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样品提取和制备装置


技术摘要:
本发明公开了一种流体样品提取装置,该装置包括:外壳,其限定内部流体通道,该通道具有远侧敞开端部和近侧敞开端部;以及在流体通道内在远侧敞开端部和近侧敞开端部之间的多孔介质。可以是玻璃的多孔介质被构造用来当流体从远侧敞开端部被吸向近侧敞开端部时允许流体  全部
背景技术:
根据Boom方法或其变型用来从生物样品提取核酸的样品制备装置是已知的。 在Boom方法中,通过在存在促溶剂的情况下将核酸束缚到二氧化硅小球,从生物 样品提取核酸(DNA和RNA)。该生物样品可以是例如全血、血清、血沉棕黄层(包含白血细胞 和血小板的抗凝血血样品的密度梯度离心部分)、尿、粪、脑脊液、精液、唾液、体组织、鼻拭 子、口腔拭子、细胞培养物、食物产品、环境水、土壤、和疫苗。 促溶剂通过干涉由非共价力(例如,诸如氢键结合、范德华力、和疏水相互作用)作 为中介的大分子相互作用使核酸的结构分裂且变性。在存在促溶剂的情况下,水从核酸的 磷酸基被去除,暴露它们并且允许疏水结合到二氧化硅。生物样品中的蛋白质、细胞碎片、 和其它物质不结合到二氧化硅并且被保持在溶液中。包覆有二氧化硅的磁性小球可以用于 帮助从该溶液分离结合到二氧化硅包覆层的核酸。 根据Boom方法,通过在存在蛋白质降解酶的情况下混合生物样品与洗涤剂,裂解 且/或均质化生物样品。促溶剂和二氧化硅或包覆有二氧化硅的小球与裂解的生物样品混 合,允许核酸结合到二氧化硅或包覆有二氧化硅的小球。二氧化硅小球被洗涤数次以去除 非核酸材料,诸如蛋白质、油脂、包括细胞分子的细胞成分、和在生物样品中见到的其它物 质。该核酸然后通过减小促溶剂的浓度从二氧化硅或包覆有二氧化硅的小球被洗脱到缓冲 剂中。洗脱缓冲剂可以是例如纯水或Tris  EDTA(“TE”)缓冲剂。 美国专利公开文本No.2009/0111193A1描述一种样品制备装置,该样品制备装置 包括限定通道的外壳和单块吸收剂的过滤器,该过滤器约束穿过该过滤器的核酸。该单块 吸收剂可以是玻璃熔块、多孔玻璃单块、或多孔单块聚合物。该玻璃熔块可以是压碎小球的 烧结玻璃。孔尺寸可以从大约2微米变化到大约220微米。该外壳的一个端部具有移液管末 端。样品通过移液管末端由电子移液管装置(诸如电子移液管或自动移液站)吸入外壳。电 子移液管将样品吸过过滤器。结合到过滤器的核酸通过乙醇被洗涤并且由洗脱缓冲剂洗 脱。洗脱的核酸通过聚合酶链式反应(“PCR”)被量化。 4 CN 111548903 A 说 明 书 2/10 页 移液管和电子移液管装置的使用是昂贵的。此外,因为大的孔尺寸,在美国专利申 请No.2009/0111193A1中的俘获效率可能是低的并且吸入和排出可能是慢的。
技术实现要素:
用来从生物样品俘获核酸的廉价、快速的系统,将会是有益的。 根据本发明的一个实施例,公开一种用来提取核酸的流体样品装置,该流体样品 装置包括限定流体通道的外壳和流体通道内的多孔介质。注射器或其它装置可以用于将流 体样品吸入外壳且吸过流体通道,并且从流体通道和外壳排出流体样品。多孔介质处于阻 塞流体通道的第一位置。在生物流体样品绕过该介质被吸过该通道时,多孔介质屈曲、移动 或被移动到至少部分地开启流体通道的第二位置。当流体样品通过该通道从外壳排出时多 孔介质返回到阻塞流体通道的第一位置使得流体样品穿过多孔介质。样品中的核酸被多孔 介质俘获,同时流体样品的剩余部分离开外壳。多孔介质可以包括例如二氧化硅或硼硅酸 盐。 在一个例子中,多孔介质是柔顺型多孔介质,该柔顺型多孔介质在流体被吸入该 装置时在流体流动的力和在外壳内产生的真空下屈曲。在另一例子中,在流体被吸入该装 置时,多孔介质由于流体流动的力而发生倾斜或移动。如果发生倾斜或移动,则该多孔介质 可以是柔顺型的或非柔顺型的。 在另一例子中,多孔介质可以呈球或其它成形产品的形式,该球或其它成形产品 例如在弹簧的力下靠在流体通道中的开口上以关闭该通道。被吸入外壳的流体流动的力和 注射器的柱塞的撤回产生的真空力例如克服弹簧的力,将多孔介质移出该开口,允许流体 在该介质周围流过该开口。当流体从外壳排出时,多孔介质移动回到阻塞该开口的位置中, 使得流体流过该介质。 该多孔介质因此也充当止回阀,允许流体快速流过该通道,在该介质周围在低的 压力下被吸入外壳,并且在该流体在较高压力下通过该外壳排出时要求该流体流过该介 质。排出压力将显著大于抽吸压力,诸如大约五(5)倍更大或更多,例如,以迫使该流体通过 该多孔介质。例如,通过注射器的抽吸压力可以达到大约14psi并且通过注射器的排出压力 可以为大约100psi或更大。 例如,多孔介质可以包括柔顺型玻璃纤维,诸如硼硅酸盐玻璃纤维。流体样品可以 例如通过手动操作的注射器被吸入外壳和从外壳排出。其它技术(诸如电子或手动移液管) 也可以用于通过该通道吸入和排出流体样品。柔顺型介质可以例如由多孔的刚性支承件 (诸如多孔的塑料介质)支承。在另一例子中,柔顺型介质可以由外壳内的纤维塑料丝网或 外壳的另一内表面支承。 根据本发明的一个实施例,公开一种流体样品提取装置,该流体样品提取装置包 括:外壳,该外壳限定内部流体通道,该内部流体通道具有远侧敞开端部和近侧敞开端部; 以及在流体通道内在远侧敞开端部和近侧敞开端部之间的多孔介质。该多孔介质被构造用 来当流体从远侧敞开端部被吸向近侧敞开端部时允许流体通道中的流体流在多孔介质周 围流向外壳的近侧敞开端部,并且当该流体被迫向着远侧敞开端部时允许流体通道中的流 体通过多孔介质流向外壳的远侧敞开端部。该多孔介质也被构造用来当流体被迫通过多孔 介质时,将流体中的核酸俘获到多孔介质中。 5 CN 111548903 A 说 明 书 3/10 页 根据本发明的另一实施例,一种流体样品提取装置包括外壳,该外壳包括:近侧部 分,该近侧部分限定近侧流体通道,到该近侧流体通道的近侧敞开端部,和近侧凹入区域; 以及远侧部分,该远侧部分限定远侧流体通道,到该远侧流体通道的远侧敞开端部,和第二 凹入区域。近侧部分和远侧部分相互联接,以使得近侧凹入区域和远侧凹入区域形成内室, 并且所述近侧流体通道和所述远侧流体通道与所述内室流体连通。该装置还包括该室内的 多孔介质。该多孔介质被构造用来当流体被吸向近侧流体通道时至少部分地沿第一方向向 着近侧端部移动,以允许流体在多孔介质周围流向近侧流体通道,并且当该流体从该室通 过多孔介质被排出到远侧流体通道中时至少部分地沿第二方向向着远侧端部移动,以引起 流体从该室流过多孔介质。该多孔介质也被构造用来当流体通过多孔介质排出时俘获该流 体中的核酸。该近侧敞开端部被构造用来联接到压力源。 根据本发明的另一实施例,一种从流体中提取材料的方法包括:从生物流体样品 将流体吸入到外壳的流体通道中、到流体通道中的多孔介质的周围;通过该多孔介质从流 体通道排出该流体;以及在从外壳排出流体样品时,将流体中的核酸俘获到多孔介质中。 根据本发明的另一实施例,公开了一种从流体样品中提取材料的方法,该方法包 括:从流体样品将流体吸入外壳的流体通道;打开流体通道中的止回阀,该止回阀包括多孔 介质;从流体通道排出该流体;关闭止回阀,使得排出的流体被迫通过该多孔介质;以及在 从外壳排出流体样品时,将流体样品中的材料俘获到多孔介质中。 根据本发明的另一实施例,一种用来从流体样品中提取材料的成套工具包括注射 器和提取装置,该提取装置包括外壳,该外壳限定内部流体通道,该内部流体通道具有远侧 敞开端部和近侧敞开端部。多孔介质在流体通道内,在远侧敞开端部和近侧敞开端部之间。 该多孔介质被构造用来当流体从远侧敞开端部被吸向近侧敞开端部时允许流体在多孔介 质周围流向外壳的近侧敞开端部,并且当流体向着远侧敞开端部受迫时允许流体通过多孔 介质流向外壳的远侧敞开端部。该多孔介质也被构造用来当流体被迫通过多孔介质时,将 流体中的核酸俘获到多孔介质中。 根据本发明的另一实施例,一种流体样品提取装置包括:第一装置,该第一装置用 来限定内部流体通道,其具有远侧敞开端部和近侧敞开端部;以及该流体通道中的第二装 置,该第二装置用来:当流体被吸向近侧敞开端部时允许流体在第二装置周围流向第一装 置的近侧敞开端部,当该流体向着远侧敞开端部受迫时,允许流体通过第二装置流向第一 装置的远侧敞开端部,并且当流体被迫通过第二装置时,将流体中的核酸俘获。 附图说明 图1是联接到注射器的根据本发明的一个实施例的核酸提取(Nucleic  Acid  Extraction“, NAE”)装置的例子的侧视图; 图2是通过图1的线2-2的图1的NAE装置的剖视图; 图3是图2的圆圈部分A的放大剖视图; 图4是图1的提取NAE装置的分解立体图; 图5是当样品流体被吸入提取装置时,该装置的内室的放大视图; 图6是当样品流体通过该介质被排出时提取装置的内室的放大视图; 图7是根据本发明的另一实施例的NAE装置的分解立体图,其中,柔顺型玻璃介质 6 CN 111548903 A 说 明 书 4/10 页 由远侧配件的近侧表面支承; 图8是包括凹形端口的根据本发明的一个实施例的NAE装置的另一例子的剖视图; 图9是根据本发明的另一实施例的另一NAE装置的一部分的部分剖视图,示出第一 位置中的多孔介质; 图10是图9的实施例的剖视图,示出在第二位置中或向着第二位置移动的多孔介 质; 图11是根据另一实施例的另一NAE提取装置的剖视图; 图12是图11的圆圈区域B的放大剖视图,示出塑料圆盘和第一位置中的多孔介质; 图13是如图12中的放大剖视图,示出塑料圆盘和第二位置中的多孔介质; 图14是根据本发明的一个实施例的方法的流程图;并且 图15是根据本发明的另一实施例的包括注射器和提取/制备装置的成套工具的俯 视图。
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