專利名稱：用于分析流體變量的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于通過分析經(jīng)過介質(zhì)的流體的遷移特征評估流體的變量的裝置和方法，所述遷移特征例如流速和流體前沿的遷移距離。在一個實施方案中，本文提供的方法和裝置通過分析血液或血漿在多孔介質(zhì)中的遷移測量血液或血漿的凝固時間。在其他實施方案中，提供用于通過測量流體前沿經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動和/或遷移的速率測量流體樣品中的分析物的方法和裝置。本文提供的裝置可以用于測量凝結(jié)速率、免疫化學(xué)測試、分析血液化學(xué)組分例如葡萄糖或膽固醇、監(jiān)測傳染性疾病或許多其他的流體濃度測量用途。背景從1980年中期介紹橫向流動免疫測定測試起，橫向流動免疫測定測試已經(jīng)被廣泛使用[Rosen]。裝置形式已經(jīng)被證明是非常受歡迎的，這是由于其靈活性、低成本、使用的容易性和速度、以及用于新的測定的快速的開發(fā)周期。橫向流動裝置通常由塑料殼體和多孔的測試條組成。殼體保護測試條的部件并且將測試條的部件結(jié)合在一起，提供用于將樣品施用于測試條的受控的設(shè)備并且提供指示物標記和使用說明。樣品條是裝置的核心，通常包括四個分離但是重疊的條，允許樣品流體通過毛細作用從一個條或區(qū)域流動至下一個條或區(qū)域
。樣品中過高的分析物濃度實際上可以導(dǎo)致信號減少多至兩個數(shù)量級，因為樣品飽和捕獲物和指示物抗體二者而不形成夾層結(jié)構(gòu)，這是一種被稱為“傳感器中毒”的現(xiàn)象[Qian]。最優(yōu)條件取決于包括流速的許多因素，并且因此大量設(shè)計時間被耗費在試圖最小化變化的流速的影響上。
相反地，本文描述的裝置依賴于作為分析工具的流速的改變和/或流體前沿的測量。概述本文提供的方法和裝置的特征在于多種組分成分、制備的步驟以及生物物理的、 物理的、生物化學(xué)的或化學(xué)的參數(shù)。如將對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的，本文提供的裝置和方法包括下文描述的成分、步驟和/或參數(shù)的任何和所有排列與組合。本文提供用于通過測量流體前沿通過介質(zhì)的運動或通過測量流速來分析或評估流體的變量的方法。介質(zhì)可以是多孔的，例如玻璃纖維過濾器或硝酸纖維素；非多孔的， 例如玻璃；或多孔材料和非多孔材料的混合物。還提供用于測量流體前沿通過介質(zhì)的運動、 評估遷移特征例如流速或遷移距離以及使用遷移特征來分析流體變量的裝置。流體變量可以是作為流體的特征的性質(zhì)，例如粘度或表面張力，或流體變量可以是在作為懸浮液的流體中或在溶液中存在的組分或分析物的性質(zhì)，例如組分或分析物的量、濃度或結(jié)合/聚集/ 絡(luò)合的程度?？梢宰璧K流體通過介質(zhì)的流動的過程，例如凝膠、網(wǎng)絡(luò)或聚集體的形成，可以使用本文提供的方法和裝置來分析。流體變量可以作為流體的流速或在介質(zhì)中的遷移距離的函數(shù)被直接地測量，或流體變量可以通過其與流動調(diào)節(jié)劑的相互作用被間接地分析。在“停流”方法中，流體變量可以通過流體通過介質(zhì)的流動的停止來分析，流體通過介質(zhì)的流動的停止由流體中阻礙流動的組分的存在導(dǎo)致或由流動調(diào)節(jié)劑的加入導(dǎo)致。流體前沿相對于介質(zhì)的近端或遠端的遷移距離可以用于分析流體變量，例如分析物的量/濃度或流體的粘度。在“分流”方法中，流體前沿的遷移同時通過介質(zhì)中的兩個分支的、平行的或相對的路徑來實現(xiàn)。一個路徑含有阻礙流體前沿的流速或遷移的流動調(diào)節(jié)劑，而另一個路徑不含有該流動調(diào)節(jié)劑。然后，流體前沿經(jīng)過路徑中的每個的相對遷移距離可以用于分析關(guān)心的流體變量。在“拱形流”方法中，流體前沿沿著形成閉合回路的兩個匯合的路徑 (convergent path)遷移；一個路徑含有流動調(diào)節(jié)劑并且另一個路徑不含有該流動調(diào)節(jié)劑。 在閉合回路上的匯合點提供關(guān)心的流體變量的度量。本文提供的方法和裝置可以分析流體中的流體變量，例如血液、乳、水、含有諸如蛋白質(zhì)和核酸的生物分子的溶液，以及除了血液之外的生物流體，例如血漿、血清、尿、 唾液、精液、灌洗液、宮頸流體、子宮頸陰道流體、陰道流體、胸部流體、乳汁、滑液、精液 (semen)、精液(seminal fluid)、糞便、痰、腦脊液、眼淚、粘液、組織液、卵泡液、羊水、房水、 玻璃體液、腹膜液、腹水、汗液、淋巴液、肺痰或其部分或組分。本文提供的方法和裝置被設(shè)計為在護理點被采用，例如在家中、在醫(yī)院急診室或手術(shù)室中、在醫(yī)院實驗室和其他臨床實驗室中、在醫(yī)生的辦公室中、在野外或在不使用繁瑣的高成本的裝置的情況下期望獲得迅速的和精確的結(jié)果的任何條件下。在一些實施方案中，本文提供的裝置是一次性的。在另外的實施方案中，裝置由層壓塑料片和紙制成，由此相比于含有注射成型的或澆鑄的零件的其他裝置，提供顯著的成本節(jié)約。本文提供使用多孔介質(zhì)或多孔介質(zhì)的彼此串聯(lián)接觸的多個元件來分析液體樣品的化學(xué)組成的方法，所述多孔介質(zhì)或所述多個元件被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過這些介質(zhì)的毛細管流動，其中介質(zhì)含有用于在多孔介質(zhì)中的某一位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著一個或多個分離的路徑運動的設(shè)備。分離的路徑中的一個或多個或樣品被以這樣的方式處理，所述方式導(dǎo)致流動的停止，或?qū)е铝鲃拥臏p少達到這樣的程度，即為了本方法的目的，其可以被視為液體樣品的流動的停止，這樣的流動停止取決于液體樣品中以或高于某個閾值水平的一種或多種特定組分的存在。介質(zhì)可以在包括下述的設(shè)備的裝置中，所述設(shè)備用于測量液體前沿在多孔介質(zhì)中沿著每個路徑的與樣品被引入的位置相比的位置，由此監(jiān)測流動是否已經(jīng)沿著每個路徑停止，由此確定組分是否以或高于上述的閾值水平存在。在一些實施方案中，導(dǎo)致流動的停止的劑在被引入多孔介質(zhì)的元件中之前與樣品流體預(yù)混合。在其他實施方案中，導(dǎo)致流動的停止的劑在樣品流體流過的多孔介質(zhì)區(qū)域中存在。在又其他的實施方案中，對可能的液體路徑中的至少一個的處理導(dǎo)致粘度的變化，因此導(dǎo)致流速的停止。在一些實施方案中，對可能的液體路徑中的至少一個的處理導(dǎo)致聚合物凝膠或網(wǎng)絡(luò)的形成，因此導(dǎo)致流速的停止。處理可以包括被引入流體中以增強聚合物凝膠或網(wǎng)絡(luò)的流動限制性質(zhì)的微顆粒。在一些實施方案中，微顆粒被對樣品流體中的待測量的組分特異的粘合劑包覆或與該粘合劑共軛。在又其他的實施方案中， 對可能的液體路徑中的至少一個的處理導(dǎo)致不溶性沉淀物的形成，由此改變介質(zhì)的滲透率并且導(dǎo)致流速的停止。在另外的實施方案中，免疫化學(xué)原理被用于導(dǎo)致膠乳微球或相似的劑的濃縮或附聚，由此改變介質(zhì)的滲透率并且因此導(dǎo)致流速的停止。還提供用于分析液體樣品的化學(xué)組成的方法，所述方法使用被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的多孔介質(zhì)的元件；以及用于在該多孔介質(zhì)中的某一位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著兩個或更多個分離的路徑運動的設(shè)備。這些分離的路徑中的一個或多個以導(dǎo)致液體樣品的流速相比于未處理的路徑改變的方式被處理，這樣的流速變化取決于液體樣品中的一種或多種特定組分的存在。用于實施方法的裝置包括用于測量液體前沿在多孔介質(zhì)中沿著每個路徑的與樣品被引入的位置相比的位置，由此進行沿著每個路徑的相對流速的比較的設(shè)備。還提供用于使流速的這種比較與樣品的化學(xué)組成相互關(guān)聯(lián)的方法。在一些實施方案中，液體樣品的體積是已知的， 并且僅兩個路徑是可能的，使得僅對液體前沿中的一個的位置的測量是必需的。在其他實施方案中，對可能的液體路徑中的至少一個的處理導(dǎo)致粘度的變化，從而改變流速。在又其他的實施方案中，對可能的液體路徑中的至少一個的處理導(dǎo)致不溶性沉淀物的形成，由此改變介質(zhì)的滲透率并且改變流速。在另外的實施方案中，免疫化學(xué)原理被用于導(dǎo)致膠乳微球或相似的劑的濃縮或附聚，由此改變介質(zhì)的滲透率并且改變流速。還提供用于分析液體樣品的化學(xué)組成的方法，所述方法使用被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的多孔介質(zhì)的元件，以及用于在該多孔介質(zhì)中的單一位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著兩個或更多個分離的路徑運動的設(shè)備，其中這些路徑在一個或多個公共點處匯合。這些分離的路徑中的一個或多個以導(dǎo)致液體樣品的流速相比于未處理的路徑改變的方式被處理，這樣的流速變化取決于液體樣品中導(dǎo)致已經(jīng)在免疫化學(xué)上被改性的聚合物的捕獲或聚集的一種或多種特定組分的存在。樣品流體被允許通過毛細管作用沿著這些路徑中的每個同時地運動，直到流體前沿匯合，這有效地結(jié)束流體的所有運動并且由此界定測定的終點。流體前沿匯合的位置被用于確定沿著路徑中的每個的相對流速，并且這種比較與樣品的化學(xué)組成相互關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，對分離的路徑中的一個的處理包括除了已經(jīng)在免疫化學(xué)上被改性的聚合物之外的已經(jīng)在免疫化學(xué)上被改性的微顆粒的使用。在其他實施方案中，對分離的路徑中的一個的處理包括除了已經(jīng)在免疫化學(xué)上被改性的聚合物之外的尚未在免疫化學(xué)上被改性的微顆粒的使用。在又其他的實施方案中，樣品在兩個或更多個點處被同時引入，由此界定分離的路徑。在一些實施方案中，將據(jù)稱含有分析物的樣品與用對這種分析物特異的抗體在免疫化學(xué)上改性的聚合物混合，并且可選擇地與被對這種分析物特異的抗體包覆的微顆?；旌希⑶冶惶幚淼膮^(qū)域具有也對這種分析物特異的被固定化的抗體，使得聚合物或微顆粒將在受限制的區(qū)域中聚集，影響了流速。還提供用于分析液體樣品的化學(xué)組成的方法，所述方法使用被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的多孔介質(zhì)的元件，以及用于在該多孔介質(zhì)中的單一的位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著被界定的路徑運動的設(shè)備。被界定的路徑被以導(dǎo)致液體樣品的流速的變化的方式處理，這樣的流速變化取決于液體樣品中一種或多種特定組分的存在，所述特定組分導(dǎo)致已經(jīng)在免疫化學(xué)上被改性的聚合物或已經(jīng)在免疫化學(xué)上被改性的聚合物和微顆粒的組合的捕獲或聚集。樣品流體被允許通過毛細管作用沿著被界定的路徑運動，直到由在免疫化學(xué)上被改性的聚合物形成網(wǎng)絡(luò)或凝膠停止了流體的所有的表觀運動，由此界定測定的終點。流體前沿停止運動的位置與樣品的化學(xué)組成相互關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，微顆粒不在免疫化學(xué)上被改性。還提供用于分析液體樣品的化學(xué)組成的方法，所述方法使用被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的多孔介質(zhì)的元件；以及用于在該多孔介質(zhì)中的單一的位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著兩個或更多個分離的路徑運動的設(shè)備，其中這些路徑在一個或多個公共點處匯合。這些分離的路徑中的一個或多個以導(dǎo)致液體樣品的流速相比于未處理的路徑改變的方式被處理，這樣的流速變化取決于液體樣品中的一種或多種特定組分的存在。樣品流體被允許通過毛細管作用沿著這些路徑中的每個同時地運動，直到流體前沿匯合，這有效地結(jié)束流體的所有運動并且由此界定測定的終點。然后，流體前沿匯合以確定沿著路徑中的每個的相對流速的位置被確定并且與樣品的化學(xué)組成相互關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，樣品在兩個或更多個點處被同時引入。還提供用于分析液體樣品的化學(xué)組成的方法，所述方法使用被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的多孔介質(zhì)的元件，以及用于在該多孔介質(zhì)中的單一的位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著兩個或更多個分離的路徑運動的設(shè)備，其中這些路徑在一個或多個公共點處匯合。這些分離的路徑中的一個或多個可以以下述的方式被處理通過響應(yīng)于液體樣品中的一種或多種特定組分的存在誘導(dǎo)化學(xué)沉淀而導(dǎo)致液體樣品的流速與未處理的路徑相比的改變。樣品流體被允許通過毛細管作用沿著這些路徑中的每個同時地運動，直到流體前沿匯合，這有效地結(jié)束流體的所有運動并且由此界定測定的終點。流體前沿匯合的位置被分析以確定沿著路徑中的每個的相對流速，并且將這種比較與樣品的化學(xué)組成相互關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，樣品在兩個或更多個點處被同時引入。在其他實施方案中，樣品可以含有葡萄糖并且與DAB預(yù)混合，并且被處理的路徑含有葡萄糖氧化酶和辣根過氧化物酶，由此形成改變流動的不溶性沉淀物。在其他實施方案中，樣品可以含有關(guān)心的分析物，并且樣品與葡萄糖、DAB以及與辣根過氧化物酶共軛的分析物的抗體預(yù)混合，并且被處理的路徑含有葡萄糖氧化酶以及分析物的第二非競爭抗體，由此在具有改變流動的不溶性沉淀物的檢測區(qū)域處形成免疫復(fù)合物夾層結(jié)構(gòu)。還提供用于分析液體樣品的化學(xué)組成的方法，所述方法使用被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的多孔介質(zhì)的元件，以及用于在該多孔介質(zhì)中的單一的位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著兩個或更多個分離的路徑運動的設(shè)備，其中這些路徑在一個或多個公共點處匯合。這些分離的路徑中的一個或多個可以以導(dǎo)致液體樣品的流速與未處理的路徑相比改變的方式被處理，這樣的流速變化取決于液體樣品中導(dǎo)致已經(jīng)在免疫化學(xué)上被改性的微顆粒的捕獲或凝集的一種或多種特定組分的存在。樣品流體被允許通過毛細管作用沿著這些路徑中的每個同時地運動，直到流體前沿匯合，這有效地結(jié)束流體的所有運動并且由此界定測定的終點。流體前沿匯合的位置可以被分析以確定沿著路徑中的每個的相對流速，并且這種比較可以與樣品的化學(xué)組成相互關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，樣品在兩個或更多個點處被同時引入。在其他實施方案中，含有特定的分析物的樣品與被對這種分析物特異的抗體包覆的微顆?；旌?，并且被處理的區(qū)域具有也對這種分析物特異的被固定化的抗體，使得微顆粒將在受限制的區(qū)域中聚集，影響了流速。在其他實施方案中，被處理的區(qū)域含有被對待測試的分析物特異的多克隆抗體包覆的微顆粒，由此導(dǎo)致在分析物的存在下的凝集，阻塞了孔并且限制了流動。還提供用于分析血液樣品的凝結(jié)能力的方法，所述方法使用被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的多孔介質(zhì)的元件，以及用于在該多孔介質(zhì)中的單一的位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著兩個或更多個分離的路徑運動的設(shè)備，其中這些路徑在一個或多個公共點處匯合。這些分離的路徑中的一個或多個可以是以活化凝結(jié)路徑的方式，由此增加了粘度，這進而可以導(dǎo)致流速的變化。樣品流體可以被允許通過毛細管作用沿著這些路徑中的每個同時地運動，直到流體前沿匯合，這有效地結(jié)束流體的所有運動并且由此界定測定的終點。流體前沿匯合的位置可以被分析以確定沿著路徑中的每個的相對流速，并且這種比較與樣品的凝結(jié)時間相互關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，樣品在兩個或更多個點處被同時引入。還提供用于分析血液樣品的凝結(jié)能力的方法，所述方法使用被處理以允許期望的樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的多孔介質(zhì)的元件，以及用于在該多孔介質(zhì)中的單一的位置處引入樣品流體，由此樣品流體可以通過毛細管流動沿著兩個或更多個分離的路徑運動的設(shè)備，其中這些路徑在一個或多個公共點處匯合。這些分離的路徑中的一個或多個可以以活化凝結(jié)路徑的方式被處理，由此增加了粘度并且導(dǎo)致流速的變化。樣品流體可以被允許通過毛細管作用沿著這些路徑中的每個同時地運動，直到流體前沿匯合，這有效地結(jié)束流體的所有運動并且由此界定測定的終點。流體前沿匯合的位置可以被分析以確定沿著路徑中的每個的相對流速，并且這種比較與樣品的凝結(jié)時間相互關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，樣品在兩個或更多個點處被同時引入。在其他實施方案中，具有顯著地小于多孔介質(zhì)的孔徑大小的尺寸的微顆?？梢员灰霕悠妨黧w中，以便增強凝結(jié)對兩個或更多個分離的路徑之間的毛細管流速的差異的影響。在另外的實施方案中，微顆粒僅被沿著已經(jīng)被處理以促進凝結(jié)的路徑引入。在又其他的實施方案中，具有顯著地小于多孔介質(zhì)的孔徑大小的尺寸的微顆?？梢员灰霕悠妨黧w中，以便增強凝結(jié)對兩個或更多個分離的路徑之間的毛細管流速的差異的影響。還提供橫向流動裝置，該橫向流動裝置通過檢測樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)例如濾紙的毛細管流動的速率的變化來測量樣品中的特定的分析物的濃度。特別地，含有分析物的樣品流體通過毛細作用沿著多孔介質(zhì)的共用元件的兩個或更多個匯合臂流動，其中臂中的至少一個已經(jīng)通過響應(yīng)于分析物的濃度影響流速的流動調(diào)節(jié)劑的加入來改性。流體前沿將在由它們的相對流速確定的位置處匯合，這從而指示樣品流體中的分析物的濃度。本文提供的另一個橫向流動裝置通過檢測樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)例如濾紙的毛細管流動的速率的變化來測量樣品中的特定的分析物的濃度。特別地，含有分析物的樣品流體通過毛細作用沿著多孔介質(zhì)的共用元件的兩個或更多個臂流動，其中臂中的至少一個已經(jīng)通過響應(yīng)于分析物的濃度影響流速的流動調(diào)節(jié)劑的加入來改性。流體前沿在完成時距樣品引入點的相對距離由它們的相對流速確定，這從而指示樣品流體中的分析物的濃度。本文提供的其他橫向流動裝置通過檢測樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)例如濾紙的毛細管流動的速率的變化來定性地測量樣品中的特定的分析物的濃度。特別地，含有一種或多種分析物的樣品流體通過毛細作用沿著經(jīng)過多孔介質(zhì)的元件或經(jīng)過多孔介質(zhì)的彼此串聯(lián)接觸的多重元件的路徑流動，其中樣品和/或流體路徑已經(jīng)通過使流動在特定的分析物的存在下停止的流動調(diào)節(jié)劑的加入來改性。如果流體或介質(zhì)的性質(zhì)不隨時間變化，那么預(yù)期的是流體前沿的位置將與時間的平方根成正比[WasWxirn]，使得足夠的量的樣品流體將飽和多孔介質(zhì)，如果被給予足夠的時間的話。如果流體前沿在指定的一段時間之后尚未運動至少指定的距離，那么這指示毛細管流動已經(jīng)停止，由此指示在樣品流體中存在閾值濃度的分析物。流動調(diào)節(jié)劑的一個實例將是在分析物的存在下形成阻塞介質(zhì)的孔的沉淀物從而限制流動的一組酶和底物。另一個實例將是在樣品流體中懸浮并且具有顯著地小于多孔介質(zhì)的孔徑大小的直徑的膠乳微球，該膠乳微球通過普遍使用的免疫化學(xué)方法，將被使得在樣品流體流過多孔介質(zhì)的一些區(qū)域時在這些區(qū)域中聚集，由此限制流動。流動調(diào)節(jié)劑的又一個實例將是在特定的分析物的存在下改變樣品流體的粘度由此減慢流動的劑。沉淀改變流速的用途的一個實例可以由用于測量樣品材料中的葡萄糖的測定例示。在本實施方案中，酶，即葡萄糖氧化酶和辣根過氧化物酶，可以被結(jié)合于測試條的區(qū)域。 樣品可以以已知的比率與底物例如3，3' - 二氨基聯(lián)苯胺(DAB)混合并且樣品可以被施用于測試條。當樣品朝向具有固定化酶的區(qū)域遷移并且遷移經(jīng)過該區(qū)域時，在樣品內(nèi)含有的葡萄糖將與葡萄糖氧化酶反應(yīng)，生成過氧化氫和d-葡萄糖酸。進而，過氧化氫和DAB將與辣根過氧化物酶反應(yīng)，以生成不可溶的褐黑色沉淀物，其將用來局部地減小支持膜的孔徑大小，從而減小局部流速。然后這種流速變化可以被測量并且與樣品中存在的葡萄糖的量直接地相互關(guān)聯(lián)。沉淀材料的量與樣品中存在的葡萄糖的量成比例，從而存在更多葡萄糖將導(dǎo)致更多沉淀物形成，從而更多地減慢樣品的液體部分的流動。還可能的是，使酶中的僅一種被固定化并且使另一種酶與行進經(jīng)過測試條的樣品混合，其目的是使沉淀物在膜的局部區(qū)域中形成，從而影響流速。此外，過程可以通過將底物和樣品直接與酶混合來簡單地進行，使得沉淀物將以非局部的方式形成但是仍然用來減小膜的孔徑大小并且影響流速。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，許多其他類型的分析可以使用這種過程來進行，要求是可以導(dǎo)致沉淀物形成，這種沉淀物的量與待測量的分析物的量成比例，并且這種沉淀物可以影響樣品的液體部分穿過膜的流速。其他潛在的底物體系包括但不限于，將堿性磷酸酶與普遍已知的底物對BCIP/NBT組合。在又一個實例中，沉淀物的局部形成可以通過在液體樣品可以遷移經(jīng)過的測試條局部區(qū)域中結(jié)合的抗體來導(dǎo)致。在意圖測量樣品中的C反應(yīng)蛋白(CRP)的優(yōu)選的實施方案中，可以采用可以結(jié)合于CRP分子或分子復(fù)合物的被指定為al和a2的兩種抗體?？贵wal
12可以共價地或非共價地與酶例如辣根過氧化物酶相關(guān)聯(lián)。第二抗體a2可以是未被改性的或被諸如生物素的分子改性。在本實施方案中，被懷疑含有CRP的樣品可以與抗體al、葡萄糖和沉淀底物例如3，3' - 二氨基聯(lián)苯胺(DA^混合。測試條的某區(qū)域?qū)⒕哂斜惶禺愋缘鼗蚍翘禺愋缘亟Y(jié)合于樣品施用點遠端的區(qū)域的抗體a2和葡萄糖氧化酶。然后樣品將遷移經(jīng)過所準備的測試條，例如硝酸纖維素或尼龍膜，CRP結(jié)合的抗體al將通過結(jié)合于抗體a2 而被保留，導(dǎo)致葡萄糖氧化酶的局部濃度以劑量響應(yīng)的方式增加。膜結(jié)合的葡萄糖氧化酶將與被加入樣品中的葡萄糖反應(yīng)，生成過氧化氫，進而過氧化氫將與過氧化物酶標記的抗體al反應(yīng)，形成將以劑量響應(yīng)的方式影響樣品的液體部分的流速的不溶性沉淀物。這種流速變化可以被測量以確定樣品中的CRP的濃度。注意，非結(jié)合的抗體al也將導(dǎo)致沉淀物的形成，然而由于這種抗體存在的瞬時的本質(zhì)，形成的量和速率將僅貢獻于沉淀物形成的合理的恒定速率，該合理的恒定速率將在樣品之間合理地一致。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，許多不同的目標可以使用這種途徑來測量，主要要求是抗體結(jié)合導(dǎo)致可以以與抗體結(jié)合的量成比例的方式影響樣品的液體部分的流速的沉淀物的形成。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到這種體系可以被以競爭性結(jié)合的方式使用，其中在樣品中存在的分析物將與被加入的目標分析物競爭，以導(dǎo)致向測試條的局部區(qū)域的結(jié)合的減少，導(dǎo)致待形成的沉淀物的局部形成的減少，從而以與樣品中的目標的濃度成反比的方式增加樣品的液體部分的流速。此外， 本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，抗體a2可以被以下物質(zhì)生物素化或標記結(jié)合于測試條的一些其他特異性的捕獲標記物和特異性的捕獲部分，例如結(jié)合生物素的蛋白，例如抗生物素蛋白、中性抗生物素蛋白(neutraavidin)或鏈霉抗生素蛋白，使兩種抗體(al、U)能夠被加入樣品并且使全部的復(fù)合物能夠被捕獲，但是僅抗體a2以劑量響應(yīng)的方式被捕獲。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，有許多用于捕獲抗體的方式，除了許多其他的之外，所述方式包括但不限于His標記、物種特異性的抗抗體、蛋白A和蛋白G。其他潛在的底物體系包括但不限于， 將堿性磷酸酶與普遍已知的底物對BCIP/NBT組合。凝結(jié)時間的測量是使用粘度監(jiān)測樣品的狀態(tài)的一個實例。凝結(jié)描述血液通過其被凝塊的復(fù)雜過程。凝血酶原時間(PT)測量凝結(jié)的非固有的路徑。這種路徑的誘導(dǎo)需要鈣。該過程可以通過促凝血酶原激酶的引入來加速，促凝血酶原激酶是一種含有組織因子的鹽腦提取物，引發(fā)非固有的路徑。這種路徑通過最終導(dǎo)致凝血酶(因子IIa)的活化的蛋白質(zhì)級聯(lián) (protein cascade)進行，凝血酶是裂解纖維蛋白原的蛋白酶。纖維蛋白原是可溶解的蛋白質(zhì)，但是當被裂解為纖維蛋白時，纖維蛋白原凝結(jié)為不可溶的凝膠。纖維蛋白多聚體的生成的結(jié)果是血液或血漿的增加的粘度和流動的阻礙，這作為結(jié)果，因此可通過本裝置測量。鈣是凝結(jié)級聯(lián)中所需要的輔因子，因此用鈣螯合劑例如檸檬酸鹽處理的血液不凝塊。凝結(jié)級聯(lián)可以通過引入相對于檸檬酸鹽摩爾過量的鈣被再活化。對于本文描述的凝結(jié)測試來說，血液樣品用檸檬酸鹽來初始地處理。其他鈣螯合劑例如EDTA，產(chǎn)生相似的效果。 裝置的初始的豎直分離部件將血漿從血液分離。(測試還可以使用全血來進行。)被分離的血漿到達定量刻度盤并且在兩個方向以相等的速率遷移?？潭缺P的一個方向用鈣處理， 以允許凝結(jié)級聯(lián)開始。刻度盤的這一側(cè)還可以用促凝血酶原激酶或加速凝結(jié)的其他材料處理?？潭缺P的另一側(cè)保持不被處理，使得血漿在這個方向的遷移不由于凝結(jié)而被延遲。在刻度盤上的每個方向遷移的血漿最終在刻度盤的相對的側(cè)上的某處相遇。血漿相遇的點直接地指示血液樣品凝結(jié)的能力。例如，完全地缺乏凝結(jié)的血液樣品將在距血漿進入定量刻度盤之處的180°相遇，因為在每個方向遷移的血液將已經(jīng)以相同的速率行進。對于具有越來越健康的凝結(jié)功能的血液樣品，血漿在刻度盤上的匯合點越來越偏向刻度盤的發(fā)生凝結(jié) (以及因此血漿遷移的延遲)的側(cè)。固有的或活化部分凝血活酶時間(aPTT)的缺乏被相似地測試。誘導(dǎo)固有的路徑的因子，例如高嶺土(不可溶的硅酸鹽)或帶負電荷的磷脂可以與鈣共同地被引入定量刻度盤的一側(cè)。血液被施用和暴露于檸檬酸鹽，如上文描述的，然后血漿沿著刻度盤遷移，基于通過固有的路徑的凝結(jié)在刻度盤上的其它地點匯合。本裝置的用途還包括但不限于(1)凝結(jié)缺乏的基本監(jiān)測。(2)對服用抗凝劑的患者的監(jiān)測，例如在服用肝素的患者中監(jiān)測aPTT并且在服用華法林的患者中監(jiān)測PT。(3) 促凝血酶原激酶生成測試(TGT)，用于區(qū)別在患有甲型血友病的人中的因子VIII結(jié)塊問題和如在乙型血友病個體中的因子IX結(jié)塊問題。(4)特異性因子的測試，用于確定凝結(jié)路徑內(nèi)的缺乏。存在使用與免疫化學(xué)原理組合的微米尺寸的聚苯乙烯珠來改變多孔介質(zhì)的孔隙率/滲透率的多種可能的方式。流速的變化提供樣品內(nèi)的目標分析物濃度成反比的指示。 珠在諸如橫向流動紙(Fusion 5，Whatman)或硝酸纖維素膜(Vivid)的多孔膜的空隙容積內(nèi)的積聚用來通過改變有效的孔隙率和滲透率來減弱被施用的樣品的流動。珠的精確的積聚可以通過施用靶向期望的分析物的特異性的分子識別元件，例如抗體、蛋白質(zhì)、核酸和它們的衍生物來實現(xiàn)。珠在膜上的期望的部分處的固定化將導(dǎo)致在為了特定的目標設(shè)計的測試條上的樣品流速的變化。在本程序中描述的試劑和材料的組合提供快速的、分析物特異性的半定量的測試，以測量來自生物樣品的溶解物，例如蛋白質(zhì)、核酸和代謝物。在一個形式中，夾層結(jié)構(gòu)免疫測定可以用于測量來自樣品的C反應(yīng)蛋白(CRP)。樣品與已知量的被CRP的抗體(al)包覆的珠混合，并且然后被施用于橫向流動膜或紙。膜或紙的一個部分還被中性抗生物素蛋白(或其他結(jié)合生物素的蛋白)以及與生物素共軛的第二抗CRP抗體(U)包覆。中性抗生物素蛋白和a2抗體之間的相互作用生成在測試條內(nèi)的目標特異性捕獲部分。一旦樣品被施用，那么樣品將流過被固定化的中性抗生物素蛋白-生物素-抗體包覆的部分，并且被al抗CRP蛋白包覆的珠將與樣品中的CRP的量成比例地積聚。珠在測試條的該區(qū)域的積聚將有效地減少樣品可獲得的空隙容積并且延遲樣品流動。當珠積聚時，有效的孔徑大小以及測試條內(nèi)的用于流體流動的可用空間被減少，并且在測試條的該部分處被固定化的珠的量與樣品中的CRP的量成正比。該實例的其他情況可以由與樣品混合的被al抗體包覆的珠和與生物素共軛的a2抗體組成。還可能的是，使被 al抗體包覆的珠以及與a2生物素共軛的抗體被包覆在樣品墊至試劑墊上，所述墊在被固定化的中性抗生物素蛋白部分之前并且在樣品流過測試條時被樣品占據(jù)。對于上文剛剛描述的后兩種情況，測試條的一部分被中性抗生物素蛋白包覆，以允許捕獲免疫復(fù)合物。這種施用將還包括具有較小的(納米尺度)和較大的尺寸的珠、珠尺寸的組合、顯色指示物珠、 以及具有被合適地控制尺寸的流動基質(zhì)的珠的耦合體(coupling)，這取決于用于分析的成對的分離紙。顯色指示物珠的使用允許它們用作報道分子，并且顯色指示物珠向測試條中的遷移的缺乏或減少的遷移距離提供液體樣品向條中的遷移以及目標分析物的存在的直接對應(yīng)。珠還可以是非球形的被改進的形狀、被不同的表面化學(xué)官能化、或與其他機制組合，以影響多孔膜內(nèi)的流速。非特異性的珠(不結(jié)合于分子識別元件的珠)的加入可以用于導(dǎo)致由特異性地識別目標分析物的被蛋白質(zhì)或抗體包覆的珠產(chǎn)生的流速的進一步的減小， 并且有效地放大信號。本方法可以適應(yīng)競爭性測定形式，同時包括與樣品分析物競爭的目標分析物。此處，進行競爭的目標分析物的存在將減少對目標特異性的珠的局部積聚，防止膜孔的堵塞，并且導(dǎo)致與樣品中的目標的濃度成正比的增加的樣品流速。對橫向流動和其他免疫學(xué)技術(shù)熟悉的有經(jīng)驗者將認識到，許多其他類型的分析可以使用本方法來進行。這種測定的基本的方面是珠在流動基質(zhì)內(nèi)的特異性的積聚，導(dǎo)致由于為樣品流動可用的空隙容積的減小而流速成比例的減小。這種類型的測定的可選擇的方案使用珠在樣品內(nèi)的凝集來防止或減少樣品在測試條上的流動。使用上文的CRP實例，樣品與附著于珠的CRP的al和a2抗體混合。然后樣品被施用于多孔的橫向流動膜條。如果樣品含有CRP，那么珠將凝集，堵塞空隙容積，并且產(chǎn)生防止或減慢樣品進入膜中的障礙物。當CRP不存在時，珠保持分散遍及樣品并且允許樣品流入膜中。珠在樣品加入部位處的凝集有效地減小測試條內(nèi)的孔徑大小以及為流體流動可用的空間。凝集的程度以及在測試條的該部分處積聚的珠的量與樣品中的CRP的量成正比。因此，樣品和珠進入測試條中的流速是樣品內(nèi)的CRP濃度的直接指示物。如上述的， 顯色指示物珠的遷移提供液體樣品向條中的遷移以及目標分析物的存在的直接對應(yīng)。相似地，珠還可以是非球形的被改進的形狀、被不同的表面化學(xué)官能化、或與其他機制組合，以影響多孔膜內(nèi)的流速。非特異性的珠(不結(jié)合于分子識別元件的珠)的加入可以用于導(dǎo)致由特異性地識別目標分析物的被蛋白質(zhì)包覆的珠產(chǎn)生的流速的進一步的減小，并且有效地放大信號。還可能的是，使被抗體包覆的珠在樣品或試劑墊上，所述墊在被固定化的中性抗生物素蛋白部分之前并且在樣品流過測試條時被樣品占據(jù)。對橫向流動和其他免疫學(xué)技術(shù)熟悉的有經(jīng)驗者將認識到，許多其他類型的分析可以使用本方法來進行。這種測定的基本的方面是珠在流動基質(zhì)內(nèi)的特異性的積聚，導(dǎo)致由于為樣品流動可用的空隙容積的減小而流速成比例的減小。多種途徑可以用于增強珠的局部膜孔阻塞并且響應(yīng)于目標分析物減少樣品流動。 這些中的一個是將膜孔通過珠積聚的阻塞與被珠局部化引導(dǎo)的被酶介導(dǎo)的沉淀反應(yīng)組合。 在這種情況下，被酶或抗體酶融合包覆的珠的組合可以用于在特異性目標分析物的存在下產(chǎn)生局部沉淀物。非均一的局部沉淀物形成和珠積聚的組合將非常有效地引起樣品流速的減小。非常小的沉淀物的存在將補充珠的孔阻塞，因為由于膜孔徑大小的不同，局部沉淀將堵塞被珠保留開放的剩余的縫隙?？蛇x擇地，單獨的或與珠或酶組合的水溶性聚合物的加入也將用來與目標分析物濃度成比例地減小流速。這些聚合物可以用作非特異性阻塞試齊U，或被分子識別元件官能化以向珠積聚或沉淀物形成反應(yīng)加入特異性。聚合物可以被共軛或融合于珠表面或酶，以加入形狀和產(chǎn)生更不均一的阻斷劑以限制流動。聚合物的被加入的非均一的體積將以與沉淀形成相同的方式起作用，以堵塞由于變化的膜孔徑大小未被珠阻塞的剩余的縫隙，并且更有效地減小樣品流速。裝置的一個可能的實施方案將包括濾紙條，其中一個端部已經(jīng)被流動調(diào)節(jié)劑處理并且另一個端部未被改性。樣品流體將被分流成兩半，并且被同時引入條的兩端。如果特異性分析物存在，那么相比于從未被處理的端部的流動，流體將從被處理的端部更緩慢地流動，并且流體前沿將在更接近被處理的端部處相遇，而如果該分析物不存在，那么流體前沿將在條的中心相遇。如果流動的限制取決于分析物濃度，那么前沿匯合的位置將是分析物濃度的指示。裝置的另一個實施方案將使用圓形的或橢圓形的濾紙條(“刻度盤”)，且樣品在單一的位置處被引入，由此圍繞刻度盤在兩個方向流動，其中刻度盤的一個臂含有流動調(diào)節(jié)劑。于是，分析物的濃度將與前沿匯合在刻度盤上的位置相互關(guān)聯(lián)。明顯地，刻度盤可以具有將允許樣品以兩個或更多個方向初始地流動并且在測試完成時匯合的任何形狀，但是圓形的形狀應(yīng)導(dǎo)致緩沖前沿的最小的變形。附圖簡述

圖1A、圖1B、圖2和圖3示出了說明用于通過兩個流體前沿沿著閉合回路的匯合點來分析流體變量的理論基礎(chǔ)的示例性數(shù)據(jù)的繪圖。圖4示出了停流裝置的示例性的實施方案的俯視圖。圖5示出了頂部覆蓋物被除去的停流裝置的俯視圖。圖6示出了停流裝置的側(cè)視橫截面圖。圖7示出了形成停流裝置的示例性的一組分層部件的分解圖。圖8示出了能夠在裝置中進行流體變量的分析的示例性的條介質(zhì)部件。圖9A示出了拱形流動裝置的實施方案的俯視圖，其中沿著兩個匯合的流體路徑 (converging fluid path)遷移所經(jīng)過的閉合回路介質(zhì)的彎曲部測量匯合點。圖9B示出了拱形流動裝置的另一個實施方案，其中沿著兩個匯合的流體路徑遷移所經(jīng)過的閉合回路介質(zhì)的線性部分測量匯合點。圖10示出了頂部覆蓋物被除去的在9A中描繪的裝置的俯視圖。圖11示出了 9A中描繪的裝置的側(cè)視橫截面圖。圖12示出了形成9A中描繪的裝置的示例性的一組分層部件的分解圖。圖13示出了使能夠通過測量沿著兩個分離的路徑(一個具有被改變的流速)的匯合點來分析流體變量的示例性的部件(閉合回路多孔介質(zhì))。圖14示出了沿著多孔介質(zhì)的IlOmm圓形條的血清的遷移、相對于血清的被削弱的凝結(jié)的血漿(impaired coagulation plasma)和健康的血漿流體前沿的遷移以及它們的匯
合點ο圖15示出了圖14中描繪的相對遷移距離和匯合點的圖。詳細描述A.定義除非另有定義，否則本文中所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所普遍理解的意思相同的意思。除非另有說明，否則在貫穿本文的整個公開內(nèi)容中提到的所有專利、專利申請、公布的申請和出版物、網(wǎng)址和其他被公布的材料，都以其整體通過引用并入。在本文的術(shù)語具有多個定義的情況下，以本節(jié)中的那些為準。在參照URL或其他這樣的標識符或地址的情況下，應(yīng)理解，這樣的標識符可以變化并且在因特網(wǎng)上的特定的信息可以是易變的，但是等效的信息可以通過搜索因特網(wǎng)而找到。對其的參照證實這樣的信息的可用性和公共的傳播。如本文所使用的術(shù)語“流體”通常是指溶液、液體懸浮液或膠態(tài)懸濁液，包括溶膠， 然而該術(shù)語還可以是指任何可流體化的組合物，無論是液體、固體還是氣體。“可流體化的”
16意指提供“流動”或“可變形”的能力，即物質(zhì)被傾倒并且無障礙地采取其傾倒入的容器的形狀的能力，的性質(zhì)。“液體懸浮液”在本文中與“懸浮液”可互換地使用，并且是指其中固體顆粒(經(jīng)常僅在微觀可見的，例如血液中的紅血球)被分散遍及在較小密度的液體中并且可以被從所述液體過濾但是由于系統(tǒng)粘度或分子間相互作用不容易沉降的體系。如本文所使用的“膠態(tài)懸濁液”是指其中固體顆粒被均勻地分散遍及液體的懸浮液。如本文所使用的術(shù)語流體還可以是指溶液。如本文所使用的術(shù)語“溶液”是指在單相中的兩種或更多種成分的均勻混合物，溶液通常是液體但是也可以是凍結(jié)的液體或氣體，其中不同的成分僅在分子水平可識別。例如，本文提供的方法和裝置可以用于監(jiān)測關(guān)心的分析物的聚集，其中分析物初始地在溶液中但是在聚集時形成固體顆粒?？梢杂糜诒疚奶峁┑姆椒ê脱b置的示例性的流體包括但不限于諸如以下的流體 血液、乳、水、含有諸如蛋白質(zhì)和核酸的生物分子的溶液，以及除了血液之外的生物流體，例如血漿、血清、尿、唾液、精液、灌洗液、宮頸流體、子宮頸陰道流體、陰道流體、胸部流體、乳汁、滑液、精液、精液、糞便、痰、腦脊液、眼淚、粘液、組織液、卵泡液、羊水、房水、玻璃體液、 腹膜液、腹水、汗液、淋巴液、肺痰或其部分或組分?？梢宰鳛橛绊懥魉俸?或流體前沿的遷移距離的流體變量或流動調(diào)節(jié)劑的分析物可以是作為懸浮液或在流體中的膠體存在的顆粒；可選擇地，分析物可以被溶解在流體中，作為均質(zhì)的溶液，并且可以在它們轉(zhuǎn)化(例如聚集或與結(jié)合配偶子絡(luò)合)以形成顆粒時改變流速或流體前沿的遷移。所收集的流體樣品可以從任何源取得，如本文提供的或本領(lǐng)域已知的其它的。流體樣品(例如血液)可以被直接地從受試者施用至本文提供的裝置上，或它們可以在加載至裝置上之前被收集和/或儲存。如本文所使用的術(shù)語“流速”是指在標準的量的時間(通常是分鐘)內(nèi)運動經(jīng)過介質(zhì)的流體的量。如本文所使用的術(shù)語“流體前沿”是指流體在其沿著介質(zhì)遷移時的前導(dǎo)邊緣。正在遷移的流體的該前導(dǎo)邊緣用于測量流速和/或遷移距離，流速和/或遷移距離進而用于分析流體變量或與流體變量相關(guān)聯(lián)的評估參數(shù)。如本文所使用的術(shù)語“流體變量”是流體的影響，或可以導(dǎo)致影響，流體在多孔介質(zhì)中的流動的任何組分、方面、性質(zhì)或特征。一些流體變量可以以取決于變量在流體中發(fā)生，例如在流體中懸浮的聚集體，的量和/或程度的方式影響流體的遷移。流體變量的實例包括但不限于流體中的溶液中的分析物的量或濃度、可以在流體內(nèi)混合或在流體中懸浮的顆粒(包括膠體顆粒)、以及諸如粘度和表面張力的流體性質(zhì)。對于流體血液來說，示例性的變量包括血糖濃度、血紅蛋白濃度、諸如纖維蛋白原的凝血因子的濃度、以及粘度。如本文所使用的術(shù)語流體變量的“值”是指流體變量的定性的、半定量的或定量的度量。變量的值的實例包括以厘泊計的粘度的度量和以重量/單位體積計的分析物的濃度的度量。如本文所使用的，“粘度”是指包括液體的流體的決定對剪切力的內(nèi)阻力或?qū)Α傲鲃印钡淖枇Φ奈锢硇再|(zhì)，并且通常以厘泊(CPS)表示。如本文所使用的術(shù)語“內(nèi)力”是指可以影響流體在介質(zhì)中的運動的力。內(nèi)力包括但不限于毛細管作用、芯吸、總體流動和壓差。因此，內(nèi)力是體系或裝置所固有的力，并且不同于不由材料和/或含有介質(zhì)的體系的設(shè)計產(chǎn)生的外力，例如重力和由泵供應(yīng)的力。
如本文所使用的術(shù)語“內(nèi)部影響”是指流體和/或包括用于流體經(jīng)過其流動的介質(zhì)的體系所固有的，可以影響流體在介質(zhì)中的運動的影響。內(nèi)部影響包括但不限于流體中的懸浮液中的顆粒、阻礙流體流動的化學(xué)或生物反應(yīng)、顆粒間附著和顆粒-介質(zhì)附著。如本文所使用的術(shù)語“總體流動”是指流體和其組分的運動的性質(zhì)，其中由諸如毛細力的力導(dǎo)致的流體的運動夾帶流體的組分并且使它們流動。如本文所使用的術(shù)語“吸收容量”是指材料可以容納的液體的量的度量。其被基于面積(例如克(gm)的液體每平方米的材料)或基于重量(例如克的液體每克的材料)報告。如本文所使用的術(shù)語“吸收”是指原子、分子或離子據(jù)此進入或滲透體相(例如液體、氣體或固體)并且被體相的體積接納的過程。如本文所使用的術(shù)語“吸附”是指分子向被稱為吸附劑的表面的附著。多種具有不同強度的力可以促進這樣的附著，包括但不限于范德華力、靜電作用和化學(xué)鍵，例如離子鍵和共價鍵。如本文所使用的術(shù)語“血液組分”是指紅血球、血小板、白血球、血漿、血清、諸如 CRP的蛋白質(zhì)、葡萄糖、凝血因子和任何其他天然地存在于血液中或可以從血液獲得的組分。術(shù)語“參數(shù)”，如在本文中與“評估參數(shù)，，可互換地使用的，是指與通過本文提供的方法和裝置分析的流體變量相關(guān)聯(lián)的性質(zhì)。該性質(zhì)可以用于識別和/或監(jiān)測狀態(tài)、條件或問題的原因或本質(zhì)。例如，如通過血液中的葡萄糖的流速或遷移距離的變化評估的對血液中的葡萄糖的檢測可以用于診斷和/或監(jiān)測糖尿病。作為另一個實例，可以使通過本文提供的方法和裝置對血液的減少的流速的檢測與凝固時間相互關(guān)聯(lián)，凝固時間是指示血漿是健康的還是凝結(jié)被削弱的參數(shù)。如本文所使用的術(shù)語“血液參數(shù)”是指與血液中存在的顆粒分析物(例如紅血球、白血、凝血因子例如纖維蛋白原、血紅蛋白或血小板)相關(guān)聯(lián)的，可以用于識別和/或監(jiān)測與血液有關(guān)的疾病或其他疾病的性質(zhì)。示例性的血液參數(shù)包括凝固時間和血紅蛋白濃度。如本文所使用的術(shù)語“血細胞比容”是指在血液已經(jīng)被處理(例如通過離心)以將紅血球與血漿分離之后被堆積的紅血球的按體積計的百分比。如本文所使用的術(shù)語“血細胞比容”被認為等效于“血紅蛋白濃度”并且與“血紅蛋白濃度”線性相關(guān)(3%血細胞比容近似等于lg/dL的血紅蛋白)。因此，在本文件內(nèi)的所有對血細胞比容的指代也涉及血紅蛋白濃度，并且本文提供的裝置涉及血細胞比容和血紅蛋白濃度二者。這兩個血液參數(shù)都可以用于識別和監(jiān)測疾病狀態(tài)，例如貧血。術(shù)語“介質(zhì)(medium) ”、“介質(zhì)(media) ”、“基材”在本文中可互換地使用，并且是指流體的運動可以經(jīng)過其發(fā)生并且流體前沿的測量可以經(jīng)過其被實現(xiàn)的任何材料。流體經(jīng)過介質(zhì)的運動使得其流速和/或遷移距離直接地取決于流體的變量或可以被改變以取決于流體的變量。在本文提供的特定的用于分離流體混合物的組分的方法和裝置中，介質(zhì)是固體材料。在一些實施方案中，介質(zhì)是多孔的并且流體的流速通過流體的一種或多種組分運動經(jīng)過孔的相對能力來調(diào)節(jié)。在其他實施方案中，介質(zhì)可以是非多孔的并且通道可以被蝕刻在非多孔的介質(zhì)上以實現(xiàn)流體的遷移。示例性的介質(zhì)材料包括但不限于濾紙、硝酸纖維素、玻璃纖維過濾器和玻璃。在本文提供的其中流體混合物是含水流體混合物的方法中，介質(zhì)是親水性材料。如本文所定義的“差異遷移”是指流速被改變的流體和流速未被改變的流體在介質(zhì)中遷移的不同的速率。術(shù)語流體的“液體組分”是指在基本上所有關(guān)心的固體組分或顆粒分析物已經(jīng)被從流體分離之后剩余的流體的部分。與“顆?！被颉邦w粒分析物”可互換地使用的術(shù)語“固體組分”，是指流體中的關(guān)心的固體顆粒；通常，它們是影響流體的流速或可以被改性以影響流體的流速的流體變量。在一些實施方案中，關(guān)心的固體顆粒是最初在流體中的溶液中并且在聚集時形成在流體中懸浮的固體顆粒的分析物的聚集體。如本文所使用的術(shù)語“固體顆?！笨梢允侵冈诩s或以0.001微米(μπι)至約或以500微米的尺寸范圍(平均長度、 寬度或直徑)內(nèi)的顆粒，但是通常在約或以0. 5微米至約或以1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0、6. 0、 7. 0,8. 0,9. 0,10. 0,15. 0,20. 0,25. 0,30. 0,40. 0 或 50. 0 微米的范圍內(nèi)。術(shù)語“團聚體”是指被范德華力或表面張力或靜電力或其組合松散地保持在一起的一種或多種顆粒例如顆粒分析物的集合體(association)。在一些情況中，被靜電力保持的集合體可以被定義為“絮凝物”。為了本文的目的，“團聚體”也包括“絮凝物”。術(shù)語“聚集體”是指形成較大的固體顆粒(或，如果分析物最初在溶液中，顆粒) 的一種或多種顆粒例如顆粒分析物或在溶液中的分析物的集合體。聚集體通常不容易被分裂，這抑制它們在介質(zhì)中的遷移并且允許聚集的過程被監(jiān)測。如本文所使用的，“可檢測的標記物，，或部分或成像標記物或部分是指用于成像關(guān)心的顆粒分析物的部分。這樣的部分包括例如熒光部分、放射性核素、磁性上可檢測的同位素或化合物、超聲顯像劑、發(fā)色團、膠乳微球或量子點。如本文所使用的，“結(jié)合配偶子”是特異性地結(jié)合于特定的分子或分子的類(關(guān)心的分析物)的化合物。如本文所使用的結(jié)合配偶子結(jié)合于分析物并且在一些實施方案中， 可以促進或抑制顆粒聚集體的形成。結(jié)合配偶子的類型可以包括珠、蛋白質(zhì)、核酸分子、碳水化合物、脂質(zhì)、配體、藥物、離子以及任何其他的可以特異性地結(jié)合于特定的分子的化合物。如本文所使用的，術(shù)語“近端”是指裝置或裝置的部件(例如指示物條)的更接近于流體樣品被加載至裝置上的點的端部。如本文所使用的，術(shù)語“遠端”是指裝置或裝置的部件(例如指示物條)的更遠離流體樣品被加載至裝置上的點的端部。如本文所使用的，術(shù)語“中部(midsection)”或“中部(middle section)”通常是指裝置的指示物條的兩側(cè)是近端和遠端的部分，在其上測量分析物的遷移、檢測、聚集或其他性質(zhì)。如本文所使用的，對“至少部分地”覆蓋指示物條或裝置的任何其他部件的殼體的指代意指裝置的至少10%被覆蓋。如本文所使用的，術(shù)語“尺寸”是指形狀、長度、寬度和面積。如本文所使用的，術(shù)語“飽和，，或“被飽和，，是指液體或流體不再可以被其遷移經(jīng)過的介質(zhì)吸收或吸附的狀態(tài)、點或階段。如本文所使用的術(shù)語“擴散”是指流體從高濃度的區(qū)域向低濃度的區(qū)域的運動。如本文所使用的術(shù)語“附著，，或“附著力，，是指不相似的分子之間的分子間引力。 附著的一個實例是流體分子和容納流體的玻璃管的壁之間的分子間引力。
如本文所使用的術(shù)語“毛細管作用”或“毛細力”是指由作用于在小的通路或容器例如管中的流體的附著力和表面張力導(dǎo)致的力，其用來使流體運動通過容器。當由在流體分子和容納流體的容器的壁之間的分子間引力產(chǎn)生的附著力比流體內(nèi)的由流體分子之間的分子間引力導(dǎo)致的內(nèi)聚力強時，導(dǎo)致在容器的邊緣處對流體的向上力。這種力將在容器邊緣處的流體向上拉動，導(dǎo)致彎月面。同時，由在流體的表面處的流體分子之間的增強的內(nèi)聚力產(chǎn)生的表面張力用來保持表面完整，導(dǎo)致整個流體表面的向上運動，而不僅是流體表面的邊緣。這種力的組合被稱為毛細力或毛細管作用。如本文所使用的術(shù)語“芯吸”或“芯吸力”是指作為在介質(zhì)的孔中發(fā)生的毛細力的結(jié)果的流體通過多孔介質(zhì)的運動。通常，多孔介質(zhì)具有某種程度的毛細管作用，達到流體由于由例如纖維的小直徑孔或附近產(chǎn)生的毛細力運動經(jīng)過介質(zhì)的程度。如本文關(guān)于在流體樣品例如血液上進行的作用所使用的術(shù)語“計量”是指測量已知量的流體并且分析被加載入介質(zhì)中的已知量的流體。本文中可互換地使用的術(shù)語“流動調(diào)節(jié)劑(flow-modifier)”或“流動調(diào)節(jié)劑 (flow modifying agent) ”是指改變流速和/或流體經(jīng)過介質(zhì)的遷移的劑或條件。因此， 例如，雖然一些分子分析物例如蛋白質(zhì)可以不直接地通過其在流體中的存在或量影響流體流動，但是其可以與另一種劑或條件反應(yīng)、結(jié)合于另一種劑或條件或以其他方式被另一種劑或條件操縱，以通過例如阻塞孔和填充介質(zhì)的空隙容積或增加流體的粘度來影響流體流動。流體的性質(zhì)可以通過粘度、表面張力的變化或通過凝膠或網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由聚合反應(yīng)的形成來改性。有效的介質(zhì)可以通過孔隙率、孔隙半徑或滲透率的變化來改性。用于改變流體的流動的劑或條件在本文中被稱為流動調(diào)節(jié)劑。如本文所使用的術(shù)語“閉合回路”是指允許流體沿著兩個或更多個匯合的路徑遷移的任何介質(zhì)。流體可以被施用于閉合回路介質(zhì)上的單一的加載區(qū)域，或其可以被施用在多于一個加載區(qū)域處，其從加載區(qū)域匯合并且在單一的點處相遇，該單一的點在本文中被稱為“匯合點”。閉合回路可以采取多種形狀，只要它們允許兩個或更多個流體前沿匯合。 示例性的形狀包括圓形、橢圓形、卵形、具有兩個線性側(cè)和彎曲端部的長橢圓形(如圖9B中的“跑道”形狀)等等。如本文所使用的術(shù)語“匯合”是指運動朝向公共點和/或在公共點處相遇的兩個或更多個流體路徑，該公共點在本文中被稱為“匯合點”。如本文所使用的術(shù)語“匯合點”是指多于一個流體前沿在其處匯合的點?！皡R合點”通常在閉合回路介質(zhì)(具有單一的流體施用區(qū)域)上，但是其還可以是指在具有一個開放端部和一個封閉端部的相似于馬蹄鐵的介質(zhì)上的點(多于一個流體施用區(qū)域在單一的點處匯合)。如本文所使用的術(shù)語“曲線”是指至少部分地以彎曲的線為特征的流體軌線(由介質(zhì)界定的路徑)。曲線流體軌線遵循彎曲的路徑，但是還可以沿著路徑的一部分線性地運動。B.流體變量的分析的方法本文提供用于分析和評估流體的變量的方法。方法包括將流體施用于基材并且分析流體經(jīng)過基材的運動，以基于經(jīng)過基材的流體遷移評估流體的變量。因為流體的變量可以影響或可以導(dǎo)致影響流體經(jīng)過基材的流動，因此可能的是通過分析經(jīng)過基材的流體運動來評估流體變量。流體的變量可以以取決于流體變量在流體中發(fā)生的量和/或程度的方式
20影響或?qū)е掠绊懥黧w的遷移。因此可能的是，通過分析經(jīng)過基材的流體運動來定量地評估流體變量。本文提供的用于分析流體的變量的方法和裝置將在流體中存在的變量與流體遷移特征例如遷移距離和相對流速之間的這種相關(guān)性應(yīng)用于變量在流體中的存在和/或量的確定。在本文提供的方法和裝置中，流體運動的分析基于對流體流動的停止的檢測。流動的停止可以通過對已經(jīng)在介質(zhì)中停止前進的流體前沿的檢測或通過對流體經(jīng)過其流動的兩個或更多個路徑的流體前沿的匯合的檢測來檢測。流動停止的點界定流體的遷移距離，流體的遷移距離指示流體的流動的速率。如本文描述的，可以使流速與流體變量例如諸如流體中的組分的量或濃度相互關(guān)聯(lián)。因此，本文提供的方法和裝置通過流體前沿確定使流體變量的定性的和/或定量的評估或測量成為可能。1.流體和其變量本文提供用于分析流體的變量的方法。方法利用流體的流動特性作為流體的變量的存在、不存在、量或程度的指示。a.流體可以在本文提供的方法中被分析的流體包括但不限于液體，例如純液體或液體混合物，包括兩種或更多種液體的混合物或一種或多種液體和一種或多種固體或氣體的混合物。純液體具有固定比率的諸如水、醇和油的成分的恒定的組成。液體混合物包括例如含水混合物。液體固體混合物可以含有任何形式的固體，包括例如顆粒。b.流體混合物和組分流體混合物包括溶液、懸浮液、膠體、溶膠和不均勻混合物。如本文描述的，可以使用本文的方法和裝置來分析的流體的變量中的一個是流體(如液體)混合物的組分(也被稱為分析物)的存在、量或濃度?？梢院写诒疚奶峁┑姆椒ㄖ性u估的分析物的液體混合物的實例包括但不限于體液、水樣和飲料。體液包括從身體(例如，包括哺乳動物且尤其是人類的動物的身體)取得的或分泌的天然的體液，以及含有來自身體尤其是來自器官和身體部分的細胞的非天然的液體，尤其是洗液。體液的特定的實例包括但不限于血液、骨髓、腦脊液、唾液、汗液、尿、淋巴、目鏡流體、組織液、陰道分泌物、痰、滑液、胸膜液、粘液、羊水、腹水、精液、糞便、積液、吸出物和來自器官的洗液(例如結(jié)腸、肺或支氣管灌洗、膀胱灌注流體)。c.流體變量流體變量可以是影響，或可以導(dǎo)致影響，流體在多孔介質(zhì)中的流動的流體的任何組分、方面、性質(zhì)或特征。一些流體變量可以以取決于變量在流體中發(fā)生的量和/或程度的方式影響流體的遷移。流體變量的實例包括但不限于可以在流體中的溶液中的分子實體、 可以在流體內(nèi)混合或在流體中懸浮的顆粒(包括膠體顆粒)、以及諸如粘度、表面張力、密度和與接觸角相關(guān)聯(lián)的與介質(zhì)的附著力。i.作為流體變量的流體組分流體組分包括形成流體的任何一種或多種實體，例如元素(例如汞)或化合物 (例如水、醇、油)，或與流體混合的任何實體?？梢耘c流體混合的實體包括任何固體、液體或氣態(tài)組分，例如諸如分子實體和顆粒。流體組分可以被溶解在流體中(例如具有在分子或離子水平上的尺寸的顆粒)或不被溶解在流體中，例如諸如在流體中懸浮的顆粒。通常，被溶解的顆粒具有在分子或離子水平上的尺寸。例如，顆粒通常在尺寸上小于1納米。分子實體包括但不限于小分子，例如藥物化合物(例如療法藥物)或其他藥物(例如茶堿、地高辛、苯妥英、甲狀腺素、可卡因和安非他命)、生物分子(例如氨基酸、脂肪酸、肽、多肽、寡肽、蛋白質(zhì)、免疫球蛋白、脂質(zhì)、磷脂、核苷酸、寡核苷酸、多核苷酸、核酸、碳水化合物、寡糖、 多糖和鹽)和氣體(例如氧氣和二氧化碳)。大體上不可以被溶解在流體中的較大的顆粒通常在尺寸(例如直徑)上是至少1 納米或大于1納米。這樣的顆粒尺寸包括例如2或更大納米、1-5納米、1-10納米、10-20納米、1-100納米的尺寸，但是大多數(shù)較大的顆粒趨向于在直徑上大于100納米。例如，這樣的顆粒可以在尺寸上是5-200納米、1-500納米、1-1000納米、100-500納米、500-1000納米、 至少1000納米、1000納米或更大，或在尺寸上大于1000納米、至少1微米、1微米或更大、 1-5微米、5-8微米、1-10微米、10-50微米、50-100微米、1-100微米、100-150微米。因此， 顆粒可以是使得它們是使用光學(xué)顯微鏡不可見的，或是在顯微鏡(microscope)(例如顯微鏡(microscopic))、放大鏡的輔助下或使用肉眼可見的。在特定的實施方案中，顆粒是約為紅血球的尺寸的顆粒。例如，顆?？梢跃哂性?6-8微米的范圍內(nèi)的直徑?？梢允褂帽疚奶峁┑姆椒▉矸治龅氖纠灶w粒包括但不限于細胞(例如，血細胞，例如紅血球(紅細胞)和白血球(白細胞，包括無顆粒白細胞，例如淋巴細胞以及單核細胞；以及粒細胞，例如中性粒細胞、嗜堿粒細胞和嗜酸粒細胞))、凝血細胞 (血小板)、滑液細胞以及癌細胞、微生物、細菌、酵母、顏料、顆粒以及這些和其他顆粒的聚集體。ii.粘度粘度是可以使用本文提供的方法來分析和評估的流體性質(zhì)。粘度是由在流體中作用的分子力導(dǎo)致的流體流動的阻力的度量。因此，流體的粘度直接地影響流體的流動。通常，流體的流動性或運動的容易性與流體的粘度逆相關(guān)。許多因素可以影響流體粘度。這樣的因素包括但不限于流體中的組分的濃度、聚集、凝集和聚合。因此，可以使用本文提供的方法來分析的流體變量還包括流體的組分的聚集、凝集和團聚。(a)組分濃度流體中的組分的量或濃度可以影響流體的粘度。特別地，存在生物組分的濃度對流體粘度的影響的多種實例?；畹奈⑸锢缂毦驮孱悾梢杂绊懰鼈冊谄渲写嬖诘牧黧w的粘度。例如，萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)，一種單細胞的漂浮綠藻， 已經(jīng)被報道隨著藻細胞的濃度增加而增加流體的粘度(見例如Rafai等人QOlOWhys. Rev. Lett. 104 :098102)，而枯草桿菌(Bacillus subtilis)，一種單細胞的漂浮細菌，被報道減小流體的粘度(見例如 Sokolov 和 Aranson Q009) Phys. Rev. Lett. 703 :148101)。還已經(jīng)報道，草莓汁的粘度隨汁中的可溶性固體的濃度的增加而增加(見例如Juszczak和 Fortuna (2003) EJPAU 卷 6，第 11 期；http://www. ejpau. media.pl/volume6/issue2/food/ art-ll.html)。此外，許多研究已經(jīng)報道，血液的粘度隨血液中的紅血球部分(即血細胞比容)的增加而增加(見例如Pries等人(1992)Am. J. Physiol. 96 :562和Eckmann等人 (2000) Anesth. Analg. 91 :539)。(b)聚集
流體中的組分例如顆粒的聚集也可以影響流體的粘度。例如，血液中的紅血球聚集導(dǎo)致以低剪切速率發(fā)生的血液粘度的大部分增加(見例如Moriarty和GibsonQ005) Curr. Opin. Cardiol. 20 :318-323)。根據(jù)對于紅血球聚集提出的一種機制，在低剪切速率 (減慢至靜態(tài)的血液流動)的條件下，紅細胞之間的范德華引力可以導(dǎo)致紅血球的結(jié)合。同時，血漿蛋白質(zhì)可以抵消帶負電荷的紅細胞膜之間的排斥力。大血漿蛋白質(zhì)例如纖維蛋白原和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)，可以被吸收至紅血球膜上并且作為利于紅血球的聚集的橋聯(lián)分子。由這些大分子向毗鄰的紅細胞表面的吸附導(dǎo)致的橋聯(lián)力超出靜電排斥的分解力(disaggregating force),貝丨J紅血球聚集發(fā)生。(C)凝集流體中的組分例如顆粒的凝集也可以影響流體的粘度。凝集是指帶有抗原的細胞、微生物或其他顆粒在特異性的免疫球蛋白或抗體的存在下聚叢在一起。具有用于結(jié)合于抗原的多重部位的抗體用來將帶有抗原的顆粒聯(lián)接在一起以形成顆粒的凝集物或聚叢塊體。血液中的顆粒凝集的實例是具有不同的抗原類型的紅血球的凝集。血型的出現(xiàn)是由于不同的紅血球膜表面抗原或糖蛋白的存在A抗原、B抗原和1 抗原。A型血含有攜帶 A抗原的紅血球并且還含有在血漿中的抗B抗原抗體。B型血含有攜帶B抗原的紅血球并且還含有在血漿中的抗A抗原抗體。AB型血含有攜帶A抗原和B抗原的紅血球并且不含有在血漿中的抗A抗原抗體或抗B抗原抗體。相反，0型血含有缺乏A抗原和B抗原的紅血球但是含有在血漿中的抗A抗原抗體和抗B抗原抗體。血型還取決于紅血球是否攜帶在細胞膜表面上的Mi因子抗原。如果抗原存在，那么血液被稱為對于Mi因子陽性的(即Μι+)， 而如果抗原不存在，那么血液是對于Mi因子陰性的(即1 -)。1 陰性血液可以在暴露于 Rh陽性紅血球時產(chǎn)生抗Mi抗體。為了輸血成功，血液供體和受體的ABO和1 組必須是相容的。如果它們不是，那么來自被捐獻的血液的紅血球?qū)⒂捎趯Ρ痪璜I的紅血球上的抗原特異的受體抗體的存在而凝集。(d)聚合通過流體內(nèi)的多重單體的結(jié)合的聚合物形成也可以影響流體粘度。例如，纖維蛋白聚合物在血液凝塊形成期間通過形成圍繞活化的血小板的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的纖維狀蛋白纖維蛋白的聚合而產(chǎn)生。纖維蛋白聚合物的凝塊結(jié)構(gòu)已經(jīng)與血液的粘度的增加相互關(guān)聯(lián) (ΒΜ^Π Kaibara (1996) Biorheology 33 101)。iii.表面張力表面張力是可以使用本文提供的方法來分析和評估的流體的另一個性質(zhì)。表面張力通過毛細管作用提供流動的動力。表面張力由在流體的表面處的流體分子之間的增強的內(nèi)聚力產(chǎn)生。發(fā)生表面張力是因為，在液體的表面上的分子并不在所有側(cè)被相似的分子包圍并且因此它們被更多地吸引向液體表面處的毗鄰的相似的分子。在流體前沿處的這些附著力通過沿著流體前沿界面的表面張力傳遞至本體流體。改變?nèi)芙馕餄舛葘?dǎo)致表面張力的取決于溶解物的變化。通常，表面活性劑(洗滌劑)和醇趨向于降低水溶液的表面張力，而無機鹽趨向于升高表面張力，而糖幾乎沒有影響。因此，在分析物的存在下導(dǎo)致表面活性齊U、醇或無機鹽的產(chǎn)生或破壞的任何反應(yīng)都可以在本裝置中用于確定濃度。2.流體經(jīng)過基材的運動
在將力施加于流體時，流體基于流體組分例如顆粒的連續(xù)的相對運動而流動或運動經(jīng)過基材。被施加以導(dǎo)致毛細管流動的力是流體分子和介質(zhì)的表面之間的附著力。如果附著力大于流體分子之間的內(nèi)聚力，在界面處的流體分子前進入介質(zhì)中，并且以表面張力的形式的內(nèi)聚力拉動本體流體。當諸如液體的流體在總的總體流動方向流過介質(zhì)時，之前占據(jù)介質(zhì)的物質(zhì)(即氣體，例如空氣，或可能地另一種流體)被代替。流體前沿是正在流動的液體和被代替的物質(zhì)的最前面(相對于總體流動的方向)的顆粒之間的邊界。流體前沿是用于確定流體相對于流動被發(fā)起的點的遷移距離的點。本文提供的方法和裝置利用流體前沿位置的檢測來分析和評估流體變量。通常，流體前沿不是被清晰地界定的邊界，而是擴散的，這是由于介質(zhì)中的孔徑大小和形狀的分布。然而，通?？梢赃M行介質(zhì)的選擇使得允許對流體前沿的位置的充分地客觀的視覺確定。流體經(jīng)過多孔介質(zhì)的流動由作用在流體前沿處的毛細力促進，并且被作用貫穿介質(zhì)中的流體柱的粘性力抵抗。因為流體前沿的幾何形狀是基本上恒定的，而流體柱的尺寸隨時間增大，所以粘性力與毛細力相比變得較大(并且正在被力作用的流體的質(zhì)量增加)， 并且流速隨時間減小?？椎某叽缫灿绊懥魉佟Ｃ毩εc孔隙半徑成反比，而粘性力與孔隙半徑的平方成反比。凈結(jié)果是，流體在單一的通道的毛細管流動中的速度與孔隙半徑成比例。然而，因為通常多孔介質(zhì)具有孔隙半徑的分布并且這些孔以復(fù)雜的方式互相連接，所以預(yù)測多孔介質(zhì)的毛細管流動特征不是簡單的事。a.基材基材也被稱為介質(zhì)，是流體例如液體的運動可以在其上或經(jīng)過其發(fā)生的任何材料。在本文提供的特定的方法和裝置中，基材是流體運動可以通過毛細管作用(即毛細作用)在其上或經(jīng)過其發(fā)生的基材。流體在基材上或基材中或經(jīng)過基材的運動使得流體的遷移距離將被流體的一個或多個變量的變化影響。在本文提供的用于分析流體變量的方法和裝置中，基材是固體材料。在本文提供的特定的方法和裝置中，基材是多孔介質(zhì)。介質(zhì)可以由在遍及介質(zhì)的所有方面一致的材料(即單一的材料)制成，或可以在介質(zhì)的特定的區(qū)域處在一些方面變化，如可以通過使用彼此流體連通的兩種或更多種不同的材料或通過在介質(zhì)中的一些位置處改性單一的材料來實現(xiàn)的。在本文提供的其中流體是含水流體混合物的方法中，介質(zhì)是親水性材料。用于在本文提供的方法和裝置中的基材包括通過浮雕或光刻法來改性的表面。其他合適的基材可以包括纖維束或小表面通道。例如，介質(zhì)可以是或含有天然的和/或合成的材料，該材料含有具有均一的或變化的尺寸的空間或洞?？臻g可以形成網(wǎng)或可以形成孔或通路，經(jīng)過這些網(wǎng)、孔或通路，一些組分例如液體、分子、離子可以容易地運動(即介質(zhì)對組分是易于可滲透)，但是其他組分經(jīng)過這些網(wǎng)、孔或通路的運動由于例如組分的尺寸和/或形狀而被延遲或阻礙。雖然這些其他組分可以運動經(jīng)過介質(zhì)的空間，但是運動將以較慢的速率。因此，介質(zhì)對這樣的組分是更不可滲透的。一些組分可以具有使得它們在空間中或在向空間的入口處被捕集的尺寸和 /或形狀，并且因此將被從在介質(zhì)中的運動排除。在這種情況下，介質(zhì)被稱為對該組分是不可滲透的。其他正在運動的組分可以完全地通過介質(zhì)并且離開介質(zhì)；然而，這樣的運動以改變的速率，這是由于介質(zhì)中的孔被所捕集的或較慢的正在運動的組分堵塞。因為對介質(zhì)最可滲透的流體組分的運動或流動經(jīng)過介質(zhì)的速率可以被對介質(zhì)最不可滲透的組分的運動影響，所以流體前沿的遷移距離將變化，這取決于流體的組分的運動的行為。其中流體的一些組分的運動可以基于組分尺寸被阻礙的介質(zhì)被稱為尺寸排阻介質(zhì)(size exclusion medium)。這樣的介質(zhì)還可以用來有效地分離流體的組分。用于本文提供的方法和裝置的其他介質(zhì)可以是或含有具有提供與流體混合物的不同組分的不同程度的相互作用的性質(zhì)的天然的和/或合成的材料。這樣的介質(zhì)可以基于流體的不同的組分的差別的親合力差別地影響流體混合物中的組分的運動。例如，流體混合物的一些組分(例如液體、分子和離子)可以幾乎不具有與介質(zhì)的相互作用，或可以完全不與介質(zhì)相互作用。這樣的組分據(jù)說幾乎沒有或完全沒有對介質(zhì)的親合力，并且將容易地運動經(jīng)過介質(zhì)。流體混合物的其他組分可以與介質(zhì)相互作用或弱地結(jié)合于介質(zhì)，達到有限的程度(即具有低親合力)。這些組分將被松散地且可逆地保留在介質(zhì)中，并且將因此更緩慢地運動經(jīng)過介質(zhì)。流體混合物的還其他組分可以強地(即具有高親合力)和/或不可逆地與介質(zhì)相互作用，并且將在介質(zhì)中運動短距離或完全不在介質(zhì)中運動。流體混合物的組分與介質(zhì)的相互作用可以是對該組分特異的，例如在抗體和抗原之間或在配體和受體之間，或可以是非特異性的。其中流體的一些組分的運動可以基于組分與介質(zhì)的差別的相互作用或結(jié)合而被延遲的介質(zhì)被稱為基于吸附的介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可以用來有效地分離流體的組分。不同的多孔介質(zhì)可以具有不同的尺寸的孔。在本文提供的方法和裝置中將使用的多孔介質(zhì)的孔徑大小基于多種因素來選擇，因素包括(1)流體的待與流體混合物的其他組分分離的任何組分的尺寸，(2)流體中的其他組分的尺寸，(3)使特定的組分在介質(zhì)中運動或行進的所期望的程度，(4)使流體前沿在介質(zhì)中行進的所期望的距離，以及( 流體由于毛細管作用應(yīng)當行進的期望的速度。例如，如果期望的是特定的組分在介質(zhì)中運動得足夠遠以與其他組分分辨，但是不在介質(zhì)中運動得遠至與其他組分一樣，并且該特定的組分是大固體或惰性顆粒(例如膠乳微珠或微珠的聚集體)，那么介質(zhì)的合適的孔徑大小將是約為該特定的組分的尺寸或略微地大于該特定的組分的尺寸但是顯著地大于流體混合物的其他較小的組分的孔徑大小。在另一方面，如果特定的組分是大的可變形的或以其他方式活性的顆粒(例如血細胞或積極地運動經(jīng)過小空間的其他這樣的細胞)，那么介質(zhì)的合適的孔徑大小將是約為該特定的組分的尺寸或略微地小于該特定的組分的尺寸但是顯著地大于流體混合物的其他較小的組分的孔徑大小。這樣的介質(zhì)將允許特定的組分在介質(zhì)中的運動，使得如果期望的話，其可以被檢測，但是將通過延遲該組分相對于其他組分的運動的運動將該組分與其他組分分離。因此，當期望將特定的組分從流體混合物分離時，介質(zhì)的孔徑大小將由介質(zhì)抑制該組分相對于流體中的其他組分(包括流體本身)的遷移的能力來界定。對于在本文提供的方法和裝置中使用的分離介質(zhì)合適的孔徑大小可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員基于如本文提供的期望的結(jié)果和特定的有關(guān)因素的教導(dǎo)內(nèi)容根據(jù)經(jīng)驗來確定。如上文描述的，孔徑大小也對流體速度有影響，由此影響基于這些裝置的測試的運行的時間長度。通常，具有較大的孔的介質(zhì)將比具有較小的孔的介質(zhì)運行得更快。通過導(dǎo)致介質(zhì)中的孔徑大小的減小，例如通過將顆粒捕獲在孔的壁上或通過導(dǎo)致沉淀物在孔中的沉降，經(jīng)過該介質(zhì)的速度可以被減小，導(dǎo)致流體在一定量的時間內(nèi)行進的距離的減少。通過改變有效的孔徑大小來影響流體前沿行進的距離的能力對于本文描述的裝置的操作是關(guān)鍵的。具有相對小的孔徑大小的介質(zhì)可以被放置為與具有相對較大的孔的介質(zhì)串聯(lián)接觸。當流體前沿從較大孔介質(zhì)經(jīng)過至較小孔介質(zhì)時，在較小孔介質(zhì)中獲得的增大的毛細力與在較大孔介質(zhì)中來自流體的較小的粘性力組合地，將導(dǎo)致流體的速度的增大。在本文提供的特定的方法和裝置中，介質(zhì)是具有能夠?qū)⒀毎c血漿分離的孔徑大小的任何材料。雖然紅血球具有7-8 μ m的平均直徑，但是它們可以變形，使得直徑被減小。因此，例如，本文提供的特定的實施方案的介質(zhì)的合適的孔徑大小可以在直徑上是 1-8 μ m、在直徑上是1-5 μ m或在特定的實施方案中在直徑上是2-3 μ m。多孔介質(zhì)還可以是由堆積的珠或堆積的或紡織的纖維制成的任何材料，使得有效的孔徑大小適合于將血細胞與血漿分離。在本文提供的方法和裝置的其他實施方案中，介質(zhì)是以下任何材料其中孔具有使得它們可以隨著在導(dǎo)致BCIP (5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸鹽)的水解和NBT (對氯氮藍四唑)的還原的過氧化氫、過氧化物酶和3，3' -二氨基聯(lián)苯胺(DAB)的反應(yīng)或堿性磷酸酶與底物對BCIP/NBT的反應(yīng)時形成的沉淀物的增加的量越來越被封閉的尺寸。在本文提供的方法和裝置的另外的實施方案中，介質(zhì)是以下任何材料其中孔具有使得它們可以隨著與膠乳珠混合的生物素-抗生物素蛋白(或其他結(jié)合配偶子例如中性抗生物素蛋白)復(fù)合物的增加的量越來越被封閉的尺寸。在本文提供的方法和裝置的特定的實施方案中，用于流體分析的流動路徑由三種串聯(lián)地流體連通的分離介質(zhì)組成。從路徑的近端向路徑的遠端依次地延伸的三種介質(zhì)如下結(jié)合于聚乙烯醇(PVA)的硼硅酸鹽玻璃纖維(8975 ；Ahlstrom, Helsinki，芬蘭)、以嵌段聚酯為支撐的硝酸纖維素(Vivid 170 ；Pall Corporation, Port Washington、紐約)、以及保留大于2 μ m的顆粒的被PVA處理的玻璃纖維紙(LFl ；Whatman, New Jersey，美國)。 確定了材料的這種組合用來放大孔堵塞的效果。初始的硼硅酸鹽玻璃纖維材料被設(shè)計為將顆粒的流動從豎直導(dǎo)管轉(zhuǎn)移至Vivid 170硝酸纖維素，使得珠適當?shù)剡M入硝酸纖維素材料并且因此能夠堵塞硝酸纖維素中的孔，正如對于流動改性來說所期望的。硝酸纖維素具有非常小的孔徑大小，允許小的聚叢珠和LPA-生物素聚集體聚集并且阻礙流動；因此，這是珠和LPA-生物素的有效的聚叢將保持并且對流速施加影響之處。LFl玻璃纖維紙置換較大的流體體積并且具有比硝酸纖維素弱的毛細力。因此，硝酸纖維素中的效果將導(dǎo)致位于遠端的LFl玻璃纖維紙內(nèi)的流動的顯著的變化。i.材料可以在本文提供的方法和裝置中用作流體流動的介質(zhì)的材料的實例包括但不限于天然的、合成的或被合成地改性的天然存在的材料，例如多糖(例如纖維素材料，例如紙；和纖維素衍生物，例如乙酸纖維素和硝酸纖維素以及包覆纖維素)；聚醚砜；聚乙烯；尼龍；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚酯；聚丙烯；二氧化硅；無機材料，例如鈍化氧化鋁；硅藻土 ； MgSO4 ；或在具有聚合物例如氯乙烯、氯乙烯-丙烯共聚物和氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的多孔聚合物基質(zhì)中均一地分散的其他無機的細碎的材料；布，天然存在的(例如棉布)和合成的(例如尼龍或人造絲)；多孔凝膠，例如硅膠、瓊脂糖、葡萄聚糖和明膠；聚合物膜，例如聚丙烯酰胺；玻璃纖維；合成纖維；玻璃纖維和合成纖維的復(fù)合物；紡織的或非紡織的玻璃纖維紙(被包覆的或不被包覆的)、塑料纖維以及這些材料中的任何材料的共混物。
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在本文提供的方法和裝置的特定的實施方案中使用的介質(zhì)是紡織的或非紡織的玻璃纖維紙、被包覆的纖維素、塑料纖維材料或這些材料的共混物。在本文提供的其他實施方案中，介質(zhì)材料含有任何對血細胞惰性的、不誘導(dǎo)嚴重的細胞溶解并且產(chǎn)生在I-Sym范圍內(nèi)的間隔的材料的纖維或珠的長的束。珠優(yōu)選被保持在適當?shù)奈恢没蚋街谝黄?。ii.流體流動的路徑一種或多種介質(zhì)可以用于本文提供的方法和裝置中。例如，可以使用一種介質(zhì)或兩種、三種或四種介質(zhì)。在特定的實施方案中，采用兩種介質(zhì)或多于兩種介質(zhì)或四種介質(zhì)。 介質(zhì)可以被定位為使得經(jīng)過其的總體流體流動實質(zhì)上正交(即豎直或垂直)于介質(zhì)的平面(經(jīng)常被稱為橫流)或?qū)嵸|(zhì)上平行(即水平的或橫向的)于介質(zhì)的平面。如果使用兩種或更多種介質(zhì)，那么可以將介質(zhì)豎直地、水平地放置，或可以采用豎直放置和橫向放置的組合。在本文提供的方法和裝置的特別的實施方案中，將一種介質(zhì)相對于流體的總體流動橫向地定位。在本文提供的方法和裝置的另一個實施方案中，采用兩種介質(zhì)，例如多孔介質(zhì) (1)第一介質(zhì)被放置為使得經(jīng)過其的總體流體流動相對于介質(zhì)的平面豎直，并且( 第二介質(zhì)接著第一介質(zhì)并且與第一介質(zhì)流體連通，其中經(jīng)過第二介質(zhì)的總體流體流動相對于介質(zhì)的平面橫向。在本文提供的方法和裝置的另外的特定的實施方案中，采用四種介質(zhì)第一介質(zhì)被放置為使得經(jīng)過其的總體流體流動相對于介質(zhì)的平面垂直，并且三種另外的介質(zhì)被定位為串聯(lián)地流體連通并且接著第一介質(zhì)，其中經(jīng)過第二介質(zhì)、第三介質(zhì)和第四介質(zhì)的總體流體流動相對于介質(zhì)的平面實質(zhì)上橫向。因此，流體連通并且被串聯(lián)地放置的兩種或更多種介質(zhì)可以以相對于彼此的任何方式被定位，只要從介質(zhì)向串聯(lián)中的介質(zhì)的流體流動具有連續(xù)性。一連串介質(zhì)中的流體連通可以以許多方式來實現(xiàn)。例如，彼此直接流體連通的兩種介質(zhì)可以被定位為使得它們重疊；即，一種介質(zhì)的表面的一部分被層疊在另一種介質(zhì)的表面的一部分上。兩種介質(zhì)還可以被定位為毗鄰于彼此，沒有表面的重疊。然而，通常，串聯(lián)地流體連通的介質(zhì)被定位為最大化介質(zhì)之間的流體傳遞以及最小化流體流動的在連接點或接觸點處的中斷，以保持平穩(wěn)的且連續(xù)的流體流動。通常，這通過介質(zhì)的重疊來實現(xiàn)，即通過使一種介質(zhì)的最寬的表面的某個部分與另一種介質(zhì)的最寬的表面接觸。介質(zhì)表面的重疊的程度取決于在每種介質(zhì)中的流體流動的類型而變化。通常，重疊的程度是使得在介質(zhì)之間的流體傳遞的效率和速率被最大化，以便保持流體的恒定的向前運動的總體流動。如果介質(zhì)被串聯(lián)地放置以用于經(jīng)過連接的介質(zhì)的橫向的流體流動，那么高效率的操作所需的表面重疊的程度根據(jù)經(jīng)驗來確定并且被最小化。如果介質(zhì)被串聯(lián)地放置以用于經(jīng)過連接的介質(zhì)的豎直流動，那么介質(zhì)表面的重疊的程度被最大化。如果介質(zhì)被串聯(lián)地放置使得總體流體流動是經(jīng)過一種介質(zhì)豎直的而經(jīng)過另一種介質(zhì)橫向的，那么重疊的程度通過將豎直流動介質(zhì)的整個表面放置為與橫向流動介質(zhì)接觸來最大化。通常，用于檢測和/或定量流體中的組分的關(guān)心的組分的精細分離和高分辨率以橫向流動形式進行。因此，通常除了被水平地放置的介質(zhì)之外，并且為了提供關(guān)心的組分與流體混合物中的其他組分的初始粗分離和/或使流體混合物的組分呈現(xiàn)與橫向流動介質(zhì)交錯的目的，和/或用于提供流體混合物向橫向流動介質(zhì)的受控的引入，在本文提供的方法和裝置中可選擇使用被豎直地放置的介質(zhì)。由介質(zhì)形成的流體路徑的許多形式適合于在本文提供的方法和裝置中使用。通常，為了將流體從第一點運動至第二點的目的，流體路徑的形狀被設(shè)計為促進流體的向前運動的高效率的平穩(wěn)的總體流動，且具有流體前沿的最小的變形。通常，這使用具有起始點和終點并且沒有彎曲、折曲或轉(zhuǎn)彎的直的線性路徑來最容易地實現(xiàn)。這適用于這樣的流體路徑，無論該路徑與一個或多個其他的流體路徑匯合進入單一的路徑中、連續(xù)的路徑中還是進入公共的終點中。在本文提供的裝置和方法的一些實施方案中，由裝置中的用于每個類型的流動(即豎直的或水平的)的一種或多種介質(zhì)形成的流體路徑是線性路徑。這些裝置被設(shè)計為通過檢測已經(jīng)在介質(zhì)中停止前進的流體前沿，或當樣品流體的分離的等分試樣被施用于線性流體路徑的相對的端部時通過檢測介質(zhì)中的匯合點，來檢測流體流動的停止。在本文提供的裝置和方法的其他實施方案中，由一種或多種介質(zhì)形成的流體路徑是曲線的回路或閉合路徑。曲線路徑可以包括線性部分但是不是線性的，并且不具有在方向上的突然變化(即角)。方向的突然變化將不破壞裝置的功能性，但是將通過扭曲流體前沿的形狀，由此向匯合點的位置引入不確定性而降低實用性。曲線形狀的實例包括但不限于橢圓形，包括圓形、卵形和跑道。因此，曲線路徑包括具有開放空間的內(nèi)部的橢圓形的、圓形的和卵形的以及跑道形的路徑，如將是環(huán)或環(huán)形物。曲線路徑是具有明確的且大體上窄的寬度并且具有在路徑的兩個側(cè)上的明確的側(cè)邊界以限制以向前運動的方向的總體流動的閉合回路。因此，曲線路徑是環(huán)，即路徑的兩個側(cè)是清楚地可識別的，僅在單一的點處相遇或合并；因此，曲線路徑環(huán)繞不間斷的開放空間。b.實現(xiàn)流體在多孔介質(zhì)中運動的力流體經(jīng)過介質(zhì)的運動是壓力驅(qū)動的，或由外部場的施加來實現(xiàn)，外部場可以是重力場(由高度差或離心導(dǎo)致的壓頭)、電場(電滲流動)或甚至磁場(要求本身是鐵磁性的流體或含有鐵磁性的顆粒的流體)。毛細力也被稱為芯吸力，可以作為由流體/空氣界面(彎月面)的曲率產(chǎn)生的壓差的結(jié)果來分析，但是不必要從這種透視圖察看毛細作用以分析由毛細作用導(dǎo)致的流動。本文描述的所有裝置都通過毛細力實現(xiàn)流體運動，然而如果流體路徑不完全位于水平面中的話，重力可以增加或減少這些力。介質(zhì)以及介質(zhì)是其一部分的體系的設(shè)計也可以影響流體的運動。例如，介質(zhì)的展示低毛細力的部分可以被放置為與介質(zhì)的具有較高的毛細力的部分串聯(lián)地流體連通。當流體前沿從前一種介質(zhì)運動至后一種介質(zhì)時，增加的毛細力將增加流體遷移的速度，這將對流體的變量例如流體組分的分離有影響。在另一個實例中，介質(zhì)可以被壓縮以最小化介質(zhì)的厚度的變化性，由此控制流體的體積攝入(volumetric uptake)。沿著流動路徑改變介質(zhì)的形狀還可以影響流速，雖然這些效應(yīng)未被完全理解。例如，沿著流動路徑減小介質(zhì)的寬度 (成錐形)增大流速，而增加寬度減慢流速。在可選擇的方法中，在材料外部的力以及流體分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)流體在一種或多種介質(zhì)內(nèi)的運動有關(guān)。這些輔助的原動力包括但不限于泵、重力和壓力，以及外部的電場和磁場。流體在介質(zhì)中的運動可以涉及內(nèi)力和/或內(nèi)部影響、外力和/或外部影響或內(nèi)力和外力和/或內(nèi)部影響和外部影響的組合。c.流體在多孔介質(zhì)中的流動的停止在通過直接施用于多孔介質(zhì)或在與流動分析介質(zhì)流體連通的部位間接施用而將流體樣品施用于分析其中的流體流動的多孔介質(zhì)之后，由于作用于流體的原動力和/或影響，流體被允許運動經(jīng)過介質(zhì)，直到流動停止。流動可以由于許多原因停止。例如，因為被施用于介質(zhì)的流體的量小于介質(zhì)對流體的總?cè)萘?，流動可以停止。在這種情況下，因為由在流體的前邊緣處的毛細力導(dǎo)致的液體的總體流動在液體被拉動穿過介質(zhì)時導(dǎo)致液體的后邊緣的形成，流動停止。在該后邊緣處的毛細力與在前導(dǎo)邊緣處的毛細力相反。由于擴散， 流體運動可以在每個流體邊緣處發(fā)生，但是沒有發(fā)生總體流動。當不存在向介質(zhì)施加的外力例如泵時，流體的流動停止?？蛇x擇地，因為被施用于介質(zhì)的流體的量超出介質(zhì)對流體的總?cè)萘?，在分析介質(zhì)中的流體流動可以停止。在這種情況下，因為介質(zhì)被流體飽和，即在介質(zhì)中沒有用于另外的流體的剩余的空間，流動停止。在不存在某種類型的用于從飽和介質(zhì)除去液體的體系時，流動停止并且沒有發(fā)生流體和其組分在介質(zhì)中的進一步遷移。本文提供的用于分析和評估流體變量的方法和裝置被設(shè)計為用于通過檢測已經(jīng)在介質(zhì)中停止前進的流體前沿，或通過檢測流體流過的兩個或更多個路徑的流體前沿的匯合，來檢測流體流動的停止。流動停止的點界定流體的遷移距離，流體的遷移距離指示流體的流動的速率并且進而指示影響或可以導(dǎo)致影響流體流動的流體變量的存在、不存在、量或程度。3.流體變量對流體遷移的影響本文提供的用于分析和評估流體變量的方法和裝置是基于流體遷移特征和流體中的流體變量的存在和/或量或程度之間的相關(guān)性。這種相關(guān)性起因于流體變量影響流體流動的能力，例如通過影響介質(zhì)中的遷移距離或流速。流體變量可以直接地和/或間接地影響流體遷移。直接地影響多孔介質(zhì)中的流體遷移的流體變量是本身影響流體流動的流體變量。這樣的變量的實例包括但不限于一些顆粒和分子以及流體性質(zhì)。例如，顆粒由于其尺寸可以直接地影響多孔介質(zhì)中的流體流動。大顆粒例如細胞和微生物，可以有效地阻塞介質(zhì)中的孔，由此阻塞和減弱流體流動。流體中的一些分子的沉淀物也可以用來直接地阻塞介質(zhì)的孔和由此減少流體流動。流體粘度可以具有對流體流動的顯著的直接影響，這是由于當流體的粘度增加時增加的流動阻力。例如，紅血球的聚集可以直接增加血液的粘度， 由此減慢血液流動。間接地影響流體遷移的流體變量是不僅可以單獨具有對流體流動的顯著的影響而且可以被導(dǎo)致或操縱為基于其在流體中的存在和/或濃度影響流動的流體變量。因此， 例如，雖然一些分子分析物例如蛋白質(zhì)可以不直接地通過其在流體中的存在或量影響流體流動，但是其可以與另一種劑或條件反應(yīng)、結(jié)合于另一種劑或條件或以其他方式被另一種劑或條件操縱，以通過例如阻塞孔和填充介質(zhì)的空隙容積或增加流體的粘度來影響流體流動。因此，流體流動可以通過改性流體或有效的介質(zhì)(即最初的介質(zhì)和被固定化于該最初的介質(zhì)的任何分子或顆粒的組合)來改變。流體的性質(zhì)可以通過粘度、表面張力的變化或通過凝膠或網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由聚合反應(yīng)的形成來改性。有效的介質(zhì)可以通過孔隙率、孔隙半徑或滲透率的變化來改性。用于改變流體的流動的劑或條件在本文中被稱為流動調(diào)節(jié)劑。a.介質(zhì)的改性有許多可以改性流體遷移經(jīng)過的介質(zhì)使得流體的流動被影響的方式。i.多孔介質(zhì)中的孔的堵塞(a)沉淀物的形成沉淀物在流體中的形成可以有效地堵塞多孔介質(zhì)中的孔并且減小介質(zhì)的孔隙率或滲透率?？梢杂糜谠撃康牡牧鲃诱{(diào)節(jié)劑的一個實例是在特定的流體變量或分析物的存在下形成堵塞孔并且因此堵塞流動的沉淀物的一組酶和底物。例如，沉淀物的局部形成可以通過液體樣品可以遷移經(jīng)過的介質(zhì)局部區(qū)域中結(jié)合的抗體來導(dǎo)致。本文提供的意圖測量樣品中的分析物例如蛋白質(zhì)(例如C反應(yīng)蛋白(CRP)) 的濃度的方法的實施方案中，可以采用可以結(jié)合于分析物分子或分子復(fù)合物的被指定為al 和a2的兩種抗體?？贵wal可以被共價地或非共價地與酶例如辣根過氧化物酶相關(guān)聯(lián)。第二抗體a2可以是未被改性的或被諸如生物素的分子改性。在本實施方案中，被懷疑含有分析物的樣品可以與抗體al、葡萄糖和沉淀底物例如3，3' -二氨基聯(lián)苯胺(DAB)混合。介質(zhì)的區(qū)域?qū)⒕哂斜惶禺愋缘鼗蚍翘禺愋缘亟Y(jié)合于樣品施用點的遠端的區(qū)域的抗體a2和葡萄糖氧化酶。然后樣品將遷移經(jīng)過所準備的介質(zhì)，例如硝酸纖維素或尼龍膜，與分析物合的抗體al將通過結(jié)合于抗體a2而被保留，導(dǎo)致葡萄糖氧化酶的局部濃度以劑量響應(yīng)的方式增力口。與介質(zhì)結(jié)合的葡萄糖氧化酶將與被加入樣品中的葡萄糖反應(yīng)，生成過氧化氫。進而，過氧化氫將與過氧化物酶標記的抗體al和DAB反應(yīng)，形成將以劑量響應(yīng)的方式影響樣品的液體部分的流速的不溶性沉淀物。這種流速變化可以被測量以確定樣品中的分析物例如CRP 的濃度。如果高于分析物的某一閾值濃度，那么該沉淀物可以導(dǎo)致介質(zhì)中的流體流動的完全堵塞。注意，非結(jié)合的抗體al也將導(dǎo)致沉淀物的形成；然而，由于這種抗體存在的瞬時的本質(zhì)，形成的量和速率將簡單地貢獻于沉淀物形成的將在樣品之間合理地一致的合理的恒定速率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，許多不同的目標可以使用這種途徑來測量，主要要求是抗體結(jié)合導(dǎo)致可以以與抗體結(jié)合的量成比例的方式影響樣品的液體部分的流速的沉淀物或可以堵塞樣品的液體部分的流動的沉淀物的形成。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到這種體系可以被以競爭性結(jié)合的方式使用，其中在樣品中存在的分析物將與被加入的目標分析物競爭，以導(dǎo)致向介質(zhì)的局部區(qū)域的結(jié)合的減少，導(dǎo)致待形成的沉淀物的局部形成的減少，從而以與樣品中的目標的濃度成反比的方式增加樣品的液體部分的流速。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，抗體a2可以被以下物質(zhì)生物素化或標記結(jié)合于介質(zhì)的一些其他特異性的捕獲標記物和特異性的捕獲部分，例如結(jié)合生物素的蛋白，例如抗生物素蛋白、中性抗生物素蛋白或鏈霉抗生素蛋白，使兩種抗體(al、a2)能夠被加入樣品并且使全部的復(fù)合物能夠被捕獲，但是僅抗體a2以劑量響應(yīng)的方式被捕獲。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，有許多用于捕獲抗體的方式，除了許多其他的之外，所述方式包括但不限于His標記、物種特異性的抗抗體、蛋白A和蛋白G。其他潛在的底物體系包括但不限于，將堿性磷酸酶與普遍已知的底物對BCIP/NBT組合。(b)微珠微珠或微球在多孔介質(zhì)的孔中的積聚還可以導(dǎo)致孔的堵塞。例如，在樣品流體中懸浮并且具有顯著地小于多孔介質(zhì)的孔徑大小的直徑的膠乳微球可以通過普遍使用的免疫化學(xué)方法，在樣品流體流過多孔介質(zhì)的一些區(qū)域時在這些區(qū)域中聚集，由此限制或堵塞流動。珠在諸如橫向流動紙(Fusion 5，Whatman)或硝酸纖維素膜(Vivid)的多孔膜的空隙容積內(nèi)的積聚用來通過改變有效的孔隙率和滲透率來減弱被施用的樣品的流動，可能地達到使流動停止的點。珠的精確的積聚可以通過施用靶向期望的分析物的特異性的分子識別元件，例如抗體、蛋白質(zhì)、核酸和它們的衍生物來實現(xiàn)。如果目標濃度足夠高，那么珠在介
30質(zhì)上的期望的部分處的固定化可以導(dǎo)致在為了特定的目標設(shè)計的介質(zhì)中的毛細管流動的完全停止。在本程序中描述的試劑和材料的組合提供快速的、分析物特異性的半定量的測試，以測量來自生物樣品的溶解物，例如蛋白質(zhì)、核酸和代謝物。ii.多孔介質(zhì)中的孔徑大小的改變(a)沉淀物的形成沉淀物在流體中的形成還可以用來減少孔徑大小而不完全地堵塞孔。例如，沉淀改變流速的用途可以由用于測量樣品材料中的葡萄糖的測定表示。在本直接的實施方案中，酶，即葡萄糖氧化酶和辣根過氧化物酶，可以被結(jié)合于介質(zhì)的區(qū)域。樣品可以以已知的比率與底物例如3，3' - 二氨基聯(lián)苯胺(DA^混合并且樣品可以被施用于介質(zhì)。當樣品朝向具有固定化酶的區(qū)域遷移并且遷移經(jīng)過該區(qū)域時，在樣品內(nèi)含有的葡萄糖將與葡萄糖氧化酶反應(yīng)，生成過氧化氫和d-葡萄糖酸。進而，過氧化氫和DAB將與辣根過氧化物酶反應(yīng)， 以生成不可溶的褐黑色沉淀物，其將用來局部地減小介質(zhì)的孔徑大小，從而減小局部流速。 然后這種流速變化可以被測量并且與樣品中存在的葡萄糖的量直接地相互關(guān)聯(lián)。沉淀材料的量與樣品中存在的葡萄糖的量成比例，從而存在的更多葡萄糖將導(dǎo)致更多沉淀物形成， 從而更多地減慢樣品的液體部分的流動。還可能的是，使酶中的僅一種被固定化并且使另一種酶與行進經(jīng)過介質(zhì)的樣品混合，其目的是使沉淀物在介質(zhì)的局部區(qū)域中形成，從而影響流速。此外，過程可以通過將底物和樣品直接與酶混合來簡單地進行，使得沉淀物將以非局部的方式形成但是仍然用來減小膜的孔徑大小并且影響流速。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，許多其他類型的分析可以使用這種過程來進行，要求是可以導(dǎo)致沉淀物形成，這種沉淀物的量與待測量的分析物的量成比例，并且這種沉淀物可以影響樣品的液體部分穿過介質(zhì)的流速。其他潛在的底物體系包括但不限于，將堿性磷酸酶與普遍已知的底物對BCIP/NBT組合。(b)微珠有使用與免疫化學(xué)原理組合的微米尺寸的聚苯乙烯珠來改變多孔介質(zhì)的孔隙率/ 滲透率的多種可能的方式。流速的變化提供樣品內(nèi)的目標分析物濃度成反比的指示。珠在諸如橫向流動紙(Fusion 5，Whatman)或硝酸纖維素膜(Vivid)的多孔膜的空隙容積內(nèi)的積聚用來通過改變有效的孔隙率和滲透率來減弱被施用的樣品的流動。珠的精確的積聚可以通過施用靶向期望的分析物的特異性的分子識別元件，例如抗體、蛋白質(zhì)、核酸和它們的衍生物來實現(xiàn)。珠在介質(zhì)上的期望的部分處的固定化將導(dǎo)致在為了特定的目標設(shè)計的測試條上的樣品流速的變化。在本程序中描述的試劑和材料的組合提供快速的、分析物特異性的定量的測試，以測量來自生物樣品的溶解物，例如蛋白質(zhì)、核酸和代謝物。在一個實施方案中，夾層結(jié)構(gòu)免疫測定可以用于測量樣品中的分析物，例如C反應(yīng)蛋白(CRP)。樣品與已知量的被分析物的抗體(al)包覆的珠混合，并且然后被施用于橫向流動介質(zhì)或紙。介質(zhì)或紙的一個部分還被中性抗生物素蛋白(或其他結(jié)合生物素的蛋白)以及與生物素共軛的第二抗分析物抗體(^)包覆。中性抗生物素蛋白和a2抗體之間的相互作用生成在介質(zhì)內(nèi)的目標特異性捕獲部分。一旦樣品被施用于介質(zhì)，那么樣品將流過被固定化的中性抗生物素蛋白-生物素-抗體包覆的部分，并且被al抗分析物蛋白包覆的珠將與樣品中的分析物的量成比例地積聚。珠在介質(zhì)的該區(qū)域的積聚將有效地減少樣品可獲得的空隙容積并且延遲樣品流動。當珠積聚時，有效的孔徑大小以及介質(zhì)內(nèi)的用于流體流動的可用空間被減少，并且在介質(zhì)的該部分處被固定化的珠的量與樣品中的分析物的量成正比。該實例的其他情況包括與樣品混合的被al抗體包覆的珠和與生物素共軛的a2 抗體。還可能的是，使被al抗體包覆的珠以及與a2生物素共軛的抗體被包覆在樣品墊至試劑墊上，所述墊在被固定化的中性抗生物素蛋白部分之前并且在樣品流過介質(zhì)時被樣品占據(jù)。對于上文剛剛描述的后兩種情況，介質(zhì)的一部分被中性抗生物素蛋白包覆，以允許捕獲免疫復(fù)合物。這種施用將還包括具有較小的(納米尺度)和較大的尺寸的珠、珠尺寸的組合、顯色指示物珠、以及具有被合適地控制尺寸的流動基質(zhì)的珠的耦合體，這取決于用于分析的成對的分離紙。顯色指示物珠的使用允許它們用作報道分子，并且顯色指示物珠向介質(zhì)中的遷移的缺乏或減少的遷移距離提供液體樣品向條中的遷移以及目標分析物的存在的直接對應(yīng)。珠還可以是非球形的被改進的形狀、被不同的表面化學(xué)官能化、或與其他機制組合，以影響多孔膜內(nèi)的流速。非特異性的珠(不結(jié)合于分子識別元件的珠)的加入可以用于導(dǎo)致由特異性地識別目標分析物的被蛋白質(zhì)或抗體包覆的珠產(chǎn)生的流速的進一步的減少， 并且有效地放大信號。本方法可以適應(yīng)競爭性測定形式，同時包括與樣品分析物競爭的目標分析物。此處，進行競爭的目標分析物的存在將減少對目標特異性的珠的局部積聚，防止膜孔的堵塞，并且導(dǎo)致與樣品中的目標的濃度成正比的增加的樣品流速。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，許多其他類型的分析可以使用本方法來進行。這種測定的重要的方面是珠在流動基質(zhì)內(nèi)的特異性的積聚，導(dǎo)致由于為樣品流動可用的空隙容積的減小而流速成比例的減小。珠可以用于改變介質(zhì)中的孔徑大小的另一種方式使用珠在樣品內(nèi)的凝集來防止或減少樣品在介質(zhì)上的流動。例如，樣品與附著于珠的分析物例如蛋白質(zhì)(例如CRP)的al 和a2抗體混合。然后樣品被施用于多孔的橫向流動介質(zhì)。如果樣品含有分析物，那么珠將凝集，堵塞空隙容積，并且產(chǎn)生防止或減慢樣品進入膜中的障礙物。當分析物不存在時，珠保持分散遍及樣品并且允許樣品流入膜中。珠在樣品加入部位處的凝集有效地減小介質(zhì)內(nèi)的孔徑大小以及為流體流動可用的空間。凝集的程度以及在介質(zhì)的該部分處積聚的珠的量與樣品中的分析物的量成正比。因此，樣品和珠進入介質(zhì)中的流速是樣品內(nèi)的分析物濃度的直接指示物。如上述的，顯色指示物珠的遷移提供液體樣品向條中的遷移以及目標分析物的存在的直接對應(yīng)。相似地，珠還可以是非球形的被改進的形狀、被不同的表面化學(xué)官能化、或與其他機制組合，以影響多孔膜內(nèi)的流速。非特異性的珠(不結(jié)合于分子識別元件的珠)的加入可以用于導(dǎo)致由特異性地識別目標分析物的被蛋白質(zhì)包覆的珠產(chǎn)生的流速的進一步的減小，并且有效地放大信號。還可能的是，使被抗體包覆的珠在樣品或試劑墊上， 所述墊在介質(zhì)的發(fā)生遷移的部分之前并且在樣品流過介質(zhì)時被樣品占據(jù)。橫向流動和其他免疫學(xué)技術(shù)的領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，許多其他類型的分析可以使用本方法來進行。這種測定的重要的方面是珠在流動基質(zhì)內(nèi)的特異性的積聚，導(dǎo)致由于為樣品流動可用的空隙容積的減小而流速成比例的減小。多種途徑可以用于增強珠的局部膜孔阻塞并且響應(yīng)于目標分析物減少樣品流動。 這些中的一個是將膜孔通過珠積聚的阻塞與被珠局部化引導(dǎo)的被酶介導(dǎo)的沉淀反應(yīng)組合。 在這種情況下，被酶或抗體酶融合包覆的珠的組合可以用于在特異性目標分析物的存在下產(chǎn)生局部沉淀物。非均一的局部沉淀物形成和珠積聚的組合可以非常有效地產(chǎn)生樣品流速的減小。非常小的沉淀物的存在補充珠的孔阻塞，因為由于膜孔徑大小的不同，局部沉淀將堵塞被珠保留開放的剩余的縫隙。此外，單獨的或與珠或酶組合的水溶性的聚合物的加入也將用來與目標分析物濃度成比例地減小流速。這些聚合物可以用作非特異性阻塞試劑， 或被分子識別元件官能化以向珠積聚或沉淀物形成反應(yīng)加入特異性。聚合物可以被共軛或融合于珠表面或酶，以加入形狀和產(chǎn)生更不均一的阻斷劑以限制流動。聚合物的被加入的非均一的體積將以與沉淀形成相同的方式起作用，以堵塞由于變化的膜孔徑大小未被珠阻塞的剩余的縫隙，并且更有效地減小樣品流速。b.流體的性質(zhì)的改性用于改變流體流動的另一種方式是改變流體在特定的分析物的存在下的性質(zhì)。例如，流體粘度或表面張力可以被改變，并且聚合反應(yīng)可以用于在流體中產(chǎn)生凝膠或網(wǎng)絡(luò)，由此減慢或甚至停止流動。除了聚合物之外，微?？梢杂糜谠黾佑行浴Ｎ⒘？梢砸越Y(jié)合分析物的方式被包覆或共軛，以使得它們主動成為網(wǎng)絡(luò)或凝膠的一部分，或可以不被包覆或不被共軛，使得它們被動地被捕獲在網(wǎng)絡(luò)或凝膠中。存在使用與免疫化學(xué)原理組合的在免疫化學(xué)上被改性的聚合物(在微顆粒的存在或不存在下)來改變經(jīng)過多孔介質(zhì)的流動特征的多種可能的方式。在所有情況下，樣品中的分析物作為將聚合物交聯(lián)至聚合物或?qū)⒕酆衔锝宦?lián)至微顆粒的橋(bridge)。交聯(lián)是由于在許多免疫測定中形成的典型的夾層復(fù)合物(sandwich complex)的形成，其中分析物被與兩種不同的聚合物分子或微顆粒聯(lián)接的兩種不同的抗體結(jié)合。當聚合物在分析物的存在下更高度地彼此交聯(lián)時一無論直接地還是通過作為媒介物的微顆粒一流體的粘度增加，減慢流動。如果交聯(lián)的程度足夠高，那么凝膠將形成，導(dǎo)致流動的停止。如果兩種抗體結(jié)合于分析物上的不同的表位以形成夾層復(fù)合物，那么這些抗體將是不同的，由abl和ab2表示。如果使用一種聚合物，那么一個方案將是將abl共軛于聚合物的一種制劑，并且將共軛于聚合物的另一種制劑。然后可以將聚合物的這兩種制劑以不同的比率混合，以調(diào)節(jié)系統(tǒng)以響應(yīng)于分析物的不同的濃度范圍。在另一個僅一種聚合物的方案中，抗體abl和可以以不同的比率共軛于聚合物的同一種制劑，使得所有的聚合物鏈都可以潛在地與abl和ab2 二者共軛。以上方案的任何組合還可以用于形成將使流動停止的凝膠或網(wǎng)絡(luò)。被abl或或二者包覆的微顆?？梢员患尤胍陨蟽H一種聚合物的方案中的任一個中，或被抗體包覆的微顆粒的合適的制劑可以代替以上方案中的任一個中的聚合物的類似的制劑。通常，微顆粒將具有與聚合物不同的對流速的影響。被捕獲的或被固定化的顆粒可以通過改變多孔介質(zhì)的有效的孔隙率、孔徑大小和/或滲透率來影響流速。由聚合物和微顆粒的組合形成的凝膠或網(wǎng)絡(luò)將與由單獨的聚合物形成的凝膠或網(wǎng)絡(luò)不同地表現(xiàn)。在所有以上方案中，abl和可以是單克隆或多克隆抗體、抗體片段、適體或其他特異性粘合劑。聚合物可以是直鏈聚丙烯酰胺、支鏈聚丙烯酰胺、聚乙二醇、葡聚糖或可以被化學(xué)改性以允許粘合劑的共軛或鍵合的任何其他聚合物。微顆粒可以是膠乳或聚苯乙烯微球、膠體或允許粘合劑的共軛或包覆的任何球形的或不規(guī)則形狀的顆粒。粘合劑可以被直接地共軛于聚合物或微顆粒，或可以使用媒介聯(lián)接物。例如，直鏈聚丙烯酰胺和抗體二者都可以使用已知的化學(xué)來生物素化。聚合物可以與過量的中性抗生物素蛋白反應(yīng)以防止分子內(nèi)交聯(lián)，然后被生物素化的抗體可以被加入以有效地將其共軛于聚合物。將抗體加入聚合物可以在測定之前或在測定期間發(fā)生。血液或血漿凝結(jié)時間的測量是使用粘度來監(jiān)測樣品的狀態(tài)的一個實例。凝結(jié)描述血液通過其被凝塊的復(fù)雜過程。凝血酶原時間(PT)測量凝結(jié)的非固有的路徑。這種路徑的誘導(dǎo)需要鈣。該過程可以通過促凝血酶原激酶的引入來加速，促凝血酶原激酶是一種含有組織因子的鹽腦提取物，引發(fā)非固有的路徑。這種路徑通過最終導(dǎo)致凝血酶(因子IIa) 的活化的蛋白質(zhì)串聯(lián)進行，凝血酶是裂解纖維蛋白原的蛋白酶。纖維蛋白原是可溶解的蛋白質(zhì)，但是當被裂解為纖維蛋白時，纖維蛋白原凝結(jié)為不可溶的凝膠。纖維蛋白多聚體的生成的結(jié)果是血液或血漿的增加的粘度和流動的阻礙，以及纖維蛋白凝膠的潛在的形成，這作為結(jié)果，因此可使用本文提供的方法和裝置測量。4.樣品制備和向多孔介質(zhì)的施用在進行本文提供的用于分析和評估流體變量的方法時，將流體樣品施用于分析介質(zhì)?？梢詫悠分苯拥厥┯糜趯⒃谄渲蟹治隽黧w遷移的介質(zhì)(即分析介質(zhì))或施用于與分析介質(zhì)流體連通的分離的樣品接收或遞送位置。被施用于介質(zhì)的樣品的量對于本文提供的方法和裝置的不同的實施方案來說可以不同。在一些實施方案中，例如流體流動的停止根據(jù)流體前沿在流體流過的兩個或更多個路徑中的匯合來檢測的實施方案中，被引入介質(zhì)中的流體的量是使得其足以飽和多孔介質(zhì)。因此，被施用于介質(zhì)的樣品的量是使得其超過介質(zhì)的吸收容量(或介質(zhì)的組合的吸收容量，如果使用多于一種介質(zhì)的話)，以使介質(zhì)被流體樣品飽和。樣品的實際的量不需要是已知的，只要量超過介質(zhì)(或多種介質(zhì))的容量。飽和特定的材料所需要的流體的最小的量可以基于材料的吸收容量來確定或可以根據(jù)經(jīng)驗來確定。因為在本文提供的方法的這些實施方案中，過量的而非具體量的樣品被施用于介質(zhì)，所以計量或測量樣品的精確的體積是不必要的。在本文提供的方法和裝置的其他實施方案中，被施用于介質(zhì)的樣品的量是使得其不超過介質(zhì)(或多種介質(zhì))的吸收容量。在這些實施方案中，被施用于介質(zhì)的樣品的量被預(yù)先確定和計量，使得小于飽和介質(zhì)所需要的量的已知量的樣品被引入。例如，在一個這樣的實施方案中，不足以飽和介質(zhì)的已知體積的樣品流體在單一的地點處被引入介質(zhì)中并且從該共用的部位流入與該共用的部位流體連通的兩個或更多個路徑(也被稱為“臂”)中。 因為在這些方法中比較在兩個或更多個非匯合的路徑中的流體遷移距離，所以流體前沿停止前進的點應(yīng)當位于介質(zhì)內(nèi)，如果流體飽和介質(zhì)，那么這將不是這種情況。因此，在這些方法中，不足以飽和介質(zhì)的已知量的樣品流體被引入介質(zhì)中。流體的這樣的量可以基于材料的吸收容量來確定或可以根據(jù)經(jīng)驗來確定。在本文提供的方法的特定的實施方案中，被施用于介質(zhì)的樣品量可以在約10 μ 1至約200 μ 1的范圍，通常在約25 μ 1至約100 μ 1之間， 并且在一個實施方案中是約75 μ 1。在本文提供的與用于分析和評估流體變量的方法一起使用的裝置的特定的實施方案中，裝置包括表面，流體樣品可以在表面處被施用于裝置。表面可以是凹形凹陷部，該凹陷部形成用于接收流體樣品的井而沒有由樣品在接觸介質(zhì)之前流出裝置導(dǎo)致的樣品的損失。樣品接收表面與一種或多種分析介質(zhì)流體連通。然而，這樣的樣品遞送井并不用來計量或測量樣品的任何特定的體積。因此，對于本文提供的其中已知量的樣品流體被引入介質(zhì)中的方法的實施方案，樣品在施用于介質(zhì)之前被計量。對于其中被引入介質(zhì)中的樣品流體的量僅需要足以飽和介質(zhì)的方法的實施方案，被施用于介質(zhì)(直接地或通過與上游元件例如井的流體連通)的樣品的體積是被遞送至裝置的任何未知的量。取決于被施用于介質(zhì)的流體和/或流體組分，流體樣品可以在經(jīng)過一種或多種介質(zhì)遷移之前或期間被處理。這樣的處理包括例如緩沖劑、防腐劑、染料或用來標記流體前沿以利于其在介質(zhì)中的檢測或目測的其他材料，以及抑制組分的凝結(jié)的添加劑。在本文提供的用于血液或血清的分析的方法的特定的實施方案中，抗凝劑可以被加入流體中以防止血液樣品的凝固。鈣是凝結(jié)級聯(lián)中所需要的輔因子，因此用鈣螯合劑例如檸檬酸鹽處理的血液不結(jié)塊。凝結(jié)級聯(lián)可以通過引入相對于檸檬酸鹽摩爾過量的鈣被再活化。因此，在本文提供的用于評估凝結(jié)的方法和裝置中，血液或血漿樣品可以初始地用檸檬酸鹽或另一種螯合劑來處理。其他鈣螯合劑例如EDTA，產(chǎn)生相似的效果。裝置的初始的豎直分離部件將血漿從血液分離。(測試還可以使用全血來進行。)C.檢測和/或定量流體的變量的方法本文提供用于檢測和/或定量流體變量例如諸如流體的組分或流體的特征或性質(zhì)的方法。因為這些和其他的流體變量形成在許多生物學(xué)、診斷、保健、獸醫(yī)、農(nóng)業(yè)的和商業(yè)的應(yīng)用中使用的評估參數(shù)的基礎(chǔ)。因此，本文還提供用于評估評估參數(shù)的方法。本文提供的用于檢測和/或定量流體變量的方法包括將流體施用入或引入介質(zhì)中，以進行匯合的或非匯合的流動，相對于經(jīng)過一個、兩個、至少兩個、兩個或更多個流動路徑的流動或遷移分析匯合的或非匯合的流動。在方法的匯合流動實施方案中，以足以飽和介質(zhì)的量的流體樣品被施用于介質(zhì)并且流過介質(zhì)的兩個或更多個或至少兩個匯合的路徑或臂。路徑和/或流體樣品中的一個或至少一個被改性，使得流體中的流體變量例如分析物的存在影響在被改性的路徑中相對于未被改性的路徑的流動。兩個或更多個流體前沿的遷移距離通過檢測兩個或更多個流體前沿的匯合點來容易地確定。這些距離指示每個路徑中的流體的流動速率。在本文提供的特定的方法中，流體中的特定的分析物的濃度通過檢測樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)例如濾紙的毛細管流動的速率的變化來確定或測量。特別地，含有分析物的樣品流體通過毛細作用沿著多孔介質(zhì)的共用元件的兩個或更多個匯合臂流動，其中臂中的至少一個已經(jīng)通過響應(yīng)于分析物的濃度影響流速的劑的加入來改性。流體前沿將在由它們的相對流速確定的位置處匯合，這從而指示樣品流體中的分析物的濃度。前沿匯合提供測定的清晰的終點，而不是被嚴格約束的讀取時間窗口。裝置的優(yōu)選的實施方案將在形狀與圓或環(huán)形物相似的濾紙條(“刻度盤”)上的單一的點處引入樣品流體，在刻度盤中刻度盤的一個臂被處理以導(dǎo)致流速響應(yīng)于分析物的變化。樣品流體通過毛細管作用圍繞刻度盤的兩個臂行進。圍繞刻度盤的其中流體前沿匯合的點是分析物濃度的指示。本文提供用于改變在本文描述的裝置或方法中的任一個中的流體路徑中的流動的許多方法和材料，例如粘度調(diào)節(jié)劑、聚合誘導(dǎo)劑、孔徑調(diào)節(jié)劑、基于免疫化學(xué)的特異性調(diào)節(jié)劑，包括抗體和微珠?；诒疚奶峁┑慕虒?dǎo)內(nèi)容，技術(shù)人員可以確定另外的調(diào)節(jié)劑。在方法的其他實施方案中，流體路徑是非匯合的線性路徑。該橫向流動裝置通過檢測樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)例如濾紙的毛細管流動的停止來測量樣品中的具體分析物的濃度。特定地，含有分析物的樣品流體的等分試樣通過毛細作用沿著經(jīng)過多孔介質(zhì)的單一的元件或多孔介質(zhì)的彼此串聯(lián)接觸的分離的元件的至少一個路徑流動。樣品或介質(zhì)被處理，使得如果樣品中存在閾值濃度的特定的分析物，那么毛細管流動被減慢至停止。否則， 一旦流體飽和介質(zhì)，那么樣品流體通過毛細管作用的流動停止。流速可以通過流體的變化或有效的介質(zhì)(最初的介質(zhì)和被固定化于該最初的介質(zhì)的任何分子或顆粒的組合)的變化來改變。流體的性質(zhì)可以通過粘度、表面張力的變化或通過凝膠或網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由聚合反應(yīng)的形成來改性。有效的介質(zhì)可以通過孔隙率、孔隙半徑或滲透率的變化來改變，例如通過微珠在分析物的存在下在孔的壁上的固定化。樣品中的分析物濃度的定性分析可以通過確定在指定的一段時間已經(jīng)過去之后緩沖前沿是否已經(jīng)運動經(jīng)過指定的距離來獲得。因此，本文提供用于通過分析經(jīng)過多孔介質(zhì)的毛細管流動的速率來測量流體樣品中的分析物的方法和裝置。裝置可以用于分析血液化學(xué)組分例如蛋白質(zhì)、核酸或代謝物，監(jiān)測傳染性疾病，或許多其他的流體濃度測量用途。在本文提供的方法和裝置的特定的實施方案中，流體流動的停止通過一種或多種介質(zhì)中的一個、兩個或更多個流體前沿的前進的停止、接近停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢來檢測。本文描述的這樣的裝置依賴于作為分析工具的毛細管流動的停止。緩沖前沿的位置被用作分析物濃度的指示物，而不是報道分子或顆粒在具體的位置處的積聚被用作分析物濃度的指示物。這些裝置中的一些趨向于展示閥值分析物濃度，當?shù)陀谠撻y值分析物濃度時流動可以被僅略微地限制，并且當高于該閥值分析物濃度時流動停止或接近停止。因此它們對于分析物濃度的定性分析來說是理想的。在一個實施方案中，不足以飽和介質(zhì)的已知體積的樣品流體在單一的地點處被引入介質(zhì)中并且從該共用的部位流入與該共用的部位流體連通的兩個或更多個路徑(也被稱為“臂”)中。在流體路徑的一個或多個而不是全部即少于全部中的介質(zhì)被改性，使得路徑中的流體流動以取決于流體樣品中的流體變量或分析物的存在、量、濃度或程度的方式被影響。流體在兩個或更多個路徑中的流動進行，直到樣品體積被耗盡，在耗盡的點處流動停止并且兩個或更多個分離的流體前沿在介質(zhì)中停止前進。流體在每個路徑中的遷移的距離通過測量從樣品引入的點至每個流體前沿的距離來確定。這些距離指示路徑中的流體流動的相對速率，將這些距離與樣品中的流體變量或分析物的量、濃度或程度比較并且與樣品中的流體變量或分析物的量、濃度或程度相互關(guān)聯(lián)。在本實施方案的替代形式中，已知量的樣品流體被引入不共享共用元件的兩種或更多種分離介質(zhì)中的每種中。分離的路徑中的一個或多個而不是全部被改性以取決于分析物濃度的方式影響流體流動，并且在每個路徑或臂中的流體遷移距離被測量和比較以定量地評估流體變量或分析物。在本文提供的被設(shè)計為用于通過檢測流體前沿來檢測流體流動的停止的方法和裝置的另一個實施方案中，被引入介質(zhì)中的流體的量是使得其足以飽和多孔介質(zhì)，如果被給予足夠的時間的話。因此，在流體前沿在期間將繼續(xù)前進的有限的一段時間之后，介質(zhì)將最終成為被流體充滿并且流體前沿將不再存在。然而，在這些裝置和方法中的介質(zhì)和/或樣品流體被改性，使得如果流體變量或分析物在流體中以在閥值量、濃度或程度或大于閥值量、濃度或程度的量、濃度或程度存在，那么流體的流動將完全地或?qū)嵸|(zhì)上停止。在這些實施方案中，流體流動的停止根據(jù)流體前沿的前進的完全的停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢或顯著的減慢來檢測。因此，通過使用本文提供的這些特定的方法和裝置，可能的是通過流體前沿前進的停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢來半定量地評估流體變量的存在。
在本文提供的裝置和方法的另外的實施方案中，流體流動的停止根據(jù)在流體流過的兩個或更多個路徑中的流體前沿的匯合來檢測。例如，在特定的實施方案中，流體流動的停止根據(jù)在樣品流體的分離的等分試樣被引入線性介質(zhì)的相對的端部并且被允許朝向介質(zhì)的另一個端部流動時發(fā)生的流體前沿的匯合來檢測。在另一個特定的實施方案中，流體流動的停止根據(jù)在相反的方向前進的流體前沿的匯合來檢測。相比于依賴于分析物位置的基于報道分子積聚的確定的流體流動裝置和方法，本文提供的被設(shè)計為檢測朝向彼此流動的兩個路徑的匯合點的裝置具有多種優(yōu)點。相反，本文提供的裝置的許多實施方案在本文中獲得清楚的、明顯的且界限分明的終點，因為分離的流體前沿的相遇或匯合點是每個流體路徑的流體流動的停止點。D.用于分析流體的變量并且用于測量與流體變量相關(guān)聯(lián)的參數(shù)的裝置本文提供通過檢測樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)例如濾紙的毛細管流動的速率的變化來分析樣品中的流體變量的“拱形流”橫向流動裝置。具體地，含有分析物的樣品流體通過毛細作用沿著多孔介質(zhì)的共用元件的兩個或更多個匯合臂流動，其中臂中的至少一個已經(jīng)通過響應(yīng)于流體變量例如分析物的濃度影響流速的流動調(diào)節(jié)劑的加入來改性。流體前沿將在由它們的相對流速確定的位置處匯合，這從而指示樣品流體中的分析物的濃度。本文提供的另一個橫向流動裝置，即“分流”裝置，通過檢測樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)例如濾紙的毛細管流動的速率的變化來分析樣品中的流體變量。具體地，含有分析物的樣品流體通過毛細作用沿著多孔介質(zhì)的共用元件的兩個或更多個匯合臂流動，其中臂中的至少一個已經(jīng)通過響應(yīng)于流體變量例如分析物的濃度影響流速的流動調(diào)節(jié)劑的加入來改性。流體前沿在完成時距樣品引入點的相對距離由它們的相對流速確定，這從而指示樣品流體中的分析物的濃度。本文提供的另一個橫向流動裝置，即“停流”裝置，通過檢測樣品流體經(jīng)過多孔介質(zhì)例如濾紙的毛細管流動的速率的變化來定性地評估樣品中的流體變量。特別地，樣品流體通過毛細作用沿著經(jīng)過多孔介質(zhì)的元件或經(jīng)過多孔介質(zhì)的彼此串聯(lián)接觸的多重元件的路徑流動，其中樣品和/或流體路徑已經(jīng)通過使流動在特定的流體變量例如分析物的存在下停止的流動調(diào)節(jié)劑的加入來改性。如果流體或介質(zhì)的性質(zhì)不隨時間變化，那么預(yù)期的是流體前沿的位置將與時間的平方根成正比[Washburn]，使得足夠的量的樣品流體將飽和多孔介質(zhì)，如果被給予足夠的時間的話。如果流體前沿在指定的一段時間之后尚未運動至少指定的距離，那么這指示毛細管流動已經(jīng)停止，由此指示在樣品流體中存在閾值濃度的分析物。“分流”的理論本文描述的裝置依賴于作為分析工具的流速的改變。對于基于分析毛細管流動的速率的裝置的分析和設(shè)計，具有描述這樣的流動的理論是必要的。我們使用被稱為 Washburn方程的描述由于毛細力經(jīng)過圓形管的瞬變流的方程的修改形式。我們已經(jīng)修改了該方程，以根據(jù)現(xiàn)代流體運輸理論描述這樣的經(jīng)過多孔介質(zhì)的流動。為了描述經(jīng)過毛細管的瞬變流，Washburn以泊肅葉方程開始，泊肅葉方程描述由于壓差經(jīng)過圓形通道的層流
3權(quán)利要求
1.一種檢測分析物在流體中的存在或不存在的方法，包括 將所述流體施用于介質(zhì)；以及確定所述流體在所述介質(zhì)中的流動是否隨時間停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢而不飽和所述介質(zhì)；其中所述介質(zhì)和/或所述流體已經(jīng)被改性，使得如果所述分析物在所述流體中存在，那么所述流體在所述介質(zhì)中的流動將停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢而不飽和所述介質(zhì)；并且所述流體流動的停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢指示所述分析物在所述流體中的存在。
2.一種檢測流體變量改變流體流動的能力的存在或不存在的方法，包括 將所述流體施用于介質(zhì)；以及確定所述流體在所述介質(zhì)中的流動是否隨時間停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢而不飽和所述介質(zhì)；其中所述介質(zhì)和/或所述流體已經(jīng)被改性，使得如果所述流體變量能夠改變流體流動，那么所述流體在所述介質(zhì)中的流動將停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢而不飽和所述介質(zhì)；并且所述流體流動的停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢指示所述流體變量改變所述流體流動的能力。
3.一種分析分析物在流體中的量或濃度的方法，包括將所述流體施用于包括至少兩個分支流動路徑的介質(zhì)，其中所述流體流入至少兩個分支流動路徑中；比較在至少兩個分支流動路徑中的流體前沿的遷移距離；以及基于所述遷移距離確定所述分析物在所述流體中的量或濃度； 其中所述至少兩個分支流動路徑中的至少一個已經(jīng)被改性，使得所述流體在所述被改性的流動路徑中的流動與分析物在所述流體中的量或濃度成比例地變化； 所述至少兩個分支流動路徑中的至少一個尚未被改性；并且在所述至少一個被改性的流動路徑和所述至少一個未被改性的流動路徑中的流體前沿的遷移的相對距離指示所述分析物在所述流體中的量或濃度。
4.一種評估流體變量改變流體流動的能力的方法，包括將所述流體施用于包括至少兩個分支流動路徑的介質(zhì)，其中所述流體流入至少兩個分支流動路徑中；比較在至少兩個分支流動路徑中的流體前沿的遷移距離；以及基于所述相對遷移距離確定所述流體中的所述流體變量改變所述流體流動的能力；其中所述至少兩個分支流動路徑中的至少一個已經(jīng)被改性，使得所述流體在所述被改性的流動路徑中的流動與所述流體變量改變所述流體流動的能力成比例地變化； 所述至少兩個分支流動路徑中的至少一個尚未被改性；并且在所述至少一個被改性的流動路徑和所述至少一個未被改性的流動路徑中的流體前沿的遷移的相對距離指示所述流體變量改變所述流體流動的能力。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的方法，其中兩個分支流動路徑被線性介質(zhì)含有，并且所述流動路徑是相對的。
6.一種分析分析物在流體中的量或濃度的方法，包括將所述流體施用于至少兩種包括至少兩個平行的流動路徑的分離介質(zhì)，其中所述流體流入至少兩個平行的流動路徑中；比較在至少兩個平行的流動路徑中的流體前沿的遷移距離；以及基于所述相對遷移距離確定所述分析物在所述流體中的量或濃度； 其中所述至少兩個平行的流動路徑中的至少一個已經(jīng)被改性，使得所述流體在所述被改性的流動路徑中的流動與分析物在所述流體中的量或濃度成比例地變化； 所述至少兩個平行的流動路徑中的至少一個尚未被改性；并且在所述至少一個被改性的流動路徑和所述至少一個未被改性的流動路徑中的流體前沿的遷移的相對距離指示所述分析物在所述流體中的量或濃度。
7.一種評估流體變量改變流體流動的能力的方法，包括將所述流體施用于至少兩種包括至少兩個平行的流動路徑的分離介質(zhì)，其中所述流體流入至少兩個平行的流動路徑中；比較在至少兩個平行的流動路徑中的流體前沿的遷移距離；以及基于所述相對遷移距離確定所述流體中的所述流體變量改變所述流體流動的能力；其中所述至少兩個平行的流動路徑中的至少一個已經(jīng)被改性，使得所述流體在所述被改性的流動路徑中的流動與所述流體變量改變所述流體流動的能力成比例地變化； 所述至少兩個平行的流動路徑中的至少一個尚未被改性；并且在所述至少一個被改性的流動路徑和所述至少一個未被改性的流動路徑中的流體前沿的遷移的相對距離指示所述流體變量改變所述流體流動的能力。
8.一種確定分析物在流體中的量或濃度的方法，包括將所述流體施用于包括匯合流動路徑的介質(zhì)，其中所述流體流入所述匯合流動路徑中的每個中；確定在所述流動路徑中的流體前沿的匯合點；以及基于所述匯合點確定所述分析物在所述流體中的量或濃度； 其中所述流動路徑中的一個已經(jīng)被改性，使得所述流體在所述被改性的流動路徑中的流動與分析物在所述流體中的量或濃度成比例地變化； 所述流動路徑中的一個尚未被改性；并且在所述匯合流動路徑中的流體前沿的所述匯合點指示所述分析物在所述流體中的量或濃度。
9.一種確定流體變量改變流體流動的能力的方法，包括將所述流體施用于包括匯合流動路徑的介質(zhì)，其中所述流體流入所述匯合流動路徑中的每個中；確定在所述流動路徑中的流體前沿的匯合點；以及基于所述匯合點確定所述流體變量改變所述流體流動的能力；其中所述流動路徑中的一個已經(jīng)被改性，使得所述流體在所述被改性的流動路徑中的流動與所述流體變量改變所述流體流動的能力成比例地變化； 所述流動路徑中的一個尚未被改性；并且在所述匯合流動路徑中的流體前沿的所述匯合點指示所述流體變量改變所述流體流動的能力。
10.一種確定分析物在流體中的量或濃度的裝置，包括 曲線介質(zhì)，其界定環(huán)繞開放空間的封閉流體路徑；其中所述介質(zhì)被配置為在所述介質(zhì)上的一個被界定位置處接收流體樣品。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括至少部分地容納所述曲線介質(zhì)的殼體，并且還包括第一層，其在所述介質(zhì)上方；以及第二層，其在所述介質(zhì)下方，其中所述第一層和所述第二層將所述介質(zhì)容納在它們之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的裝置，還包括 井，其用于接收一定量的流體；以及毛細管儲器，其提供通過豎直分離器連接所述井和在所述介質(zhì)上的所述一個被界定位置的流體路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項所述的裝置，還包括刻度尺，所述刻度尺被配置為提供關(guān)于以相反方向從所述一個被界定位置流動的兩種流體在所述介質(zhì)中匯合的在所述曲線介質(zhì)流體路徑中的位置的指示。
14.一種評估流體的凝結(jié)的方法，包括 將所述流體施用于介質(zhì)；以及確定所述流體在所述介質(zhì)中的流動是否隨時間停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢而不飽和所述介質(zhì)；其中所述介質(zhì)和/或所述流體已經(jīng)被改性，使得如果所述流體具有凝結(jié)的能力，那么所述流體在所述介質(zhì)中的流動將停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢而不飽和所述介質(zhì)；并且所述流體流動的停止或?qū)嵸|(zhì)上減慢指示所述流體的凝結(jié)的能力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述流體是全血或血漿。
16.一種確定流體的凝結(jié)時間的方法，包括將所述流體施用于包括匯合流動路徑的介質(zhì)，其中所述流體流入所述匯合流動路徑中的每個中；確定在所述流動路徑中的流體前沿的匯合點；以及基于所述匯合點確定所述流體的凝結(jié)時間； 其中所述流動路徑中的一個已經(jīng)被改性，使得所述流體在所述被改性的流動路徑中的流動與所述流體的凝結(jié)的能力成比例地變化； 所述流動路徑中的一個尚未被改性；并且在所述匯合流動路徑中的流體前沿的所述匯合點指示所述流體的凝結(jié)的能力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述流體是全血或血漿。
18.根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項所述的裝置，其中所述曲線介質(zhì)以具有側(cè)面與彎曲端部相接的矩形側(cè)的跑道的形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的方法，其中所述介質(zhì)以橢圓形的形狀。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的方法，其中所述介質(zhì)以跑道的形狀。
21.根據(jù)權(quán)利要求16、17、19或20中任一項所述的方法，其中所述匯合點沿著所述曲線介質(zhì)的彎曲部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求16、17、19或20中任一項所述的方法，其中所述匯合點沿著所述曲線介質(zhì)的線性部分。
全文摘要
提供用于分析流體變量的方法和裝置，流體變量例如粘度、表面張力、分析物濃度、顆?；蚓奂w的存在。裝置通過測量由流體變量的固有性質(zhì)導(dǎo)致的或由在流體遷移經(jīng)過介質(zhì)時流體變量的改變導(dǎo)致的經(jīng)過介質(zhì)的流體流動的停止或流速的變化分析流體變量。所提供的一種橫向流動裝置通過測量沿著多孔介質(zhì)例如濾紙的共用元件的兩個或更多個匯合臂的毛細管流的相對速率分析樣品中的流體變量，其中臂中的至少一個已經(jīng)通過響應(yīng)于分析物的濃度影響流速的流動調(diào)節(jié)劑的加入來改性。
文檔編號G01N33/558GK102483410SQ201080022980
公開日2012年5月30日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者克里斯多佛·保羅·馬蒂森, 史蒂文·帕特里克·泰瑞爾, 巴里·帕特里克·范特-赫爾, 蒂莫西·羅伯特·蓋革, 迪安·邁克爾·金斯敦 申請人:萊澤爾診斷公司