專(zhuān)利名稱(chēng)：試樣處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)試樣(特別是制備來(lái)用于分析的臨床試樣)進(jìn)行處理的裝置， 例如通過(guò)核酸擴(kuò)增方法(特別是聚合酶鏈反應(yīng)PCR)，本發(fā)明還涉及可用于此類(lèi)裝置的新穎 元件和程序。
背景技術(shù)：
可能由于多種原而需對(duì)流體試樣(例如臨床或環(huán)境試樣)進(jìn)行分析。一個(gè)當(dāng)前感 興趣的領(lǐng)域在于開(kāi)發(fā)出用于明確地確定流體試樣(例如臨床或環(huán)境試樣)中的生物材料的 方法。此類(lèi)方法將允許疾病狀態(tài)的早期診斷得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而能夠進(jìn)行快速處理和傳染控制， 或用來(lái)識(shí)別環(huán)境污染物等。有很多技術(shù)能夠進(jìn)行非常靈敏的試樣分析，這些技術(shù)包括例如 核酸擴(kuò)增技術(shù)，如聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)。然而，這些技術(shù)非常高的靈敏性意味著它們?nèi)菀资艿轿廴締?wèn)題的影響，因?yàn)榧词?少量污染能夠使結(jié)果不真實(shí)或給出假陽(yáng)性結(jié)果。通常，對(duì)臨床或環(huán)境試樣的分析是在實(shí)驗(yàn)室或者移動(dòng)設(shè)備或分析裝置中進(jìn)行的， 其會(huì)與試樣的采集點(diǎn)有一定距離。這意味著試樣需要例如通過(guò)操作收集，并放在密封的試 樣容器中以便運(yùn)送到分析裝置。一旦轉(zhuǎn)移到例如實(shí)驗(yàn)室的分析裝置中，試樣容器經(jīng)常由另 一操作員打開(kāi)，并且例如使用可手動(dòng)或機(jī)器執(zhí)行的吸移器將內(nèi)容物移走，并放在反應(yīng)腔室 中以便進(jìn)行分析。這有很大的風(fēng)險(xiǎn)，污染可在此階段發(fā)生，特別是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室或分析環(huán)境很 可能被目標(biāo)分析物污染，例如目標(biāo)核酸。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于轉(zhuǎn)移試樣的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括i)載樣架，其包括適于保持密封試樣容器，從而將試樣容器的密封位置相對(duì)于載 樣架固定的本體部分；以及ii)適于接收所述載樣架的設(shè)備，所述設(shè)備具有打開(kāi)系統(tǒng)，所述打開(kāi)系統(tǒng)用于打開(kāi) 包含在載樣架內(nèi)的密封試樣容器。通過(guò)確保試樣容器的密封僅在試樣容器被包含在設(shè)備內(nèi)時(shí)才被破壞，由操作者造 成的或由實(shí)驗(yàn)室中或分析裝置所處區(qū)域中環(huán)境造成的污染的風(fēng)險(xiǎn)被降低。密封的破壞能夠 由設(shè)備的操作自動(dòng)完成。使用載樣架來(lái)精確定位試樣容器的密封意味著設(shè)備的打開(kāi)系統(tǒng)能 夠精確且有效地與其相互作用。密封的試樣容器可被直接支撐在載樣架的本體部分，但在優(yōu)選實(shí)施例中，提供了 保持器，其能夠容納試樣容器，然后保持器可被插入本體部分中。保持器被適當(dāng)?shù)靥厥獬尚我匀菁{試樣容器。特別地，其可被成形為使得試樣容器 本身基本上被包在保持器內(nèi)。保持器，優(yōu)選是整個(gè)載樣架，適當(dāng)?shù)赜蓜傂缘哪陀貌牧?例如 剛性聚合物)制成。當(dāng)此類(lèi)材料用于基本上包圍試樣容器時(shí)，其提供了進(jìn)一步的保護(hù)以防 止試樣容器意外破開(kāi)，這在相對(duì)脆弱或易碎的材料(例如玻璃)的情況下是很重要的。
適當(dāng)?shù)?，試樣容器的密封包括塑性材料或橡膠蓋，其優(yōu)選通過(guò)鎖定動(dòng)作或螺紋保 持就位，使得其不容易移位。在一個(gè)具體實(shí)施例中，蓋具有可刺穿膜(例如蓋上表面的橡膠 膜或?qū)訝罱饘俨?以在一旦處于設(shè)備中時(shí)幫助打開(kāi)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，試樣容器包括可密封管。管的尺寸適當(dāng)?shù)厥沟闷洳粌H可容 納所需容積的液體試樣還可容納拭子(如果需要的話)。在這種情況下，保持器也是大致管形的，但是具有比上述管稍大的直徑，以致管可 緊貼地裝配在保持器內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，當(dāng)用蓋密封管時(shí)，蓋的直徑大于管的直徑， 并且還大于保持器的內(nèi)直徑，這使得當(dāng)在保持器中就位時(shí)，蓋處于保持器的頂部。這允許將 管精確定位在保持器內(nèi)并由此允許將管精確定位在載樣架內(nèi)。帶有附接拭子的拭子支撐件可與此類(lèi)管的蓋集成(或稱(chēng)成一整體)。在本實(shí)施例 中，使用時(shí)，蓋可被移走以便存取拭子試樣。拭子然后與足夠多的轉(zhuǎn)移介質(zhì)或稀釋劑(例如 無(wú)菌水或洗脫緩沖液)在一起返回到管，以將拭子試樣浸泡在管中。然后固定蓋。拭子此 時(shí)將大致在液體中保持浸泡。密封管的試樣搖動(dòng)將確保至少一些試樣材料從拭子轉(zhuǎn)移到液 體中。替代性地，拭子可作為取樣試劑盒的一部分以分離部件的形式提供。這些是可通 過(guò)塑性脫扣(snap-off)特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中塑性脫扣特征使得拭子部分能夠方便地與把 手部分分開(kāi)。較短的脫扣拭子部分然后可轉(zhuǎn)移到包含轉(zhuǎn)移介質(zhì)、稀釋劑或洗脫緩沖液的帶 箔管中并被處理，如上所述。適當(dāng)?shù)兀３制髟谠嚇尤萜鹘邮瘴恢锰幣c載樣架本體上的適當(dāng)保持元件集成(或 稱(chēng)成一整體)或可以其他方式保持在其內(nèi)，其中，密封的試樣容器能夠容易地插入其中。然 而，其應(yīng)為可相對(duì)于本體從試樣容器接收位置運(yùn)動(dòng)到閉合位置，在閉合位置中得到了試樣 容器的密封相對(duì)于載樣架的期望位置。例如，保持器可在試樣容器接收位置和閉合位置之 間樞轉(zhuǎn)，或者其可簡(jiǎn)單地從本體上的保持元件自動(dòng)提升并插入到例如適合的凹部，如載樣 架的本體部分內(nèi)的孔或通道中，其形成了 了閉合位置。在一個(gè)具體實(shí)施例中，試樣容器可通過(guò)鎖定機(jī)構(gòu)(例如卡扣舌或凸緣)固定在閉 合位置，如果存在保持器，那么鎖定機(jī)構(gòu)則裝配到保持器，并且被布置成接合在載樣架的本 體部分中提供的狹槽中。適當(dāng)?shù)?，一旦處于閉合位置，試樣容器的密封就被覆蓋并適當(dāng)?shù)赜奢d樣架、保持器 和/或鎖定機(jī)構(gòu)基本上完全包住，因此其不再能讓操作者接近以移走或破開(kāi)。因此在一個(gè) 特別優(yōu)選的實(shí)施例中，一旦處于閉合位置，鎖定機(jī)構(gòu)(例如卡扣舌或凸緣)就有效地覆蓋反 應(yīng)容器的密封，使得其基本上被本體部分和舌或凸緣有效覆蓋。鎖定機(jī)構(gòu)被適當(dāng)?shù)夭贾贸墒沟迷诖嬖诒３制鞯那闆r下，鎖定機(jī)構(gòu)不操作直到試樣 容器正確地插入保持器中。這確保了試樣容器的密封被精確、可靠地定位在載樣架內(nèi)。例如，打開(kāi)系統(tǒng)根據(jù)例如密封試樣容器的性質(zhì)和設(shè)備構(gòu)造的不同可采用多種不同 形式。特別地，打開(kāi)系統(tǒng)提供了使密封試樣容器的密封破開(kāi)(即破封)的手段，例如通過(guò)將 密封試樣容器的蓋移走或破口。在一個(gè)具體實(shí)施例中，打開(kāi)器包括用于移動(dòng)試樣容器的致 動(dòng)器，例如在保持器內(nèi)，以此來(lái)迫使密封反應(yīng)容器的密封接觸穿刺元件而被刺穿。例如，穿刺元件可以是針，而且用針刺穿密封在密封包括可刺穿膜的情況下(如 上所述)是有利的。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，穿刺元件包括塑性的皮下注射針形管，其形成在具有環(huán)狀密封的凹部中，所述密封與試樣管的表面或外部相互作用，以此來(lái)防止試樣材料 出現(xiàn)不希望的泄漏。一旦在設(shè)備被打開(kāi)，根據(jù)需要，試樣可經(jīng)受化學(xué)、物理、生化、分析性的或試驗(yàn)性的 處理過(guò)程。這些過(guò)程中的至少一些可在試樣容器本身中進(jìn)行，但是更常見(jiàn)地，試樣將轉(zhuǎn)移到 一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)腔室中以進(jìn)一步處理。在這種情況下，用于傳送試樣容器內(nèi)包含的液體試 樣至反應(yīng)腔室的傳送裝置被適當(dāng)?shù)靥峁?。反?yīng)腔室可提供在設(shè)備中或者其可被包含在載樣架上，這取決于設(shè)備和載樣架的 構(gòu)造。類(lèi)似地，傳送裝置可與設(shè)備或載樣架集成(或稱(chēng)成一整體)，這取決于打開(kāi)系統(tǒng)的 性質(zhì)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，反應(yīng)腔室和傳送裝置被包含在載樣架上，使得至少第一后 續(xù)處理步驟在載樣架中執(zhí)行。在一個(gè)具體實(shí)施例中，穿刺針或穿刺元件(其或者形成設(shè)備的打開(kāi)系統(tǒng)的一部 分，或者在載樣架中提供的情況下與設(shè)備的打開(kāi)系統(tǒng)合作行動(dòng)以使密封破口)形成了傳送 裝置。所用的穿刺針或穿刺元件包括內(nèi)部通道，并且遠(yuǎn)離穿刺端的針或穿刺元件的端部位 于反應(yīng)腔室中。以此方式，當(dāng)穿刺針或穿刺元件進(jìn)入試樣容器時(shí)，液體試樣可經(jīng)過(guò)相同的 針或穿刺元件直接流出到反應(yīng)腔室中，這樣就確保了試樣被包住并被保護(hù)以防環(huán)境的污染 (盡可能地)。位于第一針或穿刺元件之上的第二針或穿刺元件可平行使用，其中第二針或 穿刺元件允為那些置換從試樣管中排出的水的空氣提供了通道。液體試樣可使用例如減小的壓力或容積的方式沿傳送裝置(例如穿刺針或穿刺 元件)抽吸。然而，優(yōu)選地，載樣架和設(shè)備被配置成當(dāng)試樣容器在載樣架內(nèi)就位以及載樣架 在設(shè)備內(nèi)就位時(shí)，試樣容器以可穿刺端低于管基座的方式傾斜，使得液體在重力作用下經(jīng) 過(guò)傳送裝置流出。適當(dāng)?shù)?，傳送裝置被布置成確保預(yù)定量的試樣傳送到反應(yīng)腔室中。這可通過(guò)在傳 送裝置內(nèi)并入液體測(cè)量裝置或者與傳送裝置相關(guān)聯(lián)地并入液體測(cè)量裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng) 傳送裝置包括重力進(jìn)給的穿刺針或穿刺元件時(shí)(如上所述)，為了能傳送預(yù)定的試樣容積， 可通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)，即確保在收集階段中置于試樣容器中的液體容積不變(在設(shè)定范 圍內(nèi))，然后確保針或穿刺元件進(jìn)入試樣容器時(shí)使得開(kāi)口端與試樣容器內(nèi)的液體的彎液面 成適當(dāng)?shù)念A(yù)定關(guān)系。在一個(gè)具體實(shí)施例中，傳送裝置(例如穿刺針或穿刺元件)和反應(yīng)腔室被包含在 載樣架內(nèi)。在此布置中，需要注意確保在設(shè)備內(nèi)的打開(kāi)系統(tǒng)啟動(dòng)之前，密封試樣容器不會(huì)意 外地與打開(kāi)系統(tǒng)的元件(例如穿刺針或穿刺元件)接觸而使密封被弄破。這可通過(guò)使用密 封試樣容器的保持器并確保致動(dòng)器有相對(duì)小的剖面面積來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且保持器具有開(kāi)口，該 開(kāi)口的尺寸足以允許僅通達(dá)致動(dòng)器。以此方式，操作者的手指例如可被排除在保持器的內(nèi) 部之外，使得保持器內(nèi)的試樣容器的無(wú)意運(yùn)動(dòng)可被避免。試樣容器也適當(dāng)?shù)匾跃o貼方式裝 配到保持器中，使得相對(duì)于保持器且朝向任何穿刺針或穿刺元件的運(yùn)動(dòng)能夠僅發(fā)生在來(lái)自 致動(dòng)器的定向壓力作用下。此外，密封的性質(zhì)(例如橡膠膜的厚度)被選擇成使得在施加 很大的定向壓力(例如設(shè)備的致動(dòng)器施加的力)時(shí)，其也僅可由針或穿刺元件刺穿。設(shè)備適當(dāng)?shù)匕M(jìn)一步的元件，其允許繼續(xù)對(duì)試樣進(jìn)行分析或進(jìn)一步的研究。因此其可例如包括適于在試樣上進(jìn)行多個(gè)化學(xué)或生化反應(yīng)、分析或試驗(yàn)的元件。例如，設(shè)備可 包括這樣的裝置，其可進(jìn)行試樣制備程序以使試樣(例如臨床或環(huán)境試樣)適合于例如免 疫測(cè)定或核酸擴(kuò)增反應(yīng)的程序。特別地，設(shè)備可包含所有需要制備試樣和進(jìn)行后續(xù)分析的 元件。此類(lèi)設(shè)備的例子包含在例如W02005/019836中，通過(guò)引用將其內(nèi)容并入本文。載樣架還可適當(dāng)?shù)匕M(jìn)一步的元件，其用于試樣需要經(jīng)受的后續(xù)程序。這樣的進(jìn)一步的元件可包括一個(gè)或多個(gè)試劑腔室，用于保持繼續(xù)試樣分析所需的 試劑或材料。這些試劑或材料(包括洗滌液、稀釋劑或緩沖液以及用于后續(xù)程序的試劑) 適當(dāng)?shù)仡A(yù)配到試劑腔室中。在這涉及試樣制備的情況下，例如從疑似包含細(xì)胞的試樣抽取核酸的情況下，此 類(lèi)試劑可包括細(xì)胞溶解試劑，例如離液鹽(chaotrophicsalts)、噬菌體，可凍干的酶、洗滌 劑、抗生素等。在后續(xù)程序涉及試樣分析的情況下，其他試劑，例如染料、抗體、酶(包括例 如用于PCR的聚合酶鏈)、緩沖液、鹽(例如鎂鹽)，可被包括在載樣架的進(jìn)一步的反應(yīng)腔室 中。然而，可行試劑范圍非常大并且它們將從“具體分析”的基礎(chǔ)上選擇，這取決于試樣經(jīng) 受的化學(xué)或生化反應(yīng)或分析或試驗(yàn)的性質(zhì)。試劑可以固體或液體形式存在。當(dāng)它們以固體形式預(yù)配時(shí)，這些可為固體粉末、球 珠、膠囊或壓平藥片的形式，或它們可附著到磁性顆?；蚯蛑?，例如本領(lǐng)域已知的二氧化硅 球珠。包含預(yù)配試劑的試劑腔室適當(dāng)?shù)孛芊?，例如使用箔密封，其可使用切割器刺入設(shè) 備內(nèi)。這些可與設(shè)備集成，但在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，切割器可移走地裝在載樣架中，例 如在本體部分中適當(dāng)成形的凹部或孔內(nèi)，使得其能夠用于相關(guān)的進(jìn)行的具體化學(xué)或生化反 應(yīng)、分析或試驗(yàn)。除了切割器外，其他機(jī)械元件(特別是一次性的元件)也可以可移走地裝在載樣 架上，這些元件用于進(jìn)一步的化學(xué)或生化反應(yīng)、物理過(guò)程、試樣的分析或試驗(yàn)，或以其他方 式促進(jìn)進(jìn)一步的化學(xué)或生化反應(yīng)、物理過(guò)程、試樣的分析或試驗(yàn)。此類(lèi)元件可包括需要其將 試樣、試劑或材料從一個(gè)腔室移動(dòng)到另一個(gè)的裝置，例如吸移器，磁體或護(hù)套，以及小裝置， 例如過(guò)濾器、阻擋器、混合器、蓋等，其可要求在化學(xué)、生化或分析程序或試驗(yàn)過(guò)程中被引入 腔室。適合的吸移器的具體例子在2007/028966中描述(在此通過(guò)引用將其內(nèi)容并入 本文)，而用于轉(zhuǎn)移磁性球珠或顆粒以及其上附著的所有試劑的磁體的護(hù)套的例子在例如 W02005/019836 中描述。如果還需要的話，處理部件(例如加熱器，超音破碎器(sonicator)等)也可以可 移走地裝在載樣架中，可能需要這些部件來(lái)處理試劑或試劑混合物，以確保它們?cè)诔绦蜻^(guò) 程中的任何時(shí)間都處于期望的物理狀態(tài)。機(jī)械元件，例如切割器，吸移器，磁體或其護(hù)套，加上下面更詳細(xì)描述的其他護(hù)套， 以及上面所述的處理部件將在后文中被統(tǒng)稱(chēng)為“可動(dòng)部件”。在此類(lèi)情況下，設(shè)備具有用于通達(dá)這些可動(dòng)部件并且用于根據(jù)需要移動(dòng)它們的裝 置，使得它們能夠滿足化學(xué)、生化、分析或試驗(yàn)程序的所需功能。特別地，設(shè)備可包括可動(dòng) 臂，其能夠與載樣架上的任何可動(dòng)部件相互作用。可動(dòng)臂(其例如為機(jī)器人臂，或稱(chēng)機(jī)械手)適當(dāng)?shù)鼐哂凶ノ昭b置，使得其能夠拾取裝在載樣架上的任何可動(dòng)部件并將其升至其相關(guān)聯(lián)的凹部或孔之外。適合的抓握裝置是本 領(lǐng)域中已知的。其可包括叉式元件，該元件布置成可移走地與可動(dòng)部件上適當(dāng)定位的凸緣 相互作用，但是還可包括可控的抓臂，其能夠圍繞這些可動(dòng)部件之一的暴露出的上部分閉 合。而且，可動(dòng)部件可包括具體的適配部，例如凸緣或凹部，這些適配部被布置成與抓臂相 互作用以便運(yùn)動(dòng)。設(shè)備被設(shè)計(jì)成使得保持在臂上的可動(dòng)部件可被定位在載樣架內(nèi)適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)或試 劑腔室上方。臂可側(cè)向地和豎直地運(yùn)動(dòng)以使實(shí)現(xiàn)該目的。然而，在一個(gè)具體實(shí)施例中，臂本 身僅在豎直的單一尺度上可動(dòng)，并且提供了用于載樣架的轉(zhuǎn)移裝置(適當(dāng)?shù)刈鳛樵O(shè)備的部 分)，以此來(lái)允許其在側(cè)向方向上運(yùn)動(dòng)，其中臂可直接設(shè)置在載樣架(包括反應(yīng)腔室、試劑 腔室以及可動(dòng)部件)上的每個(gè)元件的上方，從而允許發(fā)生期望的事件序列。當(dāng)電操作處理部件(例如加熱器或超音破碎器)以此方式供應(yīng)時(shí)，其可用于以下 情況處理部件和設(shè)備的臂之間的連接也提供電連接，該電連接對(duì)于在使用過(guò)程中為處理 部件提供功率是充分的。然而，此類(lèi)元件可更方便地裝在設(shè)備自身內(nèi)，并且布置用于在所需 時(shí)間傳送到例如載樣架上的適當(dāng)腔室。臂自身或臂的附屬物(例如加熱器或超音破碎器的 處理部件裝配到其上)，可使用從而確保部件能夠根據(jù)需要相對(duì)于載樣架上的腔室放置。在部件(例如超音破碎器或加熱器)以此方式裝配到設(shè)備中的情況下，它們通常 被重復(fù)使用并浸泡在試樣中，特別是腔室內(nèi)的液體試樣中。這本身可導(dǎo)致一些問(wèn)題，如果非一次性裝置以此方式使用、直接接觸試樣液體，就 帶來(lái)了污染的風(fēng)險(xiǎn)。隨著時(shí)間的推移，這些部件可被污染或污損，因此增加了此類(lèi)污染的風(fēng)險(xiǎn)。申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在使用前將一次性的護(hù)套套在處理部件上可使此風(fēng)險(xiǎn)降至 最小。特別地，在處理部件(如加熱器)在特定化學(xué)、生化程序或試驗(yàn)過(guò)程中重復(fù)使用的情 況下，每次適當(dāng)?shù)貞?yīng)用新的一次性護(hù)套。此類(lèi)護(hù)套適當(dāng)?shù)乜梢谱叩匮b在載樣架上，其以類(lèi)似方式裝到上面所述的機(jī)械元件 上，使得它們可容易地使用并能夠使用臂以類(lèi)似方式接近和放置。因此，例如，護(hù)套可具有 唇部或凸緣，其能夠與設(shè)備的可動(dòng)臂上的叉相互作用并升起到圍繞處理部件的位置(如果 需要的話)。在使用后，它們可被返回到載樣架以便處理掉或者被直接處理掉。護(hù)套適當(dāng)?shù)赜伤苄曰驈椥圆牧现瞥?，并且在它們用于與可重復(fù)使用的加熱器結(jié)合 使用的情況下，它們優(yōu)選由導(dǎo)熱的塑性材料制成，例如填充有氮化硼的塑性材料或市場(chǎng)有 售的“冷聚合物”材料，以此來(lái)最小化加熱器效率的任何損失。此類(lèi)護(hù)套形成了本發(fā)明的進(jìn)一步的方面。在設(shè)備中提供了加熱器的情況下，加熱器適當(dāng)?shù)夭⑷胗袦囟葌鞲衅鳎沟迷噭┗?試樣(加熱器浸泡在其中)的溫度能夠被確定。當(dāng)使用上文所述的護(hù)套時(shí)，將需要對(duì)設(shè)備 進(jìn)行一定的校準(zhǔn)來(lái)確保這些讀數(shù)是精確的。在一個(gè)具體實(shí)施例中，在設(shè)備包括磁體以幫助球珠或顆粒從一個(gè)腔室移到另一個(gè) 腔室的情況下，加熱器可被并入到磁體中，從而使得同一元件可實(shí)現(xiàn)兩種功能。例如，加熱 元件可被并入條形磁體的芯中，而這既可用于球珠或顆粒的轉(zhuǎn)移，也可用于容器或腔室內(nèi) 容物的加熱。
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在這種情況下，任何一次性護(hù)套用于當(dāng)其在設(shè)備中部署時(shí)覆蓋磁體，其適當(dāng)?shù)貫?導(dǎo)熱聚合物，如上所述。此類(lèi)組合式磁體/加熱器形成了本發(fā)明的進(jìn)一步的方面。設(shè)備還可包括諸如如下的裝置，例如熱循環(huán)器、光學(xué)讀取器(例如熒光計(jì))，以及 布置成收集、分析和/或記錄來(lái)自設(shè)備或載樣架內(nèi)任何腔室的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置。設(shè)備 內(nèi)適當(dāng)裝置的選擇和布置將取決于被執(zhí)行的化學(xué)和生化反應(yīng)或試驗(yàn)的性質(zhì)，并且這是在本 領(lǐng)域技術(shù)人員所知的范圍內(nèi)的。載樣架上包括多個(gè)可動(dòng)部件和腔室使得在包括載樣架的大型自包含單元中進(jìn)行 試樣制備和/或分析成為可能。此類(lèi)單元，包括所有腔室為可動(dòng)部件的情況，在使用之后可 容易地處理掉以避免進(jìn)一步污染的風(fēng)險(xiǎn)。此外，通過(guò)在單一載樣架中進(jìn)行試驗(yàn)，可以減小試 樣標(biāo)簽錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)檩d樣架本身可在引入試樣時(shí)加上標(biāo)簽，例如使用標(biāo)準(zhǔn)條形碼貼標(biāo) 簽系統(tǒng)，并且標(biāo)簽在整個(gè)分析程序中將與試樣保持在一起。通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程來(lái)移動(dòng)相關(guān)部件、試劑等以適當(dāng)?shù)捻樞蛳嗷ソ佑|，可使所有 處理被適當(dāng)?shù)刈詣?dòng)執(zhí)行。例如，如W02005/019836所述，試樣能夠被進(jìn)行核酸提取處理，隨 后進(jìn)行PCR反應(yīng)。然而，很多需要進(jìn)行安全試樣轉(zhuǎn)移的其他處理可通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)設(shè)備并 相應(yīng)地為其編程而利用本發(fā)明進(jìn)行。此類(lèi)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是本領(lǐng)域中公知的。當(dāng)處理包括熱循環(huán)步驟(例如PCR)時(shí)，設(shè)備將適當(dāng)?shù)匕嵫h(huán)裝置。在其中進(jìn) 行熱循環(huán)的容器可設(shè)置在載樣架上，如果需要的話。然而，替代性地，在載樣架和設(shè)備的布 置使得試樣的制備僅僅在載樣架上進(jìn)行的情況下，特別適合的布置是所準(zhǔn)備的試樣在可移 走的反應(yīng)腔室中結(jié)束，其然后被轉(zhuǎn)移到特定熱循環(huán)區(qū)域(例如W02005/019836所示)。然 而，這可能并非總是必須的，而且可熱循環(huán)的腔室并入到載樣架上有利于進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)備。將導(dǎo)電聚合物用作熱循環(huán)特別是PCR反應(yīng)中的熱循環(huán)的加熱器(如W09824548中 描述并要求保護(hù)的，在此通過(guò)引用將其內(nèi)容并入本文)提供了特別緊湊且靈活的系統(tǒng)，其 用于與本申請(qǐng)的系統(tǒng)一起使用，因?yàn)镋CP可被容易地并入裝在載樣架上的反應(yīng)腔室中(如 果需要的話，反應(yīng)腔室是可移走地裝在載樣架上)。通常，ECP被用來(lái)涂覆反應(yīng)容器，反應(yīng)容器基本上包括兩個(gè)部分，即用于接收試樣 的較寬開(kāi)口的上部以及用作反應(yīng)容器的下部密封毛細(xì)管。至少所述下部密封毛細(xì)管包括 ECP，其在電接觸件跨其設(shè)置時(shí)有效地用作高可控的電阻加熱器。特別地，用于進(jìn)行PCR反應(yīng)(特別是快速PCR反應(yīng))的反應(yīng)容器包括毛細(xì)管。兩 端開(kāi)口的毛細(xì)管常規(guī)地用于獲得限定容積的分析試樣(例如血液)。它們通過(guò)毛細(xì)作用自 填充并且通常用作轉(zhuǎn)移裝置。毛細(xì)管用于快速PCR應(yīng)用中，以通過(guò)提供從試樣到加熱或冷卻源的最小距離來(lái)提 供熱傳遞的優(yōu)化分布。(由于相同的原因，平管形式也可使用)。由于它們需要包含正被加 熱的水相試樣并要防止其蒸發(fā)，因而這些毛細(xì)管在一端密封、填充然后塞住。填充此類(lèi)一端封閉的毛細(xì)管具有的問(wèn)題在于表面張力會(huì)將試樣保持到管壁從而 形成密封，該密封阻止了管中的空氣排出。為了克服這種表面張力的影響，毛細(xì)管常常必須 通過(guò)離心法填充以迫使液體進(jìn)入管，此類(lèi)布置在例如W02005/019836中示出。對(duì)于實(shí)時(shí)PCR應(yīng)用(其中熒光分析用于光學(xué)地測(cè)量產(chǎn)品的形成)，除了本身難以填 充管以外，毛細(xì)管內(nèi)殘留的空氣氣泡的存在也是問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儠?huì)移動(dòng)、膨脹和收縮，并且 可能將部分液體試樣擠出，所有這些能夠具有視覺(jué)效果，其將自身在數(shù)據(jù)中作為噪音顯示。
準(zhǔn)備用于PCR的毛細(xì)管一般要求使用者吸移試樣(典型地容積為10-30微升)至 形成在毛細(xì)管頂部的蓋中，將毛細(xì)管放置在離心機(jī)中，使毛細(xì)管以大約3，OOOrpm的速度旋 轉(zhuǎn)若干秒(例如20秒)，從離心機(jī)移走毛細(xì)管，壓入蓋中，然后將毛細(xì)管放置在熱循環(huán)器中。 該處理過(guò)程能夠在單一裝置中自動(dòng)執(zhí)行，這也被描述在W02005/019836中。在一些情況下，例如當(dāng)空間比較寶貴或當(dāng)不可能適當(dāng)?shù)嘏渲貌考r(shí)，離心法可能 不能用作轉(zhuǎn)移反應(yīng)混合物到毛細(xì)管的選擇。因此需要以避免形成氣泡的方式填充窄外形管 的方法。然而，特別地，當(dāng)使用本發(fā)明的系統(tǒng)時(shí)，可能需要使載樣架形狀不同以更方便地容 納試樣容器(例如管)。例如在一個(gè)具體實(shí)施例中，載樣架通常在俯視圖中為矩形，使得管 可經(jīng)過(guò)中心沿長(zhǎng)度方向被容納。載樣架可包含多個(gè)平行(或稱(chēng)并行)的試樣處理單元，它 們并排堆疊。需要非離心毛細(xì)管填充裝置在獨(dú)立模塊的窄縱橫比情況在適用。本文所述的試驗(yàn)載樣架通常使用吸移器(特別是例如W02007/028966中所述的吸 移器)，從而使用包含來(lái)自試樣的純化核酸的緩沖液進(jìn)行例如凍干PCR混合物的再水合之 類(lèi)的步驟。申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)修改吸移器以使尖端更長(zhǎng)更細(xì)(例如額外延長(zhǎng)大約 15-20mm且外徑小于大約1mm)，其可用于填充容器的毛細(xì)管部分。這可通過(guò)對(duì)反應(yīng)腔室的 毛細(xì)管部分的內(nèi)部進(jìn)行成形而進(jìn)一步優(yōu)化，從而使得上部平滑地向內(nèi)減縮，從而引導(dǎo)長(zhǎng)的 毛細(xì)管尖端就位，反應(yīng)腔室的毛細(xì)管部分能夠被成功地填充而不需要進(jìn)行離心法的步驟。填充操作能夠通過(guò)將反應(yīng)腔室保持在固定位置上(例如在載樣架上)而被成功地 執(zhí)行。吸移器被可移走地保持在致動(dòng)器中，其能夠在豎直方向上在精密控制下運(yùn)動(dòng)。保持 著吸移器的致動(dòng)器額外具有共軸活塞，同樣在精密控制下，其能夠用于對(duì)吸移器上的隔膜 施壓，從而抽入或抽出液體試樣。精密控制通過(guò)步進(jìn)馬達(dá)提供。致動(dòng)器能夠被編程為使得1)以約等于毛細(xì)管空容積的設(shè)定容積的PCR反應(yīng)混合物填充吸移器2)然后吸移器被定位成使得開(kāi)口尖端正好定位在毛細(xì)管內(nèi)部的底面上方3)然后吸移器緩慢地被撤回并且隨著其升出毛細(xì)管，活塞被可控地下壓到隔膜， 從而將試劑混合物推入毛細(xì)管，使得毛細(xì)管不形成氣泡地被填充。用于填充毛細(xì)管的此類(lèi)方法具有上述系統(tǒng)之外的應(yīng)用，并且因此其形成了本發(fā)明 的進(jìn)一步的方面。因此在一個(gè)進(jìn)一步的方面中，本發(fā)明提供了用于填充包括毛細(xì)管的反應(yīng)容器的方 法，其包括將帶有伸長(zhǎng)尖端的已填充吸移器引導(dǎo)至管中，其中所述伸長(zhǎng)尖端的直徑小于毛 細(xì)管的直徑，并且以受控方式下壓吸移器的活塞從而將內(nèi)容物排出到毛細(xì)管并且同時(shí)使吸 移器的伸長(zhǎng)尖端以與來(lái)自所述管的液體傳送速度成比例(或者相稱(chēng)或相同)的速度從毛細(xì) 管抽出。改進(jìn)的吸移器具有伸長(zhǎng)尖端，改進(jìn)的反應(yīng)容器在容器的毛細(xì)管部分之上具有錐形 側(cè)面，其形成了本發(fā)明的進(jìn)一步的方面。吸移器可采用任何適合的形式，但特別是具有集成(或稱(chēng)整體式)蓋構(gòu)件的吸移 器，所述蓋構(gòu)件被布置成密封地封閉本體，所述蓋構(gòu)件包括彈性隔膜，其可在向下方向變 形，例如W02007/028966所述。這樣的吸移器適于與機(jī)械致動(dòng)器一起使用，例如可在機(jī)器人 裝置(或稱(chēng)自動(dòng)機(jī)械裝置)中發(fā)現(xiàn)，如本發(fā)明系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中的那些裝置。


現(xiàn)在將參照附圖，通過(guò)示例方式具體描述本發(fā)明，附圖中圖1示出了用于本發(fā)明系統(tǒng)的載樣架的俯視圖；圖2是用于本發(fā)明系統(tǒng)的載樣架的示意性透視圖，其將要接收試樣容器；圖3是圖2的載樣架的透視圖，其中試樣容器在保持器內(nèi)就位；圖4是圖3的載樣架的透視圖，其處于“閉合”位置；圖5是圖4的載樣架的端視圖；圖6是圖3的載樣架的端視圖；圖7是示出了本發(fā)明的載樣架如何被引入設(shè)備中的示意圖，在所述設(shè)備中可進(jìn)行 化學(xué)、生化或其他類(lèi)型的試驗(yàn)或處理；圖8示出了本發(fā)明的載樣架在設(shè)備的接收部分就位；圖9是示出了用于填充毛細(xì)管的系統(tǒng)的示意圖，其形成了本發(fā)明的進(jìn)一步的方圖10示出了適用于圖1-6所示載樣架的穿刺元件。
具體實(shí)施例方式圖1所示的載樣架(cartridge)包括本體部分1，其由剛性的塑性材料制成并且 為大致長(zhǎng)方形截面。提供了夾持特征以幫助載樣架在儀器中就位時(shí)的定位。中心縱向通道 2提供在本體部分1的上表面3。通道2在一端開(kāi)口但是并不延伸本體部分1的全部長(zhǎng)度， 從而使得其終止于本體部分的端部脊埂4。通道2具有大致曲線形基座5并且成形為使得 其可容納帶有密封蓋7的管6。通道2朝脊埂4向下傾斜，使得管6內(nèi)包含的液體試樣流向
"^n 7 o在所示實(shí)施例中，管容納拭子8，其通過(guò)支撐件9固定到蓋7。載樣架還包含反應(yīng)腔室10。穿刺針(未示出)或其他穿刺元件在腔室10之間朝蓋 7延伸，且在鄰近蓋7的端部處帶有刺穿尖。蓋7適當(dāng)?shù)匕ㄔ谄渖媳砻娴目纱檀┠?1 (圖 2)。當(dāng)管6在通道2中就位時(shí)，蓋7充分地遠(yuǎn)離穿刺針或元件以確保其不被刺破。然 而，載樣架1被設(shè)計(jì)成位于設(shè)備內(nèi)(未示出)，該設(shè)備具有能夠在箭頭方向上將壓力施加到 管6的基座的致動(dòng)器。這迫使蓋7的膜11抵靠穿刺針或元件，從而使得穿刺針穿過(guò)膜11 并因此刺破密封。管6的任何液體能夠經(jīng)過(guò)針或穿刺元件中的通道流出到反應(yīng)腔室10中，在該處其 可受到進(jìn)一步的處理。然而，此時(shí)并不發(fā)生操作者與管6內(nèi)容物的接觸，所以污染的風(fēng)險(xiǎn)被 最小化。圖10示出了適用于載樣架的穿刺元件。該穿刺元件40由塑性材料制成，并且具 有一端斜切掉以形成鋒利尖端46的圓柱體。隙縫44沿穿刺元件的頂部延伸，其防止當(dāng)穿 刺元件(40)刺穿管的蓋時(shí)形成氣塞，從而防止了試樣經(jīng)過(guò)穿刺元件流入反應(yīng)腔室中。該穿 刺元件形成了圓形橫截面的平整孔。然而，也可使用其他橫截面形狀的穿刺元件。載樣架1在側(cè)部還包括多個(gè)部件或元件，它們可用于自動(dòng)分析程序。例如，載樣架
11包含有多個(gè)箔密封儲(chǔ)液器12，其可包含液體試劑，例如緩沖液、洗滌液等，試樣的期望處理 可能需要這樣的儲(chǔ)液器。其他部件或元件13可包含試劑，例如固體試劑(如用于后續(xù)試樣 處理中的PCR球珠)。此外在本例中，載樣架包括一系列可動(dòng)部件，包括兩個(gè)吸移器14，阻擋器15和護(hù) 套16，例如其可裝配在磁體上，該磁體用于根據(jù)需要將磁性試劑球珠從載樣架上的一個(gè)腔 室移動(dòng)到另一個(gè)腔室。這些可動(dòng)部件被容納在本體部分1上表面3中適當(dāng)形狀的孔內(nèi)。它 們被配置成使得上區(qū)域突出到上表面3之上，從而使得它們可由設(shè)備的抓臂操作。它們可 具有適當(dāng)?shù)沫h(huán)狀凸緣以便于抓臂操作，或者輔助升降操作，例如W02005/019836所述。還在本例中，在載樣架1中提供有反應(yīng)容器17，其涂覆有導(dǎo)電聚合物，因此其在連 接到適合的電源時(shí)能夠使內(nèi)容物經(jīng)受熱循環(huán)過(guò)程，例如PCR所需的熱循環(huán)過(guò)程。此容器的布置將在后面結(jié)合其他所示實(shí)施例更詳細(xì)地討論。圖2所示的載樣架包含很多公共元件，盡管它們?cè)诓贾蒙仙杂胁煌员氵m應(yīng)具體 設(shè)備以及進(jìn)行的化學(xué)、生化或分析程序或試驗(yàn)。然而，在本例中，提供了用于管6的保持器。 保持器18同樣為管形，并且能夠?qū)⒐?保持成使得蓋7抵靠著端部(圖3)。保持器18可通過(guò)置于通道2自由端的扣環(huán)20 (圖5和6)緊靠著載樣架本體1保 持在一個(gè)直立的試樣容器接收位置中。一旦管6已經(jīng)載入保持器18，就從扣環(huán)20中將其移走，并將其插入通道2。在保 持器18的側(cè)面上提供的鑲板19被布置成以扣合鎖定方式與本體部分1的脊埂4中的相應(yīng) 凹槽接合，不過(guò)僅僅是在管6緊密裝配到保持器18中的情況下(圖4)。 在這點(diǎn)上，管6和蓋7基本上完全被包圍在載樣架和保持器內(nèi)，所以不會(huì)被弄破等 等。用于條形碼閱讀器的識(shí)別載樣架的標(biāo)簽的空間22和允許試樣管上的條形碼被讀取的 窗口 23可分別提供在鑲板19和保持器18上。在這點(diǎn)上，可將試樣標(biāo)簽應(yīng)用到載樣架，例如條形碼標(biāo)簽可應(yīng)用到本體部分1的 端部區(qū)域21，以此來(lái)通過(guò)分析程序幫助試樣的追蹤。保持器18的基座包括小孔24 (圖5)。孔24被成形為允許其中引入有載樣架的設(shè) 備的致動(dòng)器經(jīng)過(guò)管6，并因此朝向提供在脊埂4區(qū)域的穿刺針或穿刺元件推動(dòng)管6。一旦致動(dòng)器已經(jīng)經(jīng)過(guò)孔24，載樣架就被有效地“鎖定”因而不能被打開(kāi)。隨后撤回 致動(dòng)器，但試樣管仍然保持就位至少直到分析程序結(jié)束。載樣架1被成形為使得其可被接收到適當(dāng)設(shè)備的接收部分中。這在圖7中示意性 地示出。在這種情況下，設(shè)備36的載樣架接收部分包括支撐件37，支撐件上具有凹部38， 載樣架1緊貼地裝配到該凹部中。支撐件37可伸縮到設(shè)備36的本體中以便進(jìn)行處理。支 撐件36本身是可動(dòng)的(見(jiàn)箭頭所示)，從而將載樣架1的任何特定部分與垂直方向上可動(dòng) 的相互作用元件39對(duì)準(zhǔn)。圖8中示出了 一個(gè)類(lèi)似布置。在本例中，載樣架1具有唇部40，其在載樣架就位于 凹部38內(nèi)時(shí)接合支撐件37的上表面。保持器18被布置成使得當(dāng)支撐件37伸縮到設(shè)備的 本體中時(shí)，致動(dòng)器用于打開(kāi)管6并且在處理程序之前能夠經(jīng)過(guò)孔11進(jìn)入以將試樣釋放到試 樣容器10中。如果需要的話，可提供鎖定裝置或其他接合裝置以將載樣架1在支撐件37 上固定就位。因此在使用中，試樣被收集以例如用于化學(xué)、生化分析、研究或試驗(yàn)。如果試樣是液體試樣，那么就將其適當(dāng)?shù)刂苯又糜谠谟缮w7密封的管6中。優(yōu)選地，試樣的容積是已知 的或者被測(cè)量得到，特別是在進(jìn)行的研究性質(zhì)本質(zhì)上是定性的情況下。試樣管可標(biāo)記有最 大和最小填充線以方便液體試樣的裝入，并且提供了檢查試樣容積是否在所要求的限制范 圍內(nèi)的手段。如果試樣已經(jīng)收集在拭子上，那么拭子8自身與適合的且優(yōu)選容積已知的洗 脫液一起放在管中，然后用蓋7封住管6。然后，適當(dāng)?shù)負(fù)u動(dòng)管以確保任何試樣都從拭子8轉(zhuǎn) 移到洗脫液，盡管這在液體容積足以確保拭子保持浸泡在液體中的情況而言不是必須的。然后，直接地或者在將其送達(dá)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，將管6放置到載樣架的保持器18中。然 后，將保持器插入載樣架的本體部分1的通道2中，并且在將載樣架放入設(shè)備上適當(dāng)?shù)妮d樣 架接收部分之前在載樣架本身上加上標(biāo)簽，其中所述設(shè)備被設(shè)計(jì)成用于執(zhí)行必要的處理過(guò) 程，從而對(duì)試樣進(jìn)行化學(xué)、生化或分析程序或試驗(yàn))。在這點(diǎn)上，使設(shè)備上的致動(dòng)器通過(guò)保持器18基座中的孔24，從而朝載樣架的脊埂 端處的中空穿刺針或其他穿刺元件的方向推動(dòng)管7。足夠的壓力由致動(dòng)器24施加到管6以 確保蓋7中的橡膠密封11被針或其他穿刺元件刺破。因?yàn)楣?朝脊埂4向下傾斜，所以其中包含的液體將流過(guò)中空穿刺針或其他穿刺 元件直接進(jìn)入載樣架上的反應(yīng)腔室10中。然后，設(shè)備能夠進(jìn)行處理，例如使用本領(lǐng)域中已知的機(jī)器人程序(或稱(chēng)自動(dòng)處理 程序)。在豎直方向上可動(dòng)的臂被適當(dāng)?shù)赜脕?lái)進(jìn)行該處理，同時(shí)載樣架也是可動(dòng)的，例如進(jìn) 行笛卡爾運(yùn)動(dòng)，從而使得載樣架上的適當(dāng)腔室或部件在任何時(shí)間可以與臂有一次對(duì)準(zhǔn)。使用此程序的試驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性是不受限的，因?yàn)樗行枰龅木褪窃谌魏尉唧w 情況下確保載樣架上的試劑容器和適合的其他部件(例如上述可動(dòng)部件)提供在載樣架上 或適當(dāng)?shù)丶傻皆O(shè)備中。此類(lèi)程序的具體例子在W02005/019836中示出。然而為了概括該程序，腔室10內(nèi)的試樣(其為已知的或疑似包含感興趣的細(xì)胞) 進(jìn)行細(xì)胞溶解。這可通過(guò)以下手段實(shí)現(xiàn)，例如將化學(xué)細(xì)胞溶解劑(例如鹽酸胍)預(yù)裝載到 腔室10中；或者通過(guò)將取自試劑容器的試劑例如利用吸移器14來(lái)加入；或者通過(guò)引入適 當(dāng)?shù)嘏c設(shè)備集成的超音破碎器；或者這些手段的組合。在試劑從載樣架上的密封容器12中 獲得的情況下，在用切割器刺穿箔蓋后即可通達(dá)這些試劑，其中切割器本身可以是載樣架 上的可動(dòng)部件或設(shè)備的集成部分。然后例如使用磁體來(lái)引入磁性球珠，這些磁性球珠適當(dāng)?shù)赝扛灿薪Y(jié)合劑，一般性 地如專(zhuān)用于特定目標(biāo)分析物或核酸的抗體，此類(lèi)磁性球珠例如為Magnesil 二氧化硅球 珠，而且其中所用磁體被插入護(hù)套16中，且在需要磁體進(jìn)行吸引(例如為了將球珠從容器 中取出)時(shí)會(huì)接觸球珠，并且在需要放置球珠時(shí)可將所用磁體從護(hù)套中移除，例如一旦護(hù) 套已經(jīng)被定位在反應(yīng)腔室10中時(shí)。在允許分析物(例如任何核酸)附著到球珠之后，可將它們從該反應(yīng)腔室10中移 走并放入不同的反應(yīng)腔室，這一不同反應(yīng)腔室可能一直是被箔封住的，直到在添加分析物 之前用適當(dāng)切割器破壞掉該密封。如果需要，此時(shí)可讓球珠穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)洗滌腔室，這些 洗滌腔室任選地設(shè)置在載樣架上。然后，可例如通過(guò)將洗脫液(優(yōu)選是熱的)加到容納有球珠的腔室12中而從球珠 中洗脫出分析物。洗脫液的加熱可通過(guò)引入設(shè)備上提供的加熱器來(lái)進(jìn)行，該加熱器優(yōu)選地被包在保護(hù)性的一次性護(hù)套16內(nèi)，如上文所述。然而，如果不是這樣，它可經(jīng)受使用洗滌液 (其可包含在試劑腔室中)進(jìn)行的洗滌步驟，所述試劑腔室可任選地設(shè)置在載樣架上。適于進(jìn)行PCR反應(yīng)的試劑也可在反應(yīng)腔室中制備，例如通過(guò)添加適合的緩沖液 (特別是包含從試樣抽取的純化核酸的緩沖液)到PCR試劑的凍干的球珠。而且，通過(guò)移動(dòng) 例如切割器、吸移器等的元件從而確保發(fā)生適當(dāng)?shù)脑噭┺D(zhuǎn)移，此類(lèi)程序可自動(dòng)地在設(shè)備內(nèi) 進(jìn)行。一旦PCR反應(yīng)混合物已經(jīng)在載樣架上制備好，就適當(dāng)?shù)貙⑺鼈冝D(zhuǎn)移到反應(yīng)腔室17 中，該反應(yīng)腔室由于存在ECP (導(dǎo)電聚合物)涂層，因而是可熱循環(huán)的。通過(guò)改進(jìn)的吸移器 來(lái)實(shí)現(xiàn)填充，該過(guò)程如圖9所示。如圖所示，吸移器包括塑性材料本體25，該塑性材料本體具有一系列環(huán)狀凸緣 26，其有利于設(shè)備的臂收集吸移器。蓋構(gòu)件27具有彈性上隔膜28，其帶有突起29，該突起 用來(lái)與設(shè)備上提供的致動(dòng)器相互作用，從而允許吸移器進(jìn)行受控操作。吸移器的下部30基本上是細(xì)長(zhǎng)形的(或稱(chēng)伸長(zhǎng)的)，并且直徑小得足以進(jìn)入毛細(xì) 管31。毛細(xì)管31在下端32密封，并因此形成閉合的反應(yīng)容器。下表面32適當(dāng)?shù)赝该?，?得容器中進(jìn)行的任何反應(yīng)的進(jìn)程能夠被觀察到。這意味著，例如，當(dāng)在存在熒光發(fā)信號(hào)系統(tǒng) 時(shí)進(jìn)行PCR的情況下，其能夠全程被監(jiān)視(實(shí)時(shí)PCR)。反應(yīng)容器的上部33的剖面較寬，但 是上部33和毛細(xì)管31結(jié)合的區(qū)域的壁是錐形的，從而在吸移器30的下部進(jìn)入毛細(xì)管31 時(shí)對(duì)其提供引導(dǎo)。導(dǎo)電聚合物層34圍繞毛細(xì)管，并且可通過(guò)上和下電接觸件35、36連接到電源。在使用中，吸移器14通過(guò)臂與凸緣26的相互作用上升到其具有載樣架的外殼以 外，并且下降到包含制備好的PCR反應(yīng)混合物的反應(yīng)腔室中。由步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的吸移器致 動(dòng)器被部署以下壓隔膜28，從而將反應(yīng)混合物向上抽到吸移器本體25中。吸移器然后通過(guò)設(shè)備的可動(dòng)臂上升到腔室以外，載樣架被移動(dòng)，從而使得吸移器 位于反應(yīng)容器17以上，然后下降，直到吸移器14的下部30基本位于毛細(xì)管的基座32處。用于隔膜28的致動(dòng)器再次被激活以將內(nèi)容物排出到反應(yīng)容器17中。同時(shí)，臂被 部署以使吸移器14上升到反應(yīng)容器17之外。臂和致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)被協(xié)調(diào)控制成使得吸移器 14以適合的速度離開(kāi)毛細(xì)管31從而提供無(wú)氣泡填充。由于使用適合控制的步進(jìn)馬達(dá)，致動(dòng)器和臂的精確度和可控性意味著此類(lèi)操作是 可行的。一旦反應(yīng)容器17以此方式填充，適合的蓋或阻擋器可應(yīng)用于上部分33以閉合容 器。電接觸件35、36可以被連接從而允許在反應(yīng)容器17內(nèi)執(zhí)行熱循環(huán)過(guò)程(例如PCR反 應(yīng))而不需要進(jìn)一步的移動(dòng)。適當(dāng)?shù)兀琍CR包括一個(gè)傳統(tǒng)的發(fā)信號(hào)系統(tǒng)，例如Taqman 或ResonSense 方法學(xué) 的，并且這通過(guò)管的透明基座32監(jiān)視。一旦完成，載樣架可從設(shè)備移走并丟棄。因此，本文所述的系統(tǒng)和元件提供了有用且有效的方式，該方式執(zhí)行了多種處理 過(guò)程，特別是化學(xué)、生化或分析試驗(yàn)，同時(shí)最小化了可能引發(fā)污染和假陽(yáng)性結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)。
權(quán)利要求
一種試樣傳送系統(tǒng)，包括i)載樣架，其包括本體部分，所述本體部分適于保持密封試樣容器，以便將所述試樣容器的密封相對(duì)于所述載樣架的位置固定，其中當(dāng)所述密封試樣容器被保持在所述載樣架的本體部分內(nèi)時(shí)，至少所述試樣的密封區(qū)域被基本上包住；以及ii)適于接收所述載樣架的設(shè)備，所述設(shè)備配置有打開(kāi)系統(tǒng)，用于打開(kāi)包含在所述載樣架內(nèi)的所述密封試樣容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于一密封試樣容器的保持器，其中所 述保持器可插入所述載樣架的本體部分中，從而使得所述試樣容器的密封相對(duì)于所述載樣 架固定。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，提供了鎖定機(jī)構(gòu)，以將所述試 樣容器保持在所述本體部分中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)包括卡扣舌或凸緣，其被提 供在用于所述試樣容器的保持器上并且被布置成接合在提供于所述載樣架的本體部分中 的狹槽中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)被布置成在所述試樣容器 被正確地定位在所述保持器內(nèi)之前，其不進(jìn)行操作。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于傳送所述試樣容器內(nèi)包 含的液體試樣至反應(yīng)腔室的傳送裝置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述打開(kāi)系統(tǒng)包括致動(dòng)器，所 述致動(dòng)器能夠作用于所述設(shè)備中載樣架內(nèi)的保持器中的試樣容器，并且促使所述容器的密 封接觸到破封裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述破封裝置包括一個(gè)或多個(gè)穿刺元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)穿刺元件包括一個(gè)或多 個(gè)穿刺針。
10.根據(jù)權(quán)利要求或9任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述穿刺元件或針包括內(nèi)部通 道，并且所述穿刺元件或針的遠(yuǎn)離穿刺端的端部被布置在反應(yīng)腔室中，以便允許所述穿刺 元件或針用作根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳送裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述載樣架和設(shè)備被布置成使得破開(kāi) 的試樣容器內(nèi)的至少一些液體試樣在重力作用下經(jīng)過(guò)通道流入所述反應(yīng)腔室。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其適于保持作為試樣容器的密封管。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括可密封的試樣容器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述試樣容器配備有蓋，所述蓋在其上 表面具有可刺穿的膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述試樣容器是可密封的管。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可密封的管包括整體式的拭子。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備包括進(jìn)一步的元 件，這些進(jìn)一步的元件允許繼續(xù)進(jìn)行對(duì)所述試樣的分析或進(jìn)一步的研究。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，載樣架上提供了進(jìn)一步的元 件，用于所述試樣將經(jīng)受的后續(xù)處理過(guò)程。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)一步的元件包括試劑腔室，用于 保持繼續(xù)所述試樣的化學(xué)、生化、分析或其他試驗(yàn)所需的試劑或材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述載樣架進(jìn)一步包括可動(dòng)部件， 這些可動(dòng)部件用于或者另外有助于所述試樣的進(jìn)一步的化學(xué)或生化反應(yīng)、分析或試驗(yàn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備包括可動(dòng)臂，其能夠與所述載 樣架上的任何可動(dòng)部件相互作用。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備包括可重復(fù)使用的 處理部件，其用于所述試樣的進(jìn)一步的化學(xué)或生化反應(yīng)、分析或試驗(yàn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括適于在使用時(shí)覆蓋所述部件的護(hù)套。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述護(hù)套被提供為所述載樣架上的可 動(dòng)部件。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述護(hù)套為導(dǎo)熱的塑性或彈性材料。
26.一種適于在使用過(guò)程中覆蓋設(shè)備的可重復(fù)使用的處理部件的護(hù)套。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的護(hù)套，其特征在于，所述處理部件是加熱器或超音破碎器。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的護(hù)套，其特征在于，所述處理部件是加熱器，所 述護(hù)套是由導(dǎo)熱的塑性或彈性材料制成的。
29.一種適于用在根據(jù)權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)所述系統(tǒng)中的載樣架。
30.一種用于填充包括毛細(xì)管的反應(yīng)容器的方法，其包括將帶有伸長(zhǎng)尖端的已填充吸 移器引導(dǎo)至管中，其中所述伸長(zhǎng)尖端的直徑小于毛細(xì)管的直徑，而且以受控方式下壓所述 吸移器的活塞，從而將內(nèi)容物排出到毛細(xì)管中，并且同時(shí)使所述吸移器的伸長(zhǎng)尖端以與來(lái) 自所述管的液體傳送速度成比例或相稱(chēng)地或相等的速度從毛細(xì)管中撤回。
31.一種吸移器，其具有用于權(quán)利要求30所述方法的伸長(zhǎng)尖端。
32.—種反應(yīng)容器，其包括下部密封毛細(xì)管部分和具有成向外錐形的壁的上部。
全文摘要
一種試樣傳送系統(tǒng)，包括i)載樣架，其包括本體部分，所述本體部分適于保持密封試樣容器，以便固定所述試樣容器的密封相對(duì)于所述載樣架的位置；以及ii)適于接收所述載樣架的設(shè)備，所述設(shè)備配置有打開(kāi)系統(tǒng)，用于打開(kāi)載樣架內(nèi)包含的所述密封試樣容器。
文檔編號(hào)B01L9/02GK101855558SQ200880110148
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者C·J·西爾克, D·J·斯奎雷爾, M·A·李, M·J·維瑟斯, T·J·貝克特 申請(qǐng)人:恩尼格馬診斷有限公司