一体化样品预处理装置及方法_4

文档序号:9563124阅读:来源:国知局
]图11列举了根据某些实施例的单件式储槽14和末梢23可构造成如何在转动之前具有缩短的长度而在转动期间具有增大的长度。可通过在弹性体材料的薄壁部分中模制或以其它方式形成一个或多个(例如,一个到五个(示出了三个))的回旋部分90来实现伸长,弹性体材料的薄壁部分限定柱22,以便实现手风琴状的构造。一种适合的材料为注入模制的硅树脂,注入模制的硅树脂可在不破裂的情况下伸长50%至200%那么多。其它适合的材料可包括聚氨基甲酸酯和其它热塑性弹性体,且应当具有足够低的非特定蛋白质结合性能。
[0048]如果在装置的储槽部分中需要较大的刚度,则弹性体回旋部分90可一体模制到由聚丙烯或等同材料制成的预先模制的储槽的端部上。
[0049]图12示出了更简单的设计的实例,其中柱22包括直的且薄壁的部分91。已经从该实施例中消除了若干回旋部分。较薄的壁允许G力在离心作用期间延伸柱22的轴向长度。适合的薄壁厚度包括在大约0.015英寸至大约0.040英寸之间。
[0050]图13示出了一体模制设计的实例。交叉影线绘制的储槽是预先模制的。柱22使用透明的或实际上透明的弹性体材料(如液体注入模制(UM)的硅树脂、热塑性弹性体或等同的材料)一体模制在储槽上。适合的材料应当具有非特定蛋白质结合性能,该性能将不会牺牲相关样品蛋白质的回收。
[0051]根据某些实施例,可通过减少供给管柱22和/或末梢23的外表面的可用润湿表面面积来进一步改善样品滞留体积的减少,如通过在柱和/或末梢的外表面上包括粗糙表面或更有纹理的表面。该纹理表面可由表面粗糙部(小凸块)构成,表面粗糙部为至少大约10 μ的直径且大约10 μ的高度。这些表面粗糙部可使用低表面能量材料如聚丙烯、聚乙烯、PTFE或等同物模制在装置中。这些粗糙部创造出表面形貌,该表面形貌显著地减小了装置的表面上的润湿表面。粗糙部上仅最高点通过流体流润湿,且与样品流体相接触。谷或沟槽保持未润湿,且通过较薄的气体边界层覆盖,在此情况下,气体边界层通常地为空气。这显著地减少了润湿行为(憎水行为)造成的样品损失。这还显著地减少了可能由于样品流体的非特定蛋白质结合造成的发生损失的机会。低表面能量材料和其粗糙部表面几何结构(geometry)的组合可创造出称为莲花效应的效应,该效应有助于减少与流体的表面滞留相关联的样品损失以及低量高利益的蛋白质片段的不期望的结合。
[0052]在将表面粗糙部模制到装置中可能太困难或不可行的情况下,相同表面22和23可涂布有娃乳化溶剂(silicon solvent emuls1n),以便最大限度地减小装置的表面能量或可进行等离子处理。
[0053]在期望进一步最大限度地增大样品回收(特别是使用高价值的样品溶液)的情况下,最大限度地减小由滞留体积和非特定蛋白质结合造成的样品损失是不可避免的。当蛋白质样品的体积变得较小时,由装置内的滞留造成的样品的非期望的损失的重要性已经增大。根据某些实施例,具有偏压部件或隔膜的隔膜盖可包括在装置中,以便挽救样品溶液的损失,如,样品溶液累积在供给管的润湿开孔上。例如,当完成离心作用时,少量的样品可通过毛细作用带入到供给管的远端的内开孔中。该少量的样品或滞留体积可为5 μ L或10 μ L那么多。可通过促动偏压部件来在装置中创造出压力且迫使该滞留体积的一些或所有都离开装置,就可从装置的内开孔中抽出该滞留体积的一些或所有。
[0054]图15和图16示出了隔膜盖300,在某些实施例中,隔膜盖300可附连(优选为铰接)到储槽/交换部件12上。作为优选,隔膜盖300不干扰装置盖72。在某些实施例中,隔膜盖300包括周边301和从周边301沿径向向内定位的偏压区302。偏压区302从周边301经由肩部303成阶梯状,且包括用以允许空气逃逸的孔口 320。在某些实施例中,隔膜盖300大体上为圆形,其中的周边301为环形圈,且偏压区也为圆形,且具有对应于部件12的样品储槽14的入口(例如,在凸缘16的位置处)的内径的直径。如可在图17中看到的那样,这样确定偏压区302的尺寸允许偏压区302的外周缘与部件12的内壁密封地接合。
[0055]如图18中所示,在某些实施例中,储槽/交换部件12的凸缘16的顶表面包括盖收纳部分305。盖收纳部分从凸缘16的顶表面的剩余部分沿轴向略微凹入且包括按钮306,该按钮306向上延伸超过凸缘16的顶表面的剩余部分。按钮306在形状上对应于盖300的周边301中的孔口 307,该孔口 307形成在周边部分308中,该周边部分308从周边301 (图16)的剩余部分沿轴向略微凹入(以肩部311,312的高度)。如图16和图17中所示,第二孔口 313从周边部分308沿径向向内限定。在某些实施例中,按钮306的顶表面316比孔口 307 (在图19和图21中最佳可见)的宽度更宽,因而阻止了盖300无意间从储槽/交换部件12移出。
[0056]凸缘16还包括沿径向凹入区307,沿径向凹入区307的形状和位置定位成与隔膜盖300上的沿轴向延伸的凸片309协作来允许隔膜盖300咬合到部件12上。因此,当隔膜盖300处于如图17中所示的封闭位置时,沿轴向延伸的凸片309定位在凸缘16的凹入区307中。在某些实施例中,沿径向凹入区307定位成与盖收纳部分305相对,且沿轴向延伸的凸片309类似地定位成与周边部分308相对。凸片309和凹入区307协作来使得隔膜盖能够单手操作。例如,使用者可将隔膜盖从其封闭位置移动至其开启位置,同时通过将他们的拇指的顶部放置在凸片的底部自由端下方且使凸片向上升高直到凸片从凹入区307释放来简单地保持装置。
[0057]图20和图21示出了处于开启位置的隔膜盖20。在开启位置上,隔膜盖300经由按钮306保持联接到凸缘16上。孔口 313限定径向轴线,盖300可围绕径向轴线在开启位置与封闭位置之间枢转,因而限定活铰链。图22示出了包括较大的过滤器(如15ml的过滤器50’ )的实施例的分解视图。在所示的实施例中,尽管可存在组件支座,但并未使用组件支座。
[0058]偏压部件或隔膜302由可变形的挠性材料制成,且因而在隔膜盖处于其封闭位置上的适当位置时,可容易地沿轴向偏斜,如通过使用者的食指偏斜。以此方式促动部件302在装置内创造出力,该力抽出供给管的内腔和远端管的内腔中的滞留流体,且因而减少或消除了滞留体积。
[0059]隔膜盖300允许具有或没有处于适当位置的螺纹盖70的装置组件的离心作用。
[0060]隔膜或偏压部件可为弹性体的或热成型的。
[0061]实例1:未和去除
在该规程中,样品的主要污染物有选择地结合到介质上,同时相关的成分保持在溶液中。当完成结合步骤时,获取溶液来用于进一步的分析。
[0062]添加结合白蛋白和IgG两者的珠粒来完全地组装结合、清洗、抽提和浓缩(BWEC)装置(例如,图9)。然后,添加血清样品且允许血清样品与珠粒相互作用,然后,珠粒通过经由与固定抗白蛋白抗体和固定蛋白质A相互作用而将白蛋白和IgG吸收到珠粒的表面上来有选择地除去白蛋白和IgG。在孵育步骤之后,珠粒通过离心作用与液体中的未结合的成分分离。通过BWEC装置中的玻璃料阻拦珠粒,同时包含相关分析物和生物标记的溶液传递至下方的室。该室可简单地为测试管,或其可为过滤装置(如Amicon Ultra - 0.5离心过滤单元),该过滤装置提供样品中的蛋白质生物标记可在珠粒除去时在相同的离心步骤中浓缩的利益。由于将除去的白蛋白和IgG处于很高的浓度且需要接触较大体积的珠粒来达到完全除去,故在珠粒孵育之前血清样品通常地需要10倍的稀释时,这对于亲和去除就尤其重要。一旦从稀释的样品中除去大量蛋白质,则剩余的相关目标通常地需要浓缩。因此,珠粒除去/分离的步骤和样品浓缩的步骤的联接减少了工艺流程中所需要的处理。
[0063]实例2:亲和纯化
本文阐明的是亲和珠粒如何用来纯化相关分析物的通常实例。在此情况下,珠粒用于有选择地结合目标,清洗掉污染物,且然后通过改变缓冲剂系统来从珠粒中抽提相关的分析物。
[0064]装有铜的固定金属亲和色谱(IMAC)珠粒与样品一起载入BWEC装置中,该样品包含联结至6X His亲和纯化标记上的融合蛋白质。已知的是就是6X His标记结合到装有铜的IMAC珠粒(也称为his标记珠粒)上。一旦完成结合,则装置进行离心分离来除去保持在溶液中的污染物,同时珠粒由装置中的玻璃料保持。珠粒可用附加的载入缓冲剂清洗来获得较清洁的纯化。然而,在没有过滤装置(例如,没有Amicon Ultra-0.5ml装置)的情况下完成最初的分离和清洗,且将未结合的溶液和洗出物作为废物收集在离心管的底部中。一旦清洗完成,则过滤装置(例如,Amicon Ultra-0.5装置)附接到BWEC装置的出口上,且添加将目标与珠粒分开的抽提缓冲剂。然后,在不需要附加转移步骤的情况下,在单次转动中在过滤装置中收集和浓缩纯化的目标。
[0065]实例3:缓冲剂交换
实例1和实例2仅利用了 BWEC装置的珠粒处理功能。现在描述的是缓冲剂交换能力。超过滤装置已经用于缓冲剂交换很久了。这通过简单地浓缩样品(例如,从500 μ L下降10倍至50yL)来完成,且然后用新的缓冲剂稀释回原始体积。在单个步骤中,这将引起大约10倍或90%的缓冲剂交换。这在
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