包括反应容器和样品基质的组件、具有上吸收层和下横流层的样品基质的制作方法

包括反应容器和样品基质的组件、具有上吸收层和下横流层的样品基质的制作方法
【专利摘要】描述了一种用于分子在生物化验和核酸放大反应中制备和处理样品的组件和相关的方法。与已知的样品制备设备和方法相比，该组件允许在样品处理步骤减少的情况下快速简单的处理。所述组件包括反应容器、样品基质和盖。本发明还提供了一体化的冲孔件以从样品基质冲出一个圆片到反应容器中(不需要手动操作)，由此减少了生成最终的放大核酸产物所需要的样品处理步骤。
【专利说明】包括反应容器和样品基质的组件、具有上吸收层和下横流层的样品基质

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于样品制备和分子生物化验和反应加工或处理的设备，例如包括聚合酶链反应(PCR)等的核酸放大反应。

【背景技术】
[0002]PCR是用于放大生物样品中的特定目标核酸序列的传统方法。PCR经常用于法医鉴定或物证检验目的或诊断目的，从而探测例如能够用于识别DNA样本所属的个体的标识物，或者确定特定的病原体是否存在于样品中。为此，获得快速的化验是有用的，这意味着不能保证制备和清理大量的样品。
[0003]大多数临床样品需要进行一些处理以使得样品与PCR兼容或亲和。已知使用纸型过滤器以去除抑制剂和提供用于PCR反应的清洁样品。然而，传统地，这种过滤器还需要一些用户的手动操作和干预，以便将样品从过滤器转移到PCR反应，从而执行反应自身。本发明的多个目的之一是提供用于例如制备用于生物学分析的样品的替代装置；在优选的实施例中，该替代装置与执行所述分析的反应容器形成为整体，从而向用户提供快速且容易的处理。


【发明内容】

[0004]根据本发明的第一方面，提供了一种组件，所述组件包括:
[0005]用于容纳用于分析的样品的反应容器，所述反应容器限定主体和开口 ；
[0006]靠近所述开口的样品基质，所述样品基质用以吸收施加到所述基质上的样品；
[0007]用于封闭所述反应容器开口和覆盖所述样品基质的盖，所述盖包括冲孔构件，所述冲孔构件设计成从所述样品基质冲出部分且使得所述部分与所述样品基质的其余部分分开，使得所述部分能够进入所述反应容器的主体。
[0008]本发明因此包括样品基质，该样品基质可以用于处理施加到其上的样品，或制备施加到其上的样品。冲孔构件然后可以被用于冲出承载所制备的样品的基质的部分，从而允许所述部分掉落到所述反应容器的主体中。适当的试剂(例如，PCR试剂)然后可被添加到反应容器中，然后开始期望的化验。
[0009]在优选的实施例中，所述设备包括多个反应容器和多个冲孔构件。所述冲孔构件被包括在单个共用盖中，或可有多个分离的盖。
[0010]所述冲孔构件可包括支在弹簧上的杆。所述杆可以是圆柱形的，优选地，是中空的圆柱杆。所述冲孔构件可包括尖锐的切割边缘。在特定的实施例中，该尖锐的切割边缘可以是例如V型或其他尖端，但是优选地切割缘是大致圆形的。
[0011]所述构件可包括支在弹簧上的杆和分离的切割刀片；例如，所述支在弹簧上的杆可延伸通过大致圆柱形的切割刀片的中心，其中所述支在弹簧上的杆可以布置成驱使切割刀片向前以切穿样品基质。这种装置具有如下的优点:所述支在弹簧上的杆可以设置成当被驱动时可进一步延伸，从而帮助将样品基质的被切割部分从所述基质的其余部分中推出并且推入到所述反应容器中。在特定的实施例中，支在弹簧上的杆可以布置成至少暂时地保持所述样品构件的切割部分，并且当被驱动时延伸到反应容器的主体的下部中。在使用中，这能够保证样品基质的切割部被推入到存在于所述反应容器中的任何试剂中。
[0012]所述杆和所述切割刀片优选地被设置在支撑结构中。盖可以包括该支撑结构。
[0013]优选地，盖包括例如按钮的致动构件，所述致动构件设置成当被用户致动时驱使所述冲孔构件接触所述样品基质。
[0014]所述设备还可包括覆盖所述样品基质的可去除覆盖物。例如，所述覆盖物可以是可去除的箔片或包装等。所述覆盖物可设置成只覆盖所述样品基质，或者覆盖整个组件，或者基质和盖，或基质和反应容器。在使用中，所述覆盖物是为了防止样品基质(和/或反应容器)在使用之前受到污染。当准备好之后，用户可去除覆盖物，并将所述样品施加到样品基质。
[0015]所述样品基质可设置在承载构件中；例如，被容纳在反应容器的开口中的承载构件。所述承载构件可延伸到反应容器的主体中，且用于封闭所述开口。这有助于保证所述样品基质被牢固地保持，且防止反应容器内部受到污染。样品基质可被附接到所述承载构件，例如，通过超声波焊接、热软化、粘合剂等。承载构件优选地是塑料或弹性材料。在优选的实施例中，承载构件包括薄部，所述薄部与靠近所述冲孔构件的样品基质接触；这样提供了一个当冲孔所述基质时冲孔构件可推挤的固体表面，从而提高切割可靠性。使用薄部意味着冲孔构件可冲穿承载构件和样品基质，从而使得基质能够进入到反应容器的主体中。在特定的实施例中，承载构件的薄部是自密封的；例如，所述构件可由弹性材料形成，从而在冲孔构件已经被致动之后重新密封反应容器。
[0016]所述样品基质包括颜色改变试剂，从而指示样品什么时候被施加到所述基质和/或所述样品被施加到所述基质的什么地方。例如，所述试剂在被湿润时和/或变干之后可以变色。样品基质可包括指示在哪儿施加样品的标记；例如，打印的标记。
[0017]在特定的实施例中，样品基质还可包括一种或多种用于执行期望的反应的试剂；例如，基质可包括冻干的的PCR试剂和/或冻干的酶。然后，当样品基质与反应容器中的液体接触时，这些试剂能够被重构。以此方式，多种试剂能够保持为彼此分开，直到准备被激活以进行反应。所述基质可包括多种试剂；这些试剂可组合在基质中，或者可保持分离，例如被结合在复合基质的分离的层中。所述试剂可以被结合到复合基质的附加层中。
[0018]所述设备还包括设置成在冲孔构件被致动后被所述冲孔构件刺穿的胶囊或膜。该胶囊或膜可包含试剂，例如，缓冲液、反应溶剂等，或者可包含在刺穿时将被释放的水。以此方式，胶囊或膜中的容纳物可被布置成与样品基质的被冲穿的部一起释放，并且两者可一起进入反应容器的主体中。
[0019]反应容器还可包括冻干的试剂。
[0020]在特定的实施例中，反应容器可包含凝胶化的试剂。例如，试剂可被结合到琼脂糖或其他胶状物；该胶状物可选定为在用于待执行的化验中的温度之下融化。使用凝胶化的试剂免除需要单独地用吸液管吸取试剂，和将全部的样品制备、提取和PCR处理组合为一体。在使用中，例如，该凝胶化的试剂可在样品制备之前融化，使得样品基质的被冲穿的部分可接触液体试剂或半液体试剂。
[0021]待使用的特定试剂当然基于待执行的反应的特性；本领域的技术人员知道适当的试剂，这些试剂可包含在溶液中(例如，胶囊或膜中)、或者是凝胶化形式或者冻干的形式。
[0022]样品基质优选地是复合基质；更优选地，是复合纸基质。样品基质可以是纸基质。在优选的实施例中，样品基质是复合基质，并且包括吸收上层和横流层。该基质可包括设置在上层和横流层之间的半渗透层。
[0023]吸收上层可具有多个最佳特性。材料必须是亲水的且必须不能不可逆地结合核酸，供选方案是，诸如高级绘画纸FTA纸结合核酸且需要15到30分钟的热处理以去除结合的核酸。吸收材料必须不释放PCR抑制剂和/或不释放可干涉PCR的用于漂白处理的物质或螯合的试剂。吸收物质优选地由纤维素(但是诸如聚酯的多孔聚合物也可同样地有效)制成。重要的特性是液体过滤速度和密度，基础重量和水吸收能力。例如，优选地的材料包括 Shleicher & Schuell Inc.903。可选的材料是 Schelicher & Schuell “GB002”、“GB003”和“GB004”，Fairfield N.J.“BFC1”和高级绘画纸“3丽”(但是，最后一个需要渗透由表面活性混合物)。
[0024]重要特性的优选值包括:
[0025]

【权利要求】
1.一种组件包括: 用于容纳用于分析的样品的反应容器，所述反应容器限定主体和开口 ； 靠近所述开口的样品基质，所述样品基质用以吸收施加到所述基质上的样品； 用于封闭所述反应容器开口和覆盖所述样品基质的盖，所述盖包括冲孔构件，所述冲孔构件设计成从所述样品基质冲出部分且使所述部分与所述样品基质的其余部分分开，使得所述部分能够进入所述反应容器的主体。
2.如权利要求1所述的组件，包括多个反应容器和多个冲孔构件。
3.如权利要求2所述的 组件，其中，所述冲孔构件被包括在单个共用盖中。
4.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述冲孔构件包括支在弹簧上的杆。
5.如权利要求4所述的组件，其中，所述杆是中空的圆柱杆。
6.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述冲孔构件包括尖锐的切割边缘。
7.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述冲孔构件包括支在弹簧上的杆和分离的切割刀片。
8.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述盖包括例如按钮的致动构件，布置成当被用户致动时驱使所述冲孔构件接触所述样品基质。
9.如前述权利要求的任一项所述的组件，还包括覆盖所述样品基质的可去除覆盖物。
10.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述样品基质设置在承载构件中。
11.如权利要求10所述的组件，其中，所述承载构件延伸到所述反应容器的主体内，且用于封闭所述开口。
12.如权利要求10或11所述的组件，其中，所述样品基质被附接到所述承载构件。
13.如权利要求10、11或12所述的组件，其中，所述承载构件包括薄部，所述薄部与靠近所述冲孔构件的样品基质接触。
14.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述盖和所述反应容器在使用期间由保持夹具、保持构件、锁定装置或其他的干预结构保持在一起。
15.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述样品基质包括颜色改变试剂，用以指示样品什么时候样品被施加到所述基质和/或所述样品被施加到所述基质的什么地方。
16.如前述权利要求的任一项所述的组件，还包括布置成在致动后被所述冲孔构件刺穿的胶囊或膜。
17.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述反应容器包含冻干的试剂。
18.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述反应容器包括凝胶化的试剂。
19.如前述权利要求的任一项所述的组件，其中，所述样品基质是复合基质，更优选地，是复合纸基质。
20.如权利要求19所述的组件，其中，所述样品基质包括吸收上层和横流层。
21.如权利要求20所述的组件，其中，所述基质还包括设置在上层和横流层之间的半渗透层。
22.如权利要求20或21所述的组件，其中，上层是纤维素。
23.如权利要求20、21或22所述的组件，其中，所述横流层是硝化纤维素。
24.一种组件，所述组件包括:样品基质，所述样品基质用于吸收施加到所述基质的样品； 盖，所述盖覆盖所述样品基质且用于封闭反应容器开口，所述盖包括冲孔构件，冲孔构件设计成从所述样品基质冲出部分且使得所述部分与所述样品基质的其余部分分开，使得该部分能够进入所述反应容器的主体。
25.如权利要求24所述的组件，还包括用于将所述反应容器和所述盖保持在一起的保持夹具、保持构件、锁定装置或其他的干涉结构。
26.一种样品处理组件，所述组件包括: 样品基质，所述样品基质用于吸收施加到所述基质的样品； 冲孔构件，所述冲孔构件设计成从所述样品基质冲出部分且使得所述部分与所述样品基质的其余部分分开； 其中，所述样品基质是复合基质，且包括吸收上层和横流层。
27.一种制备用于分析的样品的方法，所述方法包括: 提供反应容器，所述反应容器具有位于邻近所述容器的开口的样品基质且在所述容器中容纳用于样品分析的试剂； 将样品吸收到所述样品基质上； 从所述样品基质冲出部 分，且允许所述样品基质进入到所述反应容器，由此与使得所述试剂和所述样品接触。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述试剂是凝胶化的试剂。
29.如权利要求27或28所述的方法，其中，在添加另一试剂或进一步的试剂的情况下制备所述样品。
30.如权利要求27所述的方法，还包括刺穿容纳液态施加的胶囊或膜的步骤，从而将所述液态试剂释放到所述反应容器中。
31.一种用于样品制备的样品基质，所述基质包括吸收上层和横流层。
32.一种用于样品制备的方法，所述方法包括将生物样品施加到样品基质，所述基质包括吸收上层和横流层，使得所述横流层通过毛细作用从所述样品中带走液体，并且来自所述样品的固体材料被吸收到所述上层。
33.如权利要求32所述的方法，其中，在不加热的情况下制备样品。
34.如权利要求32所述的方法，其中，在不加热的情况下，使样品中的细胞材料快速地脱水。
35.如权利要求1至25的任一项所述的组件，如权利要求26-30或32-34所述的方法，或者如权利要求31所述的样品基质，其中，所述样品基质包括一种或多种冻干的试剂。
【文档编号】B65D41/20GK104053607SQ201280067122
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2011年11月16日
【发明者】本·科布 申请人:艾皮斯托姆有限公司