用于實(shí)時(shí)pcr的容器的制造方法
【專利摘要】公開(kāi)了用于實(shí)時(shí)PCR的容器，該容器包括：徑向?qū)ΨQ的反應(yīng)底座，以及塞，所述塞包括操控特征，所述操控特征被配置成接收吸液芯軸。
【專利說(shuō)明】用于實(shí)時(shí)PCR的容器
[0001]本申請(qǐng)為下述申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，
[0002]原申請(qǐng)的申請(qǐng)日(國(guó)際申請(qǐng)日):2011年7月22日，
[0003]原申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)?201180045939.4 (國(guó)際申請(qǐng)?zhí)?PCT/US2011/045107)，
[0004]原申請(qǐng)的發(fā)明名稱:包含分析單元的系統(tǒng)和方法。
[0005]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0006]本申請(qǐng)要求在2010年7月23日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/367，343的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，為了所有的目的而在此結(jié)合該臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0007]許多核酸序列具有臨床相關(guān)性。例如，與傳染性的生物體有關(guān)的核酸序列通過(guò)生物體提供傳染存在的指示。一般沒(méi)有在病人樣本中表達(dá)的核酸序列可以指示與疾病或者其他癥狀有關(guān)的途徑的激活。其他核酸序列仍然可以指示在病人對(duì)推薦療法的可能響應(yīng)中的差異。
[0008]臨床相關(guān)的核酸的判定通常取決于控制的特定核酸序列的擴(kuò)增以及擴(kuò)增產(chǎn)品的檢測(cè)。對(duì)于準(zhǔn)備就緒的判定，擴(kuò)增通過(guò)生成在樣本中找到的足夠的核酸副本來(lái)改進(jìn)分析的靈敏度。擴(kuò)增同樣可以通過(guò)僅僅選擇性地生成臨床感興趣的那些核酸來(lái)改進(jìn)分析特異性。特別當(dāng)擴(kuò)增生成大量目標(biāo)核酸序列的副本時(shí)，利用基于擴(kuò)增的判定的問(wèn)題是可能的事，來(lái)自一個(gè)樣本的這些副本中的一些副本可能污染其他樣本，從而產(chǎn)生明顯提升的結(jié)果，在該明顯提升的結(jié)果中，沒(méi)有目標(biāo)核酸序列原始地存在于樣本中。
[0009]其他污染源可能影響核`酸的判定。樣本之間的遺留物可能促成污染材料。擴(kuò)增混合物可以從在表面上傳送的或由化驗(yàn)員傳送的或由浮質(zhì)傳送的環(huán)境源中接收污染材料。在一些情況下，無(wú)意識(shí)的試劑傳送，諸如不合適的擴(kuò)增引物，可能污染混合物并導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。擴(kuò)增混合物同樣可以通過(guò)目標(biāo)核酸的不完全凈化而保留原始存在于樣本中的干擾物質(zhì)。因此，需要避免來(lái)自各種來(lái)源的污染材料的傳送和保留的核酸分析的自動(dòng)化。
[0010]臨床實(shí)驗(yàn)室工作流程是醫(yī)療護(hù)理運(yùn)送的結(jié)果并在公共機(jī)制之間變化。門(mén)診或者大的聯(lián)合醫(yī)療可以在一天中以相對(duì)恒定的速率生成病人試樣。與此相反，臨床參考實(shí)驗(yàn)室可以在一到兩個(gè)運(yùn)送中接收它所有的試樣，并且大醫(yī)院可以在全天通過(guò)早晨抽入的由不規(guī)則的樣本流補(bǔ)充的大量血液生成試樣。大多數(shù)核酸分析試樣以與請(qǐng)求化驗(yàn)的類型無(wú)關(guān)的序列到達(dá)臨床實(shí)驗(yàn)室。在一些情況下，選擇的試樣可以是具有取決于結(jié)果的直接或者關(guān)鍵性的治療決定的高優(yōu)先級(jí)。其他試樣可以是更日常的優(yōu)先級(jí)。根據(jù)個(gè)別的實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐，諸如實(shí)驗(yàn)室控制的非試樣樣本可能被散布在臨床試樣中。在一些情況下，試劑的耗盡或者特別多的試劑的耗盡可以支配控制和校準(zhǔn)樣本的插入，而不管隊(duì)列中的其他樣本。
[0011]因此，需要具有靈活的和可調(diào)整的操作能力以便匹配臨床實(shí)驗(yàn)室的不可預(yù)知的需求的分析系統(tǒng)。
[0012]核酸分析使用試樣類型的混合來(lái)判定來(lái)自各種源生物體的多個(gè)分析物。這些輸入驅(qū)動(dòng)各種處理要求。例如，RNA和DNA具有不同的化學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性；它們的制備可以使用不同的處理攝生法、不同的酵素以及不同的熱條件。堿基序列和目標(biāo)分析物的長(zhǎng)度兩者影響結(jié)合能，并且由此影響處理。用于擴(kuò)增的互補(bǔ)的低聚核苷酸的長(zhǎng)度和序列進(jìn)一步影響擴(kuò)增條件。
[0013]分析目標(biāo)的不同的源生物體可以要求不同的步驟來(lái)釋放或者分離核酸序列。例如，從革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌中釋放DNA序列可能使用提升的溫度，該提升的溫度不用于從相對(duì)不穩(wěn)定的白血球中釋放的DNA序列。
[0014]因此，需要能夠自由地混雜多種處理規(guī)程的分析系統(tǒng)，每個(gè)處理規(guī)程由多種處理步驟組成。存在試圖致力于以上描述的一些問(wèn)題的技術(shù)。
[0015]Russel/Higuchi 在 US5994056, Homogeneous Methods for Nucleic AcidAmplification and Detection (用于核酸擴(kuò)增和檢測(cè)的均勻方法)中描述了用于使用諸如聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)方法的核酸檢測(cè)的改進(jìn)方法。Higuchi描述了用于同時(shí)擴(kuò)增和檢測(cè)以提高在先方法的速度和精確度的方法。該方法提供在擴(kuò)增反應(yīng)期間用于監(jiān)視產(chǎn)物DNA的增加的手段。根據(jù)說(shuō)明書(shū)，在啟動(dòng)擴(kuò)增反應(yīng)時(shí)沒(méi)有打開(kāi)反應(yīng)容器的情況下，以及在該反應(yīng)之后沒(méi)有任何附加操控或者操縱步驟的情況下，檢測(cè)擴(kuò)增的核酸。
[0016]K.Rudi 等人在 1997 年 3 月的 BioTechniques22 (3)的第 506-511 頁(yè)中描述了Rapid, Universal Method to Isolate PCR-Ready DNA Using Magnetic Beads (使用磁性珠來(lái)分離PCR就緒的DNA的快速通用方法)。Rudi等人描述了將用于快速DNA分離的基于磁性珠的裝備(Dynabeads" DNA DIRECT?;Dynal A.S.)應(yīng)用到各種生物體和組織，以便產(chǎn)
生用于PCR就緒的DNA的凈化的常規(guī)途徑。在30分鐘以內(nèi)制備適合于PCR的DNA。
[0017]使核酸分析自動(dòng)化的系統(tǒng)具有悠久的歷史。集成平臺(tái)示范了自動(dòng)化分析和制備步驟的全部范圍，包括核酸分離，分離材料的擴(kuò)增以及擴(kuò)增產(chǎn)物的檢測(cè)。
[0018]例如，Bienhaus等人在US5746978,Devicefor Treating Nucleic Acids from aSample (用于處理來(lái)自樣本的核酸的裝置)中描述了使從其他樣本成分中分離核酸的處理步驟與用于核酸擴(kuò)增的步驟鏈接的單個(gè)裝置。該裝置包含用于個(gè)別的處理步驟的反應(yīng)室，一個(gè)室的出口附接于另一室的進(jìn)口。傳統(tǒng)的吸液儀器把容納核酸的樣本液體以及來(lái)自樣本和試劑存儲(chǔ)器皿的所有可能必需的試劑兩者傳送到該裝置中。Bienhaus等人描述了在使用ES分析器(由Boehringer Mannheim制造)測(cè)量的檢測(cè)反應(yīng)中的磁性分離、通過(guò)PCR或者NASBA的擴(kuò)增、以及使用混雜探針對(duì)PCR擴(kuò)增的互補(bǔ)。
[0019]P.Belgrader 等人在 1995 年的 Bio Techniquesl9 (3)的第 427-432 頁(yè)中描述了Automated DNA Purification and Amplification from Blood-Stained Cards Using aRobotic Workstation (使用機(jī)器人工作臺(tái)的來(lái)自染血卡片的自動(dòng)化的DNA凈化和擴(kuò)增)。Belgrader等人介紹了可以進(jìn)行耦合的DNA凈化和擴(kuò)增的原型，一旦啟動(dòng)處理，就不需要用戶參與。將該方法實(shí)施到使用苯酚和異丙醇的ffiomck11 1000機(jī)器人工作臺(tái)(Beckman儀器)的高處理量自動(dòng)化系統(tǒng)中，以便凈化染血卡片上的DNA0 Biomck8 1000使用HCU(Biomck板上的加熱器冷卻器單元)作為熱循環(huán)器來(lái)進(jìn)行DNA凈化和擴(kuò)增。Belgrader等人描述了下一個(gè)目標(biāo)是集成完全自動(dòng)化DNA類型系統(tǒng)的檢測(cè)步驟。
[0020]Patrick Merel 等人在 1996 年 Clinical Chemistry42,第 8 卷，第 1285-6 頁(yè)中描述了 Completely Automated Extraction of DNA from Whole Blood (來(lái)自全血的 DNA 的完全自動(dòng)化的提取)。Merel等人公開(kāi)了組合使用Komek* 2000 (Beckman儀器)以及DNA
DIRECT?(Dynal法國(guó)S.A.)，以便使用磁性顆粒分離來(lái)使DNA提取程序全自動(dòng)化。Merel等人使用幾個(gè)不同的PCR規(guī)程來(lái)評(píng)估獲得DNA的數(shù)量和質(zhì)量。Merel等人例行把描述的材料用于10分鐘的自動(dòng)化DNA提取程序、10分鐘的對(duì)于96個(gè)管的自動(dòng)化的PCR設(shè)置步驟、80分鐘的PCR、以及15分鐘的簡(jiǎn)單電泳分析。
[0021]Ammann 等人在 US6335166, Automated Process for Isolating and Amplifyinga Target Nucleic Acid Sequence (用于分離和擴(kuò)增目標(biāo)核酸序列的自動(dòng)化處理)中描述包含多個(gè)臺(tái)或者模塊的自動(dòng)化分析器，在該自動(dòng)化分析器中，在包含在反應(yīng)器具中的流體樣本上進(jìn)行離散方面的化驗(yàn)。分析器包含用于自動(dòng)制備試樣樣本、以規(guī)定溫度在規(guī)定周期內(nèi)培育樣本、進(jìn)行分析物分離過(guò)程、以及確定目標(biāo)分析物的存在的臺(tái)。自動(dòng)化器具輸送系統(tǒng)將反應(yīng)器具從一個(gè)臺(tái)移動(dòng)到下一個(gè)臺(tái)。Ammann同樣描述了用于進(jìn)行自動(dòng)化診斷化驗(yàn)的方法，該自動(dòng)化診斷化驗(yàn)包含用于分離和擴(kuò)增目標(biāo)分析物的自動(dòng)化處理。為了培育反應(yīng)器具的容納物以及為了把綁在載體上的目標(biāo)分析物從流體樣本中分離出來(lái)，通過(guò)在臺(tái)之間自動(dòng)化地移動(dòng)多個(gè)反應(yīng)器具中的每個(gè)反應(yīng)器具來(lái)進(jìn)行該處理，該反應(yīng)器具容納載體材料和流體樣本。在分析物分離步驟之后并且在最后培育步驟之前，擴(kuò)增試劑被添加到分離的分析物。
[0022]即使這種自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)是可利用的，進(jìn)一步的改進(jìn)是所希望的。尤其是，多個(gè)污染源繼續(xù)冒錯(cuò)誤的結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)。而且，需要完全核酸分析的多個(gè)步驟處理的復(fù)雜性可能產(chǎn)生處理瓶頸并且降低重復(fù)性，限制了回答報(bào)告周轉(zhuǎn)和處理靈活性。受限制的回答報(bào)告周轉(zhuǎn)可能增加開(kāi)始適當(dāng)臨床治療的時(shí)間。對(duì)于廣闊的和可擴(kuò)展的測(cè)試菜單，處理靈活性的缺少限制了對(duì)在化驗(yàn)規(guī)程中變動(dòng)的支持。處理靈活性的缺少同樣可能迫使實(shí)驗(yàn)室以與臨床需要不符合的方式來(lái)排序或者分批處理樣本和試劑。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例個(gè)別地以及集中地致力于這些和其他問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
`
[0024]本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)與樣`本的處理有關(guān)的系統(tǒng)、方法以及裝置，其中該樣本含有DNA或者RNA。本發(fā)明實(shí)施例包含用于判定特定核酸序列的全自動(dòng)化的、隨機(jī)訪問(wèn)系統(tǒng)。
[0025]本發(fā)明另一實(shí)施例針對(duì)用于實(shí)時(shí)PCR的容器，所述容器包括徑向?qū)ΨQ的反應(yīng)底座和塞，所述塞包括操控特征，該操控特征被配置成接收吸液芯軸，其中所述反應(yīng)底座包括接收所述塞的上圓柱形部和下部，并且其中，所述下部通向所述上圓柱形部并且包括圓錐形狀的平截頭體。
[0026]本發(fā)明另一實(shí)施例針對(duì)用于實(shí)時(shí)PCR的容器，所述容器包括:徑向?qū)ΨQ的反應(yīng)底座，以及塞，所述塞包括操控特征，所述操控特征被配置成接收吸液芯軸。
[0027]以下進(jìn)一步詳細(xì)地描述這些和其他本發(fā)明的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1(a)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儀器的前部立體圖。
[0029]圖1(b)顯示儀器的部件的布局的俯視圖。
[0030]圖1(C)是儀器的俯視圖。
[0031]圖1(d)顯示儀器的局部前視圖。[0032]圖2 (a)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的樣本呈遞單元的前部立體圖。
[0033]圖2 (b)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的樣本呈遞單元推進(jìn)器盒的前部立體圖。
[0034]圖3 Ca)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的樣本吸液管的前部立體圖。
[0035]圖3 (b)更詳細(xì)地顯示樣本吸液管的前部立體圖。
[0036]圖3 (C)顯示相容性耦合器的立體圖。
[0037]圖4 (a) -1顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的化驗(yàn)盒的頂部立體圖。
[0038]圖4 (a) -2顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的化驗(yàn)盒的頂部立體圖。
[0039]圖4 (b)顯示反應(yīng)孔的側(cè)橫截面視圖。
[0040]圖4 (C) -1顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的反應(yīng)孔的俯視圖。
[0041]圖4 (C) -2顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的反應(yīng)孔的俯視圖。
[0042]圖4 (d)顯示帶有支持突出部的化驗(yàn)盒的端部，該支持突出部嚙合盒滑架的推動(dòng)特征。
[0043]圖4 Ce)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的膜穿孔器的前部立體圖。
[0044]圖4 Cf)顯示圖4 Cd)中的膜穿孔器在它與化驗(yàn)盒一起使用時(shí)的側(cè)橫截面視圖。
[0045]圖4 (g)顯示在一部分化驗(yàn)盒上的封蓋的橫截面立體圖。
[0046]圖4 (h)顯示在一部分化驗(yàn)盒上的封蓋的俯視圖。
[0047]圖4 (i)顯示能夠覆蓋一部分化驗(yàn)盒的封蓋的底部立體圖
[0048]圖4 (j)顯示多個(gè)反應(yīng)孔實(shí)施例的側(cè)橫截面視圖。微尖端和每個(gè)反應(yīng)孔設(shè)計(jì)一起顯不O
[0049]圖5 Ca)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)容器的頂部立體圖。
[0050]圖5 (b)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)容器的分解圖。
[0051 ]圖5 ( c )顯示本發(fā)明實(shí)施例的立體橫截面圖。
[0052]圖5 Cd)顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的反應(yīng)容器的立體圖。
[0053]圖6 (a)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的毫尖端的立體圖。
[0054]圖6 (b)顯示毫尖端的安裝孔徑的橫截面視圖
[0055]圖6 (C)顯示毫尖端的固定到吸液管芯軸的部分。
[0056]圖7 Ca)顯示盒裝載單元的頂部立體圖。
[0057]圖7 (b)顯示盒裝載單元的局部頂部立體圖。
[0058]圖7 (c)顯示盒裝載單元呈遞通道的立體圖。
[0059]圖8 (a)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的試劑存儲(chǔ)單元的前部立體圖。
[0060]圖8 (b)顯示一部分試劑存儲(chǔ)單元的前部立體圖。
[0061]圖8 (C)顯示試劑存儲(chǔ)單元的遠(yuǎn)端壁的內(nèi)部。
[0062]圖8 (b)顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的試劑存儲(chǔ)單元的前部立體圖。
[0063]圖8 Ce)顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的試劑存儲(chǔ)單元的一部分前部立體圖。
[0064]圖8 (f)顯示試劑存儲(chǔ)單元的側(cè)立體橫截面視圖。
[0065]圖8 (g)顯示試劑存儲(chǔ)單元的另一側(cè)立體橫截面視圖。
[0066]圖8 (h)顯示試劑存儲(chǔ)單元的后部的立體橫截面視圖。
[0067]圖8 (i)顯示當(dāng)試劑存儲(chǔ)單元封蓋與試劑包400的密閉特征接合時(shí)的一部分試劑存儲(chǔ)單元封蓋。[0068]圖9 (a)顯示一部分試劑包的頂部立體圖。
[0069]圖9 (b)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的試劑包的分解圖。
[0070]圖9 (C)顯示試劑包的端部。
[0071]圖9 (d)顯示擋板蓋的頂部立體圖。
[0072]圖9 (e)顯不試劑包的一端的橫截面視圖。
[0073]圖10 Ca)和10 (b)公開(kāi)在處理通道中的化驗(yàn)盒。
[0074]圖10 (C)公開(kāi)在加熱通道中的化驗(yàn)盒。
[0075]圖10 (d)和10 (e)顯示處理通道加熱器的立體圖。
[0076]圖10 Ce)顯示處理通道加熱器的前視圖。
[0077]圖11顯示另一通道加熱器實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0078]圖12 (a)顯示在吸液管芯軸上的微尖端。
[0079]圖12 (C)顯示微尖端的立體圖。
[0080]圖12 (c) -1顯示具有通風(fēng)特征的微尖端的立體圖。
[0081]圖12 (C)-2顯示另一微尖端實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0082]圖13 (a)顯示微尖端存儲(chǔ)單元。
[0083]圖13 (b)顯示一部分`微尖端存儲(chǔ)單元。
[0084]圖13 (C)顯示一部分微尖端存儲(chǔ)單元的平面圖。
[0085]圖13 (d)顯示微尖端支架的分解圖。
[0086]圖13 (e)顯示微尖端支架。
[0087]圖13 (f)顯示在微尖端存儲(chǔ)單元中的支架扣。
[0088]圖14 (a)顯示在廢料通道中的部件。
[0089]圖14 (b)顯示液壓氣動(dòng)組件。
[0090]圖14 (C)顯示廢料通道的立體圖。
[0091]圖14 (d)顯示傳送梭的立體圖。
[0092]圖14 (e)顯示傳送梭的特寫(xiě)立體圖。
[0093]圖14 (f)顯示處理通道的前視圖。
[0094]圖14 (g)顯不本發(fā)明另一實(shí)施例的另一傳送梭。
[0095]圖15 Ca)顯示XYZ輸送裝置。
[0096]圖15 (b)顯示XYZ輸送裝置Y軸臂。
[0097]圖15 (C)顯不用于XYZ輸送裝置的Z軸升降機(jī)。
[0098]圖15(d)顯示 X’ 軸。
[0099]圖15 Ce)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)。
[0100]圖16 (a)顯示熱循環(huán)器模塊的側(cè)立體圖。
[0101]圖16 (b)顯示熱循環(huán)器模塊的側(cè)橫截面視圖。
[0102]圖16 (c)顯示帶有多個(gè)熱循環(huán)單元格的庫(kù)。
[0103]圖16 (d)顯示熱循環(huán)遮光板。
[0104]圖16 Ce)顯示遮光板處于閉合位置的一部分熱循環(huán)器模塊的立體圖。
[0105]圖16 Cf)顯示當(dāng)對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)蓋處于閉合位置時(shí)遮光板處于打開(kāi)位置的一部分熱循環(huán)器模塊的內(nèi)部側(cè)視圖。[0106]圖16 (g)顯示當(dāng)對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)蓋處于打開(kāi)位置時(shí)遮光板處于閉合位置的一部分熱循環(huán)器模塊的內(nèi)部側(cè)視圖。
[0107]圖16 (h) -1顯示滑動(dòng)蓋的內(nèi)部部件的局部的內(nèi)部立體圖。
[0108]圖16 (h)-2顯示滑動(dòng)蓋的內(nèi)部部件的側(cè)立體圖。
[0109]圖16 (i)_l顯示在熱循環(huán)器模塊中的滑動(dòng)蓋的側(cè)橫截面視圖，其中滑動(dòng)蓋處于閉
合位置。
[0110]圖16 (i)-2顯示在熱循環(huán)器模塊中的滑動(dòng)蓋的側(cè)橫截面視圖，其中滑動(dòng)蓋處于打開(kāi)位置。
[0111]圖16 (j)-16 (m)顯示被配置成操縱滑動(dòng)蓋的夾住特征。
[0112]圖16 (η)顯示處于熱塊下面的位置的激發(fā)光學(xué)組件的側(cè)橫截面視圖。
[0113]圖16 (O)顯示熱塊的側(cè)立體圖。
[0114]圖16 (P)顯示熱塊的俯視圖。
[0115]圖16 (q)顯示發(fā)射和激發(fā)光學(xué)彈簧門(mén)閂在它們可以保持發(fā)射和激發(fā)光學(xué)組件時(shí)的側(cè)橫截面視圖。
[0116]圖17 Ca)顯示在熱循環(huán)器模塊中的一些部件的方框圖。
[0117]圖17 (b)顯示來(lái)自不同熱循環(huán)器的溫度信號(hào)對(duì)比時(shí)間的曲線圖。
`[0118]圖17 (c)顯示對(duì)于不同熱循環(huán)器的溫度信號(hào)對(duì)比時(shí)間的另一曲線圖。
[0119]圖17 Cd)顯示圖解根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖。
[0120]圖17 Ce)顯示響應(yīng)于經(jīng)校準(zhǔn)的電壓信號(hào)產(chǎn)生的溫度信號(hào)的實(shí)例。
[0121]圖18 (a)顯示檢測(cè)光學(xué)方框圖。
[0122]圖18 (b)顯示檢測(cè)光學(xué)光路。
[0123]圖18 (C)顯示檢測(cè)光學(xué)組件。
[0124]圖19顯示圖解根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的處理流程圖。
[0125]圖20 Ca)顯示盒加熱器的實(shí)施例。
[0126]圖20 (b)顯示一段盒加熱器的實(shí)施例。
[0127]圖20 (C)顯示處于打開(kāi)位置的盒加熱器的實(shí)施例。
[0128]圖20 (d)顯示處于閉合位置的盒加熱器的實(shí)施例。
[0129]圖20 Ce)顯示一段盒加熱器的實(shí)施例。
[0130]圖20 Cf)顯示盒加熱器的部件。
[0131]圖20 (g)顯示化驗(yàn)盒的實(shí)施例，該化驗(yàn)盒可以和盒加熱器一起使用。
[0132]圖20 (h)顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的儀器的部件的布置的俯視圖。
[0133]圖20 (i)顯示盒交換處理的實(shí)施例。
[0134]圖20 ( j)顯示帶有通道加熱器的通道的實(shí)施例。
[0135]圖20 (k)顯示一段帶有通道加熱器的通道的實(shí)施例。
[0136]圖21顯示圖解通用計(jì)算機(jī)設(shè)備的配件的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0137]PCR或者“聚合酶鏈反應(yīng)”指的是用于通過(guò)酶復(fù)制的重復(fù)循環(huán)來(lái)擴(kuò)增DNA的方法，DNA雙鏈體的變性以及新DNA雙鏈體的形成在酶復(fù)制的重復(fù)循環(huán)之后。可以通過(guò)變更DNA擴(kuò)增反應(yīng)混合物的溫度來(lái)進(jìn)行DNA雙鏈體的變性和復(fù)性。實(shí)時(shí)PCR指的是PCR處理，在該P(yáng)CR處理中，與反應(yīng)中的大量擴(kuò)增DNA相關(guān)的信號(hào)在擴(kuò)增處理期間被監(jiān)視。該信號(hào)經(jīng)常是熒光。然而，其他檢測(cè)方法是可能的。在示范性的實(shí)施例中，PCR子系統(tǒng)采用經(jīng)制備且密封的反應(yīng)容器，并且進(jìn)行完全實(shí)時(shí)地聚合酶鏈反應(yīng)分析、多次熱循環(huán)樣本、以及在每個(gè)循環(huán)報(bào)告發(fā)射的熒光的強(qiáng)度。
[0138]“制備場(chǎng)所”可以包含能制備用于分析的樣本的任何適合的場(chǎng)所以及場(chǎng)所的組合。制備場(chǎng)所可以包含一個(gè)以上的樣本呈遞單元、樣本吸液管以及各種處理通道。
[0139]“盒引導(dǎo)件”可以包含用于引導(dǎo)化驗(yàn)盒的任何適合的結(jié)構(gòu)。在一些情況下，它可以包含在線性路徑上引導(dǎo)化驗(yàn)盒的通常線性結(jié)構(gòu)。
[0140]“分析場(chǎng)所”可以指的是樣本被分析的任何適合的場(chǎng)所或者場(chǎng)所的組合。
[0141]“處理場(chǎng)所”可以是樣本被處理的場(chǎng)所。處理場(chǎng)所可以是在制備場(chǎng)所內(nèi)。例如，處理場(chǎng)所可以具有能處理樣本的多個(gè)處理通道。
[0142]“試劑存儲(chǔ)單元”可以指的是被配置成存儲(chǔ)試劑的單元。
[0143]“試劑包”可以包含能存儲(chǔ)試劑的任何適合的器皿。試劑包的實(shí)例可以包含通常矩形的細(xì)長(zhǎng)體以及促進(jìn)操控和自動(dòng)化的特征，形成該細(xì)長(zhǎng)體以包含多個(gè)試劑器具，該試劑器具包含一個(gè)以上的大的試劑器具和一個(gè)以上的相對(duì)較小的試劑器具。
[0144]“處理器”可以包括能用于處理數(shù)據(jù)的任何適合的數(shù)據(jù)處理裝置。這種處理器可以包含一起工作以便處理數(shù)據(jù)并提供指令的一個(gè)以上的微處理器。
[0145]“控制器”同樣可以是能處理數(shù)據(jù)或者提供控制功能的數(shù)據(jù)處理裝置。控制器可以包含一個(gè)以上的微處理器，或者在一些實(shí)施例中，它可以是通用計(jì)算機(jī)。
[0146]A.總體系統(tǒng)布局`
[0147]在圖1 (a)中顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于核酸判定的自動(dòng)化儀器，該自動(dòng)化儀器通過(guò)參考編號(hào)100被指明。如圖1 (a)所示，本發(fā)明的儀器的一個(gè)實(shí)施例包含如圖解的帶有定義前、后、左和右側(cè)的側(cè)面、頂部和底部的通常矩形的殼體102。自動(dòng)化儀器可以是單個(gè)封閉的系統(tǒng)，并且可以包含水平工作臺(tái)，該水平工作臺(tái)結(jié)合易訪問(wèn)區(qū)域110，用于操作員添加用于分析的樣本以及在處理樣本的過(guò)程中使用的耗材。該自動(dòng)化儀器同樣包含數(shù)據(jù)錄入裝置106和顯示器108。本發(fā)明實(shí)施例包含用于判定樣本中的特定核酸序列的全自動(dòng)化的隨機(jī)訪問(wèn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含耗材、反應(yīng)地點(diǎn)以及傳送裝置，該耗材結(jié)合了實(shí)現(xiàn)各種化驗(yàn)所必需的試劑。在該系統(tǒng)上提供耗材的足夠存儲(chǔ)空間，以便容許該系統(tǒng)以最小的操作員干涉來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)延長(zhǎng)的時(shí)間。
[0148]該系統(tǒng)可以組合兩個(gè)功能:處于從樣本基體中分離核酸的形式的樣本制備，以及在這些分離的核酸內(nèi)的特定序列的檢測(cè)。所以，該系統(tǒng)可以具有至少兩個(gè)不同的功能區(qū)域:一個(gè)包含使用耗材來(lái)處理樣本的儀表裝置，以及另一個(gè)包含用于核酸擴(kuò)增和檢測(cè)的儀表裝置和試劑。該系統(tǒng)同樣包含用于樣本的保持器，用于廢料的器皿以及用于電力和信息的連接。這些被集成在單個(gè)單元中，以便提供進(jìn)行樣本操控、核酸分離以及擴(kuò)增和檢測(cè)的主要功能，加上供給和耗材管理、信息管理和維護(hù)的支持功能的系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，為了支持樣本的總處理能力，同時(shí)保留調(diào)度的靈活性，該系統(tǒng)的樣本制備部分以樣本進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)的序列方式來(lái)處理樣本，同時(shí)系統(tǒng)的檢測(cè)部分并列地進(jìn)行擴(kuò)增和檢測(cè)。
[0149]將這些功能組合到單個(gè)高自動(dòng)化的自包含系統(tǒng)中，提供了將分子診斷無(wú)縫集成到臨床實(shí)驗(yàn)室的工作流程中。進(jìn)一步的目的是在不需要用戶干涉的情況下，進(jìn)行所有核酸判定的步驟，以便產(chǎn)生臨床可接受的結(jié)果。在沒(méi)有對(duì)于系統(tǒng)強(qiáng)加的樣本或者分析物次序的約束的情況下，系統(tǒng)有利于允許用戶在樣本可利用時(shí)裝載樣本，并且在如由病人和他們的醫(yī)生的需要所規(guī)定的那些樣本上進(jìn)行判定。
[0150]圖1 (b)從上顯示圖1 (a)的實(shí)施例的平面圖，移除了某些部件以使基本結(jié)構(gòu)和功能模塊清楚。圖1 (b)還顯示包括分析場(chǎng)所96和制備場(chǎng)所98的三個(gè)不同場(chǎng)所，在分析場(chǎng)所96中可以發(fā)生樣本分析，在制備場(chǎng)所98中可以制備用于分析的樣本。圖1 (b)還顯示包括分析場(chǎng)所96、制備場(chǎng)所98和材料存儲(chǔ)場(chǎng)所92的三個(gè)不同場(chǎng)所，在該分析場(chǎng)所96中可以發(fā)生樣本分析，在該制備場(chǎng)所98中可以制備用于分析的樣本，在該材料存儲(chǔ)場(chǎng)所92中可以存儲(chǔ)制備和分析材料。三個(gè)圖解的場(chǎng)所可以相互鄰近。
[0151]在圖1 (b)中顯示的系統(tǒng)可用于進(jìn)行各種方法，其中該各種方法包含一種方法，該方法包括:提供包括具有盒引導(dǎo)件的第一隔室和第二隔室的化驗(yàn)盒，在制備場(chǎng)所使用第一吸液管將第一試劑從化驗(yàn)盒中的第一隔室傳送到第二隔室，并且使用第二吸液管將來(lái)自試劑存儲(chǔ)單元中的或者材料存儲(chǔ)場(chǎng)所中的試劑包的第二試劑傳送到第二隔室。
[0152]系統(tǒng)可以包含儀器，該儀器可以包含，用于裝載樣本的樣本呈遞單元110，用于傳送樣本的樣本吸液管70，用于將一次性化驗(yàn)盒裝載到系統(tǒng)上的盒裝載單元112，用于存儲(chǔ)試劑的試劑存儲(chǔ)單元10，用于處理樣本的一組處理通道116，用于傳送化驗(yàn)盒的傳送梭50，用于傳送材料的XYZ輸送裝置40，用于存儲(chǔ)一次性吸液尖端的微尖端存儲(chǔ)單元20，用于擴(kuò)增的熱循環(huán)器模塊30的集合，以及用于檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)反應(yīng)的產(chǎn)物的光學(xué)檢測(cè)器(沒(méi)有顯示)。XYZ輸送裝置40可以包含XYZ臺(tái)架以及XYZ吸液管。處理通道可以在制備場(chǎng)所98中存在。
[0153]臺(tái)架可以進(jìn)行許多功能。例如，它可以被配置成:安置芯軸以便從第二隔室中移除容器塞；安置芯軸以便使容器塞與第一隔室中的容器底座配對(duì)；安置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以便使蓋從閉合位置移動(dòng)到打開(kāi)位置；安置芯軸以便使擴(kuò)增容器座合在塊上；以及安置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以便使蓋從打開(kāi)位置移動(dòng)到閉合位置。`
[0154]系統(tǒng)可以包含處理通道116，該處理通道116進(jìn)行來(lái)自生物或者病人樣本的核酸提取和凈化所需要的操作步驟。每個(gè)處理通道116可以容納化驗(yàn)盒200。當(dāng)系統(tǒng)使用線性排列的化驗(yàn)盒200，每個(gè)處理通道可以相對(duì)于化驗(yàn)盒的長(zhǎng)軸線性地延伸。這種處理通道116可以反映化驗(yàn)盒200的尺寸，減少定位化驗(yàn)盒的需要，以及容許系統(tǒng)以空間有效的并行方式封裝多個(gè)處理通道。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包含以與它們?cè)谥辽僖恍┮?guī)程中使用的次序近似的次序被物理排列的處理通道。這有利于使系統(tǒng)需要在處理通道之間傳送化驗(yàn)盒的距離和時(shí)間最小化?；蛘撸到y(tǒng)可以包含具有類似功能聚集在一起的處理通道。這有利于使進(jìn)行例如諸如沖洗的重復(fù)功能所耗費(fèi)的時(shí)間最小化。
[0155]如圖1 (b)所示，系統(tǒng)可以包含不同類型的處理通道，不同類型的處理通道支持合適于不同處理步驟的功能。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包含一些通道類型的復(fù)制，允許并行地處理多個(gè)化驗(yàn)盒200。處理通道類型的實(shí)例包含盒裝載通道116 (f)、傳送通道50、加熱溫度穩(wěn)定通道116 (j)、沖洗通道116 (a)和116 (b)、洗脫通道116 (e)、擴(kuò)增制備通道116(g)、以及廢料通道116 (C)。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)按以下順序包含13個(gè)處理通道:
[0156]
【權(quán)利要求】
1.一種用于實(shí)時(shí)PCR的容器，其特征在于，包括: 徑向?qū)ΨQ的反應(yīng)底座，以及 塞，所述塞包括操控特征，所述操控特征被配置成接收吸液芯軸。
2.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述反應(yīng)底座的下部具有大約I度到大約10度之間的角度。
3.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述反應(yīng)底座的下部具有大約IOyL到大約70 μ L的容量。
4.如權(quán)利要求1所 述的容器，其特征在于，所述反應(yīng)底座包括接收所述塞的上圓柱形部和下部，其中所述下部通向所述上高圓柱形部并且包括圓錐形狀的平截頭體。
5.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，包括材料，所述材料具有: 大于大約0.1ff/mL的熱導(dǎo)率； 大約1.5GPa到大約2GPa的楊氏模數(shù)；并且 少于大約0.25的摩擦系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述材料包括聚丙烯。
7.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述上圓柱形部具有大約0.010英寸到大約0.05英寸的壁厚。
8.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述下具有大約0.0005英寸到大約0.02英寸的壁厚。
9.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述塞包括彈性體。
10.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述塞包括傳導(dǎo)聚合物。
11.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述上圓柱形部包括鎖定特征，所述鎖定特征在插入上嚙合所述塞，所述閂鎖特征不可逆轉(zhuǎn)地緊固所述塞。
12.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，當(dāng)所述塞在所述反應(yīng)容器底座的所述上圓柱形部中被嚙合時(shí)，所述塞形成抵抗至少大約50psi的壓力的密封。
13.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述上圓柱形部的所述閂鎖特征包括多個(gè)柔韌的鎖定突出部，其中所述柔韌的鎖定突出部向下和向中央突出，在所述塞的初始插入時(shí)向外位移，在所述反應(yīng)容器安裝所述塞時(shí)向中央移動(dòng)，并且在向中央移動(dòng)時(shí)嚙合所述塞。
14.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述上圓柱形部的所述閂鎖特征包括圓周隆起部，其中所述圓周隆起部向中央突出，并且其中所述反應(yīng)容器的所述上圓柱形部在所述塞的初始插入時(shí)徑向地?cái)U(kuò)展，在所述反應(yīng)容器中安裝所述塞時(shí)徑向地緊縮，并且在所述反應(yīng)容器的所述上圓柱形部的徑向緊縮時(shí)嚙合所述塞。
15.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述上圓柱形部的所述閂鎖特征包括多個(gè)弓形隆起物，其中所述弓形隆起物向中央突出，并且所述反應(yīng)容器的所述上圓柱形部在所述塞的初始插入時(shí)徑向地?cái)U(kuò)展，在所述反應(yīng)容器中安裝所述塞時(shí)徑向地緊縮，所述弓形隆起物在所述反應(yīng)容器的所述上圓柱形部的徑向緊縮時(shí)嚙合所述塞。
16.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述塞包括一塊彈性體，所述彈性體的直徑大于所述反應(yīng)底座的所述下部的所述開(kāi)口的直徑。
17.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述塞的所述操控特征包括基本上圓柱形外殼，所述基本上圓柱形外殼包括:內(nèi)表面； 外表面；以及 縱向槽。
18.如權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于，所述圓柱形外殼的所述內(nèi)表面包括多個(gè)凸出部，并且其中所述凸出部是半球形的。
19.如權(quán)利要求2所述的容器，其特征在于，所述容器是透明的或者半透明的。
20.如權(quán)利要求19所述的容 器，其特征在于，所述容器包括聚合物。
【文檔編號(hào)】C12M1/00GK103555558SQ201310390024
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2010年7月23日
【發(fā)明者】布賴恩·D·威爾遜, 馬太·S·大衛(wèi), 馬太·D·埃里克森, 艾倫·N·約翰遜, 蓋瑞克·A·莫勒, 丹尼爾·R·舒密特, 約書(shū)亞·D·威爾斯 申請(qǐng)人:貝克曼考爾特公司