用于处理液体样本的射流卡盘和方法技术

一种用于处理液体样本的射流卡盘包括：主要通道，其用于穿过其将所述液体样本从上游端传递到下游端；以及一个或多个分支通道，所述分支通道接合所述主要通道以用于在所述液体样本已通过所述一个或多个分支通道的下游之后将液体和气体引入到所述主要通道中。所述一个或多个分支通道包含第一分支通道，其中所述第一分支通道包括：气体入口，其用于将气体引入到所述第一分支通道中；液体入口，其用于将液体引入到所述第一分支通道中；以及阀门，其经配置以在其中它防止所述第一分支通道中的液体和气体传递到所述主要通道中的闭合位置与其中它准许所述第一分支通道中的液体和气体传递到所述主要通道中的打开位置之间移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于处理液体样本的射流卡盘和方法，更具体来说，其中所述射流卡盘包括主要通道和接合所述主要通道的一个或多个分支通道。
技术介绍
样本制备和分析呈现许多后勤问题。常规地，在没有分析医学样本(例如血液、唾液、尿液以及拭子洗脱液)所必需的设备的局部手术中，许多所述样本被提供给医生，例如，全科医生(GP)或主治医师(PCP)。因此，必须将样本发送到其中分析样本的实验室。测试结果必须随后被核对且返回给GP以分析所述结果且做出诊断。此方法是不适当的。首先，存在样本运送中被丢失或与错误的患者错配的相当大的风险。此外，尽管技术的最近发展已经减少了执行测试所花费的总时间，但将样本发送到实验室所涉及的延迟是不令人满意的。然而，在实验室中存在的类型的分析系统是复杂的且通常难以从源样本提供足够量的纯目标以可靠地执行下游分析测定。这通常阻止局部GP手术能够现场执行此类测试。然而，近年来，已经努力减小分析系统的大小以使测试运行起来更快且更简单，且需要更小的量的样本。举例来说，“芯片实验室”(LOC)装置(微流体装置的子集)将在医院中执行的几乎所有医疗测试或诊断操作整合在单一微流体芯片上。形成此类微流体装置的通道处理较小流体体积且连接在一起以便实现所希望的功能，例如混合样本、移动样本通过装置、使样本与不同的试剂反应等等。这些芯片可以插入到机器中以控制测试的性能且测量结果。然而，已发现处理微流体装置中的样本可能非常困难。在如在常规LOC上存在的此类小通道中，难以施加外部力以将样本从一个位置移动到另一位置以在样本上执行不同的动作。还存在对仅仅使用毛细作用操作的LOC装置的复杂性的限制。此外，由于LOC的较小样本大小，所述装置具有减少的灵敏度且因此目标存在于样本中的概率减小。替代的方法是使用射流卡盘。射流卡盘的组件的大小大于微流体装置的组件的大小，并且因此移动样本通过各种不同位置以在其上执行不同的动作变得可能。这使得有可能执行比可以使用典型的LOC装置执行的更加复杂的测试，同时仍提供在局部GP手术中可能使用的分析系统。可用于医疗诊断的科学测定已经越来越涉及生物化学过程，例如聚合酶链反应(“PCR”)。PCR测定已经提供测定核酸的界定区段的存在的强有力的方法。因此希望在射流卡盘上执行PCR测定。将PCR减小到微芯片级对于便携式检测技术和高通量分析系统是十分重要的。所述方法可以用于针对对特定病原体(例如沙眼衣原体细菌、HIV或任何其它病原微生物)具有特异性的核酸的存在测定体液。可商购的自动DNA扩增测定的引入已经允许更多实验室引入这些技术以用于试样的常规测试。然而，存在改进用于此目的的射流装置的需要。射流装置通常用于样本制备和生物学或化学液体样本的分析。在样本制备期间，样本通常通过样本输入端口进入且在到达其中可以分析它的样本室之前可以沿着主要通道传递或进入到空腔中。另外的试剂、缓冲液、溶液或液体可以沿着通道传递以制备用于分析的样本。例如，当准备用于PCR分析的细菌样本时，裂解缓冲液可以用于裂解细菌，随后洗涤缓冲液可以通过以将任何不希望的样本基质冲刷到废物容器，且随后样本可以重新悬浮于最终洗脱缓冲液中以准备好用于PCR扩增。当使此系统自动化时出现问题，因为反应室中用于样本分析(例如PCR扩增)所需的所有试剂都应该被包含在其中可以控制操作插入样本的一个平台上。WO97/16561提供测定系统，所述测定系统包括：包括反应室的第一组合件、包括热源的第二组合件以及包括多个流体室的第三组合件。所述组合件可以通过滑动或易位相对于彼此移动，因此例如，当第一和第三组合件邻接时导致所述组合件之间的流体联通。如WO97/16561的实例2中所描述圆盘传送带包含十七个流体室，且当旋转时，这些流体室与反应室对准以便避免试剂的交叉污染。需要腔室完全对准以便允许流体联通，且需要存在足够体积的洗涤缓冲液和清洗溶液以确保去除痕量的杂质。在许多生物学分析系统中，具体来说，在使用扩增测定的系统中，重要的是，在执行分析之前从所述系统去除某些试剂。例如，可能极其重要的是，在执行PCR扩增之前去除所有痕量的裂解缓冲液。此外，当微流体装置可以再用于不同的样本时，重要的是，清洗装置以避免交叉污染。WO2010/149995揭示在再使用之前使用清洗溶液(例如清洁剂、络合剂、碱或酸)或气冲来冲洗反应空腔。空气或气体可以进一步用于在流体通过之间干燥通道或空腔。单一、过长的流体路径长度需要较高压力以推动样本和试剂通过通道，并且还需要较大体积的清洗溶液以确保有效地清洗通道的整个长度以避免流体通过之间的交叉污染风险。用于避免使用单一流体通道的替代的设计描述于WO03/078065和WO2009/108260中且使用具有若干相交的通道的主要通道。这些通道可以连接到单独的输入端口、从主要通道偏移，且提供用于全自动系统的替代的设计，其中在开始使用时所有试剂都被包含在微流体装置上。所述通道可以替代地连接废液池且通过例如WO03/078065中的分析区域。WO2009/108260描述穿过主要通道沖洗清洗溶液以清洗微流体电路且使用空气来推动样本通过主要通道。尽管在通过单独不同的通道引入不同的液体或试剂时是有益的，但与主要通道相交的二级通道的引入将总是产生‘盲管段’。盲管段是流体并不流动通过的通道的区段，且被视为污染源。它们通常存在于其中侧通道与主要通道相交处，因为流体可能在盲管段处的相交点处或附近积聚，且留存在那儿直到下一流体通过，从而增加污染风险。举例来说，图16示出已知的微流体接合点B110、出口通道B111以及多个电路单元B112、B113、B114。微流体接合点B110是用于聚集多种液体的区域。出口通道B111能够从微流体接合点B110接收流体。出口通道B111包含与微流体接合点B110相连接的第一端、与废液池B115相连接的第二端，以及定位在出口通道B111的第一端和第二端之间的分析区域B116。每个电路单元包含：源通道B117，其具有能够接收样本流体的第一端和与微流体接合点B110相连接的第二端；分支通道B118，其在相交点B119处与源通道B117相连接；以及分流系统，其能够区别地将流动通过源通道的流体或者引导到微流体接合点B110中或者引导到分支通道B118中。分支通道B118进一步连接到废液池B120。当流体进入到电路单元B112中时，流体沿着源通道B117流动到相交点B119且或者被引导继续通过源通道B117且进入到微流体接合点B110中，或者被引导到分支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理液体样本的射流卡盘，其包括：主要通道，其用于穿过其将所述液体样本从上游端传递到下游端；以及一个或多个分支通道，所述分支通道接合所述主要通道，用于在所述液体样本已通过所述一个或多个分支通道的下游之后将液体和气体引入到所述主要通道中，所述一个或多个分支通道包含第一分支通道，其中所述第一分支通道包括：气体入口，其用于将气体引入到所述第一分支通道中；液体入口，其用于将液体引入到所述第一分支通道中；以及阀门，其配置成在防止所述第一分支通道中的液体和气体传递到所述主要通道中的闭合位置与准许所述第一分支通道中的液体和气体传递到所述主要通道中的打开位置之间移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.29 GB 1313515.71.一种用于处理液体样本的射流卡盘，其包括：
主要通道，其用于穿过其将所述液体样本从上游端传递到下游端；以及
一个或多个分支通道，所述分支通道接合所述主要通道，用于在所述液体样本已通过
所述一个或多个分支通道的下游之后将液体和气体引入到所述主要通道中，所述一个或多
个分支通道包含第一分支通道，其中所述第一分支通道包括：
气体入口，其用于将气体引入到所述第一分支通道中；
液体入口，其用于将液体引入到所述第一分支通道中；以及
阀门，其配置成在防止所述第一分支通道中的液体和气体传递到所述主要通道中的闭
合位置与准许所述第一分支通道中的液体和气体传递到所述主要通道中的打开位置之间
移动。
2.根据权利要求1所述的射流卡盘，其中所述一个或多个分支通道进一步包括接合在
所述第一分支通道下游的所述主要通道的第二分支通道，其中所述第二分支通道包括：
气体入口，其用于将气体引入到所述第二分支通道中；
液体入口，其用于将液体引入到所述第二分支通道中；以及
阀门，其配置成在防止所述第二分支通道中的液体和气体传递到所述主要通道中的闭
合位置与准许所述第二分支通道中的液体和气体传递到所述主要通道中的打开位置之间
移动。
3.根据以上任何一项权利要求所述的射流卡盘，其中所述一个或多个分支通道上的所
述或每一气体入口包括用于防止液体和气体从所述分支通道流动通过所述气体入口的气
体入口阀门。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的射流卡盘，其中所述一个或多个分支通道中的所
述或每一阀门与所述主要通道间隔开，由此在所述分支通道中形成在所述阀门和所述主要
通道之间的盲管段。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的射流卡盘，其中所述一个或多个分支通道中的所
述或每一阀门位于所述分支通道和所述主要通道之间的接合点处。
6.根据以上任何一项权利要求所述的射流卡盘，其中所述或每一气体入口比所述或每
一液体入口位于距所述分支通道与所述主要通道的所述接合点更远处。
7.根据权利要求3所述的射流卡盘，其中所述或每一气体入口阀门比所述或每一液体
入口位于距所述分支通道与所述主要通道的所述接合点更远处，且所述或每一气体入口比
所述或每一气体入口阀门位于距所述分支通道与所述主要通道的所述接合点更远处。
8.根据以上任何一项权利要求所述的射流卡盘，其中所述一个或多个分支通道上的所
述或每一液体入口耦合到液体室。
9.根据权利要求8所述的射流卡盘，其中所述或每一液体室是可收缩泡罩，所述可收缩
泡罩调适成在收缩时将其中包含的液体喷出通过所述液体入口、进入到所述分支通道中且
进入到所述主要通道中，以用于在所述液体样本已通过所述一个或多个分支通道的下游之
后将所述液体引入到所述主要通道中。
10.根据权利要求8或9所述的射流卡盘，其中所述或每一液体室包含试剂或缓冲液，例
如裂解缓冲液、洗涤缓冲液或洗脱缓冲液。
11.根据权利要求8到10中任一项所述的射流卡盘，当引用权利要求2或引用权利要求2
的任何权利要求时，其中耦合到所述第一分支通道中的所述液体入口的所述液体室包含洗
涤缓冲液，并且其中耦合到所述第二分支通道中的所述液体入口的所述液体室包含洗脱缓
冲液。
12.根据以上任何一项权利要求所述的射流卡盘，其进一步包括用于连接到正压和/或
表压的源的气动接口，所述气动接口包括多个端口，并且其中所述一个或多个分支通道中
的所述或每一阀门或气体入口阀门是气动致动的阀门，其耦合到所述气动接口中的至少一
个端口使得其可以由所述正压和/或表压的源致动。
13.根据权利要求12所述的射流卡盘，当引用权利要求2时，其中所述第一和第二分支
通道中的所述第一和第二气体入口阀门分别耦合到所述气动接口中的相同端口，使得所述
第一和第二气体入口阀门可以同时被致动。
14.根据以上任何一项权利要求所述的射流卡盘，其中所述一个或多个分支通道上的
所述或每一气体入口耦合到所述气动接口以便连接到气体供应装置。
15.根据权利要求14所述的射流卡盘，其中所述一个或多个分支通道上的所述或每一
气体入口耦合到所述气动接口以便连接到气体供应装置，用于传递气体通过所述气体入
口、进入到所述分支通道中且进入到所述主要通道中，以用于在所述液体样本已通过所述
一个或多个分支通道的下游之后将所述气体引入到所述主要通道中。
16.根据权利要求12所述的射流卡盘，其中所述或每一气动致动的阀门包括具有连接
到所述分支通道的第一和第二开口的阀门室；以及
柔性膜，其可在其中所述柔性膜密封所述第一和第二开口以防止流体流动通过所述分
支通道的闭合位置与其中所述柔性膜与所述第一和第二开口间隔开以准许流体流动通过
所述分支通道的打开位置之间移动。
17.根据权利要求16所述的射流卡盘，当引用权利要求10时，其中所述或每一阀门进一
步包括具有在所述阀门室中的开口的流体通道，所述开口通过所述柔性膜与所述第一和第
二开口分开，其中所述流体通道耦合到所述气动接口中的端口，用于在所述阀门室中施加
正压或表压以使所述柔性膜在所述打开和闭合位置之间移动。
18.根据权利要求12到17中任一项所述的射流卡盘，当引用权利要求2或引用权利要求
2的任何权利要求时，其中所述气动接口包括第一到第三端口，并且其中所述第一到第三端
口分别耦合到：
i.所述第一分支通道中的所述阀门；
ii.所述第二分支通道中的所述阀门；以及
iii.所述第一分支通道中的所述气体入口阀门和所述第二分支通道中的所述气体入
口阀门；
使得所述各个阀门可以由通过所述各个端口作用的所述正压和/或表压的源致动。
19.一种处理射流卡盘中的液体样本的方法，所述卡盘包括主要通道和接合所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·肯德尔泰勒，B·阿莱特，
申请(专利权)人：阿特莱斯遗传学有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB