CN110352343A - 生物样品制备系统和相关方法 - Google Patents
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Abstract
制备用于处理的样品的生物样品制备系统包括限定水平的平面的框架、移液管组件、样品模块和提取模块。移液管组件包括第一移液管。所述移液管组件在操作期间沿基本垂直于所述水平的平面的方向能移动地安装到所述框架。所述样品模块包括样品板并能移动地安装到所述框架上。所述样品模块能至少从与所述移液管组件间隔开的样品区域和靠近所述移液管组件的工作区域基本上平行于水平的平面移动。所述提取模块包括提取板并能移动地安装到所述框架。所述提取模块能至少从与所述移液管组件间隔开的提取集结区域和靠近所述移液管组件的工作区域基本上平行于所述水平的平面移动。
Description
背景技术
用于分析处理系统的生物样品制备涉及在基本无菌的环境中操作和处理多种生物样品。重要的是在没有污染的情况下处理样品,否则结果将不准确、受到影响并且可能在随后的分析处理和测试中导致假阳性。可以为许多分析处理系统和技术制备样品,例如聚合酶链式反应("PCR")系统。PCR是一种用于分子生物学的技术,用于将单个拷贝或几个拷贝的核酸片段(例如脱氧核糖核酸("DNA")或核糖核酸("RNA"))扩增几个数量级,产生数千至数百万拷贝特定序列。PCR通常被认为是一种简单而廉价的工具,用于扩增关注的核酸片段,可用于遗传疾病的诊断和监测,识别罪犯(在法医学领域),研究目标片段的功能和其他相关用途。PCR是分析处理技术或系统的一个例子,通过制备在分析处理系统中使用的样品与本发明的样品制备系统协同工作。可以利用由优选系统制备的样品的分析处理系统的另一个例子是酶联免疫吸附测定("ELISA"),其检测抗原或抗体用于免疫学和毒理学。生物样品的纯度对于这些分析处理系统在随后的分析处理系统中产生准确结果是重要的。
制备用于分析处理系统(例如PCR)的问题在于,当扩增容器打开并且正在制备样品时,制备过程存在污染风险。当移除盖子时可以产生溢出、液滴形成和/或气溶胶,以便除去一部分扩增的用于检测分析的反应产物。由于污染的移液管在打开的样品容器上方移动,在从系统引入和移除移液管期间也可能发生交叉污染。这可以通过空气传播的液滴在整个实验室中或在设备上扩散扩增产物,并且可以污染未扩增的样品和试剂。这种污染将很快导致假阳性结果或错误和不正确的测试结果。必须注意防止这种污染。通常使用样品制备、扩增和检测区域之间的物理隔离来限制样品之间和来自周围环境的污染。这些措施非常繁琐、昂贵且需要严格的培训来防止将材料转移到在这些隔离区域之间的实验室外套,手套,移液管或实验室设备。
参照图1,现有技术生物材料处理系统的一部分包括移动的移液管组件180,移液管组件180具有几个单独的移液管180a、180b、180c、180d、180e、180f、180g、180h。移液管组件180安装在可移动的机器人框架181上,该机器人框架181可相对于样品托盘182在纵向方向和横向方向X、Y上移动,样品托盘182包括样品管183,样品管183优选地装载有生物材料,例如全血、血清或其他用于核酸扩增的生物材料。移液管180a-180h还优选地可相对于机器人框架181在垂直方向Z上移动。在操作中,样品托盘182保持在适当位置,同时机器人框架181相对于样品托盘182移动以用于取样目的。通常在移液管180a-180h与样品管183中的样品接触之后,移液管组件180在样品管183上的多次停止和启动导致样品托盘182上的所有样品的大量潜在污染,当机器人框架181在样品管183上移动、启动、停止和振动时,产生交叉污染的可能性以及昂贵且精确测试的失败。期望设计、实施和部署样品处理系统,其减少或消除当污染的移液管180a-180h在样品托盘182上在潜在振动载荷下移动、停止和启动时产生交叉污染的风险。样品管183还需要样品管183中的样品和其他材料(例如缓冲液)通过顶部开口进入和离开,这进一步产生潜在的污染问题。优选的本发明通过减少移液管在样品上的移动和利用允许其中流体单向流动的管来解决现有技术生物材料处理系统的这些缺陷。
发明概要
优选的发明涉及一种生物样品制备系统,其制备用于分析处理的样品。优选的样品制备系统能够分离液相生物分子。可以制备样品用于检测或定量生物样品中的生物分子,例如DNA或RNA,例如通过用于扩增核酸的PCR方法,包括数字PCR方法制备。还可以制备样品用于通过其他处理,例如免疫测定(例如,ELISA,免疫荧光测定)、核酸杂交、荧光光谱、化学发光测定等分离或分析肽、蛋白质、质粒或染色体DNA、mRNA或其他感兴趣的生物分子。优选的生物样品制备系统包括限定基本上水平的平面的框架,包括移液管的移液管组件,包括样品板的样品模块和包括提取板的提取模块。移液管组件可移动地安装在框架上,并且在操作期间仅在基本垂直于水平的平面的方向上是可移动的。样品模块可移动地安装在框架上。样品模块可至少从与移液管组件间隔开的样品区域和靠近移液管组件的工作区域基本上平行于水平的平面移动。提取模块可移动地安装到框架上,并且可至少从与移液管组件和工作区域间隔开的提取集结区域(extraction staging area)基本上平行于水平的平面移动。
在另一方面,优选的本发明是涉及生物样品制备系统的提取站,该系统制备用于分析处理的样品。提取站包括壳体、固定到壳体的磁性加热模块、安装到第一管孔的第一提取管和磁珠。磁性加热模块包括具有多个管孔、加热棒和电磁线圈的芯板。第一提取管包括开口顶管端和开口底管端。第一提取管包括流动阻挡屏障,流动阻挡屏障被配置成防止反应混合物在小于或等于大气压的压强下流过底管端。电磁线圈的第一电磁体位于底管端附近。磁珠位于第一提取管内。
在另一方面,优选的本发明涉及一种处理生物样品的方法,包括将生物样品施加至根据本发明实施方案的生物样品制备系统的样品板,并在生物样品制备系统中处理生物样品以获得加工的样品。优选地,所述方法还包括检测或定量所述加工的样品中的生物分子。更优选地,所述方法还包括通过PCR处理或杂交处理(例如,使用一种或多种化学发光标记的核酸)检测或定量所述加工的样品中的核酸(例如染色体DNA,质粒DNA,病毒DNA,mRNA,microRNA,核酸生物标记物等),或通过免疫测定(例如放射免疫测定、ELISA、免疫荧光测定或化学发光免疫检测法)检测或定量所述加工的样品中的肽或蛋白质(例如抗体,抗原,蛋白质生物标记物等)。
附图简要说明
当结合附图阅读时,将更好地理解前述发明内容以及本发明的以下详细描述内容。出于说明本发明的目的,在附图中示出了目前优选的优选实施方式。然而,应该理解,本发明不限于所示的精确布置和装置。在附图中:
图1是现有技术生物样品制备系统的侧视图;
图2是根据本发明一优选实施方式的生物样品制备系统的俯视图。
图3是图2的制备系统的样品区域,工作区域,提取集结区域,存储区域和密封区域的放大俯视图。
图4是图3的优选制备系统的部分的俯视图;
图5是图3的制备系统的样品区域和相关部件的放大俯视图。
图6A-6F是一系列主视图,示出了优选制备系统的部件在图3的优选制备系统的提取集结区域,工作区域和样品区域中的移动。
图7A是图3的制备系统的提取集结区域和相关部件的俯视图;
图7B是图2的制备系统的提取模块的局部爆炸俯视图;
图8A是图2的制备系统的第一优选提取管的主视图;
图8B是图2的制备系统的第二优选提取管的主视图;
图8C是图2的制备系统的第三优选提取管的主视图;
图9A-9E是沿图8A的线9-9截取的图8A的提取管和与图2的制备系统的处理步骤相关的相关部件的剖视图。
图10是图2的制备系统的磁性加热模块的爆炸俯视图。
图11是图2的制备系统的废物箱的局部爆炸俯视图;
图12是图2的制备系统的缓冲液模块的俯视图;
图13是图12的缓冲液模块的缓冲容器的俯视图;和
图13A是沿着图13的线13A-13A截取的图12的缓冲容器的侧面局部剖视图。
发明详述
仅是为了方便而非限制,在以下描述中使用一些术语。除非在本文在具体指明,否则术语“一”、“一个”和“该”不限于一个元件,而应理解为是指“至少一个”。词语“右”、“左”、“下”和“上”表示参考的附图中的方向。词语“向内”或“向远侧”和“向外”或“向近侧”分别指朝向和远离装置和设备及其相关部分的几何中心或取向的方向。术语包括上面列出的词语,其衍生词和类似含义的词语。
还应该理解这里使用的术语“约”、“大约”、“一般地”、“基本上”和类似的术语,当涉及本发明的组件的尺寸或特征时,表示所描述的尺寸/特征不是严格的范围或参数,并且不排除其在功能上相同或相似的微小变化,如本领域普通技术人员所理解的。至少,包括数值参数的这种参考将包括使用本领域中接受的数学和工业原理(例如,舍入,测量或其他系统误差,制造公差等)的变化,不会改变最小有效数字。
参照图2-4,优选的本发明涉及生物样品制备系统,通常标记为100,其制备用于分析处理系统(例如PCR系统)的生物样品。系统100包括限定基本上水平的平面47的框架46,框架46优选地由相对坚硬,坚固且可灭菌的材料构成,其可以被组装以向系统100提供结构支撑。框架46可以例如由不锈钢构成,该不锈钢是生物相容的并且可以灭菌以与系统100一起使用。框架46不局限于由不锈钢材料构成,并且可以由几乎任何相对坚固、坚硬的材料构成,该材料能够呈现框架46的总体尺寸和形状并且能够承受正常的操作条件。
框架46优选地限定水平的平面47,水平的平面47通常但不是必须相对于与系统100相关联的地面(未示出)基本水平地定向。水平的平面47优选地基本上是水平的,使得与系统100一起使用的流体材料在制造期间保持在它们的相关容器中,这将在下面更详细地描述。框架46的特定部分不参考水平的平面47,而是框架46和定位在框架46上并由框架46支撑的相关部件限定水平的平面47,相关部件特别是可在框架46上移动的部件,如在下文更详细地描述。
优选的样品制备系统100包括移液管组件2,在优选实施方式中,移液管组件2包括第一移液管2a、第二移液管2b、第三移液管2c和第四移液管2d。移液管组件2可移动地安装在框架46上。优选实施方式的框架46包括垂直支撑件46a,垂直支撑件46a具有从其延伸的移液管支撑支架46x。垂直支撑件46a和移液管支撑支架46x将可移动移液管组件2支撑在框架46的框架台46b上方。移液管组件2在优选实施方式中在操作期间仅在基本垂直于水平的平面47的方向上可移动或基本上垂直地移动。移液管组件2在优选实施方式中可在移液管支撑支架46x上垂直移动,以限制移液管组件2的移动为基本上垂直的移动或大致垂直于水平的平面47的移动。移液管组件2的这种限制的基本上垂直的移动简化了移液管组件2的移动并且基本上消除了移液管组件2的水平停止和启动移动,水平停止和启动移动在现有技术系统中是常见的并且导致样品的潜在污染。在一优选实施方式中,如果移液管组件2水平移动和垂直移动,从而产生从移液管组件2摇动污染液滴的可能性或在这些移动过程中产生空气传播的潜在污染物质,则移液管组件2没有水平移动以减少样品污染的可能性。
如本领域普通技术人员所理解的,优选的移液管组件2的第一、第二、第三和第四移液管2a、2b、2c和2d用于在样品制备过程中移动样品。样品制备系统100不限于包括第一、第二、第三和第四移液管2a、2b、2c、2d,并且可以仅利用第一移液管2a起作用,或者可以包括多于本文描述的所述四个优选移液管2a、2b、2c、2d,例如包括八(8)个移液管,其(如本领域普通技术人员所理解的)适于与八乘十二(8×12)孔底座一起使用,或包括更多移液管。在样品制备系统100的操作期间,移液管组件2和移液管2a、2b、2c、2d的运作优选地由控制器(未示出)远程控制。
参见图2-5所示,生物样品制备系统100还包括具有样品板16的样品模块1。在一优选实施方式中,样品模块1可移动地安装在框架46上,具体地说,样品模块1可移动地安装到框架台46b上。样品模块1可至少从与移液管组件隔开的样品区域48和靠近移液管组件2的工作区域49基本上平行于水平的平面47移动。优选的样品模块1安装在工作轨道50上,工作轨道50连接到框架台46b上。优选的工作轨道50从样品区域48延伸,穿过工作区域49并进入提取集结区域53。工作轨道50优选地允许样品模块1在框架台46上横向移动。该移动优选地被限制为样品模块1在框架或工作轨道50上的基本上线性移动。样品模块1不限于安装在框架台46b上的工作轨道50上,并且可替代地,可移动地安装到框架46上以便在样品区域48和工作区域49之间移动,例如通过机械臂或其他移动机构。
在该优选实施方式中,样品模块1包括在其上安装有样品导轨52的样品床51,样品支持器样品15和安装到样品板16的样品容器14。样品板16优选地可移动地安装在样品导轨52上,使得样品板16可相对于框架46基本上平行于样品导轨轴线52a移动。样品导轨轴线52a被定位成基本上平行于水平的平面47。
样品板16优选可移动地安装到在样品导轨52上的样品床51上,以在平行于样品导轨轴线52的基本线性方向上移动。样品板16不限于安装到在样品导轨52上的样品床51,并且可以替代地通过其他机构(例如传动绳索和滑轮、机械臂或允许样品板16相对于样品床51移动的其它机构)安装到样品床51上。优选实施方式中的样品支持器15优选地包括八个(8)样品支持器15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h,它们基本上平行于样品导轨轴线52a被布置成多排,可相对于样品板16单独移动。样品支持器排15a-15h中的每一个包括安装在其上的至少一个样品容器14,优选十二(12)个样品容器14。样品制备系统100不限于包括被布置成多排的八(8)个样品支持器15a-15h,每排具有十二(12)个样品容器14,并且可以仅包括具有安装在其上的单个样品容器14的单个样品支持器15,或者可以包括比优选实施方式中所示的更多或更少的样品支持器15a-15h和容器14。所述系统100还可以配置成用于操作两个(2)或八个(8)样品支持器15a-15h或三百八十四个(384)样品支持器15a-15h,其可以配置为四(4)个样品模块1,具有同时对齐的九十六(96)个样品。然而,八(8)个样品支持器15a-15h是优选的,8个样品支持器样品15a-15h具有与每个相关联的十二(12)个样品容器14,从而导致与取样模块1相关联的九十六(96)个样品。
优选的样品支持器15a-15h中的每一个优选地在使用期间可平行于样品导轨轴线52a移动,以在处理期间扫描和识别各个样品容器14。如图5所示,例如,第一样品支持器排15a可以相对于样品台16大致线性地并且平行于样品导轨轴线52a移动,以使第一样品支持器15a伸展远离其余的位于样品板16上的样品支持器15b-15h。样品模块1优选地包括安装到样品板16的条形码扫描器12和安装到样品床51的电磁锁13。当第一样品支持器15a移动远离剩余的样品支持器I5b-15h时,条形码扫描器12扫描各个样品容器14以进行识别。当第一样品支持器15a完全伸展时,电磁锁13将第一样品支持器15a锁定在伸展位置。当第一样品支持器15a通过基本平行于样品导轨轴线52a向垂直支撑件46a移动而伸展到完全伸展位置时,条形码扫描器12读取安装在第一样品支持器15a中的样品容器14上的条形码。剩余的第二至第八个样品支持器15b-15h分别类似地伸展并由条形码扫描器12扫描并由电磁锁13固定。
具有附接的样品支持器15和样品容器14的样品板16能够相对于框架46移动,并且具体地,相对于样品床51和框架台46b通过沿着样品导轨52朝向或远离垂直支撑件46a移动。样品板16的这种移动优选地基本平行于水平的平面47和样品导轨轴线52a。样品支持器15,样品容器14和样品床51都优选地在垂直支撑件46a前面的工作轨道50上移动。样品床51的这种移动优选地平行于水平的平面47和由工作轨道50限定的工作轨道轴线50a。这些移动允许在操作期间将样品容器14定位在样品区域48和工作区域49中的多个和变化的位置,这将在下面更详细地描述。
参见图2、3、7A和7B,样品制备系统100还包括提取模块11,提取模块11包括提取板20。提取模块11可移动地安装到框架46。提取模块11可至少从与移液管组件2间隔开的提取集结区域15和靠近移液管组件2的工作区域49基本上平行于水平的平面47移动。
在一优选实施方式中,工作轨道50基本上平行于在框架46上的水平的平面47安装。在一优选实施方式中,工作轨道50限定工作轨道轴线50a,工作轨道轴线50a基本上平行于水平的平面47定向并垂直于样品导轨轴线52a。工作轨道50延伸穿过工作区域49并进入提取集结区域53和样品区域48。
参见图7A和7B,提取模块11优选地包括安装到工作轨道50的提取床54和可移动地安装在提取床54上的提取支撑件55。提取模块11还优选地包括提取站10,移液管吸头模块9和缓冲液模块8。提取支撑件55可移动地安装在提取轨道56上,使得提取支撑件55可相对于框架46平行于提取轨道轴线56a移动。提取轨道轴线56a被定位成基本上平行于水平的平面47和样品导轨轴线52a。
工作轨道50限定工作轨道轴线50a并且延伸穿过工作区域49并进入提取集结区域53和样品区域48。工作轨道轴线50a被定位成基本上垂直于提取轨道轴线56a并且基本上平行于水平的平面47。提取床54可移动地安装在工作轨道50上,并且提取支撑件55可移动地安装在提取轨道56上的提取床54。因此,提取床54和提取支撑件55可分别沿着工作轨道50和提取轨道56在框架46上移动,以选择性地将提取站10、缓冲液模块8和移液管吸头模块9定位在提取集结区域53和工作区域49的各个位置处。。
提取模块11及其各种部件在工作区域49和提取集结区域53中沿着工作轨道50和提取轨道56的移动是分别沿着各个工作轨道50和提取轨道56基本上线性的,基本上控制提取模块11的提取床54和相关部件的移动。相对于与PCR系统相关联的传统的机器人和三维移动,这些基本上线性的移动相对简单。
提取床54在工作轨道50上的移动和提取支撑件55在提取轨道56上的移动优选地由控制器(未示出)远程控制。所述移动不限于由控制器远程控制,并且可以由用户手动控制或在没有控制器的情况下机械控制。然而,控制器优选用于分别协调提取床54和提取支撑件55在工作轨道50和提取轨道56上的精确移动。此外,控制器的使用也优选用于控制样品床51和提取床54在工作轨道50上的移动,以防止样品床51和提取床54之间的移动受到干扰并且用于在处理过程中协调移动,如在下面更详细地描述。
在该优选实施方式中,提取轨道56限定了提取轨道轴线56a,并且工作轨道50限定了工作轨道轴线50a。工作轨道轴线50a被定位成基本垂直于提取轨道轴线56a并且基本平行于水平框架47。提取床54可移动地安装到工作轨道50。
提取站10,移液管吸头模块9和缓冲液模块8优选地安装到提取支撑件55。因此,当提取支撑件55在提取轨道56上移动时,提取站10、移液管模块9和缓冲液模块8相对于框架46和提取床54移动。PCR系统100不限于具有这种用于移动缓冲液模块8、移液管模块9和提取站10的特定布置,其可以以其他方式安装到框架46以便向框架46移动。
参见图7B-10,提取站10优选地包括废物壳体18,废物箱21,磁性加热模块19以及提取板20。磁性加热模块19优选地包括上芯板31和下芯板31、加热板33、多个加热棒34和多个电磁线圈35。芯板31中包括多个管孔31a。多个提取管22以组装结构安装在多个管孔31中。废物壳体18和废物箱21优选地由结构的、生物相容的和耐高压加热的材料(例如不锈钢)构成,但不限于此并且可以由能够呈现废物壳体18和废物箱21的总体尺寸和形状并且能够承受废物壳体18和废物箱21的正常操作条件的任何材料构成。在优选的结构中,废物箱21可拆卸地安装在废物壳体18的罐槽18a中。废物箱21优选地通过可滑动地插入罐槽18a和离开罐槽18a而可滑动且可拆卸地安装在废物壳体18中。废物壳体18不限于包括罐槽18a和所示和所述的可拆卸安装废物箱21,但是,这种结构优选用于去除和清理积聚在废物箱21中的废物。
提取板20优选地包括在其中的管槽20a,管槽20a容纳提取管22并支撑提取管22和组装的结构。提取板20优选地包括九十六(96)个管槽20a,其布置成对应于样品支持器15的样品容器14的八乘十二(8×12)矩阵。提取板20不限于包括优选的九十六(96)个管槽20a并且可包括单个管槽20a以容纳单个提取管20或可包括多于九十六(96)个管槽20a,例如上述三百八十四(384)个管槽20a,以容纳另外的提取管22。
参照图10,在优选实施方式中,磁性加热模块19包括芯板31,加热板33,多个加热棒34和多个磁线圈35。芯板31包括在其中的多个管孔31a,多个管孔31a优选地被构造成与提取站10的优选管槽20和样品容器14相同的八乘十二(8×12)矩阵。类似地,芯板31不限于每个包括九十六个管孔31a并且可以包括单个管孔31a,一对管孔31a或超过优选的九十六(96)的另外的管孔31a以分别容纳单个提取管22或几乎任何数量的另外的提取管22。在组装的结构中,多个提取管22安装在多个管孔31a和管槽20a中。电磁线圈35被配置为在使用期间向各个提取管22施加磁场,并且加热板33和多个加热线路34被配置为将提取管22和在其中的材料加热到预定温度以进行处理。
参见8A-8C,多个提取管22的第一提取管22a、22a'、22a"的第一、第二和第三优选实施方式与PCR系统100一起使用。优选实施方式的第一提取管22a、22a'、22a"是各个多个提取管22的典型代表,并且通过第一提取管22a、22a'、22a"来描述多个提取管22的详细内容。第一、第二和第三优选第一提取管22a、22a'、22a"包括类似的特征,并且在此使用类似的附图标记来识别那些相似特征,其中撇号(')(prime symbol)用于区分第二优选实施方式的第一提取管22a'’,以及双撇号(")(double prime symbol)用于区分第三优选实施方式的第一提取管22a"。第一、第二和第三实施方式的第一提取管22a、22a'、22a"包括顶端22b、22b'、22b"和底端22c、22c'、22c"。流动阻挡屏障57、57'、57"位于靠近底端22c的第一提取管22a、22a'、22a"中。
参照图8A,在第一优选实施方式中,第一提取管22a构造成使得与顶管端22b相关联的顶部单独地形成并且可从与底管端22c相关联的底部附接。底管端22c与通气管24相关联,通气管24具有上部杯形部分24a和与底管端22c相邻的向外逐渐变细的槽24b。在第一优选实施方式中,杯形部分24a构造成接收穿孔的聚合物膜23,该聚合物膜23在一组装结构中被固定并夹在第一提取管22a的上部下部之间。穿孔的聚合物膜23构造成在小于或等于大气压的压强下防止反应混合物27流过底管端22c。因此,当反应混合物27位于第一提取管22a的上部时,穿孔的聚合物膜23防止反应混合物27在大气压强下流出向外逐渐变细的槽24b并流出第一提取管22a。将高于大气压的额外压强施加到反应混合物27的顶部允许反应混合物27流过穿孔的聚合物膜23并流出向外逐渐变细的槽24b。安装在第一提取管22a的上部和下部之间的穿孔聚合物膜23限定了第一优选实施方式的流动阻挡屏障57。该流动阻挡屏障57将流体(特别是废液28)保持在第一提取管22a中,但是当适当的力施加到废液28时,也允许废液28流过其中。因此,废液28通过顶管端22b流入并从底管端22c流出,从而消除了将废液28从顶管端22b移出的需要以及可能由这种废液28的提取导致的相邻样品的潜在污染。穿孔的聚合物膜23可以由几乎任何能够呈现穿孔聚合物膜23的尺寸和形状、能够承受穿孔聚合物膜23的正常操作条件并且执行穿孔聚合物膜23的优选功能的材料构成。穿孔聚合物膜23可以由乳胶材料、橡胶材料或其他类似材料构成。
参见图8B,在第二优选实施方式中,第一提取管22a'包括具有位于上部杯形部分24a'底部的中心的微孔25的通气管24',微孔25一体地形成在通气管24中。第二优选实施方式的微孔25和通气管24'被设计并构造成防止反应混合物27在等于和低于大气压的压强下流过流动阻挡屏障57',并当较大的压强施加到废液28的顶部时,允许废液28流过该向外逐渐变细的槽24b'。
参见图8C,在第一提取管22a"的第三优选实施方式中,流动阻挡屏障57"由在底管端22c"处被一体地形成在通气管24"中的毛细管26组成。毛细管26类似地被设计和构造成当反应混合物27经受大气压或较低压强时防止反应混合物27流过毛细管26,并且当经受高于大气压的预定压强时允许废液28流过毛细管26。
参照图8A-8C,优选实施方式的第一提取管22a、22a'、22a"不限于两件式结构,并且可以构造并一体地形成为一体式部件,或者可以由各种附加部件组装而成。第一提取管22a、22a'、22a"优选地由生物相容的、可灭菌的材料构成,该材料能够呈现第一提取管22a、22a'、22a"的总体尺寸和形状,并且能够承受第一提取管22a、22a'、22a"的正常操作条件。
参见图2-4,样品制备系统100优选地包括与由框架46支撑的提取集结区域53相邻的存储区域58。存储区域58优选地包括在其中的多个存储移液管吸头模块9a,其也由框架46支撑。
优选的样品制备系统100包括存储区域机器人系统5,其具有安装到与移液管组件2相邻的垂直支撑件46a的夹具4。存储区域机器人系统5优选地可移动地安装到被固定到垂直支撑件46a的机器人轨道5a,以相对于在提取集结区域53中的框架46,存储区域58和密封区域59移动。夹具4优选地包括从其向下延伸的臂4a,臂4a可移动以可释放地抓住和释放缓冲液模块8、存储移液管吸头模块9a和移液管吸头模块9,用于使这些和其他部件移动到提取集结区域53、存储区域58和密封区域59以及在这些区域之间移动。样品制备系统100不限于包括具有用于移动并操作缓冲液模块8、存储移液管吸头模块9a和移液管吸头模块9的夹具4的机器人系统5,这些部件可以被手动移动或者可以是通过替代机构或系统移动,用于所述部件在生物样品制备系统100上的期望的布置。
热密封模块6优选地位于密封区域59中。热密封模块6优选地由框架46支撑并且与存储区域58相邻。在提取和扩增核酸后,通过密封机构60将扩增的样品密封在热密封模块6中以便储存或运输。因此,在优选实施方式中,样品制备系统100包括样品区域48、工作区域49、提取集结区域53、存储区域58和密封区域59,每个由相同的具有单个占用空间(footprint)的框架46支撑,而不是位于各个房间或区域中。框架46上的这些区域中的每一个的合并减少了样品制备系统100的占用空间并且减少了在相对大的距离上运输相关部件的需要,该运输导致潜在的污染和处理的延迟。
参见7B和9B-9D,在优选实施方式中,在使用优选样品制备系统100的处理的一部分过程中,磁珠29和反应混合物27位于提取管22中。图9A-9E中所示的提取管22是通用的提取管22,其可以包括上述的和分别在图7A-7C中所示的第一,第二或第三优选的第一提取管22a、22a'、22a"中的任何一个。当提取管22定位在提取站10中的提取板20的管槽20a中时,电磁体30定位在提取管22的靠近其底管端22c的侧面附近。当与电磁线圈35相关联的电磁体30通电时,产生磁场,该磁场将磁珠29拉向靠近电磁体30的提取管22的边缘或内侧表面。该过程用于扩增核酸,如下面更详细描述的。磁珠29和电磁体30的这种利用也消除了对振动器单元的需要,该振动器单元在现有技术系统中使用并且导致可能产生污染液滴或空气传播颗粒。
参见图7B和11,样品制备系统100的废物箱21优选地包括废液箱盖36、排污部件37和废液池38。废液箱盖36,排污部件37和废液池38优选地由能够呈现这些部件的总体尺寸和形状并且能够承受所述部件的正常操作条件的结构材料构成。所述部件也优选由可以灭菌的材料的构成。废液箱盖36优选地包括以8×12(8×12)矩阵布置的废液孔36a,其对应于管孔31a和管槽20a,但是类似地不限于这种结构。废液孔36a允许废物28流过废液箱盖36,通过排污部件37并进入废液池38进行处理。
参见图2、7A和12-13A,优选的生物样品制备系统100包括缓冲液模块8,缓冲液模块8通常位于提取站10上的提取集结区域53中。优选的样品制备系统100还优选地包括存储缓冲液模块8a,存储缓冲液模块8a定位在存储区域58中以便传送到提取站10。缓冲液模块8和存储缓冲液模块8a在结构上基本相同。缓冲液模块8优选地包括缓冲壳体42、可拆卸地安装在缓冲壳体42中的缓冲容器39、可拆卸地安装在缓冲壳体42中的盒式容器41和可拆卸地安装在盒式容器41中的盒40。优选的缓冲容器39包括在下外表面上的缓冲凹槽43b和可拆卸地安装到开口上端的防溅盖44。缓冲壳体42包括内部壳体凹槽42a。盒式容器41包括在外表面上的外部盒凹槽43a和在上表面中的盒孔41a,盒孔41a支撑在其中的盒41,盒40的上部延伸出盒式容器41。壳体凹槽42a被设计并且配置成与盒凹槽43a和缓冲凹槽43b配合,使得缓冲容器39和盒式容器41可以仅定位在缓冲壳体42中的预定和特定位置。将缓冲容器39和盒式容器41适当地定位在缓冲壳体42中,确保控制器在使用期间适当地操纵缓冲液模块8,如下面更详细描述的。缓冲容器39还优选地包括内部防溅端45。
参见图3,4和6A-6F,通气移液管模块3(aeration pipette module)优选地安装在框架46的垂直支撑件46a上,用于基本上垂直移动或相对于水平的平面47基本垂直的移动。在优选实施方式中,通气移液管模块3固定到移液管组件2并随移液管组件2移动。通气移液管模块3不限于安装到移液管组件2并且可以单独安装或以其他方式配置成与提取站10相互作用,如下面将更详细描述的。例如,通气移液管模块3可以可枢转地安装到框架46,或者可以配置成与框架46相关的弧形运动到在提取站10上方和附近间隔开的位置。
参见图2,优选的生物样品制备系统100还包括具有隔离门61a的隔离室61和处理室62,当样品准备用于PCR系统时,其可以包括定性PCR(“qPCR”)室,其位于隔离室61附近。隔离室61和处理室62都优选地由框架46支撑。隔离门61优选地可滑动地安装到框架46,以选择性地打开和关闭隔离室61。隔离室61优选地在一侧紧邻密封区域59定位,处理室62位于隔离室61的相对侧。因此,该优选的样品制备系统100包括在由框架46支撑的单个占用空间中的样品区域48、工作区域49、提取集结区域53、存储区域58、密封区域59、隔离室61和处理室62。单个占用空间合并(consolidate)了样品制备系统100,其中现有技术系统需要多个彼此间隔开的房间以容纳PCR过程中的这些区域中的每一个。合并的占用空间减少了样品的潜在污染并且在优选的样品制备系统100中产生了效率。
在优选的生物样品制备系统100中,各个区域也可以分解成自动核酸提取器“ANAEx”室63、隔离室61和qPCR室62。ANAEx室63优选地包括样品区域48、工作区域49、提取暂存区域53、存储区域58和密封区域59。这些区域中的每一个安装在单个占用空间的框架46上,从而与现有技术系统相比减小了占用空间,现有技术系统需要多个房间并且这些区域之间具有显著的间隔。
参见图2-5,在操作中,优选的样品制备系统100通过将取样模块1定位在样品区域48中来设置操作。各个样品容器14装载有生物材料,例如全血,血清或其他用于核酸扩增的材料。样品容器14定位在样品支持器15中,优选地以所述的八乘十二(8×12)矩阵布置定位。样品容器14每个优选地包含安装在其上的条形码。样品床51移动到框架46的端部进入工作区域48(图4),样品容器14和样品支持器15的阵列位于样品床51(图4)上的工作区域48的前部。第一样品支持器15a向后朝向垂直支撑件46a移动,使得条形码扫描器12能够扫描第一样品支持器15a上的样品容器14上的条形码并将识别信息传送到控制器。第一样品支持器15a被控制器移回,与其余的样品支持器15a-15h对齐。然后样品床51在工作轨道50上朝向工作区域49横向移动,以使第二样品支持器15b与电磁锁13对准。当对准时,第二样品支持器15b通过控制器向后朝向垂直支撑件46a和电磁锁13移动,使得条形码扫描器12可以读取第二样品支持器15b中的样品容器14上的条形码。在完全伸展位置,第二样品支持器15b通过电磁锁13锁定就位。重复该过程,直到每个样品容器14上的条形码的每一个由条形码扫描器12检查,并且识别信息被传送到控制器。
参见图2-4,7A和7B,提取模块11优选地配置有安装到提取支撑件55的前角的提取站10,安装在提取支撑件55上的提取站10附近的移液管吸头模块9和相对于移液管吸头模块9被安装到提取支撑件55的后角的缓冲液模块8。提取床54优选地由控制器定位在提取集结区域53中。
移液管组件2和通气移液管模块3优选地定向并定位在工作区域49上方,使得通气吸头3a(aeration tip)和各个移液管2a、2b、2c、2d的吸头定位在样品容器14、提取管22以及提取模块11和取样模块1的其他部件的上表面上方并与其间隔开。
存储区域58优选地被配置为包括多个存储缓冲液模块8a和存储移液管吸头模块9a,其可以由存储区域机器人系统5操纵,用于替换在提取模块11上的缓冲液模块8和移液管吸头模块9。
参见图2-7B,优选的样品制备系统100设计用于在该过程中涉及的液体的单向流动。另外,优选的样品制备系统100被配置用于机械运动,该机械运动涉及在系统使用期间部件的基本线性运动。这种单向流动和部件的线性运动旨在减少或消除可能导致在现有技术样品制备系统中存在的交叉污染的原因。例如,移液管组件2和通气移液管模块3安装到垂直支撑件46a和移液管支撑支架46x,以垂直于水平平面47进行基本垂直移动。另外,样品床51和提取床54构造成沿着工作轨道50基本上线性移动,以分别在样品区域48、工作区域49和提取集结区域53之间移动。此外,提取支撑件55构造成在提取轨道56上基本线性移动,并且样品板16构造成在样品导轨52上基本线性移动。各个样品支持器15a-15h还配置成相对于样品板16进行一维或线性移动,以通过条形码扫描器12读取条形码。这些单向或线性移动中的每一个减少或消除交叉污染潜在原因并且利用重力作用将流体保持在与优选的生物样品制备系统100相关的提取管22中。
在操作中,在扫描样品容器14之后,移液管吸头模块9在移液管组件2下方移动入工作区域49中。移液管吸头组件2由控制器向下移动,使得各个移液管2a、2b、2c、2d在其端部接合并收集移液管吸头。然后移液管组件2向上移动远离移液管吸头模块9,并且提取床54在工作轨道50上移动回到提取集结区域53。各个移液管2a、2b、2c、2d优选地配置有高精密液位检测器。然后,取样模块1在移液管组件2下方的工作轨道50上移动入工作区域49中,使得预定的样品容器14定位在移液管组件2下方。控制器将取样模块1布置在移液管组件2下方,使得其中具有已知样品的预定或已知样品容器14定位在移液管组件2下方用于取样(图6C)。移液管组件2朝向适当的样品容器14垂直地移动,使得移液管吸头定位在样品容器14中,并且样品从样品容器14中提取到各个移液管2a、2b、2c、2d中。随后移液管组件2通过控制器移动远离样品容器14,样品保持在各个移液管2a、2b、2c、2d中。移液管组件2相对于样品容器4的线性和大致垂直移动限制了样品转移期间的机械振动和移液管组件2在容器14上的移动,从而减少了一部分样品无意中落入不正确的样品容器14中导致的潜在交叉污染。然后,取样模块1移动离开工作区域49并返回到样品区域48中。
参见图6A-7B,然后将提取模块11从提取集结区域53移动到工作区域49中,使得提取站10定位在移液管组件2下方。控制器控制将移液管组件2定位在提取板20中的适当的管槽20a和提取管22a的上方。将其中具有生物样品的反应混合物27从移液管2a、2b、2c、2d转移到合适的提取管22中。反应混合物27通过流动阻挡屏障57被保留在提取管22中(图9A)。然后将移液管组件2向上移出适当的提取管22,并且提取模块11在工作轨道50上从工作区域49移回到提取集结区域53中(图6D)。将被生物样品污染的各个移液管2A、2B、2C、2D上的吸头(tips)剥离并丢入工作区域49下方的废弃吸头容器17中。重复上述步骤,将所有样品添加到提取板20的各个提取管22中。
参见图2-6F,然后将加载的样品置于缓冲液中。从初始位置(图6A),提取模块11从提取集结区域53移动到工作区域49中,这样移液管吸头模块9定位在移液管组件2下方。移液管组件2由控制器向下移动使得各个移液管2a、2b、2c、2d与固定在其上的移液管吸头模块9的吸头接合,然后移液管组件2由控制器引导以移动远离移液管吸头模块9。提取模块11在工作区域49中移动使得缓冲液模块8在移液管组件2下方移动,并且移液管吸头组件2向下朝向缓冲液模块8移动。缓冲液,优选裂解缓冲液,通过各个移液管2a、2b、2c、2d从缓冲液模块8中被吸出,并且移液管组件2移动远离缓冲液模块8。具有位于提取管22中的生物材料的提取站10在移液管组件2下方移动,并且缓冲液被引入到每个提取管22中,优选地,在八乘十二(8×12)矩阵中的所述九十六(96)个提取管中的每一个。然后将提取模块11移出工作区域49并进入提取集结区域53。然后将移液管组件2上的用于缓冲过程的吸头剥离并丢入工作区域49下方的废弃吸头容器17中。重复这些步骤,直到将缓冲液添加到提取站10中的每个提取管22中。
然后将提取模块11从提取集结区域53移回工作区域49,使得移液管模块9定位在移液管组件2下方。移液管组件2向下移向移液管吸头模块9以接合新的移液管吸头,然后移动离开移液管吸头模块9。然后缓冲容器39中的一个在移液管组件2下方移动,抽吸缓冲液并通过将提取模块1从工作区域49移动到提取集结区域53中而使缓冲容器39返回到其初始位置。然后将提取站10在移液管组件2下移动,并且其中具有磁珠29的吸出的缓冲液被添加到其中具有生物材料的提取管22中。提取模块11从工作区域49移动到提取集结区域53中,并且各个移液管2a、2b、2c、2d上的吸头被剥离并被抽出到工作区域49下方的废弃吸头容器17中。重复进行这些步骤,将缓冲液添加到每个具有生物材料的提取管22中。
参见图7A-10,具有磁珠29或反应混合物27的缓冲液样品然后由加热板33和加热棒34加热。在特定的过程中,将混合物加热至预定温度,优选在二十五至八十摄氏度(25-80℃)之间,并孵育约五至三十分钟(5-30分钟)。通过用电磁体30向提取管22施加交替磁场,同时和/或随后通过磁珠29搅拌反应混合物27。具体地,交流电流施加到电磁体30,从而向个体提取管22施加交替磁场,并使磁珠29在提取管22内搅拌或旋转。该过程与通常的样品制备处理相反,在通常的样品制备处理中管或保持管的板被机械振动、旋转或旋转以搅拌反应混合物27。现有技术的方法可以包括振动器,其会产生污染的样品液滴并将其分配到空气中,这是不希望的。在磁化过程中,适当的核酸、蛋白质或其他材料被吸引到磁珠29上并被捕获在磁珠29的外表面上。具有在外表面上捕获的适当核酸或其他材料的磁珠29通过电磁体30被吸引到提取管22的侧面(图9B)。在加热、混合和磁化之后,将反应混合物27转化为废液28,其中扩增的核酸或其他材料附着在磁珠29的外表面上。从而从扩增的核酸中提取出废液28。
参见图6F和9B-9E,提取站10然后在通气移液管模块3下方移动。通气移液管模块3向下移动,使得通气吸头3a定位在适当的提取管22的开口顶管端22b中。当通气移液管模块3向下移动以与提取管22的顶管端22b接触时,与通气吸头3a相关联的通气盖3b优选地密封顶管端22b。加压气体通过通气吸头3a引入提取管22,以向废液28施加大于大气压的预定压强,并且废液28被迫通过流动阻挡屏障57进入废液罐21中。迫使废液28通过流动阻挡屏障57消除了将废液28从提取管22的顶端移出的要求,而这在现有技术系统中是普遍的,并且因此减少了相邻提取管22中样品的潜在污染。当废液28从底管端22C排出到废物箱21中时,具有粘附在其上的核酸或其他材料的磁珠29被保留在提取管22中。然后通过控制器向上并且与提取管22不接触的方式移动通气移液管模块3。。根据使用者的需要或适当地用于核酸的特定扩增,可以通过向提取管22中添加额外的缓冲液或洗涤缓冲液、加热、磁化、旋转和排出废液28来重复这些步骤若干次。
将新的缓冲液吸头装载到移液管组件2上,并将洗脱缓冲液加载到每个提取管22中。缓冲液由加热板33和加热棒34加热,优选加热约10分钟(10分钟),并通过向磁珠29施加磁场来搅拌混合物。将珠子29磁化到提取管22的壁上,并从珠子29中洗脱去纯化的核酸。
然后可以通过机器人系统5将在具有与其相关联的提取管22的九十六(96)孔提取板20中制备的样品移动到密封区域59。热密封模块6被牢固地密封以避免在运输期间、分析处理期间和样品处理之后从孔中泄漏。通过打开适当的隔离门61a将密封的提取板20转移到隔离室61中。保持连接室的空气压强以避免空气在密封区域59和隔离室61之间流动。密封的提取板20被输送到隔离室61中并且适当的隔离门61a快速关闭。隔离室61中的空气被泵送通过高效微粒空气(“HEPA”)过滤器并离开,以消除不希望的空气传播分子。密封的提取板20被净化并且相对的隔离门61a被打开以将提取板20转移到处理室62中。连接隔离室61和处理室62的空气压强被保持以限制或避免隔离室61和处理室62之间的气流。去污染和密封的提取板20被输送到处理室62中并且隔离门61a快速关闭。
如上所述,当移液器组件2、取样模块1和提取模块11继续进一步操作时,该过程可以仍在进行。该过程,特别是基于提取管22中的单向液体流动和其他相关部件的单向或基本线性移动,例如提取模块11在工作轨道50上的移动,取样模块1在工作轨道50上的移动,提取支撑件55在提取轨道56上的移动,样品板16在样品导轨52上的移动,移液器组件2相对于垂直支撑件46的移动并且各个样品支持器15a-15h相对于样品板16的移动限制了废液向上流出样品管的复杂、急剧的流动以及现有技术样品制备系统中存在的潜在的污染加速移动。因此,所描述的系统和方法减少了各种生物样品和废液之间潜在污染的许多情况,这些情况可能产生不准确的测试结果并导致测试失败,这将不得不反复并且显著而负面地影响测试者、护理提供者和病人。
根据本发明实施方式的系统和方法可用于制备用于各种分析程序的不同生物样品。此类生物样品的实例包括但不限于血液、血清、血浆、尿液、唾液、粪便、器官组织等,优选来自患者的生物样品。根据需要,处理过的样品可含有一种或多种分离的或富集的生物分子,可在随后的程序中分析、检测或定量。例如,可以在本发明的系统中处理生物样品(例如来自受试者的生物样品)以获得含有分离的或富集的核酸的加工样品,并且加工的样品可以用于扩增、检测或定量一种或多种目标核酸,例如,作为PCR反应中的模板,或使用一种或多种化学发光标记的核酸的杂交处理。在优选的实施方式中,根据本发明的一个实施方式的方法还包括使用PCR或化学发光测定法检测或定量加工的样品中的核酸。在另一个实例中,可以在本发明的系统中处理生物样品(例如来自受试者的生物样品)以获得含有肽或蛋白质的加工样品,并且加工的样品可以用于免疫测定,例如放射免疫测定、ELISA、免疫荧光测定或化学发光免疫测定,用于检测或定量一种或多种目的肽或蛋白质。在一个优选的实施方案中,根据本发明的一个实施方式的方法还包括使用ELISA、免疫荧光测定或化学发光免疫测定(CLIA),更优选CLIA,检测或定量加工的样品中的肽或多肽。CLIA相比ELISA是一种更敏感的替代方法,它涉及通过释放来自化学反应的能量来产生电磁辐射作为光和光强度的测量,例如,使用光电倍增管或光电二极管以及相关的电子设备来转换和记录信号。鉴于本公开内容,用于检测或定量生物分子的已知方法和试剂,例如PCR,ELISA,免疫荧光测定或CLIA程序可用于本发明。
本领域技术人员将理解,在不脱离其广泛的发明构思的情况下,可以对上述实施方式进行改变。因此,应理解,本发明不限于所公开的特定实施例,而是旨在覆盖由本公开所限定的本发明的精神和范围内的修改。
Claims (24)
1.一种生物样品制备系统(100),其制备用于分析处理的生物样品,所述系统(100)包括:
框架(46),其限定基本上水平的平面(47);
移液管组件(2),其包括第一移液管(2a),所述移液管组件(2)能移动地安装到所述框架(46),所述移液管组件(2)在操作期间仅在基本上垂直于所述水平的平面(47)的方向上能移动;
包括样品板(16)的样品模块(1),所述样品模块(1)能移动地安装到所述框架(46),所述样品模块(1)能至少从与所述移液管组件(2)间隔开的样品区域(48)和靠近所述移液管组件(2)的工作区域(49)基本上平行于所述水平的平面(47)移动;和
提取模块(11),其包括提取板(20),所述提取模块(11)能移动地安装到所述框架(46),所述提取模块(11)能至少从与所述移液管组件(2)间隔开的提取集结区域(53)和靠近所述移液管组件(2)的所述工作区域(49)基本上平行于所述水平的平面(47)移动。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述样品模块(1)包括样品床(51),所述样品床(51)具有样品导轨(52)、样品支持器(15)和安装到所述样品板(16)的样品容器(14),所述样品板(16)能移动地安装在所述样品导轨(52)上,使得所述样品板(16)能相对于所述框架(46)平行于样品导轨轴线(52a)移动,所述样品导轨轴线(52a)定位基本平行于所述水平的平面(47)。
3.根据权利要求2所述的系统,其中所述框架(46)包括基本上平行于所述水平的平面(47)定位的工作轨道(50),所述工作轨道(50)限定工作轨道轴线(50a),所述工作轨道(50)延伸穿过所述工作区域(49)并进入所述提取集结区域(53)和所述样品区域(48),所述工作轨道轴线(50a)相对于所述样品导轨轴线(52a)基本上垂直定位并且基本上相对于所述水平的平面(47)平行。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述提取模块(11)包括提取床(54)、提取站(10)、移液管吸头模块(9)、缓冲液模块(8)和提取支撑件(55),所述提取支撑件(55)能移动地安装在提取轨道(56)上使得所述提取支撑件(55)能相对于所述框架(46)平行于提取轨道轴线(56a)移动,所述提取轨道轴线(56a)基本上平行于所述水平的平面(47)定位。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述框架(46)包括基本上平行于所述水平的平面(47)定位的工作轨道(50),所述工作轨道(50)限定工作轨道轴线(50a),所述工作轨道(50)延伸穿过所述工作区域(49)并进入所述提取集结区域(53)和所述样品区域(48),所述工作轨道轴线(50a)相对于所述提取轨道轴线(56a)基本上垂直地定位并且基本上相对于所述水平的平面(47)平行,所述提取床(54)能移动地安装在所述工作轨道(50)上。
6.根据权利要求4所述的系统,其中所述提取站(10)、所述移液管吸头模块(9)和所述缓冲液模块(8)安装到所述提取支撑件(55)。
7.根据权利要求4所述的系统,其中所述提取站(10)包括废物壳体(18),废物箱(21),磁性加热模块(19)以及提取板(20)。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述磁性加热模块(19)包括芯板(31)、加热板(33)、多个加热棒(34)和多个电磁线圈(35),所述芯板(31)中包括多个管孔(31a),多个提取管(22)安装在所述多个管孔(31a)中。
9.根据权利要求8所述的系统,其中所述多个提取管(22)包括第一提取管(22a),所述第一提取管(22a)包括顶管端(22b)和底管端(22c),位于每个所述提取管(22)中的流动阻挡屏障(57)靠近所述底管端(22c)。
10.根据权利要求9所述的系统,其中所述流动阻挡屏障(57)由穿孔的聚合物膜(23)组成,所述流动阻挡屏障(57)被构造成当在所述提取管(22)中的液体承受大气压或低于大气压的压强时阻止从其中流动通过以及被构造成当所述液体承受大于大气压的预定压强时允许从其中流动通过。
11.根据权利要求9所述的系统,其中所述流动阻挡屏障(57)由具有微孔(25a)的通气口屏障(25)组成。
12.根据权利要求9所述的系统,其中所述流动阻挡屏障(57)由具有毛细管(26a)的通气屏障(26)组成。
13.根据权利要求1所述的系统,还包括:
存储区域(58),其包括多个存储移液管吸头模块(9a),所述多个存储移液管吸头模块(9a)由所述框架(46)支撑,所述提取集结区域(53)位于所述存储区域(58)附近。
14.根据权利要求13所述的系统,还包括:
密封区域(59),其包括热密封模块(6),所述热密封模块由所述框架(46)支撑,所述密封区域(59)位于所述存储区域(58)附近。
15.根据权利要求1所述的系统,其中所述移液管组件(2)还包括第二移液管(2b)、第三移液管(2c)和第四移液管(2d)。
16.一种用于生物样品制备系统(100)的所述提取站(10),所述生物样品制备系统(100)制备用于分析处理的生物样品,所述提取站(10)包括:
壳体(18);
固定在壳体(18)上的磁性加热模块(19),所述磁性加热模块(19)包括具有多个管孔(31a)的芯板(31)、加热棒(34)和电磁线圈(35);
第一提取管(22),其安装在所述多个管孔(31a)的第一管孔(31a)中,所述第一提取管(22)包括开口顶管端(22a)和开口底管端(22b),所述第一提取管(22)包括流动阻挡屏障(57),所述流动阻挡屏障(57)被构造成在小于或等于大气压的压强下限制反应混合物(27)流动通过所述底管端(22b),所述电磁线圈(35)的第一电磁体(30)位于所述底管端(22b)附近;和
磁珠(29),其位于所述第一提取管(22)内。
17.根据权利要求16所述的提取站,还包括:
孔提取板(20),所述孔提取板(20)以组装结构定位在所述芯板(31)的顶部上,所述第一提取管(22)以组装结构连接到所述孔提取板(20)。
18.根据权利要求16所述的提取站,还包括:
废物箱(21),其能拆卸地安装在所述壳体(18)上,所述废物箱(21)以组装结构定位在所述壳体(18)内。
19.根据权利要求16所述的提取站,其中所述流动阻挡屏障(57)由穿孔的聚合物膜(23)组成。
20.根据权利要求16所述的提取站,其中所述流动阻挡屏障(57)由具有微孔(25a)的通气管(25)组成,所述流动阻挡屏障(57)被构造成当在所述提取管(22)中的液体承受小于或等于大气压的压强时防止从其中流过并且被构造成当所述液体承受大于大气压的预定压强时允许从其中流过。
21.根据权利要求16所述的提取站,其中所述流动阻挡屏障(57)由具有毛细管(26a)的通气管(26)。
22.一种处理生物样品的方法,其包括将所述生物样品施加至根据权利要求1-15中任一项所述的生物样品制备系统的所述样品板,并在所述生物样品制备系统中处理所述生物样品以获得加工的样品。
23.根据权利要求22所述的方法,还包括使用聚合酶链式反应或化学发光测定法检测或定量所述加工的样品中的核酸。
24.根据权利要求22所述的方法,还包括使用酶联免疫吸附测定、免疫荧光测定或化学发光免疫测定来检测或定量在所述加工的样品中的肽或蛋白质。
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