用于样本分析的卡盒和仪器制造技术

本申请涉及用于样本分析的卡盒和仪器。本文提供了用于处理样本的卡盒和仪器。该卡盒包括流体回路，流体在流体回路中的移动可以通过隔膜阀调节。在某些卡盒中，提供隔膜的可变形材料接触仪器中的接口，该接口不需要驱动层的介入而直接地驱动隔膜。某些卡盒具有多个流体回路和流体分配通道或气动分配通道，该流体分配通道或气动分配通道被配置成选择性地输送流体或气动压力至流体回路中的任一个。某些卡盒具有容纳板载试剂的隔室。隔室可以通过薄膜关闭，该薄膜通过热密封附接至卡盒主体。该薄膜通过热密封附接至卡盒主体。该薄膜通过热密封附接至卡盒主体。

【技术实现步骤摘要】
用于样本分析的卡盒和仪器
[0001]本申请是申请日为2014年11月17日，申请号为201910858952.X，专利技术名称为“用于样本分析的卡盒和仪器”的申请的分案申请。
[0002]申请日为2014年11月17日，申请号为201910858952.X，专利技术名称为“用于样本分析的卡盒和仪器”的申请是申请日为2014年11月17日，申请号为201480071855.1，专利技术名称为“用于样本分析的卡盒和仪器”的申请的分案申请。
[0003]交叉引用
[0004]本申请要求2013年11月18日提交的US临时申请61/905,804和2014年4月18日提交的US临时申请61/981,678的申请日期的权益，其中的每个通过引用以其全部并入。
[0005]专利技术背景
[0006]广泛采用快速的基于DNA的人类识别的一个障碍是可消耗的成本。使用少量试剂的低成本卡盒(cartridge)将减小这个障碍。先前的途径集中在自动化和加工工序改进上以降低制作给定的卡盒的成本。
[0007]包括样本卡盒以及用于样本提取和分析的流体系统的系统变体在例如，美国专利6,190,616(Jovanovich等人)；6,551,839(Jovanovich等人)；6,870,185(Jovanovich等人)；7,244,961(Jovanovich等人)；7,445,926(Mathies等人)；7,799,553(Mathies等人)；8,173,417(Tan等人)；8,206,974(Tan等人)；8,394,642(Jovanovich等人)；8,425,861(Selden等人)；8,431,340(Jovanovich等人)；8,720,036(Selden等人)和8,858,770(Tan等人)；美国专利申请2009/0178934(Jarvius)；2009/0253181；2011/0039303(Jovanovich等人)；2011/0126911(Kobrin等人)；2011/0220502(Selden等人)；2012/0181460(Eberhart等人)；2013/0139895(Vangbo)和2013/0115607(Nielsen等人)；和国际专利申请WO/US2013/130910中进行描述。
[0008]专利技术概述
[0009]提供了一种流体设备，例如卡盒的形式，以用于样本提取和分析物反应及分析。
[0010]本文提供了一种卡盒，其包括一个或多个流体回路，每个流体回路包括至少一个隔膜阀；其中该卡盒包括：(a)主体，其包括(i)表面，该表面包括与阀入口和阀出口流体连通的阀座，和(ii)至少一个孔口，该至少一个孔口与流体回路流体连通；以及(b)可变形材料层，其覆盖阀座和至少一个孔口，其中该可变形材料层的部分用作隔膜，该隔膜与阀座组合形成隔膜阀，并且其中该隔膜当被驱动(例如，通过被移动成与阀座接触或通过被移动脱离与阀座的接触)时，调节穿过隔膜阀的流体流动，并且该可变形材料层包括穿过可变形材料层的至少一个管道，每个管道与孔口连通；并且其中卡盒被配置接合卡盒接口，使可变形材料与卡盒接口的表面直接接触，使隔膜与驱动该隔膜(例如，气动地或机械地)的正和/或负压力源连通，并且使至少一个孔口通过管道与流体或气动管线连通，其中可变形材料层可选地用作密封至少一个孔口以防泄漏的垫片。在一个实施方案中，流体回路还包括形成在主体中的反应腔，该反应腔可选地被热传导材料薄膜(例如，金属薄膜)覆盖。在另一个实施方案中，流体回路还包括被配置成接收包括生物材料的样本的腔，所述腔可选地包括关闭片。这种仪器和卡盒的示例在图1至图5中被示出。
[0011]本文还提供了一种仪器，包括：(a)至少一个卡盒接口，其包括：(i)接合单元，其被配置成接收可移除地可插入的卡盒并且使歧管组件和可选的热调节器与接收的卡盒接合，其中该卡盒包括至少一个流体回路和至少一个隔膜阀和可变形材料层，该流体回路包括至少一个流体通道、至少一个排出孔口；该隔膜阀包括被配置用来调节至少一个流体回路中的流体流动的阀座；该可变形材料层覆盖阀座和至少一个孔口，其中可变形材料在隔膜阀中用作隔膜并且包括穿过该层的至少一个管道，每个管道与孔口连通；以及(ii)歧管组件，其包括接合表面，该接合表面被配置成直接地接触接收的卡盒的可变形层，并且该歧管组件具有与接合表面上的孔口连通的多个传输通道；其中将卡盒与歧管组件接合：(A)使隔膜与接合表面上的第一孔口连通，该第一孔口被配置成将正或负压力传输至隔膜，并且(B)使排出孔口与接合表面上的第二孔口连通，该第二孔口被配置成通过传输通道将流体传输到流体回路内或离开流体回路；以及(iii)热调节器，其当与接收的卡盒接合时，使热泵(例如，热电加热器，例如，珀尔帖设备(Peltier device))与卡盒中的热循环腔热接触，或使加热元件与卡盒中的腔热接触。在一个实施方案中，仪器还包括以下中的任一个：(b)气动压力源，其被配置成输送正或负气动压力至歧管组件的传输通道；(c)泵，其被配置成将液体移动到歧管组件的传输通道内或离开歧管组件的传输通道；(d)试剂源，其与歧管组件的传输通道流体连通；(e)分析模块，其被配置成在从自卡盒接收的流体上执行至少一种分析(例如，电泳)；以及(f)控制模块，其包括可执行的代码，该代码被执行时控制仪器的运行。
[0012]本文还提供了一种卡盒，包括第一层和可变形层：(a)其中该第一层包括：(i)第一侧，其接触可变形层，其中该第一侧包括多个流体回路，每个流体回路包括至少一个流体通道；和(ii)第二侧，其包括至少一个流体分配通道，该流体分配通道由覆盖层覆盖；(iii)在第一层中的多个通孔(via)，每个通孔被配置成使流体分配通道与流体通道连通；和(iv)可选地，在第一层中的至少一个通孔，其被配置成使流体分配通道与第一层一侧上的被配置成接合流体源的孔连通；以及(b)可选地包括驱动层，其包括至少一个驱动回路，该驱动回路被配置成驱动隔膜抵靠第一侧中的阀座。在图6和图9中示出了这种卡盒的示例。
[0013]本文还提供了一种卡盒，包括第一层、第二层和夹其间的可变形层：(a)其中该第一层包括：(i)接触可变形层的第一侧，其中该第一侧包括多个流体回路，每个流体回路包括至少一个流体通道和至少一个阀座；(ii)第二侧，其包括至少一个气动分配通道，该气动分配通道可选地由覆盖层覆盖；(iii)在第一层中的至少一个通孔，其被配置成使气动分配通道与可变形层连通；和(iv)可选地在第一层中的至少一个通孔，其被配置用来使气动分配通道与第一层一侧上的被配置成接合在气动压力源中的孔口连通；(b)其中可变形层的与第一层中的阀座组合的部分形成隔膜阀；以及(c)其中驱动层包括至少一个驱动回路，该至少一个驱动回路包括至少一个分支通道，其中每个分支通道被配置成驱动隔膜抵靠不同的流体回路中的阀座，并且每个分支通道还包括阀座；并且其中施加至气动分配通道的正或负压力穿过通孔传输压力，以驱动可变形层的隔膜部分与分支通道中阀座的接触或脱离与分支通道中阀座的接触，其中关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仪器，包括：(a)至少一个卡盒接口，其包括：(i)接合单元，其被配置成接收可移除地可插入的卡盒并且使歧管组件和热调节器与接收的卡盒接合，其中所述卡盒包括至少一个流体回路和至少一个隔膜阀和可变形材料的层，所述至少一个流体回路包括至少一个流体通道、至少一个排出孔口；所述隔膜阀包括被配置用来调节所述至少一个流体回路中的流体流动的阀座；所述可变形材料的层覆盖所述阀座和所述至少一个排出孔口，其中所述可变形材料在所述隔膜阀中用作隔膜并且包括穿过所述层的至少一个管道，每个管道与孔口连通；以及(ii)歧管组件，其包括接合表面，所述接合表面被配置成直接地接触接收的卡盒的所述可变形材料的层，并且所述歧管组件具有与所述接合表面上的孔口连通的多个传输通道；其中将卡盒与所述歧管组件接合：(A)使所述隔膜与所述接合表面上的第一孔口连通，所述第一孔口被配置成将正压力或负压力传输至所述隔膜，并且(B)使所述至少一个排出孔口与所述接合表面上的第二孔口连通，所述第二孔口被配置成通过所述传输通道将流体传输到流体回路内或离开流体回路；以及(iii)可选地，热调节器，所述热调节器当与接收的卡盒接合时，使热泵(例如，热电加热器，例如，珀尔帖设备)与所述卡盒中的热循环腔热接触。2.根据权利要求1所述的仪器，还包括以下中的任一项：(b)气动压力源，其被配置成输送正气动压力或负气动压力至所述歧管组件的传输通道；(c)泵，其被配置成将液体移动到所述歧管组件的传输通道内或离开所述歧管组件的传输通道；(d)试剂源，其与所述歧管组件的传输通道流体连通；(e)分析模块，其被配置成在从所述卡盒接收的流体上执行至少一种分析(例如，电泳)；以及(f)控制模块，其包括可执行的代码，该代码被执行时控制所述仪器的运行。3.根据权利要求1所述的仪器，其中所述至少一个卡盒接口包括底座和一个或多个中空孔针，所述针用于将流体输送至所述卡盒中的孔口，其中所述卡盒偏压所述针抵靠所述底座，并且所述针穿过所述底座中的缝隙突出；并且其中所述针包括：原始的引入部，所述原始的引入部被配置成在通过移除所述卡盒释放偏压后，使所述针处于原始位置中；和锥形端部，所述锥形端部被配置成与所述卡盒中的引导件配合。4.根据权利要求1所述的仪器，其中所述卡盒还包括样本输入口、样本输出口和废料腔，所述样本输入口、所述样本输出口和所述废料腔均通过所述至少一个流体通道被流体地连接，其中所述废料腔包括分解核酸的材料。5.一种仪器，包括卡盒接口和与所述卡盒接口接合的可移除的卡盒：(a)其中所述卡盒接口包括底座和一个或多个中空孔针，所述针用于将流体输送至所述卡盒中的孔口，其中所述卡盒偏压所述针抵靠所述底座，并且所述针穿过所述底座中的缝隙突出；并且其中所述针包括：原始的引入部，所述原始的引入部被配置成在通过移除所述卡盒释放偏压后，使所述针处于原始位置中；和锥形端部，所述锥形端部被配置成与所述
卡盒中的引导件配合；以及(b)其中所述卡盒包括包含孔口和与所述孔口连通的针引导件的流体回路，其中所述针引导件包括配合的圆锥体和针引导件引入部，所述配合的圆锥体被配置成与所述针的锥形端部配合，并且所述针引导件引入部被配置成当所述卡盒在所述卡盒与所述卡盒接口接合期间施加抵着所述针的所述锥形端部的偏压时引导所述针进入所述配合的圆锥体内。6.根据权利要求5所述的仪器，其中所述卡盒还包括：至少一个流体回路，所述至少一个流体回路包括至少一个流体通道、至少一个排出孔口；和至少一个隔膜阀，所述隔膜阀包括阀座，所述阀座被配置成调节所述至少一个流体回路中的流体流动；和可变形材料的层，所述可变形材料的层覆盖所述阀座和所述至少一个排出孔口，其中所述可变形材料充当所述隔膜阀中的隔膜并且包括穿过所述层的至少一个管道，每个管道与孔口连通。7.根据权利要求6所述的仪器，其中所述卡盒接口还包括歧管组件，所述歧管组件包括接合表面，所述接合表面被配置成直接地接触接收的卡盒的所述可变形材料的层，并且所述歧管组件具有与所述接合表面上的孔口连通的多个传输通道；其中将卡盒与所述歧管组件接合：(A)使所述隔膜与所述接合表面上的第一孔口连通，所述第一孔口被配置成将正压力或负压力传输至所述隔膜，以及(B)使所述至少一个排出孔口与所述接合表面上的第二孔口连通，所述第二孔口被配置成通过所述传输通道将流体传输至流体回路内或将流体传输离开流体回路。8.一种方法，包括：(a)提供反应混合物，所述反应混合物包括：(I)样本，所述样本包括哺乳动物(例如，人类)DNA，(II)试剂，所述试剂用于扩增所述哺乳动物DNA(例如标记引物、核苷酸和聚合酶)中的短串联重复序列(STR)，以及(III)哺乳动物特有的探针，所述哺乳动物特有的探针被选择以便在反应中被扩增，并且所述哺乳动物特有的探针包括与所述标记引物可区别的标记；(b)执行STR反应，所述STR反应包括在所述样本和所述哺乳动物特有的探针中扩增STR；(c)探测例如在诸如执行实时PCR的时间上所述反应中哺乳动物特有的探针所扩增的量；以及(d)可选地，基于探测的哺乳动物特有的探针所扩增的量，停止所述STR反应。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述标记是荧光标记，并且该可区别的标记具有在所述标记引物的最高波长或最低波长之上或之下的波长。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述哺乳动物特有的探针还包括探针或例如黑洞的淬灭剂。11.根据权利要求8所述的方法，其中使用根据权利要求1
‑
7中任一项所述的仪器来执行所述方法。12.一种卡盒，包括第一层和可变形层：(a)其中所述第一层包括：(i)第一侧，所述第一侧接触所述可变形层，其中所述第一侧包括多个流体回路，每个流体回路包括至少一个流体通道；和
(ii)第二侧，所述第二侧包括至少一个流体分配通道，所述流体分配通道由覆盖层覆盖；(i...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：尹特根埃克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：