CN1717280A

CN1717280A - 用于处理流体样本的设备

Info

Publication number: CN1717280A
Application number: CN 200380104518
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·爱德华·贝斯特; 马丁·艾伦·李; 大卫·詹姆斯·斯奎勒尔; 布赖恩·托马斯·克罗夫特
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2006-01-04
Also published as: AU2003285541A1; GB0227765D0; JP2006508343A; WO2004047992A1; CA2507390A1; US20060011539A1; EP1565264A1

Abstract

本发明涉及一种用于处理流体样本的设备，其包括：(i)样本处理腔室，其包括流体入口和流体出口；(ii)废物腔室，其位于样本处理腔室的下游并与样本处理腔室的流体出口流体连通，并且其中在样本处理腔室出口和废物腔室之间的流体连通包括分叉的分析物流动通道；(iii)至少两个附加腔室，其位于样本处理腔室的上游并与样本处理腔室的流体入口流体连通；(iv)用于通过向所需的流动通道施加正压或负压，从而按照需要使流体从所述至少两个附加腔室中的各个腔室运动通过样本处理腔室并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中的装置；以及(v)用于限制流体的流动的被动装置。本发明还涉及一种方法及其用途。

Description

用于处理流体样本的设备

技术领域

本发明涉及一种用于处理流体样本的设备以及相关方法。

背景技术

可以由于种种原因而对流体样本(例如，临床或者环境样本)进行分析。目前所关注的领域是在流体样本(例如，临床或者环境样本)中正确识别生物材料的方法的发展。其之所以重要是因为其将有助于病状的早期诊断，这样就能进行快速治疗和感染控制，或者有助于识别环境污染物等。尽管对于生物材料的正确识别，核酸扩增(例如，聚合酶链反应(PCR))是非常有用且常用的方法，但是当试图将其成功地开发为在日常非实验室环境中用于在多种个别的流体样本中快速识别生物材料时，例如在所关心的疾病诊断的病人或地点附近时，会出现一些问题。

其中一个关键问题在于，在对典型的临床或环境样本进行核酸扩增之前，需要用试剂进行一系列处理步骤(其中一些是危险的)来纯化并浓缩生物材料。然而，核酸扩增只是这样一种技术的多种不同的可行示例中的一种，在所述技术中需要处理样本(尤其是样本样本)，其中涉及大量同时或者连续的处理步骤。这些处理步骤本身可以很多且可以变化，并且除了可能的稀释和浓缩步骤外还可包括例如化学、光学、电、热、机械、声学、加工、传感或者监测。迄今为止，这种复杂的处理是在实验室中进行，其中可依次手动处理样本，或者通过使用专家机器人设备并行加工许多不同样本。然而，存在一些与这些方法相关的问题。这些问题包括速度慢、资源密集、昂贵、易出错和易交叉样本污染。此外，传统的流体处理系统需要流体样本顺序流过一系列不同的腔室，其中各个腔室依次用于单个步骤，这会导致样本的损失，并且这些过程的自动化需要使用复杂的流体组件和处理算法。

这样，仍需要开发一种改进的设备，从而可以使用一系列的预定的连续步骤来处理流体样本，以获得期望的最终产物。这种设备应该易适用于非实验室环境并且由具有很少或没有实验室训练的操作者使用，从而其可以在例如通过核酸扩增进行分析之前，用于操纵流体样本，例如临床或环境样本。这种设备将确保可以快速获得分析结果、使熟练的工作人员免于重复任务并降低成本。另外，这种设备应具有足够的一致性和准确度以防止后面试验的失败，这种设备应能便宜地生产并且是一次性的，从而使交叉污染的可能性最小化并不必对大量装置进行消毒。

现有技术的检索发现了US 6,374,684，其中公开了一种流体控制和处理系统，该系统包括多个腔室和可运动的阀体，该阀体可以用于根据给定的规程(protocol)来促进对流体样本的处理。尽管这为用于处理流体样本的设备领域中提供了进展，但是仍存在一些问题。一个问题是，为了使流体样本顺序地暴露于不同的溶液，有必要使阀体旋转以通过一些外部端口将样本处理腔室与各溶液的容器依次相连。这种设备并不十分适于由非熟练的实验室工作人员在非实验室环境中使用，这是因为需要将外部端口与各所需溶液的容器相连，而这是不切实际的并且当为危险化学药品时可能有安全隐患，以及其他原因。此外，这种设备由于其复杂性而具有较高的相关成本，并且不可能作为一次性设备节省成本，这导致潜在的交叉样本污染。另外，该设备采用单独的流体移动腔室来依次将各处理溶液传递到样本，并除去任何废料，这可导致在流体移动腔室中剩余材料的混合以及可能破坏灵敏的处理顺序。仍需要开发一种能克服上述问题的用于处理流体样本的设备。

WO 00/62931公开了一种微流体设备，其具有样本入口，该入口通过一微通道与检测模块相连。在该设备中的流体运动由接通或断开施加电场的芯片泵来控制。该设备可选择地包括存储模块、废物模块、反应模块等，并且该申请以示例的方式公开了将该设备用于核酸扩增反应。该设备可用于对微量体积样本进行核酸扩增反应，但是仍存在关于如何开发这样一种设备的问题，该设备可用于这样的领域中，其中如在临床或环境样本的情况下样本容积为几毫升。

另外，US 6,391,541公开了一种用于从流体样本分离所需分析物的药筒(cartridge)，该药筒包括样本流动通道、样本溶解腔室、废物腔室、分析物流动通道以及用于引导流体流动的流动控制器。该专利还以示例的方式公开了将该设备用于从流体样本中分离核酸样本。该设备还展示了处理流体样本领域中的进展，但是仍存在一些问题。这些问题包括，为了可以以期望的方式(包括所期望的化学和物理处理步骤)来处理样本，该设备包括复杂的流体通道。这需要使用多个贯穿设备的阀，这些阀需要机械打开/关闭，以确保流体以期望的方式行进。另外，该复杂的结构可使得一些样本留在流体药筒内，从而减少了最终处理的样本量。这在大容量的、保留有低浓度的期望分析物的样本的情况下会导致不准确的结果。最后，该药筒的复杂性使得该设备更难于由该领域中不熟练使用者操作。

已经开发了一种克服上述问题的设备以及相关方法。该设备包括：样本处理腔室，其包括流体入口和流体出口；废物腔室，其位于样本处理腔室的下游并与样本处理腔室的流体出口流体连通，并且其中在样本处理腔室出口和废物腔室之间的流体连通包括分叉的分析物流动通道；至少两个附加腔室，其位于样本处理腔室的上游并均与样本处理腔室的流体入口流体连通；用于通过向所需的流动通道施加正压或负压，从而按照需要使流体从所述至少两个附加腔室中的各个腔室运动通过样本处理腔室，并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中的装置；以及用于限制流体的流动的被动装置。

将流体样本可选择地通过样本腔室而引入样本处理腔室中，其中该样本腔室可选择地与功能性试剂相互作用。然后，使一种或多种流体处理溶液同时或顺序地从所述附加腔室中的至少一个腔室运动通过样本处理腔室(在那里它们与流体样本相互作用)，然后进入废物腔室中。通过确保两个附加腔室都与样本处理腔室连通，可在不必依次形成各个流体连通路径的情况下使流体运动通过该设备。通过控制用于使流体运动通过流体连通路径的装置，可确保各个流体通过预定的规程流动进入样本处理腔室中，并且如果必要可使各流体在到达样本处理腔室之前与另一流体的相互作用最小化。通过采用用于施加正压或负压以使流体运动通过该设备的装置，可以以最小的复杂性形成正确的流体流动通道，并且通过使用用于限制流体流动的被动装置，可以简单地控制流体通道。可以以多种方式来改进该设备。这些方式可选择地包括：采用施加正压和负压(即真空)的组合，以使流体以受控的方式运动通过该设备；在生产期间使腔室预先加载任何试剂或流体，因此使得该设备的使用者不必处理这些材料；使用多个被动阀，以防止流体通过该设备回流；以及将收集腔室集成入该设备中，从而可以直接收集处理过的样本用于进一步使用，例如用于核酸扩增。另外，可以选择性地使用一个或者多个腔室，使得可以对一种或多种流体(包括流体样本)进行物理处理，例如热、声学、光学、电处理、传感或者监测技术。

本发明的设备具有一些优点。这些优点包括：其可被容易地设计成适应多种预定的处理顺序，包括化学和物理步骤，从而能够简单地使用流体处理装置；该设备采用单个处理腔室，因此使样本损失最小；该设备、包括所有的化学试剂和任何生成的废物可完全集成在单个单元中，因此使样本污染最小化并且减少了使使用者暴露于潜在危险材料的可能性；由于减少了所使用的运动部件的数量，因此可能提高可靠性和使用简单性，即使对于具有很少或者没有实验室训练的使用者来说也是如此；以及制造廉价，这意味着该设备可设计为一次性的，从而进一步减少样本交叉污染的危险。

本发明的一个目的是开发一种用于处理流体样本的设备以及相关方法。本发明的另一目的是设计这样一种设备，其能够对流体样本以预定的顺序进行一系列的顺序的化学或物理处理步骤，优选在核酸扩增反应之前醇化并浓缩流体样本。本发明的另一目的是设计这样一种设备，其易于由具有很少或者没有实验室训练的使用者在非实验室环境下使用。本发明的又一目的是设计这样一种设备，使得任何所需的化学药品或废弃产物都保持集成在设备中，以使得使用者暴露于样本、化学品或者废物的可能性最小化。本发明的又一目的是设计这样一种设备，其制造廉价，从而在一次使用后可被处理掉，因此减少了样本交叉污染的可能性并不必对大量设备进行消毒。从如下公开中将明白本发明的这些和其它目的。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种用于处理流体样本的设备，其包括：

(i)样本处理腔室，其包括流体入口和流体出口；

(ii)废物腔室，其位于样本处理腔室的下游并与样本处理腔室的流体出口流体连通，并且其中在样本处理腔室出口和废物腔室之间的流体连通包括分叉的分析物流动通道；

(iii)至少两个附加腔室，其位于样本处理腔室的上游并均与样本处理腔室的流体入口流体连通；

(iv)用于通过向所需的流动通道施加正压或负压，从而按照需要使流体从所述至少两个附加腔室中的各个腔室运动通过样本处理腔室并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中的装置；以及

(v)用于限制流体的流动的被动装置。

根据第二方面，本发明涉及一种处理流体样本的方法，包括：

(i)将样本放置在根据本发明的设备的样本处理腔室中；

(ii)施加正压或负压以使流体运动通过该设备；

(iii)对该样本进行一个或多个处理步骤；以及

(iv)从所述分叉的分析物流动通道收集处理过的样本。

根据第三方面，本发明涉及将根据本发明的设备用于从流体样本提纯并浓缩核酸材料的用途。

在这里引用的所有出版物除非另有说明，其全部内容均已参考的方式在此引用。

这里使用的术语“流体连通”是指存在于所关心腔室之间的通道，尽管流体流受到用于限制流体流动的一个或多个被动装置的限制，但流体可原则上可以流过该通道。

这里使用的术语“连续的流体连通”是指始终存在于所关心腔室之间的通道，流体可流过该通道。

这里使用的术语“用于限制流体流动的被动装置”是指限制流体流过给定通道的装置，但是其中可通过被动地，即纯粹地向装置或者流动通道自身施加正压或负压来克服该限制，从而允许流体沿着给定的通道流动。可选地，这些装置可由被动动作打开或由被动动作关闭。另外，根据施加压力的位置，该装置可允许流体沿着任一方向流过该装置所处的流体流动通道，或者该装置仅允许流体沿着单一方向流过流体流动通道。

这里使用的术语“流体样本”是指任何以气体、液体、包括由溶剂溶解的样本的溶液、或者包括一个或多个相的流体体系(例如，乳剂)存在的样本。“流体样本”还可指这样的样本，其最初以固态或者粘性液体被引入该设备中，但是然后通过添加一定量的溶剂被稀释或者溶解。

这里使用的术语“功能性试剂”是指用于本发明的设备或方法中的固态化学或物理试剂。其可包括以固态粉末、小珠、胶囊、压片等定量的一种或多种化学试剂，包括与流体样本相互作用的试剂。这种试剂的适当示例包括但并不限于溶解试剂，例如离液序列高的盐、核酸靶、核酸合成对照物、噬菌体、冻干的酶、染料、清洁剂等。然而，功能性试剂还应该理解为包括用于与流体样本相互作用的物理工具。这些物理工具可包括但并不限于磁力搅拌珠、加热装置、包被有抗体的磁性珠等。

下面将更详细地描述所述设备的元件。

本发明涉及一种用于处理流体样本的设备，包括样本处理腔室、废物腔室、至少两个附加腔室、和用于通过向所需的流动通道施加正压或负压，从而按照需要使流体从所述至少两个附加腔室中的各个腔室运动通过样本处理腔室，并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中的装置；其特征在于，所述至少两个附加腔室中的各个腔室均与样本处理腔室流体连通，并且样本处理腔室与废物腔室流体连通。本发明的实施方式便于根据预定的规程来处理流体样本。

样本处理腔室是在其中对流体样本自身进行一个或多个处理步骤的设备区域。这些处理步骤可包括化学处理步骤，例如稀释样本、使用一种或多种缓冲剂溶液来顺序清洗样本、使样本与一种或多种化学试剂反应，但是也可包括物理步骤，例如用一种或多种热辐射来照射流体样本、对流体样本进行声学处理等。样本处理腔室可选择地包括活动部件，优选地为从下组中选择的捕获元件，该组包括微流体芯片、固相材料、过滤器、过滤器组、亲和性基质、磁分离基质、体积排阻柱、毛细管以及它们的混合物。优选地，样本处理腔室包括能够捕获流体样本中的生物材料的捕获元件，例如能够捕获细胞、孢子、病毒、大分子或小分子、蛋白质等。所选择的正确的捕获元件将取决于待捕获材料的性质。这里使用的优选捕获元件为玻璃纤维过滤器，其横跨样本处理腔室的部分或整个内表面区域延伸。

样本处理腔室包括流体入口和流体出口，并且一方面与至少两个附加腔室流体连通，另一方面与废物腔室流体连通。废物腔室位于样本处理腔室的下游并与样本处理腔室的流体出口流体连通，并且至少两个附加腔室位于样本处理腔室的上游并均与样本处理腔室的流体入口流体连通。这些流体连通中的至少一个可以为连续的流体连通。在样本处理腔室出口和废物腔室之间的流体连通包括分叉的分析物流动通道。该流体连通也可以是连续的流体连通。该设备还包括这样的装置，其用于通过向所需的流动通道施加正压或负压，从而按照需要使流体从所述至少两个附加腔室中的各个腔室运动通过样本处理腔室，并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中。优选地，用于使流体从所述两个附加腔室中的每一个腔室运动通过样本处理腔室并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中的装置，使流体顺序地从至少两个附加腔室中的第一腔室运动通过样本处理腔室并进入废物腔室中，然后从另一附加腔室运动通过样本处理腔室并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中。

用于使流体运动的多种不同装置都是可接受的。这些装置通过向期望的流动通道施加正压或负压而使流体运动。用于施加负压的装置的一个示例为用于产生真空的装置，该真空通过出口部(例如废物腔室上的出口部或者分叉的分析物流动通道上的出口部)与该设备相连，并且能够按需要吸引流体通过该设备。该真空可以使用本领域普通技术人员已知的几种不同的装置中的一种与出口部件相连。将真空与出口部相连的一种有效的方法是使用风箱，这是因为这些风箱可以容易地与甚至较小的出口部相连，可以提供高容忍度并降低了对于非常准确地处理的需求。如果该设备将以机械的方式或者由非熟练的工作人员操作，则这种布置尤其有用。优选地，设备的废物腔室包括一出口部，用于产生真空的装置可与该出口部相连。这样的结果是，真空能够将流体从附加腔室中的至少一个腔室引导通过样本处理腔室并进入废物腔室中。还优选的是，分叉的分析物流动通道包括出口部，从而可以在这里容易地安装用于产生真空的装置。也可以多种方式来采用用于产生真空的装置。例如，其可以适于以预定顺序将流体引导通过该设备。可选择地，该设备可设计成包括用于限制流体流过该设备的被动装置，从而需要增加的真空力从各个腔室顺序释放流体，由此通过在使用期间增加真空度，可以例如通过控制流体流动通道的尺寸或者通过加入膜或闸门(其需要被动地打开以允许流体流动)，来顺序地引导来自第一腔室的流体然后引导来自另一腔室的流体。使用真空也可适于将空气引导通过该设备作为在各流体运动之间的中间步骤，从而清理流体连通路径，并且不同的流体在进入样本处理腔室之前不会彼此相互作用。这对于非常灵敏的样本处理规程是很重要，例如其中在进入样本处理腔室之前第一缓冲剂与第二缓冲剂的相互作用会中和其效果，或者其中非常少量的材料整体到达样本是很重要的。如果使用真空，则还优选的是考虑可通过真空使设备内的任何材料雾化并从该设备排出至大气中。如果该设备适于与这样的试剂一起使用，该试剂如果释放就会造成安全危害，则采用该设备最小化或者消除雾化材料的释放是很重要的。这样一种可行的变化是将过滤膜加入至该设备中，或者加入至用于施加真空的装置中，从而使得雾化材料被捕获并且不会释放到大气中。

用于使流体运动通过该设备的另一合适装置的示例为这样的装置，其用于在流体后面施加正压或者力。同样可以通过本领域普通技术人员已知的多种装置来施加这种力。一个示例为在多个附加腔室中的一个使用活塞，该活塞的压下使得腔室中的任何流体通过流体连通路径排进样本处理腔室中，并然后进入废物腔室中。另外，使用用于在流体后面施加力的装置，例如使用活塞可适于使得流体从至少两个附加腔室同时或者顺序运动，优选从附加腔室顺序地通过样本处理腔室并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中。例如，可使一系列活塞中的一个或多个顺序地压下，以使流体顺序地从第一附加腔室运动通过样本处理腔室进入废物腔室，并且然后从另一附加腔室运动等等。在所述的两种情况下，可通过使用注射器、活塞、泵等手动地提供用于使流体运动的装置，或者通过将本发明的设备集成至能够按需要提供动力和装置的另一设备中而机械地提供用于使流体运动的装置。另外，这种用于施加正压的装置可以与用于限制流体流过该设备的被动装置结合使用。

优选地，在本发明的设备中，采用用于产生真空的装置以及用于在流体后面施加力的装置的组合，来使流体从附加腔室中的至少一个腔室运动通过样本处理腔室并进入废物腔室中。一起使用这两个装置的优点在于，在流体后面的初始力促使流体从任何给定腔室释放，真空可引导流体流动通过该设备，因此防止其从期望通道转向。这使得所述设备容易设计成使得流体可根据预定的规程从附加腔室顺序地流过样本处理腔室。

通过贯穿所述设备的、以期望的方式连接腔室的一个或多个通道，来提供本发明的流体连通路径。该设备设计成使得至少两个附加腔室在流体中通过样本处理腔室并进入废物腔室或分叉的分析物流动通道中。例如，可使一系列活塞中的一个或多个顺序地压下，以使流体顺序地从第一附加腔室运动通过样本处理腔室进入废物腔室，并且然后从另一附加腔室运动等等。在所述两种情况下，可通过使用注射器、活塞、泵等手动地提供用于使流体运动的装置，或者通过将本发明的设备集成至能够按需要提供动力和装置的另一设备中而机械地提供用于使流体运动的装置。另外，这种用于施加正压的装置可以与用于限制流体流过该设备的被动装置结合使用。

通过贯穿所述设备的、以期望的方式连接腔室的一个或多个通道，来提供本发明的流体连通路径。该设备设计成使得至少两个附加腔室与样本处理腔室流体连通。这些腔室可选择地设计成各自具有单独的流出通道，它们在进入样本处理腔室之前在同一点处相连。优选地，只有一个用于使溶液进入样本处理腔室中的进入点，即样本处理腔室入口，以降低设计的复杂性。这样，优选地，来自各个附加腔室的流出通道在进入样本处理腔室之前汇合然后流入共同的样本处理通道中。这些流体连通中的一个或多个可以为连续的流体连通。

为了使以不适当的方式流过腔室的流动最小化，优选地该设备包括用于限制流体流动通过该设备的被动装置，该设备设计成具有这样的特征：其限制任何特定流体流动路径直到需要该流动路径之时。否则，将导致流体从多个腔室同时流动，并因此会破坏样本处理顺序或者可导致流体从废物腔室回流通过该设备。控制这种流动的合适方法的示例包括：使用一个或多个覆盖通道的膜，当在它们后面或前面施加压力时所述膜将破裂；使用极小直径的通道，在不施加力的情况下流体由于其表面张力而不能流过所述通道；使用抽吸力预先填充任何包括缓冲剂溶液的腔室，该抽吸力可用于将这种流体保持在适当的位置直到施加释放它的力；使用贯穿该设备的阀，其通过真空、压力、磁体等操作；将流体连通路径设计成包括需要完全填充以形成流体连通的较小的容器，该流体连通允许在没有溢出的情况下容纳较小的泄漏，等等。优选地，该设备包括这些特征中的一个或多个，以确保适当的流体流动。在本发明的设备中，优选地，用于限制流体流动的被动装置包括一容器，该容器位于在至少两个附加腔室中的至少一个腔室与样本处理腔室之间的流体连通中。还优选地，用于限制流体流动的被动装置包括较小直径的流体通道，从而流体不会在没有施加正压或负压的情况下流过该通道，该流体通道位于在至少两个附加腔室中的至少一个腔室与样本处理腔室之间的流体连通中。更优选地，在至少两个附加腔室中的至少一个腔室与样本处理腔室之间的连续流体连通包括这两个特征。用于限制流体流动的被动装置的该示例允许在设备内形成连续流体连通通道，同时控制设备内的流体流动。这还进一步降低了设备的复杂性。

样本处理腔室同样通过废物通道与废物腔室流体连通。还重要的是，在废物腔室中的材料不能流回到样本腔室中。因此，优选地将该设备设计成在样本处理腔室和废物腔室之间加入用于限制流体流动的被动装置。优选包括被动阀(优选为单向阀)，其位于样本处理腔室和废物腔室之间的流体连通中，以防止这种回流。优选地，该被动阀位于分叉的分析物流动通道的下游。一种简单的方案为采用小珠，例如玻璃珠，其位于流体通道中将其与样本处理腔室相连的点处的废物腔室的开口中。当该设备处于使用中且流体从样本处理腔室运动到废物腔室时，流体的流动或者使用真空将会从开口释放小珠，因此允许流体流动。当没有流体流动时，小珠将返回座在废物腔室的开口中，因此防止了液体回流通过该设备。优选地，采用通过废物腔室的真空来操作该阀。

用于限制流体流动的被动装置的另一示例为使用重力来控制流体的流动。优选地，在进入样本处理腔室之前，优选用真空引导流体向上通过预处理通道。然后，流体从上方(在那里其可通过重力而落下经过该腔室)进入样本处理腔室。还优选地，当流体通过废物通道离开样本处理腔室时，其再次向上流动并从顶部进入废物腔室。这种结构也可以防止流体回流通过该设备，例如从废物腔室进入样本处理腔室以及从样本处理腔室进入附加腔室。根据所关心的特定用途，本领域中普通技术人员能够将该设备设计成包括任何从那些所述的以及其它机构中选择的必需的流体流动控制机构。

来自样本处理的废料被收集在废物腔室中。优选地，将该废物腔室完全集成至本发明的设备中，从而不需要额外的瓶子来收集并然后处理掉这种废物。如果所关心材料是危险的或者有传染性的，那么这是尤为优选的，因为这使得对于使用者处理的需要最小化。废物腔室应具有足够的容积，以能够容易地保持在样本处理过程中使用的所有流体。优选地，废物腔室容纳在该设备内的任何多余空间中，所述空间位于样本处理腔室和至少两个附加腔室之间和周围。这使得能够最有效地利用空间，因此将设备的整体尺寸保持为最小。如前所述，优选地，废物腔室包括一出口，该出口可与用于产生真空的装置相连，从而可以向该设备施加真空以将流体流直接引导通过该设备并进入废物腔室中。

该设备还包括至少两个附加腔室。根据该设备的用途，这些附加腔室可以起到多种作用。这种腔室的可能示例可包括缓冲剂腔室或者样本腔室，该缓冲剂腔室包括在样本处理规程中所需要的缓冲剂溶液或者水，流体或者固体样本可以最初引入该设备的样本腔室中并且该样本腔室可选择地包括与样本相互作用的第一试剂，或者在该样本腔室中固体样本最初溶解在溶剂中，或者可选地将样本在其中进行物理处理。在制造期间，这些腔室可预先填充有所需溶液或试剂。这具有一些优点，包括使用者不必关心从大量化学溶液中准确地测量等分试样，腔室自身不必安装在溶液的容器上，并且腔室可以预载填充有气泡，当吸引流体通过该设备时，该气泡可跟随流体流动，以确保在使用随后的流体之前清理流体通道。这些腔室可选择地包括内部局部障碍物，例如延伸通过内部腔室的一部分的塑料心轴，如果施加真空或者力，则该心轴可用于使腔室内的固体试剂的运动最小化。同样，这些腔室可包括膜，以防止在在前样本处理步骤期间所包含物被过早释放，或者例如通过污染或汽化而破坏了包含物。在本发明的一个实施例中，优选地，至少两个附加腔室中的至少一个腔室预填充有从下组中选择的缓冲剂溶液，该组包括乙酸钾和三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的水溶液，或者乙酸钾和三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的乙醇水溶液。还优选地，至少两个附加腔室中的至少一个腔室用作样本腔室，其包括一入口部，样本可通过该入口部被引入该设备中。另外，优选地，该样本腔室包括一试剂，优选地为包括溶解试剂的试剂，更优选地为离液序列高的盐。其可以为固体珠的形式或者被冻干到腔室内的一个或多个表面上。

如果需要可以将该设备的腔室(包括一个或多个附加腔室和/或样本处理腔室)自身设计成，使得在处理顺序中可以对腔室的包含物实施物理步骤。例如，腔室壁可包括加热元件，用于加热其包含物，它们可以为柔性的以允许声学处理，它们可以透过一种或多种波长的光以允许光学处理、传感或者监测等。优选地，该设备腔室中的至少一个腔室涂覆有例如在WO 98/24548中披露的导电聚合物。如果需要这种物理处理，则该设备应设计成将腔室定位成易于并有效地接近物理处理源。例如，该腔室可定位成朝向设备的外表面，或者可在设备主体的外侧局部或完全延伸从而该腔室的一部分能够与物理处理源(例如，光源或者热源)相互作用。优选地，该设备的至少一个腔室位于设备主体的外部，且保持与样本处理腔室流体连通，并且还优选地该腔室具有壁，这些壁至少部分涂覆有导电聚合物。可优选地位于设备主体外部的腔室的示例包括其中需要加热分析物或任何缓冲剂的任何腔室。

另外，该设备也可设计成包括一个或多个过滤膜。如前所述，优选地，样本处理包括捕获元件。同样如前所述，如果该设备包括与用于产生真空的装置相连的出口，则优选地将一过滤器加入至该设备中或者用于产生真空的装置中，从而防止雾化材料被释放进大气中。另外，该设备可包括例如在连通路径中的其它过滤器，以防止固体颗粒导致阻塞。过滤器的另一可选用途是，在进入设备前在样本腔室的入口部过滤样本。或者，如果该设备包括一入口部，通过该入口部将空气从大气引入该设备中，则有必要使用过滤膜，以确保来自大气的任何污染不会进入设备中并潜在地污染所处理的样本。优选地，该样本腔室入口部包括过滤膜，该滤膜可以在将样本引入样本处理腔室之前或之后安置。

本发明的设备可选择地包括收集腔室，处理过的样本可直接收集在该收集腔室中。该腔室可以集成至在该设备中，或者如果需要该设备可设计成使得该腔室简单且可靠地夹在适当的位置。当适当时，该腔室可位于分析物流动通道的下游并与分叉的分析物流动通道出口连通并因此与样本处理腔室流体连通。可这样操作该设备，使得可使用用于使流体在设备内运动的装置来将样本引入该腔室中。例如，该设备还可设有用于使处理过的样本从样本处理腔室运动进入收集腔室中的装置。因此，可通过与用于使流体运动进入废物腔室中的装置断开连接并连接用于使流体运动进入收集腔室中的装置，而将流体从样本处理腔室引入收集腔室中。优选地，这种装置包括用于产生真空的装置，该装置通过第二出口与收集腔室相连，在这种情况下真空路径从样本处理腔室流过收集腔室，因此将来自废物腔室的任何流体转向而进入收集腔室中。如前所述，如果使用真空，则有利地将过滤膜装配在该设备中真空的上游，以防止来自样本的雾化材料进入大气。与其它腔室一样，收集腔室可设计成可以对其进行物理处理、传感或监测，并且可在设备主体外侧完全或部分地延伸，从而便于收集腔室与物理处理源相互作用。高度优选收集腔室适用于核酸扩增。因此，优选地，收集腔室位于设备主体的外部，其包括至少部分涂覆有导电聚合物的壁以便于样本的热循环，并且还包括透明部分，通过该透明部分可以用光学的方式(优选地通过荧光)监测核酸扩增反应。或者，收集腔室是可拆卸的，从而一旦收集了处理过的样本，则可将其移除以用于别处。集成(如果可拆卸)的收集腔室的其中一个主要优点在于，可以在无需任何介入或额外设备的情况下收集处理过的样本。另外，这对于使用者简化了该设备，使交叉样本污染最小化并使使用者暴露于样本的可能性最小。然而，如果收集腔室预先定量有降解试剂，则有用的是单独存储收集腔室，并且如果需要则将其安装在设备上。这种试剂的示例包括本领域技术人员已知的、对于核酸扩增反应和检测体系所需的试剂，例如，核酸引物、核酸探针、荧光染料、酶缓冲剂、核苷酸、镁盐、牛血清白蛋白、变性剂等。

在一些情况下，一旦主样本处理规程完成，则样本有必要在被收集到收集腔室中之前进一步与另一试剂相互作用。可通过选择性地在该设备中包括附加腔室、在样本处理腔室和收集腔室之间的后处理腔室来实现该最后步骤。在已经从样本处理洗提出处理过的样本后，其进入后处理腔室并与试剂相互作用，该试剂例如是在逆转录聚合酶链反应核酸扩增中逆转录酶步骤中所需的试剂。或者，该设备可设有后处理腔室，其位于收集腔室的下游并包含所关心的最终试剂。然后，可施加真空以将处理过的样本从样本处理腔室引导通过收集腔室并进入后处理腔室中，从而允许处理过的样本进一步与其中的任何试剂相互作用，然后断开真空并将通过废物腔室重新施加真空，以将完全处理的样本引导回到收集腔室中。与其它腔室一样，优选地，该设备可定量有任何这种试剂，以使得使用者必须处理这些材料的必要性最小化。当该设备用于制备用于核酸扩增的样本时，优选地所述试剂包括从下组中选择的一种或多种试剂，该组包括核酸引物、核酸探针、荧光染料、酶缓冲剂、核苷酸、镁盐、牛血清白蛋白、变性剂等。

该设备自身可具有多种不同的设计、形状、尺寸，并且可根据特定用途而由多种不同的材料制成。为了使设备成本最小并且确保对于单一用途而经济可行地生产，优选地，该设备由诸如热塑性材料的廉价材料制成，例如聚乙烯或聚丙烯、聚碳酸脂、丙烯酸、尼龙或丁二烯-苯乙烯共聚物或者它们的混合物。优选地，该设备由尽可能少的元件制成。这样，优选地，设备主要部分制成为单独的注塑单元，包括腔室和主要通道。优选地，通过将注塑单元的基底超声焊接到包括通道路径的板上而形成复杂的通道。稍后增加任何活塞(可以为盖子)，以防止在使用后任何材料泄漏以及污染废物的逃逸。进一步优选该设备由可焚化的材料制成，从而在使用后，可容易地处理包括任何废物的该设备，而不会增加废物或者使得使用者暴露于所涉及化学制品的任何危险。该设备可以为透明或者半透明的。有利地，也可以对任何活塞进行颜色标记，以帮助指导不熟练的使用者正确使用该设备。

该设备还可选择地设计成，使其可以与另一额外设备集成，该额外设备例如可以为流体样本瓶，从而一旦从病人或者环境收集流体样本，就可以将其引入流体处理设备中而不会有任何溢出，或者该额外设备是样本收集锥形物，从而样本可以直接收集在流体处理设备中。这两个设备可通过使用密封件(例如，快速配合密封件、螺钉密封件或其它装置)而集成在一起。如果本发明的设备由塑料模制而成，则这些密封装置可以容易地结合成形。这种集成进一步简化了在非实验室环境中具有很少或者没有科学训练的人员对该设备的使用，并且还使得使用者与样本本身的相互作用最小。

另外，该设备可集成有机械设备。这是由于多个原因，包括为了用物理设备(例如，真空或者活塞压下)将该设备用于使流体运动，或者用于对设备的一个或多个腔室实施物理处理步骤，例如热、光学或声学处理、传感或监测。如果需要这种集成，则重要的是确保该设备设计成使其可有效地与这样的额外物理设备相集成。还重要的是，确保这种集成尽可能的简单，以使其可由非熟练工作人员有效地使用。这可包括将该设备设计成使其仅可沿单一取向被集成，使用色标来帮助取向等。

本发明还涉及一种处理流体样本的方法，包括：

(i)将样本放置在根据本发明设备的样本处理腔室中；

(ii)施加正压或负压以使流体运动通过该设备；

(iii)使该样本经受一个或多个处理步骤；以及

(iv)从所述分叉的分析物流动通道收集处理过的样本。

所述处理步骤可以为化学步骤或物理步骤。

根据第三方面，本发明涉及将根据本发明的设备用于从流体样本纯化并浓缩核酸材料。优选可以这样制备这种样本，以使其可经受核酸扩增，例如聚合酶链反应扩增。

附图说明

现在将参照在下列附图中示出的本发明设备的具体实施方式来描述本发明，其中：

图1从侧面显示了设备的立体图；

图2从底部显示了设备的立体图；

图3从顶部显示了设备的立体图，其中移除了顶板从而可看到内部腔室；

图4显示了设备底板的内部视图；

图5是沿着A-A的设备的剖视图，显示了对于PCR使用该设备来处理流体样本的第一步骤；

图6是沿着B-B的设备的剖视图，显示了对于PCR使用该设备来处理流体样本的第二步骤；

图7是沿着C-C的设备的剖视图，显示了对于PCR使用该设备来处理流体样本的第三步骤；

图8是沿着D-D的设备的剖视图，显示了对于PCR使用该设备来处理流体样本的第四步骤；以及

图9是沿着E-E的设备的剖视图，显示了对于PCR使用该设备来处理流体样本的第五步骤。

具体实施方式

图1显示出本发明的设备2，其包括样本腔室4、具有第一活塞8的第一缓冲剂腔室6、具有第二活塞12的第二缓冲剂腔室10。第一活塞8和第二活塞12包括插口34，以允许它们与外部设备集成从而在使用过程中使活塞运动。设备2还包括小容积水腔室14，其延伸超过设备2的主体。该小容积水腔室可包括环绕该腔室的膜密封件，从而腔室中的水不会在存储期间或者样本处理的初期阶段汽化。该膜例如为0.1-0.2mm的薄塑料片，由丙烯腈丁二烯苯乙烯制成表层。该设备还包括第一出口部16和第二出口部18，通过这些出口可以将一个或多个真空与设备2相连。样本腔室4包括盖20，其通过臂22安装在设备2的主体上，臂22可绕着栓24枢转。在将样本(未示出)引入样本腔室4中后，将盖20绕着栓24枢转到将样本腔室4密封的位置。盖20还包括入口26，空气可通过该入口借助泵(未示出)而被引入设备2中。设备2还包括通道28，该通道从设备2的底部延伸到顶部，并且位于设备2主体的外部。该通道28形成了该设备的流体连通网的一部分。将设备2的底板30和设备2的顶板32作为单独的单元制造，并且在制造的最后阶段装配在设备2上。

参照图2，设备2包括顶板32、底板30以及外部通道28。该视图显示出该设备具有三个容器50、52和54，它们也位于设备2的主体的外部。容器50在样本腔室的下方，容器52在第一缓冲剂腔室的下方，而容器54在第二缓冲剂腔室的下方。这些容器(50、52和54)用作机构的一部分，以防止来自这些腔室每一个的样本或缓冲剂以不适当的方式流过该设备的流体连通网。设备2的底板30还包括收集腔室56，该收集腔室也位于设备2主体的外部。一旦流体样本(未示出)已经完全纯化，则其就进入分叉的分析物流动通道并然后进入收集腔室56，在那里可以对其进行PCR扩增反应。优选地，收集腔室56涂覆有导电聚合物(未示出)，并且包括两个透明的面58，通过这些面可以监测核酸扩增反应。

参照图3，设备2包括样本腔室4、第一缓冲剂腔室6和第二缓冲剂腔室10。设备2包括废物腔室100，该废物腔室是在设备主体中包围其它内部腔室的死空间。该设备包括样本处理腔室102。该腔室通过预处理通道104与样本腔室4和缓冲剂腔室6、10流体连通。样本处理腔室102通过废物通道28与废物腔室100流体连通，该废物通道通过废物端口106与废物腔室100相连。该设备还包括后处理腔室108，其与第二真空出口部(18，在该立体图中未示出)相连并且还与样本处理腔室102相连(连通未示出)。

参照图4，底板30包括样本容器50、第一缓冲剂容器52和第二缓冲剂容器54。底板还包括样本通道152、第一缓冲剂通道154和第二缓冲剂通道156，其提供了分别从样本腔室、第一缓冲剂腔室和第二缓冲剂腔室(未示出)通过预处理通道到样本处理腔室(未示出)的流体连通，该预处理通道的基底如158所示。样本处理腔室的基底160与废物腔室的基底162流体连通。样本处理腔室的基底160也通过分叉的分析物流动通道和收集腔室(未示出)与后处理腔室的基底164流体连通。

参照图5，样本200通过样本腔室4被引入设备2中。一旦处于样本腔室中，就关闭样本腔室盖20。该盖包括过滤器202，该过滤器防止来自空气的污染物进入设备中并还防止雾化样本离开设备。在样本腔室中，该设备与第一试剂珠204相互作用，该试剂珠包括溶解试剂，该溶解试剂包含离液序列高的盐(例如，盐酸胍)，以溶解样本中的任何细菌。第一试剂可选择地包括核酸靶，其在后来能够用作使随后的PCR扩增反应的效率规格化的手段。在样本与第一试剂相互作用后，通过第一真空出口部向设备施加真空(在该剖视图中示出了真空，但是没有示出第一真空出口部16)。该真空首先将样本引入样本腔室容器50中，沿着样本通道152到达预处理通道的基底158。然后样本被沿着预处理通道104向上引入样本处理腔室102中。样本处理腔室102包括过滤装置206，例如玻璃纤维过滤器，在样本经过该过滤器时该过滤装置能够从样本中分离任何核酸。然后，真空将样本从过滤器引出到样本处理腔室的基底160、到达废物通道的基底162并然后向上进入废物通道28中。在废物通道的顶部处，已经在此除去了所有核酸的样本通过废物通道出口106进入废物腔室100中。该图并没有显示在废物腔室中的废料。该废物通道包括小珠208，该小珠位于废物通道的基底162中。当施加真空时，小珠208在废物通道28中上升，使得流体通过通道28进入废物腔室100中。当除去真空时，小珠208下降并覆盖废物通道的基底162，因此密封了入口。这防止了废物流体回流到样本处理腔室102中。该设备的视图还显示出水腔室14、第一缓冲剂腔室6和活塞8、后处理腔室108、以及后处理腔室出口部18，但是在该视图中没有显示这些腔室之间的流体连通。

参照图6，设备2的第一缓冲剂腔室6包括第一缓冲剂252，例如乙酸钾/三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的水溶液，例如可在Promega Wizard^TM试剂盒中获得的缓冲剂。通过废物腔室出口部(未示出，但是在图5中显示)向设备施加真空。同时，活塞8在第一缓冲剂腔室6内压下，这促使第一缓冲剂252流过容器52，并通过在预处理通道的基底158处相连的第一缓冲剂通道154和预处理通道104而进入样本处理腔室102中。第一缓冲剂通道154设计成在其离开第一缓冲剂容器52的点处具有非常窄的直径。这确保了由于第一缓冲剂的表面张力而使其不能够泄漏到第一缓冲剂通道154中直到活塞8压下为止。一旦处于样本处理腔室102中，缓冲剂就与样本一样流过过滤装置206，因此在过滤膜上清洗核酸材料。然后通过真空(未示出)引导第一缓冲剂252经过废物通道28以及废物通道出口部106，以进入废物腔室100(没有显示在废物通道中的废料)。

参照图7，第二缓冲剂腔室10包括第二缓冲剂302，例如乙酸钾/三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的乙醇水溶液，例如可在Promega Wizard^TM试剂盒中获得的缓冲剂。通过废物腔室出口部(未示出，但是在图5中显示)向设备施加真空。同时，活塞12在第二缓冲剂腔室10内压下，这促使第二缓冲剂302流过容器54，并通过在预处理通道的基底158处相连的第二缓冲剂通道156和预处理通道104而进入样本处理腔室102中。与前面一样，第二缓冲剂通道156设计成在其离开第二缓冲剂容器54的点处具有非常窄的直径。这确保了第二缓冲剂302不会泄漏。同样，一旦处于样本处理腔室102中，缓冲剂就再次流过过滤装置206，从而在过滤膜上清洗核酸材料。然后通过真空(未示出)引导第二缓冲剂302经过废物通道28以及废物通道出口部106，以进入废物腔室100(没有显示在废物通道中的废料)。

参照图8，构造该设备以风干包括经纯化的核酸的过滤膜，以从过滤器除去任何过多的溶剂。为了实现这一点，通过第一真空出口部16(未示出)向设备2施加真空。这使得空气通过样本腔室盖20中的入口部26而被引入设备中。该空气经过过滤器202以除去空气中的物质，因此防止了样本污染。然后其通过真空被引导通过样本腔室4、样本腔室容器50、样本腔室通道152、预处理通道104、样本处理腔室102、过滤装置206、废物通道28，并且通过废物腔室100而引出设备。然后除去用于通过出口部16向设备2施加真空的装置。

参照图9，小容积腔室14包括纯净水，优选地为大约100μl。使用用于加热的外部装置(未示出)对其加热，直到水温优选地大于80℃。然后通过第二真空出口部18向设备施加第二真空。将活塞305压下，以将加热的水从水腔室14释放进入样本处理腔室102中。锥形物315用于将小量水直接引导到过滤装置206。将水引导通过过滤装置206，当其经过时洗提出纯化的核酸物质，并通过第二真空进入收集腔室56中。第二真空还将水引导通过分叉的分析物流动通道、收集腔室56并进入后处理腔室108中。后处理腔室108包含有第二固体试剂310，该第二固体试剂310包括另一PCR试剂，例如探针、荧光染料和另一核酸对照物。将该试剂310溶解在溶液中。然后除去第二真空，以允许溶液由于重力而落进收集腔室56中。或者，可再次施加第一真空，以将溶液引导回到收集腔室56中。

一旦处于收集腔室中，准备对核酸就进行实施PCR扩增所需的热循环。收集腔室优选地设计成使其壁由导热聚合物制成。然后收集腔室可在原地经受热循环，或者被除去并放置在另一设备中以进行循环。

该设备的实施方式已经被开发出来以从10ml的流体样本中纯化核酸材料。设备的主体具有从大约70到大约80mm的高度，并且具有从大约70到大约80mm的直径。样本腔室具有大约20ml的容积，并且第一和第二缓冲剂腔室具有大约30ml的容积。小容积水腔室具有大约500μl的容积，而样本处理腔室具有大约2ml的容积并且具有大约5mm的直径。预处理通道和废物通道各自具有大约3mm的直径。由主体内的的死空间形成的废物腔室具有大约120ml的容积。通过将成形的底板超声焊接到腔室的底侧而形成流体连通通道。这些通道具有大约1mm的直径。在通道离开样本容器的点处，该直径减少到大约0.6mm，以防止不期望的流体从腔室流到样本处理腔室中。

Claims

1、一种用于处理流体样本的设备，该设备包括：

(i)样本处理腔室，其包括流体入口和流体出口；

(iii)至少两个附加腔室，其位于样本处理腔室的上游并与样本处理腔室的流体入口流体连通；

(v)用于限制流体的流动的被动装置。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于使流体从所述至少两个附加腔室中的至少一个腔室运动通过样本处理腔室的装置包括用于产生真空的装置。

3、根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述废物腔室包括一出口部，该出口部与所述用于产生真空的装置相连。

4、根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述分析物流动通道包括一出口部，该出口部与所述用于产生真空的装置相连。

5、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于使流体从所述至少两个附加腔室中的至少一个腔室运动通过样本处理腔室的装置包括活塞，该活塞能够压下以从至少一个附加腔室中排出流体。

6、根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述用于使流体从所述至少两个附加腔室中的至少一个腔室运动通过样本处理腔室的装置还包括用于产生真空的装置。

7、根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于使流体从所述两个附加腔室中的每一个运动通过样本处理腔室的装置，使流体顺序地从所述至少两个附加腔室中的第一腔室运动通过样本处理腔室，并进入废物腔室中，然后从所述至少两个附加腔室中的第二腔室运动通过样本处理腔室，并进入废物腔室或者分叉的分析物流动通道中。

8、根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于限制流体流动的被动装置包括阀，该阀位于在所述样本处理腔室和废物腔室之间的流体连通中。

9、根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述阀位于分叉的分析物流动通道的下游。

10、根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述阀包括小珠，该小珠通过施加正压或负压而打开。

11、根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于限制流体流动的被动装置包括容器，该容器位于在所述至少两个附加腔室中的至少一个腔室和样本处理腔室之间的流体连通中。

12、根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于限制流体流动的被动装置包括小直径的流体通道，从而流体不会在没有施加正压或负压的情况下而流过该通道，该流体通道位于在所述至少两个附加腔室中的至少一个腔室和样本处理腔室之间的流体连通中。

13、根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，该设备包括收集腔室，该收集腔室位于所述分析物流动通道的下游并与分析物流动通道出口流体连通。

14、根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述收集腔室包括试剂，该试剂优选地为包括一种或多种核酸扩增试剂的试剂，更优选地为从下组中选择的试剂，该组包括核酸引物、核酸探针、荧光染料、酶缓冲剂、核苷酸、镁盐、牛血清白蛋白和变性剂。

15、根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述收集腔室包括出口部，该出口部可选择地与用于产生真空的装置相连。

16、根据权利要求15所述的设备，其特征在于，该设备包括后处理腔室，所述后处理腔室位于所述收集腔室的下游并与收集腔室出口流体连通，并且其自身可选择地包括出口，该出口可以与用于产生真空的装置相连。

17、根据权利要求1至16中任一项所述的设备，其特征在于，所述样本处理腔室包括活动元件，所述活动元件优选地为从下组中选择的捕获元件，该组包括微流体芯片、固相材料、过滤器、过滤器组、亲和性基质、磁分离基质、体积排阻柱、毛细管及它们的混合物。

18、根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述样本处理腔室包括玻璃纤维过滤膜。

19、根据权利要求1至18中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少两个附加腔室中的至少一个腔室预填充有缓冲剂溶液，优选地为从下组中选择的缓冲剂溶液，该组包括乙酸钾和三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的水溶液，或者乙酸钾和三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的乙醇水溶液。

20、根据权利要求1至19中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少两个附加腔室中的至少一个腔室用作样本腔室，所述样本腔室包括入口部，通过该入口部将样本引入设备中。

21、根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述样本腔室入口部包括过滤膜。

22、根据权利要求20或21所述的设备，其特征在于，所述样本腔室包括试剂，所述试剂优选地为包括溶解试剂的试剂，更优选地为离液序列高的盐。

23、根据权利要求1至22中任一项所述的设备，其特征在于，该设备包括至少一个位于设备主体外部的腔室。

24、根据权利要求23所述的设备，其特征在于，所述位于设备主体外部的腔室为所述收集腔室。

25、根据权利要求23所述的设备，其特征在于，所述位于设备主体外部的腔室为所述至少两个附加腔室中的至少一个腔室。

26、根据权利要求23所述的设备，其特征在于，位于外部的至少一个腔室具有涂覆有导电聚合物的壁。

27、一种处理流体样本的方法，包括：

(i)将样本放置在根据权利要求1的设备的样本处理腔室中；

(ii)施加正压或负压以使流体运动通过该设备；

(iii)对该样本进行一个或多个处理步骤；以及

(iv)从所述分叉的分析物流动通道收集处理过的样本。

28、根据权利要求1所述设备的用途，用于从流体样本中纯化并浓缩核酸材料。

29、根据权利要求28所述的用途，其特征在于，然后对所述核酸材料进行聚合酶链反应扩增。