流通式高静压的微流样本的预处理设备及其相关方法技术

本文在此描述的是一种样本预处理设备，该设备包括：样本输送源，管道装置，该管道装置适用于将样本从样本源中转送到位于压力容器中的可变形通道中，并从通道中流出以流入到下游的分析部件中，可变形的通道布置在压力容器中，可变形通道具有流动连接到高压阀上的输入端和输出端，和用于测量在可变形的通道中的流体压力的装置，受控的施压流体的外源能够流动连接到压力容器和控制器系统中，控制器系统用于通过对外部的压力容器中的流体进行控制来检测和控制样本的流体压力。

【技术实现步骤摘要】
流通式高静压的微流样本的预处理设备及其相关方法本申请是2011年8月18日递交的申请号为201180049101.2，专利技术名称为“流通式高静压的微流样本的预处理设备及其相关方法”的分案申请。对相关申请的参考根据美国法律35U.S.C.§119(e)款的规定，本申请在此要求享有美国第61/374,867号临时申请的优先权，其标题名称为“流通式高静压的微流样本的预处理设备及其相关方法(FLOW-THROUGHHIGHHYDROSTATICPRESSUREMICROFLUIDICSAMPLEPREPARATIONDEVICEANDRELATEDMETHODSTHEREFOR)”，所述临时申请是在2010年8月18日提交的，其全部内容通过引证并入本文。专利技术背景1、
本专利技术涉及的是系统和方法，化学和生物分析，而且，尤其是，本专利技术涉及的是样本预处理和调节的系统、装置和方法，包含了具有流通式的分析系统和方法的集成的高静压处理，所述处理易于实现样本中的各种组分的分离或者提取或者化学反应。2、对相关的现有技术的讨论化学和生物分析中的进展已经通过分析和分离设备得以推进。然而，分析过程的第一步，即样本的预处理，仅仅得到少量的关注，而且大部分的注意力主要是集中在脱机的传统机械式剪切或者在各种不同的温度下的化学方法。绝大部分的分析仪器需要将分析物的真实的溶液作为输入，然而，大部分的样本，尤其是，生物和环境的样本含有细胞、组织、悬浮液、乳状液和其他混杂的组分。已经公开的方法中的大部分方法结合了最新的技术发展水平中的高敏感度和高分辨率的分析方法，这些方法具有遗留样本的预处理步骤。大部分常用的样本预处理协议在现代的分子的分析方法之前得以发展，例如，现有的质谱分析、DNA测序和PCR增强技术。大部分常用的样本预处理方法依旧依赖于传统技术，例如，机械均化、超声空化分裂、液氮中的冷冻样本的研磨，等等。这些技术中的绝大部分需要在专用的容器中对样本进行逐一处理，这就必然要进行人工取样处理或者使用机器流体操作手来取样。典型的情况是，在样本转送的过程中会出现人们所不希望的样本损失的风险、操作人员的潜在失误、样本的交叉污染等情况，而且，上述方法都缺少从原始样本到结果的自动有序的处理。分子间的相互作用的热力学控制和化学平衡可以通过改变温度和压力中的两个正交参数来完成。在生化热力学中，更多的情况是，温度在很大程度上用于扰动。然而，完整的热力学响应过程可以通过使用压力扰动来加以利用，其是通过不同的热力学效果来进行控制的，而不是温度来进行控制的。静压可以用于促进细胞的溶解、提取和各种不同的分子实体的分离，正如由Lazarev等人在公开号为第2008/0300386A1的美国临时专利申请中所用于举例说明的可以效仿的实施例中所描述那样，出于所有的目的，其全部内容通过引证并入本文。对分子间的相互作用的控制也已经在由Litt等人提交的第6,635,469B1号美国专利中得以揭示，出于所有的目的，其全部内容通过引证并入本文。酶促反应，包括适用于在以质谱分析为基础的蛋白质组中的预先分析的样本预处理的蛋白质水解，也已经被公开，例如，在由Laugharn等人在第EP0814900B1号欧洲专利说明书中所公开的内容那样，出于所有的目的，其全部内容通过引证并入本文，以及在由Lopez-Ferrer在第2009/0203068A1号美国专利申请的公开中所描述的内容那样。到目前为止，将静压施加到液体样本上的应用主要是通过对在封闭的压力容器中的样本进行施压的方式来实现。所述技术可能不适用于对微升范围内的体积非常小的液体样本进行施压，而且可能不能很好地与自动分析系统进行衔接。流通式高静压反应的装置在由Laugharn等人提交的第6,036,923号美国专利中有所描述，出于各种目的，该专利中的全部内容通过引证并入本文，该专利允许通过高压阀的使用来自动增加和卸载操作从而实现各种不同的应用，以便在从高压下的色谱变化到压力作用下的酶动力学的范围内捕获在管状流动路径的部分中的样本。上述内容中所描述的反应器的设计可能不能实现小型化的目的，而且，可以被施压样本的体积仍然会保持为相对大(1ml或者更大)的。适用于小样本的可以替换的施压方法也已经被揭示了，举例来说，由Lopez-Ferrer在第2009/0203068A1号美国专利申请的公开中所描述的内容。然而，所述方法在某种程度上也是受到限制的，即，样本材料被放置为通过一系列的阀门与用作静压源的液体直接接触，而且，当样本的处理是以连续的方式进行时，甚至会出现样本的交叉污染的风险。更进一步说，所述方法仅仅可以是施压到LC系统中可用的最大压力级，而且，该方法不能容易地对样本的压力进行控制，从而实现缓降斜率或者作为时间函数的快速循环压力的目的。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及的是一种样本预处理设备，该设备包括：样本源；压力容器，该压力容器具有施压阀和压力释放阀，施压阀流动地连接到施压流体源上；布置在压力容器中的柔性通道，该柔性通道具有输入端和输出端，输入端流动地连接到样本源上；施压流体源通过第一阀的作用来流动地连接到压力容器的输入端上；控制器系统被配置用于产生施压信号，该信号激励施压阀，并对压力容器中的流体压力进行调整。在样本预处理设备的某些配置结构中，容器中的压力足以使可变形的通道产生变形，并对可变形的通道进行施压，并借助所述通道的柔性变形来将压力传输到容器的内容物中。本专利技术的另外一个方面涉及的是一种样本预处理的方法。该方法可以包括引导位于压力容器的可变形通道中的样本；对可变形的通道中的样本进行流动隔离；使压力容器中的施压流体的压力增加到足以使可变形的通道产生变形的程度；降低在压力容器中的施压流体的压力；允许可变形的通道恢复到预处理的状态，并从可变形的通道中收回流体。样本预处理方法的某些实例可以进一步包括重复增加和降低施压流体的压力，以便影响可变形的通道中的样本的压力循环。样本预处理方法的进一步的实例还可以包括对压力循环后的样本中的各种组分进行分析。举例来说，分析可以包括利用固化、色谱和提取中的任何一种或者多种方式来进行。本专利技术的更进一步的方面涉及的是一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括储存在其中的定义指令的计算机可读信号，作为通过计算机执行的结果，所述指令可以指示计算机运行样本预处理的方法，所述方法包括引导位于布置在压力容器中的可变形通道中的样本；对可变形通道中的样本进行流动隔离；将压力容器中的施压流体的压力增大到足以使可变形的通道产生变形的程度；降低在压力容器中的施压流体的压力；并从柔性通道中回收流体。附图说明本专利技术中所对应的附图并没有严格按照比例进行绘制。在这些附图中，各种不同的图表中用于解释说明的每一个相同或者几乎相同的部分都用类似的数字加以标识。出于清楚的目的，并没有将每一个部分都标注在每一张附图中。在以下的附图中：附图1是根据本专利技术的一个或更多的实施方案的压力循环装置的一部分的示意性的视图；附图2是根据本专利技术的一个或更多的实施方案的适用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种样本预处理设备，该设备包括：/n样本输送源；/n管道装置，该管道装置适用于将样本从样本源中转送到位于压力容器中的可变形通道中，并从通道中流出以流入到下游的分析部件中；/n分布在压力容器中的可变形通道，可变形通道具有流体连接到高压阀上的输入端和输出端，和用于测量在可变形的通道中的流体压力的装置；/n受控的施压流体的外源，其流体连接到压力容器；以及/n控制器系统，该控制器系统用于通过对外部压力容器中的流体进行控制来检测和控制样本的流体压力。/n

【技术特征摘要】
20100818 US 61/374,8671.一种样本预处理设备，该设备包括：
样本输送源；
管道装置，该管道装置适用于将样本从样本源中转送到位于压力容器中的可变形通道中，并从通道中流出以流入到下游的分析部件中；
分布在压力容器中的可变形通道，可变形通道具有流体连接到高压阀上的输入端和输出端，和用于测量在可变形的通道中的流体压力的装置；
受控的施压流体的外源，其流体连接到压力容器；以及
控制器系统，该控制器系统用于通过对外部压力容器中的流体进行控制来检测和控制样本的流体压力。


2.根据权利要求1中的样本预处理设备，其中容器中的压力足以使可变形的通道发生弹性变形，并且对通道进行施压，以及从容器中去除压力，通道可以恢复到其初始状态。


3.一种样本预处理的方法，该方法包括：
将位于压力容器的可变形通道中的样本导入到压力容器中；
进行样本输送，并通过管道装置使样本从位于压力容器中的通道中流出，在管道装置中，样本能够流动通过并从通道中流出；
对可变形的通道中的样本进行流动隔离；
将连接到压力容器中的施压流体的压力增大到足以使可变形的通道产生变形的程度，并对可变形通...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·Y·汀，A·拉扎列夫，
申请(专利权)人：压力生物科技公司，A·拉扎列夫，
类型：发明
国别省市：美国;US