專利名稱：處理流體的方法和流體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體處理裝置和用于處理流體的方法。具體地說，本發(fā)明涉及 用于制備生物分子的裝置和方法，生物分子包括但不限于核酸、蛋白質(zhì)、縮氨 酸、多肽、核苷和油脂。
背景技術(shù)：
在像化學(xué)、生物、醫(yī)藥或環(huán)境保護(hù)之類的多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中，必須要分析、 處理生物材料(例如流體)或使其發(fā)生反應(yīng)。為了該目的，將流體過濾、冷卻、 加熱、分解、洗滌、汲取或通過其它程序處理。通常必須經(jīng)過順序很長(zhǎng)的流體 處理步驟來制備流體。此外，在許多情況下，必須根據(jù)相同的順序處理大批不 同流體，或必須同時(shí)處理一系列相同的流體。這就會(huì)耗時(shí)、限制生產(chǎn)量且在程 序過程中易于發(fā)生故障。
流體的處理用于例如諸如核酸或蛋白質(zhì)的生物分子的萃取和/或提純領(lǐng) 域。例如，提純生物分子的眾所周知的方法是基于以下步驟提取生物樣品的 內(nèi)容("溶解")，選擇地將生物樣品的內(nèi)容物的組分結(jié)合到載體或載體材料 ("結(jié)合")、從載體或載體材料除去不合要求的成分("洗滌")以及洗提 所要求的組分("洗提")。
為了在生物分子的提純過程中能夠進(jìn)行選擇性的吸收和解吸，開發(fā)了專用 過濾元件，該過濾元件由例如硅膠形成，且該過濾元件一方面是多孔或膠結(jié)狀 的以使液體能夠穿過過濾器元件，且另一方面具有分子在專用或非專用處理中 結(jié)合在上面的表面。在其它提純過程中，僅通過尺寸排除的原理就能將生物分 子保持在過濾器元件上?；蛘?，如果例如包含諸如核酸的生物分子的液體通過 過濾器元件，生物分子的一些或全部保留在過濾器元件上，而其余部分穿過過 濾器元件。此外，為了從過濾器元件恢復(fù)生物分子，諸如無核酸酶的水之類的洗提液 體經(jīng)過過濾器元件上方來吸收生物分子。這樣，從過濾器元件洗滌所要求的生 物分子以收集在收集管中。這種過濾器元件通常用作設(shè)置在具有入口開口和出 口開口的單管或設(shè)置在多孔板中的隔膜，并使用離心分離("回轉(zhuǎn)形式")或 使用基于真空技術(shù)的裝置來處理過濾器元件。具有入口開口和出口開口并具有 隔膜且可在離心分離機(jī)中回轉(zhuǎn)的單管，還已知為柱體、回轉(zhuǎn)柱體或單向回轉(zhuǎn)柱 體。
總的來說，離心分離方法優(yōu)于基于真空方法的優(yōu)點(diǎn)在于純度較高、濃度較
高以及交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)較低。一般而言，使用單管柱體與高重力場(chǎng)(> 10,000xg) 結(jié)合會(huì)得到生物分子提純的關(guān)于質(zhì)量和濃度最好結(jié)果，因?yàn)檫@能夠使交叉污染 最小化并使來自隔膜的復(fù)原最大化。缺點(diǎn)是回轉(zhuǎn)柱體的勞動(dòng)密集型人工處理， 這在同時(shí)處理不同樣品時(shí)會(huì)增加誤差幾率和處理時(shí)間。通過使用多孔板形式可 實(shí)現(xiàn)高度標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化以及更高的生產(chǎn)量，這通常以損害質(zhì)量和/或數(shù)量為代 價(jià)。
恰根(QIAGEN)根據(jù)總體結(jié)合-洗滌-洗提原理提供了通過使用不同的過 濾材料和裝置(例如WO 03/040364或US 6,277,648中所述那樣)用于從各種 生物樣品提純不同生物分子的很寬范圍的提純方案?？蓮氖袌?chǎng)上購(gòu)得的產(chǎn)品 例如"QIAGEN QIAprep Spin Miniprep Kit"揭示了典型的提純程序并提供了用 在離心分離機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)化的QIAprep回轉(zhuǎn)柱體和2ml的收集管、以及幾種試劑 和緩沖劑。
有多個(gè)涉及離心分離步驟的關(guān)于流體的自動(dòng)處理的公開物。US4,344，768 描述了用于自動(dòng)將準(zhǔn)確且精確的多個(gè)數(shù)量的樣品(例如血清)或試劑轉(zhuǎn)移到離 心分離分析器的可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移盤上。EPO 122 772描述了適于自動(dòng)分析以諸如 DNA樣品的以^為單位的液體的化學(xué)處理器。US6,060,022描述了一種包括自 動(dòng)離心分離裝置的自動(dòng)樣品處理系統(tǒng)。GB535,188描述了在給定的離心分離機(jī) 轉(zhuǎn)速下得到多個(gè)作業(yè)傾卸角(bucket angle)的裝置。US5,166,889描述了適于 血液的采樣系統(tǒng)，其中多個(gè)樣品管設(shè)置在支承輪上以便于接近，EP569 115 A3 描述了用于制備DNA的基于離心分離的裝置，且專利US539 339描述了使用離心分離機(jī)的一體式生物分子制備裝置。
通常可從市場(chǎng)上購(gòu)得幾種使用離心分離制備樣品的裝置。"GENTRA AutopureLS" (GENTRA)禾卩"AutoGenflex 3000" (AutoGen)是具有一體式離 心分離機(jī)的自動(dòng)系統(tǒng)，用于在沉淀之后離析例如DNA而不使用過濾件。 "DNA-Spinner，， (PerkinElmer) " 、 "Genesis FE 500" (Tecan)和Microlab STARplus (Hamilton)是用于更多開口系統(tǒng)的實(shí)例，其中液體處理裝置與自動(dòng)離 心分離機(jī)結(jié)合用于多孔板。
另一方面，例如"BioRobot 3000/8000" (QIAGEN)可用于以使用真空過 濾的96孔形式來制備諸如核酸的樣品，而"Fuji QuickGene 800"在單個(gè)柱體 上應(yīng)用低壓過濾原理。
但是，大多數(shù)現(xiàn)有應(yīng)用離心分離從流體自動(dòng)制備生物分子的一體式系統(tǒng)都 設(shè)計(jì)成僅用于特定程序的制備。包括自動(dòng)離心分離機(jī)的其它器械裝置使用多孔 過濾板來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的高輸出制備?，F(xiàn)有自動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于它們?cè)跊]有人工 干預(yù)時(shí)不能進(jìn)行基于回轉(zhuǎn)柱體的高質(zhì)量制備程序。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題中的一個(gè)或幾個(gè)，并為了改進(jìn)處理流體的己知方法，提 供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求I、 8、 14、 21、 27和35所述的流體處理裝置，根據(jù)權(quán) 利要求74的轉(zhuǎn)子，以及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求77和79所述的用于處理流體的方 法。
從屬權(quán)利要求、附圖和說明書中會(huì)揭示在本發(fā)明的其它方面、改進(jìn)和變化。 由于根據(jù)權(quán)利要求l、 8、 14、 21、 27和32所述的流體處理裝置，以及由 于根據(jù)權(quán)利要求77和79所述的方法，能夠進(jìn)行在一個(gè)和相同流體處理裝置中 包括一個(gè)或多個(gè)管(例如回轉(zhuǎn)柱體、收集管等)的寬范圍的不同的制備程序。 具體地說，能夠用建立好的程序提供來自流體的各種生物分子的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)制 備，并已證明基于回轉(zhuǎn)柱體化學(xué)處理可用于低至中等輸出需要，較佳的是沒有 任何人工干預(yù)。例如，該流體處理裝置可用于使用過濾件的生物分子的自動(dòng)制 備。它還可用于結(jié)合-洗滌-洗提步驟、或溶解-結(jié)合-洗滌-洗提步驟的自動(dòng)處理，用于單流體處理裝置中的生物分子萃取和提純程序。這能夠在所處理的樣品和 流體處理裝置之間建立一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，可使樣品的交叉污染和錯(cuò)誤 分配的風(fēng)險(xiǎn)最小。
此外，可使用用作一次性裝置的流體處理裝置進(jìn)行自動(dòng)處理。此外，由于 具有第一保持器和第二保持器的流體處理裝置，可將管子(例如回轉(zhuǎn)柱體和收 集管)唯一地指派給流體處理裝置上相應(yīng)的位置，從而使交叉污染和將管子混 淆的可能性最小化。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置提供了一種用于大量各 種制備程序的平臺(tái)。它還可用于同時(shí)自動(dòng)操作多個(gè)個(gè)別管或回轉(zhuǎn)柱體以實(shí)現(xiàn)多 孔形式的高標(biāo)準(zhǔn)化模擬。此外，能夠提供使用建立好的程序從流體自動(dòng)和標(biāo)準(zhǔn) 化制備各種生物分子的裝置和方法，并被證明基于回轉(zhuǎn)柱體化學(xué)處理可用于低 至中等生產(chǎn)量需要。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種具有第一保持器和第二保持器的流體 處理裝置，第一保持器用于保持具有第一橫截面的第一管，第二保持器用于保 持具有不同的第二橫截面的第二管。這可能通過每次離心分離不同類型的管子
以每次進(jìn)行不同的流體處理步驟而有助于增加生產(chǎn)量。例如，如果第一管是用 于在離心分離期間過濾流體的過濾管，且第二管是用于在離心分離期間保持流 體的收集管，則就可在僅一個(gè)離心分離步驟中進(jìn)行多種流體過濾及?；?br> (pelleting)。
此外，如果第一管和第二管彼此幾何適配，而使第一管可插入第二管，流 體處理裝置可制備成使得可通過將第一管直接從第一保持器轉(zhuǎn)移到第二保持 器而連續(xù)進(jìn)行離心分離機(jī)中的兩個(gè)不同的處理步驟。這與在離心分離機(jī)中的每 個(gè)處理步驟之前需要將管子在離心分離機(jī)外面準(zhǔn)備好并放回離心分離機(jī)的情 況相比可節(jié)約時(shí)間、降低誤差幾率并消除交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。例如，通過提供具 有用于流體過濾的第一管的第一保持器和用于流體收集的第二管的第二保持 器，可僅將第一管從第一保持器轉(zhuǎn)移到由第二保持器保持的第二管來進(jìn)行從流 體過濾到流體收集的變化。
具體地說，由于具有用于結(jié)合生物分子的過濾件的第一管，第一保持器可 用于保持第一管以進(jìn)行結(jié)合和一個(gè)或幾個(gè)洗滌步驟，同時(shí)通過將第一管從第一保持器轉(zhuǎn)移到保持第二管的第二保持器，第二保持器可用于保持用于從第一管 洗滌的提純生物分子的第二管。這樣，由于根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置，可在 離心分離機(jī)中連續(xù)進(jìn)行結(jié)合、多個(gè)洗滌和洗提步驟而不必將第一管移除并移回 離心分離機(jī)以將第一管插入收集管。因此，可消除由于從離心分離機(jī)和向離心 分離機(jī)的管轉(zhuǎn)移步驟期間在過濾管的出口處由液滴飛濺而造成的交叉污染的 風(fēng)險(xiǎn)。
較佳的是，流體處理裝置包括具有用于保持流體的第一容器容積的第一容 器，而較佳的是，第一保持器相對(duì)于第一容器設(shè)置成使得流過第一管的流體流 入第一容器。由于采用第一容器，就能收集可能已經(jīng)穿過第一管的流體以降低 與例如離心分離機(jī)內(nèi)相鄰管子的樣品的交叉污染。具體地說，由于第一容器容 積足夠大，可將源自結(jié)合步驟和洗滌步驟的大量的廢流體丟棄在第一容器中。 這可省去額外的耗時(shí)的廢品處置步驟并可降低卸載和再裝載離心分離機(jī)的卸 載和再裝載步驟的次數(shù)。此外，盡管較大的第一容器容積一般是理想的，但一 般較佳的是，第一容器相對(duì)于第一保持器設(shè)置成使流體處理裝置的尺寸從整體 而言足夠小，從而還可用于小型離心分離機(jī)中。還較佳的是，第一保持器相對(duì) 于第一容器設(shè)置成由第一保持器保持的第一管在處理過程的任何步驟中都不 與第一容器中的流體接觸。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一方面，第一保持器形狀適合第一管的形狀，且第二 保持器形狀適合第二管的形狀以在流體處理裝置的離心分離期間相對(duì)于第二 管可靠地保持第一管。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第一容器具有不同于第二容器容積的第一容器容 積，流過第二容器保持器在第二位置保持的第一管的流體流入第二容器容積。 這樣，能夠提供用于收集在結(jié)合和洗滌步驟中流過第一管的大量流體的較大第 一容器容積，而僅使用較小第二容積來收集洗提過程中用于收集提純的生物分 子。通過將容器容積調(diào)節(jié)到給定處理順序的實(shí)際需要，可避免采用尺寸過大的、 需要進(jìn)行離心分離的裝備，這又便于使用較小、較廉價(jià)的離心分離機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供具有第一容器容積的第一容器，該容器的容 器橫截面比第一管的第一橫截面大至少10%。較佳的是，容器橫截面是在平行于由第一保持器保持時(shí)第一管的第一橫截面的平面上截取的。通過提供比第一 橫截面大的容器橫截面，可擴(kuò)大用于收集源自結(jié)合和洗滌步驟的液體的容器容 積。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供具有用于限定第一容器容積的內(nèi)表面的第一 容器，而內(nèi)表面與第二保持器鄰接。第一容器的內(nèi)表面向上延伸到第二保持器 有助于使用于收集來自結(jié)合和洗滌步驟的流體的第一容器容積最大化。通過使 第一容器的內(nèi)表面與第二保持器鄰接，可提供流體處理裝置例如抵抗離心力的 附加穩(wěn)定性。
本發(fā)明的又一方面提供了具有用于保持第一管的第一止擋件的保持器，并 由此限定第一止擋平面，并且還提供了具有用于保持第二管的第二止擋件的第 二保持器，并由此限定第二止擋平面，而第二止擋平面不同于第一止擋平面。 這樣，能夠?qū)⒌谝还鼙３衷谂c第二管的高度不同的高度處，如沿著在相應(yīng)管軸 線上的投影測(cè)得的那樣。如果保持器彼此靠近定位，則將第一管和第二管保持 在不同的高度處便于更方便地接近管子。還提供了在這兩保持位置之間的進(jìn)行 區(qū)分機(jī)會(huì)。
本發(fā)明的另一方面提供了用于在離心分離期間將第一管的第一帽保持在 相對(duì)于第一保持器的限定位置的至少一個(gè)第一帽固定裝置。較佳的是，第一帽 固定裝置設(shè)置成使得第一帽在離心分離期間保持在使第一管的入口開口打開 的位置并使汲取管裝置能夠通達(dá)該幵口。這樣，可離心分離入口開口打開的第 一管，而不必?fù)?dān)心由第一管的第一帽在離心分離期間懸掛較松而引起的損壞。 在離心分離期間第一管的入口開口打開的優(yōu)點(diǎn)在于，在離心分離后可將例如洗 滌流體之類的流體分配到管內(nèi)而不必將帽從入口開口取出。
本發(fā)明的另一方面是包括自動(dòng)將第一管直接從離心分離機(jī)中的第一保持 位置轉(zhuǎn)移到離心分離機(jī)中的第二保持位置的步驟的方法。該直接轉(zhuǎn)移可用于減 少提純生物分子所必需的步驟。還能夠消除由于在離心機(jī)外管的手工轉(zhuǎn)移步驟 中樣品管的混淆或分配不當(dāng)造成的差錯(cuò)。
本發(fā)明的另一方面包括將第一管從至少一個(gè)流體處理裝置之一的所述保 持器轉(zhuǎn)移到所述至少一個(gè)流體處理裝置之一的第二保持器的步驟的方法。這樣，可進(jìn)行生物分子的結(jié)合、洗滌和洗提而不必裝載和卸載離心分離機(jī)。


以下附圖僅以說明目的揭示了根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。具體地說，附圖 中的內(nèi)容并不意味著限制本發(fā)明的保護(hù)范圍
圖1A-B:具有入口開口和出口開口的第一管
圖1C-E:具有尺寸設(shè)置成接納第一管的入口開口的第二管；
圖2A-2E:用于保持具有不同橫截面的第一管和第二管的、根據(jù)本發(fā)明的 第一流體處理裝置；
圖3 A-3E:用于保持具有不同橫截面的第一管和第二管的、根據(jù)本發(fā)明 的第二流體處理裝置，該流體處理裝置具有第一容器；
圖4A-4E:用于保持第一管的、根據(jù)本發(fā)明的第三流體處理裝置，流體處 理裝置具有尺寸不同的第一容器和第二容器。
圖5A-5E:用于保持具有不同橫截面的第一管和第二管的、根據(jù)本發(fā)明的
第四流體處理裝置，該流體處理裝置具有沿垂直于第一軸線的射線延伸超過第
二保持器的第一容器；
圖6A-6E:用于保持具有至少兩個(gè)不同橫截面的第一管、第二管和第三管 的、根據(jù)本發(fā)明的第五流體處理裝置，該流體處理裝置具有第一容器；
圖7A-7B:用于保持具有不同橫截面的第一管、第二管、第三管和第四管 的、根據(jù)本發(fā)明的第六流體處理裝置，該流體處理裝置具有第一容器；
圖8A-8B:用于保持具有不同橫截面的第一管、第二管、第三管、第四管 和第五管的、根據(jù)本發(fā)明的第七流體處理裝置，該流體處理裝置具有第一容器；
圖9A-9B:用于保持具有不同橫截面的第一管和第二管的、根據(jù)本發(fā)明的 第八流體處理裝置，該流體處理裝置具有第一容器并具有連接裝置；
圖10A-10B:用于保持具有不同橫截面的第一管和第二管的、根據(jù)本發(fā)明 的第九流體處理裝置，該流體處理裝置具有沿垂直于第一軸線的射線延伸超過 第二保持器的第一容器，并還具有連接裝置；
圖11A-11B:用于保持具有不同橫截面的第一管、第二管和第三管的、根據(jù)本發(fā)明的第十流體處理裝置，該流體處理裝置具有第一容器，并還具有連接 裝置；
圖12:用于保持具有不同橫截面的第一管、第二管和第三管的、根據(jù)本 發(fā)明的第十一流體處理裝置，該流體處理裝置具有第一容器和連接裝置，該連 接裝置包括用于可拆卸地保持第一容器的保持結(jié)構(gòu)；
圖13:類似于第十一流體處理裝置的、根據(jù)本發(fā)明的第十二流體處理裝 置，該流體處理裝置包括用于保持第一帽和第二帽的第一和第二帽固定裝置；
圖14A-14B:類似于第十二流體處理裝置的、根據(jù)本發(fā)明的第十三流體處 理裝置，該流體處理裝置包括兩個(gè)第一帽固定裝置和一個(gè)第二帽固定裝置；
圖15:具有限定不同止擋平面的第一止擋件和第二止擋件的、根據(jù)本發(fā) 明的第十四流體處理裝置；
圖16:具有第一容器以及限定不同止擋平面的第一止擋件和第二止擋件 的、根據(jù)本發(fā)明的第十五流體處理裝置；
圖17A:將根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子連接到根據(jù)本發(fā)明的十二個(gè)流體處理裝置的 俯視圖17B:通過根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的第一剖視圖，示出了與擺動(dòng)軸接收器相 互作用的連接裝置；
圖17C:通過根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的第二剖視圖，示出了第一和第二擺動(dòng)阻 止裝置；
圖18A-18C:具有第一、第二和第三擺動(dòng)阻止裝置的、根據(jù)本發(fā)明的流體
處理裝置的立體圖19A:在離心分離機(jī)內(nèi)沿切向直接第一轉(zhuǎn)移的示意圖19B:在離心分離機(jī)內(nèi)沿徑向直接第一管轉(zhuǎn)移的示意圖20A:第一管沿徑向從根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置中第一保持器轉(zhuǎn)移到
第二保持器的示意圖20B:第一管沿切向從根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置中第一保持器轉(zhuǎn)移到
第二保持器的示意圖20C:第一管從根據(jù)本發(fā)明的第一流體處理裝置的第一保持器轉(zhuǎn)移到第二流體處理裝置的第二保持器的示意圖20D:第一管動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置的第一保持器轉(zhuǎn)移到離開離 心分離機(jī)蓋的位置并返回流體處理裝置的第二保持位置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)方面是改進(jìn)使用離心分離機(jī)處理流體的方法。為了該目的， 本發(fā)明提供了用在離心分離機(jī)中的流體處理裝置。流體可以是任何流體，與流 體粘度高低，或者流體中是否包含運(yùn)動(dòng)的微?；蚬腆w元素?zé)o關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的 流體處理裝置可用于通過諸如過濾流體、將流體的特定元素吸收到特定材料、 將特定元素從特定材料解吸、將各成分從流體分出、收集操作的流體或傾倒廢 流體之類的處理來操作或處理流體。較佳的是，根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置用 于提純諸如核酸、蛋白質(zhì)、縮氨酸、多肽、核苷和油脂之類的生物分子。
為了能夠用在離心分離機(jī)中，更佳的是，流體處理裝置可連接到離心分離 機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子上。通過離心分離機(jī)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，可對(duì)流體處理裝置施加離心力。 較佳的是，通過連接裝置實(shí)現(xiàn)到轉(zhuǎn)子的連接，連接裝置可以是或不是流體處理 裝置的一部分。如果連接裝置不是流體處理裝置的一部分，較佳的是，連接裝 置具有用于可拆卸地保持流體處理裝置的保持結(jié)構(gòu)。在該情況下，且如果流體
處理裝置包括第一容器，則一體地連接到第一容器的構(gòu)件形成以下稱為包含第 一容器的結(jié)構(gòu)的單元。
用于可拆卸地保持流體處理裝置的保持結(jié)構(gòu)能夠以本領(lǐng)域已知的不同方 式來實(shí)現(xiàn)。例如，保持結(jié)構(gòu)可形狀適合流體處理裝置的外部形狀，從而它能可 靠地容納和承載流體處理裝置，即使在離心分離期間也是如此。保持結(jié)構(gòu)保持 流體處理裝置的其它方法可以是夾緊、鎖定等。
無論連接裝置是否是流體處理裝置的一部分，較佳的是，連接裝置便于流 體處理裝置與轉(zhuǎn)子可拆卸地連接。這樣，能夠?qū)⒘黧w處理裝置連接到轉(zhuǎn)子以進(jìn) 行離心分離步驟，且此后，將流體處理裝置從離心分離機(jī)中取出以在離心分離 機(jī)外用流體進(jìn)行其它步驟。具體地說，通過使流體處理裝置能夠可拆卸地連接 到轉(zhuǎn)子，流體處理裝置可一次性使用。流體處理裝置的一次性使用有助于降低由于再使用而引起的樣品污染并增加了處理安全性和對(duì)操作人員的安全性。此 外，它還可節(jié)約時(shí)間，因?yàn)榭稍谡谶M(jìn)行的處理序列期間在離心分離機(jī)外部進(jìn) 行下一次處理序列所需的流體處理裝置的裝載。
更佳的是，該流體處理裝置與轉(zhuǎn)子相比較小，從而每次可將多個(gè)流體處理 裝置連接到轉(zhuǎn)子上。這樣可在離心分離步驟中每次離心分離多個(gè)流體樣品以增 加產(chǎn)量。此外，如果流體處理裝置一次性使用，即作為一次性使用物件，則它 可節(jié)省成本以保持流體處理裝置較小。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，該流體處理裝置包括用于保持第一管的第一保持器 和用于保持第二管的第二保持器。較佳的是，第一保持器能夠相對(duì)于第二保持 器在第一保持位置保持第一管，較佳的是在靜止時(shí)和在離心分離期間都是如 此。類似地，較佳的是，第二保持器能夠在靜止時(shí)和在離心分離期間相對(duì)于第 一保持器在第二保持位置保持第二管。因此，較佳的是第一保持器和第二保持 器彼此剛性連接。此外，較佳的是，第一保持器和第二保持器中的至少一個(gè)制 成單件以更好地承受離心分離期間的變形。更佳的是，第一和第二保持器相對(duì) 彼此設(shè)置成如果它們保持相應(yīng)的第一管和第二管則該兩管平行對(duì)齊。這樣，更 易于將流體分配到相應(yīng)管內(nèi)，或?qū)⒌谝还芎偷诙芊湃胂鄳?yīng)的第一和第二保持 器內(nèi)。
一般較佳的是，第一保持器和第二保持器中的至少一個(gè)通過機(jī)械裝置保持 相應(yīng)的第一或第二管。較佳的是，第一保持器和第二保持器中的至少一個(gè)的形 狀適合相應(yīng)第一管或第二管的形狀以保持相應(yīng)的第一管或第二管。例如，如果 第一管具有圓柱形狀和同軸管狀緣邊(第一環(huán)管)，較佳的是，第一保持器具 有第一圓柱形內(nèi)表面，該內(nèi)表面的形狀適合第一管的外表面。這樣，第一管可 滑入第一保持器，在該情況下，第一管的保持位置限定在垂直于滑動(dòng)方向的平 面內(nèi)。此外，較佳的是，第一和第二保持器的剛度足夠大，從而它們能夠在離 心分離期間以流體處理裝置可以運(yùn)行的所有擺動(dòng)角將管子保持在限定位置。
此外，較佳的是，第一保持器提供第一止擋件，通過例如止擋件與第一管 的第一環(huán)管的配合阻止第一管滑入第一保持器。這樣，限定第一管沿滑動(dòng)方向 的第一保持位置。此外，由于第一止擋件僅阻止沿一個(gè)方向的滑動(dòng)，第一管可拆卸地與第一保持器連接，即如有需要時(shí)第一管可隨時(shí)再方便地滑出第一保持 器。由于止擋件與第一保持器的圓柱形內(nèi)表面，只要離心力具有指向滑動(dòng)方向 的分量，則在離心分離期間還可保持第一管的第一保持位置。
類似地，如果第二管具有圓柱形和同軸環(huán)管狀緣邊，較佳的是，第二保持 器具有圓柱形內(nèi)表面，該內(nèi)表面的形狀適合第二管的外表面。這樣，第二管可 滑入第二保持器，在該情況下，第二管的保持位置限定在垂直于滑動(dòng)方向的平 面內(nèi)。
此外，較佳的是，第二保持器提供第二止擋件，該第二止擋件通過止擋件 與第二管的同軸環(huán)管狀輪緣(第二環(huán)管)的配合來阻止第二管的滑動(dòng)。這樣， 在滑動(dòng)方向上限定第二管的第二保持位置。此外，由于第二止擋件僅阻止沿一 個(gè)方向的滑動(dòng)，第二管可拆卸地連接到第二保持件，即如有需要時(shí)第二管可隨 時(shí)方便地再?gòu)牡诙３制骰?。由于止擋件和第二保持器的圓柱形內(nèi)表面，只 要離心力和/或重量有指向滑動(dòng)方向的分量，就可維持第二管的第二保持位置。
所使用的詞語"第一管"和"第二管"應(yīng)當(dāng)理解為寬泛的意義。管子可以 是可通過入口開口分配流體的任何容器。較佳的是，第一管和第二管相對(duì)于相 應(yīng)的第一軸線或第二軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。例如，管子可具有在一端有開口的圓柱形、 在一端有開口的錐形或其組合。此外，圓柱形或錐形可具有垂直于相應(yīng)第一或 第二軸線的橫截面，橫截面是圓形、橢圓、方形、矩形或其組合。較佳的是， 第一管的第一橫截面限定在由第一保持器保持第一管的第一管的位置處。類似 地，較佳的是，第二管的第二橫截面限定在由第二保持器保持第二管的第二管 的位置處。
較佳的是，第一管的第一橫截面和第二管的第二橫截面彼此適配成第一管 可通過第二管的入口開口滑入第二管。更佳的是，第一管的外表面的形狀適合 第二管的內(nèi)表面。這樣，第二管可用作用于在離心期間保持第一管的保持器。 甚至，由于第二保持器保持第二管且第二管保持第一管，流體處理裝置的第二 保持器可用于在離心分離期間保持第一管。在該情況下，較佳的是，第一保持 器的第一圓柱形內(nèi)表面的橫截面比第二保持器的第二圓柱形內(nèi)表面的橫截面
小60%以下，較佳的是50%以下，更佳的是40%以下。另一方面，在該情況下，較佳的是第一保持器的第一圓柱形內(nèi)表面的橫截面小于第二圓柱形內(nèi)表面 的橫截面多于10%，較佳的多于20%，且更佳地多于30%。較佳的是，第一
管的橫截面具有大于10 mm2的面積，較佳地大于40 mn^且可能大于80 mm2。 另一方面，較佳的是第一管的橫截面的面積小于1000 mm2，較佳的小于100 mm2，且可能小于60mm2。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一管具有入口開口和出口開口。這些管子還 已知為柱體或回轉(zhuǎn)柱體。此外，較佳的是，第一管具有將入口開口與出口開口 分幵的過濾件。較佳的是，過濾件還用作用于選擇地與像核酸之類的生物分子 結(jié)合的隔膜。這樣，第一管可用于結(jié)合步驟，在該步驟中將包含生物分子的流 體分配到第一管的入口開口內(nèi)并使其通過，生物分子選擇地與過濾件結(jié)合。
另一方面，較佳的是第二管用于收集液體(收集管)。在該情況下，較佳 的是，第二管具有入口開口但沒有出口開口。在該情況下，第二管可通過收集 洗滌流體而用于洗提步驟，洗滌流體包括已從第一管的過濾件洗提的提純的生 物分子。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，流體處理裝置包括第一容器，第一容器具有用 于保持流體的第一容器容積。較佳的是，第一容器剛性地連接到第一保持器。 較佳的是，第一容器相對(duì)于第一保持器設(shè)置成流過由第一保持器保持的第一管 的流體流入第一容器。較佳的是，由于流體通過重力或離心力排出，所以流體 流過第一管。這樣，通過將穿過第一管的流體收集到第一容器內(nèi)(例如，洗滌 步驟中的廢流體)，可消除離心分離期間與相鄰管子的交叉污染。此外，由于 足夠大的第一容器容積，可進(jìn)行結(jié)合和洗滌而不必中斷離心分離來丟棄所收集 的液體。這有助于減少耗時(shí)的離心分離機(jī)的卸載和裝載步驟，能夠增加洗滌步 驟的數(shù)量或增加溶解體積。較佳的是，第一容積體積大于lml，較佳地大于 10ml，且可能大于50ml。另一方面，較佳的是，第一容器容積小于100ml，較 佳地小于50ml，且可能小于10ml。較佳的是，容器容積由第一容器在離心分 離期間可保持的流體的量限定。另一方面，該過程實(shí)際使用的第一容器的量(即 第一容器的凈容積)較佳地比第一容器容積小至少25%，較佳地是至少50%， 且更佳的是第一容器容積的至少75%。這是為了避免第一和/或第二管的出口開口在處理過程中與保持在第一容器內(nèi)的流體(例如廢流體)接觸，以防止管 子在離心分離期間被保持在第一容器內(nèi)的流體和溢出的流體污染。
較佳的是，第一容器容積大于第二管的容積，以能夠進(jìn)行結(jié)合和洗滌步驟 而不會(huì)由于要丟棄已流入第一容器的流體而中斷。為了該目的，較佳的是，第 一容器設(shè)計(jì)成使得第一容器的內(nèi)表面鄰接第二保持器。這樣，可在給定尺寸的 流體處理裝置時(shí)使第一容器容積最大化。此外，為了使第一容器容積最大化， 較佳的是流體處理裝置的重力與第一容器的容積的比率小于10g/cm3，較佳地 小于5g/cm3，且更佳地小于lg/cm3。在較佳實(shí)施例中，流體處理裝置重7.23g 并具有約11cr^的容器容積，這會(huì)產(chǎn)生0.66g/cr^的比率。
以下附圖示意性地揭示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例以說明本發(fā)明的幾個(gè) 方面。但是，附圖和說明書的細(xì)節(jié)和特征不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。例 如，盡管為了清楚的原因結(jié)合特定的管子組來揭示了幾個(gè)實(shí)施例，但本發(fā)明并 不限于使用該特定的管子組。此外，盡管附圖中的流體處理裝置的構(gòu)件(例如 第一保持器、第二保持器、第一容器、第二容器等)通過粗線連接，但這僅示 意性地理解為表示剛性連接。不過，取決于應(yīng)用和其它環(huán)境，技術(shù)人員會(huì)從圖 中理解到，可有流體處理裝置的構(gòu)件連接于其中以用在離心分離機(jī)中的很多不 同的幾何形狀。
圖1 A-1E揭示了可用于根據(jù)本發(fā)明提純生物分子的管子組的第一實(shí)例。 該管子組由如圖1A-1B所示的第一管18和如圖1C-1D所示的第二管26構(gòu)成。 第一管18相對(duì)于第一軸線11旋轉(zhuǎn)對(duì)稱并沿垂直于第一軸線11的方向具有圓 形第一橫截面A1 (見圖1B)。第一管18還具有第一入口開口 54、第一出口 開口 52、已分配到入口開口 54的流體流過以達(dá)到第一出口開口 52的過濾件 19、環(huán)管狀緣邊(第一環(huán)管)56、以及柔性地連接到環(huán)管56的可選的第一帽 40。第一帽40可用于關(guān)閉入口開口 54以避免管內(nèi)容物的污染。在圖1A-1E的 管設(shè)置的情況下，過濾件19是當(dāng)包含生物分子的流體分配到入口開口 54時(shí)用 于將諸如核酸之類的生物分子結(jié)合到過濾件的膠結(jié)材料。
圖1C-1D的第二管26相對(duì)于第二軸線27旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。第二管26還具有垂 直于第二軸線27的圓形第二橫截面A2 (見圖1D)、第二入口開口58，但沒有出口開口 (關(guān)閉的管)。此外，第二管26具有環(huán)管狀緣邊(第二環(huán)管)59， 并可選地具有柔性連接到第二環(huán)管59的第二帽41。第二帽41用于關(guān)閉入口開 口以避免管內(nèi)容的污染。第二管26的第二橫截面A2的尺寸設(shè)置成使得第一管 16可滑入第二管26，直到第一管18的第一環(huán)管56撞擊到第二管26的第二環(huán) 管59 (見圖1E)為止。這樣，第二管26可用作用于接納分配到第一管18的 入口開口 54的流體的收集管或容器、以及在離心分離期間保持第一管18的保 持器。
取決于應(yīng)用場(chǎng)合可從市場(chǎng)上購(gòu)得不同尺寸和不同過濾材料的如圖1A-1E 所示的管子。例如，申請(qǐng)人的QIAprep Spin Miniprep KitTM提供具有8.8mm2橫 截面Al和30mm長(zhǎng)度的回轉(zhuǎn)柱體(第一管)以及具有10.5mn^橫截面A2的 收集管(第二管)和約2ml的收集容積。
圖2A-2E示意性地揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一流體處理裝置。圖2A示出保 持如圖1A和1C所示類型的第一管18和第二管26的流體處理裝置1的沿軸 線C1-C1，的側(cè)剖視圖。圖2B示出沿垂直于圖2A的側(cè)面的方向沿軸線C1-C1， 的相應(yīng)剖視圖。流體處理裝置包括彼此剛性連接的第一保持位置16處的第一 保持器14和第二保持位置24處的第二保持器22。此外，如上所述，流體處理 裝置1可通過連接裝置(未示出)以稍后更詳細(xì)描述的方式連接到離心分離機(jī) 的轉(zhuǎn)子上。
如圖2A和2B所示，第一保持器14包括圓柱形環(huán)件，該環(huán)件具有內(nèi)表面， 該內(nèi)表面的形狀適合第一管18的一部分的形狀以將第一管18保持在相對(duì)于第 二保持器22的限定的第一保持位置16。第一保持器14的環(huán)件還提供第一止擋 件60，該第一止擋件60在圖2A-2E中對(duì)應(yīng)于第一保持器的環(huán)件的上緣邊。這 樣，第一管18可滑入環(huán)件直到第一管18的第一環(huán)管56撞擊到該環(huán)件為止。 這樣，只要重力或離心力具有沿滑動(dòng)方向(即圖2A中向下)的分量，第一管 18就由第一保持器14保持。此外，可通過將第一管18滑出環(huán)件而方便地將第 一管18從第一保持器14取出。應(yīng)當(dāng)理解，圓柱形環(huán)件的形狀設(shè)置成且剛度足 夠使其可在離心分離期間將管子以流體處理裝置可運(yùn)行的所有擺動(dòng)角保持在 限定位置。類似地，第二保持器22是具有內(nèi)表面的圓柱形環(huán)件，該內(nèi)表面的形狀適
合第二管26的一部分的形狀以將第二管26保持在相對(duì)于第一保持器14的限 定的第二保持位置24。第二保持器22的環(huán)件還提供第二止擋件62，該第二止 擋件在圖2A-E中對(duì)應(yīng)于第二保持器的環(huán)件的上緣邊。這樣，第二管26可滑入 環(huán)件直到第二管26的第二環(huán)管59撞擊到環(huán)件為止。這樣，只要重力或離心力 具有沿滑動(dòng)方向的分量，第二管26就由第二保持器22保持。此外，可通過將 第二管26滑出環(huán)件而方便地將第二管26從第二保持器22取出。
此外，第一保持器14和第二保持器22各剛性地彼此連接以在離心分離時(shí) 提供足夠的硬度。此外，第一保持器14和第二保持器22相對(duì)于彼此定向成它 們平行地保持兩個(gè)管子18、 26。第一管和第二管相對(duì)于彼此的平行定向簡(jiǎn)化了 液體到相應(yīng)管內(nèi)的分配和第一管到第二管的自動(dòng)轉(zhuǎn)移。
圖2C示出取出了第一和第二管的圖2A的流體處理裝置1的側(cè)視圖。像 該申請(qǐng)中的其它流體處理裝置那樣，較佳的是，圖2C的流體處理裝置1是由 聚合物材料制成的模壓制件，較佳地制成單件以提高剛性和降低重量和成本。
圖2D-2E示出第一管18從第一保持位置16到第二保持位置24的直接轉(zhuǎn) 移30(第一管轉(zhuǎn)移)。由于直接轉(zhuǎn)移30且第二管26放在第二保持位置24， 用第一保持位置16處的第一管18進(jìn)行的結(jié)合和洗滌步驟之后可接著在第二保 持位置24處進(jìn)行洗提步驟，而沒有以下步驟(a)將第一管18取出離心分 離機(jī)以將第一管18放入第二管；以及(b)將第二管26與第一管18 —起放回 離心分離機(jī)。此外，由于圖2A-2E的流體處理裝置，可通過應(yīng)用三次第一管移 動(dòng)而在結(jié)合和洗滌步驟之后進(jìn)行洗提步驟(a)將第一管18滑出第一保持器 14，即沿第一管18的軸向(z方向)移動(dòng)；(b)將第一管18從第一保持位置 16移到第二保持位置24，即側(cè)向于軸向(x-方向)移動(dòng)；以及(c)將第一管 18滑入第二管26，即沿第一管18的軸向(負(fù)z-方向)移動(dòng)。因而，第一管18 的直接轉(zhuǎn)移僅包括兩次軸向移動(dòng)， 一次沿z-方向且另一次沿負(fù)z-方向。先前在 圖1A-1E中已經(jīng)描述了第一管18插入第二管26并保持在位的方式。
此外，由于第一管18放入第二管26，可通過將洗提液分配到第一管18 的入口開口并進(jìn)行另一離心分離步驟而進(jìn)行洗提。由于離心分離機(jī)朝向第一管的出口開口 52沿軸向施加離心力，洗提液壓過過濾件19，從過濾件19解吸結(jié) 合的生物分子(例如核酸)，離開第一管18并由第二管26接納，第二管26 在該情況下用作第二容器64或收集管。這樣，可將提純的生物分子收集在第 二管26 (即第二容器64)中以進(jìn)一步處理。注意，并因?yàn)榈诙?6可從流體 處理裝置l中取出，且由于第二管26較佳的是標(biāo)準(zhǔn)管，由于第二管與用于洗 出液的進(jìn)一步處理的其它實(shí)驗(yàn)室設(shè)備兼容，故洗出液的進(jìn)一步處理會(huì)更為簡(jiǎn) 單。
圖3A-3E示意性地揭示了根據(jù)本發(fā)明的第二流體處理裝置。圖3A示出保 持圖1A和1C所示類型的第一管18和第二管26的流體處理裝置1的沿軸線 C1-C1'的側(cè)剖視圖。圖3B示出沿垂直于圖3A的側(cè)視圖方向的沿軸線C1-C1' 的相應(yīng)剖視圖。圖3A-3E的流體處理裝置1與圖2A-2E所示的流體處理裝置 相同，除了圖3A-3E的流體處理裝置1具有剛性地與第一保持器14和第二保 持器22連接的第一容器10。第一容器10相對(duì)于第一保持器14定位成使得流 過由第一保持器14保持的第一管18的流體流入第一容器10。這樣，可將用于 結(jié)合和洗滌步驟的、在第一保持位置16處已分配到第一管18的和已經(jīng)穿過過 濾件19的流體(例如，溶解產(chǎn)物和洗滌緩沖液)收集在第一容器10的第一容 器容積12內(nèi)作為廢物。因此還可以認(rèn)為第一容器10是廢物容器。通過將第一 容器10設(shè)計(jì)得足夠大，可進(jìn)行結(jié)合和洗滌而不必中斷這些過程來丟棄廢物。 丟棄廢物就意味著耗時(shí)的離心分離機(jī)的卸載和再裝載。此外，足夠大的廢物容 器IO可用于附加洗漆步驟等，而不必經(jīng)歷耗時(shí)的廢物丟棄步驟。
第一容器10較佳地與第一保持器14和第二保持器剛性連接以形成包含第 一容器的結(jié)構(gòu)103，該結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度來承受高的離心力。并非必要但較 佳的是，處于穩(wěn)定和制造的原因，第一容器IO、第一保持器14和第二保持器 22制成單件。此外，除了第一保持器14形成的開口之外，第一容器10可以是 密封關(guān)閉的容器。這會(huì)形成尤其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)并保護(hù)周圍不會(huì)有濺出的廢液。不 過，如已示出的那樣，對(duì)大多數(shù)過程來說不必具有密封關(guān)閉的容器。此外，如 果第一容器在頂部區(qū)域開口則將流體處理裝置制成單件成本較低。此外，可能 有必要具有到廢液的通路以進(jìn)行控制。圖3D-3E像圖2D-3E那樣示出第一管18從第一保持位置16到第二保持 位置24的直接轉(zhuǎn)移30。此外，由于圖3A-3E的流體處理裝置，可通過用三次 第一管移動(dòng)應(yīng)用第一轉(zhuǎn)移30而在結(jié)合和洗滌步驟之后進(jìn)行洗提步驟(a)將 第一管18滑出第一保持器14; (b)將第一管18從第一保持位置16移到第二 保持位置24;以及(c)將第一管18滑入第二管26。但是，與圖2A-2E不同， 有可接納通過其過濾件19留在第一管18的過濾流體(溶解產(chǎn)物或洗滌流體)、 即廢流體的第一容器10。這樣，能以不會(huì)污染其它管子或流體的方式丟棄廢流 體。此外，無須將第一管從離心分離機(jī)卸載或再裝載到其中就可進(jìn)行丟棄。
圖4A-4E示意地揭示了根據(jù)本發(fā)明的第三流體處理裝置。圖4A示出了保 持圖1A和1C所示類型的第一管18和第二管26的流體處理裝置1的沿軸線 C1-C1'的側(cè)剖視圖。圖4B示出在垂直于圖4A的側(cè)視圖的方向沿軸線C1-C1， 的相應(yīng)剖視圖。圖4A-4E的流體處理裝置1與圖3A-3E中所示的相同，不同 之處在于第一容器10在由第一保持器14保持時(shí)延伸到在垂直于第一管18的 第一軸線的投影上與第二保持器22交疊。這樣，第一容器10的內(nèi)表面10a與 第二保持器22鄰接。該設(shè)計(jì)有助于顯著增加第一容器容積12以能夠容納更多 廢物而不必增加容器的高度。增加第一容器的高度會(huì)需要使用較大的離心分離 機(jī)。此外，由于所示的第一容器10到第二保持器22的延伸部，第二保持器22 更剛性地連接到第一保持器14以使離心分離期間流體處理裝置1的變形最小。
圖4A-4E的流體處理裝置1與圖2A-2E和3A-3E的實(shí)施例的不同之處還 在于第二保持器22的形狀適合具有第一橫截面Al的第一管18，而不是保持 具有第二橫截面A2的第二管26。這樣，第一保持器14的圓柱形內(nèi)表面和第 二保持器22的內(nèi)表面具有相同的軸向橫截面。此外，與前述設(shè)計(jì)不同，第二 保持器22延伸到第一容器10內(nèi)以形成具有第二容器容積65的第二容器64。 這樣，為了進(jìn)行結(jié)合、洗滌、和洗提步驟，由于提純的生物分子可洗提到第二 容器64中而不需要有第二管26。但是，由于在該情況下，第二容器64剛性地 連接到第一保持器22和第一容器10，必須將流體處理裝置1從離心分離機(jī)取 出以對(duì)提純的生物分子進(jìn)行進(jìn)一步加工。此外，如果需要儲(chǔ)存提純的生物分子， 則該實(shí)施例是不合適的。圖4C示出圖4A的流體處理裝置1去除了第一管的側(cè)視圖。此外，較佳
的是，圖4C所示的流體處理裝置1制成單件(包含第一容器的結(jié)構(gòu)103)以 提高裝置的剛度并降低成本。此外，圖4D-4E像圖3D-3E那樣示出第一管18 從第一保持位置16到第二保持位置24的直接轉(zhuǎn)移30 (第一管轉(zhuǎn)移)。
圖5A-5E示意性地揭示了根據(jù)本發(fā)明的第四流體處理裝置。圖5A示出了 保持如圖1A和1C所示類型的第一管18和第二管26的流體處理裝置1的沿 軸線C1-C1'的側(cè)剖視圖。圖5B示出沿垂直于圖5A的側(cè)視圖的方向沿軸線 CI-C1，的相應(yīng)剖視圖。圖5A-5E的流體處理裝置1與圖4A-4E所示的相同， 不同之處在于第二保持器22未延伸形成第二容器。而是為了提供用于洗提的 第二容器64，需要將第二管26插入第二保持器22。因而，為了在結(jié)合和洗滌 步驟之前進(jìn)行洗滌步驟，第一管18必須從第一保持器14轉(zhuǎn)移到第二保持器22 并滑入圖1E中所示的第二管26。在該情況下，第二管26保持第一管18，且 同時(shí)用作保持流過第一管18的洗提液的第二容器。此外，由于第二管26可從 流體處理裝置1取出，故具有洗提的生物分子的洗提液可從流體處理裝置1取 出以進(jìn)行進(jìn)一步處理或存儲(chǔ)目的，而無須將流體處理裝置1從離心分離機(jī)取出。
圖5C示出圖5A的流體處理裝置1取出了第一管18和第二管26的側(cè)視 圖。同樣，較佳的是圖5C中所示的流體處理裝置1制成單件(包含第一容器 的結(jié)構(gòu)103)以提高裝置的剛度并降低成本。此外，圖5D-5E像圖4D-4E—樣 示出了第一管18從第一保持位置16到第二保持位置24的直接轉(zhuǎn)移30 (第一 管轉(zhuǎn)移)。
圖6A-6E示意性地揭示了根據(jù)本發(fā)明的第五流體處理裝置。圖6A示出了 在第一保持位置16處保持第一管18和在第二保持位置24處保持第二管26的 流體處理裝置的沿軸線Cl-Cr的側(cè)剖視圖。圖6B示出沿垂直于圖6A的側(cè)視 圖的方向沿軸線C1-C1，的相應(yīng)剖視圖。圖6A-6E的流體處理裝置1與圖5A-5E 所示的相同，不同之處在于增加了第三保持器66以保持第三管32，第三管32 具有第三軸線34、第三橫截面A3和在管子的緣邊處的第三環(huán)管33。
在圖6A中，第三管32是具有第三入口開口、第三出口開口和過濾件的 另一回轉(zhuǎn)柱體。在很多應(yīng)用中，第三管32的幾何尺寸等于第一管18的幾何尺寸，從而第三橫截面A3與第一橫截面Al相同。但是，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，第一
管18和第三管32可能其過濾件類型不同。注意，如果第一橫截面A1和第三 橫截面A3相同，第一保持器14的內(nèi)表面可與第三保持器66的內(nèi)表面相同， 從而第一管18可由第三保持器66保持，且如果處理過程需要，第三管33還 可由第一保持器14保持。
此外，第三保持器66延伸成提供具有第三容器容積70的第三容器68。 此外，取決于該應(yīng)用，還可形成第三保持器以保持具有第一橫截面Al的第一 管18或保持具有第二橫截面A2的第二管26。如在圖中可以看出的那樣，第 三保持器66具有圓柱形內(nèi)表面，該內(nèi)表面的形狀適合第三管32的形狀。這樣， 通過將第三管32滑入內(nèi)部圓柱形表面，將第三管32的位置限定在垂直于滑動(dòng) 方向的平面內(nèi)。此外，第三保持器32的圓柱形表面的上部緣邊使得它用作在 第三環(huán)管33撞擊止擋件67時(shí)阻止第三管32滑入第三保持器66的第三止擋件 67。在該位置，只要重力或離心力具有將第三環(huán)管33壓到第三止擋件67上的 分量，還可在滑動(dòng)方向上限定第三管32的位置。此外，較佳的是，第三保持 器66設(shè)置成使得它將第三管32保持成使第三管32在由第一保持器14保持時(shí) 平行于第一管18。
第三保持器66用于進(jìn)行流體處理裝置1中的附加提純步驟。例如， 一些 應(yīng)用場(chǎng)合需要具有不同功能的附加過濾件。第三保持器66可用于保持第三管 32，第三管32的過濾件特性或功能有別于第一管18的過濾件。第三管32設(shè) 置成當(dāng)?shù)谌３制?6設(shè)置在第三保持位置28內(nèi)時(shí)，包含所要求生物分子的流 體流過第三管32進(jìn)入第三容器70。在通入包含所要求生物分子的流體之前， 必須將第三管32從第三保持器66取出。
此外，還可使用沒有在進(jìn)行結(jié)合、洗滌和洗提步驟之前在初始生物樣品溶 解之后用于溶解產(chǎn)物清洗的其它過濾件的第三保持器66。可通過例如將溶解緩 沖液分配到樣品流體中以打破包含生物分子(例如核酸)的細(xì)胞的細(xì)胞壁而單 獨(dú)迸行生物樣品的溶解。在添加其它緩沖液、例如中立化緩沖液之后，將溶解 產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到第三容器68的第三容器容積70內(nèi)。為了?；谌萜?8中的細(xì) 胞碎片，對(duì)流體處理裝置1施加離心力，且浮在上面的包含生物分子(即清晰的核酸)的流體從第三容器68汲取到第一管18以開始結(jié)合步驟。
注意，如果第三管形成容器并放入第三保持位置28，則以上方法也可用
于第三管32。在該情況下，初始生物樣品在溶解后被分配到第三管32內(nèi)。
還要注意，從圖6A-B可以看出，第一容器10在垂直于由第一保持器14
保持的第一管18的第一軸線11的投影延伸成覆蓋第二保持器22和第三保持
器66。此外，這是在給定容器高度使第一容器容積12最大化而使廢物容積最大化。
圖6C又示出圖6A的流體處理裝置1去除了第一管18、第二管26和第 三管32的側(cè)視圖。此外，較佳的是，圖6C所示的流體處理裝置1制成單件(包 含第一容器的結(jié)構(gòu)103)以提高裝置的剛度并降低成本。此外，圖6D-6E像圖 5D-5E—樣示出了第一管18從第一保持位置16到用于洗提步驟的第二保持位 置24的直接轉(zhuǎn)移30 (第一管轉(zhuǎn)移)。
圖7A-7B示出通過根據(jù)本發(fā)明的第六流體處理裝置1的兩個(gè)垂直剖視圖。 圖7A-7B的流體處理裝置1與圖6A-6F的流體處理裝置相同，除了該裝置包 含用于保持另一第一管18的第四保持器80之外。另一第一管18由保持器80 保持成流過另一第一管18的保持器的流體也流入第一容器10。由于第一保持 器14保持第一管18且第四保持器80保持另一第一管18，能夠每次結(jié)合和洗 滌兩種不同的生物分子。
圖8A-8B示出通過根據(jù)本發(fā)明的第七流體處理裝置1的兩個(gè)垂直剖視圖。 圖8A-8B的流體處理裝置1與圖7A-7E的實(shí)施例相同，除了該裝置包括保持 另一第二管26的第五保持器90之外。該實(shí)施例是示出本發(fā)明能夠包括至少五 個(gè)保持器，例如用于保持第一管18的兩個(gè)保持器、用于保持第二管26的兩個(gè) 保持器和用于保持第三管32的一個(gè)管子。取決于處理順序和所使用的離心分 離機(jī)的尺寸，如果需要多個(gè)保持器來簡(jiǎn)化處理順序，則本發(fā)明能夠提供所需要 的不同尺寸的多個(gè)保持器。此外，盡管在說明書附圖中各保持器是沿軸線 C1-C1'直線對(duì)齊的，但也能夠?qū)⒎植荚趦删S的保持器設(shè)置在例如兩條線內(nèi)或設(shè) 置成任意陣列。
迄今為止所述的流體處理裝置不包括連接裝置。但是，如上所述，由于具有用于保持流體處理裝置1的保持結(jié)構(gòu)的連接裝置，能夠?qū)⑦@些流體處理裝置 連接到轉(zhuǎn)子上，如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)知道的那樣。
圖9A-9B示出通過根據(jù)本發(fā)明的第八流體處理裝置1的兩個(gè)垂直剖視圖。
第八流體處理裝置與圖3A和3B的實(shí)施例相同，不同之處在于本實(shí)施例包括 用于將流體處理裝置1連接到離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子的連接裝置104上。在該情況 下，連接裝置104由兩個(gè)擺動(dòng)軸構(gòu)件105構(gòu)成，兩個(gè)擺動(dòng)軸構(gòu)件105 —體地連 接到第一容器10的相對(duì)兩側(cè)。兩個(gè)擺動(dòng)軸構(gòu)件105形狀設(shè)置成像相對(duì)于第一 容器10指向外的兩個(gè)截頭體，以限定延伸穿過第一容器容積12的擺動(dòng)軸線 106。如稍后會(huì)更詳細(xì)示出的那樣，為了將流體處理裝置1可拆卸地連接到離 心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子上，兩個(gè)截頭形擺動(dòng)軸構(gòu)件105懸掛在相應(yīng)的接納轉(zhuǎn)子連接裝 置134內(nèi)，例如兩個(gè)擺動(dòng)軸接納件128內(nèi)，這兩個(gè)擺動(dòng)接納件128是轉(zhuǎn)子的兩 相對(duì)臂的一部分。
流體處理裝置1的擺動(dòng)軸構(gòu)件105和接納轉(zhuǎn)子連接裝置134、例如轉(zhuǎn)子的 擺動(dòng)軸接納件128相對(duì)于彼此定位和適配成流體處理裝置1可圍繞沿相對(duì)于離 心分離機(jī)中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的切線方向延伸的擺動(dòng)軸線106旋轉(zhuǎn)。這樣，圖9A-9B 的一個(gè)或多個(gè)流體處理裝置1可以流體處理裝置依靠離心力圍繞擺動(dòng)軸線106 自由向外擺動(dòng)的方式離心分離。這樣，如果離心力與重力相比非常高，流體處 理裝置可向外擺動(dòng)很遠(yuǎn)，以使管子具有幾乎水平的定向。在該情況下，第一管 和第二管內(nèi)的流體在離心力作用下壓成朝向管子底板或通過管子的過濾件的 幾乎軸線方向。 一般而言，較佳的是，擺動(dòng)軸構(gòu)件105，例如兩截頭體或圓柱 體一體地連接到第一容器10、第一保持器14和第二保持器22。如果是這種情 況，對(duì)流體處理裝置l就稱為是自支承的。但是，在較佳實(shí)施例中，流體處理 裝置l不是自支承的。在該情況下，較佳的是，連接裝置104具有適于在離心 分離期間保持流體處理裝置1的保持結(jié)構(gòu)102，例如如圖12所示。
應(yīng)當(dāng)指出，使用圓柱形或截頭形擺動(dòng)軸構(gòu)件105是實(shí)施將流體處理裝置1 擺動(dòng)到離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子的多種方式中的僅一種。例如，代替相對(duì)于第一容器 IO指向外的擺動(dòng)軸構(gòu)件105，可使用形狀與接納轉(zhuǎn)子連接裝置134、例如轉(zhuǎn)子 的擺動(dòng)軸接納件128配合的第一容器10的相應(yīng)側(cè)處的兩個(gè)凹槽，使得流體處理裝置l可在離心力作用下向外擺動(dòng)。此外，還能夠?qū)[動(dòng)軸構(gòu)件105相對(duì)于
第一容器放置成它們限定在第一容器容積12外部延伸的擺動(dòng)軸線106。在該情 況下，連接裝置104可使用通過彈簧偏置的鉸鏈結(jié)合以形成與轉(zhuǎn)子的擺動(dòng)連接， 而不是使用截頭形擺動(dòng)軸構(gòu)件。
圖10A-10B示出通過根據(jù)本發(fā)明的第九流體處理裝置1的兩個(gè)垂直剖視 圖。圖10A-10B的流體處理裝置1與圖4A-4E的實(shí)施例相同，除了像圖9A-9B 那樣流體處理裝置1是自支承的(因?yàn)槠湟惑w連接的兩個(gè)截頭體105將流體處 理裝置1連接到離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子上)之外
圖UA-11B示出通過根據(jù)本發(fā)明的第十流體處理裝置1的兩個(gè)垂直剖視 圖。圖11A-11B的流體處理裝置1類似于圖6A-6E所示的實(shí)施例，除了像圖 10A-10B那樣流體處理裝置1是自支承的(因?yàn)槠湟惑w連接的兩個(gè)截頭體105 將流體處理裝置l連接到離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子上)之外。
.圖12揭示了根據(jù)本發(fā)明的第十一流體處理裝置，該流體處理裝置與根據(jù) 圖11A-11B的實(shí)施例相同，除了連接裝置104還包括擺動(dòng)軸構(gòu)件105、用第一 保持器14保持第一容器10的保持結(jié)構(gòu)102、第二保持器22和第三保持器66 之外。在該情況下，可以認(rèn)為連接裝置104和包含第一容器10的結(jié)構(gòu)103是 彼此適配以可拆卸地彼此連接的獨(dú)立單元。此外，在圖12中，保持結(jié)構(gòu)102 的內(nèi)表面的形狀適合第一容器10的外表面10b，以確保保持結(jié)構(gòu)102和包含第 一容器的結(jié)構(gòu)103在靜止以及離心分離期間都在相對(duì)于彼此的限定位置。另一 方面，為了簡(jiǎn)化操作，較佳的是保持結(jié)構(gòu)102具有足夠大的開口，從而可通過 將簡(jiǎn)單地將包含第一容器的結(jié)構(gòu)103從保持結(jié)構(gòu)102抽出而將包含第一容器的 結(jié)構(gòu)103可從保持結(jié)構(gòu)102取出。例如，在圖12中，保持結(jié)構(gòu)102是杯形， 杯的內(nèi)表面形狀適合第一容器10的外部形狀。這樣，構(gòu)成第一容器10的包含 第一容器的結(jié)構(gòu)103、第一保持器104、第二保持器22和第三保持器可通過將 兩個(gè)從彼此抽出而與杯形保持結(jié)構(gòu)102分開。
在較佳實(shí)施例中，包含第一容器的結(jié)構(gòu)103和保持結(jié)構(gòu)102的形狀設(shè)置成 能以相對(duì)于彼此的僅一個(gè)定向來將包含第一容器的結(jié)構(gòu)103插入保持結(jié)構(gòu) 102。這是用來防止由于例如使用者偶然將包含容器的結(jié)構(gòu)以不同的定向插入保持結(jié)構(gòu)而將第一管和第二管混淆。
在另一較佳實(shí)施例中，包含第一容器的結(jié)構(gòu)103和保持結(jié)構(gòu)102的形狀設(shè)
置成能夠?qū)谝蝗萜鞯慕Y(jié)構(gòu)103以兩個(gè)不同的定向插入保持結(jié)構(gòu)102，較 佳的是兩個(gè)定向之間的角度是180度?？墒褂脙蓚€(gè)定向以使連接裝置104能夠 沿兩個(gè)相反方向與離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子連接。這又使轉(zhuǎn)子中的流體處理裝置能夠 根據(jù)所選的定向以兩個(gè)不同的預(yù)定擺動(dòng)角as離心分離(見圖18C)。預(yù)定擺 動(dòng)角as指示流體處理裝置在轉(zhuǎn)子臂126內(nèi)相對(duì)于靜止定向擺動(dòng)的最大角。
應(yīng)當(dāng)注意，較佳的是，包括保持結(jié)構(gòu)102和擺動(dòng)軸構(gòu)件105的連接裝置 104制成單件。此外，為了承受施加到包含第一容器的結(jié)構(gòu)103的離心力，較 佳的是保持結(jié)構(gòu)102由例如鋁之類的質(zhì)量輕但強(qiáng)度高的材料制成。此外，如果 包含第一容器的結(jié)構(gòu)103是可從保持結(jié)構(gòu)102卸除的，則就可以是一種擺動(dòng)軸 構(gòu)件105和接納轉(zhuǎn)子連接裝置134、例如擺動(dòng)軸接納件128適于提供永久連接 的供選方案。
圖13揭示了根據(jù)本發(fā)明的第十二流體處理裝置，該流體處理裝置與根據(jù) 圖12的實(shí)施例相同，除了該流體處理裝置1包括在離心分離期間用于保持第 一管18的第一帽40的第一帽固定裝置44和在離心分離期間用于保持第二管 26的第二帽41的第二帽固定裝置46之外。由于第一帽固定裝置44和第二帽 固定裝置46，就能離心分離具有打開的入口開口的管子、即離心分離具有與其 連接的帽且其帽子是打開的管子。離心分離具有打開的入口開口的管子之所以 有利是因?yàn)楫?dāng)自動(dòng)將第一管18從第一保持器轉(zhuǎn)移到第二管26上時(shí)，無須將第 二帽41從第二管26取下的步驟。此外，由于釆用打開的第一管，不必將第一 帽40從第一管18取下以從第一管18抽出流體或?qū)⒘黧w分配到第一管18內(nèi)。 這顯著地簡(jiǎn)化了自動(dòng)操作。
在圖13中，通過提供在第一管18滑入第一保持器14的同時(shí)第一帽40 可滑入其中的帽封閉結(jié)構(gòu)50來實(shí)現(xiàn)第一帽固定裝置44。由于第一帽40滑入帽 封閉結(jié)構(gòu)50，第一帽40在離心分離期間不再具有自由移動(dòng)的自由度。這是為 了避免在離心分離期間柔性連接到管的帽的自由移動(dòng)會(huì)造成的任何損害。較佳 的是，帽封閉結(jié)構(gòu)50—體地連接到第一保持器14。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解根據(jù)所要保持的管子類型為帽封閉結(jié)構(gòu)50選擇什么樣的形狀和尺寸。
類似地，通過提供在第二管26滑入第二保持器22的同時(shí)第二帽41可滑 入其中的帽封閉結(jié)構(gòu)50來實(shí)現(xiàn)圖13中的第二帽固定裝置46。像第一管18那 樣，由于第二管26滑入帽封閉結(jié)構(gòu)50，第二帽41在離心分離期間不再具有自 由移動(dòng)以產(chǎn)生損壞的自由度。此外，像第一管18那樣，第二帽固定裝置46的 帽封閉結(jié)構(gòu)50較佳地一體地與第二保持器14連接。較佳的是，第一和第二帽 固定裝置安裝到第一容器10的內(nèi)表面或外表面10a、 10b。
圖14A-14B揭示了通過根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的兩個(gè)垂直剖視圖， 該兩個(gè)垂直截面在很多方面與圖13所示的實(shí)施例相類似。但是，不同于圖13， 圖14A-14B的實(shí)施例包括圖13中所示類型的兩個(gè)第一帽固定裝置44a、 44b。 這樣，能夠在第一管18設(shè)置在第一保持位置16以及在第二保持位置24中的 情況下由第一帽固定裝置44保持第一管18的第一帽40。這樣，能夠?qū)⒕哂械?一帽40的第一管18從用于結(jié)合和洗滌步驟的第一保持器14轉(zhuǎn)移到用于洗提 步驟的第二保持器22而不必?fù)?dān)心在離心分離器間自由移動(dòng)第一帽產(chǎn)生的任何 損害。應(yīng)當(dāng)注意到，由于空間的原因，與第一保持器14相鄰的第一帽固定裝 置44a的定向相對(duì)于與第二保持器22相鄰的第二個(gè)第一帽固定裝置44b旋轉(zhuǎn) 約145度。這意味著，為了將第一管18從第一保持器14轉(zhuǎn)移到第二保持器22， 必須將第一管18旋轉(zhuǎn)145度以使第二個(gè)第一帽固定裝置44b保持第一帽40。 如圖13所示，也可以是其它的旋轉(zhuǎn)角。
圖14A-14B的實(shí)施例與圖13的實(shí)施例的不同之處還在于三個(gè)保持器，即 第一保持器14、第二保持器22和第三保持器66，三個(gè)保持器具有從第一容器 IO的底板延伸到由相應(yīng)的第一、第二和第三止擋件60、 62、 67限定的止擋平 面的圓柱形以保持相應(yīng)的管子。此外，在該實(shí)施例中，圓柱形第二保持器22 的外壁、圓柱形第三保持器的外壁直接與第一容器10的內(nèi)壁10a接觸。該設(shè) 置提供了良好的強(qiáng)度以抵抗在離心力的很大分量作用在管子的軸向時(shí)由于離 心力產(chǎn)生的變形。應(yīng)當(dāng)注意，為了提高離心分離期間流體處理裝置1的剛度， 一般較佳的是將一個(gè)以上或全部的圓柱形保持器設(shè)置在第一容器10內(nèi)，使得 它們與內(nèi)壁10a和第一容器10的底板直接接觸。還注意到，第一保持器14的圓柱形外套設(shè)有平行于圓柱形的軸線延伸的
圓柱形外套狹槽14a，以提供第一容器容積12和第一保持器14的圓柱形外套 內(nèi)部容積之間的流體連接。這確保了在第一保持位置16處離開第一管18的出 口開口 52的流體流到圓柱體外面進(jìn)入第一容器容積12。例如，如果用第一管 18在第一保持位置16處來進(jìn)行結(jié)合和洗滌步驟，則廢流體通過圓柱形外套狹 槽14a自由離開第一保持器14的圓柱形而進(jìn)入第一容器容積12。
圖15揭示了根據(jù)本發(fā)明的另一流體處理裝置1，其中第一保持器14的第 一止擋件60限定的第一止擋平面61不同于由第二保持器22的第二止擋件62 限定的第二止擋平面63。這樣，能夠?qū)⒌谝还?8保持在與沿相應(yīng)第一或第二 管軸線11、27上投影測(cè)得的第二管26的高度不同的高度。將第一和第二管18、 26保持在不同的高度提供了在第一保持器14和第二保持器22設(shè)置成彼此非常 靠近的情況下更易于接近管子以將管子從保持器取出或?qū)⒐茏臃湃氡３制鞯?供選方案。 一般而言，較佳的是，兩止擋平面61、 63彼此平行，因?yàn)樵谠撉?況下，更易于自動(dòng)將第一管18從第一保持器14轉(zhuǎn)移到第二保持器22。
圖16揭示了根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置1的另一變型。像圖15那樣，流 體處理裝置1具有用于保持第一管18的第一保持器14和用于保持第二管26 的第二保持器22以及限定彼此不同的第一止擋平面61和第二止擋平面63的 相應(yīng)的第一和第二止擋件60、 62。但是，不同于圖15，流體處理裝置1包括 第一容器10，其中第一保持器14相對(duì)于第一容器10設(shè)置成流過第一管18的 流體流入第一容器IO。此外，第一保持器安裝在第一容器10的壁上而第二保 持器22安裝在第一容器10的底板上。這樣，第一容器10的內(nèi)表面10a與第 一保持器14和第二保持器22鄰接。盡管圖16中未明確示出，但一般較佳的 是兩保持器與容器的側(cè)壁和底部剛性接觸。
圖17A揭示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子是離心分離機(jī)(未示出)的部 件。作為較佳實(shí)施例，該轉(zhuǎn)子是用于旋轉(zhuǎn)根據(jù)前述說明書以及根據(jù)權(quán)利要求 1-73中任一項(xiàng)所述的至少一個(gè)流體處理裝置1的轉(zhuǎn)子110。該轉(zhuǎn)子IIO包括用 于將所述流體處理裝置1連接到所述轉(zhuǎn)子110的轉(zhuǎn)子連接裝置(如圖17B所 示)。此外，該轉(zhuǎn)子IIO包括用于限制離心分離期間所述流體處理裝置1圍繞所述擺動(dòng)軸線106旋轉(zhuǎn)到預(yù)定擺動(dòng)角(as)的轉(zhuǎn)子擺動(dòng)阻止裝置132，其中預(yù) 定擺動(dòng)角(as)較佳的是90度和/或45度，如下文所述。圖17A示出轉(zhuǎn)子110 承載例如如圖14A-14B所示類型的12個(gè)相同的流體處理裝置1，各流體處理 裝置具有由第一保持器14保持的第一管14、由第二保持器22保持的26第二 管和由第三保持器66保持的第三管32。第一、第二和第三管18、 26和32與 具有第一容器容積12的第一容器10剛性連接。圖17A還揭示了用于各流體處 理裝置1的連接裝置104，該連接裝置將包含第一容器的結(jié)構(gòu)103通過擺動(dòng)軸 構(gòu)件105和其互補(bǔ)部分的擺動(dòng)軸接納件128連接到相應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子臂126上。 擺動(dòng)軸接納件128和擺動(dòng)軸構(gòu)件102彼此適配成在離心力作用下流體處理裝置 1沿向外方向擺動(dòng)，即圍繞與轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線120的旋轉(zhuǎn)相切的擺動(dòng)軸線106 擺動(dòng)。此外，由于包含第一容器的結(jié)構(gòu)103可常規(guī)地從連接裝置104的保持結(jié) 構(gòu)102抽出或插入該保持結(jié)構(gòu)102，連接裝置104可以永久地或非永久地連接 到轉(zhuǎn)子IIO上。
轉(zhuǎn)子110具有旋轉(zhuǎn)軸線120，該轉(zhuǎn)子可由離心分離機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)到對(duì)流 體處理裝置施加高達(dá)10,000xg的離心力，較佳地高達(dá)20，000xg，且根據(jù)應(yīng)用場(chǎng) 合甚至高達(dá)50,000xg或更高。此外，本發(fā)明并不取決于每次可連接到轉(zhuǎn)子的流 體處理裝置的數(shù)量，即取決于應(yīng)用場(chǎng)合和離心分離機(jī)的尺寸該數(shù)量可以是1、4、 8、 12、 24或更大。
圖17B-17C示意性地示出分別沿軸線A-A'和B-B'的穿過圖17A的轉(zhuǎn)子的 兩個(gè)剖視圖。圖17B示出保持流體處理裝置1 (粗虛線)的轉(zhuǎn)子臂126的剖視 圖，流體處理裝置1保持第一管18、第二管26和第三管32。靜止時(shí)，第一管 18、第二管26和第三管32沿重力方向定向。此外，轉(zhuǎn)子臂126徑向延伸以形 成擺動(dòng)軸接納件128，該接納件128用作保持流體處理裝置1的擺動(dòng)軸構(gòu)件105 的承載件。這樣，通過使轉(zhuǎn)子110圍繞旋轉(zhuǎn)軸線120旋轉(zhuǎn)，離心力迫使流體處 理裝置1圍繞擺動(dòng)軸線106 (見圖14B)向外旋轉(zhuǎn)。這樣，離心力可在管中的 流體上施加壓力，該壓力完全或很大程度上指向管子的軸向。圖17B還示出(細(xì) 虛線)與高轉(zhuǎn)速的流體處理裝置相應(yīng)的擺動(dòng)流體處理裝置Ia。在該情況下，擺 動(dòng)流體處理裝置la圍繞擺動(dòng)軸構(gòu)件102相對(duì)于流體處理裝置靜止時(shí)的定向向外旋轉(zhuǎn)基本上90度。流體處理裝置1和la用虛線繪出，因?yàn)樗鼈儾辉趫D17B 的截面的平面內(nèi)。
圖17C示出沿相對(duì)于軸線A-A'(見圖17A)稍微移動(dòng)的軸線B-B'剖開 流體處理裝置1的穿過轉(zhuǎn)子110的剖視圖。圖17C揭示了用于在例如第一管 18從第一保持器14取出期間阻止流體處理裝置1圍繞擺動(dòng)軸線106旋轉(zhuǎn)(即 擺動(dòng))的第一擺動(dòng)阻止裝置108。在圖17C的情況下，第一擺動(dòng)阻止裝置108 通過第一容器10的擺動(dòng)阻止部分10c與剛性擺動(dòng)阻止互補(bǔ)部分111的配合或 接觸來起作用，剛性擺動(dòng)阻止互補(bǔ)部分111是轉(zhuǎn)子的一部分并相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線 120同軸對(duì)齊。擺動(dòng)阻止部分10c和擺動(dòng)阻止互補(bǔ)部分111之間的配合可阻止 流體處理裝置1在第一管18從第一保持器14抽出期間由于第一管18和第一 保持器14之間產(chǎn)生的第一摩擦力113而向內(nèi)擺動(dòng)離開。
圖17還揭示了第二擺動(dòng)阻止裝置109,該裝置用于阻止例如由于第一管 18插入第二保持器22引起的第二摩擦力114產(chǎn)生的流體處理裝置圍繞擺動(dòng)軸 線106的旋轉(zhuǎn)。但是，由于第二保持器22定位在擺動(dòng)軸構(gòu)件102的另一側(cè)上， 且由于第二摩擦力114指向相對(duì)于第一摩擦力113的相反方向，第二擺動(dòng)阻止 裝置109還必須阻止流體處理裝置1向內(nèi)擺動(dòng)離開。因此，在該情況下，第二 擺動(dòng)阻止裝置109和第一擺動(dòng)阻止裝置108是相同的。就轉(zhuǎn)移過程的自動(dòng)化而 言，在將管子從一個(gè)保持器轉(zhuǎn)移到另一保持器期間阻止流體處理裝置1的非故 意擺動(dòng)是本發(fā)明的一個(gè)重要方面。
一般而言，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，可以使用擺動(dòng)阻止部分和擺動(dòng)阻止 互補(bǔ)部分之間的適當(dāng)配合的各種其它相關(guān)方式來實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)阻止裝置。此外，盡 管圖17C揭示擺動(dòng)阻止部分10c —體地與第一容器10連接，但是如果有用于 保持第一容器10的保持結(jié)構(gòu)，則使擺動(dòng)阻止部分10c作為保持結(jié)構(gòu)102的一 部分也是有利的。
圖18A-18C示出第三擺動(dòng)阻止裝置12，該裝置限制流體處理裝置1在離 心分離期間圍繞擺動(dòng)軸線106旋轉(zhuǎn)到第一管在靜止時(shí)和離心分離期間給出的方 向之間的預(yù)定擺動(dòng)角as (見圖18C)。擺動(dòng)軸線106由相應(yīng)兩個(gè)擺動(dòng)軸構(gòu)件 105限定。限制擺動(dòng)角as是本發(fā)明的重要方面，因?yàn)檫^濾效果可能取決于流體進(jìn)入過濾件的角度。因此要求控制擺動(dòng)角as。
在圖18A-18C的情況下，通過平行于連接裝置104的保持結(jié)構(gòu)的外表面 延伸并從該外表面突出的第一邊緣116來實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)角限制(見圖18A)。第一 邊緣116的形狀和定向與平行于轉(zhuǎn)子臂126的表面延伸并從該外表面突出的第 二邊緣118 (見圖18B)適應(yīng)，從而只要在離心分離期間流體處理裝置1已向 外擺動(dòng)到預(yù)定擺動(dòng)角as就彼此配合或彼此接觸(見圖18C)。
應(yīng)當(dāng)注意，可通過例如使其第一邊緣116在流體處理裝置的表面上定向不 同的不同流體處理裝置之間的選擇來調(diào)節(jié)預(yù)定擺動(dòng)角as。由于第一邊緣116具 有不同的定向，流體處理裝置會(huì)以不同的擺動(dòng)角as與轉(zhuǎn)子110的第二邊緣配 合。但是，如上所述，能夠僅用一種類型的流體處理裝置1或一種類型的連接 裝置104來提供兩個(gè)不同的預(yù)定擺動(dòng)角。該概念的另一實(shí)例可以是具有用于各 流體處理裝置的幾個(gè)擺動(dòng)角接納件128的轉(zhuǎn)子110，其中各擺動(dòng)軸接納件128 通過具有不同形狀的擺動(dòng)阻止裝置來提供不同的預(yù)定擺動(dòng)角。
此外，應(yīng)當(dāng)注意到，圖18A-18C還揭示了從第一容器IO(或保持結(jié)構(gòu)102) 的外表面突出的第三邊緣117 (見圖18A)，該邊緣的形狀和方向與從轉(zhuǎn)子臂 126的一側(cè)突出的第四邊緣119 (見圖18B)適應(yīng)，以在離心分離機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)子 110靜止時(shí)彼此配合或彼此接觸。這樣，阻止了流體處理裝置1向內(nèi)方向的擺 動(dòng)。因而，第三邊緣117和第四邊緣119表示圖17C中所述第一和第二擺動(dòng)阻 止裝置108、 109的另一實(shí)施例。
圖19A-19B示意性地揭示了根據(jù)本發(fā)明第一管(未示出)自動(dòng)從離心分 離機(jī)(未示出)內(nèi)的第一保持位置16直接轉(zhuǎn)移到離心分離機(jī)內(nèi)的第二保持位 置的兩種方法。在圖19A中，沿相對(duì)于離心分離機(jī)中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的切線方向進(jìn)行 第一管的直接轉(zhuǎn)移30，而在圖19B中，沿相對(duì)于離心分離機(jī)中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的徑 向方向進(jìn)行第一管的直接轉(zhuǎn)移30。較佳的是，第一管的直接轉(zhuǎn)移30是從連接 到轉(zhuǎn)子110的第一保持器14轉(zhuǎn)移到連接到轉(zhuǎn)子110的第二保持器22。較佳的 是，進(jìn)行該轉(zhuǎn)移無須在從第一保持器14轉(zhuǎn)移到第二保持器22的過程中將第一 管轉(zhuǎn)移到與轉(zhuǎn)子IIO分開的第三保持器、例如用于保持管子的保持架的保持器 上。由于采用自動(dòng)化的第一管直接轉(zhuǎn)移30，能夠增加流體處理的速度，因?yàn)榭梢粋€(gè)接一個(gè)直接進(jìn)行不同的流體處理步驟而不必將第一管轉(zhuǎn)移離開和回到離 心分離機(jī)。例如，由于第一管由第一保持器14保持，能夠用包含生物分子的 流體進(jìn)行結(jié)合或洗滌步驟，同時(shí)將廢流體丟入第一容器中。然后，在直接轉(zhuǎn)移
30之后，由于第一管由第二保持器22保持，能夠進(jìn)行將洗提流體收集在第二
容器或第二管中以繼續(xù)使用的洗提步驟。
圖20A-20D示意性地揭示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中第一管(未 示出)自動(dòng)從根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置1的第一保持器14轉(zhuǎn)移到同一流體 處理裝置1的(或第二流體處理裝置1的)第二保持器22上。在圖20A-20D 中，揭示了根據(jù)本發(fā)明的八個(gè)流體處理裝置1連接到轉(zhuǎn)子110，轉(zhuǎn)子110連接 到驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的離心分離機(jī)(未示出)。圖20A揭示了從流體處理裝置1的第一 保持器14直接轉(zhuǎn)移到同一流體處理裝置1的第二保持器22上。此外，直接轉(zhuǎn) 移是相對(duì)于轉(zhuǎn)子110的旋轉(zhuǎn)的徑向的轉(zhuǎn)移。圖20B揭示了與圖20A相同的直 接轉(zhuǎn)移，不同之處在于流體處理裝置1內(nèi)的相應(yīng)第一和第二保持器相對(duì)于轉(zhuǎn)子 110的旋轉(zhuǎn)沿切線方向分開。圖20C揭示了與圖20A相同的直接轉(zhuǎn)移，不同之 處在于從連接到同一轉(zhuǎn)子的第一流體處理裝置1的第一保持器向第二流體處理 裝置l'的第二保持器進(jìn)行轉(zhuǎn)移。圖20D又揭示了第一管從流體處理裝置1的 第一保持器14到離心分離機(jī)外面位置(例如保持架)、并從外面返回到同一 或不同的流體處理裝置1的第二保持器22的轉(zhuǎn)移。但是，該轉(zhuǎn)移還可以是從 第一、第二或第三保持器位置到離心分離機(jī)外面位置，例如廢物位置的轉(zhuǎn)移， 在該情況下沒有返回到離心分離機(jī)第二保持器的轉(zhuǎn)移。"離心分離機(jī)外"的表 述是指與"離心分離機(jī)內(nèi)"的表述相反。它可能涉及例如流體處理裝置與轉(zhuǎn)子 脫開連接的位置、或者離心分離機(jī)的保護(hù)罩等外部的位置。
為了進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)移，僅需要能夠與第一管配合和脫開并可沿三維自由移動(dòng) 以將第一管從離心分離機(jī)中的第一保持位置轉(zhuǎn)移到第二保持位置的夾持器。由 于設(shè)計(jì)這種夾持器在本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)工作范圍內(nèi)，所以不再給出夾持器 的使用和形狀的其它細(xì)節(jié)描述。
以下是用于提純核酸的、使用第一管從第一保持器到第二保持器的自動(dòng)轉(zhuǎn) 移來處理流體的方法的實(shí)例。該方法包括使用多個(gè)流體處理裝置1，流體處理裝置各具有第一保持器14、第二保持器22、第三保持器66、第一容器10和第 三容器68。這些流體處理裝置由輕質(zhì)而剛性以承受離心應(yīng)力的聚合物材料模壓 制成單件。第一保持器14的形狀適合保持具有過濾件19 (例如硅膠隔膜)第 一管18 (例如QIAprep回轉(zhuǎn)柱體)，第二保持器22的形狀適合保持第二管26 (例如收集管(2ml))，且第三保持器66是空的并用作第三容器68。這些 管子可從申請(qǐng)人這里購(gòu)得。注意，回轉(zhuǎn)柱體(第一管)的外部截面在由第一保 持器14保持的位置處是60.8mm、直徑8.8mm)，該截面適于收集管(第二管 26)的內(nèi)部截面。這能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)柱體插入收集管，使得在離心分離期間收集管 可保持回轉(zhuǎn)柱體，且流過回轉(zhuǎn)柱體的流體流入收集管的第二容器容積65。此外， 第一容器容積12的尺寸、即它在離心分離期間可保持而不與第一管18的出口 52接觸或不會(huì)噴濺出流體處理裝置緣邊的流體容積約是4ml，通常使用2ml。
在第一步驟中，回轉(zhuǎn)柱體(第一管18)插入各流體處理裝置1的相應(yīng)第 一保持器14，且收集管(第二管26)插入各流體處理裝置1的相應(yīng)第二保持 器22。在第二步驟中，通過將流體處理裝置1插入相應(yīng)的連接裝置104而將流 體處理裝置1連接到離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子110。該連接裝置適于在離心分離期間 保持流體處理裝置l。同時(shí)，連接裝置104提供與轉(zhuǎn)子110的擺動(dòng)連接以使各 流體處理裝置1能夠在離心分離器間向外擺動(dòng)。
在第三步驟中，例如再懸浮的細(xì)菌細(xì)胞之類的各種生物樣品在分配到離心 分離機(jī)內(nèi)的多個(gè)流體處理裝置的相應(yīng)第三容器68內(nèi)之前被溶解和中和。隨后， 在等于約12000xg的離心力作用下將多個(gè)流體處理裝置1離心分離，直到各種 生物樣品的細(xì)胞碎片被粒化為止。然后，各從相應(yīng)第三容器68中抽出溶解產(chǎn) 物(第一流體)的懸浮碎片并分配到相應(yīng)流體處理裝置1的相應(yīng)回轉(zhuǎn)柱體(第 一管18)中。
然后，為了進(jìn)行結(jié)合步驟，隨后以約12000xg的加速度將含有懸浮碎片的 回轉(zhuǎn)柱體(第一管18)離心分離直到清除的溶解產(chǎn)物或多或少完全穿過相應(yīng)的 硅膠隔膜為止。已經(jīng)穿過硅膠隔膜(過濾件19)的流體收集在相應(yīng)的第一容器 10中。在該位置，由于硅膠材料與核酸的結(jié)合特性，僅核酸保留在相應(yīng)的硅膠 隔膜上。在結(jié)合步驟之后，進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)洗滌步驟來進(jìn)一步提純結(jié)合到過濾件 19上的核酸。這通過將第一試劑(例如洗滌緩沖劑PB、 PE(可從恰根購(gòu)得))
分配到相應(yīng)回轉(zhuǎn)柱體并然后通過將回轉(zhuǎn)柱體離心分離(1200xg約1分鐘)直到 第一試劑和取出的核酸雜質(zhì)穿過過濾件19進(jìn)入相應(yīng)的第一容器IO為止?？捎?相同或不同的試劑將該步驟重復(fù)幾次。
在結(jié)合和洗滌之后，通過夾持器自動(dòng)將相應(yīng)的回轉(zhuǎn)柱體(第一管18)從 相應(yīng)的第一保持器14抽出并轉(zhuǎn)移且放入相應(yīng)的收集管(第二管26)，該收集 管已經(jīng)就位并由第二保持器22保持。下一步，將洗提流體(第二流體)(例 如水或洗提緩沖劑EB (可從恰根購(gòu)得))分配到相應(yīng)回轉(zhuǎn)柱體(第一管18) 內(nèi)。該步驟之后接著以12000xg進(jìn)一步離心分離1分鐘，直到洗提流體己穿過 硅膠隔膜(過濾件19)進(jìn)入相應(yīng)收集管(第二管26)為止。在離心分離期間， 洗提流體與相應(yīng)的提純核酸一起收集在相應(yīng)流體處理裝置1的第二管26中并 準(zhǔn)備繼續(xù)使用。在Protocol: Plasmid DNA Purification Using the QIAprep Spin Miniprep Kit and a Microcentrifuge (QIAGEN QIAprep Miniprep， 2005年六 月，第二版本)中揭示了以上過程的細(xì)節(jié)。
術(shù)語
I 流體處理裝置
la 擺動(dòng)流體處理裝置
10 第一容器
10a 容器的內(nèi)表面
10b 容器的外表面
10c 擺動(dòng)阻止部分
II 第一軸線
12 第一容器容積 14 第一保持器14a 圓柱形外套狹縫
16 第一 (保持)位置
18 第一管
19 過濾件
22 第二保持器
24 第二 (保持)位置
26 第二管
27 第二軸線
28 第三(保持)位置 30 第一管轉(zhuǎn)移
32 第三管
33 第三環(huán)管
34 第三軸線
40 第一帽
41 第二帽
44 第一帽固定裝置
44a 第一個(gè)第一帽固定裝置
44b 第二個(gè)第一帽固定裝置
46 至少一個(gè)第二帽固定裝置
50 帽封閉結(jié)構(gòu)
52 第一管的出口
54 第一入口
56 第一環(huán)管
58 第二入口
59 第二環(huán)管60 第一止擋件
61 第一止擋平面
62 第二止擋件
63 第二止擋平面
64 第二容器
65 第二容器容積
66 至少一個(gè)第三保持器
67 第三止擋件
68 第三容器
70 第三容器容積
80 至少一個(gè)第四保持器
82 第四(保持)位置
卯 至少一個(gè)第五保持器
92 第五保持位置
102 保持結(jié)構(gòu)
103 包含第一容器的結(jié)構(gòu)
104 連接裝置
105 擺動(dòng)軸結(jié)構(gòu)
106 擺動(dòng)軸線
108 第一擺動(dòng)阻止裝置
109 第二擺動(dòng)阻止裝置
110 轉(zhuǎn)子
111 擺動(dòng)阻止互補(bǔ)部分
112 第三擺動(dòng)阻止裝置113 第一摩擦力
114 第二摩擦力
116 第一邊緣
117 第三邊緣
118 第二邊緣
119 第四邊緣
120 旋轉(zhuǎn)軸線
126 轉(zhuǎn)子臂
128 擺動(dòng)軸接納件
130 轉(zhuǎn)子罩
132 轉(zhuǎn)子擺動(dòng)阻止裝置
134 轉(zhuǎn)子連接裝置
Al 第一截面
A2 第二截面
A3 第三截面
AC 容器截面
as 預(yù)定擺動(dòng)角
A, A' 通過轉(zhuǎn)子的第一剖面線
B, B' 通過轉(zhuǎn)子的第二剖面線
C, C' 通過流體處理裝置的剖面線
4權(quán)利要求
1. 一種用于離心分離機(jī)中的流體處理裝置(1)，包括a) 第一保持器(14)，所述第一保持器(14)的形狀適合于第一管(18)的形狀以保持所述第一管(18);所述第一管具有第一橫截面(Al);以及b) 第二保持器(22)，所述第二保持器(22)的形狀適合于第二管(26) 的形狀以保持所述第二管(26);所述第二管(26)具有不同于所述第一橫截面(Al)的第二橫截面 (A2)。
2. 如權(quán)利要求1所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一橫截 面(Al)小于所述第二橫截面(A2)。
3. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所 述第一保持器(14)和所述第二保持器(22)中的至少一個(gè)制成單件。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，包 括第一容器(10)，所述第一容器(IO)具有用于保持流體的第一容器容積(12)。
5. 如權(quán)利要求4所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一保持 器(14)相對(duì)于所述第一容器(10)設(shè)置成使得流過所述第一管(18)的流體 流入所述第一容器(10)。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，由 所述第二保持器(22)保持的所述第二管(26)是第二容器(64)。
7. 如權(quán)利要求6所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第二容器 (64)的形狀設(shè)置成用于保持所述第一管(18)，使得流過所述第一管(18)的流體流入所述第二容器(64)。
8. —種用在離心分離機(jī)中的流體處理裝置(1)，包括a) 第一容器(10)，所述第一容器(10)具有第一容器容積(12);b) 第一保持器(14)，所述第一保持器(14)用于將第一管(18)保持 在第一位置(16);所述第一保持器(14)設(shè)置成使得流過所述第一管(18)的流體流入所述第一容器(10);c)第二保持器(22)，所述第二保持器用于將所述第一管(18)保持在 第二位置(24);所述第二保持器(22)設(shè)置成使得流過所述第一管(18)的流體流入 具有第二容器容積(65)的第二容器(64);其中所述第二容器容積(65)不同于所述第一容器容積(12)。
9. 如權(quán)利要求8所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一容器 容積(12)大于所述第二容器容積(65)。
10. 如權(quán)利要求8-9中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所 述第二容器(64)可拆卸地連接到所述流體處理裝置(1)。
11. 如權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二容器(64)是第二管(26)。
12. 如權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一保持器(14)的形狀適合于所述第一管(18)的形狀以保持所述第一 管。
13. 如權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二保持器(14)或者其形狀適合于所述第一管(18)的形狀以保持所述 第一管(18)，或者其形狀適合于所述第二管(26)的形狀以保持所述第二管(26)。
14. 一種用在具有轉(zhuǎn)子的離心分離機(jī)中的流體處理裝置(1)，所述流體 處理裝置包括a) 第一保持器(14)，用于保持具有第一橫截面(Al)的第一管(18); 所述第一管具有第一帽(40);以及b) 至少一個(gè)第一帽固定裝置(44)，用于在所述離心分離機(jī)中離心分離 期間將所述第一帽(40)相對(duì)于所述第一保持器(14)保持在規(guī)定位置。
15. 如權(quán)利要求14所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，包括用于保 持第一管(18)的第二保持器(22)。
16. 如權(quán)利要求15所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第二保持器(22)設(shè)置成用來保持第二管(26)。
17. 如權(quán)利要求16所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第二管 (26)具有不同于所述第一橫截面(Al)的第二橫截面(A2)。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述 第二保持器(22)的形狀適合于所述第二管(26)的形狀以保持所述第二管(26)。
19. 如權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二管(26)是第二容器(64)。
20. 如權(quán)利要求19所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第二容 器(64)的形狀設(shè)置成用于保持所述第一管(18)，使得流過所述第一管(18) 的流體流入所述第二容器(64)。
21. —種用在離心分離機(jī)中的流體處理裝置(1)，包括a) 第一容器(10)，所述第一容器(10)具有第一容器容積(12);b) 第一保持器(14)，所述第一保持器(14)用于保持第一管(18)， 使得流過所述第一管(18)的流體流入所述第一容器(10);其中所述第一管(18)具有第一軸線(11)和垂直于所述第一軸線(11 )延伸的第一截面(Al)， 其中，當(dāng)所述第一管(18)由所述第一保持器(14)保持時(shí)，所述第 一橫截面(Al)比所述第一管(18)的垂直于所述第一軸線(11)延伸 的所述第一容器容積(12)的至少一個(gè)容器橫截面(AC)小至少10%; 以及c) 第二保持器(22)，所述第二保持器(22)用于保持第二管(26)。
22. 如權(quán)利要求21所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一保 持器(14)的形狀適合于所述第一管(18)的形狀以保持所述第一管(18)。
23. 如權(quán)利要求21或22所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述 第二保持器(22)的形狀適合于所述第二管(26)的形狀以保持所述第二管(26)。
24. 如權(quán)利要求21-23中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二管(26)具有不同于所述第一橫截面(Al)的第二橫截面(A2)。
25. 如權(quán)利要求24所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一橫 截面(Al)小于所述第二橫截面(A2)。
26. 如權(quán)利要求21-25中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二管(26)是第二容器(64)，所述第二容器(64)的形狀設(shè)置成用于 保持所述第一管(18)，使得流過所述第一管(18)的流體流入所述第二容器(64)。
27. —種用在離心分離機(jī)中的流體處理裝置(1),包括a) 第一容器(10)，所述第一容器(10)具有用于保持流體的第一容器 容積(12);b) 第一保持器(14)，所述第一保持器(14)具有用于保持第一管(18) 的第一止擋件(60);所述第一保持器(14)設(shè)置成使得流過所述第一管(18)的流體流入 所述第一容器(10);以及所述第一止擋件(60)限定第一止擋件平面(61);以及c) 第二保持器(22)，所述第二保持器(22)具有用于保持第二管(26) 的第二止擋件(62);所述第二止擋件(62)限定不同于所述第一止擋件平面(61)的第二 止擋件平面(63)。
28. 如權(quán)利要求27所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一止 擋件平面和所述第二止擋件平面相對(duì)于彼此平行地錯(cuò)開。
29. 如權(quán)利要求27或28所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述 第一保持器(14)的形狀適合于所述第一管(18)的形狀以保持所述第一管(26)， 其中所述第一管(18)具有橫截面(Al)。
30. 如權(quán)利要求27-29中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二保持器(22)的形狀適合于所述第二管(26)的形狀，以保持所述第 二管(26)。
31. 如權(quán)利要求27-30中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二管具有不同于所述第一橫截面(Al)的第二橫截面(A2)。
32. 如權(quán)利要求27-31中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一橫截面(Al)小于所述第二橫截面(A2)。
33. 如權(quán)利要求32所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一保 持器(18)設(shè)置成使流過所述第一管的流體流入所述第一容器(10)。
34. 如權(quán)利要求27至33中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在 于，所述第二管(26)是第二容器(64)，所述第二容器的形狀設(shè)置成用于保 持所述第一管(18)，使得流過所述第一管(18)的流體流入所述第二容器(64)。
35. —種用在離心分離機(jī)中的流體處理裝置(1)，包括a) 第一容器(10)，所述第一容器(10)具有用于限定第一容器容積(12) 的內(nèi)表面(10a);b) 第一保持器(14)，所述第一保持器(14)用于保持第一管(18)， 使得流過所述第一管的流體流入所述第一容器容積(12);以及c) 第二保持器(22)，所述第二保持器(22)用于保持第二管(26);其中，所述第一容器(10)的內(nèi)表面(10a)與所述第二保持器(22) 鄰接。
36. 如權(quán)利要求35所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一保 持器(14)的形狀適合于所述第一管(18)的形狀以保持所述第一管(26)， 所述第一管(18)具有橫截面(Al)。
37. 如權(quán)利要求35或36所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述 第二保持器(22)的形狀適合于所述第二管(26)的形狀以保持所述第二管(26)。
38. 如權(quán)利要求35-37中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二管(26)具有不同于所述第一橫截面(Al)的第二橫截面(A2)。
39. 如權(quán)利要求38所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第一橫 截面(Al)小于所述第二橫截面(A2)。
40. 如權(quán)利要求35-39中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第二管(26)是第二容器(64)，所述第二容器(64)的形狀設(shè)置成用于 保持所述第一管(18)，使得流過所述第一管(18)的流體流入所述第二容器(64)。
41. 如權(quán)利要求40所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第二容 器(64)具有不同于所述第一容器容積(12)的第二容器容積(65)。
42. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第二容器(64)可拆卸地連接到所述流體處理裝置(1)。
43. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一容器(10)具有與所述第二保持器(22)鄰接的內(nèi)表面(10a)。
44. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 包括用于保持第三管(32)的至少一個(gè)第三保持器(66)，所述第三管(32) 具有第三橫截面(A3)。
45. 如權(quán)利要求44所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第三橫 截面(A3)等于所述第一橫截面(Al)。
46. 如權(quán)利要求44所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述第三管 (32)等于所述第一管(18)。
47. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 包括具有用于保持流體的第三容器容積(70)的第三容器(68)。
48. 如權(quán)利要求44-47中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第三保持器(66)設(shè)置成使得流過所述第三管(32)的流體流入所述第三 容器(68)。
49. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一容器容積(12)不同于所述第二容器容積(65)和所述第二容器容積(70)中的至少一個(gè)。
50. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一容器容積(12)大于所述第二容器容積(65)和所述第三容器容積(70) 中的至少一個(gè)。 '
51. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 包括用于保持所述第一管(18)的至少一個(gè)第四保持器(80)。
52. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 包括用于保持所述第二管(26)的至少一個(gè)第五保持器(90)。
53. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一保持器(14)、所述第二保持器(22)、所述第三保持器(66)、所述至少一個(gè)第四保持器(80)和所述至少一個(gè)第五保持器(90)中的至少一個(gè) 設(shè)置成可拆卸地保持相應(yīng)的第一或第二管。
54. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一保持器(14)、所述第二保持器(22)、所述第三保持器(66)、所 述至少一個(gè)第四保持器(80)和所述至少一個(gè)第五保持器(90)中的至少一個(gè) 設(shè)置成用于保持相應(yīng)的彼此平行的第一和第二管(18; 26)。
55. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一保持器(14)、所述至少一個(gè)第三保持器(66)和所述至少一個(gè)第四 保持器(80)中的至少一個(gè)形成具有第一圓柱形內(nèi)表面，所述內(nèi)表面的形狀適 合于所述第一管(18)的外表面以保持所述第一管(18);和/或所述第二保持 器(22)和所述至少一個(gè)第五保持器(90)中的至少一個(gè)形成具有第二圓柱形 內(nèi)表面，所述內(nèi)表面的形狀適合于所述第二管(18)的外表面以保持所述第二 管(26)。
56. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 包括至少一個(gè)第一帽固定裝置(44、 44a、 44b)，所述第一帽固定裝置用于在 離心分離期間保持所述至少一個(gè)第一管(18)的第一帽(40)。
57. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 包括至少一個(gè)第二帽處理裝置(46)，所述第二帽固定裝置用于在離心分離期 間保持所述第二管(26)的第二帽(41)。
58. 如權(quán)利要求56或57中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在 于，所述第一帽固定裝置(44)和所述第二帽固定裝置(46)中的至少一個(gè)包 括帽封閉結(jié)構(gòu)(50)，用于在離心分離期間部分地封閉相應(yīng)的第一帽(40)或 第二帽(41)。
59. 如權(quán)利要求56-58中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述至少一個(gè)第一帽固定裝置(44)和所述至少一個(gè)第二帽固定裝置(46)中 的至少一個(gè)與相應(yīng)的第一保持器(14)或第二保持器(22)形成一體。
60. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 在離心分離期間，所述第一管(18)和第二管(26)中的至少一個(gè)暴露于至少100g的加速度，較佳的是至少lOOOg的加速度，且最佳的是至少10000g的加 速度。
61. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 包括用于可拆卸地將所述流體處理裝置(1)與所述離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子(110) 連接的連接裝置(104)。
62. 如權(quán)利要求61所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述連接裝 置(104)設(shè)置成限定擺動(dòng)軸線(106)，所述流體處理裝置(1)在與所述轉(zhuǎn) 子(110)連接時(shí)相對(duì)于所述擺動(dòng)軸線(106)擺動(dòng)。
63. 如權(quán)利要求62所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述擺動(dòng)軸 線設(shè)置成橫向穿過所述第一容器容積(12)。
64. 如權(quán)利要求62所述的流體處理裝置(1)，其特征在于，所述擺動(dòng)軸 線(106)設(shè)置成延伸到所述第一容器容積(12)外部。
65. 如前述權(quán)利要求62至64中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特 征在于，包括第一擺動(dòng)阻止裝置(108)，所述第一擺動(dòng)阻止裝置(108)在所 述第一管(18)從所述第一保持器(14)取出期間用于阻止所述流體處理裝置(1)圍繞所述擺動(dòng)軸線(106)旋轉(zhuǎn)。
66. 如權(quán)利要求62至65中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在 于，包括第二擺動(dòng)阻止裝置(109)，所述第二擺動(dòng)阻止裝置(109)在所述第 一管(18)與所述第二保持器(22)連接時(shí)用于阻止所述流體處理裝置(1) 圍繞所述擺動(dòng)軸線(106)旋轉(zhuǎn)。
67. 如權(quán)利要求62至66中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在 于，包括第三擺動(dòng)阻止裝置(112)，所述第三擺動(dòng)阻止裝置(112)在離心分 離到預(yù)定擺動(dòng)角(as)期間限制所述流體處理裝置(1)圍繞所述擺動(dòng)軸線(106) 旋轉(zhuǎn)。
68. 如權(quán)利要求61-67中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述連接裝置(104)包括保持結(jié)構(gòu)(102)，所述保持結(jié)構(gòu)(102)用于在離 心分離期間保持所述第一保持器(14)、所述第二保持器(22)、所述第三保 持器(66)、所述至少一個(gè)第四保持器(80)、所述至少一個(gè)第五保持器(90)、所述第一容器(10)、所述第二容器(64)、所述第三容器(68)、所述連接 裝置(104)、所述第一帽固定裝置(44、 44a、 44b)、所述第二帽固定裝置 (46)、所述第三帽固定裝置、所述第一擺動(dòng)阻止裝置(108)、所述第二擺 動(dòng)阻止裝置(109)和所述第三阻止裝置(112)中的至少一個(gè)。
69. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述第一容器(10)的外表面的尺寸和形狀設(shè)置成可拆卸地由所述保持結(jié)構(gòu)(102)的內(nèi)表面接納。
70. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置O)，其特征在于， 第一保持器(14)、所述第二保持器(22)、所述第三保持器(66)、所述至 少一個(gè)第四保持器(80)、所述至少一個(gè)第五保持器(90)、所述第一容器(10)、 所述第二容器(64)、所述第三容器(68)、所述連接裝置(104)、所述至 少一個(gè)第一帽固定裝置(44; 44a、 44b)、所述至少一個(gè)第二帽固定裝置(46)、 所述至少一個(gè)第三帽固定裝置、所述第一擺動(dòng)阻止裝置(108)和所述第二擺 動(dòng)阻止裝置(109)中的至少兩個(gè)材料相同，并較佳地由聚合物材料制成。
71. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 第一保持器(14)、所述第二保持器(22)、所述第三保持器(66)、所述至 少一個(gè)第四保持器(80)、所述至少一個(gè)第五保持器(90)、所述第一容器(10)、 所述第二容器(64)、所述第三容器(68)、所述連接裝置(104)、所述至 少一個(gè)第一帽固定裝置(44; 44a、 44b)、所述至少一個(gè)第二帽固定裝置(46)、 所述至少一個(gè)第三帽固定裝置、所述第一擺動(dòng)阻止裝置(108)和所述第二擺 動(dòng)阻止裝置(109)中的至少一個(gè)制成單件。
72. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 第一保持器(14)、所述第二保持器(22)、所述第三保持器(66)、所述至 少一個(gè)第四保持器(80)、所述至少一個(gè)第五保持器(90)、所述第一容器(10)、 所述第二容器(64)、所述第三容器(68)、所述連接裝置(104)、所述至 少一個(gè)第一帽固定裝置(44; 44a、 44b)、所述至少一個(gè)第二帽固定裝置(46)、 所述第三帽固定裝置、所述第一擺動(dòng)阻止裝置(108)和所述第二擺動(dòng)阻止裝 置(109)中的至少兩個(gè)彼此形成一體。
73. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)，其特征在于， 所述流體處理裝置(1)制成單件。
74. —種用于處理流體的方法，包括以下步驟將第一管(18)直接從離心分離機(jī)中的第一保持位置(16)轉(zhuǎn)移(30)到所述離心分離機(jī)中的第二保持 位置(24)。
75. 如權(quán)利要求74所述的方法，其特征在于，所述第一管(18)直接從 離心分離機(jī)中的第一保持位置(16)沿切向和/或徑向轉(zhuǎn)移到所述離心分離機(jī)中 的第二保持位置(24)。
76. —種用于處理流體的方法，包括以下步驟a) 向至少一個(gè)流體處理裝置施加離心力；所述至少一個(gè)流體處理裝置中的每個(gè)具有第一保持位置(16)處的第 一保持器(14)和第二保持位置(24)處的第二保持器(22)以保持諸管 子；以及b) 將第一管(18)從所述至少一個(gè)流體處理裝置(1)之一的所述第一保 持器(14)自動(dòng)轉(zhuǎn)移(30)到所述至少一個(gè)流體處理裝置(1)之一的所述第 二保持器(22)中。
77. 如權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，從所述至少一個(gè)流體處理 裝置(1)之一的所述第一保持器(14)到同一流體處理裝置(1)的所述第二 保持器(22)進(jìn)行所述自動(dòng)轉(zhuǎn)移。
78. 如權(quán)利要求76或77所述的方法，其特征在于，所述自動(dòng)第一管轉(zhuǎn)移 (30)是從所述第一保持器(14)到所述第二保持器(22)的直接轉(zhuǎn)移。
79. 如權(quán)利要求76-78中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，設(shè)置至少兩個(gè) 流體處理裝置(1) ，且其中所述方法包括將所述第一管(18)自動(dòng)從所述至 少兩個(gè)流體處理裝置(1)的所述第一保持器(14)和所述第二保持器(22) 中的一個(gè)轉(zhuǎn)移到所述相應(yīng)另一個(gè)流體處理裝置(1)的所述第一保持器(14) 和所述第二保持器(22)中的一個(gè)。
80. 如權(quán)利要求74至79中任一項(xiàng)所述的用于處理流體的方法，其特征在 于，所述直接第一管轉(zhuǎn)移(30)包括沿所述第一管(18)軸向的最多兩次移動(dòng)。
81. 如權(quán)利要求74-80中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括在離心分 離期間將第一流體從所述第一管(18; 26)移動(dòng)到第一容器(10)的步驟。
82. 如權(quán)利要求74-81中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括在離心分 離期間將第二流體從所述第一管(18; 26)移動(dòng)到第二容器(64)的步驟。
83. 如權(quán)利要求82所述的方法，其特征在于，所述第二容器(64)是第 二管(26)。
84. 如權(quán)利要求74-83中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括將第三保 持位置(28)處的第三容器(68)內(nèi)的樣品流體離心分離以得到所述第一流體 的步驟。
85. 如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，將所述第一流體從所述第 三容器(68)轉(zhuǎn)移到所述第一管(18)的步驟。
86. 如權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，通過將所述第一流體從所 述第三容器(68)拉出并將所述第一流體分配到所述第一管(18)而進(jìn)行所述 第一流體轉(zhuǎn)移。
87. 如權(quán)利要求74-86中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括將第一 試劑分配到所述第一管(18)中的步驟。
88. 如權(quán)利要求74-87中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括將第二試 劑分配到所述第一管(18)中的步驟。
89. 如權(quán)利要求87-88中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括將所述第 一試劑和所述第二試劑中的至少一個(gè)通過離心分離移動(dòng)到所述第一容器中的 步驟。
90. 如權(quán)利要求74-89中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一管(18) 包括用于附著特定分子的過濾件(19)。
91. 如權(quán)利要求76-90中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述流體處理 裝置(1)是如權(quán)利要求1-74中任一項(xiàng)所述的流體處理裝置(1)。
92. 如權(quán)利要求74-91中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述直接轉(zhuǎn)移 包括使所述第一管圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理流體的改進(jìn)的方法和用在離心分離機(jī)中的流體處理裝置(1)，該裝置包括a)第一保持器(14)，其形狀適合第一管(18)的形狀以保持第一管(18)，其中第一管具有第一橫截面(A1)；以及b)第二保持器(22)，其形狀適合第二管(26)的形狀以保持第二管(26)；其中第二管(26)具有不同于第一橫截面(A1)的第二橫截面(A2)。用根據(jù)本發(fā)明的流體處理裝置和方法，能夠簡(jiǎn)化用于給定流體處理順序的離心分離處理步驟并使其自動(dòng)化。
文檔編號(hào)B04B5/04GK101312788SQ200680043902
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月26日
發(fā)明者A·謝弗, M·茲賓登, T·沃特 申請(qǐng)人:恰根有限公司