样本分析方法及设备技术

一种用于处理和分析样本的方法和设备。本发明专利技术可以与需要用一种或多种试剂处理样本的任何样本分析相关地被使用。本发明专利技术与生物材料的ＤＮＡ分析特别相关。所述方法包括：将样本引入到管道（１０）中，其中所述管道（１０）具有一种或多种样本处理试剂（１３）的至少一种包封水溶液并且其中每种包封水溶液（１３）由固态或半固态疏水材料（１２）包封；施加热量使得所述固态或半固态材料（１２）液化，从而允许样本和／或所述至少一种包封水溶液（１３）沿着管道（１０）移动；使一种或多种样本处理试剂（１３）与样本接触并且与样本反应以形成产物混合物；和检测产物混合物中产物的存在，并且可选择地测量产物的浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于处理和分析样本的方法和执行所述方法的设备。具体地说，本专利技术涉及外壳内顺序处理步骤的组合。本专利技术可以用于需要用一种或多种试剂处理样本的任何样本分析。本专利技术与DNA分析特别相关。
技术介绍
在许多
中，材料的样本必须从样本源被取走和进行分析，之后常常用一种或多种化学试剂处理或者暴露于特定物理条件。例如，在广泛的
和产业中对生物样本的DNA分析的需求很大。首先必须从其样本源获取样本，化学地和物理地处理样本以制备包含在样本中的DNA，然后将DNA与试剂混合以开始DNA特异性反应(例如标准PCR方法)，和用物理和化学方法分析这样的反应的产物。有许多已知的实验室方法和装置可用于实现单独步骤，但是没有一种能够在实验室环境之外执行单一装置内必要和复杂的处理。此外，常常必须分析大量的样本，例如在食品加工生产线中。所以理想的是使用至少可以部分自动化的取样和分析方法。与一些样本处理和分析技术有关的一个问题是获得分析结果所需的时间。例如，生物样本的标准PCR分析典型地耗时2-6小时。为了满足在许多产业中使用的系统和处理的要求，需要速度快的取样和分析方法。特别在人体健康和食品产业中，健康和安全的严格规定意味着不得发生样本之间的交叉感染。所以理想的是使用不可再用的和一次性的取样和分析设备。此外，理想的是操作者无需高水平的专门技能和训练就能分析样本。具有嵌入其中的装备和材料的完全配套设备消除了已知取样和处理装置的操作者对高技能和经验水平的需要。完全配套设备也具有能够储存延长时间的优点。所以本专利技术的目的是提供一种样本分析的方法，所述方法至少部分克服上述问题或缺点中的任何一个，或者至少提供有用的选择。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中提供了一种用于分析样本的方法，所述方法包括a)将样本引入到管道中，其中所述管道具有至少一种样本处理试剂，所述试剂由固态或半固态疏水材料包封；b)施加热量使得所述固态或半固态材料液化；c)使样本处理试剂沿着所述管道移动，从而允许样本处理试剂与样本接触并且与样本反应以形成产物混合物；和d)检测产物混合物中产物的存在，并且可选择地测量产物的浓度。样本可以是在检测和测量之前需要用其他试剂进行处理的生物或非生物化学物质的任何样本。在本专利技术的一个优选实施例中样本包含DNA。本专利技术特别适合于DNA的PCR分析。样本的典型例子包括制造的DNA样本和血液、血清、唾液、尿液和乳汁的样本，以及从骨、粪便、脂肪、肉、毛发、皮肤、植入材料、微生物或微生物栖息地获得的提取物。所述至少一种样本处理试剂可以是DNA分析所需的一种或多种化学或生物化学试剂的包封水溶液，包括寡核苷酸、脱氧核苷三磷酸和耐热DNA聚合酶。优选地，所述固体或半固态材料是蜡或油脂，例如石蜡，其与样本、试剂或产物的任何水溶液相分离。所述检测步骤可以使用任何合适的手段来检测或测量产物的浓度，但是优选地使用光电子手段。优选地，所述光电子手段是样本和连接到微处理器的光学检测器之间的光路。优选地，通过向所述管道施加增加的或减小的压力使所述至少一种样本处理试剂沿着所述管道移动。在本专利技术的优选实施例中根据以下步骤分析包含DNA的生物样本1)将样本引入到所述管道的一端中，其中由固态或半固态疏水材料包封的试剂的水溶液和PCR试剂的冻干混合物包含在所述管道内；2)加热所述管道使得所述固态或半固态疏水材料液化以释放试剂的水溶液，从而试剂的水溶液接触PCR试剂的冻干混合物并且再水合PCR试剂，从而PCR试剂的水性混合物形成；3)通过向所述管道施加压力使PCR试剂的水性混合物沿着所述管道沿正向移动，从而PCR试剂的水性混合物接触样本并且与样本混合以形成样本混合物；4)然后通过向所述管道施加减小的压力使样本混合物沿着所述管道沿反向移动，从而样本混合物处于变性区中，在所述变性区中混合物被加热以使包含在样本中的DNA变性；5)然后通过向所述管道施加减小的压力使包含变性DNA和PCR试剂的混合物进一步沿着所述管道沿反向移动到退火区，并且从混合物抽取热量以将包含在混合物内的寡核苷酸引物退火到变性DNA；6)通过向所述管道施加减小的压力使包含退火DNA的溶液沿着所述管道移动到检测区并且光电子地确定DNA浓度；7)然后通过向所述管道施加压力使包含退火DNA和PCR试剂的混合物沿着所述管道沿正向移动到扩增区，并且施加热量以通过酶促DNA聚合使退火DNA扩增；8)然后通过向所述管道施加减小的压力使混合物沿着所述管道沿反向移动，从而混合物处于变性区中，在所述变性区中混合物被加热以使包含在样本中的DNA变性；9)然后通过向所述管道施加减小的压力使混合物沿着所述管道沿反向移动到退火区，并且抽取热量以将寡核苷酸引物退火到变性DNA；和10)然后通过向所述管道施加减小的压力使混合物沿着所述管道移动到检测区并且光电子地确定DNA浓度。优选地重复以上步骤7)-10)一次或多次，优选为20-40次。在本专利技术的第二方面中提供了一种用于分析样本的设备，所述设备包括a)具有轴的取样装置，所述轴带有位于轴中的管道，在所述管道中，在使用中，样本与一种或多种样本处理试剂接触以产生产物混合物；b)具有容器的样本处理设备，所述容器被成形为容纳所述取样装置的轴；c)位于所述样本处理设备中的一个或多个加热元件，在使用时，所述加热元件用于加热所述取样装置的一个或多个区域以允许样本与所述一种或多种样本处理试剂反应，从而产生产物混合物；和d)检测设备，其检测或测量产物混合物中的产物的一个或多个特性。在本专利技术的优选实施例中，所述取样装置包括保持在承窝内的自由滚动球，其中所述球的外表面的一部分能够与一个表面接触以通过在所述表面上滚动所述球从所述表面获得样本。优选地所述取样装置的轴是锥形纵向触针，其具有与所述承窝开放连通的样本入口和沿着所述触针的长度延伸的管道。本专利技术进一步提供一种适于用在本专利技术的第二方面的设备中的取样装置。本专利技术也提供一种适于用在本专利技术的第二方面的设备中的样本处理设备。附图说明图1以示意的形式显示了本专利技术的取样装置。图2显示了被设计成容纳图1的取样装置的样本处理设备。图3显示了在加热前位于图2的样本处理设备中的图1的取样装置。图4显示了在加热后位于图2的样本处理设备中的图1的取样装置。具体实施例方式本专利技术基于样本分析方法和用于执行所述方法的设备的发展，其中用一种或多种试剂处理样本，并且以一种方式检测产物，其中样本和试剂和产物可以通过沿着管道移动到各种区域而被操纵，所述区域可以以受控方式被加热并且其中反应产物是可检测的。所述方法包括以下步骤a)将样本引入到管道中，其中所述管道具有至少一种样本处理试剂，所述试剂由固态或半固态疏水材料包封；b)施加热量使得所述固态或半固态材料液化；c)使样本处理试剂沿着所述管道移动，从而允许样本处理试剂与样本接触并且与样本反应以形成产物混合物；和d)检测产物混合物中产物的存在，并且可选择地测量产物的浓度。所述方法有用于广泛样本类型的分析，尤其是在样本必须经历一个或多个化学转变的情况下。本专利技术最适合于样本的DNA分析，但是并不限于该使用。可以通过任何合适的手段将样本引入到管道中。然而，优选的手段是使用保持在承窝中的自由滚动球和在一个表面上滚动所述球，样本从所述表面被获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分析样本的方法，包括：　　　　ａ．将样本引入到管道中，所述管道具有至少一种样本处理试剂，所述试剂由固态或半固态疏水材料包封；　　　　ｂ．施加热量使得所述固态或半固态材料液化；　　　　ｃ．使样本处理试剂沿着所述管道移动，从而允许样本处理试剂与样本接触并且与样本反应以形成产物混合物；以及　　　　ｄ．检测产物混合物中产物的存在，并且可选择地测量产物的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ索尔比，MF布鲁姆，
申请(专利权)人：环球科技新西兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NZ[新西兰]