高速样品供给设备的制作方法

专利名称：高速样品供给设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将多个样品高速地送到诸如流式细胞仪 (flowcytometer)的检验仪器的样品供给设备。
背景技术：
传统上，通过压下含有要分析的样品的试管、使样品流入样品供 给管，来实现将样品送到流式细胞仪的检验试杯中。这种传统供给方 法难以实现自动化，因为自动定位并密封样品容器存在机械问题。这 种供给方法还容易产生危险生物材料的气溶胶。
有时在流式细胞仪中实现的另一种样品供给方法是将样品吸入流 式细胞仪的注射泵中，然后，将样品排入到流式细胞仪试杯中。这种 方法的一个缺陷是样品流中产生的脉动可能显著放大测量信号中的噪 声。此外，在样品间的清洗所需的时间总量长，因此，降低了分析样 品的处理。在将样品完全吸入流式细胞仪试杯内之前，不能开始清洗 处理，因此降低了吞吐量。
第5，182，617号美国专利公开了另一种样品供给方法，在此引用该 美国专利的全部内容供参考。第5,182,617号专利公开了通过建立两个 可以执行同时样品引入和清洗的相同分支，来实现较高的吞吐量。在 使用时，被分析的样品粘附在包括接口通道的系统通道上，使得在后续样品分析中产生主要的延后(carryover)问题。现有技术没有提供彻 底清洗样品供给设备与流式细胞仪之间的接口通道的内容。此外，现 有技术也没有教导利用清洁液迅速地清洗系统的内容。

发明内容
提供了一种进行多路(multiplexed)样品分析的方法，该方法包 括(a)利用机器人，从多个样品源中的第一样品源获取第一液体样 品；(b)通过第一管线(line)，将该第一液体样品传送到仪器，以 分析该样品；(c)利用机器人，从多个样品源中的第二样品源获取第 二液体样品；(d)通过第二管线，将该第二液体样品传送到仪器，进 行分析；(e)在该第一管线将样品传送到仪器时，清洁该第二管线； 以及(f)在该第二管线将样品传送到仪器时，清洁该第一管线。在一 个实施例中，该方法进一步包括重复步骤(a)至(f)的步骤(g)， 以从全部多个样品源获取多个样品，并将它们传送到该仪器。该仪器 优选是流式细胞仪。在另一个实施例中，从包括光谱荧光测量仪、荧 光测量仪、吸收率计以及显微镜的组中选择所述仪器。
在实施例中，可又从包括化学化合物、抗体、玻璃粉(beads)、 活细胞或者固定细胞的组中独立地选择要利用该检验仪器分析的第一 和第二液体样品。可以采用通常利用接收液体样品的流式细胞仪、 HPLC、光谱荧光测量仪、荧光测量仪、吸收率计、显微镜或者其他大 吞吐量仪器分析的任意样品。
在另一个实施例中，该方法进一步包括步骤在将该样品传送到 该仪器之前，将第一试剂传送到第一液体样品；以及在将该样品传送 到该仪器之前，将第二试剂传送到该第二液体样品。可以从包括化学 化合物、抗体、玻璃粉、活细胞或者固定细胞的组中独立地选择该第 一和第二试剂。在又一个实施例中，在将该样品注入该仪器之前，可 以将多个试剂添加到所述样品中。在另一个实施例中，控制阀在该第一和第二管线的每一个中交替 清洁液的传送和该液体样品的传送。该控制阀可以连接到附加管线。 这种管线可以进一步实现传送大气压或者系统液体压力。此外，这种 管线可以进一步设置废料通道。
提供了一种用于将样品传送到仪器进行分析的装置，该装置包括 第一和第二样品传送管线，其中该第一样品传送管线包括第一样品装
载与注入分支(brabch)，而该第二样品传送管线包括第二样品装载与 注入分支；流体流管理机构，用于将该第一和第二样品传送管线交替 地连接到该仪器；至少一个清洁流体传送管线，用于将清洁流体送到 该流管理机构、该第一样品传送管线以及该第二样品传送管线；至少 一个样品输入通道；至少一个控制阀，用于将清洁流体交替地传送到 该第一和第二样品传送管线，以使样品和清洁流体交替地流过该第一 和第二样品传送管线。在一个实施例中，该至少一个清洁流体传送管 线将清洁流体送到包括检验仪器的整个系统。
在另一个实施例中，该流体流管理机构包括位置切换阀。该位置 切换阀包括四通两位切换阀。该两位切换阀可以包括两种模式。在一 个实施例中，该位置切换阀的第一模式将该第一样品传送管线流体可 流动地(fluidically)连接到该仪器，而将该第二样品传送管线流体可 流动地连接到该样品输入通道。在另一个实施例中，该位置切换阀的 第二模式将该第一样品传送管线流体可流动地连接到该样品输入通
道，而将该第二样品传送管线流体可流动地连接到该仪器。
在一个实施例中，该第一和第二样品传送管线的样品装载与注入 分支包括对称的样品装载与注入分支。在另一个实施例中，该第一样 品传送管线包括第一样品保持回路，而该第二样品传送管线包括第二 样品保持回路。在另一个实施例中，第一控制阀位于该第一样品传送 管线内，而第二控制阀位于该第二样品传送管线内。在一些实施例中， 该第一和第二控制阀每个包括四个流体通道，该四个流体通道可以将该第一和第二样品保持回路连接到这四个流体通道之一。这些附加流 体通道可以连接到泵流控制阀的输出端口、至少一个清洁流体传送管
线、废料处理室(waste disposal)或者受控气压源。


图1是示出本发明的一个实施例的配置的示意图。 图2A和2B示出用于说明控制单元的一个操作的实施例的顶级示 意图。
图3是示出用于清洗系统的两个分支的一系列控制单元命令的实 施例的示意图。
图4是示出用于将试剂加入位于系统的两个分支上的样品容器中 的一系列控制单元命令的实施例的示意图。
图5是示出用于混合样品并将样品装载到系统的两个分支上的一 系列控制单元命令的实施例的示意图；以及
图6A和6B示出用于说明用于注入样品以及清洗系统的两个分支 上的接口管线的一系列控制单元命令的实施例的示意图。
具体实施例方式
在此使用的术语"加压装置"指对设备的通道加压的各种方法。 加压装置的非限定性例子包括来自气瓶、调节空气压縮机以及注射泵 的调节压縮空气。
在此使用的术语"存储装置"指样品被从其吸入样品供给通道的 各种样品容器。存储装置的非限定性例子包括含有任意数量试管的 96,384或者1536孔板或者孔架。
在此使用的术语"通道切换装置"指使通道内的液体流到在此公 开的任意实施例的设备内的要求位置的切换开关。中，检验仪器(在这种情况下，是流式细胞仪)l通过柔性液体接口通 道与四通两位切换阀3实现液体连通。该接口通道可以由可以与检验 仪器一起使用的任意公知管形材料构成。用于接口通道的管形材料以 及本发明中涉及的所有其他管形材料的非限定性例子包括由柔性硅
(flexible silicon)、聚氯乙烯(PVC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟 乙烯(PTRE)以及任意其他有用的聚合材料，例如，聚酯、聚烯烃、 聚酰胺。接口通道2的内径介于约0.005英寸到约0.040英寸，但是根 据所使用的检验仪器，其他尺寸的内径也是可以的。阀3在系统5和6 的两个对称样品装载与注入分支之间切换样品输入通道("输入通道") 4和接口通道2。在切换阀3的第一位置，分支5流体可流动地连接到 输入通道4，而接口通道2 (并且因此，检验仪器l)流体可流动地连 接到分支6。在阀3切换到第二位置(未示出)时，分支5流体可流动 地连接到接口通道2 (并且因此，检验仪器l)，而输入通道4流体可 流动地连接到分支6。
输入通道4的另一端连接到探针7，该探针7机械地连接到定位设 备8。在一个实施例中，输入通道包括探针和定位设备。探针7将适当 样品送到输入通道。在本发明中可以使用利用检验仪器分析的任意类 型的样品，包括液体样品、气体样品或者固体样品。有用的样品的非 限定性例子包括化学化合物和生物化合物。化学化合物的一些非限定 性例子包括化学试剂、溶剂、微球、玻璃粉(beads)以及染料。化学 化合物优选包括在HPLC或者流式细胞仪检验仪器内公知并且使用的 化合物。生物化合物的一些非限定性例子包括血液、尿液、抗体、活 细胞、死细胞以及微生物。细胞可以来自人类、动物、昆虫、细菌、 酵母或者病毒。生物化合物优选包括流式细胞仪检验仪器内公知和采 用的化合物。
定位设备8可以是本技术领域内的普通技术人员公知的任意设备。 可以命令定位设备8使探针7移动。定位设备的非限定性例子包括笛 卡尔机器人采样器或者旋转型采样器。定位设备8的另一个例子是XYZ定位设备，例如，X轴上的行程范围为15.4英寸、Y轴上的行程范围 为11.8英寸、Z轴上的行程范围为6.5英寸的Tecan MSP9250机器人 采样器。这种设备的定位精度在所有轴上均为0.004英寸。利用止动螺 钉，定位设备8的Z轴可以安装直径最大为0.078英寸的探针。在另一 个实施例中，机器人型采样器包括用于将各种试剂送到样品的分立臂。 在另一个实施例中，机器人型采样器包括例如一个、两个、三个或者 四个臂的分立臂，用于将各种样品送到检验仪器。在另一个实施例中， 至少一个样品输入通道连接到机器人型采样器定位设备。在另一个实 施例中，机器人型采样器包括两个臂，而第二臂包括试剂输送泵。在 一个实施例中，第二臂传输各种试剂，例如，第一试剂和第二试剂。 在另一个实施例中，试剂输送泵包括注射泵、蠕动泵或者膜式泵。
探针7可以是在该系统中传输样品时有用的任意公知管形系统。 在一个实施例中，探针7包括外径(OD)约为0.072英寸而内径(ID) 约为0.063英寸的不锈钢管，但是也可以考虑其他管径。例如，探针的 OD可以介于约0.050英寸与0.100英寸之间，而探针的ID可以介于约 0.045英寸与约0.095英寸之间。典型的探针管的长度约为4英寸，但 是根据所使用的样品容器9和试剂瓶11的类型，它可以比4英寸更长 或者更短。优选地，探针7足够长，以在Z轴的端部不碰击容器的顶 部的情况下，可以到达样品容器9和试剂瓶11的底部。可以使该最小 探针长度另外增加1英寸，以将探针7安装在定位设备8的Z轴的端 部。
在一个实施例中，探针7具有加工到其侧面中的、从离开探针7 安装在定位设备8的Z轴上的端部约1英寸开始并从该点延伸约0.5 英寸的矩形开口。该开口的长度可以约为探针7的外径的一半。输入 通道4可以通过该开口，并从探针7的尖端出来。可以这样确定输入 通道4的外径，以使它适当地装配在探针7的内径内。例如，在探针 的ID为0.063英寸时，输入通道4的OD可以约为0.0625英寸，而输 入通道4可选地有摩擦地装配在探针7内。输入通道4可以从探针7的尖端伸出约0.5英寸，以避免探针7的外壁与样品容器9内的内容相 接触，该样品容器较平坦，例如，96孔板、385孔板或者1536孔板。
可以命令定位设备8使探针7在包括样品容器9、清洗台10以及 任一位于试剂管架12上的试剂瓶11的几个设备之间移动。在此处描 述的实施例中，可以采用许多不同的样品容器9。样品容器的非限定性 例子包括试管架，其包括数目不等的样品试管和96,384或者1536个孔 的孔板。
在一个实施例中，清洗台IO通过大孔排泄通道14连接到废料池 13。在另一个实施例中，废料池13实际上位于清洗台10的下面，以 使任意液体排入清洗台10，从而在重力作用下流入废料池13。废料台 排泄通道的内径应该足够大，以防止在排泄任意废物时在管线中形成 气锁。废料台排泄通道14的典型内径不小于约3/8英寸。
在实施例中，该系统的两个样品装载与注入分支5和6的配置相 同，而且每个被独立地控制。在实施例中，每个分支5和6分别包括 样品保持回路15和16、控制阀17和18、通道19至22以及23至26、 泵流控制阀27和28以及泵29和30。在一个实施例中，样品保持回路 15和16流体可流动地连接到切换阀3。在实施例中，样品保持回路15 和16由其内部容积大于该系统可以装载并注入的样品的最大体积的某 个长度的管构成。这样确保了样品保持回路15和16具有足以容纳可 以注入其内的任意样品的容积。
每个保持回路15和16的另一端分别流体可流动地连接到控制阀 17和18。通常，保持回路15和16的内部体积可以大于样品的最大体 积的一又二分之一倍，以防止样品被吸入控制阀17和18。在一个实施 例中，两个控制阀17和18是包括4个通道的选择阀(selection valve)， 该4个通道可以将样品保持回路15和16连接到四个流体通道之一。 对于不需要许多流体通道的实施例，选择阀可以包括少至2个通道。在其他实施例中，可以使用具有四个以上通道的选择阀，以对系统提 供附加的清洗能力。
具有多个通道的控制阀17和18对在此描述的本发明提供许多优
点特征。在图1中，控制阀17和18将样品保持回路15和16选择性 地连接到四个可能通道之一。保持回路15连接到通道19、 20、 21和 22，而保持回路16连接到通道23、 24、 25和26。
在实施例中，控制阀17和18包括用于泵的通道。泵通道19和23 分别连接到泵流控制阀27和28的输出端口。泵流控制阀27和28通 常是具有公共端口、常开端口以及常闭端口的三向阀。泵流控制阀27 和28的公共端口连接到可以吸入和排出流体的泵29和30。在实施例 中，泵29和30分别独立地连接到注射泵。然而，也可以使用其他类 型的泵。非限定性的例子包括蠕动泵和膜式泵。在实施例中，泵流控 制阀27和28的输入端口连接到系统流体池31。可以采用实现或者有 助于实现检验仪器的性能的任意系统流体。非限定性的例子包括水、 盐水或者磷酸缓冲盐水。
在实施例中，控制阀17和18包括用于保持清洁液以清洗和清洁 系统的通道。清洗通道20和24均流体可流动地互相连接在一起，而 且它们流体可流动地连接到位于T形接头33的清洗泵32。清洗泵32 流体可流动地连接到包括公共端口 、常开端口以及常闭端口的三向清 洗液选择阀34的公共端口。阀34的常开端口通过通道35连接到系统 流体池31，而阀34的常闭端口通过通道36连接到清洁液池37。该实 施例中的清洗泵32是可以将清洁液迅速地泵送到控制阀17和18的膜 式泵。通过该系统泵送液体的适当泵的其他非限定性例子包括蠕动泵、 注射泵以及加压池。
在实施例中，控制阀17和18包括用于废料的通道。废料通道21 和25均流体可流动地互相连接在一起，而且流体可流动地连接到位于T形接头38的废料池13。
在实施例中，控制阀17和18包括用于控制通道内的压力的通道。 加压通道22和26均流体可流动地互相连接在一起，而且流体可流动 地连接到位于T形接头40的加压系统液体池39。通过仔细地控制气压 源41，对加压系统液体池39加压。在本发明中使用的受控气压源包括 调节压縮空气罐或者调节空气压縮机。作为一种选择，气压源可以来 自检验仪器l，如果这种气压源可用的话。然而，在进行非常精确的测 量而且利用泵29和30注入样品将提高信噪比时，加压通道22和26 是优选的。
控制阀17和18实现的一个改进是可以利用清洁液37迅速地清洗 管线15和16。粘附性的化合物是残留在系统的管线内、可能污染未来 样品的任意化合物。在使用诸如流式细胞仪的检验仪器时，通常包括 诸如例如鞘氨醇一1 —磷酸盐(SIP)、内皮素一l (ET-1)以及罗丹明 (rhodamine)的粘附性化合物。因此，实际上是在样品检验期间利用 清洁剂清洁系统管线，从而消除来自先前样品的任何遗留。与清洁液 相比，诸如盐溶液的典型系统液体容易在系统的管线中留下粘附性化 合物。这导致污染后面分析的成百个样品。
控制阀17和18的另一个特征在于，允许检验仪器1使接口管线2 中的残留样品通过该装置回流到废料。由于样品通过接口管线2和管 线15和16行进，所以时间较长，因为管中心处的样品的行进比表面 处的样品的行进快。这样通常导致始终不能将样品全部注入检验仪器 中的情况。
这是通过将管线2连接到管线15和16之一，而且还将控制阀17 和18连接到废料通道21和25来实现的。如果将流式细胞仪用作检验 仪器，则它可以对输入管线2加压，使得连接到与大气压相通的废料 管线。这样通常导致来自检验仪器1的清洁液通过接口管线2迅速流动。该特征使得可以高速地检验样品，因为它克服了为了清洁管子而 等待延长的样品时间周期的问题。
控制阀17和18的另一个特征是，能够利用注射器29和30装载 大量样品的能力。然后，利用加压系统液体39,以高精度注入大量样 品。在注射器尺寸增大时，这尤其重要。在注射器尺寸增大时，在不 发生波动的情况下，注射泵可以保持的最小流速也升高。在流速升高 时，在测量样品的过程中，检验仪器(特别是流式细胞仪)的精度降 低。在此描述的本发明使本技术领域内的普通技术人员能够装载大量 样品，例如，lmL、 2mL甚或更多，然后，非常慢速地注入它，以与 手动管子注入具有同样的精度，但是却具有全自动的附加优点。
在另一个实施例中，可以利用高分辨率注射泵代替加压系统液体 槽39。高分辨率注射泵可以以非常低的流速供给大量液体。通过代替 加压系统液体槽39，可以实现高分辨注射泵的插入。
在此描述的本发明可以将一个或者多个试剂送到样品容器，然后， 利用包括其用于吸入或者排出的注射器的分立自动采样器臂，将它们 剂注入系统。这种特征可以防止，在携带试剂的自动采样器臂将该试 剂分配到该样品的液面之上的孔内时，来自样品容器的遗留返回试剂。 在实施例中，自动采样器包括多个臂，例如，包括两个、三个或者四 个臂的自动采样器。在另一个实施例中，自动采样器包括两个臂。如 果将细胞用作试剂，而且利用同单个自动采样器将细胞送到样品中、 混合并注入它们，然后，返回到细胞，则可能发生样品的未清洗部分 的遗留回到细胞。在注入到仪器中之前将多种试剂添加到样品中的一 个例子包括使兴奋剂化合物位于板孔上，并在该孔上添加细胞，然后 再将它们注入检验仪器。正如在此所述，试剂和样品的其他组合可以 代替兴奋剂和细胞。另一个例子包括将别构调节物或者其他阻断剂化 合物放入板孔内，从试剂瓶添加细胞，最后将另一种兴奋剂化合物添 加到该孔内。然后，将该混合物注入流式细胞仪。每种样品可以具有对其添加的不同类型和不同数量的试剂。在一个实施例中，利用分立 自动采样器臂，输送第一试剂和第二试剂以及任选附加试剂。
在一些实施例中，包括该系统的通道由其内径约为0.02英寸的聚 合物管构成。在另一个实施例中，利用PFA (PerFlouroAlkoxy)材料 将与气体渗透率有关的问题降低到最小。连接到系统液体池31的通道 通常由诸如约1/16英寸或者约0.094英寸的较大内径的管构成。在另 一个实施例中，如果为了縮短管的要求长度，而使切换阀3以及控制 阀17和18实际上非常靠近，则保持回路15和16由较大内径的管构 成。
在实施例中，控制单元42电连接到切换阔3、定位设备8、清洗 泵32、清洗液选择阀34、控制阀17和18、泵流控制阀27和28以及 泵29和30。控制单元42可以实现为独立控制所有安装设备的计算机。 控制单元42还可以通过可调调节器来设置供气压力41。还可以利用手 动压力调节器来控制供气压力。在实施例中，供气压力41被设置为少 许大于由检验仪器1产生的反向压力的值。例如，可以将供气压力设 置在超过反向压力约0.5至约2.0 psi之间。
现在，将在一些非限定性实施例中，解释具有上述配置的上述装 置的操作。优选地，根据来自控制单元42的命令，执行该操作的控制。
首先，执行操作，以用系统液体填充所有的系统通道(除了废料 通道21和25以外)。命令定位设备8以使探针7移动到清洗台10中。 切换泵流控制阀27，以从池31到泵29连通系统液体。此后，通过来 自控制单元42的命令，使系统液体充入泵29。然后，切换泵流控制阀 27，以在输入通道4与保持回路15之间连通液体。将阀3切换到在输 入通道4与保持回路15之间连通液体的位置。
接着，切换控制阀17，以在保持回路15与泵通道19之间连通液体。命令泵29以将系统液体完全排入有效清除了空气而且均充入了系
统液体的泵通道19和保持回路15。然后，切换阀17，以在保持回路 15与连接到清洗泵32的清洗通道20之间连通液体。切换清洗液选择 阀34，以通过清洁液通道36流体可流动地连接清洗泵32和清洁液池 37。然后，接通清洗泵32，以使清洁液充入清洁液通道36。可以选择 可以清除样品残余物从而保证该通道具有未污染表面的任意清洁液。 清洁液的一些非限定性例子包括诸如乙醇、二甲基亚砜(DMSO)或者 去污剂的溶剂。然后，切换清洗液选择阀34，以通过通道35，流体可 流动地连接清洗泵32和系统液体池31。系统液体充入清洗泵32、清 洗通道20、控制阀17、保持回路15、切换阀3、输入通道4以及探针
然后，在经过足以使系统液体充入上述部件中的固定延迟后，断 开清洗泵32。如果加压系统液体池39连接到控制阀17，则切换阀17， 以通过加压通道22，从池39到保持回路15连通加压系统液体。在经 过使系统液体充入加压通道22的延迟后，切换控制阀17，以使保持回 路15内的液体连通到废料通道21。
为了使系统液体充入系统的第二分支，将阀3切换到在输入通道4 与保持回路16之间连通液体的位置。然后，对于系统的第二分支的等 效部分，重复系统的第一分支的上述一系列事件。所实现的系统状态 是探针7在清洗台10内，而且系统的所有通道(除了废料通道21和 25以外)都充有系统液体。在另一个实施例中，可以进一步对附加分 支执行使系统液体充入管线的过程。
图2A和2B示出本发明的另一个实施例，而且它们无意限制其范 围。图2A和2B示出估计样品容器9内的一个或者多个样品的一系列 步骤。在步骤43，该步骤43是图2A的开始点，对分支5执行清洗周 期68 (图3中做了进一步描述)。清洗周期68确保分支5被清洗，而 且使分支5充入系统液体。在一些实施例中，在分析样品之前，对样品容器9添加试剂可能有好处。试剂的非限定性例子包括兴奋剂、阻
断剂、调节物、染料、着色剂、细胞以及玻璃粉。如果在步骤44用户 选择对样品添加试剂，则在步骤45，对分支5执行试剂添加周期94。 在步骤64，通过对分支5执行混合与装载下一个样品周期110 (图5 将做进一步描述)。在步骤47，切换切换阀3，以流体可流动地连接 保持回路15和接口通道2。然后，执行两个并发和独立的处理。第一 处理包括步骤48，而第二处理包括步骤49至53。
在第一处理中，在步骤48，通过对分支5运行注入样品与清洗接 口管线周期128 (在图6A中将做进一步描述)，将样品注入检验仪器 1，并且清洗接口通道2。在步骤49，第二处理首先确定是否存在要处 理的其他样品。如果所有样品均被处理，则通过进入步骤54，第二处 理终止。否则，在步骤50，通过执行清洗周期81 (在图3中将做进一 步描述)，清洗分支6。如果在步骤51，用户选择对样品添加试剂， 则在步骤52,对分支6执行试剂添加周期102 (在图4这将做进一步 描述)。在步骤53，通过对分支6执行混合与装载下一个样品周期119
(在图5中将做进一步描述)，将下一个样品装载到保持回路16内。 在步骤54完成这两个处理后，在图2B所示的步骤55，进行检查，以 确定是否对所有样品进行了处理。如果没有剩余样品，则在步骤65继 续执行。
如果存在要被处理的样品，则在步骤56，切换切换阀3，以流体 可流动地连接保持回路16和接口通道2。然后，执行两个并发并且独 立的处理。第一处理包括步骤57，而第二处理包括步骤58至62。
在步骤57，通过对分支6运行注入样品与清洗接口管线周期137 (在图6B中将做进一步描述)，所述第一处理使样品注入检验仪器1 而且清洗接口通道2。在步骤58，第二处理首先确定是否存在要处理 的其他样品。如果所有样品均被处理，则通过进入步骤63，第二处理 终止。否则，在步骤59，通过执行清洗周期68，清洗分支5。如果在步骤60，用户选择对样品添加试剂，则在步骤61，对分支5执行试剂 添加周期94。在步骤62，通过对分支5执行混合与装载下一个样品周 期110 (在图5中将做进一步描述)，将下一个样品装载到保持回路 15中。在步骤63完成两个步骤后，在步骤64，进行检查，以确定是 否所有样品均被处理。如果没有剩余样品，则在步骤65，继续执行， 否则，在上面描述的步骤47,继续执行。
在步骤65，通过执行清洗周期68，清洗分支5。然后，在步骤66， 通过执行清洗周期81，清洗分支6。在步骤67，完成样品处理，而系 统在准备状态下，以在替换样品容器9时，开始另一组样品的处理。
图3示出本发明的另一个实施例，而且它无意限制其范围。图3 示出清洗在此描述的该系统的两个分支的一系列步骤。在步骤69，通 过将探针7移动到清洗台10，开始起始清洗周期68。在步骤70，切换 控制阀17，以将清洗通道20连接到保持回路15。在一些实施例中， 被引入检验仪器1中的样品可以是疏水性的，因此易于粘附在通道壁 上。通常，需要利用清洁液来清洗通道，以减少一个样品与下一个样 品交叉污染的机会。可以选择能够清除样品残留物而且保证通道具有 非污染面的任意清洁液。清洁液的一些非限定性例子包括诸如乙醇、 二甲基亚砜(DMSO)或者去污剂的溶剂。
在步骤71，切换清洗液选择阀34，以连接清洁液通道36和清洗 泵32。然后，在步骤72，接通清洗泵32，以将清洁液泵送到控制阀。 在步骤73，引入用户规定的XI秒的延迟，以通过阀17、保持回路15、 切换阀3、输入通道4以及探针7，将清洁液总是泵送到清洗台10。所 需的实际时间可能根据所使用的系统以及通道的长度而发生变化。受 在此描述的公开的教导的本技术领域内的普通技术人员可以确定通过 该系统泵送清洁液需要多长时间。
如果清洗泵32仍在运行，则切换清洗液选择阀34，以将通道35连接到清洗泵32，如步骤74所示。该操作形成从系统液体池31出来 通过清洗泵32的系统液体流。在步骤75，引入用户规定的Y1秒的延 迟，以通过阀17、保持回路15、切换阀3、输入通道4以及探针7， 将系统液体总是泵送到清洗台10，这样清洗掉所有的剩余清洁液。所 需的实际时间可能根据所使用的系统以及通道的长度发生变化。受在 此描述的公开的教导的本技术领域内的普通技术人员可以确定清洗掉 清洁液需要多长时间。
在步骤76，断开清洗泵32,然后，在步骤77，切换控制阀17， 以连接泵通道19和保持回路15。在步骤78，切换泵流控制阀27，以 连接泵通道19和泵29。然后，在步骤79，从泵29排出所有流体。步 骤80示出完成清洗周期68。
如果利用分支6的相应单元代替分支5的所有单元，则该系统的 分支6的清洗周期81与分支5的清洗周期68相同。在步骤82至93, 示出清洗周期81。在步骤82，通过将探针7移动到清洗台10，开始初 始清洗周期81。在步骤83，切换控制阀18，以将清洗通道24连接到 保持回路16。正如上面对清洗周期68所述， 一些实施例涉及引入到检 验仪器1中的、疏水性且易于粘附在通道壁上的样品。可以对清洗周 期81使用与在清洗周期68使用的清洁液相同的清洁液。
在步骤84，切换清洗液选择阀34,以连接清洁液通道36和清洗 泵32。然后，在步骤85,接通清洗泵32，以将清洁液泵送到控制阀。 在步骤86，引入用户规定的X2秒的延迟，以通过阀18、保持回路16、 切换阀3、输入通道4以及探针7，将清洁液总是泵送到清洗台10。对 于分支5上的清洗周期68，在步骤86采用的X2秒可以与在步骤73 采用的时间相同或者不同。受在此描述的公开的教导的本技术领域内 的普通技术人员可以确定通过系统泵送清洁液需要多长时间。
清洗泵32仍在运行，切换清洗液选择阀34，以将通道35连接到清洗泵32，如步骤87所示。该操作形成从系统液体池31出来通过清 洗泵32的系统液体流。在步骤88，引入用户规定的Y2秒的延迟，以 通过阀18、保持回路16、切换阀3、输入通道4以及探针7，将系统 液体总是泵送到清洗台10，清洗掉所有剩余清洁液。所需的实际时间 可能根据所使用的系统以及通道的长度发生变化。对于分支5的清洗 周期68，在步骤88采用的Y2秒可以与在步骤75采用的时间两相同， 也可以不同。受在此描述的公开的教导的本技术领域内的普通技术人 员可以确定洗掉清洁液需要多长时间。
在步骤89，断开清洗泵32，然后，在步骤90，切换控制阀18， 以连接泵通道23和保持回路16。在步骤91，切换泵流控制阀28，以 连接泵通道23和泵30。然后，在步骤92，从泵30排出所有流体。步 骤93示出完成清洗周期81。
图4示出本发明的另一个实施例，而且它无意限制其范围。在图4 中，描述了将试剂添加到该系统的两个分支的一系列步骤。在步骤95， 通过切换控制阀17以连接保持回路15和泵通道19，开始试剂添加周 期94。然后，在步骤96，切换泵流控制阀27，以连接泵通道19和泵 29。然后，在步骤97，将探针7移动到用户选择的试剂瓶11。在步骤 98，通过对泵29发出吸入命令，将一定体积的试剂吸入探针7和输入 通道4。由该系统的用户选择吸入探针7和输入通道4中的试剂的体积， 而且该试剂的体积可以是完成相关测试所需的任意量。
然后，在步骤99，使探针7从试剂瓶移动到要装载的下一个样品 的样品容器。然后，在步骤100，通过对泵29发出分配命令，将试剂 分配到来自输入通道4的样品中。试剂添加周期94被示为在步骤101 中完成。
在利用分支6的相应单元代替分支5的所有单元的情况下，该系 统的分支6的试剂添加周期102与分支5的试剂添加周期94相同。在步骤103至109中示出试剂添加周期102。在步骤103，通过切换控制 阀18以连接保持回路16和泵通道23，开始试剂添加周期102。然后， 在步骤104，切换泵流控制阀28，以连接泵通道23和泵30。在步骤 105，探针7移动到用户选择的试剂瓶11。在步骤106，通过对泵30 发出吸入命令，将一定体积的试剂吸入探针7和输入通道4。由该系统 的用户选择吸入探针7和输入通道4中的试剂的体积，而且该试剂的 体积可以是完成相关测试所需的任意量。
然后，在步骤107，使探针7从试剂瓶移动到要装载的下一个样品 的样品容器。然后，在步骤108，通过对泵30发出分配命令，将试剂 分配到来自输入通道4的样品中。试剂添加周期1024被示为在步骤109 中完成。
图5示出本发明的另一个实施例，而且它无意限制其范围。在图5 中，描述了对系统的两个分支执行的混合以及装载下一个样品的一系 列步骤。对于某些类型的样品，例如，可以设置在样品容器9的底部 的活细胞或者玻璃粉，希望在将它吸入保持回路70之前，将该样品混 合几次。在步骤111，通过切换控制阀17以连接保持回路15和泵通道 19，开始混合与装载下一个样品周期110。在步骤112，切换泵流控制 阔27，以连接泵通道19和泵29。然后，在步骤113，使探针7移动到 要装载的下一个样品的样品容器9内。在步骤114，通过对泵29发出 吸入命令，可以将用户确定的样品混合量吸入探针7和输入通道4。然 后，在步骤115，通过对泵29发出分配命令，将样品分配到样品容器 9内。
系统用户可以确定完成要求的测试所需的任意数量的混合周期。 如果在步骤116没有完成用户确定数量的混合周期，则从步骤114重 复执行。否则，在步骤117，利用泵29，将用户确定样品数量和输入 通道废弃数量吸入保持回路15。该混合与装载下一个样品周期110被 示为在步骤118中完成。在利用分支6的相应单元代替分支5的所有单元的情况下，该系
统的分支6的混合与装载下一个样品周期119与分支5的混合与装载 下一个样品周期110相同。在步骤120至127，示出混合与装载下一个 样品周期119。在步骤120，通过切换控制阀18以连接保持回路16和 泵通道23,开始混合与装载下一个样品周期119。在步骤121，切换泵 流控制阀28，以连接泵通道23和泵30。然后，在步骤122，探针7然 后移动到要装载的下一个样品的样品容器9。在步骤123，通过对泵30 发出吸入命令，将用户确定样品混合数量吸入探针7和输入通道4。然 后，在步骤124，通过对泵30发出分配命令，将样品分配到样品容器 9。
系统用户可以限定完成要求的测试所需的任意数量的混合周期。 如果在步骤125中没有完成用户确定数量的混合周期，则从步骤123 重复执行。否则，在步骤126，利用泵30，将用户确定的样品数量和 输入通道废弃数量吸入保持回路16。混合与装载下一个样品周期119 被示为在步骤127中完成。
图6A和6B示出本发明的另一个实施例，它们无意限制其范围。 在图6A中，描述了对该系统的两个分支上的接口管线2注入样品并清 洗该接口管线2的一系列步骤。在步骤128，注入样品与清洗接口管线 周期开始。在将样品注入检验仪器1后，使样品流过接口通道2花费 的时间是显著的。如果检验仪器1是其速率可能低至接近1 pL/sec的 流式细胞仪的话，尤其如此。为了缩短样品注入时间，在步骤129，将 用户确定的对应于接口通道2容积的增加量(boost volume)被迅速从 保持回路15排入检验仪器1。例如，将样品注入检验仪器的速率可以 高至约10pL/sec或者更高。在另一个实施例中，将样品注入检验仪器 的速率可以高至50pL/sec或者更高。在又一个实施例中，将样品注入 检验仪器的速率可以高至100 ^L/sec或者更高。这样可以在短时间内 使样品的前部有效地进入检验仪器1。可以利用压力，也可以不利用压力进行注入。在步骤130，如果用
户没有选择使用加压样品传送，则在步骤131，通过利用泵29以常规 速度分配用户确定数量的样品，而将样品注入检验仪器l。否则，执行 步骤132和133。在步骤132，切换控制阀17，以连接保持回路15和 加压通道22。在步骤133，用户可以规定足以将样品注入检验仪器的 延迟。在步骤134，切换控制阀17，以连接保持回路15和废料通道21。 在步骤135，用户可以规定清洁延迟，使来自检验仪器1的反向压力回 洗接口通道2以进入清洗池13。如步骤136所示，完成了注入样品与 清洗接口管线周期128。
图6B示出对该系统的分支6执行的注入样品与清洗接口管线周期 137，而且如果利用分支6的相应单元代替分支5的所有单元，则它与 对分支5执行的注入样品与清洗接口管线周期128相同。在步骤138 至145中示出注入样品与清洗接口管线周期137。在步骤138,以高速 将用户确定的对应于接口通道2的容积的增加量从保持回路16排入检 验仪器l。例如，将样品注入检验仪器的速率可以高至约10 pL/sec或 者更高。在另一个实施例中，将样品注入检验仪器的速率可以高至50 pL/sec或者更高。在又一个实施例中，将样品注入检验仪器的速率可 以高至100 pL/sec或者更高。这样可以在短时间内使样品的前部有效 进入检验仪器1。
可以利用压力，也可以不利用压力进行注入。在步骤139，如果用 户没有选择使用加压样品传送，则在步骤140，通过利用泵30以常规 速度分配用户确定数量的样品，从而将样品注入检验仪器1。否则，执 行步骤141和142。在步骤141，切换控制阀18，以连接保持回路16 和加压通道26。在步骤142，用户可以规定足以将样品注入检验仪器 的延迟。在步骤143,切换控制阀18，以连接保持回路16和废料通道 25。在步骤144，用户可以规定使来自检验仪器1的反向压力回洗接口 通道2以进入清洗池13的清洁延迟。如步骤145所示，完成了注入样品与清洗接口管线周期137。
利用在此公开的高速样品供给设备将样品传输到任意类型的检验 仪器。优选地，利用在此公开的设备将样品传输到流式细胞仪。流式 细胞仪是众所周知的分析工具，它每秒可以分析几千种颗粒，而且可
以有效地分离和隔离具有特定性质的颗粒。例如，在第6,713，019号、 第5,824,269号、第5,367,474号、第5,135,502号以及第4,702,598号 美国专利描述的流式细胞仪中可以采用该高速样品供给设备，在此引 用这些美国专利的全部内容供参考。
对于在此描述的特定实施例、材料、制造过程以及使用方法，在 此仅供参考引用了所有专利。可以认为没有在这样的程度引用这些专 利供参考，即这些专利之任一表达或者表示了与在此明确表示的观点、 意见、特性或者定义不一致的观点、意见、特征或者定义(明示的或 者暗示的)。
尽管在此描述的被认为是本发明的典型优选实施例，但是根据在 此讲述的内容，本发明其他修改对于本技术领域内的技术人员是显而 易见的。因此，要求所附权利要求书保证所有这些修改均落入本发明 的实质范围内。因此，要求专利证书保护的内容是下面的权利要求书 限定和区别的本发明。
权利要求
1. 一种进行多路样品分析的方法，包括(a)利用机器人，从多个样品源中的第一样品源获取第一液体样品；(b)通过第一管线，将所述第一液体样品传送到仪器，以分析所述样品；(c)利用机器人，从多个样品源中的第二样品源获取第二液体样品；(d)通过第二管线，将所述第二液体样品传送到仪器，进行分析；(e)在所述第一管线将样品传送到所述仪器时，清洁所述第二管线；以及(f)在所述第二管线将样品传送到所述仪器时，清洁所述第一管线。
2. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括(g) 重复步骤(a)至(f)，以从所述全部多个样品源获取多个样品，并将它们传送到所述仪器。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述仪器是流式细胞仪。
4. 根据权利要求l所述的方法，其中从包括化学化合物、抗体、玻璃粉、活细胞或者固定细胞的组中独立地选择所述第一和第二液体样品。
5. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括步骤在将所述样品传送到所述仪器之前，将第一试剂传送到所述第一液体样品；以及在将所述样品传送到所述仪器之前，将第二试剂传送到所述第二液体样品。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中利用分立自动采样器臂来执行传送所述第一试剂和第二试剂。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中从包括化学化合物、抗体、玻璃粉、活细胞或者固定细胞的组中独立地选择所述第一和第二试剂。
8. 根据权利要求5所述的方法，其中在将所述样品注入所述仪器之前，将多个试剂添加到所述样品中。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中控制阀在所述第一和第二管线的每一个中交替清洁流体的传送和所述液体样品的传送。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述控制阀进一步实现传送大气压或者系统液体压力。
11. 根据权利要求9所述的方法，其中所述控制阀进一步设置废料通道。
12. —种用于将样品传送到仪器进行分析的装置，包括第一和第二样品传送管线，其中所述第一样品传送管线包括第一样品装载与注入分支，而所述第二样品传送管线包括第二样品装载与注入分支；流体流管理机构，用于将所述第一和第二样品传送管线交替地连接到所述仪器；至少一个清洁流体传送管线，用于将清洁流体送到所述流管理机构、所述第一样品传送管线以及所述第二样品传送管线；至少一个样品输入通道；至少一个控制阔，用于将清洁流体交替地传送到所述第一和第二样品传送管线，以使样品和清洁流体交替流过所述第一和第二样品传 送管线。
13. 根据权利要求12所述的装置，其中所述流体流管理机构包括位置切换阀。
14. 根据权利要求13所述的装置，其中所述位置切换阀包括四通 两位切换阀。
15. 根据权利要求13所述的装置，其中所述位置切换阀在第一模 式与第二模式之间进行切换。
16. 根据权利要求15所述的装置，其中所述位置切换阀的所述第一模式将所述第一样品传送管线流体可流动地连接到所述仪器，而将 所述第二样品传送管线流体可流动地连接到所述样品输入通道。
17. 根据权利要求15所述的装置，其中所述位置切换阀的所述第 二模式将所述第一样品传送管线流体可流动地连接到所述样品输入通 道，而将所述第二样品传送管线流体可流动地连接到所述仪器。
18. 根据权利要求12所述的装置，其中所述第一和第二样品传送 管线的所述样品装载与注入分支包括对称的样品装载与注入分支。
19. 根据权利要求12所述的装置，其中所述第一样品传送管线包 括第一样品保持回路，而所述第二样品传送管线包括第二样品保持回 路。
20. 根据权利要求19所述的装置，包括位于所述第一样品传送管 线内的第一控制阀和位于所述第二样品传送管线内的第二控制阀。
21. 根据权利要求20所述的装置，其中所述第一和第二控制阀分 别包括四个流体通道，该四个流体通道可以将所述第一和第二样品保 持回路连接到该四个流体通道之一。
22. 根据权利要求13所述的装置，其中所述四个流体通道之一连 接到泵流控制阀的输出端口。
23. 根据权利要求13所述的装置，其中所述四个流体通道之一连 接到所述至少一个清洁流体传送管线。
24. 根据权利要求13所述的装置，其中所述四个流体通道之一连 接到废料处理室。
25. 根据权利要求13所述的装置，其中所述四个流体通道之一连 接到受控气压源。
26. 根据权利要求12所述的装置，其中所述至少一个样品输入通 道连接到机器人型采样器定位设备。
27. 根据权利要求26所述的装置，其中所述定位设备包括一个或 者两个臂。
28. 根据权利要求27所述的装置，其中所述定位设备包括两个臂， 而且所述第二臂包括试剂输送泵。
29. 根据权利要求28所述的装置，其中所述试剂输送泵包括注射 泵、蠕动泵或者膜式泵。
30. 根据权利要求12所述的装置，其中所述仪器包括流式细胞仪。
全文摘要
在此公开了一种样品供给设备，该样品供给设备在清洁第二样品管线时从一个样品管线供给样品，然后，在清洁第一样品管线时从第二样品管线供给第二样品之间交替。陆续重复进行该过程，以便在较短的时间内，以更高速度分析多个样品。
文档编号G01N35/00GK101535815SQ200780008602
公开日2009年9月16日 申请日期2007年3月8日 优先权日2006年3月10日
发明者亚历克斯·奥肯 申请人:萨瑞纳生物技术有限责任公司