使用毛細管基分析設備的基于距離的定量分析制造技術

描述了使用毛細管基分析設備進行定量分析測量的裝置。多孔纖維素(即，常見的濾紙)可用作用于分析的試劑載體。可將疏水材料印制在紙上以產生通過毛細管作用限制液體流動至限定區域的通路。沿著設備中產生的毛細管流動通路存放有用于與特定分析物有效反應的至少一種比色試劑。當將含有分析物的液體放置在通路一端時，液體通過毛細管作用沿著回路流動，并且流動的分析物與試劑反應，從而沿著流動通路產生顏色直至消耗掉所有分析物。通過采用直接閱讀測量刻度來測量沿著流動通路的有色部分的長度以實現分析物量化。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利說明】使用毛細管基分析設備的基于距離的定量分析相關案件本專利申請要求Charles S.Henry等人于2012年10月08日提交的題為“Distance-Based Detect1n For Capillarity-Based Analytical Devices” 的臨時專利申請序列號61/711,064的權益，在此通過引用將其公開內容及其教導并入本文。聯邦權利聲明本專利技術是在疾病控制中心授予的基金號R210H010050和T420H009229資助下由政府支持完成的。政府在本專利技術中享有某些權益。
本專利技術的實施方案總的涉及紙基分析設備，更具體地，涉及使用毛細管基分析設備、采用直接閱讀測量刻度進行定量分析。
技術介紹
測量科學領域的許多技術進展集中于增加樣品通量、樣品檢測限和樣品分析速度。然而，此類技術進展通常限于訓練有素的科學家和技術人員在實驗室使用。因此，越來越需要用為按需(at the point-of-need)使用而設計的低成本方法來擴充強大的現代分析工具。按需測量技術通常簡單而廉價，犧牲檢測限度和靈敏度、特異性和速度的操作范圍。按需技術能夠以最低的成本和最少的用戶培訓實現在所需地點進行快速測量。實例包括諸如石蕊試紙或家用早孕測試(這兩種已經普及至日常社會應用)等技術。每種這些按需設備的共同點是依賴于基于簡單的毛細管流動進行分析。紙基分析設備(PAD)代表新一代毛細管基分析設備，其對于按需應用具有巨大潛力。2007年，作為一種多路復用測定工具引入了 PAD，其使用多孔纖維素(例如，常用的濾紙)來存儲試劑并加入水以通過毛細管作用產生流動。印制在紙上的疏水性材料限定回路，該回路限制流向限定區域。為了進行化學分析，向紙內的特定區域加入比色試劑，通過色調和/或強度的變化來進行分析物檢測和量化。雖然簡單，但是這種檢測方法具有局限性，包括用戶在辨別色調和強度變化時存在差異。因此，即使利用PAD，精密、準確的量化仍可能需要使用外圍技術，如數字掃描器、攝像機或其他光學技術。
技術實現思路
本專利技術的實施方案通過提供采用無需區分色調和強度的毛細管基分析設備(device)進行分析物量化的裝置(apparatus)，克服了現有技術的缺陷和限制。本專利技術實施方案的另一個目的是提供用于分析物量化的裝置，其采用毛細管基分析設備，使用直接的距離測量，無需區分色調和強度。為了獲得上述目的和其他目的并根據如本文體現和大致描述的本專利技術的目的，對溶解在液體中的分析物進行紙基定量分析的裝置包括:通過毛細作用有效帶走液體的細長基底；用于將液體限制到具有沿著所述基底的第一端的限定的細長通路的構件(means)，從而形成毛細管流動通路，在該通路內存放有與特定分析物有效反應的至少一種比色試劑；用于將所述液體的選定部分在第一端區域中的位置引入細長通路的毛細管流動通路的構件；從而當所述液體通過毛細管作用沿著細長通路的毛細管流動通路從第一端移出時，流動的分析物與所述至少一種試劑反應，使得沿著流動通路至距其引入位置的一段距離顯色，在該距離處所有分析物發生反應；以及用于測量細長通路的第一端區域與所有分析物發生反應的位置之間的距離的構件。在本專利技術的另一方面，以及根據其目的和用途，對溶解在液體中的分析物進行毛細管基定量分析的裝置包括:通過毛細作用有效帶走液體的細長基底；應用于所述基底的液體排斥材料，以便限定細長通路，從而將液體限制到具有沿著所述基底的第一端的限定的細長通路，從而形成毛細管流動通路，在該通路內存放有與所述分析物有效反應的至少一種比色試劑；用于將所述液體的選定部分在第一端區域中的位置引入細長通路的毛細管流動通路的注射器；從而所述液體通過毛細管作用沿著細長通路的毛細管流動通路從第一端移出，隨著流動分析物與所述至少一種試劑反應，沿著流動通路至距離其引入位置的一段距離顯色，在該距離處所有分析物發生反應；以及印制在基底上用于測量細長通路的第一端區域與所有分析物發生反應的位置之間的距離的測量刻度。在本專利技術的另一方面，以及根據其目的和用途，對溶解在液體中的分析物進行毛細管基定量分析的裝置包括:通過毛細作用有效帶走液體的具有頂表面和底表面的細長基底；應用于所述基底的液體排斥材料，以便限定細長通路，從而將液體限制到具有沿著所述基底的第一端的限定的細長通路，從而形成毛細管流動通路，在該通路內存放有與所述分析物有效反應的至少一種比色試劑；用于將所述液體的選定部分在第一端區域中的位置引入細長通路的毛細管流動通路的注射器；從而所述液體通過毛細管作用沿著細長通路的毛細管流動通路從第一端移出，隨著流動分析物與所述至少一種試劑反應，沿著流動通路至距離其引入位置的一段距離顯色，在該距離處所有分析物發生反應；與基底的頂表面接觸的第一透明液體不透層和與基底底表面接觸的第二液體不透層，所述第一層和第二層在所述基底周圍形成密閉，并且其中所述第一層具有在細長通路的第一端區域內開向基底的孔；以及印制在第一液體不透層用于測量細長通路的第一端區域與所有分析物發生反應的位置之間的距離的直接閱讀測量刻度。本專利技術的益處和優勢包括但不限于，使用沿著直接閱讀距離刻度而無需區分色調和強度的直接測量，對溶解在液體中的分析物進行毛細管基定量分析的裝置。【附圖說明】并入說明書并形成說明書的一部分的附圖圖示了本專利技術裝置的實施方案，并且與說明書一起用于解釋本專利技術的原理。在附圖中:圖1A為毛細管基分析設備的細長基底的一個實施方案的俯視圖的示意圖，圖示了借此形成的其上存放有與特定分析物有效反應的比色試劑的液體限制通路，以及在其一端形成的液體井；圖1B為組合設備的俯視圖的示意圖，顯示了刻印至組合設備表面或基底上的刻度，以及液體不透性頂表面中允許液體進入基底的液體井的孔；圖1C為組合裝置的側視圖的不意圖，圖不了在其兩側具有液體不透性涂層的圖1A中所不的基底；圖1D為圖IB中所示的組合設備的透視圖，顯示了其孔的展開圖。圖2A為毛細管基分析設備的細長基底的另一實施方案的俯視圖的示意圖，圖示了由基底自身形成的其中存放有與特定分析物有效反應的比色試劑的液體限制通路，以及在其一端形成的液體井；圖2B為組合設備的俯視圖的示意圖，顯示了刻印至組合設備表面或基底上的刻度，以及液體不透性頂表面中允許液體進入基底的液體井的孔；圖2C為組合裝置的側視圖的示意圖，圖示說明了封閉在其兩側的液體不透性涂層中的圖2A中所示的基底；圖2D為圖2B中所示的組合設備的透視圖，顯示了其孔的展開圖。圖3A為毛細管基分析設備的細長基底的一個實施方案的俯視圖的示意圖，圖示了在其上形成的與圖1A中所示的相似的液體限制通路，不同的是液體限制通路不是直線的，而是提供了在反應動力學較慢的情況下沿著基底當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
對溶解在液體中的分析物進行毛細管基定量分析的裝置，包括：通過毛細作用有效帶走所述液體的細長基底；將所述液體限制到具有沿著所述基底的第一端的限定的細長通路的構件，從而形成毛細管流動通路，在所述通路內存放有用于與所述分析物有效反應的至少一種比色試劑；用于將所述液體的選定部分在其第一端區域中的位置引入細長通路的毛細管流動通路的構件；從而所述液體通過毛細管作用沿著所述細長通路的毛細管流動通路從所述第一端移出，隨著流動的分析物與所述至少一種試劑反應，沿著流動通路至距離其引入位置的一段距離顯色，在該距離處所有分析物發生反應；以及用于測量所述細長通路的第一端區域與所有所述分析物發生反應的位置之間的距離的構件。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴維·M·凱特，約瑟芬·C·坎寧安，查爾斯·S·亨利，約翰·沃爾克茨，
申請(專利權)人：科羅拉多州立大學研究基金會，
類型：發明
國別省市：美國;US