CN105723202A - 用于固相和液相之间的反应的改进的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于使固定的反应参与物与至少一种液体接触的设备,其包括:具有底部的池,由所述底部向所述池的内部空间突出至少一个具有上侧面的隆起,所述至少一个隆起具有通道,所述通道由所述池的底部向隆起的上侧面延伸,优选垂直于所述池的底部延伸并且在所述隆起的上侧面上通向至少一个出口开口,其中所述通道通过进料元件借助泵装置由至少一个液体储存器供料,所述液体储存器包含至少一种液体;支撑装置,其设置用来如此可拆卸地支撑至少一个载玻片,优选多个载玻片,所述载玻片具有至少一个具有固定的反应参与物的粘着面,使得所述粘着面朝向所述池的内部空间,并且使得所述隆起的上侧面与所述粘着面相对彼此定位,使得由所述出口开口流出的液体与固定的反应试剂接触,其中所述设备可选地包括引入所述支撑装置的载玻片;以及涉及用于使固定的反应参与物与至少一种液体接触的方法,包括如下步骤:a)将反应参与物固定在至少一个载玻片的粘着面上,所述载玻片适合于引入根据本发明的设备的支撑装置中,b)如果在根据本发明的设备以外进行前述步骤,则将载玻片引入入根据本发明的设备的支撑装置中,优选通过输送装置引入根据本发明的设备,c)通过所述进料元件向出口开口方向导入所述至少一种液体,直至所述至少一种液体与所述固定的反应参与物接触。
Description
技术领域
本发明涉及用于使固定的反应参与物与至少一种液体接触的设备,所述设备包括具有底部的池,由所述底部向所述池的内部空间突出至少一个具有上侧面的隆起,其中所述至少一个隆起具有通道,所述通道由所述池的底部向隆起的上侧面延伸,优选垂直于所述池的底部延伸并且在所述隆起的上侧面上通向至少一个出口开口,其中,所述通道通过进料元件借助泵装置由至少一个液体储存器供料,所述液体储存器包含至少一种液体;支撑装置,其设置用于如此可拆卸地保持至少一个载玻片,优选多个载玻片,所述载玻片具有至少一个带有固定的反应参与物的粘着面,使得所述粘着面朝向所述池的内部,并且使得所述隆起的上侧面与所述粘着面如此相对彼此定位,使得由所述出口开口流出的液体与固定的反应试剂接触,其中所述设备可选地包括引入所述支撑装置的载玻片;以及本发明涉及用于使固定的反应参与物与至少一种液体接触的方法,所述方法包括如下步骤:a)将反应参与物固定在至少一个载玻片的粘着面上,所述载玻片适合于引入根据本发明的设备的支撑装置中,b)如果在根据本发明的设备以外进行前述步骤,则将载玻片引入根据本发明的设备的支撑装置中,优选通过根据本发明的设备中的输送装置,c)通过所述进料元件将所述至少一种液体向出口开口方向上导入,直至所述至少一种液体与所述固定的反应参与物接触。
背景技术
在化学、生物和医学领域中,特别是在医学实验诊断领域中的很多分析方法基于以下事实,单独的反应物,例如自身抗体在复杂的试样混合物中通过其与反应参与物,例如抗体的特定的相互作用来检测。当除反应物及其反应参与物以外的其它物质以尽可能低的浓度存在时,能够最有效地检测该特定的相互作用。出于该原因,通常通过共价或可逆的化学键固定反应参与物,然后用可能包含各反应物的试样混合物孵育所述反应参与物,最后除去反应物耗尽的试样混合物,从而留下由待检测的反应物和剩余反应参与物组成的复合物。该复合物可以用常规的检测方法如荧光、光谱或显色反应检测。
这类分析检测方法的一个实例是经典的ELISA(酶联免疫吸附测定法),其可以通过如下方法进行:首先固定任意的被抗体识别的反应参与物,例如肽或蛋白质。然后使可能包含待检测的抗体的试样混合物与固定的反应参与物在含水溶液中在有助于形成复合物的条件下接触。在除去试样混合物之后,经固定的抗原与抗体之间的复合物通过可以分析显色反应的第二酶标记的抗体检测。
对于检测的灵敏度和特异性而言,重要的是由固定的反应参与物与反应物组成的复合物的纯度。来自试样混合物的另外的污染性物质可能通过它们例如在荧光测量时以与所述复合物类似的波长范围发射而干扰复合物的物理检测。复合物的化学分解也是可能的。例如,人血清包含反应性组分如蛋白酶,其可能分解复合物的蛋白质成分。因此,要尽可能有效地通过洗涤步骤使复合物清除污染性物质。
虽然这类分析方法的其它步骤,例如固定反应参与物和与检测反应试剂接触在此时可以在高通量方法中自动进行,但是洗涤步骤,尤其是在复杂的分子或敏感的组织作为固定的反应参物时现在还很大程度上手动进行。为了此目的,通常将载玻片用手从分析仪器中取出并与来自平行批次的其它载玻片一起放入具有洗涤溶液的池中。
单独的手动进行的步骤就相当显著地降低分析学的高通量方法的效率。因为需要经培训的专业人员的存在,所以必须相应地高耗费地规划工作流程。例如不可能的是,使得方法无人值守地过夜进行并且仅在转天的任意时刻记录最终结果。
洗涤步骤的常规手动方式具有缺点。如果在一个池中一起洗涤多个载玻片,则在待检测的反应物由于扩散还与先前与不包含反应物的试样接触的固定的反应参与物接触时存在污染的风险。这可能导致使评价变复杂的高荧光背景,或在最糟的情况下导致假性结果。
必须如此大地计量洗涤溶液的体积,使得其覆盖整个载玻片,这在手动进行的洗涤步骤的情况下增加了方法的资源需求。
单独的载玻片必须为了一系列检测方法另外干燥,这又主要手动进行。手动方式在此带来的过晚地、难以重现或不完全进行干燥步骤的可能性。结果是,反应参与物的或检测方法的质量可能在如在延时干燥的情况下时经历蒸发的缓冲溶液形成盐结晶或含水生物试样由于微生物定植和污染而腐败。
在现有技术中,例如在US2006239858中描述了一种设备,采用所述设备将载玻片倒置,即以其上固定有待研究的试样的一侧向下浸入具有液体的池中。这样的设备仅允许单独处理单独的试样,但在平行处理多个试样时使得效率提高是不可能的。最后仍然没有解决的问题在于,载玻片所浸入的溶液的体积必须如此大,从而使得完全覆盖载玻片的至少一侧。
发明内容
在此背景下,本发明所基于的任务在于提供一种设备,其能够使多个单独的批次中的固定的反应参与物平行地各自相继与不同的液体接触,尤其是与洗涤液接触,然后干燥,而在这种情况下没有混合来自单独的批次的反应试剂或液体。
本发明所基于的另一任务在于提供用于进行分析检测方法的设备,其中,相对于现有技术中所描述的方法的空间需求、液体消耗和/或持续时间减少,而提高了可再现性。
本发明所基于的另一任务在于提供用于进行分析检测方法的设备,其中检测的干扰敏感性,例如由于试样中所包含的固体或由于人造产品导致的检测的干扰敏感性降低,特别是对于借助免疫荧光法进行检测的情况而言。
该任务和其它任务通过本申请的主题且尤其是还通过所附的独立权利要求的主题得以解决,其中由从属权利要求给出实施方式。
本发明所基于的任务在第一方面中通过用于使至少一种固定的反应参与物与至少一种液体接触的设备解决,所述设备包括具有底部的池,由所述底部向所述池的内部空间突出至少一个具有上侧面的隆起,其中,所述至少一个隆起具有通道,所述通道由所述池的底部向隆起的上侧面延伸,优选垂直于所述池的底部延伸并且在所述隆起的上侧面上通向至少一个出口开口,其中所述通道通过进料元件借助泵装置由至少一个液体储存器供料,所述液体储存器包含至少一种液体;支撑装置,其设置用来如此可拆卸地保持至少一个载玻片,所述载玻片具有至少一个带有至少一种固定的反应试剂的粘着面,使得所述粘着面朝向所述池的内部,其中,所述隆起的上侧面与所述粘着面如此相对彼此定位,使得由所述出口开口流出的液体与固定的反应试剂接触,
其中所述设备可选地包括至少一个引入所述支撑装置的载玻片。
在第一方面的第一实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,其中,所述通道额外地由另一个液体储存器供料,所述液体储存器包含第二液体。
在第二实施方式中,即也表示第一方面的第一实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,其中,所述通道通向在所述隆起的上侧面上的多于一个出口开口。
在第三实施方式中,即也表示第一方面的第一至第二实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,其中,所述粘着面具有中点且所述隆起的上侧面具有中点,和其中粘着面的中点与隆起的上侧面的中点相对置。
在第四实施方式中,即也表示第一方面的第一至第三实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,其中,所述池具有至少一个排出开口。
在第五实施方式中,即也表示第一方面的第一至第四实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,其中所述支撑装置允许载玻片移动,优选沿着所述池的纵轴线移动,优选在至少一个在所述池的上边缘处设置的凹槽或轨道上移动。
在第六实施方式中,即也表示第一方面的第一至第五实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,其中,所述池此外配备有用于干燥粘着面的至少一个空气喷嘴,并且其中优选地来自至少一个空气喷嘴的空气流与由所述池的底部确定的平面形成小于90°,优选20°至70°的角度(W)。
在第七实施方式中,即也表示第一方面的第一至第六实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,其中所述泵装置允许从出口开口的方向抽吸与固定的反应参与物接触的液体。
在第八实施方式中,即也表示第一方面的第一至第七实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,所述设备还包括允许将载玻片引入所述设备的输送装置。
在第九实施方式中,即也表示第一方面的第一至第八实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种设备得以解决,其中如此配置在所述隆起的上侧面上的出口开口、所述隆起的上侧面和粘着面,使得在向所述设备中导入至少一种液体时使所述至少一种液体切向地沿固定的反应参与物流动。
在第十实施方式中,即也表示第一至第九实施方式的一个实施方式中,所述支撑装置具有配置来容纳和保持至少一个载玻片、优选多个载玻片的框架,其中在容纳之后,所述粘着面位于载玻片的靠置在所述框架上的侧面上。
本发明所基于的任务在第二方面中通过包括框架的支撑装置解决,构造所述框架用于容纳至少一个载玻片、优选多个载玻片,
其中所述载玻片具有至少一个具有固定的反应参与物的粘着面,
其中在容纳之后,所述载玻片的粘着面位于载玻片的靠置在所述框架上的侧面上,
并且其中在容纳之后,这样定位所述粘着面,使得其可以与从出口开口流出的液体接触。
在第二方面的第一实施方式中,所述支撑装置包括载玻片。
在优选的实施方式中,所述框架具有至少一个侧壁,所述侧壁优选配备有手柄,其中所述框架的侧壁还更优选具有适合于在所述设备中定位所述支撑装置并因此定位粘着面的成型部。
本发明所基于的任务在第三方面中通过使至少一种固定的反应参与物与至少一种液体接触的方法得以解决,所述方法包括以下步骤:a)提供根据本发明的设备,所述设备包括带有固定的反应参与物的至少一个载玻片,和b)将所述至少一种液体通过所述进料元件向出口开口方向导入,直至所述至少一种液体与所述固定的反应参与物接触。
在第三方面的第一实施方式中,所述目的通过包括以下步骤的方法得以解决:c)将第二液体和可选的另一液体通过所述进料元件向出口开口方向导入,直至所述第二液体与所述固定的反应参与物接触。
在第二实施方式中,即也表示第三方面的第一实施方式的一个实施方式中,所述问题通过还包括以下步骤的方法得以解决:d)向出口开口方向通过所述进料元件导入洗涤溶液,直至所述洗涤溶液与所述固定的反应参与物接触,其中,可以在步骤a)、b)和c)的每一个之前和/或之后实施步骤d)。
在第三实施方式中,即也表示第三方面的第二实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种方法得以解决,其中进行洗涤溶液的导入,直至使根据本发明的设备完全清除污染物。
在第三实施方式中,即也表示第三方面的第一至第二实施方式的一个实施方式中,所述问题通过一种方法得以解决,其中进行所述至少一种液体、第二液体和可选的另一液体和/或洗涤溶液的导入,优选所述至少一种液体和第二液体以及洗涤溶液的导入,然后进行一个另外的步骤e)通过所述通道从粘着面的方向从固定的反应参与物抽吸所述至少一种液体或第二液体和可选的另外的液体或洗涤溶液。
在第四实施方式中,即也表示第三方面的第一至第三实施方式的一个实施方式中,包括以下步骤a)将至少一个载玻片容纳到包括框架的根据本发明的支撑装置中并随后将支撑装置引入根据本发明的设备中。
本发明涉及用于使至少一种固定的反应参与物与至少一种液体接触的方法,优选用于免疫学、组织化学和细胞化学、分子生物学、酶学、药理学和临床化学的检测方法,并且首先需要一个池。在一个优选的实施方式中,所述池是具有底部的任意结构形式的容器,所述底部优选被直立的,优选竖直的壁包围,所述壁相对于环境封闭所述池的内部空间,所述内部空间一方面适合于通过支撑装置容纳载玻片,另一方面容纳伸入自身内部空间的隆起。例如,所述池是具有矩形底面的池、碗状物或罐。优选地,所述池是防水的,从而可以使在所述池的内部空间中喷射或从所述隆起滴下的液体不会不受控制地泄露。典型地,所述池由化学反应惰性的、易于清洁和加工的塑料,例如由有机玻璃制造。所述底部可以相对于地球的重力场如此倾斜,从而使得撞击的液体相应于倾斜度流走,优选在可选存在流出开口的方向上流走。所述池可以是开放的或可用盖、活门等封闭。对于光敏的固定的反应参与物、反应物或液体而言,所述池可以是不透明的。
根据本发明待使用的载玻片和所述池在功能上彼此适配。在一个优选的实施方式中,术语“载玻片”如在本文中所使用那样,被理解为适应所述池的结构元件,其用于使固定的反应参与物呈现对于被引入的液体可接触的形式。合适的载玻片例如描述于DE202011005278中。典型地,所述载玻片根据本发明包括由玻璃组成的基体,但是原则上也可使用具有不同形式和由其它材料例如塑料组成的其它载体。所述载玻片具有至少一个,优选至少或正好2、3、4、5、6、8、10、12、16、20、30、40或50个彼此分离的粘着面。在一个优选的实施方式中,术语“粘着面”如在本文中所使用那样,被理解为在所述载玻片上的分格,所述分格适合于直接或通过的额外的载体固定反应参与物。所述粘着面出于此目的可以具有适合于与待固定的反应参与物形成共价键的反应性或可活化的化学功能。替代性地,可以如此提供所述粘着面,使得通过疏水性相互作用固定待固定的反应参与物。最后,由此进行固定,使得将另外的载体,例如生物芯片例如通过粘着而固定在粘着面上。这种类型的生物芯片的制备描述于现有技术中,例如描述于EP0117262中,同样用于尽可能自动化生产合适的载玻片的设备和方法例如描述于WO2005073693中。在几何学上,所述粘着面可以处于由载玻片的底面确定的平面中,与底面相对以及升高或降低。所述粘着面优选平行于所述载玻片的底面设置。
所述载玻片和所述池可以根据本发明通过支撑装置保持彼此接触,所述支撑装置导致它们彼此位于限定的、经固定的位置,尤其是具有固定距离的位置。为此目的,载玻片和池可以包括彼此对应的突出部和凹陷部、卡锁元件和/或挡块。载玻片倒置,即粘着面朝向所述池的底部的事实造成与粘着面接触的溶液中的固体由于重力落下并且特别是在定向流的情况下由于所导入的液体而不污染由固定的反应参与物与反应物组成的复合物。此外,可以将载玻片和池通过合适的机构可拆卸地彼此连接,例如夹具、闭锁按钮等。在一个优选的实施方式中,将载玻片和池通过支撑装置并非不可逆地彼此固定,而是彼此可拆卸地保持在一起。
本发明的另一重要元件是至少一个从池的底部向所述池的内部空间突出的具有出口开口的隆起,通过所述出口开口,所述至少一种液体可以从液体储存器通过进料元件和通道到达所述隆起的上侧面上。该隆起的上侧面在引入所述载玻片之后处于所述粘着面附近,优选以短的距离处于所述粘着面附近,所述距离允许通过由出口开口流出的液体同时润湿所述隆起的上侧面和所述粘着面,特别优选的是当所述粘着面与液体接触时可以使在所述隆起的上侧面与粘着面之间的中间空间完全被液体充满。例如,所述隆起的上侧面与粘着面之间的距离为0.05至3.00mm。优选地,所述隆起的上侧面与所述粘着面是亲水的并且可被含水液体完全润湿。此外优选的是,所述隆起的上侧面与所述粘着面彼此平行地设置,还更优选是平面的。在一个优选的实施方式中,根据本发明的设备具有多个这种类型的隆起并且可以同时处理相应数量的粘着面,例如至少或正好2、4、8、16、24、30、40、50、100、200、250、300、400、500、600、700、750、800、900或1000个隆起。在一个优选的实施方式中,根据本发明的设备具有两个或更多个隆起并且相应地具有两个或更多个的相应粘着面,并且它们这样成型并彼此具有足够的距离,使得通过所述隆起导入的液体不与和相邻隆起相对置的粘着面接触。
如此实现根据本发明的设备,使得从在隆起的上侧面上的出口开口流出的液体与粘着面接触。在一个优选的实施方式中,术语“接触”理解为使流出的液体与固定的反应参与物这样接触,使得可以进行所述液体中包含的反应物与所述固定的反应参与物之间的化学反应。在一个特别优选的实施方式中,所述液体在这种情况下同时与所述隆起的上侧面和与所述粘着面接触。在另一个优选的实施方式中,所述液体在其中所包含的反应物反应时刻与所述固定的反应参与物接触,但不与隆起的上侧面接触。例如是这样的情况:如此确定出口开口、隆起的上侧面与粘着面之间的距离和所述液体由所述出口开口流出所利用的压力的大小,使得液体以一个射流流出并且喷射所述粘着面。
具有出口开口的隆起可以以静态或移动的方式固定在所述池的底部上。在移动的隆起的情况下,所述隆起顺序或相继地移动通过(abfahren)多个粘着面或一个细长的粘着面并且各自与所述至少一种液体接触。
所述隆起的上侧面可以包括一个,也可以包括一个以上出口开口。如果是后者的情况,则优选的是,所述出口开口均匀地分布在所述隆起的上侧面上。它们可以通过在出口开口之前分支的通道或通过来自一个或一个以上的液体储存器的一个以上通道供料。在一个特别优选的实施方式中,所述池具有两个或两个以上隆起,并且每个隆起的一个或一个以上出口开口各自通过自身的系统供料,所述系统包括至少一个通道、至少一个进料元件、至少一个泵装置和至少一个液体储存器。那么可能的是,使具有固定的反应参与物的多个批次同时与不同的液体接触。
为了自动化和更佳的再现性而有利的是,通过合适的泵装置由液体储存器向隆起的上侧面泵送所述至少一种液体。在一个优选的实施方式中,为此设置一个或一个以上的泵。优选如此提供所述泵装置,使得可以不仅导入,而且可以吸入所述至少一种液体。例如可以为了导入和吸入而设置单独的泵或者设置其泵送方向可逆的泵。
作为液体储存器,可以使用任意适合临时或长期保存待导入液体的容器。在洗涤溶液的情况下,大体积的储存容器是有意义的,例如玻璃瓶或塑料瓶。对于以更小体积提供的液体,例如人或动物来源的液体试样而言,合适的是相应较小尺寸的容器,例如试管、微升试管、离心管、毛细管等。优选地,可以将试样从运输容器或从适合取出试样的设备,例如注射器导入根据本发明的设备。
特别有利的是,多于一个液体储存器与通道如此连接,使得可以相继或同时,以可自由选择的混合比导入两种或多于两种不同的液体,例如一种具有反应物的液体、洗涤溶液和/或一种第二液体。作为进料元件,考虑软管或管等。所述液体储存器可以是可控温的,以保证可再现的、对于检测方法最佳的条件。
所述支撑装置用于确定池与载玻片彼此的相对位置。它们可以整合在设备中,优选不可拆卸地整合。在一个优选的实施方式中,所述池具有一个或多于一个载玻片支持面以容纳载玻片,所述载玻片支持面优选在载玻片的边缘区域中与粘着面有足够距离地开始。优选地,两个在所述池的相对的壁处放置或固定的载玻片支持面,还更优选在所述壁的上边缘处放置的载玻片支持面能使得通过在两个其对置的边缘或两个其对置的角上铺放而将载玻片引入根据本发明的设备成为可能。替代性地,可以将所述载玻片在一侧可拆卸地通过夹具或夹钳固定。优选地,通过支撑装置确保了所述载玻片仅可以沿所述池的纵轴运动。如果希望这样的沿纵轴的运动,则可以为载玻片和池设有运动系统,例如轮和轨道。在另一个实施方式中,在载玻片引入所述池中之后可以固定载玻片的位置,从而不可移动地安置所述载玻片。所述支撑装置还可以使得垂直地提升或降低所述载玻片成为可能,可选地还包括一个或多于一个通风机。
在一个优选的实施方式中,所述支撑装置并非不可拆卸地整合到根据本发明的设备中,而是作为单独的部件构造,所述部件可以容纳至少一个载玻片,优选多个载玻片并且用于将所述载玻片引入所述设备和定位来用于实施根据本发明的方法。在一个优选的实施方式中,所述支撑装置包括框架,构造所述框架以容纳和保持所述载玻片,其中所述粘着面在容纳之后位于所述载玻片的下述侧上,所述载玻片以所述侧放置在框架上。
在一个优选的实施方式中,构造根据本发明的设备或者支撑装置用于容纳和保持多于一个载玻片,优选多个载玻片,例如2、3、4、6、8、10、12、14、16、20、24、28、30、32、36、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500或1000个载玻片。在实施所述方法时必须保证,使载玻片上的每个待与液体接触的粘着面以对此合适的方式相对于隆起定位。优选地,为每个待与液体接触的粘着面提供一个隆起。然而还可能的是,一个隆起提供用于多于一个粘着面的液体或使一个粘着面由多于一个隆起与液体接触。
所述框架可以包括用于将载玻片可逆地或不可逆地固定在框架上的机构,例如凹陷,载玻片如此引入所述凹陷中,使得当将支撑装置从上方引入根据本发明的设备时使得其粘着面在所述隆起的方向上,即向下指向。所述载玻片可以通过单纯地放置到框架或例如用夹具等固定而引入。
所述支撑装置在根据本发明的设备中的精确位置可以通过前者的形式确定,特别是通过其侧壁的成型部(如果存在的话)确定,并且如此确定大小,使得隆起的上侧面与所述粘着面之间的距离允许实施根据本发明的方法。在实施之后,可以重新取下具有所述载玻片的所述支撑装置,在需要时,由具有另一个载玻片的另一个支撑装置替换。以这样的方式,恰好在多个待处理的载玻片的情况下可能的是,在所述方法期间平行于目前进行的过程预备各下一组载玻片,并且然后将这组载玻片简单地以及节约时间地引入所述设备。
对于许多应用可能的是,将所述载玻片手动插入所述池中。然而对于为了自动化的高通量方法设计的根据本发明的设备而言优选的是,所述设备具有输送装置,所述输送装置将载玻片或具有载玻片的支撑装置从储存单元或孵育单元自动引入所述池中。
在一个优选的实施方式中,所述池可以在存在或不存在载玻片的情况下压力密闭地封闭,从而通过将液体通过施加负压而抽出或通过来自设备的过压挤出。特别优选地,可以将通道、进料元件和如果存在的话的排出开口和另外的开口,例如通过合适的旋塞压力密闭地封闭。压力密闭的密闭也允许安装气体混合站,利用所述气体混合站,可以在所述池内部产生具有可选择的组成的气氛,例如具有选自氮气、稀有气体和二氧化碳的至少一种惰性气体的气氛,用于对氧气敏感的物质。对于其中空气的存在不产生干扰或者甚至是期望的其它应用而言,例如因为空气成分如氧气是化学分析反应所需的,根据本发明的设备可以具有一个或多于一个开口,用于与环境的气体交换。
根据本发明必要的是,将反应参与物固定。在一个优选的实施方式中,术语“反应参与物”如在本文中所使用那样,被理解为由于其化学本性适合于被固定并且同时即使在固定状态也适合于形成与液体中存在的给定反应物的特定相互作用的分子。例如,所述固定的反应参与物可以是肽或多肽、天然物质、人造聚合物或核酸,优选DNA或其改性或杂化形式,同样还可以是分子复合物,例如是由多个亚单元组成的蛋白质或者是选自以下的物质:生物组织的薄切片、哺乳动物细胞的细胞涂片、细菌或其涂片、病毒、原生动物和寄生虫。所述反应参与物可以以富集形式直至几乎完全纯度使用,但是也以混合物的形式使用,如果这并不强烈损害对反应物形成相互作用的话。用于纯化典型的反应参与物,如核酸、天然物质或多肽的方法是本领域技术人员已知的。还可以将多于一种反应载体,例如至少或正好两种、三种、四种或5种反应参与物固定在粘着面上。
所述至少一种液体可以是与载玻片上的粘着面接触的任意液体。在一个优选的实施方式中,所述液体是至少一种包含反应物的液体或还更优选地是其中在分析和/或诊断方法的范围内应当确定其中是否和可选地在其中包含反应物浓缩物的一种液体。在一个优选的实施方式中,术语“反应物”如在本文中所使用那样,是具有结合至固定的反应参与物的能力或与固定的反应参与物反应的能力的分子、复合物、结构、细胞等。例如,所述反应物可以是蛋白质,如抗体或嵌入蛋白(Intercalin)、核酸、小分子或天然物质。用于不同反应参与物的反应物的鉴别和如果需要的话的制备是本领域技术人员熟知的并且描述于现有技术中。例如,多肽抗原的抗体可以通过哺乳动物的免疫制备。所述液体也可以由包括多于一种反应物的混合物获得。
在一个优选的实施方式中,所述至少一种或第二液体是人或动物来源的试样,其包含待检测的反应物,例如代谢物、蛋白质、具有特定序列的核酸或抗体,优选自身抗体。特别优选的是包括体液的试样,所述体液选自血清、尿、脑脊液、唾液或其稀释或加工形式。或者是来自食品、饮料、饮用水或洗浴水、粪便、土壤材料等的试样。优选地,在获得之后以合适的方式加工所述试样,在血液试样的情况下例如通过离心血液的不溶性成分和/或使其稳定化。所述加工还可以包括从作为离析物的试样出发的化学反应和衍生化,例如进行聚合酶链反应以复制试样中的待检测的核苷酸序列。
在另一个优选的实施方式中,所述至少一种液体或第二液体是洗涤溶液。洗涤溶液用于从根据本发明的设备的部件如隆起的上侧面、不具有或具有固定的反应参与物的粘着面、通道和/或进料元件清除不期望的物质,例如清除液态试样的不期望的成分,所述不期望的成分对于诊断检测而言是不可用的,甚至对其进行干扰或出于其它原因是不期望的。本领域技术人员能够开发和制备合适的洗涤溶液,例如生理食盐溶液,如PBS缓冲液或具有低盐浓度例如50mM磷酸钾的缓冲液,其具有pH7。洗涤溶液也可以包含表面活性物质,如醇、去污剂和表面活性剂,用于除去疏水性杂质。尤其是在将要来临的较长的储存的情况下或者为了消毒,也可以使用抗微生物活性物质,如叠氮化物或醇。
在另一个优选的实施方式中,所述至少一种液体或所述第二液体是包含检验反应所需的物质的液体。例如如果所述固定的反应参与物和所述反应物是抗原或者与其结合的抗体,则在形成抗原-抗体复合物之后可以将具有酶标记的或荧光标记的第二抗体的溶液导入根据本发明的设备,从而使得可检测的复合物以固定的方式存在于所述载玻片上。在一个优选的实施方式中,所述至少一种液体和第二液体包含染料,采用所述染料将固定在所述粘着面上的组织切片或固定在所述粘着面上的原核或真核细胞或制剂染色。
反应参与物的固定可以是可逆的或不可逆的,只要其足以耐受根据本发明的方法的实施。优选地,所述反应参与物通过至少一个共价化学键固定。本领域技术人员已知大量用于将分子固定在各种特性的表面上的方法。例如,蛋白质可以通过化学活化固定在碳水化合物表面、玻璃表面或聚合物表面上,例如在US20100056764中或在US5137765中所描述的那样。或者,可以通过足够强的离子或疏水相互作用实现固定。例如具有负电荷的蛋白质可以以高亲和性结合在具有正电荷的无机表面上,例如US4206286中所描述。
根据本发明的设备使得来自液体储存器的液体通过进料元件借助泵装置通过出口开口到达隆起的上侧面成为可能,从而与所述粘着面发生接触。接触的时长和其发生的条件可以取决于液体的本质和功能而变化。如果所述液体是具有溶解于其中并且与所述固定的反应参与物结合或反应的反应物的液体,则所述接触必须持续足够长时间,由此使足够数量的反应物分子与所述固定的反应参与物相互作用,且例如可以形成可检测的复合物。例如所述接触可以持续至少10秒、30秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟、60分钟、120分钟或180分钟。如果所述液体是洗涤液体,则更短的接触可以是足够的。
可以将所述液体根据需求连续地或不连续地,即以推力导入根据本发明的设备中,泵送过程按推力中断。如果所述液体是仅少量提供的液体,例如是人或动物来源的血液试样,则可以导入可获得的量并在粘着面足够润湿之后中断供料。在随后的孵育期间,可能发生反应参与物与反应物之间的相互作用。反之,如果所述液体是洗涤溶液,则可以将其以较大的量连续地导入,从而彻底地洗涤所述载玻片的粘着面。
例如通过液体和粘着面以及隆起的上侧面之间的亲水性相互作用积聚到达所述隆起的上侧面上的液体,只要其体积不超过粘着面与隆起的上侧面之间可以保持的体积。在一个优选的实施方式中,如此构造在所述隆起的上侧面上的出口开口、所述隆起的上侧面和粘着面,使得在所述设备中导入至少一种液体时使所述至少一种液体切向地沿固定的反应参与物流动。如果导入比粘着面与隆起的上侧面之间可以保持的更多的液体,则所述液体在隆起上向侧面向所述池的底部流动,并且可以通过排出开口(如果存在的话)排出。与粘着面接触的液体也可以通过蒸发,可选地通过对所述池(如果其为压力密封形式密闭的话)施加负压加速而除去,或通过经由另一导入的液体排挤或通过吹入气体而除去。
与粘着面接触的气体也可以主动经由所述出口开口和通向其的通道抽吸。然后可以将所述液体返回所述液体储存器,或特别优选地经由进料元件上的自身的排出部从设备中取出并丢弃、进一步使用或储存。
在一个优选的实施方式中,载玻片上的粘着面具有细长的形状,如在另一种情况下在现有技术中描述于例如EP2191893中。在具有矩形底部的池的情况下,所述粘着面可以沿着或垂于直所述池的纵轴设置。在一个特别优选的实施方式中,将适配于粘着面的这种细长形状的隆起如此设置为凹槽,使得载玻片上的细长粘着面与其相对放置,并且所述至少一种液体向出口开口方向通过所述进料元件导入时与在粘着面上的固定的反应参与物接触。可选地,设置为凹槽的隆起具有至少两个各自具有一个出口开口的通道,其中所述通道之一可以用于供应液体且另一个可以用于泵出液体;特别优选地,在凹槽的两个末端的每一个处存在一个出口开口。替代地,所述凹槽也可以具有一系列出口开口,所述出口开口沿所述凹槽的纵轴均匀分布。
根据本发明的设备可以用于实施包括使固定的反应参与物与至少一种液体接触的方法。
取决于固定的反应参与物与反应物的问题和性能,借助于根据本发明的设备实施检测方法的单独的步骤,也实施所述检测方法的全部步骤,需要的话以任意顺序使用不同的液体。
在每种情况下需要提供根据本发明的设备,其包括在粘着面上具有固定的反应参与物的载玻片。在此,在一个优选的实施方式中,可以在根据本发明的设备中进行固定。为此将具有粘着面、但没有固定的反应参与物的载玻片引入根据本发明的设备。然后,经由隆起中的通道将包括待固定的反应参与物和可选的另外的固定所需的物质的液体导入所述设备中,直至该液体与粘着面接触,从而发生反应参与物的固定。然后除去液体,例如通过抽吸或通过导入另一种液体、例如洗涤溶液置换而除去。替代地,可以在根据本发明的设备以外固定反应载体,然后将载玻片引入根据本发明的设备。
如果粘着面和待固定的反应参与物的化学性质需要的话,则可以将粘着面在固定之前还与包括至少一种活化性物质的另一种液体接触,所述活化性物质如此化学活化存在粘着面上存在的化学基团,使得更有效地或总地来说首先以足够程度进行随后的固定。
在两个前述步骤之后,更精确地说在实际固定反应参与物以及可选在先实施的粘着面的化学活化之后,还在其中在根据本发明的设备中引入具有可以与粘着面和固定在其上的分子相互作用的物质的液体的其它步骤之后,推荐实施洗涤步骤。在最简单的情况下,为此将洗涤溶液导入根据本发明的设备,直至将具有固定的反应参与物的粘着面和/或与导入的液体接触的根据本发明的设备的所有部件充分清洁。同样在第一次使用新的仪器或其部件之前,尤其是在第一次使用载玻片和/或预制基材之前,或为了新的试验预备根据本发明的设备,则可以推荐洗涤步骤,以除去具有如下的物质的液体,所述物质源自在先的试验或用于储存和/或运输新的仪器或其部件并且可能在实际应用中产生干扰。
洗涤溶液的导入可以持续到直至将根据本发明的设备完全清除污染物。在一个优选的实施方式中,术语“完全清除污染物”如在本文中所使用那样,被理解为在将洗涤溶液另外导入所述设备的情况下,在洗涤步骤之后由所述设备中流出的洗涤溶液中不再可检测到污染物。
如果反应参与物不在根据本发明的设备以内固定,则这可以在将载玻片引入根据本发明的设备之前完成。当待固定的反应参与物以少量和/或以小体积存在时,这是尤其推荐的。在该情况下引入根据本发明的设备可能导致反应物的大量损失,例如当其被表面(例如在通道中)非特异性吸附或高度稀释并且仅其一小部分到达粘着面并可以固定在此处。在固定之后,载玻片引入根据本发明的设备的支撑装置,并且可以在其中与任意的另外的液体接触,例如与包括反应物的液体接触。甚至在并非在根据本发明的设备内进行的固定之后,也可以洗涤载玻片。这还可以在根据本发明的设备之外完成或在所述设备以内通过导入洗涤溶液完成。
固定的反应参与物与反应物的接触也可以在所述设备之内或之外进行。如果在根据本发明的设备以内固定所述固定的反应参与物,但是与反应物的接触在外部进行,则出于此目的必须将载玻片取出。此外,当反应物以少量和/或以小体积存在时,例如当测定来自于婴幼儿的血液试样中的反应物时,在所述设备以外的接触是特别值得推荐的。
根据本发明的设备和因此实施的根据本发明的方法的另一个特别的优点在于,可以相继导入分别具有对于检测反应所需的组分的多种液体,而不产生额外的人工成本。在手动运行方式的情况下,许多用户在实践中倾向于不将不同的组分通过单独的液体相继反应,而是在更少的步骤中,优选一个单独的步骤中与组分的混合物反应。相继地导入反应试剂特别是在间接免疫荧光法领域中导致在质量上改进的结果。例如,如果要在试样中测定多种免疫球蛋白类型(IgA、IgG和IgM)的抗体,则采用针对IgA、IgG和IgM的荧光标记的二抗体的顺次孵育通常导致比采用反应试剂混合物孵育的情况下更明确的反应。本发明的另一个特别的优点在于,与粘着面接触的液体经由隆起中的通道不仅可以导入,而且又可以通过抽吸除去。在与粘着面接触之后要重新使用的液体可以以这样的方式单独地对于每个隆起进行回收,如果需要的话,进行储存和/或用于另外的应用,例如另外的分析方法,而不可能与来自其它批次的液体混合。
抽吸液体的选项也使得在根据本发明的设备中进行化学检测反应,尤其是显色反应,例如用于检测酶活性反应物或酶标记的第二抗体,然后进行评价成为可能。为此目的,在形成包括固定的反应参与物和酶活性反应物或酶标记的第二抗体的复合物之后,可以将包括显色底物的液体导入根据本发明的设备,直至其与所述粘着面接触,并且可以酶促转化所述底物。在合适的孵育时长之后,可以将其抽吸并且在检测装置中检查,在显色底物的情况下例如在紫外可见光谱仪中检查。在一个特别优选的实施方式中,根据本发明的设备本身配备有这样的检测装置。例如,可以将在粘着面与隆起的上侧面之间的被液体充满的空隙从一侧用合适波长的电磁辐射辐照并且在所述隆起的另一侧上测量液体中的辐射的吸收。替代地,抽吸的液体可以导入与通道或进料元件连通的检测装置并且在那里被测量。
在一个特别优选的实施方式中,在根据本发明的设备之中或之外,在导入第一、第二或另外的液体或洗涤溶液之后,使载玻片经受另一步骤f)干燥所述粘着面。所述干燥优选由此进行,使所述载玻片借助于支撑装置移动,优选沿着所述池的纵轴移动,直至所述粘着面被可选属于根据本发明的设备的配置的至少一个空气喷嘴的空气流干燥。优选地,通过所述空气喷嘴引导加压空气。
在另一个特别优选的实施方式中,在根据本发明的设备之中或之外,在导入第一、第二或另外的液体或洗涤溶液之后,或在另一步骤f)之后,为了评价而以合适的方式预备所述载玻片,例如通过施加封固介质,例如掺有甘油的经磷酸盐缓冲的食盐溶液,和铺上盖玻片。
在一个优选的实施方式中,将根据本发明的方法用于实施ELISA测试,采用所述测试可以检测人血液试样中的自身抗体。为此目的,作为固定的反应参与物,将被自身抗体识别的抗原,例如多肽以纯化形式或以细胞或组织的形式固定在载玻片的粘着面上。然后洗涤粘着面并与可能包含自身抗体(反应物)的待检验的人血液试样接触,然后进行另一洗涤步骤。然后,将具有固定的抗原的粘着面与包含第二抗体的溶液接触,所述第二抗体结合在自身抗体上并且为了检测抗原、自身抗体和第二抗体的复合物而具有标记物,在ELISA的情况下具有活性酶,例如过氧化物酶。最后,可以将载玻片从根据本发明的设备中取出并用过氧化物酶的显色底物处理。阳性显色反应指示自身抗体的存在。
本领域技术人员已知ELISA(酶联免疫吸附测定)的许多变型,所述变型同样可以在根据本发明的方法的范围内实施。例如,对于夹心ELISA而言,可以首先将识别在人试样中待检测的抗原(反应物)的第一抗体(反应参与物)固定在粘着面上。然后可以通过同样结合在反应物上的第二抗体进行检测。
替代地,可以将根据本发明的方法用于自身抗体的基于免疫荧光法的检测。如在ELISA的情况下那样进行实施,除了将第二抗体用发荧光的分子标记,例如用荧光素标记。由抗原、自身抗体和第二抗体组成的复合物在这种情况下借助于荧光显微镜检测。
替代地,可以将根据本发明的方法用于检测特定的核酸序列,例如检测由具有待检测的核酸作为模板的人试样出发而获得的PCR产品。在这种情况下,将核酸用作固定的反应参与物,所述核酸特异性地结合在待检测的核酸序列(反应物)上。然后在能够特异性结合的条件下发生固定的反应参与物与反应物的接触。这类条件可以由本领域技术人员常规地发现。对于检测由固定的反应参与物和反应物组成的复合物而言,同样提供常规可使用的方法,例如通过荧光的检测。
附图说明
在下文中,参考附图借助于实施例阐释本发明。所描述的实施方式在任何方面都仅为示例性的并且不以限制性方式理解,并且所提及的特征的不同的组合也包括在本发明的范围内。
图1从垂直于设备的纵轴的一侧示出了根据本发明的设备,
图2从上方示出了根据本发明的设备,和
图3从前方沿着设备的纵轴示出了根据本发明的设备,
图4a、4b和4c从垂直于设备的纵轴的一侧(图4a),在横截面中,沿着设备的纵轴(图4b)和从上方(图4c)示出了具有优选的支撑装置的根据本发明的设备,其中出于清楚的目的没有示出一些细节。
具体实施方式
如从这些附图中可以看出的,根据本发明的教导可以使用用于使至少一种固定的反应参与物(1)与至少一种液体(2)接触的设备来实施,所述设备包括:具有底部(4)的池(3),由所述底部向所述池(3)的内部空间突出至少一个具有上侧面(6)的隆起(5),其中,所述至少一个隆起(5)具有通道(7),所述通道垂直于所述池(3)的底部(4)延伸并且在所述隆起(5)的上侧面(6)上通向至少一个出口开口(8),其中,所述通道(7)经由进料元件(9)借助泵装置(10)由至少一个液体储存器(11)供料,所述液体储存器包含至少一种液体(2);支撑装置(12),所述支撑装置设置用于如此可拆卸地保持载玻片(13),所述载玻片具有至少一个带有至少一种固定的反应试剂(1)的粘着面(14),使得所述粘着面(14)朝向所述池(3)的内部,其中,所述隆起(5)的上侧面(6)与所述粘着面(14)如此相对彼此定位,使得由所述出口开口(8)流出的液体与固定的反应试剂接触。
优选地,所述粘着面(14)具有中点(15)且所述隆起(5)的上侧面(6)具有中点(16),其中,将粘着面(14)与隆起(5)的上侧面(6)这样定位,使得所述粘着面(14)的中点(15)与隆起的上侧面(5)的中点(16)处于垂直于所述池(3)的纵轴延伸的直线上。
优选地,所述池(3)具有至少一个排出开口(17)。
优选地,所述支撑装置(12)允许所述载玻片(13)沿着所述池(3)的纵轴移动,特别优选地在一个在所述池(3)的上边缘处设置的凹槽(18)或轨道上移动。
优选地,所述池还配备有用于干燥粘着面(14)在用于定位空气喷嘴的支架(19)上的至少一个空气喷嘴(20),
其中特别优选地,来自至少一个空气喷嘴(20)的空气射流与由所述池(3)的底部(4)确定的平面形成小于90°,优选20°至70°的角度(W)。
优选地,根据本发明的设备配备有支撑装置,所述支撑装置包括框架(21)、至少两个在框架的对置侧面上突出的侧壁(22),和手柄(23)。
附图标记列表
(1)反应试剂
(2)液体
(3)池
(4)底部
(5)隆起
(6)隆起的上侧面
(7)通道
(8)出口开口
(9)进料元件
(10)泵装置
(11)液体储存器
(12)支撑装置
(13)载玻片
(14)粘着面
(15)粘着面的中点
(16)隆起的中点
(17)排出开口
(18)凹槽
(19)支架
(20)空气喷嘴
(21)框架
(22)支撑装置的侧端
(23)手柄
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Claims (21)
1.用于使固定的反应参与物与至少一种液体接触的设备,所述设备包括:
具有底部的池,由所述底部向所述池的内部空间突出至少一个具有上侧面的隆起,
其中,所述至少一个隆起具有通道,所述通道由所述池的底部向隆起的上侧面延伸,优选垂直于所述池的底部延伸并且在所述隆起的上侧面上通向至少一个出口开口,
其中,所述通道通过进料元件借助泵装置由至少一个液体储存器供料,所述液体储存器包含至少一种液体;
支撑装置,所述支撑装置被设置用来可拆卸地保持至少一个载玻片,所述载玻片具有至少一个带有固定的反应参与物的粘着面,使得所述粘着面朝向所述池的内部空间,并且使得所述隆起的上侧面与所述粘着面相对彼此定位,使得由所述出口开口流出的液体与固定的反应试剂接触,
其中,所述设备可选地包括至少一个引入所述支撑装置的载玻片。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述通道额外地由另一个液体储存器供料,所述另一个液体储存器包含第二液体。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的设备,其中,所述通道在隆起的上侧面上通向多于一个出口开口。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备,其中,所述粘着面具有中点且所述隆起的上侧面具有中点,并且其中,粘着面的中点与隆起的上侧面的中点相对置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备,其中,所述池具有至少一个排出开口。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,其中,所述支撑装置允许载玻片移动,优选在至少一个在所述池的上边缘处设置的凹槽或轨道上移动。
7.根据权利要求6所述的设备,其中,所述池还配备有用于干燥所述粘着面的至少一个空气喷嘴。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备,其中,所述泵装置允许从出口开口的方向抽吸与固定的反应参与物接触的任何液体。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备,其中,所述设备还包括允许将载玻片引入所述设备的输送装置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备,其中,如此构造在所述隆起的上侧面上的出口开口、所述隆起的上侧面和粘着面,使得在向所述设备中导入所述至少一种液体时使所述至少一种液体切向地沿固定的反应参与物流动。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备,其中,所述支撑装置包括框架,所述框架构造用于容纳和保持至少一个载玻片、优选多个载玻片,其中,在容纳之后,所述粘着面位于载玻片的下述侧面上,所述载玻片以该侧面靠置在所述框架上。
12.支撑装置,所述支撑装置包括框架,所述框架构造用于容纳至少一个载玻片、优选多个载玻片,其中,所述载玻片具有至少一个带有固定的反应参与物的粘着面,
其中,在容纳之后,所述载玻片的粘着面位于载玻片的下述侧面上,所述载玻片以该侧面靠置在所述框架上,且其中在容纳之后,这样定位所述粘着面,使得所述粘着面可以与从出口开口流出的液体接触。
13.根据权利要求12所述的支撑装置,其中,所述支撑装置还包括至少一个载玻片,优选多个载玻片。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备或支撑装置,其中,所述框架具有至少一个侧壁,所述侧壁优选配备有手柄。
15.根据权利要求14所述的设备或支撑装置,其中,所述框架的侧壁还具有成型部,所述成型部适合于在所述设备中定位所述支撑装置并因此定位粘着面。
16.用于使固定的反应参与物与至少一种液体接触的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供通过权利要求1至10中任一项所述的设备,所述设备包括带有固定的反应参与物的至少一个载玻片,
b)将所述至少一种液体通过所述进料元件向出口开口方向导入,直至所述至少一种液体与所述固定的反应参与物接触。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述方法还包括以下步骤:
c)将第二液体和可选的另一液体通过所述进料元件向出口开口方向导入,直至所述第二液体与所述固定的反应参与物接触。
18.根据权利要求16或17所述的方法,其中,所述方法还包括以下步骤:
d)将洗涤溶液通过所述进料元件向出口开口方向导入,直至所述洗涤溶液与所述固定的反应参与物接触,
其中,可以在步骤a)、b)或c)的每一个之前和/或之后实施步骤d)。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,实施洗涤溶液的导入,直至将根据权利要求1至11或14至15中任一项所述的设备完全清除污染物。
20.根据权利要求16至18中任一项所述的方法,其中,在导入所述至少一种液体、第二液体和可选的另一液体和/或洗涤溶液,优选导入所述至少一种液体、第二液体和可选的另一液体以及洗涤溶液后,进行一个另外的步骤e)通过通道从固定的反应参与物从粘着面的方向抽吸所述至少一种液体或第二液体和可选的另外的液体或洗涤溶液。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法,其中,步骤a)包括将所述至少一个载玻片容纳到根据权利要求12至16中任一项所述的支撑装置中并随后将支撑装置引入根据权利要求1至11和14至16中任一项所述的设备中。
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