专利名称：用于储存和分配试剂小珠的方法和仪器的制作方法
用于储存和分配试剂小珠的方法和仪器 相关申请的交叉引用不适用。
背景技术：
本申请大体涉及用于储存和分配试剂小珠的系统和方法， 所述试剂小珠用于分析样品。很多种化学反应，例如核酸扩增反应，对于研究、医药和 工业应用是很重要的。这样的反应被用于临床和生物研究、传染性疾 病的检测和监控、突变的检测、癌标记的检测、环境监控、基因识别、 生物防雄P应用中病原体的才企测，以及诸如Schweitzer et al., Current Opinion in Biotechnology, 12: 21-27 (2001》Koch, Nature Reviews Drug Discovery, 3: 749-761 (2004)等中所描述的应用。尤其是聚合酶链反应 (PCRs)在所有这些领域均有应用，包括在病毒和细菌检测、病毒负载 监控、稀有的和/或难培养的病原体的检测、生物恐怖威胁的快速检观'J、 癌症患者中最小残余疾病的才全测、食品病原体检测、血液供应筛选中 应用以及诸如Mackay, Clin. Microbiol. Infect., 10: 190-212 (2004); Bernard et al., Clinical Chemistry, 48: 1178-1185 (2002)中所述的应用。 对于PCR，这样广泛的用途的主要原因是其速度和容易使用(典型地可 在数小时内使用标准试剂盒和相对简单且低成本的仪器进行)、其灵敏 度(经常能够检测样品中目标序列的数十个副本)以及其强大(很容易分 析低品质样品或保藏的样品，例如法医样品或固定的组织样品)，参见 Strachan and Read, Human Molecular Genetics 2 (人类分子遗传学) (John Wiley & Sons, New York, 1999)。携带试剂的试剂小珠普遍用于提供可分析样品的试剂，包 括例如通过核酸扩增反应如PCR的分析。除了核酸扩增反应之外，试 剂小珠可被用于多种本领域已知的其它化学反应/检测方法。试剂小珠
很脆弱，并含有静电，其造成静电处理问题。
发明内容
本发明的实施方案提供了用于储存和分配试剂小珠的高效 且有效的技术。根据本发明的一方面，用于储存和分配试剂小珠的装置包 含包括多个孔的小珠载体；位于多个孔中的多个试剂小珠；以及与小 珠载体可拆除地连接以覆盖所述多个孔并将所述多个试剂小珠保持在 所述小珠载体的所述多个孔中的盖带。小珠载体和盖带均包含抗静电 材料。盖带可从小珠载体上剥离，以将多个孔单独暴露，从而从多个 孔中分配多个试剂小珠。在某些实施方案中，抗静电材料包含用碳浸渍的苯乙烯。 在特定的实施方案中，通过压敏粘合剂将盖带与小珠载体可拆除地连 接。或者，可将盖带热密封在小珠载体上。小珠载体优选地包括以大 体相等的距离隔开的线性排列的孔。盖带可从小珠载体剥离，以将多 个孔每次一个地单独暴露。优选地，每个孔的至少一部分是透明的。本发明的另 一方面涉及用于分配包含在小珠储存装置中的 试剂小珠的仪器，其包括具有多个孔的小珠载体；位于所述多个孔中 的多个试剂小珠；以及与小珠载体可拆除地连接以覆盖所述多个孔并 将所述多个试剂小珠保持在所述小珠载体的所述多个孔中的盖带。所 述仪器包括通道，小珠储存装置置于所述通道，并使小珠载体朝向通 道的支撑壁，而盖带朝向通道的剥离壁。剥离壁包括置于位于剥离边 和相对边之间的剥离缺口 ，以及位于与剥离边相对的剥离壁的 一侧， 邻近相对边的分配孔。盖带可通过剥离缺口插入，以被抵靠于剥离边 拉动，从而将盖带从小珠载体剥离，并使小珠载体的多个孔在通道中 朝向分配孔移动，并^f吏多个孔单独暴露，以通过分配孔从多个孔分配 多个试剂小珠。在某些实施方案中，所述剥离壁包括与所述分配孔结合并 大体向下的喷嘴，以借助重力分配所述试剂小珠。盖带的从小珠载体 剥离的部分与计数器结合，以根据盖带相对于剥离边的移动量来计算
被暴露以分配的试剂小珠的孔的数目。本发明的另 一 方面涉及分配包含在小珠储存装置中的试剂 小珠的仪器，其包括具有多个孔的小珠载体；位于所述多个孔中的多 个试剂小珠；以及与小珠载体可拆除地连接以覆盖所述多个孔并将所 述多个试剂小珠保持在所述小珠载体的所述多个孔中的盖带。所述仪 器包括内部具有通道的壳体，通道中放置小珠储存装置，并使所述 小珠载体朝向通道的支撑壁，而所述盖带朝向通道的剥离壁，其中所 述剥离壁包括位于剥离边和相对边之间的剥离缺口 ，以及位于与剥离 边相对的剥离壁的一侧，邻近相对边的分配孔；夹紧装置，配置为拉 动通过剥离缺口插入的盖带的引导端，以抵靠于剥离边拉动盖带；以 及与所述夹紧装置结合，用于转动夹紧装置以拉动盖带的轮子。在某些实施方案中，所述夹紧装置包括棘轮装置，以允许 单方向拉动盖带。轮子从壳体的内部暴露出来，并且其尺寸适于由使 用者的手指或拇指转动。所述剥离壁包括与所述分配孔结合并大体向 下的喷嘴，以借助重力分配所述试剂小珠。所述剥离边包括从通道向 外弯曲并从相对边向后弯曲以引导盖带的弯曲部。所述通道的形状大
体为环形。所述夹紧装置配置为抵靠于剥离边拉动通过剥离缺口插入 的盖带的引导端，以将盖带从小珠载体剥离，从而使小珠载体的多个 孔在通道内向分配孔移动，并将多个孔每次一个地单独暴露，以通过 分配孔从多个孔分配试剂小珠。将轮子配置为旋转至少约60°,以向 分配孔从一个孔移动到下一个孔，并且暴露下一个孔以通过分配孔分 配。夹紧装置与计数器结合，以根据盖带的移动量来计算被暴露以分 配的试剂小珠的孔的数目。本发明的另 一 方面涉及分配包含在小珠储存装置中的试剂 小珠的方法，所述小珠储存装置包括具有多个孔的小珠载体；位于所 述多个孔中的多个试剂小珠；以及与小珠载体可拆除地连接以覆盖所 述多个孔并将所述多个试剂小珠保持在所述小珠载体的所述多个孔中 的盖带。所述方法包括将小珠储存装置置于通道中，并使所述小珠 载体朝向通道的支撑壁而所述盖带朝向通道的剥离壁，其中所述剥离
壁包括位于剥离边和相对边之间的剥离缺口 ，以及位于与剥离边相对
的剥离壁的一侧，邻近相对边的分配孔。所述方法还包括将盖带通过
剥离缺口插入；以及抵靠于剥离边拉动盖带，以将盖带从小珠载体剥 离，以将小J朱载体的多个孔在通道内部向分配孔移动，并且将多个孔 每次一个地单独暴露，以通过分配孔从多个孔分配多个试剂小珠。
图1是根据本发明的一种实施方案的试剂小珠储存装置的 分解正一见图。图2是根据本发明的一种实施方案的小珠分配仪器的透视图。图3是用于从图1的试剂小珠储存装置分配试剂小珠的图2 的小珠分配仪器的正视图。图4是根据本发明的另一种实施方案的小珠分配仪器的分 解透视图。图5是显示图4的小珠分配仪器的内部的透视图。
图6是图4的小珠分配仪器的正视图。
具体实施例方式图1是用于储存待分配的试剂小珠的试剂小珠储存装置的 分解视图。储存装置10包括具有多个孔14以及位于孔14中的多个试 剂小珠16的小J朱载体12。小珠载体12可为具有形成于其中的孔14 的柔性带，或小珠载体可为刚性或柔性的模制零件。图1显示每一孔 14中有一个小珠16，但小珠的数目在其它实施方案可以变化。盖带 20可拆除地与小珠载体12连接以覆盖孔14并将试剂小珠16保持在 小珠载体12的孔14中。小珠载体12和盖带20由抗静电材料制成。 盖带20可从小珠载体12剥离以单独暴露孔14,以从孔14分配试剂 小J朱16,下文对此将有更详细描述。合适的抗静电材料的实例为浸渍有碳的苯乙烯。当然，可 使用其它抗静电材料。其它抗静电材料的实例包括但不限于，金属和 处理过的塑料(如浸渍有导电金属的塑料或进行过表面处理的塑料)。
盖带20可通过压敏粘合剂与小珠载体12可拆除地连接，或被热密封 于小珠载体12上。优选可用由使用者的一个或多个手指施加的人力将 盖带从小珠载体剥离。在图1中，小珠载体包括以大体相等的距离隔 开的线性排列的孔14。盖带20可从小珠载体12剥离，以将多个孔14 每次一个地单独暴露。其它的排列和配置也是可能的，包括孔的非线 型排列以及孔之间非均勻的距离。优选地，每个孔14的至少一部分是 透明的，以允许人观察到内部的容纳物。图2和3显示根据本发明的一种实施方案的小珠分配仪器。 分配仪器30可用于分配包含在图1的小珠储存装置10中的试剂小珠 16。分配仪器30包括通道32,小珠储存装置10置于通道32内，并 使小珠载体12朝向通道32的支撑壁34，而盖带20朝向通道32的剥 离壁36。剥离壁36包括位于剥离边42和相对边44之间的剥离缺口 40。在与剥离边42相对的剥离壁36的一侧，邻近相对边44处提供分 配孑L48。盖带20可通过剥离缺口 40插入，以净皮抵靠于剥离边42而 拉动，从而将盖带20从小珠载体12剥离，而使小珠载体12的孔14 在通道32中向分配孔48移动，并使孔14单独暴露以通过分配孔48 从孔14分配试剂小珠16。剥离壁36优选包括与分配孔48结合的喷 嘴50,喷嘴50大体向下，以借助重力分配所述试剂小J朱16。由图3可见，以大体与小珠载体12向分配孔48移动的方 向相反的方向抵靠于剥离边42拉动盖带20。以大体相反的方向拉动 很方便，但并不是将盖带20从小珠载体12分离所必需的。其它的方 向也能实现。拉动盖带20会产生将盖带20从小珠载体12分离以及使 小珠载体12向分配孔48移动的驱动力，以通过分配孔48从孔14分 配试剂小珠16。可将盖带20的从小珠载体12剥离的部分与计数器60 连接，以根据盖带20相对于剥离边42的移动量来计算被暴露以分配 试剂小珠16的数目。如果孔14之间的距离均匀，则计数更容易进行。 在另一种实施方案中，可将小珠载体12的从盖带20分离的与计数器 结合，以计算暴露的孔14的数目。图4是根据本发明的另一种实施方案的小珠分配仪器的分 解透^L图。分配仪器100包括底座102和罩盖104,底座102和罩盖
104连接以形成具有内部的壳体。底座102包括其内部的通道110，通 道110内放置小珠储存装置10，并使小珠载体12朝向通道110的支 撑壁112，而盖带20朝向通道110的剥离壁114。剥离壁114包括位 于剥离边122和相对边124之间的剥离缺口 120,以及位于与剥离边 122相对的剥离壁114的一侧、邻近相对边124的分配孔128。在所示 的实施方案中，剥离边122包括/人通道110向外弯曲并从相对边124 向后弯曲以引导盖带20的弯曲部。通道110的形状大体为环形。喷嘴 130优选地与分配孔128结合，并大体向下，以借助重力分配试剂小 珠16。该仪器任选地包括喷嘴帽131，以在不使用小珠分配器时覆盖 喷嘴130。图4示出了可置于壳体中的干燥剂136。底座102内具有支撑夹紧装置150的轴140，夹紧装置150 被配置为夹紧并拉动通过剥离缺口 120插入的盖带20的引导端，以抵 靠于剥离边122拉动盖带20。夹紧装置150连接有用于转动夹紧装置 150的轮子152，以拉动盖带20。轮子152可包括波紋状表面，以更 容易地由使用者的手指转动。夹紧装置150优选地包括棘轮装置，以 允许单方向拉动盖带20。棘轮装置可包括齿轮和棘爪。如图5和6所 示，轮子152优选地从壳体的内部暴露出来，并且其尺寸适于由使用 者的手指或拇指转动。如图5所示，夹紧装置150被配置为抵靠于剥离边122拉 动通过剥离缺口 120插入的盖带20的引导端，以将盖带20从小珠载 体12剥离，使小J朱载体12的孔14在通道110内向具有喷嘴130的分 配孔128移动，并将孔14每次一个地单独暴露，以通过分配孔128 和喷嘴130从孔14分配试剂小珠16。为了避免意外分配小珠，优选 地将轮子152配置为旋转预设的角度，以向分配孔128从一个孔移动 到下一个孔，并且暴露下一个孔以通过分配孔128和喷嘴130分配。 例如，预设的角度优选为至少约60。，并且更优选为约90-120°。将与 盖带20的从小珠载体12剥离的部分连接的计数器可选地与夹紧装置 150结合，以根据盖带20 (由于旋转夹紧装置而被拉动)的移动量来计 算被暴露以分配试剂小珠16的孔14的数目。在某些实施方案中，仪 器100的壳体是透明的，并且在其圆周上印有数字1至X，以允许使
用者通过简单的视觉检查观察到剩余多少个填满的孔14，其中X为孔 14的数目。图6示出了通过使用者的手指旋转轮子152以拉动盖带来 分配小珠的一个实例。喷嘴130大体向下，以借助重力分配小珠16。 在其它的实施方案中，可通过自动的或由使用者控制的机械来实现盖 带的拉动。应该理解，上文的描述旨在举例说明而不是限制。本领域 技术人员在研究了上文的描述后显然可以想到很多实施方案。因此本 发明的范围不是由上文的描述来确定，而应该由所附的权利要求及其 等同的全部范围来确定。
权利要求
1.用于储存和分配试剂小珠的装置，所述装置包括包括多个孔的小珠载体；位于所述多个孔中的多个试剂小珠；以及与所述小珠载体可拆除地连接以覆盖所述多个孔并将所述多个试剂小珠保持在所述小珠载体的所述多个孔中的盖带；其中所述小珠载体和所述盖带均包含抗静电材料；并且其中所述盖带可从所述小珠载体剥离，以单独暴露所述多个孔，从而从所述多个孔分配所述多个试剂小珠。
2. 如权利要求1所述的装置， 的苯乙烯。
3. 如权利要求1所述的装置， 述小珠载体可拆除地连接。
4. 如权利要求1所述的装置, 的距离隔开的线性排列的孔。其中所述抗静电材料包含浸渍有碳其中所述盖带通过压敏粘合剂与所其中所述小珠载体包括以大体相等
5. 如权利要求l所述的装置，其中所述盖带可从所述小珠载体剥 离，以将所述多个孔每次一个地单独暴露。
6. 如权利要求l所述的装置，其中每个孔的至少一部分是透明的。
7. 用于分配包含在小珠储存装置中的试剂小珠的仪器，所述仪器 包括具有多个孔的小珠载体；位于所述多个孔中的多个试剂小珠；以 及与所述小珠载体可拆除地连接以覆盖所述多个孔并将所述多个试剂 小珠保持在所述小珠载体的所述多个孔中的盖带，所述仪器包括通道，所述通道中放置所述小珠储存装置，并使所述小珠载体朝向所述通道的支撑壁，而所述盖带朝向所述通道的剥离壁；其中所述剥离壁包括位于所述剥离边和所述相对边之间的剥离缺 口 ，以及位于与所述剥离边相对的所述剥离壁的一侧、邻近所述相刈-边的分配孔，所述盖带可通过所述剥离缺口插入，以被抵靠于所述剥 离边而拉动，从而将所述盖带从所述小珠载体剥离，以将所述小珠载 体的所述多个孔在所述通道中向所述分配孔移动，并4吏所述多个孔单 独暴露，以通过所述分配孔从所述多个孔分配所述多个试剂小珠。
8. 如权利要求7所述的仪器，其中所述剥离壁包括与所述分配孔 结合并大体向下的喷嘴，以借助重力分配所述试剂小珠。
9. 如权利要求7所述的仪器，其中所述剥离边包括从所述通道向 外弯曲并从所述相对边向后弯曲以引导所述盖带的弯曲部。
10. 如权利要求7所述的仪器，其中所述通道的形状大体为环状。
11. 如权利要求7所述的仪器，其还包括夹紧装置，所述夹紧装 置配置为拉动通过所述剥离缺口插入的所述盖带的引导端。
12. 如权利要求11所述的仪器，其中所述夹紧装置包括棘轮装置， 以允许单方向拉动所述盖带。
13. 如权利要求11所述的仪器，其还包括与所述夹紧装置结合， 用于转动所述夹紧装置以拉动所述盖带的轮子。
14. 如权利要求13所述的仪器，其还包括内部具有通道的壳体， 所述轮子从所述壳体的内部暴露出来。如权利要求13所述的仪器，其 还包括内部具有通道的壳体，所述轮子从所述壳体的内部暴露出来。
15. 如权利要求7所述的仪器，其中所述盖带可通过所述剥离缺 口插入，以净皮抵靠于所述剥离边而拉动，乂人而将所述盖带/人所述小珠 载体剥离，以将所述小珠载体的所述多个孔在所述通道中向所述分配孔移动，并使所述多个孔每次一个地单独暴露，以通过所述分配孔从 所述多个孔分配所述多个所述试剂小珠。
16. 如权利要求7所述的仪器，其还包括计数器，所述计数器与 所述盖带的从所述小珠载体剥离的部分连接，从而根据所述盖带相对 于所述剥离边的移动量来计算被暴露以分配所述试剂小珠的孔的数 目。
17. 用于分配包含在小珠储存装置中的试剂小珠的仪器，所述仪 器包括具有多个孔的小珠载体；位于所述多个孔中的多个试剂小珠； 以及与所述小珠载体可拆除地连接以覆盖所述多个孔并将所述多个试 剂小珠保持在所述小珠载体的所述多个孔中的盖带，所述仪器包括内部具有通道的壳体，所述小珠储存装置置于所述通道内，并使 所述小珠载体朝向所述通道的支撑壁，而使所述盖带朝向所述通道的 剥离壁，其中所述剥离壁包括位于剥离边和相对边之间的剥离缺口 ， 并且在与所述剥离边相对的所述剥离壁的一侧，邻近所述相对边处具 有分配孔；夹紧装置，配置为拉动通过所述剥离缺口插入的所述盖带的引导 端，以将所述盖带抵靠于所述剥离边拉动；以及轮子，与所述夹紧装置结合，以转动所述夹紧装置，从而拉动所 述盖带。
18. 如权利要求17所述的仪器，其中所述夹紧装置包括棘轮装置， 以允许单方向拉动所述盖带。
19. 如权利要求17所述的仪器，其中所述轮子乂人所述壳体的内部 暴露出来，并且所述轮子的尺寸适于由使用者的手指或拇指转动。
20. 如权利要求17所述的仪器，其中所述剥离壁包括与所述分配 孔结合并大体向下的喷嘴，以借助重力分配所述试剂小珠。
21. 如权利要求17所述的仪器，其中所述剥离边包括从所述通道 向外弯曲并从所述相对边向后弯曲以引导所述盖带的弯曲部。
22. 如权利要求17所述的仪器，其中所述通道的形状大体为环形。
23. 如权利要求17所述的仪器，其中所述夹紧装置被配置为以抵 靠于所述剥离边拉动通过所述剥离缺口插入的所述盖带的所述引导 端，以将所述盖带从所述小珠载体剥离，从而使所述小珠载体的所述 多个孔在所述通道内向所述分配孔移动，并将所述多个孔每次一个地 单独暴露，以通过所述分配孔从所述多个孔分配所述试剂小珠。
24. 如权利要求23所述的仪器，其中所述轮子被配置为旋转至少 约60°,以向所述分配孔从一个孔移动到下一个孔，并且暴露所述下 一个孔，以通过所述分配孔分配。
25. 如权利要求17所述的仪器，进一步包括与所述夹紧装置结合 的计数器，以根据所述盖带的移动量来计算被暴露以分配的所述试剂 小珠的孔的数目。
26. 分配包含在小珠储存装置中的试剂小珠的方法，所述小珠储 存装置包括具有多个孔的小珠载体；位于所述多个孔中的多个试剂小 珠；以及与所述小珠载体可拆除地连接以覆盖所述多个孔并将所述多 个试剂小珠保持在所述小珠载体的所述多个孔中的盖带，所述方法包 括将所述小珠储存装置置于通道中，并使所述小珠载体朝向所述通 道的支撑壁，而所述盖带朝向所述通道的剥离壁，其中所述剥离壁包 括位于剥离边和相对边之间的剥离缺口 ，以及设于与所述剥离边相对的所述剥离壁的一侧，邻近所述相对边的分配孔； 将所述盖带通过所述剥离缺口插入；将所述盖带抵靠于所述剥离边拉动，以将所述盖带从所述小珠载 体剥离，从而使所述小珠载体的所述多个孔在所述通道内向所述分配 孔移动，并将所述多个孔单独暴露，以通过所述分配孔从所述多个孔 分配所述试剂小珠。
27. 如权利要求26所述的方法，其中以大体与所述小J朱载体向所 述分配孔移动的方向相反的方向抵靠于所述剥离边拉动所述盖带。
28. 如权利要求26所述的方法，其还包括相对于所述孔大体向下 配置所述分配孔，以借助重力分配所述试剂小珠。
29. 如权利要求26所述的方法，其还包括提供夹紧装置，以拉动 所述盖带的引导边，从而将所述盖带抵靠于所述剥离边拉动，以将所 述盖带从所述小珠载体剥离。
30. 如权利要求29所述的方法，其中所述夹紧装置包括棘轮装置， 以允许单方向拉动所述盖带。
31. 如权利要求29所述的方法，其中拉动所述盖带包括旋转与所 述夹紧装置结合的轮子。
32. 如权利要求26所述的方法，其中所述盖带被抵靠于所述剥离 边拉动，以将所述盖带从所述小珠载体剥离，从而将所述小珠载体的 多个孔在所述通道中向所述分配孔移动，并使所述多个孔每次一个地 单独暴露，^v而通过所述分配孔^v所述多个孔分配所述多个试剂小珠。
33. 如权利要求32所述的方法，其还包括根据所述盖带抵靠于所 述剥离边的移动量，来计算被暴露以分配的所述试剂小珠的孔的数目。
全文摘要
本发明的实施方案提供了用于储存和分配试剂小珠的高效且有效的技术。在一种实施方案中，提供了用于分配包含在小珠储存装置中的试剂小珠的仪器，该仪器包括具有多个孔的小珠载体；位于所述孔中的多个试剂小珠；以及盖带。所述仪器包括通道，小珠储存装置置于所述通道中，并使小珠载体朝向通道的支撑壁，而盖带朝向通道的剥离壁。所述剥离壁包括位于剥离边和相对边之间的剥离缺口，以及位于与剥离边相对的剥离壁的一侧，邻近相对边的分配孔。盖带可通过剥离缺口插入，并被抵靠于剥离边拉动，以将盖带从小珠载体剥离，从而使小珠载体的孔在通道中向分配孔移动，并使孔单独暴露以分配试剂小珠。
文档编号B01L3/00GK101193706SQ200680019796
公开日2008年6月4日 申请日期2006年5月31日 优先权日2005年6月6日
发明者史蒂文·M·蒙哥马利, 罗纳德·常, 道格拉斯·B·多里提 申请人:塞弗德公司