用于pcr样品制备和pcr建立的系统的制作方法

用于pcr样品制备和pcr建立的系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于PCR样品制备和PCR建立的装置和方法。本发明有助于实现完全自动的PCR样品制备和PCR建立。负载装置与附接到所述负载装置的多个不同的管保持装置的组合使得能够从所述负载装置上快速更换用于特定化验的试剂。设置在所述管保持装置上的颜色代码可以验证所执行的化验的正确性。覆盖所述负载装置的未使用的样品管位置能避免不正确地引入样品管。所述管保持装置使得能够将所有必需的样品管同时放置到所述负载装置中或者同时从所述负载装置移除。本发明还设置了盖以便同时覆盖所述负载装置和所述管保持装置。此外，通过所述盖还能实现高温杀菌。所述盖可以防止在PCR样品制备期间跨越运送。另外，本发明还给出了一方面所述PCR样品制备和PCR建立与另一方面热循环仪之间的接口数据。在本发明的另一个方面，提供了一种具有化验专用管保持装置的系统以及沿着在本申请的若干实施方式中描述的所述吸液路径执行或实施吸液操作的吸液程序。在此描述的吸液路径可通过系统1900执行，所述系统1900包括用于PCR样品制备和PCR建立的装置。本发明还提供了对应的计算机程序元件。
【专利说明】用于PCR样品制备和PCR建立的系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及分子诊断。更具体地，本发明涉及用于PCR样品制备和PCR建立的系统、准备PCR的方法以及用于PCR建立的管保持装置的用途。

【背景技术】
[0002]聚合酶链反应(PCR)使研宄者能够在相对短的时段内生成大量的特定DNA序列以便进一步分析。目前，在研宄应用中以及在目标分子存在与否的检测方面一例如在临床和诊断应用方面，PCR是优选的方法。
[0003]技术进步已经导致能够进行自动高精度PCR建立的紧凑型台式仪器的出现。用于PCR建立的机器人液体操纵系统已经实现自动化。进一步，PCR建立之前的过程一例如从待研宄的样品一例如临床样品、环境样品、用于法医的材料等提取和净化核酸材料，也实现了自动化。这些过程的自动化已经导致由实验人员所引起的成本降低，并且起着避免人为错误的作用，所述人为错误导致装置和反应物污染、错误吸液步骤和因此导致的错误结果等。
[0004]然而，始终存在改进这些方法和装置的需求，以便消除污染和/或错误结果的任何潜在风险以及使现有方法提速从而节省资源和时间。


【发明内容】

[0005]需要提供一种改进的PCR样品制备方法-例如从待研宄的样品中提取核酸，和/或需要提供一种改进的PCR建立方法。
[0006]本发明的目的是通过独立权利要求的主题实现的。本发明的进一步的实施方式和优点记载在从属权利要求中。
[0007]所描述的实施方式类似地涉及用于PCR样品制备和PCR建立的系统、准备PCR的方法以及管保持装置的用途。协同效应可能会因实施方式的不同组合而产生，虽然这些组合并没有在此后被详细描述。
[0008]此外，应当指出，本发明的所有涉及方法的实施方式都能够以本文描述的步骤次序执行。然而，这并不必然是本发明的方法步骤的唯一和必要次序。除非此后有明确的相反描述，所属领域技术人员可以采用本发明描述的方法步骤的各种不同次序和组合。
[0009]根据本发明的示例性实施方式，提供了用于PCR样品制备和PCR建立的系统。所述系统包括用于容纳管的负载装置。此后，管通常称为“样品管”，表示适用于在制备或建立PCR时盛放液体和/或固体的任何类型的容器。所述负载装置包括第一容纳部分，并且所述第一容纳部分至少包括第一容纳开口和第二容纳开口。此外，所述第一容纳开口和所述第二容纳开口适于相应地容纳样品管。所述系统进一步包括管保持装置，所述管保持装置被附接到所述负载装置。
[0010]换句话说，所述负载装置和所述管保持装置组合地构造，以便于所述管保持装置附接、固定和/或安装在或者到所述负载装置。所述负载装置与所述管保持装置之间的附接设置成，使得有助于通过本发明的系统在随后的PCR中进行全自动PCR建立和PCR样品制备。为了附接的目的，可以在所述负载装置和/或所述管保持装置处设置紧固装置或附接装置，例如凸出部、螺纹或协作性接合装置以便实现期望的附接。这将在此后更详细地描述。
[0011]所述管保持装置的设置允许使用者覆盖所述负载装置的未使用的管位置(即未使用的容纳开口)。所述负载装置可被例如实施为热电托架(thermorack)，例如，可以在全自动PCR建立期间使用的热电托架转盘(thermorack rotor disk)。此外，所述管保持装置与所述负载装置的组合使得可以通过根据本发明可设置在所述管保持装置处的指示器或编码元件一例如颜色标签或颜色指示物来指示化验专用的反应物类型。所述管保持装置上的特定编码元件的使用增加了使用者的便利性并且进一步增加了 PCR过程的可靠性。具体地，设置了自动保险(failsafe)机构，以便使用者将所述样品管放置到适当位置。换句话说，本发明的系统帮助使用者或装置将所述样品管放置到所述负载装置中的适当位置。另夕卜，所述管保持装置与所述负载装置的组合设置有助于同时设置和/或同时移除将被定位在所述负载装置处的管。这可以很大程度上加速PCR样品制备和PCR建立过程。
[0012]当所述负载装置被实施为热电托架转子并且管保持装置被对应地调整时，本发明的负载装置的覆盖部分的方面、通过本发明的编码元件指示的方面以及允许多个样品管同时放置和移除的方面的前述优点可以尤其在PCR样品制备和PCR建立期间实现。所述管保持装置可具有特定化验所需数量的容纳开口，所述容纳开口根据特定化验被定位并且所述容纳开口可包括用于将被插入到所述布置中的样品管的用于特定化验的编码元件。
[0013]所述管保持装置可因此提供将在此后描述的双重功能。第一，所述管保持装置可被构造成可移除地附接被用于PCR样品制备和PCR建立的样品管，使得插入的样品管可以通过移动所述管保持装置而定位和移除。第二，所述管保持装置可以提供覆盖功能，因为所述容纳开口之间的管保持装置的区域可有利地用于覆盖和/或关闭在特定情形中可能不使用的负载装置的容纳开口。
[0014]应当指出，在这个和每个其他示例性实施方式中，所述管保持装置可包括多个容纳开口，并且所述负载装置也可包括多于两个的多个容纳开口。这提供了具有在各种数量的不同化验之间选择的更多可能性的系统，所述不同化验可以与特定化验的管保持装置组合执行。这导致自动系统或使用者有可能采取不同的有利吸液路径。由于所述负载装置和所述管保持装置具有大量的容纳开口，因此有助于实现未覆盖的容纳开口的最佳选择，从而有助于采取从所述容纳开口中的样品管到PCR反应腔室的最佳吸液路径。这将参照下面的图1到7更详细地解释，其中描述了特定吸液路径，使得使用者通过将所述负载装置与特定化验的管保持装置组合而获得容纳开口的有利选择。
[0015]本发明的系统可以提供直接吸液到所述负载装置的第二容纳部分中的优点，在所述第二容纳部分中可以设置PCR反应腔室。如果所述负载装置实施为热电托架转子，则有助于通过本发明直接吸液到所述转子中。这可以从例如图1得知。此外，通过本发明的系统可以有助于实现例如四个不同化验的同时提取建立。另外，通过根据本发明的负载装置和管保持装置的组合有助于在相同操作中同时提取RNA和DNA。
[0016]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述系统包括一个负载装置和多个不同的用于特定化验的管保持装置。
[0017]本发明的系统可以包括不同管保持装置的存储器。
[0018]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置是管保持板。
[0019]如果需要，所述管保持板可被实施为基本圆形形状。然而，其他形状例如矩形或正方形可以是所述管保持板的可能的实施方式。此外，所述管保持装置可以由金属或合金形成，但是也可以使用聚合物材料或者适于生产这种管保持装置的其他材料来形成。
[0020]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置至少包括第一容纳开口。进一步，所述管保持装置可被附接到所述负载装置以便所述管保持装置的容纳开口与所述负载装置的第一容纳开口和第二容纳开口中的至少一个对准并且同时覆盖所述负载装置的第一和第二容纳开口中的另一个。
[0021]因此，在附接的构造中，至少一个容纳开口被覆盖并且一个未被覆盖。换句话说，该实施方式适于覆盖、遮盖和/或掩盖所述负载装置的容纳开口，所述容纳开口根据计划的化验和/或根据由自动吸液装置执行的对应的吸液路径是不使用的，本发明的该方面将被更详细地描述。所述负载装置和所述特定化验的管保持装置可被布置在一起，使得所述管保持装置覆盖和/或掩盖所述负载装置的未使用的容纳开口。所述组合进一步帮助所述管保持装置的容纳开口与所述负载装置的容纳开口中的一个对准。由于这种对准，根据特定化验的样品管可经由两个对准的容纳开口被放置或插入，并且因此可被放置到所述负载装置中以便随后的PCR样品制备和PCR建立。换句话说，通过将所述管保持装置附接到所述负载装置，执行了对所述负载装置的多个容纳开口的选择。仅所述负载装置的那些未被所述管保持装置覆盖的容纳开口将根据当前使用的或期望的化验而被使用。
[0022]这种选择提供了对于实验人员而言改进的可用性并且进一步使PCR样品制备和PCR建立得以简化。
[0023]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述系统包括至少一个样品管，其中所述样品管可移除地附接到所述管保持装置的容纳开口。
[0024]换句话说，所述系统提供了一种管保持装置，所述管保持装置被构造成使得一个或多个样品管可以通过将所述管保持装置的开口与所述负载装置的第一和第二容纳开口中的一个对准而借助所述负载装置和所述管保持装置被移动和容纳。因此，被所述管保持装置容纳、保持的样品管附接到所述负载装置和所述管保持装置，以便可以通过移动所述管保持装置来移动所述管。通过将所述管保持装置附接到所述负载装置，被保持的样品管被插入到所述负载装置中。为了将所述样品管附接到所述管保持装置，固定或紧固装置可被设置在所述管保持装置和/或所述样品管处。例如，可以通过所述样品管的轴环状物与所述管保持装置的容纳开口的周向表面的接合来使用纯机械装置和力。所述容纳开口和所述样品管的嵌套直径的对应设置或调整可被看作本发明的另一个方面。例如，所述样品管可被所述管保持装置容纳在所述容纳开口中的悬挂位置，例如这可以从图8得知。然而，还可以通过本发明提供其他紧固和附接方式，例如磁力，以便将所述样品管附接到所述管保持装置。作为进一步的实施方式，为了获得期望的可移除附接(如果需要，所述附接可被再次释放)，可以使用对应的凸出部或螺纹以便接合所述样品管和所述管保持装置。
[0025]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述负载装置的第一容纳部分包括用于容纳样品管的多个第一容纳开口，并且所述管保持装置包括用于容纳样品管的多个第二容纳开口。此外，在所述管保持装置附接在所述负载装置处的位置，所述负载装置的容纳开口的一部分与所述管保持装置的对应容纳开口对准并且所述负载装置的容纳开口的剩余部分被所述管保持装置覆盖。
[0026]该实施方式可以从例如图1、8和图13到15的顺序容易地得知，其中示出了具有用于三个不同化验的三个不同管保持板的一个负载装置。
[0027]根据本发明的另一个示例性实施方式，该系统包括定位成用于第一 PCR化验的多个第一样品管，并且包括定位成用于第二 PCR化验的多个第二样品管。此外，所述管保持装置对于每个样品管包括一个容纳开口，使得所有样品管都通过所述管保持装置的相应容纳开口可移除地附接到所述管保持装置。
[0028]换句话说，所述管保持装置提供两个或多或少分开的部分或区段，通过所述部分或区段用于第一化验或第一化验的样品管与用于第二化验的样品管被分隔开。原则上，这可被放大到每组多个PCR化验，例如用于第三PCR化验的多个第三样品管、用于第四PCR化验的多个第四样品管、用于第五PCR化验的多个第五样品管，等等。该实施方式的范围将不限于第五PCR化验的描述，而是可以根据使用者的需要而延伸到更大的数量。因此，通过所述负载装置的组合以及所述管保持装置的设计，多个PCR化验的所有需要的不同样品管可被同时插入到所述负载装置中和/或可被同时移除，即从所述负载装置一次性移除。这可以加速PCR样品制备和PCR建立的程序。
[0029]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置的容纳开口的直径大于所述样品管的直径，并且其中所述管保持装置的容纳开口的直径小于所述样品管的轴环状物的直径。
[0030]仅通过重力，该实施方式便有助于使所述管由于容纳开口的边缘与所述管的轴环状物之间的接合而悬挂在所述管保持装置中。其中，可以通过所述管保持装置的开口的周向表面提供所述边缘。根据需要，可以设置额外的边缘元件以便实现所述管与所述管保持装置之间的加强接合。关于根据本发明用于PCR样品制备和PCR建立的容纳开口和样品管的直径组合的进一步方面将在此后参照图2描述。
[0031]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置包括用于编码信息的编码元件，所述编码信息是关于所述容纳开口的计划PCR相关目的的。
[0032]编码元件可以看成是被构造成提供信息一例如机械、光学、电子或磁信息给使用者或装置的系统元件，所述信息是关于特定化验的管保持装置的相应容纳开口的。这种信息可以通过本发明的系统的机械、光学、电子或磁读取装置例如颜色代码扫描仪来检测。另夕卜，可以设置缩略语作为所述管保持装置的容纳开口处的编码元件。编码元件可以例如是机械样式，例如，在容纳开口处或围绕所述容纳开口的不同形状的线。这可以从例如图1或2得知。编码元件还可以是可被电子读取的芯片或者可以是颜色代码例如有色表面。进一步，文本或缩略语可用于指示使用者，哪个样品须被定位在相应容纳开口处。
[0033]所述系统可以提供允许识别编码元件和/或允许读取信息的感测技术。通过执行例如所述管保持装置上的颜色代码与多个样品管上的颜色代码之间的颜色比对，可以基于所述颜色比对选择正确的样品管。随后，所选择的样品管可被插入到具有与编码元件相同颜色的对应容纳开口中。
[0034]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置在每个容纳开口处包括编码元件以便指示哪种物质将通过所述样品管被放置在所述相应容纳开口中。
[0035]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述编码元件是颜色代码。
[0036]所述颜色代码还可以被看成是所述管保持装置上指示所述管保持装置的每个位置的(即每个容纳开口的)反应物类型的标签。所述管保持装置的该实施方式可以防止将管错误地放置到错误的位置。例如，所述颜色代码可被围绕容纳开口设置为颜色编码环。通过所述编码元件指示的PCR相关目的可以例如是“水”、“正控制”、“引物和探针混合(PPM) ”、“提取控制引物和探针混合(EC PPM) ”、“量化标准(QS) ”。然而，在不偏离本发明的范围的情况下还可以使用其他标识。除了颜色代码，在所述管保持装置的每个容纳开口处还可以包括缩略语。
[0037]根据本发明的另一个示例性实施方式，颜色代码是所述管保持装置的有色表面，并且其中所述有色表面靠近相应容纳开口或者在相应容纳开口处。该实施方式可以例如从下面的图1和9得知。
[0038]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述负载装置是PCR热电托架。
[0039]所述PCR热电托架可以在已经通过本发明的系统执行了 PCR样品制备和PCR建立之后被插入到热循环仪中。如可以从图17得知的，已经在PCR建立过程期间制备的PCR反应腔室可以通过所述负载装置直接插入到薄片密封装置中。通过本发明的负载装置，还有助于快速和直接地插入到热循环仪-特别是PCR热循环仪中或者插入到高压灭菌装置(autoclaving device)中。
[0040]根据另一个示例性实施方式，所述负载装置和所述管保持装置都具有圆形形状。
[0041]因此，PCR反应腔室的圆形布置可以围绕所述负载装置放置，以便有助于从所述圆形形状的负载装置的中心部分朝向所述负载装置的周向区域吸液并且吸液到定位在该周向区域的PCR反应腔室中。
[0042]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述负载装置包括用于容纳多个PCR反应腔室的第二容纳部分。
[0043]用于PCR反应物的这些反应腔室可以从例如图1、5、8和13得知。这些PCR反应腔室还可以被根据本发明的系统所包括。PCR建立可被执行为使得通过将必须的反应物从所述样品管吸取到所述PCR反应腔室中来将期望的液体组合设置到所述PCR反应腔室内。所述管保持装置与所述负载装置的组合允许最佳的吸液路径，这将例如参照下面的图5和7更详细地解释。作为进一步的实施方式，所述第二容纳部分可以是围绕所述负载装置的第一容纳部分的周向部分。这可以从例如图1得知。
[0044]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置沿第一平面水平扩张，其中所述第一平面具有圆形形状并且覆盖所述负载装置的圆形区域，除了所述负载装置的至少一个容纳开口(所述至少一个容纳开口与所述管保持装置的容纳开口中的一个对准)。
[0045]原则上，多个对准的容纳开口和多个覆盖的容纳开口可以通过将根据本发明的管保持装置与负载装置的附接来实现。由此开始，所属领域技术人员清楚地知道怎样构造所述管保持装置的几何形状以便覆盖所述负载装置的特定容纳开口，而同时释放、放开或打开其他容纳开口以便能够容纳样品管。
[0046]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置包括用于被使用者抓握的把手。所述把手有助于将所述管保持装置插入到所述负载装置中和/或从所述负载装置移除。
[0047]为了便于和/或加速完全自动的PCR样品制备和PCR建立，本发明提供了特定化验的管保持装置的自动更换。抓握单元可被构造成更换若干用于特定化验的管保持装置并且将它们与所使用的负载装置相应地接合和脱开。本发明的系统可包括不同管保持装置的存储器。
[0048]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置包括第一 PCR化验的第一表面区段，并且包括第二 PCR化验的第二表面。所述第一表面区段包括多个容纳开口，并且所述第二表面区段包括多个容纳开口。其中，所述第一容纳开口和所述第二容纳开口，如前面限定的，应当被理解为被本实施方式的第一和第二表面区段所包括。换句话说，所述管保持装置提供两个分开的区域，其中每个区域都提供样品管，所述样品管是为特定化验提供所有反应物所必须的。
[0049]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述第一表面区段包括指示容纳开口的第一颜色的至少一个颜色代码，并且所述第二表面区段包括指示容纳开口的颜色代码的至少一个颜色代码，其中所述第一和所述第二颜色是相同的。总体而言，如在此描述的，所述第一和第二区段可包括编码元件。
[0050]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置的第一和第二 PCR化验区段以从下面群组中选择的几何方式相对于彼此布置，所述群组包括:所述第一区段是圆的第一区段并且所述第二区段是圆的第二区段；所述第一和第二区段通过直线或通过曲线在圆形管保持装置上被划分，所述曲线穿过所述圆形管保持装置的中心；所述第一和所述第二区段的容纳开口相对于所述管保持装置的中心点对称；以及它们的任意组合。
[0051]例如，所述两个区段之间的直线划分可以从图1得知，而所述第一与所述第二区段之间的曲线划分可以从例如图2和图11得知。如例如图5中所示的特定化验的容纳开口分布的点对称分布可以提供改进吸液路径的可能性，这将参照图5更详细地描述。
[0052]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置的每个容纳开口用颜色代码标记。
[0053]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置包括将所述管保持装置可释放地附接到所述负载装置的至少一个附接装置。
[0054]例如使用磁力或螺纹的附接装置可被视为在该示例性实施方式的范围内。
[0055]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述附接装置被构造成将被插入到所述负载装置的容纳开口中以便稳定所述管保持装置在所述负载装置处的附接。
[0056]在另一个更具体的实施方式中，所述附接装置可被看作稳定凸出元件。可以根据该示例性实施方式将所述负载装置处的对应的接合凹部例如容纳开口与所述凸出元件接入口 ο
[0057]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述系统包括盖，所述盖被构造成同时覆盖所述负载装置和所述管保持装置。
[0058]根据甚至更具体的实施方式，具有所述盖的系统可被高压灭菌并且易于被净化。因此，该实施方式给出了具有盖的高压灭菌系统、负载装置和管保持装置。所述盖可以是光学透明的或光学不透明的。所述盖可以防止在本发明的系统中PCR样品制备过程期间发生跨越传送。
[0059]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述盖具有基本上圆形的形状并且与所述管保持装置的形状和/或所述负载装置的形状匹配。
[0060]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述系统包括扫描仪，其中所述扫描仪被构造成扫描从下属群组中选择的至少一个元件，所述群组包括:洗脱板(elut1n plate)、提取反应物、化验反应物、样品管和它们的任意组合。所述扫描仪被构造成传输扫描数据到运算单元。
[0061]所述扫描仪可被实施为例如具有把手的扫描仪。具体地，所述扫描仪可被构造成扫描用于运输信息的条码。因此样品信息可被所述扫描仪经由例如条码扫描收集并且可被传输到运算单元。所述运算单元可以生成用于PCR热循环仪的热循环仪可读数据格式的数据。这可进一步加速整个PCR程序并且可导致对于使用者的高生产率系统。
[0062]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述系统可包括运算单元，所述运算单元被构造成生成热循环仪可读数据格式的样品信息。
[0063]因此，本发明还提供了一方面用于PCR样品制备和PCR建立的系统与另一方面所述热循环仪之间的接口数据。
[0064]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述系统包括热循环仪，其中所述热循环仪和所述运算单元彼此通讯。所述热循环仪被构造成在被容纳的PCR反应腔室中基于从所述运算单元接收到的热循环仪可读数据格式的样品信息自动地执行PCR。
[0065]其中，可以根据本发明的该实施方式来使用所述热循环仪与所述运算单元之间的无线或有线通讯。因此，本发明可提供完全自动的系统来提供PCR样品制备、PCR建立以及执行完整的PCR。
[0066]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置根据所述容纳开口的几何分布被构造成对应于特定化验。
[0067]根据另一个示例性实施方式，所述系统包括第一管保持装置和第二管保持装置，其中所述管保持装置被构造成分别用于特定化验，并且其中，就所述容纳开口的分布而言，所述第一管保持装置的相应构造不同于所述第二管保持装置。
[0068]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述第一容纳部分居中地定位在所述负载装置处。此外，所述负载装置适于在定位在所述第一容纳部分的中心位置的外部或外面的第二容纳部分处容纳PCR反应腔室。此外，所述管保持装置根据所述容纳开口的几何分布被构造成对应于特定化验，以便有助于实现从具有包含特定浓度目标分子的样品管的编码元件的容纳开口进入所述第二容纳部分的直线吸液路径。此外，该实施方式有助于吸液路径仅跨越所述负载装置的被覆盖的容纳开口。
[0069]可以从下面的图7得知，所述管保持装置的容纳开口的这种布置有助于使用从所述容纳开口朝向所述管保持装置的周向区域的直的吸液路径，由此仅跨越下面放置的负载装置的被覆盖部分。图7中由虚线箭头指示了吸液路径。这可进一步增加用本发明的系统执行PCR样品制备和PCR建立的安全水平。一旦选择了如图7所示的吸液路径，所述负载装置的未使用且被覆盖的开口在吸液过程期间不会被污染。
[0070]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置包括多个容纳开口，在所述多个容纳开口处分别指示将容纳含有特定浓度目标分子的样品管。至少对于所述多个容纳开口的一部分是这样的。所述容纳开口的位置被构造成使得所述管保持装置的中心区域与所述管保持装置边缘区域之间的路径从低浓度到高浓度跨越下述容纳开口:在所述容纳开口处指示将容纳具有特定浓度目标分子的样品管。
[0071]在本发明的上下文中，术语“边缘区域”不应当被理解为必须包括边缘。“边缘区域”还可被理解为周边区域或边界区域。
[0072]对于本发明的该实施方式和每个其他实施方式，这种指示可以通过如本发明描述的编码元件、缩略语或颜色代码做出。该示例性实施方式将参照图5的实施方式更详细地描述。该实施方式还可以在PCR建立过程期间有利地减少本发明的系统的表面区段的污染风险。
[0073]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置包括第一容纳开口，在所述第一容纳开口处指示将容纳具有第一浓度目标分子的样品管。所述管保持装置包括第二容纳开口，在所述第二容纳开口处指示将容纳具有第二浓度目标分子的样品管。此外，所述第一和第二容纳开口相对于彼此定位成，使得有助于实现从所述管保持装置的中心区域到边缘区域的直线吸液路径，所述路径从低到高浓度穿过所述第一和第二容纳开口。
[0074]因此，在本发明的进一步的示例性实施方式中，第一管保持装置被从所述负载装置移除并且被第二负载装置替换以便实施具有不同需求的另一个PCR建立。因此，在本发明的该实施方式和每个其他示例性实施方式中，所述负载装置可以与多个不同的管保持装置组合。
[0075]根据本发明的另一个示例性实施方式，提供了一种制备PCR的方法。所述方法包括提供负载装置、提供管保持装置以及将所述管保持装置附接到所述负载装置的步骤。此夕卜，所述负载装置构造成容纳用于建立PCR的样品管并且所述负载装置包括第一容纳部分。所述第一容纳部分至少包括第一和第二容纳开口，其中所述第一容纳开口和所述第二容纳开口适于相应地容纳样品管。
[0076]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置至少包括第一容纳开口。该实施方式的方法进一步包括将所述管保持装置的容纳开口与所述负载装置的第一容纳开口和第二容纳开口中的一个对准并且因此同时覆盖所述第一和第二容纳开口中的另一个的步骤。本发明给出的方法通过将所述管保持装置附接到所述负载装置而有助于覆盖未使用的容纳部分。进一步，所述方法可以通过例如有色标签或通过其他颜色指示物来指示特定化验的反应物类型。将所述管保持装置与所述负载装置组合使得能够同时放置样品管并且使得能够从所述负载装置同时移除样品管尤其是所有使用过的管。
[0077]根据本发明的另一个示例性实施方式，该方法进一步包括将样品管可移除地附接到所述管保持装置以及通过将所述管保持装置附接到所述负载装置来将所述样品管插入到所述负载装置的容纳开口中的步骤。
[0078]换句话说，管保持装置的容纳开口的空间分布与所述负载装置的容纳开口的空间分布适配并且基于所述管保持板专用的化验的需求。附接步骤可由使用者或由自动装置完成。
[0079]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法进一步包括通过抓握所述管保持装置并且将所述管保持装置从所述负载装置移除来将所述管保持装置和由所述负载装置容纳的样品管从所述负载装置同时分开的步骤。
[0080]换句话说，所述负载装置内使用过的所有样品管可以通过抓握所述管保持装置并且将它从所述负载装置移开而一起移除。因此，本发明提供了改进的自动放置动作。
[0081]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法包括通过抓握所述管保持装置和从所述负载装置移除所述管保持装置来从所述负载装置同时移除用于第一 PCR化验的多个第一样品管以及用于第二 PCR化验的多个第二样品管的步骤。
[0082]该实施方式强调了本发明的方法的高生产能力，因为多个PCR化验可以同时制备并且所有需要的样品管可以一起移除。该实施方式不限于第一和第二 PCR化验而是可以延伸到更大量的PCR化验。
[0083]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法包括在将所述管保持装置附接到所述负载装置期间将所述管保持装置的稳定凸出元件插入到所述负载装置的容纳开口中的步骤。
[0084]为了稳定所述管保持装置在所述负载装置处的附接和/或紧固，可以使用稳定凸出元件。作为一般性标记，应当指出，可以提供一般性附接装置，在将所述管保持装置附接到所述负载装置期间所述一般性附接装置经由例如一体化连接、形成封闭或者经由例如螺纹或对应的接合元件来形成附接。
[0085]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法包括通过所述管保持装置来覆盖所述负载装置的未使用的容纳开口的步骤。
[0086]可以被看成是本发明的重要方面的是，所述负载装置的被覆盖容纳开口之外的另一些容纳开口被同时打开，即与所述管保持装置的容纳开口对准。
[0087]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置至少包括具有指示第一颜色的颜色代码的第一开口和具有指示第二颜色的颜色代码的第二开口。本发明的实施方式的方法包括提供具有指示第三颜色的颜色代码的样品管、选择具有与所述样品管的颜色代码相同颜色的管保持装置的容纳开口以及将所述样品管插入到所述管保持装置的选定容纳开口中的步骤。
[0088]换句话说，基于颜色比对，确认了用于样品制备过程的负载装置的正确容纳开口。
[0089]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法包括通过将盖放置到所述负载装置、所述管保持装置和所述插入的样品管来覆盖所述负载装置和所述管保持装置以及插入的样品管的步骤。
[0090]根据需要，可以通过这种覆盖过程来实现高压灭菌。换句话说，本发明的系统可被放置在高压灭菌装置中来执行净化操作。根据需要，所述负载装置和所述管保持装置以及所述盖可被构造成承受大致121°C的高压饱和蒸汽大约15到20分钟，这是典型的高压灭菌
目.ο
[0091]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法包括扫描从下述群组中选择的至少一个元件的数据的步骤，所述群组包括:洗脱板、提取反应物、化验反应物、样品管和它们的任意组合。所述方法还包括传输扫描的数据到运算单元以便执行PCR的步骤。
[0092]本发明的系统能够在已经布置了所述管保持装置的负载装置上识别和建立期望的PCR反应。可以在扫描仪例如手持式扫描仪与运算单元之间提供无线或有线通讯，所述运算单元可被所述系统所包括或者所述运算单元还可被与本发明的系统通讯的计算机所包括。在任何情形中，所述运算单元可被设置成与热循环仪通讯，并且所述运算单元可以生成热循环仪可读数据格式的样品信息。这些热循环仪可读数据格式的数据可被传输到所述热循环仪来起动PCR。此外，通过所述热循环仪基于以热循环仪可读数据格式接收的样品信息来在被容纳的PCR反应腔室中执行PCR可被看作是本发明的另一个示例性实施方式。关于这些实施方式的进一步方面可以从图19和20得知。
[0093]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法包括在所述管保持装置的每个容纳开口处指示哪种相应的物质将被放置在相应的容纳开口中的步骤。
[0094]这可以通过编码元件完成。该实施方式确保管保持装置的用于特定化验的构造或配置被使用者遵循。具体地，使用者将辨认设置在所述管保持装置处的指示并且可以将对应的样品管以安全保险(failsafe)的方式容易地插入所述容纳开口中。换句话说，本发明提供了使用者的安全保险(failsafe)装置，通过该装置使用者被引导执行将所有必需的样品管插入所述负载装置中的过程。
[0095]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述第一容纳部分居中地定位在所述负载装置处。该实施方式包括由所述负载装置在定位在所述第一容纳部分的中心位置的外部的第二容纳部分处容纳PCR反应腔室的步骤。此外，所述本发明的方法包括沿着从具有用于含有特定浓度目标分子的样品管的编码元件的容纳开口到所述第二容纳部分的直线路径进行吸液的步骤，所述路径仅跨越所述负载装置的被覆盖的容纳开口。
[0096]本发明的该有利实施方式可以从图7得知。所述管保持装置的容纳开口的构造以下述方式设置:有助于沿着直线路径朝向所述周向第二部分中的被容纳PCR反应腔室进行期望的吸液操作。
[0097]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法包括在所述管保持装置的多个容纳开口处分别指示将容纳含有特定浓度目标分子的样品管的步骤。此外，沿着所述管保持装置的中心区域与所述管保持装置的边缘区域之间的路径吸液并且从而从低浓度到高浓度跨越下述容纳开口的步骤被执行:在所述容纳开口处指示了将容纳具有特定浓度目标分子的样品管。
[0098]换句话说，该方法确保吸液路径基于下方的管保持装置与所述管保持装置的用于特定化验的开口分布的组合来选择，以便避免跨越与吸液过程开始相比具有更低浓度目标分子的样品管。
[0099]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述方法包括下述步骤:在所述管保持装置的第一容纳开口处指示将容纳具有第一浓度目标分子的样品管；在所述管保持装置的第二容纳开口处指示将容纳具有第二浓度目标分子的样品管；以及在所述管保持装置处设置所述第一和所述第二容纳开口相对于彼此的位置，使得有助于从低到高目标分子浓度实现从所述管保持装置的中心区域到边缘区域的直线吸液路径。
[0100]根据本发明的另一个示例性实施方式，提供了如前面限定的用于PCR建立的实施方式中的一个所限定的管保持装置的用途。
[0101]本发明的这些和其他特征将通过此后描述的实施方式而变得显而易见并且参照此后描述的实施方式来阐明。根据本发明的另一个示例性实施方式，用于PCR样品制备和PCR建立的计算机程序元件当被处理器执行时适于执行如在此和在权利要求中描述的步骤。
[0102]在此提供的计算机程序元件可以是计算机程序的一部分，但是它也可以是整个程序本身。例如，所述计算机程序元件可被用于更新已经存在的计算机程序来实现本发明。所述计算机可读介质可被看作是存储介质，例如USB装置(USB stick)、CD、DVD、数据存储装置、硬盘或者其上可以存储上述程序元件的任意其他介质。

【专利附图】

【附图说明】
[0103]本发明的示例性实施方式将在下面的附图中描绘。
[0104]图1和2示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的用于PCR样品制备和PCR建立的不同系统。
[0105]图3示意性地示出了根据本发明的另一个示例性实施方式的可用于PCR样品制备和PCR建立的负载装置。
[0106]图4到7示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的用于PCR样品制备和PCR建立的不同系统。
[0107]图8示意性地示出了根据本发明的另一个示例性实施方式的具有盖的系统。
[0108]图9示意性地示出了根据本发明的另一个示例性实施方式的可用于PCR建立和PCR样品制备的管保持装置。
[0109]图10到16示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的用于PCR样品制备和PCR建立的不同系统。
[0110]图17示意性地示出了可与本发明结合使用的密封装置。
[0111]图18示意性地示出了仅用于PCR样品制备的已知自动系统的概要图。
[0112]图19和20示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的用于PCR样品制备和PCR建立的不同系统。
[0113]图21到24示意性地示出了本发明的不同示例性实施方式的不同方法的流程图。
[0114]原则上，附图中相同的部件具有相同的附图标记。

【具体实施方式】
[0115]图1示意性地示出了用于PCR样品制备和PCR建立的系统100。系统100包括用于容纳样品管102的负载装置101，所述样品管102用于建立PCR。该负载装置包括第一容纳部分，其中所述第一容纳部分至少包括第一容纳开口和第二容纳开口。在图1中，管保持装置103示出为处于附接到负载装置的附接位置，使得负载装置的第一容纳开口和第二容纳开口在此没有示出。然而，所述第一和第二容纳开口适于相应地容纳样品管。如在图1中可以看到的，管保持板104设置有大量的容纳开口 105。管保持板104的每个容纳开口105示出为具有被容纳和插入的样品管102。如可以从管保持板104的两个分开的部分看到的，用于第一 PCR化验108的多个第一样品管描绘为在右手侧。此外，用于第二 PCR化验109的多个第二样品管描绘为在图1的左手侧。所有样品管通过相应的容纳开口可移除地附接到管保持装置。
[0116]此外，作为用于指示管保持板的容纳开口的PCR相关目的的编码元件的实施方式，管保持板包括颜色代码110。由于本申请示出的附图表现为黑色和白色，所以不能看出代码的颜色。例如，每个容纳开口可以使用不同的颜色。进一步，每个容纳开口可以使用不同的颜色，但是用于相同一即对应的样品、管的不同化验区段108、109的容纳开口可以使用相同的颜色。另外或者备选地，信息可以通过使用不同类型的符号来编码。例如，在图1中，点划线、虚线以及线段之间具有不同距离的不同虚线被示出为编码元件的示例性实施方式。如果需要，它们可以都使用一种颜色，但是，如上面描述的，也可以使用不同颜色。这同样适用于图2、4、5、6、7和9到16。在该实施方式中，负载装置101被实施为PCR热电托架111。此外，示出的负载装置包括容纳多个PCR反应腔室113的第二容纳部分。在该实施方式中，多个PCR反应腔室被描绘为圆形布局。
[0117]此外，图1的管保持板104在每个容纳开口处包括编码元件，所述编码元件用于指示哪种物质将通过样品管设置到相应的容纳开口中。如可以从图1得知的，示例性缩略词标记在管保持板上，例如“EC PPM”表示提取控制引物和探针混合、“PC”表示正控制、“PPM”表示引物和探针混合以及/或者“QS”表示量化标准。然而，这些缩略语仅是在管保持板的容纳开口处使用的编码元件的示例性实施方式。此外，可以从图1得知的是负载装置和管保持装置具有圆形形状112。
[0118]图2示出了根据本发明的另一个示例性实施方式的用于PCR样品制备和PCR建立的另一个系统100。负载装置101示出为具有多个容纳开口，例如第一容纳开口 201和第二容纳开口 202。此外，管保持装置103也示出为具有多个容纳开口 105。通过向下移动，管保持装置可附接到负载装置，以便管保持装置的容纳开口 105与负载装置的第一容纳开口201和第二容纳开口 202中的至少一个对准并且同时覆盖负载装置的第一和第二容纳开口中的另一个。此外，图2示出了管保持装置的容纳开口 215到217的进一步的示例性实施方式。此外，图2中描绘了样品管102，所述样品管102可被插入到管保持装置中，并且同时被插入到保持装置中(由于两个元件的附接)。管保持装置的容纳开口 105的直径205、208大于样品管102的直径206。此外，管保持装置的容纳开口 105的直径205、208小于样品管的轴环状物214的直径207。因此，管保持装置与样品管之间的接合由于插入而得以实现。此外，图2中示出了用于指示管保持装置103的容纳开口的PCR相关目的的颜色代码110。所述颜色代码是管保持装置的有色表面209。所述颜色代码在此象征性地示出为由不同虚线和点划线指示的圆形表面。因此，使用了不同的阴影线或剖面线。其中，不同的线代表一种类型的编码元件，即一种颜色。然而，围绕相应容纳开口的周向环可以是本发明的该颜色代码的实施方式。备选地，如果需要，所述容纳开口可以包括具有狭缝以便样品管可以插入的盖或弹性薄片。在该实施方式中，具有不同阴影线的圆形表面代表具有不同颜色的盖或薄片。
[0119]图2的系统100包括管保持装置的第一和第二 PCR化验区段210、211，并且它们相对于彼此以几何方式布置，使得第一与第二区段由穿过圆形管保持装置的中心213的曲线212划分。第一表面区段210和第二表面区段211相应地包括多个容纳开口。有色表面209作为颜色代码能够在相应的容纳开口处以各种形式设置。负载装置101在图2的实施方式中被实施为PCR热电托架111。在图2的实施方式中，第一容纳开口 201将与管保持板103的容纳开口 105对准(当它们附接在一起时)。此外，第二容纳开口 202将被管保持装置覆盖。这同样适用于另外的容纳开口 202a和202b (在附接位置它们也将被覆盖)。在图2所示的管保持装置尚未附接到负载装置的状态中，可以看到第一容纳部分200。另外，在负载装置101的周向区域中示出了多个PCR反应腔室113。
[0120]图3示意性地示出了负载装置101，所述负载装置101可以与本发明的若干实施方式组合而被用于PCR样品制备和PCR建立。负载装置101被实施为用于PCR目的的热电托架111。在图3的负载装置的俯视图中能够观察到周向区域，多个PCR反应腔室113可以设置到所述周向区域处。图3中示出了第一容纳部分200。第一容纳部分200包括第一容纳开口 201和第二容纳开口 202。取决于所使用的具体化验管保持装置的构造，甚至多于30个的负载装置101的所示容纳开口可以看成是第一类型的容纳开口和第二类型的容纳开口。原则上，第一类型的容纳开口是在附接位置与管保持装置的其他容纳开口对准的开口。第二类型的容纳开口是被管保持装置覆盖的开口。这适用于本发明的所有实施方式。这可以例如从下面的图15得知，在图15中负载装置的12个容纳开口与管保持装置的对应容纳开口对准。负载装置的剩余容纳开口被管保持装置覆盖。如可以从周向区域的数量得知的，可以围绕第一容纳部分200设置72个PCR反应腔室。然而，数量72仅是示例性实施方式，如果使用者需要，该数量可以更大或更小。此外，图3示出的负载装置101的30个容纳开口可以被构造成容纳例如1.5ml (毫升)和/或0.5ml (毫升)的样品管。进一步，还有其他样品管可被相同或不同形状的容纳开口所容纳。
[0121]根据本发明的另一个示例性实施方式，图4示出了用于PCR样品制备和PCR建立的系统100，所述系统100具有管保持装置103，所述管保持装置103可用于一种化验或者也可用于两种不同的化验。关于缩略词PC、PPM、EC PPM、QS和上文给出的其他缩略词的解释原则上也适用于图4。负载装置101示出为处于与管保持装置103附接的构造。第一表面区段210和第二表面区段211相对于圆形形状的管保持装置103的中心点213对称布置。所述区段由曲线212分开。如可以从图4的下部得知的，管保持装置的容纳开口 105与负载装置101的第一容纳开口 201对准。与此相反，第二容纳开口 202被管保持装置的表面覆盖405。第二容纳开口仅由虚线表示。管保持装置同时覆盖负载装置的第二容纳开口的特征由附图标记405描绘。此外，第一表面区段210包括指示管保持装置的容纳开口的第一颜色的至少一个颜色代码400。第二区段包括指示管保持装置的容纳开口的第二颜色的至少一个颜色代码401。此外，第一和第二颜色是相同的。图4中示出了额外的颜色代码402 到 404。
[0122]图5描绘了根据本发明的另一个示例性实施方式的系统100的另一个示例性实施方式。负载装置101设置有多个PCR反应腔室113。此外，图中还示出了如已经参照前面描述的附图描述的第一表面区段210和第二表面区段211。如可以从图5得知的，管保持装置103包括多个容纳开口，在所述多个容纳开口处相应地描绘了将容纳含有特定浓度的目标分子的样品管。这是由缩略词QS1、QS2、QS3、QS4和QS5表示的。这种缩略语意味着量化标准。容纳开口的位置在示出的管保持装置处被构造成，使得从管保持装置的中心区域朝向管保持装置的边缘区域(即PCR腔室113被定位的地方)的吸液路径500仅从低浓度到高浓度跨越容纳开口，在所述容纳开口处描绘了将容纳具有特定浓度目标分子的样品管。这可进一步增加随后执行的PCR循环的可靠性和可再现性。换句话说，图5给出的实施方式将特定浓度的目标分子溶液样品管的容纳开口定位成，使得朝向PCR反应腔室113的直接吸液路径500以下列方式来实现:当从具有特定浓度的目标分子的样品管吸液时，在吸液期间仅跨越具有更高浓度的其他样品管。因此，QS将仅从低到高跨越。这可以使PCR建立期间的交叉污染最小化。这是本发明的优点。在本发明的另一个方面，给出了具有这种管保持装置的系统以及沿着本文在若干实施方式中描述的所述吸液路径执行或实施吸液操作的吸液程序。
[0123]其中，术语“从管保持装置的中心区域朝向边缘区域”应当理解为描述直接向外移动的直接吸液路径；因此，在第一径向位置开始并且在第二径向位置终止，其中所述第一径向位置比所述第二径向位置更居中。
[0124]根据本发明的另一个示例性实施方式，图6也示出了包括负载装置101和管保持装置103的系统100。多个PCR反应腔室113可以放置在中心部分之外的部分。图中示出了第一容纳开口 201a到201b。此外，图5中还示出了第二容纳开口 202、202a到202d。用附图标记105a、201a、105b和201b示出了两个示例性对准，其中当管保持装置103时两对容纳开口对准。本发明的实施方式可以例如被用于化验，其中在所有72个PCR反应腔室中使用相同的化验。
[0125]图7示意性地示出了用于PCR样品制备和PCR建立的系统100，所述系统100还包括负载装置101和管保持板104。负载装置101的第一容纳部分居中地定位，并且PCR反应腔室113被负载装置容纳在第二容纳部分，所述第二容纳部分定位在第一容纳部分的中心位置的外部。管保持板104的图示构造有助于从包含特定浓度目标分子的样品管的具有编码元件的容纳开口沿着直的路径500吸液到第二容纳部分，所述路径仅跨越负载装置的被覆盖的容纳开口。被覆盖的容纳开口用附图标记600和601示例性地示出。
[0126]图8示出了系统100的另一个示例性实施方式，所述系统100包括负载装置101、样品管102，所述样品管102由管保持装置103容纳并且盖801可被同时放置到所述管保持装置103上。第二容纳部分800被构造成容纳多个PCR反应腔室113。第一容纳部分200以圆形方式伸长并且包括多个容纳部分以便容纳样品管102。通过向下移动(由箭头802指示)，管保持装置103到负载装置101的附接和覆盖操作得以完成。如可以从图8得知的，盖801在其壁中包括凹部，所述凹部对应于负载装置101的凸出部。所述凹部和所述凸出部被构造成彼此接合。这可以进一步改进装置100的闭合和锁定的可能性。
[0127]图9示意性地示出了管保持装置103，所述管保持装置103包括用于基于两个化验的PCR建立的多个容纳开口。在管保持装置103处，设置有多个有色表面209来作为颜色代码。此外，还设置有附接装置900(在此实施为径向凸出部)以便能够在负载装置处附接管保持装置。此外，图中示出了稳定凸出元件901到904，所述稳定凸出元件901到904被构造成将插入到负载装置的容纳开口中，以便稳定管保持装置103在负载装置处的附接(图9中未示出)。
[0128]图10示出了根据本发明的另一个示例性实施方式的用于PCR样品制备和PCR建立的系统100。图10中描绘了负载装置101以及管保持装置103。多个PCR腔室113由数字1、24、36、48、55、60和72象征性地示出。管保持装置的该实施方式被构造成供两个相同的化验同时使用。具体地，所示管保持装置包括用于引物和探针混合的编码元件“M1”，包括用于主混合(master mix)的编码元件“M2”，包括用于RT混合或锰的编码元件“M3”，其中包括用于正控制的编码元件“PC”，其中包括用于负控制的编码元件“NC”，并且其中还包括用于定量标准的编码元件“QS”。可以使用不同于“M1”、“M2”、“M3”、“PC”、“NC”和“QS”的相应的颜色编码。然而，用于容纳不同浓度目标分子的不同定量标准容纳开口可以用相同颜色但是不同的额外开口具体缩略词来表示。换句话说，本发明的实施方式可以设置有5个“QS”容纳开口，具有特定浓度目标分子的样品管将被插入所述“QS”容纳开口中，其中所述开口都使用作为具有或指示相同颜色的编码元件的颜色代码被编码。
[0129]图11示出了另一个系统100，所述系统100包括用于一个化验或者也用于两个不同化验的管保持装置。如从图11可以看到的，管保持装置103的容纳开口具有下述空间分布:所述容纳开口相对于中心点113是点对称的。进一步，图1中示出了第一表面区段210和第二表面区段211，所述第一表面区段210和第二表面区段211表示用于两个不同化验的相应空间。弯曲并且成S型形状的线1101划分两个区段。可以容易地从图11的俯视图观察到点对称1100。此外，如前面描述的图10那样图11类似地使用了缩略词M1、M2、M3、PC, NC 和 QS0
[0130]图12描绘了用于PCR样品制备和PCR建立的另一个系统100，所述系统100包括用于容纳样品管的负载装置以及用于附接到所述负载装置的管保持装置103。在图12的俯视图中，示出了管保持装置103的容纳开口 105a和105b与负载装置的对应容纳开口 201a和201b的对准。此外，还可以看到，被覆盖的第二容纳开口 202a和202b被示出为虚线，因为它们被管保持装置的平面覆盖。这种虚线也在图4、图5、图6、图7、图10和图11中示出，然而，在此清楚地描述的是，仅仅是为了清楚起见才描绘了这种虚线。在任何情形中，负载装置的这些容纳开口都被管保持装置在空间上覆盖。圆形装置的中心213被两条直线1204和1205穿过，使得在管保持装置103上生成四个区段的构造。因此图12中示出了圆的具有相应的附图标记1200到1203的四个区段。这种构造可用于一个化验或者也可用于两个不同的化验。
[0131]图13示出了系统100的另一个示例性实施方式，所述系统100包括负载装置101和管保持装置103。被覆盖的负载装置的第二容纳开口 202用虚线描绘为虚影。此外，附图标记105a到105b被用于管保持装置103的容纳开口，所述容纳开口与负载装置的相应容纳开口 201a到201b对准。在这种四区段布置中，容纳开口的有色表面209被用作颜色代码以便引导样品管进入正确的容纳开口的移动。不同颜色在此由不同标记(即，不同的虚线和点划线)来表示。多个PCR腔室113围绕装置的中心部分布置，使得所示装置能够并且有助于从中心区域朝向圆周区域方向(即，到PCR腔室中)直接吸液。此外，图中示出了由使用者或一个装置抓握的把手1300。所述把手有助于将管保持装置103插入到负载装置中以及/或者将管保持装置103从负载装置上移除。因此，本发明提供了不同化验的特定管保持装置的完全自动和快速更换。
[0132]图14在立体图中示出了图11的实施方式(在样品管102已经插入到系统100中之后)。此外，图14中也示出了把手1300。关于其余特征和附图标记，请参阅其他附图，尤其是图11。
[0133]根据本发明的另一个示例性实施方式，图15示出了具有由使用者或自动装置抓握的把手1300的装置100。管保持装置103被结合到负载装置中。负载装置的容纳开口与管保持装置的12个容纳开口实现对准，其中用附图标记标出了容纳开口 105a和105b。元件1500可以看作是负载装置的基板。
[0134]根据本发明的另一个示例性实施方式，图16示出了用于PCR样品制备和PCR建立的系统100，所述系统100包括由透明盖801覆盖的负载装置101。因此，实现了负载装置101和管保持装置103以及插入的样品管102的同时覆盖。跟图15 —样，图16的实施方式也示出了元件1500。
[0135]图17示出了多个PCR反应腔室113的插入过程，所述多个PCR反应腔室113之前已经通过本发明的系统被填充。图中示出了热密封装置1700以便提供密封，例如设置塑料薄片到所述腔室上。负载装置101被插入到装置1700中(同时携带了多个PCR反应腔室)。换句话说，负载装置适于被热密封装置容纳。
[0136]图18示出了所属领域中公知的实验器具。装置1800设置了用于实验器具的11个位置，A2、A3、B0-B4 和 C1-C4。
[0137]图19提供了根据本发明的另一个示例性实施方式的完全自动样品制备和PCR建立装置1900。装置199包括之前已经参照图1到17描述的系统100并且将在此后被更详细地描述。图19中描绘了两个部件，负载装置101和管保持装置103。另外，盖801示出为在图19的左手侧。总共，装置1900提供了用于实验器具的12个位置。装置100有助于PCR样品制备和PCR建立，所述装置100能提供使用者想要做的加速的PCR。装置1900能够通过从装置1900的其余区域、例如经由吸液或经由运送样品管、自动地移动所有必需的样品管和液体到装置100中来在装置100上识别和建立PCR反应。此外，装置1900能够自动地运送和传送盖801到系统100的位置，以便覆盖所述系统。这可以防止在PCR样品制备过程期间的潜在跨越传送。这是本发明的另一个优点。在此描述的吸液路径500可以通过系统1900来执行。本文还提供了对应的电脑程序元件。应当清楚地指出，图19的这种实施方式可以与在此公开的本发明的任何其他实施方式组合。
[0138]根据本发明的另一个示例性实施方式，图20示出了装置1900，已经参照之前的图19详细地描述了所述装置1900。其中，装置1900包括系统100。如图20所示，通过例如条码扫描的过程2500，样品信息可被传送到运算单元2200和/或热循环仪2100。图20中还示出的是，在装置1900中经由系统100来进行PCR样品制备和PCR建立之后，密封薄片2000可被设置到PCR腔室113上。如可以从图20得知的，负载装置101与PCR腔室113通过薄片2000完全密封在一起。图20给出的系统提供了能够在系统100的负载装置101上识别和建立PCR反应的软件。随后的PCR可以基于接收到的样品信息而自动地起动。对于条码扫描，可以提供扫描仪(它未在图20中示出)。对于数据分析，示出了表格2300，在所述表格中示出了分析的详细结果。此外，综合图表2004允许图解地示出通过前面描述的过程获取的结果。因此，本发明还给出了装置1900，所述装置1900提供了一方面PCR样品制备和PCR建立装置与另一方面热循环仪之间的接口数据。
[0139]图21示意性地示出了制备PCR的方法的流程图。所述方法包括提供负载装置，所述负载装置用于容纳建立PCR的样品管。该步骤以SI示出。步骤S2描述为提供管保持装置。其中，负载装置包括第一容纳部分，所述第一容纳部分至少包括第一和第二容纳开口。第一容纳开口和第二容纳开口适于相应地容纳样品管。所述方法进一步包括将管保持装置附接到负载装置的步骤，所述步骤用S3表示。
[0140]图22的示例性实施方式是基于图21的实施方式的，然而还包括额外的方法步骤。具体地，样品管在步骤S5可移除地附接到管保持装置。进一步，由步骤S4示出了将管保持装置的容纳开口与负载装置的第一容纳开口和第二容纳开口中的一个对准，从而同时覆盖第一和第二容纳开口中的另一个。进一步，在步骤S6中通过将管保持装置附接到负载装置，样品管被插入到负载装置的容纳开口中。因此，S3本质上通过步骤S6执行。因此，在图22中步骤S3在括号中示出。
[0141]图23示出了本发明的两个不同示例性实施方式的两个不同流程图。在左手侧，步骤SI和S2以如前面参照图21和22描述的类似方式执行。在图23的两个实施方式中，管保持装置至少包括第一开口和第二开口，所述第一开口具有指示第一颜色的颜色代码，所述第二开口具有指示第二颜色的颜色代码。此外，对于图23的两个实施方式，在步骤S8中样品管被设置了指示第三颜色的颜色代码。图23的左手侧描绘的图23的第一实施方式随后在步骤S9中选择管保持装置的容纳开口，所述容纳开口具有与样品管的颜色代码相同的颜色。此外，在步骤SlO中样品管被插入到管保持装置的被选定的容纳开口中。在步骤SlO之后，管保持装置在步骤S3中附接到负载装置。然而，如将在此后解释的，在右手侧描绘的图23的第二实施方式提供了另一个顺序的方法步骤。首先，管保持装置附接到负载装置在步骤S3中发生，在所述步骤S3之后通过步骤S9执行选择管保持装置的容纳开口的步骤，所述容纳开口具有与样品管的颜色代码相同的颜色。最后，在步骤SlO中通过将样品管插入到附接组件中，样品管被插入到管保持装置的选定容纳开口中。
[0142]根据本发明的另一个示例性实施方式，图24描绘了通过若干方法步骤制备PCR的方法的流程图。关于步骤SI到S3，请参阅附图21到23的说明。图24的实施方式进一步在步骤Sll中提供了从包括洗脱板(elut1n plate)、提取反应物、化验反应物、样品管以及的它们的任意组合构成的群组中选择的至少一个元件的扫描数据。此外，在步骤S12中，为了 PCR目的，扫描数据被传送到运算单元(例如图20的运算单元220)。所述运算单元在步骤S13中生成热循环仪可读数据格式的样品信息。换句话说，本发明的装置和方法有助于提供关于PCR建立的热循环仪可读数据。在步骤S14中热循环仪可读数据格式的样品信息被传送到热循环仪。在图24所示的步骤S15中执行下列步骤:在被容纳的PCR反应腔室中由热循环仪基于接收到的热循环仪可读数据格式的样品信息执行PCR。
[0143]通过对附图、说明书和所附权利要求的学习，在实施本发明时所公开的实施方式的其他变型可被所属领域技术人员理解和实现。在权利要求中，词语“包括”并不排除其他元件或步骤并且不定冠词“一个”并不排除多个的情形。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中引用的若干物品或步骤的功能。事实上，某些技术手段在互不相同的从属权利要求中被引用并非意指这些技术手段的组合不能产生有益效果。计算机程序可被存储/分布在适当的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的一部分供给的光学存储介质或固态介质，但是还可以以其他形式存在，例如经由因特网或其他有线或无线远程通讯系统。权利要求中的任何附图标记都不应当被理解为对权利要求的范围的限制。
【权利要求】
1.一种用于PCR样品制备和PCR建立的系统(100)，所述系统包括: 用于容纳样品管(102)的负载装置(101)，所述样品管(102)用于建立PCR， 其中，所述负载装置包括: 第一容纳部分(200)， 其中，所述第一容纳部分至少包括第一容纳开口和第二容纳开口， 其中，所述第一容纳开口(201)和所述第二容纳开口(202)适于相应地容纳样品管， 所述系统进一步包括: 被附接到所述负载装置的管保持装置(103)， 其中，所述管保持装置至少包括第一容纳开口(105)，并且 其中，所述管保持装置可附接(203)到所述负载装置，使得所述管保持装置的容纳开口(105)与所述负载装置的第一容纳开口(201)和第二容纳开口(202)中的至少一个对准并且同时覆盖(405)所述负载装置的第一和第二容纳开口中的另一个。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述管保持装置是管保持板(104)。
3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括: 样品管(102)， 其中，所述样品管可移除地附接到所述管保持装置的容纳开口。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，所述系统包括: 第一管保持装置和第二管保持装置， 其中，所述第一管保持装置和第二管保持装置被构造成分别用于特定的化验，并且其中，在所述容纳开口的分布方面，所述第一管保持装置的构造不同于所述第二管保持装置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统， 其中，所述负载装置的第一容纳部分包括用于容纳样品管的多个第一容纳开口(201，202)， 其中，所述管保持装置包括用于容纳样品管的多个第二容纳开口(105，215-217)，并且其中，在所述管保持装置附接到所述负载装置的位置，所述负载装置的容纳开口的一部分与所述管保持装置的对应容纳开口对准并且所述负载装置的容纳开口的剩余部分被所述管保持装置覆盖。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，进一步包括: 用于第一 PCR化验(108)的多个第一样品管， 用于第二 PCR化验(109)的多个第二样品管， 其中，所述管保持装置包括用于每个样品管的一个容纳开口，使得所有样品管都通过相应的容纳开口可移除地附接到所述管保持装置。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的系统， 其中，所述管保持装置的容纳开口(105)的直径(205，208)大于所述样品管的直径(206)，并且 其中，所述管保持装置的容纳开口(105)的直径(205，208)小于所述样品管的轴环状物(214)的直径(207) ο
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述管保持装置包括用于编码信息的编码元件。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述管保持装置在每个容纳开口处包括编码元件，以便指示哪种物质将通过所述样品管被定位到相应的容纳开口中。
10.根据权利要求8或9中的任一项所述的系统，其中所述编码元件是颜色代码(110)。
11.根据权利要求10所述的系统， 其中，所述颜色代码是所述管保持装置的有色表面(209)，并且 其中，所述有色表面接近于相应的容纳开口或者位于相应的容纳开口处。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的系统，其中，所述负载装置是PCR热电托架(lll)o
13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，所述负载装置包括用于容纳多个PCR反应腔室(113)的第二容纳部分(800)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统， 其中，所述管保持装置包括用于被使用者抓握的把手(1300)，并且 其中，所述把手有助于将所述管保持装置插入所述负载装置和/或移出所述负载装置。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统， 其中，所述管保持装置包括第一 PCR化验的第一表面区段(210)， 其中，所述管保持装置包括第二 PCR化验的第二表面区段(211)， 其中，所述第一表面区段包括多个容纳开口 ；并且 其中，所述第二表面区段包括多个容纳开口。
16.根据权利要求15所述的系统， 其中，所述第一表面区段(210)包括指示容纳开口的第一颜色的至少一个颜色代码(400)， 其中，所述第二区段包括指示容纳开口的第二颜色的至少一个颜色编码(401)，并且 其中，所述第一和第二颜色是相同的。
17.根据权利要求15或16中任一项所述的系统，其中，所述管保持装置的第一和第二PCR化验区段相对于彼此以从下面群组中选择的几何方式布置: 所述第一区段是圆的第一区段(1200)并且所述第二区段是圆的第二区段(1201);所述第一和第二区段在所述圆形管保持装置上被直线(1204，1205)或被穿过圆形管保持装置的中心(213)的曲线(212)分开；所述第一和第二区段的容纳开口相对于所述管保持装置的中心点对称(1100);以及上述方式的任意组合。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述管保持装置包括用于将所述管保持器装置可释放地附接到所述负载装置的至少一个附接装置。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统， 其中，所述附接装置是稳定凸出元件(901-904)，并且 其中，所述稳定凸出元件被构造成将被插入到所述负载装置的容纳开口中以便稳定所述管保持装置在所述负载装置处的附接。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的系统，进一步包括: 盖(801)，并且 其中，所述盖被构造成同时覆盖所述负载装置和所述管保持装置。
21.根据权利要求1和20中任一项所述的系统， 其中，所述盖被构造成还覆盖用于容纳所述PCR腔室的第二容纳部分。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的系统，进一步包括: 扫描仪， 其中，所述扫描仪被构造成扫描从下列各项构成的群组中选择的至少一个元件:洗脱板、提取反应物、化验反应物、样品管和它们的任意组合，并且其中，所述扫描仪被构造成传输扫描数据到运算单元。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，进一步包括: 运算单元(2002)，并且 其中，所述运算单元被构造成生成热循环仪可读数据格式的样品信息。
24.根据权利要求23所述的系统，进一步包括: 热循环仪(2001)， 其中，所述热循环仪和所述运算单元彼此通讯，并且 其中，所述热循环仪被构造成在被容纳的PCR反应腔室中基于接收到的热循环仪可读数据格式的样品信息来自动地执行PCR。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的系统， 其中，所述管保持装置被构造成根据所述容纳开口的几何分布而对应于特定的化验。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的系统， 其中，所述第一容纳部分居中地定位， 其中，所述负载装置适于在位于所述第一容纳部分的中心位置的外部的第二容纳部分处容纳PCR反应腔室，并且 其中，所述管保持装置被构造成根据所述容纳开口的几何分布而对应于特定的化验，以便有助于实现从具有用于含有特定浓度目标分子的样品管的编码元件的容纳开口到所述第二容纳部分中的直线吸液路径，所述路径仅跨越所述负载装置的被覆盖的容纳开口。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的系统， 其中，所述管保持装置包括多个容纳开口，在所述多个容纳开口处分别指示了将容纳含有特定浓度目标分子的样品管(QS1、QS2、QS3)，并且 其中，所述容纳开口的位置被构造成使得所述管保持装置的中心区域与所述管保持装置的边缘区域之间的路径从低浓度到高浓度跨越下述容纳开口:在所述容纳开口处指示了将容纳含有特定浓度目标分子的样品管。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的系统， 其中，所述管保持装置包括第一容纳开口，在所述第一容纳开口处指示了将容纳具有第一浓度目标分子的样品管(QSl)， 其中，所述管保持装置包括第二容纳开口，在所述第二容纳开口处指示了将容纳具有第二浓度目标分子的样品管(QS2)，并且 其中，所述第一和第二容纳开口相对于彼此定位成使得有助于从所述管保持装置的中心区域到边缘区域实现从低浓度到高浓度的直线吸液路径。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的系统，其中，所述系统包括多个不同的化验专用管保持装置。
30.一种建立PCR的方法，所述方法包括下述步骤: 提供负载装置(SI)，所述负载装置用于容纳建立PCR的样品管， 提供管保持装置(S2)， 其中，所述负载装置包括: 第一容纳部分， 其中，所述第一容纳部分至少包括第一和第二容纳开口， 其中，所述第一容纳开口和所述第二容纳开口适于相应地容纳样品管； 其中，所述管保持装置至少包括第一容纳开口， 所述方法进一步包括下述步骤: 将所述管保持装置附接到所述负载装置(S3); 使所述管保持装置的容纳开口与所述负载装置的第一容纳开口和第二容纳开口中的一个对准并且同时覆盖所述第一和第二容纳开口中的另一个(S4)。
31.根据权利要求30所述的方法，包括下述步骤: 将样品管可移除地附接到所述管保持装置(S5)，并且 通过将所述管保持装置附接到所述负载装置而将所述样品管插入到所述负载装置的容纳开口中(S6)。
32.根据权利要求30至31中任一项所述的方法，包括下述步骤: 通过抓握所述管保持装置并将所述管保持装置从所述负载装置移除，同时将所述管保持装置和由所述负载装置容纳的样品管与所述负载装置分开。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法，包括下述步骤: 通过抓握所述管保持装置以及从所述负载装置移除所述管保持装置，从所述负载装置同时移除用于第一 PCR化验的多个第一样品管和用于第二 PCR化验的多个第二样品管。
34.根据权利要求30至33中的任一项所述的方法，包括下述步骤: 在将所述管保持装置附接到所述负载装置期间，将所述管保持装置的稳定凸出元件插入到所述负载装置的容纳开口中。
35.根据权利要求30或34中任一项所述的方法，包括下述步骤: 通过所述管保持装置覆盖所述负载装置的未使用的容纳开口(S7)。
36.根据权利要求30或35中任一项所述的方法， 其中，所述管保持装置至少包括具有指示第一颜色的颜色代码的第一开口以及具有指示第二颜色的颜色代码的第二开口， 所述方法包括下述步骤: 提供具有指示第三颜色的颜色代码的样品管(S8)， 选择所述管保持装置的容纳开口，所述容纳开口具有与所述样品管的颜色代码相同的颜色(S9)，以及 将所述样品管插入到所述管保持装置的选定的容纳开口中(SlO)。
37.根据权利要求30至36中任一项所述的方法，包括下述步骤: 通过将盖放置到所述元件上来覆盖所述负载装置和所述管保持装置以及由所述容纳开口容纳的被插入样品管。
38.根据权利要求30至37中任一项所述的方法，包括下述步骤: 扫描从包括洗脱板、提取反应物、化验反应物、样品管以及它们的任意组合构成的群组中选择的至少一个元件的数据(Sll)，以及 将扫描的数据传输到运算单元以便执行PCR(S12)。
39.根据权利要求37所述的方法，包括下述步骤: 通过所述运算单元生成热循环仪可读数据格式的样品信息(S13)， 将所述样品信息传输到热循环仪(S14)，并且 基于接收到的热循环仪可读数据格式的样品信息通过所述热循环仪在PCR反应腔室中执行PCR(SI5)。
40.根据权利要求30至39中任一项所述的方法，包括下述步骤: 在所述管保持装置的每个容纳开口处指示哪种相应的物质将被定位在相应的容纳开口中。
41.根据权利要求30至40中任一项所述的方法， 其中，所述第一容纳部分居中地定位， 所述方法包括下述步骤: 由所述负载装置在位于所述第一容纳部分的中心位置的外部的第二容纳部分处容纳PCR反应腔室，并且 沿着直线路径从具有用于含有特定浓度目标分子的样品管的编码元件的容纳开口吸液到所述第二容纳部分中，所述路径仅跨越所述负载装置的被覆盖的容纳开口。
42.根据权利要求30至41中任一项所述的方法，包括下述步骤: 在所述管保持装置的多个容纳开口处分别指示将容纳含有特定浓度目标分子的样品管(QSl，QS2，QS3)，以及 沿着所述管保持装置的中心区域与所述管保持装置的边缘区域之间的路径吸液，从而从低浓度到高浓度跨越下述容纳开口:在所述容纳开口处指示了将容纳具有特定浓度目标分子的样品管。
43.根据权利要求30至42中任一项所述的方法，包括下述步骤: 在所述管保持装置的第一容纳开口处指示将容纳具有第一浓度目标分子的样品管(QSl)， 在所述管保持装置的第二容纳开口处指示将容纳具有第二浓度目标分子的样品管(QS2)，以及 在所述管保持装置处设置所述第一和第二容纳开口，所述第一和第二容纳开口的位置相对于彼此设置成使得有助于从所述管保持装置的中心区域到边缘区域实现从低目标分子浓度到高目标分子浓度的直线吸液路径。
44.权利要求1至29中任一项限定的管保持装置用于PCR建立的用途。
【文档编号】B01L9/06GK104520003SQ201380025948
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年5月23日 优先权日:2012年5月24日
【发明者】李希, 袁泉, 吴哲贤 申请人:贝拉医疗私人贸易有限公司