从一组生物样本中自动提取生物试样的系统，占地面积小，耗材组的移动最小，从而减少了提取过程中的潜在污染。提取系统包括一组反应管、一个用于存放一组耗材的存储单元、样本制备单元、样本提取单元、废物单元、多个用于移动管子、样本和盒子的机器人，以及可编程控制系统，它被编程为以串行模式处理样本，其中一系列样本按时间顺序依次连续处理，从而保持一个连续的模式。因此，无论样本何时开始处理，每个样本的固定处理周转时间。样本的固定处理周转时间。样本的固定处理周转时间。
【技术实现步骤摘要】
生物样本自动提取系统和装置
[0001]本申请是分案申请，其母案申请的申请号为2020800942321，(国际申请号为PCT/CA2020/050258)，申请日为2020年02月27日，专利技术名称为“生物样本自动提取系统和装置”。
[0002]本专利技术总体上涉及为多种分析处理系统和技术服务的样本自动提取系统。
技术介绍
[0003]分析处理系统的样本制备和提取涉及在基本无菌的环境中操作和处理多个生物样本。处理样本时无污染很重要，否则结果将不准确，会受到影响并可能导致后续分析处理和测试中的假阳性。
[0004]多种分析处理系统都需要准备生物样本，例如聚合酶链反应“PCR”系统。“PCR”是分子生物学中使用的一种技术，用于扩增一段核酸(例如脱氧核糖核酸“DNA”或核糖核酸“RNA”)的单个或几个副本，跨越几个数量级，产生数千到数百万个特定序列的副本。
[0005]“PCR”通常被认为是扩增核酸的聚焦片段，可用于诊断和监测遗传疾病、研究目标片段的功能、用于法医个体识别以及其他相关用途。
[0006]可利用优选系统制备的样本的分析处理系统的另一示例是酶联免疫吸附测定(ELISA)，它检测抗原或抗体以用于免疫学和毒理学。生物样本的纯度对于分析处理系统而言，在随后的分析处理过程中产生准确结果很重要。为分析处理系统(例如PCR或ELISA酶联免疫吸附测定)准备样本的一个问题是，当扩增容器打开并且正在准备样本时，准备过程有污染的风险。此外，在移动样本期间和取下盖子时，溢出、液滴形成和/或气溶胶的可能性会导致污染风险。由于受污染的移液器在打开的样本容器上方移动，因此，在移液器从系统中引入和移除过程中也可能发生交叉污染。这种污染会很快导致错误的结果或有偏差且不正确的测试结果。必须小心防止此类污染。
[0007]样本制备、扩增和检测区域之间的物理分离通常用于限制样本之间的污染以及来自周围环境的污染。这些措施相当麻烦、价格昂贵并且需要严格的培训以防止材料转移到这些隔离区域之间的实验室外套、手套、移液管或实验室设备上。
[0008]生物材料处理系统包括一个移动移液管组件，其中多个单独的移液管安装在可移动框架上，该框架可相对于样本托盘在纵向和横向方向上移动，样本托盘包括优选装载有生物材料(例如全血)的样本管，血清或其他用于核酸扩增的生物材料。移液管组件在样本管上的多次停止和启动，通常是在移液管与样本管中的样本接触后，当机器人框架移动、启动、停止和振动时，在机器人框架上的样本管造成交叉污染，导致样本托盘上的所有样本受到广泛的潜在污染、昂贵而精确的测试失败。
[0009]设计一种样本处理系统是值得的，当受污染的移液器移动、停止和启动时，样本托盘会受到潜在的振动负载，该系统可降低或消除交叉污染的风险。样本管还需要样本管中的样本和其他材料(例如缓冲液)通过顶部开口进出，这进一步产生了潜在的污染问题。
[0010]许多处理样本的方法包括摇动、加热、向磁珠
‑
目标化合物复合物施加磁场以及排
出液体废物的步骤。通常，这些步骤在独立和分开的工位上进行，例如使用摇管装置、磁分离装置、加热器和废物容器。
[0011]上述传统的摇晃、加热、磁珠分离和废液排放的过程需要单独的工位并且占用工作台上过多的空间。使用这些单独的站点还需要手动处理样本并将其从一个工位运输到另一个工位，这既耗时又导致样本之间发生交叉污染的可能性。因此，需要解决这些问题。
技术实现思路
[0012]本专利技术总体上涉及一种用于从生物样本中分离及提取目标化合物的自动化系统。特别地，本专利技术是一种自动样本提取系统，其可用于为多种分析处理系统和技术(例如PCR系统)制备样本。
[0013]所述系统由配置为连续处理样本的单元组成，以便无论样本何时开始处理，它都保持每个样本的固定处理周转时间。本专利技术以串行模式处理样本，其中一系列样本按时间顺序依次进行处理。该系统的主要单元通过计算机控制，以实现核酸的自动化提取。
[0014]所述系统包括五个不同的单元：存储单元、样本制备单元、样本提取单元、废物处理单元和反应管单元。所有单元都配置为最大限度地减少样本的移动量以及降低污染风险。
[0015]所述反应管单元是一种特别设计的反应管，其上部用于样本提取，下部用于接收来自上部的废液。两部分由阀门隔开。
[0016]所述存储单元存储易于取用的耗材盒。所述存储单元还存储样本管和磁珠。磁珠保存在冷却器中。
[0017]所述样本制备单元包括具有传送单元的旋转台，所述传送单元包括彼此相邻的容纳样本管的样本管架和容纳反应管的反应管架。所述旋转台还可以容纳盒状耗材和反应管，以便每次快速访问。所述样本制备单元还有一个样本架来固定样本管，样本架位于旋转台的一侧。旋转台旋转，将样本架定位在传送单元上的样本管架旁边，然后样本管被转移。这最大限度地减少了样本移动。所述样本制备单元还包括一个冷却器来容纳磁珠。
[0018]所述样本提取单元，其靠近旋转台，包括一组用于接收和摇动反应管的摇管装置以及一组带有磁铁的磁铁架，所述磁铁用于操纵反应管内的磁珠。
[0019]所述废物处理单元包括用于处理消耗品、处理废液和管子的单独垃圾箱。
[0020]样本制备单元的设计目的是将样本移动量降至最低，以降低污染风险。样本必须从样本管移动到反应管中，以进行提取过程。为了尽量减少样本的移动量，样本管架和反应管架在旋转台上并排放置。样本机器人将样本管从样本管盒移入样本管架，同时将反应管从反应管盒移入反应管架。然后，样本机器人通过添加不同类型的溶液(例如裂解缓冲液)在反应管中制备样本。
[0021]一旦反应管中的样本准备好后，旋转台旋转，使带有反应管的反应管架靠近样本提取单元。
[0022]反应机器人抓取反应管并将其从旋转台移动到样本提取单元中的摇管装置上。提取单元由单独的摇管装置和单独的磁性单元组成。每个带有反应管的摇管装置可以放置在距磁性单元不同距离的位置，以改变磁场的强度以及反应管内磁珠中的位置。
[0023]首先，反应管位于磁效应较小的位置，并且受到摇动。然后向溶液中加入磁珠和结
合缓冲液，并进一步摇动反应管。
[0024]接下来，将反应管移动到第二位置，使得反应管位于L形磁铁的垂直腿之间。磁铁将吸附有样本的磁珠吸引到管壁。打开废液阀，将废液排入反应管的第二隔室。关闭阀门，加入洗涤缓冲液，并摇动试管。然后将摇管装置移回到靠近磁铁的位置，将磁铁固定在管壁上，同时打开阀门将废液丢弃到第二个隔间中。此过程可能会重复多次(两次或更多次洗涤)，具体取决于样本要求以洗掉杂质。
[0025]样本纯化后，将洗脱液添加到反应管中的样本中，并摇动管子以将样本与磁珠分离。然后将反应管移动到第三个位置，磁珠完全附着在管的顶部，从而允许通过移液管轻松取出样本。反应机器人抓起移液管，从反应管中取出纯化后的样本，并将其放置在带盖子的纯化样本管中存储。
[0026]将这些单元中的每一个单元均整合到框架本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.制备样本的反应管，包括：a)反应管顶部的反应室，用于接收样本、缓冲液以及用于提取过程的磁珠；b)反应管底部的废物室，用于接收提取过程中产生的废物；c)连接反应室和废物室的控制阀，当控制阀打开时，提取过程中产生的废物进入到废物室。2.根据权利要求1所述的反应管，其中所述废物室的直径大于反应室的直径。3.根据权利要求1所述的反应管，其中控制阀通过按下一组位于反应室外部的按钮打开。4.根据权利要求1所述的反应管，其中所述反应管由生物相容性和可消毒材料制成。5.从一组生物样本中自动提取生物试样的系统，所述提取系统包括：a)一组反应管，其中每个反应管包括：反应管顶部的反应室，用于接收样本、缓冲液以及用于提取过程的磁珠；反应管底部的废物室，用于接收提取过程中产生的废物；连接反应室和废物室的控制阀；b)一个存储单元，包括：i)一种旋转存储系统，用于放置多种耗材存储盒，所述存储盒存储有一组耗材；ii)样本平台，包括多个样本管；iii)冷却器，用于存储需要以较低温度存储的多种耗材；c)一个样本制备单元，包括：i)一个旋转台，其具有传送单元，所述传送单元包括用于接收样本管的样本管架、用于接收反应管的反应管架；ii)多个容纳空间，其尺寸可容纳多种耗材盒；其中，所述旋转台上的所述样本管和所述反应管紧靠在一起，以便于提供将样本从所述样本管转移到所述反应管的快速通道；d)废物处理单元，用于处理废物；e)样本提取单元；f)多个机器人，用于移动管体、样本、盒体，包括：i)盒子升降机器人，是一种垂直运动机器人，用于抓取并将存储耗材组的多个存储盒运送到样本制备单元；ii)样本机器人，用于将样本管从样本平台转移到转移单元，将反应管从含有一组耗材的耗材盒转移到样本管旁边的传送单单元，并将样本转移到反应管中进行混合，耗材以移动量小、占地面积较小，并减少提取过程中的潜在污染；iii)反应机器人，用于将一组耗材转移到反应管中，其中，通过旋转台的每次旋转，反应机器人拾取耗材并将其...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈元骥，刘宗华，吴启安，
申请(专利权)人：莫拉雷研究公司，
类型：发明
国别省市：
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