CN111511472B - 用于样品分析的设备 - Google Patents

Abstract

描述了用于对包括待使用测试条采集并检测的核酸的样品进行分析的设备。该设备包括弹性偏置构件，该弹性偏置构件设置在包括测试条的分析室中。该弹性偏置构件在样品室与分析室连通时抵靠测试条施加足以将测试条迫压到样品室中的力。这确保当样品室与分析室连通时，测试条被可靠地引入到样品室中。在一个实施方式中，样品室包括用于将测试条引导到样品室中的引导构件。每个引导构件的自由端部成形为防止测试条显著旋转，使得测试条在样品室中正确对准，以便例如通过相机或光学读取器自动读取测试结果。

Description

用于样品分析的设备

技术领域

本发明涉及用于对样品、尤其是包括待使用测试条采集并检测的核酸的样品进行分析的设备。

背景技术

WO 2008/012550和WO 2014/140640描述了用于处理生物样品的设备、系统和方法。根据此方法，从生物样品中提取的核酸(使用诸如逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)的程序、或者诸如基于转录的扩增系统(TAS)的等温扩增程序)被特别地扩增。使用测试条采集并检测经扩增的核酸，从而提供视觉上可读的结果。扩增、以及对经扩增的核酸的采集和检测是在扩增设备中进行的。

WO 2008/012550中公开的扩增设备可以由用户手动地操作，并且可以包括：定位装置，定位装置具有用于接纳样品和一种或多种试剂的输入端口；样品室(在WO 2008/012550中被称为处理室)，样品室用于接纳样品，并且该样品室具有第一开口；分析室，分析室容纳用于对处理后的样品进行分析的测试条，该分析室具有第二开口；样品室，样品室可以相对于分析室和输入端口移动成使得：当第一开口设置成与输入端口呈重叠关系时，样品室与输入端口之间能够连通，并且当第一开口设置成与第二开口呈重叠关系时，样品室与分析室之间能够连通；以及密封装置，密封装置用于在处理样品期间使样品室和分析室密封。

替代性地，扩增设备可以构造成通过WO 2014/140640中所描述的系统自动地操作。WO 2014/140640描述了一种自动化生物样品处理系统，该自动化生物样品处理系统包括：移液管、输送装置、空气活塞装置和用于将移液管联接至输送装置并联接至空气活塞装置的适配器，其中，该适配器可以以可移动的方式与输送装置和空气活塞装置接合，以便在处理样品期间随输送装置移动，并且该适配器可以联接至移液管，使得输送装置是可控制的以定位移液管，并且使得空气活塞装置是可控制的以将液体抽吸到移液管中和将液体从移液管中排出，其中，该适配器包括过滤器，以用于防止液体或气溶胶在移液管和空气活塞装置之间转移。扩增设备可以具有与WO 2008/012550中所描述的手动操作的扩增设备类似的构造，但该扩增设备可以构造成与WO 2014/140640中所描述的适配器接合。

对于WO 2008/012550和WO 2014/140640中所描述的扩增设备，重力作用成将测试条引入到样品室中。样品室中的经处理的样品(包含经扩增的核酸的溶液)通过毛细作用在测试条上移动，该样品在测试条的采集区域处被采集并检测。可以通过视觉上检查测试条来读取测试结果。在WO 2014/140640中所描述的系统中，可以使用相机、比如线扫描相机来自动地读取结果，以使用合适的图像处理算法来确定是否在测试条上存在特定的线。

重要的是，当样品室与分析室彼此连通时，测试条被可靠地且正确地引入样品室中。这对于确保对所有样品溶液都具有芯吸作用、并确保可以(视觉上或自动地)检查测试条以读取测试结果来说是必要的，否则可能会使测试无效。如果要通过相机读取测试结果，则测试条必须与相机正确地对齐。

因此，需要提供一种设备，在该设备中，当样品室与分析室彼此连通时，测试条被可靠地引入到样品室中。还需要提供一种设备，在该设备中，当样品室与分析室彼此连通时，测试条以正确对齐的方式被可靠地引入到样品室中，以允许例如通过相机或光学读取器自动地读取测试结果。

发明内容

本发明提供了根据所附独立权利要求的用于对样品进行分析的设备，现在将对该独立权利要求进行参照。在从属权利要求中限定本发明的可选特征。

根据本发明，提供一种用于对样品进行分析的设备，该设备包括：样品室，样品室用于接纳样品，该样品室具有第一开口；分析室，分析室容纳用于对样品进行分析的测试条，该分析室具有第二开口；样品室能够相对于分析室移动成使得：当第一开口设置成与第二开口呈重叠关系时，样品室与分析室之间能够连通；以及弹性偏置构件，弹性偏置构件设置在分析室中，并且构造成：在第一开口设置成与第二开口呈重叠关系时抵靠测试条施加足以将测试条迫压到样品室中的力。

弹性偏置构件确保测试条在样品室移动成与分析室连通时进入样品室，从而使任何测试无效的风险最小化。

可选地，样品室可以相对于分析室旋转成使得：在第一开口设置成与第二开口呈重叠关系时，样品室与分析室之间能够连通。

可选地，弹性偏置构件设置在分析室的壁与测试条之间。可选地，分析室的壁是与第二开口相反的端部壁。

可选地，弹性偏置构件充分地延伸以在测试条已经进入样品室时将测试条保持就位，并防止测试条从样品室出来。

可选地，弹性偏置构件接触测试条的端部。可选地，弹性偏置构件充分地延伸以在测试条已经进入样品室时保持与测试条的端部接触，从而将测试条保持就位并防止测试条从样品室出来。

可选地，当测试条已经进入样品室时，弹性偏置构件以其压缩长度的两倍、三倍或四倍的长度延伸。

应当理解的是，当测试条完全位于分析室内时或当测试条被迫压到样品室中时，由弹性偏置构件施加的力不应当太强而引起测试条的变形。

可选地，弹性偏置构件具有与分析室的内部的截面形状相对应的截面形状。

可选地，除了在将测试条迫压到样品室中时，弹性偏置构件紧密配合在分析室内，以使弹性偏置构件在分析室内的移动最小化。例如，该配合可以使得弹性偏置构件的横向移动被限制在直到弹性偏置构件的宽度的四分之一或直到弹性偏置构件的宽度的五分之一。

可选地，分析室具有大致矩形的内部截面，并且弹性偏置构件具有大致矩形的截面形状。

可选地，弹性偏置构件由例如钢、尤其是不锈钢的金属制成。

可选地，弹性偏置构件是弹簧。可选地，弹性偏置构件是压缩弹簧。可选地，弹簧是螺旋弹簧、例如螺旋压缩弹簧。可选地，弹簧是闭合弹簧、例如闭合螺旋压缩弹簧。在一个示例中，弹簧是截面为大致矩形的闭合螺旋压缩弹簧。

可选地，弹簧的与测试条的端部接触的端部包括闭合线圈，该闭合线圈与弹簧的其他线圈相比具有较小的直径，以确保弹簧与测试条的端部可靠接触。

可选地，弹簧具有1mm至10mm的宽度。可选地，弹簧的截面大约为2mm×5mm。可选地，弹簧具有0.05mm至2mm的线直径。可选地，弹簧具有1mm至10mm的压缩长度。可选地，弹簧具有5mm至20mm的延伸长度。例如，弹簧可以具有大约3mm的压缩长度和大约10mm的延伸长度。

可选地，当测试条已经进入样品室时，弹簧延伸的长度为弹簧压缩长度的至少两倍、三倍或四倍。

可选地，分析室的内壁包括与测试条同轴地延伸的肋，该肋使分析室的壁与测试条之间的接触区域减小。减小的接触区域使测试条与分析室的壁之间的摩擦减小，并且在第一开口设置成与第二开口呈重叠关系时，有助于确保将测试条可靠地迫压到样品室中。

根据本发明还提供一种用于对样品进行分析的设备，该设备包括：样品室，样品室用于接纳样品，该样品室具有第一开口；分析室，分析室容纳用于对样品进行分析的测试条，该分析室具有第二开口；样品室可以相对于分析室移动成使得：当第一开口设置成与第二开口呈重叠关系时，样品室与分析室之间能够连通，从而允许测试条进入样品室，其中，分析室的内壁包括与测试条同轴地延伸的肋，该肋使分析室的壁与测试条之间的接触区域减小。

可选地，肋延伸达分析室的长度的至少三分之一或至少二分之一。

可选地，肋从分析室的闭合端部延伸达沿着分析室的路径的至少三分之一或至少二分之一。

可选地，样品室包括第一引导构件和第二引导构件，以用于在引导构件之间将测试条引导到样品室中，其中，每个引导构件的自由端部成形为在测试条设置在引导构件的自由端部之间时，防止测试条绕测试条进入样品室的移动方向显著旋转。

根据本发明还提供了一种用于对样品进行分析的设备，该设备包括：样品室，样品室用于接纳样品，该样品室具有第一开口；分析室，分析室容纳用于对样品进行分析的测试条，该分析室具有第二开口；样品室可以相对于分析室移动成使得：在第一开口设置成与第二开口呈重叠关系时，样品室与分析室之间能够连通，从而允许测试条进入样品室，其中，样品室包括第一引导构件和第二引导构件，以用于在引导构件之间将测试条引导到样品室中，其中，每个引导构件的自由端部成形为在测试条设置在引导构件的自由端部之间时，防止测试条绕测试条进入样品室的移动方向显著旋转。

可选地，每个引导构件包括自由端部，该自由端部充分地张开以防止设置在引导构件的自由端部之间的测试条显著旋转。

可选地，每个引导构件的张开的自由端部的宽度大于测试条宽度的二分之一、优选地大于测试条宽度的三分之二。

引导构件确保测试条在样品室中正确对准，以用于读取测试条上的结果。

可选地，引导构件的自由端部设置成彼此相对并且彼此间隔开一距离，该距离足够大以允许测试条在引导构件之间经过以进入样品室，但是该距离又足够小以防止测试条在设置于引导构件之间时显著旋转。

本文中所使用的术语“防止显著旋转”指的是测试条不能充分地旋转成防止测试条上的结果被相机、比如线扫描相机或被光学读取器读取。可选地，测试条在设置在引导构件之间时不能旋转超过70°。可选地，测试条在设置在引导构件之间时不能旋转超过60°。可选地，测试条在设置在引导构件之间时不能旋转超过50°。可选地，测试条在设置在引导构件之间时不能旋转超过40°。可选地，测试条在设置在引导构件之间时不能旋转超过30°。可选地，测试条在设置在引导构件之间时不能旋转超过20°。可选地，测试条在设置在引导构件之间时不能旋转超过10°。

应当理解的是，引导构件的自由端部需要张开以防止测试条显著旋转的程度将取决于测试条的宽度、引导构件的自由端部之间的间距、以及测试条在不防止测试条上的结果被相机、比如线扫描相机或被光学读取器读取的情况下可以接受的旋转角度。

可选地，每个引导构件包括从样品室的侧壁朝向样品室的闭合端部向内延伸的突出部。

样品室可以包括插入件，该插入件包括上部环，其中，第一引导构件和第二引导构件从该环的侧壁朝向样品室的闭合端部向内延伸。

可选地，每个引导构件是呈桨状的。

可选地，该设备包括不超过两个的引导构件。

可选地，测试条是色谱条。本文中所使用的术语“色谱条”指的是能够通过毛细管输送溶液的任何多孔材料条。色谱条可以是可以吸水的或非吸水的侧流、但是优选为吸水的侧流。术语“非吸水的侧流”指的是液体中所有溶解或分散的组分均以大致相等的速率并且相对不受影响地侧向流动通过膜而被运载的液体流，这与“吸水的侧流”中出现的优先保留一种或更多种组分相反。可以吸水的侧流的材料包括纸、硝化纤维和尼龙。优选示例是硝化纤维。

可选地，测试条是矩形测试条。可选地，测试条比测试条的宽度长至少两倍、三倍、四倍或五倍。例如，测试条可以是大约5mm×55mm。

可选地，本发明的设备可以包括WO 2008/012550或WO 2014/140640中所描述的扩增设备的任何附加特征。

可选地，本发明的设备可以包括：

定位装置，定位装置具有用于接纳样品和一种或多种试剂的输入端口；

样品室，样品室用于接纳样品，该样品室具有第一开口；

分析室，分析室容纳用于对样品进行分析的测试条，该分析室具有第二开口；

样品室可以相对于分析室和输入端口移动成使得：当第一开口设置成与输入端口呈重叠关系时，样品室与输入端口之间能够连通，并且当第一开口设置成与第二开口呈重叠关系时，样品室与分析室之间能够连通。

可选地，本发明的设备还可以包括用于使样品室和分析室在样品室与分析室之间的整个连通中密封的密封装置。

可选地，本发明的设备还可以包括一个或更多个适于包含处理试剂的试剂室。在使用中，样品室被顺序地移动成与试剂室连通，然后移动成与分析室连通，以将试剂与样品混合，从而实施处理方案或方法。可选地，该设备还包括用于使样品室和一个或更多个试剂室在整个样品处理过程中密封的密封装置。

可选地，本发明的设备还可以包括用于在处理样品之前使输入端口密封的密封盖。

可选地，本发明的设备可以构造成通过WO 2014/140640中所描述的系统自动地操作。特别地，该设备可以构造成与WO 2014/140640中所描述的适配器接合。例如，该设备可以包括用于在处理样品之前使输入端口密封的密封盖，该密封盖构造成与适配器接合。

附图说明

现在参照附图仅以示例的方式描述本发明的实施方式，在附图中：

图1a示出了根据本发明实施方式的设备的侧视图，该设备处于测试条完全位于设备的分析室内的构型；图1b示出了图1a中所示设备的侧视图，该设备处于测试条已经被迫压到样品室中的构型；

图2示出了图1a中所示的设备的立体图；以及

图3示出了图1中所示的设备的分析室的俯视图。

具体实施方式

图1至图3中所示的设备与WO 2014/140640的第38页第24行至第39页第8行中参照图11所描述的设备的类型相同。该设备适合与参照WO 2014/140640的图1和图2所描述的自动化系统类型使用以作为样品处理方案的一部分。本文中所描述的实施方式的设备与参照WO 2014/140640的图11所描述的设备的不同之处在于：在分析室中并入螺旋压缩弹簧，以及在样品室(该样品室被称为WO 2014/140640中所描述的设备中的处理室)中并入了第一引导构件和第二引导构件。本文中的图1至图3已经被简化，以移除用于在处理样品之前使输入端口密封的密封帽，该密封帽构造成与适配器接合。下面对本文中的图1至图3中所示的设备进行更详细地描述。

设备10包括上部部分12和下部部分14，上部部分12和下部部分14两者均由可模制塑料材料形成。上部部分和下部部分两者均为圆形，并且以可旋转的方式与彼此接合。在下部部分中形成有样品室16。在上部部分中形成有输入端口18和分析室20。样品室16具有面向上的开口，样品和试剂(和测试条)可以通过该开口进入样品室。

分析室20是具有大致矩形的内部截面的高且薄的室，并包括测试条22。分析室是透明的，以允许测试条在视觉上被检查或者通过光学读取器被读取。分析室具有面向下的开口，测试条可以穿过该开口。在分析室中的在分析室的闭合上端部26与测试条的上端部28之间设置有螺旋压缩弹簧24(在图中示意性地示出)。如图2和图3中所示，螺旋压缩弹簧的截面是大致矩形的(即，螺旋弹簧的线圈遵循大致矩形的路径)，并紧密配合在分析室的闭合上端部内。弹簧的下端部处的闭合线圈29与弹簧的其他线圈相比具有较小的直径，并沿着测试条的顶部与测试条的大约一半的上端部接触。这样确保在弹簧的下端部与测试条的上端部之间形成可靠接触。

图1a示出了通过下部部分14保持在分析室中的测试条。在该初始位置，螺旋压缩弹簧24被压缩在分析室20的闭合端部26与测试条22的上端部28之间。如图2和图3(螺旋弹簧处于其压缩位置)中看到的，分析室的内侧壁30包括与测试条同轴地延伸的肋32。该肋从分析室的闭合上端部向下延伸达分析室的大约一半。肋32使分析室的侧壁与测试条的接触区域减小。

样品室包括插入件34，该插入件34包括上部环36、以及第一柔性但有弹性的引导构件38和第二柔性但有弹性的引导构件40。每个引导构件38、40包括从上部环36的侧壁朝向样品室的闭合下端部42向内延伸的突出部。每个突出部的自由端部张开成使得每个引导构件是呈桨状的。引导构件的张开的自由端部设置成彼此相对并且间隔足够远以允许测试条的下端部44在张开的自由端部之间通过，但间隔足够靠近在一起以防止测试条在设置于引导构件的自由端部之间时在样品室中显著旋转。

如果样品已经被处理，并且需要对样品中特定的扩增核酸的存在进行测试，则上部部分相对于下部部分旋转至样品室的开口与分析室的开口处于重叠关系的位置。通过螺旋弹簧将测试条迫压到样品室中，从而使测试条的下端部与样品室中的经处理的样品接触。在该位置处，如图1b中所示，螺旋弹簧是延伸的。螺旋弹簧的下端部保持与测试条的上端部接触，以使测试条在样品室中保持就位。当样品室的开口与分析室的开口处于重叠关系时，由螺旋弹簧抵靠测试条所施加的力足以将测试条迫压到样品室中，但是由螺旋弹簧施加在测试条上的力的强度不至于导致测试条由于螺旋弹簧处于压缩或延伸状态下所施加的力而变形。肋32使测试条与分析室的侧壁的接触区域减小，从而使作用为抵抗测试条移动到样品室中的摩擦力减小。

当通过螺旋弹簧的作用将测试条迫压到样品室中时，测试条的下端部在样品室中的呈桨状的引导构件之间通过。引导构件引导测试条在样品室中就位，并且引导构件的张开的端部确保测试条一旦就位就不会显著地旋转，使得测试条与能够读取测试条上的结果的光学读取器(未显示)正确对齐。由弹簧施加的力确保测试条的下端部44接触样品室的底部，使得样品室中的所有样品通过毛细管作用沿着测试条向上芯吸。测试条对特定核酸的存在是敏感的，并且如果测试条接触包含该核酸的样品，则提供视觉指示，诸如在测试条上的线。

Claims (14)

1.一种用于样品分析的设备，所述设备包括：

样品室，所述样品室用于接纳所述样品，所述样品室具有第一开口；

分析室，所述分析室容纳用于对所述样品进行分析的测试条，所述分析室具有第二开口；

所述样品室能够相对于所述分析室移动成使得：当所述第一开口设置成与所述第二开口呈重叠关系时，所述样品室与所述分析室之间能够连通；以及

弹性偏置构件，所述弹性偏置构件设置在所述分析室中并且构造成：在所述第一开口设置成与所述第二开口呈重叠关系时抵靠所述测试条施加足以将所述测试条迫压到所述样品室中的力，其中所述弹性偏置构件是弹簧，并且其中所述弹簧的端部包括闭合线圈，所述闭合线圈与所述弹簧的其他线圈相比具有较小的直径并且接触所述测试条的端部以确保所述弹簧能够以足够的力迫压所述测试条；以及

所述设备还包括密封装置，所述密封装置用于使所述样品室和所述分析室在所述样品室与所述分析室之间的整个连通中密封。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述弹性偏置构件设置在所述分析室的壁与所述测试条之间。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述分析室的所述壁是与所述第二开口相反的端部壁。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述弹性偏置构件具有与所述分析室的截面形状相对应的截面形状。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述弹性偏置构件具有矩形的截面形状。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述分析室的内壁包括与所述测试条同轴地延伸的肋，所述肋使所述分析室的所述壁与所述测试条之间的接触区域减小。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述肋延伸达所述分析室的长度的至少三分之一。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述样品室包括第一引导构件和第二引导构件，以用于在所述引导构件之间将所述测试条引导到所述样品室中，其中，每个引导构件的自由端部成形为在所述测试条设置于所述引导构件的所述自由端部之间时防止所述测试条绕所述测试条进入所述样品室的移动方向显著旋转。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，每个引导构件包括自由端部，所述自由端部在所述测试条设置于所述引导构件的所述自由端部之间时充分地张开以防止所述测试条显著旋转。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，每个引导构件的张开的所述自由端部的宽度大于所述测试条的宽度的二分之一。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，每个引导构件的张开的所述自由端部的宽度大于所述测试条的宽度的三分之二。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的设备，其中，存在不超过两个的引导构件。

13.根据权利要求9至11中的任一项所述的设备，其中，所述引导构件是呈桨状的。

14.根据权利要求9至11中的任一项所述的设备，其中，当所述测试条设置在所述引导构件之间时，所述引导构件防止所述测试条旋转超过50°。

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