CN109070073B - 样品处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式提供了过滤器成套设备，其包括用于处理生物样品的过滤器。一些实施方式包括管成套设备中的过滤帽，所述管成套设备具有含有缓冲溶液的第一管，以及含有冻干的混合母液的第二管。一些实施方式包括使用所述成套设备处理样品的方法，其包括在第一管中将生物样品与缓冲溶液混合，将过滤帽置于第一管中，将第二管置于过滤帽上，翻转第一管、过滤帽和第二帽，使得随着生物样品和缓冲溶液混合物从第一管流到第二管而用过滤帽将其过滤。一些实施方式包括能够通过管之间的串联流动来输送材料的结构。另一些实施方式包括用互相协调的缓冲溶液和冻干的混合母液使样品粉碎的集成构件。

Description

样品处理装置及其使用方法

相关申请

本申请要求2015年6月5日提交的美国临时申请序列号62/171355的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

处理原始生物样品以提取用于遗传图谱鉴定的DNA通常需要贯穿多个处理步骤而使用的多个容器。通常，单独的容器用于一个或更多个不同的生化分析步骤，包括取样、用化学或机械手段破坏样品、从样品中提取DNA、以及分析样品。使用多个容器不仅是耗时且昂贵的，而且引入多个表面并将样品从一个容器转移到另一个容器可以增加污染的风险，这在下游样品分析步骤期间可以引入误差。因此，需要将多种样品处理步骤集成并小型化为整体的或模块化的装置，以显著减少或消除在多个单独容器之间转移生物样品的需要。模块化设计可以提高从组织样品中提取核酸的效率，并且通过在很大程度上消除在单独反应容器之间转移反应物以进行提取过程的每个步骤的需要而提高效率。此外，该装置与外部自动化设备模块化设计的集成可以使得用户仅通过一个动作进行提取过程，从而使得该过程在用户启动提取过程之后是完全自动化的。

发明内容

一些实施方式包括过滤器成套设备，其包括中心部，联接至所述中心部的第一侧的第一连接部，其中所述第一连接部连接至含有缓冲溶液的第一管。此外，第二连接部联接至所述中心部的第二侧，其中所述第二连接部联接至含有冻干的混合母液的第二管。此外，过滤帽包括至少部分地位于所述第一连接部中的第一过滤器，以及至少部分地位于所述第二连接部中的第二过滤器。在另一些实施方式中，所述过滤帽包括至少部分地位于过滤帽的中心部中的第三过滤器。

一些实施方式包括管成套设备，其包括含有缓冲溶液的第一管，和含有冻干的混合母液的第二管。所述成套设备还包括过滤帽，其包括中心部，联接至所述中心部的第一侧的第一连接部，以及联接至所述中心部的第二侧的第二连接部。此外，所述成套设备还包括至少部分地位于所述第一连接部中的第一过滤器，以及至少部分地位于所述第二连接部中的第二过滤器。

在一些实施方式中，过滤帽的第一连接部被配置为位于第一管的腔体中以与第一管形成至少部分机械密封。在另一些实施方式中，过滤帽的第二连接部被配置为位于第二管的腔体中以与第二管形成至少部分机械密封。

一些实施方式包括在过滤帽的中心部的第一侧上围绕第一连接部的第一黏合剂，其中第一黏合剂被配置为在过滤帽和第一管之间形成密封。此外，在过滤帽的中心部的第二侧上围绕第二连接部的第二黏合剂被配置为在过滤帽和第二管之间形成密封。

一些实施方案包括一种方法，其包括将生物样品置于预装有缓冲溶液的第一管中，在其中形成生物样品和缓冲溶液的混合物。此外，所述方法包括将过滤帽置于第一管中，将第二管置于过滤帽上，翻转第一管、过滤帽和第二帽，随着生物样品和缓冲溶液的混合物从第一管流到第二管而用过滤帽将其过滤。另一些实施方式包括将过滤帽置于第一管中，其包括将过滤帽的第一连接部置于第一管中。另一些实施方式包括将第二管置于过滤帽上，其包括将第二管置于过滤帽的第二连接部上。

本发明的一些实施方式包括管成套设备，其包括含有缓冲溶液的第一管，其中在第一管的第一端部具有开口，横跨第一管的第二端部有密封件。此外，管成套设备包括含有冻干的混合母液的第二管，以及盖，所述盖具有联接至盖的尖部，其中第一管的第二端部被配置为与第二管的第一端部形成密封，其中联接至盖的尖部被配置为随着盖被置于第一管上而刺穿第一管的第二端部上的密封。

在一些实施方式中，第一管位于第二管中。在另一些实施方式中，第一管夹在第二管上。在其他实施方式中，盖具有球状顶部。在另一些实施方式中，第二管包括过滤器。

一些实施方式包括一种方法，其包括将生物样品添加到含有缓冲溶液的第一管中，其中生物样品通过第一管的第一端部的开口添加，以及将第一管的第二端部置于第二管中，用联接至盖的尖部刺穿第一管的第二端部上的密封，将盖置于第一管上以在盖和第一管之间形成密封。

一些实施方式包括串联样品处理装置，其包括配置为容纳组织样品和核酸提取试剂的第一室，其中第一室被配置为允许组织样品被粉碎。此外，所述方法包括与第一室流体连通的第二室，其被配置为容纳提取试剂和粉碎的组织样品的一部分。此外，所述装置包括第一分隔部件，其被设置在所述第一室和第二室之间，并且被配置为允许所述粉碎的组织样品的一部分和提取试剂从所述第一室流到第二室。此外，第三室与第二室流体连通，并且具有被配置为允许试剂输送到第三室的多个开口，并且第二分隔部件被设置在第二室和第三室之间，并且被配置为基本上防止粉碎的组织进入第三室。

一些实施方式包括用于粉碎和变性的样品处理装置，其包括中空圆柱形部、中空锥形部、用于覆盖圆柱形部的端部的第一帽，以及用于覆盖锥形部的端部的第二帽。此外，所述装置可以包括沿着圆柱形部延伸的多个肋，位于多个肋在圆柱形部与锥形部相接处的端部处的环，以及包含在圆柱形部内且在环和第一帽之间的粉碎件。

在一些实施方式中，粉碎件是圆柱形或球形。在另一些实施方式中，粉碎件是玻璃、陶瓷、不锈钢或非反应性聚合物。在另一些实施方式中，多个肋防止粉碎件接触样品处理装置的侧面，并允许粉碎件在圆柱形部内滑动。在另一些实施方式中，所述环防止粉碎件进入样品处理装置的锥形部。

一些实施方式包括用于使粗样品粉碎和变性的方法，其包括将粉碎件置于样品处理装置中。所述装置可以包括圆柱形部、锥形部、以及沿圆柱形部延伸的多个肋、以及在多个肋在圆柱形部与锥形部相接处的端部处的环。所述方法可以包括将粗样品置于样品处理装置的圆柱形部中，密封样品处理装置，并振动样品处理装置，使得粉碎件破碎粗样品以产生粉碎的样品。此外，所述方法可以包括向样品处理装置的锥形部中添加变性剂，密封样品处理装置，并且振动样品处理装置，使得变性剂使粉碎的样品中的DNA变性以产生变性样品。一些实施方式包括将变性样品转移到测试容器中。其他实施方式包括测试样品处理装置中的变性样品。

本发明的一些实施方式包括样品处理装置，其包括管以及帽，所述管包括具有网格和悬挂在所述管的边缘上的多个标签的可拆卸的筐和条形码，所述帽包括用于从粗生物材料中冲压出样品的环形冲压边缘，以及用于迫使样品通过管中的可拆卸的筐的网格的多个指状物或齿状物。

在本发明的一些实施方式中，帽卡在管上。在其他实施方式中，帽拧在管上。另一些实施方式包括样品处理液。在其他实施方式中，样品处理液是管中的裂解缓冲液。在另一些实施方式中，样品处理液是包含在管或帽中的袋内的氢氧化钠。在其他实施方式中，管还包括与氢氧化钠袋相邻的可渗透层。在一些实施方式中，帽还包括穿孔件。在另一些实施方式中，帽还包括隔层。

附图说明

图1A是根据本发明的一些实施方式的第一管的侧视图。

图1B是根据本发明的一些实施方式的第二管的侧视图。

图1C是根据本发明的一些实施方式的过滤帽的侧视图。

图2是示出根据本发明的一些实施方式的制备用于测试的生物样品的步骤的流程图。

图3是根据本发明的一些实施方式的位于第一管上的过滤帽的侧视图。

图4是根据本发明的一些实施方式的位于第一管和第二管之间的过滤帽的侧视图。

图5是根据本发明的一些实施方式的位于第一管和第二管之间的过滤帽的侧视图。

图6A是根据本发明的另一些实施方式的第一管的侧视图。

图6B是根据本发明的另一些实施方式的第二管的侧视图。

图6C是根据本发明的另一些实施方式的盖的侧视图。

图7是示出根据本发明的一些实施方式的制备用于测试的生物样品的步骤的流程图。

图8是根据本发明的一些实施方式，位于第二管的第一实施方式中的第一管的第一实施方式的侧视图。

图9是根据本发明的一些实施方式，位于第二管的第一实施方式中的第一管的第一实施方式的侧视图，其中盖的第一实施方式被置于第一管中。

图10是根据本发明的一些实施方式，位于第二管的第一实施方式中的第一管的第一实施方式的侧视图，其中盖的第一实施方式被完全置于第一管上。

图11A是第二实施方式的盖的侧视图。

图11B是根据本发明的一些实施方式，位于第二管的第一实施方式中的第一管的第一实施方式的侧视图，其中盖的第二实施方式被置于第一管中。

图12A是第二实施方式的第二管的侧视图。

图12B是根据本发明的一些实施方式，位于第二实施方式的第二管中的第一实施方式的第一管的侧视图，其中盖的第一实施方式被置于第一管中。

图13A是根据本发明的另一些实施方式的第一管的截面图。

图13B是根据本发明的另一些实施方式的第二管的截面图。

图13C是根据本发明的一些实施方式，位于第二管的第三实施方式中的第一管的第二实施方式的截面图。

图13D是根据本发明的一些实施方式，位于第二管的第三实施方式中的第一管的第二实施方式的截面图，其中盖的第一实施方式被置于第一管中。

图14是根据本发明的一些实施方式的多室串联样品处理装置的主视图。

图15A是根据本发明的一些实施方式的样品处理装置的主视图，其示出了插入到粉碎室中的组织样品。

图15B是根据本发明的一些实施方式的示出具有联接的帽的粉碎室的样品处理装置的主视图，其示出了处于粉碎状态的组织样品。

图16是根据本发明的一些实施方式的样品处理装置的主视图，其示出了其中设有含组织样品和提取缓冲液的提取室。

图17A是根据本发明的一些实施方式的示出稀释室的样品处理装置的主视图。

图17B是根据本发明的一些实施方式的示出稀释分离的核酸样品的样品处理装置的主视图。

图18是根据本发明的一些实施方式的示出用于实施从组织样品中串联提取核酸的方法的流程图。

图19是根据本发明的一些实施方式的用于粉碎和变性的样品处理装置的侧视图。

图20是图19的样品处理装置沿着线A-A的截面图。

图21A是图19的样品处理装置的一个实施方式的截面图。

图21B是图19的样品处理装置的另一个实施方式的截面图。

图22是根据本发明的一些实施方式的样品处理装置的透视图。

图23是图22的样品处理装置的另一个实施方式的透视图。

图24是图22的样品处理装置的另一个实施方式的透视图。

图25是图22的样品处理装置的另一个实施方式的透视图。

图26是图22的样品处理装置的另一个实施方式的透视图。

图27是图22的样品处理装置的另一个实施方式的透视图。

具体实施方式

在详细说明本发明的任何实施方式之前，应当理解的是，本发明的应用不限于以下说明书中阐述的或者以下附图中示出的部件的构造和设置的细节。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或实施。而且，应该理解的是，本文使用的用语和术语是出于描述的目的，而不应该被认为是限制性的。本文中使用“包括”、“包含”或“具有”及其变化方式意指涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项目。除非另有规定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变化方式被广义地使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。除非另有规定或限制，否则术语“管”及其变化方式被广义地使用，并且涵盖任何截面形状和/或任何形状的容器。

提供以下讨论以使本领域技术人员能够实施和使用本发明的实施方式。对所举例说明的实施方式的各种修改对于本领域技术人员而言会是显而易见的，并且在不脱离本发明的实施方式的情况下，本文的一般原理可以应用于其他实施方式和应用。因此，本发明的实施方式并不旨在被限于所示出的实施方式，而是符合与本文所公开的原理和特征一致的最宽范围。以下详细描述将参照附图来理解，其中不同附图中的相同部件具有相同的附图标记。附图没有必要按比例，其描述了所选择的实施方式，并且不旨在限制本发明实施方式的范围。本领域技术人员会认识到，本文提供的实施例具有属于本发明的实施方式的范围的许多有用的替代方式。

图1A是根据本发明的一些实施方式的第一管100的侧视图。在一些实施方式中，第一管100包括至少部分地包围或形成腔体104的主体102，以及盖106。如图1A所示，在一些实施方式中，盖106可以联接或拴系至主体102。在另一些实施方式中，盖106可以从主体102分离或者脱离，然后在需要时联接至主体102。例如，在一些实施方式中，盖106的尺寸可以被设定为位于腔体104中以至少部分地密封第一管100。在一些实施方式中，盖106可以使用任何常规联接件而联接至主体102。图1B是根据本发明的一些实施方式的第二管110的侧视图。在一些实施方式中，图1B所示的第二管110可以包括主体112、腔体114和盖116。在一些实施方式中，盖116可以联接至主体112。在另一些实施方式中，盖116可以从主体112分离，然后在需要时联接至主体112。例如，在一些实施方式中，盖116的尺寸可以被设定为位于腔体114中以至少部分地密封第二管110。在一些实施方式中，盖116可以使用任何常规联接件而联接至主体112。在本发明的另一些实施方式中，可以在没有体的情况下(即盖106和/或盖116可以不存在)使用主体102和/或主体112。在一些实施方式中，第一管100和/或第二管110包括通常圆形或弯曲的端部。在其他实施方式中，第一管100和/或第二管110可以包括封闭端部，其包括平的端部或方形的端部。

再次参考图1A，在一些实施方式中，第一管100可以在主体102的腔体104中含有一定体积的缓冲溶液B。在一些实施方式中，缓冲溶液B的体积可以至少部分地填充第一管100(在该非限制性实施方式中示为填充包括圆形或弯曲部分的第一管100的封闭端部)。在其他实施方式中，可以将更多或更少体积的缓冲溶液B添加或包含在第一管100中(例如在成套设备中)。再次参考图1B，在一些实施方式中，第二管110可以在主体112的腔体114中包含冻干的混合母液(master mix)LMM。在一些实施方式中，冻干的混合母液LMM的体积可以至少部分地填充第二管110(在该非限制性实施方式中示为至少部分地填充包括圆形或弯曲部分的第二管110的封闭端部)。在其他实施方式中，可以将更多或更少体积的冻干的混合母液LMM添加或包含在第二管110中。

图1C是根据本发明的一些实施方式的过滤帽120的侧视图。在一些实施方式中，过滤帽120可以包括第一连接部122、第二连接部124以及基本上位于第一连接部122和第二连接部124之间的中心部126。在一些实施方式中，过滤帽120可以与第一管100和/或第二管110联接，并用于在管100、管110内实施一种或更多种过滤材料的功能。在一些实施方式中，第一连接部122可以联接至中心部126的第一侧，第二连接部124联接至中心部126的第二侧。此外，在一些实施方式中，第一连接部122、和/或第二连接部124和/或中心部126可以包括一个或更多个过滤器。在一些实施方式中，过滤帽120的第一连接部122的尺寸可以被设定为位于第一管100的腔体104中以在过滤帽120和第一管100之间形成至少部分密封。此外，在一些实施方式中，过滤帽120的第二连接部124的尺寸可以被设定为位于第二管110的腔体114中以在过滤帽120和第二管110之间形成至少部分密封。在本发明的一些实施方式中，过滤帽120可以包括在中心部126的第一侧上围绕第一连接部122的第一黏合剂128以及在中心部126的第二侧上围绕第二连接部124的第二黏合剂129。在一些实施方式中，当过滤帽120位于第一管100和第二管110中时，第一黏合剂128和第二黏合剂129可以将过滤帽120保持为位于第一管100和第二管110中。此外，在一些实施方式中，用黏合剂128、黏合剂129定位过滤帽120可以防止过滤帽120与第一管100和第二管110之间的渗漏。在本发明的替代实施方式中，可以省略第一黏合剂128和/或第二黏合剂129，可以使用常规机械密封件，过滤帽120可以至少部分地密封第一管100和第二管110。

图2是根据本发明的一些实施方式的示出制备用于测试的生物样品S的步骤的流程图。在一些实施方式中，图2包括步骤130、步骤132、步骤134、步骤136和步骤138。在一些实施方式中，制备用于测试的生物样品S的步骤可以包括所示顺序。在其他实施方式中，步骤130、步骤132、步骤134、步骤136、步骤138中的任何步骤可以以与所示顺序不同的顺序进行。此外，在一些实施方式中，可以包括、省略或重复步骤130、步骤132、步骤134、步骤136、步骤138中的任何步骤。

在本发明的一些实施方式中，过滤帽120可以位于第一管100和第二管110之间以能够过滤生物样品。例如，图3至图5分别示出步骤132、步骤134和步骤138。图3是根据本发明的一些实施方式的位于第一管100上的过滤帽120的侧视图。图4是根据本发明的一些实施方式的位于第一管100和第二管110之间的过滤帽120的侧视图。在本发明的一些实施方式中，步骤130可以包括将生物样品S置于含有缓冲溶液B的第一管100中。在一些实施方式中，第一管100可以具有在收集生物样品S之前置于或者预装在第一管100中的缓冲溶液B。在一些实施方式中，第一管100中的缓冲溶液B可以根据待测试的生物样品S而变化。在本发明的一些实施方式中，生物样品S可以被移液到第一管100中以与第一管100中的缓冲溶液B混合。在一些实施方式中，这可以产生生物样品S和缓冲溶液B的混合物(S+B)。在一些实施方式中，如果需要，生物样品和缓冲溶液的混合物S+B可以在第一管100中加热。

在本发明的一些实施方式中，在盖106从主体102的开口端部移除的情况下，步骤132可以包括将过滤帽120的第一连接部122置于第一管100中，如图3所示。在一些实施方式中，过滤帽120的第一连接部122可以与第一管100形成至少部分密封。在一些实施方式中，第一黏合剂128可以围绕第一连接部122被应用于过滤帽120的中心部126的第一侧，以加强过滤帽120和第一管100之间的密封。此外，在一些实施方式中，第一黏合剂128可以有助于防止生物样品和缓冲溶液的混合物S+B从第一管100漏出。

在一些实施方式中，步骤134可以包括将第二管110置于过滤帽120的第二连接部124上，如图4所示。在一些实施方式中，第二管110可以具有在收集生物样品S之前被置于或预装在第二管110中的冻干的混合母液LMM。在一些实施方式中，预装在第二管110中的冻干的混合母液LMM可以根据待测试的生物样品S而变化。在一些实施方式中，过滤帽120的第二连接部124可以与第二管110形成至少部分密封。在一些实施方式中，第二黏合剂129可以围绕第二连接部124被应用于过滤帽120的中心部126的第二侧，以加强过滤帽120和第二管110之间的密封。

在一些实施方式中，步骤138可以包括通过过滤帽120过滤生物样品和缓冲溶液的混合物S+B。在本发明的一些实施方式中，步骤136可以包括旋转、转动和/或翻转第一管100、过滤帽120和第二管110。在一些实施方式中，旋转、转动和/或翻转第一管100、过滤帽120和第二管110可以包括单次的旋转、转动或翻转。在其他实施方式中，旋转、转动和/或翻转第一管100、过滤帽120和第二管110可以包括多次或重复的旋转、转动和/或翻转。在一些实施方式中，旋转、转动和/或翻转的动作可以搅动第一管100和/或第二管110的内容物。

在一些实施方式中，该运动可以使得生物样品和缓冲溶液的混合物S+B流经过滤帽120进入第二管110。在一些实施方式中，当生物样品和缓冲溶液的混合物S+B流经过滤帽120进入第二管110时，位于过滤帽120和第二管110之间的第二黏合剂129可以有助于防止生物样品和缓冲溶液的混合物S+B从过滤帽120和第二管110漏出。例如，图5是根据本发明的一些实施方式的位于第一管100和第二管110之间的过滤帽120的侧视图。在该非限制性实施例中，与图4所示相比，第一管100和第二管110的位置翻转约180°，生物样品和缓冲溶液的混合物S+B已经流出第一管100并通过过滤帽120进入第二管110。在一些实施方式中，过滤帽120可以包括过滤器，以过滤生物样品和缓冲溶液的混合物S+B中的污染物或其他不需要或不期望的材料。在一些实施方式中，生物样品和缓冲溶液的混合物S+B可以通过过滤帽120过滤，并且可以与第二管110中的冻干的混合母液LMM混合。在一些实施方式中，这可以产生用于测试的最终混合物FM(其包括生物样品S、缓冲溶液B和冻干的混合母液LMM)。在本发明的一些实施方式中，过滤帽120可以从第二管110移除，第二管110的盖116可以被置于第二管110的腔体114中，以至少部分地密封第二管110中的最终混合物FM。在一些实施方式中，第二管110然后可以被置于装置中用于测试。

在一些实施方式中，过滤帽120可以使得流体沿两个方向流动。在另一个实施方式中，过滤帽120可以用作止逆阀，并且可以使得流体单向流动(例如，从第一管100到第二管110但不从第二管110到第一管100)。在上述方法中，例如，过滤帽120可以使得生物样品和缓冲溶液的混合物S+B从第一管100流到第二管110，但不从第二管110流到第一管100。

在一些实施方式中，第一管100、第二管110和过滤帽120可以使得用户能够现场制备用于测试的粗生物样品S。在本发明的一些实施方式中，第一管100、第二管110和过滤帽120是有利的，因为它们可以使得用户能够使用最少的设备现场制备用于测试的生物样品S。例如，在一些实施方式中，第一管100和第二管110可以是常规管或标准管，其预装了用于实施具体任务所需的缓冲溶液B和冻干的混合母液LMM。在一些实施方式中，粗生物样品S然后可以被置于现场的第一管100中并与缓冲溶液B混合。在一些实施方式中，过滤帽120可以被置于第一管100上，第二管110可以被置于过滤帽120上。在一些实施方式中，第一管100、第二管110和过滤帽120然后可以被翻转并搅动，使得生物样品和缓冲溶液的混合物S+B的至少一部分可以从第一管100流到第二管110。在一些实施方式中，旋转、转动和/或翻转第一管100、过滤帽120和第二管110可以包括至少一次旋转、转动或翻转。在一些实施方式中，旋转、转动和/或翻转的动作可以搅动第一管100和/或第二管110的内容物。

在本发明的一些实施方式中，过滤帽120可以从生物样品和缓冲溶液的混合物S+B中过滤掉污染物或其他不需要的或不期望的材料。在一些实施方式中，流入第二管110的生物样品和缓冲溶液的混合物S+B然后可以与第二管110中的冻干的混合母液LMM混合。在一些实施方式中，这进一步处理了生物样品S以制备用于测试的生物样品S。此外，在一些实施方式中，第二管110可以从过滤帽120移除，第二管110的盖116可以闭合。在一些实施方式中，第二管110然后可以被置于用于测试的装置中。

图6A是根据本发明的另一些实施方式的第一管200的侧视图。在一些实施方式中，第一管200可以包括至少部分地包围腔体204的主体202。此外，第一管200可以在一个端部包括开口206，在相对的端部包括密封件208。在一些实施方式中，第一管200可以包括靠近密封件208的大致方形或平的端部。图6B是根据本发明的另一些实施方式的第二管210的侧视图。在一些实施方式中，第二管210可以包括主体212、在主体212中形成的腔体214、以及位于腔体214的第一端部的开口216。在所示的非限制性示例实施方式中，第二管210可以包括闭合的端部，其包括大致圆形或弯曲的端部。在一些实施方式中，第一管200可以在主体202的腔体204中含有缓冲溶液B。此外，在一些实施方式中，第二管210可以在主体212的腔体214中含有冻干的混合母液LMM。

图6C是根据本发明的另一些实施方式的盖220的侧视图。在一些实施方式中，盖220可以包括盖部222和移液管尖部224。在一些实施方式中，移液管尖部224联接至盖220的盖部222的第一侧，并从其延伸。在本发明的一些实施方式中，盖220可以位于管(例如管200、管210)中，使得移液管尖部224可以延伸到管中，盖部222与管的至少一部分形成至少部分密封。

在本发明的一些实施方式中，第一管200和/或第二管210和/或移液管尖部224可以被配置为处理样品(例如生物样品)。例如，图7是示出根据本发明的一些实施方式的制备用于测试的生物样品S的步骤的流程图。图7包括步骤230、步骤232、步骤234、步骤236和步骤238。在一些实施方式中，制备用于测试的生物样品S的步骤可以包括所示顺序。在本发明的其他实施方式中，步骤230、步骤232、步骤234、步骤236、步骤238中的任一个可以以与所示顺序不同的顺序进行。此外，在一些实施方式中，可以包括、省略或重复步骤230、步骤232、步骤234、步骤236、步骤238中的任何步骤。

图8至图10举例说明表示图7的至少一个或更多个处理步骤的视图。图8是根据本发明的一些实施方式的位于第二管210中的第一管200的侧视图，图9是根据本发明的一些实施方式的位于第二管210中的第一管200的侧视图，其中盖220置于第一管200中。此外，图10是根据本发明的一些实施方式的位于第二管210中的第一管200的侧视图，其中盖220完全置于第一管200上。

参考图7，步骤230可以包括将生物样品S添加到含有缓冲溶液B的第一管200中。如图6A所示，在收集生物样品S之前，可以将缓冲溶液B置于第一管200中。在一些实施方式中，第一管200中的缓冲溶液B可以根据生物样品S的种类而变化。在一些实施方式中，可以将生物样品S吸取进入到第一管200的开口206中以与腔体204中的缓冲溶液B混合以产生生物样品S和缓冲溶液B的混合物(B+S)。

在一些实施方式中，步骤232包括将第一管200的第二端部置于第二管210中，如图8所示。第一管200的第二端部的直径小于第二管210的第一端部的直径，由此使得第一管200的至少一部分能够插入到腔体214中。在一些实施方式中，第一管200的主体202包括基于主体202在第二端部处的较小直径到主体202第一端部处的较大直径而倾斜的壁。因此，在一些实施方式中，当第一管200的第二端部如前所述位于第二管210中时，第一管200可以至少部分地滑入第二管210中，直到第一管200的外直径大约是第二管210的第一端部的内直径的直径。在一些实施方式中，这可以在第一管200和第二管210之间形成至少部分密封。在本发明的一些实施方式中，第二管210含有冻干的混合母液LMM。在一些实施方式中，第二管110中的冻干的混合母液LMM可以根据待测试的生物样品S而变化。

在本发明的一些实施方式中，步骤234可以包括将盖220的移液管尖部224置于第一管200中，如图9所示。在本发明的另一些实施方式中，步骤236可以包括用盖220的移液管尖部224刺穿第一管200上的密封件208。在一些实施方式中，盖220的移液管尖部224可以比第一管200长，因此在一些实施方式中，随着将盖220的移液管尖部224置于第一管200中，移液管尖部224可以接触第一管200的密封件208。在本发明的一些实施方式中，随着移液管尖部224穿过第一管200并进入第二腔体214，移液管尖部224可以刺穿第一管200的密封件208。在替代的实施方式中，移液管尖部224可以是能够刺穿密封件208但不具有移液能力的尖锐尖部。在一些实施方式中，刺穿密封件208可以使生物样品和缓冲溶液B+S从第一管200流入第二管210中。在一些实施方式中，生物样品和缓冲溶液B+S然后可以与冻干的混合母液LMM混合以形成适于测试的最终混合物FM。

在一些实施方式中，步骤238可以包括将盖220的盖部222置于第一管200上，以在盖220和第一管200之间形成至少部分密封，如图10所示。此外，随着移液管尖部224如上所述地移动，在移液管尖部224刺穿密封件208之后，其可以穿过第一管200延伸到第二管210中，直到盖220的盖部222与第一管200接触。在一些实施方式中，这可以在盖220和第一管200之间形成密封。此外，在一些实施方式中，盖220、第一管200和第二管210然后可以被置于装置中用于测试。

在本发明的一些实施方式中，第一管200、第二管210和盖220可以使得用户能够现场制备用于测试的粗生物样品S。在一些实施方式中，盖220、第一管200和第二管210是有利的，因为它们使得用户能够使用最少的仪器现场制备用于测试的生物样品S。例如，在一些实施方式中，第一管200和第二管210可以具有添加到其中的缓冲溶液B和冻干的混合母液LMM，然后可以被带至现场。在一些实施方式中，粗生物样品S然后可以现场收集并置于第一管200中，并与缓冲溶液B混合。在本发明的一些实施方式中，第一管200然后可以被置于第二管210中以在第一管200和第二管210之间形成至少部分密封。在一些实施方式中，盖220的移液管尖部224然后可以被置于第一管200中并且穿过第一管200而移动。在一些实施方式中，随着移液管尖部224穿过第一管200而移动，如前所述其可以接触并刺穿第一管200上的密封件208。在一些实施方式中，这可以导致现场取样的生物样品和缓冲溶液的混合物B+S流入第二管210中，其中生物样品和缓冲溶液的混合物B+S可以与冻干的混合母液LMM混合。在一些实施方式中，所描述的步骤通过将盖220、第一管200和第二管210置于测试装置中可以进一步处理用于测试的生物样品S。

在一些实施方式中，第一管200和第二管210可以与替代类型的盖结构一起使用。例如，图11A是根据本发明一些实施方式的盖220A的侧视图，图11B是根据本发明的一些实施方式的位于第二管210中的第一管200的侧视图，其中盖220A置于第一管200中。在一些实施方式中，盖220A可以包括盖部222A、移液管尖部224A和球状部226A。在一些实施方式中，移液管尖部224A可以联接至盖部222A的第一侧，球状部226A可以联接至盖部222A的第二侧。在一些实施方式中，球状部226A可以包括的腔体，其联接至移液管尖部224A的腔体。在一些实施方式中，该结构可以使得盖220A用作移液器。例如，在一些实施方式中，用户可以抓住并挤压球形部226A，将移液管尖部224A置于流体中，并松开球形部226A以将流体吸入移液管尖部224A。在一些实施方式中，使用盖220A与第一管200和第二管210可以使得用户能够使用盖220A将生物样品S吸取到第一管200中以与缓冲溶液B混合。在一些实施方式中，盖220A的移液管尖部224A于是可以用于刺穿第一管200中的密封件208，盖220A的盖部222A可以密封第一管200，如上文参考图6A至图10所述。

在一些实施方式中，第二管210可以包括集成式过滤器。例如，图12A是根据本发明的一些实施方式的第二管210A的侧视图。图12B是根据本发明的一些实施方式的位于第二管210A中的第一管200的侧视图，其中盖220置于第一管200中。在一些实施方式中，第二管210A可以包括主体212A、由主体212A形成的腔体214A、开口216A和位于腔体214A中的过滤器218A，其从主体212A的一侧延伸到主体212A的相对侧。在本发明的一些实施方式中，开口216A可以位于第二管210A中的腔体214A的第一端部。在本发明的一些实施方式中，第二管210A可以在第二管210A的主体212A的腔体214A中含有冻干的混合母液LMM。在一些实施方式中，以上在图6A至图10中描述的步骤和过程可以用第一管200结合包括集成式过滤器的第二管进行。例如，如图12B所示，第一管200可以位于第二管210A中的过滤器218A上方。在一些实施方式中，一旦第一管200的密封件208被刺穿，生物样品和试剂的混合物B+S就可以从第一管200经过过滤器218A流入第二管210A。在一些实施方式中，过滤器218A可以过滤生物样品和缓冲溶液的混合物S+B中的污染物或其他不需要或不期望的材料。在一些实施方式中，从生物样品和试剂的混合物B+S中过滤污染物或其他不想要或不期望的材料可以提高生物样品和试剂的混合物B+S的测试准确性。

图13A是根据本发明的另一些实施方式的第一管200A的截面图。在一些实施方式中，第一管200A可以包括至少部分地包围腔体204A的主体202A，在腔体204A的一个端部的开口206A，在腔体204A的相对端部的密封件208A，以及凸缘209A。在一些实施方式中，第一管200A还包含位于主体202A的外直径周围的凸缘209A。在一些实施方式中，凸缘209A可以位于第一管200A的第一端部和第二端部之间。在一些实施方式中，凸缘209A可以包括第一侧上的平面和第二侧上的倾斜面。图13B是根据本发明的另一些实施方式的第二管210B的截面图。在另一些实施方式中，第二管210B可以包括主体212B、腔体214B、开口216B和凸缘219B。在一些实施方式中，第一管200A和第二管210B可以用于使用盖例如盖220来处理样品。例如，图13C是根据本发明的一些实施方式的至少部分位于第二管210B中的第一管200A的截面图，图13D是根据本发明的一些实施方式的位于第二管210B中的第一管200A的截面图，其中盖220置于第一管200A中。在一些实施方式中，第一管200A可以在第一管200A的主体202A的腔体204A中含有缓冲溶液B，当第一管200A位于第二管210B中时，如图13C至图13D所示，凸缘209A可以接合凸缘219B以防止第一管200A被拉出第二管210B。在一些实施方式中，随着第一管200A被置于第二管210B中，凸缘209A的倾斜面可以相对于凸缘219B的倾斜面滑动。

在一些实施方式中，随着第一管200A移入第二管210B中，凸缘209A的面可以至少部分地滑过或越过凸缘219B的倾斜面。在一些实施方式中，凸缘209A可以与第二管210B的内表面联接，和/或与凸缘219B的至少一部分联接。在其他实施方式中，可以使用任何常规的联接机构将第一管200A联接至第二管210B，并且可以使用任何常规的联接机构将第一管200A基本上保持在第二管210B中，如图13C至图13D所示。

在一些实施方式中，一旦第一管200A完全位于第二管210B中，则凸缘209A的平表面可以抵接于凸缘219B的平表面。在一些实施方式中，这种接合可以防止第一管200A从第二管210B移出，并且还可以防止污染物进入第二管210B。参考图13C，在一些实施方式中，在第一管200A被置于第二管210B中之后，盖220的移液管尖部224然后可以被推动穿过第一管200A以刺穿第一管200A上的密封件208A，并且盖220可以至少部分地相对于第一管200A密封。在其他实施方式中，图6至图13D中描述的第一管200、第二管210和盖220的各种实施方式可以以任何方式彼此集成。

图14是根据本发明一些实施方式的多室串联样品处理装置300的主视图。在一些实施方式中，样品处理装置300可以包括三个串联室，其一起限定了材料通过样品处理装置300的串联流动路径。在本发明的一些实施方式中，样品处理装置300可以包括帽302、粉碎室304、第一分隔部件306、提取室308、第二分隔部件310和稀释室312。在一些实施方式中，装置300的每个室的尺寸和体积可以被设定以匹配待处理的材料的量。以这种方式，室304、室308和室312中的每个可以根据待处理的材料的量来设定尺寸。例如，在一些实施方式中，室304的尺寸可以被设定为较小的以处理单个种子或叶片冲压物，或被设定为较大的以容纳待分析的一批种子或形成大批材料的代表性样本的其他材料。此外，装置300的室304、室308、室312、帽302和分隔部件306、分隔部件310中的每个可以基于所需材料的应用和量而独立地设定尺寸。

在本发明的一些实施方式中，样品处理装置300可以形成为整体件。在一些实施方式中，样品处理装置300可以使用模具形成，并且第一分隔部件306和第二分隔部件310可以压入配合至样品处理装置300中。在其他实施方式中，室304、室308和室312中的每个可以是单独的模块，当其联接在一起时形成样品处理装置300。另外，在一些实施方式中，室304、室308和室312中的每个可以具有除了图14中所描绘的截头圆锥形形状之外的其他形状。举例来说，室304、室308或室312中的每个可以具有圆柱形形状。

在一些实施方式中，帽302可以在粉碎室304相对于流动方向F的上游端部处联接至粉碎室304。在本说明书中使用的术语例如上游和下游指沿着流动方向F的相对位置。在一些实施方式中，第一分隔部件306可以既联接至粉碎室304的下游端部又联接至提取室308的上游端部。在一些实施方式中，第二分隔部件310可以既联接至提取室308的下游端部又联接至稀释室312的上游端部。在操作中，生物样品例如植物组织、种子或来自不同来源的材料的组合可以在粉碎室304中被粉碎或机械破碎。在一些实施方式中，粉碎的组织的一部分可以通过第一分隔部件306进入提取室308。在本发明的一些实施方式中，在提取室308内可以从植物组织提取核酸。在一些实施方式中，提取的核酸然后可以通过第二分隔部件310进入稀释室312。在一些实施方式中，在稀释室312中，提取的核酸可以用中和缓冲溶液中和，并用水或稀释缓冲溶液稀释。下文进一步详细描述每个室的具体结构和操作。

图15A是根据本发明的一些实施方式的样品处理装置300的主视图，其示出插入在粉碎室304中的组织样品314。如所描绘的，在一些实施方式中，组织样品314可以是植物组织的任何类型或混合物，包括但不限于种子、叶、外壳或树皮，或植物组织的任何其他单一类型或植物组织类型的混合物。在本发明的一些实施方式中，粉碎室304可以包括上游端部316、下游端部318、侧壁320、上游开口322和下游开口324。在一些实施方式中，粉碎室304可以由经侧壁320相连的上游端部316和下游端部318限定。在本发明的一些实施方式中，上游端部316可以限定上游开口322，其具有大致圆形的形状并且尺寸被设定为使得组织样品314被插入到粉碎室304中，其中组织样品314的粉碎可以有助于破坏组织样品314的组分例如细胞壁，以得到核酸。如图所示，在一些实施方式中，粉碎室304可以包括朝向第一分隔部件306逐渐变窄的整体截头圆锥形形状。在一些实施方式中，粉碎室304的截头圆锥形形状可以有助于朝向提取室308(在图15A中未示出)驱使材料。在一些实施方式中，下游端部318可以限定下游开口324，其在一些实施例中可以使得材料从粉碎室304流入提取室308。

图15B是根据本发明的一些实施方式的样品处理装置300的主视图，其示出联接有帽302的粉碎室304，还示出处于粉碎状态的组织样品314。如图15B所示，在一些实施方式中，帽302可以覆盖上游开口322。在一些实施方式中，帽302可以包括开口326和研磨件328。在一些实施方式中，帽302可以卡在上游端部316上或拧在上游端部316上。

在操作中，组织样品314可以被装载到粉碎室304中并被粉碎(例如，组织样品314可以被破碎成较小碎片)。组织样品314可以以不同的方式被粉碎。例如，在一些实施方式中，粉碎室304的侧壁320可以由能够被机械装置(例如手持式或机器操作的钳子或颈缩)压缩的柔性材料形成。随着粉碎室304被压缩，组织样品314可以被压碎成较小的碎片。在一些实施方式中，为了有助于粉碎过程，粉碎室304的内部可以被配置为包括粗糙表面或波纹表面，其可以有助于破坏组织样品314。在另一些实施方式中，常规的钳子或其他机械装置也可以被插入到粉碎室304中以直接粉碎组织样品314。另外，在另一些实施方式中，研磨件328可以被插入到室304中，并且粗糙表面和帽302的研磨件328之间的摩擦可以被用于将组织样品314破坏成较小碎片。在一些实施方式中，研磨件328然后可以被旋转以破坏组织样品314。在一些实施方式中，组织样品314可以在被插入到粉碎室304中之前被脱水或快速冷冻，以使得组织样品314更脆并且更容易粉碎。

图16是根据本发明的一些实施方式的样品处理装置300的主视图，其示出具有组织样品314和提取缓冲液330置于其中的提取室308。在一些实施方式中，提取室308可以包括上游端部332、下游端部334、侧壁336、上游开口338、下游开口340以及第一分隔部件306。在一些实施方式中，提取室308可以由经侧壁336相连的上游端部332和下游端部334来限定。在本发明的一些实施方式中，上游端部332可以包括背离下游端部334而逐渐变窄的截头圆锥形形状。在一些实施方式中，上游端部332可以限定上游开口338，其允许从粉碎室304流动进入提取室308。在本发明的一些实施方式中，上游端部332的截头圆锥形形状可以有助于使组分一进入提取室308内就被分散。在一些实施方式中，下游端部334可以包括背离上游端部332而逐渐变窄的截头圆锥形形状。在本发明的一些实施方式中，下游端部334限定下游开口340，其允许从提取室308流动进入稀释室312(未示出)。在一些实施方式中，下游端部334的截头圆锥形形状可以有助于朝向稀释室312驱使组分。

在操作中，组织样品314可以如上文关于图15A和图15B所描述的被粉碎。在一些实施方式中，一旦组织样品314被粉碎，提取缓冲液330可以通过开口326中的一个供应到粉碎室330，另一个开口326可以用作压力释放出口。在本发明的一些实施方式中，提取缓冲液330可以是许多常规缓冲液中的任一种或常规缓冲液的混合物，包括但不限于基于氢氧化钠(NaOH)的缓冲溶液。作为示例性实施方式，合适的缓冲液可以由NaOH和十二烷基(月桂基)磺酸钠(SDS)形成。SDS是可以有助于溶解细胞膜的表面活性剂，而NaOH可以有助于破坏细胞壁并破坏DNA碱基之间的氢键(从而将双链DNA转变为单链DNA)。

在本发明的一些实施方式中，在将足量的提取缓冲液330添加到粉碎室304中之后，如图所示可以通过两个开口326供应空气，以促使材料经过第一分隔部件306进入提取室308。在其他实施方式中，真空管线可以联接至图17A所示的开口350中的一个，以牵引材料通过第一分隔部件306，而不是使用经由开口326供应的空气压力。在另一些实施方式中，可以通过开口326供应空气压力，同时通过开口350施加真空。在另一个实施方式中，可以使用离心作用经由第一分隔部件306来推动材料而不是使用空气压力或真空。

如图16所示，在本发明的一些实施方式中，第一分隔部件306可以被设置在粉碎室304的下游端部318与提取室308的上游端部332之间。在一些实施方式中，第一分隔部件306可以被配置为过滤粉碎室304和提取室308之间的材料流。作为非限制性示例性实施方式，第一分隔部件306可以是常规的过滤器或筛网。在一些实施方式中，过滤器或筛网可以被设计成阻隔一些较大的粉碎的组织样品314，但是可以使得单独的细胞、细胞器等通过第一分隔部件306。在其他实施方式中，第一分隔部件306可以为破裂膜，其被配置为当粉碎室304内的压力(通过经由开口326的空气产生)超过阈值时破裂。当膜破裂时，粉碎室304的所有内容物可以自由地进入提取室308。

在一些实施方式中，粉碎的组织样品314的一部分和提取缓冲液330可以在通过第一分隔部件306之后进入提取室308。在一些实施方式中，提取缓冲溶液330可以起到如上所述地从粉碎的组织样品314中提取核酸例如DNA和/或其他组分的作用。在本发明的一些实施方式中，为了辅助提取过程，可以加热提取室308中的组织314和提取缓冲液330。提取室308中的组织314和提取缓冲液330被加热到的准确温度可以取决于所使用的提取缓冲液330。典型地，提取室308中的组织314和提取缓冲液330可以被加热到约65摄氏度(约149华氏度)至约80摄氏度(约176华氏度)的任何温度。在一些实施方式中，加热可以局部应用于提取室308，或者大致应用于整个装置300。在一些实施方式中，在加热之后，提取室308中的组织314和提取缓冲液330可以被冷却到室温。在一些实施方式中，在加热和冷却之后，提取室308可以包括一些粉碎的组织样品314和提取的核酸352。

图17A是示出稀释室312的样品处理装置300的主视图。在一些实施方式中，稀释室312可以包括上游端部342、下游端部344、侧壁346、上游开口348和开口350。图17A还示出第二分隔部件310、提取的核酸352和中和缓冲溶液354。在一些实施方式中，稀释室312可以由经侧壁346相连的上游端部342和下游端部344限定。在一些实施方式中，上游端部342可以包括背离下游端部344而逐渐变窄的截头圆锥形形状。在一些实施方式中，上游端部342限定上游开口348，其允许从提取室308流动进入稀释室312。在一些实施方式中，上游端部342的截头圆锥形形状可以有助于使组分一进入稀释室312内就被分散。在本发明的另一些实施方式中，下游端部344具有背离上游端部342而逐渐变窄的截头圆锥形形状。在一些实施方式中，稀释室312可以包括开口350。如图所示，在一些实施方式中，开口350中的两个可以位于上游端部342附近，开口350中的一个可以位于下游端部344附近。在一些实施方式中，下游端部344的截头圆锥形形状可以有助于朝向开口350驱动组分。

图17A示出稀释室312中的提取的核酸352和提取室308中的粉碎的组织314。为了分离提取的核酸352和粉碎的组织314，在一些实施方式中，可以迫使空气通过开口326，使提取的核酸352通过第二分隔部件310。在一些实施方式中，第二分隔部件310可以被设置在提取室308的下游端部334与稀释室312的上游端部342之间。在一些实施方式中，第二分隔部件310可以是被配置为比第一分隔部件306过滤更小颗粒的过滤器或筛网。具体地，在一些实施方式中，第二分隔部件310的尺寸可以被设定成不允许粉碎的组织样品314通过。因此，在一些实施方式中，提取的核酸352和粉碎的组织样品314可以使用所述的方法分离。

在本发明的其他实施方式中，可以将真空管线联接至开口350中的一个，以牵引提取的核酸352通过第二分隔部件310，而不是使用经由开口326供应的空气压力。在另一些实施方式中，可以经由开口326供应空气压力，同时经由开口350施加真空。在本发明的另一个实施方式中，离心作用可以用于推动提取的核酸352通过第二分隔部件310，而不是使用空气压力或真空。

在本发明的一些实施方式中，在将分离的核酸352供应到稀释室312之后，可以通过开口350中的一个来供应中和缓冲液354。在一些实施方式中，中和缓冲液354可以用于使稀释室312中的溶液的pH达到用于储存分离的核酸352的合适水平。有许多合适的中和缓冲液可以用于本发明的实施方式，包括但不限于Tris-盐酸盐(TRIS-HCl)。

图17B是示出经稀释的分离的核酸样品352的样品处理装置300的主视图。在一些实施方式中，可以使用水或缓冲液来稀释溶液。有许多合适的缓冲液用于稀释核酸。合适的稀释缓冲液的实例是Tris-EDTA(TE)缓冲液。在一些实施方式中，在分离的核酸352被稀释之后，稀释室312可以从样品处理装置300直接移除，并且分离的核酸352可以被储存在其中。在一些实施方式中，分离的核酸352也可以经由开口350被分装到小瓶中。一旦进入到小瓶中，可以使用聚合酶链式反应(PCR)扩增分离的核酸352并使用荧光扫描技术进行分析。在一些实施方式中，分离的核酸352也可以经由开口350直接吸取到可以扩增核酸并使用荧光扫描技术来分析它们的样品瓶或串联扩增装置中。

图18是根据本发明的一些实施方式的示出用于实施核酸的串联提取和扩增的方法356的流程图。在一些实施方式中，方法356可以包括插入步骤358、和/或粉碎步骤360、和/或注射步骤362、和/或过滤步骤364、和/或提取步骤366、和/或过滤步骤368、和/或中和步骤370、和/或稀释步骤372。在其他实施方式中，步骤358、步骤360、步骤362、步骤364、步骤366、步骤368、步骤370、步骤372中的任何步骤可以以与所示顺序不同的顺序进行。此外，在一些实施方式中，可以包括、省略或重复步骤358、步骤360、步骤362、步骤364、步骤366、步骤368、步骤370、步骤372中的任何步骤。在本发明的一些实施方式中，在插入步骤358期间，组织样品314可以被装载到多模块的串联样品处理装置300的粉碎室304中。在本发明的一些实施方式中，在粉碎步骤360期间，组织样品314可以被粉碎成粉末。此外，在一些实施方式中，在步骤360之后，在注射步骤362期间，可以将提取缓冲液330添加到粉碎室304。在一些实施方式中，过滤步骤364可以在注射步骤362之后。在一些实施方式中，在过滤步骤364期间，可以迫使提取缓冲液330和粉碎的组织样品314的溶液通过第一分隔部件306并进入样品处理装置300的提取室308。在本发明的一些实施方式中，在过滤步骤之后，在提取步骤366期间，提取缓冲液330和粉碎的组织样品314的溶液可以被加热，然后冷却到室温。在一些实施方式中，过滤步骤368在提取步骤366之后。在一些实施方式中，在过滤步骤368期间，提取的核酸352可以经由第二分隔部件310过滤并进入稀释室312。在本发明的一些实施方式中，粉碎的组织样品314可以保留在提取室308中。在一些实施方式中，在过滤步骤368之后，在中和步骤370期间，可以将中和缓冲液354添加至稀释室312以中和分离的核酸352。在一些实施方式中，在中和步骤370之后，在稀释步骤372期间，可以将水或稀释缓冲液添加到稀释室312。在一些实施方式中，在如上所述的这些步骤之后，可以将分离的核酸352储存和/或抽吸到串联装置中以实施核酸扩增，和/或分装到可以被插入到扩增装置中的样品瓶中。

图19是根据本发明的一些实施方式的样品处理装置400的侧视图，图20是图19中样品处理装置400沿着线A-A的截面图。图21A是图19和图20所示的样品处理装置400的一个实施方式的样品处理装置400A的截面图。图21B是图19和图20所示的样品处理装置400的另一个实施方式的样品处理装置400B的截面图。在本发明的一些实施方式中，样品处理装置400、样品处理装置400A、样品处理装置400B是有利的，因为它们降低了在使样品粉碎和变性以制备用于测试的样品时污染的风险。装置400、装置400A、装置400B可以消除在一个容器中实施粉碎并将粉碎的样品转移到另一个容器中进行变性的需要，从而减少了污染样品的机会。

在本发明的一些实施方式中，样品处理装置400、样品处理装置400A和样品处理装置400B可以是一次性管。在一些实施方式中，样品处理装置400、样品处理装置400A和样品处理装置400B可以包括与锥形部404、帽406、帽408、肋410和环412联接或集成的圆柱形部402。在本发明的一些实施方式中，圆柱形部402和锥形部404可以是至少部分中空的。在一些实施方式中，帽406可以至少部分地覆盖圆柱形部402的端部，并且帽408可以至少部分地覆盖锥形部404的端部。在一些实施方式中，肋410和环412可以联接至样品处理装置400的圆柱形部402。此外，在一些实施方式中，肋410可以沿着圆柱形部402延伸。一些实施方式包括环412，其位于肋410靠近或邻近圆柱形部402与锥形部404相接处的端部。

在本发明的一些实施方式中，样品处理装置400A和样品处理装置400B可以与样品处理装置400类似，除了样品处理装置400A可以包括粉碎件400A，样品处理装置400B可以包括粉碎件400B。如图21A所示，在一些实施方式中，粉碎件416A可以是圆柱形形状。如图21B所示，在一些实施方式中，粉碎件416B可以是球形形状。以下的描述参考图21A所示的样品处理装置400A，但是该描述可以适用于样品处理装置400A和样品处理装置400B。

在本发明的一些实施方式中，粉碎件416A可以被包含在圆柱形部402内。在一些实施方式中，环412可以防止粉碎件416A滑入样品处理装置400A的锥形部404。在本发明的替代实施方式中，粉碎件416A可以是能够通过肋410和环412被容纳在样品处理装置400A的圆柱形部402内的任何形状。在一些实施方式中，肋410可以防止粉碎件416A接触样品处理装置400的侧面，并且可以使得粉碎件416A能够在圆柱形部402内滑动。在一些实施方式中，粉碎件416A可以是任何非反应性材料，例如玻璃、陶瓷、不锈钢或任何非反应性聚合物。

在本发明的一些实施方式中，样品处理装置400A可以使得粗样品能够在同一容器中被粉碎和变性。在一些实施方式中，为了使样品粉碎和变性，可以从圆柱形部402的端部移除帽406，并且可以将粉碎件416A置于圆柱形部402内。在本发明的一些实施方式中，粗样品可以被置于圆柱形部402中。粗样品可以是一块或更多块谷物、一个或更多个种子或种子部分、一片或更多片叶子或叶子部分、其组合、或任何其他固体生物样品。在本发明的一些实施方式中，一旦粗样品和粉碎件416A被置于圆柱形部402内，帽406则可以被放回到圆柱形部402的端部上。在本发明的替代的实施方式中，可以制造粉碎件416A已经包含在圆柱形部402内的样品处理装置400A，并且粗样品可以经由帽406加入到圆柱形部402中或经由帽408添加到锥形部404中。

在本发明的一些实施方式中，一旦粗样品和粉碎件416A至少部分地被密封在样品处理装置400A内，样品处理装置400A则可以在帽406面朝下的情况下被置于仪器中，例如振动器中。在一些实施方式中，仪器可以振动样品处理装置400A，使得粉碎件416A可以相对于肋410移动并在圆柱形部402内滑动以破碎粗样品。在一些实施方式中，一旦样品已经被粉碎，样品处理装置400A则可以从仪器中取出。在一些实施方式中，帽408然后可以从锥形部404移除，并且可以将变性剂例如氢氧化钠添加到锥形部404中。在一些实施方式中，当添加变性剂时，锥形部404的锥形形状和环412可以防止粉碎件416A滑入锥形部404。在一些实施方式中，这可以通过确保粉碎件416A被容纳在圆柱形部402内并且防止其滑出样品处理装置400A而降低污染的风险。在一些实施方式中，在已经添加变性剂之后，帽408可以被放回到锥形部404。

在一些实施方式中，一旦变性剂和粉碎的样品至少部分地被密封在样品处理装置400A内，样品处理装置400A则可以在帽408面朝下的情况下被放回到仪器中。在一些实施方式中，仪器可以振动样品处理装置400A，使得变性剂至少部分地使粉碎的样品的至少一部分内的DNA变性。在一些实施方式中，除了锥形部404之外，肋410之间的间隙可以使得变性剂能够在圆柱形部402内流动，以使全部粉碎的样品变性。在一些实施方式中，一旦样品的至少一部分中的DNA的至少一部分已经被变性，则可以将变性样品的至少一部分转移到用于测试的单独容器中，或者变性样品的一部分可以在样品处理装置400A中被测试。在一些实施方式中，如果将变性样品转移至单独容器，则可以打开帽408以转移样品。在本发明的一些实施方式中，在转移变性样品时，锥形部404和环412可以防止粉碎件416A或粉碎件416B从样品处理装置400A滑出。

图22是根据本发明一些实施方式的样品处理装置500的透视图。在一些实施方式中，样品处理装置500可以包括管502和帽504。在本发明的一些实施方式中，管502可以包括具有网格508和标签510的筐506。在一些实施方式中，管502还包括条形码512，并且可以填充有裂解缓冲溶液514，其可以裂解在装置500内制备的破碎的样品中的细胞，以暴露细胞内的DNA用于进一步测试。

在一些实施方式中，筐506可以是位于管502中的可拆卸的筐，其中标签510悬挂在管502的边缘上。在一些实施方式中，帽504可以包括冲压边缘516和指状物518。在一些实施方式中，样品处理装置500可以用于取得粗生物材料样品，所述粗生物材料例如叶、种子或玉米穗的剪切物，并迫使样品通过筐506的网格508以破碎样品。在一些实施方式中，破碎的样品可以与裂解缓冲液514结合以从样品中提取至少一些DNA用于进一步测试。

在一些实施方式中，为了用样品处理装置500取得并处理样品，可以将一些粗生物材料置于管502的顶部，并且可以将帽504联接至管502以至少部分地密封管502。在一些实施方式中，帽504可以是卡口式帽。在一些实施方式中，随着帽504被卡入到位，冲压边缘516可以从粗生物样品中冲压出样品到筐506中。在一些实施方式中，冲压边缘516可以是适于切割粗生物样品的环形尖锐边缘。在一些实施方式中，随着帽504被卡入到位，指状物518可以迫使样品通过筐506的网格508以破碎样品。在一些实施方式中。在一些实施方式中，破碎的样品然后可以落入裂解缓冲液514中。在一些实施方式中，网格508和指状物518可以由聚合物、金属(例如铝或不锈钢)、复合材料、陶瓷或玻璃、或其组合制成。

在本发明的一些实施方式中，闭合帽504可以导致标签510与筐506断开，使得具有保留在网格508上的任何破碎的样品的筐506可以落入裂解缓冲液514中。在本发明的替代实施方式中，闭合帽504可以导致标签510与筐506断开，使得帽504可以在管502上完全密封，但是筐506不落入裂解缓冲液514中。在本发明的一些实施方式中，这可以使得在将破碎的样品和裂解缓冲液514合并之前使破碎的样品与裂解缓冲液514保持分离。在一些实施方式中，标签510可以确保样品处理装置500仅可以被使用一次，从而避免在将多个样品收集到多个样品处理装置中时生物样品的潜在结合。在替代的实施方式中，样品处理装置500可以在没有裂解缓冲液514的情况下使用。在该替代的实施方式中，样品处理装置500可以被用于冲压和破碎样品并储存破碎的样品用于进一步测试。

图23是图22中样品处理装置500的另一个实施方式的样品处理装置520的透视图。在一些实施方式中，样品处理装置520可以包括具有内螺纹523的管522和具有外螺纹525的帽524。在一些实施方式中，帽524可以包括冲压边缘536和齿状物538。在一些实施方式中，管522可以包括具有网格528和标签530的筐526。在一些实施方式中，筐526可以是位于管522中的可拆卸的筐，其中标签530悬挂在管522的边缘上。在一些实施方式中，管522还可以包括条形码532，并且可以填充有裂解缓冲液534。

在本发明的一些实施方式中，样品处理装置520可以以与图22中的样品处理装置500基本相同的方式起作用，除了帽524可以包括齿状物538而不是指状物518。此外，帽524可以拧入管522中而不是卡到管522上；帽524的外螺纹525与管522的内螺纹523相配。在一些实施方式中，为了用样品处理装置520取得和处理样品，粗生物材料可以被置于管522的顶部上。随着帽524螺纹连接到管522，冲压边缘536可以从粗生物样品中冲压出样品到筐526中。此外，在一些实施方式中，随着帽524螺纹连接到管522，齿状物518抵靠筐526的网格528和/或使样品穿过筐526的网格528来研磨样品以使样品破碎。在替代的实施方式中，齿状物518可以是另一种质地的表面，其可以抵靠网格528来研磨样品的至少一部分，和/或使样品穿过网格528来研磨样品的至少一部分然后可以落入裂解缓冲液534中。在一些实施方式中，闭合帽524可以导致标签530与筐526断开，使得具有保留在网格528上的任何破碎的样品的筐526落入裂解缓冲液534中。

图24是图22中样品处理装置500的另一个实施方式的样品处理装置540的透视图。在一些实施方式中，样品处理装置540可以包括管542和帽544。在一些实施方式中，管542包括具有网格548和标签550的筐546。在一些实施方式中，筐546可以是位于管542中的可拆卸的筐，其中标签550悬挂在管542的边缘上。此外，在一些实施方式中，管542还可以包括条形码552、氢氧化钠袋554和可渗透层555。此外，在一些实施方式中，帽544可以包括冲压边缘556和具有穿孔件559的指状物558。

在本发明的一些实施方式中，样品处理装置540可以以与图22中的样品处理装置500基本相同的方式起作用，除了管542包括氢氧化钠袋554和可渗透层555而不是裂解缓冲液514。另外，在一些实施方式中，指状物558包括穿孔件559。在本发明的一些实施方式中，为了用样品处理装置540取得和处理样品，粗生物材料可以被置于管542的顶部上。在一些实施方式中，帽544可以被用于至少部分地密封管542。在一些实施方式中，随着帽544被卡入到位，冲压边缘556可以从粗生物样品中冲压出样品到筐546中。在一些实施方式中，随着帽544被卡入到位，指状物558迫使样品穿过筐546的网格548以破碎样品，穿孔件559可以刺穿氢氧化钠袋554。在所示的实施方式中，帽544包括指状物558上的4个穿孔件。在替代的实施方式中，帽544可以包括单个穿孔件559或多个穿孔件559。在本发明的一些实施方式中，穿孔件559可以是能够刺穿氢氧化钠袋554的锋利尖部。

在本发明的一些实施方式中，一旦氢氧化钠袋554被刺穿，氢氧化钠和破碎的样品可以穿过可渗透层555到管542的底部。在本发明的一些实施方式中，可渗透层555可以是金属筛网或塑料筛网。在一些实施方式中，闭合帽544可以导致标签550与筐546断开，具有保留在网格548上的任何破碎的样品的筐546落到可渗透层555上。在一些实施方式中，可渗透层555可以允许氢氧化钠和破碎的样品穿过并进入到管542的底部，但可以防止筐546进入管542的底部。在一些实施方式中，氢氧化钠可以使破碎的样品中的DNA变性，以暴露细胞内的DNA用于进一步测试。

图25是图22中样品处理装置500的另一个实施方式的样品处理装置560的透视图。在一些实施方式中，样品处理装置560可以包括具有内螺纹563的管562和具有外螺纹565的盖564。在一些实施方式中，管562可以包括具有网格568和标签570的筐566。在本发明的一些实施方式中，筐566可以是位于管562中的可拆卸的筐，其中标签570悬挂在管562的边缘上。在一些实施方式中，管562还包括条形码572、氢氧化钠袋574和可渗透层575。此外，在一些实施方式中，帽564可以包括冲压边缘576、齿状物578和穿孔件579。

在本发明的一些实施方式中，样品处理装置560可以以与图24中的样品处理装置540基本相同的方式起作用，除了帽564包括齿状物578而不是指状物558。另外，在一些实施方式中，帽564可以拧入管562中而不是卡到管562上；帽564的外螺纹565与管562的内螺纹563相配。在本发明的一些实施方式中，为了用样品处理装置560取得和处理样品，粗生物材料可以被置于管562的顶部上。在一些实施方式中，随着帽564螺纹连接到管562，冲压边缘576可以从粗生物样品中冲压出样品到筐566中。在一些实施方式中，随着帽564被拧入到管562，齿状物578可以抵靠筐566的网格568和/或使样品穿过筐566的网格568来研磨样品以破碎样品，并且穿孔件579可以刺穿氢氧化钠袋574。在本发明的一些实施方式中，穿孔件579可以是针形突起。

在本发明的一些实施方式中，一旦氢氧化钠袋574被刺穿，氢氧化钠和破碎的样品可以穿过可渗透层575进入管562的底部。在一些实施方式中，闭合帽564可以导致标签570与筐566断开，具有保留在网格568上的任何破碎的样品的筐566落在可渗透层575上。在一些实施方式中，可渗透层575可以使得氢氧化钠和破碎的样品能够穿过并进入到管562的底部，但是可以防止筐566进入管562的底部。

图26是图22中样品处理装置500的另一个实施方式的样品处理装置580的透视图。一些实施方式包括样品处理装置580，其包括管582和帽584。在一些实施方式中，管582包括具有网格588和标签590的筐586。在一些实施方式中，筐586可以是位于管582中的可拆卸的筐，其中标签590悬挂在管582的边缘上。在一些实施方式中，管582还可以包括条形码592。在一些实施方式中，帽584可以包括隔层593、氢氧化钠袋594、可渗透层595、冲压边缘596和指状物558。

本发明的一些实施方式包括样品处理装置580，其以与图24中的样品处理装置540基本相同的方式起作用，除了帽584可以包括氢氧化钠袋594和隔层593，并且管582不包括样品处理液。在一些实施方式中，为了用样品处理装置580取得和处理样品，可以将粗生物材料置于管582的顶部上，可以使用帽584密封管582。在一些实施方式中，随着帽584被卡入到位，冲压边缘596可以从粗生物样品冲压出样品进入筐586。在一些实施方式中，随着帽584被卡入到位，指状物598可以迫使样品穿过筐586的网格588以使样品破碎。在一些实施方式中，闭合帽584可以导致标签590与筐586断开，使得具有保留在网格588上的任何破碎样品的筐586可以落入管582的底部。

在一些实施方式中，在帽584已经被卡入到位之后，刺穿装置例如针可以被插入到隔层593中以刺穿氢氧化钠袋594。在本发明的一些实施方式中，隔层593可以是可再密封的隔层。在一些实施方式中，一旦氢氧化钠袋554被刺穿，氢氧化钠则穿过可渗透层595并进入管582的底部。在一些实施方式中，可渗透层595可以是金属筛网或塑料筛网。在替代的实施方式中，帽584可以由可压缩材料制成，使得氢氧化钠袋594可以通过向帽584施加压力而弹出。

图27是图22中样品处理装置500的另一个实施方式的样品处理装置600的透视图。在一些实施方式中，样品处理装置600可以包括具有内螺纹603的管602和具有外螺纹605的帽604。在一些实施方式中，管602可以包括具有网格608和标签610的筐606。在一些实施方式中，筐606可以是位于管602中的可拆卸的筐，其中标签610悬挂在管602的边缘上。在一些实施方式中，管602还包括条形码612，帽604包括隔层613、氢氧化钠袋614、可渗透层615、冲压边缘616和齿状物618。

在一些实施方式中，样品处理装置600以与图26中的样品处理装置580基本相同的方式起作用，除了帽604包括齿状物618而不是指状物598。另外，在一些实施方式中，帽604拧入管602而不是卡到管602上；帽604的外螺纹605与管602的内螺纹603相配。在一些实施方式中，为了用样品处理装置600取得和处理样品，粗生物材料被置于管602的顶部上。在一些实施方式中，随着帽604被拧入管602，冲压边缘616从粗生物样品冲压出样品到筐606中。在一些实施方式中，随着帽604被拧入到管602，齿状物618可以抵靠筐606的网格618和/或使样品穿过筐606的网格618来研磨样品以破碎样品。在一些实施方式中，闭合帽604导致标签610与筐606断开，使得具有保留在网格608上的任何破碎的样品的筐606落入管602的底部。

在一些实施方式中，在帽604已经闭合到位之后，刺穿装置例如针可以插入到隔层613中以刺穿氢氧化钠袋614。在一些实施方式中，一旦氢氧化钠袋614被刺穿，氢氧化钠穿过可渗透层615进入管602的底部。在替代的实施方式中，帽604可以由可压缩材料制成，在其中的氢氧化钠袋614可以通过向帽604施加压力而弹出。

本领域技术人员将会理解，尽管以上已经结合具体实施方式和实施例描述了本发明，但是不是必然地这样限制本发明，并且来自这些实施方式、实施例和用途的许多其他实施方式、实施例、用途、修改和变化旨在由所附的权利要求而涵盖。以下权利要求中提出了本发明的各种特征和优点。

Claims (13)

1.一种样品处理装置，其包括：

管，所述管包括：

开口端和封闭端；以及

可拆卸的筐，所述筐具有网格和悬挂在所述管的开口端的边缘上的多个标签；以及

帽，所述帽被配置为联接至管的开口端以至少部分地密封管，所述帽包括：

用于从粗生物材料冲压出样品的环形冲压边缘；以及

多个指状物或齿状物，其用于迫使样品通过管中的可拆卸的筐的网格，或使样品抵靠和/或穿过管中的可拆卸的筐的网格来研磨样品，以破碎样品。

2.根据权利要求1所述的样品处理装置，其中所述帽被配置和布置为卡在所述管的开口端上。

3.根据权利要求1所述的样品处理装置，其中所述帽被配置和布置为拧到所述管的开口端上。

4.根据权利要求1所述的样品处理装置，其还包括样品处理液。

5.根据权利要求4所述的样品处理装置，其中所述样品处理液是所述管中的裂解缓冲液。

6.根据权利要求4所述的样品处理装置，其中所述样品处理液是包含在所述管或所述帽中的袋内的氢氧化钠。

7.根据权利要求6所述的样品处理装置，其中所述管或所述帽还包括与所述袋相邻的可渗透层。

8.根据权利要求6所述的样品处理装置，其中所述帽还包括穿孔件。

9.根据权利要求6所述的样品处理装置，其中所述帽还包括隔层。

10.根据权利要求6所述的样品处理装置，其中所述帽由可压缩材料制成。

11.根据权利要求1所述的样品处理装置，其中所述标签被配置为当所述帽联接至所述管的开口端时，与所述可拆卸的筐断开。

12.根据权利要求1所述的样品处理装置，其中所述管包括条形码。

13.一种使用根据权利要求1所述的样品处理装置的方法，该方法包括：

将粗生物材料置于管的开口端；以及

将帽联接至管的开口端以至少部分地密封管，使得帽的环形冲压边缘从粗生物材料中冲压出样品，并且所述帽的多个指状物或齿状物迫使样品通过管中的可拆卸的筐的网格，或使样品抵靠和/或穿过管中的可拆卸的筐的网格来研磨样品，以破碎样品。

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