包括檢測儀器和微流體裝置的系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請日為2011年9月21日，申請?zhí)枮?01180053392. 2,發(fā)明名稱為"用 于擴(kuò)增核酸的方法和儀器"的申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及用于擴(kuò)增核酸的方法和微流體裝置，涉及一種改進(jìn)的微流體裝置和一 種操作微流體裝置的方法，并且涉及一種包括檢測儀器和微流體裝置的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003] WO 2010/041088描述了一種微流體裝置和一種操作該微流體裝置的方法。該微流 體裝置具有一個(gè)進(jìn)行PCR反應(yīng)的反應(yīng)室。該反應(yīng)室填充有一種凝膠并且對于進(jìn)行該P(yáng)CR反 應(yīng)所必需的試劑保持在該凝膠的基質(zhì)內(nèi)直到該微流體裝置被使用。在使用之前該微流體裝 置可以與以穩(wěn)定狀態(tài)存在的這些試劑進(jìn)行存儲(chǔ)。該微流體裝置還適合自動(dòng)化使用。該微流 體裝置配備有一個(gè)將有待擴(kuò)增的DNA與其他的細(xì)胞成分分離的分離室。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第一方面，提供的一種擴(kuò)增核酸的方法，包括：提供一個(gè)微流體 裝置，該微流體裝置中有一個(gè)空間，該空間填充有一種凝膠介質(zhì)，在該空間中的該凝膠介質(zhì) 的基質(zhì)內(nèi)支持了用于進(jìn)行一種PCR反應(yīng)的至少一種試劑；使一個(gè)含有核酸的樣品與該凝膠 介質(zhì)進(jìn)行接觸；使用該至少一種試劑在該空間中對來自于該樣品的核酸進(jìn)行PCR擴(kuò)增；并 且其中與該凝膠介質(zhì)進(jìn)行接觸的該樣品包括全細(xì)胞或細(xì)胞裂解物，而未將該核酸與這些細(xì) 胞的其他成分進(jìn)行任何預(yù)先分離。
[0005] 優(yōu)選地該方法還包括對在這個(gè)微流體裝置內(nèi)的該P(yáng)CR擴(kuò)增的多種核酸產(chǎn)物進(jìn)行 分析。例如，這些核酸產(chǎn)物可以通過對這些PCR產(chǎn)物進(jìn)行電泳分離來分析。
[0006] 在一些實(shí)施方案中，所述分析可包括對這些PCR產(chǎn)物進(jìn)行電泳分離。
[0007] 該樣品可以是一種口腔棉簽樣品或者一種血液樣品。
[0008] 依照本發(fā)明的一個(gè)第二方面，提供了一種用于核酸擴(kuò)增的微流體裝置，包括：一個(gè) 空間，該空間填充有一種凝膠介質(zhì)；該空間還包含用來進(jìn)行一種PCR反應(yīng)的至少一種試劑， 該至少一種試劑被支持在該凝膠介質(zhì)的基質(zhì)之中；一個(gè)開口，該開口從該微流體裝置的一 個(gè)外表面延伸到該空間中的該凝膠介質(zhì)；并且其中該開口沒有用于將核酸與其他細(xì)胞成分 分離開的裝置。
[0009] 優(yōu)選地，該微流體裝置包括與該空間處于流體聯(lián)通的一個(gè)通道，該通道包含一種 分離介質(zhì)，該分離介質(zhì)用于將一種PCR反應(yīng)的多種核酸產(chǎn)物分離開。
[0010] 對于本發(fā)明的該第一和第二方面，該凝膠介質(zhì)在其中可以包含核苷三磷酸類，核 酸引物和聚合酶中的至少一種。優(yōu)選地在該凝膠介質(zhì)的基質(zhì)內(nèi)支持了所有的這些試劑。 [0011] 根據(jù)本發(fā)明的該第一和第二方面，該凝膠介質(zhì)優(yōu)選地具有一種均質(zhì)性構(gòu)成。此外， 這些在該凝膠介質(zhì)的基質(zhì)內(nèi)的PCR試劑優(yōu)選地在該凝膠介質(zhì)中是均勻分布的。
[0012] 在本發(fā)明的該第二方面的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施例中，該微流體裝置包括：一個(gè)通道 以及從該外表面延伸到該通道的一個(gè)孔；一種凝膠，該凝膠被提供在該通道中并且可任選 地部分地延伸進(jìn)入該孔之中；一個(gè)液體空間，該液體空間沒有該凝膠而用于接受一種液體， 該液體空間至少部分地位于該孔中并且延伸到該凝膠，這樣使得填充該液體空間的一種液 體與該凝膠相接觸；以及一個(gè)電極，該電極可接受在該孔中以便至少部分地位于該液體空 間之中。
[0013] 依照本發(fā)明的一個(gè)第三方面，提供了一個(gè)微流體裝置，包括：一個(gè)通道以及從該裝 置的外表面延伸到該通道的一個(gè)孔；一種凝膠，該凝膠被提供在該通道中并且可任選地部 分地延伸進(jìn)入該孔之中；一個(gè)液體空間，該液體空間沒有該凝膠而用于接受一種液體，該液 體空間至少部分地位于該孔中并且延伸到該凝膠，這樣使得填充該液體空間的一種液體與 該凝膠相接觸；以及一個(gè)電極，該電極可接受在該孔中以便至少部分地位于該液體空間之 中。
[0014] 依照本發(fā)明的一個(gè)第四方面，提供了一種操作微流體裝置的方法，包括：提供一個(gè) 微流體裝置，該微流體裝置具有一個(gè)通道，該通道包含一種凝膠；使用一個(gè)電極來施加一個(gè) 電壓以便引起沿著該通道的動(dòng)電學(xué)運(yùn)動(dòng)；并且該電極與在該空間中的一種導(dǎo)電性液體相接 觸，該空間沒有該凝膠并且該液體與該凝膠相接觸。
[0015] 該動(dòng)電學(xué)運(yùn)動(dòng)可以包括電滲運(yùn)動(dòng)或電泳運(yùn)動(dòng)或兩者的混合。
[0016] 依照本發(fā)明的一個(gè)第五方面，提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢測儀器和一個(gè)微流 體裝置，該檢測儀器具有檢測裝置并且該微流體裝置具有一個(gè)分析區(qū)域，該檢測儀器具有 至少一個(gè)固定的定位器以及對抗一種彈性偏置力可移動(dòng)的至少一個(gè)定位器，該微流體裝置 是由該檢測儀器可夾持的，這是通過使這些定位器與該微流體裝置相接觸并且使該至少一 個(gè)被偏置的定位器將該微流體裝置推在該至少一個(gè)固定的定位器上以便將該微流體裝置 定位在相對于該檢測儀器的一個(gè)預(yù)定的位置中，并且其中當(dāng)微流體裝置被如此夾持時(shí)，該 檢測裝置以及該分析區(qū)域被相互定位以用于在該分析區(qū)域上該檢測裝置的操作。
[0017] 優(yōu)選地，該微流體裝置具有一個(gè)基底表面并且該檢測儀器具有一個(gè)支持表面，當(dāng) 該微流體裝置被夾持時(shí)該基底表面置于該支持表面上。
[0018] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該微流體裝置具有安排在一個(gè)矩形中的四個(gè)側(cè)邊緣。這些 檢測儀器具有至少兩個(gè)固定的定位器以及至少兩個(gè)彈性偏置的定位器。這樣安排以便當(dāng)該 微流體裝置被這些檢測儀器夾持時(shí)，該至少兩個(gè)固定的定位器與這些側(cè)邊緣中相鄰的兩個(gè) 相接觸，并且該至少兩個(gè)彈性偏置的定位器與這四個(gè)側(cè)邊緣的不同的相鄰的兩個(gè)相接觸。
[0019] 該分析區(qū)域可以包括一個(gè)通道，在該通道中使用由該檢測裝置發(fā)射的一個(gè)光束檢 測一種分析物。在這種情況下，該光束的寬度大于該通道的寬度。當(dāng)該微流體裝置被該檢 測儀器夾持時(shí)，該微流體裝置相對于該檢測儀器的位置變化相對于該光束以及該通道的相 對寬度是足夠的小，這樣使得該位置變化不影響在該通道中對該分析物的檢測。
【附圖說明】
[0020] 下面是通過舉例對本發(fā)明的實(shí)施例的更詳細(xì)說明，參照附加示意圖，其中：
[0021] 圖1是一個(gè)微流體裝置的俯視平面圖；
[0022] 圖2是圖1的微流體裝置的橫斷面圖，該圖是在圖1的A-A線上取的；并且
[0023] 圖3是當(dāng)該微流體裝置被該檢測裝置夾持時(shí)，圖1和圖2的微流體裝置的俯視平 面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 如圖1所示，通過舉例，該微流體裝置10是矩形的并且長約120毫米，寬約60毫 米。參考圖2,該微流體裝置10是由一個(gè)上矩形玻璃板12和一個(gè)下矩形玻璃板14形成。 該上玻璃板12的下表面16與該下玻璃板14的上表面18是通過一種合適的已知方法接合 在一起的。熱接合是優(yōu)選的方法。該上板12的上表面20形成了該微流體裝置10的一個(gè) 上外表面并且該下玻璃板14的下表面22形成了該微流體裝置10的一個(gè)下外表面。
[0025] 如圖2所示，該上玻璃板12的厚度（如圖2所示的高度）比該下玻璃板14的厚 度大。通過舉例，該上玻璃板可以具有3毫米的厚度并且該下玻璃板可以具有1毫米的厚 度。
[0026] 該微流體裝置10配備有第一孔24,第二孔26,第三孔28和第四孔30。這些孔24， 26,28,30中的每一個(gè)孔都用來接收一個(gè)對應(yīng)的電極，如下面將要詳細(xì)討論的。該第一孔24 在圖2中以縱向（垂直）截面顯示。正如圖2所示，每個(gè)孔采取圓柱狀孔的形式，這些孔在 該上板12的上表面20和下表面16之間鉆穿該上板12。該第一孔24,第二孔26,第三孔 28和第四孔30中的每一個(gè)孔具有一個(gè)大約2毫米到3毫米的直徑。
[0027] 該微流體裝置10還具有一個(gè)進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR)擴(kuò)增工藝的內(nèi)室32,如下 面將要詳細(xì)討論的。該P(yáng)CR室32在形狀上是圓柱形的并且在將該上玻璃板12和該下玻璃 板14接合在一起前已經(jīng)通過以下而形成：從該上玻璃板12的下表面16開始，鉆一個(gè)部分 路徑進(jìn)入該上玻璃板12的圓柱形孔
[0028] 該微流體裝置10還具有一個(gè)樣品收集孔34。該樣品收集孔34具有一個(gè)具有更大 直徑的上圓柱部分36和一個(gè)具有更小直徑的下圓柱部分38。如圖2所示，該樣品收集孔34 的下部分38在該上部分36與該P(yáng)CR室32之間延伸。該樣品收集孔34是通過以下而形成 的：首先是用一個(gè)大直徑鉆頭從該上表面20鉆進(jìn)該上玻璃板12。這樣形成了該上部分36。 然后用一個(gè)小直徑鉆頭在該上部分36與該P(yáng)CR室32之間進(jìn)行鉆孔以形成該下部分38。
[0029] 該微流體裝置10還具有一個(gè)樣品傳送通道40和一個(gè)分離通道42。
[0030] 正如圖1所示，該樣品