模块化液体处理系统技术方案

本公开描述了集成的模块化液体处理系统。所述模块化液体处理系统可以被定制用于各种应用，包括样品处理、测定、诊断分析以及生物分子的分离。所述液体处理系统可以包括各种集成模块，所述集成模块提供包括以下各项的功能：液体的分配、液体的抽吸、液体参数的感测以及信号的检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化液体处理系统相关申请的交叉参考本申请要求2015年8月10日提交的美国临时申请号62/203,358以及2015年9月14日提交的申请号62/218,463的权益，所述申请全部通过引用的方式整体并入本文。
本专利技术涉及液体处理领域，具体地说用于处理样品，检测样品中的物质和/或实施测定的液体处理系统和方法。
技术介绍
研究或诊断实验室通常处理生物样品来提取靶分子，诸如蛋白质或DNA以用于后续研究或诊断目的，或检测样品中感兴趣的物质。一致的样品处理或诊断测定要求训练有素的技术人员长时间劳动或使用先前已知的样品处理系统，所述样品处理系统具有低样品处理量并且在测定或其他程序要求多个步骤时要求使用多个装置。先前已知的液体处理系统在能够同时处理的样品数量方面是有限的，提供有限的多功能性来进行各种测定或靶分子提取或者集成不同的处理步骤，并且生成大量固体和液体废物。例如，先前的自动化液体处理系统通常能够分配或抽吸单一液体。涉及不同液体或不同处理步骤，诸如分配和抽吸液体以及检测靶分子的多个操作要求使用不同的装置，这既费时又费力。另外，先前已知的自动化样品处理系统往往受限于特定方案，而快速交换萃取化学性质或更改处理步骤来适应特定实验室的需求的能力却很小。先前已知的手动或自动化样品处理系统还会产生大量固体或液体废物，诸如用过的移液管尖端或血液提取物，这必须在巨大开销下冒着让工人暴露于大量危险废物的风险单独地进行处理或处置。需要一种用于处理与研究或诊断性样品处理、测定和靶分子提取相关联的液体的改良的系统。
技术实现思路
提供了用于液体处理的模块化系统以及使用这类系统的方法。一方面，提供了一种用于液体处理的集成的模块化系统，所述系统包括：(a)机器人系统，所述机器人系统包括(i)平台，所述平台被配置成支撑包括多个孔的样品处理板或样品试管的架子，所述平台安装在平面表面台架上，所述平面表面台架被配置用于使平台在基本上水平的平面方向上(例如，在“x”和/或“y”方向上)滑动；(ii)支撑件，所述支撑件用于附接至少一个模块化装置，所述至少一个模块化装置执行与样品处理板的孔中或样品试管中的液体相关的一个或多个功能，所述支撑件安装在轨道上，所述轨道被配置用于使支撑件在基本上垂直的方向上(例如，在“z”方向上)滑动；(iii)用于使平台相对于至少一个模块化装置可滑动地移动的机构；以及(iv)用于使支撑件相对于平台沿着轨道可滑动地移动的机构，(b)泵送系统，所述泵送系统用于经由至少一个模块化装置将液体移入和移出样品处理板的孔或移入和移出样品试管；以及(c)控制系统，所述控制系统用于控制与样品处理板的孔中或样品试管中的液体相关的功能和/或用于控制板相对于模块化装置的移动。在一些实施方案中，机器人系统可被配置成包括多个模块化装置，所述多个模块化装置沿着轨道定位在不同位置处或与该系列中的第一装置串联地附接在一起，所述第一装置包括近侧表面或附接点，所述近侧表面或附接点附接或紧固到轨道上的支撑件；以及远侧表面或附接点，所述远侧表面或附接点附接或紧固到该系列中的第二模块化装置。附加模块化装置(如果有的话)也可以进行附接，即串联地附接到第二模块化装置的远侧表面或附接点。多个模块化装置可以执行一个或多个功能，包括但不限于：将液体分配到样品处理板的孔中或样品试管中、将样品转移到样品处理板的孔中或样品试管中、从样品处理板的孔中或从样品试管中抽出液体、感测样品处理板的孔或样品试管中的液位、感测样品处理板的孔或样品试管中的温度、检测样品处理板的孔或样品试管中的信号和/或吸引样品处理板的孔中或样品试管中的磁性材料，诸如磁性珠粒以有助于混合板的孔中或样品试管中的磁性材料与液体。在一些实施方案中，所述系统包括多个模块化装置，每个模块化装置执行不同的功能或被配置成将不同类型的液体分配到样品处理板的孔中或样品试管中。在一些实施方案中，所述系统包括第一模块化装置，所述第一模块化装置附接或紧固到支撑件；以及第二模块化装置，所述第二模块化装置附接或紧固到第一模块化装置；以及任选地一个或多个附加模块化装置，所述一个或多个附加模块化装置串联地附接到第二模块化装置，并且平面表面台架被配置成相对于模块化装置移动，使得可以在样品处理板的孔中或在样品试管中执行一个或多个功能，诸如但不限于：将样品转移到或将液体分配到样品处理板的孔中或样品试管中、从样品处理板的孔中或从样品试管中抽出液体、感测样品处理板的孔中或样品试管中的液位和/或温度、检测样品处理板的孔中或样品试管中的信号和/或吸引样品处理板的孔中或样品试管中的磁性材料，诸如磁性珠粒以有助于混合板的孔中或试管中的磁性材料与液体。在一些实施方案中，控制系统控制一个或多个功能，诸如但不限于：控制液体在样品处理板的孔中或试管架中的样品试管中的移入和/或移出、对样品处理板的孔中或样品试管中的液位和/或温度的感测、对样品处理板的孔中或样品试管中的信号的检测、板或试管架相对于模块化装置的移动和/或模块化装置相对于板或试管架的移动。在一些实施方案中，样品处理板的孔或样品试管包括样品，所述样品在板或试管纳入用于液体处理的模块化系统之前预先装载到孔或试管中。在一些实施方案中，所述系统包括至少一个模块化装置，所述至少一个模块化装置被配置成将含亲和珠粒的液体分配到样品处理板的孔中或样品试管中。亲和珠粒可以包括例如一个或多个亲和部分，所述一个或多个亲和部分能够在样品中存在靶分子时结合到所述靶分子。在一些实施方案中，亲和珠粒能够将样品的一个或多个分子或组分与样品的其他组分分离。在某些实施方案中，亲和珠粒是磁性的。在这类实施方案中，支撑板的平台可以包括一个或多个磁体，所述一个或多个磁体能够磁性吸引磁性珠粒，例如，磁体被配置在孔的下方或被配置成在样品处理板的孔之间的孔间空间中移动，或者被配置在样品试管的下方或被配置成在试管架中的样品试管之间移动，以将磁性珠粒拉到孔的底部。在一些实施方案中，液体样品从外部样品容器转移到样品处理板的孔中或试管架中的样品试管中，并且所述系统包括例如为样品转移模块的模块化装置，所述样品转移模块包括移液机构，所述移液机构流体地连接到每个样品容器。在这种实施方案中，泵送系统可以被配置成将预定量的液体样品从样品容器转移到样品处理板的孔中或样品试管中。在一些实施方案中，在将样品转移到板的孔中或样品试管中之前，孔或试管预先涂布有一种或多种试剂或亲和部分，所述一种或多种试剂或亲和部分能够在样品中存在靶分子时与所述靶分子发生反应或结合到所述靶分子。在一些实施方案中，在将样品转移到板的孔中或样品试管中之前，孔或试管包括亲和珠粒，所述亲和珠粒包括一个或多个亲和部分，所述一个或多个亲和部分能够在样品中存在靶分子时结合到所述靶分子。在一些实施方案中，亲和珠粒能够将样品的一个或多个分子或组分与样品的其他组分分离。在某些实施方案中，亲和珠粒是磁性的。在这类实施方案中，支撑板的平台可以包括一个或多个磁体，所述一个或多个磁体能够磁性吸引磁性珠粒，例如，磁体被配置在孔的下方或被配置成在样品处理板的孔之间的孔间空间中移动，或者被配置在样品试管的下方或被配置成在试管架中的样品试管之间移动，以将磁性珠粒拉到孔的底部。在一些实施方案中，所述系统包括至少一个模块化装置，所述至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于液体处理的集成的模块化系统，所述系统包括：(a)机器人系统，所述机器人系统包括(i)平台，所述平台被配置成支撑包括多个孔的样品处理板或包括多个样品试管的试管架，其中所述平台安装在平面表面台架上，所述平面表面台架被配置用于使所述平台在基本上水平的平面方向上滑动；(ii)支撑件，所述支撑件用于附接至少一个模块化装置，所述至少一个模块化装置执行与所述板的所述孔中或所述样品试管中的液体相关的一个或多个功能，其中所述支撑件安装在轨道上，所述轨道被配置用于使所述支撑件在基本上垂直的方向上滑动；(iii)用于使所述平台相对于所述至少一个模块化装置可滑动地移动的机构；以及(iv)用于使所述支撑件相对于所述平台沿着所述轨道可滑动地移动的机构，(b)泵送系统，所述泵送系统用于经由所述至少一个模块化装置将液体移入和移出所述板的所述孔或移入和移出所述样品试管；以及(c)控制系统，所述控制系统用于控制与所述板的所述孔或样品试管中的液体相关的所述一个或多个功能和/或所述板或试管架相对于所述至少一个模块化装置的移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.10 US 62/203,358;2015.09.14 US 62/218,4631.一种用于液体处理的集成的模块化系统，所述系统包括：(a)机器人系统，所述机器人系统包括(i)平台，所述平台被配置成支撑包括多个孔的样品处理板或包括多个样品试管的试管架，其中所述平台安装在平面表面台架上，所述平面表面台架被配置用于使所述平台在基本上水平的平面方向上滑动；(ii)支撑件，所述支撑件用于附接至少一个模块化装置，所述至少一个模块化装置执行与所述板的所述孔中或所述样品试管中的液体相关的一个或多个功能，其中所述支撑件安装在轨道上，所述轨道被配置用于使所述支撑件在基本上垂直的方向上滑动；(iii)用于使所述平台相对于所述至少一个模块化装置可滑动地移动的机构；以及(iv)用于使所述支撑件相对于所述平台沿着所述轨道可滑动地移动的机构，(b)泵送系统，所述泵送系统用于经由所述至少一个模块化装置将液体移入和移出所述板的所述孔或移入和移出所述样品试管；以及(c)控制系统，所述控制系统用于控制与所述板的所述孔或样品试管中的液体相关的所述一个或多个功能和/或所述板或试管架相对于所述至少一个模块化装置的移动。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述机器人系统可被配置成包括多个模块化装置，其中所述模块化装置执行一个或多个功能，包括将液体分配到样品处理板的孔中或分配到样品试管中、将样品转移到样品处理板的孔或样品试管中、从样品处理板的孔或样品试管中抽出液体、感测样品处理板的孔或样品试管中的液位、感测样品处理板的孔或样品试管中的温度和/或检测样品处理板的孔或样品试管中的信号。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统控制一个或多个功能，包括控制液体在样品处理板的孔或样品试管中的移入和/或移出、对样品处理板的所述孔或样品试管中的液位或温度的感测、对样品处理板的所述孔或样品试管中的信号的检测和/或样品处理板或样品试管架相对于所述至少一个模块化装置的移动。4.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括多个模块化装置，每个模块化装置执行不同的功能或被配置成将不同类型的液体分配到所述板的所述孔中或分配到样品试管中。5.根据权利要求2所述的系统，所述系统包括：第一模块化装置，所述第一模块化装置附接到所述支撑件；以及第二模块化装置，所述第二模块化装置紧固到所述第一模块化装置，并且其中所述平面表面台架被配置成相对于所述模块化装置移动来执行一个或多个功能，包括将样品转移到或将液体分配到所述板的孔中或样品试管中、从所述板的孔中或从样品试管中抽出液体、感测所述板的孔中或样品试管中的液位、检测所述板的孔中或样品试管中的信号或温度。6.根据权利要求5所述的系统，所述系统包括多个附加模块化装置，所述多个附加模块化装置串联地紧固到所述第二模块化装置并且紧固到彼此。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述板的孔或样品试管包括样品，所述样品在所述板或试管架添加到所述用于液体处理的模块化系统之前预先装载到所述孔或试管中。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述至少一个模块化装置被配置成将含亲和珠粒的液体分配到所述板的孔中或分配到样品试管中，其中所述亲和珠粒包括一个或多个亲和部分，所述一个或多个亲和部分能够在样品中存在靶分子的情况下结合到所述靶分子。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述亲和珠粒是磁性的，并且其中支撑所述板或试管架的所述平台包括一个或多个磁体，所述一个或多个磁体能够磁性吸引所述磁性珠粒。10.根据权利要求1所述的系统，其中液体样品从外部样品容器转移到所述板的孔中或转移到样品试管中，其中所述至少一个模块化装置包括样品转移模块，所述样品转移模块包括移液机构，所述移液机构流体地连接到每个样品容器，其中所述泵送系统被配置成将预定量的液体样品从每个样品容器转移到所述板的孔中或转移到样品试管中。11.根据权利要求10所述的系统，其中在将样品转移到所述板的孔中或转移到样品试管中之前，所述孔或试管被预先涂布一种或多种试剂或亲和部分，所述一种或多种试剂或亲和部分能够在样品中存在靶分子的情况下与所述靶分子发生反应或结合到所述靶分子。12.根据权利要求10所述的系统，其中在将样品转移到所述板的孔中或转移到样品试管中之前，所述孔或试管包括亲和珠粒，所述亲和珠粒包括一个或多个亲和部分，所述一个或多个亲和部分能够在样品中存在靶分子的情况下结合到所述靶分子。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述亲和珠粒是磁性的，并且其中支撑所述板或试管架的所述平台包括一个或多个磁体，所述一个或多个磁体能够磁性吸引所述磁性珠粒。14.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个模块化装置包括液体分配模块，其中所述系统还包括外部储液器，所述外部储液器流体地连接到所述液体分配模块，并且其中所述液体分配模块被配置用于将液体从所述外部储存器分配到所述板的孔中或分配到样品试管中。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述外部储液器流体地连接到所述液体分配模块内的内部储液器，其中所述泵送系统被配置成将液体从所述外部储液器泵送到所述内部储液器中，并且其中预定量的液体从所述内部储液器泵送到所述板的孔中或泵送到样品试管中。16.根据权利要求15所述的系统，其中所述液体分配模块包括多个分配喷嘴，所述多个分配喷嘴被配置成将液体分配到所述板的孔中或分配到样品试管中，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：K拉帕姆，TH金，C布雷姆纳，
申请(专利权)人：考希尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US