一种中尺度的样品制备设备。它能提供微量体积的试验样品，并分为细胞富含级份和降低的细胞内容物级分的两部分，以便进行各种分析，为结合分析、涉及多核苷酸扩增的鉴定等。也公开了包括这一设备的分析系统。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
对有关申请的相互参照本申请是下列共同未决专利申请的部分继续1992年5月1日提交的美国系列号07/877,702；1994年2月14日提交的作为美国系列号07/877,536(现为美国专利5,304,487)一部分的美国系列号08/196,021；1994年5月26日提交的作为美国系列号07/877,701(现已放弃)的继续的美国系列号08/250,100；以及1994年9月19日提交的作为美国系列号07/877,662(现已放弃)的继续的美国系列号08/308,199。上述专利和专利申请的全部公开内容都在此引入作为参考。
技术介绍
本专利技术涉及小体积的样品制备设备，它可使微小体积的试验样品如全血的有效制备变得方便，用于样品中的分析物的鉴定和处理。本专利技术还涉及包括这种设备和一些类似大小设备的分析系统，这些设备是设计得用来完成例如各种分析方法(assay protocols)以及涉及预先选定的多核苷酸扩增的测试，例如聚合酶链式反应(PCR)。近几十年来，本领域开发出了大量的分析方法、试验试剂盒和设备，用来分析生物学样品，实现各种各样的诊断和监测目的。免疫分析、免疫测量分析(immunometric assays)、凝集分析、涉及多核苷酸扩增反应的各种分析、各种各样的配体一受体相互作用，以及复合样品中各物种不同的迁移率等都曾被用来确定各种生物分子的存在或数量，或确定特定细胞类型的存在。最近，已开发出了小型的、便于操作的、用来处理生物样品并进行某些临床试验的设备。Shoji等人报导，应用了一种装配在硅晶片上的微型血液气体分析设备。见Shoji等，Sensors and Actuators，15101--107(1988)。Sato等人报导了利用显微机械加工的硅设备进行的细胞融合技术。见Sato等，Sensors and Actuators，A21--A23948--953(1990)。美国的Ciba Corning Diagnostic Corp.公司制造出了一种微处理器控制的探测血液凝块用的激光光度计。显微切削工艺始于微电子工业。见Angell等，ScientificAmerican，24844--55(1983)。显微切削工艺使得具有微细尺寸结构部件的显微工程设备的制造成为可能，这些结构部件的微细尺寸的范围为从数十微米(生物细胞的尺寸)至数毫微米(某些生物大分子的尺寸)。迄今所报导的包含如此微小结构的多数科学仪器都与微机械学即机械运动和流动特性的研究有关。这些设备在生命科学中的潜在能力尚未全部发挥出来。Brunette(Exper.Cell Res.，167203--217(1986)和16411--26(1986))研究了成纤维细胞和上皮细胞在硅、钛涂层聚合物等的凹槽中的行为。McCartney等人(Cancer Res.413046--3051(1981))考察了瘤细胞在开槽的塑料基片上的行为。LaCelle(Blood Cells，12179--189(1986))研究了微血管中的红白细胞流以取得对微循环的透彻理解。Hung和Weissman报导了一项在显微切削的渠道中的流体动力学研究，但没有做出与分析设备械相关数据。见Hung等，Med.and Biol.Engineering，9237--245(1971)；和Weissman等，Am.Inst.Chem.Eng.J.，1725--30(1971)。Columbus等人利用由两块刻有正交V形导向槽的板子构成的夹心结构来控制生物流体在实验型多路测试设备中流向分立的离子选择电极的毛细流。见Columbs等，Clin.Chem.，331531--1537(1987)。Masuda等和Washizu等曾报道过一种用于细胞操作(即细胞融合)的流体流小室的运用。见Masuda等，Proceedings IEEE/IAS Meeting，PP.1549--1553(1987)；和Washizu等，Proceedings IEEE/IAS Meeting，PP.1735--1740(1988)。在本领域中，运用显微工程设备在流体样品特别是在生物分析中鉴定分析物的潜力尚未全部挖掘出来。利用多核苷酸扩增技术来进行生物分析是众所周知的(见例如Maniatis等，Molecular CloningA Laboratory Manual，Cold Spring HarborLaboratory，1989，PP.14.1--14.35)。这种技术之一就是PCR扩增，它可利用热稳定的DNA聚合酶例如Taq DNA在DNA模板上实现(Chien等，J.Bacteriol.，1271550(1976))，三磷酸核苷和两个有着不同序列的寡核苷酸，这些序列与模板DNA对立两股上的序列互补，并位于在要扩增的DNA片段(“引物”)的侧翼。这些反应成分在促使双链结构的模板DNA变性(dehybridizing)的高温(例如94℃)和随后令其复性(annealing)和延伸(polymerization)的较低温度(例如65℃)下重复进行多次。在变性、复性和延伸温度下的重复反应周期中，模板DNA约可得到指数级的扩增。利用温度变化周期来进行自动化的PCR链式反应的设备现已可以买到(Perkin Elmer Corp.)。PCR扩增技术已被应用于诸多方面，如遗传紊乱的诊断(Engelke等Proc.Natl.Acad.Sci.，85544(1988))，临床样品中致病生物体核酸序列的测定(Ou等，Science，239295(1988))，法医样品如精液的遗传学鉴别(Li等Nature，335414(1988))，活化的癌基因突变的分析(Farr等，Proc.Natl.Acad.Sci.，851629(1988))以及分子克隆的许多方面(Oste，BioTechniques，6162(1988))。PCR分析可用于广阔的应用范围，如用作探针的克隆出来的双链结构DNA特定序列的生成；依靠有选择地扩增cDNA特定片段而生成特定于非克隆基因的探针；从少量mRNA生成cDNA文库；用于测序的大量DNA的生成；以及突变的分析等。需要一种方便而快速的系统来实现多核苷酸扩增，这一技术在临床试验上有广阔的潜在应用范围，例如亲缘关系试验、遗传疾病和传染疾病的试验等。现在用来鉴定微生物的现有分析技术很少有自动化的，通常需要在适当的培养基中培养以增加生物体的数量，并且通常是用可视或化学方法来辨别所要查验的菌株或亚种。这种方法固有的迟延常常造成在分辨出感染的性质以前就进行药物干预。在工业保健、公众保健和临床环境下，这样的迟延可能造成不幸的后果。需要有一种能快速测定微生物的方便系统。本专利技术的目的是要提供一种与相关分析设备联用的样品制备设备，它能基于极小的容积快速有效地分析样品流体，并在极低浓度下鉴定其中存在的物质。另一个目的是要提供一种易于大量生产的、操作方便的、小型的(例如小于1cc容积)设备，它具有显微装配的结构件，它能使生物学和其它范围内对分子分析物或细胞分析物包括细胞内分子如DNA的分析快速化和自动化。本专利技术进一步的目的是要提供多种多样的这类设备，它们各自可以用来进行一定范围内的快速临床试验，如病毒或本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用以制备含有颗粒物质成份的用于分析的样品的设备，该设备包括具有样品入口和出口的样品流道，它们之间可以流通流体；还包括设置在所述入口和出口之间的隔板，该隔板的迎流面在流道中划出一个分隔区，在此分隔区内收集颗粒物质；还包括与分隔区之间能流通流体的渠道以便能从过滤区内取出所收集的颗粒物质，该渠道设有入口槽，用以引导载体流体进入分隔区直抵隔板的迎流面，还有出料槽，用以从隔板迎流面处引导载体流体流出分隔区；至少有一条流道和渠道的截面具有一处中尺度尺寸（ｍｅｓｏｓｃａｌｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）。２．权利要求１的设备，其中所说的流道具有至少一处中尺度尺寸，而所说的隔板包括一个该流道中的限流区，该限流区由至少一个具有至少一处中尺度尺寸是小于流道的最小中尺度尺寸的孔道形成，并小到足以从试验样品中分离出颗粒物质来。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：P韦尔丁，LJ克里卡，
申请(专利权)人：宾夕法尼亚州大学信托人，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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