CN105263626A - 吸管头，具备此吸管头的吸管，包含此吸管头和含有样品的至少一个封闭件的套件，以及使用此吸管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种吸管头，所述吸管头具有布置为安装到吸管(1)的吸管主体(3)的第一端并且具有带有布置为插入样品中的开口(15)的第二端，意图使得所述样品至少部分地由所述吸管吸取，其中所述开口(15)具有锋利剖面，以使得所述开口可用于刺穿覆盖含有所述样品的封闭件的封盖(119)。

Description

吸管头，具备此吸管头的吸管，包含此吸管头和含有样品的至少一个封闭件的套件，以及使用此吸管的方法
技术领域
本发明涉及吸管头、具备此吸管头的吸管、包含此吸管头和含有样品的至少一个封闭件的套件，以及使用此吸管的方法。
背景技术
通常使用吸管进行精确的液体移取。吸管通常用于分子生物学、分析化学和医学测试。吸管具有用于各种目的的不同精确度等级的几种设计，从单件式玻璃吸管到更复杂的可调节或电子吸管。许多吸管类型通过在液体保存腔室上方形成部分真空和选择性地释放所述真空以吸取及分配液体来工作。
在1与1000毫升之间进行分配的吸管被称为微量吸管，而大吸管分配更大的体积。通常使用两种类型的微量吸管：排气吸管和正排量吸管。特别是，活塞驱动排气吸管是从一次性吸头分配可调节量的液体的微量吸管。
图1图示具有吸管主体3、吸头5、活塞7的已知吸管1的外部。吸管主体3内部含有柱塞(未图示)，所述柱塞在压缩和释放活塞7时提供吸力来使液体进入吸头5。通过吸管主体3的转盘9设置柱塞的最大位移，从而允许改变排量。
通过临时附接吸液分配器来使用大容量的管式吸管(例如，容量或刻度吸管)。吸液注射器通常移取0.5mL到25mL范围内的容量。微量吸管使用一次性吸头来避免污染样品。
与一次性吸头5协作的吸管通常为微量吸管。吸头主要由聚丙烯制成，这是因为聚丙烯在化学反应中的惰性、对化学化合物的抗性以及其柔韧性。这种柔韧性对于在吸管头5与吸管主体3之间提供气密密封很有必要。当使用较硬材料用于吸管头5时，较软的柔韧插入件(未图示)可用于吸管头5的吸管侧上的吸头5，以在吸管头5与吸管主体3之间提供气密密封。还有可能使用具有合适的软性材料的一或多个密封O型环的吸管来密封吸管主体3与吸头5之间的任何空间。
在从敞口容器(例如，敞口Eppendorf管或微量滴定平板)吸取液体时，柔韧性没有问题。当装入非常窄的凝胶(例如，测序凝胶)时，柔韧性可能成为问题，因为吸头需要在吸取/分配端处超薄，以能够安装在保存非常薄的凝胶的玻璃板之间。由柔韧材料(例如，聚丙烯)制成的吸头将不够坚硬而不能保持其形状。在这种情况下，可使用聚碳酸酯(Drummond-Sigma)。
在分子生物学中，核酸扩增技术(例如，PCR(聚合酶链反应))用于扩增RNA或DNA的短多核苷酸序列(高达1000个核苷酸，但有时更长，最多达10000个核苷酸或甚至更长)。PCR方法首次在1989年由KaryMullis进行。这种方法的另一实例是NASBA(基于核酸序列的扩增)。
当在由合适塑料薄片制成的密封的封闭件(PCT/NL2011/050354，未公开)中执行PCR时，可能难以从封闭件提取样品。通过提供具有与封闭件呈负形(negativeform)的薄片的保存块，封闭件可固定在块体中以用于进一步处理。由粘合薄膜(板密封胶)密封的微量滴定平板可在无负形块作为固持器的情况下使用。可使用几种手段来打开封闭件。使用小刀(例如，解剖刀)或来自另一种合适材料的锋利物体，可打开封闭件，使得封闭件中的液体样品可用于由吸管抽吸。交叉污染是一种危险。或者，可通过保持尖针的注射器吸取样品。通常，注射器和针都必须在吸取一种样品后就丢弃，以避免污染后续样品，使得这成为成本高昂的程序。可通过去除粘合塑料薄片(板密封胶)来打开密封的微量滴定平板。
发明内容
至少在PCR领域中，需要一种以简单且成本有效的方式从由塑料薄片制成或用塑料薄片覆盖的封闭件吸取样品(样品的部分)的合适装置。其他实例是由可被刺穿的密封件覆盖的含有血液或感染原的管。
本发明的目标在于提供这种装置。
为此，本发明提供根据权利要求1所述的吸管。在其他权利要求中请求这种装置的实施方式。
此外，权利要求书针对一种具备这种吸头的吸管、一种包含此吸管头和含有样品的至少一个封闭件的套件，以及一种使用此吸管的方法。
附图说明
将参考仅意在图示本发明的实施方式而不限制范围的一些图式详细解释本发明。本发明的范围在附加权利要求书中通过其技术等效物界定。
图式中图示：
图1图示背景技术中已知的吸管。
图2a图示吸管的吸头的实施方式的横截面，而图2b图示替代实施方式的横截面。
图3a和图3b分别图示分别根据图2a和图2b的吸管的侧视图。图3c图示吸管头的端部的边缘的放大视图。
图4a至图4c图示吸管的替代吸头的横截面。
图5a至图5c图示制造含有液体样品(例如，DNA材料)的密封袋的方法的连续步骤，可使用根据本发明的吸管从所述密封袋吸取液体样品(例如，DNA材料)。
具体实施方式
图2a图示吸管头5a的横截面。吸管头5a具有用于插入样品和将样品(样品的一部分)吸取到吸管1中的开口15。根据本发明，开口15相对于平面19倾斜，所述平面垂直于吸管头5a的中心轴17定位。在图2a中，用角度α1指示倾斜。
开口15由边缘10(图3a)界定，所述边缘具有延伸为离吸管头5a最远的部分10a和延伸为离吸管头5a最近的部分10b。在图2a的实施方式中，整个边缘10相对于平面19以与开口15相同的角度α1倾斜。
如此，由边缘10界定的吸管头5a的端部非常锋利使得其可刺穿覆盖封闭件的(薄)塑料薄片，所述封闭件含有待由吸管1吸取的样品。
在图2b中所示的实施方式中，边缘10的部分10c未展示到吸管头5a的内部或外部的急剧过渡。为此，部分10c可(例如)为平坦的并且定位在平行于平面19的平面中。或者或另外，部分10c在其到吸管头5a的内部和外部中的至少一者的过渡处为圆形的。这个特征的效果在于，当使用吸管头5a刺穿如塑料薄片的薄板时，将在对应于部分10c的位置处阻止切割。这将阻止吸管头5a在薄板中切割完整的孔，即，薄板的切除部分将保持附接到薄板的剩余部分并且将阻止所述切除部分卡在吸管头5a内或落入样品中。
部分10c的有利位置是延伸为离吸管头5a最近的边缘10的部分，即，对应于图2a、3a中的部分10b。然而，可替代地选择任何其他位置，但延伸为离吸管头5a最远的部分可能并不总是有利的。当所述最远部分较锋利时最佳，因为所述部分先接触待切割的薄板。
边缘10具有全长并且边缘10的部分10c优选地沿全长的最大10％，更优选最大5％并且最优选最大3％延伸。
图3b图示图2b的吸管头5a的3D视觉。图3c图示图2b、3b的吸管头5a的边缘10的放大视图，所述放大视图对应于图3b中的圆IIIc。
通常，角度α1大于等于0，优选在5与90度之间，更优选在30与50度之间，并且最优选在30与45度之间。如果α1＝0，那么边缘10本身应倾斜，以便提供吸管头5a的尖端(参看图4a至图4c)。具有α1＝0的吸管头5a可有利地用于吸管头5a用于完全抽取液体直达封闭件的(平坦)底部的情况。
在安装到(微量)吸管主体3的吸管头5a由足够刚性和坚实的材料制成时尤其如此：所述材料例如但不限于，不锈钢或热塑性塑料，例如但不限于聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚氨酯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜或聚苯砜。也可使用其他聚合物。这些材料可用碳纤维和玻璃纤维中的至少一种来加强。另一替代物是可能用碳纤维和玻璃纤维中的至少一种加强的聚丙烯。当抵靠塑料薄片推动时，坚硬的锋利吸管头5a将刺穿封闭件的塑料薄片，此后，吸管1可用于吸取样品并且在必要时分配样品，此后可丢弃吸管头5a，与丢弃任何其他吸管头一样。
图4a至图4c图示吸管头5a的开口15的其他实例。一般地说，所述图式图示由边缘10界定的开口15的实例，所述边缘以使得边缘10自身相对于开口15以角度β倾斜的方式切割。
图4a图示开口15相对于平面19不倾斜(α＝0)并且边缘10沿整个边缘10与所述角度β＝β1圆周对称的实施方式。
注意，图4a展示吸管头5a具有比外表面延伸得更远的内表面的情况。然而，角度β＝β1可具有使得外表面比内表面延伸得更远的值。
本领域技术人员将显而易见，当使用如图4a中所示的吸管头5a时，可具有刺穿薄片的效果。如果不需要这种状况，那么可使用如图4b和图4c中所示开口(以及图2a中所示开口)的其他开口15。
图4b和图4c的共同点在于边缘10相对于开口15以角度β倾斜，所述角度在边缘10的每个位置不同。优选延伸最远的部分10a具备最大倾斜，以容易地刺穿薄片。因此，在延伸最近的部分10b处的角度β2可小于在延伸最远的部分10a处的角度β1。有可能的是角度β2＝0(图4c)或角度β1和β2具有相反符号。β1和β2优选在5与90度之间，更优选在30与50度之间，并且最优选在30与45度之间的范围内。
在实施方式中，所述边缘10具有相对于所述开口以所述第二角度β1、β2、β3倾斜的表面，所述角度大于等于0，从而具有所述边缘仅针对所述开口的部分以所述第二角度β1、β2、β3倾斜的性质。
类似图2b的吸管5a，图4a至图4c的吸管头5a也可为部分锋利的，以便使圆形或椭圆形的部分不锋利，所述圆形或椭圆形部分包含在液体移取侧的吸管头5a的开口15。这可以与图2b的吸管5a相同的方式用非锋利部分实施。这将具有以下效果：当刺穿薄片时，并非吸管头5a的整个形状，而是仅部分将从薄片切除，从而形成连接到薄片的剩余部分的活瓣。切割整个形状可能导致以下情况：切除的薄片可能进入吸管头5a并且阻塞吸头5a的入口或以其他方式妨碍精确的液体分配。
吸管头5a可用于具有机械吸液器的布置，如本领域技术人员将显而易见的。
自动机械吸液器可与液体感测吸管头协作。可(例如)通过使如本文所描述的吸管头导电而使所述吸管头具有液体感测功能。这可以本领域技术人员已知的方式进行，例如，通过将作为添加剂的碳粒子混合到用于生产吸头的热塑性塑料中。钢吸头已为导电的。这种导电吸头则可电连接到机械吸管内的控制器，所述控制器还控制所述导电吸头的其他功能。或者，感测功能还可通过连接到导电吸管头并且布置为与所述控制器通信的单独(专用)控制器执行。机械吸液器采用导电性来感测接触吸头的液体的存在。
本吸管可有利地用于PCR方法。在常规热循环仪中，PCR在微量滴定平板(例如，具有8行12个孔，总计96个孔)中进行，所述微量滴定平板可由顶部上的自粘合薄片(板密封胶)密封。密封板插入热循环仪中，此后需要去除板密封胶以便可接取微量吸管或机械吸管的样品。通过使用本文所描述的吸管头5a，可省略在吸液之前去除板密封胶。如果吸管头5a由合适材料(例如，聚碳酸酯)制成并且在开口15处足够锋利，那么吸管头5a能够刺穿板密封胶。
在有利实施方式中，根据本发明的吸管1可用于刺穿覆盖如非预先公开的专利申请案PCT/NL2011/050354中所示的封闭件的薄片。所述申请案论述一种PCR装置和方法，其中可封闭和吸取样品。通过使用本吸管头，薄片中的开口可使用吸管本身形成。
现在将参考图5a至图5c描述PCT/NL2011/050354中所论述的封闭件。
可生产由PCR反应混合物填充的封闭件。所述PCR反应混合物可包含水、DNA模板、DNA聚合酶、核苷酸、引物、缓冲剂、MgCl2和PCR强化剂和其他物质，所述物质可有助于PCR反应。
封闭件可由极薄材料制成，因为封闭件的形状并不取决于材料的刚性。所述封闭件的形状也不一定是固定的。封闭件可具有低至0.01mm或更薄的壁，这取决于制造封闭件的材料的强度和其他性质。这些薄壁有助于产生极限温度爬升。为了获得所述高温爬升，一个封闭件的容量可有利地在5μl至100μl的范围内，优选地在10μl至50μl的范围内，最优选地在10μl至20μl的范围内。
封闭件由合适耐温度的塑料组成，所述封闭件不干扰PCR反应，并且即使是在已添加混合物并且因此密封位置可能存在水分后，在所有侧面上都可为封闭的。
这种封闭件的实例为袋状物，所述袋状物可以参考图5a至图5c所解释的方式生产。图5a图示用于生产袋状物形式的这种封闭件的装置101。
图5a图示具有第一板103和第二板105的装置101，以横截面视图图示所述两个板。第一板103具有一或多个延伸部107(i)。如图所示，这些延伸部可为中空的。然而，所述延伸部也可为实心的。所述延伸部在平行于第一板103的顶表面的第一视图中可具有圆形横截面。所述延伸部在垂直于第一视图的第二视图中可具有椭圆形横截面。然而，实施方式不限于这些形状。举例来说，平行于第一板103的表面的横截面视图可为矩形的或者可具有任何其他合适的横截面形状。
第二板105具有一或多个开口109(i)，所述开口经布置及成形以使得每一开口109(i)可收纳第一板的对应延伸部107(i)。优选延伸部107(i)的外部形状大体上对应于开口109(i)的内部形状。
为了形成一或多个袋状物117(i)，将塑料薄片111布置在第一板103与第二板105之间。将第一板103和第二板105两者加热到预定温度。这些温度可相等并且经选择以在板103和105接触塑料薄片111时软化塑料薄片111。如箭头A(1)所指示，使第一板103和第二板105朝向彼此移动，以使得每一延伸部107(i)由对应开口9(i)收纳。通过延伸部107(i)将软化的塑料薄片推入开口9(i)中以形成袋状物117(i)(图5b)。将形成与存在的延伸部107(i)和开口9(i)一样多的袋状物117(i)。这些袋状物117(i)通过未推动到开口9(i)内部的塑料薄片111的部分彼此连接。
观察到板103、105中的一个可保持在固定位置中，并且仅另一个需要移动以便产生如箭头A(1)所示的移动。板103、105可由铝、钢或具有大体上高熔化温度和大体上高传热系数的任何其他材料制成。如果塑料薄片是丙烯，那么所述板的使用温度可在323K与573K，更优选地323K与473K，最优选地373K与443K之间的范围内。塑料可为聚丙烯。然而，可反而使用任何其他合适材料，例如，聚乙烯、聚乙烯、PMMA(＝聚甲基丙烯酸甲酯)、POM(＝聚甲醛)等。
将板103、105从彼此去除并且从装置1去除具有袋状物117(i)的塑料薄片111。接着，具有袋状物117(i)的塑料薄片111经布置以使得袋状物117(i)插入第三板113中的对应开口115(i)中。第三板13未经加热(因此，处于室温或者如果样品需要的话可受到冷却)并且可由玻璃、合适的金属或合适的聚合物制成。
一旦插入开口115(i)中，袋状物由预定PCR反应混合物填充，如在图5b中用箭头A(2)所指示。
在塑料薄片111的顶部提供另一塑料薄片119。如用箭头A3所指示，所述另一塑料薄片119放在塑料薄片111上。在位置123处，参见图5c，将另一塑料薄片密封到塑料薄片111。位置123位于袋状物117(i)之间，并且为另一塑料薄片119接触塑料薄片111的位置。为了密封，可使用任何合适的手段和方法，例如，胶合、加热、应用超声波等。使用21000Hz与100000Hz，更优选为35000Hz与45000Hz之间，最优选为38000Hz与42000Hz之间的范围内的频率，超声波可为优选的。使用这些频率将避免封闭件中存在的任何水分也被加热。
延伸部107(i)和开口9(i)可按矩阵排列来排列。接着，袋状物117(i)也将按矩阵排列来排列。任何数目(例如，96个)的袋状物可平行放置在独立行中或者连接。袋状物还可串联接合以形成袋状物矩阵。或者，可生产聚丙烯薄片板以包括袋装物117(i)的行和列(例如，一行8或12列，或12行8列)。袋状物117(i)可为圆形、矩形或者可具有任何其他合适的横截面形状。数目意在充当实例。
可使用根据本发明的具有吸管头5a的吸管的方法包含以下动作：
a)提供根据本发明的具有吸管头的吸管；
b)提供用封盖覆盖并且含有样品的封闭件；
c)用所述吸管刺穿所述封盖；
d)至少部分通过所述吸管吸取所述样品。
本领域技术人员应显而易见，仅作为实例提及PCR方法中的吸管头5a的应用。吸管头5a可用于在无需预先打开容器的情况下从任何密封或闭合的封闭件提取液体样品。
应了解，本发明仅受附加权利要求书和所述权利要求书的技术等效物限制。在本文件和其权利要求书中，动词“包含”和其变化形式以其非限制意义使用，意味着包括词语之后的物品，而不排除未特定提及的物品。另外，除非上下文明确要求存在一个且仅一个元件，否则由不定冠词“一”对元件的参考不排除存在多于一个元件的可能性。不定冠词“一”因此通常意味着“至少一个”。

Claims (16)

1.一种吸管头，所述吸管端具有布置为安装到吸管(1)的吸管主体(3)的第一端并且具有带有开口(15)的第二端，所述开口由边缘(10)界定并布置为插入样品中，预期所述样品至少部分地由所述吸管吸取，其特征在于所述开口(15)具有锋利剖面，以使得所述开口可用于刺穿覆盖含有所述样品的封闭件的封盖(119)。
2.根据权利要求1所述的吸管头，其特征在于所述开口(15)相对于平面(19)以第一角度(α1；α2；α3)倾斜，所述平面界定为相对于所述吸管头(5a)的中心轴(17)垂直，所述第一角度(α1；α2；α3)大于等于0，优选地在5与90度之间，更优选为在30与50度之间，且最优选为在30与45度之间。
3.根据权利要求2所述的吸管头，其特征在于所述边缘(10)具有相对于所述开口(15)以第二角度(β1；β2；β3)倾斜的表面。
4.根据权利要求3所述的吸管头，其特征在于所述第二角度取决于所述边缘表面上的位置而不同，以使得第二角度在从所述吸管头(5a)延伸最远的部分(10a)处最大。
5.根据权利要求3所述的吸管头，其特征在于所述边缘(10)具有相对于所述开口以所述第二角度(β1；β2；β3)倾斜的表面，所述角度大于等于0，从而具有所述边缘仅针对所述开口的部分以所述第二角度(β1；β2；β3)倾斜的性质。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸管头，其特征在于所述吸管头(5a)由不锈钢或热塑性塑料中的一种制成。
7.根据权利要求6中任一项所述的吸管头，其特征在于所述吸管头(5a)由热塑性塑料制成，所述热塑性塑料是聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚氨酯、热塑性聚砜、热塑性聚醚酰亚胺、热塑性聚醚砜、热塑性聚苯砜和聚丙烯中的一种。
8.根据权利要求7所述的吸管头，其特征在于所述吸管头(5a)用碳纤维和玻璃纤维中的至少一种加强。
9.根据前述权利要求中任一项所述的吸管头，其特征在于所述边缘(10)的部分(10c)不具有锋利剖面。
10.根据权利要求9所述的吸管头，其特征在于所述边缘(10)的所述部分(10c)在其内部和外部中的至少一者处为圆弧。
11.根据权利要求9或10所述的吸管头，其特征在于所述边缘(10)具有全长并且所述边缘(10)的所述部分(10c)沿所述全长的最大10％，优选最大5％并且更优选最大3％延伸。
12.根据前述权利要求中任一项所述的吸管头，所述吸管头包括作为添加剂以允许感测液体的导电材料，如碳。
13.一种具备根据前述权利要求中任一项所述的吸管头的吸管。
14.一种机械吸液器，所述机械吸液器包含根据权利要求13所述的吸管。
15.一种套件，所述套件包含根据权利要求13所述的具有吸管头的吸管以及用封盖覆盖并且含有样品的至少一个封闭件，所述样品至少部分用所述吸管从所述封闭件吸取。
16.一种从封闭件至少部分吸取样品的方法，所述方法包含：
a)提供根据权利要求13所述的具有吸管头的吸管或根据权利要求14所述的机械吸管；
b)提供用封盖覆盖并且含有样品的封闭件；
c)用所述吸管刺穿所述封盖；
d)至少部分地通过所述吸管吸取所述样品。
CN201380069145.0A 2012-11-28 2013-11-27 吸管头，具备此吸管头的吸管，包含此吸管头和含有样品的至少一个封闭件的套件，以及使用此吸管的方法 Pending CN105263626A (zh)

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