用于进行测定的仪器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于在包括磁珠的微流体系统中进行测定的仪器，所述仪器包括：平台，在所述平台上能够安装微流体系统；具有磁体的一个或多个致动器，所述致动器配置为当将微流体系统安装在所述平台上时，直接影响容纳在微流体系统内的磁珠的移动；以及控制装置，所述控制装置配置为控制一个或多个磁体与安装的微流体系统的相对移动，以使所述磁体能够横跨安装的微流体系统追踪期望的路径，所述磁体能够定位在安装的微流体系统的任何x坐标和y坐标处，其中所述仪器还包括：a)至少一个旋转致动器，所述至少一个旋转致动器配置为使磁体能够沿x轴移动，和/或b)一种用于以步进式方式移动安装的微流体系统的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于进行测定的仪器本专利技术涉及一种进行测定的仪器，特别是涉及一种能够控制磁珠移动通过所谓的“碟片实验室”系统中的微流体腔室和/或通道的仪器。尽管也可以使用其他几何形状，但“碟片实验室”系统或“CD实验室”系统通常使用盘状反应容器，其包含通道、空腔和其他特征，例如阀和疏水性改变的区域。它们对于进行涉及盘内微流体传递和反应的生物测定特别有用。测定盘与使用离心力实现旋转移动以控制反应流体的流量的仪器一起使用。微流体系统在医学和分子诊断应用领域中的重要性日益提高，并且由于其高表面/体积比、短的扩散部分和最小的试剂体积而特别有意义，从而导致微流体系统对于时间紧迫的应用和现场诊断特别有意义。在许多应用中，需要使组分分离和/或移动通过微腔室和/或微通道，以便进行诊断测试。特别地，可能需要使生物样品的目标液体和/或颗粒固相生物材料分离和/或移动通过微流体系统。用于在微流体系统中进行测定的一些已知仪器(例如测定盘等)包括用于通过使用容纳在微腔室和/或通道内的磁珠而在微流体腔室和/或通道之间运输组分的装置。可以通过外部安装的磁体和/或快速旋转(spinning)容纳微流体系统的测定盘的组合来控制这样的磁珠的移动，以便通过离心力来移动珠。磁珠可通过与所需生物组分形成相互作用而用于运输、混合、分离和/或浓缩生物分子和/或细胞，例如DNA、抗体或细菌。US2013/0206701公开了一种系统，该系统利用固定磁体将珠朝向测定盘的中心吸引并使测定盘快速旋转以产生离心力，以使珠朝向盘的外边缘移动。替代的公开包括US2008/0073546，其利用类似的系统，使用固定磁体或磁体来平衡离心力和磁力，所述固定磁体或磁体在测定盘快速旋转同时可以横跨测定盘的半径移动。US2008/0035579和US2008/0056949也公开了使用平衡的离心力和磁力来操纵磁珠移动通过微流体系统，其中沿着导轨限制磁体的位置。其他系统可以使用处于不同径向距离的两个固定的磁体，第一磁体将珠朝向磁盘的中心吸引，第二磁体将珠朝向磁盘的圆周吸引。在这些系统的每一个中，由于需要平衡相反的力，所以妨碍了对磁珠移动的精确控制。同样的情况是，磁体可能无法收集位于流体腔室的最内和最外区域的珠。此外，当盘使用离心力加速至移动珠所需的速度时，可能会发生时间延迟，并且以距测定盘的中心相似或相同的距离容纳腔室的情况下，可能会感觉到相似或相同的离心力，使得很难引导期望的磁珠移动。在这样的系统中，互连通道和/或腔室的定位可以由一个或多个固定磁体的位置决定。这些设计约束可能会限制系统的实用性和/或优化。本专利技术人已经认识到已知仪器的缺点，并且已经开发出一种允许更受控的测定盘工序并带来进一步优点的新系统。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供了一种用于在包括磁珠的微流体系统中进行测定的仪器，所述仪器包括：平台，在所述平台上能够安装微流体系统；具有磁体的一个或多个致动器，所述致动器配置为当将所述微流体系统安装在所述平台上时，直接影响容纳在微流体系统内的磁珠的移动；以及控制装置，所述控制装置配置为控制一个或多个磁体与安装的微流体系统的相对移动，以使所述磁体能够横跨(across)安装的微流体系统追踪期望的路径，所述磁体能够定位在安装的微流体系统的任何x坐标和y坐标处，其中所述仪器还包括：a)至少一个旋转致动器，所述至少一个旋转致动器配置为使磁体能够沿x轴移动，和/或b)一种用于以步进式方式使安装的微流体系统运动的装置。这样的仪器可以与安装的微流体系统一起使用，并且可以能够从微流体系统内的任何位置，包括从腔室、通道和/或安装的系统的最内和最外区域收集和运输所述珠。因此，关于所需的测定测试，并且无需考虑任何固定磁体的位置和/或离心力，可以将微流体腔室和/或通道最佳地定位。这样的系统还可提供磁珠的及时移动。根据第二方面，本专利技术提供一种测定单元，所述测定单元包括根据本专利技术的第一方面的仪器。根据第三方面，本专利技术提供了根据本专利技术的第一方面的仪器或根据本专利技术的第二方面的测定单元与配置为安装在所述仪器上的微流体系统的组合。根据本专利技术的第四方面，提供了根据本专利技术的第一方面、第二方面或第三方面中的任何一个的仪器的用途。根据本专利技术的第五方面，提供了一种进行测定的方法，所述方法包括以下步骤：i)将包括微流体系统的测定盘安装在转台上，其中所述微流体系统包括多个磁珠；以及ii)在致动器上设置磁体，以使得使所述磁体定位在所述测定盘的任何x坐标和y坐标处。实施方式本专利技术的一个实施方案提供了一种用于在包括磁珠的微流体系统中进行测定的仪器，所述仪器包括：平台，在所述平台上能够安装微流体系统；具有磁体的一个或多个致动器，所述致动器配置为当将所述微流体系统安装在所述平台上时，直接影响容纳在微流体系统内的磁珠的移动；以及控制装置，所述控制装置配置为控制一个或多个磁体与安装的微流体系统的相对移动，以使所述磁体能够横跨安装的微流体系统追踪期望的路径，所述磁体能够定位在安装的微流体系统的任何x坐标和y坐标处，其中所述装置还包括：a)至少一个旋转致动器，所述至少一个旋转致动器配置为使磁体能够沿x轴移动，和/或b)一种用于以步进式方式使安装的微流体系统运动的装置。旋转致动器可能会导致弧形的磁体运动。应当理解，不同于线性运动，弧形运动必须包括至少两个轴线上的矢量分量。然而，应当理解，沿着特定轴线(例如x轴)的弧形运动涉及沿着此轴线的弧形运动的矢量分量。因此，沿着x轴的弧形磁体运动要求磁体沿着x轴有一些移动，但是并不防止沿着y轴或任何其他轴线存在额外的磁体移动。旋转致动器可以包括具有大半径的弧的旋转致动器，其中磁体可以被安装在这样的旋转致动器上，并且横穿在x-y平面中横跨安装的微流体系统的表面的路径。优选地，磁体可以被安装在旋转致动器上，并且在安装的微流体系统的最外边缘与其中心点之间横穿x-y平面中的路径。替代地和/或附加地，旋转致动器可以配置为使磁体沿着z轴远离和朝向安装的微流体系统的表面运动。该仪器可以配置为将安装的微流体系统保持在固定位置，其中磁体能够沿至少两个轴线移动。沿x轴的磁体移动是通过使用一个或多个旋转致动器来实现的。可选地，可以另外使用一个或多个线性或旋转致动器。在一些选择中，可以另外沿y轴发生磁体移动。替代地，该仪器可以配置为使得安装的微流体系统能够以步进式方式沿至少一个轴线或绕至少一个轴线移动，而磁体能够沿至少一个替代轴线移动。根据一些实施方案，当仪器包括用于移动安装的微流体系统的装置时，该系统可以是能够旋转的。应当理解，步进式运动涉及不连续的运动，即，运动周期被运动方向上的暂停或改变分开。根据一些实施方案，可以通过非连续旋转来实现安装的微流体系统的步进式运动。可选地，步进式运动可以是沿一个方向绕轴线旋转，随后沿交替方向绕相同轴线旋转。优选地，沿单个方向的每个旋转周期小于360度旋转。可选地，每个旋转周期可以是从零到180度，从零到90度或从零到30度。替代地，步进式非连续旋转可以包括沿单个方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在包括磁珠的微流体系统中进行测定的仪器，所述仪器包括：/n平台，在所述平台上能够安装微流体系统；/n具有磁体的一个或多个致动器，所述致动器配置为当将所述微流体系统安装在所述平台上时，直接影响容纳在微流体系统内的磁珠的移动；以及/n控制装置，所述控制装置配置为控制一个或多个磁体与安装的微流体系统的相对移动，以使所述磁体能够横跨安装的微流体系统追踪期望的路径，/n所述磁体能够定位在安装的微流体系统的任何x坐标和y坐标处，其中所述仪器还包括：/na)至少一个旋转致动器，所述至少一个旋转致动器配置为使磁体能够沿x轴移动，和/或/nb)用于以步进式方式使安装的微流体系统运动的装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170721 GB 1711804.31.一种用于在包括磁珠的微流体系统中进行测定的仪器，所述仪器包括：
平台，在所述平台上能够安装微流体系统；
具有磁体的一个或多个致动器，所述致动器配置为当将所述微流体系统安装在所述平台上时，直接影响容纳在微流体系统内的磁珠的移动；以及
控制装置，所述控制装置配置为控制一个或多个磁体与安装的微流体系统的相对移动，以使所述磁体能够横跨安装的微流体系统追踪期望的路径，
所述磁体能够定位在安装的微流体系统的任何x坐标和y坐标处，其中所述仪器还包括：
a)至少一个旋转致动器，所述至少一个旋转致动器配置为使磁体能够沿x轴移动，和/或
b)用于以步进式方式使安装的微流体系统运动的装置。


2.根据权利要求1所述的仪器，其中当所述仪器包括用于使安装的微流体系统运动的装置时，所述系统是能够旋转的。


3.根据权利要求1所述的仪器，其中能够通过非连续旋转来实现安装的微流体系统的步进式运动。


4.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中当所述仪器包括用于以步进式方式使安装的微流体系统运动的装置时，所述致动器包括旋转致动器。


5.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述致动器包括线性致动器。


6.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述仪器包括在单个驱动轴上的旋转致动器和线性致动器。


7.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述仪器包括能够定位在安装的微流体系统的上方的磁体和/或能够定位在安装的微流体系统的下方的磁体。


8.根据权利要求7所述的仪器，其中所述仪器包括使磁体移动离开微流体设备的装置。


9.根据权利要求8所述的仪器，其中使磁体移动离开微流体设备的装置包括旋转致动器，所述旋转致动器配置为允许磁性驱动轴绕x轴旋转。


10.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述磁体能够与安装的微流体系统的表面接触或能够被保持在距安装的微流体系统的表面的固定距离处。


11.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述磁体被安装在弹簧组件上。


12.根据权利要求1至10中任一项所述的仪器，其中所述磁体被安装在可调节的安装组件上。


13.根据权利要求12所述的仪器，其中所述可调节的安装组件包括可调节的磁体保持器和位于所述旋转致动器和/或线性致动器的一部分上的连通板。


14.根据权利要求12或13中任一项所述的仪器，其中所述连通板包括第一接合部分；并且
其中所述可调节的磁体保持器包括第二接合部分，所述第二接合部分配置为与所述连通板的第一接合部分接合。


15.根据权利要求12至14中任一项所述的仪器，其中所述连通板的第一接合部分包括螺纹部分，并且所述可调节的磁体保持器的第二接合部分包括对应的螺纹部分。


16.根据权利要求11至15中任一项所述的仪器，其中所述可调节的安装组件配置为允许将所述磁体定位在沿着Z轴的位置中。


17.根据权利要求11至16中任一项所述的仪器，其中所述磁体与所述微流体设备的表面接触。


18.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述平台包括转台，所述转台配置为接收并且可控制地旋转包括微流体系统的测定盘。


19.根据权利要求18所述的仪器，其中所述控制装置控制一个或多个致动器和所述转台，以使所述磁体能够横跨安装的微流体系统追踪期望的路径。


20.根据权利要求18或19中任一项所述的仪器，其中所述转台包括一个或多个加热器模块，以在旋转期间将热量施加至安装的微流体系统的一个或多个特定部分。


21.根据权利要求18至20中任一项所述的仪器，其中所述转台还包括：
加热器控制器，以选择所需的加热器并控制其温度；以及
IR收发器，以允许将指令和/或加热参数无线地传递至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·J·王，D·H·威廉斯，
申请(专利权)人：马斯特集团有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB