用于自动化化验的微流体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供用于在微流体尺度上执行多步骤化验的盒、装置和方法。一种盒包括：块体框架，该块体框架包括孔，其中，孔包括出口、至少一个入口和底表面；多个容器，其中每个容器经由微通道连接到孔，该微通道通向至少一个入口；以及，可打开的覆盖物，覆盖物构造成在闭合时封闭化验表面并且在(i)化验表面和孔的底表面之间或者(ii)化验表面和覆盖物之间形成间隙。该间隙可以由间隔件形成，间隔件从孔的底表面或者从覆盖物的外边缘延伸。方法包括使液体流入到间隙内并且/或者通过邻近化验表面的开口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于自动化化验的微流体装置相关申请的交叉引用本申请要求名称为“MICROFLUIDICDEVICES FOR AUTOMATED ASSAYS(用于自动化化验的微流体装置)”并且在2014年4月18日提交的美国临时申请第61/981，617号的优先权，该临时专利申请的全部内容以引用的方式结合到本文中以用于所有目的。
技术介绍
用来执行生物化验的手动方法是耗时的并且倾向于出现使用者误差和污染，当待化验的样品数量增加时，问题会加剧。在手动方法中方便地采用的移液器和管是相对较大的，并且因此需要大量样品和试剂。已开发了自动化系统来解决这些问题中的至少某些问题。常规自动化化验系统通常依靠复杂的机械，诸如XYZ-平面机器人或移液器和/或移动台。这些系统需要额外地对使用者训练并且意味着大量投资。此外，与手动方法相比，自动化系统常常是更加试剂密集型的，并且因此每批成本更高。
技术实现思路
目前公开的装置允许自动进行生物化验，诸如免疫化验和核酸杂交化验，并且提供很小的体积用来化验。这减少了所需的试剂和样品量，并且允许高效处理。该装置并不依靠复杂的机器人，而是可以利用真空和/或液体或压力管线来操作。一旦样品被添加到该装置，无需进一步人工关注。本专利技术提供了一种盒，包括: 块体框架，其包括孔，孔包括至少一个出口、至少一个入口和底表面；以及嵌入于盒中的多个容器(例如，在块体框架中)，其中每个容器经由微通道(储集器)连接到孔，微通道通向至少一个入口。在某些实施例中，盒还包括安置于孔底表面上的间隔件，使得当化验表面(例如，盖玻片或载玻片)放置于间隔件上时，在化验表面与孔的底表面之间形成间隙。在某些实施例中，盒还包括可打开的覆盖物，该覆盖物构造成在闭合时封闭化验表面并且在(i)化验表面和孔的底表面之间或者(ii)化验表面与覆盖物之间形成间隙。在某些实施例中，至少一个或全部容器嵌入于块体框架中。在某些实施例中，至少一个或全部容器嵌入于覆盖物中。在某些实施例中，容器安置于孔的一侧上。在某些实施例中，间隙由间隔件形成，其中间隔件从孔的底表面延伸，并且构造成在覆盖物或化验表面的外边缘上与覆盖物或化验表面相遇；保持覆盖物或化验表面平行于孔的底表面；以及在覆盖物或化验表面与孔的底表面之间留有开口，液体能穿过该开口(例如，在间隙的一侧上)。在某些实施例中，间隙由间隔件形成，其中间隔件从覆盖物的外边缘延伸，并且构造成与孔的底表面相遇；以及在覆盖物与底表面之间留有开口，当覆盖物闭合时，液体能穿过开口(例如，在间隙的一侧上)。在某些实施例中，间隔件的大小适于容纳多个大小的化验表面(例如，标准盖玻片尺寸)。在某些实施例中，化验表面当存在时放置于向上面向的孔的底表面上，例如在间隔件形成的边界内侧。在某些实施例中，间隙保持小于500微升，例如小于100微升，10-500微升、25-250微升、30-100微升或大约20微升、30微升或50微升的体积。在某些实施例中，至少一个出口从孔的底表面引出。在某些实施例中，至少一个出口构造成连接(例如，附连)到真空管线。在某些实施例中，至少一个入口通向孔的底表面。在某些实施例中，至少一个入口通向孔的底表面。在某些实施例中，出口和至少一个入口在孔的底表面上在间隙的相对侧上。在某些实施例中，每个容器连接到孔中的单独入口，例如在孔的底表面中。每个容器可以经由微通道连接到孔。在某些实施例中，每个容器连接到单独微通道，其中微通道合并以形成比容器更少量的入口。在某些实施例中，每个容器保持试剂(例如，抗体或其抗原结合片段、结合剂、探针、标记剂、酶等)或缓冲剂(例如，洗涤、阻断或固定缓冲剂)。在某些实施例中，盒包括额外微通道以允许(一种或多种)试剂和/或(一种或多种)缓冲剂从盒外侧例如从自动化仪器中储存的容器输送到孔。在某些实施例中，盒附连到歧管，液体或压力可以从自动化仪器通过歧管输送到盒。在某些实施例中，歧管与盒或多个容器形成密封隔离。在盒中容器的内含物可以在向容器施加压力时分配。在某些实施例中，多个容器中的每一个构造成连接到压力管线或液体管线。在某些实施例中，每个容器附连到阀操作的入口管道，阀操作的入口管道通向容器。在某些实施例中，阀在歧管中或者在自动化仪器中。在某些实施例中，阀在盒中。在某些实施例中，盒是一次性的。在某些实施例中，盒与试剂一起封装和储存在容器中。如果试剂是可降解的，盒可以在适当温度例如-20°C、(TC或4°C储存。在某些实施例中，使用者在执行所希望的化验之前向容器添加试剂。在某些实施例中，盒由塑料、玻璃、陶瓷、橡胶或非反应性金属制成。在某些实施例中，盒由聚合物，例如热塑性或弹性体，例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(C0C)、环烯烃聚合物(C0P)、聚碳酸酯(PC)或其复合物制成。在某些实施例中，盒的块体框架包括聚合物、硅、金属、玻璃或陶瓷。在某些实施例中，化验表面包括于盒中或者加载到盒内。在某些实施例中，化验表面可以涂覆已知的分析物或样品。分析物或样品能直接附着或间接联结到化验表面，例如，反应基团或联结基团。例如，化验表面可以涂覆有抗体(或者其抗原结合片段)、抗原、结合剂(例如，受体或其配位体)、蛋白质(包括糖蛋白、磷蛋白等)、核酸(包括甲基化核酸、适配体等)、病毒或噬菌体、细胞或细菌组分(例如，膜片段)。在某些实施例中，化验表面是在盖玻片或载玻片上，例如，由玻璃或塑料制成。在某些实施例中，化验表面是正方形、矩形或圆形。在某些实施例中，化验表面为大约80-2500平方毫米(例如，约 100mm2、250mm2、250-1000mm2、300-650mm2、或 1500-2000mm2)。在某些实施例中，盒还包括额外孔或槽，其邻近构造成保持液体的孔(化验区)但与该孔分开。在某些实施例中，槽在两侧或三侧围绕孔，并且保持液体以维持在盒中的湿度。在某些实施例中，盒还包括在孔底表面下方的热元件。在某些实施例中，热元件包括珀尔贴单元、散热器或二者。在某些实施例中，在盒(和间隙)中的温度受到自动化仪器控制。本专利技术还提供了利用如本文所描述的盒来执行化验的方法。在某些实施例中，化验方法的至少一个步骤是自动化的。在某些实施例中，由向盒提供压力、液体和/或真空管线的仪器来自动执行化验方法。在某些实施例中，该方法包括: 将化验表面放置于盒中(例如，以在化验表面与孔的底表面或者在化验表面与覆盖物之间形成间隙)； 将第一试剂从多个容器之一分配到孔，使得第一试剂进入在化验表面与孔底表面之间的间隙或者在化验表面与覆盖物之间的间隙中； 将缓冲剂(例如，洗涤流体、固定剂或阻断缓冲剂)从多个容器之一或者从液体管线分配到孔，使得该缓冲剂将位于该间隙中的第一试剂移动； 可选地，将第二试剂从多个容器之一分配到孔，使得第二试剂进入在化验表面与孔底表面之间的间隙之间或者在化验表面与覆盖物之间的间隙；以及 可选地，将缓冲剂(例如，洗涤流体、固定剂或阻断缓冲剂)从多个容器之一或者从液体管线分配到孔，使得该缓冲剂将第二试剂从所述间隙移动；在某些实施例中，该方法还包括在分配试剂之间多于一个“分配缓冲剂”的步骤，例如，以确保完全洗涤，或洗涤之后阻断等。在某些实施例中，该方法还包括分配试剂和分配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盒，包括：块体框架，所述块体框架包括：(a)孔，其中所述孔包括出口、至少一个入口和底表面；以及(b)嵌入于所述块体框架内的多个容器，其中每个容器经由微通道连接到所述孔，所述微通道通向所述至少一个入口；以及可打开的覆盖物，所述覆盖物构造成在闭合时封闭化验表面并且在(i)所述化验表面和所述孔的底表面之间或者在(ii)所述化验表面和所述覆盖物之间形成间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭锟，Y·J·金，
申请(专利权)人：生物辐射实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US