用于处理生物样品的系统和方法技术方案

用于处理和检测来自生物样品组的核酸的系统和方法，包括：分子诊断模块和流体分配系统，所述分子诊断模块被配置为接收结合至磁珠的核酸、分离核酸和分析核酸，包括仓匣接收模块、加热/冷却子系统和被配置为有助于核酸分离的磁体、阀致动子系统和用于分析核酸的光学子系统，所述阀致动子系统包括致动基底、与致动基底相互作用的针组以及配置为使至少一个针偏向一种构型中的弹簧板，所述阀致动子系统被配置为控制流体流动经过用于处理核酸的微流体仓匣，所述流体分配系统被配置为递送样品和试剂至系统的组件以有助于分子诊断方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是2013年2月13日提交的、申请号13/766,359的部分延续申请，其通过引用全文并入本文。
本专利技术一般关于分子诊断领域，并且更具体地，关于用于处理生物样品的改进的系统和方法。背景分子诊断是在近25年期间快速发展的临床试验学科。它起源于基础生物化学和分子生物学研究程序，但现在已成为专注于核酸(NA)的常规分析的独立学科，包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的常规分析，以用于医疗卫生的诊断用途和涉及生物样品的核酸分析的其他领域。生物样品的分子诊断分析可以包括检测存在于样品中的一种或更多种核酸物质。执行的特定分析可以是定性的和/或定量的。分析的方法通常包括核酸物质的分离、纯化和扩增，并且聚合酶链式反应(PCR)是用于扩增核酸的常用技术。通常，待被分析的核酸样品以不足的数量、质量和/或纯度获得，妨碍诊断技术的可靠的实现。当前的样品处理方法和分子诊断技术通常是劳动/时间密集的、低通量且昂贵的，并且分析系统是不充分的。另外，分离、处理和扩增方法是对于某些样品基质和/或核酸类型特异性的，并且不能应用于全部常见生物样品和核酸类型。由于当前分子诊断系统和方法的这些和其他缺陷，因此存在对有利于处理生物样品的改进的系统和方法的需求。本专利技术提供这样的系统和方法。附图的简要描述图1A-1B描绘了用于处理生物样品的系统的实施方案；图2-3描绘了用于处理生物样品的分子诊断模块的实施方案；图4A-4B描绘了分子诊断模块的实施方案的线性致动器的结构；图5A-5D描绘了分子诊断模块的阀致动子系统的实施方案的元件；图6A-6B描绘了分子诊断模块的阀致动子系统的实施方案的结构；图7A-7C描绘了分子诊断模块的阀致动子系统的实施方案的元件；图8A和8B描绘了分子诊断模块的阀致动子系统的实例的元件；图9描绘了分子诊断模块的光学子系统的实施方案的元件；图10A-10B描绘了用于处理生物样品的微流体仓匣(microfluidiccartridge)的实施方案；图11A-11C描绘了用于处理和检测核酸的系统的流体分配系统的实施方案；以及图12描绘了用于处理和检测核酸的方法的实施方案。优选实施方式的描述本专利技术的优选实施方案的以下描述不意图将本专利技术限制为这些优选实施方案，而是使本领域的任何技术人员能够制造和使用本专利技术。1.用于处理和检测核酸的系统如图1A-1B中示出的，用于处理生物样品的系统100的实施方案包括：分子诊断模块130，所述分子诊断模块130包括微流体仓匣接收模块140、加热和冷却子系统150、磁体160、阀致动子系统170和光学子系统280。系统100的其他实施方案还可以包括微流体仓匣210、流体分配系统250、处理器290和用户界面295，所述微流体仓匣210被配置为有助于样品处理，所述流体分配系统250被配置为有助于将气体和液体递送至系统100的不同元件，所述处理器290被配置为分析从系统100的运行产生的数据，所述用户界面295被配置为允许使用者与系统100交流。系统100可以另外地或可代替地包括任何其他适合的元件，如标题为“SystemandMethodforProcessingandDetectingNucleicAcids”且提交于2013年2月13日的U.S.申请号13/766,359中描述的，该申请通过引用全文并入本文。因此，系统100作用为接收包含核酸的生物样品(即，不纯的核酸样品)、从生物样品分离核酸和根据至少一个分子诊断方案(例如，PCR)分析核酸样品。优选地，系统100是一个简单工作的系统(walkawaysystem)，通过它使用者加载包含核酸的生物样品组，并接收产生自分子诊断方案的一组数据，不需要由使用者进行任何另外的样品操作。或者，系统100有利于用于分子诊断方案的样品制备的方面，其中一些样品操作由使用者执行。在系统100的一个示例工作流程中，流体分配系统250吸入生物样品组并将生物样品分配到微流体仓匣210，所述微流体仓匣210排列在分子诊断模块130的仓匣接收模块140中，并且被配置为由分子诊断模块130操作。然后，随着流体分配系统250在适当的阶段分配洗涤溶液、分离溶液和/或空气，分子诊断模块130的加热和冷却子系统150、磁体160和阀致动子系统170有助于从生物样品分离核酸组。然后，流体分配系统250从包含于分子诊断模块130的微流体仓匣210吸入核酸组、将核酸组与分子诊断试剂组合并，并将与分子诊断试剂组组合的核酸组(即，核酸-试剂混合物组)分配至分子诊断模块130内的微流体仓匣210。然后，分子诊断模块130的加热和冷却子系统150、光学子系统180和阀致动子系统170通过被配置为在用户界面上展示信息的处理器来帮助分析核酸-试剂混合物组。如所述的，以上工作流程只是系统100的一个示例工作流程。在以下1.1-1.4节描述了系统100的实施方案的元件的详细描述。1.1系统-分子诊断模块如图1B中示出的，系统100的分子诊断模块130的实施方案包括仓匣接收模块140、加热和冷却子系统150、磁体160、阀致动子系统170和光学子系统280，并且作用为操作用于处理包含核酸的生物样品的微流体仓匣210。分子诊断模块130优选地被配置为与至少一个另外的分子诊断模块130并行操作，使得包含分子样品的多个微流体仓匣210可以被同时处理。在第一个变型中，分子诊断模块130被配置为可与另一个分子诊断模块130以能够接近每个分子诊断模块130中的微流体仓匣210的方式堆叠。在另一个变型中，分子诊断模块130可以不被配置为与另一个分子诊断模块堆叠，使得分子诊断模块130被配置为在相同平面上并排放置。分子诊断模块130的实施方案的元件在以下1.1.1至1.1.4节进一步描述。1.1.1分子诊断模块——仓匣接收模块如图1B、2和3中示出的，分子诊断模块130的仓匣接收模块140包括仓匣平台141、线性致动器146和弹簧组148，所述仓匣平台141包括仓匣装载导轨142、仓匣止动器143、磁体接收槽144和接近区域组145；所述线性致动器146被配置为使放置在仓匣平台141的微流体仓匣210移位；所述弹簧组148耦合至仓匣平台141。因此，仓匣接收模块140作用为接收、排列和推压用于根据分子诊断测定方案处理生物样品的微流体仓匣210。仓匣平台141优选地被配置为沿着仓匣装载导轨142接收微流体仓匣210直到微流体仓匣210到达仓匣止动器143，并且由线性致动器146垂直移位，这对耦合至仓匣平台141的弹簧组148产生偏置力。当微流体仓匣210被线性致动器146垂直地移位时，磁体接收槽144和接近区域组145通过磁体160和阀致动子系统170提供对微流体仓匣210的接近。仓匣平台141包括仓匣装载导轨142、仓匣止动器143、磁体接收槽144和接近区域组145，并且作用为接收并对齐微流体仓匣210，同时通过磁体160和阀致动子系统170提供对微流体仓匣210的接近。如在图2中示出的，仓匣平台141的实施方案包括一对平行仓匣装载导轨142，所述仓匣装载导轨142从被配置为引导微流体仓匣向该对平行的仓匣装载导轨142运动的一对向内逐渐变细的突起开始，并延伸跨越本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置为接收仓匣的系统，所述仓匣包括用于处理和检测核酸的流体通路组，所述流体通路组中的每个流体通路包括阻塞位置组，其中所述系统包括：·仓匣平台，其用于接收和对齐所述仓匣，所述仓匣平台包括接近区域，所述接近区域提供对所述阻塞位置组的接近；·阀致动子系统，其被定位于所述仓匣平台的下方，所述阀致动子系统包括：·致动基底，其包括有效区域的阵列；·针组，所述针组中的每个针包括远端和移位区域并且以以下构型运行：由所述致动基底的有效区域平移到与所述移位区域对齐而激活的缩回构型，和由所述有效区域远离所述移位区域平移而激活的延伸构型，所述延伸构型阻塞接触所述远端的阻塞位置，·弹簧板，其包括使所述针组中的每个针偏向所述延伸构型的弹簧组，并且其中从所述延伸构型向所述缩回构型的转变压缩所述弹簧组的弹簧，和·致动器，其耦合至所述致动基底、针壳体和所述弹簧板中的至少一个，并且被配置为提供所述有效区域的阵列和所述针组之间的相对移位；以及·线性致动器，其被配置为提供所述仓匣平台和所述阀致动子系统之间的相对移位，以有助于仓匣放置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 US 14/229,3961.一种被配置为接收仓匣的系统，所述仓匣包括用于处理和检测核酸的流体通路组，所述流体通路组中的每个流体通路包括阻塞位置组，其中所述系统包括：·仓匣平台，其用于接收和对齐所述仓匣，所述仓匣平台包括接近区域，所述接近区域提供对所述阻塞位置组的接近；·阀致动子系统，其被定位于所述仓匣平台的下方，所述阀致动子系统包括：·致动基底，其包括有效区域的阵列；·针组，所述针组中的每个针包括远端和移位区域并且以以下构型运行：由所述致动基底的有效区域平移到与所述移位区域对齐而激活的缩回构型，和由所述有效区域远离所述移位区域平移而激活的延伸构型，所述延伸构型阻塞接触所述远端的阻塞位置，·弹簧板，其包括使所述针组中的每个针偏向所述延伸构型的弹簧组，并且其中从所述延伸构型向所述缩回构型的转变压缩所述弹簧组的弹簧，和·致动器，其耦合至所述致动基底、针壳体和所述弹簧板中的至少一个，并且被配置为提供所述有效区域的阵列和所述针组之间的相对移位；以及·线性致动器，其被配置为提供所述仓匣平台和所述阀致动子系统之间的相对移位，以有助于仓匣放置。2.如权利要求1所述的系统，还包括针壳体，所述针壳体包括空腔组，所述空腔组围绕并引导所述针组中的每个针在所述缩回构型和所述延伸构型之间移位，其中所述空腔组中的空腔包括被配置为限制针在所述空腔内的移动范围的止动区域。3.如权利要求1所述的系统，还包括定位在所述仓匣平台的所述接近区域下方的磁体，其中所述磁体被配置为提供跨越所述流体通路组的至少三个流体通路的磁场，从而有助于所述仓匣处的三个经纯化的核酸体积的分离和提取。4.如权利要求1所述的系统，还包括光学子系统，所述光学子系统包括一组单元，其中每个单元包括激发滤光器、发射滤光器、与所述发射滤光器对齐的光检测器，以及分色镜，所述分色镜被配置为将来自所述激发滤光器的光反射至所述仓匣处的样品，并将来自所述样品的光穿过所述发射滤光器透射至所述光检测器。5.如权利要求1所述的系统，还包括所述仓匣，其中所述仓匣包括样品端口-试剂端口对组、流体端口、检测室组、废弃物室、弹性体层和流体通路组，其中所述流体通路组的每个流体通路被耦合至所述样品端口-试剂端口对组的样品端口-试剂端口对、所述流体端口和所述检测室组的检测室，并且被配置为将废弃物流体转移至所述废弃物室并在所述弹性体层形变时被阻塞。6.一种用于处理核酸的阀致动系统，所述阀致动系统包括：·致动基底，其包括峰阵列和谷阵列；·针组，所述针组中的每个针包括底端、远端和槽，所述槽包括限定在所述槽内的突起，并且每个针能够以以下构型运行：·缩回构型，所述缩回构型由所述峰阵列的峰平移成与所述突起对齐而激活，和·延伸构型，所述延伸构型由所述谷阵列的谷平移成与所述突起对齐而激活，所述延伸构型阻塞接触所述远端的阀；·针壳体，其包括围绕和引导所述针组中的每个针在所述缩回构型和所述延伸构型之间的移位的空腔组；·弹簧板，其包括使所述针组中的每个针偏向所述延伸构型的弹簧组，并且其中从所述延伸构型向所述缩回构型的转变压缩所述弹簧组的弹簧；和·致动器...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·T·卡斯纳，杰弗里·威廉姆斯，
申请(专利权)人：纽莫德克斯莫勒库拉尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US