SE528233C2 - Metod och medel för att åstadkomma vätsketransport - Google Patents

Description

25 30 528 233 syntetiska fibrer, polymerer etc. eller blandningar av dessa. Transport- eller inkuba- tionszonen består vanligen av samma eller liknande material, ofta med annan porosi- tet än den provmottagande zonen. Pâ samma sätt består reaktionszonen, vilken kan vara integrerad med inkubationszonen eller utgör den mest distala delen därav. van- ligen av liknande, absorberande flbrösa material, såsom nitrocellulosa, eller något av ovan uppräknade material.

I en analysanordning eller testremsa, är det porösa materialet/materialen anordnat resp. anordnade på en bärare, såsom en remsa av plast, papper, kartong eller lik- nande. Vidare kan ett lock tillhandahållas, varvid locket har minst en öppning för att motta provet, och en öppning eller ett transparent område för avläsning av analys- resultatet.

Nitrocellulosamaterial används också ofta som den matris som utgör transport- eller reaktionszonen, och förbinder mottagningszonen och reaktionszonen. En väsentlig olägenhet med nitrocellulosa är den höga icke-specifika bindningen av protein och andra biomolekyler. Dagens testremsor hanterar emellertid ofta ett överskott av prov, vilket minskar inverkan av denna bindning. Det är emellertid önskvärt att minimera prowolymen, i enhetlighet med trenden att miniatyrlsera hela testet, innefattande minlmering av mängdema reagens, utan att äventyra noggrannhet och tillförlitlighet.

WO 01127627 är representativ för den tekniska bakgrunden, i det att den beskriver en analysanordning för mängdbestämning eller detektion av närvaron eller frånvaron av en analyt l ett vätskeprov, innefattande en avgjutning permanent eller löstagbart anordnad till en väsentligen plan skiva så att en del av avgjutningen bildar en kaplllär kammare mellan skivan och avgjutningen, varvid anordningen vidare omfattar en kammare i vilken testprovet och/eller reagens kan införas och vidare innefattar en kammare med förmåga att rymma en absorbentdyna, varvid kammaren i vilken ett testprov tillsätts och kammaren med förmåga att rymma en absorbentdyna stâri late- ral flödeskontakt med den kaplllåra kammaren.

US 6,436,722 beskriver en anordning och metod för integrerad diagnostik med mul- tipla oberoende flödesvägar och ett absorbentblock som tillhandahåller tillräcklig ka- pillaritet för att dra reagensen in i absorbenten och upprätthålla en separat andra flö- desväg som flödari en annan riktning i förhållande till en första flödesväg. 10 15 20 25 30 528 233 Föreliggande uppfinnares syfte var att hitta alternativa konstruktioner, som erbjuder enkel tillverkning och kostnadsinbesparingar, liksom de tekniska fördelar som är för- knippade med mikropelarstrukturen, beskriven iWO 031103835. av samma sökande.

Ytterligare syften, lösningar liksom deras fördelar blir uppenbara för fackmannen vid studium av följande beskrivning och icke-begränsande exempel.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinnare tillhandahåller en förbättrad anordning och metod för han- tering av vätskor, i synnerhet ringa mängder prov, såsom ofta är fallet vid diagnostis- ka och analytiska bestämninar som utförs på biologiska prov. Föreliggande uppfin- ning avser en anordning som innefattar minst en flödespassage för vätsketransport, och ett absorberande element för att åstadkomma och/eller upprätthålla och/eller uppmäta vätsketransport genom eller längs med nämnda minst en flödespassage, varvid det absorberande elementet innefattar ett element framställt av ett icke-poröst substrat, varvid elementet har projektioner väsentligen vertikala mot nämnda yta. och dessa projektioner har en höjd (H), diameter (D) och inbördes avstånd (t1, t2) sådant att lateralt kaplllärt flöde av vätskan l elementet åstadkommas.

Föreliggande uppfinnlng avser även en metod för hantering av vätsketransport l eller längs med minst en flödespassage på eller i ett substrat, varvid vätsketransporten i passagen anordnas och/eller upprätthålles och/eller uppmätes av ett absorberande element, anordnat i vätskekontakt med passagen, varvid det absorberande elemen- tet innefattar ett element framställt av ett icke-poröst substrat, varvid elementet har projektioner väsentligen vertikala mot ytan, och dessa projektioner har en höjd (H). diameter (D) och inbördes avstånd (t1, t2) sådant att lateralt kaplllärt flöde av vätskan på elementet åstadkommas.

Utföringsforrner av anordningen och metoden enligt uppfinningen beskrivs i följande beskrivning, exempel, ritningar och patentkrav, vilka härmed innefattas genom hän- visning.

Kort beskrivning av rltnlngama Uppfinnlngen kommer att beskrivas l detalj iföljande beskrivning, icke-begränsande _» exempel, och patentkrav, med hänvisning till bilagda ritningar, i vilka 10 15 20 25 30 528 233 Fig. 1 schematiskt visar en perspektiwy av ett substrat (1) med tne flödesvägar (3, 5 och 7) var och en i vätskeförblndelse med ett absorberande element (9) här illustrerat som ett omrâde med projektioner väsentligen vertikala mot dess yta; Fig. 2 visar schematiskt en perspektivvy av ett substrat (1) med tre flödesvågar (1 1, 13 och 15) var och en i vätskeförbindelse med ett separat absorberande element (17, 19, 21). I denna utföringsforrn visas den tredje flödesvägen (15) som en skära i sub- stratets (1) yta som leder till motsvarande tredje absorberande element (25). Det för- sta absorberande elementet (17) innefattar en absorberande dyna (23) anordnad till, och i vätskeförbindelse med elementet (17). Det andra absorberande elementet (19) innefattar ett absorberande material deponerat mellan de väsentligen vertikala pro- jektionema på elementet. Det tredje absorberande elementet (21) innefattar ett skum, deponerat på och mellan de väsentligen vertikala projektlonema pà elementet; Fig. 3 visar en sidovy av en utföringsforrn av uppfinningen: ett substrat (1) med en flödesväg (27), här visat som bestående av väsentligen vertikala piojektioner, som leder till och står i vätskeförbindeise med en absorberande dyna (29): Fig. 4 visar en sidovy av en annan utföringsform av uppfinningen: ett substrat (1) med en flödesväg (27), som här visas bestående av väsentligen vertikala projektle- ner, vid vilkens distala del absorbentpartiklar (31) är deponerade mellan de vertikala projektionema; och Fig. 5 visar en sidovy av ytterligare en utföringsform, där en flödesväg (33) är anord- nad på ett substrat (1) i fonn av en skära eller kanal i ytan av substratet, varvid i den distala delen av kanalen är anordnad ett område (35) med projektioner, varvid pro- jektionema bildar en övergång mellan kanalen och ett absorbentelement (37) som stàri vätskeförbindelse med kanalen via projektionema; Fig. 6 visar ett schematiskt tvärsnitt av en flödeskanal omfattande vertikala projektle- ner (39) i ett substrat (1), där kanalens golv (41) är lägre än ytan (43) av substratet.

Det är uppenbart att ritningama ovan endast illustrerar utföringsforrner av uppfin- ningen på ett icke-begränsande sätt och att särdragen är utbytbara mellan utförings- forrnema. Till exempel år skàran eller kanalen (33) l fig. 5 lika lämplig i stället för en eller flera av flödesvägama (3, 5 och 7) i fig. 1, eller flödesvägama (11, 13 och 15) i 10 15 20 25 30 528 235 fig. 2. På samma sätt är flödesvägamas olika former, här visade som en slingrande väg (3, 11), en timglasforrnad väg (5, 13) och en väsentligen rak väg eller skåra (7, 15 och 33) endast lllustrerande. En flödesväg i en anordning ooh metod enligt upp- finningen kan också vara fonnad som en labyrint, förgrenad, förbunden med en an- nan flödesväg eller ha andra konfigurationer, kända för en fackman inom relevant område.

Beskrivning Definitioner innan föreliggande anordning och metod beskrivs skall det förstås att denna uppfin- ning inte är begränsad till de särskilda konfigurationer, metodsteg och material som beskrivits här, eftersom sådana konfigurationer, steg och material kan variera något.

Det skall också förstås att terrninologin som används här endast används i syfte att beskriva särskilda utföringsfonner och är inte avsedd att vara begränsande, eftersom omfattningen av föreliggande uppfinning endast begränsas av bilagda patentkrav och deras ekvivalenter.

Det måste också noteras att, såsom används i denna beskrivning och bilagda pa- tentkrav, innefattar singularlsforrnema "en", 'ett”, och ”den/det” hänvisningari plura- Iis, såvida inte sammanhanget tydligt anger annat. Sålunda innefattar till exempel hänvisning till en reaktlonsblandnlng innehållande ”en monoklonal antikropp" en blandning av två eller flera antikroppar.

Begreppet ”ungefär” då det används i samband med siffervärden anger ett nog- grannhetsintervail, bekant och acceptabelt för en person kunnig inom området. Detta intervall kan vara i: 10% eller lämpligen :t 5%.

Vid beskrivning av föreliggande uppflnning i beskrivning och patentkrav kommer föl- jande terrninologl att användas i enlighet med de definitioner som här presenteras.

Begreppet "prov" betyder här en volym vätska, lösning eller suspension, avsedd att underkastas kvalitativ eller kvantitativ beståmnin av någon av dess egenskaper, såsom förekomst eller frånvaro av en komponent, koncentrationen av en komponent etc. Provet kan vara ett prov taget från en organism, såsom ett däggdjur, lämpligen en människa; eller från biosfären, såsom ett vattenprov, eller ett utflöde; eller från en 10 15 20 25 528 233 teknisk, kemisk eller biologisk process, såsom en tillverkningsprocess, t.ex. fram- ställning av ett läkemedel, livsmedel, foder eller rening av dricksvatten eller behand- ling av avloppsflöden. Provet kan underkastas kvalitativ eller kvantitativ bestämning som sådant. eller efter en lämplig förbehandling, såsom homogenisering, ultraljusbe- handling, filtrerlng, sedlmenterlng, centrifugerig, värrnebehandling etc.

Typiska prover i samband med föreliggande uppfinning är kmppsvätskor, såsom blod, plasma, serum, lymfvätska, urin, saliv, sädesvätska, magvätska, slem, tårar etc.; vätskor i miljön såsom ytvatten, grundvatten, slam etc.; och processvätskor så- som mjölk, vassle, odlingslösning, närlngslösningar, cellodlingsmedium etc. Förelig- gande uppfinning är applicerbar på alla prov, men lämpligen på prov av kroppsväts- kor, och mest lämpligen prov av helblod.

Bestämningen baserad pà ett provs laterala flöde och samverkan mellan komponen- ter som föreligger i provet och reagens som föreligger i anordningen och påvisning av sådan samverkan, antingen kvalitativt eller kvantitativt, kan ske för valfritt ända- mål, såsom diagnostiska, miljöskydds-, kvalitetskontroll, regulatorlska, kriminalteknis- ka eller forskningsändamål. Sådana test betecknas ofta kromatografiska analyser, eller laterialflödesanalyser, såsom vid t.ex. immunokromatografiska analyser.

Exempel på diagnostiska bestämningar innefattar, men är inte begränsade till, be- stämningen av analyter, även kallade markörer, specifika för olika rubbnlngar, t.ex. kroniska metabola rubbnlngar, såsom glukos l blodet, ketoneri blodet, glukos i urinen (diabetes), blodkolesterol (atenoskleros, obesitas etc.); markörer för andra specifika sjukdomar, t.ex. akuta sjukdomar, såsom markörer för hjärtinfarkt (t.ex. troponin-T), markörer för sköldkörtelfunktion (t.ex. bestämning av tyroidstimulerande hormon (TSH)), markörer för virusinfektioner (användning av lateralflödesimmunoanalyser för påvisning av specifika virusantikroppar); etc.

Ett annat viktigt område av diagnostiska bestämningar avser havandeskap och frukt- barhet, t.ex. graviditetstest (bestämning av bl.a. mänskligt chorioniskt gonadotropin (hCG)), ägglossningstest (bestämning av bl.a. luteiniserande hormon (LH)), fruktbar- hetstest (bestämning av bl.a. foilikel-stimulerande hormon (FSH)) etc. 10 15 20 25 528 235 Ytterligare ett viktigt område ärdrogtester, för enkel och snabb detektion av droger och drogmetaboliter som indikerar drogmissbruk; såsom bestämninen av specifika droger och drogmetaboliter (t.ex. THC) i urinpnov etc.

Begreppet "analyt" används som en synonym till begreppet ”markör” och avses inne- fatta valfri substans som kan mätas kvantitativt eller kvalitativt.

Begreppen ”zon", ”område” och ”ställe” används i samband med denna beskrivning. exempel och patentkrav för att ange delar av flödesvägen på ett substrat, antingen i anordningar enligt teknikens ståndpunkt eller i en anordning enligt uppfinningen.

Begreppet "reaktion" används för att definiera valfri reaktion som äger rum mellan komponenter I ett prov och minst ett reagens eller flera reagens på eller i substratet, eller mellan två eller flera komponenter som föreligger i provet. Begreppet "reaktion" används särskilt för att definiera reaktionen som äger rum mellan en analyt och ett reagens som del av den kvalitativa eller kvantitativa bestämningen av analyten.

Begreppet ”substrat” avser här bäraren eller matrisen till vilken ett prov tillsätts, och på eller i vilken bestämningen utförs, eller var reaktionen mellan analyt och reagens äger mm.

Begreppet ”kemisk funktionalitet” omfattar valfri kemisk förening eller grupp som be- hövs för att utföra eller underlätta analysen. En grupp av kemiska föreningar med särskild betydelse för föreliggande uppfinning är föreningar eller komponenter som uppvisar specifik aflinitet till, eller förmåga att binda eller interagera med en eller flera komponenter i provet. Medel för separation av röda blodkroppar utgör ett belysande exempel. Sådana medel kan vara valfri substans med förmåga att aggregera eller binda röda blodkroppar.

Begreppet “biologisk funktionalitet' omfattar samtliga biologiska interaktioner mellan en komponent i provet och ett reagens på elleri substratet, såsom katalys, bindning, intemalisering, aktivering eller annan biospeciflk interaktion. Lämpliga reagens inne- fattar, men är inte begränsade till, antikroppar, antikroppfragment och -derivat, enkel- kedjade antikroppar, lektiner.. DNA, aptamerer etc., innefattande andra polymerer eller molekyler med bindningskapacitet. Sådana reagens kan identifieras av fack- 10 15 20 25 30 528 235 mannen inom området, efter val av komponenten som skall separeras, med använd- ning av rutinmässiga försök, t.ex. screeningrnetoder och kemiska bibliotek.

Begreppet ”fysisk funktionalitet” avser här funktionallteter inblandade i reaktioner eller interaktioner andra än de som är huvudsakligen kemiska eller biologiska. Exempel innefattar diameter, höjd, form, tvärsnitt, yttopografi och ytmönster, antalet projektio- ner per ytenhet, vätningsbeteendet hos ytan av projektionema, eller en kombination därav, ochleller andra funktlonaliteter som påverkar flödet, retention, adhesion eller avstötning av komponenter i provet.

Distinktionema mellan kemiska, biologiska och fysiska interaktioner är inte alltid tyd- liga, och det år möjligt att en interaktion - såsom en interaktion mellan en komponent i ett prov och ett reagens pà substratet - innefattar kemiska, biologiska likväl som fysiska element.

Begreppen ”hydrofil” och "hydrofob", såsom i hydrofila eller hydrofoba föreningar, hydrofila eller hydrofoba interaktioner etc., har den betydelse som vanligen används och förstås av en fackman inom området och motsvarar den som används i allmänt erkända läroböcker.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Föreliggande uppfinning tillhandahåller en anordning för hantering av vätskor, inne- fattande minst en flödespassage för vätsketransport och ett absorberande element för att åstadkomma ochleller upprätthålla vätsketransport genom eller längs med nämnda minst en flödespassage, varvid det absorberande elementet innefattar ett element framställt av ett icke-ponöst substrat, varvid elementet har projektloner vä- sentligen vertikala mot dess yta och projektionema har en höjd (H), diameter (D) och inbördes avstånd (t1, t2) sådana, att lateralt kapillärt flöde av vätskan i elementet åstadkommas. Utöver optimering av ovannämnda höjd, diameter och inbördes av- stånd, kan projektionema ges en önskad kemisk, biologisk eller fysisk funktionalitet, t.ex. genom modifiering av projektionemas yta.

Anordningen är lämpligen en analysanondning för engàngsanvändning eller en del av en sådan anordning, såsom en diagnostisk eller analytisk analysanordning. Nämnda minst en flödesväg kan vara valfri flödesväg, med förmåga att etablera vätskeförbin- 10 15 20 25 30 528 253 delse mellan stället där provet tillsätts, genom en detektionszon och en valfri inkube- ringszon (-zoner), till ett absorberande element.

Enligt en utföringsform är ett absorberande material deponerat på elementet. Nämn- da absorberande material är valt bland cellulosahaltiga material, hygroskopiska sal- ter, hydrofila polymerstrukturer, fasta hygroskopiska partiklar, porösa partiklar av tvärbundna nätverk av flexibla polymerkedjor, såsom porösa partiklar av tvärbundet dextran eller agaros, superabsorbenter, absorberande skum, såsom polyuretanskum, etc.

Superabsorbenter eller supraabsorberande polymerer (SAP), sàsom polyakrylatkris- taller och -geler, är välkända för fackmannen, och finns kommersiellt tillgängliga (t.ex. bRvscl-P, The Dow chemical company, usA). l en anordning enligt uppfinningen kan provet flyta längs en flödesväg eller delas in i två eller flera parallella flödesvägar. Altemativt kan flera prover sättas till två eller fle- ra parallella flödesvägar. På lämpligt sätt kan dessa flödesvägar vara kontinuerliga eller avbrutna, varvid det senare betyder att flödesvägen är avbruten av ventiler, tid- portar eller slussar, som reglerar flödeshastigheten, volymen eller flödets tidpunkt.

Enligt en utföringsform är nämnda minst en flödesväg eller flödespassage en passa- ge som understöder kapillärt flöde. Exempel på passager som understöder kapillärt flöde är öppna eller slutna kapillårer, skåror, kanaler, vekar, membran, filter, geler eller liknande. Flödesvägen eller flödespassagen innefattar eller består delvis eller helt lämpligen av en öppen lateral flödesväg som understöds av väsentligen vertikala projektioner, såsom mikropelama som beskrives i WO 03/103835 av samma sökan- de. Projektionema eller mikropelama är lämpligen framställda av icke-poröst sub- strat, och bildar projektioner väsentligen vertikala mot ytan, där projektionema har en höjd (H), diameter (D) och inbördes avstånd (t1, t2) sådana, att lateralt kapillärt flöde av vätskan i elementet åstadkommas. Utöver optimering av ovannämnda höjd, dia- meter och inbördes avstånd, kan projektionema även ges en önskad kemisk, biolo- gisk eller fysisk funktionalitet, t.ex. genom modifiering av ytan av nämnda projektio- ner.

Enligt en annan utföringsfonn är nämnda minst en flödespassage en passage, vilken i sig inte stöder kapillärt flöde. De huvudsakliga exemplen på sådana passager är 10 15 20 25 528 253 10 öppna eller stängda passager av en så stor diameter att kapillärverkan inte äger rum.

En passage av denna typ fylls med vätska endast dä ett överskott av vätska tillsätts, genom verkan av tyngdkraften, centrifugering, pumpning eller annan yttre inverkan.

Enligt uppfinningen kan en sådan passage som saknar förmåga att stöda kapillärt flöde anslutas till ett absorberande element, i vilket fall det absorberande elementet åstadkommer flöde I passagen. Enligt en föredragen utförlngsform är elementet så forrngivet att volymen som dras av elementet och bringas att passera valfria inkube- ringszoner och en detektionszon, bestäms av elementet och inte av mängden prov som tillsätts till anordningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsforrn innefattar en anordning enligt uppfin- ningen tvà eller flera parallella 'passager som leder till samma absorberande element eller till sektioner av samma element. En anordning enligt denna utföringsform är särskilt lämplig för analyser där flera analyter skall bestämmas i ett prov. Varje flö- desväg är försedd med sin egen uppsättning reagens, och en fraktion av provet tränger in i varje flödesväg och reagerar med de specifika reagens som deponerats eller på annat sätt föreligger i flödesvägen.

Enligt uppfinningen àstadkommes samtidigt eller sekventiellt flöde av en vätska i de parallella passagema genom anpassning av längden, bredden, djupet eller annan egenskap hos nämnda passage. 'Fil exempel används en làng, slingrande passage då långa inkubationstider önskas. En förgrenad passage används då flera reagens tillsätts, eller då samma prov utsätts för flera analyser. Ett exempel pà en tillämpning där ett prov utsätts för flera analyser är området multiplexa analyser där förekomsten och/eller aktiviteten hos olika protein analyseras samtidigt i ett prov. Andra tillämp- ningar innefattar muitiplex detektion av förekomsten och/eller aktiviteten hos med- lemmar av specifika grupper av protein i ett enda prov, den samtidiga detektionen av olika proteinmodifikationer, t.ex. fosforylerin och ubiquitinering; och samtidig detek- tion av proteiner som binder specifika uppfàngningsprotein, samt proteiner som bin- der specifika nukleinsyrasekvenser, i ett prov. Bead-baserad multipiexanalys är väl- bekant för en fackman inom detta område, och lämpliga beads med immobiliserade reagens och detektionskonjugat finns kommersiellt tillgängliga. Bead-teknologin kan anpassas till en anordning enligt föreliggande uppfinning, eller så kan reagensen och 10 15 20 25 30 528 233 11 konjugaten immobiliseras till substratet som används i anordningen enligt uppfin- ningen.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är vätskekapaciteten hos det absorberande element minst lika med och lämpligen minst två gånger volymen vätska som skall transporteras. Enligt en föredragen utföringsfonn bestämmer kapaciteten hos det absorberande elementet den mängd prov som dras in i reaktions- respektive detek- tionszonema, vilket gör anordningen oberoende av en uppmätning av provet.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller även en metod för hantering av vätsketrans- port i eller längs med minst en flödespassage på ett substrat, varvid vätsketransporti nämnda passage åstadkommes och/eller upprätthålles av ett absorberande element, anordnat i vätskekontakt med passagen, där det absorberande elementet är ett ele- ment framställt av ett icke-poröst substrat, varvid elementet har projektioner väsentli- gen vertikala mot ytan, och projektionema har en höjd (H), diameter (D) och inbördes avstånd (t1, t2) sådana, att lateralt kapillärt flöde av vätskan på elementet åstad- kommes.

Enligt denna metod bildar substratet lämpligen en del eller en sektion av en analys- anordning för engångsanvändning.

Enligt en föredragen utföringsforrn är absorberande material deponerat på det absor- berande elementet. Det absorberande materialet är lämpligen valt bland cellulosama- terial, inklusive förstärkta oellulosahaitiga material, såsom cellulosa som eventuellt innehåller glasfiber, nitrocellulosa, hygroskopiska salter, hydrofila polymerstrukturer, hydrofila fasta partiklar, porösa partiklar av tvärbundna nätverk av flexibla polymer- kedjor, såsom porösa partiklar av tvärbundet dextran eller agaros, eller tvärbunden polyakrylamld, superabsorbenter, polyuretanskum etc.

I en metod enligt uppfinningen kan provet delas mellan två eller flera flödesvägar, varvid minst en flödespassage är en passage som understöder kapillärt flöde. Alter- nativt är nämnda minst en flödespassage en passage som i sig inte stöder kapillärt flöde.

Enligt en utföringsforrn leds provet eller fraktioner därav genom parallella passager som leder till samma absorberande element eller till sektioner av samma element. 10 15 20 25 30 528 253 12 Enligt en annan utföringsfonn åstadkommas samtidigt eller sekventiellt flöde av en vätska i de parallella passagema genom anpassning av längd, bredd, djup eller an- nan egenskap hos passagen.

Wdare, i en metod enligt uppfinningen, är vätskekapaciteten hos det absorberande elementet minst lika med och lämpligen minst tvâ gånger volymen vätska som skall transporteras. Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen bestämmer det absorberande elementets absorptionskapacitet mängden prov och/eller reagens som dras genom flödesvägen, innefattande reaktions- och detektionszoner, och valfria inkubationszoner. I enlighet därmed innefattar metoden noggrann uppmätning av prov eller reagens, och blir oberoende av mängden prov eller reagens som tillsätts.

Uppfinningen innefattar valfri analytisk eller diagnostisk testanordning innefattande en anordning enligt något av kraven 1-13 och 23, likväl som valfri metod innefattande ett steg enligt något av kraven 14-22, och 24.

Uggfinningens fördelar Föreliggande uppfinning gör det möjligt att ersätta den konventionella absorbent- dynan med en mer kompakt konstruktion, där de underliggande vertikala projektio- nema säkerställer det absorberande elementets enhetlighet och tillförlitlighet. De ver- tikala projektionema säkerställer en mjuk övergång från en flödesväg till det absorbe- rande elementet, liksom en jämn fördelning av prowätskan inuti det absorberande elementet.

Föreliggande uppfinning gör det möjligt att noggrant mäta och reglera mängden prov och/eller reagens som dras genom flödesvägen, innefattande detektionszonen och valfria inkubationszoner.

Föreliggande uppfinning gör det möjligt att anpassa känsligheten hos existerande test och är lika tillämpbar på stora och små prowolymer.

Föreliggande uppfinning gör det möjligt att massproducera anordningar för engàngs- användning med identiska flödeskanaler och högt repeterbara egenskaper med av- seende på kapacitet, flöde och reaktionstider. Uppfinningen gör det möjligt att an- vända väl karakteriserade polymera material, och ersätter helt eller delvis mindre väl definierade fibrösa material. 10 15 20 25 528 233 13 Föreliggande uppfinning gör det därtill möjligt att noggrant anpassa absorptionskapa- citeten inom ett stort intervall och gör det möjligt att skräddarsy analysanondningar för engångsanvändning för olika applikationer.

Ytterligare fördelar kommer att bli uppenbara för en fackman efter studium av be- skrivningen, figurema och de icke-begränsande exemplen.

Exempel Material och metoder: Mikropelarstrukturer såsom beskrivits i WO 031103835 framställdes av Åmic AB.

Uppsala, Sverige, och användes för att bilda både den kapillära flödeskanalen och övergången och stödet för ett absorberande element. Multipla teststrukturer fram- ställdes på en polypropylenskiva med tjockleken 1 mm, vilken skars i remsor där var och en hade en flödesväg eller öppen flödeskanal bestående av vertikala projektio- ner eller mikropelare. Mikropelama hade följande dimensioner: höjd 69 um, diameter 46 pm och var placerade ungefär 29 um från varandra. Flödeskanalen hade längden 25 mm och bredden 5 mm. De sista 5 mm användes som stöd för de adsorberande materialen.

Steady state-flödet uppmättes genom anordnande av 10 pl av en buffert, bestående av 0,25% Triton X-100, 0,5% BSA, 0,3 M NaCl, 0,1 M Trls-buffert pH 7,0 i serie fem gånger. Tiden det tog för bufferten att försvinna uppmättes. De sista fem mätningar- na användes för att beräkna steady state.

Exempel 1. Kapillârt flöde med användning av porösa mikrobeads som absorberan- de medel 25 mg torr Sephadex G25 (medium, Amersham Biosciences, Uppsala, Sverige) pla- cerades vid den bortre änden av flödeskanalen, fördelade bland de vertikala projek- tionema. Flödet mättes genom tillsats av buffert såsom beskrivits ovan. Resultaten visas i tabell 1: 10 15 20 25 30 35 528 233 14 Tabell 1.

Tillsats Chip A pil/min Chip B gllmin 1 7,1 7,1 2 6,7 7,0 3 6,7 6.8 4 6,9 6,7 5 7,1 7,1 Preliminära försök med användning av en annan fraktion av samma mikro-beads, Sephadex G25 (superline, Amersham Biosciences. Uppsala, Sverige) lndikerade att partikelstorleken väsentligt påverkar flödet.

Exempel 2. Kapillärt flöde med användning av filter av ceIlulosa/glasfiber som absor- berande medel Ett adsorberande filter med längden 25 mm och bredden 5 mm CF6 (Whatman, Ma- idstone, England) placerades vid bortre änden av flödeskanalen, vilande på de verti- kala projektionema. Flödet uppmättes med användning av tillsats 'av buffert såsom beskrivits ovan. Resultaten visas i tabell 2: Tabell 2.

Tillsats Chip C pl/min Chip D pl/min 1 1 1 1 1 2 12 1 1 3 12 10 4 1 1 1 1 5 1 1 1 1 Exempel 3. Kapillärflöde med användning av skummaterial som absorberande medel Polyuretanskum härdades in situ på anordningen, iden bortre änden av flödeskana- len, inom ett område bestående av vertikala projektioner. Skummet fyllde upp ut- rymmet mellan projektionema och gav god vätskekommunikation med återstående flödeskanal. Tiden det tog för 100 pl att absorberas av skummet uppmättes tre gång- er med olika prov. Resultaten (tabell 3) visar att ett skum kan fungera som absorbe- rande element och att relevant flöde uppnås. Det förväntas att optimering av skum- met med avseende på porositet, härdning och andra egenskaper, leder till bättre flö- deshastigheter. 528 253 15 Tabe|i3.

Erhållna resuitatföriednin av vätska wickin .På - xeln an es tiden för abso - tion av 100 vatten Medel- _E'__v .Li EQ E12 ___.Väfd° 1.1 2,30 4,30 3,10 3,23 1.2 1,30 2,00 2,00 1,77 2 1 5,00 5,00 5,00 5,00 2. 2,45 3,00 2,55 2,67 3.1 0,22 0,23 0,30 0,25 3.2 0,33 0,35 0,38 0,35 4.1 0,30 0,41 1,05 0,59 4.2 0,35 0,35 1 ,05 0,58 5.1 1,30 1,40 1,45 1,38 5.2 1,45 1,50 2,15 1,70 6.1 1,55 2,10 2,15 1,93 6.2 1 ,25 2,31 2,33 1,96 7.1 3,50 4,20 4,30 4,00 7.2 3,40 4,25 - 2.55 8.1 4,20 4,49 - 2,90 8.2 - - - o,oo 3.2-A 2,40 3,10 3,5 3,00 3.2-B 0,00 3.2-2 0,00 Allmänt taget visar försöken att uppfinningen fungerar i praktiken, och att anordnan- det av ett absorberande element väsentligen förhöjda absorptionskapaciteten och flödeshastigheten i en anordning enligt uppfinningen.

Emedan uppfinningen har beskrivits med avseende på dess föredragna utföringsfor- mer, vilka utgör de bästa utföringsforrner som för närvarande är kända för uppfinnar- na, skall det förstås att olika förändringar och modifikationer som är uppenbara för en fackman inom området kan göras utan avsteg fràn uppfinningens omfattning såsom den anges i bilagda patentkrav.

Claims (24)

10 15 20 25 528 253 16 Patentkrav

1. Anordning för hantering av vätskor innefattande minst en flödespassage för väts- ketransport, och ett absorberande element för àstadkommande och/eller upprätthål- lande av vätsketransport genom eller längs med nämnda minst en flödespassage. kännetecknad av att det absorberande elementet innefattar ett element framställt av ett icke-poröst substrat, varvid elementet har projektioner väsentligen vertikala mot dess yta och projektionema har en höjd (H), diameter (D) och inbördes avstånd (t1, t2) sådana, att lateralt kapillärt flöde av vätskan i elementet åstadkommas.

2. Anordning enligt krav 1, varvid anordningen är en analysanordning för engångsan- vändning eller en del av sådananordning.

3. Anordning enligt krav 1, varvid det absorberande materialet är deponerat på nämnda element.

4. Anordning enligt krav 3, varvid det absorberande materialet är valt bland cellulosa- haltiga material, hygroskopiska salter, hydrofila polymerstrukturer. hydrofila fasta par- tiklar, porösa partiklar av tvärbundna nätverk av flexibla polymerkedjor, superabsor- bentrnaterial och termoplastiska skummaterial.

5. Anordning enligt krav 3, varvid det absorberande materialet innefattar partiklar av tvärbunden dextran eller agaros.

6. Anordning enligt krav 3, varvid det absorberande materialet år ett polyuretanskum.

7. Anordning enligt krav 3, varvid det absorberande materialet är en superabsorbent.

8. Anordning enligt krav 1, varvid nämnda minst en flödespassage är en passage som understöder kapillärt flöde.

9. Anordning enligt krav 1, varvid nämnda minst en flödespassage är en passage som i sig inte understöder kapillärt flöde.

10. Anordning enligt krav 1, varvid anordningen innefattar parallella passager som leder till samma absorberande element eller till sektioner av samma element.

11. Anordning enligt krav 1, varvid anordningen innefattar parallella passager som leder till två eller flera absorberande element uppvisande samma eller olika absorp- tionskapacitet. 10 15 20 25 528 235 17

12. Anordning enligt något av kraven 1-11, varvid vätskekapaciteten hos det absor- berande elementet är minst lika med och lämpligen minst två gånger volymen vätska som skall transporteras.

13. Anordning enligt något av kraven 1-11, varvid volymen prov som levereras längs flödespassagen bestäms av den fasta fasens absorptionskapacitet och inte av mäng- den prov som sätts till anordningen.

14. Metod för hantering av vätsketransport eller längs minst en flödespassage på ett substrat, kännetecknar! av att vätsketransport i nämnda passage àstadkommes ochleller upprätthàlles av ett absorberande element, anordnat i vätskekontakt med nämnda passage, och varvid det absorberande elementet är ett element framställt av ett icke-poröst substrat, där elementet har projektioner väsentligen vertikala mot ytan, och projektionema har en höjd (H), diameter (D) och inbördes avstånd (t1, t2) såda- na, att Iateralt kapillärt flöde av vätskan på elementet åstadkommas.

15. Metod enligt krav 14, varvid substratet är en del av en analysanordning för en- gängsanvändning.

16. Metod enligt krav 14, varvid absorberande material deponeras pà det absorbe- rande elementet.

17. Metod enligt krav 14, varvid det absorberande materialet är valt bland cellulosa- haltiga material, hygroskopiska salter, hydrofila polymerstrukturer, porösa partiklar av tvärbundna nätverk av flexibla polymerkedjor, fasta hygroskopiska partiklar, superab- sorbentmaterial och terrnoplastiska skummaterial.

18. Metod enligt krav 14, varvid nämnda minst en flödespassage är en passage som understöder kapillärt flöde.

19. Metod enligt krav 14, varvid nämnda minst en flödespassage är en passage som i sig inte understöder kapillärt flöde.

20. Metod enligt krav 14, varvid anordningen innefattar parallella passager som leder till samma absorberande element eller till sektioner av samma element.

21. Metod enligt något av kraven 14-20, varvid vätskekapaciteten hos det absorbe- rande elementet är minst lika med volymen vätska som skall transporteras. 52s 233 18

22. Metod enligt något av kraven 14-20, varvid volymen prov som levereras längs flödespassagen bestäms av den fasta fasens absorptionskapacitet och inte av mäng- den prov som sätts till anordnlngen.

23. En testanordning för analys eller diagnostik innefattande en anordning enligt nâ- got av kraven 1-13.

24. Metod innefattande ett steg enligt något av kraven 14-22.