述光源用于向所述反应室发送具有激发波长的光，所述检测器用于检测来自所述反应室的具有发射波长的光。
26.根据权利要求24或25所述的系统，其中，所述机电组成部件包括力传感器。
27.根据权利要求24至26中的任一项所述的系统，其中，所述热循环器通过导热中间元件与所述测定卡的所述反应室接触。
28.一种用于检测样本中的分析物的方法，所述方法包括提供根据权利要求I至19中的任一项所述的测定卡或根据权利要求20至23中的任一项所述的套件；将样本置于所述测定卡上；进行在所述反应室中的所述样本与所述试剂之间的反应；并且通过所述光学窗口光学地监测所述反应，以检测所述样本中是否存在分析物。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述样本是生物样本。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述样本是血液。
31.根据权利要求28所述的方法，其中，所述分析物是核酸。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述核酸是病毒核酸。
全文摘要
本公开涉及用于检测分析物的装置和系统以及其使用方法。特别地，本公开提供了一次性测定卡，其中反应试剂储存在所述卡内以便于即时护理应用。
文档编号G01N33/48GK102939543SQ201180018519
公开日2013年2月20日 申请日期2011年2月14日 优先权日2010年2月12日
发明者A·K·阿加瓦尔, S·R·詹阿姆, K·索尔, D·M·科尔索 申请人:西北大学