用于处理待分析样品的装置和方法以及固体样品载体和液体样品载体

摘要

一种用于处理待分析样品的装置，包括用于产生磁场的磁化设备(302)，当样品移动至或者位于样品井中时，该磁场能够与附着至样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的相对磁导率常数。借助于磁化元件，样品至样品井的移动和/或样品在样品井中的位置可以被监控和/或控制。该装置例如可以是，但非必须地，用于将样品分配至样品井中的仪器或光学测量仪器。

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理待检验的样品的方法和装置。装置可以是，例如但非必须地，用于将样品分配至样品井中的仪器或者光学测量仪器。此外，本发明涉及适合于聚集待分析的生物材料样品的固体样品载体。此外，本发明涉及适合于承载待分析的生物材料的液体样品载体。

背景技术

一种常规做法是将一滴或多滴待分析的流体样品浸透在固体样品载体上，使浸透有流体的固体样品载体变干，然后将固体样品载体送至实验室进行分析。待分析的流体例如可以是新生儿的血液，而固体样品载体例如可以是一张纸或者能够承载待分析的流体的其他合适的材料。在实验室中，从固体样品载体上切下包含干的待分析流体的一个或多个块，并且被切下的一个或多个块被传送至例如微量滴定板或其他样品井元件的一个或多个样品井以进一步分析。例如使用冲压机和具有用于冲压机的通道的冲模可以将每一个块从固体样品载体上切下，其中，冲压机被配置为使用通过固体样品载体的单冲程将块切下。也可能使用能够在固体样品载体上产生局部的点式切割的切割仪器，并将切割仪器产生的点式切割冲击力沿每一个块的外周边移动，从而将块从固体样品载体上分离。另一常规做法是以液体形式处理待分析样品，从而使得样品被混合或溶解在液体样品载体中。在这种情况下，一滴或多滴包含样品的液体样品载体被分配至一个或多个样品井以进一步分析。

与上述做法有关的一个挑战是需要确保从包含样品的固体样品载体上切下的块或者包含样品的液体样品载体的滴被合适地传送至正确的样品井。此外，当使用从固体样品载体切下的块时，如果当溶解样品材料或者溶解来自块的样品材料的特定成分的液体被添加至样品井或者已经被添加至样品井的时候或者之后，样品井中的块的位置可以被控制是有益的。例如，与一些光学测量联合，确保块位于样品井的底部而不是漂浮在 添加至样品井的液体的表面是有益的。

发明内容

下文给出了用于提供对本发明的各个实施例的一些方面的基本理解的简明总结。该总结不是本发明的广泛概述。它不意于确定本发明的关键或重要元件，也不意于描绘本发明的范围。如下的总结仅以简明的方式呈现本发明的一些方面，作为本发明的示例性实施例的更详细描述的前序。

在本文中，术语“固体”意指所考虑的材料不是如下相中的任意一种：气体、等离子体和液体。

在本文的上下文中，术语“固体”不排除多孔性和能够渗透液体的其他能力。因此，在本文的上下文中，固体材料可以是多孔的或者能够渗透液体。此外，术语“固体”不排除所考虑材料的可塑性、弹性和柔性。另外，术语“固体”不排除所考虑的物体的镶嵌结构。

在本文中，术语“固体样品载体”意指由固体材料制作的能够承载样品材料的载体，例如一张纸，而术语“液体样品载体”意指载体液体，例如能够承载样品材料的液体。

根据本发明，提供了用于处理待分析样品的新型装置，根据本发明的装置包括：

-用于产生磁场的磁化设备，当样品移动至或者位于样品井中时，磁场能够与附着于样品的磁放大材料相互作用，磁放大材料具有大于1的相对磁导率常数，即μ_r>1。

借助于磁化元件，样品至样品井的移动和/或样品在样品井中的位置可以被监控和/或改变。因此，在本文中，动词“处理”被广义地理解，它可以尤其意指用于监控的简单的检查动作，或者影响所考虑的物体的控制动作，或者两者。装置例如可以是，但非必须地，用于将样品分配至样品井的仪器或者光学测量仪器。

根据本发明，还提供了用于处理待分析样品的新方法。根据本发明的方法包括：

-产生能够与附着至样品的磁放大材料相互作用的磁场，以及

-当样品移动至或位于样品井中时，借助于磁场处理样品。

根据本发明，还提供了适合于聚集待分析的生物材料样品的新型固体样品载体。根据本发明的固体样品载体包括：

-能够承载生物材料的主体，以及

-与主体结合的磁放大材料。

固体样品载体的主体可以是例如一张纸或者能够承载待分析的生物材料的其他合适的材料。

根据本发明，还提供了适合于承载待分析的生物材料的新型液体样品载体。根据本发明的液体样品载体是具有包括磁放大材料的分散相颗粒的胶状体，磁放大材料具有大于1的相对磁导率常数。颗粒是铁磁体的或者顺磁体，并且它们的尺寸例如可以是微米或纳米级的。颗粒例如可以是包含磁铁矿的聚乙烯醇(PVA)颗粒。PVA颗粒的直径例如可以是大约1-2μm。

在所附的从属权利要求中描述本发明的多个示例性实施例。

当结合附图阅读特定示例性实施例的如下描述时，可以最好地理解本发明的关于构造和操作方法的各个示例性实施例，以及其附加的目标和优势。

动词“包含”和“包括”在本文用作开放限制，其既不排除也不要求未描述特征的存在。在所附权利要求中描述的特征可以自由地互相结合，除非另有明确规定。

附图说明

下文根据示例并参照附图更详细地说明本发明的示例性实施例和它们的优势，其中：

图1示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图，

图2a示出根据本发明的另一示例性实施例的装置的侧面示意图，

图2b示出根据本发明的示例性实施例的固体样品载体，

图3示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图，

图4示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图，

图5示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图，以及

图6示出根据本发明的示例性实施例的用于处理待分析样品的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图。在该示例性情况下，装置是用于将样品分配至样品井的仪器。装置包括用于支持包 括一个或多个样品井的样品井元件112的支持元件101，样品井元件112例如微量滴定板。在图1中，样品井元件112以截面视图呈现。装置包括用于分配样品的分配元件103，并且支持元件101被配置为支持样品井元件112，从而使得合适的样品井能够从分配元件103接收样品。在图1所示的示例性情况下，分配元件103包括用于分配液体样品载体的移液管。液体样品载体的所分配的量120包含待分析的样品。液体样品载体是具有分散相颗粒的胶状体，该分散相颗粒包含相对磁导率常数大于1(即μ_r>1)的磁放大材料。颗粒例如可以是包含磁铁矿的聚乙烯醇(PVA)颗粒。包含磁铁矿的PVA颗粒是胶体稳定的并且是化学惰性的。在图1中，包含待分析样品的液体样品载体的所分配的量120以液滴呈现。

装置包括用于产生能够与附着至样品的磁放大材料相互作用的磁场的磁化设备102。当样品从分配元件103移动至样品井时，附着至样品的磁放大材料引起磁场的改变。装置还包括用于检测磁场的改变以监控样品是否正确地移动至样品井的传感器106。在图1所示的示例性情况下，磁化设备102是一块永磁材料，但是也有可能是包含连接至电流源的线圈的磁化设备。传感器106包括用于产生指示磁场的变化的信号的线圈和用于将该信号处理成适合于进一步使用的形式的处理器113。

图2a示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图。装置是用于将样品分配至样品井的仪器。装置包括用于支持包括样品井的样品井元件212的支持元件201。在图2a中，样品井元件212以截面视图呈现。注意，样品井元件212不必是装置的组成部分，因为样品井元件是可替换的组件，并且这里所描述类型的装置可以在没有样品井元件的情况下被传送至实验室等，而样品井元件可以被不同的供应者传送。装置包括用于分配样品的分配元件203，并且支持元件201被配置为支持样品井元件212以使得合适的样品井能够从分配元件203接收样品。在图2a所示的示例性情况下，分配元件203包括用于从固体样品载体210切下块的切割元件，固体样品载体210是根据本发明的示例性实施例的固体样品载体。固体样品载体210适合于聚集例如新生儿血液的待分析材料的样品。切割元件203包括冲压机204和具有用于冲压机的通道的冲模205。冲压机被配置为利用通过固体样品载体的冲程从固体样品载体210切下块。切割元件也有可能包括用于在固体样品载体上产生点式切割的切割仪器和用于引导切割仪器以使得切割仪器产生的切割冲击沿块的外周边移动以切下块的设备。 上述切割仪器可以是，例如激光切割机或液体(例如水)射流切割机。

图2b通过示出沿图2a的箭头B观察的视图来示出固体样品载体210。固体样品载体包括能够承载待分析的样品材料的主体211。主体可以是例如一张纸或者其他能够承载待分析的样品材料的合适的、以及优选多孔的材料。图2b所示的固体样品载体210上的斑点221、222、223和224是其中渗透有样品材料的固体样品载体的区域。从其中渗透有样品材料的固体样品载体的区域切下块。例如，图2a所示的块220从图2b所示的区域223切下。区域223具有孔225，在孔225的位置切下块220。切割之后，分离的块220被传送至(例如，在该情况下使其落入至)图2a所示的样品井元件212的样品井以进一步分析。固体样品载体210可以包括机器可读的标识符226，机器可读的标识符226可以例如包含关于样品材料的供体的信息、关于获得样品的时间和位置的信息，和/或其他合适的信息。

固体样品载体210包括与主体211结合的磁放大材料。在根据本发明的示例性实施例的固体样品载体中，主体211是一张纸，其在纸的纤维之间包含例如铁、磁铁矿或铁氧体颗粒的磁放大颗粒。可以在例如纸的制造过程中为纸提供磁放大颗粒。根据本发明的另一示例性实施例的固体样品载体包括在主体211的反面上的包含磁放大材料的层。该层例如可以是磁放大涂料的层或磁放大颗粒的层，其被例如能够与纤维素共价地结合的异氰酸盐功能化。根据本发明的示例性实施例的固体样品载体包括在主体和包含磁放大材料的层之间的塑料层。

图2a所示的装置包括用于产生能够与附着至块220的磁放大材料相互作用的磁场的磁化设备202。当块从分配元件203移动至样品井时，附着于块的磁放大材料引起磁场的改变。装置还包括用于检测磁场的改变从而监控块220是否正确地移动至样品井的传感器206。传感器206包括用于产生指示磁场改变的信号的线圈和用于将该信号处理成适合于进一步使用的形式的处理器213。

图3示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图。装置包括用于支持包括样品井的样品井元件312的支持元件301。在图3中，样品井元件312以截面视图呈现。在图3所示的情况下，每个样品井包含从固体样品载体切下的并且渗透有例如血液的待分析样品材料的块。此外，块包含磁放大材料。装置被配置为向每个样品井中添加溶解样品材料或者溶解来自块的样品材料的特定成分的液体。装置包括用于将液体添加至每个 样品井的液体分配器307。此外，装置包括被配置为在合适的样品井的底部附近产生磁场的磁化设备302，从而使得当液体被添加至样品井时，磁场能够将块吸引至样品井的底部。因此，这可以确保块不会漂浮在液体的表面并且块被液体确切地包围。

图4示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图。在该示例性情况下，装置是光学测量仪器。装置包括用于支持包括样品井的例如微量滴定板的样品井元件412的支持元件401。在图4中，样品井元件412以截面视图呈现。在图4所示的情况下，每个样品井包含从固体样品载体切下的并且渗透有例如血液的待分析样品材料的块。此外，块包含磁放大材料。除了块，每个样品井还包含已经溶解样品材料或者来自块的样品材料的特定成分的液体。装置还包括用于将激发光射入包含在样品井中的液体的光源408和用于测量包含在样品井中的液体所发射的光的探测器409。装置包括被配置为在样品井的底部附近产生磁场的磁化设备402，从而使得当包含在样品井中的液体发射的光被测量时，磁场能够将块吸引至样品井的底部。因此，可以确保块不会干扰光学测量。

图5示出根据本发明的示例性实施例的装置的侧面示意图。在该示例性情况下，装置是光学测量仪器。装置包括用于支持包含样品井的例如微量滴定板的样品井元件512的支持元件501。在图5中，样品井元件512以截面视图呈现。在图5所示的情况下，每个样品井包含从固体样品载体切下的并且渗透有待分析的样品材料的块。此外，块包含磁放大材料。除了块，每个样品井还包含已经溶解样品材料或者来自块的样品材料的特定成分的液体。装置还包括用于将光射入包含在样品井中的液体的光源508，以及用于测量光源产生的并且穿透包含在样品井中的液体的光的探测器509。假设样品井元件512由对光源508产生的光足够透明的材料制作。装置包括被配置为在样品井的侧壁附近产生磁场的磁化设备502，从而使得当穿透包含在样品井中的液体的光被测量时，磁场能够将块吸引至样品井的侧壁。因此，可以确保块不会干扰光学测量。

图6示出根据本发明的示例性实施例的用于处理待分析样品的方法的流程图。方法包括如下步骤：

-步骤601：产生能够与附着至样品的磁放大材料相互作用的磁场，磁放大材料具有大于1的相对磁导率常数，以及

-步骤602：当样品移动至或位于样品井中时，借助于磁场处理样品。

根据本发明的示例性实施例的方法包括分配样品，然后将样品传送至样品井。磁场针对样品至样品井的路径，并且由附着至移动至样品井的样品的磁放大材料所引起的磁场的改变被检测，以监控样品是否正确地移动至样品井。

在根据本发明的示例性实施例的方法中，分配样品包括用移液管对液体样品载体进行移液，液体样品载体是具有包含磁放大材料的分散相颗粒的胶状体。在这种情况下，液体样品载体的所分配的量包含待分析样品。上述颗粒例如可以是包含磁铁矿的聚乙烯醇(PVA)。

在根据本发明的示例性实施例的方法中，分配样品包括从包含磁放大材料的固体样品载体切下块。在该情况下，块承载待分析样品。

根据本发明的示例性实施例的方法包括将液体添加至样品井并且在样品井的底部附近产生磁场，以使得当液体被添加至样品井时磁场将从包含磁放大材料的固体样品载体分离的块吸引至样品井的底部。

根据本发明的示例性实施例的方法包括将激发光射入包含在样品井中的液体，测量包含在样品井中的液体所发射的光，并且在样品井的底部附近产生磁场，以使得当包含在样品井中的液体所发射的光被测量时磁场将从包含磁放大材料的固体样品载体分离的块吸引至样品井的底部。

根据本发明的示例性实施例的方法包括将光射入包含在样品井中的液体，测量穿透包含在样品井中的液体的光，并且在样品井的侧壁附近产生磁场，从而使得当穿透包含在样品井中的液体的光被测量时磁场将从包含磁放大材料的固体样品载体分离的块吸引至样品井的侧壁。

以上说明书提供的特定示例不构成限制。因此，本发明不仅限于上述示例性实施例。