CN103547903A - 流通式高静压的微流样本的预处理设备及其相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明在此描述的是一种样本预处理设备，该设备包括：样本输送源，管道装置，该管道装置适用于将样本从样本源中转送到位于压力容器中的可变形通道中，并从通道中流出以流入到下游的分析部件中，可变形的通道布置在压力容器中，可变形通道具有流动连接到高压阀上的输入端和输出端，和用于测量在可变形的通道中的流体压力的装置，受控的施压流体的外源能够流动连接到压力容器和控制器系统中，控制器系统用于通过对外部的压力容器中的流体进行控制来检测和控制样本的流体压力。

Description

流通式高静压的微流样本的预处理设备及其相关方法

对相关申请的参考

根据美国法律35 U.S.C.§119(e)款的规定，本申请在此要求享有美国第61/374,867号临时申请的优先权，其标题名称为“流通式高静压的微流样本的预处理设备及其相关方法(FLOW-THROUGH HIGH HYDROSTATIC PRESSUREMICROFLUIDIC SAMPLE PREPARATION DEVICEANDRELATED METHODS THEREFOR)”，所述临时申请是在2010年8月18日提交的，其全部内容通过引证并入本文。

发明背景

1、技术领域

本发明涉及的是系统和方法，化学和生物分析，而且，尤其是，本发明涉及的是样本预处理和调节的系统、装置和方法，包含了具有流通式的分析系统和方法的集成的高静压处理，所述处理易于实现样本中的各种组分的分离或者提取或者化学反应。

2、对相关的现有技术的讨论

化学和生物分析中的进展已经通过分析和分离设备得以推进。然而，分析过程的第一步，即样本的预处理，仅仅得到少量的关注，而且大部分的注意力主要是集中在脱机的传统机械式剪切或者在各种不同的温度下的化学方法。绝大部分的分析仪器需要将分析物的真实的溶液作为输入，然而，大部分的样本，尤其是，生物和环境的样本含有细胞、组织、悬浮液、乳状液和其他混杂的组分。已经公开的方法中的大部分方法结合了最新的技术发展水平中的高敏感度和高分辨率的分析方法，这些方法具有遗留样本的预处理步骤。大部分常用的样本预处理协议在现代的分子的分析方法之前得以发展，例如，现有的质谱分析、DNA测序和PCR增强技术。大部分常用的样本预处理方法依旧依赖于传统技术，例如，机械均化、超声空化分裂、液氮中的冷冻样本的研磨，等等。这些技术中的绝大部分需要在专用的容器中对样本进行逐一处理，这就必然要进行人工取样处理或者使用机器流体操作手来取样。典型的情况是，在样本转送的过程中会出现人们所不希望的样本损失的风险、操作人员的潜在失误、样本的交叉污染等情况，而且，上述方法都缺少从原始样本到结果的自动有序的处理。

分子间的相互作用的热力学控制和化学平衡可以通过改变温度和压力中的两个正交参数来完成。在生化热力学中，更多的情况是，温度在很大程度上用于扰动。然而，完整的热力学响应过程可以通过使用压力扰动来加以利用，其是通过不同的热力学效果来进行控制的，而不是温度来进行控制的。

静压可以用于促进细胞的溶解、提取和各种不同的分子实体的分离，正如由Lazarev等人在公开号为第2008/0300386 A1的美国临时专利申请中所用于举例说明的可以效仿的实施例中所描述那样，出于所有的目的，其全部内容通过引证并入本文。对分子间的相互作用的控制也已经在由Litt等人提交的第6,635,469 B1号美国专利中得以揭示，出于所有的目的，其全部内容通过引证并入本文。酶促反应，包括适用于在以质谱分析为基础的蛋白质组中的预先分析的样本预处理的蛋白质水解，也已经被公开，例如，在由Laugharn等人在第EP 0814 900B1号欧洲专利说明书中所公开的内容那样，出于所有的目的，其全部内容通过引证并入本文，以及在由Lopez-Ferrer在第2009/0203068 A1号美国专利申请的公开中所描述的内容那样。到目前为止，将静压施加到液体样本上的应用主要是通过对在封闭的压力容器中的样本进行施压的方式来实现。所述技术可能不适用于对微升范围内的体积非常小的液体样本进行施压，而且可能不能很好地与自动分析系统进行衔接。

流通式高静压反应的装置在由Laugharn等人提交的第6,036,923号美国专利中有所描述，出于各种目的，该专利中的全部内容通过引证并入本文，该专利允许通过高压阀的使用来自动增加和卸载操作从而实现各种不同的应用，以便在从高压下的色谱变化到压力作用下的酶动力学的范围内捕获在管状流动路径的部分中的样本。上述内容中所描述的反应器的设计可能不能实现小型化的目的，而且，可以被施压样本的体积仍然会保持为相对大(1ml或者更大)的。适用于小样本的可以替换的施压方法也已经被揭示了，举例来说，由Lopez-Ferrer在第2009/0203068 A1号美国专利申请的公开中所描述的内容。然而，所述方法在某种程度上也是受到限制的，即，样本材料被放置为通过一系列的阀门与用作静压源的液体直接接触，而且，当样本的处理是以连续的方式进行时，甚至会出现样本的交叉污染的风险。更进一步说，所述方法仅仅可以是施压到LC系统中可用的最大压力级，而且，该方法不能容易地对样本的压力进行控制，从而实现缓降斜率或者作为时间函数的快速循环压力的目的。

发明内容

本发明的一个方面涉及的是一种样本预处理设备，该设备包括：样本源；压力容器，该压力容器具有施压阀和压力释放阀，施压阀流动地连接到施压流体源上；布置在压力容器中的柔性通道，该柔性通道具有输入端和输出端，输入端流动地连接到样本源上；施压流体源通过第一阀的作用来流动地连接到压力容器的输入端上；控制器系统被配置用于产生施压信号，该信号激励施压阀，并对压力容器中的流体压力进行调整。在样本预处理设备的某些配置结构中，容器中的压力足以使可变形的通道产生变形，并对可变形的通道进行施压，并借助所述通道的柔性变形来将压力传输到容器的内容物中。

本发明的另外一个方面涉及的是一种样本预处理的方法。该方法可以包括引导位于压力容器的可变形通道中的样本；对可变形的通道中的样本进行流动隔离；使压力容器中的施压流体的压力增加到足以使可变形的通道产生变形的程度；降低在压力容器中的施压流体的压力；允许可变形的通道恢复到预处理的状态，并从可变形的通道中收回流体。样本预处理方法的某些实例可以进一步包括重复增加和降低施压流体的压力，以便影响可变形的通道中的样本的压力循环。样本预处理方法的进一步的实例还可以包括对压力循环后的样本中的各种组分进行分析。举例来说，分析可以包括利用固化、色谱和提取中的任何一种或者多种方式来进行。

本发明的更进一步的方面涉及的是一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括储存在其中的定义指令的计算机可读信号，作为通过计算机执行的结果，所述指令可以指示计算机运行样本预处理的方法，所述方法包括引导位于布置在压力容器中的可变形通道中的样本；对可变形通道中的样本进行流动隔离；将压力容器中的施压流体的压力增大到足以使可变形的通道产生变形的程度；降低在压力容器中的施压流体的压力；并从柔性通道中回收流体。

附图说明

本发明中所对应的附图并没有严格按照比例进行绘制。在这些附图中，各种不同的图表中用于解释说明的每一个相同或者几乎相同的部分都用类似的数字加以标识。出于清楚的目的，并没有将每一个部分都标注在每一张附图中。

在以下的附图中：

附图1是根据本发明的一个或更多的实施方案的压力循环装置的一部分的示意性的视图；

附图2是根据本发明的一个或更多的实施方案的适用于样本的预处理和分析的压力转移池的流通路径的剖视图；

附图3是适用于附图2中的样本预处理和分析的压力转移池的流通路径的可以替换的透视剖视图；

附图4是根据本发明的一个或更多的实施方案中的压力转移池的流通路径中的一部分的分解后的剖视图，其中可变形的通道是通过周围环境中的和压力腔中的施压流体进行施压来产生变形的；

附图5是根据本发明的另外一个实施方案的压力转移池的一部分的透视图；

附图5A是根据本发明的又一个实施方案的压力转移池的一部分的透视图，其包括三条过滤棒；以及

附图6是在附图5中用于解释说明的压力转移池的一部分的剖视图，其包括变形部分和没有发生变形的部分。

具体实施方式

本发明中的系统和各种技术可以是针对连续的或者半连续的高压简化的化学合成、衍生、分析，例如，蛋白质的分析、质谱分析、标记，例如，适用于质谱分析的稳定同位素的标记，荧光标记和适用于高压流体的色谱(HPLC)的对紫外线吸收的载色体的标识。然而，本发明中的各种系统和技术并不仅限于这些应用，而且与压力循环样本的预处理程序相关的其他应用都是可以预期实现的(例如，将设备用作一种压力源(举例来说，将流体压送到分离柱中))。本发明中的各种系统和技术的至少某些方面可以针对的是对一种或更多的反应起到调节、易化或影响的作用，其可以是在样本混合物中通过高压条件来对至少一部分压力进行调节。本发明的一个或更多的方面可以包括对样本混合物进行施压，这是通过增加或者降低所施加的压力来实现的，急速停止化学或者酶促反应的步骤，移动样本混合物或者从子系统或者部件中将样本混合物移动到另外一个部件或者子系统中，改变样本混合物的pH值，引入一种或更多的可以改变样本混合物的一个或更多特征的试剂，或者启动或终止样本混合物中的一种或多种组分的一个或更多的反应。

正如本文中所使用的术语，样本或者样本混合物可以包括一种或多种标本、培养液、生物样本和来自于人类和动物身体组织的环境样本，以及天然形成的和合成的材料。样本混合物可以包括一种或更多的有机化合物，例如，酶或者酶的培养基，其通过样本混合物的浸湿来固化到表面上。然而，在某些实例中，酶的培养基可以是悬浮在样本混合物中的。

术语，样本容器是指这样一种容器，该容器适用于将一定数量或体积的样本或样本混合物封闭在腔室、通道、环面或体积中。样本容器并不限于任何一种几何形状的配置结构或者设计，而且样本容器还可以是一种可以在其中发生一种或多种反应的容器。

在混合物中出现的有机化合物的非限制性的实施例可以包括各种天然的和合成的核酸、核苷酸、寡核苷酸、α-氨基酸、寡肽、多肽模拟物、缩肽类、缩氨酸、糖类、对脂多糖及其上述物质的混合物。在样本混合物中出现的有机化合物也可以包括放射性标记化合物，和具有可检出的标记或信号的其他化合物。核苷酸的非限制性的实施例可以表现为一种或更多的有机化合物，包括脱氧核苷5′三磷酸盐，例如，dATP，dCTP，dGTP，dTTP和dUTP；脱氧核苷以及用于分解排序模糊的核苷酸，例如，c⁷dGTP，dITP和c⁷dATP；2′-脱氧核苷-5′-O-(1-硫代三磷酸盐)，例如，dATPαS；5-甲基脱氧胞苷5′-三磷酸盐；核苷5′-三磷酸盐；2′3′-ddNTP；和7-deaza 2′-dNTP。在样本混合物中出现的氨基酸的非限制性的实施例可能包括：α-氨基酸、Gly，Ala，Val，Leu，Ile，Ser，Thr，Asp，Asn，Lys，Glu，Gln，Arg，His，Phe，Cys，Trp，Tyr，Met和Pro；以及其他天然的或合成的氨基酸，例如，正亮氨酸、乙基甘氨酸，鸟氨酸、甲基丁烯基甲基-苏氨酸，苯基甘氨酸、γ-羧基戊二酸，β-羟基脯氨酸，γ-羟基脯氨酸，δ-羟基脯氨酸，甲基化氨基酸和ε-碘，ε1-ε2-二碘，ε-硝基-，ε-氨基-和O-醋酸基-酪氨酸。在样本混合物中可能出现的糖类的非限制的实施例可以包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖和其他取代的糖类。

样本混合物也可以包括离子化物质，例如，无机的或有机的阳离子或阴离子物质，其非限制性的实施例可以包括：锂、钠、钾、镁、钙、铬、铁、锰、锌、钴、铜，以及氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、碳酸盐和重碳酸盐。

在某些实例中，样本混合物也可以包括气体，例如，惰性气体、活性气体，例如，HCI，HF，双原子氢气和双原子卤素气体，以及大气，例如，二氧化碳、一氧化碳和氧气。

样本混合物可以包括一种或更多的溶剂或混合物，例如，二氯甲烷、四氢呋喃、二甲替甲酰胺、乙醚、苯、甲苯、乙烷和苯乙烷、酒精、甲醇、丙酮、氰化甲烷、三氟乙醇和1.1.1.3.3.3-六氟2-丙醇。

正如在本文中所使用到的，载体(传播介质)是一种核酸分子，该核酸分子用于将DNA片段或者某些片段从一个细胞传输到另外一个细胞中。表达载体是一种重组的DNA分子，其包含有所需要的编码序列，以及为了表达出寄主有机体中所必需的可操作的链接编码序列的核酸序列。表达原核生物的核酸序列通常包括发起者、任选的操作者和核糖体结合部位。真核细胞是已知的以便利用发起者、强化因子和终止者以及多腺苷酸化的信号。可能会有部分补充，其中仅仅只有基底中的一部分是根据基底配对原理来进行匹配，或者是完整的。核酸链之间的补充程度会对核酸链之间的杂交培植的效果和强度产生显著影响。因此，补充会对增强反应的准确度，以及取决于核酸之间的联结的检测方法产生影响。杂交培植是一种互补的核酸配对。杂交培植和杂交培植的强度，即，核酸之间的结合程度，会受到这些因素的影响，例如，核酸之间的互补程度，所包含的条件的严密性，所形成的杂交生物的Tm，和核酸中的G∶C比率。Tm是混合温度，或者双链核酸分子的数量对半分解为单链时的温度。对Tm数值的简化估算可以通过以下方程式来进行：

Tm＝81.5+0.41(％G+C)，

当核酸在1M的氯化钠(NaCl)中是水溶液时，请参考，例如，由Anderson和Young在核酸的杂交培植(1985)中发表的Quantitative Filter Hybridization一文中所提到的内容。其他的参考文献包括更多前沿的计算，这些计算将结构以及序列的特征用于解释Tm的计算。严密性指的是温度、离子强度和其他化合物(例如，有机溶剂)的存在的条件，在所述的条件下，就可以对核酸的杂交培植进行控制。在高度严密的条件下，核酸的碱基配对将仅仅发生在核酸的片段之间，其具有高频率出现的互补碱基序列。在低弱的严密条件下，会出现从有机体中衍生出来的具有遗传的多样性的核酸，即使是在互补序列的频率通常为较低的情况。

正如本文中所使用的，核酸和核酸的培养基包括DNA、RNA和肽核酸(PNA)，无论是单链、双链或者具有间断的互补片段的单链，再或者是上述情况的结合。残留在相同的寡核苷酸上的既具有RNA片段又具有DNA片段的嵌合寡核苷酸是可以通过商业途径获得的，举例来说，俄勒冈州的威尔逊镇上的Oligos Etc公司。原则上说，本发明并没有限定核酸的长度；核酸可以是基因组或者是具有限定的长度的，例如，短的寡核苷酸，或者其中的片段(包括单一的碱基)。核酸可以从任何一种来源中获得，因此，所获得的核酸可能是自然形成的；自然形成和纯化的；或者是通过合成、重组或者通过增强来获得的。核酸包括改进的核酸，所述改进后的核酸是通过酶的作用来形成的，其从核酸的培养基中置换出核苷酸，或者加入化学部分，例如，末端的甲基，或者将绑定到核酸上的甲基链接到另外的分子上。核酸可以固定到聚合物、混合健、母基或者其他的支撑表面上。核酸可以是通过任何一种增强的方法来进行增强的。可增强的核酸通常包括样本模板，其通常情况下是一种来自于样本的核酸。底板可能或者不会出现在样本中，而且，其通常是一种由于疏忽所导致的移形结果，或者来自于核酸污染物，其是在试图从样本中提纯的过程中产生的，样本包括来自于有机物的样本，而不是那些被检测到的，被分析的，被特征化的，或者再生的样本，它们都可以作为样本混合物的底板。增强方法的非限制性的实施例可以包括：聚合酶链式反应(PCR)，例如，适用于提高基因组DNA的混合物中的目标序列的片段的浓度的方法，无需进行克隆或者提纯，这些内容在由K.B.Mullis提交的第4,683,195号和第4,683,202号美国专利中都有所揭示，其教导通过引证并入本文。

酶的活性通常取决于温度、压力和溶剂系统(溶剂和盐)。典型的是，优选的酶活性是在温度在大约10℃到大约80℃的范围之间，可以是在大约25℃到大约37℃之间。最优化的酶活性的温度通过参考文献来可以容易地确定，例如，马萨诸塞州的伊普斯威奇的新英格兰的生物实验室的参考文献。在最优化的酶化温度(和大气压)的活性中，实质上非活性的酶通常表现为少于大约20％，而且，一般情况是少于10％。理想的情况是，被抑制的或者实质上非活性的酶是完全非活性的(0％活性)，但是其中的确定度可能受到既定的活性实验的灵敏性和不确定性的影响。在限制性的或者抑制性的条件下的可逆的被抑制的酶表现出不具有活性，但是，当暴露在限制性的条件中的可以允许的或者解除条件下时，其活性是可以恢复的。典型的是，在强加可以允许的条件之后，但是在酶的活性恢复之前，可能会出现暂停或者过渡的周期。可以允许的条件包括那些在最优化的酶活性得以出现的条件，而且那些条件也可以是较缓慢的，但是能够测量出有用的活性的出现。通常情况下，底液是一种寡核苷酸，无论是在提纯的限制消化中自然出现的或者由合成作用产生的寡核苷酸，其都可以作为合成的启动点，当放置在底液衍生的产物的合成的条件下时，其与所导入(即，在出现核苷酸和催产剂，例如，DNA聚合酶，以及适当的温度和pH)的核酸链是互补的。优选的是，底液是适用于增强中的最大效率单链，但是，其也是可以替换为双链的。如果是双链的情况，那么，底液首先要被处理为在用于准备衍生产物之前将链分离出来。优选的是，底液是一种寡脱氧核苷酸。底液必须足够长，从而在出现催产剂的情况下为衍生产物的合成做好准备。底液的实际长度将取决于非常多的因素，包括温度、底液的来源以及方法的使用。探测器通常是一种寡核苷酸，其是在提纯的限制消化中自然出现的或者由合成作用产生的，所述的寡核苷酸能混成另外一种负载的寡核苷酸。探测器可以在检测、鉴别以及特定基因序列的隔离中是非常有用的。探测器，特定的基因序列，或者以上二者，都可以标记有一个或者更多的信息分子，因此，探测器，特定的基因序列，或者以上二者都是可以被检测到的，例如，通关过ELISA，以及酶基的组织化学实验，荧光式、辐射式和冷光式的检测系统。目标序列位于核酸的范围之内，由适用于检测和/或增强的底液来限定，例如，通过聚合酶链反应。因此，理想的情况是能够从其他的序列中鉴别出目标序列。片段是在目标序列中的核酸的一个区域。

PCR产物或者增强产物是在两个或更多的解链、退火和延展步骤的循环之后的化合物的必然产生的混合物。这些内容包括具有一个或更多的目标序列的一个或多个片段进行增强的情况。增强试剂是指那些用于底液的专门增强核酸模板和增强酶的试剂。增强试剂包括脱氧核苷三磷酸盐和缓释剂。典型的是，增强试剂和其他的反应组分被放置在反应物中，例如，样本、容器，例如，试验管、微孔板、具有可选的输出端的压力可释放的壳体等等。

限制酶和限制酶类指的是酶类(例如，细菌酶)，所述酶和酶类中的每一种都会在特定的核苷酸序列中或者在其附近切断双链的DNA。

通常认为DNA分子具有5’位末端和3’位末端，这是由于单核苷酸是通过这样一种方式进行反应以产生寡核苷酸的，即，一个单核苷酸的戊糖环上的5’位磷酸盐通过磷酸二酯键连接在一个方向上被附着到其相邻的3’位氧上。因此，如果其中的5’位磷酸盐没有附着到单核苷酸的戊糖环的3’位氧上，那么，寡核苷酸的一个末端会指向“5’位末端”，而且，如果其中的3’位氧没有附着到序列的单核苷酸戊糖环的5’位磷酸盐上，那么，寡核苷酸的一个末端会指向“3’位末端”。正如在本文中所使用的那样，核酸序列，即使是在较大的寡核苷酸中内部，其也可以说是具有5’位和3’位末端。在线型或者环形的DNA分子中，离散元素指的是前端或者后端的5’位和3’位元素。这种专门的术语反映出这样一种事实，即，在5’位到3’位的转录过程的方式是沿着DNA链进行的。指导所链接的基因转录的启动和强化元素通常都是位于5’位或者编码区域的前端。然而，强化元素可以发挥出它们的作用，即使是在位于启动元素的3’位和编码区域中的时候。转录的终止和多腺苷酸化信号位于3’位上或者编码区域的后端。

正如在本文中所使用的那样，寡核苷酸具有核苷酸序列译码的基因，其是指DNA序列，包括基因的编码区域，或者，换句话说，DNA序列对基因产物进行译码。编码区域可以以cDNA或者基因组DNA的形式出现。适当的控制元素，例如，强化剂/启动剂，剪接点，多腺苷酸化信号等等，都可以放置在非常靠近基因的编码区域的位置上，如果需要允许进行最初的RNA迁移的转录和/或合适过程的适当启动。可以选择的是，在本发明的表达载体中所使用的编码区域可以包括内生的强化剂/启动剂，剪接点，内含序列，多腺苷酸化信号等等，或者是内生的和外生的控制元素的结合。

作用于合成的或者消化的聚合物的酶可以是在每一次催化反应中从培养基中分离出来的，即，它们可以是非前进式的(分布式延伸的)。它们仍然可以绑定在聚合物上，直到反应中的大部分循环过程已经完成，即，它们可以是前进式的。

本发明的一个或者更多的方面可以包括压力循环系统，在施加到样本混合物上的压力的作用下，其能够产生急剧波动。所施加的压力波动可以具有众多的压力分布的情况。在两个压力P和P’之间发生波动，举例来说，本发明中的一个或更多的压力分布可以包括各种不同的变化，其中所施加的压力P和压力P’中的每一个的持续时间是相同的变化；其中所施加的压力P的持续时间比所施加的压力P’的持续时间长的变化；其中从压力P到压力P’的迁移时间是与从压力P’到压力P的迁移时间大致相同的变化；其中从压力P到压力P’的迁移时间比从压力P’到压力P的迁移时间长的变化；以及其中在从压力P到压力P’的迁移过程中的一个或更多的中间压力中的一个或多个暂停的变化；以及其中从压力P到压力P’的缓变率是相同的，大于或者小于从压力P’到压力P的缓变率的变化。压力的波动分布可以包括不止两个压力P和P’。

本发明的一个或更多的进一步的方面包括压力循环系统，该系统能够在腔室、管道或者容积方面增加或者减少一些部件，并维持或者甚至提高所施加的压力。本发明的更进一步的特征可以包括将额外的组分添加到样本混合物中。

本发明中的压力循环系统的某些配置结构可以在这样一些的技术或者应用中使用，其中的反应的至少一个步骤是压力敏感的。所述技术或者应用的非限制性的实施例可以包括酶活性的，非酶活性的，化学的，物理的，动力的和热力学的反应，或者其中的压力敏感的相互反应可以包括共价键的断裂和键的形成，非共价的，离子的，氢键以及范德瓦尔斯力；疏水的或者亲水的相互反应；以及结构性修改，例如，第二次、第三次和第四次，即，折叠，和螺旋状和片状的结构。本发明的各种不同的方面可以包括修改或者改编至少一个特征，例如，可逆的压力敏感的反应步骤的比率。举例来说，一种或更多的压力敏感的反应是可以被改变为包括如下情况，即，其具有可以降低、停止、提高或者启动的比率。因此，特殊的实施方案可以包括从特征的限制压力到特征的许可压力的变化。

仍然是根据本发明的进一步的方面，本文中所描述的任何一种系统和技术都可以进一步包括利用一个或更多的孵化周期，以促进或者形成一个或更多的理想的条件，或者以便影响或促进一种或多种的部分的一个或更多的转变、变形和特征化。一个或更多的孵化周期或者孵化事例可以包括维持施施压力、释放压力、冷却和加热活动中的任何一种活动。所述的一种或多种活动周期可以是从1秒变化到大约30分钟。在某些实例中，一个或更多的孵化周期中的任何一个周期可以在改变条件的情况下进行，而且，其并不限于在稳定或不变的状态下来完成。举例来说，一个或更多的孵化周期中的任何一个周期可以在优选的是，以预定的比率下样本液体的温度升高或者降低时来完成。

根据本发明的一个或更多的方案，附图1示意性地对压力循环系统的实施方案进行了解释说明，该压力循环系统通常是用100进行标示。压力循环系统100可以包括样本输送103，预处理部分101，和分析系统或者分析链102。连接到一条或多条样本状态或者预处理链101上的一条或多条样本输送链103通常是连接到一个或更多的分析链102中的。每一个样本预处理链101通常都包括一个或更多的压力转移池104，这些压力转移池可以将样本的压力提高到高的流体静压的程度，从大约2,000psi到大约10,000psi，或者提高到大约50,000psi，或者甚至提高到大约100,000psi，但是，在某些实例中，提高的范围是从大约2,000psi到大约100,000psi。压力转移池104的某些优选的配置结构可以暴露在至少一部分样本中，以便可以测定达到所述的高压，或者对至少一部分样本进行施压到静高压或者动态施压的状态。更进一步说，在某些实施方案中，一个或更多的压力转移池104中的至少一个是可以对至少一部分样本进行动态施压的，从而暴露在至少一部分样本中或者对其进行施压，以便进行循环施压操作。循环施压可以是定期的、不定期的或者是不对称的进行。循环施压也可以在逐渐提高的施压状态下进行，或者在逐渐降低的施压状态下进行。

样本输送链103可以包括一个或更多的样本注入或者导入装置120，其被布置为将特定的预先确定数量的(例如，体积)的样本导入到一个或多个压力转移池104的至少其中之一中。注入装置120可以包括，举例来说，执行器122，该执行器可以取代活塞以便分配缸体中的样本混合物。样本预处理链101可以使用一个或多个阀门组件124，例如，HPLC回转阀，以便将至少一部分样本混合物从注入装置120中引导到一个或多个压力转移池104中。阀门组件124通常包括数量众多的端口，可以选择的是，所述端口中的至少两个是可以流体连接通过一个或更多的外部流动回路中的。控制系统中的控制器106可以被用于产生至少一个控制或者输出信号，该信号对执行器122进行赋能或者激励，以便对注入装置120中的样本混合物中的至少一部分进行分配并引导到阀门组件124中。控制器106也可以被配置用于产生另外一个输出或者控制信号，该信号可以在适当的情况下取代执行器(没有显示)，从而确定阀门组件124的位置以便从注入装置120中接收或者承载至少一部分样本混合物，典型的情况是，通过其中的一个或更多的端口来完成。阀门组件124可以被进行配置或定位，以便对注入装置120和压力转移池104之间的流体连通产生影响，以便一旦执行器122被启动，其允许将来自于注入装置120的至少一部分样本混合物引入到转移池104中。

在某些实例中，样本调节链101可以包括一个或更多的第一或者预分离装置126，在样本混合物被导入到一个或更多的压力转移池104的任何其中之一之前，该装置可以对样本混合物中的一种或多种组分的分离至少产生部分影响。分离装置126可以包括一个或更多的亲和分离设备，例如，那些使用抗体柱的设备。典型的是，一个或更多的色谱分析的流动相或者洗提液将被用于对样本混合物或者其中通过一个或更多的第一分离装置126的组分的流动性产生影响。在所述的情况下，可以使用泵128来从一个或更多的储存库130中吸出流动相，并将流动相通过阀门组件124引导到分离装置126中。

样本调节链101可以进一步包括第一或者输入隔离阀132，其与压力转移池104的输入端是流动隔离的，和第二或者输出隔离阀134，其与压力转移池的输出端是流动隔离的。一个或者更多的盒式分离器136(在某些实施方案中，这些分离器也可以是指反应器)可以用于方便地对样本混合物中的一种或多种组分进行调整。举例来说，分离器136可以包括烧结组件或者多孔板式装置，这些装置可以对溶解产生影响。正如可以效仿的举例说明那样，盒式分离器136可以在一个或更多的压力转移池104的下游中使用，但是一个或更多的分离器可以是通用的，序列式的或者并行式的，来自于压力转移池104的上游或者下游。

根据本发明的一个或者更多的方面，在一个或更多的施压或者压力释放情况出现之前，之后或者之后，也可以使用一个或更多的温度调节设备，例如，加热器137或者热电制冷器。

也可以使用数量众多的盒式过滤器。举例来说，过滤器可以在分离装置126的上游中使用，从而防止大尺寸的颗粒成分被导入其中。

附图1对可以选用的位于一个或更多的压力转移池104的周围的旁路流动连接阀132和134进行举例说明。优选的是，控制器106可以被配置用于产生一种阀门激励信号，从而对一个或更多的阀门132和134的定位产生适当的影响。样本混合物的压力可以通过控制系统来进行监控，而且可以在反馈回路中使用，从而对工作或者施压的流体压力进行控制，以致可以获得所需要的样本池的压力。

不需要的原料可以在容器138中进行处理。

如果使用了数量众多的分离设备126，每一个或者一个或更多的所述设备可以被布置为序列式的或者并行式的流动路径。

正如在附图2和附图3中举例说明的实施例那样，压力转移池104可以包括第一腔室，例如，样本腔室140，其具有限定通道144的壁142，以用于存放样本混合物。壁142可以是由聚合物材料制成，例如，聚乙烯。优选的是，壁142是由柔性材料或者可以变形的材料制成，从而使得第一腔140可以作为一种柔性通道来使用。其他可以用作壁142的材料包括，举例来说，其他的聚合物材料，例如PEEK或者FEP；或者金属性材料，例如，不锈钢、钛合金或者超弹性的镍钛合金。壁表面或者其中的部分的性质可能是惰性的，非粘合性的，亲水的或者疏水的。

壁142的厚度可以在沿着通道144的长度方向上发生改变，以致一旦暴露在压力腔室170的施压流体中时，可以允许在通道144的截面上产生适当的变形。举例来说，在形成通道144的壁142的一个末端或者两个末端的位置上，壁142的厚度是较大的，例如，在长度上对应的末端是通道144的总长的大约5％或者大约10％。在进一步的配置结构中，形成通道144的壁142可以具有其中包含由钢板包镍板的PEEK管形材料的部分和不具有所述涂层的部分。举例来说，形成通道的壁的终端可以涂覆上镍，而通道144中的部分是没有涂层的。没有涂层的部分在腔室压力的作用下是非常容易发生变形的，从而将压力传递到样本流体中。

形成通道144的壁142可以具有任何一种形状的横截面的配置结构。因此，除了在附图2中所举例说明的具有圆形的横截面的情况之外，通道144或者通道144中的部分可以具有可以变形的(例如，椭圆形或者其他几何外形，其可以形成更为柔软的壁以提高移动性，正如本领域内的普通技术人员所熟知的那样)横截面。所述的布局可以促进在实验模型中的通道的变形。附图5和附图6对所述的椭圆形的几何形状进行了解释说明。

在某些实施方案中，正如将要结合以下的附图5和附图6所要进行的详细的描述说明那样，通道144可以包含有布置在通道144中的一个或更多的过滤棒(例如，1，2，3，4等等)。举例来说，在附图5A所示的一个实施方案中，通道144中包括3个过滤棒501a，501b，501c。一个或更多的过滤棒可以在沿着通道144的长度的方向上延伸到通道的末端上，或者可以是仅仅在沿着通道144的长度的中心部分的方向上延伸，其不会延伸到通道的终端上。优选的是，一个或更多的过滤棒是由实质上不可压缩的材料制成的，例如，不锈钢材料，与样本混合物相比，过滤棒更加具有不可压缩的属性，从而可以布置在样本腔室140中。优选的是，来自于一个或更多的过滤棒的原料可以形成惰性的，非粘性的，亲水的或者疏水的属性。如果没有使用一个或更多的过滤棒，一个或更多的过滤棒的出现可以有效地减少通道144的内部体积，从而可以防止通道壁142产生任何变形或者偏转以形成更高的压力。由于通道壁142上较少的变形或者偏转是用于产生较高的压力，因此，可以预期的是，压力转移池贯穿到更多的压力循环周期中，这是由于在每一个压力循环周期中，壁142上的较少的结构性疲劳的缘故。值得注意的是，一个或更多的过滤棒的出现可以减少压力转移池的挠曲数量，而无需改变通道壁142的挠性。

在某些实施方案中，壁142可以被外部的支架所围绕(没有显示)。当被支架围绕或者当壁142被从内部施压时，壁142会延伸并在外部支架上停止延伸。在某些实施方案中，这种外部支架可以允许使用具有更多弹性的材料来形成通道144。外部支架的特征允许通道144可以获得更大的柔性，而无需担心由于高的内压所导致出现爆裂的情况。在某些实施方案中，支架是穿孔的，啮合的，网结状的，或者可以包括任何其他的设计，所指设计允许支架可以为通道144提供维持必要的支撑，以抵抗由于高的内压缩导致的爆裂。正如将要进一步讨论的那样，一个或更多的过滤棒可以用于限制通道144的压缩，而且可以减少通道中的体积。样本混合物的压力得以平衡，并与压力腔室170中的外部施压流体的压力相同步，以致与任何可能性相比，允许柔性通道144可以达到更高的压力。举例来说，在没有外部压力的情况下，1000psi的内部通道的压力将会充满给定的通道；与内部通道压力相比，维持外部通道压力不小于1000psi，内部通道的压力可以提高到明显高于1000psi的压力。更进一步说，样本腔室140可以通过移动相位的泵128来进行施压，以致样本腔室的壁142在被压力腔室170的工作施压流体进行压缩之前就可以进入到压力伸展状态，也可以允许最大样本腔室的变形，而无需使样本腔室遭受永久变形。

本发明的进一步的方面还考虑使用在部分上形成的壁142，以便允许或者方便去除某些部分以作为盒体。

温度和压力可以进行协调从而获得完整的酶活性的热力学控制，黏结亲和力或者其他的化学反应。

第一固定装置152可以用于确保腔室140的第一末端位于第一支架154中，以及第二固定装置156可以用于确保腔室140的第二末端位于而支架158中。第一支架154也可以被配置用于进行接收，并且可以具有安装在其中的对应于压力转移池104的输入端162和输出端。螺纹接口可以用于确保将固定装置152和156，输入端162和输出端164连接到支架154和158上。特别的是，优选的配置结构可以包括配合164的配置结构，其与一个或更多的分析链102上的至少一个部件的输入端相衔接或者连接。

根据一个或更多的优选的配置结构，将被施压的样本混合物的体积可以小于大约1mL，在某些情况下，可以小于大约0.1mL，在其他另外的情况下，可以小于大约0.01mL，而且，仍然是在其他的情况下，可以小于大约0.001mL。仍然是在其他的配置结构中，将要被施压的样本混合物的体积可以是在0.0001mL到大约1mL的范围内，在某些情况下，在0.001mL到大约0.1mL的范围内，而且，仍然是在其他的情况下，可以是在0.01mL到大约0.1mL的范围内。进一步的配置可以包括对0.0001mL(0.1uL)，0.001mL(1uL)，0.005mL(5uL)，甚至0.01mL(10uL)的样本混合物进行施压。

多个压力转移池可以通过并行或者串行的方式连接在一起，其方便进行组合或者序列操作或者反应，其中至少一个反应步骤是压敏的。多个样本腔室可以是相互连接在一起的，因此，样本混合物的其中一部分可以从一个样本腔室中转移到另外一个样本腔室中，以便在被引导进入到分析链102之前进行随后的处理。寡核苷酸的综合合成(包括构建的预处理)，缩氨酸和其他的有机化合物都可以通过这种方式来完成。

根据本发明的更进一步的实施方案，壁142的内部表面的至少一部分可以包括悬挂的对半部分，其可以粘接到一个或更多的目标物质或者配体上。

在可以效仿的用于解释说明的实施方案中，压力转移池104可以进一步包括压力腔室170，该腔室是通过压力壁172进行限定的，其将可变形的通道144的至少一部分封闭起来。压力腔室170通常是连接到施压流体或者工作流体的一个或更多的来源180(附图1)上。在附图2中的实施方案的可以效仿的解释说明中，压力腔室170可以被配置以一种围绕在柔性通道144周围的压力通道，其优势在于，工作流体的输入端182可以用于将施压后的流体引导到压力腔室170中；以及压力变换器的端口190可以用于对在压力腔室170中的压力进行测量。

通过商业途径获得的压力变换器可以用于，包括，举例来说，由Honeywell Sensotec(USA)所制造的变换器。

在样本腔室170中的实际压力是可以选择的，或者是可以通过串联式的压力变换器139来进行测量的，例如，马萨诸塞州的比尔利卡的DJ仪器公司所提供DF2型的压力发送器。

正如在附图4中所示，其中的样本腔室140承受了在压力腔室170中的工作流体的压力，柔性壁142发生偏离并将压力传递到其中所含有的样本混合物中。在一个实施方案中，壁142的偏离可以导致通道144上的一部分144a相对于通道的其他部分来说被压平或者被压缩。这样的变形可能是由于通道的一部分(例如，末端部分144c)比通道的其他部分(例如，中心部分144a)要厚一些所导致的，或者是由于通道的部分(例如，中心部分144a)通过预定的方式进行了预压缩，以致发生偏离或者变形的缘故，正如结合附图5-6所进行的更为详细的描述那样。

正如在附图5中所举例说明的那样，在本发明的一个实施方案中，压力转移池104的样本腔室140可以包括过滤棒501，成对的补强部分502(在附图中仅仅显示出其中的一个)，和样本腔室的壁142。过滤棒501可以是由实质上不能压缩的材料制成的，例如，不锈钢，而且其可以沿着通道144的长度进行延伸。成对的补强部分502中的每一个都是由刚性的，以及优选的惰性材料制成，而且被布置在通道144的每一个某端上。样本腔室的壁142可以是由柔性的或者可以变形的材料制成，例如，聚合材料，举例来说，PEEK或者FEP，金属性材料，例如，不锈钢，钛合金或者超弹性的NiTi合金，而且，壁优选的属性是惰性的，非粘结的，亲水的或者疏水的。正如附图所示，通道144的近端包括实质上为圆形的终端部分144c，过渡端部分144b和椭圆形的中心部分144a。尽管没有在附图5中有所显示，通道的远端与通道的近端是相似的，以致通道的椭圆形的中心部分144a可以延伸到过渡端中，而且可以继续延伸到通道144的远端上的实质上为圆形的终端部分中。尽管没有在附图5中有所显示，压力壁172(附图2)被布置在样本腔室140的周围。在使用过程中，补强部分502，其不会延伸到通道144的椭圆形的中心部分144a中，以有助于维持压力转移池的终端上的圆形的几何形状，并允许固定装置152，156(附图2)在压力转移池104的末端上形成液密封，这是通过将压力壁172压到通道的终端部分144c上来实现的。

附图6是附图5中的样本腔室140的剖视图，其中没有安置过滤棒501。正如附图所示，补强部分502并没有延伸到通道144的椭圆形的中心部分144a中。优选的是，通道144中的椭圆形的中心部分144a包含压力转移池的总长度的大约50％到大约90％或者更多。

值得注意的是，通道144的中心部分144a的椭圆形的几何形状允许通道以预测中的方式发生变形，并借此对通道中所含的样本混合物进行施压。与围绕在其长度周围的通道相比，通道部分中的椭圆形的几何形状也可以降低使通道发生变形所需的压力的总量。椭圆形的中心部分可以是由通道壁142的永久性(即，塑性)变形所形成的，例如，压平限定通道144的金属管，或者由通道壁142的暂时性(即，弹性)变形所形成的。举例来说，如果通道壁142是由弹性材料制成的话，通道144可以被布置在优选的塑性变形的金属管中以便形成非圆的条件，从而破坏通道144的稳定性，以致变形可以在较低的压力作用下在限定的区域中发生。

施压流体的源的非限制性的实施例可以包括那些通过商业途径可以获得的仪器，这些仪器可以提供至少1,000psi的施压流体，而且可以提高到大约60,000psi，例如，由位于马萨诸塞州的南阿斯顿的压力生物科学公司所提供的HUB440型的压力发生器。较高的压力，大约超过100,000psi的压力可以根据需要加以应用。

本发明中的其他各种装置可以用于对其中的样本或组分的反应或特性进行修改和/或控制。举例来说，本发明中各种不同的系统和技术可以便于核酸排序，核酸的合成，蛋白质排序，酶的手性合成以及外消旋混合物的对映体的纯化。非酶性的反应也可以通过利用与本发明相关的各种不同的系统和技术中的一个或更多的方面来进行控制。施加到样本混合物的组分中的理想的影响可以包括，举例来说，蛋白质的演变，蛋白质的折叠，酶活性的可逆性抑制，酶活性的反应以及在反应速度中的变迁和非酶化反应的热动力学平衡的速度变迁。压力感应(或者压力控制)的抑制包括抑制单个的酶反应步骤，若干序列的酶化反应步骤或者完整的酶反应。更进一步，抑制压力可以对各个反应物分子的活性进行同步，例如，酶，副遗传因子或者第一或第二培养基。当压力变化到允许的压力时，多个酶分子开始以更多或较少的相同时间发生反应，这样可以获得酶活性的更为统一的，精确的控制和可再生的控制。培养基中的酶的过多的摩尔数，如果出现的话，通常会增大同步行为。酶化反应步骤包括包含在酶(E)和培养基(S)之间形成产物(P)的反应中的机械步骤。在完整的酶化反应中，这些步骤包括E，B，P的构象变化及其结合；E-S和E-P的结合或分离；副遗传因子与S或E中的任何一个之间的相互反应；S，E和副遗传因子之间的相互反应；与E，S或副遗传因子的溶剂反应；E和样本混合物的组分之间的质子交换，例如，S，溶剂或者副遗传因子；以及在E和S之间的接触性的相互反应。在酶化反应中，可能会有不止一种培养基(S，S′，S″等等)，不止一种产物(P，P′，P″等等)和不止一个副遗传因子。更进一步说，在某些实施方案使用了不止一种溶剂或者溶解物，例如，盐或者金属离子，而且，以提供抑制或者许可条件的温度与压力的结合可以控制酶化反应的步骤。

同样地，可以允许进行酶化反应步骤的样本混合物的压力与压力之间的变化会导致随之而来的酶化反应步骤，一系列的酶化反应步骤或者一个或更多的完整的酶化反应的发生。本发明中的各种不同的系统和技术都可以用于控制酶化反应，这是通过对单个的酶化反应的所需序列进行设计来实现的。举例来说，高压处理会导致许多生物高分子，例如，蛋白质，酶，抗体和多核苷酸发生伸展或者变性，其是在1个大气压下的自然作用。所述的伸展可以影响到酶化反应的抑制。更进一步，某些酶或蛋白质，尤其是在高压的自然作用下的那些酶或蛋白质，例如，在深水口中的有机体，可以被抑制到较低的温度条件。

在本发明的各种方案中使用的浓度，缓冲剂，溶剂，酶，培养基和其他添加物或者促进分子都是可以使用的。其中的优势在于，可以提供高于酶的通常浓度的浓度，以便获得更为统一的和可再生的结果。在现有技术中的那些物质与核酸，标记，链接，底液，缓冲液，氨基酸，保护基，溶剂，酶和其他相关的反应的商业来源是相同的，例如，威斯康辛州的密尔沃基的Alfrich公司；新泽西州的皮斯卡塔韦镇的Pharmacia生物技术公司；威斯康辛州的麦迪逊的Promega公司；密苏里州的圣路易Sigma-Aldrich公司和加利福尼亚州的La Jolla的Stratagenem公司。

举例来说，通过压力循环所施加的静压可以用于改变在混合物中的溶剂的可混合性或者共溶性，例如，共沸混合物，溶液，悬浮液或者多相混合物；以便控制在微细胞，乳剂，凝胶剂或者胶体中的分子的排列；和/或对其他的组分或溶剂中的多相混合物的一种或多种成分的溶解进行控制。因此，本发明中的各种不同的系统和技术可以利用压力的变化影响在组分的共溶性的变化和系统的压力释放，以及，在某些实施例中，可以导致混合物分解为多种相态，从而在生理化学特性的基础上将分子分离为各个相态。

更进一步说，本发明中的各种不同的系统和技术可以包括静压，以便于通过将组分溶解到一种溶剂中，将第一溶剂和另外一种溶剂相混合的方式来准备胶体或者纳米原料，从而当第一溶剂低于大气压时，导致形成不能混合的多相态的混合物。压力也可以用于控制在多相态的系统和乳胶中的微细胞的大小，以改变其物理特性或者稳定性。

压力可以通过，例如，液压或者气压的方式来施加。

压力循环可以是将样本暴露到在每一个压力的时间周期中的不止一个压力的总和，例如，升高压力和降低压力，举例来说，从第一压力升高到第二压力，以及之后从第二压力升高到第三压力。更进一步，第二压力循环周期得以执行，例如，从第三压力升高到第四压力，升高到第五压力，等等。这一过程是可以重复进行的。例如，压力循环周期可以包括暴露样本混合物，比如，混合物暴露在压力循环周期中，其通常具有一个或更多的负载成分，在第一时间周期内达到第一压力；在第二时间周期中暴露样本混合物并达到第二压力；以及在第三周期中暴露样本混合物并达到第三压力。在此并未对施压事件的数量进行限制，在施压事件中，样本可以被暴露，而且，在每一个施压事件中所用的时间周期是可以发生变化的，并且并不要求具有相同的持续时间。

本文对压力循环周期的实施例进行了解释说明。在时间周期t₁的范围内，样本混合物，或者至少是其中的一部分，可以被暴露以达到第一压力。之后，在时间周期t₂的范围内，样本混合物，或者至少是其中的一部分，可以被暴露以达到第二压力。又之后，在时间周期t₃的范围内，样本混合物，或者至少是其中的一部分，可以被暴露以达到第三压力。由此可见，样本混合物可以在变化的时间周期(t_n)的范围内被暴露以达到变化的压力。在每一个时间周期中，为达到每一个压力的每一个暴露的集合都可以被认为是压力循环周期。在本发明的某些配置结构中，样本混合物可以在一段时间周期中被暴露以达到高于第一或第二压力的压力。达到所述的压力会导致，例如，一种或更多的反应物进入到样本混合物中，并暴露在压力循环周期中，这是通过，例如，切断含有所述的一种或更多的反应物的容器来完成的。

本发明中的各种不同的系统和技术所涉及的压力范围在大约100MPa到大约1,000MPa之间，例如，在大约100MPa到大约900MP a之间，在大约200MPa到大约800MPa之间，在大约300MPa到大约700MPa之间，在大约400MPa到大约600MPa之间，在大约，100MPa到大约350MPa之间，在大约250MPa到大约500MP a之间.举例来说，最大的压力可以从大约15kpsi到大约35kpsi(35kpsi＝235MPa)，或者到大约80kpsi(537MPa)，或者大约30kpsi，或者大约240MPa。

本发明中的各种不同的系统和技术所涉及的最小压力的范围可以在大约133Pa到大约200Pa之间，例如，在大约150Pa到大约150MPa之间，在大约200Pa到大约100MPa之间，在大约350Pa到大约75MPa之间，在大约500Pa到大约50MPa之间，在大约750Pa到大约35MPa之间，在大约1MPa到大约25MPa之间，在大约1KPa到大约1MPa之间，在大约25KPa到大约250KPa之间，在大约50KPa到大约500KPa之间，在大约100KPa到大约300KPa之间，在大约250KPa到大约750KPa之间，在大约1MPa到大约100MPa之间，在大约25MPa到大约200MPa之间，在大约50MPa到大约100MPa之间，在大约100MPa到大约200MPa之间，在大约135Pa到大约500Pa之间，大约150KPa，大约100MPa。在某些实施方案中，所使用的最小压力是密封级的大气压，例如，大约100KPa，举例来说，101.3KPa。

在本发明的某些实施方案中，所使用的最大压力和最小压力都是以所提供的最小或者最大的压力差为基础的。举例来说，最小和最大的压力差不超过200MPa。正如在另外一个实施例中，最小压力和最大压力之间的差不超过100MPa。

压力循环周期的数量，例如，施压的时间数量是升高的并且随后降低，或者施压的时间数量从第一数值到第二数值发生改变，某些实施例中，还会改变到第三数值，该数值可以要低于第二数值，在本发明中使用的数值是可以变化的。举例来说，压力循环周期的数量可以在大约1个周期到大约1,000个周期之间，例如，从大约5个周期到大约800个周期，从大约10个周期到大约500个周期，从大约20个周期到大约250个周期，从大约30个周期到大约150个周期，从大约50个周期到大约100个周期，从大约100个周期到大约300个周期，从大约200个周期到大约400个周期，从大约50个周期到大约150个周期，从大约5个周期到大约35个周期，从大约10个周期到大约25个周期。在本发明的某些实施方案中，从第一压力到第二压力的压力循环周期可以高于第一压力，到第三压力，该压力可以低于第二压力；第三压力可以不同于第一压力。在所述的实施方案中，所有的三个压力或者更多的压力都是可以考虑作为压力循环周期中的一部分。

压力循环周期的长度通常是在循环周期中所使用的时间的总和，例如，在第一压力中所使用的时间数量加上在第二压力中所使用的时间数量，加上在任何压力条件下所使用的时间的数量，例如，在第三压力，第四压力等等，也可以发生改变以执行本发明中的一个或更多的变化的方面。压力循环周期的时间长度可以是从大约5秒到大约60分钟，例如，大约10秒，大约20秒，大约30秒，大约45秒，大约60秒，大约2分钟，大约3分钟，大约4分钟，大约5分钟，大约6分钟，大约7分钟，大约8分钟，大约9分钟，大约10分钟，大约11分钟，大约12分钟，大约15分钟，大约20分钟，大约25分钟，大约30分钟，大约35分钟，大约40分钟，大约45分钟，大约50分钟，大约55分钟，大约60分钟。在大部分的实施方案中，第一和第二压力的时间长度可以是相同的。举例来说，在大约20秒的循环周期中，样本混合物可以在第一压力的作用下维持10秒，和在第二压力的作用下维持10秒。

在给定的压力条件、情况或者程度，例如，在第一压力或第二压力或者第三压力下，所使用的时间可以是从大约5秒到大约30分钟，例如，大约10秒，大约20秒，大约30秒，大约45秒，大约60秒，大约2分钟，大约3分钟，大约4分钟，大约5分钟，大约6分钟，大约7分钟，大约8分钟，大约9分钟，大约10分钟，大约11分钟，大约12分钟，大约15分钟，大约20分钟，大约25分钟，大约30分钟。在本发明的若干实施方案中，第一和第二压力的时间长度可以是相同的。举例来说，在大约20秒的循环周期中，样本混合物可以在第一压力的作用下维持10秒，和在第二压力的作用下维持10秒。

基于对若干问题的考虑，对于特定的压力条件、事件或者程度的暴露都可能变化，例如，但不限于，在样本混合物中的数量众多的组分中的任何一种化合物和溶剂的特性。在一个压力作用下所使用的时间可能比在其他的压力作用下所使用的时间要长一些。在本发明的某些实施方案中，样本混合物可以在每一个压力的作用下持续不同的时间。举例来说，样本混合物可以在第一压力的作用下持续大约10秒，而在第二压力的作用下持续大约30秒。

进一步非限制性的压力循环周期的实施例如下：

在密封级的大气压(101.3KPa)的条件下开始，随后是在100MPa的作用下持续5秒和在密封级的大气压的条件(101.3KPa)下持续30秒，循环20次；

在密封级的大气压(101.3KPa)的条件下开始，随后是在240MPa的作用下持续20秒和在密封级的大气压的条件(101.3KPa)下持续20秒，循环50次；以及

在100MPa的条件下开始，随后是在413MPa的作用下持续10秒，之后是在200MPa的作用下持续10秒，再之后是在100MPa的作用下持续10秒，该顺序重复进行超过10次。

在某些实施方案中，在一个循环周期中包含有三个压力，压力循环周期的长度是在第一，第二和第三循环周期中所使用的时间的总和。

压力循环参数的实施例包括：在35kpsi的条件下，5个1分钟的循环周期，其中的压力维持30秒在241MPa，之后是在大约101.3KPa(大气压)的作用下保持30秒；20个循环周期中，在100MPa的压力条件下持续5秒，和在每一个循环周期中，在大气压(101.3KPa)的作用下保持30秒；30个循环周期中，在500MPa的压力条件下持续10秒，随后的步骤是，在200MPa的作用下保持20秒，之后是在100Ma的作用下保持30秒，可以为每一个压力循环周期获得1分钟的时间。

在一个更多的施压事件中执行的各种不同的温度也是可以使用的。温度可以改进样本的紊乱性，例如，生物体内的隔膜，以及便于进行分子实体(例如，负载的组成部分)的分离，释放或者提取。

举例来说，本发明中的各种不同的样本调节技术可以在大约-40℃到大约+100的温度范围内执行，例如，在大约-20℃到大约70℃的温度范围内，在大约0℃到大约50℃的温度范围内，在大约4℃到大约37℃的温度范围内，在大约10℃到大约30℃的温度范围内，在大约15℃到大约25℃的温度范围内，大约20℃，大约23℃，大约23℃，大约70℃，或者大约-2℃。

根据本发明的一个或更多的实施方案所选用的温度是以负载的样本组分和任何一种溶剂的特性为基础的。温度可以发生变化，例如，升高或者降低，在每一个时间单位内有大约1℃的增量。在执行的方法所使用到的温度是可以调节的，例如，通过循环水浴的方法，或者是通过利用热电设备的方法，例如，加热器137和Peltier冷却器。

本发明的各个不同的方面也可以通过使用在每一循环周期中的变化的温度和压力条件来实现，以有利地利用与在各种不同的温度和压力条件下的溶剂和样本组分的互溶度所关联的变化。举例来说，在循环周期的第一压力的作用下，样本混合物可以具有第一温度，在循环周期的第二压力的作用下，样本混合物可以暴露在第二温度中。在某些实施方案中，第一温度要高于第二温度。在其他的实施方案中，第二温度要高于第一温度。

各种不同的液体可以在本发明的各种系统和技术中的液体阶段中使用。举例来说，溶剂、洗涤剂、缓冲剂、离液剂，例如，离液盐，和其中的混合物都是可以使用的。

根据本发明的一个或更多的方面，可以采用各种不同的溶剂。举例来说，一种或多种溶剂可以是水溶液，有机物或者液体。因此，溶剂系统可以形成多相态的混合物，例如，不饱和的易混反应物。举例来说，溶剂系统可以是两相态的或者是三相态的。

在某些实施方案中，至少两种溶剂的相态，例如，液相，也是可以使用的，具有至少两种溶剂的相态在压力的循环周期的压力的其中之一中并非是相互易溶的，例如，溶剂相态在第一压力的作用下可能不是相互易溶的。一旦压力周期开始，两种溶剂的相态可以变为至少是部分相互易溶的，而且，在某些实施例中，可以是部分相互易溶的，在其他的压力作用下，例如，在第二压力的作用下，比如，第二压力大于第一压力时。一旦返回到第一压力，或者转移到第三压力，典型的是小于第二压力，部分相互的可混合性的性质消失，而且，溶剂的相态通常是分离的。在本发明的某些实施方案中，在所使用的溶剂相态的选择的基础上，在第二压力的作用下，溶剂相态可以变为是完全易混和的(而且在某些情况下，是可以完全溶解的)。

质子溶剂或者对质子惰性的溶剂也是可以使用的。质子溶剂的实施例可以包括水、甲醇、乙醇、蚁酸、氟化氢和氨水。对质子惰性的溶剂的实施例可以包括二甲亚砜、二甲替甲酰胺、六甲基磷酰胺及其混合物。溶剂的非限制性的实施例包括乙酸、丙酮、氰化甲烷、苯、1-丁醇、2-丁醇、2-丁酮，t-丁醇、四氯化碳、氯苯、三氯甲烷、环己烷、1，2-二氯乙烷、乙醚、二甘醇3，4-、二甘醇二甲醚(二乙二醇二甲醚)，1，2-二甲氧基乙烷(甘醇二甲醚，DME)，二甲醚、二甲替甲酰胺(DMF)，二甲亚砜(DMSO)，二氧杂环乙烷、乙醇、乙酸乙酯、乙二醇、丙三醇、庚烷、六甲基磷酰胺(HMPA)、三(二甲胺基)膦(HMPT)、己烷、甲醇、t-丁基乙醚(MTBE)、二氯甲烷、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、硝基甲烷、戊烷、石油醚(石油英)、1-丙醇、2-丙醇、吡啶、四氢呋喃(THF)、甲苯、三乙胺、水、重水(D₂O)、o-二甲苯、m-二甲苯、p-二甲苯，及上述物质的混合物。溶剂的进一步的非限制性的实施例，这些实施例可以在本发明的各种不同的方面中得以应用，包括：三氯甲烷、四氯乙烯、甲醇、异丙醇、乙醇、水、脂肪族的碳氢化合物，例如，己烷和庚烷、氰化乙烷、蚁酸、三氟乙酸、丙三醇、液体，例如，甘油三酸酯、磷脂、鞘脂类、糖脂类，例如，来自于样本本身，例如，来自于生物体的隔膜，例如，脂质隔膜；脂质双分子膜，或者水溶液，例如，液体组分，其来自于样本本身，例如，来自于生物体的隔膜或者细胞质，碳氟化合物，其他的卤烃、二甲亚砜(DMSO)、氟化醇，例如，两性分子的氟化醇类，例如，1，1，1，3，3，3，-六氟磷酸-2-丙醇(HFIP)，2，2，2-三氟醚(TFE)，2-氟乙醇，2，2，3，3-tetrafluoropropan-1-ol，1.3-difluoropropan-2-ol，全氟辛醇，其他的醇类，以及上述物质的混合物。在某些实施方案中，样本，例如，成分的来源，提供了，例如，溶剂的功能。在某些实施例中，这种溶剂来自于样本，所述样本是由提取系统中的液相的其中之一组成的。举例来说，膜蛋白质中的提取物，在适当的条件下，脂类的双分子层膜起到溶剂的作用，和起到提取方法中的液相的作用，例如，膜蛋白质可以在脂类的双分子层膜中溶解。

正如上文所述，本文在此所描述的任何一种溶剂的混合物都是可以使用的。

可以调节溶剂的浓度以适用各种特殊的要求。溶剂的浓度的非限制性的实施例可以在本发明的各种不同的方面中得以应用，包括：大约0.2M HFIP；大约0.05M HFIP；大约0.38M到大约0.57M HFIP；大约60％的HFIP；大约75％的HFIP；大约95％的HFIP；大约100％的HFIP；大约1％到大约5％的蚁酸。该溶剂可以在其他不同的溶剂中补足，例如，氰化甲烷或者缓冲溶液，例如，磷酸盐的缓冲溶液(PBS)。通过溶剂自身的应用可以组成本文中所描述的方法中的相态。可以替换使用的是，溶剂，例如，本文中所列举的溶剂，可以是具有其他组分的溶剂，例如，液体，举例来说，其他的溶剂，是由一种溶剂相态所组成的。举例来说，50％的氰化甲烷和0.1％的蚁酸可以组成的溶剂相态，正如在本文中的实施例所示。

单独的溶剂的相态可以包括各种溶剂的组合。举例来说，溶剂相态可以是：三氯甲烷∶甲醇∶水的比例是2∶5∶2或者是4∶4∶1(w∶w∶w)；或者是，甲醇∶三氯甲烷的比例是1∶1(w∶w)。其他的实施例，50％的氰化甲烷和0.1％的蚁酸可以用作溶剂相态。

溶剂可以包括一种共沸混合物，或者根据本发明的某些方面，当溶剂相态暴露在一种或更多的施压事件中时，共沸混合物是可以形成的。因此，当共沸混合物可以通过展示改变后的可溶性和能力来溶剂其他的组分的方式来用作不同的溶剂，例如，共沸混合物溶剂系统，可以执行该系统以便对本发明的一个或更多的特征产生影响。当各个溶剂的特性方式改变时，流体静压力可以改变共沸混合物溶剂的特性。可以在本发明中执行的共沸混合物的非限制性的实施例包括95.5％乙醇和4.5％的水(w∶w)；20.2％的氟化氢和79.8％的水(w∶w)；1.2％的水和98.8％的乙醚(w∶w)；20％的丙酮和80％三氯甲烷；30％的丙酮，47％的三氯甲烷和23％的甲醇(w∶w∶w)。

在某些实施方案中，一种或多种溶剂可以被添加到样本混合物中，从而便于两种或更多的液相的形成。举例来说，溶剂的添加，例如，将两亲分子，例如，HFIP，添加到样本中，其具有一种或更多的亲水性的和/或极性的组分和一种或多种的脂质，它们可以导致形成具有一种或更多的亲水的和/或极性组分和一种或多种脂质的稳定的混合物，例如，一旦暴露在升高的压力级的情况下。当压力降低时，一种或更多的亲水的和/或极性的阶段，例如，HFIP和一种或更多的脂质分解为两种或更多的液体相态，例如，从而导致组分分解为亲水的和/或极性的相态，举例来说，导致负载中的组分的分离。在本发明的某些实施方案中，一种溶剂可以被添加到样本混合物中个，其可以对两种或更多的液体相态产生影响，举例来说，样本提供溶剂，例如，液相的。溶剂的添加，例如，将两亲分子，例如，HFIP，添加到样本混合物中，该混合物含有水和脂质，这样可以导致形成具有水和脂质的稳定的混合物，例如，一旦暴露在升高的压力级的情况下。当压力降低时，水，例如，和HFIP，以及脂质分解到两种或更多的液相中个，例如，从而导致组分的分离并进入到水和脂质阶段，例如，导致负载的组分的分离。

在某些实施方案中，有机溶剂，例如，易挥发的有机溶剂，比如，HFIP，都是可以被去除的。举例来说，易挥发的有机溶剂的去除可以通过蒸发操作来完成。在某些实施方案中，易挥发的有机溶剂可以是通过负载的组分的沉淀来完成的。随后，残留的溶剂可以从留存的小丸粒中分离处理。沉淀操作可以从溶剂(例如，HFIP)中通过添加适当的组分，例如，水溶剂，来完成的。沉淀的效率可以通过样本的浓度、温度、pH值、时间、压力和添加其他的溶剂，例如，盐、离液剂、洗涤剂或者其他的组分来进行修改。

也可以在本文所描述的各种不同的系统和技术中使用各种不同的缓冲剂。举例来说，PBS可以在方法中的溶剂相态阶段中使用。多种不同的缓冲剂可以用于维持提取的溶剂的理想的pH值，并维持在特殊的溶剂中的理想的组分的溶解度和与随后的分析方法的兼容性。所述的缓冲剂的实施例可以包括HEPES，TRIS，MES，碳酸氢铵、醋酸铵、蚁酸、三氟乙酸、乙酸等等。

根据本发明的一个或更多的方法，各种浓度的盐也可以用于控制渗透压力。举例来说，0.9％的氯化钠可以用于预处理或调节来自于哺乳动物细胞的组分。可以与流体静压协作的渗透压力可以在根据本发明的压力循环周期中使用。举例来说，在提取的溶液中的盐的低渗浓度可以导致细胞发生膨胀，而且可以与压力循环处理相互协作促进，从而断开蜂窝状的质膜。相反地，高渗透的盐浓度可以用于保护细胞在某一压力循环的条件下免于断开。对于哺乳动物的细胞而言，氯化钠的浓度低于大约0.9％是典型的低渗透的情况，而浓度高于大约0.9％是典型的高渗透的情况。

根据本发明的一个或更多的方面，一种或多种洗涤剂或者离液剂，例如，离液盐，可以被添加到溶剂中。在某些实施方案中，所使用的洗涤剂的数量可以少于在已知的分离技术中所使用的数量，例如，以机械振动为基础的分离技术。在某些实施方案中，当一种洗涤剂被适用于本文所描述的方法时，在提取的过程中没有形成泡沫。可以在本发明的一个或更多的实施方案中使用的洗涤剂的非限制性的实施例包括阴离子的洗涤剂，例如，SDS，胆酸盐，脱氧胆酸钠，阳离子的洗涤剂，例如，C16TAB；双性洗涤剂，例如，LysoPC，CHAPS，Zittergent3-14；和非离子性的洗涤剂，例如，辛基糖苷，毛地黄皂苷，C12E8，芦布若尔，Trition-X-100，Nonient P-40，Tween80。若干双性的有机溶剂，例如，氟化的醇类，举例来说，HFIP，TFE，perfluoroocatanol等等，都可以被认为是具有洗涤功能。这样的洗涤剂可以是单独使用的，或者是结合使用的，作为另外一种溶剂和缓冲系统的添加剂，例如，在本文中所描述的溶剂和缓冲系统。所使用的洗涤剂的浓度可以是，例如，从大约0.001％到大约10％，例如，大约0.1％到大约2％，例如，大约0.5％到大约4％，例如，大约1％到大约2％。然而，在本发明的某些实施方案中，样本混合物可以是没有洗涤剂的，或者是实质上没有洗涤剂的。

正如在上文中描述的那样，可以使用一种或更多的离液剂。所述试剂包括，尿素，氯化胍，氰酸胍和盐酸胍。可以使用的浓度是大约0.1M到大约8M之间。离液剂的实施例包括在美国第7,064,192号专利和美国第2006/0188970，2004/0038333，2003/0083475和2002/0137157号临时申请中所描述的那些试剂。

也可以使用可添加的反应物。举例来说，一种或多种酶抑制剂，例如，一种或多种蛋白酶的抑制剂，举例来说，以下物质的抑制剂，丝氨酸，半胱氨酸和天冬氨酸蛋白酶，和氨基肽酶，4-(2-氨基乙醇)苯磺酰基的氟化物(AEBSF)，胃酶抑素，E-64，贝他定，亮抑蛋白酶肽和抑酶肽，脱氧核糖核酸酶的抑制剂，核酸内解脢抑制剂，核糖核酸酶抑制剂，焦碳酸二乙酯(DEPC)，铯三氟醋酸盐(CsTFA)，重组胎盘核糖核酸酶的抑制剂，SUPERASE.IN^TM，ANTI-核糖核酸酶或者RANSECURE^TM(Ambion)，SCRIPTGUARD^TM(EpicentreBiotechnologies)，DEPC，金属螯合剂(例如，DTPA，EDTA，EGTA，NTA，去铁胺)都可以用于稳定负载中的组分。

也可以使用矿物油来提高谱带的清晰度和强度。可以使用对提高的相态分离产生影响的其他试剂，其允许在离心过滤的过程中，将样本中的内生性的脂质高效分离为油膜。

可能会对某些蛋白质的沉淀的程度产生影响的盐中的高浓度可以被用于影响与蛋白质的沉淀发生的干扰，或者促进蛋白质的沉淀。典型的是，内生性的样本衍生的盐不足以导致对沉淀产生任何显著的影响。在大部分的情况下，外源性的盐可以被添加到其中以便提高总的蛋白质的沉淀。除此之外，最优选的盐的浓度可以被用于选择性地沉淀所需要的蛋白质，并将不需要的蛋白质保留到上清层中，反之亦然。举例来说，所述的方法可以用于大量地减少对极大量的蛋白质物质进行复式采样，例如，血清白蛋白，免疫球蛋白等等，而且可以使得生物意义上的低量的蛋白质变得丰富。

本文中所描述的系统的技术可以是单独执行的，或者可以与一个或更多的其他的步骤/方法结合执行以方便实现目的，举例来说，负载的组分的分离。一个或更多的步骤可以是在一次或更多的施压事件之前或者之后来执行的。举例来说，离心操作，例如，在相同的脉管中的分阶段的离心操作或者超速离心操作或者离心操作，沉淀或者一种或多种样本组分的沉淀，为去除污染物而进行的免疫沉淀反应，细胞渗透，可以具有洗涤剂或者不具有洗涤剂的情况，使用的是低渗的缓冲条件以便破坏质膜或者其他的围绕在细胞器周围的隔膜，使某种特定的组织，细胞或者有机物质，隔膜的部分等等变得丰富；根据在细胞或者组织中的位置，或者根据它们各自的物理生物特性，对样本中的构成要素进行分馏，例如，静电电荷，疏水性，在某种溶剂中的溶解性，分子形态或者黏结的亲和力等等，都是可以单独与本文中所提供的提纯方法结合在一起执行的，从而提高负载的组分的纯度和分离。

压力循环周期的协议，例如，温度、压力、时间周期、溶剂、盐、试剂和缓冲剂都可以根据经验来确定。

本发明中的系统和技术可以用于对来自样本混合物的负载的一种或多种组分进行提纯或分离。可以使用的本发明中的来源的非限制性的实施例可以包括生物样本和合成的样本，例如，人工制造的来源。生物源的来源的实施例包括哺乳动物，例如，人类或者被驯养的动物，真菌类，细菌类，病毒类和植物源。所述来源的实施例包括细胞，细胞器，举例来说，线粒体，核体，高尔基氏复合体，叶绿体，内质网，液泡，顶体，细胞中心粒，纤毛，乙醛酸循环体，氢化酶颗粒，溶酶体，黑色素体，纺锤剩体，肌原纤维，核仁，桶孔覆垫，过氧物酶体，核糖体，微粒体，囊泡，隔膜，例如，脂质隔膜，举例来说，脂质恶双分子膜，生物样本(组织样本(脂肪性的组织，活体，肾脏，皮肤，胰腺，胃，肠，结肠，胸部，卵巢，子宫，前列腺，骨骼，筋腱，软骨，毛发，指甲，牙齿，心脏，大脑，肺部，皮肤，神经，活体检视等等)，血液，尿液，乳液，精液，唾液，以及其他的身体内的液状物和固状物))，细胞的收集，例如，血液，精液，黏液，唾液，组织的活体检视。其他的来源的实施例可以包括：油脂，乳脂，制药的或者妆用的配方(软膏，乳液，乳脂，洗发剂，护发素，纳米颗粒的药物配方等等)，药片、胶囊或者凝胶形式的制药配方，多种相态的混合物，例如，乳胶或者是固体颗粒的悬浮液(油墨，涂料(例如，乳胶涂料)，定型剂，润滑剂，燃烧剂，化学合成中的配料等等))，脂质体中的悬浮液，隔膜中的囊泡，液态推进剂，燃料，人造橡胶，聚合体，油墨配方；在水和其他的溶剂中的油的乳胶，例如，工业用的润滑油，土壤，例如，土壤样本的悬浮液，矿物质等等。

样本混合物中的各种组分(例如，分子实体)的各种实施例包括蛋白质，举例来说，膜黏合蛋白质，横跨膜蛋白质，I型或者II型的膜蛋白质，受体，酶，脂蛋白，糖蛋白，多聚糖，举例来说，干磷脂或干磷脂衍生出来的多聚糖，淀粉，胰岛素等等，蛋白聚糖，例如，胶原蛋白，角素，胞壁质等等，多酚，例如，丹宁酸，苯丙酸，例如，木质素，类黄酮，维他命，霉素，污染物，脂质，例如，磷脂，例如，卵磷脂(PtdCho)，磷脂酰乙醇胺(PtdEtn)，磷脂酰肌醇(PtdIns)，磷脂酰丝氨酸(PtdSer))，醣脂类，类固醇，例如，雌激素，黄体酮，雄激素，睾丸激素，蜕皮甾醇激素，例如，脱皮甾酮，肾上腺酮，举例来说，糖皮质激素和盐皮质激素，合成代谢类固醇，胆固醇，植物甾醇类，油菜素甾醇类，麦角固醇，隔膜(细胞隔膜，细胞器隔膜，脂质双分子层)，核酸(DNA(核DNA，线粒体DNA)，RNA(mRNA，tRNA，rRNA，mtRNA，微RNA))，病毒，例如，HIV，HPV，肝炎A，B，C，D，E，F，或者G，巨细胞病毒，Epstein-Barr病毒，黄热病，细菌，例如，革兰氏阳性或者革兰氏阴性细菌，依生性细菌，病原菌，细菌细胞中出现的成分，或者在其他微生物的细胞中出现的成分，或者其他的细胞类型，例如，由细菌、酵母或者哺乳动物的细胞重组产生的蛋白质，在包涵体中的重组蛋白，细菌的DNA或者RNA，抗原，例如，来自于细菌，真菌或者哺乳动物细胞的抗原，或者来自于病毒的抗原，病毒可以是，例如，适用于疫苗生产的病毒，制药试剂，例如，小分子，代谢物，例如，小分子的代谢物，杀虫剂，例如，杀菌剂，杀真菌剂，灭草剂，杀昆虫剂，举例来说，杀卵剂，杀幼虫剂或者杀成虫剂，杀螨剂，灭螺剂，杀线虫剂，灭鼠剂，杀病毒剂，毒药，例如，配制的毒药，毒药的代谢物，染料，食物的成分，纳米粒子的配方，脂质筏，淀粉斑，微型管，细胞溶质，油类，萜烯和其他的亲脂性的化合物，例如，来自于植物材料的，各种化合物，例如，来自于植物的植物碱基，类黄酮，二氢异黄酮，原花色素，花青素，所述植物包括，例如，药用植物，食物调味剂，例如，来自于预处理食物的辣椒素，溶脂性的维他命，例如，维生素E，类胡萝卜素等等，来自于植物油或动物脂肪，局部药物配方的组分，例如，来自于皮肤和底层组织，特定的细胞类型，聚合物，人造橡胶，润滑油，天然色素，可塑剂，等等。举例来说，富含脂质的脂肪性组织中的膜蛋白的提纯，或者酶的提纯，例如，从活体的微粒体部分的细胞液P450，通常是极为简单的，并且获得所需要的蛋白质的较大的产量。

各种细胞类型的实施例可以包括分裂球，卵，胚胎干细胞，上皮细胞，红细胞，成纤维细胞，肝细胞，白细胞，成肌细胞，神经细胞，卵母细胞，造骨细胞，精子，T细胞，受精卵(动物的或者植物的)，糊粉细胞，厚角组织，内皮，胚乳，表皮，叶肉，分生组织细胞，栅栏细胞，软组织，韧皮筛管，花粉繁殖，花粉植物，厚壁组织，管胞，木质脉管。同样也包括各种不同类型的角质上皮细胞，湿分层栅栏上皮细胞，外分泌腺的上皮细胞，荷尔蒙分泌细胞，消化道，外分泌腺细胞和泌尿生殖道细胞，新陈代谢和储存细胞，障碍功能的细胞(肺部，消化道，外分泌腺和泌尿生殖道)，位于体腔内部的上皮细胞，具有促进功能的纤毛细胞，细胞外基质的分泌细胞，可以收缩的纤维细胞，血液和免疫系统的细胞，感觉传感细胞，自主神经细胞，感觉器官和周围神经的支撑细胞，中央神经系统的神经细胞和胶质细胞，透镜状细胞，色素细胞，生殖细胞，营养细胞。

反应物可以在本发明的系统和技术的各种不同的配置方式中使用。一种或更多的样本腔室可以具有一个或更多的子腔室(没有显示)，这些腔室中包含有一种或更多的反应试剂。一旦限制一种或多种反应试剂的控制结构发生断裂，一种或更多的反应试剂可以被释放和导入到样本混合物中。一种或多种的反应试剂的断裂和释放可以是基于由压力的适用来启动的，例如，由施压流体所产生的压力。

根据本发明的一个或更多的方面的进一步的配置结构包括抑制系统，该抑制系统允许进行样本混合物中的组分的分离或手机，例如，通过大小，电荷，极性，手性，或者上述方式的结合使用。抑制系统的非限制性的实施例包括半渗透的材料，例如，隔膜或者基质。半渗透的材料可能会以过滤或者网筛(没有显示)的方式来占据样本腔室的整个横截面。抑制，例如，半渗透的障碍，可以将样本腔室分隔为两个部分；不止一个的半渗透障碍将会把样本腔室分隔为不止两个部分。

根据本发明的一个或更多的方面的进一步的配置结构包括在样本腔室中的固定基底的使用。所述的固定基底的系统可以包括至少一个可以渗透的或者是半渗透的隔膜，典型的是，其具有微孔，这些微孔可以允许一个或更多的负载的组分，例如，酶和产物，或者小分子通过；而且其他的具有微孔的隔膜仅仅是允许产物或者小分子通过。半渗透的材料可以被配置为连接到样本腔室的壁上的刚性的或者柔性的袋状物、包状物或者信封等形式。举例来说，腔室可以包括多孔塑料或者玻璃塞，其具有固定的反应物或反应试剂(可以是酶或者是基质)；或者在样本腔室的内部表面上的隔膜支撑物，其用于支持包含有固定反应物的多孔隔膜。其他的实施例包括含有固定反应试剂的刚性的中空的多孔玻璃原料其，其中玻璃原料被连接到腔室的内部表面上。在某些实施方案中，可以去除抑制，从而提供一种半渗透的障碍，而且，在循环周期的程序化序列的过程中暂时去除，以便允许样本腔室中的所有成分都可以自由流出。优选的是，与样本混合物的组分相比较而言，分离的材料通常都是化学惰性的，而且，在特定应用中，其实质上都可以抵抗与抑制力相当的流体压力。通过尺寸来判定的隔膜或者薄膜包括DIAFLO^TM高精度过滤的隔膜，其可以通过商业途径从马萨诸塞州的贝弗利的Amicon获得，商业上其分子量的取舍点的范围在0.5到300kD。隔膜可以用于对自由核苷酸或氨基酸的酶进行分离；和溶液中的自由生化酶或氨基酸的固定基质。分离的材料，例如，隔膜或者混合物都可以是饱和的，有涂层的，或者具有基质或者共价键配合体的其他功能，其可以与样本混合物中的组分发生相互反应。具有不对称的表面特性或者不对称的微孔通道的疏水性，亲水性，和/或尺寸的材料都是可以使用。半渗透的材料也可以包括柱状色谱的类似物，手性拆分可以通过使用包装材料来获得，通过所述材料，至少有一种样本混合物的组分被洗净。

在所涉及的反应和所选用的反应物的限制性特征的基础上，流体可以包括核苷酸，氨基酸，生化酶，游离状态的酶基，副遗传因子和各种不同的溶剂或者盐。同样地，样本混合物中的各种组分也可以包括溶剂，盐，生化酶，游离状态的基质或者固化反应试剂。固化的反应试剂可以包括连接到非液态的支撑上的有机化合物。所述支撑的实施例可以包括聚合物，组合物，塑料或者玻璃球，母体，板纸或者其他的形状，包括圆周形或者管状。

仍旧是根据本发明的进一步的方面，样本预处理链101可以进一步包括一个或者更多的传感器，这些传感器被配置并布置，以便用于监测和控制至少一个子系统或者其中的部件的至少特征或状态的其中之一的情况。检测器或者传感器是可以与控制器106相连通的，通过无线的方式或者通过有线的方式来实现。因此，在进行一个或更多额施压操作之间，之后或之后，可以对装置100中的一个或更多的部件进行监控和分析。举例来说，压力转移池104可以包括一个或更多的压力传感器190(附图2中)，这些传感器被布置用于测量施压流体的压力。其他类型的检测器，监控器或者传感器的非限制性的实施例可以包括放射性的检测器，红外线光谱分光仪，质谱仪，气相色谱-质谱的分光仪，分光光度计，分光荧光计，电化学的检测器，表面等离子理性检测器，压力传感器，温度传感器，位置指示器和光度计。

对样本混合物中的组分的分析可以通过一个或更多的分析链102来执行。举例来说，负载的组分，例如，含有负载的组分的相态，其是通过本文中所描述的方法来进行纯化的，其与下游的处理过程是相互兼容的，例如，分析方法，比如，与洗涤剂不兼容的处理程序相兼容的方法，和/或可以在所述的处理程序中直接使用。含有来自异域样本的调节或者预处理链101的负载的一种或更多的组分的一种或多种产物可能或者没有要求进行进一步的纯化，而且可能是与某种分析方法直接兼容的，例如，HPLC和/或LC/MS，GC/MS，例如，是由于缺少了洗涤剂的使用，溶剂的挥发性和将剩余的提纯物直接注入到HPLC柱中而无需去掉现有的溶剂的能力。样本的直接应用可以将由于降解或者采样操作所导致的负载中的组分的潜在损失降到最低。

因此，举例来说，分析链102可以包括二维的凝胶电泳，一维的凝胶电泳，蛋白印迹，ELISA，蛋白质或者缩氨酸的指纹识别，例如，使用MALDI-TOF/TOF，多维电泳，例如，带有浓缩的pI部分的二维的凝胶电泳的溶液的相位等电位聚焦，质谱分析(MALDI-MS，LC-MS/MS，MALDI-TOF MS，或者LC-ESI-MS/MS)，PCR，RT-PCR，和显微阵列，薄层分析法，液体分析法，例如，HPLC，凝胶分析法，GC/MS，电子显微镜检查，荧光显微镜检查和表面分析法。在某些实施方案中，分离出来的分子或者复合物可以在功能性的分析中加以使用，举例来说，酶化反应的分析，试管内的新陈代谢分析等等，或者进行后继的分馏或者提纯步骤。

本发明的应用也可以涉及压力提高的酶消化，例如，用胰岛素进行的蛋白质水解，通过PHGaseF(蛋白质组学)进行的去糖基化，通过蛋白酶K(基因组学)进行的去除不需要的蛋白质；适用于临床蛋白质组学的样本预处理消化，例如，对已知的血浆中的生物标记进行的MRM分析；适用于荧光检测的样本的化学衍生化反应，放射性的和稳定的同位素的标记；药物代谢研究中的即时的细胞溶解，高容量的筛选和新陈代谢；适用于远端病原体(使样本交付的危险性降到最低；适用于化学或生物战争或者环境监控领域的完全自动的未连接的检测系统；以及自动的终端看护诊断)的细菌细胞的溶解。

本发明中的控制器106可以通过一个或更多的计算机系统来执行。计算机系统可以是，例如，通用的计算机，比如，以英特尔PENTIUM

Motorola PowerPC

处理器，SunULtraSPARC处理器，Hewlett-PackardPA-RISC处理器，或者是上述任何一种处理器与其他处理器的基础使用为基础的计算机。可以选择的是，计算机系统可以包括特定程序，特定目的的硬件，举例来说，特定应用的集成电路(ASIC)或者专用于分析系统的控制器。

计算机系统可以包括一个或更多的处理器，典型的是，这些处理器都连接到一个或更多的储存设备中，其可以包括，例如，任何一种或多种磁盘驱动的记忆器，闪存设备，RAM储存设备，或者其他用于储存数据的设备。一种或更多的储存设备可以用于储存在系统100和/或控制系统运行过程中俄程序和数据。举例来说，一个或更多的储存设备可以用于储存与一段时间内的参数有关的历史数据，以及操作数据。软件，包括执行本发明中的各种实施方案的编码，都可以储存在计算机可读的和/或可写的非易失性的记录媒介中，之后，典型的是，软件可以被复制到一个或更多的储存设备中，在其中，软件可以通过控制器106中的一个或更多的处理器来执行。所述的程序编码可以是通过多种编程语言来编写的，举例来说，Labview，Java，Visual Basic，C，C#，或者C++，Fortran，Pascal，Basic，COBAL或者是上述编程语言的结合使用。

控制器的各个部件可以通过相互连接的装置来连接在一起，其可以包括一个或更多的数据总线，例如，在各个部件之间，数据总线可以集成到相同的设备和/或网络中，例如，在部件之间驻留的分离的分立器件。相互连接的装置通常能够相互连通，例如，在控制器的各个部件之间进行数据、指令的交换。

控制器也可以包括一个或更多的输入设备，举例来说，键盘、鼠标、跟踪球、麦克风、触屏或者扬声器。除此之外，控制器还可以包括一个或更多的界面，它们可以提供关于系统100的部件或者各种子系统中的任何一个的状态或者条件的一个或更多的指示或者显示。所述的界面可以是一种人机显示装置110。控制器的其他部件可以提供通讯网络的连接，除此之外或者是可以替换的是，其他部件可以提供到网络上的连接，所述网络可以通过系统中的一个或更多的部件来组成。

根据本发明的一个或更多的实施方案，一个或更多的输入设备可以包括用于测量参数的传感器，例如，连接到端口190上的和连接到在线的压力传感器139的压力传感器。可以选择的是，传感器，对阀和/或泵进行测量，或者所有的这些部件都可以连接到通讯网络中，所述通讯网络可以操作地连接到控制器上。举例来说，用于监测装置120或者阀124，132和134的任何其中之一的位置或方向的传感器，例如，开启或者关闭，都可以被配置为输入设备，它们都可以直接连接到控制器上。测量的阀门，泵和马达，例如，执行器122，都可以被配置为输出设备，这些输出设备都可以被连接到控制器上，而且上述装置中的任何一个或多个都可以连接到通过通讯网络与控制器106相互通讯的另外的计算机系统或者部件中。所述配置允许确定一个传感器在这样的位置上，即，该位置与另外一个传感器有足够远的距离，或者允许任何一个传感器在距离任何一个子系统和/或控制器足够远的位置上定位，同时仍旧提供它们之间的数据。

控制器可以包括一个或更多的计算机的储存媒介，例如，可读的和/或可写的非易失性的记录媒介，可以将由限定一个或更多的处理器来执行的程序的信号储存在其中。媒介可以是，例如，磁盘或者是闪盘的记忆器。在典型的操作中，一个或更多的处理器可以导致数据(例如，执行本发明中的一个或更多的实施方案的编码)能够从储存媒介中读入到记忆设备中，与媒介相比，其允许较快地访问到信息，这是通过一个或更多的处理器来实现的。记忆设备通常是一种易失性的随机存取的记忆器，例如，动态随机存储器(DRAM)或者是静态存储器(SRAM)或者是其他的适当的设备，所述设备能够便于信息传输到一个或更多的处理器中，或者从一个或更多的处理器中传导出信息。

与本发明的各个方面相关的控制系统可以不限于在软件或者控制器上进行实践。实际上，除了执行之外，举例来说，通用的计算机系统，控制器或者其中的部件或部分，都可以选择用作所需要的系统或者用作所需要的可编程的逻辑控制器(PLC)或者在分布式的控制系统中执行的。更进一步说，人们可以理解，本发明的一个或更多的一个方面或特征可以是通过软件、硬件或者固件来执行的，或者是通过上述部件的结合来执行的。举例来说，由控制器来执行的算法中一个或更多的部分都可以在分隔开的计算机中执行，反过来，也可以通过一个或更多的网络来进行相互之间的通讯。

实施例

这一实施例对施压事件进行了解释说明，其可以根据本发明的一个或更多的方面来执行。

a.开启输入阀132，关闭输出阀134或135。

b.通过样本传输链103来将压力转移池中等压力。

c.关闭输入阀132。

d.根据需要控制系统温度。

e.将工作流体的压力控制在所需要的或者预先确定的范围，以便在所需的一段时间范围内达到所需要的样本压力。

如果阀134没有关闭，那么样本压力可以通过传感器139进行测量。一旦工作流体的压力180需要达到所需的样本压力是已知的时候，阀134就可以关闭，从而避免传感器139遭受疲劳损坏。根据所使用的样本压力的量级来确定是否需要上述操作。

f.释放工作流体的压力。

g.开启输出阀135，134和输入阀132。

h.通过样本输送链103将样本流体从样本调节链101输送到分析链102中。

i.对受调节的样本混合物进行分析。

鉴于已经多本发明的某些用于举例说明的实施方案进行了描述，对于本领域内的任何一名普通技术人员来说是显而易见的是，上述内容仅仅是出于进行解释说明的目的，而非是对本发明的限制，而且仅仅是出于可以效仿的目的。本发明的各种不同的修改和其他的实施方案都是在本领域内的任何一名普通技术人员可以理解的范围之内的，并且完全落入到本发明的范围之内。举例来说，本发明的某些方面可以包括对现有的自动样本的修改或者更新，从而包括本文所揭示的一个或更多的样本调节链。尤其是，本文在此所提供的实施例中的绝大部分都包括方法步骤或系统元素的特定的组合，人们可以理解的是，所述步骤和元素都可以以其他的方法进行结合，从而实现相同的目的。

本领域内的任何一名普通技术人员都可以理解的是，本文在此所描述的各种参数和配置结构都是出于可以效仿的目的，而实际的参数和/或配置结构将取决于本发明中所使用的系统和技术的特定应用。本领域内的任何一名普通技术人员也都能意识到或者都可以确定的是，可以使用不止一种的常规实验方法，与本发明的特定的实施方案相等的方案。因此，人们可以理解，本文在此描述的各种实施方案仅仅是处于可以效仿的目的，而且都在随附的权利要求书的范围之内并与之等同；除了特定的描述之外，本发明也是可以实践的。举例来说，除了具有围绕在样本腔室140的周围布置的环形配置的施压腔室170之外，样本腔室的周围可以布置由一种可以变形的，可以扩张的施压通道，而且可以包含在刚性壁172中。包含在施压通道中的施压流体的施压过程会使得施压通道发生膨胀，从而提高在环形的样本腔室中所使用的压力。

除此之外，对于通道144是线性的问题并没有实质性的要求，举例来说，线圈或者褶皱式的通道也可以实现相同的目的，其具有样本流体或者通道的表面积的较大的体积也是需要的。

进一步的配置结构可以包括数量众多的系列连接的压力转移池，每一个压力转移池都具有独立的可以控制施压子系统。所述的配置结构可以便于进行一系列的压力循环事件。举例来说，第一压力转移池可以将样本混合物的施压条件调节到第一压力，例如，大约1MPa。样本混合物，或者其中的一部分，可以传输到第二压力转移池中，其中样本混合物，或者其中的一部分，可以被施压到第二压力，例如，大约2MPa。样本混合物，或者其中的一部分，可以传输到第三压力转移池中，其中样本混合物，或者其中的一部分，可以被施压到第三压力，第三压力可以等于，小于或者大约第一或者第二压力的任何其中之一。同时，样本混合物可以在第二或第三压力转移池中进行施压，或者第二样本混合物可以在第一压力转移池中进行施压。因此，所述的序列配置结构可以半连续方式的施压事件，这是通过使用数量众多的压力转移池来实现的。

而且，人们可以理解的是，本发明所指向的是本文在此描述的每一种特征，系统，子系统或者技术，以及本文在此描述的两种或更多的特征，系统，子系统和/或者方法的任意的结合，如果所述的特征，系统，子系统和技术是相互协调的话，都可以被认为是在本发明的范围之内，并且都可以体现在权利要求中。更进一步说，与一个实施方案结合在一起就讨论的步骤，元素和特征都不应当被其他的实施方案中的相同的内容所排斥。

正如本文中所使用的，术语“数量众多”是指两个或更多的项目或部件。术语“包含”，“包括”，“具有”，“含有”，“涉及”和“涵盖”，无论是出现在说明书还是在权利要求书中，都是开放式的术语，即，它们是指“包括但不限于”的意思。因此，所述术语的使用意在涵盖其所附的全部项目，及其等同物，以及其他的项目。仅仅是这样一些传统的措辞，例如，“由......组成”，“实质上由......组成”是封闭式的或者半封闭式的传统的措辞是分别与权利要求相关的。序数词的使用，例如“第一”，“第二”，“第三”，以及在权利要求中的类似的序数词是用于修改权利要求的，其本身并不意味着任何优选性，顺序性或者一个权项位于其他的权项或时间顺序之前，其中方法的步骤先于执行，实际上，这些术语的使用仅仅是进行标记，以便区分一个权项中的元素具有区别于另外一个具有相同的名称的元素(是顺序术语的使用)，从而对权利要求的元素进行区分。

Claims (9)

1.一种样本预处理设备，该设备包括：

样本输送源；

管道装置，该管道装置适用于将样本从样本源中转送到位于压力容器中的可变形通道中，并从通道中流出以流入到下游的分析部件中；

分布在压力容器中的可变形通道，可变形通道具有流体连接到高压阀上的输入端和输出端，和用于测量在可变形的通道中的流体压力的装置；

受控的施压流体的外源，其流体连接到压力容器；以及

控制器系统，该控制器系统用于通过对外部压力容器中的流体进行控制来检测和控制样本的流体压力。

2.根据权利要求1中的样本预处理设备，其中容器中的压力足以使可变形的通道发生弹性变形，并且对通道进行施压，以及从容器中去除压力，通道可以恢复到其初始状态。

3.一种样本预处理的方法，该方法包括：

将位于压力容器的可变形通道中的样本导入到压力容器中；

进行样本输送，并通过管道装置使样本从位于压力容器中的通道中流出，在管道装置中，样本能够流动通过并从通道中流出；

对可变形的通道中的样本进行流动隔离；

将连接到压力容器中的施压流体的压力增大到足以使可变形的通道产生变形的程度，并对可变形通道中的捕获样本进行施压；以及

降低在压力容器中的施压流体的压力；允许通道恢复到低压状态，并开启高压阀，以致来自于通道的流体能够流动通过到下游的部件中。

4.根据权利3中的样本预处理方法，进一步包括重复进行增大和降低施压流体的压力的步骤，从而对通道中的样本的压力循环产生影响。

5.根据权利3中的样本预处理方法，进一步包括在下游仪器通过自动方式对压力处理后的样本的组分进行分析。

6.根据权利3中的样本预处理方法，系统的目的在于适用于质谱分析的蛋白消化。

7.根据权利3中的样本预处理方法，系统的目的在于适用于细胞溶菌作用。

8.根据权利3中的样本预处理方法，系统的目的在于适用于压力导致的化学反应或酶化反应。

9.一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括储存在其中的定义指令的计算机可读信号，作为通过计算机执行的结果，其可以指令计算机执行样本预处理的方法，所述方法包括引导位于布置在压力容器中的可变形通道中的样本；对可变形通道中的样本进行流动隔离；将压力容器中的施压流体的压力增到足以使可变形的通道产生变形的程度；降低在压力容器中的施压流体的压力；并从可变形通道中回收流体。

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