CN101312788B - 处理流体的方法和流体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于处理流体的方法和用在离心分离机中的流体处理装置。该装置包括：第一保持器，第一保持器保持第一管；第一管具有第一横截面；第二保持器，第二保持器保持第二管；第二管具有不同于第一横截面的第二横截面；以及第一容器，第一容器具有用于保持流体的第一容器容积，由此第一保持器使得流过第一管的流体流入第一容器。该方法包括：将被第一保持器保持在离心分离机中的第一保持位置的第一管直接从第一保持位置转移到第二保持位置；离心分离机还包括第一容器，使得流过第一管的流体流入第一容器，还包括将第一流体从第一管移动到第一容器的步骤。用上述流体处理装置和方法能够简化用于给定流体处理顺序的离心分离处理步骤并使其自动化。

Description

处理流体的方法和流体处理装置
技术领域
本发明涉及流体处理装置和用于处理流体的方法。具体地说，本发明涉及用于制备生物分子的装置和方法，生物分子包括但不限于核酸、蛋白质、缩氨酸、多肽、核苷和油脂。
背景技术
在像化学、生物、医药或环境保护之类的多个技术领域中，必须要分析、处理生物材料(例如流体)或使其发生反应。为了该目的，将流体过滤、冷却、加热、分解、洗涤、汲取或通过其它程序处理。通常必须经过顺序很长的流体处理步骤来制备流体。此外，在许多情况下，必须根据相同的顺序处理大批不同流体，或必须同时处理一系列相同的流体。这就会耗时、限制生产量且在程序过程中易于发生故障。
流体的处理用于例如诸如核酸或蛋白质的生物分子的萃取和/或提纯领域。例如，提纯生物分子的众所周知的方法是基于以下步骤：提取生物样品的内容(“溶解”)，选择地将生物样品的内容物的组分结合到载体或载体材料(“结合”)、从载体或载体材料除去不合要求的成分(“洗涤”)以及洗提所要求的组分(“洗提”)。
为了在生物分子的提纯过程中能够进行选择性的吸收和解吸，开发了专用过滤元件，该过滤元件由例如硅胶形成，且该过滤元件一方面是多孔或胶结状的以使液体能够穿过过滤器元件，且另一方面具有分子在专用或非专用处理中结合在上面的表面。在其它提纯过程中，仅通过尺寸排除的原理就能将生物分子保持在过滤器元件上。或者，如果例如包含诸如核酸的生物分子的液体通过过滤器元件，生物分子的一些或全部保留在过滤器元件上，而其余部分穿过过滤器元件。
此外，为了从过滤器元件恢复生物分子，诸如无核酸酶的水之类的洗提液体经过过滤器元件上方来吸收生物分子。这样，从过滤器元件洗涤所要求的生物分子以收集在收集管中。这种过滤器元件通常用作设置在具有入口开口和出口开口的单管或设置在多孔板中的隔膜，并使用离心分离(“回转形式”)或使用基于真空技术的装置来处理过滤器元件。具有入口开口和出口开口并具有隔膜且可在离心分离机中回转的单管，还已知为柱体、回转柱体或单向回转柱体。
总的来说，离心分离方法优于基于真空方法的优点在于纯度较高、浓度较高以及交叉污染的风险较低。一般而言，使用单管柱体与高重力场(＞10,000xg)结合会得到生物分子提纯的关于质量和浓度最好结果，因为这能够使交叉污染最小化并使来自隔膜的复原最大化。缺点是回转柱体的劳动密集型人工处理，这在同时处理不同样品时会增加误差几率和处理时间。通过使用多孔板形式可实现高度标准化和自动化以及更高的生产量，这通常以损害质量和/或数量为代价。
恰根(QIAGEN)根据总体结合-洗涤-洗提原理提供了通过使用不同的过滤材料和装置(例如WO 03/040364或US 6,277,648中所述那样)用于从各种生物样品提纯不同生物分子的很宽范围的提纯方案。可从市场上购得的产品例如“QIAGEN QIAprep Spin Miniprep Kit”揭示了典型的提纯程序并提供了用在离心分离机中的标准化的QIAprep回转柱体和2ml的收集管、以及几种试剂和缓冲剂。
有多个涉及离心分离步骤的关于流体的自动处理的公开物。US4,344,768描述了用于自动将准确且精确的多个数量的样品(例如血清)或试剂转移到离心分离分析器的可旋转转移盘上。EP0122772描述了适于自动分析以诸如DNA样品的以μl为单位的液体的化学处理器。US6,060,022描述了一种包括自动离心分离装置的自动样品处理系统。GB535,188描述了在给定的离心分离机转速下得到多个作业倾卸角(bucket angle)的装置。US5,166,889描述了适于血液的采样系统，其中多个样品管设置在支承轮上以便于接近，EP569 115 A3描述了用于制备DNA的基于离心分离的装置，且专利US539 339描述了使用离心分离机的一体式生物分子制备装置。
通常可从市场上购得几种使用离心分离制备样品的装置。“GENTRAAutopure LS”(GENTRA)和“AutoGenflex 3000”(AutoGen)是具有一体式离心分离机的自动系统，用于在沉淀之后离析例如DNA而不使用过滤件。“DNA-Spinner”(PerkinElmer)”、“Genesis FE 500”(Tecan)和MicrolabSTARplus(Hamilton)是用于更多开口系统的实例，其中液体处理装置与自动离心分离机结合用于多孔板。
另一方面，例如“BioRobot 3000/8000”(QIAGEN)可用于以使用真空过滤的96孔形式来制备诸如核酸的样品，而“Fuji QuickGene 800”在单个柱体上应用低压过滤原理。
但是，大多数现有应用离心分离从流体自动制备生物分子的一体式系统都设计成仅用于特定程序的制备。包括自动离心分离机的其它器械装置使用多孔过滤板来实现最优化的高输出制备。现有自动系统的缺点在于它们在没有人工干预时不能进行基于回转柱体的高质量制备程序。
发明内容
为了克服上述问题中的一个或几个，并为了改进处理流体的已知方法，提供了如下的流体处理装置。
一种用于离心分离机中的流体处理装置，包括：a)第一保持器，所述第一保持器的形状适合于第一管的形状以保持所述第一管；所述第一管具有第一横截面；以及b)第二保持器，所述第二保持器的形状适合于第二管的形状以保持所述第二管；所述第二管具有不同于所述第一横截面的第二横截面；以及c)第一容器，所述第一容器具有用于保持流体的第一容器容积，由此所述第一保持器相对于所述第一容器设置成使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器；所述流体处理装置制成单件。
一种用在离心分离机中的流体处理装置，包括：a)第一容器，所述第一容器具有第一容器容积；b)第一保持器，所述第一保持器用于将第一管保持在第一位置；所述第一保持器设置成使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器；c)第二保持器，所述第二保持器用于将所述第一管保持在第二位置；所述第二保持器设置成使得流过所述第一管的流体流入具有第二容器容积的第二容器；其中所述第二容器容积不同于所述第一容器容积；所述流体处理装置制成单件。
一种用在具有转子的离心分离机中的流体处理装置，所述流体处理装置包括：a)第一保持器，用于保持具有第一横截面的第一管；所述第一管具有第一帽；以及b)至少一个第一帽固定装置，用于在所述离心分离机中离心分离期间将所述第一帽相对于所述第一保持器保持在规定位置；c)第一容器，所述第一容器具有用于保持流体的第一容器容积，由此所述第一保持器相对于所述第一容器设置成使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器；所述流体处理装置制成单件。
一种用在离心分离机中的流体处理装置，包括：a)第一容器，所述第一容器具有第一容器容积；b)第一保持器，所述第一保持器用于保持第一管，使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器；其中所述第一管具有第一轴线和垂直于所述第一轴线延伸的第一截面，其中，当所述第一管由所述第一保持器保持时，所述第一横截面比所述第一管的垂直于所述第一轴线延伸的所述第一容器容积的至少一个容器横截面小至少10％；以及c)第二保持器，所述第二保持器用于保持第二管；所述流体处理装置制成单件。
一种用在离心分离机中的流体处理装置，包括：a)第一容器，所述第一容器具有用于保持流体的第一容器容积；b)第一保持器，所述第一保持器具有用于保持第一管的第一止挡件；所述第一保持器设置成使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器；以及所述第一止挡件限定第一止挡件平面；以及c)第二保持器，所述第二保持器具有用于保持第二管的第二止挡件；所述第二止挡件限定不同于所述第一止挡件平面的第二止挡件平面；所述流体处理装置制成单件。
一种用在离心分离机中的流体处理装置，包括：a)第一容器，所述第一容器具有用于限定第一容器容积的内表面；b)第一保持器，所述第一保持器用于保持第一管，使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器容积；以及c)第二保持器，所述第二保持器用于保持第二管；其中，所述第一容器的内表面与所述第二保持器邻接；所述流体处理装置制成单件。
还提供了用于处理流体的如下方法。
一种用于处理流体的方法，包括以下步骤：将被第一保持器保持在离心分离机中的第一保持位置的第一管直接从离心分离机中的第一保持位置转移到所述离心分离机中的第二保持位置；所述离心分离机还包括第一容器，所述第一容器具有用于保持流体的第一容器容积，由此所述第一保持器相对于所述第一容器设置成使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器，所述方法还包括在离心分离期间将第一流体从所述第一管移动到第一容器的步骤。
一种用于处理流体的方法，包括以下步骤：a)向至少一个流体处理装置施加离心力；所述至少一个流体处理装置中的每个具有第一保持位置处的第一保持器和第二保持位置处的第二保持器以保持诸管子；以及b)将第一管从所述至少一个流体处理装置之一的所述第一保持器自动转移到所述至少一个流体处理装置之一的所述第二保持器中；所述离心分离机还包括第一容器，所述第一容器具有用于保持流体的第一容器容积，由此所述第一保持器相对于所述第一容器设置成使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器，所述方法还包括在离心分离期间将第一流体从所述第一管移动到第一容器的步骤。
附图和说明书中会揭示在本发明的其它方面、改进和变化。
由于根据上述的流体处理装置，以及由于根据上述的方法，能够进行在一个和相同流体处理装置中包括一个或多个管(例如回转柱体、收集管等)的宽范围的不同的制备程序。具体地说，能够用建立好的程序提供来自流体的各种生物分子的全自动标准制备，并已证明基于回转柱体化学处理可用于低至中等输出需要，较佳的是没有任何人工干预。例如，该流体处理装置可用于使用过滤件的生物分子的自动制备。它还可用于结合-洗涤-洗提步骤、或溶解-结合-洗涤-洗提步骤的自动处理，用于单流体处理装置中的生物分子萃取和提纯程序。这能够在所处理的样品和流体处理装置之间建立一对一的对应关系。因此，可使样品的交叉污染和错误分配的风险最小。
此外，可使用用作一次性装置的流体处理装置进行自动处理。此外，由于具有第一保持器和第二保持器的流体处理装置，可将管子(例如回转柱体和收集管)唯一地指派给流体处理装置上相应的位置，从而使交叉污染和将管子混淆的可能性最小化。同时，根据本发明的流体处理装置提供了一种用于大量各种制备程序的平台。它还可用于同时自动操作多个个别管或回转柱体以实现多孔形式的高标准化模拟。此外，能够提供使用建立好的程序从流体自动和标准化制备各种生物分子的装置和方法，并被证明基于回转柱体化学处理可用于低至中等生产量需要。
根据本发明的第一方面，提供了一种具有第一保持器和第二保持器的流体处理装置，第一保持器用于保持具有第一横截面的第一管，第二保持器用于保持具有不同的第二横截面的第二管。这可能通过每次离心分离不同类型的管子以每次进行不同的流体处理步骤而有助于增加生产量。例如，如果第一管是用于在离心分离期间过滤流体的过滤管，且第二管是用于在离心分离期间保持流体的收集管，则就可在仅一个离心分离步骤中进行多种流体过滤及粒化(pelleting)。
此外，如果第一管和第二管彼此几何适配，而使第一管可插入第二管，流体处理装置可制备成使得可通过将第一管直接从第一保持器转移到第二保持器而连续进行离心分离机中的两个不同的处理步骤。这与在离心分离机中的每个处理步骤之前需要将管子在离心分离机外面准备好并放回离心分离机的情况相比可节约时间、降低误差几率并消除交叉污染的风险。例如，通过提供具有用于流体过滤的第一管的第一保持器和用于流体收集的第二管的第二保持器，可仅将第一管从第一保持器转移到由第二保持器保持的第二管来进行从流体过滤到流体收集的变化。
具体地说，由于具有用于结合生物分子的过滤件的第一管，第一保持器可用于保持第一管以进行结合和一个或几个洗涤步骤，同时通过将第一管从第一保持器转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从第一管洗涤的提纯生物分子的第二管。这样，由于根据本发明的流体处理装置，可在离心分离机中连续进行结合、多个洗涤和洗提步骤而不必将第一管移除并移回离心分离机以将第一管插入收集管。因此，可消除由于从离心分离机和向离心分离机的管转移步骤期间在过滤管的出口处由液滴飞溅而造成的交叉污染的风险。
较佳的是，流体处理装置包括具有用于保持流体的第一容器容积的第一容器，而较佳的是，第一保持器相对于第一容器设置成使得流过第一管的流体流入第一容器。由于采用第一容器，就能收集可能已经穿过第一管的流体以降低与例如离心分离机内相邻管子的样品的交叉污染。具体地说，由于第一容器容积足够大，可将源自结合步骤和洗涤步骤的大量的废流体丢弃在第一容器中。这可省去额外的耗时的废品处置步骤并可降低卸载和再装载离心分离机的卸载和再装载步骤的次数。此外，尽管较大的第一容器容积一般是理想的，但一般较佳的是，第一容器相对于第一保持器设置成使流体处理装置的尺寸从整体而言足够小，从而还可用于小型离心分离机中。还较佳的是，第一保持器相对于第一容器设置成由第一保持器保持的第一管在处理过程的任何步骤中都不与第一容器中的流体接触。
此外，根据本发明的一方面，第一保持器形状适合第一管的形状，且第二保持器形状适合第二管的形状以在流体处理装置的离心分离期间相对于第二管可靠地保持第一管。
根据本发明的另一方面，第一容器具有不同于第二容器容积的第一容器容积，流过第二容器保持器在第二位置保持的第一管的流体流入第二容器容积。这样，能够提供用于收集在结合和洗涤步骤中流过第一管的大量流体的较大第一容器容积，而仅使用较小第二容积来收集洗提过程中用于收集提纯的生物分子。通过将容器容积调节到给定处理顺序的实际需要，可避免采用尺寸过大的、需要进行离心分离的装备，这又便于使用较小、较廉价的离心分离机。
根据本发明的另一方面，提供具有第一容器容积的第一容器，该容器的容器横截面比第一管的第一横截面大至少10％。较佳的是，容器横截面是在平行于由第一保持器保持时第一管的第一横截面的平面上截取的。通过提供比第一横截面大的容器横截面，可扩大用于收集源自结合和洗涤步骤的液体的容器容积。
根据本发明的另一方面，提供具有用于限定第一容器容积的内表面的第一容器，而内表面与第二保持器邻接。第一容器的内表面向上延伸到第二保持器有助于使用于收集来自结合和洗涤步骤的流体的第一容器容积最大化。通过使第一容器的内表面与第二保持器邻接，可提供流体处理装置例如抵抗离心力的附加稳定性。
本发明的又一方面提供了具有用于保持第一管的第一止挡件的保持器，并由此限定第一止挡平面，并且还提供了具有用于保持第二管的第二止挡件的第二保持器，并由此限定第二止挡平面，而第二止挡平面不同于第一止挡平面。这样，能够将第一管保持在与第二管的高度不同的高度处，如沿着在相应管轴线上的投影测得的那样。如果保持器彼此靠近定位，则将第一管和第二管保持在不同的高度处便于更方便地接近管子。还提供了在这两保持位置之间的进行区分机会。
本发明的另一方面提供了用于在离心分离期间将第一管的第一帽保持在相对于第一保持器的限定位置的至少一个第一帽固定装置。较佳的是，第一帽固定装置设置成使得第一帽在离心分离期间保持在使第一管的入口开口打开的位置并使汲取管装置能够通达该开口。这样，可离心分离入口开口打开的第一管，而不必担心由第一管的第一帽在离心分离期间悬挂较松而引起的损坏。在离心分离期间第一管的入口开口打开的优点在于，在离心分离后可将例如洗涤流体之类的流体分配到管内而不必将帽从入口开口取出。
本发明的另一方面是包括自动将第一管直接从离心分离机中的第一保持位置转移到离心分离机中的第二保持位置的步骤的方法。该直接转移可用于减少提纯生物分子所必需的步骤。还能够消除由于在离心机外管的手工转移步骤中样品管的混淆或分配不当造成的差错。
本发明的另一方面包括将第一管从至少一个流体处理装置之一的所述保持器转移到所述至少一个流体处理装置之一的第二保持器的步骤的方法。这样，可进行生物分子的结合、洗涤和洗提而不必装载和卸载离心分离机。
附图说明
以下附图仅以说明目的揭示了根据本发明的几个实施例。具体地说，附图中的内容并不意味着限制本发明的保护范围：
图1A-B：具有入口开口和出口开口的第一管
图1C-E：具有尺寸设置成接纳第一管的入口开口的第二管；
图2A-2E：用于保持具有不同横截面的第一管和第二管的、根据本发明的第一流体处理装置；
图3A-3E：用于保持具有不同横截面的第一管和第二管的、根据本发明的第二流体处理装置，该流体处理装置具有第一容器；
图4A-4E：用于保持第一管的、根据本发明的第三流体处理装置，流体处理装置具有尺寸不同的第一容器和第二容器。
图5A-5E：用于保持具有不同横截面的第一管和第二管的、根据本发明的第四流体处理装置，该流体处理装置具有沿垂直于第一轴线的射线延伸超过第二保持器的第一容器；
图6A-6E：用于保持具有至少两个不同横截面的第一管、第二管和第三管的、根据本发明的第五流体处理装置，该流体处理装置具有第一容器；
图7A-7B：用于保持具有不同横截面的第一管、第二管、第三管和第四管的、根据本发明的第六流体处理装置，该流体处理装置具有第一容器；
图8A-8B：用于保持具有不同横截面的第一管、第二管、第三管、第四管和第五管的、根据本发明的第七流体处理装置，该流体处理装置具有第一容器；
图9A-9B：用于保持具有不同横截面的第一管和第二管的、根据本发明的第八流体处理装置，该流体处理装置具有第一容器并具有连接装置；
图10A-10B：用于保持具有不同横截面的第一管和第二管的、根据本发明的第九流体处理装置，该流体处理装置具有沿垂直于第一轴线的射线延伸超过第二保持器的第一容器，并还具有连接装置；
图11A-11B：用于保持具有不同横截面的第一管、第二管和第三管的、根据本发明的第十流体处理装置，该流体处理装置具有第一容器，并还具有连接装置；
图12：用于保持具有不同横截面的第一管、第二管和第三管的、根据本发明的第十一流体处理装置，该流体处理装置具有第一容器和连接装置，该连接装置包括用于可拆卸地保持第一容器的保持结构；
图13：类似于第十一流体处理装置的、根据本发明的第十二流体处理装置，该流体处理装置包括用于保持第一帽和第二帽的第一和第二帽固定装置；
图14A-14B：类似于第十二流体处理装置的、根据本发明的第十三流体处理装置，该流体处理装置包括两个第一帽固定装置和一个第二帽固定装置；
图15：具有限定不同止挡平面的第一止挡件和第二止挡件的、根据本发明的第十四流体处理装置；
图16：具有第一容器以及限定不同止挡平面的第一止挡件和第二止挡件的、根据本发明的第十五流体处理装置；
图17A：将根据本发明的转子连接到根据本发明的十二个流体处理装置的俯视图；
图17B：通过根据本发明的转子的第一剖视图，示出了与摆动轴接收器相互作用的连接装置；
图17C：通过根据本发明的转子的第二剖视图，示出了第一和第二摆动阻止装置；
图18A-18C：具有第一、第二和第三摆动阻止装置的、根据本发明的流体处理装置的立体图；
图19A：在离心分离机内沿切向直接第一转移的示意图；
图19B：在离心分离机内沿径向直接第一管转移的示意图；
图20A：第一管沿径向从根据本发明的流体处理装置中第一保持器转移到第二保持器的示意图；
图20B：第一管沿切向从根据本发明的流体处理装置中第一保持器转移到第二保持器的示意图；
图20C：第一管从根据本发明的第一流体处理装置的第一保持器转移到第二流体处理装置的第二保持器的示意图；
图20D：第一管动根据本发明的流体处理装置的第一保持器转移到离开离心分离机盖的位置并返回流体处理装置的第二保持位置的示意图。
具体实施方式
本发明的一个方面是改进使用离心分离机处理流体的方法。为了该目的，本发明提供了用在离心分离机中的流体处理装置。流体可以是任何流体，与流体粘度高低，或者流体中是否包含运动的微粒或固体元素无关。根据本发明的流体处理装置可用于通过诸如过滤流体、将流体的特定元素吸收到特定材料、将特定元素从特定材料解吸、将各成分从流体分出、收集操作的流体或倾倒废流体之类的处理来操作或处理流体。较佳的是，根据本发明的流体处理装置用于提纯诸如核酸、蛋白质、缩氨酸、多肽、核苷和油脂之类的生物分子。
为了能够用在离心分离机中，更佳的是，流体处理装置可连接到离心分离机转子的转子上。通过离心分离机使转子旋转，可对流体处理装置施加离心力。较佳的是，通过连接装置实现到转子的连接，连接装置可以是或不是流体处理装置的一部分。如果连接装置不是流体处理装置的一部分，较佳的是，连接装置具有用于可拆卸地保持流体处理装置的保持结构。在该情况下，且如果流体处理装置包括第一容器，则一体地连接到第一容器的构件形成以下称为包含第一容器的结构的单元。
用于可拆卸地保持流体处理装置的保持结构能够以本领域已知的不同方式来实现。例如，保持结构可形状适合流体处理装置的外部形状，从而它能可靠地容纳和承载流体处理装置，即使在离心分离期间也是如此。保持结构保持流体处理装置的其它方法可以是夹紧、锁定等。
无论连接装置是否是流体处理装置的一部分，较佳的是，连接装置便于流体处理装置与转子可拆卸地连接。这样，能够将流体处理装置连接到转子以进行离心分离步骤，且此后，将流体处理装置从离心分离机中取出以在离心分离机外用流体进行其它步骤。具体地说，通过使流体处理装置能够可拆卸地连接到转子，流体处理装置可一次性使用。流体处理装置的一次性使用有助于降低由于再使用而引起的样品污染并增加了处理安全性和对操作人员的安全性。此外，它还可节约时间，因为可在正在进行的处理序列期间在离心分离机外部进行下一次处理序列所需的流体处理装置的装载。
更佳的是，该流体处理装置与转子相比较小，从而每次可将多个流体处理装置连接到转子上。这样可在离心分离步骤中每次离心分离多个流体样品以增加产量。此外，如果流体处理装置一次性使用，即作为一次性使用物件，则它可节省成本以保持流体处理装置较小。
根据本发明的一方面，该流体处理装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。较佳的是，第一保持器能够相对于第二保持器在第一保持位置保持第一管，较佳的是在静止时和在离心分离期间都是如此。类似地，较佳的是，第二保持器能够在静止时和在离心分离期间相对于第一保持器在第二保持位置保持第二管。因此，较佳的是第一保持器和第二保持器彼此刚性连接。此外，较佳的是，第一保持器和第二保持器中的至少一个制成单件以更好地承受离心分离期间的变形。更佳的是，第一和第二保持器相对彼此设置成如果它们保持相应的第一管和第二管则该两管平行对齐。这样，更易于将流体分配到相应管内，或将第一管和第二管放入相应的第一和第二保持器内。
一般较佳的是，第一保持器和第二保持器中的至少一个通过机械装置保持相应的第一或第二管。较佳的是，第一保持器和第二保持器中的至少一个的形状适合相应第一管或第二管的形状以保持相应的第一管或第二管。例如，如果第一管具有圆柱形状和同轴管状缘边(第一环管)，较佳的是，第一保持器具有第一圆柱形内表面，该内表面的形状适合第一管的外表面。这样，第一管可滑入第一保持器，在该情况下，第一管的保持位置限定在垂直于滑动方向的平面内。此外，较佳的是，第一和第二保持器的刚度足够大，从而它们能够在离心分离期间以流体处理装置可以运行的所有摆动角将管子保持在限定位置。
此外，较佳的是，第一保持器提供第一止挡件，通过例如止挡件与第一管的第一环管的配合阻止第一管滑入第一保持器。这样，限定第一管沿滑动方向的第一保持位置。此外，由于第一止挡件仅阻止沿一个方向的滑动，第一管可拆卸地与第一保持器连接，即如有需要时第一管可随时再方便地滑出第一保持器。由于止挡件与第一保持器的圆柱形内表面，只要离心力具有指向滑动方向的分量，则在离心分离期间还可保持第一管的第一保持位置。
类似地，如果第二管具有圆柱形和同轴环管状缘边，较佳的是，第二保持器具有圆柱形内表面，该内表面的形状适合第二管的外表面。这样，第二管可滑入第二保持器，在该情况下，第二管的保持位置限定在垂直于滑动方向的平面内。
此外，较佳的是，第二保持器提供第二止挡件，该第二止挡件通过止挡件与第二管的同轴环管状轮缘(第二环管)的配合来阻止第二管的滑动。这样，在滑动方向上限定第二管的第二保持位置。此外，由于第二止挡件仅阻止沿一个方向的滑动，第二管可拆卸地连接到第二保持件，即如有需要时第二管可随时方便地再从第二保持器滑出。由于止挡件和第二保持器的圆柱形内表面，只要离心力和/或重量有指向滑动方向的分量，就可维持第二管的第二保持位置。
所使用的词语“第一管”和“第二管”应当理解为宽泛的意义。管子可以是可通过入口开口分配流体的任何容器。较佳的是，第一管和第二管相对于相应的第一轴线或第二轴线旋转对称。例如，管子可具有在一端有开口的圆柱形、在一端有开口的锥形或其组合。此外，圆柱形或锥形可具有垂直于相应第一或第二轴线的横截面，横截面是圆形、椭圆、方形、矩形或其组合。较佳的是，第一管的第一横截面限定在由第一保持器保持第一管的第一管的位置处。类似地，较佳的是，第二管的第二横截面限定在由第二保持器保持第二管的第二管的位置处。
较佳的是，第一管的第一横截面和第二管的第二横截面彼此适配成第一管可通过第二管的入口开口滑入第二管。更佳的是，第一管的外表面的形状适合第二管的内表面。这样，第二管可用作用于在离心期间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，流体处理装置的第二保持器可用于在离心分离期间保持第一管。在该情况下，较佳的是，第一保持器的第一圆柱形内表面的横截面比第二保持器的第二圆柱形内表面的横截面小60％以下，较佳的是50％以下，更佳的是40％以下。另一方面，在该情况下，较佳的是第一保持器的第一圆柱形内表面的横截面小于第二圆柱形内表面的横截面多于10％，较佳的多于20％，且更佳地多于30％。较佳的是，第一管的横截面具有大于10mm2的面积，较佳地大于40mm2且可能大于80mm2。另一方面，铰佳的是第一管的横截面的面积小于1000mm2，较佳的小于100mm2，且可能小于60mm2。
在本发明的较佳实施例中，第一管具有入口开口和出口开口。这些管子还已知为柱体或回转柱体。此外，较佳的是，第一管具有将入口开口与出口开口分开的过滤件。较佳的是，过滤件还用作用于选择地与像核酸之类的生物分子结合的隔膜。这样，第一管可用于结合步骤，在该步骤中将包含生物分子的流体分配到第一管的入口开口内并使其通过，生物分子选择地与过滤件结合。
另一方面，较佳的是第二管用于收集液体(收集管)。在该情况下，较佳的是，第二管具有入口开口但没有出口开口。在该情况下，第二管可通过收集洗涤流体而用于洗提步骤，洗涤流体包括已从第一管的过滤件洗提的提纯的生物分子。
在本发明的较佳实施例中，流体处理装置包括第一容器，第一容器具有用于保持流体的第一容器容积。较佳的是，第一容器刚性地连接到第一保持器。较佳的是，第一容器相对于第一保持器设置成流过由第一保持器保持的第一管的流体流入第一容器。较佳的是，由于流体通过重力或离心力排出，所以流体流过第一管。这样，通过将穿过第一管的流体收集到第一容器内(例如，洗涤步骤中的废流体)，可消除离心分离期间与相邻管子的交叉污染。此外，由于足够大的第一容器容积，可进行结合和洗涤而不必中断离心分离来丢弃所收集的液体。这有助于减少耗时的离心分离机的卸载和装载步骤，能够增加洗涤步骤的数量或增加溶解体积。较佳的是，第一容积体积大于1ml，较佳地大于10ml，且可能大于50ml。另一方面，较佳的是，第一容器容积小于100ml，较佳地小于50ml，且可能小于10ml。较佳的是，容器容积由第一容器在离心分离期间可保持的流体的量限定。另一方面，该过程实际使用的第一容器的量(即第一容器的净容积)较佳地比第一容器容积小至少25％，较佳地是至少50％，且更佳的是第一容器容积的至少75％。这是为了避免第一和/或第二管的出口开口在处理过程中与保持在第一容器内的流体(例如废流体)接触，以防止管子在离心分离期间被保持在第一容器内的流体和溢出的流体污染。
较佳的是，第一容器容积大于第二管的容积，以能够进行结合和洗涤步骤而不会由于要丢弃已流入第一容器的流体而中断。为了该目的，较佳的是，第一容器设计成使得第一容器的内表面邻接第二保持器。这样，可在给定尺寸的流体处理装置时使第一容器容积最大化。此外，为了使第一容器容积最大化，较佳的是流体处理装置的重力与第一容器的容积的比率小于10g/cm3，较佳地小于5g/cm3，且更佳地小于1g/cm3。在较佳实施例中，流体处理装置重7.23g并具有约11cm3的容器容积，这会产生0.66g/cm3的比率。
以下附图示意性地揭示了根据本发明的一些实施例以说明本发明的几个方面。但是，附图和说明书的细节和特征不应理解为对本发明范围的限制。例如，尽管为了清楚的原因结合特定的管子组来揭示了几个实施例，但本发明并不限于使用该特定的管子组。此外，尽管附图中的流体处理装置的构件(例如第一保持器、第二保持器、第一容器、第二容器等)通过粗线连接，但这仅示意性地理解为表示刚性连接。不过，取决于应用和其它环境，技术人员会从图中理解到，可有流体处理装置的构件连接于其中以用在离心分离机中的很多不同的几何形状。
图1A-1E揭示了可用于根据本发明提纯生物分子的管子组的第一实例。该管子组由如图1A-1B所示的第一管18和如图1C-1D所示的第二管26构成。第一管18相对于第一轴线11旋转对称并沿垂直于第一轴线11的方向具有圆形第一横截面A1(见图1B)。第一管18还具有第一入口开口54、第一出口开口52、已分配到入口开口54的流体流过以达到第一出口开口52的过滤件19、环管状缘边(第一环管)56、以及柔性地连接到环管56的可选的第一帽40。第一帽40可用于关闭入口开口54以避免管内容物的污染。在图1A-1E的管设置的情况下，过滤件19是当包含生物分子的流体分配到入口开口54时用于将诸如核酸之类的生物分子结合到过滤件的胶结材料。
图1C-1D的第二管26相对于第二轴线27旋转对称。第二管26还具有垂直于第二轴线27的圆形第二横截面A2(见图1D)、第二入口开口58，但没有出口开口(关闭的管)。此外，第二管26具有环管状缘边(第二环管)59，并可选地具有柔性连接到第二环管59的第二帽41。第二帽41用于关闭入口开口以避免管内容的污染。第二管26的第二横截面A2的尺寸设置成使得第一管16可滑入第二管26，直到第一管18的第一环管56撞击到第二管26的第二环管59(见图1E)为止。这样，第二管26可用作用于接纳分配到第一管18的入口开口54的流体的收集管或容器、以及在离心分离期间保持第一管18的保持器。
取决于应用场合可从市场上购得不同尺寸和不同过滤材料的如图1A-1E所示的管子。例如，申请人的QIAprep Spin Miniprep KitTM提供具有8.8mm2横截面A1和30mm长度的回转柱体(第一管)以及具有10.5mm2横截面A2的收集管(第二管)和约2ml的收集容积。
图2A-2E示意性地揭示了根据本发明的第一流体处理装置。图2A示出保持如图1A和1C所示类型的第一管18和第二管26的流体处理装置1的沿轴线C1-C1的侧剖视图。图2B示出沿垂直于图2A的侧面的方向沿轴线C1-C1的相应剖视图。流体处理装置包括彼此刚性连接的第一保持位置16处的第一保持器14和第二保持位置24处的第二保持器22。此外，如上所述，流体处理装置1可通过连接装置(未示出)以稍后更详细描述的方式连接到离心分离机的转子上。
如图2A和2B所示，第一保持器14包括圆柱形环件，该环件具有内表面，该内表面的形状适合第一管18的一部分的形状以将第一管18保持在相对于第二保持器22的限定的第一保持位置16。第一保持器14的环件还提供第一止挡件60，该第一止挡件60在图2A-2E中对应于第一保持器的环件的上缘边。这样，第一管18可滑入环件直到第一管18的第一环管56撞击到该环件为止。这样，只要重力或离心力具有沿滑动方向(即图2A中向下)的分量，第一管18就由第一保持器14保持。此外，可通过将第一管18滑出环件而方便地将第一管18从第一保持器14取出。应当理解，圆柱形环件的形状设置成且刚度足够使其可在离心分离期间将管子以流体处理装置可运行的所有摆动角保持在限定位置。
类似地，第二保持器22是具有内表面的圆柱形环件，该内表面的形状适合第二管26的一部分的形状以将第二管26保持在相对于第一保持器14的限定的第二保持位置24。第二保持器22的环件还提供第二止挡件62，该第二止挡件在图2A-E中对应于第二保持器的环件的上缘边。这样，第二管26可滑入环件直到第二管26的第二环管59撞击到环件为止。这样，只要重力或离心力具有沿滑动方向的分量，第二管26就由第二保持器22保持。此外，可通过将第二管26滑出环件而方便地将第二管26从第二保持器22取出。
此外，第一保持器14和第二保持器22各刚性地彼此连接以在离心分离时提供足够的硬度。此外，第一保持器14和第二保持器22相对于彼此定向成它们平行地保持两个管子18、26。第一管和第二管相对于彼此的平行定向简化了液体到相应管内的分配和第一管到第二管的自动转移。
图2C示出取出了第一和第二管的图2A的流体处理装置1的侧视图。像该申请中的其它流体处理装置那样，较佳的是，图2C的流体处理装置1是由聚合物材料制成的模压制件，较佳地制成单件以提高刚性和降低重量和成本。
图2D-2E示出第一管18从第一保持位置16到第二保持位置24的直接转移30(第一管转移)。由于直接转移30且第二管26放在第二保持位置24，用第一保持位置16处的第一管18进行的结合和洗涤步骤之后可接着在第二保持位置24处进行洗提步骤，而没有以下步骤：(a)将第一管18取出离心分离机以将第一管18放入第二管；以及(b)将第二管26与第一管18一起放回离心分离机。此外，由于图2A-2E的流体处理装置，可通过应用三次第一管移动而在结合和洗涤步骤之后进行洗提步骤：(a)将第一管18滑出第一保持器14，即沿第一管18的轴向(z方向)移动；(b)将第一管18从第一保持位置16移到第二保持位置24，即侧向于轴向(x-方向)移动；以及(c)将第一管18滑入第二管26，即沿第一管18的轴向(负z-方向)移动。因而，第一管18的直接转移仅包括两次轴向移动，一次沿z-方向且另一次沿负z-方向。先前在图1A-1E中已经描述了第一管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，可通过将洗提液分配到第一管18的入口开口并进行另一离心分离步骤而进行洗提。由于离心分离机朝向第一管的出口开口52沿轴向施加离心力，洗提液压过过滤件19，从过滤件19解吸结合的生物分子(例如核酸)，离开第一管18并由第二管26接纳，第二管26在该情况下用作第二容器64或收集管。这样，可将提纯的生物分子收集在第二管26(即第二容器64)中以进一步处理。注意，并因为第二管26可从流体处理装置1中取出，且由于第二管26较佳的是标准管，由于第二管与用于洗出液的进一步处理的其它实验室设备兼容，故洗出液的进一步处理会更为简单。
图3A-3E示意性地揭示了根据本发明的第二流体处理装置。图3A示出保持图1A和1C所示类型的第一管18和第二管26的流体处理装置1的沿轴线C1-C1的侧剖视图。图3B示出沿垂直于图3A的侧视图方向的沿轴线C1-C1的相应剖视图。图3A-3E的流体处理装置1与图2A-2E所示的流体处理装置相同，除了图3A-3E的流体处理装置1具有刚性地与第一保持器14和第二保持器22连接的第一容器10。第一容器10相对于第一保持器14定位成使得流过由第一保持器14保持的第一管18的流体流入第一容器10。这样，可将用于结合和洗涤步骤的、在第一保持位置16处已分配到第一管18的和已经穿过过滤件19的流体(例如，溶解产物和洗涤缓冲液)收集在第一容器10的第一容器容积12内作为废物。因此还可以认为第一容器10是废物容器。通过将第一容器10设计得足够大，可进行结合和洗涤而不必中断这些过程来丢弃废物。丢弃废物就意味着耗时的离心分离机的卸载和再装载。此外，足够大的废物容器10可用于附加洗涤步骤等，而不必经历耗时的废物丢弃步骤。
第一容器10较佳地与第一保持器14和第二保持器刚性连接以形成包含第一容器的结构103，该结构具有足够的刚度来承受高的离心力。并非必要但较佳的是，处于稳定和制造的原因，第一容器10、第一保持器14和第二保持器22制成单件。此外，除了第一保持器14形成的开口之外，第一容器10可以是密封关闭的容器。这会形成尤其稳定的结构并保护周围不会有溅出的废液。不过，如已示出的那样，对大多数过程来说不必具有密封关闭的容器。此外，如果第一容器在顶部区域开口则将流体处理装置制成单件成本较低。此外，可能有必要具有到废液的通路以进行控制。
图3D-3E像图2D-3E那样示出第一管18从第一保持位置16到第二保持位置24的直接转移30。此外，由于图3A-3E的流体处理装置，可通过用三次第一管移动应用第一转移30而在结合和洗涤步骤之后进行洗提步骤：(a)将第一管18滑出第一保持器14；(b)将第一管18从第一保持位置16移到第二保持位置24；以及(c)将第一管18滑入第二管26。但是，与图2A-2E不同，有可接纳通过其过滤件19留在第一管18的过滤流体(溶解产物或洗涤流体)、即废流体的第一容器10。这样，能以不会污染其它管子或流体的方式丢弃废流体。此外，无须将第一管从离心分离机卸载或再装载到其中就可进行丢弃。
图4A-4E示意地揭示了根据本发明的第三流体处理装置。图4A示出了保持图1A和1C所示类型的第一管18和第二管26的流体处理装置1的沿轴线C1-C1的侧剖视图。图4B示出在垂直于图4A的侧视图的方向沿轴线C1-C1的相应剖视图。图4A-4E的流体处理装置1与图3A-3E中所示的相同，不同之处在于第一容器10在由第一保持器14保持时延伸到在垂直于第一管18的第一轴线的投影上与第二保持器22交叠。这样，第一容器10的内表面10a与第二保持器22邻接。该设计有助于显著增加第一容器容积12以能够容纳更多废物而不必增加容器的高度。增加第一容器的高度会需要使用较大的离心分离机。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更刚性地连接到第一保持器14以使离心分离期间流体处理装置1的变形最小。
图4A-4E的流体处理装置1与图2A-2E和3A-3E的实施例的不同之处还在于第二保持器22的形状适合具有第一横截面A1的第一管18，而不是保持具有第二横截面A2的第二管26。这样，第一保持器14的圆柱形内表面和第二保持器22的内表面具有相同的轴向横截面。此外，与前述设计不同，第二保持器22延伸到第一容器10内以形成具有第二容器容积65的第二容器64。这样，为了进行结合、洗涤、和洗提步骤，由于提纯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，由于在该情况下，第二容器64刚性地连接到第一保持器22和第一容器10，必须将流体处理装置1从离心分离机取出以对提纯的生物分子进行进一步加工。此外，如果需要储存提纯的生物分子，则该实施例是不合适的。
图4C示出图4A的流体处理装置1去除了第一管的侧视图。此外，较佳的是，图4C所示的流体处理装置1制成单件(包含第一容器的结构103)以提高装置的刚度并降低成本。此外，图4D-4E像图3D-3E那样示出第一管18从第一保持位置16到第二保持位置24的直接转移30(第一管转移)。
图5A-5E示意性地揭示了根据本发明的第四流体处理装置。图5A示出了保持如图1A和1C所示类型的第一管18和第二管26的流体处理装置1的沿轴线C1-C1的侧剖视图。图5B示出沿垂直于图5A的侧视图的方向沿轴线C1-C1的相应剖视图。图5A-5E的流体处理装置1与图4A-4E所示的相同，不同之处在于第二保持器22未延伸形成第二容器。而是为了提供用于洗提的第二容器64，需要将第二管26插入第二保持器22。因而，为了在结合和洗涤步骤之前进行洗涤步骤，第一管18必须从第一保持器14转移到第二保持器22并滑入图1E中所示的第二管26。在该情况下，第二管26保持第一管18，且同时用作保持流过第一管18的洗提液的第二容器。此外，由于第二管26可从流体处理装置1取出，故具有洗提的生物分子的洗提液可从流体处理装置1取出以进行进一步处理或存储目的，而无须将流体处理装置1从离心分离机取出。
图5C示出图5A的流体处理装置1取出了第一管18和第二管26的侧视图。同样，较佳的是图5C中所示的流体处理装置1制成单件(包含第一容器的结构103)以提高装置的刚度并降低成本。此外，图5D-5E像图4D-4E一样示出了第一管18从第一保持位置16到第二保持位置24的直接转移30(第一管转移)。
图6A-6E示意性地揭示了根据本发明的第五流体处理装置。图6A示出了在第一保持位置16处保持第一管18和在第二保持位置24处保持第二管26的流体处理装置的沿轴线C1-C1的侧剖视图。图6B示出沿垂直于图6A的侧视图的方向沿轴线C1-C1的相应剖视图。图6A-6E的流体处理装置1与图5A-5E所示的相同，不同之处在于增加了第三保持器66以保持第三管32，第三管32具有第三轴线34、第三横截面A3和在管子的缘边处的第三环管33。
在图6A中，第三管32是具有第三入口开口、第三出口开口和过滤件的另一回转柱体。在很多应用中，第三管32的几何尺寸等于第一管18的几何尺寸，从而第三横截面A3与第一横截面A1相同。但是，根据应用场合，第一管18和第三管32可能其过滤件类型不同。注意，如果第一横截面A1和第三横截面A3相同，第一保持器14的内表面可与第三保持器66的内表面相同，从而第一管18可由第三保持器66保持，且如果处理过程需要，第三管33还可由第一保持器14保持。
此外，第三保持器66延伸成提供具有第三容器容积70的第三容器68。此外，取决于该应用，还可形成第三保持器以保持具有第一横截面A1的第一管18或保持具有第二横截面A2的第二管26。如在图中可以看出的那样，第三保持器66具有圆柱形内表面，该内表面的形状适合第三管32的形状。这样，通过将第三管32滑入内部圆柱形表面，将第三管32的位置限定在垂直于滑动方向的平面内。此外，第三保持器32的圆柱形表面的上部缘边使得它用作在第三环管33撞击止挡件67时阻止第三管32滑入第三保持器66的第三止挡件67。在该位置，只要重力或离心力具有将第三环管33压到第三止挡件67上的分量，还可在滑动方向上限定第三管32的位置。此外，较佳的是，第三保持器66设置成使得它将第三管32保持成使第三管32在由第一保持器14保持时平行于第一管18。
第三保持器66用于进行流体处理装置1中的附加提纯步骤。例如，一些应用场合需要具有不同功能的附加过滤件。第三保持器66可用于保持第三管32，第三管32的过滤件特性或功能有别于第一管18的过滤件。第三管32设置成当第三保持器66设置在第三保持位置28内时，包含所要求生物分子的流体流过第三管32进入第三容器70。在通入包含所要求生物分子的流体之前，必须将第三管32从第三保持器66取出。
此外，还可使用没有在进行结合、洗涤和洗提步骤之前在初始生物样品溶解之后用于溶解产物清洗的其它过滤件的第三保持器66。可通过例如将溶解缓冲液分配到样品流体中以打破包含生物分子(例如核酸)的细胞的细胞壁而单独进行生物样品的溶解。在添加其它缓冲液、例如中立化缓冲液之后，将溶解产物转移到第三容器68的第三容器容积70内。为了粒化第三容器68中的细胞碎片，对流体处理装置1施加离心力，且浮在上面的包含生物分子(即清晰的核酸)的流体从第三容器68汲取到第一管18以开始结合步骤。
注意，如果第三管形成容器并放入第三保持位置28，则以上方法也可用于第三管32。在该情况下，初始生物样品在溶解后被分配到第三管32内。
还要注意，从图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的第一轴线11的投影延伸成覆盖第二保持器22和第三保持器66。此外，这是在给定容器高度使第一容器容积12最大化而使废物容积最大化。
图6C又示出图6A的流体处理装置1去除了第一管18、第二管26和第三管32的侧视图。此外，较佳的是，图6C所示的流体处理装置1制成单件(包含第一容器的结构103)以提高装置的刚度并降低成本。此外，图6D-6E像图5D-5E一样示出了第一管18从第一保持位置16到用于洗提步骤的第二保持位置24的直接转移30(第一管转移)。
图7A-7B示出通过根据本发明的第六流体处理装置1的两个垂直剖视图。图7A-7B的流体处理装置1与图6A-6F的流体处理装置相同，除了该装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保持成流过另一第一管18的保持器的流体也流入第一容器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，能够每次结合和洗涤两种不同的生物分子。
图8A-8B示出通过根据本发明的第七流体处理装置1的两个垂直剖视图。图8A-8B的流体处理装置1与图7A-7E的实施例相同，除了该装置包括保持另一第二管26的第五保持器90之外。该实施例是示出本发明能够包括至少五个保持器，例如用于保持第一管18的两个保持器、用于保持第二管26的两个保持器和用于保持第三管32的一个管子。取决于处理顺序和所使用的离心分离机的尺寸，如果需要多个保持器来简化处理顺序，则本发明能够提供所需要的不同尺寸的多个保持器。此外，尽管在说明书附图中各保持器是沿轴线C1-C1直线对齐的，但也能够将分布在两维的保持器设置在例如两条线内或设置成任意阵列。
迄今为止所述的流体处理装置不包括连接装置。但是，如上所述，由于具有用于保持流体处理装置1的保持结构的连接装置，能够将这些流体处理装置连接到转子上，如本领域技术人员会知道的那样。
图9A-9B示出通过根据本发明的第八流体处理装置1的两个垂直剖视图。第八流体处理装置与图3A和3B的实施例相同，不同之处在于本实施例包括用于将流体处理装置1连接到离心分离机的转子的连接装置104上。在该情况下，连接装置104由两个摆动轴构件105构成，两个摆动轴构件105一体地连接到第一容器10的相对两侧。两个摆动轴构件105形状设置成像相对于第一容器10指向外的两个截头体，以限定延伸穿过第一容器容积12的摆动轴线106。如稍后会更详细示出的那样，为了将流体处理装置1可拆卸地连接到离心分离机的转子上，两个截头形摆动轴构件105悬挂在相应的接纳转子连接装置134内，例如两个摆动轴接纳件128内，这两个摆动接纳件128是转子的两相对臂的一部分。
流体处理装置1的摆动轴构件105和接纳转子连接装置134、例如转子的摆动轴接纳件128相对于彼此定位和适配成流体处理装置1可围绕沿相对于离心分离机中转子旋转的切线方向延伸的摆动轴线106旋转。这样，图9A-9B的一个或多个流体处理装置1可以流体处理装置依靠离心力围绕摆动轴线106自由向外摆动的方式离心分离。这样，如果离心力与重力相比非常高，流体处理装置可向外摆动很远，以使管子具有几乎水平的定向。在该情况下，第一管和第二管内的流体在离心力作用下压成朝向管子底板或通过管子的过滤件的几乎轴线方向。一般而言，较佳的是，摆动轴构件105，例如两截头体或圆柱体一体地连接到第一容器10、第一保持器14和第二保持器22。如果是这种情况，对流体处理装置1就称为是自支承的。但是，在较佳实施例中，流体处理装置1不是自支承的。在该情况下，较佳的是，连接装置104具有适于在离心分离期间保持流体处理装置1的保持结构102，例如如图12所示。
应当指出，使用圆柱形或截头形摆动轴构件105是实施将流体处理装置1摆动到离心分离机的转子的多种方式中的仅一种。例如，代替相对于第一容器10指向外的摆动轴构件105，可使用形状与接纳转子连接装置134、例如转子的摆动轴接纳件128配合的第一容器10的相应侧处的两个凹槽，使得流体处理装置1可在离心力作用下向外摆动。此外，还能够将摆动轴构件105相对于第一容器放置成它们限定在第一容器容积12外部延伸的摆动轴线106。在该情况下，连接装置104可使用通过弹簧偏置的铰链结合以形成与转子的摆动连接，而不是使用截头形摆动轴构件。
图10A-10B示出通过根据本发明的第九流体处理装置1的两个垂直剖视图。图10A-10B的流体处理装置1与图4A-4E的实施例相同，除了像图9A-9B那样流体处理装置1是自支承的(因为其一体连接的两个截头体105将流体处理装置1连接到离心分离机的转子上)之外
图11A-11B示出通过根据本发明的第十流体处理装置1的两个垂直剖视图。图11A-11B的流体处理装置1类似于图6A-6E所示的实施例，除了像图10A-10B那样流体处理装置1是自支承的(因为其一体连接的两个截头体105将流体处理装置1连接到离心分离机的转子上)之外。
图12揭示了根据本发明的第十一流体处理装置，该流体处理装置与根据图11A-11B的实施例相同，除了连接装置104还包括摆动轴构件105、用第一保持器14保持第一容器10的保持结构102、第二保持器22和第三保持器66之外。在该情况下，可以认为连接装置104和包含第一容器10的结构103是彼此适配以可拆卸地彼此连接的独立单元。此外，在图12中，保持结构102的内表面的形状适合第一容器10的外表面10b，以确保保持结构102和包含第一容器的结构103在静止以及离心分离期间都在相对于彼此的限定位置。另一方面，为了简化操作，较佳的是保持结构102具有足够大的开口，从而可通过将简单地将包含第一容器的结构103从保持结构102抽出而将包含第一容器的结构103可从保持结构102取出。例如，在图12中，保持结构102是杯形，杯的内表面形状适合第一容器10的外部形状。这样，构成第一容器10的包含第一容器的结构103、第一保持器104、第二保持器22和第三保持器可通过将两个从彼此抽出而与杯形保持结构102分开。
在较佳实施例中，包含第一容器的结构103和保持结构102的形状设置成能以相对于彼此的仅一个定向来将包含第一容器的结构103插入保持结构102。这是用来防止由于例如使用者偶然将包含容器的结构以不同的定向插入保持结构而将第一管和第二管混淆。
在另一较佳实施例中，包含第一容器的结构103和保持结构102的形状设置成能够将包含第一容器的结构103以两个不同的定向插入保持结构102，较佳的是两个定向之间的角度是180度。可使用两个定向以使连接装置104能够沿两个相反方向与离心分离机的转子连接。这又使转子中的流体处理装置能够根据所选的定向以两个不同的预定摆动角αs离心分离(见图18C)。预定摆动角αs指示流体处理装置在转子臂126内相对于静止定向摆动的最大角。
应当注意，较佳的是，包括保持结构102和摆动轴构件105的连接装置104制成单件。此外，为了承受施加到包含第一容器的结构103的离心力，较佳的是保持结构102由例如铝之类的质量轻但强度高的材料制成。此外，如果包含第一容器的结构103是可从保持结构102卸除的，则就可以是一种摆动轴构件105和接纳转子连接装置134、例如摆动轴接纳件128适于提供永久连接的供选方案。
图13揭示了根据本发明的第十二流体处理装置，该流体处理装置与根据图12的实施例相同，除了该流体处理装置1包括在离心分离期间用于保持第一管18的第一帽40的第一帽固定装置44和在离心分离期间用于保持第二管26的第二帽41的第二帽固定装置46之外。由于第一帽固定装置44和第二帽固定装置46，就能离心分离具有打开的入口开口的管子、即离心分离具有与其连接的帽且其帽子是打开的管子。离心分离具有打开的入口开口的管子之所以有利是因为当自动将第一管18从第一保持器转移到第二管26上时，无须将第二帽41从第二管26取下的步骤。此外，由于采用打开的第一管，不必将第一帽40从第一管18取下以从第一管18抽出流体或将流体分配到第一管18内。这显著地简化了自动操作。
在图13中，通过提供在第一管18滑入第一保持器14的同时第一帽40可滑入其中的帽封闭结构50来实现第一帽固定装置44。由于第一帽40滑入帽封闭结构50，第一帽40在离心分离期间不再具有自由移动的自由度。这是为了避免在离心分离期间柔性连接到管的帽的自由移动会造成的任何损害。较佳的是，帽封闭结构50一体地连接到第一保持器14。当然，本领域的技术人员会理解根据所要保持的管子类型为帽封闭结构50选择什么样的形状和尺寸。
类似地，通过提供在第二管26滑入第二保持器22的同时第二帽41可滑入其中的帽封闭结构50来实现图13中的第二帽固定装置46。像第一管18那样，由于第二管26滑入帽封闭结构50，第二帽41在离心分离期间不再具有自由移动以产生损坏的自由度。此外，像第一管18那样，第二帽固定装置46的帽封闭结构50较佳地一体地与第二保持器14连接。较佳的是，第一和第二帽固定装置安装到第一容器10的内表面或外表面10a、10b。
图14A-14B揭示了通过根据本发明的另一较佳实施例的两个垂直剖视图，该两个垂直截面在很多方面与图13所示的实施例相类似。但是，不同于图13，图14A-14B的实施例包括图13中所示类型的两个第一帽固定装置44a、44b。这样，能够在第一管18设置在第一保持位置16以及在第二保持位置24中的情况下由第一帽固定装置44保持第一管18的第一帽40。这样，能够将具有第一帽40的第一管18从用于结合和洗涤步骤的第一保持器14转移到用于洗提步骤的第二保持器22而不必担心在离心分离器间自由移动第一帽产生的任何损害。应当注意到，由于空间的原因，与第一保持器14相邻的第一帽固定装置44a的定向相对于与第二保持器22相邻的第二个第一帽固定装置44b旋转约145度。这意味着，为了将第一管18从第一保持器14转移到第二保持器22，必须将第一管18旋转145度以使第二个第一帽固定装置44b保持第一帽40。如图13所示，也可以是其它的旋转角。
图14A-14B的实施例与图13的实施例的不同之处还在于三个保持器，即第一保持器14、第二保持器22和第三保持器66，三个保持器具有从第一容器10的底板延伸到由相应的第一、第二和第三止挡件60、62、67限定的止挡平面的圆柱形以保持相应的管子。此外，在该实施例中，圆柱形第二保持器22的外壁、圆柱形第三保持器的外壁直接与第一容器10的内壁10a接触。该设置提供了良好的强度以抵抗在离心力的很大分量作用在管子的轴向时由于离心力产生的变形。应当注意，为了提高离心分离期间流体处理装置1的刚度，一般较佳的是将一个以上或全部的圆柱形保持器设置在第一容器10内，使得它们与内壁10a和第一容器10的底板直接接触。
还注意到，第一保持器14的圆柱形外套设有平行于圆柱形的轴线延伸的圆柱形外套狭槽14a，以提供第一容器容积12和第一保持器14的圆柱形外套内部容积之间的流体连接。这确保了在第一保持位置16处离开第一管18的出口开口52的流体流到圆柱体外面进入第一容器容积12。例如，如果用第一管18在第一保持位置16处来进行结合和洗涤步骤，则废流体通过圆柱形外套狭槽14a自由离开第一保持器14的圆柱形而进入第一容器容积12。
图15揭示了根据本发明的另一流体处理装置1，其中第一保持器14的第一止挡件60限定的第一止挡平面61不同于由第二保持器22的第二止挡件62限定的第二止挡平面63。这样，能够将第一管18保持在与沿相应第一或第二管轴线11、27上投影测得的第二管26的高度不同的高度。将第一和第二管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设置成彼此非常靠近的情况下更易于接近管子以将管子从保持器取出或将管子放入保持器的供选方案。一般而言，较佳的是，两止挡平面61、63彼此平行，因为在该情况下，更易于自动将第一管18从第一保持器14转移到第二保持器22。
图16揭示了根据本发明的流体处理装置1的另一变型。像图15那样，流体处理装置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挡平面61和第二止挡平面63的相应的第一和第二止挡件60、62。但是，不同于图15，流体处理装置1包括第一容器10，其中第一保持器14相对于第一容器10设置成流过第一管18的流体流入第一容器10。此外，第一保持器安装在第一容器10的壁上而第二保持器22安装在第一容器10的底板上。这样，第一容器10的内表面10a与第一保持器14和第二保持器22邻接。尽管图16中未明确示出，但一般较佳的是两保持器与容器的侧壁和底部刚性接触。
图17A揭示了根据本发明的转子，该转子是离心分离机(未示出)的部件。作为较佳实施例，该转子是用于旋转根据前述说明书以及根据权利要求1-73中任一项所述的至少一个流体处理装置1的转子110。该转子110包括用于将所述流体处理装置1连接到所述转子110的转子连接装置(如图17B所示)。此外，该转子110包括用于限制离心分离期间所述流体处理装置1围绕所述摆动轴线106旋转到预定摆动角(αs)的转子摆动阻止装置132，其中预定摆动角(αs)较佳的是90度和/或45度，如下文所述。图17A示出转子110承载例如如图14A-14B所示类型的12个相同的流体处理装置1，各流体处理装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与具有第一容器容积12的第一容器10刚性连接。图17A还揭示了用于各流体处理装置1的连接装置104，该连接装置将包含第一容器的结构103通过摆动轴构件105和其互补部分的摆动轴接纳件128连接到相应的两个转子臂126上。摆动轴接纳件128和摆动轴构件102彼此适配成在离心力作用下流体处理装置1沿向外方向摆动，即围绕与转子围绕旋转轴线120的旋转相切的摆动轴线106摆动。此外，由于包含第一容器的结构103可常规地从连接装置104的保持结构102抽出或插入该保持结构102，连接装置104可以永久地或非永久地连接到转子110上。
转子110具有旋转轴线120，该转子可由离心分离机的电动机驱动到对流体处理装置施加高达10,000xg的离心力，较佳地高达20,000xg，且根据应用场合甚至高达50,000xg或更高。此外，本发明并不取决于每次可连接到转子的流体处理装置的数量，即取决于应用场合和离心分离机的尺寸该数量可以是1、4、8、12、24或更大。
图17B-17C示意性地示出分别沿轴线A-A’和B-B’的穿过图17A的转子的两个剖视图。图17B示出保持流体处理装置1(粗虚线)的转子臂126的剖视图，流体处理装置1保持第一管18、第二管26和第三管32。静止时，第一管18、第二管26和第三管32沿重力方向定向。此外，转子臂126径向延伸以形成摆动轴接纳件128，该接纳件128用作保持流体处理装置1的摆动轴构件105的承载件。这样，通过使转子110围绕旋转轴线120旋转，离心力迫使流体处理装置1围绕摆动轴线106(见图14B)向外旋转。这样，离心力可在管中的流体上施加压力，该压力完全或很大程度上指向管子的轴向。图17B还示出(细虚线)与高转速的流体处理装置相应的摆动流体处理装置1a。在该情况下，摆动流体处理装置1a围绕摆动轴构件102相对于流体处理装置静止时的定向向外旋转基本上90度。流体处理装置1和1a用虚线绘出，因为它们不在图17B的截面的平面内。
图17C示出沿相对于轴线A-A’(见图17A)稍微移动的轴线B-B’剖开流体处理装置1的穿过转子110的剖视图。图17C揭示了用于在例如第一管18从第一保持器14取出期间阻止流体处理装置1围绕摆动轴线106旋转(即摆动)的第一摆动阻止装置108。在图17C的情况下，第一摆动阻止装置108通过第一容器10的摆动阻止部分10c与刚性摆动阻止互补部分111的配合或接触来起作用，刚性摆动阻止互补部分111是转子的一部分并相对于旋转轴线120同轴对齐。摆动阻止部分10c和摆动阻止互补部分111之间的配合可阻止流体处理装置1在第一管18从第一保持器14抽出期间由于第一管18和第一保持器14之间产生的第一摩擦力113而向内摆动离开。
图17还揭示了第二摆动阻止装置109，该装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产生的流体处理装置围绕摆动轴线106的旋转。但是，由于第二保持器22定位在摆动轴构件102的另一侧上，且由于第二摩擦力114指向相对于第一摩擦力113的相反方向，第二摆动阻止装置109还必须阻止流体处理装置1向内摆动离开。因此，在该情况下，第二摆动阻止装置109和第一摆动阻止装置108是相同的。就转移过程的自动化而言，在将管子从一个保持器转移到另一保持器期间阻止流体处理装置1的非故意摆动是本发明的一个重要方面。
一般而言，本领域的技术人员会理解，可以使用摆动阻止部分和摆动阻止互补部分之间的适当配合的各种其它相关方式来实现摆动阻止装置。此外，尽管图17C揭示摆动阻止部分10c一体地与第一容器10连接，但是如果有用于保持第一容器10的保持结构，则使摆动阻止部分10c作为保持结构102的一部分也是有利的。
图18A-18C示出第三摆动阻止装置12，该装置限制流体处理装置1在离心分离期间围绕摆动轴线106旋转到第一管在静止时和离心分离期间给出的方向之间的预定摆动角αs(见图18C)。摆动轴线106由相应两个摆动轴构件105限定。限制摆动角αs是本发明的重要方面，因为过滤效果可能取决于流体进入过滤件的角度。因此要求控制摆动角αs。
在图18A-18C的情况下，通过平行于连接装置104的保持结构的外表面延伸并从该外表面突出的第一边缘116来实现摆动角限制(见图18A)。第一边缘116的形状和定向与平行于转子臂126的表面延伸并从该外表面突出的第二边缘118(见图18B)适应，从而只要在离心分离期间流体处理装置1已向外摆动到预定摆动角αs就彼此配合或彼此接触(见图18C)。
应当注意，可通过例如使其第一边缘116在流体处理装置的表面上定向不同的不同流体处理装置之间的选择来调节预定摆动角αs。由于第一边缘116具有不同的定向，流体处理装置会以不同的摆动角αs与转子110的第二边缘配合。但是，如上所述，能够仅用一种类型的流体处理装置1或一种类型的连接装置104来提供两个不同的预定摆动角。该概念的另一实例可以是具有用于各流体处理装置的几个摆动角接纳件128的转子110，其中各摆动轴接纳件128通过具有不同形状的摆动阻止装置来提供不同的预定摆动角。
此外，应当注意到，图18A-18C还揭示了从第一容器10(或保持结构102)的外表面突出的第三边缘117(见图18A)，该边缘的形状和方向与从转子臂126的一侧突出的第四边缘119(见图18B)适应，以在离心分离机机的转子110静止时彼此配合或彼此接触。这样，阻止了流体处理装置1向内方向的摆动。因而，第三边缘117和第四边缘119表示图17C中所述第一和第二摆动阻止装置108、109的另一实施例。
图19A-19B示意性地揭示了根据本发明第一管(未示出)自动从离心分离机(未示出)内的第一保持位置16直接转移到离心分离机内的第二保持位置的两种方法。在图19A中，沿相对于离心分离机中转子旋转的切线方向进行第一管的直接转移30，而在图19B中，沿相对于离心分离机中转子旋转的径向方向进行第一管的直接转移30。较佳的是，第一管的直接转移30是从连接到转子110的第一保持器14转移到连接到转子110的第二保持器22。较佳的是，进行该转移无须在从第一保持器14转移到第二保持器22的过程中将第一管转移到与转子110分开的第三保持器、例如用于保持管子的保持架的保持器上。由于采用自动化的第一管直接转移30，能够增加流体处理的速度，因为可一个接一个直接进行不同的流体处理步骤而不必将第一管转移离开和回到离心分离机。例如，由于第一管由第一保持器14保持，能够用包含生物分子的流体进行结合或洗涤步骤，同时将废流体丢入第一容器中。然后，在直接转移30之后，由于第一管由第二保持器22保持，能够进行将洗提流体收集在第二容器或第二管中以继续使用的洗提步骤。
图20A-20D示意性地揭示了根据本发明的另一实施例，其中第一管(未示出)自动从根据本发明的流体处理装置1的第一保持器14转移到同一流体处理装置1的(或第二流体处理装置1的)第二保持器22上。在图20A-20D中，揭示了根据本发明的八个流体处理装置1连接到转子110，转子110连接到驱动转子的离心分离机(未示出)。图20A揭示了从流体处理装置1的第一保持器14直接转移到同一流体处理装置1的第二保持器22上。此外，直接转移是相对于转子110的旋转的径向的转移。图20B揭示了与图20A相同的直接转移，不同之处在于流体处理装置1内的相应第一和第二保持器相对于转子110的旋转沿切线方向分开。图20C揭示了与图20A相同的直接转移，不同之处在于从连接到同一转子的第一流体处理装置1的第一保持器向第二流体处理装置1的第二保持器进行转移。图20D又揭示了第一管从流体处理装置1的第一保持器14到离心分离机外面位置(例如保持架)、并从外面返回到同一或不同的流体处理装置1的第二保持器22的转移。但是，该转移还可以是从第一、第二或第三保持器位置到离心分离机外面位置，例如废物位置的转移，在该情况下没有返回到离心分离机第二保持器的转移。“离心分离机外”的表述是指与“离心分离机内”的表述相反。它可能涉及例如流体处理装置与转子脱开连接的位置、或者离心分离机的保护罩等外部的位置。
为了进行自动转移，仅需要能够与第一管配合和脱开并可沿三维自由移动以将第一管从离心分离机中的第一保持位置转移到第二保持位置的夹持器。由于设计这种夹持器在本领域技术人员的常规工作范围内，所以不再给出夹持器的使用和形状的其它细节描述。
以下是用于提纯核酸的、使用第一管从第一保持器到第二保持器的自动转移来处理流体的方法的实例。该方法包括使用多个流体处理装置1，流体处理装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。这些流体处理装置由轻质而刚性以承受离心应力的聚合物材料模压制成单件。第一保持器14的形状适合保持具有过滤件19(例如硅胶隔膜)第一管18(例如QIAprep回转柱体)，第二保持器22的形状适合保持第二管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。这些管子可从申请人这里购得。注意，回转柱体(第一管)的外部截面在由第一保持器14保持的位置处是60.8mm2(直径8.8mm)，该截面适于收集管(第二管26)的内部截面。这能够将回转柱体插入收集管，使得在离心分离期间收集管可保持回转柱体，且流过回转柱体的流体流入收集管的第二容器容积65。此外，第一容器容积12的尺寸、即它在离心分离期间可保持而不与第一管18的出口52接触或不会喷溅出流体处理装置缘边的流体容积约是4ml，通常使用2ml。
在第一步骤中，回转柱体(第一管18)插入各流体处理装置1的相应第一保持器14，且收集管(第二管26)插入各流体处理装置1的相应第二保持器22。在第二步骤中，通过将流体处理装置1插入相应的连接装置104而将流体处理装置1连接到离心分离机的转子110。该连接装置适于在离心分离期间保持流体处理装置1。同时，连接装置104提供与转子110的摆动连接以使各流体处理装置1能够在离心分离器间向外摆动。
在第三步骤中，例如再悬浮的细菌细胞之类的各种生物样品在分配到离心分离机内的多个流体处理装置的相应第三容器68内之前被溶解和中和。随后，在等于约12000xg的离心力作用下将多个流体处理装置1离心分离，直到各种生物样品的细胞碎片被粒化为止。然后，各从相应第三容器68中抽出溶解产物(第一流体)的悬浮碎片并分配到相应流体处理装置1的相应回转柱体(第一管18)中。
然后，为了进行结合步骤，随后以约12000xg的加速度将含有悬浮碎片的回转柱体(第一管18)离心分离直到清除的溶解产物或多或少完全穿过相应的硅胶隔膜为止。已经穿过硅胶隔膜(过滤件19)的流体收集在相应的第一容器10中。在该位置，由于硅胶材料与核酸的结合特性，仅核酸保留在相应的硅胶隔膜上。
在结合步骤之后，进行一个或多个洗涤步骤来进一步提纯结合到过滤件19上的核酸。这通过将第一试剂(例如洗涤缓冲剂PB、PE(可从恰根购得))分配到相应回转柱体并然后通过将回转柱体离心分离(1200xg约1分钟)直到第一试剂和取出的核酸杂质穿过过滤件19进入相应的第一容器10为止。可用相同或不同的试剂将该步骤重复几次。
在结合和洗涤之后，通过夹持器自动将相应的回转柱体(第一管18)从相应的第一保持器14抽出并转移且放入相应的收集管(第二管26)，该收集管已经就位并由第二保持器22保持。下一步，将洗提流体(第二流体)(例如水或洗提缓冲剂EB(可从恰根购得))分配到相应回转柱体(第一管18)内。该步骤之后接着以12000xg进一步离心分离1分钟，直到洗提流体已穿过硅胶隔膜(过滤件19)进入相应收集管(第二管26)为止。在离心分离期间，洗提流体与相应的提纯核酸一起收集在相应流体处理装置1的第二管26中并准备继续使用。在Protocol：Plasmid DNA Purification Using the QIAprep SpinMiniprep Kit and a Microcentrifuge(QIAGENMiniprep，2005年六月，第二版本)中揭示了以上过程的细节。
术语：
1     流体处理装置
1a    摆动流体处理装置
10    第一容器
10a   容器的内表面
10b   容器的外表面
10c   摆动阻止部分
11    第一轴线
12    第一容器容积
14    第一保持器
14a   圆柱形外套狭缝
16    第一(保持)位置
18    第一管
19    过滤件
22    第二保持器
24    第二(保持)位置
26    第二管
27    第二轴线
28    第三(保持)位置
30    第一管转移
32    第三管
33    第三环管
34    第三轴线
40    第一帽
41    第二帽
44    第一帽固定装置
44a   第一个第一帽固定装置
44b   第二个第一帽固定装置
46    至少一个第二帽固定装置
50    帽封闭结构
52    第一管的出口
54    第一入口
56    第一环管
58    第二入口
59    第二环管
60    第一止挡件
61    第一止挡平面
62    第二止挡件
63    第二止挡平面
64    第二容器
65    第二容器容积
66    至少一个第三保持器
67    第三止挡件
68    第三容器
70    第三容器容积
80    至少一个第四保持器
82    第四(保持)位置
90    至少一个第五保持器
92    第五保持位置
102   保持结构
103   包含第一容器的结构
104   连接装置
105   摆动轴结构
106   摆动轴线
108   第一摆动阻止装置
109   第二摆动阻止装置
110   转子
111   摆动阻止互补部分
112   第三摆动阻止装置
113   第一摩擦力
114   第二摩擦力
116   第一边缘
117   第三边缘
118       第二边缘
119       第四边缘
120       旋转轴线
126       转子臂
128       摆动轴接纳件
130       转子罩
132       转子摆动阻止装置
134       转子连接装置
A1        第一截面
A2        第二截面
A3        第三截面
AC        容器截面
αs       预定摆动角
A，A′    通过转子的第一剖面线
B，B′    通过转子的第二剖面线
C，C′    通过流体处理装置的剖面线

Claims (91)

1.一种用于离心分离机中的流体处理装置（1），包括：
a）第一保持器（14），所述第一保持器（14）的形状适合于第一管（18）的形状以保持所述第一管（18）；所述第一管具有第一横截面（A1）；以及
b）第二保持器（22），所述第二保持器（22）的形状适合于第二管（26）的形状以保持所述第二管（26）；
所述第二管（26）具有不同于所述第一横截面（A1）的第二横截面（A2）；以及
c)第一容器（10），所述第一容器（10）具有用于保持流体的第一容器容积（12）,由此所述第一保持器（14）相对于所述第一容器（10）设置成使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第一容器（10）；
所述流体处理装置（1）制成单件。
2.如权利要求1所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一横截面（A1）小于所述第二横截面（A2）。
3.如权利要求1所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）和所述第二保持器（22）中的至少一个制成单件。
4.如权利要求1所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一管（18）包括入口开口（54）。
5.如权利要求4所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一管（18）包括出口开口（52）。
6.如权利要求1所述的流体处理装置（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.如权利要求6所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二容器（64）的形状设置成用于保持所述第一管（18），使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第二容器（64）。
8.一种用在离心分离机中的流体处理装置（1），包括：
a）第一容器（10），所述第一容器（10）具有第一容器容积（12）；
b）第一保持器（14），所述第一保持器（14）用于将第一管（18）保持在第一位置（16）；
所述第一保持器（14）设置成使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第一容器（10）；
c）第二保持器（22），所述第二保持器用于将所述第一管（18）保持在第二位置（24）；
所述第二保持器（22）设置成使得流过所述第一管（18）的流体流入具有第二容器容积（65）的第二容器（64）；
其中所述第二容器容积（65）不同于所述第一容器容积（12）；
所述流体处理装置（1）制成单件。
9.如权利要求8所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一容器容积（12）大于所述第二容器容积（65）。
10.如权利要求8所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二容器（64）可拆卸地连接到所述流体处理装置（1）。
11.如权利要求8所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二容器（64）是第二管（26）。
12.如权利要求8所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）的形状适合于所述第一管（18）的形状以保持所述第一管。
13.如权利要求11所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二保持器（14）的形状适合于所述第一管（18）的形状以保持所述第一管（18），或者适合于所述第二管（26）的形状以保持所述第二管（26）。
14.一种用在具有转子的离心分离机中的流体处理装置（1），所述流体处理装置包括：
a）第一保持器（14），用于保持具有第一横截面（A1）的第一管（18）；所述第一管具有第一帽（40）；以及
b）至少一个第一帽固定装置（44），用于在所述离心分离机中离心分离期间将所述第一帽（40）相对于所述第一保持器（14）保持在规定位置；
c)第一容器（10），所述第一容器（10）具有用于保持流体的第一容器容积（12）,由此所述第一保持器（14）相对于所述第一容器（10）设置成使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第一容器（10）；
所述流体处理装置（1）制成单件。
15.如权利要求14所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括用于保持第一管（18）的第二保持器（22）。
16.如权利要求15所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二保持器（22）设置成用来保持第二管（26）。
17.如权利要求16所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二管（26）具有不同于所述第一横截面（A1）的第二横截面（A2）。
18.如权利要求16所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二保持器（22）的形状适合于所述第二管（26）的形状以保持所述第二管（26）。
19.如权利要求16所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二管（26）是第二容器（64）。
20.如权利要求19所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二容器（64）的形状设置成用于保持所述第一管（18），使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第二容器（64）。
21.一种用在离心分离机中的流体处理装置（1），包括：
a）第一容器（10），所述第一容器（10）具有第一容器容积（12）；
b）第一保持器（14），所述第一保持器（14）用于保持第一管（18），使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第一容器（10）；其中所述第一管（18）具有第一轴线（11）和垂直于所述第一轴线（11）延伸的第一截面（A1），
其中，当所述第一管（18）由所述第一保持器（14）保持时，所述第一横截面（A1）比所述第一管（18）的垂直于所述第一轴线（11）延伸的所述第一容器容积（12）的至少一个容器横截面（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）；所述流体处理装置（1）制成单件。
22.如权利要求21所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）的形状适合于所述第一管（18）的形状以保持所述第一管（18）。
23.如权利要求21所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二保持器（22）的形状适合于所述第二管（26）的形状以保持所述第二管（26）。
24.如权利要求21所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二管（26）具有不同于所述第一横截面（A1）的第二横截面（A2）。
25.如权利要求24所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一横截面（A1）小于所述第二横截面（A2）。
26.如权利要求21所述的流体处理装置（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）的形状设置成用于保持所述第一管（18），使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第二容器（64）。
27.一种用在离心分离机中的流体处理装置（1），包括：
a）第一容器（10），所述第一容器（10）具有用于保持流体的第一容器容积（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）的第一止挡件（60）；
所述第一保持器（14）设置成使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第一容器（10）；以及
所述第一止挡件（60）限定第一止挡件平面（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）的第二止挡件（62）；
所述第二止挡件（62）限定不同于所述第一止挡件平面（61）的第二止挡件平面（63）；
所述流体处理装置（1）制成单件。
28.如权利要求27所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一止挡件平面和所述第二止挡件平面相对于彼此平行地错开。
29.如权利要求27所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）的形状适合于所述第一管（18）的形状以保持所述第一管（26），其中所述第一管（18）具有第一横截面（A1）。
30.如权利要求27所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二保持器（22）的形状适合于所述第二管（26）的形状，以保持所述第二管（26）。
31.如权利要求29所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二管具有不同于所述第一横截面（A1）的第二横截面（A2）。
32.如权利要求31所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一横截面（A1）小于所述第二横截面（A2）。
33.如权利要求32所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）设置成使流过所述第一管的流体流入所述第一容器（10）。
34.如权利要求27所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二管（26）是第二容器（64），所述第二容器的形状设置成用于保持所述第一管（18），使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第二容器（64）。
35.一种用在离心分离机中的流体处理装置（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积（12）的内表面（10a）；
b）第一保持器（14），所述第一保持器（14）用于保持第一管（18），使得流过所述第一管的流体流入所述第一容器容积（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）的内表面（10a）与所述第二保持器（22）邻接；
所述流体处理装置（1）制成单件。
36.如权利要求35所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）的形状适合于所述第一管（18）的形状以保持所述第一管（26），所述第一管（18）具有第一横截面（A1）。
37.如权利要求35所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二保持器（22）的形状适合于所述第二管（26）的形状以保持所述第二管（26）。
38.如权利要求36所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二管（26）具有不同于所述第一横截面（A1）的第二横截面（A2）。
39.如权利要求38所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一横截面（A1）小于所述第二横截面（A2）。
40.如权利要求35所述的流体处理装置（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）的形状设置成用于保持所述第一管（18），使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第二容器（64）。
41.如权利要求40所述的流体处理装置（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积（12）的第二容器容积（65）。
42.如权利要求40或41所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第二容器（64）可拆卸地连接到所述流体处理装置（1）。
43.如权利要求1-13和21－41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一容器（10）具有与所述第二保持器（22）邻接的内表面（10a）。
44.如权利要求7，19－20，26中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括用于保持第三管（32）的至少一个第三保持器（66），所述第三管（32）具有第三横截面（A3）。
45.如权利要求44所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第三横截面（A3）等于所述第一横截面（A1）。
46.如权利要求44所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第三管（32）等于所述第一管（18）。
47.如权利要求44所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括具有用于保持流体的第三容器容积（70）的第三容器（68）。
48.如权利要求47所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第三保持器（66）设置成使得流过所述第三管（32）的流体流入所述第三容器（68）。
49.如权利要求47所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一容器容积（12）不同于所述第三容器容积（70）。
50.如权利要求49所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一容器容积（12）大于所述第三容器容积（70）。
51.如权利要求47所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括用于保持所述第一管（18）的至少一个第四保持器（80）。
52.如权利要求51所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括用于保持所述第二管（26）的至少一个第五保持器（90）。
53.如权利要求1－7，11，16－41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）和所述第二保持器（22）中的至少一个设置成可拆卸地保持相应的第一或第二管。
54.如权利要求1－7，11，16－41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）、所述第二保持器（22）中的至少一个设置成用于保持相应的彼此平行的第一和第二管（18；26）。
55.如权利要求1－7，11，16－41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一保持器（14）形成具有第一圆柱形内表面，所述内表面的形状适合于所述第一管（18）的外表面以保持所述第一管（18）；和/或所述第二保持器（22）形成具有第二圆柱形内表面，所述内表面的形状适合于所述第二管（18）的外表面以保持所述第二管（26）。
56.如权利要求52所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括至少一个第一帽固定装置（44、44a、44b），所述第一帽固定装置用于在离心分离期间保持所述至少一个第一管（18）的第一帽（40）。
57.如权利要求56所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括至少一个第二帽固定装置（46），所述第二帽固定装置用于在离心分离期间保持所述第二管（26）的第二帽（41）。
58.如权利要求57所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一帽固定装置（44）和所述第二帽固定装置（46）中的至少一个包括帽封闭结构（50），用于在离心分离期间部分地封闭相应的第一帽（40）或第二帽（41）。
59.如权利要求57所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述至少一个第一帽固定装置（44）和所述至少一个第二帽固定装置（46）中的至少一个与相应的第一保持器（14）或第二保持器（22）形成一体。
60.如权利要求1-7，11－13，16－41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，在离心分离期间，所述第一管（18）和第二管（26）中的至少一个暴露于至少100g的加速度。
61.如权利要求57所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括用于可拆卸地将所述流体处理装置（1）与所述离心分离机的转子（110）连接的连接装置（104）。
62.如权利要求61所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述连接装置（104）设置成限定摆动轴线（106），所述流体处理装置（1）在与所述转子（110）连接时相对于所述摆动轴线（106）摆动。
63.如权利要求62所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述摆动轴线设置成横向穿过所述第一容器容积（12）。
64.如权利要求62所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述摆动轴线（106）设置成延伸到所述第一容器容积（12）外部。
65.如权利要求62所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括第一摆动阻止装置（108），所述第一摆动阻止装置（108）在所述第一管（18）从所述第一保持器（14）取出期间用于阻止所述流体处理装置（1）围绕所述摆动轴线（106）旋转。
66.如权利要求65所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括第二摆动阻止装置（109），所述第二摆动阻止装置（109）在所述第一管（18）与所述第二保持器（22）连接时用于阻止所述流体处理装置（1）围绕所述摆动轴线（106）旋转。
67.如权利要求66所述的流体处理装置（1），其特征在于，包括第三摆动阻止装置（112），所述第三摆动阻止装置（112）在离心分离到预定摆动角（αs）期间限制所述流体处理装置（1）围绕所述摆动轴线（106）旋转。
68.如权利要求67所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述连接装置（104）包括保持结构（102），所述保持结构（102）用于在离心分离期间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）、所述至少一个第四保持器（80）、所述至少一个第五保持器（90）、所述第一容器（10）、所述第二容器（64）、所述第三容器（68）、所述连接装置（104）、所述第一帽固定装置（44、44a、44b）、所述第二帽固定装置（46）、所述第一摆动阻止装置（108）、所述第二摆动阻止装置（109）和所述第三阻止装置（112）中的至少一个。
69.如权利要求1-41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述第一容器（10）的外表面的尺寸和形状设置成可拆卸地由所述保持结构（102）的内表面接纳。
70.如权利要求1－7，11，16－41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，第一保持器（14）、所述第二保持器（22）、、所述第一容器（10）中的至少两个材料相同。
71.如权利要求1－7，11，16－41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，第一保持器（14）、所述第二保持器（22）、所述第一容器（10）中的至少一个制成单件。
72.如权利要求1－7，11，16－41中任一项所述的流体处理装置（1），其特征在于，第一保持器（14）、所述第二保持器（22）、所述第一容器（10）中的至少两个彼此形成一体。
73.如权利要求70所述的流体处理装置（1），其特征在于，所述材料是聚合物材料。
74.一种用于处理流体的方法，包括以下步骤：将被第一保持器（14）保持在离心分离机中的第一保持位置（16）的第一管（18）直接从离心分离机中的第一保持位置（16）转移（30）到所述离心分离机中的第二保持位置（24）；
所述离心分离机还包括第一容器（10），所述第一容器（10）具有用于保持流体的第一容器容积（12）,由此所述第一保持器（14）相对于所述第一容器（10）设置成使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第一容器（10），
所述方法还包括在离心分离期间将第一流体从所述第一管（18）移动到第一容器（10）的步骤。
75.如权利要求74所述的方法，其特征在于，所述第一管（18）直接从离心分离机中的第一保持位置（16）沿切向和/或径向转移到所述离心分离机中的第二保持位置（24）。
76.一种用于处理流体的方法，包括以下步骤：
a）向至少一个流体处理装置施加离心力；
所述至少一个流体处理装置中的每个具有第一保持位置（16）处的第
一保持器（14）和第二保持位置（24）处的第二保持器（22）以保持诸管子；以及
b）将第一管（18）从所述至少一个流体处理装置（1）之一的所述第一保持器（14）自动转移（30）到所述至少一个流体处理装置（1）之一的所述第二保持器（22）中；
所述离心分离机还包括第一容器（10），所述第一容器（10）具有用于保持流体的第一容器容积（12）,由此所述第一保持器（14）相对于所述第一容器（10）设置成使得流过所述第一管（18）的流体流入所述第一容器（10），
所述方法还包括在离心分离期间将第一流体从所述第一管（18）移动到第一容器（10）的步骤。
77.如权利要求76所述的方法，其特征在于，从所述至少一个流体处理装置（1）之一的所述第一保持器（14）到同一流体处理装置（1）的所述第二保持器（22）进行所述自动转移。
78.如权利要求76所述的方法，其特征在于，所述自动第一管转移（30）是从所述第一保持器（14）到所述第二保持器（22）的直接转移。
79.如权利要求76所述的方法，其特征在于，设置至少两个流体处理装置（1）；且其中所述方法包括将所述第一管（18）自动从所述至少两个流体处理装置（1）的所述第一保持器（14）和所述第二保持器（22）中的一个转移到所述相应另一个流体处理装置（1）的所述第一保持器（14）和所述第二保持器（22）中的一个。
80.如权利要求74，75或78所述的用于处理流体的方法，其特征在于，所述直接第一管转移（30）包括沿所述第一管（18）轴向的最多两次移动。
81.如权利要求74-79中任一项所述的方法，其特征在于，包括在离心分离期间将第二流体从所述第一管（18；26）移动到第二容器（64）的步骤。
82.如权利要求81所述的方法，其特征在于，所述第二容器（64）是第二管（26）。
83.如权利要求74-79中任一项所述的方法，其特征在于，包括将第三保持位置（28）处的第三容器（68）内的样品流体离心分离以得到所述第一流体的步骤。
84.如权利要求83所述的方法，其特征在于，将所述第一流体从所述第三容器（68）转移到所述第一管（18）的步骤。
85.如权利要求84所述的方法，其特征在于，通过将所述第一流体从所述第三容器（68）拉出并将所述第一流体分配到所述第一管（18）而进行所述第一流体转移。
86.如权利要求74-79中任一项所述的方法，其特征在于，还包括将第一试剂分配到所述第一管（18）中的步骤。
87.如权利要求74-79中任一项所述的方法，其特征在于，包括将第二试剂分配到所述第一管（18）中的步骤。
88.如权利要求87
所述的方法，其特征在于，包括将所述第一试剂和所述第二试剂中的至少一个通过离心分离移动到所述第一容器中的步骤。
89.如权利要求74-79中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一管（18）包括用于附着特定分子的过滤件（19）。
90.如权利要求76-79中任一项所述的方法，其特征在于，所述流体处理装置（1）是如权利要求1-74中任一项所述的流体处理装置（1）。
91.如权利要求74，75或78所述的方法，其特征在于，所述直接转移包括使所述第一管围绕其轴线旋转的步骤。
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