Спосіб проведення контролю якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи
Формула / Реферат
1. Спосіб проведення контролю якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи, який включає:
ініціювання виявлення флюїдів у першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи;
виявлення першого флюїду та другого флюїду у першій зоні вимірювання та формування першого сигналу, що відповідає першому флюїду, та другого сигналу, що відповідає другому флюїду, причому перший та другий флюїди являють собою промивні флюїди;
передавання першого шаблона сигналів у систему керування, причому перший шаблон сигналів містить щонайменше два з наступного:
a) інтенсивність першого сигналу;
b) тривалість першого сигналу;
c) розташування першого сигналу у часі відносно його другого розташування у часі; та
d) середній часовий проміжок між першим і другим сигналами; та
визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, та/або попередження користувача про аномалію у аналізі, який проводять у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на першому шаблоні сигналів, при цьому визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, включає визначення необхідності припинення аналізу, який проводять у мікрофлюїдній системі.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що включає постійне або періодичне виявлення проходження будь-яких флюїдів через першу зону вимірювання.
3. Спосіб за будь-яким з пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що додатково включає передавання електричного сигналу від системи керування до складової мікрофлюїдної системи, яка виконана так, щоб модулювати флюїдний потік в результаті етапу передавання.
4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що складовою мікрофлюїдної системи є насос або вакуум.
5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що складовою мікрофлюїдної системи є клапан.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-5, який відрізняється тим, що додатково включає порівняння першого шаблона сигналів з контрольним шаблоном сигналів або значень, попередньо запрограмованим в системі керування.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-6, який відрізняється тим, що інтенсивність першого сигналу містить середню або максимальну інтенсивність.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-7, який відрізняється тим, що перший шаблон сигналів містить інтенсивність першого сигналу та тривалість першого сигналу.
9. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-8, який відрізняється тим, що перший шаблон сигналів містить інтенсивність першого сигналу та розташування у часі першого сигналу відносно часу етапу ініціювання.
10. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-9, який відрізняється тим, що перший шаблон сигналів містить інтенсивність першого сигналу та середній часовий проміжок між першим і другим сигналами.
11. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-10, який відрізняється тим, що додатково включає рахування ряду сигналів, кожен з яких характеризується інтенсивністю, яка вище або нижче граничної інтенсивності, і визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись, щонайменше, на кількості сигналів, що характеризуються інтенсивністю, яка вище або нижче граничної інтенсивності.
12. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-11, який відрізняється тим, що перший та другий флюїди не змішувані один з одним.
13. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-12, який відрізняється тим, що першим флюїдом є рідина, а другим флюїдом є газ.
14. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-11 або 13, який відрізняється тим, що перший та другий флюїди піддаються змішуванню один з одним.
15. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-11 або 13-14, який відрізняється тим, що перший та другий флюїди додатково розділені третім флюїдом, який є не змішуваним.
16. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-15, який відрізняється тим, що першим флюїдом є зразок флюїду, вибраного з фізіологічних флюїдів, in-vitro флюїдів та флюїдів із зовнішнього середовища.
17. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-16, який відрізняється тим, що перший флюїд містить цільну кров.
18. Спосіб за пп. 1, 2 або 3-17, який відрізняється тим, що першим флюїдом є реагент ампліфікації.
19. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-11 або 14-15, який відрізняється тим, що першим флюїдом є повітря.
20. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-19, який відрізняється тим, що перший та другий флюїди не містять складову хімічної та/або біологічної реакції.
21. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-20, який відрізняється тим, що додатково включає постійне або періодичне виявлення проходження флюїдів через другу зону вимірювання мікрофлюїдної системи.
22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що першу та другу зони вимірювання розташовують послідовно відносно одна одної.
23. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-22, який відрізняється тим, що мікрофлюїдна система містить перший індикатор, статично розташований суміжно з першою зоною вимірювання впродовж етапу виявлення.
24. Спосіб за пп. 1, 2 або 3-23, який відрізняється тим, що виявлення включає вимірювання пропускання світла через зону вимірювання.
25. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-24, який відрізняється тим, що перший сигнал свідчить про проходження першого флюїду через першу зону вимірювання.
26. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-24, який відрізняється тим, що перший сигнал свідчить про осадження складової у першій зоні вимірювання з першого флюїду.
27. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-24 або 26, який відрізняється тим, що перший сигнал свідчить про осадження металу в першій зоні вимірювання з першого флюїду.
28. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-6 або 8-27, який відрізняється тим, що перший сигнал характеризується інтенсивністю як функцією часу.
29. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3-28, який відрізняється тим, що додатково включає передавання першого шаблонасигналів у систему керування, порівняння щонайменше першого шаблона сигналів з попередньо запрограмованим контрольним шаблоном сигналів або значень та визначення необхідності припинення застосування джерела флюїдного потоку до мікрофлюїдної системи, ґрунтуючись щонайменше на результатах етапу порівняння.
30. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-13 або 16-28, який відрізняється тим, що включає послідовне проходження першого та другого флюїдів через першу зону вимірювання, при цьому перший та другий флюїди не змішувані один з одним, виявлення властивості першого флюїду та формування першого сигналу, який свідчить про властивість першого флюїду, передавання першого сигналу у систему керування, передавання сигналу від системи керування до складової мікрофлюїдної системи, яка виконана так, щоб модулювати флюїдний потік, приведення в дію складової мікрофлюїдної системи, яка виконана так, щоб модулювати флюїдний потік, та модулювання флюїдного потоку вище по течії від першої зони вимірювання.
31. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28 або 29-30, який відрізняється тим, що перший шаблон сигналів створюють без мітки.
32. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31, який відрізняється тим, що етап виявлення виконують завдяки вимірюванню непрозорості першого та другого флюїдів.
33. Спосіб за будь-яким з пп. 24 або 32, який відрізняється тим, що непрозорість першого та другого флюїдів вимірюють як функцію часу.
34. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31, який відрізняється тим, що включає вимірювання непрозорості зразка флюїду, вибраного з фізіологічних флюїдів, in-vitro флюїдів та флюїдів із зовнішнього середовища, у першій зоні вимірювання.
35. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-34, який відрізняється тим, що включає створювання постійного вакууму на випускному отворі, гідравлічно з'єднаному з першою зоною вимірювання, при протіканні першого та другого флюїдів у зону вимірювання.
36. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що ряд сигналів генерують пропусканням ряду промивних флюїдів через першу зону вимірювання.
37. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-16, 21-28, 29-30 або 31, який відрізняється тим, що перший флюїд являє собою сироватку або плазму.
38. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-37, який відрізняється тим, що включає надання користувачу інформації про аналіз, ґрунтуючись на виявленні аномалії під час аналізу.
39. Спосіб за п. 38, який відрізняється тим, що надання користувачу інформації включає попередження користувача через інтерфейс користувача.
40. Спосіб за будь-яким з пп. 38-39, який відрізняється тим, що інформація, надана користувачеві, містить інформацію про те, що результатам аналізу не слід довіряти, що аналіз потрібно виконати ще раз, що для виконання аналізу потрібно більше часу, або що користувачеві слід вдатись до якоїсь дії.
41. Спосіб за будь-яким з пп. 38-40, який відрізняється тим, що інформація, надана користувачеві, містить інформацію про те, що аналіз скасовано та/або що результати не слід брати до уваги.
42. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-25, 28, 29-30 або 31-41, який відрізняється тим, що інтенсивність першого сигналу свідчить про тип флюїду першого флюїду, а тривалість першого сигналу свідчить про швидкість потоку першого флюїду.
43. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-42, який відрізняється тим, що додатково включає виявлення кожного флюїду, який проходить через першу зону вимірювання під час аналізу, формування сигналу для кожного флюїду для створення шаблона сигналів аналізу, та визначення інформації про аналіз, ґрунтуючись щонайменше на шаблоні сигналів аналізу.
44. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що включає використання інформації щодо аналізу для встановлення зворотного зв'язку з мікрофлюїдною системою та/або проведення контролю якості.
45. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-44, який відрізняється тим, що включає рахування ряду сигналів, кожен з яких характеризується інтенсивністю, яка вище або нижче граничної інтенсивності, та визначення необхідності припинення аналізу, який проводять у мікрофлюїдній системі, та/або попереджування користувача про аномалію в аналізі, який проводять у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на кількості сигналів, які характеризуються інтенсивністю, яка вище або нижче граничної інтенсивності.
46. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-25, 28, 29-30, 31-41 або 43-45, який відрізняється тим, що перший сигнал свідчить про проходження першого флюїду через першу зону вимірювання, а другий сигнал свідчить про проходження другого флюїду через першу зону вимірювання, при цьому перший та другий сигнали розділені часовим проміжком.
47. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-15, 20-28, 29-30 або 31-46, який відрізняється тим, що перший флюїд являє собою промивний флюїд.
48. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-12, 14-15, 20-28, 29-30 або 31-47, який відрізняється тим, що другий флюїд являє собою промивний флюїд.
49. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-48, який відрізняється тим, що включає виявлення другого флюїду у першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи та формування другого сигналу, який відповідає другому флюїду.
50. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-49, який відрізняється тим, що додатково включає проходження зразка флюїду, вибраного з фізіологічних флюїдів, in-vitro флюїдів та флюїдів із зовнішнього середовища, через першу зону вимірювання являє собою повітря.
51. Спосіб за п.15, який відрізняється тим, що третій флюїд являє собою повітря.
52. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що включає встановлення зворотного зв'язку з мікрофлюїдною системою та/або проведення контролю якості за допомогою інформації про аналіз.
53. Спосіб за будь-яким з пп. 36 або 48, який відрізняється тим, що перший промивний флюїд та другий промивний флюїд являють собою рідини, при цьому спосіб додатково включає проходження повітряної пробки через першу зону вимірювання після проходження другого промивного флюїду.
54. Спосіб за п. 53, який відрізняється тим, що включає визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, та/або попередження користувача про аномалію у аналізі, який проводять у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на інформації, отриманій на основі інтенсивності та/або тривалості сигналу, отриманого після проходження повітряної пробки через першу зону вимірювання.
55. Спосіб за будь-яким з пп. 53 або 54, який відрізняється тим, що включає визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, та/або попередження користувача про аномалію в аналізі, який проводять у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на інформації, отриманій на основі інтенсивності та/або тривалості сигналів, отриманих після проходження першого промивного флюїду та другого промивного флюїду через першу зону вимірювання.
56. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-55, який відрізняється тим, що включає визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, та/або попередження користувача про аномалію в аналізі, який проводять у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на кількості промивних флюїдів, які проходять через першу зону вимірювання.
57. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-56, який відрізняється тим, що включає формування сигналів, які відповідають проходженню кожного флюїду, який проходить через першу зону вимірювання.
58. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що інтенсивність кожного сигналу свідчить про концентрацію складової у флюїді та/або кількість складової у флюїді, який проходить через першу зону вимірювання.
59. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що інтенсивність кожного сигналу свідчить про тип флюїду, який проходить через першу зону вимірювання.
60. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, 3-28, 29-30 або 31-59, який відрізняється тим, що інтенсивність визначають на основі непрозорості флюїду або складової флюїду.
61. Спосіб проведення контролю якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи, який включає:
виявлення першого флюїду та другого флюїду у першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи, причому перший та другий флюїди являють собою промивні флюїди, і де етап виявлення включає виявлення щонайменше двох з наступного:
a) непрозорість першого флюїду;
b) об'єм першого флюїду;
c) швидкість потоку першого флюїду;
d) розташування першого флюїду у часі відносно його другого розташування у часі; та
e) середній часовий проміжок між виявленням першого та другого флюїдів; та
визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, та/або попередження користувача про аномалію в аналізі, який проводять у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на етапі виявлення, при цьому визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, включає визначення необхідності припинення аналізу, який проводять у мікрофлюїдній системі.
62. Спосіб за п. 61, який відрізняється тим, що додатково включає проходження другого флюїду через першу зону вимірювання мікрофлюїдної систем, виявлення проходження другого флюїду через першу зону вимірювання та формування першого шаблона сигналів в результаті етапу виявлення, при цьому перший шаблон сигналів містить перший сигнал, який свідчить про проходження першого флюїду через першу зону вимірювання, та другий сигнал свідчить про проходження другого флюїду через першу зону вимірювання, при цьому перший та другий сигнали розділені часовим проміжком.
63. Спосіб проведення контролю якості для визначення аномалій у роботі мікрофлюїдної системи, який включає:
виявлення першого флюїду у першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи та формування першого сигналу, який відповідає першому флюїду, причому перший флюїд являє собою промивний флюїд;
передачу першого сигналу у систему керування;
порівняння першого сигналу з контрольним сигналом, тим самим визначаючи наявність аномалій у роботі мікрофлюїдної системи; та
визначення необхідності припинення аналізу, який проводять у мікрофлюїдній системі, та/або попередження користувача про аномалії в аналізі, який проводять у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на результатах етапу порівняння.
64. Спосіб за п. 63, який відрізняється тим, що включає застосування джерела флюїдного потоку для мікрофлюїдної системи, при цьому етап визначення включає визначення необхідності припинення застосування джерела потоку флюїду у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на результатах етапу порівняння.
65. Спосіб за п. 63, який відрізняється тим, що включає передачу першого шаблона сигналів у систему керування, при цьому перший шаблон сигналів містить щонайменше три з наступного:
a) інтенсивність першого сигналу;
b) тривалість першого сигналу;
c) розташування першого сигналу у часі відносно його другого розташування у часі; та
d) середній часовий проміжок між першим та другим сигналами.
66. Спосіб за п. 63, який відрізняється тим, що включає передачу першого шаблона сигналів у систему керування, при цьому перший шаблон сигналів містить щонайменше два з наступного:
a) інтенсивність першого сигналу;
b) тривалість першого сигналу;
c) розташування першого сигналу у часі відносно його другого розташування у часі;
d) середній часовий проміжок між першим та другим сигналами;
e) інтенсивність другого сигналу;
f) тривалість другого сигналу; та
g) розташування другого сигналу у часі відносно його другого розташування у часі.
67. Спосіб за п. 63, який відрізняється тим, що додатково включає виявлення сигналу, що свідчить про метал, осаджений на поверхні першої зони вимірювання.
68. Спосіб проведення контролю якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи, який включає:
проходження зразка флюїду, вибраного з фізіологічних флюїдів, in-vitro флюїдів та флюїдів із зовнішнього середовища, через першу зону вимірювання мікрофлюїдної системи;
проходження щонайменше першого флюїду та другого флюїду через першу зону вимірювання, причому перший та другий флюїди являють собою промивні флюїди;
вимірювання непрозорості щонайменше зразка першого флюїду та другого флюїду на першій зоні вимірювання;
формування сигналів, які відповідають проходженню щонайменше зразка першого флюїду та другого флюїду через першу зону вимірювання,
причому інтенсивність кожного сигналу свідчить про проходження флюїду через першу зону вимірювання, та, причому тривалість кожного сигналу свідчить про об'єм і/або швидкість потоку проходження флюїду через першу зону вимірювання; та
визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі, та/або попередження користувача про аномалію у аналізі, який проводять у мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись щонайменше на інформації, отриманій з інтенсивності та/або тривалості одного або більше сигналів, при цьому визначення необхідності модулювання флюїдного потоку у мікрофлюїдній системі включає визначення необхідності припинення аналізу, який проводять у мікрофлюїдній системі.
Текст
Реферат: Загалом описуються системи та способи керування флюїдами в мікрофлюїдних системах. В деяких варіантах втілення винаходу керування флюїдами залучає використання зворотного зв'язку від одного чи більше процесів або подій, що відбуваються в мікрофлюїдній системі. Наприклад, індикатор може виявляти один чи більше флюїд у зоні вимірювання мікрофлюїдної системи, та може генерувати один чи більше сигналів або шаблон сигналів, що відповідає флюїду(-ам). В деяких випадках сигнал або шаблон сигналів може відповідати інтенсивності, тривалості, розташуванню у часі відносно другого розташування у часі або відносно іншого процесу, та/або середньому часовому проміжку між подіями. Використовуючи ці дані, система керування може визначати, чи модулювати наступний флюїдний потік в мікрофлюїдній системі. В деяких варіантах втілення винаходу ці або інші способи можуть здійснюватись, щоб проводити контроль якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи. UA 110791 C2 (12) UA 110791 C2 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь техніки Загалом описуються системи та способи для керування флюїдами в мікрофлюїдних системах. В деяких варіантах втілення винаходу керування флюїдами містить використання зворотного зв'язку від одного або більше процесів або подій, що відбуваються в мікрофлюїдній системі. Передумови створення винаходу Маніпулювання флюїдами відіграє важливу роль у таких галузях, як хімія, мікробіологія та біохімія. Ці флюїди можуть включати рідини або гази та можуть забезпечувати реагенти, розчинники, реактанти або ополіскувачі для хімічних або біологічних процесів. У той час як різноманітні мікрофлюїдні способи та пристрої можуть забезпечувати недорогі, чутливі та точні аналітичні платформи, маніпуляції з флюїдами - такі як змішування багатьох флюїдів, введення зразка, введення реагентів, зберігання реагентів, розділення флюїдів, збирання відходів, екстракція флюїдів для позачіпового аналізу та перенесення флюїдів від одного чіпу до наступного - можуть підвищувати рівень витратності та складності. Відповідно, поліпшення в цій галузі, які б могли скоротити витрати, спростити використання, забезпечити контроль якості аналізу, який виконується, та/або покращити маніпуляції флюїдами в мікрофлюїдних системах, будуть корисними. Стислий виклад сутності винаходу Загалом описуються системи та способи для керування флюїдами в мікрофлюїдних системах. В деяких варіантах втілення винаходу керування флюїдами містить використання зворотного зв'язку від одного або більше процесів або подій, що відбуваються в мікрофлюїдній системі. Предмет даного винаходу містить, в деяких випадках, взаємопов'язані продукти, альтернативні рішення окремих проблем та/або множину різних використань однієї або більше систем та/або виробів. В одному наборі варіантів втілення винаходу забезпечується ряд способів. В одному варіанті втілення винаходу спосіб містить ініціювання виявлення флюїдів у першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи. Спосіб містить виявлення першого флюїду та другого флюїду в першій зоні вимірювання та формування першого сигналу, що відповідає першому флюїду, та другого сигналу, що відповідає другому флюїду. Перший шаблон сигналів передається на систему керування, причому перший шаблон сигналів містить щонайменше два з a) інтенсивності першого сигналу; b) тривалості першого сигналу; c) розташування першого сигналу у часі відносно другого розташування у часі; та d) середнього часового проміжку між першим та другим сигналами. Спосіб також містить визначення, чи модулювати флюїдний потік в мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись, щонайменше, частково на першому шаблоні сигналів. В іншому варіанті втілення винаходу спосіб містить виявлення першого флюїду та другого флюїду в першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи, де етап виявлення містить виявлення щонайменше двох з a) непрозорості першого флюїду; b) об'єму першого флюїду; c) швидкості потоку першого флюїду; d) розташування у часі виявлення першого флюїду відносно другого розташування у часі; та e) середнього часового проміжку між виявленням першого та другого флюїдів. Спосіб містить визначення, чи модулювати флюїдний потік в мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись, щонайменше, частково на етапі виявлення. В іншому варіанті втілення винаходу спосіб проведення контролю якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи містить виявлення першого флюїду в першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи та формування першого сигналу, що відповідає першому флюїду. Спосіб також містить передавання першого сигналу на систему керування, порівняння першого сигналу з еталонним сигналом, завдяки чому визначається наявність аномалій в роботі мікрофлюїдної системи, та визначення, чи зупиняти аналіз, який проводиться в мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись, щонайменше частково, на результатах етапу порівняння. Інші переваги та нові характерні ознаки даного винаходу стануть очевидними з наступного докладного опису різноманітних необмежувальних варіантів втілення винаходу, якщо розглядати його у сполученні з супровідними фігурами. Стислий опис графічних матеріалів Не обмежувальні варіанти втілення даного винаходу будуть описані в якості прикладу з посиланням на супровідні фігури, що є схематичними і не призначені для креслення в масштабі. На фігурах кожна зображена ідентична або майже ідентична складова як правило представлена одною цифрою. У цілях ясності не кожна складова помічена на кожній фігурі, та не кожна складова кожного варіанту втілення винаходу показана, де ілюстрація не є необхідною, аби середні спеціалісти в галузі техніки могли зрозуміти винахід. На фігурах: 1 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фіг. 1 представляє собою блок-схему, що показує мікрофлюїдну систему та різноманітні складові, які можуть бути частиною аналізатора зразків, відповідно до одного варіанту втілення винаходу; фіг. 2 представляє собою графік, що показує вимірювання оптичної густини як функції часу відповідно до одного варіанту втілення винаходу; фіг. 3 представляє собою вигляд у перспективі касети та флюїдного з'єднувача відповідно до одного варіанту втілення винаходу; фіг. 4 представляє собою покомпонентний загальний вид касети відповідно до одного варіанту втілення винаходу; фіг. 5 представляє собою схематичний вид касети відповідно до одного варіанту втілення винаходу; фіг. 6 представляє собою діаграму, що показує мікрофлюїдну систему касети та флюїдного з'єднувача відповідно до одного варіанту втілення винаходу; фіг. 7 представляє собою схематичний вид частини аналізатора зразків відповідно до одного варіанту втілення винаходу; фіг. 8 представляє собою блок-схему, що показує систему керування аналізатора зразків, пов'язану з певною кількістю різних складових, відповідно до одного варіанту втілення винаходу; фіг. 9 представляє собою схематичну діаграму, що показує мікрофлюїдну систему касети відповідно до одного варіанту втілення винаходу; та фіг. 10 представляє собою графік, що показує вимірювання оптичної густини як функції часу відповідно до одного варіанту втілення винаходу. Докладний опис винаходу Загалом описуються системи та способи для керування флюїдами в мікрофлюїдних системах. В деяких варіантах втілення винаходу керування флюїдами містить використання зворотного зв'язку від одного або більше процесів або подій, що відбуваються в мікрофлюїдній системі. Наприклад, індикатор може виявляти проходження одного або більше флюїдів крізь зону вимірювання мікрофлюїдної системи, та може генеруватися один або більше сигналів, або шаблон сигналів, що відповідає флюїду(флюїдам). В деяких випадках сигнал або шаблон сигналів може відповідати інтенсивності (наприклад, ознака типу флюїду, який проходить крізь індикатор), тривалості (наприклад, ознака об'єму та/або швидкості потоку флюїду), розташуванню у часі відносно іншого розташування у часі або відносно іншого процесу, який відбувається в мікрофлюїдній системі (наприклад, коли певний флюїд проходить крізь індикатор після того, як клапан привели в дію), та/або середньому часовому проміжку між подіями (наприклад, між двома послідовними сигналами). Використовуючи ці дані, система керування може визначати, чи модулювати наступний флюїдний потік в мікрофлюїдній системі. В деяких варіантах втілення винаходу ці або інші способи можуть використовуватися, аби проводити контроль якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи. Як докладніше описується нижче, в деяких варіантах втілення винаходу аналіз, який виконується у пристрої, може бути записаний, аби створити по суті "характерну ознаку" аналізу, і вся характерна ознака або її частини можуть використовуватися, щоб забезпечувати зворотній зв'язок для мікрофлюїдної системи. Наприклад, характерна ознака аналізу може включати сигнали від кожного флюїду в індикаторі або багатьох індикаторах (наприклад, при проходженні крізь, через, над, під та т.д.), які можуть бути статично розташованими в зоні вимірювання або в багатьох зонах вимірювання пристрою. Сигнали можуть бути вимірюваннями, наприклад, пропускання світла, що проходить через флюїди. Оскільки різні флюїди, що використовуються в аналізі, можуть мати різні об'єми, швидкості потоку, склади та інші характеристики, флюїди можуть створювати сигнали, що мають різні інтенсивності та тривалості, які відображуються у характерній ознаці. Таким чином, характерна ознака може використовуватися, аби встановлювати, наприклад, використання флюїдів у аналізі, синхронізацію флюїдів (наприклад, коли окремі флюїди вводилися в певні області пристрою), та взаємодію між флюїдами (наприклад, змішування). Ці дані можуть використовуватися, аби забезпечувати зворотній зв'язок для модулювання наступного флюїдного потоку в мікрофлюїдній системі, а в деяких випадках, аби проводити контроль якості для визначення, чи було здійснено весь аналіз або його частини належним чином. Описані тут системи та способи можуть знайти застосування у різноманітних галузях. В деяких випадках системи та способи можуть використовуватися, щоб проводити контроль якості для визначення, наприклад, правильної послідовності подій, що відбуваються в мікрофлюїдній системі. Якщо визначена неправильна послідовність подій, керування зі зворотнім зв'язком може, наприклад, скасувати тест, який виконується в мікрофлюїдній системі, та/або попередити 2 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 користувача аномалії. Додатково та/або альтернативно, описані тут системи та способи можуть використовуватися, щоб модулювати флюїдний потік, такий як змішування, введення флюїдів у певні канали або резервуари в мікрофлюїдній системі або виведення з них, приведення в дію однієї або більше складових, таких як клапан, насос, вакуумний прилад або нагрівач, та інших процесів. Ці або інші процеси можуть застосовуватися до різноманітних мікрофлюїдних систем, таких як, наприклад, мікрофлюїдні діагностичні платформи за місцем лікування, системи мікрофлюїдного лабораторного хімічного аналізу, системи виявлення з високою пропускною спроможністю, флюїдні системи керування в клітинних культурах або біореакторах, серед інших. Описані тут вироби, системи та способи можуть бути особливо корисними, в деяких випадках, коли бажаним є недорогий, надійний мікрофлюїдний пристрій одноразового використання. Більш того, описане тут керування зі зворотнім зв'язком може використовуватися для виконання будь-якого доцільного процесу в мікрофлюїдній системі, такого як хімічна та/або біологічна реакція. В якості конкретного прикладу, керування зі зворотнім зв'язком може використовуватися, щоб керувати перенесенням реагенту в пробах антитіл, де використовуються нестабільні прекурсори реакції, таких як проба з розчином срібла, описана у розділі Приклади. Нижче більш докладно описуються інші переваги. Далі описується ряд ілюстративних систем та способів. Фіг. 1 показує блок-схему 10 мікрофлюїдної системи та різноманітних складових, які можуть забезпечувати керування зі зворотнім зв'язком відповідно до одного набору варіантів втілення винаходу. Мікрофлюїдна система може включати, наприклад, пристрій або касету 20, функціонально пов'язану з однією або більше складовими, такими як джерело 40 флюїдного потоку, таке як насос (наприклад, для введення одного або більше флюїдів у пристрій та/або для керування швидкостями флюїдного потоку), факультативно джерело 40 флюїдного потоку, таке як насос або вакуумний прилад, яке може бути сформоване для застосування як позитивного тиску, так і вакууму (наприклад, для пересування/усування одного або більше флюїдів всередині/з касети та/або для керування швидкостями флюїдного потоку), клапанну систему 28 (наприклад, для приведення в дію одного або більше клапанів), систему 34 виявлення (наприклад, для виявлення одного або більше флюїдів та/або процесів), та/або систему 41 регулювання температури (наприклад, щоб підігрівати та/або охолоджувати одну або більше областей пристрою). Складові можуть бути зовнішніми або внутрішніми до мікрофлюїдного пристрою, та можуть факультативно включати один або більше процесорів для керування складовою або системою складових. У певних варіантах втілення винаходу одна або більше таких складових та/або процесорів пов'язані з аналізатором 47 зразків, сформованим для обробки та/або аналізу зразка, що міститься в мікрофлюїдній системі. В цілому, в контексті даної заявки, складова, яка є "функціонально пов'язаною з" однією або більше іншими складовими, вказує на те, що такі складові безпосередньо поєднані між собою та знаходяться у безпосередньому фізичному контакті одна з одною, але не є поєднаними або прикріпленими одна до одної, або не є безпосередньо поєднаними між собою або не знаходяться в контакті одна з одною, але є механічно, електрично (у тому числі за допомогою електромагнітних сигналів, що передаються у просторі), або флюїдно взаємопоєднаними (наприклад, за допомогою каналів, таких як трубки), для того аби спричиняти або уможливлювати виконання пов'язаними таким чином складовими призначених ним функцій. Складові, ілюстративно показані на фіг. 1, а також інші факультативні складові, можуть бути функціонально пов'язаними з системою 50 керування. У деяких варіантах втілення винаходу система керування може використовуватися, щоб керувати флюїдами та/або проводити контроль якості шляхом використання зворотного зв'язку від однієї або більше подій, що відбуваються у мікрофлюїдній системі. Наприклад, система керування може бути сформована таким чином, аби приймати вхідні сигнали від однієї або більше складових, обчислювати та/або керувати різноманітними параметрами, порівнювати один або більше сигналів або шаблон сигналів із сигналами або значеннями, попередньо запрограмованими в системі керування, та/або посилати сигнали на одну або більше складових, щоб модулювати флюїдний потік та/або керувати роботою мікрофлюїдної системи. Конкретні приклади керування зі зворотнім зв'язком забезпечуються нижче. Система керування може також бути факультативно пов'язаною з іншими складовими, такими як інтерфейс 54 користувача, система 56 ідентифікації, модуль 58 зовнішнього зв'язку (наприклад, USB), та/або інші складові, як докладніше описано нижче. Мікрофлюїдний пристрій (наприклад, касета) 20 може мати будь-яку доцільну конфігурацію каналів та/або складових для виконання бажаного аналізу. В одному наборі варіантів втілення винаходу мікрофлюїдний пристрій 20 містить запасені реагенти, які можуть використовуватися 3 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для виконання хімічної та/або біологічної реакції (наприклад, імунологічної проби). Мікрофлюїдний пристрій може включати, наприклад, факультативний впускний отвір 62 реагенту у флюїдному сполученні з факультативною ділянкою 64 зберігання реагенту. Ділянка зберігання може включати, наприклад, один або більше каналів та/або резервуарів, які, в деяких варіантах втілення винаходу, можуть частково або повністю заповнюватися флюїдами (наприклад, рідинами та газами, у тому числі реагентами, що не піддаються змішуванню, такими як розчини реагентів і промивні розчини, факультативно розділені флюїдами, що не піддаються змішуванню, як більш докладно описується нижче). Пристрій може також включати факультативну ділянку 66 завантаження зразка або реагенту, таку як флюїдний з'єднувач, який може використовуватися, щоб поєднувати ділянку 64 зберігання реагенту з факультативною зоною 68 вимірювання (наприклад, ділянкою реакції). Зона вимірювання, яка може включати одну або більше зон (наприклад, області виявлення) для виявлення складової в зразку, може бути у флюїдному сполученні з факультативною ділянкою 70 відходів і спареною з випускним отвором 72. В одному наборі варіантів втілення винаходу флюїд може текти в напрямку стрілок, показаних на фігурі. Нижче забезпечується докладніший подальший опис і приклади таких та інших складових. У деяких варіантах втілення винаходу секції 71 і 77 пристрою не знаходяться у флюїдному сполученні одна з одною до введення зразку в пристрій. В деяких випадках секції 71 і 77 не знаходяться у флюїдному сполученні одна з одною до першого використання пристрою, де при першому використанні, секції приводяться у флюїдне сполучення одна з одною. Проте в інших варіантах втілення винаходу секції 71 і 77 знаходяться у флюїдному сполученні одна з одною до першого використання та/або до введення зразку в пристрій. Інші конфігурації пристроїв також можливі. Як показано в ілюстративному варіанті втілення винаходу, зображеному на фіг. 1, одне або більше джерел 40 флюїдного потоку, таких як насос та/або вакуумний прилад або інша система керування тиском, клапанна система 28, система 34 виявлення, система 41 регулювання температури, та/або інші складові можуть бути функціонально пов'язаними з одним або більше впускним отвором 62 реагентів, ділянкою 64 зберігання реагентів, ділянкою 66 завантаження зразків або реагентів, зоною 68 вимірювання, ділянкою 70 відходів, випускним отвором 72 та/або іншими областями мікрофлюїдного пристрою 20. Виявлення процесів або подій в одній або більше областях мікрофлюїдного пристрою може створювати сигнал або шаблон сигналів, який може передаватися на систему керування 50. Ґрунтуючись (щонайменше, частково) на сигналі(-ах), які приймає система керування, цей зворотній зв'язок може використовуватися для маніпулювання флюїдами всередині та/або між кожною з цих областей мікрофлюїдного пристрою, такого як керування одним або більше насосами, вакуумним приладом, клапанною системою, системою виявлення, системою регулювання температури та/або іншими складовими. В деяких випадках зворотній зв'язок може визначати аномалії, які відбувалися в мікрофлюїдній системі, і система керування може посилати сигнал на одну або більше складових, аби спричинити вимикання всієї системи або її частин. Відповідно, якість процесів, які виконуються в мікрофлюїдній системі, може контролюватися з використанням описаних тут систем та способів. В деяких варіантах втілення винаходу керування зі зворотнім зв'язком містить виявлення однієї або більше подій або процесів, які відбуваються в мікрофлюїдній системі. Як більш докладно описується нижче, можуть використовуватися різноманітні способи виявлення. Виявлення може містити, наприклад, визначення щонайменше однієї характеристики флюїду, складової всередині флюїду, взаємодії між складовими всередині областей мікрофлюїдного пристрою, або умови всередині області мікрофлюїдного пристрою (наприклад, температури, тиску, вологості). Наприклад, виявлення може містити виявлення непрозорості одного або більше флюїдів, концентрації однієї або більше складових у флюїді, об'єму одного або більше флюїдів, швидкості потоку одного або більше флюїдів, розташування у часі виявлення першого флюїду відносно другого розташування у часі, та середнього часового проміжку між виявленням першого флюїду та другого флюїду. Виявлення однієї або більше характеристик, умов або подій може, в деяких варіантах втілення винаходу, призводити до генерування одного або більше сигналів, які надалі можуть факультативно оброблятися та передаватися на систему керування. Як докладніше описується в цій заявці, один або більше сигналів можуть порівнюватися з одним або більше сигналами, значеннями або межами, попередньо запрограмованими в системі керування, та можуть використовуватися, щоб забезпечувати зворотній зв'язок для мікрофлюїдної системи. Різноманітні сигнали або шаблони сигналів можуть генеруватися та/або визначатися (наприклад, вимірюватися) з використанням описаних тут систем та способів. В одному наборі 4 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 варіантів втілення винаходу сигнал включає складову інтенсивності. Інтенсивність може вказувати або використовуватися для вказування, наприклад, на один або більше з: концентрації складової у флюїді, ознаки типу флюїду, що виявляється (наприклад, тип зразку, такий як кров у порівнянні з сечею, або фізична характеристика флюїду, така як рідина у порівнянні з газом), кількість складової у флюїді та об'єм флюїду. В деяких випадках інтенсивність визначається непрозорістю флюїду або складової. В інших варіантах втілення винаходу інтенсивність визначається шляхом використання маркеру або мітки, таких як флуоресцентний маркер або мітка. В деяких варіантах втілення винаходу частота сигналів може генеруватися та/або визначатися. Наприклад, ряд сигналів, кожний з яких має інтенсивність (наприклад, вищу або нижчу за граничну інтенсивність), може вимірюватися за допомогою індикатора. Ця кількість може порівнюватися з кількістю сигналів або значень (що мають інтенсивність вищу або нижчу за граничну інтенсивність), попередньо запрограмованих в системі керування або іншому модулі. Ґрунтуючись, щонайменше, частково на цьому порівнянні, система керування може ініціювати, припиняти або змінювати умову, таку як модуляція флюїдного потоку в мікрофлюїдній системі. В деяких варіантах втілення винаходу генерується та/або визначається тривалість сигналу. Тривалість сигналу може вказувати або використовуватися для вказування, наприклад, на один або більше з: об'єму флюїду, швидкості потоку флюїду, характеристики складової всередині флюїду (наприклад, як довго складова зберігає певну активність, таку як хемілюмінесценція, флюоресценція і тому подібне), і як довго окремий флюїд розташувався в конкретній області мікрофлюїдного пристрою. В деяких варіантах втілення винаходу генерується та/або визначається розташування сигналу у часі відносно другого розташування у часі або відносно іншого процесу або події (наприклад, яка відбулася в мікрофлюїдній системі). Наприклад, індикатор може виявляти, коли певний флюїд проходить крізь індикатор (наприклад, перше розташування у часі), і синхронізація цього сигналу може бути пов'язаний з другим розташуванням у часі (наприклад, коли було ініційоване виявлення; пройшла певна кількість часу після процесу, і т.д.). В іншому прикладі індикатор може виявляти, коли певний флюїд проходить крізь індикатор після (або до) приведення в дію складової мікрофлюїдної системи (наприклад, клапана). В одному варіанті втілення винаходу відкривання клапану може вказувати, що має відбутися змішування реагентів, і таким чином розташування сигналу у часі може давати якусь ознаку того, коли певний флюїд проходить крізь індикатор після (або до) змішування реагентів. Якщо, наприклад, розташування сигналу флюїду відбувається всередині певного часового діапазону після (або до) змішування реагентів, це може вказувати, що аналіз проходить належним чином. В іншому прикладі індикатор може виявляти, коли другий флюїд проходить крізь індикатор, після того як перший флюїд пройшов крізь індикатор. В інших варіантах втілення винаходу розташування сигналу у часі визначається відносно певної події або процесу, який відбувається або відбувся в мікрофлюїдній системі (наприклад, початок аналізу, ініціювання флюїдного потоку, ініціювання виявлення в мікрофлюїдній системі, після установлення користувачем мікрофлюїдного пристрою в аналізатор і т.д.). В іншому наборі варіантів втілення винаходу генерується та/або визначається середній час між сигналами або подіями. Наприклад, може вимірюватися середній часовий проміжок між двома сигналами, де кожен із сигналів може незалежно відповідати одній або більше описаним тут характеристикам або умовам. В інших варіантах втілення винаходу визначається середній час між першим і останнім з ряду подібних сигналів (наприклад, середній час між проходженням крізь індикатор ряду промивних флюїдів). У певних варіантах втілення винаходу генерується та/або визначається шаблон сигналів. Шаблон сигналів може включати, наприклад, щонайменше два з (або, в інших варіантах втілення винаходу, щонайменше три або щонайменше чотири): інтенсивності сигналу, частоти сигналів, тривалості сигналу, розташування сигналу у часі відносно другого розташування у часі або відносно іншого процесу або події, яка відбувається (або відбулася) в мікрофлюїдній системі, та середній часовий проміжок між двома або більше сигналами або подіями. В інших варіантах втілення винаходу шаблон сигналів містить щонайменше два з (або, в інших варіантах втілення винаходу, щонайменше три або щонайменше чотири): інтенсивності першого сигналу, тривалості першого сигналу, розташування першого сигналу у часі відносно другого розташування у часі; інтенсивності другого сигналу, тривалості другого сигналу, розташування другого сигналу у часі відносно другого розташування у часі, та середнього часового проміжку між першим і другим сигналами. Шаблон сигналів може вказувати, в деяких варіантах втілення винаходу, чи належним чином відбувається окрема подія або процес 5 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 всередині мікрофлюїдної системи. В інших варіантах втілення винаходу шаблон сигналів указує, чи відбувся окремий процес або подія в мікрофлюїдній системі. В інших варіантах втілення винаходу шаблон сигналів може вказувати на окрему послідовність подій. Різноманітні сигнали або шаблони сигналів, такі як описані тут і вище, можуть генеруватися та/або визначатися та можуть використовуватися окремо або у поєднанні, аби забезпечувати зворотній зв'язок для керування одним або більше процесами, такими як модуляція флюїдного потоку в мікрофлюїдній системі. Тобто, система керування або будь-який інший доцільний модуль може визначати, в деяких варіантах втілення винаходу, чи модулювати флюїдний потік в мікрофлюїдній системі, ґрунтуючись, щонайменше, частково на шаблоні сигналів. Наприклад, визначення, чи модулювати флюїдний потік, ґрунтуючись, щонайменше, частково на шаблоні сигналів, який включає інтенсивність першого сигналу та розташування у часі першого сигналу відносно другого розташування у часі, може містити використання обох цих порцій інформації, аби прийняти рішення, модулювати флюїдний потік або ні. Наприклад, ці сигнали можуть порівнюватися з одним або більше еталонними сигналами (наприклад, з граничною інтенсивністю або діапазоном інтенсивності, та межею розташування у часі або діапазоном розташувань у часі відносно другого розташування у часі), які можуть бути попередньо запрограмованими або попередньо заданими в системі керування. Якщо кожен із вимірюваних сигналів потрапляє в межі відповідних граничних значень або діапазонів, може бути прийняте рішення, чи модулювати флюїдний потік. Лише один з параметрів, що мають бути взяті до уваги, (наприклад, лише інтенсивність першого сигналу або лише розташування у часі першого сигналу), який відповідає граничному значенню або діапазону, може бути недостатньою інформацією для прийняття рішення, модулювати флюїдний потік або ні, тому що він може не давати достатньої інформації про флюїд(-и) або складову(-і), які викликали сигнал(-и), для описаних тут цілей. Наприклад, в деяких випадках виявлений флюїд або складова можуть бути недостатньо ідентифікованими для описаних тут цілей, якщо тільки не береться до уваги шаблон сигналів. У певних варіантах втілення винаходу один або більше виміряних сигналів обробляються або піддаються маніпулюванню (наприклад, до або після передачі та/або до порівняння з еталонним сигналом або значенням). Тому слід розуміти, що коли сигнал передається (наприклад, на систему керування), порівнюється (наприклад, з еталонним сигналом або значенням), або будь-яким іншим чином використовується у процесі зворотного зв'язку, може використовуватися необроблений сигнал або може використовуватися оброблений/маніпульований сигнал, який ґрунтується (щонайменше, частково) на необробленому сигналі. Наприклад, в деяких випадках, один або більше похідних сигналів виміряного сигналу може обчислюватися (наприклад, за допомогою диференціатора, або будьякого іншого доцільного способу) та використовуватися для забезпечення зворотного зв'язку. В інших випадках сигнали нормалізують (наприклад, вилучаючи виміряний сигнал з фонового сигналу). В одному наборі варіантів втілення винаходу сигнал містить нахил або середній нахил, наприклад, середній нахил інтенсивності як функцію часу. В деяких випадках вимірюваний сигнал може бути перетворений на цифровий сигнал за допомогою аналого-цифрового перетворювача, так аби все подальше оброблення сигналу можна було виконувати цифровим комп'ютером або процесором цифрових сигналів. Хоча в одному варіанті втілення винаходу все оброблення сигналу виконується цифровим шляхом, даний винахід не обмежується цим, оскільки альтернативно можуть використовуватися способи аналогового оброблення. Наприклад, цифро-аналоговий перетворювач може використовуватися для створення вихідного сигналу. Сигнали можуть оброблятися у часовій сфері (одновимірні сигнали), у просторовій сфері (багатовимірні сигнали), у частотній сфері, автокореляційній сфері або будь-якій іншій доцільній сфері. В деяких випадках сигнали фільтрують, наприклад, використовуючи лінійний фільтр (лінійну трансформацію вимірюваного сигналу), нелінійний фільтр, казуальний фільтр, не-казуальний фільтр, незалежний від часу фільтр, залежний від часу фільтр або інші доцільні фільтри. Потрібно усвідомлювати, що описані тут сигнали, шаблони та їх використання в зворотному зв'язку є ілюстративними, і що винахід не обмежується у цьому відношенні. Коли сигнал або шаблон сигналів визначено, сигнал(-и) можуть факультативно передаватися на систему керування. В деяких випадках система керування порівнює сигнал або шаблон сигналів з другим набором сигналу(-ів). Другим сигналом або шаблоном сигналів може бути, наприклад, сигнал(-и), попередньо визначений в мікрофлюїдній системі, або еталонний сигнал(-и) або значення, які могли бути попередньо запрограмованими в систему керування або інший модуль мікрофлюїдної системи. В деяких випадках еталонний сигнал або шаблон сигналів включає одне або декілька граничних значення або діапазон граничних значень. 6 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Система керування може порівнювати перший сигнал або шаблон сигналів з другим сигналом або шаблоном сигналів (наприклад, еталонних сигналів), та визначати, чи ініціювати, припиняти, або модулювати одну або більше подію або ряд подій в мікрофлюїдній системі. Тобто, вимірюваний сигнал або шаблон сигналів може використовуватися системою керування, щоб генерувати задавальний сигнал і забезпечувати керування зі зворотнім зв'язком для мікрофлюїдної системи. Наприклад, система керування може визначати, чи модулювати флюїдний потік (наприклад, швидкість потоку, змішування, припинення потоку одного або більше флюїду) в одній або більше області мікрофлюїдної системи. Іншими умовами, такими як модуляція температури, тиск, вологість або іншими умовами, також можна керувати. Ця модуляція може виконуватися, в певних варіантах втілення винаходу, за допомогою системи керування, яка посилає один або більше задавальних сигналів на відповідну складову мікрофлюїдної системи (наприклад, клапан, насос, вакуумний прилад, нагрівач або іншу складову), аби привести в дію ту або іншу складову. Будь-яка доцільна електронна схема з клапанним приводом може використовуватися, щоб приймати задавальний сигнал і перетворювати задавальний сигнал на електричну напругу, електричний струм або інший сигнал, здатний приводити в дію складову. В певних варіантах втілення винаходу система керування може визначати, припиняти роботу однієї або більше складових мікрофлюїдної системи або ні. В деяких випадках система керування може визначати, зупиняти аналіз або частину аналізу, що проводиться в мікрофлюїдній системі, або ні. В деяких варіантах втілення винаходу спосіб проведення керування зі зворотнім зв'язком може містити ініціювання виявлення флюїдів у першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи. Перший флюїд і другий флюїд можуть виявлятися в першій зоні вимірювання, та перший сигнал, що відповідає першому флюїду, і другий сигнал, що відповідає другому флюїду, може формуватися. Перший шаблон сигналів може передаватися на систему керування, причому перший шаблон сигналів містить щонайменше два з: інтенсивності першого сигналу, тривалості першого сигналу, розташування першого сигналу у часі відносно другого розташування у часі та середнього часового проміжку між першим і другим сигналами. Рішення про те, чи модулювати флюїдний потік в мікрофлюїдній системі, може визначатися, ґрунтуючись, щонайменше, частково на першому шаблоні сигналів. Потрібно усвідомлювати, що, хоча велика частина цього опису присвячена використанню сигналів або шаблонів сигналів, винахід не обмежується ними, і що в деяких варіантах втілення винаходу аспекти керування зі зворотнім зв'язком або інші процеси, що залучають визначення характеристик, умов або подій, що залучають флюїди або складові, можуть не потребувати генерування, визначення (наприклад, вимірювання) або аналізу сигналів або шаблонів сигналів. В деяких варіантах втілення винаходу спосіб проведення зворотного зв'язку містить виявлення першого флюїду та другого флюїду у першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи, де етап виявлення містить виявлення щонайменше двох (або щонайменше трьох) з: непрозорості першого флюїду, об'єму першого флюїду, швидкості потоку першого флюїду, розташування у часі виявлення першого флюїду відносно другого розташування у часі та середній часовий проміжок між виявленням першого та другого флюїдів. Рішення про те, чи модулювати флюїдний потік в мікрофлюїдній системі, може визначатися, ґрунтуючись, щонайменше, частково на етапі виявлення. В деяких варіантах втілення винаходу керування зі зворотнім зв'язком може використовуватися, щоб модулювати таку ж умову, подію або тип умови або події, які було виявлено першими. Наприклад, може визначатися концентрація складової у флюїді, та на систему керування може генеруватися і передаватися сигнал, який визначає, чи слід підвищувати або знижувати концентрацію тієї ж складової в області мікрофлюїдного пристрою. В іншому прикладі вимірюється швидкість потоку флюїду в каналі, і ґрунтуючись, щонайменше, частково на сигналі, що генерується від вимірювання, джерело флюїдного потоку (наприклад, вакуумний прилад або насос) або клапан використовується, щоб модулювати швидкість потоку в тому самому каналі. В таких та інших варіантах втілення винаходу сигнал, що генерується, може порівнюватися з попередньо визначеним сигналом або значеннями, що вказують на бажане значення або діапазон умов (наприклад, концентрацію, швидкість потоку). Керування зі зворотнім зв'язком може в деяких випадках містити петлю зворотного зв'язку (наприклад, позитивну або негативну петлю зворотного зв'язку). В інших випадках керування зі зворотнім зв'язком не містить петлю зворотного зв'язку. Проте в інших варіантах втілення винаходу (у тому числі в багатьох описаних тут прикладах) керування зі зворотнім зв'язком ґрунтується, щонайменше, частково на визначенні однієї або більше перших умов або подій, що відбуваються у мікрофлюїдній системі, і сигнали від однієї або більше умов або подій використовуються, щоб керувати другим, відмінним набором умов 7 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 або подій, що відбуваються (або подій, що відбудуться) в мікрофлюїдній системі. В певних варіантах втілення винаходу другий, відмінний набір умов або подій в цілому не впливає на перший набір умов або подій (наприклад, на відміну від наведених вище прикладів, що залучають модуляцію концентрації складової або швидкості потоку в каналі). В деяких випадках, виявлення відбувається в зоні вимірювання, і зворотній зв'язок від зони вимірювання використовується, щоб модулювати флюїдний потік в іншій області мікрофлюїдної системи. Наприклад, виявлення проходження певного флюїду крізь систему виявлення може давати початок керуванню, чи приводити в дію окремий клапан, щоб допустити потік одного або більше відмінних флюїдів у відмінну область мікрофлюїдної системи. В одному окремому варіанті втілення винаходу виявлення першого флюїду на (наприклад, при проходженні крізь) ділянці реакції може давати початок змішуванню другого та третього флюїдів в області змішування мікрофлюїдної системи. Другий та третій флюїди можуть спочатку розташовуватися в області (наприклад, в області зберігання) мікрофлюїдної системи, відмінній від тої, де відбувається виявлення та створення сигналу, що використовується для забезпечення зворотного зв'язку. В іншому прикладі вимірювання оптичної густини зразка, що тече крізь зону вимірювання (наприклад, перша умова), дає ознаку того, чи був зразок введений вчасно, та/або наявності правильного типу або об'єму зразка. Один або більше сигналів від цього вимірювання може порівнюватися з одним або більше попередньо заданими значеннями, і, ґрунтуючись (щонайменше, частково) на цьому зворотному зв'язку та порівнянні, система керування може припиняти флюїдний потік в мікрофлюїдній системі (наприклад, друга, відмінна умова), якщо вимірювані сигнали виходять за межі діапазону попередньо заданих значень. В деяких таких та інших варіантах втілення винаходу перша умова або подія вже здійснилася після етапу виявлення, таким чином, що керування зі зворотнім зв'язком в цілому не модулює ту саму умову, подію або тип умови або події, яка створила сигнал, що використовується для зворотного зв'язку. В деяких варіантах втілення винаходу один або більше способів керування зі зворотнім зв'язком, такі як пропорційне керування, інтегральне керування, пропорційно-інтегральне керування, похідне керування, пропорційно-похідне керування, інтегрально-похідне керування та пропорційно-інтегрально-похідне керування, може використовуватися системою керування, щоб модулювати флюїдний потік. Керування зі зворотнім зв'язком може в деяких варіантах втілення винаходу містити петлю зворотного зв'язку. В деяких випадках, що залучають один або більше з вищезгаданих способів керування зі зворотнім зв'язком, задавальний сигнал (який може використовуватися, щоб модулювати флюїдний потік, наприклад, шляхом приведення в дію складової мікрофлюїдної системи) може генеруватися, ґрунтуючись, щонайменше, частково на сигналі, тобто на різниці між попередньо запрограмованим граничним сигналом або значенням (що може свідчити про майбутню дію, що має бути виконана) і сигналом зворотного зв'язку, тобто вимірюваним індикатором. Виявлення умови або події, що відбувається в мікрофлюїдній системі, може мати різноманітні форми. В деяких випадках виявлення відбувається постійно. В інших варіантах втілення винаходу виявлення відбувається періодично; а в ще інших варіантах втілення винаходу виявлення відбувається спорадично. В деяких випадках виявлення відбувається після того, як відбулася конкретна подія або умова. Як описується в даній заявці, виявлення може відбуватися у доцільному розташуванні по відношенню до мікрофлюїдного пристрою. В деяких випадках один або більше індикатор є стаціонарним по відношенню до мікрофлюїдного пристрою впродовж використання та/або впродовж виявлення. Наприклад, стаціонарний індикатор може розташовуватися суміжно з певною областю мікрофлюїдного пристрою, такою як область виявлення або зона вимірювання, де відбувається одна або більше подія (наприклад, хімічна або біологічна реакція). Індикатор може виявляти, наприклад, проходження флюїдів крізь зону вимірювання. Додатково або альтернативно, індикатор може виявляти зв'язування або асоціацію інших складових у цій області (наприклад, зв'язування складової з поверхнею зони вимірювання). В деяких варіантах втілення винаходу стаціонарний індикатор може відстежувати багато зон вимірювання одночасно. Наприклад, індикатор, такий як камера, може використовуватися, щоб зображувати весь мікрофлюїдний пристрій, або велику частину пристрою, а ретельно досліджувати тільки певні частини пристрою. Складові, такі як оптичні волокна, можуть використовуватися, щоб передавати світло від багатьох зон вимірювання на один індикатор. В інших варіантах втілення винаходу індикатор розташовано з можливістю пересування по відношенню до мікрофлюїдного пристрою впродовж використання та/або впродовж виявлення. Наприклад, індикатор може фізично рухатися крізь різні області мікрофлюїдного пристрою, щоб виявляти рух флюїдів крізь пристрій. Наприклад, індикатор може простежувати рух певних 8 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 флюїдів та/або складових у каналах мікрофлюїдного пристрою. Альтернативно, мікрофлюїдний пристрій може рухатися відносно стаціонарного індикатора. Інші конфігурації та використання індикаторів також можливі. Приклади сигналів або шаблонів сигналів, які можуть використовуватися в керування зі зворотнім зв'язком, показані в ілюстративному варіанті втілення винаходу, зображеному на фіг. 2. Фіг. 2 представляє собою графік, який показує виявлення різноманітних флюїдів, коли вони течуть в області пристрою (наприклад, каналі) та проходять крізь індикатор. Графік 100 показує вимірювання оптичної густини в довільних одиницях (вісь y) як функції часу (вісь x). В певних варіантах втілення винаходу передача та/або поглинальна здатність флюїду, наприклад, може виявлятися, коли він проходить крізь область мікрофлюїдної системи. Нульова оптична густина може вказувати на максимальну передачу світла (наприклад, низька поглинальна здатність), а вища оптична густина може вказувати на низьку передачу (наприклад, висока поглинальна здатність). Оскільки різні флюїди, що течуть крізь індикатор, можуть мати різні сприйнятливості до передачі або здатності поглинати світло, може визначатися виявлення конкретних флюїдів, у тому числі їх об'єми, швидкості потоків та типи флюїдів. Наприклад, як ілюстративно показано на фіг. 2, перший флюїд, що створює сигнал 110, може проходити крізь індикатор приблизно за час = 0,1 секунди до близько 700 секунд. (Час = 0 секунд може вказувати, наприклад, на ініціювання виявлення). Перший флюїд 110 має окрему інтенсивність 112 (наприклад, з оптичною густиною близько 0,23). Якщо очікується, що окремий тип флюїду, який має конкретну інтенсивність або діапазон інтенсивностей, буде текти крізь індикатор в окремий момент у часі (наприклад, приблизно через 400 секунд після ініціювання виявлення) або у певному проміжку часу (наприклад, в певний момент між 0 та 800 секундами), може виявлятися підтвердження, що цей процес відбувся. Наприклад, перший флюїд, що створює сигнал 110, може, в деяких варіантах втілення винаходу бути окремим типом зразка, тобто вводитися в мікрофлюїдний пристрій для виконання окремого аналізу. Якщо тип зразка пов'язаний з окремою інтенсивністю (наприклад, цільна кров дасть оптичну густину приблизно 0,23), тип зразка можна встановити шляхом визначення, має цей зразок інтенсивність у межах дозволеного діапазону або ні. Більш того, належне введення зразка в пристрій у правильний час (наприклад, на початку аналізу) може встановлюватися шляхом визначення, де сигнал зразка відбувається як функція часу (по вісі x). Наприклад, може відстежуватися час, коли зразок досягає зони вимірювання (спостерігається через ОГ (оптична густина), що має певний діапазон або інтенсивність). Якщо зразок надто довго надходить до зони вимірювання, це може вказувати, наприклад, на витік або засмічення в системі. Якщо зразок надто довго досягає першої зони вимірювання або забагато часу проходить між тим, як зразок або частини зразка досягають багатьох зон вимірювання (які можуть розташуватися паралельно або послідовно), тест може бути скасовано. Додатково, об'єм першого флюїду, який створює сигнал 110, може визначатися та встановлюватися шляхом вимірювання часового проміжку 114 сигналу. Якщо для окремого процесу, що має бути виконаний в мікрофлюїдному пристрої, необхідно, щоб зразок мав окремий об'єм, це можна встановити. Наприклад, може очікуватися зразок, який має окремий об'єм (наприклад, 10 мкл), що відповідає очікуваному діапазону часу протікання (наприклад, сигналу, що має певну тривалість) при певній інтенсивності (наприклад, ОГ зразка). Тест може гарантувати, що користувач правильно завантажив зразок у флюїдний з'єднувач або інший доцільний пристрій введення зразка. Якщо тривалість сигналу зразка надто коротка (що може вказувати на те, що було введено недостатньо зразка) або надто довга (що може вказувати на те, що було введено забагато зразка) тест може бути скасовано та/або результати не взято до уваги. Якщо, наприклад, інтенсивність, часовий проміжок або розташування сигналу 110, обумовленого першим флюїдом, є неправильними, система керування може давати початок вторинному процесу, який може, наприклад, модулювати флюїдний потік в мікрофлюїдній системі. Наприклад, в одному наборі варіантів втілення винаходу система керування може визначати, що, оскільки в пристрій було введено неправильний тип зразка або об'єм, або їх було введено в пристрій у неправильний час, аналіз, що має бути виконаний мікрофлюїдним пристроєм, слід скасувати. В інших варіантах втілення винаходу скасування може відбуватися через проблему з пристроєм (наприклад, засмічення в каналах, яке не дозволяє флюїду текти з конкретною швидкістю потоку), або через проблему з аналізатором, який використовується, щоб аналізувати пристрій (наприклад, несправність однієї або більше складових, таких як клапан, насос або вакуумний прилад). Аналіз може бути скасовано, наприклад, шляхом модулювання флюїдного потоку в мікрофлюїдній системі (наприклад, посилання на насос або вакуумний прилад сигналу про 9 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зупинку потоку флюїдів), припинення живлення певних складових системи, шляхом виведення мікрофлюїдного пристрою/касети з системи аналізу (наприклад, автоматично або інформуючи користувача це зробити) або шляхом інших процесів. В інших варіантах втілення винаходу аномалія, що відбувається в системі, дає початок здійсненню вторинної події, але не скасовує аналіз. В деяких випадках користувач може бути попереджений, що в системі відбулася аномалія. Користувач може бути проінформований, що результатам тесту не слід довіряти, що аналіз потрібно виконати знову, що для виконання аналізу може знадобитися більше часу, або що користувачу слід вдатися до якоїсь дії. В деяких випадках користувач може бути сповіщений, а потім запрошений встановити, чи слід продовжувати один або більше процесів мікрофлюїдної системи або аналіз, що виконується. Інші способи контролю якості також можливі. В одному наборі варіантів втілення винаходу спосіб проведення контролю якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи включає виявлення першого флюїду в (наприклад, при проходженні крізь) першій зоні вимірювання мікрофлюїдної системи та формування першого сигналу, що відповідає першому флюїду, та передавання першого сигналу на систему керування. Перший сигнал може порівнюватися з еталонним сигналом, завдяки чому визначається наявність аномалій в роботі мікрофлюїдної системи. Спосіб може включати визначення, чи припиняти роботу мікрофлюїдної системи, ґрунтуючись, щонайменше, частково на результатах етапу порівняння. В деяких випадках система керування може визначати, зупиняти або ні аналіз або частину аналізу, що проводиться в мікрофлюїдній системі. Як ілюстративно показано на фіг. 2, тип флюїду, який проходить крізь індикатор, може визначатися, щонайменше, частково інтенсивністю сигналу, який генерується флюїдом. Наприклад, в той час як сигнал 110 від першого флюїду має високу інтенсивність (наприклад, низька передача світла), другий ряд флюїдів, що створюють сигнали 120, 122 і 124, має відносно низьку інтенсивність (наприклад, висока передача світла). Графік також вказує на відносне розділення між першим флюїдом, що створює сигнал 110, і другими флюїдами, що створюють сигнали 120, 122 і 124. Наприклад, різниця між часовим проміжком 125 і часовим проміжком 114 може давати ознаку того, наскільки швидко другий набір флюїдів протікає крізь індикатор після того, як перший флюїд завершив проходження крізь індикатор. В деяких варіантах втілення винаходу ця різниця у часі може порівнюватися з одним або більше еталонними сигналами або значеннями (наприклад, з попередньо визначеною кількістю часу розділення або часовим діапазоном, який має минати між першим флюїдом і другими флюїдами). Різниця у часі, яка не відповідає еталонному сигналу або значенню, або не попадає в межі дозволеного діапазону, може вказувати, що в мікрофлюїдній системі відбулася аномалія. Наприклад, якщо часова різниця між часовими проміжками 125 і 114 є надто довгою, це може вказувати на те, що флюїдний потік було утруднено (наприклад, через блокування каналу повітряною бульбашкою або іншими перешкодами), але потім вивільнено в мікрофлюїдному пристрої. В деяких варіантах втілення винаходу це може впливати на тест, що виконується, і як така, система керування може визначати, чи слід припиняти або коригувати один або більше процесів в мікрофлюїдній системі. Як ілюстративно показано на фіг. 2, другі флюїди, що створюють сигнали 120, 122 і 124, розділяються піками 126, 128 і 130. Ці піки представляють флюїди, які течуть між другими флюїдами. Як докладніше описується в цій заявці, в деяких випадках цими розділювальними флюїдами можуть бути флюїди, що не піддаються змішуванню з флюїдами, які вони розділяють. Наприклад, в одному наборі варіантів втілення винаходу другими флюїдами, що створюють сигнали 120, 122 і 124, є промивні розчини, які проходять крізь зону вимірювання. Ці промивні флюїди можуть розділятися флюїдами, що не піддаються змішуванню (розділення), наприклад, пробками повітря, які створюють сигнали 126, 128 і 130. Промивні розчини можуть мати відносно високу передачу, а тому відносно низьку оптичну густину, в той час як пробки повітря можуть мати відносно низьку передачу світла (наприклад, відносно висока оптична густина) через розсіювання світла, коли ці флюїди проходять крізь індикатор. Через різну сприйнятливість цих флюїдів до пропускання світла, можуть розпізнаватися різні флюїди (у тому числі тип флюїду, фаза, об'єм, швидкість потоку). Крім того, послідовність проходження других флюїдів крізь індикатор може мати часовий проміжок 134, який може факультативно порівнюватися з оптимальним часовим проміжком або діапазоном часового проміжку і може факультативно використовуватися в керуванні зі зворотнім зв'язком. В певних варіантах втілення винаходу кількість промивань (піків та западин) рахується, і система керування скасовує аналіз, якщо не спостерігається очікувана кількість. Зменшена кількість промивань може означати, що реагенти випарувалися впродовж зберігання у пристрої 10 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (свідчення про витік), або виникла проблема зі з'єднанням флюїдного з'єднувача. Надто мала кількість промивань також може вказувати на те, що при виготовлені пристрою не було завантажено правильну кількість. Надто велика кількість промивань буде вказувати на те, що промивні пробки було пробито впродовж зберігання. Фіг. 2 також показує третій флюїд, що створює сигнал 135, який проходить крізь зону вимірювання після протікання других флюїдів. Оскільки третій флюїд має оптичну густину, подібну до тих, що має другий набір флюїдів, третій флюїд може бути ідентифікований або розрізнений від інших флюїдів, щонайменше, частково по своєму часовому проміжку 136, який може давати ознаку об'єму флюїду. Розташування часового проміжку 136 на часовій лінії (або відносно одного або більше інших присутніх сигналів) також може давати ознаку флюїду, що протікає крізь зону вимірювання. Наприклад, аналіз може бути спроектований таким чином, що флюїд, який дає певну оптичну густину (наприклад, ~0,01) і тривалість (наприклад, ~ 200 секунд при окремій швидкості потоку, що має бути використана, або тиску, що має бути застосований) появиться між 900 секундами та 1200 секундами після ініціювання аналізу. Ці параметри можуть попередньо програмуватися в систему керування та порівнюватися з сигналом 135, вимірюваним індикатором. Третім флюїдом, що створює сигнал 135, може бути будь-який доцільний флюїд, і в деяких випадках ним є реагент, що має використовуватися в хімічній та/або біологічній реакції, що має бути виконана в мікрофлюїдному пристрої. Наприклад, як більш докладно описується нижче, третім флюїдом може бути детекторне антитіло, яке може зв'язуватися з однією або більше складовими зразка. Проте в інших варіантах втілення винаходу детекторне антитіло зв'язується зі складовою зразка до того, як зразок потече крізь індикатор. Інші конфігурації зв'язування детекторного антитіла також можливі, а в деяких варіантах втілення винаходу детекторні антитіла не використовуються зовсім. Після того, як третій флюїд протікає крізь зону вимірювання, ряд четвертих флюїдів, що створюють сигнали 140, 142, 144, 146, 148 і 150, може текти крізь зону вимірювання. Кожний з четвертих флюїдів може розділятися флюїдом, який не піддається змішуванню (наприклад, повітряними пробками), що створює сигнали 154. В певних варіантах втілення винаходу частота сигналів, що має певний поріг (наприклад, повітряні пробки, що створюють сигнали 154, мають поріг вище оптичної густини 0,05, та/або ряд четвертих флюїдів має оптичну густину нижчу 0,01), може використовуватися, аби давати початок одній або більше подіям в мікрофлюїдній системі. В деяких випадках інтенсивність і частота рядів флюїдів може поєднуватися з сукупним часовим проміжком між першим і останнім з таких флюїдів (наприклад, часовий проміжок 158 містить в собі ряд четвертих флюїдів). Наприклад, зворотній зв'язок або давання початку події може ґрунтуватися, щонайменше, частково на частоті сигналів (наприклад, піків), що спостерігаються, у поєднанні з одним або більше часовим проміжком між суміжними сигналами, та/або у поєднанні з інтенсивністю сигналів та/або у поєднанні з часовим проміжком між першим і останнім сигналом цього типу або інтенсивності. Факультативно, один або більше з сигналів може використовуватися у поєднанні з середнім розташуванням сигналів відносно часової шкали подій на часовій лінії (наприклад, середній час 158 між сигналами 140 і 150 відносно одного або більше інших сигналів або опорних точок (наприклад, час = нуль)). В деяких варіантах втілення винаходу подією, якій дає початок шаблон сигналів, є модуляція флюїдного потоку всередині мікрофлюїдної системи. Наприклад, один або більше з насосу, вакуумного приладу, клапанної системи або іншої складової може приводитися в дію, ґрунтуючись, щонайменше, частково на факту відсутності окремого шаблону сигналів. В якості одного прикладу, шаблон сигналів може давати початок приведенню в дію клапана, який дозволяє одному або більше флюїду текти в окремому каналі мікрофлюїдного пристрою. Наприклад, приведення в дію клапана може дозволити двом флюїдам, що утримувалися роздільно впродовж зберігання флюїдів у пристрої, змішатися у спільному каналі. В одному окремому варіанті втілення винаходу змішаний флюїд включає реагент ампліфікації, який уможливлює ампліфікацію сигналу в зоні вимірювання пристрою. Нижче забезпечуються докладніші конкретні приклади. Як описується в цій заявці, індикатор може не тільки виявляти проходження флюїдів крізь область мікрофлюїдного пристрою, але може також виявляти наявність або відсутність події або умови, що відбувається в області мікрофлюїдного пристрою. Наприклад, в деяких випадках виявляється подія зв'язування. В інших варіантах втілення винаходу виявляється накопичення та/або відкладення складової в окремій області мікрофлюїдного пристрою. А в ще інших варіантах втілення винаходу виявляється ампліфікація сигналу. Такі процеси можуть відбуватися в будь-якому доцільному розташуванні всередині області пристрою. Наприклад, 11 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 подія або умова може відбуватися всередині флюїду, розташованого в області пристрою, на поверхні каналу або порожнини пристрою, на або в складовій, розташованій всередині області пристрою (наприклад, на поверхні краплі, в гелі, на мембрані). В деяких випадках просування події або умови може визначатися, і, факультативно, порівнюватися з одним або більше еталонними сигналами або значеннями (які можуть бути попередньо запрограмованими в систему керування). Наприклад, як ілюстративно показано на фіг. 2, пік 160 може формуватися через зростання сигналу (наприклад, непрозорий шар) в зоні вимірювання. Цей нахил піку може вимірюватися та порівнюватися з одним або більше контрольними значеннями, щоб визначати, правильний або неправильний процес відбувається або відбувся в зоні вимірювання. Наприклад, якщо нахил піку 160 знаходиться всередині окремого діапазону прийнятних значень, це може вказувати на те, що в зберіганні реагентів, які частково використовувалися для створення сигналу, не було аномалій. В одному наборі варіантів втілення винаходу пік 160 вказує на те, що реагент ампліфікації входить до зони вимірювання. Аналіз може бути спроектований і сформований таким чином, щоб реагент ампліфікації входив до зона вимірювання всередині певного проміжку часу після того, як відбувається певна подія (наприклад, після приведення в дію клапана). В деяких випадках реагент ампліфікації повинен мати певну пов'язану з ним оптичну густину (наприклад, низьку оптичну густину, якщо реагентом є прозора рідина). Якщо реагент пізно надходить до зони вимірювання та/або початкова оптична густина є надто високою, тест може бути скасовано. Якщо реагент має високу оптичну густину (наприклад, він є темним або непрозорим), це може вказувати на те, що реагент було зіпсовано (наприклад, впродовж зберігання реагенту в пристрої). В деяких варіантах втілення винаходу пристрій може включати багато зон вимірювання (наприклад, паралельних або послідовних). Одна зона вимірювання може використовуватися в якості негативного контролю. Наприклад, в зоні вимірювання негативного контролю може очікуватися мінімальне зв'язування або відкладення речовини (наприклад, непрозорий шар), і тому низька оптична густина в деяких варіантах втілення винаходу. Якщо індикатор вимірює підвищену оптичну густину в зоні вимірювання негативного контролю, це може вказувати, наприклад, на неспецифічне зв'язування. В деяких випадках сигнал від цієї зони вимірювання може вважатися "фоновим" і вилучатися з сигналів у інших зонах вимірювання, аби врахувати неспецифічне зв'язування, яке може відбуватися по всій системі. Якщо фон є надто високим, тест може бути скасовано. Це може, наприклад, вказувати на проблему з реагентами ампліфікації або іншими реагентами, що використовуються в аналізі. В деяких варіантах втілення винаходу пристрій може включати зону вимірювання, що використовується в якості позитивного контролю. Позитивний контроль може, в деяких варіантах втілення винаходу, включати відому кількість аналіту, зв'язаного із зоною вимірювання (наприклад, зі стінками каналу), і рівень сигналів оптичної густини у певний момент у часі, нахил цих сигналів або зміна в нахилі цих сигналів у зоні може попадати в межи очікуваного діапазону. Ці діапазони можуть визначатися під час калібрування обумовленої партії пристроїв. В деяких випадках, як докладніше описується в цій заявці, ця інформація може включатися в специфічну для партії інформацію, яка переноситься на аналізатор шляхом використання специфічного для партії тегу, такого як штрих-код, карта пам'яті або тег радіочастотної ідентифікації (RFID). Якщо відлікові рівні для цих зон вимірювання випадають з діапазону, тест може бути скасовано. Подібно до фонових, ці сигнали також можуть використовуватися, щоб регулювати тестовий сигнал (наприклад, трохи підсилити тестовий сигнал, якщо ці сигнали підвищені, послабити тестовий сигнал, якщо ці сигнали низькі). Наявність перешкод, таких як бульбашки або інші складові, впродовж однієї або більше подій (наприклад, ампліфікації, змішування) та/або в одному або більше неочікуваних розташувань у часі може вказувати на проблеми в аналізі, такі як витік в клапані. Ці бульбашки або інші складові можуть виявлятися як піки, що мають певну інтенсивність, у шаблоні оптичної густини (які можуть бути подібними до піків повітряних пробок, що використовуються під час промивання). Якщо вони спостерігаються в неочікуваних місцях, тест може бути скасовано. Потрібно усвідомлювати, що хоча на фіг. 2 було визначено оптичну густину (наприклад, передавальну або поглинальну здатність), в інших варіантах втілення винаходу інші типи сигналів можуть вимірюватися за допомогою відповідного індикатора. Сигнали можуть створюватися без мітки (такі як при вимірюванні оптичної густини), або створюватися з використанням мітки. Може використовуватися багато різних міток, таких як флуоресцентні маркери, барвники, квантові крапки, магнітні частки та інші мітки, відомі в галузі техніки. Як ілюстративно показано на фіг. 2, в деяких варіантах втілення винаходу аналіз, що виконується в пристрої, може записуватися, щоб створювати по суті "характерну ознаку" 12 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 аналізу. Вся характерна ознака або її частини можуть використовуватися, щоб забезпечувати зворотній зв'язок для мікрофлюїдної системи. В деяких випадках характерна ознака включає сигнали від проходження, в цілому, всіх флюїдів, які використовуються в аналізі крізь область пристрою. Оскільки різні флюїди, що використовуються в аналізі, можуть мати різні об'єми, швидкості потоку, склади та інші характеристики, ці властивості можуть відображатися у характерній ознаці. Відповідно, характерна ознака може використовуватися, щоб встановлювати, наприклад, флюїди, що використовуються в аналізі, синхронізацію флюїдів (наприклад, коли окремі флюїди було введено у певні області пристрою), взаємодію флюїдів (наприклад, змішування). В деяких варіантах втілення винаходу характерна ознака може використовуватися, щоб встановлювати тип аналізу, який виконується в пристрої, та/або формат тесту (наприклад, проба "сандвіч" у порівнянні з конкурентною пробою) аналізу. В одному наборі варіантів втілення винаходу характерна ознака в сукупності (наприклад, загальна форма, тривалість та синхронізацію усіх сигналів) використовується, щоб проводити контроль якості наприкінці аналізу. Наприклад, характерна ознака може порівнюватися з контрольною характерною ознакою, щоб визначати, чи проводився аналіз належним чином після того, як протекли всі флюїди. Система керування може, в деяких випадках, сповістити користувача, чи проводився аналіз належним чином (наприклад, за допомогою інтерфейсу користувача). В інших варіантах втілення винаходу індикатор може розташовуватися всередині певних областей мікрофлюїдної системи і може тільки визначати наявність або проходження певних, але не всіх, флюїдів крізь індикатор. Наприклад, індикатор може розташовуватися в області змішування, щоб визначати належне змішування флюїдів. Якщо флюїди змішувалися належним чином (наприклад, створюється змішаний флюїд, який має певну властивість, таку як певна концентрація або об'єм) або змішувалися у належний момент у часі відносно однієї або більше інших подій, які відбувалися в аналізі, керування зі зворотнім зв'язком може дозволити змішаному флюїду текти в іншу область пристрою. Якщо змішаний флюїд не має однієї або більше бажаних або попередньо визначених характеристик, керування зі зворотнім зв'язком може перешкодити змішаному флюїду текти в область і, в деяких варіантах втілення винаходу, може ініціювати змішування другого набору флюїдів та його транспортування в область. В певних варіантах втілення винаходу керування зі зворотнім зв'язком містить використання двох або більше індикаторів. Перший індикатор може визначати перший набір сигналів, а другий індикатор може визначати другий набір сигналів. Перший та другий набір сигналів може порівнюватися одне з одним, та/або кожний може порівнюватися з набором еталонних сигналів або значень, які можуть бути попередньо запрограмованими в системі керування. Наприклад, пристрій може включати множину зон вимірювання, причому кожна зона вимірювання пов'язана з індикатором, який вимірює сигнали в цій області. В деяких випадках система проектується та формується таким чином, що перший індикатор визначає характерну ознаку аналізу, яка в цілому відповідає характерній ознаці аналізу другого індикатора. Проте, якщо характерні ознаки не збігаються, це може вказувати на те, що всередині системи відбувалася аномалія. В деяких випадках перший та/або другий індикатори можуть виявляти проходження всіх флюїдів, що використовуються в аналізі, крізь область пристрою, або лише проходження певних (але не всіх) флюїдів крізь область пристрою, як описувалося вище. В інших варіантах втілення винаходу керування зі зворотнім зв'язком, або визначення значення в цілому, може містити використання сигналів, які виявляться по багатьом зонам вимірювання. Наприклад, швидкість потоку може визначатися шляхом вимірювання, як багато часу потрібно бульбашці або передній кромці флюїду, щоб пройти між двома зонами вимірювання. Керування зі зворотнім зв'язком та інші описані тут процеси і способи можуть проводитися з використанням будь-якої доцільної мікрофлюїдної системи, такої як ті, що докладніше описуються нижче. В деяких випадках мікрофлюїдна система включає пристрій або касету, яка може бути сформована для введення у мікрофлюїдний аналізатор зразків. Фіг. 3-6 зображують різноманітні ілюстративні варіанти втілення касети 20 для використання з аналізатором. Як ілюстративно показано на цих фігурах, касета 20 може в цілому мати форму карти (тобто подібну до ключа-карти), що має в цілому жорстку пластинчату структуру. Касета 20 може бути сформована так, аби включати флюїдний з'єднувач 220, який, як показано в ілюстративному варіанті втілення винаходу, зображеному на фіг. 3, може зачіплятися з одного кінця касети 20. В певних варіантах втілення винаходу флюїдний з'єднувач може використовуватися, щоб вводити один або більше флюїдів (наприклад, зразок або реагент) в касету. В одному наборі варіантів втілення винаходу флюїдний з'єднувач використовується, щоб флюїдно поєднувати два (чи більше) канали касети під час першого використання, причому ці 13 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 канали не є поєднаними до першого використання. Наприклад, касета може включати два канали, які не знаходяться у флюїдному сполученні до першого використання касети. Окремі канали можуть бути вигідними в певний випадках, таких як зберігання різних реагентів у кожному з каналів. Наприклад, перший канал може використовуватися, щоб зберігати сухі реагенти, а другий канал може використовуватися, щоб зберігати вологі реагенти. Утримування каналів фізично відділеними одне від одного може покращити довгострокову стабільність реагентів, запасених в кожному з каналів, наприклад, шляхом утримування реагенту(-ів), що зберігається в сухому вигляді, захищеним від вологи, яку може створювати реагент(-и), що зберігається у вологому вигляді. При першому використанні канали можуть поєднуватися за допомогою флюїдного з'єднувача, щоб уможливити флюїдне сполучення між каналами касети. Наприклад, флюїдне поєднання може проколювати ізоляцію, яка покриває впускні отвори та/або випускні отвори касети, щоб уможливити вставлення флюїдного з'єднувача в касету. В контексті цієї заявки, "до першого використання касети" означає момент або моменти в часі перед тим, як передбачений користувач вперше використовує касету після комерційного продажу. Перше використання може включати будь-який етап(-и), який потребує, аби користувач маніпулював пристроєм. Наприклад, перше використання може містити один або більше етапів, таких як проколювання ізольованого впускного отвору, щоб ввести реагент в касету, поєднування двох або більше каналів, щоб спричинити флюїдне сполучення між каналами, підготовка пристрою (наприклад, завантаження реагентів у пристрій) перед аналізом зразку, завантаження зразка в пристрій, підготовка зразка в області пристрою, виконання реакції зі зразком, виявлення зразка, і т.д. Перше використання, в цьому контексті, не включає етапів виготовлення або інших підготовчих етапів або етапів контролю якості, що здійснюються виробником касети. Середні спеціалісти в галузі техніки добре розуміють значення першого використання в цьому контексті і зможуть легко визначити, зазнавала касета згідно з винаходом першого використання або ні. В одному наборі варіантів втілення винаходу касета згідно з винаходом є предметом одноразового використання, якого позбавляються після першого використання (наприклад, після завершення проби), і дуже помітно, коли такі пристрої використані вперше, тому що, як правило, ці пристрої взагалі недоцільно використовувати (наприклад, для виконання другої проби) після першого використання. Касета може бути спареною з флюїдним з'єднувачем за допомогою різноманітних механізмів. Наприклад, флюїдний з'єднувач може включати щонайменше одну не-флюїдну деталь, яка комплементарна до деталі касети, так аби утворювати не-флюїдне поєднання між флюїдним з'єднувачем і касетою після прикріплення. Не-флюїдною комплементарною деталлю може бути, наприклад, виступна деталь флюїдного з'єднувача і відповідні комплементарні западини касети, які можуть допомагати користувачеві вирівнювати флюїдний з'єднувач з касетою. В деяких випадках деталь створює істотний опір руху флюїдного з'єднувача відносно касети та/або вирівнювального елементу, після того, як вирівнювальний елемент приймає флюїдну складову (наприклад, після введення флюїдної складової у вирівнювальний елемент), та/або впродовж передбаченого використання пристрою. Флюїдний з'єднувач та/або касета може факультативно включати одну або більше деталей, такі як деталі-застібки (наприклад, зубці), пази, отвори для вставки фіксатора, механізми кабельної стяжки, з'єднувальні елементи високого тиску, фрикційні з'єднувальні елементи, нарізні з'єднувачі, такі як нарізні з'єднувальні елементи, з'єднувальні елементи-застібки, клейові з'єднувальні елементи, магнітні з'єднувачі або інші доцільні сполучні механізми. Поєднання флюїдного з'єднувача з касетою може містити формування непроникної для рідини та/або повітря ізоляції між складовими. Прикріплення флюїдного з'єднувача до касети може бути оборотним і необоротним. Як показано, касета 20 може бути сформована таким чином, аби включати флюїдний з'єднувач 220. Зокрема, касета 20 може включати вирівнювальний елемент 202 флюїдного з'єднувача, сформований таким чином, аби приймати і сполучатися зі з'єднувачем 220. Вирівнювальний елемент може бути споруджений і налаштований таким чином, аби зачіплюватися з флюїдним з'єднувачем і тим самим розташовувати з'єднувач у попередньо визначеній, заданій конфігурації відносно касети. Як показано в ілюстративних варіантах втілення винаходу за фіг. 3, касета може включати вирівнювальний елемент, який проходить приблизно перпендикулярно касеті. В інших варіантах втілення винаходу вирівнювальний елемент може проходити приблизно паралельно касеті. В деяких варіантах втілення винаходу конфігурація вирівнювального елементу та флюїдного з'єднувача може бути пристосована таким чином, аби дозволяти вставку флюїдного з'єднувача у вирівнювальний елемент за допомогою ковзного руха. Наприклад, флюїдний з'єднувач може ковзати по одній або більше поверхням вирівнювального елементу, коли флюїдний з'єднувач вставляють у вирівнювальний елемент. 14 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Флюїдний з'єднувач може включати в цілому U-подібний канал, який може утримувати флюїд та/або реагент (наприклад, зразок флюїду) до поєднування з касетою. Канал може уміщатися між двома оболонковими складовими, які утворюють з'єднувач. В деяких варіантах втілення винаходу флюїдний з'єднувач може використовуватися, щоб відбирати зразок у пацієнта до під'єднання флюїдного з'єднувача до касети. Наприклад, із зразком крові, флюїдний з'єднувач може бути сформований таким чином, аби проколювати палець пацієнта, щоб відібрати зразок у канал. В інших варіантах втілення винаходу флюїдний з'єднувач не містить зразку (або реагенту) до під'єднання до касети, але просто уможливлює флюїдне сполучення між двома або більше каналами касети після під'єднання. В одному варіант втілення винаходу U-подібний канал утворюється з капілярною трубкою. Флюїдний з'єднувач також може включати інші конфігурації каналу, а в деяких варіантах втілення винаходу може включати більше одного каналу, причому ці канали можуть флюїдно поєднуватися одне з одним або ні. Як ілюстративно показано на покомпонентному загальному виді на фіг. 4, касета 20 може включати тіло 204 касети, який включає щонайменше один канал 206, сформований таким чином, аби приймати зразок або реагент. Тіло 204 касети також може включати клямки 208, розташовані на одному кінці, який зчеплюється з вирівнювальним елементом 202 флюїдного з'єднувача для замикання. Касета 20 також може включати верхнє та нижнє покриття 210 і 212, які можуть бути зроблені, наприклад, з прозорого матеріалу. В деяких варіантах втілення винаходу покриття може бути у вигляді біологічно сумісного клею і може бути зроблене з полімеру (наприклад, поліетилену, циклічного олефінового сополімеру, поліхлорвінілу) або, наприклад, неорганічного матеріалу. В деяких випадках одне або більше покриттів мають вигляд клейкої плівки (наприклад, стрічки). Для деяких застосувань матеріал та габарити покриття обираються таким чином, аби покриття в цілому було непроникним для водяної пари. В інших варіантах втілення винаходу покриття може бути неклейким, але може зв'язуватися термальним чином з мікрофлюїдною підкладкою шляхом прямого застосування тепла, лазерної енергії або ультразвукової енергії. Будь-який впускний отвір(отвори) та/або випускний отвір(отвори) каналу касети може бути ізольований (наприклад, шляхом нанесення клею поверх впускного отвору (ів) та/або випускного отвору(-ів)) за допомогою одного або більше покриттів. В деяких випадках покриття в цілому ізолює один або більше запасений реагент в касеті. Як зображено, тіло 204 касети може включати один або більше прорізів 214, сполучених з каналом 206 в тілі 204 касети. Ці прорізи 214 можуть бути сформовані таким чином, аби вирівнюватися з у цілому U-подібним каналом 222 у флюїдному з'єднувачі 220, коли флюїдний з'єднувач 220 сполучений з касетою 20, щоб флюїдно поєднувати канал 206 в тілі 204 касети з каналом 222 у флюїдному з'єднувачі 220. Як показано, покриття 216 може забезпечуватися поверх прорізів 214 і покриття 216 може бути сформоване таким чином, аби бути проколотими або по-іншому відкритими (наприклад, з'єднувачем 220 або іншими засобами), щоб флюїдно поєднувати два канали 206 і 222. Додатково, покриття 218 може забезпечуватися таким чином, аби покривати проріз 219 (наприклад, проріз вакуумного приладу) в тілі 204 касети. Як детальніше викладено нижче, проріз 219 може бути сформований таким чином, аби флюїдно поєднувати джерело 40 флюїдного потоку з каналом 206, щоб просувати зразок через касету. Покриття 218 над прорізом 219 може бути сформовано таким чином, аби можливо було виконати проколювання або по-інше відкриття, щоб флюїдно поєднувати канал 206 з джерелом 40 флюїдного потоку. Тіло 204 касети може факультативно включати область утримування рідини, таку як ділянка відходів, що включає поглинальний матеріал 217 (наприклад, прокладку для відходів). В деяких варіантах втілення винаходу область утримування рідини включає області, які захоплюють одну або більше рідину, що тече в касеті, при цьому дозволяючи газам або іншим флюїдам у касеті проходити через область. Це може бути досягнуто, в деяких варіантах втілення винаходу, шляхом розташування одного або більше поглинальних матеріалів в області утримування рідини для поглинання рідин. Ця конфігурація може бути корисною для усування бульбашок повітря зі струменю флюїдів та/або для відділення гідрофобних рідин від гідрофільних рідин. В певних варіантах втілення винаходу область утримування рідини перешкоджає рідинам проходити крізь область. В деяких таких випадках область утримування рідини може діяти в якості ділянки відходів, захоплюючи в цілому всю рідину в касеті, тим самим перешкоджаючи рідинам виходити з касети (наприклад, дозволяючи, при цьому, газам витікати з випускного отвору касети). Наприклад, ділянка відходів може використовуватися для зберігання зразка та/або реагентів у касеті після того, як вони проходять через канал 206, впродовж аналізу зразка. Ці або інші компонування можуть бути корисними, коли касета використовується в якості 15 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 діагностичного інструменту, оскільки область утримування рідини може перешкоджати користувачеві наражатися на потенційно небезпечні флюїди у касеті. Фіг. 5 показує касету, яка має певну конфігурацію каналів і включає різноманітні складові мікрофлюїдної системи для маніпулювання флюїдами. Фіг. 6 показує інший приклад конфігурації каналів, що можуть бути частиною касети. Як ілюстративно показано на фігурах 5 і 6, в деяких варіантах втілення винаходу касета може включати перший канал 206 і другий канал 207, відмежований від першого каналу. В одному варіанті втілення винаходу канали 206, 207 коливаються у найширшому поперечному розрізі від приблизно 50 мікрометрів до приблизно 500 мікрометрів, хоча можуть використовуватися інші розміри і конфігурації каналів, як більш докладно описується нижче. Перший канал 206 може включати одну або більше зону вимірювання, що використовується для аналізу зразка. Наприклад, в одному ілюстративному варіанті втілення винаходу канал 206 включає чотири зони 209 вимірювання, які використовуються впродовж аналізу зразка (див. фіг. 6). В певних варіантах втілення винаходу одна або більше зон вимірювання мають форму звивистої області (наприклад, області, що містить звивисті канали). Звивиста область може, 2 2 наприклад, визначатися площею, щонайменше у 0,25 мм , щонайменше у 0,5 мм , щонайменше 2 2 у 0,75 мм або щонайменше у 1,0 мм , де щонайменше 25 %, 50 % або 75 % площі звивистої область містить шлях оптичного виявлення. Індикатор, який уможливлює вимірювання єдиного сигналу через більш ніж один суміжний сегмент звивистої області, може розташовуватися суміжно із звивистою областю. Як описується в цій заявці, перший канал 206 та/або другий канал 207 може використовуватися для зберігання одного або більше реагентів, що використовуються для обробки та аналізу зразка до першого використання касети. В деяких варіантах втілення винаходу сухі реагенти зберігаються в одному каналі або секції касети, а вологі реагенти зберігаються в другому каналі або секції касети. Альтернативно, дві відокремлені секції або два канали касети можуть містити сухі реагенти і/або вологі реагенти. Реагенти можуть зберігатися та/або видалятися, наприклад, у вигляді рідини, газу, гелю, множини частинок або плівки. Реагенти можуть розташовуватися в будь-якій доцільній частині касети, у тому числі, але не обмежуючись, в каналі, резервуарі, на поверхні та в або на мембрані, що факультативно може бути частиною ділянки зберігання реагенту. Реагент може бути пов'язаний з касетою (або складовими касети) будь-яким доцільним чином. Наприклад, реагенти можуть зшиватися (наприклад, ковалентно або іонічно), поглинатися або адсорбуватися (фізично адсорбуватися) на поверхні в межах касети. В одному окремому варіанті втілення винаходу весь канал або його частину (таку як флюїдний шлях флюїдного з'єднувача або канал касети) вкрито антикоагулянтом (наприклад, гепарином). В деяких випадках рідина міститься всередині каналу або резервуару касети до першого використання та/або до введення зразка в касету. В деяких варіантах втілення винаходу запасені реагенти можуть включати флюїдні пробки, розташовані в лінійному порядку, так аби впродовж використання, коли флюїди течуть до місця реакції, вони постачалися в попередньо визначеній послідовності. Касета, спроектована для виконання проби, наприклад, може включати у послідовності: ополіскувальний флюїд, помічений флюїд-антитіло, ополіскувальний флюїд та ампліфікуючий флюїд, всі з яких зберігаються в ній. Доки флюїди зберігаються, вони можуть утримуватися розділеними за допомогою розділювальних флюїдів, які в цілому не піддаються змішуванню (наприклад, газу, такого як повітря), так аби флюїдні реагенти, які за звичайних обставин реагували б між собою, вступивши у контакт, могли зберігатися в спільному каналі. Реагенти можуть зберігатися в касеті впродовж різної кількості часу. Наприклад, реагент може зберігатися довше за 1 годину, довше за 6 годин, довше за 12 годин, довше за 1 день, довше за 1 тиждень, довше за 1 місяць, довше за 3 місяці, довше за 6 місяців, довше за 1 рік або довше за 2 роки. Факультативно, касета може оброблятися доцільним чином, аби подовжити зберігання. Наприклад, касети, які мають розміщені в них реагенти, що зберігаються, можуть вакуумно ізолюватися, зберігатися у темному середовищі, та/або зберігатися при низьких температурах (наприклад, нижче 0 градусів C). Тривалість зберігання залежить від одного або більше факторів, таких як використовувані окремі реагенти, форма реагентів, що зберігаються (наприклад, волога або суха), габарити і матеріали, використані, щоб утворити підкладку і шар(-и) покриття, способу склеювання підкладки і шару(-ів) покриття, і того, як касета обробляється або зберігається в цілому. Як зображено в ілюстративному варіанті втілення винаходу, показаному на фігурах 5 і 6, канали 206 і 207 можуть не знаходитися у флюїдному сполученні один з одним, доки флюїдний з'єднувач 220 не сполучиться з касетою 20. Іншими словами, два канали, в деяких варіантах 16 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 втілення винаходу, не знаходяться у флюїдному сполученні один з одним до першого використання та/або до введення зразка в касету. Зокрема, як зображено, в цілому U-подібний канал 222 з'єднувача 220 може флюїдно поєднувати перший і другий канали 206, 207 таким чином, аби реагенти в другому каналі 207 могли проходити через U-подібний канал 22 і вибірково рухатися в зони 209 вимірювання в першому каналі 206. В інших варіантах втілення винаходу два канали 206 і 207 знаходяться у флюїдному сполученні один з одним до першого використання, та/або до введення зразка в касету, але флюїдний з'єднувач надалі поєднує два канали (наприклад, утворюючи систему зі зворотнім зв'язком) після першого використання. В деяких варіантах втілення винаходу описана тут касета може включати один або більше мікрофлюїдних каналів, хоча такі касети не обмежуються мікрофлюїдними системами і можуть належати до інших типів флюїдних систем. "Мікрофлюїдний", в контексті цієї заявки, стосується касети, пристрою, апарату або системи, що включає щонайменше один флюїдний канал, який у максимальному поперечному розрізі має менше ніж 1 мм, а співвідношення довжини і найширшого поперечного розрізу складає щонайменше 3:1. "Мікрофлюїдним каналом", в контексті цієї заявки, є канал, який відповідає цим критеріям. "Поперечний розріз" (наприклад, діаметр) каналу вимірюється перпендикулярно до напрямку флюїдного потоку. Більшість флюїдних каналів у описаних тут складових касет мають максимальний поперечний розріз менший ніж 2 мм, а в деяких випадках менше ніж 1 мм. В одному наборі варіантів втілення винаходу всі флюїдні канали касети є мікрофлюїдними або мають найширший поперечний розріз не більше як 2 мм або 1 мм. В іншому наборі варіантів втілення винаходу максимальний поперечний розріз каналу(-ів) є меншим ніж 500 мікронів, меншим ніж 200 мікронів, меншим ніж 100 мікронів, меншим ніж 50 мікронів або меншим ніж 25 мікронів. В деяких випадках габарити каналу можуть обиратися таким чином, аби флюїд міг вільно текти через виріб або підкладку. Габарити каналу також можуть обиратися, наприклад, таким чином, аби уможливлювати певну об'ємну або лінійну швидкість потоку флюїду в каналі. Звичайно, кількість каналів і форма каналів може варіюватися будь-яким доцільним способом, відомим середнім спеціалістам в галузі техніки. В деяких випадках може використовуватися більше ніж один канал або капіляр. Канал може включати деталь на або у виробі (наприклад, касеті), яка, щонайменше, частково спрямовує потік флюїду. Канал може мати будь-яку доцільну форму поперечного розрізу (круглу, овальну, трикутну, неправильну, квадратну або прямокутну або подібну) і може бути покритим або непокритим. У варіантах втілення винаходу, де він повністю покритий, щонайменше одна частина каналу може мати поперечний розріз, що є повністю закритим, або весь канал може бути повністю закритим по всій своїй довжині за винятком його впускного отвору(-ів) і випускного отвору(-ів). Канал також може мати аспектне співвідношення (довжина до середнього поперечного розрізу) щонайменше 2:1, частіше щонайменше 3:1, 5:1 або 10:1 або більше. Описані тут касети можуть включати канали або сегменти каналу, розташовані з одного або з двох боків касети. В деяких випадках канали утворюються в поверхні касети. Сегменти каналу можуть поєднуватися за допомогою проміжного каналу, що проходить через касету. В деяких варіантах втілення винаходу сегменти каналу використовуються, щоб зберігати реагенти в пристрої до першого використання кінцевим користувачем. Конкретна геометрія сегментів каналу і розташування сегментів каналу всередині касет може дозволяти флюїдним реагентам зберігатися впродовж тривалих проміжків часу без змішування, навіть під час звичайних маніпуляцій з касетами, таких як транспортування касет, і коли касети зазнають фізичного поштовху або вібрації. В певних варіантах втілення винаходу касета включає оптичні елементи, які виготовляються з одного боку касети навпроти ряду флюїдних каналів. "Оптичний елемент" використовується у зв'язку з деталлю, утвореною або розташованою на або у виробі або касеті, яка забезпечується і використовується для того, щоб змінювати напрямок (наприклад, за допомогою заломлення або відбиття), фокус, поляризацію, та/або іншу властивість падаючого електромагнітного випромінювання відносно світла, що падає на виріб або касету за відсутності елементу. Наприклад, оптичний елемент може містити лінзу (наприклад, увігнуту або опуклу), дзеркало, дифракційну решітку, паз або іншу деталь, утворену або розташовану в або на касеті. Проте сама касета без унікальної деталі не буде складати оптичного елементу, хоча одна або більше властивостей падаючого світла може змінюватися після взаємодії з касетою. Оптичні елементи можуть направляти проходження падаючого світла крізь касету таким чином, аби більша частина світла розсіювалася від конкретних ділянок касети, таких як проміжні частини між флюїдними каналами. Завдяки зменшенню кількості світла, що падає на ці проміжні частини, кількість шуму у сигналі виявлення може бути знижена при використанні певних систем 17 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оптичного виявлення. В деяких варіантах втілення винаходу оптичні елементи містять трикутні пази, утворені на або в поверхні касети. Кут конусності трикутних пазів може обиратися таким чином, аби нормаль падаючого світла до поверхні касети було переорієнтовано під кутом, який залежить від індексів заломлення зовнішнього середовища (наприклад, повітря) і матеріалу касети. В деяких варіантах втілення винаходу один або більше оптичних елементів розташовано між суміжними сегментами звивистої області зони вимірювання. Касета може виготовлятися з будь-якого матеріалу, доцільного для формування каналу. Не обмежувальні приклади матеріалів включають полімери (наприклад, поліетилен, полістирол, поліметилметакрилат, полікарбонат, полі(диметилсилоксан), політетрафторетилен (PTFE), поліетилентерефталат (PET) і циклічний олефіновий сополімер), скло, кварц та кремній. Матеріал, що утворює касету та будь-які пов'язані складові (наприклад, покриття), може бути твердим або гнучким. Середні спеціалісти в галузі техніки зможуть легко вибрати доцільний матеріал(-и), ґрунтуючись наприклад, на його жорсткості, його інертності до (наприклад, стійкості до деградації під дією) флюїду, що має проходити через нього, його стабільності при температурі, за якої має використовуватися окремий пристрій, його прозорості/непрозорість до світла (наприклад, в ультрафіолеті та видимих областях), та/або способі, який використовувався при виготовлені деталей в матеріалі. Наприклад, для виробів, опресованих під тиском, або інших екструдованих виробів матеріал, що використовується, може включати термопласт (наприклад, поліпропілен, полікарбонат, акрилонітрил-бутадієн-стирол, нейлон 6), еластомер (наприклад, поліізопрен, ізобутен-ізопрен, нітрил, неопрен, етиленпропілен, кайпалон, силікон), термоактивний матеріал (наприклад, епоксидна смола, неграничні поліефіри, феноли) або їх поєднання. В деяких варіантах втілення винаходу матеріал і габарити (наприклад, товщина) касети та/або покриття обираються таким чином, аби вони були в цілому непроникними для водяної пари. Наприклад, касета, спроектована таким чином, аби зберігати в собі один чи більше флюїдів до першого використання, може включати покриття, що містить матеріал, про який відомо, що він забезпечує високий бар'єр для пари, такий як металева фольга, певні полімери, певні керамічні матеріали і їх з'єднання. В інших випадках матеріал обирають, ґрунтуючись, щонайменше, частково на формі та/або конфігурації касети. Наприклад, певні матеріали можуть використовуватися, щоб утворювати площинні пристрої, в той час як інші матеріали більш доцільні для формування пристроїв, які є викривленими або неправильної форми. В деяких випадках касета складається з з'єднання двох чи більше матеріалів, таких як перелічені вище. Наприклад, канали касети можуть бути створені в полістиролі чи інших полімерах (наприклад, шляхом опресування під тиском), і біологічно сумісна стрічка може використовуватися, щоб ізолювати канали. Біологічно сумісна стрічка чи гнучкий матеріал можуть включати матеріал, про який відомо, що він покращує властивості бар'єру для пари (наприклад, металева фольга, полімери чи інші матеріали, про які відомо, що вони мають високі бар'єри для пари), і можуть факультативно уможливлювати доступ до впускних отворів і випускних отворів шляхом проколювання або відшаровування стрічки. Різноманітні способи можуть здійснюватись, щоб ізолювати мікрофлюїдний канал або частини каналу, або з'єднати численні шари пристрою, включати (але не обмежуючись) використання клеїв, використання клейких стрічок, склеювання, зв'язування, ламінування матеріалів або за допомогою механічних способів (наприклад, затискачів, защіплювальних механізмів і т.д.). В деяких випадках касета містить з'єднання двох чи більше окремих шарів (або касет), встановлених разом. Незалежні мережі каналів (такі як секції 71 і 77 за фіг. 1A), які можуть факультативно включати реагенти, запасені в них до першого використання, можуть бути включені до окремих шарів (або касет). Окремі шари можуть бути встановлені разом будь-яким доцільним засобом, таким як описані тут способи, щоб утворити єдину касету. В деяких варіантах втілення винаходу дві чи більше мережі каналів флюїдно поєднуються при першому використанні, наприклад, шляхом використання флюїдного з'єднувача. В інших варіантах втілення винаходу дві чи більше мережі каналів флюїдно поєднані до першого використання. Описана тут касета може мати будь-який доцільний об'єм для здійснення аналізу, такого як хімічна та/або біологічна реакція чи інший процес. Весь об'єм касети включає, наприклад, будьякі ділянки зберігання реагентів, зони вимірювання, області утримування рідини, ділянки відходів, а також будь-які флюїдні з'єднувачі і пов'язані з ними флюїдні канали. В деяких варіантах втілення винаходу використовуються невеликі кількості реагентів і зразків, і весь об'єм флюїдного пристрою становить, наприклад, менше ніж 10 мл, 5 мл, 1 мл, 500 мкл, 250 мкл, 100 мкл, 50 мкл, 25 мкл, 10 мкл, 5 мкл або 1 мкл. Описана тут касета може бути портативною і, в деяких варіантах втілення винаходу, ручною. Довжина та/або ширина касети може бути, наприклад, меншою ніж або дорівнювати 20 см, 15 18 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 см, 10 см, 8 см, 6 см або 5 см. Товщина касети може бути, наприклад, меншою ніж або дорівнювати 5см, 3 см, 2 см, 1 см, 8 мм, 5 мм, 3 мм, 2 мм або 1 мм. Вигідним є те, що портативні пристрої можуть бути доцільними для застосування в умовах за місцем лікування. Потрібно усвідомлювати, що описані тут касети та їх відповідні складові є ілюстративними, і що інші конфігурації та/або типи касет і складових можуть застосовуватись з описаними тут системами та способами. Описані тут способи і системи можуть залучати різноманітні типи аналізів, і можуть використовуватися для визначення різноманітних зразків. В деяких випадках аналіз залучає хімічну та/або біологічну реакція. В деяких варіантах втілення винаходу хімічна та/або біологічна реакція залучає зв'язування. Різні типи зв'язування можуть відбуватися в описаних тут касетах. Зв'язування може залучати взаємодію між відповідними парами молекул, які демонструють взаємну спорідненість або здатність до зв'язування, як правило специфічне або неспецифічне зв'язування чи взаємодію, у тому числі біохімічні, фізіологічні та/або фармацевтичні взаємодії. Біологічне зв'язування визначає тип взаємодії, яка відбувається між парами молекул, які включають протеїни, нуклеїнові кислоти, глікопротеїни, вуглеводи, гормони і тому подібне. Конкретні приклади включають антитіло/антиген, антитіло/гаптен, ензим/підкладка, ензим/інгібітор, ензим/кофактор, зв'язувальний протеїн/підкладка, протеїнносій /підкладка, лектин/вуглевод, рецептор/гормон, рецептор/ефектор, комплементарні нитки нуклеїнові кислоти, протеїн/репересор/індуктор нуклеїнових кислот, ліганд/рецептор поверхні клітини, вірус/ліганд, і т.д. Зв'язування також може відбуватися між протеїнами чи іншими складовими та клітинами. Крім того, описані тут пристрої можуть використовуватися для інших флюїдних аналізів (які можуть залучати або не залучати зв'язування та/або реакції), такі як виявлення складових, концентрації і т.д. В деяких випадках в касеті може відбуватися гетерогенна реакція (чи проба); наприклад, учасник зв'язування може бути пов'язаний з поверхнею каналу, а комплементарний учасник зв'язування може бути присутній у флюїдній фазі. Інший твердофазові проби, які залучають реакцію спорідненості між протеїнами чи іншими біомолекулами (наприклад, ДНК, РНК, вуглеводами), або неприродними молекулами, також можуть виконуватися. Необмежувальні приклади типових реакцій, які можуть виконуватися в касеті, включають хімічні реакції, ензимні реакції, реакції на імунологічній основі (наприклад, антиген-антитіло) та реакції на клітинній основі. Необмежувальні приклади аналітів, що можуть визначатися (наприклад, виявлятися) з використанням описаних тут касет, включають специфічні протеїни, віруси, гормони, лікарські засоби, нуклеїнові кислоти та полісахариди; особливо антитіла, наприклад, імуноглобуліни IgD, IgG, IgM або IgA до лімфотропного Т-кліткового вірусу людини 1-го типу (HTLV-I), вірусу імунодефіциту людини (HIV), гепатиту A, B та ні-А/ні-B, краснухи, кору, парвовірусу людини В19, свинки, малярії, вітряної віспи або лейкемії; гормони людей та тварин, наприклад, теріотропний гормон (TSH), тироксин (Т4), лютеїнізуючий гормон (LH), фолікулостимулюючі гормони (FSH), тестостерон, прогестерон, хоріальний гонадотропін людини, естрадіол; інші протеїни чи пептиди, наприклад, тропонін I, c-реактивний протеїн, міоглобін, мозковий натрійуретичний протеїн, простатичний специфічний антиген (PSA), вільний PSA, зв'язаний PSA, про-PSA, EPCA-2, PCADM-1, ABCA5, hK2, beta-MSP (PSP94), AZGP1, аннексин A3, PSCA, PSMA, JM27, PAP; лікарські засоби, наприклад, парацетомол або теофілін; маркірувальні нуклеїнові кислоти, наприклад, PCA3, TMPRS-ERG; полісахариди, такі як антигени клітинної поверхні для HLA визначення типу тканин та матеріалу стінки бактеріальних клітин. Хімікати, які можна виявити, включають вибухові речовини, такі як TNT, агентів нервово-паралітичної дії та небезпечні для навколишнього середовища сполуки, такі як поліхлоровані біфеніли (PCB), діоксини, вуглеводні та MTBE. Типові зразки флюїдів включають фізіологічні флюїди, такі як цільна кров людини або тварини, сироватка крові, плазма крові, сперма, сльози, сеча, піт, слина, спинномозкова рідина, вагінальні виділення; in-vitro флюїди, що використовуються у дослідженнях, або флюїди із зовнішнього середовища, такі як водні рідини, щодо яких є підозри про забруднення аналітом. В деяких варіантах втілення винаходу один чи більше реагентів, який може використовуватися для визначення аналіту в зразку (наприклад, учасник зв'язування аналіту, що має бути визначений), зберігається в каналі або камері касети до першого використання, щоб виконати конкретний тест або пробу. У випадках, коли аналізується антиген, учасником зв'язування може бути відповідне антитіло чи аптамер, пов'язаний з поверхнею мікрофлюїдного каналу. Якщо аналітом є антитіло, тоді учасником зв'язування може бути відповідний антиген або аптамер, пов'язаний з поверхнею. Коли визначається стан хвороби, перевага може бути віддана розміщенню антигену на поверхні і проведенню тестування на антитіло, яке було 19 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 створено в результаті. Такі антитіла можуть включати, наприклад, антитіла до вірусу імунодефіциту людини (HIV). В деяких варіантах втілення винаходу касета пристосована і налаштована таким чином, аби здійснювати аналіз, який залучає накопичення непрозорого матеріалу на області мікрофлюїдного каналу, піддаючи область дії світла та визначаючи пропускання світла крізь непрозорий матеріал. Непрозорий матеріал може містити речовину, яка перешкоджає передаванню світла на одній чи більше довжині хвилі. Непрозорий матеріал не лише заломлює світло, але й зменшує кількість передачі крізь матеріал шляхом, наприклад, поглинання або відбиття світла. Різні непрозорі матеріали чи різні кількості непрозорого матеріалу можуть забезпечувати передавання менше ніж, наприклад, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 або 1 відсотка світла, яке опромінює непрозорий матеріал. Приклади непрозорих матеріалів включають молекулярні шари металу (наприклад, елементарний метал), керамічні шари, полімерні шари та шари непрозорої речовини (наприклад, барвника). Непрозорий матеріал може, в деяких випадках, бути металом, який може електролітично осаджуватися. Ці метали можуть включати, наприклад, срібло, мідь, нікель, кобальт, паладій та платину. Непрозорий матеріал, який утворюється в каналі, може включати ряд переривчастих незалежних частинок, які разом утворюють непрозорий шар, але в одному варіанті втілення винаходу, є постійний матеріал, який приймає загалом плоску форму. Непрозорий матеріал може характеризуватись розміром (наприклад, ширина чи довжина), який, наприклад, є більшим ніж або дорівнює 1 мікрону, є більше ніж або дорівнює 5 мікрон, є більше ніж 10 мікронів, є більше ніж або дорівнює 25 мікрон чи є більше ніж або дорівнює 50 мікрон. В деяких випадках непрозорий матеріал проходить по ширині каналу (наприклад, зони вимірювання), що містить непрозорий матеріал. Непрозорий шар може мати товщину, яка, наприклад, є меншою ніж або дорівнює 10 мікрон, є меншою ніж або дорівнює 5 мікрон, є меншою ніж або дорівнює 1 мікрону, є меншою ніж або дорівнює 100 нанометрам чи є меншою ніж або дорівнює 10 нанометрам. Навіть за цих малих показників товщини можна отримати зміну в передаванні, яку можливо виявити. Непрозорий шар може забезпечувати підвищення чутливості проби у порівнянні з методиками, за яких не утворюється непрозорий шар. В одному наборі варіантів втілення винаходу описана тут касета використовується для виконання імунологічної проби (наприклад, на людський IgG або PSA) і, факультативно, використовують збільшення кількості срібла для підсилення сигналу. В такій імунологічній пробі після постачання зразку, який містить людський імуноглобулін IgG, на місце реакції або до області аналізу, може відбуватися зв'язування між людським імуноглобуліном IgG і людським анти-імуноглобуліном IgG. Потім один чи більше реагентів, який може факультативно зберігатися в каналі пристрою до використання, може текти поверх цього комплексу зв'язаної пари. Один з цих запасених реагентів може включати розчин колоїду металу (наприклад, кон'юговане золотом антитіло), який специфічно зв'язується з антигеном, що має бути виявлений (наприклад, людським імуноглобуліном IgG). Цей колоїд металу може забезпечувати каталітичну поверхню для відкладення непрозорого матеріалу, таку як шар металу (наприклад, срібла), на поверхні області аналізу. Шар металу може бути утворений шляхом використання двохкомпонентної системи: металевого прекурсору (наприклад, розчину солей срібла) та відновного агента (наприклад, гідрохінону, хлор-гідрохінону, пірогалолу, метолу, 4-амінофенолу та фенідону), що можуть факультативно зберігатися в різних каналах до використання. Коли до системи застосовується позитивний чи негативний перепад тиску, соль срібла і відновні розчини можуть зливатися на перехресті каналу, де вони змішуються (наприклад, завдяки дифузії) в каналі, а потім текти поверх області аналізу. Тому, якщо зв'язування антитіло-антиген відбувається в області аналізу, протікання розчину металевого прекурсору через область може призводити до утворення непрозорого шару, такого як срібний шар, завдяки наявності каталітичного колоїдного металу, пов'язаного з комплексом антитіло-антиген. Непрозорий шар може містити речовину, яка перешкоджає передаванню світла на одній чи більше довжині хвилі. Непрозорий шар, який утворюється в каналі, може виявлятися оптичним чином, наприклад, шляхом вимірювання зменшення передачі світла через частину області аналізу (наприклад, області змієподібного каналу) порівняно з частиною ділянки, яка не включає антитіла чи антиген. Альтернативно, сигнал можна отримати шляхом вимірювання варіювання передачі світла як функції часу, коли в області аналізу утворюється плівка. Непрозорий шар може забезпечувати підвищення чутливості проби порівняно з методиками, при яких не утворюється непрозорий шар. Додатково, може використовуватися різноманітна ампліфікаційна хімія, що створює оптичні сигнали (наприклад, поглинальна здатність, флюоресценція, хемілюмінесценція рівного світіння чи спалаху, електрохемілюмінесценція), електричні сигнали (наприклад, опір або провідність металевих структур, створених електролітичним процесом) 20 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 або магнітні сигнали (наприклад, магнітний краплі), щоб уможливити виявлення сигналу індикатором. Різноманітні типи флюїдів можуть використовуватися з описаними тут касетами. Як описується в даній заявці, флюїди можуть вводитися в касету при першому використанні, та/або зберігатися всередині касети до першого використання. Флюїди включають рідини, такі як розчинники, розчини та суспензії. Флюїди також включають гази та суміші газів. Коли численні флюїди містяться в касеті, флюїди можуть бути розділеними іншим флюїдом, який переважно в цілому не піддається змішуванню з жодним із перших двох флюїдів. Наприклад, якщо канал містить два різних водних розчина, розділювальна пробка третього флюїду може в цілому не піддаватися змішуванню з жодним із двох водних розчинів. Коли водні розчини утримуються розділеними, в якості розділювачів можуть використовуватися флюїди, що в цілому не піддаються змішуванню і можуть включати гази, такі як повітря чи азот, або гідрофобні флюїди, які в цілому не піддаються змішуванню з водними флюїдами. Флюїди також можуть обиратися, ґрунтуючись, щонайменше, частково на реактивності флюїду з суміжними флюїдами. Наприклад, інертний газ, такий як азот, може використовуватися в деяких варіантах втілення винаходу і може допомагати підтримувати та/або стабілізувати будь-які суміжні флюїди. Прикладом рідини, що в цілому не піддається змішуванню, для розділення водних розчинів є перфтордекалін. Вибір розділювального флюїду також можна робити, ґрунтуючись на інших факторах, включаючи будь-який ефект, який розділювальний флюїд може створювати на поверхневий натяг суміжних флюїдних пробок. Перевага може віддаватися максимізуванню поверхневого натягу всередині будь-якої флюїдної пробки, аби сприяти збереженню флюїдної пробки в якості єдиного постійного модулю за мінливих умов зовнішнього середовища, таких як вібрація, поштовхи та температурні коливання. Розділювальні флюїди також можуть бути інертними до місця реакції (наприклад, зони вимірювання), в яку буде доставлено флюїди. Наприклад, якщо місце реакції включає біологічного учасника зв'язування, розділювальний флюїд, такий як повітря чи азот, може мати слабкий або нульовий ефект на учасника зв'язування. Використання газу (наприклад, повітря) в якості розділювального флюїду також може забезпечувати місце для розширення всередині каналу флюїдного пристрою на випадок, якщо рідини, що містяться в пристрою, розширяться або стягнуться через зміни, такі як коливання температури (включаючи замерзання) чи тиску. Як описується в даній заявці, касета може бути сформована таким чином, аби функціонувати з аналізатором в деяких варіантах втілення винаходу. Наприклад, касета, ілюстративно показана на фіг. 5, може мати скривлену поверхню вздовж бічної ділянки касети. В цьому окремому варіанті втілення винаходу скривлена поверхня містить надсічку 230, утворену на одному кінці касети. Другий кінець касети містить викривлену поверхню 232. Ця скривлена поверхня касети може бути сформована таким чином, аби взаємодіяти з аналізатором зразків, так аби аналізатор міг виявляти наявність касети всередині корпусу аналізатора та/або розташування касети всередині аналізатора. Фіг. 7 показує приклад аналізатора 301, що може бути сформований таким чином, аби приймати касету. Аналізатор може містити джерело 40 флюїдного потоку (наприклад, систему керування тиском), яке може флюїдно поєднуватися з каналами 206, 207, 222 (наприклад, за фіг. 6), щоб створювати тиск в каналах канали і рухати зразок та/або інші реагенти крізь канали. Зокрема, джерело 40 флюїдного потоку може бути сформований таким чином, аби рухати зразок та/або реагент спочатку від в цілому U-подібного каналу 222 в перший канал 206. Джерело 40 флюїдного потоку також може використовуватися, щоб рухати реагенти в другому каналі 207 через в цілому U-подібний канал 222 та в перший канал 206. Після того, як зразок і реагенти проходять через зони 209 вимірювання і аналізуються, джерело 40 флюїдного потоку може бути сформовано таким чином, аби рухати флюїди в поглинальний матеріал 217 касети 200. В одному варіанті втілення винаходу джерелом флюїдного потоку є вакуумна система. Проте потрібно усвідомлювати, що можуть використовуватися інші джерела флюїдного потоку, такі як клапани, насоси та/або інші складові. Аналізатор 301 може використовуватися різноманітними способами, щоб обробляти та аналізувати зразок, розміщений всередині аналізатора. В одному окремому варіанті втілення винаходу, коли механічна складова, сформована так, аби сполучатися з касетою, вказує, що касету 20 належним чином завантажено в аналізатор 301, ідентифікаційний зчитувач зчитує та ідентифікує інформацію, пов'язану з касетою 20. Аналізатор 301 може бути сформований таким чином, аби порівнювати інформацію з даними, які зберігаються в системі керування, щоб гарантувати, що він має інформацію калібрування щодо цього окремого зразка (таку як калібрувальна крива або очікувані значення для будь-який вимірювань, здійснених впродовж проби). У разі, якщо аналізатор не має належної інформації калібрування, аналізатор може 21 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 видати користувачеві запит завантажити необхідну конкретну інформацію. Цю інформацію може бути завантажено з використанням, наприклад, того ж ідентифікаційного зчитувача, який зчитує інформацію касети. Також її може бути завантажено з використанням окремого ідентифікаційного зчитувача або якогось іншого способу. Аналізатор також може бути сформований таким чином, аби переглядати інформацію про дату закінчення терміну дії, пов'язану з касетою, і скасовувати аналіз, якщо дата закінчення терміну дії пройшла. В одному варіанті втілення винаходу, після того, як аналізатор визначив, що касета може бути проаналізована, джерело флюїдного потоку, таке як вакуумний колектор, може бути сформоване таким чином, аби контактувати з касетою, гарантуючи стійку до флюїду ізоляцію навколо вакуумного прорізу та вентиляційних прорізів касети. В одному варіанті втілення винаходу оптична система може робити початкові вимірювання, щоб отримати опорні показники. Такі опорні показники можуть братися як з активованих, так і з дезактивованих джерел світла (наприклад, 82, 86 за фіг. 7). Щоб ініціювати рух зразка, може бути активоване джерело 40 флюїдного потоку (наприклад, вакуумна система), яке може швидко змінювати тиск всередині каналу 206, 207 (наприклад, зменшувати приблизно до -30кПа). Це зменшення тиску всередині каналу може нести зразок в канал 206 і через кожну із зон 209A-209D вимірювання (див. фіг. 6). Після того, як зразок досягає заключної зони 209D вимірювання, зразок може продовжувати текти в область 217 утримування рідини. В одному окремому варіанті втілення винаходу мікрофлюїдний аналізатор 301 зразків використовується, щоб вимірювати рівень простатичного специфічного антигену (PSA) в зразку крові. В цьому варіанті втілення винаходу чотири зони 209A-209D вимірювання можуть використовуватися, щоб аналізувати зразок. Наприклад, в першій зоні вимірювання стінки каналу можуть блокуватися блокувальним протеїном (таким як альбумін бичачої сироватки) таким чином, аби до стінок зони 209 вимірювання не прикріплялися протеїни із зразка крові або їх прикріплялося мало (за винятком хіба що деяких неспецифічних зв'язувань, які можна змити). Ця перша зона вимірювання може діяти в якості негативного контролю. В другій зоні 209 вимірювання стінки каналу 206 можуть бути вкритими попередньо визначеною великою кількістю простатичного специфічного антигену (PSA), щоб діяти в якості високого або позитивного контролю. Коли зразок крові проходить через другу зону 209 вимірювання, зі стінками каналу може зв'язуватися мало протеїнів PSA з крові або вони можуть зовсім не зв'язуватися. Кон'юговані золотом сигнальні антитіла в зразку можуть розчинятися зсередини трубки 222 флюїдного з'єднувача або можуть текти з будь-якого іншого доцільного розташування. Ці антитіла можуть бути ще не зв'язаними з PSA в зразку, і таким чином вони можуть зв'язуватися з PSA на стінках каналу, щоб діяти в якості високого чи позитивного контролю. В третій зоні 209 вимірювання стінки каналу 206 може бути вкрито попередньо визначеною малою кількістю PSA, щоб вони діяли в якості низького контролю. Коли зразок крові тече через цю зону 209 вимірювання, зі стінками каналу не зв'язуються протеїни PSA в зразку. Кон'юговані золотом сигнальні антитіла в зразку можуть розчинятися зсередини трубки 222 флюїдного з'єднувача (яка ще не є зв'язаною з PSA в зразку) або можуть текти з будь-якого іншого доцільного розташування, і можуть зв'язуватися з PSA на стінках каналу, щоб діяти в якості низького контролю. В четвертій зоні 209 вимірювання стінки каналу 206 може бути вкрито захоплювальним антитілом, антитілом анти-PSA, яке зв'язується з епітопом на протеїні PSA, відмінним від кон'югованого золотом сигнального антитіла. Коли зразок крові тече через четверту зону вимірювання, протеїни PSA в зразку крові можуть зв'язуватися з антитілом анти-PSA пропорційно концентрації цих протеїнів у крові. Таким чином, в одному варіанті втілення винаходу перші три зони 209 вимірювання можуть діяти в якості контролів, а четверта зона 209 вимірювання може власне тестувати зразок. В деяких випадках вимірювання з області, яка аналізує зразок (наприклад, четверта зона вимірювання, описана вище), може використовуватися не лише для визначення концентрації аналіту в зразку, але також в якості контролю. Наприклад, порогове вимірювання може бути встановлено на ранній фазі ампліфікації. Вимірювання, які перевищують це значення (або є нижчими за це значення), можуть вказувати, що концентрація аналіту знаходяться за межами бажаного для проби діапазону. Ця методика може використовуватися, щоб встановлювати, наприклад, чи має місце під час аналізу "хук"-ефект завеликої дози, тобто, коли дуже висока концентрація аналіту дає штучно низькі зчитування. В інших варіантах втілення винаходу можуть забезпечуватися різні кількості зон вимірювання, і аналіз може факультативно включати більше однієї зони вимірювання, що 22 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 власне тестує зразок. Додаткові зони вимірювання можуть використовуватися, щоб вимірювати додаткові аналіти, так аби система могла виконувати численні проби одночасно з єдиним зразком. В одному окремому варіанті втілення винаходу 10 мікролітрам зразку крові потрібно приблизно вісім хвилин, щоб протекти через чотири зони 209 вимірювання. Початком цього аналізу може рахуватися, коли тиск всередині каналу 206 дорівнює приблизно -30кПа. В цей час оптична система 80 вимірює передачу світла для кожної зона вимірювання, і в одному варіанті втілення винаходу ці дані можуть передаватися на систему керування приблизно кожні 0,1 секунди. За допомогою опорних значень ці вимірювання можна перетворювати, використовуючи наступні формули: Передача = (l-ld)/(lr-ld) (1) Де: l = інтенсивність світла, переданого через зону вимірювання, на даний момент у часі ld = інтенсивність світла, переданого через зону вимірювання із вимкненим джерелом світла lr = опорна інтенсивність (тобто інтенсивність світла, переданого в зоні вимірювання з активованим джерелом світла, або до початку аналізу, коли в каналі є лише повітря та Оптична густина = -log(Передача) (2) Таким чином, за допомогою цих формул, може обчислюватися оптична густина в зоні 209 вимірювання. Як описується в даній заявці, різноманітні способи можуть здійснюватися, щоб керувати флюїдним потоком в касеті, у тому числі використання насосів, вакуумних приладів, клапанів та інших складових, пов'язаних з аналізатором. В деяких випадках флюїдне керування може також виконуватися, щонайменше, частково одною чи більше складовою всередині касети, в таких як використання клапана, розташованого всередині касети, або використання конкретних флюїдів і конфігурацій каналу з касетою. В одному наборі варіантів втілення винаходу керування флюїдним потоком можна досягати, ґрунтуючись, щонайменше, частково на впливі геометрії каналу і в'язкості одного чи більше флюїду (який може зберігатися) всередині касети. Один спосіб передбачує протікання пробки з флюїду низької в'язкості та пробки з флюїду високої в'язкості в каналі, який містить область обмеженого потоку та область необмеженого потоку. В одному варіанті втілення винаходу флюїд низької в'язкості тече з першою швидкістю потоку в каналі, і на швидкість потоку в цілому не впливає флюїд, який тече в області обмеженого потоку. Коли флюїд високої в'язкості тече з області необмеженого потоку до області обмеженого потоку, швидкості потоків флюїдів в цілому зменшуються, оскільки швидкості потоків в деяких системах зазнають впливу флюїду найвищої в'язкості, який протікає ділянкою з найвужчим поперечним розрізом системи (наприклад, в області обмеженого потоку). Це змушує флюїд низької в'язкості текти з іншою швидкістю потоку, нижчою від його початкової швидкості потоку, наприклад, з такою ж швидкістю потоку, з якою флюїд високої в'язкості тече в області обмеженого потоку. Наприклад, один спосіб керування флюїдним потоком може залучати протікання першого флюїду від частини першого каналу до частини другого каналу в мікрофлюїдній системі, де шлях флюїду, визначений частиною першого каналу, має більшу площу поперечного розрізу, ніж площа поперечного розрізу шляху флюїду, визначеного частиною другого каналу, та протікання другого флюїду в частині третього каналу в мікрофлюїдній системі у флюїдному сполученні з частинами першого та другого каналів, де в'язкість першого флюїду відрізняється від в'язкості другого флюїду, і де перший та другий флюїди в цілому нестисливі. Не зупиняючи перший чи другий флюїди, об'ємну швидкість потоку першого та другого флюїдів можна зменшити щонайменше у 3 рази, щонайменше у 10 разів, щонайменше у 20 разів, щонайменше у 30 разів, щонайменше у 40 разів або щонайменше у 50 разів у мікрофлюїдній системі в результаті протікання першого флюїду від частини першого каналу до частини другого каналу, порівняно з відсутністю протікання першого флюїду від частини першого каналу до частини другого каналу. Хімічна та/або біологічна взаємодія, яка залучає складову першого чи другого флюїду, може відбуватися в першій зоні вимірювання у флюїдному сполученні з частинами каналу, в той час як перший та другий флюїди течуть зі зниженою швидкістю потоку. Відповідно, завдяки проектуванню мікрофлюїдних систем з областями обмеженого потоку, розташованими в окремих положеннях, і завдяки обиранню відповідних в'язкостей флюїдів, флюїд можна прискорювати чи гальмувати в різних розташуваннях всередині системи, не використовуючи клапани та/або зовнішній контроль. Крім того, довжину частин каналу можна обирати таким чином, аби дозволяти флюїду залишатися на окремій ділянці системи впродовж 23 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 певного проміжку часу. Такі системи особливо корисні для виконання хімічних та/або біологічних проб, а також для інших застосувань, при яких синхронізація реагентів є важливою. Будь-яке доцільне джерело флюїдного потоку може використовуватися, щоб сприяти або підтримувати флюїдний потік в описаній тут мікрофлюїдній системі або касеті. В деяких випадках джерело флюїдного потоку є частиною мікрофлюїдного аналізатора зразків. Джерело флюїдного потоку може бути сформоване таким чином, аби створювати тиск у каналі в касеті, щоб рухати зразок через канал. Один ілюстративний варіант втілення винаходу має за джерело флюїдного потоку вакуумну систему і містить вакуумне джерело або насос, два вакуумних резервуари, які можуть бути розділені вакуумним регулятором, і колектор, щоб забезпечити флюїдне з'єднання між вакуумними резервуарами і касетою. Колектор може також містити одне чи більше флюїдне з'єднання з одним чи більше прорізом на касеті. Наприклад, колектор може забезпечувати флюїдне з'єднання між прорізом і клапаном (таким як соленоїдний клапан). Відкриваючи та закриваючи цей клапан можна керувати тим, де повітря може входити до касети; таким чином в певних варіантах втілення винаходу цей клапан служить в якості вентиляційного клапана. Як зазначалося вище, в одному варіанті втілення винаходу вакуумним джерелом є насос, такий як діафрагмовий насос з соленоїдним керуванням. В інших варіантах втілення винаходу флюїдним потоком можна маніпулювати/керувати за допомогою використання інших типів насосів або джерел флюїдного потоку. Наприклад, в одному варіанті втілення винаходу шприцевий насос може використовуватися, щоб створювати вакуум шляхом витягування поршня шприца у зовнішньому напрямку. В інших варіантах втілення винаходу позитивний тиск застосовується до одного чи більше впускного отвору касети, щоб забезпечувати джерело флюїдного потоку. В деяких варіантах втілення винаходу флюїдний потік виникає при застосуванні в цілому постійного ненульового падіння тиску (тобто, ΔP) крізь впускний отвір і випускний отвір касети. В одному наборі варіантів втілення винаходу весь аналіз виконується при прикладанні в цілому постійного ненульового падіння тиску (тобто, ΔP) крізь впускний отвір і випускний отвір касети. В цілому постійного ненульового падіння тиску можна досягати, наприклад, шляхом застосування позитивного тиску у впускному отворі або зниженого тиску (наприклад, вакууму) у випускному отворі. В деяких випадках в цілому постійне ненульове падіння тиску досягається, доки флюїдний потік не виникає, переважно, завдяки капілярним силам та/або без використання робочих клапанів (наприклад, без змінювання площі поперечного розрізу каналу флюїдного шляху касети). В деяких варіантах втілення винаходу впродовж по суті всього аналізу, що проводиться в касеті, може бути наявним в цілому постійне ненульове падіння тиску крізь, наприклад, впускний отвір до зони вимірювання (яка може під'єднуватися до флюїдного з'єднувача) і випускний отвір нижчий по течії від зони вимірювання (наприклад, випускний отвір нижчий по течії від області утримування рідини), відповідно. В одному варіанті втілення винаходу вакуумне джерело сформоване так, аби створювати тиск на канал приблизно до -60кПа (приблизно 2/3 атмосфери). В іншому варіанті втілення винаходу вакуумне джерело сформоване так, аби створювати тиск на канал приблизно до 30кПа. В певних варіантах втілення винаходу вакуумні джерела сформовані так, аби створювати тиск на канал, наприклад, у межах від -100кПа до -70кПа, від -70кПа до -50кПа, від 50кПа до -20кПа або від -20кПа до -1кПа. Як зазначалося вище, в одному варіанті втілення винаходу можуть забезпечуватися два вакуумні резервуари. Насос може бути включено таким чином, аби перший резервуар міг зазнавати тиску приблизно до -60кПа. Регулятор, розташований між резервуарами, може гарантувати, щоб другий резервуар міг зазнавати лише іншого тиску, наприклад, приблизно 30кПа. Цей регулятор може підтримувати тиск в резервуарі на рівні -30кПа (або на іншому доцільному рівні тиску) доти, доки інший резервуар залишається у межах певного діапазону тиску, наприклад, від -60кПа до -30кПа. Датчики тиску можуть відстежувати тиск всередині кожного резервуару. Якщо тиск в першому резервуарі досягає заданого рівня (наприклад, приблизно -40кПа), насос може бути приведений в дію, щоб зменшити тиск в першому резервуарі. Другий резервуар може бути сформований таким чином, аби виявляти будь-які витоки в усій вакуумній системі. Факультативно, вакуумна система може включати фільтр, сполучений з резервуарами. Соленоїдний клапан може слугувати в якості вентиляційного клапана, під'єднаного через колектор до прорізу. В певних варіантах втілення винаходу після того, як касету розміщують всередині аналізатора, джерело флюїдного потоку, яке є частиною аналізатора, може сполучатися з касетою, щоб гарантувати стійке до флюїду з'єднання. Наприклад, касета може містити проріз, сформований таким чином, аби сполучати канал касети з джерелом флюїду, і факультативно з 24 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 іншим каналом касети. В одному варіанті втілення винаходу ущільнення або ущільнювальні кільця розташовані навколо прорізу, і лінійний соленоїд може розташовуватися над ущільнювальними кільцями, щоб затискати та ізолювати ущільнювальні кільця від тіла касети. Адаптер колектора може розташовуватися між лінійним соленоїдом і колектором, а навколо колектора можуть забезпечуватися пасивні зворотні пружини, щоб відсувати колектор від тіла касети, коли соленоїд не заряджений. В одному варіанті втілення винаходу численні прорізи на касеті можуть контактувати з колектором. Наприклад, на додаток до прорізу для вставлення та/або видалення реагентів касета може також містити один чи більше вентиляційний проріз та/або прорізи змішування. Поверхня контакту між кожним прорізом і колектором може бути незалежною (наприклад, всередині колектора може не бути флюїдного з'єднання). В одному варіант втілення винаходу, коли джерело флюїдного потоку активоване, один чи більше каналів у касеті може зазнавати тиску (наприклад, приблизно до -30кПа), який може нести флюїди всередині каналу (наприклад, як зразок флюїду, так і реагенти) до випускного отвору. У варіанті втілення винаходу, який включає вентиляційний проріз та змішувальний проріз, вентиляційний клапан, під'єднаний до вентиляційного прорізу через колектор, може спочатку бути відкритим, що може дати всім реагентам нижчим по течії від змішувального прорізу можливість рухатися до випускного отвору, але не змусить рухатися реагенти вищі по течії від змішувального прорізу. Після того, як вентиляційний клапан закривають, реагенти вищі по течії від змішувального прорізу можуть рухатися до змішувального прорізу, а потім до випускного отвору. Наприклад, флюїди можуть зберігатися серіями в каналі вище по течії від змішувального прорізу, а після закривання вентиляційного клапана, розташованого вздовж каналу, флюїди можуть текти послідовно до випускного отвору каналу. В деяких випадках флюїди можуть зберігатися в розділених, перехрещених каналах, а після закривання вентиляційного клапана флюїди потечуть разом до точки перехрещення. Цей набір варіантів втілення винаходу може застосовуватись, наприклад, для керованого змішування флюїдів, коли вони течуть разом. Синхронізацією постачання і об'ємом флюїду, що постачається, можна керувати, наприклад, шляхом синхронізації приведення в дію вентиляційних клапанів. Вигідним є те, що, вентиляційні клапани можна експлуатувати, не обмежуючи поперечний розріз мікрофлюїдного каналу, на якому вони працюють, як могло відбуватися з певними клапанами на попередньому рівні техніки. Такий режим роботи може бути ефективним у перешкоджанні витокам крізь клапан. Більш того, оскільки можуть застосовуватись вентиляційні клапани, деякі описані тут системи та способи не потребують використання певних внутрішніх клапанів, що може бути проблематичним через, наприклад, їх високу вартість, складність виготовлення, крихкість, обмежену сумісність зі змішаними газорідинним системами та/або ненадійність в мікрофлюїдних системах. Потрібно усвідомлювати, що, хоча описуються вентиляційні клапани, інші типи клапанних механізмів можуть використовуватися з описаними тут системами та способами. Не обмежувальні приклади клапанного механізму, який може бути функціонально пов'язаним з клапаном, включають діафрагмовий клапан, кульковий клапан, запірний клапан, клапанметелик, сферичний клапан, голковий клапан, перетискний клапан, трубчастий клапан або перетискний клапан. Клапанний механізм може приводитися до дії будь-яким доцільним засобом, у тому числі соленоїдом, двигуном, вручну, електронним приводом або гідравлічним/пневматичним тиском. Як згадувалося раніше, всі рідини у касеті (наприклад, зразок і реагенти) можуть рухатися до ділянки утримування рідини, яка може включати поглинальний матеріал. В одному варіанті втілення винаходу поглинальний матеріал поглинає лише рідини, таким чином, що гази можуть витікати з касети через випускний отвір. Різноманітні методики визначення (наприклад, вимірювання, квантування, виявлення та кваліфікування) можуть використовуватися, наприклад, щоб аналізувати складову зразку або іншу складову чи умову, пов'язану з описаною тут мікрофлюїдною системою чи касетою. Техніки визначення можуть включати техніки з оптичною основою, такою як передача світла, здатність поглинати світло, розсіювання світла, відбиття світла та візуальні методики. Методики визначення також можуть передбачувати техніки люмінесценції, такі як фотолюмінесценція (наприклад, флюоресценція), хемілюмінесценція, біолюмінесценція та/або електрохемілюмінесценція. В інших варіантах втілення винаходу техніки визначення можуть вимірювати провідність або опір. Як такий, аналізатор може бути сформований таким чином, аби включати такі та інші доцільні системи виявлення. Різний оптичні методики виявлення забезпечують багато можливостей для визначення результатів реакції (наприклад, проби). В деяких варіантах втілення винаходу вимірювання передача або поглинальна здатність означає, що світло може виявлятися на тій же довжині 25 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 хвилі, на якій воно випромінюється джерелом світла. Хоча джерело світла може бути джерелом вузького діапазону, яке випромінює на єдиній довжині хвилі, воно також може бути джерелом широкого спектру, яке випромінює на діапазоні довжини хвиль, оскільки багато непрозорих матеріалів може ефективно блокувати широкий діапазон довжини хвиль. В деяких варіантах втілення винаходу система може експлуатуватись з мінімальною кількістю оптичних пристроїв (наприклад, зі спрощеним оптичним індикатором). Наприклад, визначальний пристрій може бути позбавлений фотопомножувача, може бути позбавлений перемикача довжини хвиль, такого як дифракційна решітка, призма або фільтр, може бути позбавлений пристрою для спрямування чи колонування світла, такого як колонатор, або може бути позбавлений збільшувальної оптики (наприклад, лінз). Виключення чи зменшення цих ознак може призводити до менш дорогого, більш надійного пристрою. В одному наборі варіантів втілення винаходу оптична система розташована в корпусі аналізатора. Як ілюстративно показано на фіг. 7, оптична система 80 містить, щонайменше, перше джерело 82 світла та індикатор 84, відмежований від першого джерела світла. Перше джерело 82 світла може бути сформовано таким чином, аби проводити світло через першу зону вимірювання касети 20, коли касета вставлена в аналізатор 301. Перший індикатор 84 може розташовуватися навпроти першого джерела 82 світла, щоб виявляти кількість світла, яке проходить через першу зону вимірювання касети. В одному окремому варіанті втілення винаходу оптична система містить десять джерел світла і десять індикаторів. Слід розуміти, що в інших варіантах втілення винаходу кількість джерел світла та індикаторів може мінятися, оскільки винахід не обмежується таким чином. Як описується в даній заявці, касета може містити множину зон вимірювання, а касета може розташовуватися всередині аналізатора, так аби кожна зона вимірювання вирівнювалася з джерелом світла і відповідним індикатором. В деяких варіантах втілення винаходу джерело світла містить оптичну апертура, яка може допомагати спрямовувати світло від джерела світла на окрему область всередині зони вимірювання касети. В одному варіанті втілення винаходу джерелами світла є світлодіоди (LED) або лазерні діоди. Наприклад, може використовуватися InGaAlP червоний напівпровідниковий лазерний діод, який випромінює при 654 нм. Інші джерела світла також можуть використовуватися. Джерело світла може розташовуватися всередині гнізда або корпусу. Гніздо чи корпус може містити вузьку апертуру чи тонку трубку, яка може сприяти колімуванню світла. Джерела світла можуть розташовуватися над місцем, де касета вставляється в аналізатор, так аби джерело світла світило на верхню поверхню касети. Інші доцільні конфігурації джерела світла по відношенню до касети також можливі. Слід розуміти, що довжина хвилі джерел світла може мінятися, оскільки винахід не обмежується таким чином. Наприклад, в одному варіанті втілення винаходу довжина хвилі джерела світла становить приблизно 670 нм, а в іншому варіанті втілення винаходу довжина хвилі джерела світла становить приблизно 650 нм. Слід розуміти, що в одному варіанті втілення винаходу довжина хвилі кожного джерела світла може бути різною, так що кожна зона вимірювання касети приймає світло різної довжини хвилі. В одному окремому варіанті втілення винаходу при вимірюванні гематокриту чи гемоглобіну, ізобестичний діапазон довжини хвиль від приблизно 590 нм до приблизно 805 нм може використовуватися для щонайменше однієї із зон вимірювання. Як зазначалося, індикатор 84 може бути відмежованим від і розташованим нижче джерела світла, щоб виявляти кількість світла, яке проходить через касету. В одному варіанті втілення винаходу один чи більше з індикаторів є фотоіндикатором (наприклад, фотодіодами). В певних варіантах втілення винаходу фотоіндикатором може бути будь-який доцільний пристрій, здатний виявляти пропускання світла, яке випромінюється джерелом світла. Одним із типів фотоіндикатора є оптична інтегральна схема (ІС), яка містить фотодіод, що має пік чутливості на 700 нм, підсилювач і регулятор електричної напруги. Індикатор може розташовуватися всередині гнізда або корпусу, який може включати вузьку апертуру чи тонку трубку, щоб гарантувати, що лише світло з центру зони вимірювання вимірюється індикатором. Як більш докладно описується нижче, якщо джерело світла є імпульсно-модульованим, фотоіндикатор може включати фільтр, щоб усувати ефект світла, яке не знаходиться на обраній частоті. Коли численні та сусідні сигнали виявляються одночасно, джерело світла, що використовується для кожної зони вимірювання (наприклад, області виявлення), може модулюватися на частоті, яка достатньо відрізняється від частоти своїх сусідніх джерел світла. В цій конфігурації кожен індикатор може бути сформований (наприклад, за допомогою програмного забезпечення) таким чином, аби вибирати своє приписане джерело світла, тим самим уникаючи перешкоджаючого світла від сусідніх оптичних пар. 26 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як описується в даній заявці касета може включати зону вимірювання, яка включає звивистий канал, сформований і налаштований таким чином, аби вирівнюватися з індикатором, так аби після вирівнювання індикатор міг вимірювати єдиний сигнал через більше ніж один суміжний сегмент звивистого каналу. В деяких варіантах втілення винаходу індикатор спроможний виявляти сигнал всередині, щонайменше, частини ділянки звивистого каналу і через більше ніж один сегмент звивистого каналу, так аби перша частина сигналу, виміряна з першого сегменту звивистого каналу, була подібною до другої частини сигналу, виміряної з другого сегменту звивистого каналу. В таких варіантах втілення винаходу оскільки сигнал присутній в якості частини більше ніж одного сегменту звивистого каналу, немає потреби в точному вирівнюванні між індикатором і зоною вимірювання. Розташування індикатора над зоною вимірювання (наприклад, звивистою областю) без потреби у точності є перевагою, оскільки не вимагається зовнішнє (і можливо, дороге) обладнання, таке як мікроскопи, лінзи, та етапи вирівнювання (хоча вони можуть використовуватися в певних варіантах втілення винаходу). Замість цього вирівнювання може виконуватися недорогими способами, які не обов'язково вимагають від користувача активного чи окремого етапу вирівнювання. Наприклад, в одному варіанті втілення винаходу касета, що містить звивисту область, може розміщуватися в щілині описаного тут аналізатора (наприклад, в западині, що має таку ж або подібну до касети форму), а зона вимірювання може автоматично розміщуватися у промені світла індикатора. Можливі причини неправильного вирівнювання, спричиненого, наприклад, змінами від касети до касети, точне розміщення касети в щілині і нормальне використання касети, можна грубо порівняти з габаритами зони вимірювання. В результаті звивиста область може залишатися в межах променя світла, і виявлення не переривається через ці зміни. Індикатор може виявляти сигнал всередині всієї зони вимірювання або її частини (наприклад, включаючи звивисту область). Іншими словами, різні кількості звивистої області можуть використовуватися в якості шляху оптичного виявлення. Наприклад, індикатор може виявляти сигнал всередині щонайменше 15 % зони вимірювання, щонайменше 20 % зони вимірювання, щонайменше 25 % зони вимірювання, всередині щонайменше 50 % зони вимірювання чи всередині щонайменше 75 % зони вимірювання (але менше ніж 100 % зони вимірювання). Ділянка, на якій зона вимірювання використовується в якості шляху оптичного виявлення, може також залежати від, наприклад, непрозорості матеріалу, в якому виготовлений канал (наприклад, чи є просвітнім весь канал або його частина), кількості непрозорого матеріалу, який може покривати частину каналу (наприклад, за допомогою використання захисного покриття), та/або розміру індикатора і зони вимірювання. В одному варіанті втілення винаходу сигнал, створений реакцією, яка здійснюється в касеті, є однорідним по всій зоні вимірювання (наприклад, по всій області звивистого каналу). Тобто, зона вимірювання (наприклад, область звивистого каналу) може дозволяти створення та/або виявлення єдиного, однорідного сигналу у вказаній області після проведення хімічної та/або біологічної реакції (наприклад, і після виявлення індикатором). До проведення реакції в області звивистого каналу звивистий канал може містити, наприклад, єдиний вид (і концентрацію виду), що має бути виявлений/визначений. Вид може адсорбуватися на поверхні звивистого каналу. В іншому варіанті втілення винаходу сигнал може бути однорідним лише у частині звивистої області, і один чи більше індикатор може виявляти різні сигнали всередині кожної з частин. У певних випадках більше ніж одна зона вимірювання може бути поєднана послідовно і кожна зона вимірювання може використовуватися для виявлення/визначення відмінного виду. Потрібно усвідомлювати, що хоча описуються звивисті області, зони вимірювання, які не містять звивистих областей, також можуть використовуватися. Заявник зрозумів, що кількість світла, що передається через зону вимірювання касети, може використовуватися для визначення інформації не лише про зразок, але й інформації про конкретні процеси, що відбуваються у флюїдній системі касети (наприклад, змішування реагентів, швидкість потоку, і т.д.). В деяких випадках вимірювання світла через область може використовуватися як зворотній зв'язок для керування флюїдним потоком в системі, як описується в даній заявці. В деяких випадках визначається оптична густина флюїду. Потрібно усвідомлювати, що прозора рідина (така як вода) може дозволяти великій кількості світла передаватися від джерела світла через зону вимірювання на індикатор. Повітря всередині зони вимірювання може призводити до того, що через зону вимірювання буде передаватися менше світла, тому що більше світла може розсіюватися всередині каналу порівняно з тим, коли присутня прозора рідина. Коли зразок крові знаходиться в зоні вимірювання, значно менша кількість світла може проходити через індикатор, через розсіювання світла від клітин крові, а також через 27 UA 110791 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поглинальну здатність. В одному варіанті втілення винаходу срібло зв'язане зі складовою зразку, зв'язаною з поверхнею всередині зони вимірювання, і по мірі того, як срібло нарощується всередині зони вимірювання, менше і менше світла передається через зону вимірювання. Зрозуміло, що вимірювання кількості світла, яке виявляється на кожному індикаторі, дає користувачеві можливість визначати, які реагенти знаходяться в конкретній зоні вимірювання в конкретний момент у часі. Також зрозуміло, що шляхом вимірювання кількості світла, яке виявляється кожним індикатором, можливо вимірювати кількість срібла, що осаджується в кожній зоні вимірювання. Ця кількість може відповідати кількості аналіту, захопленому впродовж реакції, що, таким чином, може забезпечувати вимірювання концентрації аналіту в зразку. Як описується в даній заявці, заявнику стало зрозуміло, що оптична система може використовуватися з різноманітних причин контролю якості. По-перше, час, який потрібний зразку, щоб досягати зони вимірювання, де оптична система виявляє світло, що проходить через зону вимірювання, може використовуватися, щоб визначати, чи є в системі витік або засмічення. Також, коли очікується, що зразок буде мати певний об'єм, наприклад, приблизно 10 мікролітрів, існує очікуваний час протікання, пов'язаний з проходженням зразку через канали і зони вимірювання. Якщо зразок випадає з цього очікуваного часу протікання, це може бути ознакою, що зразка недостатньо для проведення аналізу та/або що в аналізатор завантажено не той тип зразка. Додатково, очікуваний діапазон результатів можна визначати, ґрунтуючись на типі зразка (наприклад, сироватка, кров, сеча, і т.д.), і якщо зразок випадає з очікуваного діапазону, це може бути ознакою помилки. В одному варіант втілення винаходу оптична система містить множину джерел світла і множину відповідних індикаторів. В одному варіанті втілення винаходу перше джерело світла є суміжним з другим джерелом світла, де перше джерело світла сформоване таким чином, аби проводити світло через першу зону вимірювання касети, а друге джерело світла сформоване таким чином, аби проводити світло через другу зону вимірювання касети. В одному варіанті втілення винаходу джерела світла сформовані так, щоб друге джерело світла не активувалося, доки перше джерело світла не буде дезактивовано. Заявнику стало зрозуміло, що деяка частина світла від одного джерела світла може поширитися на суміжний індикатор і може вплинути на кількість світла, виявленого на суміжному індикаторі. В одному наборі варіантів втілення винаходу, якщо суміжне джерело світла активується одночасно з першим джерелом світла, то обидва індикатори також вимірюють кількість світла, яке проходить через першу та другу зони вимірювання касети одночасно, що може призводити до неточних вимірювань. Таким чином, в одному наборі варіантів втілення винаходу множина джерел світла сформована, так аби активуватися послідовно, щоб одночасно було активовано лише одне джерело світла. Відповідний індикатор для активованого джерела світла, таким чином, виявляє лише кількість світла, що проходить через відповідну зону вимірювання. В одному окремому варіанті втілення винаходу джерела світла сформовані так, аби кожний активувався на короткий проміжок часу (наприклад, щонайменше приблизно на 500, 250, 100 або 50 мікросекунд, або, в деяких варіантах втілення винаходу, на проміжок, що є меншим ніж або дорівнює приблизно 500, 250, 100 або 50 мікросекунд), а потім суміжне джерело світла формується так, аби активуватися у подібні часові рамки. Активація на 100 мікросекунд відповідає швидкості у 10 кГц. В одному варіант втілення винаходу мультиплексний аналого-цифровий перетворювач використовується, щоб посилати імпульси світла і вимірювати кількість світла, що виявляє кожен відповідний індикатор кожні 500, 250, 100 або 50 мікросекунд. Пульсування світла може допомагати тому, щоб випадкове світло не проходило через одну зону вимірювання, змінюючи кількість виявленого світла, що проходить через суміжну зона вимірювання. Хоча деякі переваги можуть бути пов'язані з пульсуванням джерел світла, як описано вище, потрібно усвідомлювати, що винахід не обмежений таким чином, і що можливі інші компонування, наприклад, де численні джерела світла можуть активуватися одночасно. Наприклад, в одному варіанті втілення винаходу джерела світла, які безпосередньо не межують одне з одним, можуть активуватися в цілому одночасно. В одному варіанті втілення винаходу аналізатор містить систему регулювання температури, розташовану всередині корпусу, яка може бути сформована таким чином, аби регулювати температуру всередині аналізатора. Для аналізу певного зразка може бути необхідним утримувати зразок в межах певного температурного діапазону. Наприклад, в одному варіанті втілення винаходу бажано підтримувати температуру всередині аналізатору приблизно на 37 °C. Відповідно, в одному варіанті втілення винаходу система регулювання температури місить нагрівач, сформований так, аби нагрівати касету. В одному варіанті втілення винаходу нагрівачем є резистивний нагрівач, який може розташовуватися під тим місцем, де касета 28
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюFeedback control in microfluidic systems
Автори англійськоюLinder, Vincent, Steinmiller, David
Автори російськоюЛиндер Винсент, Штейнмиллер Дэвид
МПК / Мітки
Мітки: спосіб, аномалій, визначення, якості, роботи, контролю, мікрофлюїдної, проведення, системі
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/50-110791-sposib-provedennya-kontrolyu-yakosti-dlya-viznachennya-anomalijj-v-roboti-mikroflyudno-sistemi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб проведення контролю якості для визначення аномалій в роботі мікрофлюїдної системи</a>
Спосіб візуалізації периферійної нервової системи для контролю проведення регіонарної анестезії
Номер патенту: 53237
Опубліковано: 27.09.2010
Автори: Бубнов Ростислав Володимирович, Строкань Андрій Миколайович
Мітки: контролю, регіонарної, проведення, анестезії, спосіб, нервової, візуалізації, периферійної, системі
Формула / Реферат:
Спосіб візуалізації периферійної нервової системи для контролю регіонарної анестезії, що включає застосування променевої діагностичної апаратури для виявлення стану периферійних нервів, який відрізняється тим, що візуальну верифікацію нервів проводять за допомогою УЗ апарата, їх ідентифікують при сонографії в поперечному скануванні за анатомічним взаєморозташуванням та виявленням типової стільникової структури з наступним використанням...
Пристрій для контролю лазерної системи виміру геометричних розмірів та якості поверхні деталей
Номер патенту: 85637
Опубліковано: 25.11.2013
Автори: Кондрашов Сергій Іванович, Григоренко Ігор Володимирович, Давиденко Олександр Петрович, Бєлєвцова Анастасія Станіславівна
МПК: G01B 11/30
Мітки: якості, поверхні, виміру, розмірів, системі, геометричних, пристрій, деталей, лазерної, контролю
Формула / Реферат:
Пристрій для контролю лазерної системи виміру геометричних розмірів та якості поверхні деталей, що містить лазерний канал, фокусуючу двоопуклу лінзу, світлоподільну лінзу, фокусуючі системи, еталонну за геометричними розмірами поверхню, системи відбиваючих дзеркал, світлоприймач, який відрізняється тим, що містить тестові зразкові ділянки фіксованого розміру, нанесені на еталонну поверхню, оптичний атенюатор, кубик Луммера-Бродхуна та блок...
Спосіб визначення системи оцінки придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки
Номер патенту: 31969
Опубліковано: 25.04.2008
Автори: Дрозд Олена Миколаївна, Новікова Ганна Василівна, Гаврилович Надія Юхимівна, Балюк Святослав Антонович
МПК: A01B 79/00, E02B 11/00
Мітки: меліоративної, придатності, визначення, оранки, ґрунтів, оцінки, системі, плантажної, спосіб, проведення
Формула / Реферат:
Спосіб визначення системи оцінки придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки солонцевих і солонцюватих ґрунтів, що включає проведення ґрунтового обстеження ділянки з визначенням глибини карбонатного горизонту, рівня підгрунтових вод та їх мінералізації, глибини залягання сольового горизонту та вмісту токсичних солей і складання проекту на проведення меліоративної плантажної оранки, який відрізняється тим, що додатково...
Спосіб комплексного визначення властивостей і контролю якості гуми та пристрій для реалізації цього способу г.п. демченка
Номер патенту: 73863
Опубліковано: 15.09.2005
Автор: Демченко Гаррій Пимонович
МПК: G01N 3/40
Мітки: контролю, визначення, г.п, якості, цього, комплексного, гуми, способу, демченка, властивостей, спосіб, реалізації, пристрій
Формула / Реферат:
1. Спосіб комплексного визначення властивостей і контролю якості гуми, який полягає у тому, що впроваджують індентор у випробувану гуму при постійному навантаженні, витримують під навантаженням, розвантажують і виміряють величину та час переміщення індентора, який відрізняється тим, що вимірюють зменшення швидкості переміщення індентора, відповідне природному зміненню деформації випробуваної гуми.2. Спосіб за п. 1, який відрізняється...
Спосіб приготування референтного матеріалу для контролю якості визначення креатиніну в сироватці крові
Номер патенту: 36841
Опубліковано: 16.04.2001
Автори: Ярмольчук Георгій Мартинович, Пішак Василь Павлович, Ярмольчук Станіслава Георгіївна, Пішак Ольга Василівна
МПК: A61K 31/05, G01N 33/50
Мітки: крові, референтного, контролю, спосіб, матеріалу, креатиніну, сироватці, приготування, якості, визначення
Текст:
...(табл. 4). Джерела інформації 1. Лабораторные методы исследования в клинике: Справ. / В.В. Меньшиков, Л.Н. Делекторская, Р.П. Золотницкая и др.; Под. ред. В.В. Меньшикова. - М.: Медицина, 1987. - 368 С. - С. 19-23, 23-24, 219-221. 2. Гаранина Е.Н., Лихтенштейн И.В. Контроль качества - один из путей повышения точности лабораторных исследований // Ошибки в лабораторной диагностике / Под ред. Л.Л. Громашевской. К.: Здоровье, 1990. - С. 229-255....
Попередній патент: Спосіб передбачування рецидиву раку молочної залози при ендокринному лікуванні
Наступний патент: Лікарська форма бендамустину для перорального застосування
Випадковий патент: Спосіб виробництва губчастого титану