根据本发明专利技术的一方面，提供了通过超声波破碎在样本中的分子的装置。装置包括平面形状的盒和具有容器状形状的破碎仪器。通过在破碎仪器中施加负压，盒被朝破碎仪器拉动且因此空间封闭由破碎仪器构成的流体隔间。之后，包含在盒的样本隔间中的样本可被进行超声波处理。在盒和破碎仪器之间设有密封层以便保持盒紧密地固定和以便防止从流体隔间泄漏。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】根据本专利技术的一方面，提供了通过超声波破碎在样本中的分子的装置。装置包括平面形状的盒和具有容器状形状的破碎仪器。通过在破碎仪器中施加负压，盒被朝破碎仪器拉动且因此空间封闭由破碎仪器构成的流体隔间。之后，包含在盒的样本隔间中的样本可被进行超声波处理。在盒和破碎仪器之间设有密封层以便保持盒紧密地固定和以便防止从流体隔间泄漏。【专利说明】用于通过超声波破碎样本中的分子的装置专利
本专利技术涉及盒与超声波换能器的接合。尤其是，本专利技术涉及一种用于通过超声波破碎样本中的分子的装置。进一步，本专利技术涉及用于通过超声波破碎样本中的分子的破碎仪器和盒。此外，本专利技术涉及提供用于破碎样本中的分子的超声波的装置的方法。
技术介绍
持续下降的测序成本打开了在肿瘤学以及如植物培育、病原体检测和研究领域的其他领域中临床使用DNA测序的可能性，除了传统领域的临床遗传学之外。此刻，大多数用于测序的商业化仪器和作为下一代的研发中的仪器仅具有部分自动工序。每个链(strand)的碱基(base)检测被执行且DNA的结果读取被输出。大体上，测序工序本身前的样本制备仍通过受过训练的人员执行。这样花费了大量的时间和资源。目前测序过程的时间线通常跨越超过3周，其中一周是样本制备，另一周是DNA链的碱基的自动检测以及需要一周进行生物信息分析。来自细胞的DNA被提取之后，分子必须在碱基检测在同一盒上开始发生之前被破碎。优选的是DNA链的平均尺寸大约在200碱基对(bp)。该特定长度等同于在计算分析中需要的理想读取长度。清楚的是，如果破碎工序导致分子平均尺寸Latc尽可能接近理想读取长度，则所需的DNA材料(如来自活体)的最小量可显著减少。此外，优选的是根据以下步骤的最小量需求，Lavg可被调整到一定长度。需要注意的是用于选择带有适当长度DNA片段的通常接受的方法由以下步骤组成:a)执行给定的破碎方法，b)运行凝胶电泳试验,其中放置了校准梯(calibrationladder), c)通过切断凝胶的相应部分以便在合理长度选择片段。可选地，自动仪器能够执行类似操作以获得更多的可重复结果。这样的装置需要受过训练的人员及大约一小时的处理。EP0353365描述了一种超声波细胞破碎机,其中不同的溶液容器设在封闭面板21内。US2002/0039783A1描述了用于溶解细胞，孢子或微生物的装置。US2002/0187547A1描述了用于保持细胞以破碎的容器。从W02011048521A1可知带有并联气动接合面板的微流体盒(microfIuidiccartridge)。这样的装置使得液体在微流体盒上移动长的预定路径成为可能。尽管存在多个用于DNA破碎的方法，但仅少数可考虑适用于特定目的。然而，所有这些看来至少有一个缺点需要改进。这些方法中的几个在此提及。首先，酶分解是用在DNA破碎中的一种方法。该方法的缺点在于链切断位置不能随机分配。这是在计算分析中的一个误差来源。其次，流边界层法(flow boundary layer method)是用于破碎的射流方法(fluidic method)。该方法需要在盒上施加实质压力。包含DNA分子的流体以约为数百ml/min的很高流速Q穿过喷孔。例如报告称需要LAve = IOOObp, Q = 125ml/min。使用的喷孔具有L = 1_的长度和R = 125 y m的半径。在这些情况下形成的压差是清楚的是，由于使用的部件如红宝石制成的剪切喷孔，结合在盒中的此方法需要不能接受的破碎成本。第三，声处理是另一种可成功用于剪切DNA分子的方法。该方法实际具有约200bp的LaH。其包括将超声波换能器或声波导浸入样本流体。该工序带来样本污染风险且使用的最小容积约为数百微升。另外，当使用一些缓冲材料时，样本产生泡沫的风险是较大的。当试图在长保存时间后再分散气泡沉淀时，也容易产生泡沫。同样，声波降解法这一解决方案不是用于带有封闭的一次性盒的测序系统。第四，超声波空化的原理的使用是已知的。施加声压场以便引发气泡成核继之以空化。结果沿着DNA分子产生压力梯度，从而导致破碎。样本放置于位于超声波换能器的焦域(focal region)内的封闭容器。使用这种空化的已知装置可用于范围从50 Ul到毫升的样本容积。此外已知装置具有主动冷却装置，以控制其中放置换能器的水槽。需要大的水容器(> 25cmX25cmX25cm)来容纳超声波换能器，冷却电路和样本固定装置。由于其尺寸，该装置很难或不可能结合到样本制备台中。第五，风应力边界层和边界感应声流用于破碎是已知的。在该情况下样本放置在超声波换能器附近。在固体材料存在于超声波传播路径中的情况下，在处理期间换能器温度和其他物理参数的内在增加可能发生。因此，固体材料的阻抗性能可从试验到试验变化，这导致严重的可再现性问题。
技术实现思路
因此，可看到本专利技术的目的在于提供一种改进的通过超声波对分子破碎的方法。该目的通过独立权利要求中限定的主题解决。本专利技术的进一步的方面和优点在从属权利要求中限定。本专利技术专注于上述需求且提供了用于通过超声波破碎在样本中的分子的组件和方法，以及为了该目的提供了用于提供超声波装置的组件和方法。需要注意的是，在此关于该装置描述的特征和优点应理解为同时关于破碎仪器、盒以及方法进行了描述，反之亦然。因而，本领域技术人员在不带有任何过度的负担的情况下把例如关于该装置描述的特征结合到破碎仪器、盒和/或方法中，反之亦然。根据本专利技术的第一方面，展示了用于通过超声波处理或破碎在样本中的分子的装置。该装置包括盒、带有超声波换能器和流体隔间的破碎仪器。从而，盒包括样本隔间，所述样本隔间用于包含带有需通过超声波破碎的分子的样本。此外，流体隔间特别地和样本隔间分离。当盒和破碎仪器组装在一起时，盒和破碎仪器通过建立流体隔间的空间封闭的方式装配在一起。建立的空间封闭可以是流体隔间的整个的空间封闭。当流体隔间例如填充有水用于从换能器传送所发射的超声波能量到包含在封闭的盒中的样本时，流体隔间建立的封闭可以是不透流体的封闭。因此，术语“流体隔间”可理解成传动流体隔间。此外，术语“盒”本专利技术文中可理解成作为一次性盒或微流体盒或一次性微流体盒(disposable microfluidic cartridge)。此外，流体隔间可通过盒构成或它可通过破碎仪器构成。它也可以是下述部件，该部件是需要与破碎仪器和/或盒组装的分离元件。通过将破碎仪器和盒组装到一起，样本隔间及因此样本自动地和/或固有地定位在破碎仪器的超声波换能器的焦点和/或焦体(focal volume)内。因为破碎仪器适合于接收盒且盒适合于插入仪器中，所以当他们被组装时，他们构造成机械单元。然而，他们可由两个分离的物理部分构造而成。破碎仪器和盒的组装可例如通过施加真空或负压(under-pressure)来建立。然而,其他固定组件如螺钉或磁力也可用于建立流体隔间的封闭。从而，封闭是流体隔间的开口靠着仪器的周围的空间封闭。通过将盒放置在破碎仪器上，流体隔间成为其中流体或任何媒介可填充其中以便传递来自换能器的超声波到盒中样本的封闭容积。因此，在盒和破碎仪器之间存在提供不透流体的闭合或不透流体的接合的需求。盒和破碎仪器是否以期望方式装配在一起的事本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·B·克劳斯，J·M·J·登东德，R·彭特曼，P·J·范德扎格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：
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