用于制备样品材料的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制备样品材料的设备（1），其中设备（1）实施为转动设备，利用转动设备，通过转动运动可以将限定的量的液体吸入到用于样品材料的样品容纳空间（15）中，或从用于样品材料的样品容纳空间（15）排出所述液体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备样品材料的设备和方法
本专利技术涉及一种用于制备样品材料的设备和方法。此外，本专利技术还涉及具有这种设备的微流体系统。
技术介绍
从德国公开文献DE102005050347A1已知了一种样品提取设备、尤其活检针，其由空心针和在空心针中引导的可移动的探针构成，空心针具有带有周边边缘的远端开口，探针具有尖部和一定长度，使得尖部可以从空心针的远端开口伸出。样品提取设备例如实施为细针活检设备。样品提取设备或细针活检设备用于提取动物的、人的和/或植物的组织。借助细针活检，在疑似情况下，从例如肺、甲状腺或前列腺中提取组织材料或细胞。典型地，将该样品材料施加到对象载体上，并且由病理学家进行检查。在此例如以光学方式检查细胞的形态。通过所谓的免疫组织化学染色来鉴定细胞专属的特征。此外，也越来越多地确定细胞的基因特征。为此需要的样品制备步骤大多是大规模的，并且因此经常不能够及时实施。这在一些情况下导致，在不了解相关的突变状态的情况下开出治疗处方。
技术实现思路
用于制备样品材料的设备有利地实施为转动设备，利用转动设备，通过转动运动可以将限定的量的液体吸入到用于样品材料的样品容纳空间中，或从用于样品材料的样品容纳空间排出所述液体。样品容纳空间优选具有从一到一千微升、优选在十到一百微升之间的微流体体积、尤其液体体积。样品材料例如是动物的、人的和/或植物的组织。例如利用适当的样品提取设备提取样品材料。样品提取设备例如是活检针或具有功能的或功能化的表面的生物探测器。功能的或功能化的表面有利地用于隔离来自人体的分子或细胞。利用活检针可以从患者提取在血液中循环的细胞、尤其肿瘤细胞。活检针的功能的或功能化的部件有利地被涂层，从而要么无细胞DNA、要么上皮来源细胞（其代表特定的表面蛋白质、例如EpCAM）在与针表面接触时与在那里存在的抗体（例如抗Ep-CAM）结合。EpCAM是英语术语EpithelialCellAdhesionMolecule的简写。在应用中，活检针或生物探测器例如在三十分钟内引入患者的手臂静脉中，被取出并且清洗。然后医生确定固定的细胞的数量和/或确定细胞的突变状态。在微流体系统中，可以以高的敏感度分析很小的样品量。自动化、小型化和平行化还允许减少手动步骤，并且减少由此导致的错误。但是，在微流体分析处理过程之前，首先必须将宏观样品转移到微观的或流体的流体环境中。所谓的外界-芯片（World-to-chip）接口标准化地要求制备输入溶液或输入样品。通常，样品制备在芯片外手动地实施，或利用其他的装置实施。这导致的是，通过在不同的器皿之间的流体传输和使用不同的溶剂和清洗步骤，还进一步稀释大多已经深度浓缩的样品。由于耗时的步骤，还存在易碎的样品材料的污染或离解的风险。床旁检测（Point-of-care）分析（其遵循大多的芯片实验室应用）要求快速的样品分析，没有复杂的和劳动密集的工作步骤，这些工作步骤通常只由中央实验室中的受过训练的人员实施。微流体系统通常需要用于不同的应用。通用的网络系统允许分析不同的问题。不同的方案之间的差异通常是不同的样品制备。为此，经常必须重新调整微流体分析单元，这与高的研发费用相关联。例如，如果应该将针活检的样品转移到用于液体样品的系统中，则必须找到一种解决方案，用于对刚性的针进行预处理，而不必以高的成本费用改变微流体分析单元（例如新的注塑件）。否则，将失去几乎完全自动化的处理的优点。利用要求保护的转动设备可能的是，升高并且又排出快速、简单并且精密地明确规定的少量的不同的液体，以便因此将固定的样品以微流体方式转换为适当的输入形式。因此，固定的样品可以转换为适当的溶液、悬浮液或分散液。为此，所述样品此外必须被冲洗，但也必须移除样品材料，或通过分解释放细胞材料。小的样品体积则可以直接转移到微流体系统中，用以进行进一步处理。要求保护的转动设备优选流体密封地与套管形的体积连接。在该体积中预置样品。通过预限定的转动，限定的量的液体可以注入套管体积中并且被排出。该系统产生随后的优点：设备具有直观和简单的用户设计。即使没有经过专门培训的人员也可以进行处理。此外，由此最小化可能由用户带来的可能的错误的危险。体积是预限定的，并且不能够改变，并且仅通过完全的转动过程限定。此外，通过使用透明的例如由玻璃构成的套管，能够实现对处理过程的目视控制，这提供附加的处理安全。通过使用透明的例如由玻璃构成的套管，此外有利地能够实现对样品材料的光学分析、例如借助显微镜实现的细胞计数，其中样品材料位于受保护的环境中（套管的内部）。系统通过使用套管被设计为可以无损耗并且无稀释地工作。刚性的形状、例如棒、线、针或活检的精细的穿孔工具可以被引入套管形状中，而不必改变其几何形状。在此，也不必特别地调整微流体分析系统的几何形状。这允许现有的微流体系统利用在此描述的样品制备系统进行补充，而无需调整系统。所描述的系统在很大程度上是封闭的。由此，污染危险下降了多个因数。所描述的系统可以通过几个廉价的一次性部件的总体来实现。这允许实现在医学领域中期望的并且标准的一次性使用。不必研发用于清洁和防止交叉污染的解决方案。通过吸入和排出限定的量的液体，可以降低在样品液体内得到气泡的可能性。对于随后的分析（在例如微流体平台上），与将刚性的样品无气泡地在微流体平台上转换为液体相比，将液态的样品无气泡地转移到芯片上要容易的多。对于清洗或分解所需的化学剂可以例如预存在芯片上。由此提高用户友好性，因为总系统的零件的数量被最小化。所描述的本专利技术的应用基于对于目标用户来说已知的设计。操作具有类似功能、如注射器或滴管的工具对于患者附近的人员（例如护士、医生、卫生人员）来说是非常熟悉的，并且不需要对该主题进行任何进一步的培训。系统可以通过组合市场常见的鲁尔部件（其在医疗流体学中标准化地使用）来构建。这些部件标准化地存在，并且可以通过稍微的修改（例如整合密封件、止挡部位）匹配于市场常见的构件。如果不能够直接在现场分析样品，那么设备能够实现第一次简单的样品制备，其将分析物在小的体积中转换为稳定的形式（例如固定的DNA），并且随后可以在小体积的适配器中并且与其一起发送。设备可以进一步用于又将小的体积从微流体系统移除，并且用于进一步的分析。如果在临床研究中进一步评估结果，这将很有趣。因此可以直接制备特别的结果，用以进行测序。设备的优选的实施例的特征在于，样品容纳空间包括小于十毫升的体积。样品容纳空间例如具有大约十至二百微升的体积。设备的另外的优选的实施例的特征在于，转动设备包括转动体，转动体通过螺纹与液体容纳空间耦合，液体容纳空间具有下述体积，该体积的大小通过转动体相对于螺纹的转动或通过螺纹相对于转动体的转动改变。液体容纳空间的体积大于样品容纳空间的体积，优选是样品容纳空间的体积的至少两倍至三倍大。有利地，转动体在径向外部包括外螺纹，外螺纹与之前提到的螺纹的内螺纹互补。此外有利地，转动体装备有中间的通孔，通孔将液体容纳空间与样品容纳空间流体连接。根据另外的实施例，转动体实施为鲁尔锁元件。根据相对转动运动的转动方向，液体容纳空间的体积变小或变大。如果液体容纳空间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制备样品材料（33）的设备（1；41；51；71；131；141），其特征在于，所述设备（1；41；51；71；131；141）实施为转动设备（142），利用所述转动设备，通过转动运动能够将限定的量的液体吸入到用于样品材料（33）的样品容纳空间（15）中，或从用于样品材料（33）的样品容纳空间（15）排出所述液体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180426 DE 102018206469.51.用于制备样品材料（33）的设备（1；41；51；71；131；141），其特征在于，所述设备（1；41；51；71；131；141）实施为转动设备（142），利用所述转动设备，通过转动运动能够将限定的量的液体吸入到用于样品材料（33）的样品容纳空间（15）中，或从用于样品材料（33）的样品容纳空间（15）排出所述液体。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述转动设备（1；41；51；71；131；142）包括转动体（2；42；52；72；147），所述转动体通过螺纹（13；43；53；73）与液体容纳空间（5）耦合，液体容纳空间具有下述体积，该体积的大小通过转动体（2；42；52；72；147）相对于螺纹（13；43；53；73）的转动或通过螺纹（13；43；53；73）相对于转动体（2；42；52；72；147）的转动而改变。


3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述液体容纳空间（5）由空心体（4；44；54；74）限界，所述空心体在内部装备有螺纹（13；43；53；73）。


4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述空心体（4；44；54；74）在背对样品容纳空间（15）的端部上具有密封的穿插区域（38）。


5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，密封的穿插区域（38）具有承载样品材料的针（35）。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述液体容纳空间（5）与样品容纳空间（15）以流体方式进行连接。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述样品容纳空间（15）由管体（10）限界，所述管体在其背对液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·拉尔默，J·霍夫曼，T·弗兰克，P·卡尔伦伯格，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE