專利名稱：生化反應盒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用來裝在通過利用生化反應例如抗原抗體反應或核酸雜交來分析樣本中的細胞、微生物、染色體、核酸等的設備中的生化反應盒。
背景技術：
用于分析樣本例如血液的大多數(shù)分析儀采用利用抗原抗體反應的免疫方法或利用核酸雜交的方法。例如，與所要檢測的材料或物質特定連接的蛋白質或單鏈核酸例如抗體或抗原用作探針并且固定在固相表面例如細小顆粒、小珠或玻璃板上，如此實現(xiàn)抗原-抗體反應或核酸雜交。然后，例如通過標記的抗體或標記的核酸來檢測抗原-抗體混合物或雙鏈核酸，標記抗體或標記核酸可以產(chǎn)生一種特定的相互作用，使具有高檢測靈敏度的標記材料例如酶、熒光材料或發(fā)光材料被支承，如此實現(xiàn)檢測是否存在所檢測的材料或者定量確定檢測到的材料。
作為這些技術的延伸，例如美國專利No.5445934已經(jīng)披露了一種所謂的DNA(脫氧核糖核酸)陣列，其中相互具有不同堿基序列的大量DNA探針以矩陣的形式布置在基底上。
另外，Anal.Biochem.，270(1)第103-111(1999)已經(jīng)披露了一種用于制備蛋白質陣列的方法，與DNA陣列相似將各種蛋白質樣本布置在薄膜過濾器上。通過采用這些DNA和蛋白質陣列等，已經(jīng)可以同時實現(xiàn)大量項目的測試。
另外，在各種樣本分析方法中，為了實現(xiàn)減輕樣本的污染、提高反應效率、降低設備尺寸并且方便操作，已經(jīng)有方案提出了一次性生化反應盒，其中在該盒中進行必要的反應。例如，日本特開平-11-509094(JP-A)已經(jīng)披露了一種包括有DNA陣列的生化反應盒，其中設有多個腔室，并且通過壓力差使溶液運動以便允許對在該盒中進行例如樣本中的DNA提取、放大或雜交的反應。
作為相對于生化反應盒提供試劑的方法，JP-A-2000-266759已經(jīng)披露了從外部試劑瓶將試劑提供給一次性分析盒。另外特開平(JP-A)11-505094A已經(jīng)披露了預先將試劑裝在一腔室中。
但是，在從外部提供試劑的情況中，必須單獨從生化反應盒制備出多個試劑，如果測試項目數(shù)量較大的話，則所需試劑的數(shù)量隨之增加。因此，試劑更新變得復雜并且可能錯誤選擇試劑種類。另外，在將試劑裝在生化反應盒的腔室中的情況中，存在這樣一種可能性，即，由于在存放或輸送時的環(huán)境變化或者在輸送期間的振動導致在腔室中的試劑流進通道或另一個腔室而產(chǎn)生與所期望的反應不同的反應。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種已經(jīng)解決了上述問題的生化反應盒，它消除了試劑更新的不方便性以及試劑種類的錯誤選擇，并且即使在存儲或運輸期間出現(xiàn)環(huán)境變化或振動時，也不會使腔室中的試劑流進通道或另一個腔室。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種使用該生化反應盒來實現(xiàn)生化反應的生化反應設備。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種生化反應盒，它包括反應部分，它包括腔室和通道，用來實現(xiàn)生化反應；以及溶液存儲部分，它與所述反應部分隔離或分開，用來將溶液存儲在與腔室相對應的位置中，其中該盒設有設在溶液存儲部分和反應部分之間的可刺透分隔件，以便使溶液從溶液存儲部分移動至反應部分的腔室。
通過閱讀以下本發(fā)明優(yōu)選實施方案的說明同時結合附圖將更加了解本發(fā)明的這些目的、特征和優(yōu)點。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的生化反應盒的實施方案的透視圖；圖2為溶液存儲部分的平面圖；圖3為該生化反應容器在存放時的局部剖視圖；圖4為處于第一階段推壓按壓閥桿(桿)這樣一種狀態(tài)的生化反應盒的局部剖視圖；圖5為處于第二階段推壓按壓閥桿(桿)這樣一種狀態(tài)的生化反應盒的局部剖視圖；圖6為反應部分的平面圖；圖7為用于控制在生化反應盒內的溶液運動和各種反應的處理設備的示意圖；圖8為第一處理程序的流程圖；圖9為在圖6中所示的一部分腔室的縱向剖視圖；并且圖10為在圖5中所示的另一部分腔室的縱向剖視圖。
具體實施例方式
下面將參照這些附圖對本發(fā)明進行更詳細地說明。
圖1為在該實施方案中的生化反應盒的透視圖。參照圖1，該盒具有一種雙層結構，它包括用來實現(xiàn)反應的反應部分1和設置在其上用來存儲溶液例如試劑和凈化劑的溶液存儲部分2。
反應部分1和溶液存儲部分2中每一個的主體由合成樹脂例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯或聚氟乙烯構成。在需要進行光學測量的情況中，反應部分1主體的材料需要是透明或半透明塑料。
在反應部分1的上部處，設有用于通過注射器(注入器)注入樣本例如血液的樣本口3，并且用橡膠蓋將它密封。在反應部分1的兩個側面上，設有多個噴嘴口4，將噴嘴插入到其中以便施加或降低壓力，從而使反應部分1中的溶液運動。橡膠帽固定在每個噴嘴口4上。反應部分1的另一個側面具有類似的結構。
另外，在溶液存儲部分2的上部設有3塊鋁箔片，用來堵住后面所述的溶液存儲腔室的上部。通過超聲波熔接使反應部分1和溶液存儲部分2相互粘接。順便說一下，反應部分1和溶液存儲部分2是分開制成的，并且可以在使用時將溶液存儲部分2疊置在反應部分1上。
將用于標識盒類型的條形碼標簽40貼在生化反應盒的側面上。當將生化反應盒安放在后面所述的處理設備上時，讀取該條形碼，并且從結果識別出該盒的類型。處理設備的設置是自動進行的以便進行適當?shù)奶幚沓绦颉?br> 圖2為圖1的溶液存儲部分2的平面圖。參照圖2，該溶液存儲部分2設有單獨的腔室6a至6m，每個裝有一種溶液。在腔室6a和6b中分別存儲用于破壞細胞壁的含有EDTA(乙二胺四乙酸)的第一溶血劑和含有蛋白質改性劑例如表面活性劑的第二溶血劑。
在腔室6c中，存儲有吸收DNA的涂有氧化硅的磁性材料顆粒。在腔室6l和6m中，分別存儲有用于在提取DNA時將DNA提取的第一提取凈化液體和第二提取凈化液體。
用于從磁性顆粒洗脫DNA的含低濃度鹽緩沖劑的洗脫劑存儲在腔室6d中，用于PCR(聚合酶鏈反應)的混合物液體存儲在腔室6g中，它包括引物、聚合酶、dNTP(三磷酸脫氧核糖核苷酸)、緩沖劑、包含有熒光劑的Cy-3dUTP等。在腔室6h和6j中，存儲有含有表面活性劑用來清除沒有進行雜交的熒光標記的樣本DNA的凈化劑和熒光標記。在腔室6i中，存儲有用來干燥包括后面所述的DNA微陣列的腔室內部的乙醇。相應的腔室6a至6m分別設有后面所述的尖銳的閥桿(桿)7a至7m，用來刺透這些片。
圖3為一剖視圖，顯示出在生化反應盒中的存儲狀態(tài)。參照圖3，將設有切口8的閥桿7插入到溶液存儲部分2的裝有溶液的腔室6中，并且通過兩個O形環(huán)支撐該閥桿7。溶液腔室6的底部由鋁薄片10封閉。將密封件12設置在腔室6和反應部分1的腔室11之間以便使得空氣不可能進出。可以通過鋁箔片10來吸收由于周圍環(huán)境而導致的溶液和空氣體積以及壓力的變化，從而在腔室6中的溶液不能意外進入反應部分1。
圖4顯示出這樣一種狀態(tài)，在測試人員從樣本口3注入液體樣本例如血液并且將該生化反應盒設置在后面所述的處理設備上之后，機械手(未示出)利用桿針13的較短壓桿13a通過第一階段推壓擠壓閥桿13a以刺透(stare)鋁箔片，如此使溶液開始從腔室6向腔室11運動。在該狀態(tài)下，兩個O形環(huán)9位于閥桿7的切口8中，從而該腔室6與外界空氣連通。因此，該溶液可以平穩(wěn)地運動。
如上所述，生化反應盒具有作為分隔件的可刺透鋁片10，從而只要朝著反應部分1按壓工具針13的壓桿13a就可以很容易使溶液從腔室6流進腔室11，并且不會使工具針13與溶液接觸。順便說一下，在本實施方式中，在緊接著溶液存儲部分2的腔室下面的位置上，設有反應部分1的相應腔室，但是即使在它們之間設有例如通道，將在緊接著溶液存儲部分2的腔室下面的位置上的相應腔室調換位置也沒有任何危害。
在該實施方案中，反應部分1的腔室和溶液存儲部分2的腔室成一對一的關系，但是反應部分1的每個腔室可以設有多個溶液存儲腔室。另外在該實施方案中，溶液從溶液存儲腔室向反應部分1的空腔室運動，但是也可以從溶液存儲部分向已經(jīng)裝有樣本或在處理期間的溶液的反應部分的腔室運動。另外，在該實施方案中，鋁箔片10用作分隔件，但是在該分隔件設有普通閥并且該閥處于可刺透狀態(tài)即打開狀態(tài)中以使得溶液能夠流進反應部分1的腔室中的情況下，分隔件本身可以為不可刺透部件。
接著，測試人員一旦通過使用機械手從處理設備中抽出工具針13并且使該工具針13倒置，之后利用如圖5所示的更長的壓桿13b通過第二階段推壓進一步按壓閥桿7。結果，空氣由上O形環(huán)9密封，從而如后面所述允許反應部分1中的溶液運動。測試人員針對所有腔室6a至6m進行該步驟。如上所述，可以通過第一階段推壓來使溶液流進腔室，并且可以通過第二階段推壓密封該腔室，從而只通過簡單的推壓操作就可以進行使溶液流進腔室11，同時密封該腔室11。另外，上述工具針可以設在生化反應盒中。
圖6為反應部分1的平面圖。參照圖6，在反應部分1的一個側面上設有10個噴嘴口4a至4j，并且在其另一個側面上還設有10個噴嘴口4k至4t。相應的噴嘴口4a至4t分別通過用于氣流的相應空氣通道14a至14t與腔室11a至11t連通，這些腔室是用來存儲溶液或引起反應的部分或位置。
但是，在該實施方案中沒有使用噴嘴口4n、4p、4q和4s，這些噴嘴口沒有與腔室連通而是用作備用口。更具體地說，在該實施方案中噴嘴口4a至4j分別通過通道14a至14j與腔室11a至11j連通。在另一個側面上噴嘴口4k、4l、4m、4o、4r和4t分別通過通道14k、14l、14m、14o、14r和14t與腔室11k、11l、11m、11o、11r和11t連通。
樣本口3與腔室16連通。腔室11a、11b、11c和11k與腔室16連通，腔室11g和11o與腔室17連通，并且這些腔室11h、11i、11j、11r和11t與腔室18連通。另外，腔室16通過通道19與腔室17連通，并且腔室17通過通道20與腔室18連通。腔室11d、11e、11f、11l和11m分別通過通道15d、15e、15f、15l和15m與通道19連通。在腔室18的底部(下表面)處設有一方形孔。DNA微陣列21連接至該方形孔，在該DNA微陣列上，在例如尺寸為大約1平方厘米的玻璃板的固相的表面上設置高密度的幾萬至幾十萬的不同種類的DNA探針。
可以通過利用微陣列21與樣品DNA實現(xiàn)雜交反應來同時測試大量的基因。
DNA探針以矩陣的形式有規(guī)律地設置，每個DNA探針的地址(由矩陣上的行數(shù)和列數(shù)確定的位置)容易被讀取作為信息。要測試的基因除傳染性病毒、細菌和疾病相關性基因之外，包括例如每個個體(individual)的遺傳性多態(tài)現(xiàn)象。
在反應部分1的腔室11a和11b中，分別存儲有要從溶液存儲部分2的腔室6a和6b移動來的第一溶血劑和第二溶血劑。在腔室11c中，存儲要從腔室6c移動來的磁性材料的顆粒。在腔室11l和11m中，分別存儲要從腔室6l和6m移動的第一提取凈化液體和第二提取凈化液體。在腔室11d中存儲來自腔室6d的洗脫劑，在腔室11g中，存儲來自腔室6g的PCR(聚合酶鏈反應)所必須的混合液體。在腔室11h和11j中，分別存儲要從腔室6h和6j移動的凈化劑。在腔室11i中，存儲要從腔室6i移動來的乙醇。
腔室11e是血液DNA之外的廢物積聚的腔室，腔室11f是腔室11l和11m中的第一和第二提取凈化液體的廢物積聚的腔室。腔室11r是第一和第二凈化劑的廢物積聚的腔室，腔室11k、11o和11t是用于防止溶液流到噴嘴口中而設置的空腔室。
圖7是用于控制在生化反應盒內的溶液運動和各個反應的處理設備的示意圖。
將生化反應盒安裝在工作臺22上。另外，在工作臺22上，設置要在從反應部分1中的樣本中提取DNA等時被驅動的電磁體23、在通過例如PCR(聚合酶鏈反應)的方法來從樣本放大DNA的時候進行溫度控制的珀爾帖(Peltier)元件24、以及用于在放大的樣品DNA和反應部分1內的DNA微陣列上的DNA探針進行雜交時以及在凈化或者清洗沒有雜交的樣品DNA時進行溫度控制的珀爾帖(Peltier)元件25，并將它們連接至用于控制整個處理設備的控制單元26。另外，該處理設備設置有機械手(未顯示)以及條形碼閱讀器(未示出)，其中，所述機械手用于如上所述通過移動在盒上的預定腔室之上的工具針13而推下閥桿，所述條形碼閱讀器用于閱讀貼在該盒上的條形碼標簽。
在工作臺22的兩個側面上設有電子(馬達驅動)注射泵27和28以及泵座31和32，每個泵座為用于通過這些泵27和28排出或吸進空氣的端口并且在其側面上設有10個泵吸嘴29或30。在該電子注射泵27和28以及泵吸嘴29和30之間設有多個已知的電開關(選擇器)閥(未示出)，它們與泵27和28一起連接在控制單元26上?？刂茊卧?6連接于測試人員進行輸入的輸入單元33?？刂茊卧?6對泵吸嘴29和30進行控制，從而相應的10個泵吸嘴的每一個分別對應于電子注射泵27和28選擇性地被打開和關閉。
當使溶液從溶液存儲部分2向反應部分1運動并且輸入處理啟動信號時，在反應部分1內進行DNA等的提取和放大。另外，進行在放大的樣本DNA和設置在反應部分1中的DNA微陣列上的DNA探針之間的雜交，并將沒有雜交的用熒光標記的樣本DNA和熒光標簽清除。
在該實施方案中，當測試人員用注射器或注入器將作為樣本的血液穿過橡膠帽注入到反應部分1中時，該血液流進腔室16。之后，測試人員將反應盒安放在工作臺22上，并且利用一機構(未示出)通過操縱一未示出的桿來使泵座31和32沿著在圖7中所示的箭頭方向運動，由此將泵吸嘴29和30插入到反應部分1的相應噴嘴口4中。
如參照圖6所述一樣，噴嘴口4聚集在該生化反應盒的兩個表面即兩個側面處，從而可以簡化這些電子注射泵27和28、電子開關閥、包含有泵吸嘴29和30的泵座31和32等的形狀和布置。另外，在確保必要的腔室和通道的同時，通過進行將該盒夾在泵座31和32之間這樣一種簡單操作，可以插入這些泵吸嘴29和30并且可以簡化這些泵座31和32的結構。另外，所有噴嘴口4a至4t設置在相同的水平面處，即線性布置，由此與這些噴嘴口4a至4t連接的通道14a至14t的所有高度都彼此相等。因此，這些通道14a至14t的準備變得容易。
另外，在圖7中所示的處理設備中，在泵座31和32的長度對應于串連布置n個生化反應盒時的n個盒而增加至原始長度的n倍的情況下，可以同時對所有n個盒進行必要的步驟。因此，可以利用非常簡單的設備結構在大量生化反應盒中進行生化反應。
當測試人員進行參照圖4和5所述的使溶液流進腔室并且密封該腔室的步驟然后在輸入單元33處輸入處理啟動指令時，首先通過處理設備的條形碼閱讀器(未示出)讀出貼在該生化反應盒的條形碼標簽。在該處理設備中預先存儲了對于相應類型的盒所需要的處理序列。當通過讀出的條形碼辨認出盒的類型時，該盒所需要進行的處理的內容和程序就自動地確定而起動。當不能讀出該條形碼或者所讀出的條形碼不是預定的條形碼時，測試人員也可以通過輸入單元33手動輸入處理步驟。
由圖8A和8B構成的圖8為用于說明在該實施方案中的處理設備中的處理程序的一實施例的流程圖。參照圖8，在步驟S1中，通過如參照圖4和5所述進行溶液注射和密封，使第一溶血劑從溶液存儲腔室6a向反應部分1的腔室11a運動。在步驟S2中，控制單元26只打開噴嘴口4a和4b，空氣從電子注射泵27排出并且從電子注射泵28吸進反應部分1中，由此從腔室11a將第一溶血劑注入進裝有血液的腔室16。這時，通過控制從泵28的吸氣，在從泵27開始進行排氣之后開始經(jīng)過10-200毫秒，溶液可以平穩(wěn)地流動，而不會引起濺射或在其前端處出現(xiàn)散射，盡管它取決于溶血劑的粘度和通道的阻力。
如上所述，通過改變給氣和吸氣的時間以控制加壓和減壓的方式，可以使溶液平穩(wěn)地流動。在優(yōu)選實施方案中，通過進行這樣一種控制可以使溶液進一步平穩(wěn)地流動，即從電子注射泵28的吸氣程度從泵27開始進行排氣開始線性增加。另外，可以通過結合進行加壓和減壓來緩解在反應部分1中所產(chǎn)生的壓力。因此，還可以實現(xiàn)這樣一種效果，即防止溶液在非所期望的情況下流進分支通道或腔室中從而停止運動。在其后的液體運動也是如此。
通過電子注射泵27和28可以很容易實現(xiàn)給氣控制。更具體地說，在只有噴嘴口4a和4o打開之后，通過注射泵27和28交替地重復進行排氣和吸氣，腔室6的溶液在通道19中進行反復的流動和回流，因此攪拌了該溶液?；蛘撸芤嚎梢栽诒?8進行連續(xù)排氣以產(chǎn)生出氣泡的同時得到攪拌。
圖9為在圖6中所示的反應部分1的沿著與腔室11a、16和11k相交的橫截面的剖視圖，并且顯示出這樣一種狀態(tài)，即噴嘴口4a被插入在其中的泵吸嘴29增壓而噴嘴口4k被插入在其中的泵吸嘴30降壓，由此在腔室11a中的第一溶血劑流進裝有血液的腔室16。
再參照圖8，在步驟S4中，只有噴嘴口4b和4k是打開的，并且按照與在第一溶血劑的情況相同的方式使腔室11b中的第二溶血劑流進腔室16。同樣，在步驟S5中，使在腔室11中的磁性顆粒在從腔室6c移動到腔室11之后流進腔室16。在步驟S4和S6中，按照與在步驟S2中相同的方式進行攪拌。在步驟S6中，從在步驟S2中的細胞溶解得到的DNA附著到磁性顆粒上。
之后，在步驟S7中，接通電磁鐵23，并且只打開噴嘴口4e和4k。然后空氣從電子注射泵28排出并且從泵27吸入，從而使溶液從腔室16向腔室11e運動。在運動時，磁性顆粒和DNA被收集在電磁鐵23上的通道19中。由泵27和28進行的吸氣和排氣交替地反復進行以使溶液在腔室16和11e之間往復運動兩次，由此改善了DNA的收集效率。收集效率可以通過加大往復運動的次數(shù)進一步提高，但是在該情況中，由于這么多次，所以需要花費更長的處理時間。
如上所述，通過利用磁性顆粒在流動狀態(tài)中將DNA收集在寬度大約為1-2mm并且高度大約為0.2-1mm的這么小的通道上，可以高效地收集DNA。這對于RNA和蛋白質也一樣。
然后，在步驟S8中，使第一提取凈化液體從腔室6l向腔室11l運動，在步驟S9中，切斷電磁鐵23，并且只打開噴嘴口4f和4l。之后，空氣從電子注射泵28排出并且從泵27吸入，從而使第一提取凈化液體從腔室11l向腔室11f運動。這時，在步驟S7中所收集的磁性顆粒和DNA與該提取凈化液體一起運動，由此進行凈化。在按照與在步驟S7中相同的方式進行兩次往復運動之后，接通電磁鐵23，并且同樣進行兩次往復運動以將這些磁性顆粒和DNA回收在電磁鐵23上的通道19中，并且使該溶液返回腔室11l。
在步驟S11中，結合噴嘴口4f和4m，利用在步驟S10中從腔室6m移動到腔室11m之后的在腔室11m中的第二提取凈化液體，按照與在步驟S5中一樣的方式進行進一步凈化。
在步驟S12中，使洗脫劑從腔室6d向腔室11d運動。在步驟S13中，只有噴嘴口4d和4o打開，同時電磁鐵23保持接通，空氣從泵27排出并且從泵28吸入，由此使腔室11d中的洗脫劑向腔室17運動。
這時，通過洗脫劑的作用使磁性顆粒和DNA分開，從而只有DNA與洗脫劑一起向腔室17運動，并且磁性顆粒停留在通道19中。如此，實現(xiàn)了DNA的提取和凈化。如上所述，裝有提取凈化液體的腔室11l、11m和裝有凈化之后的廢液的腔室11l分開設置，從而可以在該生化反應盒中實現(xiàn)DNA的提取和凈化。
接著在步驟S14中，使PCR試劑從腔室6g向腔室11g運動。在步驟S15中，只有噴嘴口4g和4o是打開的，空氣從電子注射泵27排出，并且從泵28吸入，從而使得在腔室11g中的PCR試劑流進腔室17。進而，只有噴嘴口4g和4t是打開的，并且通過泵27和28交替反復地進行排氣和吸氣，從而使得在腔室16中的溶液流進腔室20。之后，反復進行回流操作以進行攪拌。然后，控制珀爾帖元件24以將腔室17中的溶液保持在96℃下10分鐘。之后，重復進行在96℃/10秒、55℃/10秒和72℃下/1分鐘的循環(huán)30次，如此使該洗脫的DNA進行PCR以放大DNA。
在步驟S16中，只有噴嘴口4g和4t打開，空氣從電子注射泵27排出并且從泵28吸入以使腔室17中的溶液向腔室18運動。進而，通過控制珀爾帖元件25，使腔室18中的溶液保持在45℃下2個小時以實現(xiàn)雜交。這時，通過泵27和28反復交替地進行排氣和吸氣以使腔室18中的溶液向通道15t運動。之后，在通過反復進行回流操作來進行攪拌的同時，進行雜交。
然后，在第一凈化液體在步驟S17中從腔室6h運動至腔室11h之后，在步驟S18中，在將溫度保持在45℃下的同時，只有噴嘴口4h和4r是打開的，空氣從電子注射泵27排出并且從泵28吸進以使得腔室11h中的第一凈化液體通過腔室18流進腔室11r，同時使腔室18中的溶液向腔室11r運動。通過泵27和28反復交替地進行吸氣和排氣以使溶液在腔室11h、18和11r之間往復運動兩次，并且使該溶液最終返回至腔室11h。如此，將沒有雜交的用熒光標記的樣本DNA和熒光標簽清除。
圖10為在圖6中所示的反應部分1的沿著與腔室11h、18和11r相交的橫截面的剖視圖。通過將泵吸嘴29插入到噴嘴口4h中來給反應部分1加壓，并且通過將泵吸嘴30插入到噴嘴口4r中來給反應部分1減壓。圖10顯示出這樣一種狀態(tài)，即，使得第一凈化液體通過腔室18流進腔室11r。腔室11h實際上與溶液存儲部分2連通，但是在圖10中為了便于說明，通過提供其天花板顯示為其沒有與溶液存儲部分2連通。
再參照圖8，在第二凈化液體在步驟S19中從腔室6j運動到腔室11j之后，在步驟S20中，在使溫度保持在45℃下的同時，通過結合噴嘴口4j和4r，采用在腔室11j中的第二凈化液體，按照與在步驟S10中相同的方式進行進一步凈化，并且使該溶液最終返回至腔室11j。如上所述，裝有凈化液體的腔室11h、11j和裝有在凈化之后的廢液的腔室11r分開設置，從而可以在該生化反應盒中實現(xiàn)DNA微陣列21的提取和凈化。
在步驟S21中乙醇從腔室6i運動至腔室11i，之后，在步驟S22中，只有噴嘴口4i和4r打開，空氣從電子注射泵27排出，并且從泵28吸進，從而使腔室11i中的乙醇通過腔室18運動至腔室11r。之后，只有噴嘴口4i和4t打開，空氣從泵27排出并且從泵28吸進，從而將腔室18內部干燥。
之后，當測試人員操縱桿(未示出)時，泵座31和32移動離開生化反應盒。結果，將泵吸嘴29和30從盒的噴嘴口4移開。然后測試人員該盒安裝在用于DNA微陣列的讀取器中，例如一種用來進行測量和分析的已知掃描儀。
在上述實施方案中，通過采用條形碼標簽來進行盒的標識，但是也可以通過采用二維條形碼、IC芯片、PFID(無線電頻率標識)等來進行。另外，可以按照各種方式根據(jù)盒的外部尺寸例如高度和長度、設在盒的側面、上表面和下表面上的凹槽或凸起的數(shù)量及其組合來識別出該盒的類型。結果可以獲得類似的效果。
在上面的實施方案中，進行了盒的識別，并且根據(jù)所識別出的盒類型設定了處理步驟。但是，也可以根據(jù)寫入二維條形碼等中的有關處理步驟的內容和程序的信息來設定處理序列。另外，在改變測試條件例如盒與盒的反應時間時，將不同的處理步驟寫入二維條形碼中，并且將該條形碼貼在該盒上，由此可以可靠地進行所要求的反應步驟。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的生化反應盒具有反應部分和溶液存儲部分，其中，所述反應部分包括腔室和通道，所述溶液存儲部分與反應部分隔離或分開，用于存儲溶液例如試劑或凈化劑，該生化反應盒包括這樣一種部件將其分隔以便使溶液從溶液存儲部分向反應部分運動，并且該部件是可刺透的，或者是一種設置在位于相互接觸的溶液存儲部分和反應部分之間的邊界壁部處的可刺透部件。結果，在反應處理步驟之前一刻可以用該生化反應盒制備出相應的溶液，從而該生化反應盒的優(yōu)點在于，即使在采用另一種溶液進行處理步驟期間出現(xiàn)環(huán)境變化或振動時，也不會使腔室中的試劑流進通道或另一個腔室，從而可以正確地進行所期望的反應。
另外尤其是采用了在使用該溶液之前一刻使在存儲部分中的每種溶液向反應部分運動的步驟，從而可以進行可靠的反應，并且即使在任一步驟處理期間出現(xiàn)處理設備振動或者出現(xiàn)壓力控制錯誤時也不會使該溶液流進相鄰的腔室和通道。
另外，處理設備自動地讀出貼在生化反應盒上的條形碼標簽并且識別出該盒的類型，從而自動地設定所需的處理步驟。因此，由于該操作不必對多種類型的盒的所有情況設定復雜的處理程序，所以可以簡單可靠地進行該處理。
另外，由于本發(fā)明的生化反應盒具有上述結構，所以可以按要求在其中制備出溶液。結果，該生化反應盒消除了補充試劑的不方便性并且降低了在選擇試劑類型中的錯誤。另外，即使當存儲和輸送時出現(xiàn)環(huán)境變化或振動時，在腔室中的試劑也不會流進通道或另一個腔室。因此，該生化反應盒可以正確地產(chǎn)生所期望的反應。
雖然已經(jīng)參照在這里所披露的結構對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明并不限于所給出的這些細節(jié)，該申請意欲覆蓋落入在改進目的和其權利要求的范圍內的種種改變或變化。
權利要求
1.一種生化反應盒，它包括反應部分，它包括腔室和通道，用來進行生化反應；以及溶液存儲部分，它與所述反應部分隔離或分開，用來將溶液存儲在與所述腔室對應的位置中，其中所述盒設有設在所述溶液存儲部分和所述反應部分之間的可刺透分隔件，以便使所述溶液從所述溶液存儲部分向所述反應部分的腔室運動。
2.如權利要求1所述的盒，其中可以通過推壓使閥桿穿透所述分隔件。
3.如權利要求2所述的盒，其中通過具有工具針的閥桿的第一階段推壓使所述腔室向外打開，從而使在所述溶液存儲部分中的溶液向所述腔室運動，并且通過具有工具針的閥桿的第二階段推壓來密封所述腔室。
4.如權利要求3所述的盒，其中所述分隔件設有兩個壓桿，它包括供在第一階段推壓中使用的較短的壓桿和供在第二階段推壓中使用的較長的壓桿。
5.如權利要求4所述的盒，其中所述較短和較長的壓桿彼此相反地同軸設置。
6.如權利要求1所述的盒，其中所述盒具有用來表示關于處理序列的信息的代碼，所述處理序列包括所述分隔件的刺透順序。
7.如權利要求1所述的盒，其中所述盒具有用來表示盒類型的標識碼。
8.一種使用生化反應盒的生化處理方法，該生化反應盒包括反應部分，它包括至少一個腔室和多個通道；溶液存儲部分，它包括多個與所述反應部分隔離或分開的存儲腔室，用來將溶液存儲在與所述至少一個腔室相對應的位置中；以及設置在所述溶液存儲部分和所述反應部分之間的至少一個可刺透分隔件，所述方法包括第一步，通過刺透所述至少一個分隔件，使溶液從相應的存儲腔室向所述反應部分的對應的腔室運動；第二步，用移動到反應部分的腔室的溶液進行處理；第三步，通過選擇性地刺透除了用在所述第一步中的分隔件之外的至少一個第二分隔件，使在除了在所述第一步中溶液從中移動出的腔室之外的存儲腔室中的溶液運動；以及第四步，用在所述第三步中移動到所述存儲腔室的溶液進行處理。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述盒具有用來表示關于處理序列的信息的代碼，該處理序列包括所述分隔件的刺透順序。
10.如權利要求8所述的盒，其中所述盒具有用來表示盒類型的標識碼。
11.一種生化處理設備，包括容納單元，其中安裝有一生化反應盒，該盒包括反應部分，它包括至少一個腔室和至少一個通道，用來實現(xiàn)生化反應；以及溶液存儲部分，它與所述反應部分隔離或分開，用來將溶液存儲在與所述至少一個腔室相對應的位置中；驅動部件，用于驅動用于刺透安裝在所述容納單元中的生化反應盒的分隔件的刺透部件；以及反應處理部件，通過作用在所述生化反應盒上而使在所述生化反應盒中的樣本進行反應，其中所述生化反應設備還包括用來連續(xù)驅動所述驅動部件和所述反應處理部件的控制部件。
12.如權利要求11所述的設備，其中所述刺透部件設在所述生化反應盒中。
13.如權利要求11所述的設備，其中所述刺透部件設在所述生化處理設備上。
14.如權利要求11所述的設備，其中所述生化處理設備還包括用于讀取設在生化反應盒上的識別碼的代碼讀取部件。
15.如權利要求14所述的設備，其中所述生化處理設備還包括用來預先存儲所述驅動部件的與所述識別碼相對應的驅動序列的存儲部件。
全文摘要
一種生化反應盒，包括反應部分，包括腔室和通道，用來實現(xiàn)生化反應；以及溶液存儲部分，其與所述反應部分隔離或分開，用來將溶液存儲在與所述腔室對應的位置中。所述盒設有設在所述溶液存儲部分和所述反應部分之間的可刺透分隔件，以便使所述溶液從所述溶液存儲部分向所述反應部分的腔室運動。該生化反應盒裝在生化反應設備中。
文檔編號B01L9/00GK1534296SQ20041003421
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權日2003年3月31日
發(fā)明者沼尻泰幸, 清水英, 伊藤宏, 田中信也, 也 申請人:佳能株式會社