CN109789422A - 样本容器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种样本容器装置，包括：用于至少一个样本容器的载体；和调温模块，其包括至少一个调温元件并且至少局部地与所述载体接触，使得所述至少一个调温元件适合于对所述至少一个样本容器进行调温，其中所述样本容器装置使得通过相对于环境压力的负压来保持所述载体与所述调温模块接触。

Description

样本容器装置

技术领域

本发明涉及一种样本容器装置和一种用于对设置在样本容器装置中的至少一个样本容器进行调温的方法。

背景技术

要研究的样本必须在检查过程中保持安全并且保持良好定位。在许多情况下，有必要对样本进行调温，即：冷却或加热样本。此外，可能有必要在检查期间移动样本。

为了确保样本的正确且快速的调温，例如正如在PCR(聚合酶链式反应)或HDA(螺旋酶依赖性扩增)中用于核酸扩增，样本容器必须与调温单元具有明确的并且良好的热接触。关于接触热阻，应力或压力是至关重要的尺寸。对于在旋转的一次性装置中设置的样本容器，使用机械接触压力的已知解决方案在许多情况下是不合适的。

文献US7 754 474 B2示出了用于处理位于样本处理装置中的样本材料的样本处理系统。该样本处理系统包括旋转底板，样本处理装置在操作期间位于旋转底板上。该系统包括盖和压缩结构，该压缩结构被设计用以将样本处理装置朝向底板压迫。因此，样本处理装置被压迫与底板上的热结构接触。

与使用物理接触的解决方案相比，存在使用空气加热系统的解决方案。这种系统的缺点是：空气加热提供差的热传递，因为空气具有低的热容量。

此外，存在使用物理接触的系统，而没有作为PCR管循环器和板式循环器的明确的热接触。当使用可移动的样本容器时，这些系统难以处理。而且，不明确的传热能够使PCR性能恶化。

此外，可能使用红外线加热。然而，这种系统中的温度控制将是困难的。使用激光束的粒子加热系统仅适合用于具有金颗粒的特殊测定。

文献US2005/0084867 A1公开了一种设备和方法，包括：用于一个或多个线性阵列的可旋转支撑、用于旋转所述支撑的机构、以及用于检查线性阵列的装置。每个线性阵列包括用于进行化学反应的多个特征。

文献EP 2 263 802 A1公开了一种用于分配流体的系统和方法。该系统包括用于将多孔板保持在预先限定的保持位置的保持器。多孔板具有设置有用于容纳流体的多个孔的孔区和围绕孔区的边缘区。保持器包括适于接触边缘区的接触区域，以形成密封区域。

文献WO 2005/107938 A2公开了一种热反应装置及其使用方法。该装置包括多个反应单元，该多个反应单元通过形成在装置的弹性体块内的导通孔与样本入口或试剂入口中的一个入口相连通。

发明内容

与之形成对照，本发明提出了一种根据权利要求1所述的样本容器装置，该样本容器装置使用负压来确保样本容器(多个容器)和调温模块之间的安全接触。因此，通过使用负压或低压使得样本容器或多个样本容器被吸到调温模块上，并且因此吸到调温模块内的所述至少一个调温元件上，解决了上述接触问题。这种负压，即与环境压力相比的负的相对压力导致环境压力在操作期间将样本容器(多个容器)或包含样本容器(多个容器)的载体推向或抵靠调温模块。

所述至少一个样本容器形成在所述载体内，其中在所述载体和所述调温模块之间形成至少一个腔，所述腔能够置于负压下，其中所述至少一个腔通过形成载体和调温模块的相邻侧面而形成。

载体的相邻侧面能够具有Z字形设计。载体的相邻侧面的Z字形设计能够确定腔和样本容器的数量和布置。

通过调节负压，能够确保样本容器尽管有制造公差，但仍与调温模块具有明确的热接触。特别是，当使用由柔性材料制成的载体时，例如由柔性材料制成的一次性载体，这能够得到保证。

所提出的样本容器装置包括：用于至少一个样本容器的载体；和包括至少一个调温元件并且至少局部地与所述载体接触的调温模块，使得所述至少一个调温元件适合于分别对载体和样本容器装置进行调温，其中样本容器装置使得通过负压保持载体与调温模块接触。

因此，所述至少一个样本容器被压靠在调温模块上，使得与调温模块相邻的载体的那一侧面至少部分地或局部地接触与载体相邻的调温元件的那一侧面。因此，形成第一接触区域的载体的所述侧面的至少一部分与形成第二接触区域的所述调温模块的所述侧面的至少一部分接触。可选地是，能够对调温模块的不止一个侧面进行调温。

由负压引起的，即使是移动或旋转的载体，例如一次性的载体也被吸到或被压靠在调温模块上，以提供良好并且明确的热接触。因此，确保了样本容器(多个容器)的快速且精确的调温，即冷却或加热，并且因此确保了样本容器(多个容器)中的样本(多个样本)的快速且精确的调温。例如，该装置能够用于通过PCR或HDA进行的DNA鉴定。

此外，负压能够用于载体的定位，例如一次性载体的定位，使得能够简单地插入和移除样本(多个样本)。

本文中描述的装置和方法能够用于通过使用PCR、HDA或其它扩增方法扩增来鉴定核酸。

用于加热样本容器所使用的固态加热，例如使用珀贴尔效应元件或电加热，能够用于扩增方法。接触区域提供由负压保证的明确的热传递。

当所述至少一个样本容器形成在载体内时，所述至少一个样本容器通过载体内的孔或腔实现。

载体可以是具有圆形截面积的圆盘。该圆盘可以与调温模块一起旋转，调温模块也可以具有圆形截面积。此外，该装置可以使得它能够优选地在两个方向上旋转。

独立于载体或调温模块的形状，调温模块的截面积可以对应于载体的截面积。

在一个实施例中，所述至少一个样本容器与所述至少一个调温元件对齐。因此，在使用中，所述至少一个样本容器和所述至少一个调温元件彼此叠置，从而实现有效的热传递。

在另一个实施例中，载体是基于离心微流体的一次性载体。一次性载体可以是壁厚小于20mm的薄塑料盘。此外，一次性载体可以是壁厚小于0.5mm的薄膜或箔片。

此外，在载体和调温元件之间能够形成至少一个腔或区域，所述腔或区域能够处于负压下。能够通过形成载体和调温模块的相邻侧面来形成所述至少一个腔。所述至少一个区域能够形成在调温模块内和/或载体内。

为了提高负压的稳定性，能够在载体和调温模块之间设置至少一个密封件。该至少一个密封件可以是调温模块和/或载体的一部分。该至少一个密封件可以是具有周向路线的密封件。

此外，能够在调温模块内形成至少一个空气连接，以连接至少一个真空泵。在这种情况下，能够提供阀系统，用于断开真空泵，特别是用于断开真空连接，以减少摩擦和磨损。

此外，能够提供至少一个温度传感器，以控制样本容器(多个容器)内的温度。

在一个实施例中，该装置适于通过荧光进行检测。

在另一实施例中，该装置适于通过吸收进行检测。

在另一实施例中，该装置适于通过发光进行检测。

调温模块能够包括至少一个珀贴尔效应元件，作为调温元件用于冷却或加热。替代性地是，能够提供电加热系统。在另一实施例中，使用与该装置一起旋转的金属垫来提供感应加热。

在另一个实施例中，该装置包括多个样本容器，每个样本容器的温度能够进行单独控制。为此，能够使用至少一个温度传感器。

此外，能够使用至少一个压力传感器，用于控制真空泵的操作并且用于控制负压。

用于加热的能量传递能够通过至少一个滑动接触或感应来完成。

在所提出的调温(即冷却或加热)方法中，至少一个样本使用如上所述的装置。将所述至少一个样本放入该装置的样本容器中，并且当通过接通至少一个调温元件时接通调温模块的加热或冷却。通过负压，将样本容器和加热元件保持在一起。在载体定位期间和在将样本插入样本容器期间可以使用负压。

根据说明书和附图，本发明的其它特征和实施例将变得显而易见。

应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下文描述的特征不仅能够以规定的组合使用，而且能够以其它组合或单独使用。

通过实施例以示例的方式在附图中示意性地示出了本发明，并且在下文中参考附图详细地说明本发明。应理解的是，描述决不是对本发明范围的限制，而仅仅是对本发明优选实施例的说明。

附图说明

在图中，

图1是包括调温单元的样本容器装置的整体视图，

图2是根据图1的样本容器装置的截面图。

具体实施方式

这些图以连贯和重叠的方式进行描述，并且相同的附图标记表示相同的部件。

图1示出了整体用附图标记10表示的样本容器装置。装置10包括载体12，在该实施例中，载体12是具有圆形截面积的盘形的一次性载体。此外，装置10包括调温模块14，调温模块14也形成为具有圆形截面积的圆盘。因此，载体12和调温模块14一致地彼此叠置。

在载体12内形成有许多样本容器16。装置10能够如用箭头18所示的那样旋转。装置10使得它能够在两个方向上都旋转。

图2示出了穿过图1中的装置10的截面图。该图示出了包括载体12和调温模块14的装置10，载体12和调温模块14彼此叠置。在调温模块14内设置有调温元件17。这些调温元件与样本容器16对齐。

此外，该图示出了真空泵20、两个压力传感器22(特别是差压传感器)、空气管线24和温度传感器26。

载体12具有第一侧面30和与调温模块14相对的第二侧面32。第二侧面32形成为使得在载体12内形成有多个样本容器16。样本容器16也能够通过形成第一侧面30来形成。载体12的第二侧面32在样本容器16的范围内与调温模块14接触。第二侧面32能够与调温模块14直接接触或者通过在调节模块14和载体12的第二侧面32之间设置的导热介质36间接接触。该介质36限定了载体12和调温模块14之间的热接触。

载体的第二侧面32和与此第二侧面32相对的调温模块14的那一侧面是如权利要求1所述的相邻侧面。

在载体12和调温元件14之间形成有多个腔38。在该实施例中，载体12的Z字形设计，特别是在所示的纵向截面中的载体12的第二侧面32的设计确定了腔38和样本容器16的数量和布置。

在调温模块14内有空气连接40，空气管线24通过该空气连接40引导，以将真空泵20连接到载体12和调温元件14之间的腔38。因此，能够将腔38置于相较于环境压力42的负压下。

为了提高腔38中的负压的稳定性，在载体12和调温元件14之间设置密封件44。

负压能够用于相对于调温模块14定位并且固定载体12。调温能够仅在样本容器16的范围内的多个小区域中执行，以降低热容量。因此，可以更快地执行调温并且消耗更少的能量。

能够将装置10设计为小型、轻便且便携的可随时随地使用的装置。能够将电池用作储能器，因为只必须对小面积进行调温。通过使用导热介质，例如导热膜或导热粘合剂，能够改善热接触。

能够将真空泵20设计成使用滑动接触来与该装置一起旋转或移动。使用固定泵，能够使用阀门来减轻密封并减少摩擦。

能够通过珀贴尔效应元件或感应加热执行加热。能够通过空气执行冷却。

所示的装置10示出了能够存在用于热传递和用于提供真空的不同区域，即存在调温区域和真空区域。

Claims (15)

1.样本容器装置包括

-载体(12)，所述载体(12)用于至少一个样本容器(16)，和

-调温模块(14)，所述调温模块(14)包括至少一个调温元件(17)并且所述调温模块(14)至少局部地与所述载体(12)接触，使得所述至少一个调温元件(17)适合于对所述至少一个样本容器(16)进行调温，

其中所述样本容器装置(10)使得通过相对于环境压力(42)的负压来保持所述载体(12)与所述调温模块(14)接触，其中所述至少一个样本容器(16)形成在所述载体(12)内，其中至少一个腔(38)形成在所述载体(12)和所述调温模块(14)之间，所述腔(38)能够置于负压下，其中所述至少一个腔(38)通过形成所述载体(12)和所述调温模块(14)的相邻侧面而形成。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述载体(12)的所述相邻侧面具有Z字形设计。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述载体(12)的所述相邻侧面的所述Z字形设计确定了所述腔(38)和所述样本容器(16)的数量和布置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其中所述样本容器装置(10)它能够旋转。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其中所述至少一个样本容器(16)与所述至少一个调温元件(17)对齐。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其中所述载体(12)是一次性物品。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其中至少一个密封件(44)设置在所述载体(12)和所述调温模块(14)之间。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其中至少一个空气连接(40)形成在所述调温模块(14)内。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的装置，其中提供至少一个真空泵(20)。

10.根据权利要求9所述的装置，所述装置包括用于使所述真空泵(20)断开的阀系统。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的装置，其中所述装置(10)适于通过荧光进行检测。

12.根据权利要求1至10中的任一项所述的装置，其中所述装置(10)适于通过吸收进行检测。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的装置，其中所述调温模块(14)包括至少一个珀贴尔效应元件。

14.根据权利要求1至13中的任一项所述的装置，其中所述装置(10)包括多个样本容器(16)，每个所述样本容器(16)的温度都能够进行单独控制。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的装置，其中所述装置(10)包括至少一个温度传感器(26)。