專利名稱：試樣處理細(xì)管的制作方法
與相關(guān)申請的相互引用本申請要求享有于2003年2月5日提交的第60/445304號(hào)美國臨時(shí)專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容都被結(jié)合到文中作為參考。下列美國專利申請所公開的內(nèi)容也被結(jié)合到文中作為參考第09/910233號(hào)、第09/782732號(hào)、以及10/241816號(hào)。
背景技術(shù)：
在執(zhí)行診斷性分析—尤其是在處理生物試樣中，常常需要進(jìn)行試樣制備。例如，在其狀況適于被進(jìn)行分析之前，生物試樣一般要經(jīng)過所要求的、且強(qiáng)化的處理過程。正確的試樣制備操作通常需要具備精確的條件例如特定的溫度、濃度、試劑體積，而且尤其要將那些可能干擾所需分析反應(yīng)的物質(zhì)去除掉。通常情況下，原試樣必須被移送到遠(yuǎn)方的它處，以便于在嚴(yán)密控制的實(shí)驗(yàn)室設(shè)定條件下由高級(jí)專業(yè)人員進(jìn)行正確的處理。常規(guī)的處理裝置和方法一般需要大型、高度復(fù)雜和精密的儀器設(shè)備。常規(guī)試樣處理操作的這些因素必然導(dǎo)致得到分析結(jié)果遲、成本高、破壞試樣的完整性、并限制了在許多情況下應(yīng)用診斷性分析的可行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的公開內(nèi)容提供了用于處理試樣的裝置和方法。所公開的裝置和方法便于通過多個(gè)處理步驟完成試樣的制備。
在一個(gè)方面，提供了一種試樣處理細(xì)管，其包括第一節(jié)段、第二節(jié)段、以及第三節(jié)段。各個(gè)節(jié)段都可由細(xì)管界定，且可以在流路上隔絕開，其中，至少在部分上是利用可破壞的封口實(shí)現(xiàn)阻隔的，節(jié)段可以是可膨脹的，以便于接納從其它節(jié)段排出的流體體積，節(jié)段還可以是可壓縮的，從而當(dāng)其被壓縮時(shí)基本上不含任何流體。每個(gè)節(jié)段中可包含至少一種試劑。
在另一方面，提供了一種處理試樣的方法，該方法包括步驟將試樣引入到一細(xì)管中，該細(xì)管被可破壞的封口分隔成多個(gè)在流路上隔絕開的節(jié)段，其中，細(xì)管具有用于接納廢料的近端和用于執(zhí)行分析的遠(yuǎn)端；利用一種能與試樣中某一預(yù)先選定組分具有特定結(jié)合性的物質(zhì)對細(xì)管某一節(jié)段中的試樣執(zhí)行培養(yǎng)；通過在含預(yù)選組分節(jié)段的末端鉗夾細(xì)管，并對該節(jié)段執(zhí)行擠壓，可將廢料從預(yù)選組分中去除；以及從一個(gè)流路隔絕的遠(yuǎn)端相鄰節(jié)段釋放試劑，以使試劑與預(yù)選的組分相混合，其中，釋放試劑的操作是通過對包含預(yù)選組分的節(jié)段與含試劑的節(jié)段中的至少之一節(jié)段的遠(yuǎn)端執(zhí)行擠壓而實(shí)行的，該擠壓可將可破壞的封口打開，并且將試劑擠入到含預(yù)選組分的節(jié)段中、或者是將預(yù)選組分?jǐn)D入到含試劑的節(jié)段中。
本發(fā)明所公開的裝置和方法較現(xiàn)有技術(shù)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。在某些實(shí)施方式中，對于某一所需的試樣處理方案，可在細(xì)管中預(yù)先包封一些試劑，因而將整個(gè)分析所用的材料都設(shè)置在一個(gè)方便的包裝中。在某些實(shí)施方式中，在處理過程的早期，就將廢料從所關(guān)心的目標(biāo)物中分離出去，以使得經(jīng)過處理的試樣不會(huì)接觸到已被未經(jīng)處理試樣觸碰過的表面。因此，未經(jīng)處理試樣中含有的微量反應(yīng)抑制劑不易對處理后的試樣造成污染，其中，這些反應(yīng)抑制劑可能覆蓋在細(xì)管的壁面上。


圖1A中表示了包括一細(xì)管的試樣管的示例性實(shí)施方式的前向正視圖，圖1B中表示了放置在一分析儀中的試樣管的剖視圖；圖2A是帶有一細(xì)管的試樣管的剖視圖，圖2B是試樣管另一示例性實(shí)施方式的透視圖；圖3A-3B分別是試樣細(xì)管一種示例性實(shí)施方式的正視圖和側(cè)視圖；圖4A中表示了放置在一分析儀中的試樣管的示例性實(shí)施方式的剖視圖，圖4B是對生物試樣一種實(shí)施方式的示意性特寫圖；圖5A-5B分別表示了放置在分析儀中的試樣管的示例性實(shí)施方式的剖視圖和透視圖；圖6A-6C中表示了接納了試樣的試樣收集裝置的實(shí)施方式的剖視圖；圖7A-7B分別表示了研磨系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式的剖視圖和透視圖；以及圖8-圖10中的圖線表示出了一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是利用本發(fā)明所公開裝置和方法的選定實(shí)例獲得的。
具體實(shí)施例方式
本文介紹了用于處理試樣的裝置和方法。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，分成幾個(gè)節(jié)段的細(xì)管構(gòu)成了一個(gè)用于接納、存儲(chǔ)、處理、和/或分析生物試樣的便利容器。在某些實(shí)施方式中，分段的細(xì)管有利于涉及多個(gè)處理步驟的試樣處理方案。在某些實(shí)施方式中，試樣可被收集到試樣細(xì)管中，該細(xì)管隨后被放置到一分析儀中，然后，分析儀對該細(xì)管及其內(nèi)容物進(jìn)行操作，以對試樣執(zhí)行處理。
一優(yōu)選的實(shí)施方式包括一柔性的細(xì)管，其可被一些可破壞的封口分成幾段隔間。各個(gè)節(jié)段中可包含用于處理試樣的各種試劑和緩沖劑。一些夾具和致動(dòng)器可按照各種組合形式、并遵從各種定時(shí)規(guī)律對細(xì)管施加作用，以引導(dǎo)流體的流動(dòng)，并使可破壞的封口爆裂?？善茐姆饪诘谋芽尚纬梢粋€(gè)細(xì)管內(nèi)表面，其基本上不阻擋流體的流動(dòng)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，隨著處理過程的進(jìn)行，生物試樣流被引導(dǎo)向細(xì)管的遠(yuǎn)端，而廢料流卻被按相反的方向排送向細(xì)管的開口，而初始時(shí)，試樣是從該開口輸入到細(xì)管中的。可利用一個(gè)帶有鎖止機(jī)構(gòu)的罩帽將該試樣入口密封起來，可永久性地密封，并在罩帽內(nèi)設(shè)置一個(gè)接納廢料的廢料室，以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)。該技術(shù)方案一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)在于經(jīng)過處理后的試樣不會(huì)接觸到已被未經(jīng)處理試樣碰觸過的表面。因此，未經(jīng)處理試樣中含有的微量反應(yīng)抑制劑不易對處理后的試樣造成污染，其中，這些反應(yīng)抑制劑可能覆蓋在細(xì)管的壁面上。
在某些實(shí)施方式中，細(xì)管是可膨脹的，從而能使一個(gè)節(jié)段接納多個(gè)節(jié)段內(nèi)一定體積的流體；這樣就能使試樣和試劑在一個(gè)節(jié)段內(nèi)經(jīng)歷一定的處理步驟，導(dǎo)致用于執(zhí)行分析的機(jī)械結(jié)構(gòu)更為簡單。采用可膨脹細(xì)管的實(shí)施方式的另一優(yōu)點(diǎn)在于可采用同樣的細(xì)管結(jié)構(gòu)將不同體積的試劑包封在節(jié)段內(nèi)，并允許根據(jù)所要執(zhí)行的分析按照不同的方式包裝同樣的細(xì)管。
裝置可包括一透明的柔性細(xì)管10(見圖1A-1B、2A-2B、3A-3B)，該細(xì)管可被制成多個(gè)節(jié)段，例如節(jié)段16、110、120、130、140、150、160、170、180、和/或190，且可通過擠壓使這些節(jié)段基本上變?yōu)楸馄綉B(tài)。在一實(shí)施方式中，細(xì)管可具有至少兩個(gè)節(jié)段。在另一實(shí)施方式中，細(xì)管可具有至少三個(gè)節(jié)段。柔性細(xì)管可在約2℃到105℃的溫度范圍內(nèi)保持其工作性能與試樣、目標(biāo)產(chǎn)物及試劑相容；很低的透氣性；最小限度的熒光性質(zhì)、和/或在頻繁的擠壓—彎曲循環(huán)過程中的彈性?？墒褂枚喾N材料來制成細(xì)管，這些材料的實(shí)例包括但不限于諸如聚丙烯或聚乙烯的聚烯烴；聚氨脂；聚烯烴共聚物和/或具有合適性質(zhì)的其它材料。細(xì)管的特性例如透明度、潤濕性、表面光潔度、表面電荷、以及熱彈性等能影響細(xì)管的性能。可通過一些示例性的處理措施來改善上述的這些特性，這些處理措施例如是拉單晶技術(shù)(Seeding)、等離子體處理、加入添加劑、以及輻射處理。在某些實(shí)施方式中，可在塑料中加入添加劑材料來改善選定的特性。例如，可加入滑爽添加劑—例如芥酸酰胺(erucamide)和/或油酰胺；在某些實(shí)施方式中，可加入所謂的“抗結(jié)塊”(anti-block)添加劑。添加劑在塑料材料中的濃度可在約0.01％到約5.0％的范圍內(nèi)。
可利用很多種合適的方法制造這樣的細(xì)管，例如可采用擠出成型、注塑成型、以及吹塑成型的方法。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，細(xì)管是被連續(xù)擠出的。用于制造細(xì)管的其它備選方法例如包括對可通過后續(xù)處理操作成型為合適的細(xì)管的薄膜執(zhí)行鑄造、擠壓或吹制。細(xì)管壁的材料可包括多層，該多層結(jié)構(gòu)是通過共擠工藝或薄膜疊層工藝形成的。例如，可將內(nèi)層選擇為具有很高的生物相容性，外層則被選擇為具有很低的透氣性。作為另一實(shí)例，可將內(nèi)層方便地制成可破壞的封口14(見圖2A-2B、3A-3B)，例如可剝離封口，而外層則可以是彈性且高度不滲透的。為用在本文的場合中，細(xì)管的壁厚優(yōu)選為約0.03mm到0.8mm。更為優(yōu)選地是0.03mm到0.5mm，且細(xì)管在1大氣壓數(shù)量級(jí)的外界壓力作用下就能基本上變?yōu)楸馄健?br> 在某些實(shí)施方式中，裝置至少一個(gè)節(jié)段的壁面是經(jīng)過韌化處理的，以便于可利用研磨運(yùn)動(dòng)打亂固態(tài)試樣或固態(tài)環(huán)境試樣的細(xì)胞團(tuán)，其中的固態(tài)試樣例如是活組織活組織檢查試樣。圖7A表示了這種韌化壁面結(jié)構(gòu)特征的一種實(shí)例，該結(jié)構(gòu)可以是設(shè)置在細(xì)管壁相對面上的微齒狀內(nèi)表面，兩內(nèi)表面是相互錯(cuò)開的，從而對細(xì)管的擠壓將形成一個(gè)沿細(xì)管軸線的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。可利用由合適彈性塑料制成的增強(qiáng)補(bǔ)丁來加強(qiáng)這些研磨壁109附近的細(xì)管壁，其中的彈性塑料例如是聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯。齒狀內(nèi)表面可用類似的合適材料制成。在另一實(shí)施方式中，可在細(xì)管的內(nèi)壁上貼附具有研磨表面特征的襯墊(例如圖5A-5B所示的襯墊214)?？衫庙g化的材料制造該襯墊，并利用常規(guī)的機(jī)械、電化學(xué)、或微機(jī)電方法來形成表面特征，以使得襯墊可耐受壓縮作用。
試樣細(xì)管10可被分隔成一個(gè)或多個(gè)節(jié)段16、110、120、130、140、150、160、170、180、和/或190，和/或分隔出幾個(gè)子節(jié)段18、121、122。在某些優(yōu)選實(shí)施方式中，節(jié)段是由可破壞的封口14形成的，這些封口14隔絕開了相鄰節(jié)段之間的流路連通。這樣的密封結(jié)構(gòu)例如可被用來將干態(tài)試劑與液態(tài)試劑分隔開，直到這兩種試劑可被重構(gòu)以執(zhí)行特定的分析為止；或者，該密封結(jié)構(gòu)可被用來分隔開能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的元素，直到希望它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)為止。如圖3A-3B所示，這種可破壞的封口14在細(xì)管10上的形成區(qū)域是那些相對壁面基本上結(jié)合到一起、但結(jié)合強(qiáng)度不足以阻止這些壁面隨后被扯分開的區(qū)域，其中，所述扯分開是指在不顯著損壞細(xì)管或先前已密封表面前提下的扯剝動(dòng)作。這樣的封口可被稱為“可剝離”的封口。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，可剝離密封區(qū)域可以是與細(xì)管軸向垂直的結(jié)合帶。其在細(xì)管長度方向上的跨度約為0.5mm到5mm，優(yōu)選地是約1mm到約3mm，最為優(yōu)選地是約為1mm。優(yōu)選地是，封口橫跨細(xì)管的整個(gè)寬度，從而將節(jié)段封口。在某些實(shí)施方式中，密封帶的高度或形狀是可變化的，和/或可被定向在與細(xì)管的軸線成一定角度的方位上；這樣的變化能改變封口的抗扯剝特性。
可通過向細(xì)管上需要形成可剝離封口的部位處施加受控的能量來在細(xì)管的相對壁面之間形成可破壞的封口14。例如，可按照特定的壓力將一溫度受控的密封頭壓到細(xì)管上，并抵接著砧板保持特定的時(shí)間間隔?？蓪囟?、壓力、以及時(shí)間的各種組合形式進(jìn)行選擇，以形成具有所需尺寸和扯剝強(qiáng)度的封口。例如可通過如下的部件來施加能量一溫度受控的密封頭，該密封頭被保持在105℃到140℃之間的恒定溫度下，以對聚丙烯制管材料執(zhí)行加熱；一致動(dòng)器，其能向所需的密封區(qū)域施加一個(gè)精確的壓力，該壓力在3大氣壓到10大氣壓之間；以及一控制系統(tǒng)，其用于按照特定的周期時(shí)間驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的動(dòng)作程序，該時(shí)間周期在1到30秒之間。采用這樣的方法，可在聚丙烯細(xì)管上形成令人滿意的封口，使得封口在受到1大氣壓數(shù)量級(jí)的內(nèi)部壓力作用時(shí)能被撕剝離?？捎糜谙蚣?xì)管提供密封能量的其它備選技術(shù)包括RF法和超聲焊接。
在其它一些實(shí)施方式中，可使用替代的細(xì)管材料和材料混合物來優(yōu)化可剝離封口的性能。例如，可按照一定比例將熔融溫度不同的兩種聚丙烯聚合物混合起來，以使得材料的組成成分和熔融特性對于可剝離的密封構(gòu)造而言是優(yōu)化的。作為可剝離封口14的替代措施或補(bǔ)充措施，柔性細(xì)管還可具有一個(gè)或多個(gè)壓力閘門194，在通過向柔性細(xì)管的節(jié)段施加可控作用力來進(jìn)行測試的過程中，壓力閘門194能可逆地開啟和關(guān)閉。
可在細(xì)管節(jié)段內(nèi)嵌置一個(gè)過濾器。圖4A、圖5A-5B分別表示出了過濾器的一些實(shí)例206和216。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，可通過將多層柔性過濾材料疊置在一起而形成過濾器。過濾器的最上一層直接接觸到試樣，該最上層的孔徑被選擇為適于執(zhí)行過濾；過濾器的底層可包括一種孔徑很大的材料，在過濾過程中，當(dāng)施加壓力時(shí)，底層材料構(gòu)成了最上層的支持結(jié)構(gòu)。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，過濾器可被折疊起來而形成一個(gè)袋囊，且該袋囊開口端的邊緣被牢固地連接到細(xì)管的壁面上。通過擠壓細(xì)管的外部，可將帶有該過濾袋的節(jié)段基本上壓扁。
在示例性的實(shí)施方式中，一種或多種試劑或者以于態(tài)物質(zhì)的形式和/或液態(tài)溶液的形式被存儲(chǔ)到細(xì)管的節(jié)段內(nèi)。在試劑以干態(tài)形式存儲(chǔ)的實(shí)施方式中，可將液態(tài)溶液存儲(chǔ)到相鄰的節(jié)段內(nèi)，以便于試劑溶液的重構(gòu)。典型的試劑實(shí)例包括溶胞試劑、洗脫緩沖劑、洗滌緩沖劑、DNA抑制劑、RNA酶抑制劑、蛋白酶抑制劑、螯合劑、中和劑、離液鹽溶液、清潔劑、表面活性劑、抗凝血?jiǎng)⒚劝l(fā)溶液、異丙醇、乙醇溶液、抗體、核酸探針、肽核酸探針、以及硫代磷酸核酸探針。在其中一種試劑是離液鹽溶液的實(shí)施方式中，一種優(yōu)選的組分是異氰酸胍、鹽酸胍、或它們的組合物。在某些實(shí)施方式中，各種試劑相對于試樣輸入開口在細(xì)管中的儲(chǔ)放順序就反映了在采用該管體的方法中各種試劑的使用順序。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，試劑中包括能與試樣中預(yù)選組分形成特定結(jié)合的物質(zhì)。例如，某種物質(zhì)可與核酸形成特定結(jié)合，或核酸探針可與具有特殊堿基序列的核酸形成特定結(jié)合。
在另外一些示例性實(shí)施方式中，可將一種固態(tài)相基質(zhì)設(shè)置在細(xì)管的一節(jié)段內(nèi)，該基質(zhì)被用來俘集試樣中一種或多種選定的組分(如果試樣中存在這些組分的話)，這些組分例如是目標(biāo)微生物或核酸。俘集有助于使目標(biāo)組分富集，并能從試樣中去除反應(yīng)抑制劑?；|(zhì)可以是這樣的固態(tài)相材料在限定的化學(xué)條件和溫度條件下，其能俘集目標(biāo)細(xì)胞、病毒、核酸或其它選定的組分，且在不同的化學(xué)條件和溫度條件下，其能釋放這些組分。
在某些實(shí)施方式中，試劑可被涂覆在基質(zhì)上。可涂覆試劑的實(shí)例包括受體、配體、抗體、抗原、核酸探針、肽核酸探針、、硫代磷酸核酸探針、噬菌體、硅石、離液鹽、蛋白酶、DNA、RNA、DNA酶抑制劑、RNA酶抑制劑、以及萌發(fā)溶液。在某些實(shí)施方式中，基質(zhì)可被存儲(chǔ)到細(xì)管的一個(gè)干節(jié)段中，而在其它實(shí)施方式中，其儲(chǔ)存態(tài)為浸沒在液體中。在某些實(shí)施方式中，各種試劑相對于基質(zhì)以及試樣輸入開口在細(xì)管中的存放順序就反映了在應(yīng)用該裝置的方法中試劑和基質(zhì)的使用順序。
基質(zhì)可以是如下的形式珠粒、墊板、過濾器、薄層板、和/或細(xì)管壁面的一部分，或者可以是一收集工具。在基質(zhì)是多個(gè)珠粒的實(shí)施方式中，所述珠?？梢允枪枋榱?、磁珠、硅石磁珠、玻璃珠、硝化纖維素膠體珠粒、以及磁化的硝化纖維素膠體珠粒。在珠粒可為順磁性的某些實(shí)施方式中，可利用磁場來俘集珠粒。能將核酸分子選擇性地吸附到一涂覆有官能基團(tuán)表面的試劑實(shí)例例如被公開在第5705628、5898071、6534262號(hào)美國專利中，這些專利被結(jié)合到本申請中作為參考?？赏ㄟ^調(diào)整溶液中的離子強(qiáng)度、聚亞烷基二醇濃度來選擇性將核酸沉淀和可逆地吸附到固態(tài)相表面上，以完成分離。
如果這些固態(tài)相表面是順磁性的微顆粒、磁珠，且目標(biāo)核酸分子已被吸附到該表面上，則可在能保留核酸分子但去除其它分子的條件下洗滌該表面。利用該處理過程隔離出的核酸分子適于進(jìn)行毛細(xì)管電泳、核苷酸排序、逆轉(zhuǎn)錄、克隆、轉(zhuǎn)染、轉(zhuǎn)導(dǎo)、對哺乳動(dòng)物細(xì)胞的顯微注射、基因治療方案、在體外合成RNA酶探針、cDNA庫建設(shè)、以及聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)擴(kuò)增。某幾個(gè)公司出品了基于磁性的提純系統(tǒng)，例如QIAGEN公司的MagAttractTM、Cortex Biochem公司的MagaZorbTM、Roche Applied Science公司的MagNA Pure LCTM、以及Merck & Co公司的MagPrepSilica。所有這些藥盒都使用了帶有負(fù)電荷的顆粒，并對緩沖條件進(jìn)行調(diào)整，以選擇性地將多種核酸結(jié)合到珠粒上、洗滌珠粒、并在水性的緩沖劑中對珠粒執(zhí)行洗脫。上述這些公司所使用的許多產(chǎn)品都應(yīng)用了離液鹽，以利于將核酸沉淀到磁珠上。在第4427580、4483920、以及5234809號(hào)美國專利中介紹了此類系統(tǒng)的一些實(shí)例，這些專利被結(jié)合到本申請中作為參考。
在某些實(shí)施方式中，基質(zhì)可以是墊板214或30(見圖5A-5B、6A-6C)。在另外一些實(shí)施方式中，基質(zhì)墊板可包括紙層35、具有不同疏水性的交替紙層34、玻璃纖維過濾層、或具有規(guī)定孔徑的聚碳酸酯過濾層。在某些實(shí)施方式中，墊板可以是一過濾器，或者用于覆蓋住墊板表面上的選定區(qū)域的不可滲透的薄板38，所述過濾器具有預(yù)定的孔徑。這樣的過濾裝置可被用來從全血31和/或其它試樣中分離出白細(xì)胞32和紅細(xì)胞33(或其它顆粒體—例如病毒或微生物)。墊板214可被安裝到細(xì)管的壁面上(見圖5A-5B)，和/或安裝到一試樣收集工具26上。在某些實(shí)施方式中，可用試劑溶液來浸泡墊板，而在另外一些實(shí)施方式中，可用干燥的試劑涂敷墊板。
優(yōu)選的示例性實(shí)施方式可包括線性的排列結(jié)構(gòu)，其是由細(xì)管的兩個(gè)或多個(gè)節(jié)段110、120、130、140、150、160、170、180、和/或190(見圖1B)構(gòu)成的。線性的排列結(jié)構(gòu)便于使試樣、所生成的廢料、以及目標(biāo)物以可控的方式移動(dòng)穿過試管。原始的生物試樣可從細(xì)管第一節(jié)段110(見圖1B)的第一開口12(見圖2B)輸入。此后，從經(jīng)過處理后的試樣中產(chǎn)生的廢料可被向后移向該第一開口，而目標(biāo)物則被推向相反一端，由此減小目標(biāo)物被已粘附到細(xì)管壁面上的反應(yīng)抑制劑污染的可能性，并將目標(biāo)物局限在細(xì)管中一個(gè)干凈的節(jié)段中，該節(jié)段內(nèi)可含有適于對目標(biāo)物作進(jìn)一步處理的合適的試劑。某些實(shí)施方式可采用多個(gè)，至少三個(gè)節(jié)段，每個(gè)節(jié)段中都含有至少一種試劑。在某些實(shí)施方式中，這些節(jié)段可按照如下的順序來容納各種試劑第二節(jié)段內(nèi)的試劑可以是溶胞試劑、稀釋緩沖劑或洗滌緩沖劑、或基質(zhì)的其中一種；第三節(jié)段內(nèi)的試劑可以是基質(zhì)、溶胞試劑、洗滌緩沖劑或中和試劑的其中一種；第四節(jié)段內(nèi)的試劑可以是洗滌緩沖劑、懸浮緩沖劑、洗脫試劑、或核酸擴(kuò)增/檢測試劑。在某些實(shí)施方式中，這三個(gè)節(jié)段可連續(xù)地排列起來，而在另外一些實(shí)施方式中，這三個(gè)節(jié)段可被其間的其它節(jié)段間隔開。
在某些實(shí)施方式中，可設(shè)置一個(gè)壓力閘門194，以選擇性地關(guān)閉和開啟位于細(xì)管遠(yuǎn)端的第二開口，用于從細(xì)管中收集檢驗(yàn)過程中產(chǎn)生的制品，以便于在細(xì)管的外部作進(jìn)一步的處理。在某些實(shí)施方式中，該第二開口位于一個(gè)由兩個(gè)壓力閘門194和196限定的節(jié)段198上，該節(jié)段用于存儲(chǔ)從試樣處理節(jié)段獲得的制品。在某些實(shí)施方式中，將可破壞封口與壓力閘門組合起來，用于將細(xì)管中的內(nèi)容物傳送向第二開口。
在某些實(shí)施方式中，用于在輸入試樣后封閉管體的閉管裝置可包括一罩帽20(見圖1B)和/或夾具310。位于柔性細(xì)管第一開口與罩帽之間的接口或適配器52可被用來確保獲得牢固、氣密的密封。在一種示例性的實(shí)施方式中，該接口可帶有螺紋，并可在罩帽和/或具有合適剛性的管構(gòu)架50上設(shè)置錐形結(jié)構(gòu)62，從而，當(dāng)罩帽與管構(gòu)架被固定到一起時(shí)，螺紋64可被旋接起來，以使管構(gòu)架錐形結(jié)構(gòu)與罩帽錐形結(jié)構(gòu)相配合而形成合適的鎖止結(jié)構(gòu)。在該示例性實(shí)施方式中，需要轉(zhuǎn)動(dòng)1/2圈到1整圈來將罩帽從管保持器上拆下、或連接到管保持器上?？蛇x擇螺紋節(jié)距和接頭處錐角的組合方式，以便于既能便于制造、又能提供適當(dāng)?shù)姆答佔(zhàn)枇?，以提示使用者已形成了有效的密封。在其它一些?shí)施方式中，罩帽的鎖止裝置可包括搭扣配合、壓配合、和/或位于罩帽與管保持器之間其它類型的“扭轉(zhuǎn)—鎖止”結(jié)構(gòu)，還可采用類似的設(shè)計(jì)在這些設(shè)計(jì)中，罩帽被永久性地連接到細(xì)管上—例如通過鉸接或拴系罩帽的方法。
罩帽20和管構(gòu)架50都可用諸如聚丙烯等合適的注塑成型塑料制成。反過來，再利用永久性的氣密封口將管構(gòu)架50固定到柔性管上。罩帽的外部可制有凸紋或指握部，以利于對罩帽執(zhí)行操作。另外，罩帽20上可包括一個(gè)用于連接試樣識(shí)別標(biāo)志或標(biāo)簽的區(qū)域。作為另一個(gè)備選方案，可通過壓配合結(jié)構(gòu)或一個(gè)套環(huán)將罩帽直接連接到第一開口柔性管上，其中的套環(huán)將柔性管的開口抵壓到罩帽的一個(gè)突出部上，以便于形成氣密的密封。管罩帽與管保持器之間的鎖止結(jié)構(gòu)上可制有鍵銷或被引導(dǎo)著，從而使集成在罩帽上的收集工具36或構(gòu)造相對于管體具有明確的定向，由此便于對試樣執(zhí)行處理、以及將柔性細(xì)管壓扁。另外，罩帽上可帶有諸如棘輪等構(gòu)造或類似的保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，以防止罩帽在被安裝到柔性管的開口上之后被拆卸下來。
在某些實(shí)施方式中，用于封閉細(xì)管的罩帽20內(nèi)可包含一個(gè)空腔22，通過將罩帽體制成基本上中空就可形成該空腔。在某些實(shí)施方式中，中空部分從罩帽體的頂部延伸向位于罩帽體底部的一個(gè)孔口。為了形成腔室，可通過將一頂蓋固定到罩帽體上而將空腔的頂部封閉。頂蓋可與罩帽體制成一體。頂蓋可包括一個(gè)通氣孔26，或還包括一個(gè)附接的微生物屏障、過濾器或一種材料，其中的材料在被暴露到某種液體或特定的溫度中時(shí)可膨脹開而將通氣孔封閉。腔室的底部可保持開口狀態(tài)，或被一個(gè)可破壞的隔膜或閥封閉。中空腔室中還可包括一柔性薄膜或隔膜24?？衫媒n模塑、液態(tài)硅酮注塑成型、吹塑成型、和/或適于形成薄彈性結(jié)構(gòu)的其它方法來制造該柔性隔膜24。該柔性隔膜24可被植入到罩帽體空腔22組件中，以便于在將罩帽安裝到管體上后能將管體的內(nèi)部與外界有效地隔絕開。柔性隔膜可被設(shè)計(jì)成這樣在未從外部施加壓力的情況下，其固有的剛性保證其能處于優(yōu)選的已知變形狀態(tài)。作為另一實(shí)施方式，可用一柱塞取代該柔性隔膜。在一示例性的實(shí)施方式中，高度約為30mm、直徑為14mm的罩帽體是通過對合適的熱塑性塑料執(zhí)行注塑成型而形成的，該罩帽體內(nèi)部空腔的可用體積至少為500μL。罩帽體中的腔室可被改造用于其它用途—例如保持或配送某種試劑、作為容納廢料流體的儲(chǔ)容器、作為集成的收集工具的回縮空間、或上述用途的組合形式。
罩帽20上可集成有一收集工具30(見圖2B)，其例如是一拭簽、毛細(xì)管、液體滴管、接種環(huán)、注射器、吸液墊、鑷子、樣勺或粘取桿，以便于采集液態(tài)或固態(tài)的試樣，以及將這些工具插入到細(xì)管中。收集工具被設(shè)計(jì)成采集預(yù)定量的材料并將其淀積到管體中。收集工具自身也可存儲(chǔ)試劑。例如，收集工具上可包括一浸漬有干態(tài)鹽的拭簽，從而，當(dāng)該拭簽水合時(shí)，水將把鹽從拭簽上溶解到溶液中。另外，收集工具和罩帽可被設(shè)計(jì)成這樣在將試樣送入到細(xì)管中之后，可將收集工具部分收縮到罩帽體內(nèi)，從而使細(xì)管的節(jié)段基本上不受妨礙。
罩帽中的腔室22可被塑造成存儲(chǔ)一種試劑。為了實(shí)現(xiàn)此效果，例如可用一可破壞的隔膜或閥(圖中未示出)來封閉腔室的底部，從而，當(dāng)罩帽受到擠壓時(shí)，隔膜破裂而釋放出試劑。這樣的特征將是有用的，例如在罩帽與諸如拭簽或粘取桿一類收集工具制為一體的情況下。在這種情況下，從罩帽腔室釋放出的試劑可被用來將收集工具上的試樣沖洗到管體節(jié)段中，或被用來溶解收集工具上帶的試樣。還可通過擠壓柔性管節(jié)段以將流體從管體向上擠到罩帽腔室內(nèi)，利用該擠壓所產(chǎn)生的壓力將可破壞的隔膜開啟，這樣就能將試劑從罩帽腔室中釋放出來。罩帽內(nèi)的腔室可被改造成存儲(chǔ)廢料流體，該廢料流體是由細(xì)管內(nèi)發(fā)生的處理反應(yīng)產(chǎn)生的。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，腔室的底部可保留開口狀態(tài)，從而，當(dāng)其被連接到柔性細(xì)管的第一開口上時(shí)，可在細(xì)管與腔室之間形成一流體通道。隨著流體流入到罩帽腔室中，設(shè)置在罩帽中的柔性隔膜24將從起始狀態(tài)向上移動(dòng)，從而可容納流入的新流體。通過在罩帽體的頂蓋上設(shè)置一個(gè)通氣孔26，可有利于隔膜的這一運(yùn)動(dòng)。
在流體已被轉(zhuǎn)移到罩帽腔室中之后，一夾具310或致動(dòng)器312可進(jìn)行動(dòng)作而夾壓細(xì)管，從而將罩帽腔室的容積與細(xì)管節(jié)段有效地封隔起來。作為一種備選的實(shí)施方式，罩帽腔室可包括一壓力閘門或逆止閥(圖中未示出)，以阻止流體從罩帽腔室流回到管體節(jié)段中。作為另一種備選的實(shí)施方式，可取消柔性隔膜，且罩帽腔室頂蓋上帶有一個(gè)微生物屏障，以允許所含的氣體自由地散逸，但卻將所有的液體體積和傳染物蓄留在管體內(nèi)。作為另一種備選方案，可用柱塞取代柔性隔膜，柱塞將在軸向上向上運(yùn)動(dòng)，以容納從管體節(jié)段轉(zhuǎn)移到罩帽腔室內(nèi)的其它流體體積。在不悖離本發(fā)明范圍的前提下，可容易地構(gòu)思出將流體廢料容納在罩帽腔室內(nèi)的其它方法。
可設(shè)置一個(gè)基本為剛性的構(gòu)架50來保持著柔性細(xì)管10，通過約束細(xì)管的至少兩個(gè)遠(yuǎn)端可合適地進(jìn)行保持。在一示例性的實(shí)施方式中，第一點(diǎn)約束被設(shè)置成環(huán)繞著管體的第一開口將細(xì)管永久性地連接并密封到構(gòu)架上。可通過利用熱源和/或超聲源將柔性細(xì)管焊接到構(gòu)架上而實(shí)現(xiàn)該密封。作為備選方案，可利用乙烯乙酸乙烯酯的熱熔粘合接頭來形成該密封，或通過利用UV對環(huán)氧樹脂或其它粘接劑執(zhí)行固化以形成接頭來實(shí)現(xiàn)密封。在另外一些實(shí)施方式中，可利用機(jī)械方法密封細(xì)管，或?qū)⒓?xì)管與構(gòu)架夾塑模壓在一起。第二點(diǎn)約束被設(shè)置成將細(xì)管連接到構(gòu)架的底部上并加以密封。在該第二約束的一種示例性實(shí)施方式中，可利用熱焊接技術(shù)和/或超聲焊接法將細(xì)管的這一端部扁平地密封起來，并連接到剛性構(gòu)架上。作為備選方案，還可利用粘接劑或機(jī)械措施形成該接頭和封口。在一種備選的實(shí)施方式中，第二封口與第一封口類似，第二封口基本上是開口的，以便于能從第二開口接近柔性細(xì)管中的內(nèi)容物?？蓪?xì)管和構(gòu)架的材料進(jìn)行優(yōu)化以便于形成接頭。例如，可用聚丙烯材料來制造構(gòu)架，該聚丙烯材料的熔點(diǎn)低于較薄細(xì)管材料的熔點(diǎn)，由此可保證一個(gè)或多個(gè)焊接區(qū)能更為均勻地熔融。為便于細(xì)管與構(gòu)架之間的焊接，可將接頭區(qū)域制成錐縮形或其它形狀，以形成能量導(dǎo)向器或其它能增強(qiáng)焊接性能的常用特征。在一示例性的實(shí)施方式中，剛性構(gòu)架是用合適的塑料注塑而成的，其尺寸約為150mm長乘25mm寬。
剛性構(gòu)架50上可具有幾個(gè)便于壓縮和壓扁柔性細(xì)管的特征。例如，在一示例性的實(shí)施方式中，只在柔性細(xì)管10的兩軸向末端處對其進(jìn)行約束，以允許其具有最大的徑向自由度，從而避免了對細(xì)管執(zhí)行壓縮時(shí)妨礙其徑向運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí)施方式中，可通過在構(gòu)架上靠近管體第一開口的位置處設(shè)置一緩沖區(qū)以利于進(jìn)行擠壓。采用該緩沖區(qū)有利于使柔性細(xì)管從細(xì)管節(jié)段處基本受壓的形狀過渡到第一開口處基本上開口的形狀。剛性構(gòu)架上有利于對柔性細(xì)管進(jìn)行擠壓的其它有用特征還包括一個(gè)整體式的細(xì)管張緊機(jī)構(gòu)。在一種示例性的實(shí)施方式中，通過在剛性構(gòu)架上直接模制出諸如懸臂或片彈簧等結(jié)構(gòu)來形成該張緊機(jī)構(gòu)，由此可利用構(gòu)架、在所述細(xì)管的連接點(diǎn)處對其施加牽拉作用。
剛性構(gòu)架50有利于管體的標(biāo)識(shí)、把持、試樣的裝入、以及管體罩帽的配接。例如，構(gòu)架可提供另外的區(qū)域，以便于利用粘接到該區(qū)域上的標(biāo)簽或書寫文字80識(shí)別管體。構(gòu)架的塑料材料以及罩帽的材料可用顏色進(jìn)行編碼，以便于對裝置及其功能進(jìn)行辨認(rèn)。構(gòu)架可包括幾個(gè)特殊的特征例如改變厚度或設(shè)置鍵銷，以便于在將其放入到接收設(shè)備中或在制造過程中引導(dǎo)其定向。構(gòu)架可與一套筒90或包裝物配接，該套筒可對柔性細(xì)管進(jìn)行保護(hù)，以防止其在搬運(yùn)中被意外損害、暴露在光線中、和/或暴露受熱。剛性構(gòu)架的本體還提供了保持管體的、方便的結(jié)構(gòu)。構(gòu)架還可具有一個(gè)集成的收集工具32-例如導(dǎo)流片或樣勺，以便于將試樣收集到裝置中。構(gòu)架的試樣接收端還可帶有一錐形或漏斗形的內(nèi)表面，以便于將收集來的試樣導(dǎo)流到柔性管體中。
在某些實(shí)施方式中，提出了利用上述裝置從生物試樣中提取核酸的方法。在某些實(shí)施方式中，該檢驗(yàn)中事件的進(jìn)程包括1)利用收集工具收集生物試樣；2)柔性細(xì)管，其可包括多個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段中容納著在檢驗(yàn)過程中所需的試劑，并且收集到的試樣可通過細(xì)管中的第一開口被引入到其中；3)至少一種基質(zhì)，其可被設(shè)定在可控的溫度和/或其它條件下，以便于在設(shè)定的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)俘集目標(biāo)有機(jī)體或核酸；4)未經(jīng)處理試樣中的有機(jī)體或分子不會(huì)結(jié)合到基質(zhì)上，因而可通過輸送液體來將這些物質(zhì)排除到一廢料儲(chǔ)容器中；5)將廢料存儲(chǔ)到一廢料儲(chǔ)容器中，其中，可通過一夾壓著細(xì)管的夾具和/或致動(dòng)器將儲(chǔ)容器與目標(biāo)物分離開；6)從細(xì)管的另一節(jié)段釋放出洗滌緩沖劑，該緩沖劑可將反應(yīng)抑制劑去掉；7)在受控的溫度下進(jìn)行培養(yǎng)之后，從另一節(jié)段釋放出一種洗脫試劑，其可釋放結(jié)合到基質(zhì)上的目標(biāo)物；以及8)利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)檢測核酸，或者通過細(xì)管上的第二開口收集核酸。在示例性的實(shí)施方式中，在檢驗(yàn)過程中，試樣流從第一開口流向細(xì)管的遠(yuǎn)端，而廢料卻流向細(xì)管上封閉的試樣輸入開口，在該開口處，細(xì)管罩帽中的廢料腔室接納了廢料，以進(jìn)行存儲(chǔ)。因此，可避免已處理后的試樣與反應(yīng)器上已接觸過未處理試樣的表面發(fā)生不利的接觸，因此，可防止由于未處理試樣中含有的微量反應(yīng)抑制劑對反應(yīng)過程造成抑制，其中，抑制劑可覆蓋在反應(yīng)容器的壁面上。
某些實(shí)施方式可包含使用試管1的方案，試管1帶有被分為多個(gè)節(jié)段(例如節(jié)段16、110、120、130、140、150、160、170、180、和/或190)的柔性細(xì)管10，這些節(jié)段橫交細(xì)管的縱向軸線，且其中可包含一些試劑—例如試劑210、221、222、230、240、250、260、270、280、和/或290；還使用了一個(gè)分析儀，該分析儀可具有多個(gè)致動(dòng)器—例如致動(dòng)器312、322、332、342、352、362、372、382、和/或392；多個(gè)夾具—例如夾具310、320、330、340、350、360、370、380、和/或390；以及一些模塊，例如模塊314、344、和/或394(為了簡化，未對其它模塊作標(biāo)注)；將致動(dòng)器與夾具相對放置以對試樣進(jìn)行處理?？衫眠@些致動(dòng)器、夾具、和/或模塊的各種組合形式來有效夾住被封閉的細(xì)管，由此將流體分隔開。在示例性的實(shí)施方式中，所述致動(dòng)器或模塊中的至少之一可具有熱控元件，用于控制細(xì)管節(jié)段的溫度，以利于對試樣執(zhí)行處理。試樣處理裝置還可具有至少一個(gè)磁場源430，其能向某一節(jié)段施加磁場。試樣處理裝置還可具有一檢測裝置492-例如光度計(jì)或電荷耦合器件，用于監(jiān)控細(xì)管內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)或反應(yīng)是否完成。
組合應(yīng)用該試管和分析儀能完成許多試樣處理操作?？赏ㄟ^使用試樣收集工具30或管構(gòu)架50上的結(jié)構(gòu)32來完成對試樣的采集，其中的收集工具可被設(shè)置在罩帽20中，試樣例如是血液、唾液、血清、泥土、組織活組織檢查、大便或其它固態(tài)/液態(tài)的試樣。在收集了適當(dāng)量的試樣之后，可將罩帽蓋在管體的第一開口上，以封閉管體，且將試樣放入到第一節(jié)段內(nèi)。在該步驟之后，可利用罩帽中獨(dú)立腔室所容納的試劑將收集工具上帶有的試樣沖洗掉或重新懸浮，其中，可通過擠壓罩帽的一部分而完成釋放。然后，可將試管裝入到分析儀中，以執(zhí)行進(jìn)一步的處理?？稍诠荏w上設(shè)置識(shí)別措施—例如條形碼或RF標(biāo)簽，以分析儀和/或操作人員可讀出的格式指明試樣的身份。
可通過向柔性細(xì)管施加壓力以將細(xì)管壁的結(jié)合表面不可逆地分離，就能破開細(xì)管節(jié)段的可破壞封口，可使用致動(dòng)器來施加所需的壓力，以便于對內(nèi)含流體的細(xì)管節(jié)段施壓，從而破開了可破壞的封口。在節(jié)段被兩個(gè)可破壞封口A和B限界的實(shí)施方式中，通過利用一個(gè)致動(dòng)器或夾具對封口B區(qū)域?qū)嵤┪锢肀Ｗo(hù)，以防止在向節(jié)段施加壓力以破口封口A時(shí)使封口B破開，由此，分析儀可優(yōu)先破開封口A。作為備選方案，也可通過按照精確的方式向封口A鄰接的節(jié)段施加壓力來優(yōu)先破開封口A；利用在相鄰節(jié)段內(nèi)產(chǎn)生的壓力首先將封口A破開；在封口A被破開之后，由于另一節(jié)段的容積被合并到一起，所以兩節(jié)段之間的壓力會(huì)顯著下降；被合并節(jié)段中降低的壓力不足以將封口B破開。可采用這種方法來逐次破開各個(gè)可破壞的封口，且無需使用保護(hù)性的致動(dòng)器和/或夾具。作為另一備選形式，封口A的粘合力可弱于封口B的粘合力，從而使封口A在較低的壓力下先于封口B破開。
將流體從一個(gè)節(jié)段轉(zhuǎn)移到另一節(jié)段的方法例如可包括步驟釋放位于第一節(jié)段一端處的夾具；對第一節(jié)段另一端處的夾具加壓；釋放第二節(jié)段上的一個(gè)致動(dòng)器；以及對第一節(jié)段上的致動(dòng)器進(jìn)行壓縮，以將液體從第一節(jié)段移動(dòng)到第二節(jié)段。作為備選方案，在釋放了第二節(jié)段上的致動(dòng)器之后，可取消或打開夾具。
可通過如下的過程完成相鄰節(jié)段內(nèi)兩種物質(zhì)(其中至少一種是液體)的混合過程松開兩節(jié)段之間的夾具；將第一節(jié)段內(nèi)的液體經(jīng)破開的封口移動(dòng)到第二節(jié)段內(nèi)；以及交替擠壓第二節(jié)段和第一節(jié)段，以使液體在兩節(jié)段之間流動(dòng)。
利用一致動(dòng)器對一細(xì)管節(jié)段交替加壓和減壓，與此同時(shí)，該致動(dòng)器兩側(cè)的夾具夾壓著細(xì)管，通過這樣的操作可執(zhí)行攪動(dòng)。在另一實(shí)施方式中，可通過使液體在至少兩個(gè)節(jié)段之間來回移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)攪動(dòng)。
在某些實(shí)施方式中，某一細(xì)管節(jié)段中所含液體的體積超過操作方案所需的體積，可按照如下的方法執(zhí)行調(diào)整節(jié)段內(nèi)液體體積的過程擠壓該細(xì)管節(jié)段，以減小管壁之間的間隙，由此將節(jié)段的體積設(shè)定為所需的量度，并使多余的液體流向相鄰節(jié)段；將一夾具夾在該節(jié)段或相鄰致動(dòng)器的端部；利用夾具或致動(dòng)器封閉細(xì)管節(jié)段，使得調(diào)整后的液體量留在該節(jié)段內(nèi)。
去除氣泡的方法可包括操作攪動(dòng)含帶氣泡液體的節(jié)段。去除氣泡的另一種方法可包括操作攪動(dòng)含液體的第一節(jié)段，同時(shí)封閉第二節(jié)段；開啟第二節(jié)段，并將液體從第一節(jié)段移動(dòng)到第二節(jié)段；攪動(dòng)第二節(jié)段，并調(diào)節(jié)第二致動(dòng)器的位置，以將液體—空氣的界面移近或高于第二節(jié)段的上端，然后，將第二節(jié)段的上端夾住，從而形成了一個(gè)完全被液體灌滿、不帶有氣泡的節(jié)段。
通過采用液體運(yùn)動(dòng)的方法可完成稀釋過程，其中，在其中一個(gè)節(jié)段內(nèi)含有稀釋劑，而另一節(jié)段內(nèi)則含有要被稀釋的物質(zhì)。
利用分開存儲(chǔ)在不同細(xì)管節(jié)段或子節(jié)段中的干態(tài)組分和液體組分重構(gòu)一種試劑的方法可包括步驟擠壓含液體組分的細(xì)管節(jié)段或子節(jié)段，以破開與干試劑節(jié)段相連的可破壞封口，將液體組分移入到干試劑節(jié)段或子節(jié)段內(nèi)，并通過混合方法將干試劑與液體組分混合起來。
可利用一過濾器206(見圖4A)來執(zhí)行過濾，過濾器206位于兩節(jié)段或子節(jié)段之間。例如，可將全血試樣沉積到一個(gè)帶有過濾袋的第一節(jié)段內(nèi)。過濾袋的孔徑可被選擇為適于過濾血細(xì)胞。然后，一夾具300可封閉節(jié)段上與過濾袋相反的一端，且一致動(dòng)器302可對第一節(jié)段加壓，以形成壓力，從而可擠壓血漿，使其流經(jīng)過濾器而流到第二節(jié)段中。在另一實(shí)施方式中，可使用凝結(jié)、聚合、膠合試劑來促使紅細(xì)胞與紅細(xì)胞結(jié)合，從而在過濾之前實(shí)現(xiàn)細(xì)胞群集，其中的試劑例如是針對紅細(xì)胞202表面抗原的抗體204，其可以使紅細(xì)胞發(fā)生凝結(jié)。過濾器的孔徑可被選擇成能擋住紅細(xì)胞集簇，但允許未聚集的細(xì)胞通過。向含紅細(xì)胞集簇和血液的第一節(jié)段施加壓力能豐富第二節(jié)段內(nèi)的白細(xì)胞208。
在某些實(shí)施方式中，通過利用一致動(dòng)器向具有韌化壁面的細(xì)管節(jié)段交替地加壓/減壓，來執(zhí)行研磨過程，其中，韌化壁具有微齒狀的內(nèi)表面109(見圖7A)，因此可在細(xì)管節(jié)段內(nèi)將固態(tài)試樣(例如組織活組織檢查試樣)破碎。在另外的實(shí)施方式中，可使用小玻璃珠和固態(tài)試樣來改善研磨性能。在另一實(shí)施方式中，可使用一個(gè)由電動(dòng)機(jī)452驅(qū)動(dòng)的研磨輪450來對細(xì)管節(jié)段中的試樣形成轉(zhuǎn)動(dòng)研磨，并驅(qū)使玻璃珠和生物試樣200運(yùn)動(dòng)，以提高研磨性能?？蓪?jié)段內(nèi)液體反應(yīng)物的溫度進(jìn)行選擇以改善研磨效果。
可通過設(shè)定對應(yīng)致動(dòng)器和/或模塊的溫度、并向節(jié)段施加壓力，以確保節(jié)段的管壁與致動(dòng)器和模塊保持足夠的表面接觸，并使細(xì)管節(jié)段內(nèi)的內(nèi)容物與周圍的致動(dòng)器和/或模塊具有基本上相同的溫度，由此可實(shí)現(xiàn)對節(jié)段中內(nèi)容物的培養(yǎng)。只要所有涉及的節(jié)段被設(shè)定成所需的溫度，則在所有的處理節(jié)段，培養(yǎng)過程都可進(jìn)行。
可通過在第一溫度下培養(yǎng)第一節(jié)段內(nèi)的流體，并將與第一節(jié)段相鄰的第二節(jié)段設(shè)定為第二溫度，在第一溫度下的培養(yǎng)完成之后，迅速將液體從第一節(jié)段移入到第二節(jié)段內(nèi)，并在第二溫度下進(jìn)行培養(yǎng)，由此，可實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)溫度的快速提升。
通過利用一個(gè)居中布置的致動(dòng)器以及其兩側(cè)的夾具(如果存在的話)對細(xì)管加壓，以形成一貫穿節(jié)段的薄層流動(dòng)通道，其間隙約1μm到500μm，優(yōu)選地是約5μm到500μm，由此可驅(qū)使流體流經(jīng)一流動(dòng)通道。相鄰的致動(dòng)器對與流動(dòng)通道保持流路連通的相鄰節(jié)段輕柔地施壓，以形成一個(gè)偏置的內(nèi)壓力，從而可確保薄層流動(dòng)通道具有基本上均勻的間隙。然后，兩側(cè)的致動(dòng)器對細(xì)管上各自對應(yīng)的節(jié)段交替地加壓和釋壓，以獲得流量可控的液流?？稍O(shè)置可選的流速、壓力、和/或力傳感器，以實(shí)現(xiàn)對流動(dòng)行為的閉環(huán)控制。這種形成流動(dòng)通道的方法可被用來執(zhí)行洗滌，以增強(qiáng)基質(zhì)的結(jié)合效率，且可進(jìn)行檢測。
可利用磁珠的固定和再次懸浮過程將珠粒與試樣液體分離開。由磁場源430(見圖1B)產(chǎn)生的磁場可作用于含磁珠懸浮液230的節(jié)段130上，以便于俘集珠粒，并將它們固定到管體壁上。在俘集過程中，可采用一攪拌過程。在另一實(shí)施方式中，可在存在磁場的節(jié)段上形成一流動(dòng)通道，處于流動(dòng)狀態(tài)的磁珠會(huì)被俘集，從而可增大俘集效率。為了使固定起來的珠粒重新懸浮，可關(guān)閉或撤消磁場，并使用攪動(dòng)或流動(dòng)通道法來促進(jìn)再次懸浮。
可將殘余的廢渣和反應(yīng)抑制劑從基質(zhì)上去除的洗滌過程可通過采用三個(gè)基本步驟來執(zhí)行首先，致動(dòng)器對一個(gè)含基質(zhì)的節(jié)段進(jìn)行擠壓，以基本上將液體從該節(jié)段中去除，其中的基質(zhì)例如是固定的珠?；虮“?。其次，可利用一過程將洗滌緩沖劑移向節(jié)段，此過程類似于用干態(tài)組分和液體組分重構(gòu)試劑的過程。對于由珠粒構(gòu)成的基質(zhì)，在執(zhí)行了珠粒再次懸浮過程之后，可將珠粒再次俘集到細(xì)管壁上。第三，在混合或攪拌過程之后，致動(dòng)器可對節(jié)段加壓，以將使用過的洗滌液體從節(jié)段中去除。在另一實(shí)施方式中，可在含基質(zhì)的節(jié)段中形成一流體通道，其中的基質(zhì)或者是固定的珠粒、或者是一薄層。單向流動(dòng)的洗滌液具有層流的特性，利用帶有基質(zhì)的流動(dòng)通道可形成這樣的單向流。最后，所有的致動(dòng)器和夾具(如果存在的話)可被關(guān)閉，從而基本上將所有的液體都從節(jié)段中去除掉。在另一實(shí)施方式中，基于稀釋作用的洗滌和基于層流作用的洗滌可結(jié)合起來，以進(jìn)一步增強(qiáng)洗滌效率。
通過將試樣加熱到設(shè)定的溫度、或通過加熱和使用化學(xué)試劑的組合方法來破壞細(xì)胞膜、細(xì)胞壁或無包覆層的病毒顆粒，由此可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的溶解。在另外一些實(shí)施方式中，利用化學(xué)試劑—例如蛋白酶K、以及離液鹽溶液對細(xì)胞實(shí)現(xiàn)溶解。所述化學(xué)試劑可被存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)細(xì)管節(jié)段內(nèi)，并利用上述的方法與試樣結(jié)合起來。在某些實(shí)施方式中，可將多個(gè)過程組合起來對固態(tài)試樣執(zhí)行破碎，以提高性能，其中的各個(gè)過程例如是化學(xué)細(xì)胞溶解、機(jī)械研磨以及加熱，固態(tài)試樣例如是從活組織檢查上收集的組織。
可利用一種基質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)微生物的俘集。在一實(shí)施方式中，可在基質(zhì)的表面上涂覆至少一種結(jié)合劑，其中的結(jié)合劑例如是抗體、抗原的配體或受體、目標(biāo)生物體的表面受體或配體(ASA)、核酸(HA)、肽核酸(PNA)和硫代磷酸核酸(PT)的探針，用于俘集與探針或目標(biāo)生物體互補(bǔ)的特定核酸目標(biāo)序列。在另一實(shí)施方式中，可將表面選擇為具有或涂覆有一帶靜電(EC)表面，諸如涂覆有二氧化硅或離子交換樹脂的表面，以便于基本上只是可逆地俘集核酸。在某些實(shí)施方式中，可將基質(zhì)預(yù)先以干燥態(tài)的形式包封在細(xì)管節(jié)段或子節(jié)段內(nèi)，且液態(tài)的結(jié)合緩沖劑可被封裝在另一節(jié)段內(nèi)?？衫蒙鲜龅姆椒▉碇貥?gòu)基質(zhì)和緩沖劑。
在某些實(shí)施方式中，在用基質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)之前，可用來自于相鄰節(jié)段的試劑對試樣執(zhí)行稀釋。在某些實(shí)施方式中，在對微生物執(zhí)行溶解之前，可將目標(biāo)生物體俘集到基質(zhì)上；而在另外一些實(shí)施方式中，可在目標(biāo)物的俘集步驟之前執(zhí)行溶胞步驟。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，可在理想的溫度下對攪動(dòng)條件下的基質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)，例如，對于活著的細(xì)菌性俘集物，理想的溫度為4℃，或者對于病毒性俘集物，理想溫度為室溫。在俘集之后可執(zhí)行洗滌步驟，以將試樣中殘余物和無益組分從細(xì)管節(jié)段中清除出去。
在某些實(shí)施方式中，可使用磁珠作為基質(zhì)，以俘集目標(biāo)物，可采用磁珠固定及再懸浮步驟來將珠粒與試樣液體分離開。在其它一些實(shí)施方式中，基質(zhì)可以是一墊板30或薄層214(圖5A-5B)，可在收集工具36中設(shè)置基質(zhì)30和214，和/或?qū)⒒|(zhì)粘附到節(jié)段內(nèi)的細(xì)管壁上。
通過進(jìn)行加熱、和/或在升高的溫度下將基質(zhì)放置到細(xì)管節(jié)段內(nèi)的溶液中進(jìn)行培養(yǎng)，就能實(shí)現(xiàn)洗脫。洗脫所需的優(yōu)選溫度是從50℃到95℃。在另外一實(shí)施方式中，通過改變?nèi)芤旱膒H值能實(shí)現(xiàn)洗脫，其中，基質(zhì)懸浮或埋淹在該溶液中。例如，在示例性的實(shí)施方式中，洗滌溶液pH值可以在4到5.5之間，而洗脫緩沖劑的pH值可在8到9之間。
通過將含細(xì)菌孢子的試樣與萌發(fā)溶液混合起來，并在合適的條件下對混合物進(jìn)行培養(yǎng)，就可完成孢子的萌發(fā)過程。萌發(fā)溶液可包含L-丙氨酸、肌苷、苯丙氨酸、和/或L-脯氨酸以及許多富含生長素的介質(zhì)中的至少一種，以允許從孢子中釋放出的預(yù)營養(yǎng)細(xì)胞能部分地生長。萌發(fā)過程優(yōu)選的培養(yǎng)溫度在20℃到37℃之間。通過用抗孢子抗體涂覆基質(zhì)，能從含活孢子和/或死孢子的試樣中選擇性地富集營養(yǎng)細(xì)胞?；畹逆咦幽軐⒍喾N營養(yǎng)細(xì)胞從基質(zhì)中釋放出來，這些營養(yǎng)細(xì)胞可被進(jìn)一步處理而檢測細(xì)菌種屬的核酸序列特征。在某些實(shí)施方式中，萌發(fā)溶液可被吸收到墊料中。
在某些實(shí)施方式中，通過利用如下方法中的至少一種對從生物試樣中提取出的核酸進(jìn)行，對核酸作了進(jìn)一步的擴(kuò)增處理，這些方法包括聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)、滾環(huán)擴(kuò)增(RCA)、連接酶鏈反應(yīng)(LCR)、轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增(TMA)、基于核酸序列的擴(kuò)增(NASBA)、以及鏈置換擴(kuò)增反應(yīng)(SDAR)。在某些實(shí)施方式中，從生物體中提取出的核酸可以是核糖核酸(RNA酶)，對它們的處理可包括耦合起來的逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)與聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)，可使用多種酶的組合物來完成該反應(yīng)，該組合物例如是Tth聚合酶與Taq聚合酶的組合物或逆轉(zhuǎn)錄酶與Taq聚合酶的組合物。在某些實(shí)施方式中，可使用T4 DNA連接酶或AmpligaseTM和引導(dǎo)核酸(例如DNA或RNA酶目標(biāo)物)對缺口環(huán)狀核酸探針執(zhí)行環(huán)化處理，然后，在體外執(zhí)行了選擇步驟之后，檢測是否形成了閉環(huán)的探針?？刹捎帽绢I(lǐng)域人員熟知的酶，利用PCR、TMA、RCA、LCR、NASA或SDAR法執(zhí)行該檢測步驟。在示例性的實(shí)施方式中，可使用用熒光標(biāo)記的核酸探針或加入染色劑的DNA、以及光度儀或分子分析儀中的電荷耦合器件來實(shí)時(shí)檢測核酸的擴(kuò)增，其中，光度儀或電荷耦合器件用于在核酸擴(kuò)增的過程中檢測熒光的增加。這些帶有熒光標(biāo)記的探針采用了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的檢測原理(即TaqManTM、molecular beaconsTM、熒光共振能量傳輸(FRET)探針、scorpionTM探針)，且一般采用了熒光猝滅、以及猝滅的釋放或?qū)晒饽芰繌囊粋€(gè)指示器傳向另一指示器的方式來檢測特定核酸的合成或出現(xiàn)。
可通過使用一個(gè)與模塊(例如模塊490)相連的傳感器492(見圖1B)來實(shí)現(xiàn)對細(xì)管節(jié)段發(fā)出信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測，其中的傳感器例如是光度儀、分光儀、或電荷耦合器件。在示例性的實(shí)施方式中，可利用一致動(dòng)器392向細(xì)管節(jié)段190施加壓力，以適當(dāng)?shù)叵薅?xì)管節(jié)段的形狀。信號(hào)的格式可以是一定波長(例如熒光波段)上的光強(qiáng)、光譜、和/或諸如是細(xì)胞或人造物品的圖像，其中的人造物品的圖像例如為定量點(diǎn)形式的圖像。為執(zhí)行熒光檢測，可采用從一光學(xué)系統(tǒng)激發(fā)出光線以對反應(yīng)進(jìn)行照射，并可利用光度儀檢測發(fā)射出的光線。為了檢測具有各自特定波長的多個(gè)信號(hào)，可利用專用的檢測通道或分光儀并行或依次檢測不同波長的信號(hào)。
本發(fā)明所公開的裝置和方法可被廣泛地實(shí)際應(yīng)用在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境檢測、以及其它的對生物試樣執(zhí)行檢驗(yàn)的場合中。可利用從被外科醫(yī)生切出的、腫瘤周圍組織活檢試樣中分離出的核酸來檢測癌前組織。在這些應(yīng)用中，可利用本領(lǐng)域公知的基因配型技術(shù)檢測出腫瘤抑制基因中的熱點(diǎn)突變和致癌基因原型。癌前組織通常存在體細(xì)胞突變，而體細(xì)胞突變則可通過將對活組織檢查試樣執(zhí)行基因型檢驗(yàn)的結(jié)果與患者的基因型進(jìn)行對比而容易地識(shí)別出，其中，使用白細(xì)胞作為核酸的來源。利用本領(lǐng)域公知的基因配型技術(shù)，從白細(xì)胞分離出的核酸可被用來檢測遺傳性變型和種系變異。此類變異的一些實(shí)例就是CFTR基因約25種已知的變異體，American College of Medical Genetics以及American College of Obstetricians and Gynecologiststs兩學(xué)會(huì)推薦用這些基因作產(chǎn)前診斷。遺傳變異的一些實(shí)例是葡萄糖-6-磷酸脫氫酶中高頻度的同位基因，其可影響對治療劑(例如是抗瘧藥伯氨喹)的敏感性。
與臨床有關(guān)的遺傳變異的另一實(shí)例是那些與加重病例狀況—例如Factor V Leiden同位基因，和加大血栓靜脈炎風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的同位基因。從細(xì)菌中分離出的核酸可被用來檢測基因編碼序列，以評(píng)價(jià)菌株的致病性。此類基因的一些實(shí)例是炭疽菌PXO1質(zhì)粒上的致命因子、保護(hù)性抗原A、水腫因子基因以及炭疽菌PXO2質(zhì)粒上的莢膜抗原A、B、C。這些基因序列的出現(xiàn)使得研究者能分辨出炭疽菌與無害的土壤細(xì)菌。從RNA酶病毒分離出的核酸可被用來檢測基因編碼序列，以檢測病毒是否存在或?qū)Σ《具M(jìn)行定量，以便于對受感染個(gè)體的治療給出指導(dǎo)意見。
這種分析的一個(gè)特別重要的應(yīng)用在于檢測人體免疫缺損病毒(HIV)，以指導(dǎo)抗逆轉(zhuǎn)錄病毒的治療。從DNA病毒中分離出的核酸可被用來檢測基因編碼序列，用以在用血液制造血液制品之前檢測血液中是否存在病毒。對熟悉本領(lǐng)域的人員來講，檢測血液試樣中的B型肝炎病毒是這種應(yīng)用的一種公知實(shí)例。檢測絞細(xì)牛肉中是否存在大腸桿菌外毒素是這種裝置在農(nóng)業(yè)中潛在應(yīng)用的一種實(shí)例。檢測表面上是否存在諾沃克病毒則是本發(fā)明應(yīng)用在公共衛(wèi)生環(huán)境監(jiān)控領(lǐng)域的一種實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1.從白細(xì)胞中分離基因組DNA并進(jìn)行檢測可在管體1(見圖1B)中完成DNA的分離及對DNA序列的檢測，該管體包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。細(xì)管的第一節(jié)段110可接納全血試樣。第二節(jié)段可包含稀釋緩沖劑，該緩沖劑具有40μl磷酸鹽緩沖液(PBS)221(其可包括137mM NaCl、2.7mM KCL、4.3mM Na2HPO4、1.4mM KH2PO4，pH值為7.3)以及250μg干蛋白酶K 222，該緩沖劑可分別被封裝在兩個(gè)被可剝離封口125分隔開的子節(jié)段121和122中。第三節(jié)段130中可包含50μl溶胞緩沖劑230，該緩沖劑中可包括離液鹽，該鹽溶液中含4.7M鹽酸胍、10mM尿素、10mM Tris HCl，其pH值為5.7；以及2％氚X-100。第四節(jié)段140可包含500μg磁性硅石顆粒240，其例如是MagPrepTM珠粒(Merck & Co出品)，這些珠粒懸浮在80μl異丙醇中。在存在離液鹽和乙醇的條件下，這些珠?？山Y(jié)合DNA。第五節(jié)段150可包含80μl沖洗緩沖劑250(其可包含50％乙醇、20mM NaCl、10mM Tris HCl，其pH值為7.5)。第六節(jié)段160可包含80μl 20mM的2-嗎啉基乙磺酸(MES)緩沖劑260，其pH值為5.3。可對MES緩沖劑的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使其足夠低，以防止DNA被從珠粒上洗脫走。第七節(jié)段170可包含80μl洗脫緩沖劑270(10mM Tris HCl，其pH值為8.5該緩沖劑是適于執(zhí)行PCR的緩沖劑的一種實(shí)例)?？蓪ο疵摼彌_劑的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使其足夠高，以便于將DNA從珠粒的表面上洗脫到緩沖劑中。第八節(jié)段180可包含干態(tài)的尿嘧啶-N-轉(zhuǎn)葡糖基酶(UNG)280。第九節(jié)段190可包含干燥后的PCR試劑290(其可包含10nmol如下物質(zhì)中的之一3-脫氧三磷酸核苷(dNTPs)、脫氧三磷酸腺甙(dATP)、脫氧三磷酸胞苷(dCTP)、脫氧三磷酸鳥苷(dGTP)；20nmol脫氧三磷酸尿苷(dUTP)、2.5μmol KCl、200nmol MgCl2、1-5單位的Taq DNA聚合酶、20-100pmol每一種低聚核苷酸引物、以及6-25pmol TaqMan探針)。節(jié)段190的端部194可被永久性地密封起來，或帶有一壓力閘門，以便于收集擴(kuò)增反應(yīng)的產(chǎn)物，以確認(rèn)基因配型檢驗(yàn)的結(jié)果，其中，基因配型檢驗(yàn)是通過DNA排序法或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它檢驗(yàn)方法進(jìn)行的。
對于基因配型，可將超過10μl的全血裝入到第一節(jié)段110中。然后，利用一罩帽20封閉細(xì)管，并將其插入到一分析儀中。對試樣的處理可包括如下的步驟
1.試樣的溶解。除了第一夾具310之外，所有的夾具都在細(xì)管上夾閉起來。第一致動(dòng)器312可對第一節(jié)段110進(jìn)行擠壓，以調(diào)節(jié)血液210的體積，目的在于將約10μl的血液保留在第一節(jié)段內(nèi)，然后，第一夾具310夾壓細(xì)管，以將該節(jié)段封閉。然后，第二致動(dòng)器322對第二節(jié)段120(子節(jié)段121、122)施壓，以將可剝離封口125破開，從而使PBS 221與蛋白酶K 222混合到一起。然后，第二夾具320張開，從而第二致動(dòng)器可對第二節(jié)段加壓，以將可剝離封口破開。第一、第二致動(dòng)器還可交替地?cái)D壓節(jié)段，以將稀釋緩沖劑與血液試樣混合起來。分析儀可將第一致動(dòng)器312和第二夾具320閉合，以將稀釋后的試樣移到第二節(jié)段120中，并可將第三夾具330張開，致動(dòng)器322、332交替地?cái)D壓細(xì)管節(jié)段130、120，以破開節(jié)段之間的可剝離封口，以便于將溶胞緩沖劑230與稀釋后的試樣混合起來，并在50℃的溫度下培養(yǎng)5分鐘?？赏ㄟ^使細(xì)管與設(shè)置在致動(dòng)器和/或與致動(dòng)器相對的模塊中的熱學(xué)元件進(jìn)行接觸，來保持上述的培養(yǎng)溫度。
2.核酸的俘集。在培養(yǎng)之后，第四夾具340可張開，且第四致動(dòng)器342可對第四節(jié)段140進(jìn)行擠壓，以破開可剝離封口，從而將懸浮在異丙醇240中的磁性硅石珠粒與節(jié)段130和/或120中的溶解液混合起來。致動(dòng)器322、332與相鄰的致動(dòng)器312、342可交替地?cái)D壓各自的節(jié)段，以在室溫下將混合物攪動(dòng)并培養(yǎng)5分鐘，以利于DNA結(jié)合到磁性硅石珠粒上。然后，利用設(shè)置在節(jié)段130附近的磁場源430產(chǎn)生一個(gè)磁場，以俘集處于懸浮態(tài)的珠粒。致動(dòng)器322和332可交替地?cái)D壓節(jié)段120和130以俘集珠粒。作為備選方案，致動(dòng)器332可擠壓節(jié)段130，以形成一流動(dòng)通道，兩側(cè)旁的致動(dòng)器322和342對各自對應(yīng)的節(jié)段交替地加壓，以提高俘集效率?；旧纤械闹榱６伎杀还潭ǖ焦?jié)段130的壁面上，然后，可將從致動(dòng)器342到夾具314之間的致動(dòng)器和夾具依次開啟、關(guān)閉，從而將未被結(jié)合的試樣和廢料移向廢料儲(chǔ)容器22。
3.洗滌。在俘集過程之后，可執(zhí)行一洗滌操作，以便于從珠粒和將要進(jìn)一步處理試樣的節(jié)段中清除掉殘余碎屑和反應(yīng)抑制劑。在該實(shí)施方式中，利用乙醇洗滌緩沖劑執(zhí)行基于稀釋作用的洗滌，并利用MES洗滌緩沖劑執(zhí)行基于薄層流動(dòng)的洗滌。可首先張開夾具350和致動(dòng)器342，然后可將致動(dòng)器352關(guān)閉，以將乙醇緩沖劑250移到節(jié)段240中，隨后可將夾具350閉合。通過對節(jié)段140和130執(zhí)行相同的處理過程，可將乙醇緩沖劑移向節(jié)段130。可撤消磁場；致動(dòng)器332和至少一個(gè)相鄰的致動(dòng)器可交替地?cái)D壓各自對應(yīng)的節(jié)段，以產(chǎn)生能重新懸浮起珠粒的流體。然后，可將磁場開啟，以基本上俘集所有的珠粒，且可通過采用上述的各種方法來將液體移向廢料儲(chǔ)容器。在完成了第一次洗滌之后，可將MES洗滌緩沖劑從節(jié)段160移到節(jié)段140中。致動(dòng)器332和夾具340、330可被輕柔地放松，以形成一貫穿節(jié)段130的薄層流動(dòng)通道。致動(dòng)器342可對節(jié)段140輕柔地加壓，以形成一定的內(nèi)部壓力，由此可確保薄層流動(dòng)通道具有基本上均勻的間隙。然后，致動(dòng)器342輕柔地對細(xì)管加壓，且致動(dòng)器322可松開細(xì)管，以確保洗滌緩沖劑基本上以層流的形式流過流動(dòng)通道。當(dāng)洗滌完成時(shí)，致動(dòng)器和夾具可被閉合，基本上所有的廢料都被移到了廢料儲(chǔ)容器22中。
4.核酸洗脫。然后，利用與上述操作類似的操作，可將洗脫緩沖劑270從節(jié)段170移向節(jié)段130?？蓪⒋艌龀废榱⒅匦聭腋〉皆诠?jié)段130與節(jié)段140之間流動(dòng)的洗脫緩沖劑中。在靜態(tài)、流動(dòng)或攪動(dòng)的條件下，將珠粒懸浮液在95℃的溫度下培養(yǎng)2分鐘。然后將磁場開啟，并使基本上所有的珠粒固定下來，且通過依次開啟和關(guān)閉致動(dòng)器和夾具將洗脫出的核酸溶液移到節(jié)段170中。致動(dòng)器372可對節(jié)段170加壓以將洗脫出核酸溶液的體積調(diào)整到50μl，然后，夾具370將細(xì)管夾緊，從而完成DNA的提取過程。
5.核酸擴(kuò)增及檢測。然后可將核酸溶液轉(zhuǎn)移到節(jié)段180中，并與UNG 280在37℃的溫度下混合、培養(yǎng)5分鐘，以消解生物試樣中可能存在的任何PCR污染產(chǎn)物。在培養(yǎng)之后，可將溫度升高到95℃并保持2分鐘，以改變DNA和UNG的特性。然后可將核酸溶液轉(zhuǎn)移到節(jié)段190中，并在60℃的條件下與PCR試劑290混合，以啟動(dòng)熱激發(fā)PCR過程。通過將節(jié)段180設(shè)定在95℃，并將節(jié)段190設(shè)定在60℃，且可通過閉合和開啟致動(dòng)器382和392來交替性將反應(yīng)混合物在各個(gè)節(jié)段之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，可實(shí)現(xiàn)通常的兩溫度50周期擴(kuò)增分析即2秒種95℃和15秒鐘60℃。通過將節(jié)段170設(shè)定在95℃，節(jié)段180設(shè)定在72℃和節(jié)段190設(shè)定在60℃，且可通過閉合和開啟致動(dòng)器372、382和392來交替性地將反應(yīng)混合物在各節(jié)段之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，可實(shí)現(xiàn)通常的三溫度50周期擴(kuò)增分析即2秒鐘95℃、10秒鐘60℃和10秒鐘72℃?？稍谀K394上安裝一個(gè)檢測傳感器492-例如光度儀，以通過細(xì)管壁的一部分實(shí)時(shí)監(jiān)控從報(bào)道因子染色劑發(fā)出的熒光。在完成了分析之后，可報(bào)告檢驗(yàn)結(jié)果，并通過擠壓節(jié)段190將試樣經(jīng)壓力閘門194傳遞到節(jié)段198，以便于進(jìn)一步進(jìn)行處理。
將10毫升經(jīng)乙二胺四乙酸(EDTA)處理的新鮮人全血裝入到預(yù)填裝的試管中，并在如文中所述的分析儀中進(jìn)行處理。利用VICTM-labeled TaqMan Minor Groove Binder探針和FAM-labeledTaqMan Minor Groove Binder探針來完成檢測，其中，前一探針與野生型血色素沉著(HFE)基因互補(bǔ)，而后一試劑與C282Y突變異種互補(bǔ)。圖8表示出了三次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和一次陰性對照的結(jié)果，在其中的陰性對照實(shí)驗(yàn)中，省略了模板DNA。由于這些試樣只包含野生型HFE等位基因，所以只顯示出了VIC熒光蹤跡。
實(shí)例2.從拭簽試樣中分離基因組DNA并進(jìn)行檢測可在管體1中完成DNA的分離及對DNA序列的檢測，該管體包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22，另外，還從罩帽的開口突伸出一個(gè)拭簽。除了第二節(jié)段120的第一子節(jié)段121中可包含有50μl PBS稀釋緩沖劑之外，所有的預(yù)包封試劑都與實(shí)例1中的試劑相同。
罩帽20上的拭簽可被用來從口腔、表面或本領(lǐng)域人員公知的其它可拭刮表面上收集試樣。在采集試樣之后，可將罩帽配接到細(xì)管上的，以將拭簽的試樣伸入到第一節(jié)段110中。然后，將細(xì)管插入到分析儀中。除了第一夾具310之外，可將所有的夾具閉夾到細(xì)管上。第二致動(dòng)器322對第二節(jié)段120(子節(jié)段121和122)施壓，以破壞可剝離封口125，將PBS 221與蛋白酶K 222混合起來。然后將第二夾具320張開，且第二致動(dòng)器對第二節(jié)段加壓，以破開可剝離封口，并將PBS和蛋白酶K試劑移動(dòng)到第一節(jié)段110中。將夾具320閉合，第一致動(dòng)器312交替地?cái)D壓和放松，以將拭簽試樣從拭簽頂端洗脫下來。在試樣被洗脫下去之后，第一致動(dòng)器312可擠壓第一節(jié)段110，且夾具320和第二致動(dòng)器322可張開，以允許將洗脫出的試樣轉(zhuǎn)移到第二節(jié)段中。然后，第二致動(dòng)器322對第二節(jié)段120加壓，以將洗脫得到試樣的體積調(diào)節(jié)為約50μl，然后，第二夾具320對細(xì)管加壓以封閉節(jié)段。后序的所有試樣處理步驟都與實(shí)例1中的步驟類似。
可用人造絲包端的無菌拭簽(Copan Italy)從供體面頰內(nèi)側(cè)刮取口腔上皮細(xì)胞。將拭簽浸入到20μl PBS中，并急速地?cái)噭?dòng)，以使細(xì)胞懸浮。將10毫升懸浮的細(xì)胞液裝入到預(yù)裝料的試樣細(xì)管中，并如文中所述的那樣在分析儀中進(jìn)行處理。利用VICTM-labeled TaqMan MinorGroove Binde探針和FAM-labeled探針來進(jìn)行檢測，其中，前一探針與野生型血色素沉著(HFE)基因相匹配，而后一試劑與HFE基因的282Y突變異種相匹配。
實(shí)例3.從血漿中分離細(xì)菌的DNA可在管體1中執(zhí)行血漿中的DNA的分離及對DNA序列的檢測，該管體包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。除了如下情況不同之外，所有的預(yù)包封試劑都與實(shí)例1中的試劑相同第二節(jié)段120的第一子節(jié)段121中包含有50μl PBS稀釋緩沖劑、第三節(jié)段130中含有100μl溶胞緩沖劑230、第四節(jié)段140中含有500μg磁性硅石珠粒，這些珠粒懸浮在異丙醇中。對于細(xì)菌性DNA的檢測而言，將超過10μl的血漿裝入到第一節(jié)段110中，然后按照實(shí)例1中描述的試樣處理步驟，利用預(yù)封裝的試劑對試樣執(zhí)行處理。
將約105的大腸桿菌O157H7細(xì)胞在人血漿中稀釋到10μl體積用于進(jìn)行分析。如上所述，在分析儀中進(jìn)行DNA的提取和檢測。識(shí)別O157H7的Stxl基因的標(biāo)記FAM的探針用于該檢測。圖10中顯示了伴有陰性對照(其中省略了大腸桿菌O157H7 DNA)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)施例4 從血漿中分離病毒RNA并檢測可在試管1中執(zhí)行從血漿中分離RNA并進(jìn)行RNA序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。除了如下情況不同之外，所有的預(yù)包封試劑都與實(shí)例3中的試劑相同第四節(jié)段140可以含有硅石膜、硅石片或硅石纖維網(wǎng)之一(它們的尺寸被調(diào)整到完全符合節(jié)段內(nèi)部)以及130μl的異丙醇；第九節(jié)段190可以含有干燥的RT-PCR試劑290，該試劑中可以含有10nmol以下物質(zhì)dATP，dCTP和dGTP；20nmol dUTP，2.5μmol KCl、200nmol MgCl2、1-5單位的Tth DNA聚合酶、20-100pmol每一種低聚核苷酸引物、以及6-25pmol TaqMan探針，有或無1-5單位Taq DNA聚合酶。
為了進(jìn)行病毒核酸的分離和檢測，可將超過50μl的血漿裝入第一節(jié)段110中。然后，除了改性的核酸俘集步驟和額外的逆轉(zhuǎn)錄步驟之外，其余按照實(shí)例1中描述的試樣處理步驟，利用預(yù)封裝的試劑對試樣執(zhí)行處理。對于核酸俘集步驟來說，可以將第四夾具340打開，第四致動(dòng)器342可以擠壓第四節(jié)段140以破開可剝離封口并使得溶胞試劑230與節(jié)段130內(nèi)的異丙醇240中的硅石膜接觸。致動(dòng)器332、342可交替地?cái)D壓各自的節(jié)段，以在室溫下將混合物攪動(dòng)并培養(yǎng)5分鐘，以利于核酸結(jié)合到硅石膜上。在核酸俘集之后，致動(dòng)器342可擠壓節(jié)段140，液體廢料可以移動(dòng)到廢物儲(chǔ)容器中。夾具330可以夾閉，致動(dòng)器332、342和352可以在節(jié)段130、140和150中形成一流動(dòng)通道，以允許乙醇洗滌緩沖液洗滌基質(zhì)。所有后續(xù)的試樣處理步驟都可與實(shí)施例3相同。附加的逆轉(zhuǎn)錄步驟可以在PCR擴(kuò)增前進(jìn)行，并包括在第九節(jié)段中，于65℃下用RT-PCR試劑將提取的RNA培養(yǎng)10分鐘。
實(shí)施例5 從全血中分離細(xì)菌DNA并進(jìn)行檢測可在試管1中執(zhí)行從全血中分離DNA并進(jìn)行DNA序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。第二節(jié)段120的子節(jié)段121中包含有50μl PBS稀釋緩沖劑、第三節(jié)段130中含有100μl溶胞緩沖劑230、第四節(jié)段140中含有10μg磁珠，如DynabeadsTM(Dynal Biotech)，共軛到懸浮于雜交緩沖液(100μl的2XSSC/0.1M EDTA)中的104-107肽核酸(PNA)探針的復(fù)制品上。所有其它預(yù)封裝的試劑可以與實(shí)施例1中所描述的一樣。
為了進(jìn)行細(xì)菌核酸的分離和檢測，將超過50μl的全血裝入第一節(jié)段110。然后，除了改性的核酸俘集步驟之外，其余按照實(shí)例1中描述的試樣處理步驟，利用預(yù)封裝的試劑對試樣執(zhí)行處理。對于核酸俘集步驟來說，可以將第四夾具340打開，第四致動(dòng)器342可以擠壓第四節(jié)段140以破開可剝離封口，并使得懸浮在雜交緩沖液240中的PNA偶聯(lián)的磁珠與溶胞試劑在節(jié)段130內(nèi)混合。致動(dòng)器322、332與鄰近的致動(dòng)器312和342可交替地?cái)D壓各自的節(jié)段，以在室溫下將混合物攪動(dòng)并培養(yǎng)15分鐘，以利于DNA雜交到與磁珠偶聯(lián)的PNA探針上。然后可以使用預(yù)封裝的試劑，按照與實(shí)施例1所述同樣的試樣處理步驟處理試樣。
實(shí)施例6 從全血中分離病毒RNA并檢測可在試管1中執(zhí)行從全血中分離RNA并進(jìn)行RNA序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。所有預(yù)封裝的試劑與實(shí)施例5的相同，除有以下不同第九節(jié)段190可以含有干燥的RT-PCR試劑290，該試劑中可以含有10nmol以下物質(zhì)dATP，dCTP和dGTP；20nmol dUTP，2.5μmol KCl、200nmol MgCl2、1-5單位的Taq DNA聚合酶、1-5單位的Tth DNA聚合酶、20-100pmol每一種低聚核苷酸引物、以及6-25pmol TaqMan探針。為了進(jìn)行病毒RNA的分離和檢測，將超過50μl的全血裝入第一節(jié)段110。然后除了附加的逆轉(zhuǎn)錄步驟之外，其余按照實(shí)施例1中描述的試樣處理步驟，利用預(yù)封裝的試劑對試樣執(zhí)行處理，所述逆轉(zhuǎn)錄步驟在擴(kuò)增前進(jìn)行，其中提取的RNA在第九節(jié)段190中，于65℃用RT-PCR試劑培養(yǎng)10分鐘。
實(shí)施例7 使用免疫磁性富集從全血中分離細(xì)菌可在試管1中執(zhí)行從全血中分離細(xì)菌DNA并進(jìn)行DNA序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。第二節(jié)段120可以包含干性磁珠，諸如Dyna beads，上面涂敷有對細(xì)菌表位特異的俘集抗體。第三節(jié)段130可以包含100μl PBS緩沖液230，用于控制試樣的pH和稀釋紅細(xì)胞濃度，以確保被俘集抗體有效的結(jié)合。第四節(jié)段140可以容納有包含干鹽(1μmolKHCO3，15μmol NH4Cl)的紅細(xì)胞溶解緩沖液和100μl的0.1mM的EDTA，pH8.0的緩沖液，裝在由可剝離封口分隔的兩個(gè)子節(jié)段中。第五節(jié)段150和第六節(jié)段160可分別含有80μl的PBS洗滌緩沖液。所有其它預(yù)封裝的試劑與實(shí)施例1的相同。
為了在全血中進(jìn)行細(xì)菌檢測，將超過50μl的全血裝入第一節(jié)段110。然后用罩帽20封閉細(xì)管并將其插入到分析儀中。試樣處理包括以下步驟1.目標(biāo)細(xì)胞的俘集。除了第一夾具310之外，所有的夾具都在細(xì)管上閉夾起來。第一致動(dòng)器312可對第一節(jié)段110進(jìn)行擠壓，以調(diào)節(jié)血液210的體積，目的在于將約50μl的血液保留在第一節(jié)段內(nèi)，然后，第一夾具310夾壓細(xì)管，以將該節(jié)段封閉。然后，第三致動(dòng)器332對第三節(jié)段130施壓，以將節(jié)段130和節(jié)段120之間的可剝離封口破開，從而使PBS與偶聯(lián)到磁珠上的抗體混合到一起，以重構(gòu)俘集溶液。然后，第二夾具320張開，從而第一致動(dòng)器312可對節(jié)段110加壓，以使血液試樣移動(dòng)到第二節(jié)段120和第三節(jié)段130。第二致動(dòng)器322和第三致動(dòng)器332可交替地?cái)D壓節(jié)段，以將俘集的溶液與血液試樣混合起來，并在4℃下培養(yǎng)該混合物15-30分鐘，以利于抗體結(jié)合到靶細(xì)胞上。然后，利用磁場源430產(chǎn)生一個(gè)磁場，并施加到節(jié)段130以俘集處于懸浮態(tài)的珠粒。致動(dòng)器322和332可交替地?cái)D壓節(jié)段120和130，以俘集珠粒。在基本上所有的珠粒都可被固定到節(jié)段130的壁面上后，可將從致動(dòng)器332到夾具310之間的致動(dòng)器和夾具依次開啟、關(guān)閉，從而將未被結(jié)合的試樣和廢料移向廢料儲(chǔ)容器22。
2.紅細(xì)胞溶解。在俘集目標(biāo)之后，第四夾具340打開并且第四致動(dòng)器可擠壓第四節(jié)段140以重構(gòu)紅細(xì)胞溶解緩沖液，并將緩沖液移送到節(jié)段230中。可除去由磁源430產(chǎn)生的磁場以允許珠粒重新懸浮。致動(dòng)器322和332可交替地?cái)D壓各自的節(jié)段以在室溫下攪動(dòng)并培養(yǎng)該混合物5分鐘，以促進(jìn)試樣中保留的紅細(xì)胞的溶解。然后，可在節(jié)段130上施加磁場，以俘集懸浮態(tài)的磁珠。當(dāng)基本上所有的珠粒都被固定到節(jié)段130的壁面上后，將未被結(jié)合的試樣和廢料移向廢料儲(chǔ)容器22。
3.洗滌。在結(jié)合步驟后可進(jìn)行兩個(gè)洗滌過程，這兩個(gè)洗滌過程都可使用預(yù)封裝在節(jié)段150和160中的PBS洗滌緩沖液。通過使用上述方法使用基于稀釋的洗滌進(jìn)行所述洗滌。
4.核酸洗脫。按照與實(shí)施例1所述類似的操作進(jìn)行洗脫。將珠粒懸浮液在95℃的溫度，靜態(tài)、流動(dòng)或攪動(dòng)條件下培養(yǎng)2-5分鐘以溶解俘集的靶細(xì)胞和釋放DNA。
5.核酸擴(kuò)增及檢測。通過與實(shí)施例1中所述相同的方法可以進(jìn)行實(shí)時(shí)PCR檢測。
實(shí)施例8 使用免疫磁性富集方法從全血中分離病毒RNA可在試管1中執(zhí)行從全血中分離病毒RNA并進(jìn)行序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。所有預(yù)封裝的試劑可以與實(shí)施例5中的相同，除了以下不同第二節(jié)段120可以包含干性磁珠，諸如Dyna beads，上面涂敷有對病毒表位特異的俘集抗體。第九節(jié)段190可以含有干燥的RT-PCR試劑290，該試劑中可以含有10nmol以下物質(zhì)dATP，dCTP和dGTP；20nmol dUTP，2.5μmol KCl、200nmol MgCl2、1-5單位的Taq DNA聚合酶、1-5單位的Tth DNA聚合酶、20-100pmol每一種低聚核苷酸引物、以及6-25pmol TaqMan探針。為了進(jìn)行病毒RNA的分離和檢測，將超過50μl的全血裝入第一節(jié)段110。然后除了改性的目標(biāo)俘集步驟和附加的逆轉(zhuǎn)錄步驟之外，其余按照實(shí)例7中描述的試樣處理步驟，利用預(yù)封裝的試劑對試樣執(zhí)行處理。對于目標(biāo)俘集步驟來說，可以在室溫下于節(jié)段120和130中，通過抗體偶聯(lián)磁珠俘集病毒體5分鐘。所述逆轉(zhuǎn)錄步驟在擴(kuò)增前進(jìn)行，其中包括將提取的RNA在第九節(jié)段190中，于65℃用RT-PCR試劑培養(yǎng)10分鐘。
實(shí)施例9 用掛鎖探針(padlock probes)和解鏈曲線分析進(jìn)行人DNA的多倍體分型可在試管1中執(zhí)行從全血中分離DNA并進(jìn)行DNA序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。所有預(yù)封裝的試劑可以與實(shí)施例1中的相同，除了第八節(jié)段180和第九節(jié)段190不同第八節(jié)段180可以包括兩個(gè)由可剝離封口分隔的子節(jié)段；第一子節(jié)段可以包含干性掛鎖探針和T4 DNA連接酶280，第二子節(jié)段可包含干性外切核酸酶I和外切核酸酶III。第九節(jié)段190可包含干性UNG和PCR試劑290(它可以包括3種dNTP各200μmol；100pmol PCR使用的低聚核苷酸、400μmol dUTP，1nmolKCl、0.1nmol MgCl2、5單位的Taq DNA聚合酶以及任選的12.5pmol的TaqMan探針或分子信標(biāo))。
為了基因分型，將超過10μl的全血裝入第一節(jié)段110中。然后可以按照實(shí)施例1(除了核酸擴(kuò)增和檢測步驟)中所描述的試樣處理步驟用預(yù)封裝的試劑處理試樣。在第七節(jié)段170中完成核酸提取步驟之后，致動(dòng)器372可以調(diào)節(jié)節(jié)段170中的核酸溶液體積至大約5-15μl，而將核酸溶液中的剩余部分保留在節(jié)段160中，160通過夾具370與節(jié)段170分開。然后致動(dòng)器372可以擠壓節(jié)段170以破開節(jié)段170和180之間的可剝離封口，而保持節(jié)段180的第一和第二子節(jié)段之間的可剝離封口完整?？梢栽诠?jié)段180的第一子節(jié)段中將提取的核酸與T4 DNA連接酶和掛鎖探針混合，然后可以將混合物移送到節(jié)段170中。保存在節(jié)段160中的剩余核酸溶液可被移送到節(jié)段170中?？梢栽?7℃條件下于節(jié)段170中將核酸溶液、掛鎖探針和T4連接酶培養(yǎng)15分鐘。然后該混合物可以移送到第八節(jié)段180中以破開節(jié)段180的第二子節(jié)段的可剝離封口，從而在37℃下，用外切核酸酶I和外切核酸酶III培養(yǎng)5分鐘來降解所有的線性DNA片段。培養(yǎng)后，可以在第八節(jié)段180中加熱該溶液到95℃，以滅活外切核酸酶和T4連接酶。然后該溶液可以被轉(zhuǎn)移到第九節(jié)段190中，與干性UNG和PCR試劑混合。UNG降解在引入試樣時(shí)可能存在的任何污染的PCT產(chǎn)品，并線性化和環(huán)化掛鎖探針，以利于報(bào)道基因序列的擴(kuò)增?？梢园凑諏?shí)施例1中所述執(zhí)行PCR的擴(kuò)增。安裝在模塊394上的檢測傳感器492可以通過細(xì)管壁的一部分實(shí)時(shí)監(jiān)測從報(bào)道基因染料的熒光發(fā)射?？梢赃M(jìn)行解鏈曲線分析以識(shí)別目標(biāo)?；蛘?，可以通過壓力閘門194將試樣轉(zhuǎn)移到節(jié)段198，以進(jìn)一步執(zhí)行核酸微陣列檢測或本領(lǐng)域其它的檢測技術(shù)。
實(shí)施例10 活細(xì)菌孢子的分離和萌發(fā)可在試管1中執(zhí)行從表面用拭子取樣的孢子試樣中分離DNA并進(jìn)行DNA序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22，另外，還從罩帽的開口突伸出一個(gè)拭簽。細(xì)管的第一節(jié)段110可包括被可剝離封口分隔的兩個(gè)子節(jié)段；第一子節(jié)段可適于容納拭簽試樣，第二子節(jié)段可包含80μl的PBS洗滌緩沖液，其具有允許孢子被俘集抗體有效結(jié)合的適宜的pH值。第二節(jié)段120可以包括其上涂敷有抗孢子抗體的固體基質(zhì)，其中所述抗體對孢子上的表位具有高親和力，而對于發(fā)育細(xì)胞上的表位的親和力較低。第二節(jié)段還可以預(yù)封裝一定體積的氣體，以利于破開節(jié)段120和110之間的可剝離封口。第三節(jié)段130可包括50μl的孢子萌發(fā)試劑230，它可以包括腦心灌注介質(zhì)(Difco)、His 50mM、Tyr 1mM、肌苷2mM、Ala 200mM以及Ser 200mM。第四節(jié)段140可包含50μl溶解緩沖液240，其含有離液鹽，所述離液鹽包括4.7M鹽酸胍、10mM尿素、10mM Tris HCl、pH5.7，2％的氚X-100。第五節(jié)段150可包含500μg磁性硅石顆粒240，其例如是MagPrep珠粒(Merck & Co出品)，這些珠粒懸浮在80μl異丙醇中。第六節(jié)段160可包含80μl洗滌緩沖劑(其可包含50％乙醇250、20mM NaCl、10mM Tris HCl，其pH值為7.5)。第七節(jié)段170可包含80μl 20mM的MES緩沖劑270，其pH值為5.3。第八節(jié)段180可包含80μl洗脫緩沖劑280(10mM Tris HCl，其pH值為8.5)。第九節(jié)段190可包含干態(tài)的尿嘧啶-N-糖化蛋白(UNG)280和干燥后的PCR試劑290(其可包含10nmol如下物質(zhì)dNTPVs、dATP、dCTP、dGTP；20nmol dUTP、2.5μmol KCl、200nmol MgCl2、1-5單位的Taq DNA聚合酶、20-100pmol每一種低聚核苷酸引物以及6-25pmol TaqMan探針)。
為了進(jìn)行活孢子檢測，可以使用與罩帽20結(jié)合為一體的拭簽來采集試樣。采集后，可以將罩帽安放到細(xì)管上，將獲得的拭樣引入到第一節(jié)段110中。然后可以將吸管插入到分析儀中。試樣處理可包括下列步驟1.孢子萌發(fā)。除了第一夾具310之外，所有的夾具都在細(xì)管上閉夾起來。第一致動(dòng)器312可對第一節(jié)段110進(jìn)行擠壓，以破壞第一節(jié)段110的第一和第二子節(jié)段之間的可剝離封口，從而釋放PBS洗滌緩沖液。然后第一致動(dòng)器310可交替地壓縮和解壓縮節(jié)段110，以用PBS緩沖液將孢子從拭簽頭端洗滌掉。在將孢子懸浮于PBS中之后，致動(dòng)器322可以擠壓節(jié)段120，以將節(jié)段110和節(jié)段120之間的可剝離封口破開，從而使孢子懸浮液移動(dòng)到節(jié)段120。夾具320張開，并且致動(dòng)器322可交替地?cái)D壓節(jié)段120，以促進(jìn)孢子與抗體結(jié)合。培養(yǎng)后，液體廢料可被移送到廢物儲(chǔ)容器。然后致動(dòng)器332可擠壓節(jié)段130，來破壞節(jié)段120和130之間的可剝離封口，使得萌發(fā)溶液在節(jié)段120中，于攪動(dòng)、37℃的條件下與俘集的包子共培養(yǎng)13分鐘。萌發(fā)的細(xì)胞將不會(huì)與孢子特異性抗體結(jié)合，因此將懸浮在溶液中。
2.核酸俘集。在萌發(fā)之后，第四夾具340可打開并且第四致動(dòng)器可擠壓第四節(jié)段140以打開可剝離封口，并使溶解緩沖液與萌發(fā)的細(xì)胞混合。然后第五夾具350可打開并且第五致動(dòng)器擠壓節(jié)段150，使得懸浮在異丙醇240中的磁性硅石珠粒移動(dòng)到節(jié)段130中，與溶胞液混合。致動(dòng)器332和342可交替地?cái)D壓各自的節(jié)段以在室溫下攪動(dòng)并培養(yǎng)該混合物5分鐘，以促進(jìn)DNA結(jié)合到磁性硅石珠粒上。然后，通過磁源430產(chǎn)生的磁場可被施加到節(jié)段130，以俘集懸浮態(tài)的磁珠。致動(dòng)器332和342可交替地?cái)D壓節(jié)段130和140以俘集珠粒。當(dāng)基本上所有的珠粒都被固定到節(jié)段130的壁面上后，將未被結(jié)合的試樣和廢料移向廢料儲(chǔ)容器22。
3.洗滌。節(jié)段160中的乙醇洗滌緩沖液和節(jié)段170中的MES緩沖液可用于洗滌固定的珠粒。如實(shí)施例1中所述，通過致動(dòng)器322和332可以在節(jié)段120和130中執(zhí)行基于稀釋的洗滌。作為備選方案，也可以如實(shí)施例1中所述，通過致動(dòng)器322、332和342可以在節(jié)段120、130和140中執(zhí)行基于薄層流動(dòng)的洗滌。
4.核酸洗脫。按照與實(shí)施例1所述類似的操作，可將洗脫緩沖液270從節(jié)段180移動(dòng)到130，以進(jìn)行DNA洗脫。
5.核酸擴(kuò)增及檢測。然后可將核酸溶液轉(zhuǎn)移到節(jié)段190中，并與UNG和干性PCR試劑混合。在37℃的溫度下將該反應(yīng)混合物培養(yǎng)5分鐘，以使UNG消解任何PCR污染產(chǎn)物。在培養(yǎng)之后，可將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到節(jié)段180中，以在95℃變性2分鐘。然后可將核酸溶液轉(zhuǎn)移到節(jié)段190，并在60℃的條件下培養(yǎng)，以啟動(dòng)熱激發(fā)PCR過程。通過將節(jié)段180設(shè)定在95℃，并將節(jié)段190設(shè)定在60℃，且可通過閉合和開啟致動(dòng)器382和392來交替性將反應(yīng)混合物在各個(gè)節(jié)段之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，可實(shí)現(xiàn)通常的兩溫度50循環(huán)擴(kuò)增分析即2秒種95℃和15秒鐘60℃。通過將節(jié)段170設(shè)定在95℃，將節(jié)段180設(shè)定在72℃，并將節(jié)段190設(shè)定在60℃，且可通過閉合和開啟致動(dòng)器372、382和392來交替性將反應(yīng)混合物在各個(gè)節(jié)段之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，可實(shí)現(xiàn)通常的三溫度50循環(huán)擴(kuò)增分析即2秒種95℃、10秒鐘60℃和10秒鐘72℃?？稍谀K394上安裝一個(gè)檢測傳感器492-例如光度儀，以通過細(xì)管壁實(shí)時(shí)監(jiān)控從報(bào)道因子染色劑發(fā)出的熒光。在完成了分析之后，可報(bào)告檢驗(yàn)結(jié)果，并通過擠壓節(jié)段190將試樣經(jīng)壓力閘門194傳遞到節(jié)段198，以便于進(jìn)一步進(jìn)行處理。
實(shí)施例11 從固態(tài)組織試樣中進(jìn)行人DNA的多倍體分型在第11實(shí)施方案中，可在試管1中執(zhí)行從固態(tài)組織試樣中分離DNA并進(jìn)行DNA序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。第一節(jié)段110適于接受固體組織試樣，具有微齒樣內(nèi)表面的韌化壁，以利于組織研磨。第二節(jié)段120可包含250μg干性的蛋白酶K222。第三節(jié)段130可包含100μl溶解緩沖液230，該緩沖劑中可包括離液鹽，該鹽溶液中含4.7M鹽酸胍、10mM尿素、10mM Tris HCl，其pH值為5.7；以及2％氚X-100。第四節(jié)段140、第五節(jié)段150、第六節(jié)段160以及第七節(jié)段170可包含與實(shí)施例1中相同的試劑。第八節(jié)段180可包括由可剝離封口分隔的兩個(gè)子節(jié)段。第一子節(jié)段可以包含干性掛鎖探針和T4 DNA連接酶280，第二子節(jié)段可包含干性外切核酸酶I和外切核酸酶III。第九節(jié)段190可包含干性UNG和PCR試劑290(它可以包括3種dNTP各200μmol；100pmol PCR使用的低聚核苷酸、400μmol dUTP，1nmol KCl、0.1nmolMgCl2、5單位的Taq DNA聚合酶以及任選的12.5pmol的TaqMan探針)。
為了突變檢測分析，可將1mg-50mg的固體組織試樣裝入第一節(jié)段110中。然后可以利用一罩帽20封閉細(xì)管，并將其插入到一分析儀中。之后，所有的夾具都在細(xì)管上閉夾起來。夾具310張開，從而第三致動(dòng)器332可對第三節(jié)段130加壓，來破壞節(jié)段120和130之間的可剝離封口，使溶解緩沖液230與蛋白酶K混合。第二夾具320可打開，第二致動(dòng)器可擠壓第二節(jié)段以破壞可剝離封口，使溶解液引入到節(jié)段110中的固體組織試樣中。第二夾具320可閉合，第一致動(dòng)器312可壓縮和解壓縮節(jié)段110，促進(jìn)細(xì)管壁表面上的微齒對固體組織試樣的勻化。接觸節(jié)段110的熱元件可以被設(shè)置在50-68℃，以增加蛋白酶的消化效率。在組織試樣被充分勻化后，可以將勻化物移送到節(jié)段120，而懸浮于節(jié)段140內(nèi)的異丙醇中的磁性硅石珠?？杀灰扑偷焦?jié)段130。致動(dòng)器322和致動(dòng)器332可交替地?cái)D壓其各自的節(jié)段，以將勻化物與珠粒懸浮液混合，促進(jìn)DNA結(jié)合到磁性硅石珠粒上。然后，利用磁場源430產(chǎn)生的磁場可被施加到節(jié)段130以俘集處于懸浮態(tài)的珠粒。致動(dòng)器322和332可交替地?cái)D壓節(jié)段120和130，以俘集磁場中的珠粒?；蛘?，致動(dòng)器322可擠壓節(jié)段130以形成流體通道，其兩側(cè)的致動(dòng)器322和342可交替地?cái)D壓其各自的節(jié)段，以增加俘集效率?；旧纤械闹榱６伎杀还潭ǖ焦?jié)段130的壁面上后，可將從致動(dòng)器342到夾具310之間的致動(dòng)器和夾具依次開啟、關(guān)閉，從而將未被結(jié)合的試樣和廢料移向廢料儲(chǔ)容器22。之后的洗滌和核酸洗脫步驟可以按照實(shí)施例1中所述方法執(zhí)行。按照實(shí)施例9中所述的掛鎖探針分析方法可以進(jìn)行核酸的擴(kuò)增和檢測。
實(shí)施例12 從全血中進(jìn)行血漿分離以及病毒檢測在第12實(shí)施例中，可在試管1中執(zhí)行從全血中分離RNA并進(jìn)行RNA序列的檢測。其中試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。細(xì)管的第一節(jié)段110可包括被可剝離封口分隔的兩個(gè)子節(jié)段；第一子節(jié)段可適于容納全血試樣，第二子節(jié)段可包含以下物質(zhì)之一諸如凝血酶一類的凝血?jiǎng)?、或干性多價(jià)抗紅細(xì)胞抗體。第一節(jié)段還可在其基底的第二子節(jié)段中包括一個(gè)或多個(gè)埋置的濾袋，優(yōu)選其孔徑為1μm-10μm?？蛇@樣設(shè)計(jì)濾袋的孔徑，使得基本上沒有血細(xì)胞通過，而只有血漿可以通過。第二節(jié)段120可包括80μl的PBS稀釋緩沖液。第三節(jié)段130可包含250μg干性蛋白酶K和60μl溶解緩沖液，該緩沖劑中可包括(4.7M鹽酸胍、10mM尿素、10mM Tris HCl，其pH值為5.7；以及2％氚X-100)，分別裝在由可剝離封口分隔的兩個(gè)子節(jié)段中。第四節(jié)段140、第五節(jié)段150、第六節(jié)段160、第七節(jié)段170以及第八節(jié)段180可包含與實(shí)施例1中相同的試劑。第九節(jié)段190可包括干性RT-PCR試劑290，它可以包括10nmol以下物質(zhì)dATP，dCTP和dGTP；20nmol dUTP，2.5μmol KCl、200nmol MgCl2、1-5單位的Taq DNA聚合酶、1-5單位Tth DNA聚合酶、20-100pmol每一種低聚核苷酸引物、以及6-25pmol TaqMan探針。
為了在細(xì)管中進(jìn)行血漿分離，將大約300μl的全血裝入第一節(jié)段110。所有的夾具都在細(xì)管上閉夾起來。致動(dòng)器312可對節(jié)段110進(jìn)行擠壓，以破壞子節(jié)段之間的可剝離封口，并使血樣與干性多價(jià)抗紅細(xì)胞抗體或凝血?jiǎng)┗旌?。致?dòng)器312可交替地?cái)D壓和解壓節(jié)段110，以促進(jìn)抗體與紅細(xì)胞的結(jié)合，和形成紅細(xì)胞集簇。致動(dòng)器322對節(jié)段120施壓，以將節(jié)段120和節(jié)段110之間的可剝離封口破開，從而使稀釋緩沖液移動(dòng)到節(jié)段110，與血樣混合。在足量的紅細(xì)胞凝聚之后，致動(dòng)器312可對節(jié)段110輕柔地加壓，以驅(qū)動(dòng)血樣通過埋置的濾器，同時(shí)致動(dòng)器322可緩慢地解壓節(jié)段120，以從濾器的另一側(cè)產(chǎn)生吸力。在血漿分離之后，夾具320可以閉合，致動(dòng)器332可擠壓節(jié)段130以在溶解緩沖液中重組干性蛋白酶K。然后夾具330可以打開，致動(dòng)器322可擠壓節(jié)段120以使血漿與溶解緩沖液混合，并在節(jié)段130中、50℃下培養(yǎng)該混合物5分鐘。對于DNA病毒，可按照實(shí)施例1中所述相同的方法進(jìn)行之后的核酸俘集、洗滌、洗脫、擴(kuò)增和檢測步驟。逆轉(zhuǎn)錄步驟可以在PCR擴(kuò)增前進(jìn)行，并包括在第九節(jié)段190中，于65℃下用RT-PCR試劑將提取的RNA培養(yǎng)10分鐘。
實(shí)施例13 從收集在棉質(zhì)基質(zhì)上的全血中分離和檢測基因組DNA在第13實(shí)施方案中，可以在試管1中進(jìn)行DNA的分離和DNA序列檢測。試管1包括一柔性細(xì)管10，其具有九個(gè)節(jié)段，這些節(jié)段被可剝離封口分隔開，且其中含有預(yù)先包封的試劑；以及罩帽20，其內(nèi)設(shè)置有廢料儲(chǔ)容器22。細(xì)管的第一節(jié)段110可以接收采集在棉質(zhì)基質(zhì)上的全血試樣，所述棉質(zhì)基質(zhì)例如是Whatman BFC 180和FTA紙，Schleicher和Schuell 903TM和IsoCode紙。第二節(jié)段120可以包括含有40μl的蒸餾水220的洗滌緩沖液。第三節(jié)段130可包括80μl洗脫緩沖液(10mM Tris HCl，pH8.5)或蒸餾水230。第四節(jié)段140可包括干性UNG和干燥后的PCR試劑240(其可包含10nmol如下物質(zhì)3dNTPs、dATP、dCTP、dGTP；20nmol dUTP、2.5μmol KCl、200nmolMgCl2、1-5單位的Taq DNA聚合酶、20-100pmol每一種低聚核苷酸引物以及6-25pmol TaqMan探針。節(jié)段140的底端可永久性封閉。
為了基因分型，用諸如指形粘取桿或其他工具采集的全血可被吸收到棉性基質(zhì)30上，該棉性基質(zhì)30通過連接器36連接到試樣細(xì)管罩帽20上。然后，可以用罩帽20將試管封閉，并將其插入到分析儀中。試樣處理可包括下列步驟1.試樣溶解 除了第一夾具310之外，所有的夾具都在細(xì)管上閉夾起來。第一致動(dòng)器312可對第一節(jié)段110進(jìn)行擠壓，以調(diào)節(jié)致動(dòng)器312與節(jié)段中棉性基質(zhì)之間的距離，然后第一夾具310可擠壓細(xì)管以封閉節(jié)段。第一節(jié)段可以在95℃下培養(yǎng)5分鐘，以干燥血樣。然后，使該節(jié)段的溫度冷卻到室溫。干燥過程可溶解全血細(xì)胞，并增強(qiáng)血漿蛋白和PCT抑制劑結(jié)合到棉性基質(zhì)上。通過使細(xì)管接觸加熱元件可保持所述培養(yǎng)溫度，其中所述加熱元件被安置在致動(dòng)器和/或與致動(dòng)器相對的模塊中。
2.洗滌?？梢栽诩訜徇^程之后進(jìn)行洗滌處理，以便從基質(zhì)和將用于后面的試樣處理的節(jié)段中除去可洗掉的殘余物和PCR抑制劑。在該實(shí)施方案中，可以使用基于稀釋的洗滌或基于薄層流動(dòng)的洗滌。對于基于稀釋的洗滌來說，夾具320可首先張開，然后可將致動(dòng)器322關(guān)閉，以將洗滌緩沖液220移送到節(jié)段210中，之后關(guān)閉夾具320。第一致動(dòng)器312可以在室溫下3分鐘的時(shí)間內(nèi)通過重復(fù)擠壓和釋放作用來攪動(dòng)棉性基質(zhì)，以釋放未結(jié)合的血漿蛋白成分和PCR抑制劑。完成洗滌后，可以將洗滌緩沖液從節(jié)段110中移送到安裝于罩帽20內(nèi)的廢料儲(chǔ)容器22中。致動(dòng)器312、夾具310和320可以被輕柔地放松以形成穿過節(jié)段110的薄層流動(dòng)通道。致動(dòng)器322可以輕柔地?cái)D壓節(jié)段120來產(chǎn)生一定的內(nèi)壓，從而保證薄層流動(dòng)通道基本上均一的間隙。致動(dòng)器322可以擠壓細(xì)管，使穿過流動(dòng)通道的洗滌緩沖液基本上形成層流。當(dāng)洗滌完成后，致動(dòng)器和夾具可以擠壓節(jié)段，使得基本上所有的廢料都可以被移送到廢料儲(chǔ)容器22中。
3.核酸洗脫。按照上述類似的操作，可將洗脫緩沖液230從節(jié)段130移動(dòng)到110。可以在靜止、流動(dòng)或攪動(dòng)條件下，于95℃培養(yǎng)棉性基質(zhì)2分鐘。然后可以將洗脫物移送到節(jié)段130中。致動(dòng)器332可擠壓節(jié)段130以調(diào)節(jié)洗脫的核酸溶液的體積到50μl，然后夾具330可以閉夾細(xì)管，以完成DNA萃取工作。
4.核酸擴(kuò)增及檢測。然后，可將核酸溶液轉(zhuǎn)移到節(jié)段140中，并與UNG和PCR試劑240混合、在37℃的溫度下將該反應(yīng)混合物培養(yǎng)5分鐘，以降解在試樣引入過程中可能已經(jīng)存在的任何PCR污染產(chǎn)物。在培養(yǎng)之后，可將溫度升高到95℃，以變性DNA 2分鐘。之后進(jìn)行PCR反應(yīng)。通過將節(jié)段180設(shè)定在95℃，并將節(jié)段190設(shè)定在60℃，且可通過閉合和開啟致動(dòng)器332和342來交替性將反應(yīng)混合物在各個(gè)節(jié)段之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，可實(shí)現(xiàn)通常的兩溫度50循環(huán)擴(kuò)增分析即2秒種95℃和9-15秒鐘60℃。通過將節(jié)段120設(shè)定在95℃，將節(jié)段130設(shè)定在72℃，并將節(jié)段140設(shè)定在60℃，且可通過閉合和開啟致動(dòng)器322、332和342來交替性將反應(yīng)混合物在各個(gè)節(jié)段之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，可實(shí)現(xiàn)通常的三溫度50循環(huán)擴(kuò)增分析即2秒種95℃、8-10秒鐘60℃和8-12秒鐘72℃?？稍谀K344上安裝一個(gè)檢測傳感器，例如光度儀492，以通過細(xì)管壁實(shí)時(shí)監(jiān)控從報(bào)道因子染色劑發(fā)出的熒光。
所有這里引用的專利文獻(xiàn)和出版物都被結(jié)合入本文作為參考。
權(quán)利要求
1.一種試樣處理細(xì)管，其包括至少三個(gè)節(jié)段，其中，每個(gè)節(jié)段都是由細(xì)管界定的；在流路上相互隔絕開，其中，至少在部分上是利用可破壞的封口實(shí)現(xiàn)阻隔的；是可膨脹的，以便于接納從其它節(jié)段排出的流體體積；以及是可壓縮的，從而當(dāng)其被壓縮時(shí)基本上不含任何流體；其中，至少三個(gè)節(jié)段各包含至少一種試劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)管，其特征在于細(xì)管的至少一部分是透明的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)管，還包括至少一個(gè)壓力閘門，其與至少一個(gè)節(jié)段流體相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)管，還包括至少一個(gè)在所述細(xì)管中的濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)管，其中當(dāng)試樣被引入到細(xì)管中后，至少一種所述試劑包括能夠與所述試樣的預(yù)選成分特異性結(jié)合的物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)管，其中所述預(yù)選成分是核酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的細(xì)管，其中能夠特異性結(jié)合核酸的物質(zhì)包括以下物質(zhì)中的至少一種抗體、核酸、肽核酸、硫代磷酸核酸、二氧化硅包衣表面、帶靜電表面和酶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的細(xì)管，其中能夠特異性地結(jié)合核酸的所述物質(zhì)具有預(yù)選的氨基酸或堿基序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)管，其中所述物質(zhì)包括至少以下物質(zhì)之一受體、配體、抗體、抗原、核酸探針、肽核酸探針、硫代磷酸核酸探針、噬菌體、二氧化硅和帶靜電表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)管，其中所述物質(zhì)能夠特異性地結(jié)合至少以下預(yù)選成份之一細(xì)菌、病毒、寄生蟲、細(xì)胞、核酸和孢子。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的細(xì)管，其中所述物質(zhì)能夠特異性地結(jié)合至少以下預(yù)選成份之一鼠疫耶氏菌、兔熱病桿菌、李斯特菌屬產(chǎn)單核細(xì)胞、炭疽桿菌、大腸桿菌、腸炎沙門氏菌、幽門彎曲桿菌、空腸彎曲桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、金黃色葡萄球菌、流感嗜血桿菌、肺炎鏈球菌、奈瑟氏菌屬腦脊膜炎、霍亂弧菌、結(jié)核分支桿菌、麻風(fēng)分枝桿菌。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的細(xì)管，其中所述物質(zhì)能夠特異性地結(jié)合至少以下預(yù)選成分之一人免疫缺陷病毒1、人免疫缺陷病毒2、流感病毒、黃熱病病毒、登革熱病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、巨細(xì)胞病毒、EB病毒、西尼羅河病毒、漢坦病毒屬、天花。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的細(xì)管，其中所述物質(zhì)能夠特異性地結(jié)合至少以下預(yù)選成分之一惡性瘧原蟲、間日瘧原蟲、卵形瘧原蟲、三日瘧原蟲、熱帶利什曼原蟲、杜氏利什曼原蟲、嬰兒利什曼原蟲、碩大利什曼原蟲、墨西哥利什曼原蟲、恰加斯氏利什曼原蟲、巴西利什曼原蟲、amazoniensis利什曼原蟲。
14.根據(jù)權(quán)利要求5的細(xì)管，其中所述物質(zhì)被偶聯(lián)到固體物基質(zhì)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的細(xì)管，其中所述物質(zhì)在所述固體基質(zhì)上形成包衣。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的細(xì)管，其中所述固體物質(zhì)包括至少以下一種珠粒、墊板、過濾器、薄層板、靜電表面和細(xì)管壁面的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的細(xì)管，其中所述基質(zhì)包括至少以下一種硅石珠粒、磁珠、硅石磁珠、玻璃珠、硝化纖維素膠體珠粒、以及磁化的硝化纖維素膠體珠粒。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的細(xì)管，其中所述物質(zhì)包括二氧化硅，所述基質(zhì)包括過濾器或薄層板。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的細(xì)管，其中所述基質(zhì)包括至少一部分由吸收性材料構(gòu)成的墊板，所述吸收性材料包括至少以下一種紙、薄膜、過濾器、泡沫、網(wǎng)和纖維基質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的細(xì)管，其中所述基質(zhì)被偶聯(lián)到細(xì)管壁上。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，還包括基質(zhì)，其中所述基質(zhì)包括至少一部分由吸收性材料構(gòu)成的墊板，所述吸收性材料包括至少以下一種紙、薄膜、過濾器、泡沫、網(wǎng)和纖維基質(zhì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，還包括用于將試樣引入到細(xì)管中的一個(gè)開口端。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的細(xì)管，還包括用于封閉所述開口端的罩帽。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的細(xì)管，其中所述罩帽包括試樣采集裝置，所述試樣采集裝置包括至少以下一種拭簽、粘取桿、樣勺、接種環(huán)、鑷子、液體滴管、毛細(xì)管或注射器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的細(xì)管，其中所述試樣采集裝置被這樣放置在罩帽內(nèi)或其上，使得當(dāng)罩帽相對于細(xì)管放置以封閉細(xì)管的開口端時(shí)，能夠?qū)⒃嚇訌乃鲅b置上轉(zhuǎn)移到細(xì)管中。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的細(xì)管，其中所述罩帽限定一個(gè)腔，其中包含與細(xì)管流體相通的室。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的細(xì)管，其中所述罩帽包括限定罩帽內(nèi)的可膨脹室的膜。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的細(xì)管，其中罩帽壁限定一個(gè)通風(fēng)口。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，還包括其上安裝有細(xì)管的框架。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的細(xì)管，其中所述框架包括接口，所述接口接收所述細(xì)管的開口端。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的細(xì)管，其中所述接口還接收罩帽，從而密封所述細(xì)管的開口端。
32.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，其中至少一種試劑包括至少以下之一稀釋緩沖劑、懸浮緩沖劑、基質(zhì)、溶胞試劑、中和試劑、洗滌緩沖劑、洗脫緩沖劑、萌發(fā)試劑和擴(kuò)增試劑。
33.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，其中至少一種試劑包括洗脫緩沖劑，所述洗脫緩沖劑包括至少以下之一Tris緩沖液、水和適于聚合酶鏈反應(yīng)的緩沖液。
34.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，其中至少一種試劑包括溶胞試劑，所述溶胞試劑包括至少以下之一胍鹽、離液鹽、紅細(xì)胞溶解試劑、清潔劑、螯合劑、孢子萌發(fā)試劑、氫氧化鈉、蛋白酶K、DNA酶抑制劑、RNA酶、RNA酶抑制劑、抗凝劑、凝血?jiǎng)?、蛋白酶、萌發(fā)溶液和表面活性劑。
35.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，其中至少一種試劑包括萌發(fā)試劑，所述萌發(fā)試劑包括心腦灌注介質(zhì)，和至少以下物質(zhì)之一L-丙氨酸、肌苷、L-苯丙氨酸、L-絲氨酸和L-脯氨酸。
36.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，其中至少一個(gè)可破封口是可剝離封口。
37.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，其中每個(gè)可破封口都是可剝離封口。
38.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，還包括具有引入試樣的開口的近端，和遠(yuǎn)端，并且其中第二節(jié)段位于第一節(jié)段的遠(yuǎn)側(cè)，第三節(jié)段位于第二節(jié)段的遠(yuǎn)側(cè)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的細(xì)管，其中所述第一節(jié)段包括基質(zhì)；所述第二節(jié)段包括洗滌緩沖液，所述第三節(jié)段包括選自如下的試劑擴(kuò)增試劑、洗脫試劑和溶胞試劑。
40.根據(jù)權(quán)利要求38的細(xì)管，其中所述第一節(jié)段包括選自如下的試劑萌發(fā)試劑、懸浮緩沖液、溶胞試劑、中和試劑和稀釋緩沖液；所述第二節(jié)段包括基質(zhì)；所述第三節(jié)段包括洗滌緩沖液。
41.根據(jù)權(quán)利要求38的細(xì)管，其中所述第一節(jié)段包括選自如下的試劑懸浮緩沖液、基質(zhì)、溶胞試劑、洗滌緩沖液和稀釋緩沖液；所述第二節(jié)段包括洗脫試劑；和所述第三節(jié)段包括擴(kuò)增試劑。
42.根據(jù)權(quán)利要求38的細(xì)管，其中所述第一節(jié)段包括稀釋緩沖液；所述第二節(jié)段包括溶胞試劑、萌發(fā)試劑或中和試劑之一；所述第三節(jié)段包括基質(zhì)。
43.根據(jù)權(quán)利要求38的細(xì)管，其中所述第一節(jié)段包括基質(zhì)；所述第二節(jié)段包括選自如下的試劑稀釋緩沖液、懸浮緩沖液、溶胞試劑、萌發(fā)試劑和洗滌緩沖液；所述第三節(jié)段包括洗滌緩沖液。
44.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，其中所述節(jié)段形成基本上線性的陣列。
45.根據(jù)權(quán)利要求1的細(xì)管，其中所述節(jié)段形成連接陣列。
46.試樣處理細(xì)管，包括第一節(jié)段和第二節(jié)段，每個(gè)節(jié)段都是由細(xì)管界定的；由可破封口將其在流路上相互隔絕開；是可膨脹的，以便于接納從其它節(jié)段排出的流體體積；以及是可壓縮的，從而當(dāng)其被壓縮時(shí)基本上不含任何流體；其中，所述第一節(jié)段包括緩沖液，所述第二節(jié)段包括干性聚合酶鏈反應(yīng)試劑。
47.試樣處理細(xì)管，包括基本上線性陣列的連續(xù)節(jié)段，其中每一個(gè)都是由細(xì)管界定的；在流路上相互隔絕開，其中，至少在部分上是利用可破壞的封口實(shí)現(xiàn)阻隔的；是可膨脹的，以便于接納從其它節(jié)段排出的流體體積；以及是可壓縮的，從而當(dāng)其被壓縮時(shí)基本上不含任何流體；其中，一個(gè)節(jié)段中包含至少溶胞試劑和稀釋緩沖液之一；一個(gè)節(jié)段中包含至少核酸結(jié)合試劑；一個(gè)節(jié)段中包含至少洗滌緩沖液；一個(gè)節(jié)段中包含至少核酸洗脫試劑；和一個(gè)節(jié)段中包含至少核酸擴(kuò)增試劑。
48.一種處理試樣的方法，包括將試樣引入細(xì)管，所述細(xì)管由可破封口分隔成多個(gè)流體隔絕的節(jié)段，其中所述細(xì)管具有用于接納廢料的近端和用于進(jìn)行分析的遠(yuǎn)端；用能夠特異性結(jié)合所述試樣的預(yù)選成分的物質(zhì)在細(xì)管的節(jié)段中培養(yǎng)所述試樣；通過在包含所述預(yù)選成分的節(jié)段的遠(yuǎn)端閉夾所述細(xì)管并擠壓所述節(jié)段，使廢料從預(yù)選成分中排除；通過擠壓包含所述預(yù)選成分的節(jié)段和該節(jié)段遠(yuǎn)端包含試劑的節(jié)段至少之一，打開可破封口，并推送所述試劑進(jìn)入包含預(yù)選成分的節(jié)段或推進(jìn)所述預(yù)選成分進(jìn)入包含所述試劑的節(jié)段，從而使試劑與從流體隔絕的、相鄰的遠(yuǎn)側(cè)節(jié)段中的預(yù)選成分混合。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括俘集物質(zhì)。
50.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述物質(zhì)包括至少以下之一薄片、細(xì)管壁的一部分、墊板、過濾器或磁珠。
51.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述物質(zhì)被偶聯(lián)到至少以下物質(zhì)之一薄片、細(xì)管壁的一部分、墊板、過濾器或磁珠。
52.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述物質(zhì)被偶聯(lián)到磁珠上，該方法還包括施加磁場。
53.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中排除還包括按照遠(yuǎn)端-近端的順序順次擠壓包含廢料的節(jié)段。
54.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過閉夾臨近包含重構(gòu)液體的節(jié)段的細(xì)管并擠壓該節(jié)段，從而打開可破封口并推送重構(gòu)液體進(jìn)入鄰近的包含干試劑的節(jié)段，進(jìn)而重構(gòu)干試劑。
55.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過擠壓一個(gè)節(jié)段從而留出間隙，以形成薄層流動(dòng)通道。
56.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過交替擠壓含有一定量的液體的相鄰節(jié)段，使得一定量的液體混合。
57.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過重復(fù)擠壓和釋放一個(gè)節(jié)段，以攪動(dòng)該節(jié)段中的一定量液體。
58.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括迫使試樣通過濾器。
59.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述預(yù)選成分包括核酸，所述方法還包括通過至少以下一種方法來擴(kuò)增核酸聚合酶鏈反應(yīng)、逆轉(zhuǎn)錄酶鏈反應(yīng)、滾環(huán)擴(kuò)增、連接酶鏈反應(yīng)、基于核酸的擴(kuò)增、轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增和鏈置換擴(kuò)增反應(yīng)。
60.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述預(yù)選成分包括核糖核酸，并且所述方法還包括通過逆轉(zhuǎn)錄合成脫氧核糖核酸。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的方法，還包括通過至少以下方法之一來擴(kuò)增所述合成的脫氧核糖核酸聚合酶鏈反應(yīng)、滾環(huán)擴(kuò)增、連接酶鏈反應(yīng)、基于核酸的擴(kuò)增、轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增和鏈置換擴(kuò)增反應(yīng)。
62.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述預(yù)選成分包括核糖核酸，所述方法還包括通過逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)合成并擴(kuò)增脫氧核糖核酸。
63.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述預(yù)選成分包括核酸，并且所述方法還包括用T4DNA連接酶環(huán)化單鏈掛鎖探針，用外切核酸酶I和外切核酸酶III選擇單鏈環(huán)狀掛鎖探針，線性化所述單鏈環(huán)狀掛鎖探針和擴(kuò)增所述線性化的掛鎖探針。
64.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括用T4DNA連接酶環(huán)化單鏈掛鎖探針，用滾環(huán)擴(kuò)增方法來擴(kuò)增單鏈環(huán)狀DNA探針。
65.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括檢測所述擴(kuò)增產(chǎn)物。
66.根據(jù)權(quán)利要求65的方法，其中所述檢測包括測定從偶聯(lián)到擴(kuò)增產(chǎn)物上的染料的光發(fā)射。
67.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括獲取試樣，其中所述試樣包括至少以下物質(zhì)之一細(xì)胞、細(xì)菌、孢子、病毒、微生物、口腔細(xì)胞、宮頸細(xì)胞、活檢組織、糞便、生物液、尿囊液、羊水、腹水、膽汁、膽酸、膽鹽、膽色素、血液、血漿、血清、腦脊液、絨毛膜液、初乳、消化液、胃液、腸液、胰液、滲出物、血淋巴、惡露、淋巴、乳糜、乳汁、粘液、心包液、腹膜液、汗、胸水、唾液、羊脂、種子液、精液、痰、滑膜液、淚水、漏出液、尿液、陰道液、泥土和環(huán)境水。
68.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述試樣包括孢子，并且所述方法還包括將試樣與萌發(fā)溶液培養(yǎng)，從而誘導(dǎo)孢子發(fā)育。
69.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括研磨所述試樣。
70.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括調(diào)節(jié)流體的體積，其通過壓縮一個(gè)節(jié)段從而將其設(shè)定到細(xì)管節(jié)段內(nèi)一特定體積，并閉合夾具以限定節(jié)段內(nèi)的體積和阻隔相鄰節(jié)段內(nèi)過量體積完成。
71.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過攪動(dòng)含有液體的節(jié)段和調(diào)節(jié)該節(jié)段的體積，將氣泡分隔到相鄰節(jié)段，從而排除氣泡。
72.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過用致動(dòng)器或夾具物理保護(hù)第二可破封口區(qū)域而優(yōu)先打開第一可破封口，以防止第二可破封口破裂，同時(shí)擠壓所述節(jié)段以破壞第一可破封口。
73.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過擠壓與第一可破封口相鄰的節(jié)段而優(yōu)先打開一可破封口，使得第一可破封口由于在相鄰節(jié)段產(chǎn)生的壓力而破裂，由此，在聯(lián)合的節(jié)段中降低的壓力不足以破壞位于未擠壓節(jié)段附近的第二可破封口。
74.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過打開分隔含有洗脫試劑的節(jié)段和含有試樣的節(jié)段之間的可破封口來洗脫試樣。
75.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，還包括通過打開分隔含有溶胞試劑的節(jié)段和含有試樣的節(jié)段之間的可破封口來溶解試樣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種試樣處理細(xì)管，其包括第一節(jié)段、第二節(jié)段、以及第三節(jié)段。各個(gè)節(jié)段都可由處理細(xì)管形成，且可以在流路上隔絕開，其中，至少在部分上是利用可破壞的封口實(shí)現(xiàn)隔絕的，節(jié)段可以是可膨脹的，以便于接納從其它節(jié)段排出的流體體積，節(jié)段還可以是可壓縮的，從而當(dāng)其被壓縮時(shí)基本上不含任何流體。每個(gè)節(jié)段中可包含至少一種試劑。
文檔編號(hào)C12Q1/68GK1767897SQ200480008443
公開日2006年5月3日 申請日期2004年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月5日
發(fā)明者陳叔奇, B·勒米厄, 王字華, K·R·科普琴斯基, 陳翎君 申請人:伊庫姆公司