CN113825566A - 用于具有通风口和槽口的微孔板孔的闭合元件及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于接纳待分析的化学或生物溶液的孔的封闭元件(1)，包括用于每个孔的插塞(4)，该插塞包括插入套筒(5)，该插入套筒呈筒状，在套筒的外侧以对称相对的方式设有两个截切区域(15)以形成通风口，此插入套筒(5)设有底壁(9)，该底壁中设有在两个截切区域(15)的方向上被径向定向地布置的贯穿切口(18)。

Description

用于具有通风口和槽口的微孔板孔的闭合元件及其使用方法

技术领域

本发明的目的涉及通常意义上在化学或生物过程中处理流体样本的技术领域，并且更具体地涉及用于待分析的化学或生物溶液的诊断套件(kit，试剂盒)领域。

背景技术

专利US6500390涉及一种在不同处理步骤期间旨在接纳和防止流体样本损失的微孔板的技术领域。这种微孔板包括容器，每个容器配有插塞，无论微孔板的位置如何，该插塞都适于将流体样本容纳在容器的内部。每个插塞还设有构成通风口的一中央开口，以允许容器与外部连通。由于存在通风口，这种微孔板不能保证完全密封，这构成了流体样本污染的风险。

专利申请WO2015/059254描述了一种裂解套件(lysis kit，裂解试剂盒)和用于制备样本，例如待分析的生物材料的样本。这种套件包括旨在容纳促进裂解的微珠和裂解缓冲液的管件。可弹性变形的帽被安装在管件的开口端以将其密封。该帽包括允许滴管的末端穿过的槽口，其允许引入生物材料样本且抽吸所获得的裂解物。这样的套件尤其不适于允许需要将管件与外部连通以排出水的冻干操作。取出帽会污染容器所容纳的材料或工作环境中的样本。被放置在工作平面上的帽自身可能是污染源。此外，当取出小容器上的帽时，通常会观察到有样品排出。最后，考虑到其必须执行的分析数量，放置和取出这些帽的操作会限制操作员。

专利FR2416848描述了一种用于药物、特别是用于旨在进行诸如冻干等处理的产品的插塞。这种插塞包括旨在通过弹性变形被插入孔(well，井)内的套筒。此套筒从其自由端设置有一开口，当插塞占据孔中的部分下压位置时，该开口构成通风口。该套筒装有头部，该头部与孔配合以当时插塞被完全压入孔内时确保孔被密封关闭。为使用该产品，要以空心针刺穿插塞。在实践中，这种插塞难以被相对钝的尖端、例如由一次性塑料制成的滴管末端或由一次性柔性塑料制成的滴管末端刺穿。

本发明旨在通过提出一种用于接纳待分析的化学或生物溶液的孔的封闭元件来克服现有技术的缺点，该封闭元件一方面兼容需要与外部连通的操作(例如冻干操作)，另一方面兼容密封储存操作，这种封闭元件还允许使用塑料滴管快速、可靠地获取接纳孔的内容物。

发明内容

为了实现上述目的，本发明涉及一种用于接纳待分析的化学或生物溶液的孔的封闭元件，其包括用于每个孔的插塞，该插塞包括通过弹性变形待插入该孔内的套筒，当插塞占据一部分下压位置时，这一插入套筒从套筒的自由端界定出至少一个通风口，插塞包括密封部分，该密封部分被定位成位于插塞的相对于部分下压位置被下压更多的位置中，此密封部分与孔配合以确保其密封关闭。

根据本发明，插入套筒呈筒状，在套筒的外侧以对称相对的方式设有两个截切(truncated,斜截)区域以形成通风口，该插入套筒设有底壁，底壁中设有在两个截切区域的方向上被径向地定向的贯穿切口，这一切口在底壁的两个通道面之间延伸，这两个通道面彼此贴靠接触以确保密封且允许通过弹性变形使滴管的末端穿过。

此外，根据本发明的封闭元件还可以以组合方式包括以下附加特征中的至少一个：

-切口在不移除材料的条件下被制成；

-每个截切区域在套筒的角度范围上延伸，而切口基本上在其中间沿与每个截切区域相交的方向延伸；

-每个截切区域在插入套筒的介于40°与160°之间的角度范围上延伸；

-用作通风口的两个截切区域是平坦剖面，该平坦剖面从插入套筒的自由端且以直径相对的方式被设置在切口的延伸部中；

-各截切区域之间留有套筒的区域，该套筒的区域的外径大于孔的直径，以确保当插塞占据其关闭孔位置时，套筒的变形沿基本上垂直于切口的方向来定向机械应力，以趋向于使通道面彼此贴靠；

-密封部分是插入套筒的悬于截切区域之上的部分；

-密封部分是筒状顶部，该筒状顶部通过凸肩连接至插入套筒，该凸肩与孔的边缘以密封方式配合；

-每个插塞具有内腔，该内腔由插入套筒的内部界定且通过用于滴管的末端的引导倒角在筒状顶部处敞开；

-每个插塞设置有用于紧固至支撑片的能移除系统，一系列插塞的插入套筒从支撑片突出。

本发明的另一目的是提出一种用于待分析的化学或生物溶液的套件，其配备有至少一个孔的容器，每个孔接纳试剂，封闭元件的插塞确保每个孔的关闭。

根据套件的一有利特征，插塞的各截切区域之间留有套筒的区域，该套筒的区域的外径大于孔的直径以确保当插塞占据其关闭孔的位置时，套筒的变形沿基本上垂直于切口的方向来定向机械应力，以趋向于使通道面彼此贴靠。

本发明的另一目的是提出一种使用用于待分析的化学或生物溶液的套件的方法，该套件包括配备有至少一个孔的容器，所述方法包括：

-以水性试剂(aqueous reagent)预填充每个孔；

-在处理步骤之前，将根据本发明的封闭元件的处于其部分下压位置的插塞放置在每个孔中；

-执行处理步骤，在此期间，气态介质通过插塞的通风口从每个孔被排放；以及

-降低每个插塞以确保在处理操作之后每个孔的密封关闭。

有利地，处理步骤是冻干(lyophilization)步骤。

根据一变例，在处理操作之后通过插塞密封关闭每个孔以后，所述方法包括：

-将水性溶液注入滴管的末端引入每个插塞的切口内；

-使用滴管将水性溶液输送至孔内；

-从每个插塞取出滴管的末端；以及

-确保在检测操作之前进行扩增操作。

有利地，在扩增操作之前进行离心操作。

根据本发明的一特征，水性溶液含有待分析的化学或生物样本。

根据本发明的另一特征，在先于检测操作的扩增操作之前，取出插塞以替换成光学插塞。

从下面参考附图给出的描述中会展示各种其它特征，附图通过非限制性示例的方式示出了根据本发明的目的的实施例。

附图说明

图1是根据本发明的封闭元件的示例性实施例的立体图。

图2是示出根据本发明的封闭元件的槽口的立体仰视图。

图3是根据本发明的封闭元件沿垂直于槽口的平面截取的剖视图。

图4是根据本发明的封闭元件沿图3中的线IV-IV截取的剖视图。

图5示出部分地接合在孔内的根据本发明的封闭元件。

图6示出完全地接合在孔内的根据本发明的封闭元件。

图7是沿垂直于插塞中槽口的方向截取的封闭元件的剖视图，并示出滴管的末端接合穿过被安装在孔内的根据本发明的封闭元件的槽口。

图8是包括具有若干孔的支撑板的套件的局部视图，这些孔与根据本发明的封闭元件的插塞配合，能够通过支撑片被保持在一起。

具体实施方式

如附图更具体地示出，本发明的目的涉及一种封闭元件1，其旨在与接纳待分析的化学或生物溶液的容器2一起使用。根据图8示出的一优选应用，容器2呈微孔板的形式，具有一系列孔3，每个孔旨在接纳待分析的化学或生物溶液。封闭元件1包括用于每个孔3的根据本发明的插塞4，该插塞在图1至图4中被更具体地示出。

每个插塞4包括插入套筒5，该插入套筒旨在通过弹性变形被接合在孔3中。此插入套筒5呈管状或呈具有圆形截面的筒状，其直径适配孔3的直径，以借助插塞在孔内的弹性变形确保密封式安装。因此，套筒5具有外表面5e和内表面5i。

插入套筒5经由形成密封部分的凸肩7连接至筒状顶部6，在插塞的完全下压位置，该密封部分旨在与孔3的边缘配合。

上述插入套筒5设置有与顶部6相对的底壁9。因此，插塞4具有内腔11，该内腔由套筒5的内部、更具体地由内表面5i界定。此内腔11在筒状顶部6处敞开且被底壁9关闭。在所示示例中，底壁9被设置在插入套筒5的自由端处，但应注意，底壁9可从插入套筒5的自由端凹进式延伸。

根据实施例的一有利特征，内腔11通过倒角13在筒状顶部6处敞开，该倒角如本说明书的其余部分所解释的那样，用作滴管末端的引导部。

根据本发明的一特征，当插塞占据如图5所示的部分下压位置时，插入套筒5从套筒的自由端界定出两个通风口14。为此，插入套筒5设置有两个截切区域15，这两个截切区域自插入套筒的自由端以对称相对的方式被设置在插入套筒5的外侧上。如图1、图2和图4中更具体地展示，每个截切区域15是被设置在插入套筒5的外表面5e上的平坦剖面，使得插入套筒在这些平坦剖面所在处在外部具有截锥形轮廓。每个平坦剖面15对应于移除在所示示例中厚度由插入套筒的自由端逐渐减小的材料。每个平坦剖面15被设置成从插入套筒5的自由端通过沿插入套筒的确定高度延伸，来停止从顶部6凹进，由此留有密封部分16。因此，插入套筒5具有密封部分16；该密封部分悬于平坦剖面15之上，具有圆形截面。应理解的是，每个截切区域15对应于移除在插入套筒5的外表面5e上制成的材料，这使得插入套筒5的穿过这些截切区域的截面是对称地截切出的圆形截面，小于密封部分16的圆形截面。

应理解的是，当这一密封部分16与孔3配合时，插塞4确保了孔3的密封关闭。当密封部分16与孔3配合时，与处于部分下压位置相比，插塞4被更多地下压，以确保通风口14与外部连通。不论是对于密封部分16与孔3配合的部分下压位置还是该密封部分16与孔配合且顶部6通过其凸肩7而密封地支承在孔3的边缘上的完全下压位置，孔3的密封关闭都是通过插塞4来获得的。

应理解的是，每个平坦剖面15在插入套筒的有限的角度范围上延伸，由此在平坦剖面之间留有由外表面5e界定的两个接触区域5c。在部分下压位置(图5)，插塞4通过这些接触区域5c与孔3配合，从而在孔内将插塞保持就位。有利地，每个截切区域15在插入套筒5的介于40°与160°之间的角度范围上延伸，这一角度范围取自插入套筒5的自由端处。

根据本发明的另一特征，底壁9包括贯穿切口18，该贯穿切口通过在底壁的两个通道面9a之间延伸而正好穿过底壁9。此切口18因此与内腔11连通且与底壁9的外表面所界定的环境连通。根据实施例的一有利特征，该切口18是在不使用例如切削工具移除材料的条件下制成的。该切口18在一维度(dimension，尺寸)上呈直线状，适于通过通道面9a的弹性变形(图7)而允许滴管末端19穿过。该切口相对于插入套筒5被直径地(diametrically，沿直径)或径向地设置。

根据本发明的一特征，该切口18在两个截切区域15的方向上被径向地或直径地定向。因此，切口18沿与每个截切区域15相交的方向延伸。有利地，切口18基本上在其中间具有与每个截切区域15相交的方向。根据一优选变例，切口18并不延伸至平坦剖面15。换言之，切口18并不通向套筒5的外表面5e。这样的切口18通过弹性变形允许滴管的末端19穿过，并且确保在没有滴管的末端19的情况下，通过底壁的两个彼此接触的通道面9a进行密封。应注意的是，当插塞4占据其孔的关闭位置时，因切口18在平坦剖面15的方向上的定向并因这些平坦剖面的存在，插入套筒5通过沿基本上垂直于切口18的方向来定向机械应力，以趋向于使通道面9a彼此贴靠而变形。因平坦剖面15的存在，避免了因插入套筒5沿切口18的轴线被指引的压缩而产生倾向于打开该切口的机械应力。

被限定在平坦剖面15之间的接触区域5c的外径适配于孔3的直径，以确保插入套筒的弹性变形，进而确保插塞的密封式安装。典型地，插入套筒5的直径大于孔3的直径。因而插入套筒5的这种变形引起切口的通道面9a受力，从而密封性地关闭。

根据实施例的一有利特征，每个插塞4设置有用于紧固至支撑片23的能移除系统22。在图8示出的示例中，每个插塞4包括螺柱或凸块作为可移除紧固系统22，这些螺柱或凸块被设置在插塞的筒状顶部6上并旨在配合设置在支撑片23上的外壳25。当然，螺柱22和外壳25的形状是一致的，并且螺柱22和外壳25的尺寸适于在每个螺柱22插入互补的外壳25期间通过弹性变形而获得互锁。在插塞4于支撑片23上的安装位置中，插塞4的插入套筒5从支撑片23突出。因此，根据本发明的封闭元件1包括一系列插塞4，这些插塞通过支撑片23彼此连接，从而允许同时地操纵这一系列插塞4。因此，插塞4能够同时被接合在微孔板的孔3中。同样，在对支撑片23上施加提升力期间，插塞4可与支撑片23分离，同时维持插入孔3内的状态。

当然，每个插塞4可设置有用于紧固至支撑片23的能移除系统22，而该能移除系统不同于图8中以示例方式示出的系统。例如，每个插塞4可在其顶部6处配备有周边凹槽，设置于支撑片23中的开口的边缘接合该周边凹槽中。

根据本发明的封闭元件1的实施直接遵循之前的描述。封闭元件1包括一个或多个插塞4，每个插塞旨在装备例如呈微孔板的形式的容器2的孔3。使用这种封闭元件1与微孔板2的方法包括实施以下步骤：

-以一般意义上的水性试剂预填充每个孔3。试剂是指被用来制备待分析的化学或生物溶液的任何物质。对于待分析的生物材料样本，试剂是PCR混合试剂(酶、核苷酸和其它为扩增所需的成分)；

-以在部分下压位置中的本发明的插塞4装配每个孔3，其中插塞4与孔3、两个通风口14划界。如图5所示，插塞4通过插入套筒5的接触区域5c被保持在孔3内的稳定位置。插入套筒5的平坦剖面15允许孔3的内部与外部环境之间通过通风口14连通；

-执行处理每个孔3的内容物的步骤，在此期间气态介质从每个孔3通过插塞4的通风口14被排放。典型地，这样的处理操作可以是对每个孔3的内容物进行冻干操作。在一优选的示例性实施例中，每个孔3以水性PCR试剂来预填充；

-降低每个插塞4以确保在处理操作之后每个孔3的密封关闭。典型地，在图6所示的关闭位置，每个插塞4的筒状顶部6贴靠在孔3的边缘上。在这一完全封闭位置，每个插塞4通过筒状顶部6和套筒的悬于截切区域15之上的密封部分16密封地封闭孔3。此外，如上所述，在套筒5处于孔3内的这一插入位置，切口18承受趋向于关闭切口的机械应力而被彼此贴靠的通道面9a密封性地关闭。

因此能够得到用于待分析的化学或生物溶液的套件，其包括配备有至少一个孔3的容器2，每个孔3接纳试剂，根据本发明的封闭元件1的插塞4确保每个孔3的关闭。

这样的套件可被用来允许使旨在确保分析水性化学或生物溶液和有利地分析生物材料样本的使用方法继续。该方法包括引入滴管的末端19以允许通过每个插塞4的切口18注入水性溶液。典型地，这种水性溶液是待分析的生物样本。这种水性溶液或生物样本也用于孔中所含试剂的再水合(rehydration，复水)、且特别是PCR混合试剂的再水合。

在注入这种水性溶液之后，在执行扩增操作(扩增操作可能发生在检测操作之前)之前，滴管的末端19被从每个插塞4中取出。鉴于待执行的分析的数量，在整个方法中能够保持相同的插塞对于操作者而言是特别有利的。保持这种带有槽口的插塞违背了分子生物学操作人员的习惯。

应注意的是，扩增操作可以在离心操作之前进行。为适当地混合冻干试剂和水性溶液并将其整体带到容器的底部，离心是必要的。通过将混合物带到容器的底部，离心使插塞得以被净化并防止污染。此操作还允许不形成气泡。应注意的是，在先于检测操作的扩增操作之前，套件的插塞4可被光学插塞替换。

本发明不限于所描述和图示的示例，因为在不脱离其范围的情况下可以进行各种修改。

Claims (17)

1.一种用于接纳待分析的化学或生物溶液的孔(3)的封闭元件(1)，包括用于每个孔的插塞(4)，所述插塞包括待通过弹性变形插入所述孔内的套筒(5)，当所述插塞占据一部分下压位置时，所述插入套筒(5)从所述套筒的自由端界定出至少一个通风口(14)，所述插塞(4)包括密封部分(7、16)，所述密封部分被定位成位于所述插塞的相对于所述部分下压位置被更多下压的位置中，所述密封部分与所述孔配合以确保其密封关闭，其特征在于：所述插入套筒(5)呈筒状，在所述套筒的外侧以对称相对的方式设有两个截切区域(15)以形成通风口(14)，所述插入套筒(5)设有底壁(9)，所述底壁中设有在所述两个截切区域(15)的方向上被径向定向地布置的贯穿切口(18)，所述切口(18)在所述底壁的两个通道面(9a)之间延伸，所述两个通道面彼此贴靠接触以确保密封，且通过弹性变形允许滴管的末端(19)穿过。

2.根据前述权利要求所述的封闭元件，其中，所述切口(18)在不移除材料的条件下被制成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的封闭元件，其中，每个截切区域(15)在所述套筒的角度范围上延伸，而所述切口(18)基本上在其中间沿与每个所述截切区域(15)相交的方向延伸。

4.根据前述权利要求中任一项所述的封闭元件，其中，每个截切区域(15)在所述插入套筒(5)的介于40°与160°之间的角度范围上延伸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的封闭元件，其中，用作通风口(14)的两个所述截切区域(15)是平坦剖面，所述平坦剖面从所述插入套筒(5)的自由端且以直径相对的方式被设置在所述切口(18)的延伸部中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的封闭元件，其中，所述密封部分(16)是所述插入套筒(5)的悬于所述截切区域(15)之上的部分。

7.根据前述权利要求中任一项所述的封闭元件，其中，所述密封部分(7)是筒状顶部，所述筒状顶部通过凸肩连接至所述插入套筒(5)，所述凸肩与所述孔的边缘以密封方式配合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的封闭元件，其中，每个插塞(4)具有内腔(11)，所述内腔由所述插入套筒(5)的内部界定，且通过所述滴管的末端(19)的引导倒角(13)在所述筒状顶部处敞开。

9.根据前述权利要求中任一项所述的封闭元件，其中，每个插塞(4)设置有用于紧固至支撑片(23)的能移除系统(22)，一系列所述插塞(4)的插入套筒(5)从所述支撑片突出。

10.一种用于待分析的化学或生物溶液的套件，包括：配备有至少一个孔(3)的容器，每个所述孔接纳试剂；根据权利要求1至10中任一项所述的封闭元件(1)的插塞(4)，用以确保每个孔(3)的关闭。

11.根据前述权利要求所述的套件，其中，所述插塞的截切区域(15)在其间留有所述套筒的区域(5c)，所述套筒的区域的外径大于所述孔的直径，以确保当所述插塞占据其所述孔的关闭位置时，所述套筒的变形沿基本上垂直于所述切口(18)的方向来定向机械应力，以趋向于使所述通道面(9a)彼此贴靠。

12.一种使用用于待分析的化学或生物溶液的套件的方法，所述套件包括配备有至少一个孔(3)的容器(2)，所述方法包括：

-以水性试剂预填充每个孔(3)；

-在处理步骤之前，将根据权利要求1至10中任一项所述的封闭元件(1)的插塞(4)放置在每个孔(3)中，处于其部分下压位置；

-执行所述处理步骤，在此期间，气态介质通过所述插塞(4)的通风口(14)从每个孔(3)被排放；以及

-降低每个插塞(4)以确保在处理操作之后每个孔(3)的密封关闭。

13.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述处理步骤是冻干步骤。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法，在处理操作之后通过插塞(4)密封关闭每个孔(3)以后，包括：

-将水性溶液注入滴管(19)的末端引入每个插塞(4)的切口(18)内；

-使用所述滴管(19)将水性溶液输送至所述孔(3)内；

-从每个插塞(4)取出所述滴管的末端(19)；以及

-确保在检测操作之前进行扩增操作。

15.根据前述权利要求所述的方法，其中，在所述扩增操作之前进行离心操作。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述水性溶液含有待分析的化学或生物样本。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中，在先于检测操作的扩增操作之前，取出所述插塞以替换成光学插塞。

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