【技术实现步骤摘要】
用于自动分离核酸与蛋白的系统、方法和装置
技术介绍
本公开文件通常涉及生物样本处理系统、方法和装置。更具体地说，本公开文件涉及将核酸和/或蛋白从生物和/或环境来源中自动化分离的系统、方法和装置。相关技术某些实验室程序在执行当中仍占主导地位，这些程序利用低效的手工方法，要求科学家或实验室技术人员在执行程序时集中注意力。这些程序中，许多将会从自动化中获益。例如，核酸纯化或分离操作指南，例如从细菌培养中进行大规模质粒提取，目前仍是耗时、低效、未实现完全自动化的任务。之前有过类似自动化操作指南的尝试，例如美国专利号8,404,198和9,808,799中披露系统的商业化实施例，及类似产品，均遭受无数缺点的困扰，例如包括未完全自动化和/或大体积样本时无法操作。诸如引进沉淀过滤器等的逐步改善措施，已减少所需的人工操作时间。但是，即使是最先进的核酸纯化试剂盒，仍需要大量的时间投入，例如，maxi、mega或giga规模的无内毒素质粒纯化需要数个小时和单独关注。这至少有一部分原因在于核酸纯化的高技术性以及该流程期间需执行的不同任务的多样性。例如，许多核酸纯化方案使各种粘度和密度的液体流动并规划路线，在纯化方案期间的不同时间执行。此外，从生物样本中纯化核酸的流程期间，缓冲溶液及试剂需与生物样本和/或滤液均匀混合，这一点很重要，因为这有助于提高靶核酸的纯度和最后浓度。因此，到目前为止已经证明，很难将这些不同液体纳入可以提供延时释放的自动化流程，尤其是采用一种能够混合液体以创造均相溶液的方式。此外，事实证明，在自...
【技术保护点】
1.一种用于从生物样本中自动纯化靶核酸或靶蛋白等靶生物分子的设备，包括：/n用于容纳生物样本的输入储槽；/n与所述输入储槽和裂解缓冲液储槽流体连通的第一生物处理组件，所述第一生物处理组件用于生成含靶核酸或靶蛋白等靶生物分子的裂解物；/n与所述第一生物处理组件和第一洗脱缓冲液储槽流体连通的第二生物处理组件，所述第二生物处理组件包括用于保留靶生物分子的靶生物分子结合过滤器，例如靶核酸结合过滤器或靶蛋白结合过滤器；./n与所述第二生物处理组件流体连通的容器，所述容器用于放置容纳来自所述第二生物处理组件的靶核酸或靶蛋白等靶生物分子的输出容器。/n
【技术特征摘要】
20191218 US 62/949,9171.一种用于从生物样本中自动纯化靶核酸或靶蛋白等靶生物分子的设备，包括：
用于容纳生物样本的输入储槽；
与所述输入储槽和裂解缓冲液储槽流体连通的第一生物处理组件，所述第一生物处理组件用于生成含靶核酸或靶蛋白等靶生物分子的裂解物；
与所述第一生物处理组件和第一洗脱缓冲液储槽流体连通的第二生物处理组件，所述第二生物处理组件包括用于保留靶生物分子的靶生物分子结合过滤器，例如靶核酸结合过滤器或靶蛋白结合过滤器；.
与所述第二生物处理组件流体连通的容器，所述容器用于放置容纳来自所述第二生物处理组件的靶核酸或靶蛋白等靶生物分子的输出容器。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括耗材盒。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述生物样本是细菌培养物、细胞培养物、原核细胞培养物、真核细胞培养物、临床样本、环境样本、食品样本或饮料样本。
4.根据权利要求1所述的设备，还包括设置在所述输入储槽与所述第一生物处理组件之间的光密度检测器窗口，可通过所述光密度检测器窗口检测所述生物样本的光密度。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一生物处理组件包括澄清过滤器。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述澄清过滤器与所述输入储槽和所述裂解缓冲液储槽流体连通，所述澄清过滤器用于分离所述生物样本的含靶核酸部分与所述生物样本的第一废物部分。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一生物处理组件包括细胞捕获过滤器，其中所述细胞捕获过滤器设置在所述澄清过滤器的上游。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述细胞捕获或浓缩过滤器与所述输入储槽和所述裂解缓冲液储槽流体连通，所述细胞捕获或浓缩过滤器用于分离所述生物样本的含靶核酸部分与所述生物样本的第一废物部分。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述裂解缓冲液储槽与所述细胞捕获过滤器流体连接，使所述细胞捕获过滤器能够进行反冲洗，并使反冲洗液能够进入所述澄清过滤器。
10.根据权利要求9所述的设备，还包括设置在所述澄清过滤器与所述细胞捕获过滤器之间的第一混合室，所述第一混合室用于容纳所述反冲洗液。
11.根据权利要求10所述的设备，还包括与所述第一混合室流体连通的中和缓冲液储槽，所述第一混合室用于容纳所述反冲洗液和中和缓冲液，并混合所述反冲洗液和所述中和缓冲液以形成中和裂解物。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述澄清过滤器与所述第一混合室流体连通，所述澄清过滤器用于分离所述生物样本的第二废物部分与含靶核酸部分。
13.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述澄清过滤器包括所述细胞捕获过滤器，所述细胞捕获过滤器用于在第一纯化步骤中浓缩所述生物样本的细胞成分，以及在后续第二纯化步骤中澄清所述中和裂解物。
14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二生物处理组件的靶生物分子结合过滤器包括硅基过滤器或对靶核酸具有亲和力的微球柱。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第二生物处理组件还包括与所述靶生物分子结合过滤器(例如所述核酸结合过滤器)流体连通的纯化试剂储槽。
16.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述靶生物分子结合过滤器，例如所述核酸结合过滤器，与所述洗脱缓冲液储槽和所述输出容器流体连通。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述第二生物处理组件包括设置在所述第一生物处理组件与所述靶生物分子结合过滤器之间的第二混合室。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述第二混合室与内毒素去除缓冲液储槽流体连通。
19.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述靶生物分子结合过滤器采用包含阴离子交换膜的核酸结合过滤器。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述第二生物处理组件包括设置在所述阴离子交换膜下游的沉淀膜。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述阴离子交换膜用于分离所述生物样本的第三废物部分与含靶核酸部分。
22.根据权利要求20所述的设备，还包括第二洗脱缓冲液储槽，所述第一洗脱缓冲液储槽与所述阴离子交换膜流体连接，使所述靶核酸能够通过所述阴离子交换膜洗脱，所述第二洗脱缓冲液储槽与所述沉淀膜流体连接，使所述靶核酸能够通过所述沉淀膜洗脱。
23.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述沉淀膜用于分离所述生物样本的第四废物部分与含靶核酸部分。
24.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述沉淀膜与沉淀剂储槽流体连通，所述沉淀剂储槽可选地包含异丙醇。
25.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述沉淀膜与洗涤/脱盐溶液储槽流体连通，所述洗涤/脱盐溶液储槽可选地包含约70％乙醇。
26.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述第二生物处理组件包括设置在所述阴离子交换膜与所述沉淀膜之间并与其流体连通的第三混合室，其中所述第三混合室与所述沉淀剂储槽和/或所述脱盐溶液储槽流体连接，并设置在所述沉淀膜与所述沉淀剂储槽和/或所述脱盐溶液储槽之间。
27.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述输出容器可选择性地从所述设备上拆卸。
28.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述输入储槽的尺寸和形状适合容纳至少5mL、优选至少100mL或至多2L的生物样本。
29.一种用于从生物样本中自动纯化靶核酸的设备，包括：
用于容纳所述生物样本的第一生物处理组件，所述第一生物处理组件包括废物分离过滤器和与所述废物分离过滤器流体连接的多个储槽；
第二生物处理组件包括阴离子交换膜、与所述阴离子交换膜进行流体耦合的洗涤液储槽和与所述阴离子交换膜进行流体耦合的第一洗脱缓冲储槽；.
第三生物处理组件，包括沉淀过滤器和与所述沉淀过滤器流体连接的第二洗脱缓冲液储槽。
30.根据权利要求29所述的设备，其特征在于，所述第一生物处理组件还包括细胞捕获过滤器，其中所述多个储槽中的第一储槽包括重悬缓冲液储槽。
31.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，输入储槽与所述细胞捕获过滤器的第一侧流体连接，重悬缓冲液储槽与所述细胞捕获过滤器的第二侧流体连接。
32.一种用于从生物样本中自动纯化靶核酸或靶蛋白等靶生物分子的设备，包括：
具有内部隔室的外壳，所述内部隔室的尺寸和形状适合放置纯化柱；
可选地，可选择性关闭的检修门，所述检修门提供通向内部隔室的通道；.
泵组件，设置在内部腔室内，用于通过蠕动运动提供泵送作用。
33.根据权利要求32所述的设备，还包括设置在所述内部隔室内的夹紧机构，所述夹紧机构构造成在打开位置与关闭位置之间移动，处于打开位置时，所述内部隔室可进入，处于关闭位置时，所述夹紧机构夹在插入的纯化柱上，使所述生物样本能够进行处理，可选地，其中当处于关闭位置时，所述夹紧机构操作，对所述生物样本盒进行流体密封。
34.根据权利要求33所述的设备，还包括控制器，其中所述控制器仅在确定所述检修门关闭时才向所述夹紧机构供电。
35.根据权利要求33所述的设备，还包括锁定机构，所述锁定机构用于在所述夹紧机构移动到所述关闭位置时，将所述检修门锁定在关闭位置。
36.根据权利要求33所述的设备，其特征在于，所述夹紧机构由电机提供动力，可选地，其中所述电机可操作地连接蜗轮或传动螺杆，所述蜗轮或传动螺杆可旋转以引起所述夹紧机构的运动。
37.根据权利要求33所述的设备，还包括手动释放机构，所述手动释放机构可操作地连接到所述夹紧机构，使所述夹紧机构能够独立于所述电机手动释放。
38.根据权利要求33所述的设备，其特征在于，所述外壳包括所述检修门连接到其上的开口端和与所述开口端相对的封闭端，所述开口端和封闭端限定了纵向方向，其中所述夹紧机构构造成沿横向于所述纵向方向的方向移动。
39.根据权利要求32所述的设备，还包括：光密度传感器，用于测量放置在所述生物样本盒内的生物样本的光密度；光密度传感器，用于测量靶生物分子浓度，例如纯化产物的靶核酸浓度和/或靶蛋白浓度。
40.根据权利要求32所述的设备，还包括用于显示仪器信息和接收用户输入的用户界面，所述用户界面用于容纳与一个或多个生物样本体积、选定纯化方案、可选择性关闭的检修门的操作指令、靶核酸或靶蛋白等靶生物分子的期望浓度、或含靶生物分子的洗脱液的最终体积相关的用户输入。
41.根据权利要求32所述的设备，其特征在于，所述内部隔室包括用于确定纯化柱已经完全插入所述内部隔室中的位置传感器，所述限位开关的位置应使其在纯化柱完全插入内部隔室时与纯化柱的前缘接触时被触动。
42.根据权利要求32所述的设备，其特征在于，还包括一个或多个检修门传感器，其用于为确定所述检修门是处于打开还是关闭位置，其中所述一个或多个检修门传感器可选地包括一个或多个霍尔效应传感器以及一个或多个相应的传感器磁铁。
43.根据权利要求32所述的设备，还包括输出容器传感器，所述输出容器传感器用于检测在插入的纯化柱处是否存在输出容器。
44.根据权利要求32所述的设备，其进一步包括一个或一个以上可旋转磁体，其放置的位置旨在将电磁场向内引导到所述内部隔室。
45.根据权利要求32所述的设备，其特征在于，所述泵组件包...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·弗拉索夫，T·巴塔，J·因斯利，E·根特尔特，R·史密斯，S·蒂勒，C·亚当斯，K·克鲁格，R·施耐德，W·卢基亚诺，J·格雷克，J·琼斯，D·塞隆，S·格什，B·瓦伊达，A·巴斯塔，A·伊万斯，C·克劳利，R·塞特奎斯特，A·考克斯，M·梅耶尼克，
申请(专利权)人：生命科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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