提供了一种用于从流体样品分离至少一种分析物的过滤单元。过滤单元包括：入口，所述入口构造成容纳流体样品，以及出口，所述出口构造成容纳至少一种分析物；流体路径，所述流体路径提供入口与出口之间的流体连通，其中所述流体路径具有纵向轴线，在使用中流体样品沿着纵向轴线流动；过滤器，所述过滤器位于流体路径中，其中所述过滤器包括构造成允许至少一种分析物通过的至少一个表面，并且其中至少一个表面基本上与所述流体路径的所述纵向轴线垂直；以及叶轮，所述叶轮位于过滤器附近，其中所述叶轮构造成在过滤器附近产生切向流体流，并且其中所述叶轮包括联接到至少一个具有倒圆前缘的叶片上的可旋转轴。前缘的叶片上的可旋转轴。前缘的叶片上的可旋转轴。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体样品制备的改进或与流体样品制备相关的改进
[0001]本专利技术涉及流体样品制备的改进或与流体样品制备相关的改进，并且更具体地，涉及经由搅动死端式过滤的流体样品制备。
技术介绍
[0002]全血含有多种组分，为了实现分析目的，必须在下游处理(例如分析物检测或基因组测序)之前制备或净化这些组分。白细胞、血小板和红细胞，统称为血细胞比容，通常占血浆的高达～46.7％v/v，血浆本身是占全血体积剩余部分的约92％的水和约8％的血浆分析物。由于高百分比体积的血细胞比容，去除生物处理上游干扰物使得随后可依靠的下游处理成为可能。例如，来自红细胞溶解的高血红蛋白水平已经示出了对基于抗原
‑
抗体的测定的结果具有有害影响。因此，分析器的制造商通常对他们的设备执行干扰测试以确定由截止值(临床和实验室标准协会(CLSI))定义的干扰的可接受标准。
[0003]在试图消除干扰物质被带入后续处理步骤中时，例如细胞、血红蛋白、来自溶解的血细胞的遗传物质、处理参数和设计变量必须被适当地考虑和选择以最大化该单元操作的效率。在靶向从整个过程中捕获的循环无细胞DNA(cell
‑
free DNA，cfDNA)的情况下，需要考虑一系列处理变量以能够进行朝向测序的进一步下游处理。
[0004]可以基于分子/颗粒大小、形状和电荷，进行使用死端式过滤系统(dead
‑
end filtration system，DEF)从全血浓缩cfDNA的设计考虑。大于膜孔的分子将不能在膜空隙体积内渗透(超滤膜)，而可变形的或小于过滤器输入侧孔的颗粒/分子可以在聚合物基质(微孔膜)内被捕获。重要的是，设计任何过滤系统都将总是需要经验测试。
[0005]人血浆是最重要的并且是最方便的循环生物标记来源之一。对血浆蛋白质组、转录组和代谢组的研究已经迅速增加了用于包括癌症、阿尔茨海默病和败血症等多种疾病的诊断靶向谱(spectrum of diagnostic targets)。同样，抗体以及血浆中存在的外源核酸和抗原允许诊断严重的传染性疾病(例如由埃博拉病毒或寨卡病毒引起的那些)。此外，从血液中分离血浆是能够进行进一步下游处理(如DNA提取)的关键步骤。然而，生物标记的质量通常不仅取决于生物因素(例如患者的身体状况和年龄)，而且取决于技术因素(例如缺乏样品收集和制备的标准化)。此外，处理血液样品是时间敏感的，因为遗传物质可以降解并且代谢物可以分解。
[0006]目前实验室中使用的从血液分离血浆的方法包括许多处理步骤。该方法通常涉及几个冷冻/解冻步骤、将样品从一个管转移到另一个管以及离心分离样品。这是劳动密集型的、耗时的，并且通常与可能经常导致样品不能使用的人为误差和/或泄漏的风险相关联。
[0007]循环肿瘤DNA(circulating tumour DNA，ctDNA)在患者血液中用于癌症诊断和疾病进展的实时监测的潜在效用是组织活检(tissue biopises)的高度公认的替代方法。然而，由于应用多步离心过程，从外周血中分离血浆以分离循环的无细胞DNA(cfDNA)缺乏自动化和有效的方法仍然是一个挑战。分离cfDNA通常依赖于称为分级分离(fractioning)的样品制备方法，该方法包括使用实验室离心机将血浆与细胞组分分离。尽管离心法是分离
血浆广泛使用的方法，但由于需要几个手动步骤，最终体积总是不一致的，并且由于人为误差，细胞污染的风险显著。此外，离心法在体外诊断(IVD)系统中的实施可能是具有挑战性的，体外诊断系统需要是用户友好的、紧凑的和自动的，以产生可依靠且准确的结果。有许多IVD技术可以用于小体积(＜1ml血液)血浆分离，但这些技术被认为不适合有效和快速地处理提取足够cfDNA所需的血量(即10
‑
50ml血液)以用于进一步的下游处理。其它被确定能够处理这种范围的体积的解决方案依赖于体积大并且与患者直接接触的“床侧”设备(即，单采血液组分术)。
[0008]从诸如全血或血浆流体样品中分离诸如蛋白质分析物的一种方法是使用切向流过滤(TFF)。在TFF中，大部分流体流切向地穿过过滤器的表面，而不是垂直地进入过滤器，这被称为死端式过滤(DEF)。TFF通常用于包括高比例的小颗粒尺寸固体(例如cfDNA)的流体，因为固体材料(例如细胞)可以利用死端式过滤而迅速地使过滤器表面结垢。TFF的主要优点是在过滤过程中基本上洗掉了滤饼。
[0009](TFF)过程的主要驱动力是跨膜压力。然而，在该过程中，跨膜压力可能由于渗透物粘度的增加而降低，因此过滤效率随时间的增加而降低，并且对于大规模处理来说可能是耗时的。可以通过稀释渗透物或增加系统的流速来防止跨膜压力的降低，在处理稀少的分析物(例如cfDNA)时，这是不理想的。
[0010]正是在这个背景下提出了本专利技术。
技术实现思路
[0011]根据本专利技术，提供了一种用于从流体样品分离至少一种分析物的过滤单元，所述过滤单元包括：入口，所述入口构造成容纳所述流体样品，以及出口，所述出口构造成容纳所述至少一种分析物；流体路径，所述流体路径提供所述入口与所述出口之间的流体连通，其中所述流体路径具有纵向轴线，在使用中所述流体样品沿着所述纵向轴线流动；过滤器，所述过滤器位于所述流体路径中，其中所述过滤器包括构造成允许所述至少一种分析物通过的至少一个表面，并且其中所述至少一个表面基本上与所述流体路径的所述纵向轴线垂直；以及叶轮，所述叶轮位于所述过滤器附近，其中所述叶轮构造成在所述过滤器附近产生切向流体流，并且其中所述叶轮包括联接到至少一个具有倒圆前缘的叶片的可旋转轴。
[0012]在过滤器附近添加叶轮并且所述叶轮构造成产生切向流体流，叶轮的添加施加了跨膜压力，所述跨膜压力连续地驱动分析物通过过滤器。所述叶轮可以位于入口和过滤器之间。将所述叶轮定位在所述入口和所述过滤器之间“推”分析物通过过滤器。可替代地，或另外，所述叶轮可以位于所述过滤器与所述出口之间。将所述叶轮定位在所述出口和所述过滤器之间“拉”分析物通过过滤器。
[0013]过滤单元可以包括至少两个叶轮。可替代地，过滤单元可以包括多个叶轮。例如，所述过滤单元可以包括至少1、2、3、4、5或多于5个叶轮。过滤单元可以包括位于入口和过滤器之间的至少一个叶轮和位于过滤器和出口之间的至少一个叶轮。
[0014]位于入口和过滤器之间的叶轮具有3个优点，即：通过旋转流体运动促进对于诊断装置理想的小过滤器覆盖区内的TFF；施加连续驱动血浆通过过滤器的跨膜压力；以及通过“擦拭器”型工艺从过滤器表面物理去除颗粒，从而防止过滤器结垢。
[0015]位于过滤器和出口之间的叶轮具有各种优点，包括：通过旋转流体运动促进对于
诊断装置理想的小过滤器覆盖区内的TFF，施加连续驱动血浆通过过滤器的跨膜压力；以及在过滤器两侧混合样品。
[0016]利用由叶轮传递的径向运动使流体连续再循环，并产生垂直流体力，驱动分析物通过过滤器，而不需要外部压力。然而，外本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从流体样品分离至少一种分析物的过滤单元，所述过滤单元包括：入口，所述入口构造成容纳所述流体样品，以及出口，所述出口构造成容纳所述至少一种分析物；流体路径，所述流体路径提供所述入口与所述出口之间的流体连通，其中所述流体路径具有纵向轴线，在使用中，所述流体样品沿着所述纵向轴线流动；过滤器，所述过滤器位于所述流体路径中，其中所述过滤器包括构造成允许所述至少一种分析物通过的至少一个表面，并且其中所述至少一个表面基本上与所述流体路径的所述纵向轴线垂直；以及叶轮，所述叶轮位于所述过滤器附近，其中所述叶轮构造成在所述过滤器附近产生切向流体流，并且其中所述叶轮包括可旋转轴，所述可旋转轴联接到至少一个具有倒圆前缘的叶片。2.根据权利要求1所述的过滤单元，其中所述叶轮包括多个叶片，每个所述叶片具有倒圆前缘。3.根据权利要求1或2所述的过滤单元，其中所述可旋转轴的横截面是圆形的。4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤单元，其中所述叶轮位于所述入口和所述过滤器之间。5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤单元，其中所述叶轮与所述过滤器间隔开。6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤单元，其中所述过滤器是可更换的。7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤单元，其中所述过滤器的所述至少一个表面基本上与所述流体路径的所述纵向轴线垂直。8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤单元，其中所述过滤器的所述至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山德罗，
申请(专利权)人：DNAE诊断有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。