本文提供了用于为给定流体样品提供机械裂解、化学裂解或二者的样品盒、阀组件和处理方法。该系统可以包括样品处理盒，所述样品处理盒具有配置成在所述样品盒内输送流体样品的处理的阀组件。所述阀组件可以包括阀体和盖，过滤器固定在所述阀体和盖之间，便于流体样品所需的机械或化学裂解剂的流入。还提供了用于在单个通用样品盒的同一工作流程内进行流体样品的机械和化学裂解的分析工作流程。
2、流体例如临床流体或环境流体的分析通常包括一系列处理步骤，其可以包括流体样品的化学、光学、电学、机械、热或声学处理。无论合并到台式仪器、一次性盒或两者的组合中，这种处理通常涉及复杂的流体组件和处理算法。
3、用于处理流体样品的常规系统采用一系列室，每个室被配置成用于对流体样品进行特定的处理步骤。当流体样品从室到室依次流过系统时，流体样品经过根据特定方案的处理步骤。因为不同的实验方案需要不同的配置，所以采用这种依次处理配置的传统系统并不是通用的，或不容易适应不同的实验方案。
4、近年来，在生物测试装置领域已经有了相当大的发展，所述生物测试装置便于操作样品盒内的流体样品，以制备用于通过聚合酶链反应(pcr)进行生物测试的样品。该领域的一个值得注意的发展是cepheid的genexpert样品盒。通过参考专利技术名称为“流体控制和处理系统”的美国专利号6,374,684和专利技术名称为“流体处理和控制”的美国专利号8,048,386，可以进一步理解这些类型的盒的配置和操作。虽然这些样品盒在开发时代表了本领域开启的相当大的进步，如同任何精密仪器一样，在这类系统和处理的性能和使用方面存在一定的挑战。此外，不同类型的靶标(例如细菌或病毒)的精确要求通常需要为每种类型或类别的靶标开发专门的装置和盒，使得对与多种疑似疾病或病症相关的一组不同靶标的测试，必须获得多种样品并使用多种盒，这很快变得昂贵、繁琐和耗时。
>5、因此，需要能克服观察到的有关性能的各种挑战的样品盒。进一步需要这样的样品盒，其在对多种不同的靶标进行分析时提供更大的通用性。进一步需要这样的装置，其以稳健且一致的方式执行宽范围的样品处理步骤，并与现有技术兼容以降低成本并改善患者获取途径。
技术实现思路
1、本专利技术涉及样品盒装置和相关组件，特别是能够在同一个盒内对各种不同类型的靶标进行样品制备的样品盒装置，以及相关的使用方法。
2、在一个方面，本专利技术提供了样品盒，其用于从样品中分离期望的分析物并保持分析物用于化学反应和光学检测。本专利技术还涉及仪器模块，其容纳用于样品处理的盒并操作所述盒以进行样品制备和分析测试。期望的分析物通常是细胞内材料(例如，核酸、蛋白质、碳水化合物或脂质)。在优选的应用中，分析物是核酸，盒将其从流体样品中分离并保持进行扩增(例如，使用pcr或等温扩增方法)和光学检测。
3、在另一个方面，本专利技术涉及利用阀体平台的样品盒，所述阀体平台允许检测有包膜的和游离的核酸靶标。在一些实施方案中，阀体包括提供热、机械和/或化学裂解的样品处理区域或裂解室。这允许单个盒为多种不同类型的靶标提供裂解，因此可以被认为是“通用分析盒”。在一些实施方案中，样品盒可以进行需要机械裂解的细菌靶标和适于化学裂解的病毒靶标的处理和检测。在一些实施方案中，改进的阀组件提供了能够组合捕获和检测不需要热和/或机械裂解的靶标以及需要热和/或机械裂解的靶标的样品盒。在一些实施方案中，这类阀组件与现有的仪器模块兼容，所述现有的仪器模块当前操作仅针对一种类型裂解的常规样品盒。
4、在一些实施方案中，阀组件与现有的盒体相接，使得仪器模块对盒的操作与常规的样品盒基本相同或相似。在一些实施方案中，仪器模块包括更新修改的操作指令，以执行样品制备的工作流程，所述样品制备的工作流程执行多个操作，例如用同一样品盒的单个流体样品进行化学裂解、热裂解和机械裂解。在一些实施方案中，仪器模块读取或获得关于正在进行的一组分析的信息，然后根据工作流程操作，所述工作流程取决于正在进行的分析对应于热裂解、机械裂解和化学裂解中的一种或全部。
5、在另一个方面，本专利技术涉及阀组件，所述阀组件改善了关于以下任何方面的性能：流体流动和过滤的一致性、力的分布，以及用于机械裂解的填充物(例如玻璃微珠)的分布。阀组件可包括与样品盒的常规阀组件相比改进阀组件的性能和功能的其他部件。
6、在一些实施方案中，阀组件包括阀体，所述阀体与阀盖相接以在它们之间限定内部样品处理区域或裂解室，阀盖和阀体在它们之间固定过滤器，阀盖的流体入口和阀体的流体出口。在一些实施方案中，与传统设计相比，盖包括与阀体相接且高度降低的凸台部件，以便容纳较厚的过滤材料。在一些实施方案中，已经改进了通过入口和出口以及裂解室或样品处理区域的流体流动路径，以平滑过渡并消除任何锐角，从而改进通过其中的流体流动并减少剩余缓冲液遗留。
7、在一些实施方案中，将支承部件添加到在样品处理区域内的阀盖和阀体或限定在它们之间的裂解室中，以便提高填充能力并减小过滤器应力。
8、在一些实施方案中，改进包括在盖中入口端口附近使用一个或多个突起，以便增加任何过滤器和盖之间的间隙，从而改进样品的流体流动和改进用于机械裂解的填充物(例如玻璃微珠)的流动。一个或多个突起可包括在入口或出口的任一侧或两侧上的一个或多个柱。在一些实施方案中，柱是椭圆形的，具有在流动方向上延伸的长轴。使用这些柱部件的实验结果将样品处理区域内玻璃微珠的填充率从70％提高到90％。
9、在其他实施方案中，改进包括在出口附近从阀体延伸的一个或多个突起或柱，以便通过在过滤器和阀体之间保持适当的间隙来改进流体流过过滤器区域。该部件可以在分析测试期间降低最大压力，例如降低5psi，并避免过滤器的堵塞。在一些实施方案中，柱是椭圆形的，具有在流动方向上延伸的长轴。在一些实施方案中，阀体包括沿着流体流动方向延伸的一系列脊。在实施方案中，在出口附近具有一个或多个柱，脊仅部分地延伸跨过室，例如跨过室大约3/4或更少，并且柱被设置在一系列脊和出口之间。实验结果表明，包括在出口附近的支承柱的阀体，通过显著降低过滤器的应力，可使过滤器的撕裂率降低高达10％。
10、在一些实施方案中，阀组件利用激光切割的过滤器，该研究已经显示具有减少高达10％的撕裂。传统的方法通常使用机械切割装置，例如模切。
11、在优选的实施方案中，盒具有用于将样品引入盒中的样品端口，以及从样品端口延伸的样品流动路径。盒还在样品流动路径中具有裂解室。裂解室包含至少一个过滤器，用于在样品流过裂解室时从样品中捕获细胞或病毒。裂解室由至少一个壁限定，所述壁具有用于接触换能器以对裂解室进行声波处理的外表面。微珠可以任选地放置在裂解室中，用于在该室被声波处理时破裂细胞或病毒。盒还可以包括废液室，该废液室经由样品流动路径与裂解室流体连通，用于在样品流过裂解室之后接收剩余的样品流体。盒进一步可以包括通过分析物流动路径连接到裂解室的第三室，用于接收从样品中分离的分析物。第三室优选是用于化学反应和光学检测分析物的反应室。盒还包括至少一个流量控制器(例如，阀)，用于在样品流过裂解室之后将样品导入废液室，并且用于将从样品分离的分析物导入第三室。盒的设计允许对大的样品体积进行有效的处理，以便能够准确地检测低浓度分析物。
12、在一些实施方案中，样品盒采用旋转阀配本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于处理和/或分析测试生物流体样品的样品盒，所述样品盒包括：
2.根据权利要求1所述的样品盒，其中所述盒包括在多个室中的多个玻璃微珠，所述玻璃微珠的大小对应于所述过滤器的孔径。
3.根据权利要求1所述的样品盒，其中所述孔径为0.2um至2um。
4.根据权利要求1所述的样品盒，其中所述孔径为约0.7um。
5.根据权利要求1所述的样品盒，其中所述裂解室包括：
6.根据权利要求5所述的样品盒，其进一步包括：
7.根据权利要求5所述的样品盒，其进一步包括：
8.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述盖被配置为使得所述盖和所述过滤器之间的间隙为0.003”或更大。
9.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述盖和所述阀体被配置为使得它们之间的流体流动路径没有任何90度角，以便阻止沿所述流动路径遗留任何缓冲液。
10.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述盖和/或所述阀体包括一个或多个支承突起，所述支承突起在所述入口和/或所述出口附近延伸到所述样品处理区域中，以便促进流体样品一致且均匀地流过所述样品处理区域进行化学裂解，和/或穿过所述过滤器填充裂解剂以促进所述系统的机械裂解。
11.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述一个或多个突起包括椭圆形柱。
12.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述阀盖包括至少一对突起或柱，所述至少一对突起或柱在所述入口附近延伸到所述裂解室中，以将所述过滤器压离所述入口，从而促进玻璃微珠更好地填充到所述裂解室中。
13.根据权利要求12所述的样品盒，其中所述阀体包括至少一对突起或柱，所述至少一对突起或柱在所述出口附近延伸到所述裂解室中，以将所述过滤器压离所述出口，从而促进流体更好地流动并减小所述过滤器上的应力。
14.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述阀体包括至少一对突起或柱，所述至少一对突起或柱在所述出口附近延伸到所述裂解室中，以将所述过滤器压离所述出口，从而促进流体更好地流动并减小所述过滤器上的应力。
15.用于处理和/或分析测试生物流体样品的样品盒，所述样品盒包括：
16.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述阀体和所述阀盖一起限定裂解室，所述裂解室具有在所述阀盖中的入口和在所述阀体中的出口之间的流体流动路径，所述流体流动路径流体连接到所述阀体的流体排出区域，其中所述流体排出区域可通过所述注射器的运动而减压，以将流体抽入所述流体排出区域，并且可通过所述注射器的运动而加压，以将流体从所述流体排出区域排出。
17.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述阀盖和/或所述阀体包括一个或多个支承突起，所述支承突起沿着所述入口和/或所述出口延伸到所述样品处理区域中，以便促进流体样品一致且均匀地流过所述样品处理区域，从而促进化学裂解，和/或穿过所述过滤器填充裂解剂，以促进所述系统的机械裂解。
18.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述阀盖包括与所述过滤器接合的一个或多个支承突起，从而在所述阀盖和所述过滤器之间形成一致的间隙。
19.根据权利要求18所述的样品盒，其中所述阀盖和所述一个或多个突起被配置为使得所述阀盖和所述过滤器之间的间隙为0.003”或更大。
20.根据权利要求18所述的样品盒，其中所述阀盖的形状大体为圆形，并且所述样品处理区域的形状大体为圆形。
21.根据权利要求18所述的样品盒，其中所述一个或多个突起被设置在所述阀盖的入口处附近。
22.根据权利要求21所述的样品盒，其中所述一个或多个突起包括一对柱。
23.根据权利要求22所述的样品盒，其中所述柱是椭圆形的，具有沿流动方向延伸的长轴。
24.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述阀体包括一个或多个支承突起，以将所述过滤器与所述出口隔开。
25.根据权利要求24所述的样品盒，其中所述阀体包括沿着所述样品处理区域的入口和出口之间的流动方向延伸的一系列脊。
26.根据权利要求24所述的样品盒，其中所述阀体的形状大体为圆形，并且所述样品处理区域的形状大体为圆形。
27.根据权利要求24所述的样品盒，其中所述一个或多个突起被设置在所述阀体的出口处附近。
28.根据权利要求24所述的样品盒，其中所述一个或多个突起包括一对柱，所述一对柱相对于所述流动路径位于所述一系列脊和所述出口之间。
29.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述一对柱相对于所述流动路径分立在所述出口两边。
30.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于处理和/或分析测试生物流体样品的样品盒，所述样品盒包括：
2.根据权利要求1所述的样品盒，其中所述盒包括在多个室中的多个玻璃微珠，所述玻璃微珠的大小对应于所述过滤器的孔径。
3.根据权利要求1所述的样品盒，其中所述孔径为0.2um至2um。
4.根据权利要求1所述的样品盒，其中所述孔径为约0.7um。
5.根据权利要求1所述的样品盒，其中所述裂解室包括：
6.根据权利要求5所述的样品盒，其进一步包括：
7.根据权利要求5所述的样品盒，其进一步包括：
8.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述盖被配置为使得所述盖和所述过滤器之间的间隙为0.003”或更大。
9.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述盖和所述阀体被配置为使得它们之间的流体流动路径没有任何90度角，以便阻止沿所述流动路径遗留任何缓冲液。
10.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述盖和/或所述阀体包括一个或多个支承突起，所述支承突起在所述入口和/或所述出口附近延伸到所述样品处理区域中，以便促进流体样品一致且均匀地流过所述样品处理区域进行化学裂解，和/或穿过所述过滤器填充裂解剂以促进所述系统的机械裂解。
11.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述一个或多个突起包括椭圆形柱。
12.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述阀盖包括至少一对突起或柱，所述至少一对突起或柱在所述入口附近延伸到所述裂解室中，以将所述过滤器压离所述入口，从而促进玻璃微珠更好地填充到所述裂解室中。
13.根据权利要求12所述的样品盒，其中所述阀体包括至少一对突起或柱，所述至少一对突起或柱在所述出口附近延伸到所述裂解室中，以将所述过滤器压离所述出口，从而促进流体更好地流动并减小所述过滤器上的应力。
14.根据权利要求7所述的样品盒，其中所述阀体包括至少一对突起或柱，所述至少一对突起或柱在所述出口附近延伸到所述裂解室中，以将所述过滤器压离所述出口，从而促进流体更好地流动并减小所述过滤器上的应力。
15.用于处理和/或分析测试生物流体样品的样品盒，所述样品盒包括：
16.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述阀体和所述阀盖一起限定裂解室，所述裂解室具有在所述阀盖中的入口和在所述阀体中的出口之间的流体流动路径，所述流体流动路径流体连接到所述阀体的流体排出区域，其中所述流体排出区域可通过所述注射器的运动而减压，以将流体抽入所述流体排出区域，并且可通过所述注射器的运动而加压，以将流体从所述流体排出区域排出。
17.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述阀盖和/或所述阀体包括一个或多个支承突起，所述支承突起沿着所述入口和/或所述出口延伸到所述样品处理区域中，以便促进流体样品一致且均匀地流过所述样品处理区域，从而促进化学裂解，和/或穿过所述过滤器填充裂解剂，以促进所述系统的机械裂解。
18.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述阀盖包括与所述过滤器接合的一个或多个支承突起，从而在所述阀盖和所述过滤器之间形成一致的间隙。
19.根据权利要求18所述的样品盒，其中所述阀盖和所述一个或多个突起被配置为使得所述阀盖和所述过滤器之间的间隙为0.003”或更大。
20.根据权利要求18所述的样品盒，其中所述阀盖的形状大体为圆形，并且所述样品处理区域的形状大体为圆形。
21.根据权利要求18所述的样品盒，其中所述一个或多个突起被设置在所述阀盖的入口处附近。
22.根据权利要求21所述的样品盒，其中所述一个或多个突起包括一对柱。
23.根据权利要求22所述的样品盒，其中所述柱是椭圆形的，具有沿流动方向延伸的长轴。
24.根据权利要求15所述的样品盒，其中所述阀体包括一个或多个支承突...
【专利技术属性】
技术研发人员：哈里卡·南杜里，安德鲁·魏特斯曼，詹妮弗·格拉斯，米歇尔·魏·伊巴内斯，蒂娜·诺耶斯，
申请(专利权)人：塞弗德公司，
类型：发明
国别省市：
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