样本分析系统技术方案

披露一种集成式样本分析系统。该样本分析系统包含(1)样本制备/分析模块，它具有包括专门结合核酸的整块的样本纯化装置和在具有亲水性内表面的反应腔内封装有微阵列的样本分析装置；(2)温控模块，包括具有导热温控囊的热循环器；和(3)能够采集在反应腔内的微阵列的图像的成像装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】样本分析系统本申请要求于2010年12月9日提交的美国临时专利申请号61/421,414的优先权。上述申请的全文被引用纳入本文。
本申请总体上涉及样本分析系统，确切地说，涉及用于检测样本中的生物材料的集成式采样-应答分析系统(sample-to-answeranalysissystem)。
技术介绍
分子检测是在分子级别进行的旨在检测被测样本中的生物材料如DNA、RNA和/或蛋白质的一项检测。分子检测已因其速度、灵敏度和特异性而开始表现为金标。例如分子试验被发现当在脑脊髓液中识别肠道病毒时比传统的培养法灵敏75%以上，并且现在被考虑作为此诊断法的金标(勒兰德等人，Clin.MicrobiolRev.2007,20:49-78)。微阵列最主要用在研究实验室内作为勾画基因表达水平的工具，因为可以对单个样本进行数千次试验测试。微阵列尚未在临床实验室广泛用于分子检测，因为其操作复杂性和成本(通常每项检测要花费数百美元)。微阵列检测的高成本是因为以下三个基本限制条件：(1)通常依赖光刻法的多步骤制造工艺，(2)装置组合，其通常由玻璃基材或硅基材构成，有时包含复杂的微流体设计，用于执行长序列步骤，和/或(3)与操作这些非常复杂的检测相关的人工。因此，人们需要研发更经济划算的方法和装置来进行利用微阵列技术的分子检测。
技术实现思路
本申请的一个方面涉及一种用于样本分析装置的一次性反应盒。该一次性反应盒包括多个容器和流动条。每个容器具有敞开的顶端和封闭的底端。多个容器中的至少一个预封装有样本分析作业所需要的试剂并且在该容器的顶端利用可去除的或可刺破的盖来封闭。流动条包括多个端口和与一个或多个端口相连通的一个或多个反应腔。每个反应腔包括微阵列。所述多个端口通过用于在所述多个端口和样本分析装置之间建立流体连通的一个或多个流体连通机构与该样本分析仪器相互作用。本申请的另一个方面涉及流动条。流动条包括多个端口和多个反应腔。每个端口包括用于建立与样本纯化装置的流体连通的可刺破的隔膜或圆顶阀。每个反应腔装有微阵列并且与一个端口相连通。本申请的另一方面涉及一种流动控制歧管。流动控制歧管包括歧管体、形成在该歧管体上且适于连接至供流装置的多个供流端口、形成在该歧管体内的多个柱塞通道以及可沿柱塞通道的长度运动的多个柱塞。每个柱塞通道在一端具有柱塞通道入口并在另一端具有柱塞通道出口。每个柱塞包括封贴在该柱塞所处的柱塞通道的内壁上的密封件。该柱塞从柱塞通道入口进入该柱塞通道。所述多个供流端口中的每一个供流端口在该柱塞通道的柱塞通道入口附近的位置处被连通至柱塞通道。本申请的又一个方面涉及一种流动控制选择器。流动控制选择器包括具有多个输出端口的选择器通道和包括细长的杆和控制该杆的线性运动的马达的线性运动致动器。该细长的杆具有近端、远端和在该杆内围出的流体连通通道。该流体连通通道从在该杆的近端上的第一开口延伸至在该杆的远端上的第二开口。第一开口适于连接至流体源，该杆上的两个密封件连接于第二开口的侧旁，从而当该杆安放在选择器通道内时，这两个密封件封贴在选择器通道的内壁上并且在这两个密封件之间形成流体连通路径。当在第二开口和流动控制选择器的输出端口之间形成流体连通路径时，在流体源和流动控制选择器的输出端口之间建立起流体连通。本申请的另一个方面涉及一种集成式样本分析系统。该系统包括：(1)样本制备/分析模块，其包括具有专门结合核酸的整块样本纯化装置和在具有亲水性内表面的反应腔内封装有微阵列的样本分析装置；(2)温控模块，包括具有导热温控囊的热循环器，该囊设计成在接纳温控物质时膨胀而抵接该反应腔的外表面，从而能实现在温控物质和反应腔内室之间的换热；和(3)布置用于采集在反应腔内的微阵列图像的成像装置。附图说明为了说明起见，除非另作说明，否则在不同附图中使用相同的附图标记表示相同的零部件。图1是本专利技术的样本检测系统的简图。图2是示出本申请的样本制备系统的简图。图3示出了包括一次性盒的完整的样本检测系统的一个实施例。图4示出了本专利技术的一次性盒的另一实施例。图5示出了流动条盒的流动条部分的立体视图。图6示出空气流速对DNA的CT值的扩增的影响。图7A示出直线型8路选择器。图7B是在选择器柱塞的远端上的O形圈密封结构的特写视图。图8示出8通道歧管，其与8路选择器和8样本一次性盒相互作用。图9示出自动化样本分析系统，凸现了抽样所需要的部件。图10示出包含多阵列流动池的流动条的前视图和后视图。图11示出在用于MRSA抽样和玻片PCR的2毫升96深井试剂板中的试剂布置形式的实施例。图12A-12C示出在本申请的样本分析系统中的镜片设计的几个实施例。图13示出在样本分析系统上的活MRSA的TruTip处理、芯片上PCR、芯片上清洗和图像获取之后的阵列图像。具体实施方式给出以下的具体说明是要使本领域的任何技术人员能够实现和利用本专利技术。为了解释，列出了特定的专用术语以便充分理解本申请。但对本领域技术人员来说，显然本专利技术的实施不需要这些特定细节。只是作为代表例子对具体实施例和应用做出描述。本说明书仅为专利技术原理的示范，并非旨在将本专利技术限制到所示出的特定实施例。应结合附图来阅读本说明书，这些附图被认为是本专利技术的整个书面描述的一部分。附图不一定按照比例，本专利技术的某些特征可以按照放大比例来示出或者以略微示意性方式来示出，以便清楚简明。在说明书中，相对术语如“前”、“后”、“上”、“下”、“顶”和“底”及其衍生词应该被解释为是指所述的或者如所讨论的附图所示出的方位。使用相对术语是为了方便描述并且通常不打算要求特定方位。关于附接、接合等的术语例如“连接”和“附接”是指这样的关系，其中，多个结构被直接或间接地通过中间结构相互固定或相互附接，以及都可活动或刚性的附接或关系，除非另有明确说明。本文所用的术语“样本”包括生物样本如细胞样本、细菌样本、病毒样本、其它微生物样本、得自哺乳动物体最好是人体的样本如组织样本、细胞培养样本、粪便样本和生物流体样本(例如血、血浆、血清、唾液、尿、脑液或脊髓液、淋巴液和乳头抽吸液)、环境样本如空气样本、水样、灰尘样本和土壤样本。在后述实施例中使用的术语“整块”、“整块吸收剂”或“整块的吸收性材料”是指多孔的三维吸收性材料，其在单件中具有连续相通的孔结构。整块例如是按下述方式制备的：将先驱体注入、烧结或聚合到具有期望形状的模具中。术语“整块的”是指不同于彼此紧邻或相互压贴的两个或更多个过滤器。术语“整块吸收剂”或者“整块的吸收性材料”是指不同于被封装入滤床构型或被埋入多孔母材中的单独吸收性颗粒的集合体，在该母材中最终产物包含单独吸收性颗粒。术语“整块吸收剂”或“整块吸收性材料”也指不同于吸收性纤维或涂有吸收剂的纤维的集合物例如滤纸或涂有吸收剂的滤纸。在以后所述的实施例中所用的术语“专门地结合”或“专门的结合”是指吸收剂与被分析物(如核酸)以足以使被分析物与样本中的其它成分(如蛋白质)或污染物区分开的特性结合。在一个实施例中，术语“专门地结合”是指吸收剂与样本中的被分析物以比在该吸收剂和样本内的其它成分之间的结合亲和性高至少10倍的结合亲和性来结合。本领域普通技术人员理解，被分析物与整块结合和从该整块洗脱的严紧性可以通过结合和洗脱缓冲剂配方来控制。例如核本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.09 US 61/421,4141.一种用于样本分析装置的一次性反应盒，所述一次性反应盒包括多个容器和流动条，每个容器具有敞开的顶端和封闭的底端，其中，所述多个容器中的至少一个容器预封装有样本分析作业所需要的试剂并且在所述容器的顶端利用可刺破或可去除的盖来封闭；所述流动条包括多个端口和一个或更多个反应腔，所述一个或更多个反应腔与所述多个端口中的一个或更多个连通，每个反应腔包括微阵列，并且被设置成容许在微阵列腔内进行PCR扩增，其中，所述多个端口通过用于在所述多个端口和所述样本分析装置之间建立流体连通的一个或更多个流体连通机构与所述样本分析装置相互作用，并且，其中，所述一次性反应盒通过可回撤的载具被插入所述样本分析装置，其中，所述流动条还包括一个或更多个针阀，所述针阀控制在该流动条内的流体流动，所述针阀由容许其打开和关闭的线性制动器来控制，并且在打开位置，所述针阀允许在清洗步骤内的液体流动；在关闭位置，针阀帮助在热循环过程中将PCR混合物滞留在流动池内；所述一次性反应盒通过在所述样本分析装置上的所述一个或多个流体连通机构和流动控制歧管与所述样本分析装置相连；所述流动控制歧管包括歧管体、形成在歧管体上且适合连接至供流装置的多个供流端口、形成在歧管体内的多个柱塞通道和可沿柱塞通道长度运动的多个柱塞；所述柱塞通道出口装有连接至一个或多个样本纯化装置的适配接头；所述流动控制歧管还包括用于引导流体经过供流端口流动至期望的流体控制通道的通道选择器，所述通道选择器包括具有多个输出端口的选择器通道和线性运动致动器。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·G·库尼，菲利普·贝尔格雷德尔，阿里亚·布鲁诺，斯蒂夫·加柏，尼图·H·特科雷，彼得·Q·曲，
申请(专利权)人：阿科尼生物系统公司，
类型：
国别省市：