CN101023361A - 通过流体分散形成稀释的方法和装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个方面，提供了一种形成稀释系列的方法。该方法可包括提供带有样品的第一容器，并从第一容器吸出至少部分样品到预先注有溶剂的第一管道，以使样品分散于溶剂中。将至少一部分分散样品分配到第二容器中，基本上同时将溶剂从第二管道分配到第二容器。或者，第二容器已经含有溶剂，且第一管道可分配分散样品到含有溶剂的第二容器。根据本发明的一个方面，提出了一种形成稀释系列的系统。该系统包括第一管道，设置成可吸出和分配要进行稀释的样品，和第二管道，设置成可分配溶剂。可设置第一和第二压力源以输送流体到相应的第一和第二管道。该系统还可包括控制器，其设置成可指示第一和第二压力源以基本同时分配吸出的样品和溶剂。

Description

通过流体分散形成稀释的方法和装置

相关申请

本申请要求根据美国法典35部第119条享有2004年7月22日提交的美国临时申请No.60/589.827的优先权，该申请的全部内容通过引用结合入本文。

技术领域

本发明涉及自动的流体处理和输送，更具体地，涉及通过分散稀释自动形成稀释系列。

背景技术

稀释板一般通过系列稀释或直接注入来准备。在具有12列的96孔板(well plate)，其中两列是空白控制列，可形成稀释系列如2∶1的稀释系列。这意味着最终将提供含有样品的10列，其中各列含有前一列样品的一半或50％。

在系列稀释中，将在给定体积下具有已知浓度的相关化合物稀释到溶剂中。在这个示例中，在开始稀释前，列1含有已知浓度和给定体积，如200μl，的相关化合物，且其余的(非控制)列分别容纳100μl的纯溶剂，如二甲亚砜(DMSO)。系列稀释开始从列1吸出100μl的样品，然后将吸出的样品分配到列2。所产生的列2内的溶液(100μl样品和100μl溶剂)通过重复移液操作(即吸出和分配)进行混合。混合后，从列2吸出100μl。现在列2含有的溶液的样品浓度是列1的样品浓度的一半。将从列2吸出的100μl分配到列3，并进行混合。该过程在板的其余部分重复进行(跳过控制列并从最后列丢弃100μl)，以在全部100μl中实现2∶1的稀释系列。移液管的尖端最好在各列之间变化。如所属领域的技术人员所知道的，不同的稀释系列，如3∶1，5∶1，要求吸出和分配不同体积的样品。

形成稀释系列可通过手工或通过自动工艺来进行，例如通过Tecan Genesis RSP 200进行。当手动进行时，该过程花费很多时间和令操作者疲劳。使用者之间存在不一致性，且更高密度在混合上特别困难并可能遗漏管孔(well)。但是，该方法被认为是黄金标准。当自动进行时，该过程缓慢，因为要求进行稀释前用溶剂填充所有管孔，以及需要时间来更换尖端。此外，系列稀释容易出现误差传播，因各个随后的稀释取决于前一列的浓度，因此，某一列的误差可能传播到其余列中。

对于直接注入稀释，精确数量的相关化合物/样品注入到各管孔中。各管孔然后注满溶剂，使得各管孔含有相同体积，如100μl。因此，比如开始2∶1的稀释系列，第一列容纳100μl样品，第二列容纳50μl样品和50μl溶剂，第三列容纳25μl样品和75μl溶剂，其后的各列容纳前一列样品量的一半，和容纳前一列50％以上的溶剂，使第十列容纳0.195μl样品和99.805μl溶剂。

不同于系列稀释，各管孔中的浓度独立于其他列的浓度。这样可减少带出误差并使稀释比系列稀释更准确。但存在着额外的样品黏附在输送尖端的外面带来误差的可能性。添加到各列的样品从列1取出，其含有高浓度的样品。从尖端带出的样品会极大地改变后面一个管孔中的浓度，尤其是在列9或10的管孔的浓度，其具有很低的浓度。此外，对于上面介绍的稀释系列的体积(100μl)，要求用液体处理器精确地分配195nl和100μl之间的量。这个范围超过了大部分液体处理器的能力。此外，直接注入稀释要求的体积横跨很大范围，因为稀释因子可增加到如5∶1。如果使用小体积分配器，需要大量时间以实现大体积并需要进行多次分配。

因此，存在着对速度较快的形成系列稀释的方法的需求，其可在传统的液体处理器的范围内实施，并能减少带出误差的数量。

发明内容

根据本发明，提供了使用流体分散形成稀释系列的装置和方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种形成稀释系列的方法。该方法包括提供多个容器，其中至少第一容器带有样品，从至少第一容器吸出至少部分样品到至少一个预先注有溶剂的第一管道，使样品分散于溶剂中，从至少一个第一管道分配至少一部分分散的样品到至少第二容器，基本同时将溶剂从至少一个第二管道分配到至少第二容器。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成稀释系列的系统。该系统包括至少一个第一管道，设置成可吸出和分配进行稀释的样品，第一压力源，其设置成可用溶剂灌注至少一个第一管道，并将样品吸出到灌注的第一管道内，其中第一压力源提供层流条件，使得样品分散于至少一个第一管道中的溶剂内，和至少一个第二管道，设置成可分配溶剂，第二压力源，用于从至少一个第二管道分配溶剂，和控制器，其设置成可指示第一和第二压力源同时分配所述的吸出的样品和所述的溶剂。

根据本发明的又一方面，形成稀释系列的方法包括提供多个容器，提供样品于至少第一容器中，吸出至少部分样品到至少一个第一管道内；允许吸出的样品分散于至少一个第一管道内含有的溶剂中，其中样品至少通过对流进行分散，从至少一个第一管道分配一部分分散的样品到至少第二容器，和从至少一个第二管道分配溶剂到至少第二容器。

根据本发明的还有一个方面，形成稀释系列的方法包括提供多个容器，提供样品于至少第一容器中，吸出至少部分样品到至少一个第一管道，允许吸出的样品分散于至少一个第一管道内含有的溶剂中，从至少一个第一管道分配一部分分散的样品到至少第二容器，并清洗至少一个第一管道的尖端，基本同时从至少一个第二管道分配溶剂到至少第二容器，其中第二管道围绕至少一个第一管道。

根据本发明的还有一个方面，提供了以压力驱动泵送注射器作为基础的液体处理器形成稀释系列的方法。该方法包括提供多个容器，其中至少第一容器包括样品，且至少第二容器包括稀释剂，吸出稀释剂到至少一个管道，从至少第一容器吸出至少一部分样品到至少一个含有吸出的稀释剂的管道内，使得样品分散于稀释剂中，并从至少一个管道分配至少部分分散的样品到含有稀释剂的至少第二容器中，以形成样品稀释。

根据本发明的又一方面，使用以压力驱动泵送注射器作为基础的液体处理器形成稀释系列的方法包括提供多个容器，其中至少第一容器包括样品，且至少第二容器包括稀释剂，吸出至少一部分稀释剂到至少一个管道，使得吸出的样品分散于至少一个管道中含有的稀释剂内，从至少一个管道分配第一部分分散的样品到废物容器中，并从至少一个管道分配第二部分的分散样品到至少第二容器中。

本发明的其他目的和优点的一部分将在下面的介绍中公开，一部分可从介绍中了解，或从本发明的实际应用中学习。可通过所附权利要求特别提出的内容和组合认识和获得本发明的目的和优点。

应当了解，前面的一般介绍和后面的详细介绍只是示例性和说明性的，不能用于限制本发明。

附图结合说明书并构成说明书的一部分，其显示了本发明的一个实施例，并与介绍一起说明本发明的原理。

附图说明

图1是根据本发明的用于自动形成稀释系列的系统的立体图；

图2是图1的系统一部分的立体图；

图3是根据本发明的图1的系统的含有第一和第二导管的歧管的立体图；

图4是图2所示系统一部分的顶视图；

图5是图2所示系统一部分的前视图；

图6A是吸出样品前容纳溶剂的导管的截面图；

图6B是根据本发明的一方面的图6A的导管的截面图，导管容纳有溶剂，吸出样品分散于溶剂中；

图6C是图6B的导管的截面图，其中增加的多条线代表分散曲线(即分散的样品)的体积分割；

图7是根据本发明一个方面的多个容器的实施例的顶视图；和

图8是用于实行根据本发明的方法的系统的歧管和分配部分的可选实施例的透视图。

具体实施方式

现在详细参考本发明的实施例，示例显示于附图。将在附图中尽可能使用相同的标记表示相同或类似的部件。

本发明提供了形成稀释系列的方法和系统。文中采用的术语稀释“系列”可包括样品形成的单个稀释或多个稀释。该方法使得形成稀释系列所需的时间最少。该方法和系统同时分散样品和溶剂，消除了样品置于管孔后单独注满容器的必要。此外，该系统可使用独特的样品导管结构，样品导管套在溶剂导管中。这种套装设计可混合溶剂和样品，消除了后来进行混合溶剂和样品的需要，并提供了清洗作用，洗去任何可能保留在样品导管端部的样品液滴，以免于滴落到管孔中。这样有三个好处，冲洗减少了保留在管上的样品可能造成的误差，允许以更小的体积进行分配，并使得管孔之间交换尖端没有必要。

本发明的方法一次吸出样品，其后重复分配吸出(和稀释的)样品，例如对于10点稀释要分配9次。根据本发明形成这种稀释系列的时间大约为90秒。这个时间大大短于现有技术的方法，其可能需要8分钟。此外，根据本发明的方法形成的稀释系列的精度用手工校正稀释系列进行检查。根据本发明方法形成的稀释系列的精度与手工校正值的变化小于±4％。这比现有技术的方法精确很多。最后，本发明的方法采用的分散技术在通道之间和从板到板都有很高复制性。

本发明的方法和装置还允许在给定的稀释系列或多个容器内变化稀释因子。这个能力对于在稀释系列的选择部分内给出额外数据点是很有用的。实现稀释因子的这种变化可以通过在第一稀释因子分配部分分散的样品，接着改变稀释因子(例如通过减少一部分分散的样品)，然后以新稀释因子分配分散的样品。

根据本发明的一个方面，提供了自动形成稀释系列的系统。如图1到4所示和文中的实施例，系统100可包括垂直板叠机(stacker)，多个流体通道，第一组注射泵，第二组注射泵，清洗台和控制系统的装置

如图1到图4所示，系统100可包括垂直板叠机102。垂直板叠机可以是任何传统的板叠机，适合接收、储存和分配多个容器，例如，含有多个管孔的微量滴定板。板叠机还应设有平台，可沿x方向操作板，处理各个管孔列。在一个实施例中，使用了PerkinElmerPlateStak^TM。或者，可使用由机器人操作促动的固定板和可移动歧管。如本文所表现的，板叠机102包括输入区104，用于接收和储存多个板106，各板106包括多个容器或管孔106a，各板在，例如容器106a的第一列或第一行中，含有样品。板106可以是任何传统的微量滴定板，如96孔板或384孔板。板106从输入区104移动到导轨部分108，板在导轨部分移动的同时进行填充。填充后，板106从导轨部分108移动到输出区110，板在此储存以便后来使用。板叠机应设置成可储存、分配并可操作标准的SBS-footprint微量滴定板(Society for Biomolecular Screening，www.absonline.oro/msdc/pdf/ANSI SBS 1-2004.Ppdf)。任何传统的微量滴定板都可用于该系统，例如，可使用96微量滴定孔板(wellmicrotiter plate)和384微量滴定孔板。或者，也可使用具有更大或更小密度的孔板。

在一个实施例中，板叠机102储存板106，预先在板106的第一列管孔的各个管孔中分别准备相关样品。如果想要，可以给系统100增加在第一列(或第一行，或其他列或行)的管孔中填充样品的装置，以填充管孔或在系统控制器的控制下移动到板叠机102进行储存，直到需要用于稀释系列时。

尽管下面就使用各具有多个容器的微量滴定板形成系列稀释的状况对本发明进行介绍，应当知道任何类型的适合保持液体的结构件都可被使用，例如试管或微管架，或设有多个凹部的一次性衬板。在各个示例中，多个容器可设置成行或列，如图7所示。

根据本发明的另一方面，系统100可包括多个流体通道(未显示)。如图1-5所示的实施例，多个流体通道可设置在公用块或歧管112。在一个实施例中，歧管112包括8个流体通道。可使用更多或更少的流体通道，以便装置的功能适用于不同的应用场合。歧管112可沿z向移动(即可调整高度)。可通过任何适当的装置，如步进电机，来提供移动。歧管112还可沿y方向从一侧移动到另一侧。一侧到另一侧的移动可通过任何适当的装置，如步进电机，来提供。y向的移动使系统可用于填充互相远距离间隔开或互相非常接近的容器，例如位于384孔板(未显示)中的容器进行填充。流体通道之间的间隔应该是这样的，例如，各流体通道设置成与96孔板的给定列中的管孔排成列。在384孔板中，各流体通道可与板的给定列的每隔一个管孔排成列。因此，为了充填384孔板的给定列的所有管孔，需要提供使歧管112沿横向方向移动到板叠机108的装置，以使歧管可与给定列的其余管孔排成列。

各流体通道包括第一管道，例如，用适当材料如PEEK制成的第一导管116。各第一导管116位于中心，可套装到第二管道，例如第二导管118。第二导管118可用不锈钢或任何其他适合的材料制造。第一导管116可具有任何适合的内径。在一实施例中，各第一导管116的内径为0.02英寸，外径为0.063英寸。选择不同的外径不会影响系统的精度，但改变内径会要求重新校正系统的参数，这些参数将在下文提供。这样的重新校准应在所属领域的技术人员的知识范围内。第二导管118的内径必须足够大以容纳第一导管116，并允许流体通过第二导管118内侧和第一导管116外侧之间，如下面将作的介绍。在一个实施例中，第二导管118各自的内径为0.071英寸，第一导管116的外径为0.063英寸，第一和第二导管之间留出了0.004英寸的空隙。第一导管116和第二导管118都应当有足够的长度，可从歧管112到达各个泵。第一和第二管道可具有不同的截面和形状以及尺寸，虽然最好是圆形的截面。此外，第一和第二管道可以是直线的，弯曲的，卷曲的或其他适合的几何形状。含有分散的样品的管道必须足够长以容纳所有的样品，使得稀释抛物线不受泵机构的干扰。

如图2所示，第一管路延伸通过并离开第二导管118，例如，大约0.15到0.3英寸，在一个实施例中为0.236英寸。第一导管116的基底或顶端116a和第二导管118的基底或顶端118a之间高度差异被选择，以防止第二导管118的顶端118a接触板106的管孔中的任何溶液，或接触清洗台的任何溶液，这将在下面介绍。可采用尖端118a和尖端116a之间的其他适合的距离。

或者，第一管道可以不套装在第二管道中，作为替代可定位于第二管道附近。在这样的实施例中，第二管道相对第一管道定位，使得从第二管道流出的流体被引导到第一管道的至少尖端部分的周围。

虽然不是很优选，但可以根据本发明采用不设置第二管道的系统的方法。这种实施例不是很优选是因为工艺过程的时间更长，并且要求冲洗顶端的外侧。但是，这个实施例提供的好处是允许本发明的方法在无需更改的情况下，可应用传统的市场可购买到的以压力驱动泵送注射器作为基础的液体处理器，如Tecan Genesis RS200。

如图8所示的实施例，传统的处理器可包括公用块或歧管212。歧管212包括多个流体通道(未显示)。必要时可选择流体通道的数量，以使装置的功能适应各种应用。歧管212可如上述讨论的或通过其他传统装置移动和受驱动。各个流体通道包括第一管道，例如，以适当材料如PEEK制造的第一导管216。第一导管216可具有任何适当的内径，如上面所讨论的。选择不同的内径将要求重新校正系统的参数，如文中所提供的。这样的重新校正属于所属领域的技术人员的知识范围。第一导管216应当具有足够的长度，以从歧管212到达各个泵。第一导管216可具有不同的截面和形状和尺寸，尽管圆截面是优选的。此外，第一管道216可具有任何适当的几何形状。第一管道216可容纳分散的样品，因此必须足够长以容纳所有样品，使稀释抛物线不受泵机构的干扰。

根据本发明的另一方面，系统100包括第一和第二压力源。任何适当类型的压力源，例如压力驱动泵，都可使用。在优选实施例中，压力驱动泵的第一和第二组120、122可包括联动注射泵。如图1到5所示的实施例，第一导管116、216可连接到联动注射泵的第一组120的相应的输出，各注射泵的输出连接到第一导管116、216的其中一个。第二导管118可连接到联动注射泵的第二组122的相应输出，各注射泵的输出连接到第二导管118的一个。注射器的尺寸限制了分配到管孔中的体积。因此注射器越小，稀释系列的可能的最后体积越小。泵的第一和第二组120、122的各注射泵的输入连接到溶剂输送器，如DMSO的容器。联动注射泵的第一和第二组120、122由内部马达驱动，如步进电机，其受到计算机130的控制。

根据本发明的一个方面，系统100可包括清洗台126。清洗台可设置成能接收第一导管116的尖端116a。第一和第二导管可通过用来自溶剂输送器124的溶剂冲洗系统得到清洗，以使溶剂从第一和第二导管116、118分配到清洗台。当溶剂从第二导管118流出时，其清洗第一导管116的尖端116a。同时或交替地，清洗台主动向上泵送流体通过管孔，以保证清洗流体不受污染。然后，通过排液管128利用真空将清洗台的液体排出到废物容器。清洗台126和第一和第二导管可相对移动，将清洗台定位在第一导管下面。在一个实施例中，清洗台126可移动越过导轨部分108，以清洗尖端116a。清洗后，清洗台126从导轨部分108缩回，以便在导轨部分108上操作孔板。

根据本发明的一个方面，设置了系统100的控制器。如实施例所示，控制器可包括计算机130或其他适当的仪器控制装置。计算机130可设置多个协议，系统的使用者可根据协议选择形成的稀释系列类型。例如，一个变化因素是稀释因子：使用者可在如2∶1、3∶1、5∶1、800∶1、1600∶1、2400∶1和25000∶1的稀释系列之间选择。或者，可以用计算机编程，在单个稀释系列的稀释因子之间变换。例如，部分的稀释系列可制备成2∶1稀释而其余的可制备成5∶1稀释。

另一个变化因素是稀释系列的最后体积。在所提供的示例中，最后体积是100μl。但是，使用者也可选择其他的最后体积，如50μl和10μl。另一变化因素是使用的溶剂。例如使用者可在DMSO和水溶剂，如缓冲剂之间选择。其他适当类型的溶剂也可采用。另一变量是所使用的多个容器的尺寸和类型。例如，使用者可选择96微量滴定孔板或384微量滴定孔板。其他尺寸和/或形状的容器，例如试管或微管架，或一次性含有多个凹部的衬板也可选择。对选择的各组变量，计算机可包括数据库，列出在稀释的各点要分配的分散样品量和溶剂量。下面显示了示例性的数据库的表。

形成IC50稀释的分配体积(分配体积的单位是微升)

溶剂是DMSO(96孔板)

稀释比例     2∶1  3∶1 3∶1  3∶1  3∶1   3∶1  3∶1  3∶1  5∶1

最后体积(μl)50    100  80    66.7  50     40    33.3  26.7  96

列2          26.4  38   30.4  23.6  19.1   15.3  12.7  10.2  23.2

列3          15.5  30.8 21.9  15.7  11.8   8.9   7.4   6     19

列4    13   36   28.8 22.2 16.6 13.3 11.3 8.9 15.4

列5    11.2 28.8 27.9 21.6 16.2 13   11.4 8.6 5.2

列6    8.2  18.4 21.1 15.5 12.2 9.7  8.4  6.5 1.1

列7    5    8.5  12.5 10.4 7.8  5.9  5.1  4   0.3

列8    2.8  3.3  7.4  4.6  3.5  2.8  2.3  1.9 5.3混合

列9    1.4  1.1  2.8  1.4  1.1  0.8  0.6  0.6 1.3

列10   0.7  0.6  0.5  0.3  0.2  0.2  0.2  0.2 0.3

其中，“混合”是分配20μl的注满缓冲剂/DMSO到管孔和吸出10μl到样品导管内以重新分散样品分布。

溶剂是DMSO(384孔板)

稀释比例         3∶1

最后体积(μl)    40

列2              14.9

列3              9

列4              12.8

列5              11.6

列6              10

列7              5.3

列8              2.2

列9              0.7

列10             0.2

溶剂是水(96孔板)

稀释比例         3∶1

最后体积(μl)    100

列2              38

列3              32.5

列4              33

列5              21.5

列6              12.8

列7              6.1

列8              2.5

列9              0.9

列10             0.3

溶剂是水(384孔板)

稀释比例         3∶1

最后体积(μl)    40

列2              16.8

列3              10.9

列4              8.9

列5              6

列6              3.4

列7              1.3

列8              6混合

列9              2.1

列10             0.6

其中，“混合”是分配20μl的注满缓冲剂/DMSO到管孔和吸出10μl到样品导管内以重新分散样品分布。

本发明的方法的操作原理是基于分散样品到载体流。分散现象是基于至少两种成分，由压力驱动注射泵导致的对流和样品扩散。开始时，从第一列或行的容器吸出样品到预先带有溶剂的第一导管。当吸出的样品被汲取到预先带有溶剂的第一导管，其移动通过第一导管116时，对流导致样品团具有基本上为抛物线的流动线型，流体靠近导管壁，移动速度(由于与管壁的摩擦)比管中心的流体速度慢，这是因为层流的作用。由于抛物线形流动线型，样品横穿过导管并变长，样品的原有浓度稀释于溶剂中。

扩散也对分散样品到导管内的溶剂起到很大作用。分子通过扩散过程会从较高浓度的区域移动到较低浓度的区域。因此，当样品具有抛物线流动线型时，样品分子可在流动线型的不同层之间扩散，提高分散作用。与压力泵驱动的对流相比，扩散在分散样品的过程中起到较小作用。不可逆转的层流折叠，涡流，导管表面相互作用和管道几何形状是影响系统分散量的其他因素。

已经吸出到第一导管116的样品在导管内的溶剂(DMSO)中稀释，分散形成抛物线流动线型。本发明的方法是基于样品分散曲线的体积分数，分散曲线由进出导管的两个流动线型(见图6B和6C)形成。稀释的样品可分配(以校准时预定的体积，如上面的表所示)到容器的其余的列或行以形成稀释系列。因此，不同于系列稀释和直接注入，其只有一个吸出步骤，后面接着进行至少一个分配步骤，一般在1到40个分配步骤之间。例如，对于10点的稀释系列，有一个吸出步骤然后进行9个分配步骤。不必花费时间混合管孔，因为后面的注入独立于前面的管孔。

或者，还可以形成只包括样品和一个稀释的稀释系列。在这样的情况下，有一个吸出步骤和至少一个分配步骤。取决于所想要得到的稀释，在分配一部分吸出样品到目标稀释管孔前，可能需要分配一部分吸出样品到废物容器。

现在介绍根据本发明的系统100在微量滴定板产生10点，100μl最终体积，2∶1的稀释系列的方法的示例。开始时，将在第一列，即列1的各管孔中的带有200μl样品的96孔板放置在垂直板叠机102的输入区104。从连接到系统的计算机的协议表中选择2∶1稀释系列，10点，100μl最终体积。计算机提供适当的参数给马达，其可驱动各组注射泵。

清洗台在第一管路尖端116a的下面延伸。第一导管尖端116a下降到清洗台中。注射泵的第一和第二组120、122从溶剂输送器124吸出500μl溶剂(DMSO)，双向阀转换并清空注射器，通到第一和第二导管116、118，从而进行预先灌注。第一导管尖端116a上升，清洗台126缩回。板106通过导轨部分108上的板叠机移动到流体歧管112。注射泵的第一组120从溶剂输送器124吸出400μl溶剂(DMSO)。注射泵的第二组122从溶剂输送器124吸出500μl溶剂(DMSO)。第一导管116下降到板106的第一列内。注射泵的第一组120从板106的第一列的各个管孔中吸出100μl样品到第一导管116内。当将样品吸出到导管116中时，样品被稀释，因为其移动通过穿过第一导管116中的DMSO分散到溶剂中。

第一导管尖端116a从列1的管孔升起，板叠机102移动板106，定位第二列，即列2，于第一导管116下。第一导管116的尖端116a下降到板106的列2的管孔中的适当高度。第一组120通过第一导管116分配一部分，分数或一些分散的样品(56μl)到列2的管孔中，基本同时第二组122通过第二导管118分配溶剂(44μl)到列2的管孔中。当溶剂通过第二导管118分配时，其冲刷第一导管116的尖端116a。当其冲刷尖端116a时，溶剂帮助清除挂着的可带来转移误差的液滴。

第一导管116然后从列2的管孔中升起，板叠机102移动板106，定位第三列，即列3，于第一导管116之下。第一导管116的尖端116a下降到板106的列3的管孔中的适当高度。第一组120通过第一导管116分配一些分散的样品(40μl)到列3的管孔中，基本上同时，第二组122通过第二导管118分配溶剂(60μl)到列3的管孔中，并分配在第一导管116的尖端116a上。

接下来，第一导管116从列3的管孔上升，板叠机102移动板106或导轨部分108，定位第四列，即列4，于第一导管116的下面。第一导管116的尖端116a下降到板106的列4的管孔中适当高度；分散的样品(37μl)通过第一导管116分配到列4的管孔中，基本上同时通过第二导管118将溶剂(63μl)分配到列4的管孔中。

然后第一导管116从列4的管孔上升，板叠机102移动导轨部分108上的板106，定位第五列，即列5，于第一导管116的下面。第一导管116的尖端116a下降到板106的列5的管孔中适当高度。第一组120通过第一导管116将分散的样品(33μl)分配到列5的管孔中，基本上同时，第二组122通过第二导管118将溶剂(67μl)分配到列5的管孔中。

第一导管116从列5的管孔上升，板叠机移动板106，定位第六列，即列6，于第一导管116的下面。注射泵的第二组122从溶剂输送器吸出500μlDMSO。第一导管116的尖端116a下降到板106的列6的管孔中适当高度，且另外一些的分散样品(24μl)通过第一导管116分配到列6的管孔中。基本上同时，第二组122通过第二导管118将溶剂(76μl)分配到列6的管孔中。

接下来，第一导管116从列6的管孔上升，板叠机102移动板106，定位第七列，即列7，于第一导管116的下面。第一导管116的尖端116a下降到板106的列7的管孔中适当高度。第一组120通过第一导管116将分散样品(16μl)分配到列7的管孔中，基本上同时，第二组122通过第二导管118将溶剂(84μl)分配到列7的管孔中。

然后，第一导管116从列7的管孔上升，板叠机102移动板106，定位第八列，即列8，于第一导管116的下面。第一导管116的尖端116a下降到板106的列8的管孔中适当高度。第一组120通过第一导管116将另外一些分散样品(10.5μl)分配到列8的管孔中，基本上同时，第二组122通过第二导管118将溶剂(89.5μl)分配到列8的管孔中。

第一导管116从列8的管孔上升，板叠机102移动板106，定位第九列，即列9，于第一导管116的下面。第一导管116的尖端116a下降到板106的列9的管孔中适当高度。第一组120通过第一导管116将分散样品(6μl)分配到列9的管孔中，基本上同时，第二组122通过第二导管118将溶剂(94μl)分配到列9的管孔中。

最后，第一导管116从列9的管孔上升，板叠机102移动板106，定位第十列，即列10，于第一导管116的下面。第一导管116的尖端116a下降到板106的列10的管孔中适当高度。第一组120通过第一导管116将分散样品(3.2μl)分配到列10的管孔中，基本上同时，第二组122通过第二导管118将溶剂(96.8μl)分配到列10的管孔中。第一导管116的尖端116a从列10的管孔上升，板叠机102移动板106到板叠机110的输出区110。

然后，清洗台126延伸越过板叠机102的导轨部分108，并定位于歧管112的下面。第一导管116的尖端116a下降到清洗台126内，且注射泵的第一组和第二组120、122的所有注射器都填充了溶剂并冲洗4次。通过排放管线128并利用真空(未显示)将清洗台内的废物清除到废物收集容器(未显示)。

尽管本文所提供的示例可在所有容器列执行的稀释系列，但也可以在所有容器行执行稀释系列。此外，尽管示例建议吸出容器内样品体积的一半，本发明允许吸出足够的样品，以重复分配步骤至少一次，而不重复吸出步骤。最好能吸出足够的样品以完成稀释系列，而不需吸出额外的样品，且本发明已经用于进行1到40之间的稀释步骤。

现在介绍根据本发明使用系统100在384孔板中产生稀释系列的方法的示例。对于384孔板，每个管孔的全部体积范围比96孔板的小很多，因为96孔板形式中的管孔大约大4倍(96孔板的总体积为300μl，384孔板的总体积为80μl)。可以构造许多的稀释系列，但本文显示了两个示例：10点稀释系列和22点稀释系列。

在384孔板进行10点稀释系列时，首先添加样品到列1的各管孔中(总共有16个样品，因为384孔板包括16行24列)。在这个示例中，还要添加样品到列13的各个管孔，全部有32个样品。应当指出，列数(即列1，列13)可根据所使用的控制列的数量和位置改变。然后，列1的样品通过降低第一导管116的尖端116a到列1中进行稀释，并吸出样品到第一导管116内，其中已经预先注入了溶剂。96孔板间隔设置一组8个尖端116a，这意味着各个尖端116a下降到列1的每隔一个管孔内，例如管孔A1、C1、E1、G1、L1、K1、M1、O1。然后通过在整个板内稀释各样品形成稀释系列。例如，列1行A(管孔A1)的样品将稀释到管孔A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10中。然后冲洗尖端116a，并将歧管112的y轴偏置，以降低尖端到其交替的管孔内(如管孔B1、D1、H1、J1、L1、N1、P1)。然后在整个板上进行稀释，如上所述。使用列13作为样品源列对板的第二半继续进行该过程。本质上这种方式可产生与96孔板形式相同的稀释系列配置，但密度是其4倍。如上所述，当板完成后，某些列(如这个示例中的11、12、23和24列)可以是空的，以便后来添加检验控制。使用384孔板得到稀释系列的方法可能与使用96孔板稍微不同，因为在各个分配步骤后，尖端116a可重新下降接触管孔中的流体表面，以清除尖端116a上的任何液滴。

在384孔板上进行22点稀释系列时，首先将样品添加到列1的各个管孔中(总共16个样品)。列1的样品通过下降导管116的尖端116a到列1进入每隔一个管孔中来进行稀释，然后将样品吸出到导管116中，通过将样品分散在导管116中进行稀释。然后通过分配分散/稀释的样品到384孔板的列2到22内形成稀释板。应当指出，列数可根据所使用的控制列的数目和位置变化，如果存在控制列的话。在这个示例中，列23和24可以是空的以便后面添加检验控制。通过清洗尖端116a，沿y轴偏置歧管112并稀释第一次稀释中遗漏的管孔中的样品而继续进行该过程。

然后清洗台126延伸越过板叠机102上的导轨部分108，并定位于歧管112的下面。第一导管116的尖端116a下降到清洗台126中，且注射泵的第一和第二组120、122的所有注射器填充满溶剂并冲洗两次。将清洗台中废物利用真空清除到废物收集容器。

现在介绍根据本发明的生产稀释系列的方法和使用传统的商业液体处理器，如Tecan Genesis RS 200。如前面所讨论的，传统的商业液体处理器不包括第二管道。第二管道的缺少要求在进行稀释前预先分配稀释剂到微量滴定板，而不是同时分配稀释剂和分散样品。本文所用的术语“缓冲液”、“溶剂”和“稀释剂”是可以互换的。

首先，提供微量滴定板，第一列管孔的各个管孔包括，例如，大约100μl样品。样品的量可以变化，只要吸出的样品足够完成稀释系列。希望的稀释系列和最终体积可从连接到系统的计算机的协议表中选择。计算机提供了适当的马达参数，以驱动各组注射泵。利用第一导管216(见图8)，溶剂/缓冲液从供应贮存处(未显示)传输到容纳稀释系列的微量滴定板的各列管孔(目标管孔)，用作稀释剂。例如，各管孔可填充大约99μl到大约100μl的溶剂/缓冲液。输入到目标管孔的溶剂/缓冲液的实际量可根据所要求的最终稀释变化。所希望的稀释越大，应当添加到目标管孔中的溶剂/缓冲液的量也越大。再利用第一导管216，溶剂/缓冲液从供应贮存处传输到各列管孔，使得各个管孔容纳，例如，大约100μl的溶剂/缓冲液，用于冲刷或浸洗导管216的外侧面。需要时可使用更多或更少的溶剂/缓冲液。

进行稀释首先从供应贮存处吸出大约50μl的稀释剂到导管216内对第一导管216进行预先注入。取决于所要求的稀释，可吸出不同量的稀释剂。接下来，从管孔的第一列吸出样品到导管216内，例如，吸出大约5μl到大约10μl的样品。吸出的样品量取决于所选择的稀释因子。当样品被吸出到导管216内时，通过在第一导管216中移动稀释剂分散样品在溶剂/缓冲液中使样品得到稀释。接下来，将一部分分散的样品(即吸出的样品和稀释剂)分配到废物槽内，例如，大约10μl到大约15μl分配到废物槽内。分配到废物槽内的确切量也可根据所选择的稀释因子变化。希望的稀释越大，分配到废物槽内的分散样品的量也越大。在分配一部分分散样品到废物槽后，将第一导管216的尖端浸入用作冲洗槽并容纳溶剂/缓冲液的的管孔列中，以清洗导管216的外侧面和可能挂在管路216的外侧面的样品/稀释剂的外部液滴。

清洗后，导管216分配一部分分散的样品到的目标管孔第一列内，形成第一列稀释。例如，大约0.5μl和大约1.0μl之间的分散样品可分配到目标管孔的第一列的各个管孔中。接下来，重复分配步骤，如可重复三次，以在稀释系列中形成的各个其它的稀释(即系列中的1到n个稀释，在上面的示例中n等于4)，以在稀释系列中形成其它稀释。应当指出，n可代表非常少数的稀释或非常多数的稀释。形成稀释系列后，对导管216进行冲洗，并清洗其尖端。

通过对本文所公开的本发明的说明和实施例的考察，对于本技术领域的技术人员来说，本发明的其它实施例是很明显的。这些说明和示例只是示例性的，本发明的真实范围和精神由下面的权利要求来说明。

Claims (31)

1.一种形成稀释系列的方法，包括：

提供多个容器，其中至少第一容器包括样品；

至少从所述第一容器吸出至少部分所述样品到至少一个预先注有溶剂的第一管道内，以使所述样品分散于所述溶剂中；

从所述至少一个第一管道分配至少一部分所述分散的样品到至少第二容器内；和

基本同时从至少一个第二管道分配溶剂到至少所述第二容器内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二管道相对所述至少一个第一管道定位，使得从所述至少一个第二管道流出的流体被引导围绕所述至少一个第一管道的至少尖端，并且其中，基本同时分配溶剂包括允许所述溶剂流过所述至少一个第一管道的至少所述尖端部分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一管道穿过所述至少一个第二管道，并且其中，基本同时分配溶剂包括允许所述溶剂流过所述至少一个第一管道的尖端。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括重复进行分配和基本同时分配的步骤，而不重复吸出步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，吸出至少一部分所述样品包括吸出的样品量足以执行整个稀释系列。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从至少所述第一容器吸出至少一部分所述样品到至少一个预先注有溶剂的第一管道内，使得所述样品分散到溶剂中，该过程包括当移动通过所述至少一个第一管道时，所述样品具有基本上为抛物线的流动线型。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从至少所述第一容器吸出至少一部分所述样品到至少一个预先注有溶剂的第一管道内，使所述样品分散于所述溶剂中，该过程包括至少利用对流和扩散使所述样品至少部分分散于所述溶剂中。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分配一部分所述分散的样品的所述步骤以第一稀释因子进行，且还包括以下步骤：

改变所述稀释因子；和

改变所述稀释因子后，从所述至少一个管道分配另一部分所述分散样品到至少第三容器中。

9.一种用于形成稀释系列的系统，包括：

至少一个第一管道，设置成可吸出和分配要进行稀释的样品；

第一压力源，设置成可预先注入溶剂到所述至少一个第一管道，和设置成可吸出样品到注有溶剂的第一管道，其中所述第一压力源提供了层流条件，使得所述样品分散到所述至少一个第一管道的所述溶剂中；

至少一个第二管道，设置成可分配溶剂；

第二压力源，用于从所述至少一个第二管道分配溶剂；和

控制器，设置成可指示所述第一和第二压力源以基本同时分配所述吸出的样品和所述溶剂。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述至少一个第二管道相对所述至少一个管道定位，使得从所述至少一个第二管道流出的流体被导向围绕所述至少一个第一管道的至少尖端。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述至少一个第一管道穿过所述至少一个第二管道。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个第一管道的尖端在所述至少一个第二管道的尖端下面延伸，使得从所述至少一个第二管道流出的流体在所述至少一个第一管道的至少所述尖端之上流动。

13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述至少一个第一管道包括多个第一管道，且所述至少一个第二管道包括多个第二管道，其中，各个第一管路套在相应的第二管道中。

14.一种形成稀释系列的方法，包括：

提供多个容器；

提供置于至少第一容器中的样品；

吸出至少一部分所述样品到至少一个第一管道内；

允许所述吸出的样品分散在所述至少一个第一管道内所含溶剂中，其中所述样品的分散至少通过对流产生；

从所述至少一个第一管道分配一部分所述分散的样品到至少第二容器；和

从至少一个第二管道分配溶剂到至少所述第二容器。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括重复分配一部分所述分散的样品和分配溶剂的所述步骤，而不重复吸出步骤。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，重复分配一部分所述分散的样品和分配溶剂的所述步骤，而不重复所述吸出步骤，包括多次重复所述步骤。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，允许所述吸出样品至少通过对流分散在所述至少一个管道内所含溶剂中的过程还包括通过扩散至少部分分散所述样品于所述溶剂中。

18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，允许所述吸出的样品至少通过对流分散在所述至少一个管道内所含的溶剂中的过程包括当通过所述至少一个第一管道时所述样品具有基本为抛物线的流动线型。

19.一种使用以压力驱动泵送注射器为基础的液体处理器形成稀释系列的方法，包括：

提供多个容器，其中至少第一容器包括样品，且至少第二容器包括稀释剂；

吸出稀释剂到至少一个管道内；

从至少所述第一容器吸出至少部分所述样品到所述至少一个含有所述吸出的稀释剂的管道，使得所述样品分散于所述稀释剂中；和

从所述至少一个管道分配至少部分所述分散的样品到含有所述稀释剂的至少所述第二容器内，以形成所述样品的稀释。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括重复所述分配步骤，而不重复所述吸出步骤。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，重复所述分配步骤不重复所述吸出步骤包括多次重复所述分配步骤。

22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，吸出至少部分所述样品包括吸出足够的样品量以执行整个稀释系列。

23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，从至少所述第一容器吸出至少部分所述样品到至少一个含有所述吸出稀释剂的管道内使所述样品分散于所述稀释剂中，该过程包括当通过所述至少一个管道时所述样品具有基本为抛物线的流动线型。

24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，从至少所述第一容器吸出至少一部分样品到至少一个含有所述吸出稀释剂的管道中使得所述样品分散于所述稀释剂中，该过程包括至少通过对流和扩散至少部分分散所述样品于所述稀释剂中。

25.一种使用以压力驱动泵送注射器为基础的液体处理器形成稀释系列的方法，包括：

提供多个容器，其中至少第一容器包括样品，且至少第二容器包括稀释剂；

吸出至少部分所述样品到至少一个管道内；

允许所述吸出的样品分散于所述至少一个管道含有的稀释剂内；

从所述至少一个管道分配所述分散样品的第一部分到废物容器内；和

从所述至少一个管道分配所述分散样品的第二部分到至少所述第二容器内。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括重复分配所述分散样品的第二部分的步骤，而不重复所述吸出步骤。

27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，吸出至少一部分所述样品包括吸出足够的样品量以重复分配所述分散样品的至少第二部分的步骤至少一次，而不重复所述吸出步骤。

28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，允许所述吸出的样品分散于所述至少一个管道中包含的稀释剂内包括通过扩散来至少部分地分散所述样品于所述稀释剂中。

29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，允许所述吸出的样品分散于所述至少一个管道中所含的稀释剂内包括通过对流至少部分分散所述样品于所述稀释剂中。

30.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，分配所述分散样品的第二部分的步骤以第一稀释因子执行，且还包括以下步骤：

改变所述稀释因子；和

改变所述稀释因子后，从至少一个管道分配所述分散样品的第三部分到至少第三容器内。

31.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括在吸出所述样品前，将所述稀释剂吸出到所述至少一个管道中。

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