CN105606428A - 颗粒混合 - Google Patents
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Abstract
描述了一种从生物样品分离分析物的方法。所述方法包含提供当存在于容器中的溶液中时，能够结合所述分析物的颗粒，所述容器包含壁，其中所述壁的至少部分是柔性的。通过向所述容器的壁的柔性部分施加力超过一次将所述颗粒悬浮在溶液中。接着，从所述容器取出悬浮颗粒的等分试样。将取出的等分试样分配到样品中，而所述样品在适合将所述分析物固定在颗粒上的条件下孵育。接着从其它材料分离结合有分析物的颗粒，且所述生物样品的至少部分被移除。
Description
用于检测或测量分析物的诊断试验通常需要所述分析物的至少部分纯化。一种通常用于分析物试验例如免疫测定或核酸测试的方法涉及分析物直接或间接结合颗粒。因此，需要向待测试的样品提供能够直接或间接结合分析物的颗粒。颗粒可以以固体形式提供，但优选的是作为溶液中的颗粒悬浮液提供，一般通过将含有悬浮颗粒的溶液等分试样使用移液装置转移。
当这种分析物结合颗粒作为溶液中的悬浮液提供时，当通过移液装置抽吸等分试样用于转移到样品时，必须注意悬浮液是均质的。通常，包含这些悬浮颗粒溶液的容器使用摇动机械装置摇动所述容器。悬浮颗粒溶液的均质性可能受到由摇动机械装置(mechanism)实施的摇动运动本身以及受到容器的设计的影响。
发明概述
本发明涉及从生物样品分离分析物的方法。所述方法包含提供当存在于容器中的溶液中时，能够结合所述分析物的颗粒，所述容器包含壁，其中所述壁的至少部分是柔性的。通过向所述容器的壁的柔性部分施加力超过一次将所述颗粒悬浮在溶液中。接着，从所述容器取出悬浮颗粒的等分试样。将取出的等分试样分配到样品中，而所述样品在适合将所述分析物固定在颗粒上的条件下孵育。接着从其它材料分离结合有分析物的颗粒，且所述生物样品的至少部分被移除。
本发明进一步涉及用于分离分析物的包含容器的系统。所述容器包含壁。所述壁的至少部分是柔性的。所述容器包含溶液中的颗粒。所述系统还包含分离站。所述系统进一步包含可移动的机械装置，其功能上连接到作为所述容器的壁的一部分的柔性部分，以及配置为控制所述可移动机械装置的控制单元，使得其向作为所述容器的壁的一部分的柔性壁施加压力以在所述容器中悬浮所述颗粒。
发明详述
本发明公开涉及一种用于混合能够结合生物分子的颗粒的方法。所述方法包括提供悬浮于容器中的溶液中的颗粒的步骤，所述容器包含壁，其中所述壁的至少部分是柔性的，并通过向所述容器的壁的柔性部分施加力超过一次悬浮所述颗粒。
术语“分析物”用于本文可以是对于检测感兴趣的任意种类的分析物，且其检测对于生物体的诊断状态是指示性的。在一个具体的实施方案中，所述分析物是生物分子。所述生物体可以是动物或者，在一个实施方案中，是人。“生物分子”可以是蛋白，多肽，抗体或核酸。在一个实施方案中，所述分析物是目标核酸。“目标核酸”是如本领域的专业技术人员所知的核苷酸的聚合化合物。“目标核酸”用于本文表示应分析的样品中的核酸，例如，应当确定在生物样品中存在，不存在和/或其量。所述目标核酸可以是基因组序列，例如，具体基因的部分，或RNA。在其它实施方案中，所述目标核酸可以是病毒或微生物。
所述分析物可以存在于液体样品中，或其可以存在于贴在支持物上的固体样品中。固体样品可以包括组织。
术语“样品”用于本文，指代怀疑含有感兴趣的分析物的材料。所述样品可以衍生于任意生物来源，例如生理液体，包括血液，唾液，眼晶状体液，脑脊液，汗液，尿液，乳汁，腹水，粘液，关节液，腹膜液，羊水，组织，细胞等。所述样品可以在使用前预处理，例如从血液制备血浆，稀释粘性液体，裂解液等；处理方法可以包括过滤，蒸馏，浓缩，或干扰组分的失活，以及试剂的添加。从来源获得的样品可以直接使用，或者在预处理以改变所述样品的性质之后使用，例如，在使用另一种溶液稀释之后或已经与试剂混合之后，例如以实施一种或多种诊断试验像是例如，临床化学试验，免疫测定，凝固试验，核酸检测等。术语“样品”用于本文因此不仅用于原始样品还涉及已经处理过的样品(移取，稀释，与试剂混合，富集，分离，已纯化的，已扩增的等)。
在体外诊断中，经常通过从样品中存在的其它材料分离来富集分析物。所述富集对于检测方法的灵敏度和质量是有益的。一种已建立的分离方法包含感兴趣的生物分子结合到固体支持物。术语“固体支持物”用于本文涉及分析物能够结合的任意种类的固体支持物，通过吸附作用直接且非特异性的结合，或间接且特异性的结合。间接结合可以是分析物与固定在固体支持物上的抗体的结合，或标签与标签结合化合物的结合，例如6xHis标签和Ni-螯合物，或亲和素结合链霉亲和素包被的珠。固体支持物可以是聚合物，或聚合物的组合物。特别地，颗粒可以用作固体支持材料。颗粒的例子包括乳胶颗粒，磁性二氧化硅颗粒，金属颗粒，磁性玻璃颗粒。其它类型的固体支持物包括玻璃纤维，玻璃纤维滤器，滤纸等，然而固体支持材料不限于这些材料。
当使用颗粒作为固体支持物用于分析物的分离时，它们可以以干燥形式添加到样品。它们也可以悬浮于溶液中提供。当提供悬浮于溶液的颗粒时，方法的重复性受到悬浮液的均质性的影响。因此，在将该溶液的等分试样转移到所述样品之前，将包含悬浮颗粒的溶液混合是重要的。通过本发明通过提供悬浮于容器中的溶液中的颗粒得到了改善的均质溶液，所述容器具有至少部分是柔性的壁。通过向所述容器的壁的柔性部分施加力超过一次获得所述均质溶液。所述力导致容器中液体的运动，从而得到悬浮颗粒的混合，导致悬浮颗粒的均质性的改善。
在一个具体的实施方案中，力施加到位于所述容器的下半部分的区段，其中所述区段位于所述容器的所述壁的柔性部分。
在本发明的一个实施方案中，通过可移动的机械设备完成力的施加。在一个具体的实施方案中，所述力的施加通过可移动机械设备自动完成。在一个实施方案中，这种可移动机械设备可以是具有工具的设备，所述工具配置为向容器的柔性部分施加力。与所述容器接触的面可以是平的或者圆形的。可以通过，例如对容器的柔性部分击打或拍击所述工具施加力。所述可移动机械设备可以手动移动以在所述容器的柔性部分上施加力。对于自动化，所述工具可以连接到机械臂。在任一种情况下，可以通过对容器的柔性部分击打所述工具施加力。
在另一个实施方案中，可以手动施加力。这可以通过使用几根手指挤压所述容器的底部完成，其接着导致颗粒的悬浮以得到溶液中的颗粒悬浮液改善的均质性。
在本文所述的本发明的一个具体的实施方案中，使用磁性颗粒。
本公开进一步涉及一种包含壁的容器，其中所述壁的至少一部分是柔性的。所述容器包含含有颗粒的溶液。所述容器装在框架中，其中所述框架包含开放的底部，配置为允许接近所述壁的柔性部分，以便力可以施加到所述容器的壁的柔性部分上。
术语“框架”涉及容器的外部支持结构。在一个实施方案中，所述容器被固定到框架。术语“固定”涉及所述容器物理附着到所述框架。所述容器可以通过胶合固定或可以通过应用加热固定。可以使用其它已知类型的将容器固定到框架。因此，所述容器不与框架一体成型。由于所述框架结构上支持所述容器，其使用与所述容器不同的材料制造。在一个具体的实施方案中，所述框架使用刚性材料制造。
所述框架具有开口，以允许接近所述壁的柔性部分，以便力可以施加到所述容器的壁的柔性部分上。在一个具体的实施方案中，所述框架具有开放的底部以允许接近所述壁的柔性部分，以便力可以施加到所述容器的壁的柔性部分上。在进一步的具体实施方案中，所述框架具有两个长壁和两个短壁，其中每个长侧壁的边缘接触一个短侧壁的边缘。在进一步的具体实施方案中，一个长侧壁从框架的顶端延伸到另一长侧壁的底部以上的水平。因此，从顶部往下，一个长侧壁比另一侧的壁短。这使得可移动机械工具的接近更容易。在一个实施方案中，所述框架具有开放的顶端。
在一个实施方案中，所述容器在底端封闭，并包括开放的顶端。封闭的底端允许所述容器容纳溶液。开放的顶端允许所述容器被填充溶液，还使得可以取出溶液或其等分试样。
在一个实施方案中，所述框架和容器包含在顶端的共同盖。因此，所述盖覆盖所述容器的开放顶端和所述框架的开放顶端。在具体的实施方案中，所述盖包含至少一个密封，其中所述密封可以由移液枪头或针穿透。所述盖可以在溶液填充到容器之后安装到框架和容器上。所述盖保护容器中的溶液不溢出或防止外部污染。为了能够从加盖的容器和框架取出悬浮颗粒的等分试样，所述盖上包含至少一个配置为移液枪头或针可穿透的密封。
移液枪头或枪头，更具体的一次性枪头，其可逆地或固定地附接到移液装置。针是非一次性枪头，具体的钢针，其可以可逆地或固定地附接到移液装置。这些装置可以用于移液。术语“移液”在本文中用于表示抽吸，例如在第一步吸出一定体积的液体而在第二步分配一定体积的液体，其中分配的液体体积可以与抽吸的液体体积相同或不同，且其中在第一步和第二步之间可以发生或不发生中间抽吸和/或分配步骤。移液装置是配置为使用移液枪头或针以抽吸和分配的自动化装置。这些装置是本领域中已知的。一种移液装置可以能够接合一个或多个枪头或针，或者可以具有一个或多个枪头或针固定地附接到它。可穿透密封是其可以被移液枪头或针穿透的密封。所述密封可以是易碎的，例如，所述密封被移液枪头或针破坏，而之后不能再密封。在另一个实施方案中，所述密封是可重复密封的。这种可重复密封的密封的例子是由橡胶制造的密封。在一个具体的实施方案中，所述盖包含至少一个分裂隔膜。分裂隔膜是一种预留狭缝的密封。这些密封是本领域已知的。其具有比没有预留狭缝的隔膜更容易穿透的优势。另一方面，所述分裂隔膜在移液枪头或针已经撤出后再次封闭，从而降低所述容器中的所容之物溢出或污染的风险。
在本文所述的容器的一个具体实施方案中，所述容器的材料是橡胶样材料。这种材料提供壁的柔性，耐久性，并使得可以在视觉上控制悬浮于所述容器中所含的溶液中的颗粒的混合和均质性。
本发明涉及从生物样品中分离分析物的方法。所述方法包含提供当存在于容器中的溶液中时，能够结合所述分析物的颗粒，所述容器包含壁，其中所述壁的至少部分是柔性的。通过在所述容器的壁的柔性部分施加力超过一次将所述颗粒悬浮于溶液中。接着从所述容器取出悬浮颗粒的等分试样。将取出的等分试样分配到样品中，接着所述样品在适合将所述分析物固定在所述颗粒上的条件下孵育。接着将具有结合的分析物的颗粒从其它材料分离，且所述生物样品的至少部分被移除。
如上文所述，在体外诊断中，经常通过从样品中存在的其它材料分离来富集分析物。该富集对于检测方法的灵敏度和质量是有益的。一种已建立的分离方法包含感兴趣的生物分子结合到固体支持物。为了这一目的，在容器中提供能够结合所述分析物的颗粒。因此，所述容器装有这些颗粒的悬浮液。为了将受控量的悬浮液等分试样中的颗粒分配到样品，所述应当作为均质悬浮液存在于所述容器中容纳的溶液中。所述悬浮液越均质，分离样品后检测和测量分析物最终得到的数据就越可信和精确。在本发明中，通过使用包含壁的容器获得均质悬浮液，其中所述壁至少部分是柔性的，且通过在所述容器的壁的柔性部分施加力超过一次。由此可以在溶液中得到颗粒的均质悬浮液。接着可以从所述溶液中取出等分试样并分配到样品中。这确保了一定体积的等分试样将与从所述容器中容纳的相同溶液中取出的相同体积的第二等分试样始终含有相同量的颗粒。在等分试样的分配后，在适合所述分析物固定到所述颗粒上的条件下使样品与颗粒孵育。这些条件是本领域已知的。一旦分析物被固定，将具有结合的分析物的颗粒从含有样品的溶液中存在的其它材料分离，且所述生物样品的至少部分被移除。
术语“等分试样”如本文所述使用涉及溶液的一部分。
在本文所述的方法的一个实施方案中，所述方法另外包含在从其它材料分离后洗涤所述具有结合的分析物的颗粒一次或多次。术语“洗涤”应理解为表示体积适合的溶液加到具有结合的分析物的颗粒。适合的洗涤洗溶液为洗涤缓冲液。“洗涤缓冲液”是设计为移除不需要的组分的液体，尤其是在纯化步骤中。这些缓冲液是本领域已知的。在核酸纯化的情况下，所述洗涤缓冲液适合洗涤固体支持物材料以将固定的核酸从任何不需要的组分分离。因此，在一个实施方案中，所述分析物是核酸。所述洗涤缓冲液可以，例如，含有溶于缓冲溶液中的乙醇和/或离液剂，或含有无上述乙醇和/或离液剂的酸性pH溶液。通常洗涤溶液或其它溶液作为储液提供，在使用前需要稀释。
在洗涤步骤结束时，至少部分的洗涤溶液从颗粒分离并移除。在一个具体的实施方案中，所述清洗步骤重复至少一次。
在一个实施方案中，所述方法另外包含在分离或洗涤步骤后，从所述颗粒洗脱分析物。术语“洗脱”涉及结合的分析物从颗粒的释放。通常，使用适合的洗脱缓冲液进行洗脱。“洗脱缓冲液”在本发明的上下文中是一种适合用于从颗粒分离分析物的液体。这种液体可以是，例如，蒸馏水或水性盐溶液，如例如，Tris缓冲液如TrisHCl，或者HEPES，或本领域的技术人员已知的其它适合的缓冲液。在所述分析物是核酸的情况下，这种洗脱缓冲液的pH值可以是碱性或中性。所述洗脱缓冲液可以含有其它组分例如螯合剂像是EDTA，其通过降解酶的失活稳定分离的核酸。
洗脱可能需要升高的温度。作为非限制性的例子，在所述分析物是核酸的情况下，洗脱在温度为70℃至90℃进行，更具体的在温度为80℃进行。
在所述方法的一个实施方案中，机械地施加力。在具体的实施方案中，通过操作者使用手施加力。更具体的，所述操作者可以使用手重复挤压和释放所述柔性部分，从而施加机械力。
在另一个实施方案中，机械施加是自动化的。在具体的实施方案中，通过可移动的机械装置实现自动化。在更具体的实施方案中，所述可移动机械装置可以是配置为击打或挤压所述容器的柔性部分的装置。这种可移动机械装置的一个具体实施方案是连接到机器臂的夹具或锤头。
在本发明的一个实施方案中，所述从容器中取出等分试样在向容器的壁的柔性部分上施加力的期间进行。这具有在施加力的期间，颗粒更均质的悬浮的优势，因此，等分试样含有颗粒的均质悬浮液，从而增加最终完成的分析物的检测或测量的可信度和质量。
本发明进一步涉及用于分离分析物的包含容器的系统。所述容器包含壁。所述壁的至少部分是柔性的。所述容器包含溶液中的颗粒。所述系统还包含分离站。所述系统进一步包含可移动的机械装置，其功能上连接到作为所述容器的壁的一部分的柔性部分，以及配置为控制所述可移动机械装置的控制单元，使得其向作为所述容器的壁的一部分的柔性壁施加压力以在所述容器中悬浮所述颗粒。
使用能够结合分析物的颗粒用于分离分析物的系统是本领域公知的。这些系统包含分离站。当使用非磁性的颗粒时，适合的分离站可以包含过滤单元，其配置为保留所述颗粒，以及真空系统，其配置为当应用真空时从所述颗粒移除液体。这种分离站的另一个实施方案是离心单元，其配置为在含有样品和具有结合的分析物的颗粒的容器中，沉淀颗粒，从而，将颗粒从容器中存在的溶液分离。另一种通常使用的分离站是磁性分离站，其配置为在一个或多个含有样品和具有结合的分析物的颗粒的容器底部或壁上保留磁性颗粒。所有这些分离站都配置为从样品和颗粒悬浮液的液体组分分离具有结合的分析物的颗粒，并在分析物结合到颗粒后，移除样品和其它液体。接着所述颗粒可以洗涤并回收，或者直接回收。如前所述，如此从样品中的其它材料分离的颗粒接着可以另外地洗涤以去除污染，和/或所述分析物可以最后从颗粒洗脱。由此获得的分析物接着可以在相同或不同的系统中检测或测量。
本发明的系统包含可移动的机械装置，其功能上连接到作为所述容器的壁的一部分的柔性壁。术语“功能上连接”理解为表示所述可移动机械装置与所述壁的柔性部分以允许在所述容器容纳的溶液中获得所述颗粒的均质悬浮液的方式相互作用。
所述系统包含用于控制分析器的控制单元(CU)。这种控制单元可以是独立的单元或者可以是分析仪器的组成部分。所述控制单元以试验方案的必要步骤由分析器进行的方式控制分析器。这表示所述控制单元，例如，指示所述控制器进行特定的移液步骤以混合样品和试剂，或所述控制单元控制所述分析器孵育所示样品混合物特定时间等等。所述控制导单元从数据管理器接收信息，对于特定样品需要完成哪种测试并基于此确定所述分析器(可能还有样品制备单元)需要进行的步骤。在特定的实施方案中，所述控制单元与数据管理单元是一体的，或者可以通过共同的硬件来实施。
在本发明的系统的一个实施方案中，所述容器装在框架中，其中所述框架在所述容器的底部包含开口。在具体的实施方案中，所述框架和容器由盖覆盖。在更具体的实施方案中，所述盖包含至少一个开口。该开口可以允许接近所述容器的内含物。在一个甚至更具体的实施方案中，可重复密封的密封覆盖所述开口。这些密封由柔性材料制成，例如橡胶或热塑性材料。其防止内含物的污染或溢出。
在所述系统的一个实施方案中，其进一步包含移液装置。在更具体的实施方案中，移液装置和所述可移动机械装置功能上连接，并且所述控制单元配置为控制可移动机械装置和移液装置，使得对于所述移液系统抽吸含有颗粒的溶液的等分试样所需要的至少同一时间段，可移动机械装置在作为容器的壁的一部分的柔性壁上施加力以在悬浮容器中的颗粒，且当移液系统抽吸含有颗粒的溶液的等分试样的时候，所述可移动机械装置在作为容器的壁的一部分的柔性壁上施加力。
术语“移液装置和所述可移动机械装置功能上连接”表示它们的移液功能和施加力的功能协调。
实施例
图1示出了包含封闭底端(7)和开放顶端(9)的容器(1)。容器(1)的开放顶端(9)由盖(2)覆盖。容器(1)包含壁(6)。壁(6)至少一部分是柔性壁(3)。容器(1)含有溶液(4)，其中颗粒(8)悬浮。可以通过可移动机械装置(5)在容器(1)的壁(6)的柔性部分(3)上施加力来完成颗粒(8)的均质混合。
图2示出容器(1)包含壁(6)，其至少部分包含柔性壁(3)。容器(1)进一步包含封闭底端(7)和开放顶端(9)。像图1中一样，容器(1)含有溶液(4)，其中颗粒(8)悬浮(本图中未示出)。容器(1)装在框架(10)中。框架(10)包含底部(12)上的开口(11)。可移动机械装置(5)可以通过框架(10)的开口(11)接近容器(1)的柔性壁(3)。在一个具体的实施方案中，可移动装置(5)可以包含机械臂(roboticarm)(13)。
图3示出了覆盖容器(1)(未示出)和框架(10)的盖(14)。在一个具体的实施方案中，盖(14)包含开口(15)，其中可以设置可再密封的密封(16)。图3示出了，作为具体的实施方案，包含基部(18)和多个隔片(16)的隔膜片(17)。每个可再密封的隔片(16)对附接到移液装置(20)的移液枪头(19)是可穿透的。移液枪头(19)可以是可释放地附接到移液装置(20)的一次性枪头或固定于移液装置(20)的针。
图4是含有分离站(22)，移液装置(20)和可移动机械装置(5)的系统(23)的示意图。系统(23)进一步包含容器(1)，其具有包含颗粒(8)的溶液(4)。系统(23)中包含的控制单元(21)配置为控制可移动机械装置(5)和移液装置(20)使得对于移液装置(20)抽吸含有颗粒(8)的溶液(4)的等分试样所要求的至少同一时间段，可移动机械装置(5)在容器(1)的壁(6)的柔性部分(3)上施加力以在悬浮容器(1)中的颗粒(8)(本图未示出)。
图5是分析物(24)结合的颗粒(8)的示意图。
Claims (14)
1.一种从生物样品中分离分析物的方法，包括
-提供当存在于容器中的溶液中时能够结合所述分析物的颗粒，所述容器包含壁，其中所述壁的至少部分是柔性的，
-通过在所述容器的壁的柔性部分上施加力超过一次在所述溶液中悬浮所述颗粒，
-从所述容器中取出该悬浮颗粒的等分试样，
-将所述等分试样分配到样品中，
-在适合所述分析物固定化到所述颗粒上的条件下孵育所述样品，
-将具有结合的分析物的所述颗粒与其它材料分离且除去所述生物样品的至少部分。
2.权利要求1的方法，另外包括在与其它材料分离后，洗涤具有结合的分析物的所述颗粒一次或多次。
3.权利要求1或2的方法，另外包括在分离或洗涤后，从所述颗粒洗脱所述分析物。
4.权利要求1的方法，其中以机械施加所述力。
5.权利要求1的方法，其中力的所述机械施加是自动化的。
6.权利要求4的方法，其中可移动机械装置在所述容器上施加力。
7.权利要求1的方法，其中所述从容器取出等分试样在所述容器的壁的柔性部分上施加力期间进行。
8.一种用于分离分析物的系统，其包含容器和分离站，所述容器包含壁，其中所述壁的至少部分是柔性的，其中所述容器包含溶液中的颗粒，所述系统进一步包含功能上连接到作为所述容器的壁的一部分的所述柔性壁的可移动机械装置，以及计算机控制器，其配置为控制所述可移动机械装置，使得它在作为所述容器的壁的一部分的柔性壁上施加压力以在所述容器中悬浮所述颗粒。
9.权利要求8的系统，其中所述容器装在框架中，其中所述框架在所述容器的底部包含开口。
10.权利要求9的系统，其中所述框架和所述容器由盖覆盖。
11.权利要求9的系统，其中所述盖包含至少一个开口。
12.权利要求11的系统，其中可重复密封的密封覆盖所述开口。
13.权利要求8的系统，所述系统进一步包含移液装置。
14.权利要求13的系统，其中所述移液装置和所述可移动机械装置功能上连接，且所述计算机控制器配置为控制所述可移动机械装置和所述移液装置，使得对于所述移液系统抽吸含有所述颗粒的溶液的等分试样所需要的至少同一时间段，所述可移动机械装置在作为所述容器的壁的一部分的柔性壁上施加力以在悬浮所述容器中的颗粒，且当所述移液系统抽吸含有颗粒的溶液的等分试样的时候，所述可移动机械装置在作为所述壁的一部分的柔性壁上施加力。
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |