結(jié)合有微流體系統(tǒng)的測量裝置制造方法及圖紙

本申請(qǐng)公開了一種結(jié)合有模塊化微流體系統(tǒng)的測量裝置，所述模塊化微流體系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)模塊，所述標(biāo)準(zhǔn)模塊可以通過標(biāo)準(zhǔn)化連接器以一系列構(gòu)造聯(lián)網(wǎng)在一起。該測量裝置包括可連接到外部壓力源的主微流體模塊，該主微流體模塊具有用于接收試劑盒的插座，并且可用于驅(qū)動(dòng)試劑從試劑盒流向分析芯片。主微流體模塊還具有專用的壓力輸出和試劑輸入連接器，這些連接器可以連接到副微流體模塊，使得主微流體模塊可以將試劑從副微流體模塊驅(qū)動(dòng)到支撐在主微流體模塊上的分析芯片。本申請(qǐng)還描述了一系列與測量裝置一起使用的專用試劑盒類型。量裝置一起使用的專用試劑盒類型。量裝置一起使用的專用試劑盒類型。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】結(jié)合有微流體系統(tǒng)的測量裝置


[0001]本專利技術(shù)涉及結(jié)合有(incorporating)微流體系統(tǒng)的測量裝置，以及微流體系統(tǒng)和部件本身。特別地，本專利技術(shù)涉及由結(jié)合有試劑盒(reagent cartridge)的微流體系統(tǒng)供給的顯微鏡設(shè)備，以及試劑盒本身。

技術(shù)介紹

[0002]結(jié)合有微流體系統(tǒng)的測量裝置提供了對(duì)微小體積的樣本進(jìn)行靈敏分析的可能性。這在生物樣本分析中尤其有利，因?yàn)檩^小的體積可以允許從患者身上采集更少的侵入性樣本，并減少昂貴試劑的使用。
[0003]使用這種技術(shù)的一個(gè)例子是因美納(Illumina)的NextSeq測序機(jī)。該機(jī)器內(nèi)置微流體和成像系統(tǒng)，可接受使用者插入機(jī)器中的易耗品試劑盒和測序芯片(如EP 3030645所示)，以執(zhí)行多項(xiàng)預(yù)設(shè)協(xié)議(protocol)。該系統(tǒng)面向生物學(xué)家，因此重點(diǎn)在于使組件簡單易用，不需要微流體知識(shí)即可使用機(jī)器。然而，由此產(chǎn)生的設(shè)計(jì)必然會(huì)限制裝置的適應(yīng)性，使其不適用于除了專門設(shè)計(jì)的協(xié)議之外的其他協(xié)議。
[0004]盧納福雷(Lunaphore)銷售的系統(tǒng)是另一種商用系統(tǒng)，其結(jié)合有微流體試劑模塊，可適用于一系列染色方案。然而，該系統(tǒng)用于試劑瓶的獨(dú)立安裝件數(shù)量有限，因此裝載耗時(shí)，且如果需要額外的試劑瓶，靈活性相對(duì)較差。
[0005]在WO 2019/063375中發(fā)現(xiàn)了一種來自Lunaphore的替代方法，該方法描述了一種據(jù)說適用于涉及試劑順序輸送的范圍廣泛的染色方案的微流體盒系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有多個(gè)試劑井，每個(gè)試劑井具有關(guān)聯(lián)的微流體通道和流量閥，所有試劑井都通向共用的出口通道，共用的出口通道通向測量室。每個(gè)閥都有相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器，通過控制閥打開和關(guān)閉的順序，允許順序輸送試劑。然而，該系統(tǒng)有許多潛在的缺點(diǎn)。
[0006]首先，由于需要提供單獨(dú)的致動(dòng)器以在相對(duì)受限的空間中操作每個(gè)微流體閥，因此系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。
[0007]其次，該裝置被設(shè)計(jì)用于按順序輸送試劑，但不太適合需要在微流體通道內(nèi)混合試劑的方案。特別地，在WO 2019/063375中描述的實(shí)施方式中，唯一可能用于組分混合的空間是共用的出口通道。但是，試劑孔按設(shè)定的順序進(jìn)入共用的出口通道，這意味著孔中的試劑只能按設(shè)定的順序混合。例如，可以先將A孔中的試劑添加到共用的出口通道中，然后與B孔“下游”中隨后釋放的試劑混合，但不能執(zhí)行將A添加到B孔中的相反過程。此外，該設(shè)計(jì)必然意味著附加組分一次只能添加一個(gè)，不能同時(shí)添加多個(gè)組分。
[0008]商用系統(tǒng)的另一個(gè)例子是恩普樂斯生命技術(shù)(Enplas Life Tech)提供的旋轉(zhuǎn)隔膜閥和泵(RMVP)。EP 3499099中描述的系統(tǒng)結(jié)合有帶有一系列流路的基底，該流路結(jié)合有可通過旋轉(zhuǎn)銷驅(qū)動(dòng)的隔膜閥。
[0009]鑒于現(xiàn)有測量裝置的微流體部件的局限性，另一種方法是從頭構(gòu)建微流體系統(tǒng)。許多公司(如Fluigent、Dolomite Microfluidics和Elveflow)提供通用微流體組件，如閥、歧管、泵和管，以方便此類設(shè)置的構(gòu)建。然而，如果使用者想要支持另一個(gè)應(yīng)用程序，必須按
照新應(yīng)用程序的規(guī)格分解和重建系統(tǒng)。通常，此類解決方案缺少芯片和盒的對(duì)接。必須將芯片手動(dòng)連接到?jīng)]有預(yù)端接(pre
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terminated)連接器的管，并且必須從試劑管引入試劑，試劑管必須手動(dòng)連接到?jīng)]有預(yù)端接連接器的管。此外，當(dāng)構(gòu)成為與置于顯微鏡系統(tǒng)中的流體芯片一起使用時(shí)，這些定制解決方案通常不是最佳的，因?yàn)閷⑿酒c測量裝置外部上的定制部件連接起來需要很長的管，以及由此產(chǎn)生的系統(tǒng)的大的內(nèi)部容積。更普遍的是，微流體系統(tǒng)的組件相對(duì)較大，這意味著系統(tǒng)作為一個(gè)整體可能最終會(huì)變得龐大和笨重。
[0010]因此，仍然需要改進(jìn)的、相對(duì)緊湊的測量裝置，其受益于微流體試劑供應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，使用簡單，并且在可適應(yīng)的技術(shù)和方案的類型方面給予更大的靈活性。同樣，也需要改進(jìn)、適應(yīng)性更強(qiáng)的試劑供應(yīng)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0011]鑒于前述內(nèi)容，專利技術(shù)人已經(jīng)開發(fā)了一種模塊化微流體系統(tǒng)，其包括標(biāo)準(zhǔn)模塊，這些標(biāo)準(zhǔn)模塊可以經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)化的連接器以一系列(一定范圍的)構(gòu)造聯(lián)網(wǎng)在一起。該系統(tǒng)的模塊化性質(zhì)很容易便于使該系統(tǒng)結(jié)合有在緊湊的測量裝置中，特別是允許將“主”模塊緊湊地構(gòu)建到測量裝置中，該測量裝置可以與單獨(dú)的“副”模塊聯(lián)網(wǎng)以擴(kuò)展該系統(tǒng)的功能。
[0012]因此，在第一方面，本專利技術(shù)提供了一種測量裝置，包括：
[0013](i)分析芯片安裝件，用于接收分析芯片；
[0014](ii)測量設(shè)備，用于分析安裝在分析芯片安裝件上的分析芯片；以及
[0015](iii)主微流體模塊，用于向安裝在分析芯片安裝件上的分析芯片供應(yīng)試劑，主微流體模塊包括：
[0016]盒插座，具有多個(gè)盒插座進(jìn)口端口和盒插座出口端口，用于接收試劑盒；
[0017]壓力歧管，包括可連接到外部壓力源的多個(gè)壓力供給線，每個(gè)壓力供給線具有相關(guān)聯(lián)的多通閥組件，用于選擇性地將壓力供給線連接到外部壓力輸出線或盒插座壓力線(連接到盒插座進(jìn)口端口)；以及芯片輸入歧管，包括用于當(dāng)使用時(shí)向分析芯片提供試劑的多個(gè)芯片輸入線(例如，可連接到接收在分析芯片基座上的分析芯片)；每一個(gè)都具有相關(guān)聯(lián)的多通閥組件，用于選擇性地將芯片輸入線連接到盒插座試劑線(連接到盒插座出口端口)或外部試劑輸入線；
[0018]其中多個(gè)外部壓力輸出線終止于共用的壓力輸出連接器，并且多個(gè)外部試劑輸入線起源于(originate from)共用的外部試劑輸入連接器。
[0019]為避免疑義，術(shù)語“試劑”泛指任何可流動(dòng)的物質(zhì)(如液體、氣泡、粉末等)用于輸送到分析芯片。該試劑可用于任何目的。例如，試劑本身可以是分析芯片上的分析對(duì)象，可以與另一種組分混合以稀釋該組分或與該組分反應(yīng)，可以用于清潔或沖洗分析芯片，或者可以用于在分析芯片之上或之內(nèi)建立流動(dòng)(以移動(dòng)樣本的組分或?qū)崿F(xiàn)流體動(dòng)力聚焦)。因此，該術(shù)語可以與樣本、反應(yīng)物、分析物、稀釋劑、清洗液、沖洗液等的同義詞。
[0020]如上所述的部件允許測量裝置使用附接到主微流體模塊的試劑盒來執(zhí)行協(xié)議，這在早期工作中已為人所知。然而，至關(guān)重要的是，在主微流體模塊上提供共用的壓力輸出連接器和共用的外部試劑輸入連接器還允許副微流體模塊通過副微流體模塊上的相應(yīng)連接器/固定件與主微流體模塊對(duì)接。特別地，可以使用連接器將副微流體模塊容易地“成環(huán)”或插塞到主微流體模塊，其中試劑經(jīng)由外部試劑輸入連接器從副模塊輸送到測量裝置上的分
析芯片，可選地通過由主微流體模塊通過壓力輸出連接器供應(yīng)的壓力實(shí)現(xiàn)那些試劑的輸送。這極大地?cái)U(kuò)展了測量裝置可以執(zhí)行的協(xié)議范圍。共用的連接器的提供意味著副微流體模塊可以容易地連接和斷開，而不必附接和重新附接多個(gè)單獨(dú)的線和部件，也不需要提供單獨(dú)的壓力源來為附加模塊供電。該系統(tǒng)有利于“即插即用”型系統(tǒng)，其中副微流體模塊可以以最小的構(gòu)造容易地安裝和使用。
[0021]這與本領(lǐng)域已知的其他測量裝置形成對(duì)比。例如，Illumina的NextSeq機(jī)器的微流體模塊不具有用于與單獨(dú)的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種測量裝置，包括：(i)分析芯片安裝件，用于接收分析芯片；(ii)測量設(shè)備，用于分析安裝在所述分析芯片安裝件上的分析芯片；以及(iii)主微流體模塊，用于向安裝在所述分析芯片安裝件上的分析芯片供應(yīng)試劑，所述主微流體模塊包括：盒插座，具有多個(gè)盒插座進(jìn)口端口和盒插座出口端口，用于接收試劑盒；壓力歧管，包括能夠連接到外部壓力源的多個(gè)壓力供給線，每個(gè)壓力供給線具有相關(guān)聯(lián)的多通閥組件，用于選擇性地將所述壓力供給線連接到外部壓力輸出線或盒插座壓力線；以及芯片輸入歧管，包括用于當(dāng)使用時(shí)向所述分析芯片提供試劑的多個(gè)芯片輸入線；每個(gè)芯片輸入線具有相關(guān)聯(lián)的多通閥組件，用于選擇性地將所述芯片輸入線連接到盒插座試劑線或外部試劑輸入線；其中所述多個(gè)外部壓力輸出線終止于共用的壓力輸出連接器，并且所述多個(gè)外部試劑輸入線起源于共用的外部試劑輸入連接器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置，結(jié)合有經(jīng)由所述共用的壓力輸出連接器和所述共用的外部試劑輸入連接器與所述主微流體模塊連接的副微流體模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量裝置，其中，所述副微流體模塊包括：盒插座，具有多個(gè)盒插座進(jìn)口端口和盒插座出口端口，用于接收試劑盒；壓力歧管，用于將壓力供應(yīng)到所述盒插座，所述壓力歧管包括起源于共用的壓力輸入連接器的多個(gè)壓力供給線，每個(gè)壓力供給線與盒插座進(jìn)口端口流體連接；以及試劑歧管，包括終止于共用的試劑輸出連接器的多個(gè)試劑輸出線，每個(gè)試劑輸出線與盒插座出口端口流體連接；其中所述壓力輸入連接器與所述主微流體模塊的外部壓力輸出連接器流體連接，并且所述試劑輸出連接器與所述主微流體模塊的所述外部試劑輸入連接器流體連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量裝置，其中，所述副微流體模塊包括：盒插座，具有多個(gè)盒插座進(jìn)口端口和盒插座出口端口，用于接收試劑盒；壓力歧管，包括多個(gè)壓力供給線，每個(gè)壓力供給線具有相關(guān)聯(lián)的多通閥組件，用于選擇性地將壓力供給線連接到外部壓力輸出線或盒插座壓力線；以及試劑歧管，包括多個(gè)試劑輸出線，所述試劑輸出線具有相關(guān)聯(lián)的多通閥組件，所述多通閥組件用于選擇性地在上游連接到盒插座試劑線或外部試劑輸入線；其中所述多個(gè)壓力供給線起源于共用的外部壓力輸入連接器；所述多個(gè)外部壓力輸出線終止于共用的外部壓力輸出連接器；所述多個(gè)外部試劑輸入線起源于共用的外部試劑輸入連接器；所述多個(gè)試劑輸出線終止于共用的試劑輸出連接器；所述外部壓力輸入連接器與所述主微流體模塊的所述外部壓力輸出連接器流體連接，并且所述外部試劑輸出連接器與所述主微流體模塊的所述外部試劑輸入連接器流體連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量裝置，其中，所述試劑歧管包括流體芯片插座，所述流體
芯片插座具有多個(gè)流體芯片插座進(jìn)口端口和流體芯片插座出口端口，每個(gè)流體芯片插座進(jìn)口端口連接到所述相關(guān)聯(lián)的多通閥組件，用于選擇性地將芯片輸入線連接到盒插座試劑線或外部試劑輸入線，并且每個(gè)出口端口與所述試劑輸出流體連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量裝置，還包括插入到所述流體芯片插座中的流體芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的測量裝置，包括以菊花鏈構(gòu)造附接到所述主微流體模塊的至少兩個(gè)所述副微流體模塊，使得所述副微流體模塊l+1的外部壓力輸入連接器與所述副微流體模塊l的外部壓力輸出連接器連接；副模塊l+1的外部試劑輸出連接器連接到所述副微流體模塊l的外部試劑輸入連接器，其中l(wèi)大于或等于1。8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的測量裝置，其中，所述主微流體模塊的所述連接器通過鏈接器與所述至少一個(gè)副微流體模塊的所述連接器連接。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測量裝置，其中，與每個(gè)芯片輸入線相關(guān)聯(lián)的所述多通閥組件包括兩個(gè)雙通閥：芯片輸入線被分開，以連接到(i)第一雙通閥的出口，所述第一雙通閥的進(jìn)口連接到所述外部試劑輸入線，以及(ii)第二雙通閥的出口，所述第二雙通閥的進(jìn)口連接到所述盒插座試劑線。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測量裝置，其中，與所述測量裝置的每個(gè)壓力供給線相關(guān)聯(lián)的所述多通閥組件包括兩個(gè)雙通閥：所述壓力供給線被分開，以連接到(i)第一雙通閥的進(jìn)口，所述第一雙通閥的出口連接到所述外部壓力輸出線，以及(ii)第二雙通閥的進(jìn)口，所述第二雙通閥的出口連接到所述盒插座壓力線。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測量裝置，其中，所述主微流體模塊和/或附接的副微流體模塊的盒插座結(jié)合有盒固定元件，用于將所述盒固定就位并確保所述盒和所述盒插座之間的密封連接。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的測量裝置，其中，所述盒固定元件是快速釋放機(jī)構(gòu)，例如卡扣配合機(jī)構(gòu)。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的測量裝置，其中，所述盒插座結(jié)合有一個(gè)或多個(gè)插座引導(dǎo)件，以使盒相對(duì)于所述盒插座進(jìn)口端口和所述盒插座出口端口正確地定位。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測量裝置，其中，所述主微流體模塊和/或附接的副微流體模塊的盒插座包括電觸點(diǎn)，所述電觸點(diǎn)用于向所述盒提供電力并允許與插入所述盒插座中的盒交換電信號(hào)。15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測量裝置，其中，所述主微流體模塊和/或附接的副微流體模塊的盒插座包括電機(jī)，用于移動(dòng)所述盒的部件。16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測量裝置，包括外殼，所述外殼容納所述分析芯片安裝件、所述測量設(shè)備和所述主微流體模塊。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的測量裝置，其中，所述主微流體模塊的所述壓力輸出連接器和外部試劑輸入連接器定位在所述外殼的外部上。18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的測量裝置，其中，所述外殼結(jié)合有用于接近所述盒插座的艙口。19.根據(jù)權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：景博，A，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：牛津納米成像有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：