用于通过使用磁场和设备进行高通量粒子处理的方法和系统技术方案

该系统和/或方法的实施方式可以包括和/或应用磁性设备，该磁性设备用于促进磁场以从样品中分离核酸材料，该磁性设备包括支承组件，和磁性销集合，该磁性销集合附接至支承组件，且在附接至支承组件上时，磁性销集合在至少三个自由度上可移动，其中磁性销集合对样品容器的样品室的形状提供适应性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过使用磁场和设备进行高通量粒子处理的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求2018年3月2日提交的美国临时申请序列号62/637,959、2018年3月19日提交的美国临时申请序列号62/645,091和2018年5月14日提交的美国临时申请序列号62/671,410的权益，其全部内容各自通过引用合并在此。
本公开通常涉及用于样品处理的设备，例如用于试验和诊断实验室。
技术介绍
如今，科学技术的发展已越来越多地应用于市场产品和方案。尽管如此，将科学突破转移到具体产品(concreteproduct)开发中仍然存在一些障碍。阻碍这些技术全面发展的障碍之一是其生产过程的相当大的高成本和大量时间，转化为大规模市场的较低可行的选择。作为解决这些问题的策略的一部分，实验室已经应用了自动化的基础设施，以部分的模式或完全的模式减少了与劳动力有关的费用和时间。增加成本的额外的因素是材料和能量资源。因此，为了加快从该产业到市场产品的参与数量和种类，重要的是保持对高效(efficient)和有效的(effective)生产过程的关注，这能够减少规模化科学产品所需的时间和资源。但是，生产所需的某些程序的复杂性和高品质标准使得过程的很大百分比无法满足这些要求。例如，自动试剂处理平台可以进行实验室工作，包括生物样品处理、核酸和蛋白质操作，溶剂混合，小分子的高通量采样等。实施这些自动化平台允许实体(entity)规模化放大(scaleup)所处理的样品量，使过程高度可再现，同时减少样品污染的可能性，并最小化人为误差引入的可变性，以及其他益处。磁体的使用可应用于对磁场吸引的粒子(以下称为“磁性粒子”)进行机械-物理操作，该粒子可与样品溶液中感兴趣的(interest)化学和生物材料直接相互作用。磁性粒子可以用离子带电的聚合物封装，或者可以用特定的化合物功能化，以通过离子作用、疏水作用或亲和作用等结合目标分子。这些磁性粒子可以通过使用磁体来捕获，并且在通过使用手动或自动移液从感兴趣的容器(containerofinterest)中去除其他物质后，并在一个或多个洗涤步骤后，仅磁性粒子及其目标结合分子保留在原始容器中。在自动化环境中，磁体可以用作位于包含溶液的接收器下方的基部以介入(intervene)。该磁性基部意味着用于将粒子从溶液的其余部分中分离出来的连续洗涤步骤，因此获得了这些清洁的剩余结果。这意味着用于洗涤的物资和时间的高消耗。代替从底部磁性地处理粒子，粒子可以从表面处理，可选地，通过工具和溶液之间的一次性中间体(intermediate)介导，这可在手动操作的情况下执行。工具和介导元件的配合需要紧密的高精度配合，因此限制了型号(model)和品牌兼容性以与工具一起使用。考虑到这些介导元件为一次性的，由于它们的目的为避免污染，所以用于其制造的过程和原材料不具有高精度或质量，同一批制造的相同元件之间存在厚度甚至形状的较大变化。这种物理上的不一致可能会损害过程的性能，因为该过程是基于元件配合的质量；此外还限制了介导元件的品牌和型号，这可能有淘汰(obsolescence)和成本的风险。可以用离子带电(ionicallycharged)的磁性珠(magneticbead)执行核酸的操作。该过程可以包括在离子溶液的存在下将磁性珠与感兴趣的样品混合。接下来，将混合物培养规定的时间，以使核酸结合磁性珠，然后将包含样品的板(plate)或管移动至包含磁体的表面(例如，对于单个管或单个磁性板)。磁场吸引珠(bead)，并因此将核酸吸引到管的侧面，它们保持附接在管的侧面。随后，将样品洗涤可变的次数，在此期间，由于磁场，珠保持附接在存在磁体的容器的侧面。最后，将珠干燥以去除残留的液体，从磁性板去除，添加水或任何其他合适的溶液以从珠中释放核酸，然后将干净的核酸转移至干净的储存器(例如管、板等)。这种方法的某些部分可能是耗时且昂贵的，因而限制了可以处理的样品的数量，这可能是规模化放大生产过程的主要障碍。磁性粒子操作期间，最耗时和昂贵的步骤之一是一次性移液管吸头(disposablepipettetip)的使用，根据各流程(pipeline)包含的步骤数量，该一次性移液管吸头须由自动化机器人或者如果手动进行则由操作者多次更换，以避免试剂和样品之间的交叉污染。此外，为了处理不同体积的液体，必须使用不同大小的移液管吸头，这需要在每个单个步骤中更换移液头工具，因而更进一步减慢了该过程。当手动处理样品时，还会遇到大量使用移液管吸头和需要使用不同尺寸的移液管吸头的问题。另外，在自动化工作站设置中，可能发生固定化而靶向磁性粒子，且可动化有时可以限于当再悬浮返回到液体悬浮液并由液体处理器管理时，这可能会降低平台的多功能性(versatility)。附图说明图1包括系统实施方式的组件的可视化表示的具体实施例；图2包括在方法实施方式中功能工作流程的可视化表示的具体实施例；图3包括从PCR反应中比较DNA清洁和纯化的具体实例，其中，以使用常规磁体的磁性珠清洁和纯化PCR反应的DNA产物，并与系统实施方式的磁性设备比较；且其中，通过微流电泳分析所获得的DNA，且其中对于所比较的组件，感兴趣的带(bandofinterest)(例如约300bp)的纯化产率是相似的，以及对于所比较的组件，清洁较小尺寸的产物(例如100-150bp)的能力是相似的；图4包括系统实施方式的磁性设备的前视图可视化表示的具体实施例；图5包括系统实施方式的磁性设备的俯视图可视化表示的具体实施例；图6包括系统实施方式的磁性设备的侧视图可视化表示的具体实施例；图7包括所获得的文库的片段大小的具体实施例；图8A-8B包括宏基因组测序读段(read)结果的具体实施例；图9A-9B包括宏基因组测序读段结果的具体实施例。具体实施方式实施方式(例如，包括实施方式的变体、实施方式的实施例、实施方式的具体实施例、其他合适的变体等)的以下描述不旨在受限于这些实施方式，而是旨在使本领域技术人员能够制造和使用。如图4-6所示，系统100(例如，用于高通量粒子处理；用于分离核酸材料；等)的实施方式可以包括：磁性设备110，用于促进磁场以从样品中分离核酸材料；磁性设备110包括：支承组件125，和/或磁性销集合115，该磁性销集合115附接到支承组件125，并且在附接到支承组件125时、该磁性销集合115至少在三个自由度上可移动，其中，磁性销集合115中的各销在附接到支承组件125时彼此独立移动，其中，磁性销集合配置为插入容纳至少一个样品的至少一个样品室中，和/或其中，磁性销集合115的独立可移动性和磁性销集合115在至少三个自由度上的可移动性提供了对附接有来自样品的核酸材料的磁性珠位置的适应性(adaptability)。支承组件可包括以下一个或多个：盖130(例如，自由可移动的盖；通过手动操作者手动可移动的；通过自动化机器人样品处理平台自动可移动的，等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分离核酸材料的系统，所述系统包括：/n磁性设备，其用于促进磁场以从至少一个样品中分离所述核酸材料，所述磁性设备包括：/n支承组件；和/n磁性销集合，其附接至所述支承组件，且在附接至所述支承组件时、所述磁性销集合在至少三个自由度上可移动，其中，所述磁性销集合的各销为彼此独立可移动的，其中，所述磁性销集合配置为插入容纳所述至少一个样品的至少一个样品室中，其中，所述磁性销集合的独立可移动性和所述磁性销集合在至少三个自由度上的可移动性提供了对磁性珠位置的适应性，所述磁性珠附接有来自所述样品的所述核酸材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180302 US 62/637,959;20180319 US 62/645,091;20181.一种用于分离核酸材料的系统，所述系统包括：
磁性设备，其用于促进磁场以从至少一个样品中分离所述核酸材料，所述磁性设备包括：
支承组件；和
磁性销集合，其附接至所述支承组件，且在附接至所述支承组件时、所述磁性销集合在至少三个自由度上可移动，其中，所述磁性销集合的各销为彼此独立可移动的，其中，所述磁性销集合配置为插入容纳所述至少一个样品的至少一个样品室中，其中，所述磁性销集合的独立可移动性和所述磁性销集合在至少三个自由度上的可移动性提供了对磁性珠位置的适应性，所述磁性珠附接有来自所述样品的所述核酸材料。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性设备可与自动化机器人样品处理平台集成。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述磁性设备包括压缩握持组件，其用于与所述自动化机器人样品处理平台集成，其中，所述压缩握持组件包括钳具、夹具和扣具的至少一个。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性设备附接至振动工具，以促进所述磁性珠从所述磁性销的释放。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述支承组件为可移动的，以将所述磁性销集合移出所述样品室，并移入至洗涤溶液和洗脱溶液的至少一种。


6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性销集合容纳在接触界面集合中，所述接触界面集合在所述磁性销集合插入至所述样品室中时，在所述磁性销集合和所述样品之间提供媒介物，其中，各接触界面容纳所述磁性销集合的至少一个磁性销。


7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性销集合配置为插入至所述样品室中，以直接吸引附接有来自所述样品的所述核酸材料的磁性珠，而无需在所述磁性销集合、和附接有所述核酸材料的被直接吸引的所述磁性珠之间介入表面。


8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性销集合包括96个磁性销，所述磁性销具有分面和在至少3个轴上的位置适应性，以适应96孔板的各孔位置和表面形状。


9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性销集合的各销可从所述支承组件去除、并重新附接至所述支承组件，以使所述磁性销集合的配置适应于不同的样品室集合，所述不同的样品室集合包括1至96个孔的不同数量的样品孔。


10.根据权利要求1所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：扎迦利·阿普特，杰西卡·里奇曼，丹尼尔·阿尔莫纳西德，爱德华多·莫拉莱斯，康斯坦斯·诺里斯，尼古拉斯·奥登尼斯，帕梅拉·涅托，
申请(专利权)人：普梭梅根公司，
类型：发明
国别省市：美国;US