聚合层由此将孔口连接到腔室。在将合适的压力施加在泡罩130a到c上后,密封件133a到c破裂,由此使得泡罩的液体内容物从泡罩喷出且通过衬底131中的孔口 132a到c流出泡罩子组合件。
[0123]如图所示,密封件133a到c至少部分围绕腔室的外周,其中所述密封件与衬底131相接。在每个密封件133a到c的经设计以破裂(由此形成孔口 132a到c与腔室之间的液体通道)的点处,密封件133a到c可比外周的其余部分更弱。这确保在施加合适的压力时密封件133a到c的正确部分破裂。
[0124]当卡盘插入到阅读器中时,泡罩可以通过阅读器收缩。一个或多个机械致动器(例如支脚)可以由阅读器应用到凹口中以便收缩泡罩。
[0125]泡罩子组合件112进一步包括两个参考孔134a到b,其经配置以准许组合件固定装置提供参考以促进在制造期间组合件的定位。
[0126]1.3.5 气动层 114
[0127]图6A和6B更详细示出气动层114。图6A是气动层的俯视图且图6B是底视图。气动层114由刚性塑料层135组成,当组装卡盘时,所述刚性塑料层在特定位置中包覆模制有多个柔性膜以形成特定组件。柔性膜由热塑性弹性体制成。
[0128]刚性塑料层135具有在其中的多个以不同方式成形的凹口和穿过其的孔口。结合射流层115,在刚性塑料层135内的某些凹口和/或穿过所述刚性塑料层的孔口形成多个组件,包含:样本混合室136;废物室137;捕获柱138;洗脱室139;第一和第二扩增室140a到b;以及第一到第四检测室141a到d。还提供孔口 142以提供对电极层117的接近。
[0129]结合经包覆模制的柔性膜和气动箔片113,穿过刚性塑料层的某些其它孔口形成多个其它组件,包含:上游波纹管阀142;波纹管143;气动接口 144;下游波纹管阀145;洗涤缓冲液入口阀门146;洗涤缓冲液气体入口阀门146a;洗脱缓冲液入口阀门147;洗脱缓冲液气体入口阀门147a;废物室阀门148;洗脱室阀门149;隔离阀150;第一和第二扩增室入口阀门151a到b;以及第一和第二扩增室出口阀门152a到b。另一孔口结合经包覆模制的柔性膜(而非气动箔片)形成旁通阀153。
[0130]除隔离阀150和旁通阀153之外,形成于气动层中的阀门都是可气动操作的阀门。也就是说,每个阀门可操作以打开和闭合所述阀门位于其中的射流通道,且此阀门通过将特定压力施加到親合到所述阀门的气动控制线来致动。气动控制线親合到气动接口 144,当卡盘100插入在阅读器中时,所述阅读器接近所述气动接口。因此,为了致动给定气动阀门,阅读器仅将适当的压力施加到与所述阀门相关联的气动控制线以打开或闭合所述阀门。
[0131]隔离阀150和旁通阀153也通过阅读器致动,但以机械方式致动。同样,每个阀门可操作以打开和闭合所述阀门位于其中的射流通道,但所述阀门通过将一个或多个机械致动器(例如支脚)应用到所述阀门来致动。
[0132]气动层进一步包括两个参考孔154a到b,其经配置以准许组合件固定装置提供参考以促进在制造期间所述层的定位。当组装卡盘时,气动层中的参考孔154a到b与泡罩子组合件中的参考孔134a到b对准。
[0133]气动层进一步包括孔口 155a到C,当组装卡盘时,所述孔口与通过泡罩子组合件的衬底131 (通过气动箔片,如下文所描述)的孔口 132a到c对齐。
[0134]1.3.6 气动箔片 113
[0135]图7更详细示出气动箔片113。如上文所解释,气动箔片113粘附到气动层114的上表面,由此流体地密封通道、腔室、阀门、栗、波纹管以及形成于其中的其它组件。因此,在很大程度上,气动箔片113是大体上矩形且平面的箔片以便提供有效密封。有益的是,气动箔片113是惰性的,使得其不与移动通过气动层114的试剂反应。
[0136]然而,气动箔片113并不上覆于整个气动层114。具体来说,气动箔片113并不上覆于在卡盘100的非插入端106处的样本混合室136或废物室137,或在插入端105处的旁通阀153 ο此外,气动箔片113包括切口 156、157,使得所述气动箔片并不对应地上覆于隔离阀150或气动接口 144。
[0137]气动箔片113进一步包括三个孔口 158a到c,当组装卡盘100时,所述孔口与通过泡罩子组合件的衬底131的孔口 132a到c和通过气动层114的孔口 155a到c的对齐。孔口 158a到c准许泡罩内的液体试剂传递到气动层114,且由此通过孔口 155a到c传递到射流层115。
[0138]气动箔片113包括两个参考孔159a到b,其经配置以准许组合件固定装置提供参考以促进在制造期间所述层的定位。当组装卡盘时,气动箔片中的参考孔159a到b与其它层中的参考孔对准。
[0139]气动箔片是由用于提供强度的聚对苯二甲酸乙二酯的层与其上方的聚丙烯的层制成的复合箔片,所述聚丙烯的层用于提供用于接触液体样本和缓冲液的惰性材料,并且还使得箔片能够热密封到气动层(也由聚丙烯制成)。
[0140]1.3.7 射流层 115
[0141]图8A和8B更详细示出射流层115。图8A是气动层的俯视图且图8B是底视图。射流层115由刚性塑料层160组成。如先前所解释,射流层115的顶面(未图示)粘附到气动层113的底面(见图5B),使得通过气动和射流层的组合形成的各种通道、腔室、阀门、栗、波纹管以及其它组件对准。
[0142]如同气动层113的刚性塑料层135—样,射流层115的刚性塑料层160具有在其中的多个以不同方式成形的凹口和穿过其的孔口。结合气动层113和射流箔片116,在刚性塑料层160内的某些凹口和/或穿过所述刚性塑料层的孔口形成某些组件,包含:样本入口室136;捕获柱138;洗脱室139;第一和第二扩增室140a到b;以及第一到第四检测室141a到d。上游波纹管阀142;波纹管143;气动接口 144;下游波纹管阀145;洗涤缓冲液入口阀门146;洗涤缓冲液气体入口阀门146a;洗脱缓冲液入口阀门147;洗脱缓冲液气体入口阀门147a;废物室阀门148;洗脱室阀门149;隔离阀150;第一和第二扩增室入口阀门151a到b;以及第一和第二扩增室出口阀门152a到b。还提供孔口 161以提供对电极层117的接近。
[0143]此外,结合射流箔片116(而非气动层114),射流层115中的凹口还提供粗过滤器162、旋绕混合通道163,以及多个通道,所述多个通道在组装卡盘时将前述组件连接在一起以使得液体样本和液体试剂能够通过卡盘,且促进对阀门、栗、波纹管以及其它组件的气动致动。
[0144]射流层包括两个参考孔164a到b,其经配置以准许组合件固定装置提供参考以促进在制造期间所述层的定位。当组装卡盘时,射流层中的参考孔164a到b与其它层中的参考孔对准。
[0145]如上文所提及,通道形成于气动接口与上文所描述的各种阀门和波纹管之间。在示例性卡盘中,气动接口包括连接到如下各种组件的11个端口。
[0146]端口1: 波纹管
[0147]端口2: 上游波纹管阀
[0148]第一和第二扩增室入口阀门
[0149]第一和第二扩增室出口阀门
[0150]端口3: 下游波纹管阀
[0151]端口4: 洗涤缓冲液入口阀门
[0152]端口5: 洗涤缓冲液气体入口
[0153]端口6: 洗涤缓冲液气体入口阀门
[0154]洗脱缓冲液气体入口阀门
[0155]端口7: 洗脱缓冲液气体入口
[0156]端口8: 洗脱缓冲液入口阀门
[0157]端口 9: 参考压力线
[0158]端口10:洗脱室阀门
[0159]端口 11:废物室阀门
[0160]应理解,尽管示例性卡盘的各种发明性方面可以使用上文所列的连接中的具体连接实施(具体来说,第一和第二扩增室入口和出口阀门连接到单一端口;以及洗涤和洗脱缓冲液气体入口连接到单一端口);但上文所列的精确配置并不是必需的。
[0161]1.3.8射流箔片
[0162]图9更详细示出射流箔片116。如上文所解释,射流箔片116粘附到射流层115的下表面,由此流体地密封通道、腔室、阀门、栗、波纹管以及形成于其中的其它组件。因此,在很大程度上,射流箔片116是大体上矩形且平面的箔片以便提供有效密封。有益的是,箔片116是惰性的,使得其不与在气动层中移动的试剂反应。
[0163]然而,射流箔片116并不上覆于整个射流层115。具体来说,射流箔片116并不上覆于在插入端105处的检测室141a到d。
[0164]射流箔片116包括两个参考孔165a到b,其经配置以准许组合件固定装置提供参考以促进在制造期间所述层的定位。当组装卡盘时,射流箔片中的参考孔165a到b与其它层中的参考孔对准。
[0165]射流箔片是由用于提供强度的聚对苯二甲酸乙二酯的层与其上方的聚丙烯的层制成的复合箔片,所述聚丙烯的层用于提供用于接触液体样本和缓冲液的惰性材料,并且还使得箔片能够热密封到射流层(也由聚丙烯制成)。
[0166]1.3.9 电极层 117
[0167]最后,图10更详细示出电极层117。如上文所解释,电极层117粘附到射流层115。电极层117包括检测电极166a到d的四个集合。检测电极166a到d的每一集合包括第一到第三电触点168a到d,当时卡盘插入在阅读器中时,所述电触点与阅读器中的相对应的电触点耦合。优选地,电触点由银制成以优化电气连接。优选地,作为用氯化银电镀的银的电极用于确保最优电特性。
[0168]检测电极166a到d的每一集合包括工作电极169a到d;对立电极170a到d和参考电极171 a到d ο所述电极中的每一个親合到对应的电触点。检测电极166a到d的每一集合还包括覆盖所述电极与对应的电触点之间的接口的电介质17 2a到d。
[0169]技术人员理解,电化学信令可以用于指示遗传或免疫靶的存在。在示例性卡盘中,此过程在第一到第四检测室141a到d中执行,所述检测室经优化以提供电化学测试接口。
[0170]电极166a到d经布置使得第一到第四检测室141a到d内的液体样本与电极166a到d的第一到第四集合进行接触。在检测室中,流体样本中的一些化合物(被称作‘电解质’)具有迀移到电极且交换电子的天然趋势。此电效应是电池工作的原理。
[0171]可溶化合物的所有组合都具有一些电化学活性,且此活性出现的比率(即所交换的电荷的量)由那些化合物的精确成分确定。因此,通过搜索液体样本中的不同分析物的氧化还原电化学的特性特征,有可能测量所述不同分析物的存在。
[0172]在示例性卡盘中,监视在不同氧化还原状态下维持检测室141a到d中的给定氧化还原状态所需的的电流。电流通过电解质从工作电极169a到d供应到对立电极170a到d。
[0173]参考电极171a到d还接触电解质。电压相对于此参考电极表示,因为此参考电极的电压与氧化还原条件大大无关且这因此意味着仅在控制电极的化学过程的氧化还原状态被测量。
[0174]通过阅读器在工作电极169a到d与对立电极170a到d之间施加电压扫描,所述电压扫描产生氧化还原条件的特性范围。随后测量在工作电极169a到d与对立电极170a到d之间传递的电流以获得测试结果。电压扫描是在电极之间施加的电压的缓慢递增的集合。优选地,所述扫描是从相对于参考电极大约-0.7伏到大约+1伏。以具有在30和80毫伏之间(优选地在40和60毫伏之间;更优选地为50毫伏)的脉冲调制幅度的连续递增的脉冲施加电压。优选地,从一个脉冲到下一脉冲的梯级增量是在I和5毫伏之间(优选地在2和4毫伏之间;更优选地为3毫伏)。通过跨越电极施加这些电压,可以获得在100纳安的尺度中的电流测量。
[0175]图1O中说明的检测电极的特定布置自身可以形成卡盘的隔离的发明性方面。常规地,恒电势器中的对立电极大于工作电极以提供对剩余电子的足够的供应。然而,已发现,逆转此惯例出人意料地对示例性卡盘提供更好的结果。对于在示例性卡盘中对上文所描述的液体样本执行的电化学过程,已发现,具有大于对立电极的工作电极提供较大的信号和作为增加的灵敏度的改进的结果。换句话说,具有从相对较大的工作电极到相对较小的对立电极的电流提供优于常规布置的改进。
[0176]优选地每个工作电极169a到d以U形形成,且每个对立电极170a到d以在对应的U形工作电极的两个尖头之间的笔直伸长的形状形成。
[0177]现将简单地解释上文介绍的示例性卡盘的方法操作。
[0178]1.4示例性卡盘的操作的方法
[0179]1.4.1 前端
[0180]如上文所描述,使用移液管将流体样本(例如尿液样本)引入到样本混合室10中。样本的一部分传递到样本指示器12以示出样本存在于样本