用于毛细管电泳、等电点和分子量分析的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种系统，其包括壳体、布置在壳体内的盒保持器、布置在壳体内的检测组件以及可运动地布置在壳体中的试剂托盘支持器。盒保持器被配置成接收具有毛细管的毛细管盒。检测组件包括至少一个发射器、第一检测器和第二检测器。检测组件被配置成在第一构型与第二构型之间转换，在所述第一构型中第一检测器检测至少一个发射器的第一输出，在所述第二构型中第二检测器检测至少一个发射器的第二输出。试剂托盘支持器被配置成相对于盒保持器运动，以将毛细管盒的毛细管放置成与试剂容积流体连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于毛细管电泳、等电点和分子量分析的系统和方法相关申请的交叉参考本申请要求享有2016年1月13日提交的美国临时专利申请No.62/278,159的权益，其整个公开内容通过参考包含于此。
本文描述的实施例总体上涉及用于通过分子量和/或等电点电泳地分离和/或分析样本混合物的系统和方法。本文描述的某些实施例涉及在样本中存在的分析物或多种分析物的分离、检测、鉴定、分类和/或定量。更具体地，本文描述的实施例涉及配置成执行基于毛细管的电泳的系统和方法。
技术介绍
电泳已经用于基于分子在电场中的不同行进速率来分离分子的混合物。通常，电泳是指在施加到与流体或凝胶接触的一个或多个电极或导电构件的电动势的作用下使悬浮的或溶解的分子通过流体或凝胶的运动。某些已知的电泳分离的模式包括至少部分地基于分子的迁移率在缓冲溶液(俗称为区带电泳)中、在凝胶或聚合物溶液(俗称为凝胶电泳)中或在酸碱度(pH)梯度(俗称为等电聚焦)中的差异来分离分子。在电泳期间的分子的运动可以是高度可变的，依据与电泳标准物的比较来解释，先前已经表征所述电泳标准物的行为和个性。电泳标准物包括例如在聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)中的分子量(MW)标准物和在琼脂糖凝胶中的脱氧核糖核酸(DNA)尺寸标准物。在某些情况下，生物分子分离可以通过毛细管电泳在毛细管中进行。在某些情况下，生物分子(例如，蛋白质)可以继而通过使生物分子固定到毛细管壁上来观察。然而，毛细管电泳和生物分子可视化会难以一致地执行。可以使用数字成像执行生物分子可视化。这种已知的分析使用成像装置(例如，电荷耦合装置、光电二极管和/或类似物)和透镜或显微镜来捕获样本的图像和/或以其它方式检测样本。在某些情况下，随着样本流过光学器件以照射在柱(例如，毛细管)内的流动的生物分子和/或以其它方式允许在柱(例如，毛细管)内的流动的生物分子成像，光源以较高的速度闪烁。所捕获的图像被过滤和/或隔离，例如，以产生与生物分子相关联的特征部的图像，例如，标签荧光、天然荧光和/或吸光度。然后，可以将该信息与已知数据比较，以表征和/或识别样本中的生物分子。虽然某些方法用于执行电泳分析以确定与分析物、蛋白质、分子或类似物相关联的信息，但是这些方法典型地在能够执行单一分析模式的复杂且昂贵的装置中执行。此外，某些已知的方法和系统涉及广泛的和/或耗时的搬运和处理步骤，这些步骤不利地影响再现性和使自动化变得困难。因而，需要改进的系统和方法，所述改进的系统和方法被配置成在单个装置内执行多种类型的分析，例如，电泳迁移率和/或等电聚焦。还期望的是使这样的技术自动化，以便在消耗最少量的昂贵试剂和/或一次性物品的同时可以同时地或在具有易用性和鲁棒性的快速演替中分析多个样本。
技术实现思路
本文描述了用于毛细管电泳以及分析物可视化和表征的系统和方法。在一个方面中，一种系统包括壳体、布置在壳体内的盒保持器、布置在壳体内的检测组件以及可运动地布置在壳体中的试剂托盘支持器。盒保持器被配置成接收具有毛细管的毛细管盒。检测组件包括至少一个发射器、第一检测器和第二检测器。检测组件被配置成在第一构型与第二构型之间转换，在所述第一构型中第一检测器检测至少一个发射器的第一输出，在所述第二构型中第二检测器检测至少一个发射器的第二输出。试剂托盘支持器被配置成相对于盒保持器运动，以将毛细管盒的毛细管放置成与试剂容积流体连通。在另一方面中，一种设备包括盒本体、布置在盒本体内的毛细管、布置在盒本体内的导电小瓶、电耦合到导电小瓶的第一电极以及第二电极。毛细管限定内部容积，所述内部容积被配置成容纳含有分析物的样本。毛细管具有第一端部和第二端部，所述第一端部限定内部容积的第一端部，所述第二端部限定内部容积的第二端部。导电小瓶包括缓冲剂并且具有第一隔膜和第二隔膜。缓冲剂经由第一隔膜电耦合到毛细管的内部容积的第一端部，以便当内部容积容纳样本时样本电耦合到小瓶。第二电极电耦合到毛细管的第二端部，以便当内部容积容纳样本时第一电极、第二电极和样本限定电路的部分。附图说明图1是根据实施例的系统的部分的示意图，所述系统被配置成执行毛细管电泳和/或通过毛细管电泳分离的图像分析物。图2是根据实施例的系统的透视图，所述系统被配置成执行毛细管电泳和/或通过毛细管电泳分离的图像分析物。图3和图4分别是包含在图2中所示的系统的壳体中的门组件的透视图和分解图。图5和图6是图2中所示的系统的部分的前透视图，示出没有壳体的部分，并且示出图3的门组件分别处于打开构型和关闭构型中。图7至图9是各种透视图，每个透视图都示出图2中所示的系统的不同部分。图10和图11分别是图3中所示的系统的试剂组件和壳体的部分的前透视图和后透视图。图12是图10中所示的试剂组件的托盘部分的分解图。图13是示出图2中所示的系统的部分的后透视图。图14是包含在图2的系统中的毛细管盒保持器和光学组件的前透视图。图15是图14中所示的毛细管盒保持器的前透视图。图16是图14中所示的毛细管盒保持器的局部分解图。图17至图19分别是图14中所示的毛细管盒保持器的部分的右后侧透视图、左前侧透视图和前视图。图20是图14的毛细管盒保持器和图14的光学组件的单点检测部分的透视图。图21是图20中所示的光学组件的单点检测部分的透视图。图22是图20中所示的光学组件的单点检测部分的分解图。图23是沿着图21中的线23-23截取的光学组件的单点检测部分的剖视图。图24是图14的盒保持器和图14中所示的光学组件的全列检测部分的透视图。图25和图26分别是包含在图24中所示的光学组件的全列检测部分中的照明组件的透视图和分解图。图27和图28分别是包含在图24中所示的光学组件的全列检测部分中的照相机组件的透视图和分解图。图29和图30分别是配置成用于在分子量分析期间在图2的系统内使用的毛细管盒的左侧透视图和右侧透视图。图31是示出没有盒本体的部分的图29的毛细管盒的侧视图。图32和图33分别是保持在图14中所示的毛细管盒保持器内的图29中所示的毛细管盒的右侧透视图和左侧透视图。图34是示出没有侧壁的图14的毛细管盒保持器和图29的毛细管盒的左侧透视图。图35是沿着图31中的线35-35截取的毛细管盒和毛细管盒保持器的剖视图。图36是图29的毛细管盒、图20中所示的光学组件的单点检测部分和图14的毛细管盒保持器的部分的前透视图。图37是沿着图36中的线37-37截取的毛细管盒、光学组件的单点检测部分和毛细管盒保持器的剖视图。图38和图39分别是配置成用于在毛细管电泳分析期间在图2的系统内使用的毛细管盒的左侧透视图和右侧透视图。图40和图41是示出没有盒本体的部分的图38的毛细管盒的侧视图和透视图。图42是图38的毛细管盒、图24中所示的光学组件的全列成像部分和图14的盒保持器的透视图。图43是保持在图14中所示的毛细管盒保持器内的图38的毛细管盒的左侧透视图。图44是沿着图43中的线44-44截取的毛细管盒和毛细管盒保持器的剖视图。具体实施方式本文描述了用于执行样本的毛细管电泳、等电点和/或分子量分析的设备、方法和系统。所述设备和系统被配置成在电泳分离期间和/或在电泳分离之后检测样本内的分析物。在某些实施例中，一种系统包括壳体、布置在壳体内的盒保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包括：壳体；布置在所述壳体内的盒保持器，所述盒保持器被配置成接收具有毛细管的毛细管盒；布置在所述壳体内的检测组件，所述检测组件包括至少一个发射器，所述检测组件包括第一检测器和第二检测器，所述检测组件被配置成在第一构型与第二构型之间转换，在所述第一构型中所述第一检测器检测与所述至少一个发射器相关联的第一输出，在所述第二构型中所述第二检测器检测与所述至少一个发射器相关联的第二输出；以及试剂托盘支持器，所述试剂托盘支持器可运动地布置在所述壳体中，所述试剂托盘支持器被配置成相对于所述盒保持器运动，以将所述毛细管盒的毛细管放置成与试剂容积流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.13 US 62/278,1591.一种系统，其包括：壳体；布置在所述壳体内的盒保持器，所述盒保持器被配置成接收具有毛细管的毛细管盒；布置在所述壳体内的检测组件，所述检测组件包括至少一个发射器，所述检测组件包括第一检测器和第二检测器，所述检测组件被配置成在第一构型与第二构型之间转换，在所述第一构型中所述第一检测器检测与所述至少一个发射器相关联的第一输出，在所述第二构型中所述第二检测器检测与所述至少一个发射器相关联的第二输出；以及试剂托盘支持器，所述试剂托盘支持器可运动地布置在所述壳体中，所述试剂托盘支持器被配置成相对于所述盒保持器运动，以将所述毛细管盒的毛细管放置成与试剂容积流体连通。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述盒保持器将所述盒维持在所述壳体内的基本固定的位置中。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述检测组件被配置成至少部分地基于与所述毛细管盒相关联的一个或多个特征而在所述第一构型和所述第二构型之间转换。4.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述毛细管盒布置在所述盒保持器内时，所述毛细管限定一轴线，所述试剂托盘支持器被配置成在所述壳体内沿着第一方向和第二方向运动，所述第一方向和所述第二方向与所述轴线正交。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述试剂托盘支持器被配置成沿着第三方向运动，所述第三方向与所述轴线平行。6.根据权利要求1所述的系统，还包括：布置在所述壳体内的真空源，所述真空源流体地联接到所述盒保持器，所述盒保持器被配置成当所述毛细管盒布置在所述盒保持器内时将所述毛细管盒的一部分放置成与所述真空源流体连通。7.根据权利要求1所述的系统，其中：所述至少一个发射器是光源；所述第一检测器是第一光学检测器，其被配置成检测与第一样本相关联的第一光学输出，所述第一样本由从所述光源发射的、基本会聚到一点的第一光束照射；所述第二检测器是第二光学检测器，其被配置成检测与第二样本相关联的第二光学输出，所述第二样本由从所述光源发射的、形成光柱的第二光束照射。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一光束被配置成当所述毛细管盒布置在所述盒保持器内时照射沿着所述毛细管的位置，所述第一光学检测器被配置成当所述第一光束照射沿着所述毛细管的所述位置时检测容纳在所述毛细管中的样本内的分析物。9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一输出是所述第一光学输出的吸光度、由所述第一光学输出诱导的标签部分的荧光、或由所述第一光学输出诱导的分析物的天然荧光中的至少一者。10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第二输出是所述第二光学输出的吸光度、由所述第二光学输出诱导的标签部分的荧光、或由所述第二光学输出诱导的分析物的天然荧光中的至少一者。11.根据权利要求7所述的系统，其中，所述盒保持器电耦合到电源，所述盒保持器被配置成当所述毛细管盒布置在所述盒保持器内时将所述毛细管电耦合到所述电源。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二光束被配置成当所述毛细管盒布置在所述盒保持器内时照射一长度的所述毛细管，所述第二光学检测器被配置成当所述第二光束照射所述长度的毛细管时检测容纳在所述毛细管中的样本内的一个或多个分析物。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述检测组件被配置成校准所述第一检测器、所述第二检测器或所述至少一个发射器中的至少一者。14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述盒保持器包括多个接触表面，所述多个接触表面被配置成接触所述毛细管盒以将所述毛细管盒在所述盒保持器内对准。15.一种系统，其包括；壳体；布置在所述壳体内的盒保持器，所述盒保持器包括第一侧部分和第二侧部分，所述第一侧部分和所述第二侧部分是基本平行的并且在它们之间限定被配置成接收毛细管盒的至少一部分的空间，所述第一侧部分限定第一开口和第二开口，所述第二侧部分限定与所述第一侧部分的所述第一开口基本对准的第一开口，所述第二侧部分限定与所述第一侧部分的所述第二开口基本对准的第二开口；布置在所述壳体内的光源，所述光源被配置成发射第一光束和第二光束，所述第一光束的至少一部分被配置成被指引通过所述第一侧部分的所述第一开口和所述第二侧部分的所述第一开口，所述第二光束的至少一部分被配置成被指引通过所述第一侧部分的所述第二开口和所述第二侧部分的所述第二开口；以及布置在所述壳体内的检测组件，所述检测组件被配置成在第一构型和第二构型之间转换，在所述第一构型中所述检测组件检测与所述第一光束的至少一部分相关联的光，在所述第二构型中所述检测组件检测与所述第二光束的至少一部分相关联的光。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述盒保持器被配置成在所述第一侧部分和所述第二侧部分之间限定的所述空间内接收第一毛细管盒和第二毛细管盒中的至少一者，所述第一光束被配置成当所述盒保持器接收所述第一毛细管盒时照射所述第一毛细管盒的毛细管的一部分，所述第二光束被配置成当所述盒保持器接收所述第二毛细管盒时照射所述第二毛细管盒的毛细管的一部分。17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述盒保持器流体地联接到压力源，所述盒保持器被配置成当所述毛细管盒的至少所述部分布置在所述第一侧部分和所述第二侧部分之间的所述空间内时将所述毛细管盒放置成与所述压力源流体连通，所述压力源被配置成选择性地增大或减小所述毛细管盒的一部分内的压力。18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述盒保持器包括阀致动器，所述阀致动器被配置成接合所述毛细管盒的夹管阀，以使所述夹管阀在第一构型和第二构型之间运动，当所述夹管阀处于所述第二构型中时基本阻止在所述毛细管盒的毛细管内的大量流动。19.根据权利要求15所述的系统，其中，所述盒保持器包括多个表面，所述多个表面被配置成当所述毛细管盒布置在所述第一侧部分和所述第二侧部分之间限定的所述空间内时与所述毛细管盒接触。20.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一侧部分的所述第一开口和所述第二侧部分的所述第一开口是具有直径的大致圆形，所述第一侧部分的所述第二开口和所述第二侧部分的所述第二开口是具有长度和宽度的大致长形的开口，所述第二开口的长度大于所述第二开口的宽度。21.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一侧部分具有内表面和与所述内表面相对的外表面，并且所述第二侧部分具有内表面和与所述第二侧部分的所述内表面相对的外表面，所述第一侧部分的内表面和所述第二侧部分的内表面限定所述空间，所述检测组件包括与所述第一侧部分的外表面相邻的第一部分和与所述第二侧部分的外表面相邻的第二部分，所述检测组件的所述第二部分布置在距所述第二侧部分的所述外表面一距离处。22.根据权利要求15所述的系统，还包括：可运动地布置在所述壳体中的试剂托盘支持器，所述试剂托盘支持器被配置成相对于所述盒保持器运动，以便当所述毛细管盒布置在所述第一侧部分和所述第二侧部分之间限定的所述空间内时将所述毛细管盒的毛细管放置成与试剂容积流体连通。23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述盒保持器包括接合部分，所述接合部分被配置成当所述试剂托盘支持器相对于所述盒保持器运动时选择性地放置成与所述试剂托盘支持器的表面接触。24.一种系统，其包括：壳体；布置在所述壳体内的盒保持器，所述盒保持器被配置成接收具有毛细管的毛细管盒，所述盒保持器包括多个接触表面，所述多个接触表面被配置成接触所述毛细管盒并且将所述毛细管盒在所述盒保持器内对准；布置在所述壳体内的检测组件，所述检测组件包括第一发射器和第二发射器，所述检测组件包括第一检测器和第二检测器，所述检测组件被配置成至少部分地基于与所述毛细管盒相关联的一个或多个特征在而第一构型与第二构型之间转换，所述第一检测器被配置成当所述检测组件处于所述第一构型中时检测与所述第一发射器相关联的输出，所述第二检测器被配置成当所述检测组件处于所述第二构型中时检测与所述第二发射器相关联的输出；可运动地布置在所述壳体中的试剂托盘支持器，所述试剂托盘支持器被配置成相对于所述盒保持器运动，以将所述毛细管盒的毛细管放置成与试剂容积流体连通；以及布置在所述壳体内的控制组件，所述控制组件被配置成当所述毛细管盒布置在所述盒保持器内时接收与所述毛细管盒相关联的数据，所述控制组件被配置成基于与所述毛细管盒相关联的所述数据将信号发送到所述检测组件以将所述检测组件放置在所述第一构型或所述第二构型中。25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述盒保持器被配置成当所述盒保持器的所述接触表面中的至少一个被放置成与所述毛细管盒接触时向所述控制组件发送信号。26.根据权利要求24所述的系统，其中，所述控制组件被配置成发送一个或多个信号，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·罗奇，杨维善，许辉，
申请(专利权)人：普诺森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US