專利名稱：用于樣品中的微生物裂解、所述微生物的核酸提取和純化以進(jìn)行分析的自動系統(tǒng)的制作方法
用于樣品中的微生物裂解、所述微生物的核酸提取和純化以進(jìn)行分析的自動系統(tǒng)本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是生物學(xué)分析。更具體地，本發(fā)明首先涉及用于裂解存在于環(huán)境或臨床樣品中的微生物、用于提取和純化所述微生物的核酸的裝置。本發(fā)明還涉及用于裂解微生物、用于提取和純化所述微生物的核酸用于分析目的的自動系統(tǒng)。若干年來已經(jīng)注意到醫(yī)院中的院內(nèi)感染的增長。這些感染通過就醫(yī)者的污物，并且因此通過定義免疫力低下，通過盡管投入了相當(dāng)大程度的關(guān)注在設(shè)備和表面的消毒以及空氣處理上但仍存在于醫(yī)院環(huán)境中并且沒有被消滅掉的病原微生物，來解釋?？紤]到越來越頻繁地發(fā)生環(huán)境微生物污染的情況，用于改進(jìn)和幫助環(huán)境控制的裝置和方法的開發(fā)已經(jīng)成為健康專家面臨的主要挑戰(zhàn)。除院內(nèi)感染的問題外，環(huán)境條件的控制也是工業(yè)上很多年來反復(fù)考慮的問題，尤其是在食品工業(yè)以及制藥或化妝品工業(yè)中。在食品工業(yè)中，對消費(fèi)者健康的災(zāi)難性結(jié)果可能源自產(chǎn)品或者甚至原材料的污染，眾所周知的是被病原微生物污染。實(shí)際上，由于細(xì)菌例如李氏桿菌屬(Listeria)或沙門氏菌屬(Salmonella)的那些引起的食物中毒目前是普通的事件?？諝赓|(zhì)量控制也是制藥或化妝品工業(yè)的質(zhì)量控制方法中的關(guān)鍵程序。而且，這些控制必須遵守越來越多的要求，因?yàn)橐?guī)定越來越嚴(yán)格。在由健康專家或制造商使用用于進(jìn)行環(huán)境控制的工具中，微生物空氣取樣器是用于檢測空氣微生物而選擇的解決辦法。這些裝置被放置于需要測量微生物學(xué)空氣污染的位置中的適合點(diǎn)上。它們通常由連接至培養(yǎng)基的取樣器組成。被空氣取樣器收集的空氣與培養(yǎng)基接觸；包含在所收集的空氣中的任何微生物將被放置于培養(yǎng)基上。然后回收培養(yǎng)基并且將其放置于爐子中，以促進(jìn)微生物生長。因此可以通過傳統(tǒng)的微生物學(xué)技術(shù)檢測和識別所述微生物。然而，這些裝置具有與所使用的技術(shù)有關(guān)的主要缺陷。這個(gè)缺陷就是獲得分析結(jié)果所需的時(shí)間。實(shí)際上，使用微生物學(xué)特別是細(xì)菌學(xué)的傳統(tǒng)技術(shù)需要用于細(xì)胞生長所必須的培養(yǎng)時(shí)間，或者甚至需要在培養(yǎng)基上重新培育以允許識別的階段。因此，當(dāng)我們試圖檢測和識別造成院內(nèi)感染或食物中毒的病原體時(shí)，獲得結(jié)果需要的時(shí)間相對較長或者甚至過長。這種類型的裝置的另一缺陷是雖然使用培養(yǎng)基可以區(qū)別細(xì)菌的屬類(genera) 和種群(species)，但通常它不允許區(qū)別同一細(xì)菌種群的菌株(strain)?，F(xiàn)在，已知微生物的病原性可能相當(dāng)大程度地根據(jù)所討論的菌株而不同。而且，這種類型的裝置具有不能檢測有生存能力但不能進(jìn)行培養(yǎng)的空氣微生物的缺陷。另外，具有意于回收空氣顆粒特別是微生物的裝置。文獻(xiàn)GB-2 254 OM描述了一種基于旋風(fēng)效應(yīng)(cyclone effect)原理的用于收集空氣顆粒的裝置。雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種裝置適于收集空氣顆粒，包括微生物，但還沒有關(guān)于如何處理如此獲得的樣品，特別是如何提取用于進(jìn)行分析的遺傳物質(zhì)的研究。更通常地，在微生物的識別方面和/或傳遞結(jié)果的速度方面，不論關(guān)于臨床或環(huán)境樣品，最相關(guān)的技術(shù)毋庸置疑地是分子診斷技術(shù)?；谖⑸镞z傳物質(zhì)并且特別是感興趣的某些特殊序列的分析的這些技術(shù)可以在記錄時(shí)間內(nèi)獲得微生物的非常精確的識別，因?yàn)樗鼈兛梢允÷耘囵B(yǎng)步驟。然而，這些技術(shù)的使用具有一些局限性，最重要的是存在于空氣中的以及因此可回收從而進(jìn)行分析的微生物數(shù)量潛在地有限。實(shí)際上，已經(jīng)知道環(huán)境樣品以及一些臨床樣品在微生物方面相對缺乏。因而，從原材料中只能獲得少量的遺傳物質(zhì)。這樣，用于提取核酸所使用的技術(shù)的性能在產(chǎn)量方面成為至關(guān)緊要的參數(shù)。而且，微生物裂解的多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)通常不能應(yīng)用于所有微生物和/或需要有資格的人員介入以照看手動階段。文獻(xiàn)W0-A-2005/038025描述了一種從微生物特別是從空氣樣品中提取核酸的方法。該方法包括使用三種不同的裂解方法，也就是化學(xué)裂解、通過熱沖擊(thermal shock) 裂解和機(jī)械裂解。雖然這種方法毋庸置疑地可以最優(yōu)化核酸的提取效率并且因此增加分析可用的遺傳物質(zhì)量，但此效率仍取決于回收的微生物的量。但是，在該文獻(xiàn)中沒有描述如何最優(yōu)化所述微生物的回收。文獻(xiàn)US-5，707，861描述了一種分裂活細(xì)胞例如微生物的裝置。此裝置可以通過使用玻璃珠而裂解細(xì)胞，但另外通過存在于包含微生物的管和保持所述管的支撐體中的孔之間的縫隙而引起的振動的作用進(jìn)行。因此，這種類型的裝置可以最優(yōu)化細(xì)胞裂解并且因此最優(yōu)化遺傳物質(zhì)的提取。用于最優(yōu)化遺傳物質(zhì)的提取所使用的所述裝置和方法具有與上面描述的那些相同的局限性，也就是它們?nèi)匀Q于所回收的微生物的數(shù)量。而且，它們具有另外的缺陷，即需要隨后的核酸集中階段，以將核酸從細(xì)胞碎片中分離。最后，它們需要在集中階段結(jié)束時(shí)手動回收核酸。這些問題也在文獻(xiàn)US-5，567，050中描述的裝置中出現(xiàn)了。還介紹了一些更綜合的系統(tǒng)。如此，文獻(xiàn)W0-A-2004/018704描述了一種使用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增技術(shù)的裝置和有關(guān)的方法，用于從空氣中收集微生物并且識別微生物。本系統(tǒng)特別適于對抗郵政分揀中心內(nèi)通過生物污染進(jìn)行的襲擊。本系統(tǒng)由下述組成沿著運(yùn)輸郵件的回路布置的空氣取樣器、通過旋風(fēng)效應(yīng)過濾/分離顆粒的裝置、用于集中/回收液體中的顆粒的裝置，以及用于將一小部分樣品傳遞至從Gpheid公司得到的 GeneXpert PCR分析試驗(yàn)筒的裝置。然后，試驗(yàn)筒被手動傳輸至獨(dú)立的自動生物分析儀， 用于識別從空氣中收集一種或多種微生物。雖然本系統(tǒng)可以解決大量的與上述裝置和方法有關(guān)的技術(shù)問題。但其也具有一些主要的缺陷。這些缺陷中的第一個(gè)是在傳遞至分析試驗(yàn)筒之前處理(收集、分離、集中/回收)樣品的系統(tǒng)相對復(fù)雜并且昂貴。另一缺陷是沒有可以進(jìn)行核酸裂解和純化的 GeneXpert 試驗(yàn)筒。第二缺陷是被收集的微生物在液體樣品中回收，只有一小部分進(jìn)行分析。這意味著不能回收所有微生物以及因此不能回收所有核酸的危險(xiǎn)非常高程度地、 大大限制了分析的相關(guān)性。而且，盡管其很復(fù)雜，但本系統(tǒng)需要手動地將試驗(yàn)筒傳遞至 GeneXpert 自動分析儀。因此，本發(fā)明的第一目的是提供一種裂解的裝置、系統(tǒng)和通用方法，它們對環(huán)境和臨床樣品，對于大量微生物，不論它們是細(xì)菌、病毒或真菌，可選地植物狀態(tài)的或孢子的形式的，都很有效。
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本發(fā)明的另一目的是提供一種裝置，其以集成的方式適于高效地裂解包含在環(huán)境樣品例如空氣或臨床樣品中的所述微生物，以從中提取核酸并且回收所述核酸用于分析目的。本發(fā)明的另一目的是提供一種適于收集包含在空氣樣品中的所有微生物的裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種設(shè)計(jì)簡單、手動階段的數(shù)量和復(fù)雜性最小的裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種極其緊湊的裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種其中上述列舉的各個(gè)階段在沒有外部污染危險(xiǎn)的情況下進(jìn)行的封閉裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種其中所述階段在不用操作者傳遞樣品因此防止污染操作者的裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種限制人員介入并且提供樣品處理的可跟蹤能力的裝置和系統(tǒng)。最后，本發(fā)明的另一目的是提供一種裝置和自動系統(tǒng)，其能夠?qū)⒛繕?biāo)核酸，在不進(jìn)行另外的預(yù)處理例如離心或過濾的階段的情況下，供應(yīng)到可以直接用于，例如包括擴(kuò)增和檢測的階段，的分子診斷的階段中的緩沖液中。這些目的通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了，本發(fā)明首先涉及一種用于收集空氣微生物的微生物收集裝置，所述微生物收集裝置包括-空氣收集模塊，包括i.上部元件，其具有允許氣流進(jìn)入空氣收集模塊的進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管在其底部被提供有用于擾動氣流的裝置，ii.下部元件，其具有排氣裝置，允許所形成的氣流離開，上部元件和下部元件可以被彼此制成一體，以使氣流可以在空氣收集模塊內(nèi)部形成；-試驗(yàn)筒，其具有大致圓柱形形狀，具有微生物保持區(qū)，所述微生物保持區(qū)具有微生物裂解裝置，所述試驗(yàn)筒被定位于所述空氣收集模塊內(nèi)。優(yōu)選地，所述微生物收集裝置的試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)還包括能夠保持微生物， 能夠?qū)⑺隽呀庋b置保持在位并且能夠在液體中溶解的材料。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，所述用于擾動氣流的裝置包括被定位在所述進(jìn)氣管的孔中心處的尖頂拱形形狀的錐形體和連接所述尖頂拱形形狀的錐形體與所述進(jìn)氣管的內(nèi)表面的至少一個(gè)葉片。具有優(yōu)勢地，所述空氣收集模塊被連接至空氣循環(huán)回路或空氣抽吸裝置。本發(fā)明還涉及一種微生物裂解裝置，所述微生物裂解裝置包括-試驗(yàn)筒，其為大致圓柱形形狀，具有微生物保持區(qū)，所述試驗(yàn)筒執(zhí)行轉(zhuǎn)子的任務(wù)；-轉(zhuǎn)子，其可以被置于試驗(yàn)筒內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子具有旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，所述微生物裂解裝置另外包括意于將轉(zhuǎn)子與試驗(yàn)筒保持為一體的帽。具有優(yōu)勢地，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件由在盲管壁上制造的槽組成，所述槽被在直徑方向上對置布置并且被構(gòu)造成接收用于轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)子的裝置的傳動軸的端部。
根據(jù)微生物裂解裝置的顯著特征，所述試驗(yàn)筒的內(nèi)徑大于所述轉(zhuǎn)子的外徑，以當(dāng)轉(zhuǎn)子被安裝在試驗(yàn)筒內(nèi)時(shí)，從試驗(yàn)筒內(nèi)壁到轉(zhuǎn)子外壁的距離大得足以允許所述裂解裝置被置于此孔隙空間內(nèi)并且小得足以使所述裂解裝置與所述壁的一個(gè)或另一個(gè)接觸。本發(fā)明還涉及一種用于微生物裂解和所述微生物的核酸純化的系統(tǒng)，包括-用于定位根據(jù)本發(fā)明的微生物裂解裝置的定位裝置；-當(dāng)所述裂解裝置被置于所述定位裝置上時(shí)，用于轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)子的裝置；-至少一個(gè)用于接收核酸的容器；-至少一個(gè)用于液體的抽吸/排出的裝置；-多路閥，其與所述微生物裂解裝置、用于接收被純化的核酸的容器以及用于液體的抽吸/排出的裝置流體連通。優(yōu)選地，根據(jù)前一權(quán)利要求的裂解系統(tǒng)另外包括用于磁化的裝置。其可以還包括加熱裝置。根據(jù)本發(fā)明的特殊實(shí)施例，多路閥包括抽吸-排出裝置。本發(fā)明還涉及一種收集空氣微生物的微生物收集方法，所述微生物收集方法由下述階段組成a)將試驗(yàn)筒放在空氣收集模塊內(nèi)，以獲得根據(jù)本發(fā)明的微生物收集裝置，試驗(yàn)筒內(nèi)的微生物保持區(qū)與空氣收集模塊的進(jìn)氣管連通，b)通過任何適合的裝置使空氣進(jìn)入所述空氣收集模塊，c)將空氣微生物收集在試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)內(nèi)。本發(fā)明還涉及一種空氣微生物裂解方法，所述裂解方法由下述階段組成a)將試驗(yàn)筒放在空氣收集模塊內(nèi)，以獲得根據(jù)本發(fā)明的微生物收集裝置，試驗(yàn)筒內(nèi)的微生物保持區(qū)與空氣收集模塊的進(jìn)氣管連通，b)通過任何適合的裝置使空氣進(jìn)入所述空氣收集模塊，c)將空氣微生物收集在試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)內(nèi)，d)從空氣收集模塊上拆下試驗(yàn)筒，e)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求中任一所述的微生物裂解裝置，f)將所述微生物裂解裝置放置于用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)內(nèi)，g)將洗脫液引入試驗(yàn)筒，用于懸浮位于試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)中的裂解裝置，以及h)通過所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動構(gòu)件在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使所述微生物裂解裝置旋轉(zhuǎn)?！跋疵撘骸笔侵高m于允許核酸在良好條件下裂解，或者甚至提取和回收的任何液體。所述液體通常是緩沖液。在根據(jù)本發(fā)明的方法用于提取核酸和回收核酸用于分析目的的情況下，所述緩沖液允許所述核酸集中。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知了這種類型的液體。本發(fā)明還涉及一種從空氣微生物中提取核酸的方法，所述方法由下述階段組成a)將試驗(yàn)筒放在空氣收集模塊內(nèi)，以獲得根據(jù)本發(fā)明的微生物收集裝置，試驗(yàn)筒內(nèi)的微生物保持區(qū)與空氣收集模塊的進(jìn)氣管連通，b)通過任何適合的裝置使空氣進(jìn)入所述空氣收集模塊，c)將空氣微生物收集在試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)內(nèi)，
d)從空氣收集模塊上拆下試驗(yàn)筒，e)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，f)通過抽吸/排出裝置將洗脫液弓I入試驗(yàn)筒內(nèi)，用于懸浮包含在試驗(yàn)筒內(nèi)的所述裂解裝置，以及g)通過所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動構(gòu)件在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解細(xì)胞組織的細(xì)胞，所述轉(zhuǎn)子致使所述裂解裝置旋轉(zhuǎn)，以及h)抽吸包含在裂解過程中釋放出的所述微生物的核酸的洗脫液，i)將洗脫液分配在用于接收和純化核酸的容器中。優(yōu)選地，上述的微生物裂解和核酸提取的方法包括由集中在試驗(yàn)筒的保持區(qū)中的微生物生長組成的另外的階段d')。具有優(yōu)勢地，生長通過下述實(shí)現(xiàn)在爐子中培養(yǎng)試驗(yàn)筒，持續(xù)的時(shí)間在2至M小時(shí)的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，上述的微生物裂解和核酸提取的方法的階段f)至i)被應(yīng)用于用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)中。本發(fā)明還涉及一種微生物裂解方法，所述方法由下述階段組成a)獲得試驗(yàn)筒，其中微生物被集中在所述試驗(yàn)筒的保持區(qū)內(nèi)，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，c)將感興趣的液體引入試驗(yàn)筒內(nèi)，用于懸浮位于試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)中的裂解
裝置， d)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使所述裂解裝置旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明還涉及一種從微生物中提取核酸的方法，所述方法由下述階段組成a)獲得試驗(yàn)筒，其中微生物被集中在保持區(qū)內(nèi)，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，C)將洗脫液弓I入試驗(yàn)筒內(nèi)，用于懸浮位于試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)中的裂解裝置，d)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使所述裂解裝置旋轉(zhuǎn)，e)抽吸包含在裂解過程中釋放出的所述微生物的核酸的洗脫液，以及f)將洗脫液分配在用于接收和純化核酸的容器中。本發(fā)明還涉及一種包含在液體樣品中的微生物的裂解方法，所述方法由下述階段組成a)將包含所述微生物的液體樣品引入試驗(yàn)筒中，保持區(qū)的附近，以使所述液體樣品導(dǎo)致位于試驗(yàn)筒的所述微生物保持區(qū)中的裂解裝置懸浮，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，c)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)致位于試驗(yàn)筒的所述微生物保持區(qū)中的裂解裝置懸浮，所述轉(zhuǎn)子致使微生物被保持于其上的裂解裝置旋轉(zhuǎn)。“液體樣品”是指可以包含微生物的任何液體樣品。其可以是人或動物源的液體樣品。所述樣品例如可以是全血、血漿或任何其它體液。液體樣品可以是食品源的，例如飲料。其還可以環(huán)境源的，例如水。另外，液體樣品還可以是所謂的傳輸液，其中呈現(xiàn)在表面取樣裝置，例如COPAN公司以fIockedSWABS出售的那些，上的任何微生物通過所述清潔棒在所述傳輸液中的攪動而再次懸浮起來。
本發(fā)明還涉及一種從包含在液體樣品中的微生物中提取核酸的方法，所述方法由下述階段組成a)將包含所述微生物的液體樣品引入試驗(yàn)筒中，保持區(qū)的附近，以使所述液體樣品導(dǎo)致位于試驗(yàn)筒的所述微生物保持區(qū)中的裂解裝置懸浮，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，c)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)致位于試驗(yàn)筒的所述微生物保持區(qū)中的裂解裝置懸浮，所述轉(zhuǎn)子致使微生物被保持于其上的裂解裝置旋轉(zhuǎn)，d)抽吸包含在裂解過程中釋放出的所述微生物的核酸的液體樣品，以及e)將液體樣品分配在用于接收和純化核酸的容器中。本發(fā)明還涉及一種細(xì)胞組織樣品的核酸的提取方法，所述方法由下述階段組成a)將所述細(xì)胞組織樣品引入試驗(yàn)筒內(nèi)的洗脫液中，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，c)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解細(xì)胞組織樣品，所述轉(zhuǎn)子致使包含在試驗(yàn)筒中的裂解裝置旋轉(zhuǎn)，d)抽吸包含在裂解過程釋放出的所述細(xì)胞的核酸的洗脫液，以及e)將洗脫液分配在用于接收和純化核酸的容器中?！敖M織樣品”是指從中可以提取核酸的人或動物源的任何組織樣品。這種樣品可以通過例如器官的、肌肉的或皮膚的切片獲得。這些組織可以是健康的或病態(tài)的，特別地可以是腫瘤的。應(yīng)注意，根據(jù)具有優(yōu)勢的實(shí)施例，所有根據(jù)本發(fā)明的核酸的提取方法可以具有另外的這些核酸的純化階段，目的是隨后的處理例如擴(kuò)增。此純化階段允許在核酸和在裂解階段鹽析出的其它細(xì)胞成分之間進(jìn)行分離。本階段通?？梢约泻怂幔⑶铱梢员粯?gòu)造成適于DNA或RNA的純化。其可以借助于磁性顆粒進(jìn)行。作為示例，可以使用通過吸附或共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)可選地涂有寡核苷酸的磁性顆粒(參考專利US 4，672，040和US 5，750，338)，并且因此純化通過清洗階段已經(jīng)被粘附到這些磁性顆粒上的核酸。如果需要隨后對所述核酸進(jìn)行擴(kuò)增，那么此核酸純化階段是特別有用的。這些磁性顆粒的特別感興趣的實(shí)施例在專利文獻(xiàn)W0-A-97/45202和W0-A-99/35500中描述了。核酸純化方法的另一感興趣的示例是使用柱形式的或惰性顆粒(Boom R.et al. ,J. Clin. Microbiol. ,1990, No. 28 (3), p. 495-503) JlK Wl 1 14 (Merck :MagPrep Silica, Promega :MagneSil Paramagnetic particles) 形式的硅。其它廣泛使用的方法是基于純化柱或順磁性顆粒形態(tài)中的離子交換樹脂 (Whatman DEAE-Magarose)(Levison PR et al.，J.Chromatography，1998，p.337-344)。 對于本發(fā)明，另一很相關(guān)但不排外的方法是在金屬氧化物支撐(從Krana公司得到的 Xtra-Bind matrix)體吸附.另外，在上述各種方法中，重構(gòu)微生物裂解裝置，也就是轉(zhuǎn)子被放置于試驗(yàn)筒內(nèi)， 之后的所有階段可以具有優(yōu)勢地在用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)中使用。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的微生物裂解裝置的用法，用于細(xì)胞組織樣品的細(xì)胞的裂解。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的用于微生物裂解和所述微生物的核酸的純化的系統(tǒng)的用法，用于細(xì)胞組織樣品的細(xì)胞的裂解和所述細(xì)胞的核酸的純化用于分析目的。
微生物被從包括下述的組中獲得細(xì)菌、病毒、酵母菌、霉菌和寄生菌。微生物被從中分離出的樣品是環(huán)境源的。因此，其可以是空氣的或者液體的樣品， 例如水，或者可以是表面樣品。樣品還可以是臨床源的，也就是人或動物源的任何樣品，其可以是用于檢測和識別微生物，可選地病原體，的分析對象。目標(biāo)核酸的存在可以通過雜交反應(yīng)的可視化表明。雜交反應(yīng)是指被捕獲的核酸和通過轉(zhuǎn)錄階段、反轉(zhuǎn)錄階段或NASBA (基于核酸序列的擴(kuò)增)型或聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)的擴(kuò)增階段而被分離出或產(chǎn)生的目標(biāo)核酸之間的任何反應(yīng)。核酸是指寡核苷酸、脫氧核糖核酸和核糖核酸以及它們的衍生物。術(shù)語寡核苷酸表示，天然的或改性的，能夠在適合的雜交條件下雜交成至少部分互補(bǔ)的寡核苷酸的至少兩個(gè)核苷酸的序列(脫氧核苷酸或核苷酸，或兩者)。改性的核苷酸例如是指具有改性的堿基和/或在核苷酸間鏈和/或在骨架上進(jìn)行了改性的核苷酸。作為改性的堿基的示例， 我們可以提及肌苷(inosine)、5-甲基-脫氧胞苷(methyl-5-de0XyCytidine)、5-二甲氨基-脫氧胞苷(dimethylamino-5-deoxyuridine)、2,6_二氨基口票呤(diamino-2,6-purine) 禾口 5-溴-脫氧尿苷(bromo-5-deoxyuridine)。為了示意改性的核苷酸間鏈，我們可以提及硫代磷酸酯(phosphorothioate)、 N-烷基氨基磷酸酯(N-alkylphosphoramidate)、烷基膦酸酯(alkylphosphonate)和烷基磷酸二酉旨鍵(alkylphosphodiester bonds)。alpha-寡核苷酸，例如在FR-A-2 607 507中描述的那些，LNA，例如在Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters,Volume 8,Issue 16,18 August 1998,pages 2219-2222 中描述的硫代磷酸(酯)-LNA和2 ‘ -thio-LNA,以及在M. Egholm et al.，J. Am.的文章 Chem. Soc. (1992)，114，1895-1897中討論的PNA是由具有改性的骨架的核苷酸組成的寡核苷酸的示例。雜交反應(yīng)可以通過任何檢測裝置，例如直接或間接裝置，看到。在直接檢測的情況下，也就是，不用貼標(biāo)記，雜交反應(yīng)通過等離子共振技術(shù)(plasmon resonance)或通過攜帶著導(dǎo)電聚合體的電極上的循環(huán)伏安法(cyclic voltammetry)觀察至Ij0在間接檢測的情況下，也就是借助于貼標(biāo)記，貼標(biāo)記可以直接在目標(biāo)核酸上進(jìn)行或者通過被預(yù)先貼標(biāo)記的所述核酸的特異性結(jié)合配偶體進(jìn)行。目標(biāo)核酸的特異性結(jié)合配偶體是指能夠結(jié)合到目標(biāo)核酸上的任何配偶體，并且作為示例，我們可以提及核酸、寡核苷酸或多核苷酸和酶底物(enzyme substrates) 0“貼標(biāo)記”是指粘貼能夠直接或間接產(chǎn)生可檢測信號的標(biāo)記。這些標(biāo)記的非詳盡的列表包括例如通過電化學(xué)、色度學(xué)、發(fā)熒光、發(fā)光產(chǎn)生可檢測信號的酶，酶例如辣根過氧化物酶(HRP)、堿性磷酸酶(ALP)、α -半乳糖苷酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶；酶抑制劑；酶輔因子；顆粒例如金顆粒、磁球、脂質(zhì)體；發(fā)色團(tuán)例如發(fā)光化合物、染料，放射性分子例如32P、35S 或125I，熒光性分子例如熒光素，若丹明，Al exa，傘形花內(nèi)酯，魯米諾或藻青苷。在熒光物的情況下，其可以酶底物反應(yīng)、熒光猝滅劑組合、熒光消光或基于熒光特性的任何其它系統(tǒng)的熒光產(chǎn)物。還可以使用間接系統(tǒng)，例如通過另一配體/抗配體對。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已經(jīng)知道配體/抗配體對，并且例如我們可以提及下述對生物素/鏈霉親和素，糖/外源凝集素，多核苷酸/互補(bǔ)多核苷酸。在這種情況下，攜帶著結(jié)合劑的是配體?？古潴w可以通過在前述段落中描述的記號檢測到或者可以自身通過配體/抗配體檢測到。在某些情況下，這些間接系統(tǒng)可以導(dǎo)致信號放大。此信號放大技術(shù)已經(jīng)被本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知了，并且可以參考申請人以前的專利申請F(tuán)R-A-2 781 802或 W0-A-95/08000 或參考論文 J. Histochem. Cytochem. 45 :481-491,1997。通過聚合酶、通過激酶(kinase)隨機(jī)地或特別地在端部直接或間接引入記號，或者通過在分子“內(nèi)”引入，目標(biāo)核酸可以被預(yù)先貼標(biāo)記。目標(biāo)分析物的特異性結(jié)合配偶體的貼標(biāo)記已經(jīng)被本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員廣泛已知了，并且例如Greg T. Hermanson在Bioconjugate Techniques, 1996, Academic Press Inc, 525B Street, San Diego, CA92101 USA 中進(jìn)行了描述。根據(jù)所使用的綴合物的貼標(biāo)記的類型，例如使用酶，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將添加允許標(biāo)簽可視化的試劑。此階段對應(yīng)于檢測。在這之前利用清洗緩沖液除去在反應(yīng)中不涉及的，或者結(jié)合較弱的或非特異的，那部分分析物或元件。


根據(jù)本發(fā)明的裝置的目的和優(yōu)勢將從下面參考附圖給出的不以任何方式進(jìn)行限制的示例中得到更好的理解，其中圖1示出了用于微生物的收集和裂解的試驗(yàn)筒的縱向剖面的視圖；圖2示出了根據(jù)特殊實(shí)施例的用于收集空氣微生物的裝置的縱向剖面的視圖；圖3示出了如圖1所示的微生物收集裝置的縱向剖面的放大的局部視圖；圖4示出了微生物收集裝置的上部元件的內(nèi)部的透視圖；圖5示出了如圖3所示的微生物收集裝置的上部元件的內(nèi)部的局部透視圖；圖6示出了微生物裂解裝置的縱向剖面的視圖；圖7示出了由微生物裂解裝置和多路閥組成的組件的縱向剖面的視圖；圖8A示出了在多路閥的第一配置中用于微生物裂解的系統(tǒng)在多路閥水平處的縱向剖面的局部視圖；圖8B示出了在多路閥的第二配置中用于微生物裂解的系統(tǒng)在多路閥水平處的縱向剖面的局部視圖。
具體實(shí)施例方式試驗(yàn)筒10，在圖1中示出了縱向剖面，具有大致圓形橫截面的圓柱體的大體形狀。 圓柱體的頂端敞開，低端由壁組成，底端中心處有孔，在其延伸部中是延伸到試驗(yàn)筒10內(nèi)的管12?？梢钥闯?，管的內(nèi)部截面隨著靠近其頂端趨于減小。如圖1中可以看出，試驗(yàn)筒10的底壁14的內(nèi)表面是傾斜的，斜面的最低點(diǎn)位于其與管12接觸的地方而最高點(diǎn)與試驗(yàn)筒10的豎直壁16接觸。此壁14用作裂解裝置18的支撐并且構(gòu)成微生物保持區(qū)。在本實(shí)例中，這些裂解裝置由相同尺寸的珠構(gòu)成。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，這些珠是玻璃的。但是，它們可以由任何其它等效的材料例如鐵構(gòu)成。這些珠具有優(yōu)勢地直徑在200和800微米(μ m)之間。根據(jù)具有優(yōu)勢的實(shí)施例，珠可以具有不同的尺寸。因此，使用直徑在200和300 μ m之間的珠與直徑在400和600μπι之間的珠的混合物可能是特別適當(dāng)?shù)?。這些珠由例如 SIGMA公司作為酸洗玻璃珠在市場上出售，規(guī)格為直徑425-600 μ m, ref :G8772。借助于優(yōu)選被置于珠上的凝膠材料19層，這些珠被以一個(gè)或多個(gè)懸浮層 (superposed layer)的形式保持在位。凝膠材料必須滿足幾個(gè)要求。第一是其必須是惰性的，以不影響在試驗(yàn)筒內(nèi)進(jìn)行的程序。第二是它必須具有在液體中溶解的能力，以用于微生物裂解。例如，所述材料可以是瓊脂糖凝膠(Sigma Aldrich,Agarose-Type I-B Low EEO, Ref. :A0576-25G)。凝膠材料還可以包含甘油?？商娲兀z材料可以具有優(yōu)勢地是微生物培養(yǎng)基。實(shí)際上，在體外診斷領(lǐng)域按照慣例瓊脂培養(yǎng)基已經(jīng)使用很長時(shí)間了。所述培養(yǎng)基的使用提供了若干優(yōu)勢。主要的優(yōu)勢在于其允許在進(jìn)行微生物裂解前的微生物生長階段。即使根據(jù)本發(fā)明的裝置目的在于滿足與病原微生物快速檢測有關(guān)的需要，然而，幾分鐘至幾小時(shí)的生長階段將允許微生物繁殖， 這樣的直接效果是大量核酸可供我們支配(這使得可以利用收集在需要控制的房間內(nèi)的空氣樣品的回收和傳遞所固有的延遲，直到適當(dāng)?shù)姆治鲩_始為止)。使用培養(yǎng)基的第二優(yōu)勢是對于一個(gè)或多個(gè)指定種群來說培養(yǎng)基可以是選擇性的。因此，這些培養(yǎng)基的使用可以允許選擇性的生長并且因此在犧牲不感興趣并且可能干擾分析的其它微生物的情況下檢測某些病原微生物。因此，可以設(shè)想供應(yīng)若干種不同的試驗(yàn)筒，每一個(gè)被構(gòu)造成適于檢測特殊種群的微生物。試驗(yàn)筒10的尺寸例如內(nèi)徑可以從8至16mm，優(yōu)選12mm。珠層的總厚度典型地在 1和2mm之間，這相當(dāng)于玻璃珠的量為0. 1和Ig之間，優(yōu)選0. 3g。具有優(yōu)勢地，試驗(yàn)筒10通過注射成型技術(shù)制造。所使用的材料例如是聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、循環(huán)環(huán)烯烴(CCO)或PMMA，優(yōu)選聚碳酸酯。微生物收集裝置20在圖2中示出了。本裝置由試驗(yàn)筒10被置于其中的空氣收集模塊組成。本空氣收集模塊由上部元件22和下部元件M組成。上部元件22是大體圓柱形形狀。在圖4和5中示出了其透視圖。此圓柱體的底端敞開，頂端被水平壁26部分密封。此壁沈在其中心處具有通過管28延伸到上部元件22 內(nèi)的孔。實(shí)際上本部分構(gòu)成了允許空氣進(jìn)入空氣收集模塊20內(nèi)的管。根據(jù)特殊實(shí)施例，此進(jìn)氣管可以通過任何適合的裝置被連接至空氣循環(huán)回路的通道。尖頂拱形的錐形體30被放置于此管底部的中心處。此錐形體30通過葉片32被聯(lián)接至管觀的壁。這些葉片32可以在圖4和5中清楚地看到。在這些圖示給出的實(shí)施例中，它們的數(shù)目是三。但是，它們的數(shù)目可以改變。如圖2中所示，錐形體30和葉片32的組件的作用是在管觀的底部制造進(jìn)入微生物收集裝置的氣流的擾動，以使此被擾動的氣流與微生物保持區(qū)的凝膠材料接觸， 導(dǎo)致排空微生物保持區(qū)。此排空大大改善了空氣微生物的捕獲。如圖2和4中所示，上部元件22還具有三個(gè)定心銷34和三個(gè)鎖銷38。定心銷34 用于保證試驗(yàn)筒10相對于上部元件22的正確定心。鎖銷38提供試驗(yàn)筒在上部元件22的其定心位置上的鎖定。這在圖2中被清楚地示出了。上部元件22在其下部分上具有肩部和槽，它們被在豎直壁的整個(gè)外周上制造并且意于幫助將上部元件22和下部元件M聯(lián)接在一起。下部元件M也是大體圓柱形形狀。此圓柱體的頂端敞開，底端被水平壁40部分密封。水平壁40在其中心部分具有大致圓柱形開口 42用于排空空氣。下部元件對還包括用于支撐和定位試驗(yàn)筒10的銷44。下部元件M接著被定位于上部元件22上。借助于銷44，試驗(yàn)筒10被再次定位擱靠在下部元件M上。實(shí)際上，當(dāng)試驗(yàn)筒10被置于下部元件 24上時(shí)，元件44進(jìn)入試驗(yàn)筒的管12，因而，將試驗(yàn)筒放置并且鎖定在正確的位置中。下部元件M的豎直圓形壁的頂端在其內(nèi)表面上可以具有在此壁的整個(gè)外圍上制造的唇緣。此唇緣意于與提供于上部元件22上的肩部和槽相互作用，以在上部元件22和下部元件M之間提供鎖緊。分別通過上22和下M元件的下和上端的互補(bǔ)形狀而允許將它們安裝到一起。有必要使此連接是可逆的。用于將元件22和M聯(lián)接在一起的可替代地方式是通過將一個(gè)元件螺紋連接到另一上而進(jìn)行連接。為此目的，元件22或M的一個(gè)的壁的端部可以具有外螺紋，而第二元件的壁的端部可以具有相應(yīng)的內(nèi)螺紋。重要的是對收集裝置進(jìn)行密封，以避免空氣的任何寄生進(jìn)入。根據(jù)使用空氣收集裝置的特殊方式，排氣管22的底端可以被連接至空氣抽吸泵 (圖中未示出)或任何等效的泵吸裝置。此泵被用于將環(huán)境空氣抽吸到空氣收集裝置內(nèi)，例如當(dāng)我們希望在特殊的環(huán)境下，例如醫(yī)院房間或用于生產(chǎn)醫(yī)藥品或食物的房間，對環(huán)境空氣進(jìn)行分析時(shí)。為此目的，具有自動并且連續(xù)操作的泵吸裝置可能是優(yōu)選的?？諝馐占K，22和M，例如外徑可以在10和40mm之間，優(yōu)選20mm。進(jìn)氣管的內(nèi)徑例如為6mm。具有優(yōu)勢地，空氣收集模塊20可以由能夠被消毒，特別是通過高壓滅菌消毒，的材料制成。因此，其可以是金屬的，例如鋁或鋼。其還可以是聚合體例如聚碳酸酯、循環(huán)環(huán)烯烴(CCO)或PMMA的。當(dāng)微生物收集裝置中的空氣循環(huán)被接通時(shí)，空氣行進(jìn)的路徑在圖2中用箭頭表示了。因此可以看出空氣通過進(jìn)氣管觀進(jìn)入微生物收集裝置。試驗(yàn)筒10的管12被部分插入進(jìn)氣管觀中，更具體地被插入錐形體30中。管觀底部的氣流在錐形體30的頂點(diǎn)處被改變成外圍流(peripheral flow)。而且，錐形體30的存在還防止了空氣進(jìn)入管12。如上所述，被擾動的氣流到達(dá)凝膠材料19上(珠18沒有被示出)，通過在氣流中輸送的微生物的撞擊而得以保持在這一點(diǎn)上。因此，此過程相對類似于在微生物學(xué)空氣取樣器中發(fā)生的那樣。至于空氣，其在其路徑上繼續(xù)被泵吸裝置抽吸?？諝庋刂囼?yàn)筒10的豎直壁16 的內(nèi)表面上升。再沿著此同一壁的外表面下來并且通過排氣口 42離開空氣收集模塊20。收集在空氣收集模塊20中的氣流可以例如在20和100升/分鐘(Ι/min)之間。 具有優(yōu)勢地，為501/min。微生物在試驗(yàn)筒內(nèi)的保持/集中階段完成后，通過從空氣收集模塊上拆開上22和下M元件，或者通過分開或者通過擰開，試驗(yàn)筒被從所述裝置上拆除。如果我們希望對集中在所述試驗(yàn)筒中的微生物進(jìn)行培養(yǎng)，那么在此階段，具有在爐子中在37°C下培養(yǎng)試驗(yàn)筒的機(jī)會。如上面已經(jīng)解釋的，所述培養(yǎng)通常持續(xù)幾十分鐘至幾個(gè)小時(shí)，以不過渡延長分析時(shí)間。但是，如果在獲得分析結(jié)果方面沒有緊急情況，可以設(shè)想試驗(yàn)筒的培養(yǎng)持續(xù)時(shí)間越長越符合細(xì)菌生長的要求，也就是約二十四小時(shí)。類似地，還可以設(shè)想將試驗(yàn)筒存儲在適于所述存儲的環(huán)境例如冷室中，如果我們希望推遲分析的話。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，試驗(yàn)筒10可以被提供直接放置于空氣收集模塊內(nèi)。這種類型的表述的優(yōu)勢是使用者不必須將試驗(yàn)筒放在空氣收集模塊內(nèi)，因此，降低了在此階段期間污染的危險(xiǎn)。在這種情況下，如果空氣收集模塊與試驗(yàn)筒由相同材料制成，也就是由聚丙烯、聚碳酸酯或PMMA制成，將是特別具有優(yōu)勢地。通過注射成型制造是特別適合的。當(dāng)微生物的收集以及可能的培養(yǎng)完成時(shí)，試驗(yàn)筒10被連接至轉(zhuǎn)子50，從而組成微生物裂解裝置，如圖6中所示。為此目的，轉(zhuǎn)子50被通過試驗(yàn)筒的自由端利用豎直平移運(yùn)動而插入試驗(yàn)筒10中。轉(zhuǎn)子50，在圖6中示出了其縱向剖面，具有圓形橫截面的大體圓柱形形狀的本體。 本體在其外壁的上部分上具有凸緣52，其功能是保證當(dāng)轉(zhuǎn)子被完全插入試驗(yàn)筒10內(nèi)抵靠在試驗(yàn)筒10的豎直壁的頂端上時(shí)試驗(yàn)筒10和轉(zhuǎn)子50的組件是液體密封的。為了加強(qiáng)密封，帽M可以通過任何適合的裝置安裝在試驗(yàn)筒10上，以使轉(zhuǎn)子50 與試驗(yàn)筒保持為一體。例如，帽M可以通過形狀配合或螺紋連接而被安裝。帽是大體環(huán)形形狀并且將被繞裝在轉(zhuǎn)子的頂部上，轉(zhuǎn)子的頂部構(gòu)成提供于轉(zhuǎn)子內(nèi)的盲管56。在盲管的頂端，兩個(gè)在直徑方向上對置的槽57被形成在壁上。這些槽具有接收用于轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)子的裝置92的傳動軸90端部的功能，如圖8A和8B中所示。因此，此軸的端部具有與這些槽互補(bǔ)的形狀，即將被插入到這些槽內(nèi)的肋的形式。驅(qū)動軸可以是電動機(jī)軸?？商娲兀淇梢允怯糜谑謩有D(zhuǎn)的裝置的一部分。如圖6中所示，轉(zhuǎn)子50在其下部分具有優(yōu)選與試驗(yàn)筒10的內(nèi)部形狀互補(bǔ)的外部形狀。因此，轉(zhuǎn)子50將優(yōu)選被定位于試驗(yàn)筒10內(nèi)，而管12通過被插入提供于轉(zhuǎn)子50底部的腔58中而行使導(dǎo)引功能。此腔58是具有圓形截面的大體圓柱形形狀并且其頂端是大體圓錐形形狀。轉(zhuǎn)子50被定位成直到其底壁59靠在由珠18和凝膠材料19組成的組件上。具有優(yōu)勢地，轉(zhuǎn)子50和帽M被由與試驗(yàn)筒相同的聚合體材料制成，也就是由聚丙烯、聚碳酸酯或PMMA制成。優(yōu)選地，這些部分通過透明聚碳酸酯(Makrolon ^58，Bayer) 的注射成型制成。因此，試驗(yàn)筒10和轉(zhuǎn)子50和帽M的組件構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的微生物裂解裝置60 并且在下文中將被稱為“裂解裝置”。裂解裝置被構(gòu)造成后，被放置于4通閥上，如圖7中所示。此閥70具有意于接收裂解裝置60的第一通路701。所述裂解裝置通過試驗(yàn)筒10的管12的底部而被連接到閥上。第二通路具有意于被連接至第一吸入-排出裝置上的連接孔702，第一吸入-排出裝置是根據(jù)本發(fā)明的用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)的一部分。具有優(yōu)勢地，此吸入-排出裝置是還被連接至包含洗脫緩沖液的溶液的容器的泵。所述泵在圖8A和8B中被示意性示出了。其操作將在下面進(jìn)行解釋。第三通路具有在上面固定有一次性錐形體72的連接孔 703。最后，第四通路由第二吸入-排出裝置704構(gòu)成。此第二裝置是與閥集成為一體的注射器。此注射器704意于與形成根據(jù)本發(fā)明的用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)的一部分的平移致動裝置互相作用并且意于用于移動所述注射器的活塞。最后，閥70具有包括兩個(gè)流體通道的中心軸74。如在圖7中所示，這兩個(gè)通道分別一方面，在裂解裝置60和連接孔702之間，另一方面，在注射器704和在上面固定有一次性錐形體72的連接孔703之間， 提供連接。軸74可以被轉(zhuǎn)四分之一圈，以改變流體連接。這樣，連接孔702被連接至連接孔703并且裂解裝置60被連接至注射器704。
由裂解裝置60和閥70構(gòu)成的組件構(gòu)成可消耗部分。然后將其放置在用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)上。它是具有三個(gè)獨(dú)立的主要功能的自動系統(tǒng)裂解功能，、液體傳輸功能和純化功能。這些功能將在下面進(jìn)行描述。裂解裝置60和閥70的組件被以下面的方式放置于用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)統(tǒng)中。首先，具有安裝此組件的專用位置。此位置的特征在于其具有用于固定閥70的裝置。這些固定閥70的裝置可以例如由臂或爪構(gòu)成，閥被用力插入它們之間。裂解裝置60和閥70的組件入位后，對閥制造各種連接。這在圖8A和8B中示意性示出了。這樣，第一連接通過閥70的連接孔702產(chǎn)生。將永久地位于自動系統(tǒng)上的吸入-排出裝置80連接至連接孔702是最后的連接。如上面解釋的，優(yōu)選被固定的泵的形式的此吸入-排出裝置80是自動系統(tǒng)的集成部分，這在圖8A和8B中沒有完全示出。更精確地，泵80實(shí)際上被連接至也被永久置于自動系統(tǒng)上的閥82。而且，此被固定的閥82—方面通過連接孔702與閥70流體連接，另一方面與包含所謂的洗脫緩沖液的儲蓄池84連接。這樣，被固定的閥82使得被固定的泵80根據(jù)其位置或者連接至閥70或者連接至儲蓄池84。裂解裝置和閥的組件還被連接至用于轉(zhuǎn)動裂解裝置的轉(zhuǎn)子的裝置92的傳動軸 90。應(yīng)注意，一旦形成此連接，傳動軸90即沿著圖8A的箭頭A的豎直分量在轉(zhuǎn)子上施加壓力，以使此壓力被從轉(zhuǎn)子傳遞到由珠18和凝膠材料19組成的組件上。裂解裝置和閥的組件與自動系統(tǒng)之間的第三連接由閥70的注射器704和所述注射器的致動裝置94之間的連接組成。此致動裝置是平移致動裝置例如由步進(jìn)電機(jī)和蝸桿組成的組件，并且使得可以或拉或推注射器704的活塞，從而或者將液體吸入注射器內(nèi)，或者排出包含在注射器中的液體。最后，裂解裝置和閥的組件與自動系統(tǒng)之間的第四連接涉及用于旋轉(zhuǎn)致動閥70 的軸74的裝置。此裝置沒有在圖8A和8B中示出。能夠致使傳動軸轉(zhuǎn)動的是電機(jī)，所述傳動軸被連接至閥70的軸74。在應(yīng)用收集在試驗(yàn)筒10中的微生物裂解方案的過程中，閥70被配置成使裂解裝置60與由泵80和被固定的閥82構(gòu)成的組件流體連接。注射器704與在上面固定有一次性圓錐體的連接孔703流體連接。被固定的閥82初始被配置成使泵80與洗脫緩沖液儲蓄池84流體連接。泵80抽吸預(yù)定量的洗脫緩沖液。然后改變被固定的閥82的配置以使泵 80通過閥70與裂解裝置60流體連接。之后泵80排出被吸收的所述體積的洗脫緩沖液，洗脫緩沖液流入裂解裝置60內(nèi)并且更特別地流入試驗(yàn)筒10的內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子50的外壁之間的孔隙空間內(nèi)(參考圖6)。洗脫緩沖液弄濕凝膠材料19和珠18。通過洗脫緩沖液以及轉(zhuǎn)子 50的慢速旋轉(zhuǎn)的組合作用，凝膠材料18被溶解。珠之后懸浮在凝膠材料19內(nèi)。此懸浮操作，與轉(zhuǎn)子施加的壓力作用以及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動相結(jié)合，導(dǎo)致一小部分珠18移動進(jìn)入試驗(yàn)筒10 的內(nèi)豎直壁和轉(zhuǎn)子50的外豎直壁之間的孔隙空間內(nèi)。應(yīng)注意，此孔隙空間的寬度優(yōu)選600 和SOOym之間。此寬度與所使用的珠18的直徑直接相關(guān)。實(shí)際上，珠必須同時(shí)能夠在此空間內(nèi)容易地流通并且能夠通過轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)而被轉(zhuǎn)動。為此目的，轉(zhuǎn)子的豎直外壁可以具有幫助轉(zhuǎn)動珠的粗糙表面。—旦珠被在試驗(yàn)筒的保持區(qū)域內(nèi)并且沿著轉(zhuǎn)子的豎直壁分布，轉(zhuǎn)子即能夠被完全插入試驗(yàn)筒中。當(dāng)然，保持在凝膠材料上以及保留在珠上的微生物被洗脫緩沖液液流以與珠18相同的方式轉(zhuǎn)移至孔隙空間內(nèi)。一旦珠18被沿著轉(zhuǎn)子50的豎直外壁分布，適當(dāng)?shù)牧呀怆A段即被開始。通過轉(zhuǎn)動裝置/電機(jī)92并且借助于傳動軸90，轉(zhuǎn)子50被轉(zhuǎn)動。然而，在不使用用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)的更簡單的方案中，可以設(shè)想手動地轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。作為示例，轉(zhuǎn)動速度的數(shù)值可以在200和3000轉(zhuǎn)/分之間。優(yōu)選地，為了使珠和洗脫緩沖液在孔隙空間內(nèi)的分布和均質(zhì)化，轉(zhuǎn)子初始以200轉(zhuǎn)/分的慢速度轉(zhuǎn)動。此慢速旋轉(zhuǎn)約持續(xù)15秒。接著提高轉(zhuǎn)速，到達(dá)1000和3000轉(zhuǎn)/分的數(shù)值，持續(xù)的時(shí)間在1和5分鐘之間。 在此期間，對從空氣中收集來的任何微生物進(jìn)行裂解。非常明顯地，轉(zhuǎn)子的速度和轉(zhuǎn)動時(shí)間的選擇取決于將要裂解的微生物類型。在此階段期間，珠18通過與轉(zhuǎn)子的豎直外表面和試驗(yàn)筒的豎直內(nèi)表面的摩擦而圍繞著它們的對稱軸線轉(zhuǎn)動。此雙旋轉(zhuǎn)(double rotation)導(dǎo)致被捕獲在珠18與轉(zhuǎn)子的相應(yīng)表面或者與試驗(yàn)筒的相應(yīng)表面之間的微生物的機(jī)械裂解。這使得核酸被釋放到洗脫緩沖液中。一旦裂解階段結(jié)束并且核酸已經(jīng)被釋放，包含核酸的洗脫緩沖液必須被吸出。因此通過轉(zhuǎn)動軸74改變閥70的配置，以使裂解裝置60和注射器704再次流體連接，如圖8B 中所示。通過致動裝置94平移移動注射器704的活塞，以將包含核酸的洗脫緩沖液抽吸到所述注射器704內(nèi)。此抽吸階段在轉(zhuǎn)子50仍被轉(zhuǎn)動但在低速度下轉(zhuǎn)動(約200轉(zhuǎn)/分) 的同時(shí)發(fā)生。之后，閥70返回其初始配置，如圖8A中所示，以使注射器704與連接孔703流體連接。包含核酸的洗脫緩沖液已經(jīng)準(zhǔn)備好通過錐形體72被分配到管中了，從而實(shí)現(xiàn)純化所述核酸的目的。實(shí)際上，包含在洗脫緩沖液中的裂解物不但有效地包含核酸，而且還包含所有細(xì)胞碎片。為此，使分析管96靠近錐形體72。具有優(yōu)勢地，自動系統(tǒng)具有用于接收所述管的保持器。在這種情況下，所述保持器可以被連接至可以在其中管可以被插入保持器中的底部位置或?？课恢门c其中管位于錐形體72附近的頂部位置或工作位置之間移動的臂(如圖8A和8B中所示)。當(dāng)然，優(yōu)選錐形體72進(jìn)入管96內(nèi)。管96包含所謂的裂解緩沖液和核酸純化所需要的磁性硅顆粒。這些顆粒直徑在1和3μπι之間。而且，預(yù)先穿通的隔膜 (圖中未示出)被放置于管96的孔上，以避免對管96的任何污染。當(dāng)管96升高時(shí)，錐形體72通過被預(yù)先穿通的孔而穿過隔膜。具有裂解物的洗脫緩沖液被分配到分析管中。在此階段，優(yōu)選使用注射器704進(jìn)行若干次吸入/排出，以使裂解物與裂解緩沖液和磁性顆粒均質(zhì)化，裂解緩沖液的功能是穩(wěn)定核酸(保護(hù)其不受核酸酶影響)以及將PH調(diào)整到捕獲階段的最佳值。如果混合物被恰當(dāng)?shù)鼐|(zhì)化，管可以被保持靜止以允許通過磁性顆粒被動捕獲 (passive capture)核酸。靜止的時(shí)間例如可以是2分鐘。在均質(zhì)化不恰當(dāng)或缺乏均質(zhì)化的情況下，核酸的捕獲將主動進(jìn)行。實(shí)際上，管和其包含的磁性顆粒將被呈現(xiàn)到不同方向的磁場中。為此，管被置于底部位置并且然后通過承載它的臂使之與磁鐵接觸。這些磁鐵可以被放置在與承載它的臂集成在一起的兩個(gè)平行板上。這兩個(gè)板可借助于特殊的移動裝置 (ad hoc displacement means)在水平的平移中移動并且被如此移動以使管位于所述板之間。每個(gè)板上的磁鐵數(shù)目是可變的。使磁鐵位于板上的不同高度是具有優(yōu)勢的。而且，重要的是一個(gè)板上的磁鐵不與另一板上的磁鐵相對，而是按照預(yù)定的順序相對于管的移動方向偏置。因此，在板的移動過程中，管或者被逐漸呈現(xiàn)到第一板上的磁鐵的磁場中，或者被逐漸呈現(xiàn)到第二板上的磁鐵的磁場中。這些磁場可以被定位在相對于板的軌跡的不同高度處。因此，被這些磁鐵吸引的磁性顆粒形成簇，并且致使所形成的簇與磁鐵施加的吸引力以及特別是與它們相對于管的位置相關(guān)地在管中移動。應(yīng)注意，磁鐵相對于分析管的相對定位也可以通過使管沿著豎直軸線移動而得到；在該情況下，所有磁鐵被置于同一高度并且按照預(yù)定的順序布置。在核酸主動捕獲(active capture)的情況下，所述捕獲專用的時(shí)間將更長(在4和6分鐘之間)。一旦核酸被捕獲，即應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的清洗階段。為此目的，管被放置成與處于高位置中的磁鐵相對，以將攜帶核酸的磁性顆粒積聚在抵靠著豎直壁的管的上部分內(nèi)。 然后，管被移動至高位置，以使錐形體72與包含在管中的液體接觸。通過致動其活塞包含在管中的液體被抽吸到注射器704中。注射器704用作被抽吸在管中的液體廢物的存儲容器。為了開始核酸的清洗，閥74被置于其中連接孔702以及因此泵80與連接孔703流體連通的配置中。閥82被置于允許通過泵80抽吸洗脫緩沖液的位置中。被抽吸的洗脫緩沖液的體積例如是300μ 1。改變閥82的位置以使泵80能夠?qū)⑾疵摼彌_液分配到管96內(nèi)。 為了保證最佳的清洗，管被返回到低位置并且攜帶著磁鐵的板被再次移動以最優(yōu)化顆粒和洗脫緩沖液之間的交換。根據(jù)要求板能夠在變速度中實(shí)現(xiàn)若干個(gè)往復(fù)移動。然后包含在管中的洗脫緩沖液被借助于注射器704抽吸，如上面所述的?？蛇x地，新的清洗階段可以以相同的方式進(jìn)行。應(yīng)注意，注射器704的活塞在這些階段中被致動，以使注射器704被逐漸充滿被抽吸在分析管中的液體，不管其是裂解緩沖液或是用于清洗的洗脫緩沖液。一旦核酸被轉(zhuǎn)移至分析管中，注射器704將只被分配存儲液體廢物的作用，這代表著巨大的優(yōu)勢。而且，應(yīng)注意，泵80只用于分配洗脫緩沖液并且永不與“被污染”的物質(zhì)接觸。本方面也是特別重要的，因?yàn)楸?0和閥82永久地保持在自動系統(tǒng)上，與意于只使用一次的作為閥74的集成部分的注射器704相比。執(zhí)行了核酸清洗之后，管72中的洗脫緩沖液的最后抽吸只是部分的。實(shí)際上，預(yù)定體積的洗脫緩沖液被留在管內(nèi)并且構(gòu)成其中核酸將被洗脫，也就是被從磁性顆粒上離解，的洗脫體積。洗脫體積可以在5和150 μ 1之間變化，并且優(yōu)選在25至40 μ 1之間變化。對于此最后的抽吸，通過使管與處于低位置中的磁鐵相對，磁性顆粒的簇被形成在管的底部。相反，抽吸被從液體的表面上實(shí)現(xiàn)，以避免對顆粒的任何抽吸。在剩余的體積中，進(jìn)行核酸的洗脫。為此目的，通過與管保持器集成為一體的加熱模塊，將管被加熱至75°C，直到液體中的溫度達(dá)到65°C約5分鐘。同時(shí)，利用加熱步驟，管被呈現(xiàn)至位于低位置中的磁鐵上，以促進(jìn)洗脫。在洗脫體積中完成了核酸的純化和洗脫之后，核酸可以被擴(kuò)增以用于分析目的。 為此，洗脫體積的一些或所有必須與用于擴(kuò)增的所謂的條件緩沖液接觸GOmM Tris HCl, pH 8. 5,12mM MgC12,70mM KC1，5mM 二硫蘇糖醇，15 % v/v DMSO, ImM dNTP，每 NTP 2mM, 0. 2 μ M引物(primers)，0. 1 μ M分子信標(biāo))。此接觸可以根據(jù)在自動系統(tǒng)上可獲得的功能性按照兩個(gè)不同的方案實(shí)現(xiàn)。根據(jù)第一方案，洗脫和擴(kuò)增調(diào)節(jié)在兩個(gè)不同的管中進(jìn)行。在這種情況下，必須從分
1析管中取出包含被純化的核酸的預(yù)定部分的洗脫體積。將這一部分分配到將在其中進(jìn)行擴(kuò)增調(diào)節(jié)并且已經(jīng)包含了所需量的用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的緩沖液的第二管中。然后，將此管轉(zhuǎn)移至在其中進(jìn)行核酸擴(kuò)增的器械中。借助于被固定的泵80取出反應(yīng)體積的部分。在這種情況下，閥70和82已經(jīng)被配置成允許泵80和連接孔703之間流體連通。分析管被置于高位置以使錐形體被浸入洗脫體積中。這一部分被泵80抽吸。據(jù)回顧，貫穿裂解和純化的方案，此泵80以及更通常地那部分洗脫體積使用的流體回路只與洗脫緩沖液接觸。因此不可能污染將被用于核酸擴(kuò)增的那部分。取得這一部分后，即用用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的管替代分析管。為此目的，分析管被移至低位置，以使其可以被從保持器上取下并且可以將用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的管放入位。接著將管升高至高位置以使錐形體進(jìn)入管內(nèi)并且通過泵80分配那部分洗脫體積?？商娲?，自動系統(tǒng)可以被提供有用于管理和傳遞用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的管的特殊模塊。此第一方案提供了避免在硅顆粒和用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的緩沖液之間接觸的優(yōu)勢。實(shí)際上，已經(jīng)知道這些顆?？梢砸种坪怂岬臄U(kuò)增反應(yīng)。根據(jù)第二方案，用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的緩沖液和洗脫體積被在分析管中直接接觸，在這種情況下，用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的緩沖液被添加至分析管中。所述添加可以手動或自動進(jìn)行。在這種情況下，自動系統(tǒng)必須被永久裝備有第二分配系統(tǒng)，也就是包含用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的緩沖液的容器、用于所述緩沖液的抽吸和排出的注射器、與閥82等效的閥以及可以穿過安裝在分析管上的隔膜的針管或錐形體。不管使用哪種方案，在獲取最終用于擴(kuò)增的那一部分之前，將硅顆粒的簇移除到單獨(dú)的洗脫體積外面，或移除到包含在分析管中的洗脫體積與用于擴(kuò)增調(diào)節(jié)的緩沖液的混合物的外面可能是具有優(yōu)勢地。這可以通過移動管使之被處于高位置中的磁鐵磁化而實(shí)現(xiàn)。而且，所有根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置，如上所述的，被構(gòu)造成適于允許具有貫穿微生物裂解和核酸純化的方案的完全跟蹤能力。實(shí)際上，首先，所有消耗品(試驗(yàn)筒、轉(zhuǎn)子、多路閥、管)被利用特殊的識別裝置識別(1D或2D條形碼、RFID標(biāo)簽等)。而且，在微生物被空氣抽吸裝置收集的情況下，抽吸裝置必須能夠具有無線通信裝置，使其能夠與用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)通信。所述無線通信裝置例如是WiFi (標(biāo)準(zhǔn)802. lib)、藍(lán)牙(標(biāo)準(zhǔn)802. 15)或ZigBee (標(biāo)準(zhǔn)802. 15.4)系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^這些無線連接系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能例如與位置(收集房間/點(diǎn))、取樣條件(時(shí)間、流速、濕度測定法、溫度、大氣壓力)、操作者以及當(dāng)然識別消耗品的元件的身份證明有關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)也完全適于臨床樣品，例如來自全血或來自組織切片的樣品，的分析。在這種情況下，試驗(yàn)筒在沒有空氣收集模塊的情況下使用。在液體樣品例如全血的情況下，樣品被置于試驗(yàn)筒中，然后試驗(yàn)筒被與帽內(nèi)的轉(zhuǎn)子組合，構(gòu)成微生物裂解裝置。將微生物裂解的裝置放置在用于微生物裂解和核酸回收的自動系統(tǒng)中。在組織切片的實(shí)例中，組織首先被切成幾毫米的切片然后放置在試驗(yàn)筒中，試驗(yàn)筒與與帽內(nèi)的轉(zhuǎn)子組合， 構(gòu)成微生物裂解裝置。將微生物裂解的裝置放置在用于細(xì)菌裂解和核酸回收的自動系統(tǒng)中。示例
示例1 參考方案制備消耗品-制備試驗(yàn)筒試驗(yàn)筒被充填預(yù)定量的玻璃珠和瓊脂糖凝膠-0. 3 至 0. 45g 的玻璃珠(直徑=420-600 μ m)-凝膠體的成分瓊脂-1%甘油用于執(zhí)行微生物裂解的洗脫緩沖液的體積是300 μ 1。制備分析管被置于自動系統(tǒng)中并且意于回收裂解物的分析管被充填有30 μ 1的磁性硅顆粒和200 μ 1的裂解緩沖液(硫氰酸胍)。-裂解參數(shù)裂解時(shí)間4分鐘轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分(低速)；2000轉(zhuǎn)/分(高速)-裂解參數(shù)人i式膽獻(xiàn)路_髓軸白_及注射器的抽吸體積=1000 μ 1注射器的抽吸速度=70mms-l抽吸過程中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動時(shí)間=9s抽吸過程中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速=200rpmmm^hk^mmmm^vMix^w^w,從多路閥的注射器抽吸的體積=1000 μ 1注射器的抽吸速度=7(toims-l-核酸純化的參數(shù)純化包括3個(gè)階段-核酸的分離-用洗脫緩沖液清洗(3次)-在洗脫緩沖液洗脫(pH8. 5)將裂解物轉(zhuǎn)移至分析管(0. 5ml)后，分析管包含30 μ 1的硅珠，200 μ 1的裂解緩沖液和120-150 μ 1的裂解物。借助于磁鐵施加兩種類型的硅顆粒的振蕩(oscillations) 在處于高位置中的磁鐵之間產(chǎn)生的高振蕩 在處于低位置中的磁鐵之間產(chǎn)生的低振蕩高振蕩被用于通過磁性顆粒實(shí)現(xiàn)核酸的捕獲，還用于清洗階段(除去上層液 (supernatant))0低振蕩被用于洗脫階段并且與管的加熱相結(jié)合。核酸捕獲參數(shù)振蕩速度=5mms_1振蕩次數(shù)=112振蕩振幅=27mms_1清洗參數(shù)
振蕩速度=5mms_1振蕩次數(shù)=10振蕩振幅=27mms_1除去上層液的參數(shù)被多路閥的注射器抽吸的體積=600 μ 1泵吸速度=IOOmms-1iM寸掘軸俯軸白傾側(cè)膽■碰赫分配體積=400 μ 1泵吸速度=IOOmms"1洗脫參數(shù)振蕩速度=50mms_1振蕩振幅=9mms_1目標(biāo)溫度=75 0C加熱時(shí)間=300s洗脫緩沖液的體積=45 μ 1示例2 組織的機(jī)械裂解進(jìn)行了一項(xiàng)研究，用于評估以破壞微生物的活細(xì)胞壁釋放tRNA為目的的根據(jù)本發(fā)明的裂解裝置中的機(jī)械裂解的性能。這些試驗(yàn)被在固體腫瘤樣品上進(jìn)行。制作和試驗(yàn)的方案·試劑&設(shè)備-乳癌腫瘤，被預(yù)先脫脂并且用Qiagen銷售的RNAlater 設(shè)備穩(wěn)定，-皮式培養(yǎng)皿，-消過毒的2mL管，-塑料鑷子和一次性解剖刀，-用碘苯腈凈化過的根據(jù)本發(fā)明的裂解裝置(試驗(yàn)筒和轉(zhuǎn)子)，-400-600 μ m 的玻璃珠，-Qiagen銷售的RNeasy Plus試劑盒+Qiacube自動提取系統(tǒng)?！ぶ苽?開始提取前，用RNAseZap清洗工作臺和吸量管，-將腫瘤在-80V下冷凍，解凍，-將腫瘤放在皮式培養(yǎng)皿上，避免取出RNAlater< ,-用300μ L的RLT緩沖液^jiagen)清洗兩次，以除去殘留的RNAlater。·研磨腫瘤-用解剖刀細(xì)心切割腫瘤(直徑約4mm)，-使用塑料鑷子回收腫瘤碎片并且將它們轉(zhuǎn)移至包含300μ L RLT (+3 μ L的β-巰基乙醇)的2mL管中，-用下述研磨腫瘤的碎片· Qiagen Tissue Ruptor 速度 2 持續(xù) 2 分鐘，或者 根據(jù)本發(fā)明的微生物裂解裝置0. 4-0. 5g的玻璃珠000-600 μ m)，2000轉(zhuǎn)/分，2X20 秒。-回收樣品并且用RLT緩沖液調(diào)節(jié)體積以在純化前具有300μ L的體積?！び?Qiagen RNeasy Plus Mini 試劑盒純化 tRNA 1.將研磨后回收的沒有剩余腫瘤碎片的300 μ L的RLT緩沖液放入2mL管中，2.準(zhǔn)備2種類型的純化柱用于RNA的純化和固定column gDNA Eliminator和 RNAspin,3.準(zhǔn)備緩沖器，Qiagen提取穿梭器(extraction shuttle)和洗脫管，4.按照機(jī)器人的指導(dǎo)準(zhǔn)備Qiacube試驗(yàn)器并且開始運(yùn)行，5.回收80 μ 1的洗脫液并且在_80°C下冷凍純化的tRNA，6.劑量每Nanodrop 1 μ L純洗脫液，7.測量所提取的tRNA的質(zhì)量質(zhì)量分析根據(jù)Agilent生物分析儀上的RNA 6000 Nano方案進(jìn)行。正如傳統(tǒng)的電泳中那樣，觀察到了轉(zhuǎn)錄體的分布，具有18s和^s rRNA的兩個(gè)主要峰值。結(jié)果在本研究中使用了兩個(gè)切片，它們被相同地制備和存儲。這些切片是圓形的，直徑約4mm厚度1.5mm。估計(jì)它們的質(zhì)量約10mg。這些切片大致被分成兩半以并行進(jìn)行兩種類型的機(jī)械裂解(參考裂解Tissue Ruptor和PPM)。但應(yīng)注意，所使用的組織的量從一個(gè)試驗(yàn)到另一試驗(yàn)不同，目的是保證試驗(yàn)的正確進(jìn)行，而不是比較參考技術(shù)和根據(jù)本發(fā)明的方案之間的性能。純度的分析是基于不同波長下吸光值之間的比值核酸260nm，鹽230nm和蛋白質(zhì) ^Onm。比值接近2反映核酸純度很好。
權(quán)利要求
1.一種用于收集空氣微生物的微生物收集裝置，所述微生物收集裝置包括 空氣收集模塊，包括上部元件，其具有允許氣流進(jìn)入空氣收集模塊的進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管在其底部被提供有用于擾動氣流的裝置，下部元件，其具有排氣裝置，允許所形成的氣流離開，所述上部元件和下部元件可以被彼此制成一體，以使氣流可以在空氣收集模塊內(nèi)部形成；試驗(yàn)筒，其具有大致圓柱形形狀，具有微生物保持區(qū)，所述微生物保持區(qū)具有微生物裂解裝置，所述試驗(yàn)筒被定位于所述空氣收集模塊內(nèi)。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的微生物收集裝置，其中，所述試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)還包括能夠保持微生物，能夠?qū)⑺隽呀庋b置保持在位并且能夠在液體中溶解的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微生物收集裝置，其中，所述用于擾動氣流的裝置包括被定位在所述進(jìn)氣管的孔中心處的尖頂拱形形狀的錐形體和連接所述尖頂拱形形狀的錐形體與所述進(jìn)氣管的內(nèi)表面的至少一個(gè)葉片。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的微生物收集裝置，其中，所述空氣收集模塊被連接至空氣循環(huán)回路或空氣抽吸裝置。
5.一種微生物裂解裝置，所述微生物裂解裝置包括試驗(yàn)筒，其為大致圓柱形形狀，具有微生物保持區(qū)，所述試驗(yàn)筒執(zhí)行轉(zhuǎn)子的任務(wù)； 轉(zhuǎn)子，其可以被置于試驗(yàn)筒內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子具有旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
6.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的微生物裂解裝置，另外具有用于將轉(zhuǎn)子與試驗(yàn)筒保持為一體的帽。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的微生物裂解裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件由在盲管壁上制造的槽組成，所述槽被在直徑方向上對置布置并且被構(gòu)造成接收用于轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)子的裝置的傳動軸的端部。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一所述的微生物裂解裝置，其中，所述試驗(yàn)筒的內(nèi)徑大于所述轉(zhuǎn)子的外徑，以當(dāng)轉(zhuǎn)子被安裝在試驗(yàn)筒內(nèi)時(shí)，從試驗(yàn)筒內(nèi)壁到轉(zhuǎn)子外壁的距離足夠大以允許所述裂解裝置被置于此孔隙空間內(nèi)并且足夠小以使所述裂解裝置與所述壁的一個(gè)或另一個(gè)接觸。
9.一種用于微生物裂解和所述微生物的核酸純化的裂解系統(tǒng)，包括 用于定位如權(quán)利要求5至8中任一所述的微生物裂解裝置的定位裝置； 當(dāng)所述裂解裝置被置于所述定位裝置上時(shí)用于轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)子的裝置； 至少一個(gè)用于接收核酸的容器；至少一個(gè)用于液體的抽吸/排出的裝置；多路閥，其與所述微生物裂解裝置、用于接收被純化的核酸的容器以及用于液體的抽吸/排出的裝置流體連通。
10.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的裂解系統(tǒng)，另外包括用于磁化的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裂解系統(tǒng)，另外包括加熱裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一所述的裂解系統(tǒng)，其中，所述多路閥包括抽吸-排出裝置。
13.一種收集空氣微生物的方法，所述方法由下述階段組成a)將試驗(yàn)筒放在空氣收集模塊內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求1至3中任一所述的微生物收集裝置，試驗(yàn)筒內(nèi)的微生物保持區(qū)與空氣收集模塊的進(jìn)氣管連通，b)通過任何適合的裝置使空氣進(jìn)入所述空氣收集模塊，c)將空氣微生物收集在試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)內(nèi)。
14.一種空氣微生物的裂解方法，所述方法由下述階段組成a)將試驗(yàn)筒放在空氣收集模塊內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求1至3中任一所述的微生物收集裝置，試驗(yàn)筒內(nèi)的微生物保持區(qū)與空氣收集模塊的進(jìn)氣管連通，b)通過任何適合的裝置使空氣進(jìn)入所述空氣收集模塊，c)將空氣微生物收集在試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)內(nèi)，d)從空氣收集模塊上拆下試驗(yàn)筒，e)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求5至8中任一所述的微生物裂解裝置，f)將所述微生物裂解裝置放置于用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)內(nèi)，g)將洗脫液引入試驗(yàn)筒，用于懸浮位于試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)中的裂解裝置，以及h)通過所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動構(gòu)件在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使所述微生物裂解裝置旋轉(zhuǎn)。
15.一種從空氣微生物中提取核酸的方法，所述方法由下述階段組成a)將試驗(yàn)筒放在空氣收集模塊內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求1至3中任一所述的微生物收集裝置，試驗(yàn)筒內(nèi)的微生物保持區(qū)與空氣收集模塊的進(jìn)氣管連通，b)通過任何適合的裝置使空氣進(jìn)入所述空氣收集模塊，c)將空氣微生物收集在試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)內(nèi)，d)從空氣收集模塊上拆下試驗(yàn)筒，e)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求5至8中任一所述的微生物裂解裝置，f)通過抽吸/排出裝置將洗脫液引入試驗(yàn)筒內(nèi)，用于懸浮包含在試驗(yàn)筒內(nèi)的裂解裝置，g)通過所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動構(gòu)件在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使裂解裝置旋轉(zhuǎn)，以及h)抽吸包含在裂解過程中釋放出的所述微生物的核酸的洗脫液，i)將洗脫液分配在用于接收和純化核酸的容器中。
16.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，包括清洗和純化核酸的另外階段。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一所述的方法，包括由集中在試驗(yàn)筒的保持區(qū)中的微生物生長組成的另外的階段d')。
18.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中，生長通過下述實(shí)現(xiàn)在爐子中培養(yǎng)試驗(yàn)筒， 持續(xù)的時(shí)間在2至M小時(shí)的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一所述的方法，其中，階段f)至i)被在根據(jù)權(quán)利要求 9至12中任一所述的用于微生物裂解和核酸純化的系統(tǒng)中使用。
20.一種微生物裂解方法，所述方法由下述階段組成a)獲得試驗(yàn)筒，其中微生物被集中在所述試驗(yàn)筒的保持區(qū)內(nèi)，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求5至8中任一所述的微生物裂解裝置，C)將洗脫液引入試驗(yàn)筒內(nèi)，用于懸浮位于試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)中的裂解裝置， d)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使裂解裝置旋轉(zhuǎn)。
21.一種從微生物中提取核酸的方法，所述方法由下述階段組成a)獲得試驗(yàn)筒，其中微生物被集中在保持區(qū)內(nèi)，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求5至8中任一所述的微生物裂解裝置，c)將洗脫液引入試驗(yàn)筒內(nèi)，用于懸浮位于試驗(yàn)筒的微生物保持區(qū)中的裂解裝置，d)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使微生物裂解裝置旋轉(zhuǎn)。e)抽吸包含在裂解過程中釋放出的所述微生物的核酸的洗脫液，以及f)將洗脫液分配在用于接收和純化核酸的容器中。
22.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，包括清洗和純化核酸的另外階段。
23.一種包含在液體樣品中的微生物的裂解方法，所述方法由下述階段組成a)將包含所述微生物的液體樣品引入試驗(yàn)筒中，保持區(qū)的附近，以使所述液體樣品導(dǎo)致位于試驗(yàn)筒的所述微生物保持區(qū)中的裂解裝置懸浮，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求5至8中任一所述的微生物裂解裝置，c)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使微生物被保持于其上的裂解裝置旋轉(zhuǎn)。
24.一種從包含在液體樣品中的微生物中提取核酸的方法，所述方法由下述階段組成a)將包含所述微生物的液體樣品引入試驗(yàn)筒中，保持區(qū)的附近，以使所述液體樣品導(dǎo)致位于試驗(yàn)筒的所述微生物保持區(qū)中的裂解裝置懸浮，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，以獲得如權(quán)利要求5至8中任一所述的微生物裂解裝置，c)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解微生物，所述轉(zhuǎn)子致使裂解裝置旋轉(zhuǎn)，d)抽吸包含在裂解過程中釋放出的所述微生物的核酸的液體樣品，以及e)將液體樣品分配在用于接收和純化核酸的容器中。
25.—種從細(xì)胞組織樣品中提取核酸的方法，所述方法由下述階段組成a)將所述細(xì)胞組織樣品引入試驗(yàn)筒內(nèi)的洗脫液中，b)將轉(zhuǎn)子放置于試驗(yàn)筒內(nèi)，c)通過在試驗(yàn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，機(jī)械裂解細(xì)胞組織樣品，所述轉(zhuǎn)子致使包含在試驗(yàn)筒中的裂解裝置旋轉(zhuǎn)，d)抽吸包含在裂解過程中從所述細(xì)胞中釋放出的核酸的洗脫液，以及e)將洗脫液分配在用于接收和純化核酸的容器中。
26.根據(jù)權(quán)利要求M或25所述的方法，包括清洗和純化核酸的另外階段。
27.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一所述的微生物裂解裝置的用法，用于細(xì)胞組織樣品的細(xì)胞的裂解。
28.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一所述的用于微生物裂解和所述微生物的核酸的純化的系統(tǒng)的用法，用于細(xì)胞組織樣品的細(xì)胞的裂解。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于收集空氣微生物的微生物收集裝置，所述微生物收集裝置包括空氣收集模塊，包括上部元件，其具有允許氣流進(jìn)入空氣收集模塊的進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管在其底部被提供有用于擾動氣流的裝置，下部元件，其具有排氣裝置，允許所形成的氣流離開，上部元件和下部元件可以被彼此制成一體，以使氣流可以在空氣收集模塊內(nèi)部形成；試驗(yàn)筒，其具有大致圓柱形形狀，具有微生物保持區(qū)，所述微生物保持區(qū)具有用于微生物裂解的裂解裝置，所述試驗(yàn)筒被定位于所述空氣收集模塊內(nèi)。
文檔編號C12N1/06GK102245756SQ200980149907
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者A·杜邦菲利亞爾, E·G·M·費(fèi)爾溫普, E·馬約內(nèi), H·J·M·克羅伊韋爾, M·加爾迪耶羅, M·蓋伊, P·布魯瓦耶 申請人:生物梅里埃公司