试剂输送装置及使用方法

专利名称：试剂输送装置及使用方法
背景技术：
本发明涉及一种用于过滤生物学上得到的样品并将样品与一种供分析样品中待测物的试剂混合的方法和装置。一旦样品滤去并与试剂混合，它就可以用常规分析技术进行分析。样品通常包括一种待测物，该待测物在生物学得到的液体样品中成一种可结合的目标物形式，上述生物学上得到的液体样品中预计含有该目标物。许多不同形式的分析装置可用于分析过滤出的混合有试剂的特测物。例如，在美国专利NO.585,526中公开了这种装置，该专利结合作为本发明的参考。许多这类装置中使用反应膜，在反应膜上固定一种能专门结合到目标物上的受体。通常，将待测样品逐滴加到反应膜上。如果在样品中有目标物存在，则它将结合到固定的受体上。采用各种方法来确定目标物是否结合到受体上，因而确定样品中是否存在目标物。在一种常用的方法中，将一种能专门接合目标物的免疫学上活性结合加到膜上，上述目标物附着到一个可检测的标记物上。在上述专利的装置中，样品加到反应膜的顶部，并穿过反应膜流到膜下方的吸收剂材料上，上述吸收剂材料拉样品穿过膜。
在测试血样溶液时，一种已知的装置由EY Laboratories，Inc.以WBTTM的名称销售，上述装置包括一个液体容器，该液体容器一般具有一个圆筒形的储槽体，储槽体具有一个与活动封闭件配合的敞开端，上述敞开端形成一个液体通道。封闭件取一种锥形头部的形式。一个过滤器横跨液体通道安放在上述锥形头部中。血液放入储槽体中，该储槽体密封到上述封闭件上。液体试剂可以加到储槽中。储槽体是挠性的，以便通过压缩它迫使血液穿过过滤器并以小滴形式流出锥形出口。然后用上述类型的过滤装置来将过滤后的血样加到分析装置如上述膜装置中。将用来形成分析的试剂，如保留在反应表面上的标记物在样品流过膜之后以分开的步骤加到膜上。这种分开的步骤增加了分析检定时间并减少了技术人员犯错误的可能性。
按照本发明的另一方面，提供了一种用于过滤生物学上得到的样品和把样品和试剂混合的方法，所述的样品包括至少一种待测物试剂用于分析待测物，上述方法包括(a)对上述容器储槽室中水成液样品施加压力，以使上述样品以上述液体形式流过上述容器中的一过滤器和一个液体流通基体，上述基体承载一干的水溶性试剂，因而溶解上述试剂并产生一种过滤后的上述试剂和样品的水成液混合物，和(b)使上述过滤后的混合物流出上述容器用于随后分析上述待测物。
发明的详细说明本发明提供了一种装置，该装置用于过滤生物学上得到的样品并将该样品与一种大大简化样品分析的试剂混合。生物学上得到的样品可以用已知的分析程序进行分析。这些样品包括体液如全血、血清、血浆、尿、唾液等。此外，样品包括提取液，如从粪便样品中的提取液，大肠杆菌培养物，用于食品安全的一个表面如小鸡的表面等中的悬浮液，为各种目的测试的污水中液体，及各种细胞、细菌和病毒，这些细胞、细菌和病毒都破裂而放出所研究的待测物。
待测物包括各种各样的蛋白质，如美国专利NO.5,006,464中所列出的那些，这些蛋白质通常是用免疫检定系统法分析，及用另一些不归类为免疫检定系统分析，因为这些检定法应用已知结合对的反应。此外，该系统可应用于不归属于免疫检定法一类的检定系统分析，比如未知脱氧核糖核酸(DNA)序列的检测。美国专利NO.5,006,464的检定装置与通流式检定装置不同，它用于本发明的目的尤其有效。
参见

图1，图1示出按照本发明所述过滤和混合装置的一个实施例。装置包括一个容器10，容器10具有一个储槽体12，上述储槽体12最下端处有一个储槽体开口12a和一个内部储槽12b。储槽体12包括一个一般是圆筒形的侧壁12c，它优选的是用一种挠性材料如塑料制造，上述侧壁12c可以挤压，以便推动储槽中液体到过滤器和一个基体并流出容器，正如下面将要说明的。合适的塑料是聚氯己烯(PVC)或聚己烯或聚酯。
储槽体12的下壁与活动的封闭件14配合并与之形成一个密封。如图1所示，储槽体12与封闭件14是分开的。封闭件14包括一个向上延伸的圆筒形侧壁14a，该圆筒形侧壁14a加工成一定尺寸，以便与储槽体12的相邻的侧壁形成一个压配合密封，侧壁14a密封防止液体漏泄。可以使用另外的密封装置如用螺纹配合。封闭件14还包括在它上端处的一个开口14b，该开口14b与储槽体12的开口二者形成一个穿过容器10的内部液体通道。封闭件14在上端处一般是圆筒形和在下端处一般是锥形并限定一个出口开口14c，该出口开口14c加工成一定尺寸，以便当挤压挠性壁12迫使储槽12b中液体流过如下面所述过滤器和基体时，使液体逐滴从容器10中流出，并且流出开口14c。
可以应用另一种方法将储槽室中的水成液推动穿过过滤器来代替用挠性壁12。例如，可以在容器的顶部处用一活塞。
过滤器16，合适的是取一圆盘形式，它设成横跨储槽体12和开口14c之间的流动路线，以便储槽12b中的液体流过过滤器而保留液体中可能干扰检定的碎片。例如，对血液分析来说，可以通过过滤器过滤出颗粒物。合适的过滤器包括用衬纸的硝基纤维素、聚碳酸酯、尼龙、聚酯或其它多孔聚合物或其它材料制的滤膜。用于血液的合适过滤器孔隙度为约0.2-1.0微米。其它的孔隙度也可以应用，根据样品和所希望的应用而定。过滤器的厚度通常为约0.5mm-1.5mm或更小，根据制造厂的规格而定。在WBT装置中用于过滤血液的合适过滤器可以用于本发明的场合(比如，由Schleicher & Schuell，Millipore orMDI所制造的过滤器)。如图1所示，封闭件14包括一个台肩14d，该台肩14d伸向封闭件内部，以便形成一个用于过滤器16外周边的支承件。
当容器10用于全血或血清、血浆、尿、唾液或其它具有颗粒物的分泌物时，选择过滤器滤去碎屑、污物、红血球或白血球的形骸细胞，样品中的沉积物等。
在图1的实施例中，示出基体18在封闭件14从过滤器16出来的出口侧上。在随后样品待测物分析中所用的水溶性干试剂固定在基体上。干试剂优选地是通过对着储槽体12的挠性壁拖加压力而被强制穿过基体的液体溶解。
基体18可以用可以放在容器中的任何材料制成，干试剂可以固定在基体18上用于随后在水成液穿过基体的通道上的溶解作用。基体18具有足够的孔隙度，以便液体能在没有过大压降的情况下流过。合适的基体材料包括过滤器玻璃、流通筛、多孔膜，如硝基纤维素或加涂层的硝基纤维素，或者一种与装置一起的填充粒子床以便得到粒子床如多孔玻璃料。
将一种或一种以上干试剂固定在基体材料上。在一个实施例中，试剂是一种可检测的标记物如冷冻干燥的胶体金，荧光标记物，酶等，它们共轭到化学药品一部分上，该化学药品一部分能与生物分子结合。合适的冷冻干燥金共轭物由EY Laboratories，Inc。出售，如它的目录中所列出的。标记物可以用已知技术与任何能直接或间接结合到样品中待测物上的材料共轭，如在竞争的或夹层结合检定中。具体地说，标记物的生物共轭部分通常都结合到固定在反应表面24的俘获试剂22上。合适的化学药品一部分包括各种蛋白质类、碳水化合物类、和多核苷酸类，具体地说其中包括抗体类、抗原类、脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)、外源疑集素、生物素、生物素化的特殊蛋白质，生物素化的碳水化合物、生物素化的多核苷酸、抗生物素蛋白质、抗觉蛋白质等。另一些不与标记物共轭的干试剂也可以保留在基体18上。例如，这些其它的标记物包括酶类、荧光染料、生物发光或化学发光化合物、或胶囊式染料如含染料或活性炭的微球、或连接酶或染料的微球、或胶体金。可以将一种稳定剂加到基体18上的试剂中，这种稳定剂如蔗糖、麦牙糖、密二糖、聚乙二醇或牛血清白蛋白或一种缓冲含盐溶液，或它们的组合。
在一种固定方法中，将试剂如一已知浓度的异硫氰酸荧光素(FITC)标记抗体沉积在基体(如成玻璃纤维形式的基体)上并吸附到基体上。然后让试剂在基体上风干并将基体圆盘切开，以便安致在供装置中用的封闭件14内。同样的程序用于另一些试剂如用胶体金、酶、生物素、抗生物素蛋白等标记的生物共轭物。
另一种用于将试剂固定到基体18上的程序是通过冷冻于燥作用。这里，基体(比如，玻璃纤维)浸入一种试剂溶液中，然后将沾有试剂溶液的基体如通过浸入乙醇和干冰溶液或液氮中快速冷冻。然后将待放入装置中的圆盘状冷冻膜放入冷冻干燥器中冻结，用众所周知的技术干燥。
参见图1，在储槽体12中设置一个任选的袋20，该袋20包括一种含水成载液20a。该袋20由一种很容易破裂的材料如聚氯乙烯制成，以便当壁12c受挤压时，袋可破裂。这类可破裂的袋市场上可以买到。通常，载液20a是一种水成缓冲溶液，它与样品混合并流经过滤器和基体及从出口14c流出。液体缓冲剂是一种众所周知的供在以后样品待测物分析中使用的常见类型。缓冲溶液还用于重新构成基体18上的干燥剂供以后分析用。合适的水成缓冲溶液包括一些常用的成分如磷酸盐类、硼酸盐类或碳酸氢盐类。另外，可以加表面活性剂或洗涤剂用于降低粘度，提供润滑作用和形成胶束。液体优选地是在pH7.0-8或者高于或低于该值，根据试剂的稳定性及用于结合对的最佳条件而定。
在图1所示的另一个实施例中，可以将一个任选的过滤器22插在过滤器16的上方(在储槽12b和过滤器16之间)，以便提供附加的过滤能力。在这种情况下，过滤器22可以属于如上所述用于基体或过滤器的相同类型。这对于包括大量待过滤物质的样品如尿可能是需要的。
在图1所示的还有另一个实施例中，基体18可以设置在过滤器的储槽室一侧中，而过滤器又设置在基体18的出口侧上。这种配置的一个优点是使溶解的试剂和样品充分混合。如图所示，过滤器16和22设置在基体18的上方，而附加的过滤器设置在基体18的下方，设置在基体18和出口14c之间的一层如过滤器24可用来在用膜22上的俘获试剂24俘获之前进一步使试剂和样品溶液混合。根据用途而定，可以用全部过滤器16，22和24或者用它们当中的一个或一个以上。
在另一个未示出的实施例中，系统不包括可破裂的袋20。在这种情况下，样品可以是一种液体如血液，其中没有附加的载液加到储槽室12b中。可供选择地，可以将样品装入室12b，并在封闭件14与储槽体12密封之前将一种载液如同样的水成缓冲溶液与样品混合。
在未示出的另一个实施例中，样品可以如通过擦沫沉积在储槽室12b出口端处的表面上。在这种情况下，沉积的样品不呈液体形式。因此，必需把载液如一种缓冲溶液加到储槽室12b中。如上所述，载液可以是在袋20中或是刚好装满储槽。在所示实施例中，样品在装入容器之前沉积在过滤器16上。通过挤压储槽体12，载液体沉积样品中的待测物悬浮或溶解，用于流过过滤器16和基体18及流出出口14c。
再参见图1，样品和试剂流出出口14c和对着一个常规装置32的反应表面30。一个这样的反应表面包括一个暴露的膜，该膜与膜下方的一种吸收剂材料形成反应表面，膜下方的吸收剂材料装在一个塑料外壳中。俘获试剂34与如在免疫检定中的样品待测物相互作用，该俘获试剂固定在反应表面30上。一种合适的俘获试剂是抗体或抗原或其它结合试剂(比如，在俘获分析中已知的试剂)。液体被吸收剂材料拉过薄膜。在美国专利NO.5,885,526中公开了这种类型的一种合适装置，该专利结合作为本申请的参考。
分析方法可以通过使溶解的试剂流出出口14c和流到反应表面上在单一的步骤中实施。可供选择地，如果希望的话，可以将不是来自容器10的附加试剂(如洗液)加到表面上。照惯常方法，样品待测物直接或间接地结合到反应表面上，如通过一种免疫学上反应对，通过一种DNA杂交对，一种外源凝聚素，碳水化合物对或生物系统中的其它分子或用来结合双标准RNA的分子来进行。
参见图2，图2示出本发明的一个实施例，该实施例包括一种可破裂袋的替代物。图1和图2中相同的部件用相同的标号表示。如图2中所示，袋包括一个出口滴液器20b，滴液器20b的开口面向储槽体12a的开口，同时具有一个活动的封闭件如一个压配合的挠性帽20c。在使用时，取下帽20c并将封闭件14用储槽体12密封。在测试时将袋中液体挤压到储槽体12中。下面的例子用于说明本发明。例1采用下面的操作手续来制成图1的试剂固定膜18。将一玻璃纤维圆盘(比如3/8″直径)浸入试剂(蛋白质A胶体金标记共轭物)中。A标记物用美国专利NO.5,541,059的操作手续制造，该专利结合作为本申请的参考。试剂溶液是20nM OD520(波长520nm)胶体金标记的蛋白质A(或一种专用的免疫球蛋白)在含1％牛血清白蛋白(BSA)pH为7.4的20nM磷酸盐缓冲溶液中的共轭溶液。将50μl该溶液加到膜的顶部并吸收。圆盘放入冷冻干燥器中并冷冻干燥。例2在例中，当容器10用塑料制成具有储槽体的挠性壁时，使用WBT装置。过滤器是一种衬纸的硝基纤维素型。将图1中制成的固定试剂的基体圆盘安放在过滤器16和出口14c之间的封闭件14中。
储槽12b部分地装有血液。将一种磷酸盐缓冲含盐溶液放入可破裂的袋20中。当要求实施检定时，挤压壁12c至袋20破裂，以便缓冲溶液与血液混合，并由过滤器16过滤和通过基体18，以便溶解胶体金标记试剂。样品和试剂的水溶液混合物成滴通过出口14c，用于沉积到一个反应表面30(衬纸的硝基纤维素)上供与俘获试剂34(如美国专利5,885,526中所述)反应。例3在这种情况下，对一种固体样品测试微生物。用一个拭子从鸡皮上刮削样品。任选地，然后通过将样品沉积在过滤器16上将样品浓缩，上述过滤器16具有足够通过微生物的孔隙度。放出袋中溶液以便运送微生物穿过过滤器和基体，上述基体含有冷冻干燥的胶体金标记抗大肠杆菌0157.H7专用抗体。在后面分析中的红色表明测试是阳性。
权利要求
1.一种用于过滤生物学上得到的样品和用于使上述样品与一种试剂混合的装置，上述装置包括一个液体容器，该液体容器限定一储槽室，并包括一个容器出口，一个过滤器和一个液体流通过的基体，该基体设置在上述容器室和容器出口之间的一个流动路线中，留在上述基体上的水溶性干试剂，和用于将上述储槽室中水成液样品推动穿过上述过滤器和基体并流出容器出口的装置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于上述推动装置包括一个上述容器邻近上述储槽室的挠性壁部分。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于上述容器包括一个限定一开口的储槽体，上述容器还包括一个活动的封闭件，该活动封闭件在一端部限定上述容器出口和在它另一端部限定一个开口，该开口与上述储槽开口配合，以便在它们之间限定一个流通的通道，上述过滤器和基体设置在上述封闭件中。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括一个装液体的袋，该袋设置在上述储槽室中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于上述袋包括一个出口开口和一个活动的帽。
6.如权利要求1所述的装置，其中特征在于上述基体是过滤器玻璃，一种多孔膜，一种填充颗粒物床或筛。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于上述试剂包括一种可检测的标记物。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于上述可检测的标记物共轭到一种化学药品的一部分上，该化学药品的一部分能结合到一个生物分子上。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于上述过滤器是在上述基体的储槽室一侧上。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于还包括一种多孔材料，该多孔材料设置在上述基体和容器出口之间，以便使上述溶解的试剂和样品混合。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于上述基体是在上述过滤器的储槽室一侧上。
12.一种用于过滤生物学上得到的样品和把样品和试剂混合的方法，所述的样品包括至少一种待测物试剂用于分析待测物，上述方法包括(a)对上述容器储槽室中水成液样品施加压力，以使上述样品以上述液体形式流过上述容器中的一过滤器和一个液体流通基体，上述基体承载一干的水溶性试剂，因而溶解上述试剂并产生一种过滤后的上述试剂和样品的水成液混合物，和(b)使上述过滤后的混合物流出上述容器用于随后分析上述待测物。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述样品包括全血、血清、血浆、尿或唾液。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述基体是过滤器玻璃、可渗透膜、填充颗粒物床或筛。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述容器邻近上述储槽室具有一个挠性壁部分，并且上述压力通过挤压上述壁位置施加。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述样品以一种水成载液流过上述过滤器。
17.如权利要求16所述的方法，其持征在于上述载液在可破裂的袋中加到上述容器中，上述可破裂袋在上述旋加的压力下破裂。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于上述样品沉积在上述容器中的一个表面上，并且在流过上述过滤器之前至少部分地溶于上述载液中。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述样品在流过上述基体之前流过上述过滤器。
20.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述样品在流过上述过滤器之前流过上述基体。
21.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述试剂包括一种可检测的标记物。
22.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述标记物共轭到一种化学药品的一部分上，该化学药品一部分结合到一个生物分子上。
全文摘要
一种试剂输送装置，包括一个储槽体(12)和一个帽(14)，上述储槽体(12)具有一个挠性侧壁，而帽(14)装一个含试剂的基体(18)和一个过滤器(16)。样品放在储槽体(12)中并加上帽(14)。压缩挠性侧壁(12c)，同时使容器(20a)破裂，以使内装物与样品混合。混合物用过滤器(16)过滤，和试剂扩散离开试剂基体(18)，以便形成一种试剂一样品混合物。
文档编号B01L3/14GK1447913SQ01814500
公开日2003年10月8日 申请日期2001年7月17日 优先权日2000年7月24日
发明者艾伯特·E·查 申请人:Ey实验室公司