CN1946473B - 制备溶液的方法、相关设备以及该方法和设备的应用 - Google Patents
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Abstract
为制备至少一种固体在溶剂中的溶液，该固体贮存于空腔(2)中。其中在溶剂中可溶的固体首先用在该溶剂中不溶的介质(6)所覆盖或包封，以阻止该固体的溶解。接着将溶剂导入空腔，并如此处理在该溶剂中不溶的介质，以使在溶剂和可溶的固体之间进行接触，由此使该固体在溶剂中溶解。可以有利方法制备含两种或多种固体的溶液。
Description
本发明涉及一种制备至少一种固体在溶剂中的溶液的方法和相关设备。此外，本发明还涉及该设备或该方法的应用，特别是在化学检测中的应用。
在生物医学技术中，需将固体溶于溶剂。这种固体例如是一类试剂，该试剂以具有可忽略的蒸汽压的干燥混合物贮存并在室温下形成贮存稳定的物质。首先在需要时将其溶解以按目的用于某些分析中。
这类设备例如描述于WO 02/0072262A1中。其中特别是该分析设备以易于操作的芯片卡形式形成，其中干试剂以固体物质贮存，并在需要时溶解成溶液。
如果该干试剂在按目的应用前还要采用冲洗步骤和其它措施，则需首先防止在溶剂中可溶固体的溶解，并在需要时才制备其组成准确的经定量调节的溶液。特别是在PCR-反应(聚合酶链式反应，Polymerase ChainReaction)中是此情况，这时首先必需保护在反应腔中的PCR-试剂，在引入DNA和其浓集以及净化后才可被释放出来。
按WO 02/072262A1的分析设备，可在生物化学分析法中应用，它在芯片卡中存在的用于分析的干试剂已以预定剂量和预定比例的形式贮存。在与一种来自由预定比例试剂组成的已调节的贮液器中的溶剂化合时产生一种具有准确限定量的试剂溶液。此外，由EP 0434742 B1已知一种适于液体实时分析的一次性的检测设备，其中该液态样品自动地通过单次传感器进行分析，并给出相关的测量值。重要的是该分析试剂以液体备用。
此外，由US 1572323A和US 1603877中已知适于医学应用的样品容器，其一方面在封闭的体系中含有液体和首先与其分开的试剂。通过合适的措施可使固体试剂溶于该液体中。此外，由US 2002/0187560A1中已知一种微流体的设备，该设备适于将各分立的液体体积相互组合进通道中，并送入样品腔。该微流体设备可用气动或磁进行操作。此外，由未公开的US 2004/0171170A1中已知一种具有多个空腔的设备，其中，各两种空腔同时配置有液体体积。这意指各个微空腔分开经流体通道与一个液体贮槽相连。
基于最近的现有技求，本发明的目的在于提供一种可将特定的固体按目的制成溶液的方法以及其相关应用。此外，还提供一种相关的设备。
本发明的目的是通过以下措施实现的，即在溶剂中可溶的固体贮存在该空腔中，并用在该溶剂中不溶的介质所覆盖或包封，以阻止在该溶剂中可溶的固体的溶解，用冲洗剂流过该空腔，将溶剂导入空腔，处理在该溶剂中不溶的介质，以使溶剂和可溶的固体之间进行接触，由此使该固体在溶剂中溶解，并形成溶液。相关设备是本发明的主题。该方法、设备和尤其特定的应用的方案列于本发明进一步的实施方案中。
实施本发明方法的相关设备示于本发明。该设备的进一步发展，特别是用于实施PCR的是本发明进一步的主题。
利用本发明可按需制备至少一种固体在溶剂中的溶液。其优点是，该过程可在封闭的单元中进行，并可在该单元中贮存该固体。
在本发明中，第一种种固体例如是PCR-试剂。而第二种种固体是分离出的DNA。这种DNA以已知方式贮存在悬浮于溶剂中的所谓的磁-珠上。该磁珠是在其中发生PCR的通道或空腔中浓集。
本发明特别可用于实施PCR。但也可用于备有固体并在需要时要溶解的其它分析中。
本发明的其它优点和详情由按实施例的下列附图并结合权利要求给出。
图1示出具有空腔的容器的截面，空腔中贮存有第一种固体，
图2和3示出图1设备在使用一种固体和相关溶剂工作时的两个功能步骤，
图4和5示出图1设备在使用两种固体和相关溶剂工作时的两个功能步骤。
在图中用1表示检测单元。该单元是一种所谓的药筒体，其可以是一种可携带设备的部件。
该药筒体1中有空腔2，在该空腔中可进行某些反应。还有流体通道，其中第一通道3通向空腔2，第二通道3’从空腔2离去。该空腔2可通过一个不适配的筒塞封闭。它可以是阀或其它类似物，通过该阀可使流体通道3或3’在合适的位置封闭。
在空腔2中贮存有第一种固体5。该固体5是一种试剂或多种试剂的混合物，其中，该混合物在室温下形成一种贮存稳定的物质。该固体5在空腔2的底部形成层。固体5的上表面由可在固体层5上形成薄膜的介质6保护。该介质6不溶于应溶解固体5的溶剂中。
作为介质6宜使用石蜡，其本身不溶于水性溶剂中。也可使用在溶剂中不溶的介质。可使用主要以2-维覆盖第一种固体的薄膜，也可使用如在空腔中不动的球形固体颗粒的3-维包壳替代。
图2中示出溶剂7通过流体-通道3流动并充满空腔或流过空腔。受介质6保护的固体5保持与溶剂不接触。
因为保护性介质6特别是石蜡，可通过加热熔化。该情况示于图3。石蜡熔化后该介质6就不再有保护功能。其形成例如以61或61’表示的各个小球粒。而固体转入溶液中或悬浮体8中，以致在空腔2中存在经溶解的试剂以适于进一步应用目的。
在图4中将一种含第二种固体19的溶剂17引入空腔2中，其它相应于图2。图4中的第一种固体5相应于图1/2是受介质6保护。第二种固体19或溶于溶剂中或呈悬浮体存在。代替第二种固体也可以是溶解在溶剂中的或在溶剂中呈乳液的液态物质。
石蜡经加热和熔化后该介质6就不再有保护功能。在图5中如图3一样又形成介质的小球粒61或61’。由溶剂17从现在开始和第一种固体5和第二种固体19形成一种溶液或悬浮体18，以提供进一步应用。如果所述的第二种固体是液体，则相应形成乳液。
第一种和第二种固体(或液体)可如此选择，使其在去除保护-介质后可相互起反应，并且需要时可改变其特性如溶解度。
如果第一种固体是PCR-试剂并且第二种固体是DNA，则在空腔中可发生PCR-反应。对此需要用于热循环的合适介质(Mittel)。这里石蜡特别适于作为保护-介质，因为在PCR情况下第一种加热过程总是需要的，并且该石蜡-保护层熔化。此外，有利的是，由此实现所谓的”热-启动”-PCR，其阻止该PCR酶即聚合酶在低于一定的温度(石蜡-熔化温度)下起非特异性作用并由此产生的有害作用。
在现有技术中，作为第二种固体的DNA通常结合在所谓的磁-珠上，并由此以悬浮物存在。磁-珠-结合的DNA可通过磁性介质(Mittel)聚集，并按需进入空腔2。
前述方法和相关的设备特别适于实施PCR。但本发明也适用于生物医学技术中的其它应用，特别是在当在进行分析之前在一定时间段尤其是即刻要形成各干试剂的定量溶液时。作为制备某些确定的试剂溶液的实例可提及酶-标记-溶液、酶-底物-溶液或通用的定标溶液。
Claims (29)
1.一种制备至少有一种固体在溶剂中的溶液的方法，该溶剂从贮槽经微通道引入空腔，其具有下列措施：
·在溶剂中可溶的固体贮存在该空腔中，并用在该溶剂中不溶的介质所覆盖或包封，以阻止在该溶剂中可溶的固体的溶解，
·用冲洗剂流过该空腔，
·将溶剂导入空腔，
·处理在该溶剂中不溶的介质，以使溶剂和可溶的固体之间进行接触，由此使该固体在溶剂中溶解，并形成溶液。
2.根据权利要求1的方法，其中存在两种固体，该第一种固体贮存在空腔中，第二种固体含于溶剂中，其具有下列措施：
·在溶剂中可溶的第一种固体是在空腔中并由一种在该溶剂中不溶的介质所覆盖或包封，以阻止在该溶剂中可溶的固体的溶解，
·将该含有第二种固体的溶剂导入空腔。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，将所有方法步骤完全整合在一个一次性使用的单元中，在其中至少一种固体贮存于空腔中。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于，将所有方法步骤完全整合在一个一次性使用的单元中，在其中至少一种固体贮存于空腔中。
5.根据权利要求3的方法，其中一次性使用的单元为药筒。
6.根据权利要求4的方法，其中一次性使用的单元为药筒。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，该空腔由阀封闭。
8.根据权利要求2的方法，其特征在于，该空腔由阀封闭。
9.根据权利要求1-8之一的方法，其特征在于，使用水作为溶剂。
10.根据权利要求2的方法，其特征在于，该第二种固体悬浮于溶剂中。
11.根据权利要求2、4、6、8和10之一的方法，其特征在于，该第一种固体(5)是聚合酶链式反应-试剂。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，该聚合酶链式反应-试剂由聚合酶、核苷酸、引物、缓冲剂和助剂组成。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，该聚合酶链式反应-试剂在空腔的壁上形成膜。
14.根据权利要求2或10的方法，其特征在于，第二种固体(19)是溶解的或悬浮的待扩增的DNA。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，该待扩增的DNA结合在磁-珠上。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于，在聚合酶链式反应-空腔(2)中存在使磁-珠聚集的介质。
17.根据权利要求1-8之一的方法，其特征在于，在溶剂中不可溶的介质(6)是石蜡。
18.根据权利要求9的方法，其特征在于，在溶剂中不可溶的介质(6)是石蜡。
19.根据权利要求10的方法，其特征在于，在溶剂中不可溶的介质(6)是石蜡。
20.根据权利要求11的方法，其特征在于，在溶剂中不可溶的介质(6)是石蜡。
21.根据权利要求16的方法，其特征在于，在溶剂中不可溶的介质(6)是石蜡。
22.一种实施权利要求1-8之一的方法的设备，其具有作为一次性产品设计的单元，其中存在至少一个微通道(3，3’)或一个微空腔(2)以接纳至少一种在溶剂中可溶的固体(5，19)，其中，至少一种固体(5，19)存在于微空腔(2)的壁上，并由在溶剂中不可溶的介质的薄层所覆盖。
23.根据权利要求22设备，其中作为一次性产品设计的单元为药筒。
24.根据权利要求22设备，其特征在于，该空腔是一个适于热循环的聚合酶链式反应-空腔(2)。
25.根据权利要求24的设备，其特征在于，存在用于热循环的介质。
26.根据权利要求24的设备，其特征在于，该聚合酶链式反应-空腔(2)配置有流入道(3)和流出道(3’)。
27.根据权利要求24的设备，其特征在于，该流入道(3)和流出道(3’)配置有阀。
28.根据权利要求22的设备的用途，其适用于生化检测的聚合酶链式反应中。
29.根据权利要求22的设备的用途，其用于制备干试剂的定量溶液，该干试剂的定量溶液应用于分析设备。
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