用于浮力分离的方法和系统技术方案

用于浮力分离样品的靶成分的方法和系统，该方法包括：在处理室处，使具有第一密度的一定体积的基底与样品结合，由此产生靶结合的复合物的群体，所述靶结合的复合物的群体包含与所述一定体积的基底的至少一部分结合的靶成分；在处理室中，基于所述一定体积的基底和施加的力之间的相互作用，从样品物理地分离靶结合的复合物的群体；使靶结合的复合物的群体聚集在处理室的收集区域处；从处理室提取靶结合的复合物的群体；以及处理来自靶结合的复合物的群体的靶成分，用于另外的分析。

Method and system for buoyancy separation

Method and system for target composition buoyancy sample separation, the method includes: in the processing chamber, the substrate having a first volume density of the sample and combining the resulting target binding complexes of groups, the target binding complex group contains at least a portion of the target components combined with the a volume of the substrate; in a processing chamber, the substrate interaction between the volume and the force applied on the sample from a physically separate target binding complexes of groups; collecting area at the target binding complex groups gathered in the treatment chamber; from the compound extraction treatment room the combination of target groups; and from the target binding complexes of group target composition, for further analysis.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于浮力分离的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2014年12月15日提交的美国临时申请序号62/092,019和于2015年7月7日提交的美国临时申请序号62/189,518的权益，这些申请各自通过此引用以其整体并入本文。
本专利技术总体上涉及生物样品处理领域的分离方法和分离系统。更具体地，本专利技术涉及用于生物流体样品中的颗粒的浮力分离(buoyantseparation)的改进的方法和系统。背景在研究和诊断应用中，能够分离样品的一种或更多种类型的颗粒通常是重要的。因此，以有效且高产量的方式分离靶组分可以对健康护理应用、生物研究、食品工业研究以及医学研究具有显著的影响。供分离和提取的组分可以包括细胞、蛋白、核酸、脂质以及常常在生物流体中发现的其他颗粒，并且在一个实例中，生物样品中的稀有的癌细胞(例如循环肿瘤细胞)的有效分离可以被用于检测和/或诊断处于早期阶段的患者的癌症，在此阶段干预是至关重要的。存在用于从样品分离颗粒的若干常规的设备(setup)，实施衍生自以下中的一种或更多种的技术：荧光激活分选(fluorescenceactivatedsorting)、磁性分选(magneticsorting)、过滤、电泳分离以及其他分离方法。然而，常规的颗粒分离系统通常是低效的，不是高产量的，是劳动密集的，易于用户失误(user-error)，并且需要大型系统，必须进行大量的训练和/或构成不可信的分析。从时间、劳动力和成本角度来看，常规的设备操作起来通常还是昂贵的，这可以对使用此类设备执行的分析的完整性产生限制。因此，在生物样品处理领域存在对建立用于浮力分离样品的靶组分的改进的方法和系统的需求。本专利技术提供这样的改进的方法和系统。附图简述图1A和1B是用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案的流程示意图；图1C描绘用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案的区块的实例；图1D和1E描绘用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案的区块的实例；图2A-2C描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案中，样品流体和处理室之间的相互作用的变化形式；图3描绘在用于浮力分离样品的靶成分的系统和方法的实施方案中，处理室形态配置的变化形式；图4描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案中使用的处理室的具体实例；图5描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案中使用的处理室的具体实例；图6A-6B描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案中，取决于旋转轴的收集区域的变化形式；图7A-7B描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案中，提取的变化形式；图8描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案中，提取的变化形式；图9A-9B描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法的实施方案中，包括检测窗口的处理室的变化形式；图10描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法中，用于基底改性的方法的变化形式；图11描绘用于浮力分离样品的靶成分的系统的第一实施方案；图12A和12B描绘在用于浮力分离样品的靶成分的方法中使用的处理室的实例；图13描绘用于浮力分离样品的靶成分的处理室的实例；图14描绘用于浮力分离样品的靶成分的系统的第二实施方案；图15A-15D描绘用于浮力分离样品的靶成分的系统的实施方案的第一变化形式；图15E描绘与用于浮力分离样品的靶成分的系统的实施方案的第一变化形式相关的实例；图16A-16E描绘用于浮力分离样品的靶成分的系统的实施方案的第二变化形式；图17A-17C描绘用于浮力分离样品的靶成分的系统的实施方案的第三变化形式；图18A-18B描绘用于浮力分离样品的靶成分的系统的第一可选择的实施方案；以及图19A-19B描绘用于浮力分离样品的靶成分的系统的第二可选择的实施方案。具体实施方式本专利技术的优选的实施方案和实施例的以下描述不意图将本专利技术限于这些优选的实施方案和实施例，而是使本领域任何技术人员能够制造和使用本专利技术。1.方法如在图1A和1B中示出的，用于浮力分离样品的靶成分的方法100的实施方案包括：S110，在处理室处，使具有第一密度的一定体积的基底与样品结合，由此产生靶结合的复合物的群体，所述靶结合的复合物的群体包含与所述一定体积的基底的至少一部分结合的靶成分；S120，在处理室中，基于所述一定体积的基底和施加的力之间的相互作用，从样品物理地分离靶结合的复合物的群体；S130，使靶结合的复合物的群体聚集在处理室的收集区域处；S140，从处理室提取靶结合的复合物的群体；以及S150，处理来自靶结合的复合物的群体的靶成分用于另外的分析。方法100起提供用于以来自研究人员或临床人员的很少量的努力从样品有效分离靶成分的处理的作用。方法100还起有助于分离的和收集的靶成分的下游分析(例如，基于聚合酶链式反应的测定、侧流测定、基于培养物的测定等)的作用，用于研究应用、临床应用和/或食品工业应用。优选地，方法100可以被应用于大样品体积(例如35mL的样品体积、超过5mL的样品体积等)，以从大样品体积提取一种或更多种靶组分。然而，方法100可以另外地或可选择地被应用于任何其他合适大小的样品体积(例如小于或等于5mL的样品体积)。方法100优选地利用被动施加的力(例如重力)和/或主动施加的力(例如离心力)，以基于结合的靶成分和主体样品(bulksample)之间的密度差异从主体样品分离靶成分；然而，方法100可以另外地或可选择地使用任何其他物理参数和相关的分离机制来增强靶成分从生物样品的分离。例如，在一个变化形式中，通过将靶成分偶联至具有漂浮性和磁性双功能性的颗粒，可以用磁性操纵漂浮的颗粒来增强浮力分离。在从样品分离靶成分时，可以根据方法100进行靶成分的提取。另外地或可选择地，样品的非靶成分可以标记有磁性基底并且被拉到或排斥到处理室的期望的区域(例如，处理室的壁)，而已经标记有漂浮的基底的靶成分与样品体积分离。然而，除了描述的分离方法之外或替代描述的分离方法，可以实施分离处理的任何其他合适的模式。此外，方法100可以被用于基于将靶成分的每个组选择性地偶联至可以基于特征(例如物理特征、化学特征等)被单独地分离的相关的基底体积，同时地或依序地从主体样品分离靶成分的每个组。在变化形式中，方法100可以被用于通过使用有助于将靶成分集中至收集位置(例如与重力或离心力最相对的极端)的漂浮的颗粒从生物样品分离靶细胞和/或靶分析物成分。优选地，使用下文第2节中描述的系统200的元件至少部分地实施方法100；然而，方法100可以另外地或可选择地使用任何其他合适的系统来实施。在具体实例中，方法100可以被用于提供在30分钟内从1升的主体样品体积浮力激活分离(buoyancy-activatedseparation)和/或提取样品的靶组分。在第二个具体实例中，方法100可以被用于提供在15分钟内从50mL的主体样品体积浮力激活分离和/或提取样品的靶组分。然而，方法100的变化形式可以可选择地被调节以使能够根据任何其他合适的时间线分离。1.1方法—用漂浮的基底标记区块S110陈述：在处理室处，使具有第一密度的一定体积的基底与样品结合，由此产生靶结合的复合物的群体，所述靶结合的复合物的群体包含与所述一定体积的基底的至少一部分结合的靶成分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于浮力分离样品的靶成分的系统，所述系统包括：●处理室，所述处理室包括：●封闭端和与所述封闭端相对的可打开端，所述处理室被配置成保持具有所述靶成分的所述样品并且有助于使所述靶成分结合至基底的组以产生漂浮的靶结合的复合物的组；以及●靶成分提取器，所述靶成分提取器包括：●截头圆锥形表面，所述截头圆锥形表面用于传送到所述处理室的所述可打开端中，所述截头圆锥形表面限定具有第一宽度的基础区域和与所述基础区域相对的、具有比所述第一宽度窄的第二宽度的集中区域，其中所述截头圆锥形表面限定被配置成将所述漂浮的靶结合的复合物的组集中在所述截头圆锥形表面的所述集中区域处的体积；以及●提取区，所述提取区具有倒置的截头圆锥形表面，通过通道与所述截头圆锥形表面的集中区域连通，所述通道将所述漂浮的靶结合的复合物的组传送到所述提取区中，用于从所述集中区域去除所述漂浮的靶结合的复合物的组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.15 US 62/092,019;2015.07.07 US 62/189,5181.一种用于浮力分离样品的靶成分的系统，所述系统包括：●处理室，所述处理室包括：●封闭端和与所述封闭端相对的可打开端，所述处理室被配置成保持具有所述靶成分的所述样品并且有助于使所述靶成分结合至基底的组以产生漂浮的靶结合的复合物的组；以及●靶成分提取器，所述靶成分提取器包括：●截头圆锥形表面，所述截头圆锥形表面用于传送到所述处理室的所述可打开端中，所述截头圆锥形表面限定具有第一宽度的基础区域和与所述基础区域相对的、具有比所述第一宽度窄的第二宽度的集中区域，其中所述截头圆锥形表面限定被配置成将所述漂浮的靶结合的复合物的组集中在所述截头圆锥形表面的所述集中区域处的体积；以及●提取区，所述提取区具有倒置的截头圆锥形表面，通过通道与所述截头圆锥形表面的集中区域连通，所述通道将所述漂浮的靶结合的复合物的组传送到所述提取区中，用于从所述集中区域去除所述漂浮的靶结合的复合物的组。2.如权利要求1所述的系统，其中所述靶成分提取器还包括单独的提取部件，所述单独的提取部件限定与所述倒置的截头圆锥形表面互补的第二倒置的截头圆锥形表面，其中所述第二倒置的截头圆锥形表面被偶联至收集管，所述收集管被配置用于：1)传送到所述靶成分提取器的所述通道中，以及2)在操作期间，接收来自所述集中区域的所述漂浮的靶结合的复合物的组。3.如权利要求1所述的系统，其中所述靶成分提取器的外周区域包括一组螺纹，所述一组螺纹被配置成啮合所述处理室的一组互补的螺纹，其中，在第一操作模式中，所述靶成分提取器相对于所述处理室的旋转促使所述靶成分提取器的所述截头圆锥形表面与所述样品的流体连通。4.如权利要求1所述的系统，其中所述靶成分提取器被配置成与所述处理室同心地对齐，其中，在第一操作模式中，将所述靶成分提取器向所述处理室中更深处的平移促使所述靶成分提取器的所述截头圆锥形表面与所述样品的流体连通。5.如权利要求1所述的系统，其中所述靶成分提取器的所述截头圆锥形表面通过阀与所述倒置的截头圆锥形表面分离，其中，在操作期间，所述靶成分提取器向所述处理室中更深处的运动将所述样品的流体与所述漂浮的靶结合的复合物的组一起传送通过所述阀并且传送到由所述倒置的截头圆锥形表面限定的区域中。6.如权利要求5所述的系统，其中所述阀是球阀。7.如权利要求1所述的系统，其中所述处理室的下部区域包括出口，并且其中所述处理室的所述下部区域与所述处理室的剩余部分是可拆卸的。8.如权利要求1所述的系统，其中所述处理室的上部区域包括出口，其中所述处理室的所述上部区域与所述处理室的剩余部分是可拆卸的。9.如权利要求1所述的系统，其中所述处理室和所述靶成分提取器的至少一个的壁包括有纹理的表面，所述有纹理的表面被配置成在所述系统的至少一个操作阶段期间增强将所述漂浮的靶结合的复合物的组在所述有纹理的表面处的保留。10.一种用于浮力分离样品的靶成分的方法，所述方法包括：●在处理室处，接收具有第一密度的一定体积的基底和所述样品，由此产生靶结合的复合物的组，所述靶结合的复合物的组包含与所述一定体积的基底的至少一部分结合的所述靶成分，其中所述样品的主体流体具有大于所述第一密度的第二密度；●在所述处理室中，基于所述一定体积的基底和施加的力之间的相互作用从所述样品物理地分离所述靶结合的复合物的组，●将靶成分提取器传送到所述处理室中；●使所述靶结合的复合物的组集中在所述靶成分提取器的截头圆锥形表面的集中区域处，所述靶成分提取器具有与所述截头圆锥形表面相对的并且通过通道偶联至所述截头圆锥形表面的倒置的截头圆锥形表面：●升高所述靶成分提取器中的液位，由此从所述截头圆锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰登·H·麦克诺顿，约翰·G·扬格，里奥·J·奥斯特鲁兹卡，
申请(专利权)人：爱卡德姆生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US