DE602004012293T2

DE602004012293T2 - Vorrichtung zur bearbeitung einer flüssigkeitsprobe

Info

Publication number: DE602004012293T2
Application number: DE602004012293T
Authority: DE
Inventors: David James Salisbury SQUIRRELL; Kevin John Salisbury BOWN; Philip Bristol WALSH
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: PL1664799T3; EP1664799B1; CN1906492A; US20060281094A1; CA2536221C; CN102445556A; DK1664799T3; EP1664799A2; AU2004267536A1; ATE532075T1; JP2007502975A; EP1986014A1; WO2005019836A3; DE602004012293D1; JP4410252B2; WO2005019836A8; AU2004267536C1; CN1906492B; KR101225460B1; WO2005019836A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein auf sie bezogenes Verfahren zur Behandlung einer Fluidprobe.
Die Analyse von Fluidproben, beispielsweise klinischer oder Umweltproben, kann aus mehreren Ursachen durchgeführt werden. Ein häufiges Gebiet des Interesses ist die Entwicklung eines Verfahrens um positiv biologisches Material in einer Fluidprobe, beispielsweise eine klinische oder eine Umweltprobe zu identifizieren. Ein solches Verfahren würde die frühe Diagnose eines Krankheitszustandes zu diagnostizieren was seinerseits eine schnelle Behandlung und Infektionskontrolle ermöglichen würde oder die Identifizierung einer Kontamination der Umwelt und ähnliches. Obwohl die Nuklearsäureverstärkung, beispielsweise durch polymerase Kettenreaktion (PCR) ein nützliches und weit verwendetes Verfahren zur positiven Identifizierung biologischen Materials in solchen Proben ist, bestehen verschiedene Probleme wenn man versucht sie erfolgreich für die schnelle Identifizierung von Material in einzelnen Proben in einer Umgebung, die kein Labor ist, beispielsweise für die vor Ort Erkrankungsdiagnose zu entwickeln. Eines der Schlüsselprobleme liegt in der Tatsache, dass vor der Zuführung ein typischen klinischen oder Umgebungsprobe zur Nuklearsäureverstärkung die Probe selbst häufig der Reinigung und/oder Konzentration bedarf. Dies wird durch eine Abfolge von Verfahrensschritten bewirkt, die Reagenzien verwenden von denen einige gefährlich sind. Es ist allerdings die Nuklearsäureverstärkung nur eine von zahlreichen unterschiedlichen möglichen Beispielen einer Technik, bei der die Handhabung einer Probe, speziell einer Fluidprobe benötigt wird, die eine Anzahl von gleichzeitigen oder aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten bedarf. Die Verfahrensschritte selbst können zahlreich sein und stark unterschiedlich und können beispielsweise chemische, optische, elektrische, thermische, mechanische, akustische Verfahrens-, Feststellungs- oder Überwachungsschritte zusätzlich zu möglichen Verdünnungs- und Konzentrationsschritten umfassen.
Bis heute werden solche komplexen Fluidverfahren üblicherweise in Labors durchgeführt, wo die Proben entweder händisch eine nach der anderen oder unter Verwendung spezieller Automaten, bei denen viele unterschiedliche Proben parallel bearbeitet werden können verarbeitet. Es sind mit diesen Verfahren mehrere Probleme verbunden. Diese umfassen, dass sie langsam, ressourcenintensiv, teuer, fehleranfällig und anfällig auf Kreuz-Verunreinigungen sind. Eine alternative Annäherung ist es, konventionelle Fluidbearbeitungssysteme zu verwenden, die es notwendig machen Fluidproben sequenziell durch eine Serie unterschiedlicher Kammern zu fließen, wobei jede Kammer für einen Einzelschritt einer Abfolge von Schritten verwendet wird. Es führen jedoch solche Systeme zum Verlust der Probe, was kritisch ist, wenn kleine Volumen verarbeitet werden und die Automatisierung eines solchen Verfahrens erfordert die Verwendung komplexer Fluidzusammenstellungen und Verfahrensalgorithmen.
Es besteht somit ein Bedarf an der Entwicklung einer verbesserten Vorrichtung durch die eine Fluidprobe, insbesondere kleinvolumige Fluidproben verarbeitet werden können durch die Verwendung einer Serie von vorbestimmten einander folgenden Schritten um das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Eine solche Vorrichtung sollte passend ausgestaltet sein zur Verwendung in einer Umgebung außerhalb des Labors und durch einen Benutzer mit geringem oder keinem Labortraining, sodass sie verwendet werden kann um eine Fluidprobe, beispielsweise eine klinische oder Umgebungsprobe vor der Analyse, beispielsweise durch Nuklearsäureverstärkung behandelt werden zu können. Eine solche Vorrichtung wird sicherstellen, dass analytische Resultate rasch erhalten werden, würde den geschulten Arbeiter von wiederholenden Schritten befreien und würde die Kosten reduzieren. Darüber hinaus sollte eine solche Vorrichtung ausreichende Kontinuität und Genauigkeit aufweisen, um das Versagen späterer Tests zu verhindern und sollte Idealerweise Einweg-Komponenten besitzen, um die Gefahr der Kreuzkontamination zu minimieren und den Bedarf für Sterilisation zu eliminieren.
Eine Suche im Stand der Technik hat die US 6,374,684 identifiziert, die ein Fluidsteuer- und -bearbeitungsverfahren offenbart, das eine Vielzahl von Kammern und einen beweglichen Ventilkörper aufweist, das verwendet werden kann um die Bearbeitung einer Fluidprobe nach einem vorgegebenen Protokoll zu ermöglichen. Obwohl dies eine Entwicklung auf dem Gebiete von Vorrichtungen zur Bearbeitung einer Fluidprobe darstellt, blieben verschiedene Probleme. Eines der Probleme ist, dass um die Fluidprobe sequenziell verschiedenen Lösungen auszusetzen es notwendig ist, den Ventilkörper zu drehen um seinerseits, über verschiedene externe Auslässe, eine Probenbearbeitungskammer mit einem Reservoir jeder der Bearbeitungslösungen zu verbinden. Eine solche Vorrichtung ist nicht gut geeignet für die Verwendung durch einen ungeschulten Laborarbeiter in einer Nicht-Laborumgebung, da unter anderen Gründen ein Bedarf besteht die externen Auslässe mit Lösungsreservoirs zu verbinden, was unpraktisch ist und im Falle gefährlicher Chemikalien ein Sicherheitsrisiko darstellten kann. Darüber hinaus verwendet die Vorrichtung eine einzige Fluidtransportkammer um jede der Verfahrenslösungen der Reihe nach der Probe zuzuführen und um Abfallmaterial zu entfernen, was zum Mischen von Restmaterial in der Fluidtransportkammer und dem potentiellen Versagen sensibler Verfahrenssequenzen führen kann. Es bleibt somit ein Bedarf an der Entwicklung einer Vorrichtung zur Behandlung einer Fluidprobe, die die obigen Probleme nicht aufweist.
Es ist bekannt, magnetische Partikel zu verwenden, um Zielmaterialien in einer Probelösung zu bewegen. Ein Beispiel dafür ist in der WO 94/18565 geoffenbart, die ein Verfahren und eine diesbezügliche Vorrichtung für einen spezifischen Bindungsversuch zeigt. Die Vorrichtung umfasst zwei oder mehr Gefäße, in denen eine Immunbestimmung durchgeführt wird. Der Analyt bindet an eine feste Phase, beispielsweise magnetische Partikel und wird dann unter Verwendung eines Entferners aus dem einen Behälter sequenziell zum anderen bewegt. Die Trennreaktion und alle anderen benötigten Reaktionen werden abwechselnd in jedem der Behälter durchgeführt und schließlich werden die am Zielanalyten gebundenen Partikel zu einem Messbehälter bewegt. Obwohl auch dies einige Vorteile auf dem Gebiete der Handhabungen von Proben mit sich bringt, bleibt der Apparat nur für einfache Probenmanipulationen brauchbar und ist als solcher nicht für die hoch komplexen Mehrschrittverfahren geeignet, die beispielsweise benötigt sind, um eine Probe vor der Nukleinsäureverstärkung zu reinigen und zu konzentrieren. Es verbleibt ein Bedarf an der Entwicklung einer solchen Vorrichtung.
Es wurde nun eine Vorrichtung eine zugehöriges Verfahren entwickelt, die die obigen Probleme vermeiden. Die Vorrichtung umfasst die Kennzeichen, die im Anspruch 1 definiert sind.
Die Probe wird in die erste Kammer eingebracht. Die Plattform wird dann so positioniert, dass der Arm direkt oberhalb der funktionalen Komponente befindlich ist. Der Arm wird abgesenkt, an der funktionellen Komponente befestigt und dann gehoben. Die Plattform wird dann so bewegt, dass nun die Kammer direkt unter dem Arm ist und der Arm wird gesenkt, wobei er die funktionale Komponente in die Kammer senkt. Während sie in dieser Position verbleibt, kann die funktionale Komponente mit der Kammer oder der darin enthaltenen Probe interagieren. Wenn die Interaktion vollständig ist, kann der Arm entweder gehoben werden, wodurch er die funktionale Komponente aus der Kammer entfernt, die Plattform bewegt sich und die funktionale Komponente wird entweder auf der Plattform abgesetzt oder ist erneut angesenkt um mit einer weiteren Komponente auf der Plattform zu interagieren. Alternativ dazu kann der Arm von der funktionellen Komponente gelöst werden und die Plattform bewegt werden, wobei sie die funktionale Komponente an die Kammer befestigt sein lässt.
Die Vorrichtung kann so adaptiert werden, dass die funktionale Komponente mit der Probe in einem weiten Gebiet der physikalischen Bearbeitung interagiert. Beispiele physikalischer Prozesse schließen thermale, akustische, optische, schallgebende, elektrische Verfahren, sensorische oder monitorische Techniken ein. Es kann beispielsweise die funktionale Komponente ein Heizer oder eine Schallquelle sein, der so wie beschrieben manövriert und in die Kammer gebracht wird, um die Probe einer physikalischen Bearbeitung zu unterwerfen. Alternativ kann die funktionale Komponente verwendet werden, um einen Analyten aus der Probe in der Kammer zu entnehmen. Solch eine Bewegung des Analyten kann optional ein Bindungsmaterial fester Phase sein, dass in der Lage ist einen gewählten Analyten in der Probe zu binden um einen Komplex zu bilden, der dann aus einer der Kammern auf der Plattform mit Hilfe der funktionalen Komponente und der Bewegung des Armes und der Plattform entnommen zu werden und in eine andere Kammer abgesetzt zu werden. Darüber hinaus kann die funktionale Komponente mit der Kammer selbst interagieren, beispielswiese kann sie einen Schneider aufweisen, um eine Dichtung zu durchtrennen, eine Filtermembrane in die Kammer einzubringen, oder einfach um als ein Lid zu wirken, das die Kammer abdichtet, wenn es benötigt wird.
Die Vorrichtung kann auch so adaptiert sein, dass sie eine chemische Bearbeitung einer Fluidprobe in Verbindung mit einer funktionalen Komponente, wie oben dargelegt, ausführt. In jeder beliebigen Kammer kann der Analyt entweder mit einem funktionalen Reagenz interagieren oder kann einer physikalischen Bearbeitung oder beidem unterworfen werden. Dabei ist es möglich den Apparat so auszulegen, dass der Analyt einer Serie von Verfahrensschritten wie benötigt durch das vorbestimmte Protokoll unterworfen wird. Wie bereits beschrieben, kann die funktionale Komponente verwendet werden, um den Analyten von Kammer zu Kammer auf der Plattform zu bewegen und es ihm dabei zu ermöglichen mit einem oder mehreren funktionalen Reagenzien zu reagieren. Alternativ kann sie dazu verwendet werden einen oder mehreren Reagenzien zu bewegen und sie in die Probekammer zu bringen und so die Probe einer Serie von chemischen Behandlungen zu unterziehen.
Es kann daraus gesehen werden, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung sehr flexibel ist und dazu ausgelegt werden kann eine große Anzahl von Behandlungen unterschiedlicher Fluidproben vorzunehmen. Es ist die Vorrichtung jedenfalls ganz besonders geeignet eine Fluidprobe, die einen biologischen Analyten enthält, vor der Verstärkung des Analyten durch eine Nukleinsäureverstärkungsreaktion oder alternativ einen Immunversuch oder alternativ durch eine Untersuchung unter Verwendung von Bioluminiszenz oder darüber hinaus DNA sequenzieller Untersuchung speziell dem Pyro-Sequenzen zu bearbeiten.
Die Vorrichtung kann auf verschiedene Weise ausgestaltet werden. Dies umfasst dass die Plattform im wesentlichen kreisförmig ist und durch Rotation bewegt wird; die Vorrichtung kann mehr als eine funktionale Komponente aufweisen, wodurch das Potenzial der Bearbeitung von möglichen Proben erhöht wird; die Vorrichtung kann zusätzlich eine oder mehrere weitere physikalische Bearbeitungsmittel umfassen, die nicht auf der Plattform, sondern oberhalb der Plattform angeordnet sind und abgesenkt werden können in eine der vorliegenden Kammern, je nach Bedarf; eine oder mehrere der Kammern können wegwerfbar sein, sodass sie entfernt und ersetzt werden können um die Kreuz-Kontamination von Proben zu verhindern; eine oder mehrere der Kammern können mit funktionalen Reagenzien versehen sein, um die Komplexität zu reduzieren; und die Vorrichtung ist mit einer Kontrollvorrichtung verbunden, sodass die Arbeit voll automatisiert ist. Die Ausgestaltung der Vorrichtung mit einer oder mehreren entfernbarer Kammern hat den zusätzlichen Vorteil, dass verschiedene Kammern identischer Abmessungen hergestellt werden können und jede für sich mit den notwendigen Reagenzien für eine unterschiedliche Bearbeitungsmethode gefüllt werden können. Der Benutzer kann dann die Kammer auswählen und die gewünschte Kammer jederzeit zur Benutzung einsetzen, wodurch die Nützlichkeit der Vorrichtung gesteigert wird.
Die Vorrichtung hat verschiedene Vorteilte. Diese umfassten, dass bei der Wahl der Vorrichtung, bei der die Plattform sich bewegt, der Arm selbst nur in einer Dimension bewegt wird, was die Komplexität reduziert. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist, dass die Plattform eine Vielzahl funktionaler Komponenten umfassen kann beispielsweise einen Heizer, einen Folienschneider, einen Schallgeber, und dies doch bei der Verwendung nur eines einzelnen Armes, der in der Lage ist, sich mit jeder von ihnen lösbar zu verbinden, wobei ihrerseits jede so gehandhabt werden kann, dass sie mit einer oder mehreren Kammern, die ebenfalls auf der Plattform angeordnet sind, zu interagieren, um eine vorbestimmtes Behandlungsprotokoll der Proben durchzuarbeiten. Die Vorrichtung ist flexibel, sodass ihre Arbeitsweise leicht auf eine Vielzahl verschiedener Protokolle, so wie gewünscht, adjustiert werden kann. Darüber hinaus kann eine komplexe Probenbearbeitungssequenz durchgeführt werden, ohne dass eine Vorrichtung notwendig ist, die Fluidkanäle und Pumpen benötigt, um die Probe durch die Vorrichtung zu bewegen. Dies eliminiert auch die Gefahr, dass während der Durchführung sich die Reagenzien untereinander mischen. Andere Vorteile beinhalten, dass die Vorrichtung voll automatisch arbeiten kann, wodurch fehlerhafte Bedienung, Kontamination der Probe und Risiko für den Benutzer reduziert werden. Darüber hinaus kann die Vorrichtung so ausgelegt werden, dass sie zur Verwendung im Feld voll transportabel ist.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung und ein assoziiertes Verfahren anzugeben, um eine Fluidprobe zu bearbeiten. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung einen solchen Apparat so auszulegen, dass er in der Lage ist eine Fluidprobe einer Reihe von sequenziellen chemischen oder physikalischen Bearbeitungsschritten in einer vorbestimmten Abfolge unterworfen wird, vorzugsweise um eine Fluidprobe vor einer Nukleinsäureverstärkungsreaktion zu reinigen und zu konzentrieren. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung eine solche Vorrichtung so flexibel wie möglich auszulegen, dabei einfach durch einen Benutzer mit geringer oder keinem Labortraining und das in einer Nicht-Laborumgebung mit reduzierter Belastung des Benutzers durch die Probe, die Chemikalien oder den Abfall. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung die Bestandteile der Vorrichtung billig herzustellen auszulegen und so dass sie nach einer einzelnen Benutzung entsorgt werden können, um die Kreuz-Kontamination der Proben zu reduzieren und die Notwendigkeit der Sterilisierung großer Mengen der Ausrüstung zu eliminieren. Diese und andere Ziele der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung deutlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung betrifft sie eine Vorrichtung wie in Anspruch 1 zur Behandlung einer Fluidprobe definiert.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung betrifft sie die Verwendung einer Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 22 definiert um eine Probe vor einer Nuklearsäureverstärkungsreaktion aufzubereiten.
Entsprechend einem dritten Aspekt der Erfindung betrifft sie die Bearbeitung einer Fluidprobe, wobei das Verfahren umfasst:

(i) Einbringung einer Probe, die einen Analyten aufweist in eine erste Kammer, die auf einer Plattform einer Vorrichtung entsprechend Anspruch 1 angeordnet ist;
(ii) Binden des Analyten auf ein Bindungsmaterial, um einen Analyten-Bindungsmaterial-Komplex zu bilden;
(iii) Absenken eines Mittels, um diesen Komplex in dieser ersten Kammer reversibel zu binden und es dem Komplex zu erlauben bei diesen Mitteln gebunden zu werden;
(iv) Anheben dieses Mittels aus der ersten Kammer;
(v) Bewegung dieser Plattform so, dass eine zweite Kammer nun mit den Mitteln zur reversiblen Attraktion dieses Komplexes fluchtet;
(vi) Absenkung dieses Mittels, um diesen Komplex reversibel in die zweite Kammer zu binden um dem Komplex zu erlauben von diesen Mitteln sich zu lösen;

Entsprechend einem vierten Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens der Vorbereitung einer Probe vor einer Nukleinsäureverstärkungsreaktion.
Entsprechend einem fünften Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Bindungsmaterials bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Vorbereitung einer Probe vor einer Nukleinsäureverstärkungsreaktion.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, bedeutet der Term „Fluidprobe" jede Probe, die als ein Gas, eine Flüssigkeit, eine Lösung, die eine Probe, die in einem Lösungsmittel gelöst ist, oder ein Fluidsystem, das eine oder mehrere Phasen aufweist, beispielsweise ein Emulsion, ist. Eine „Fluidprobe" bedeutet auch eine Probe, die ursprünglich als ein Feststoff oder eine viskose Flüssigkeit in die Vorrichtung eingebracht wird aber dann dispergiert oder gelöst wird durch die Zugabe eines Volumens an Lösungsmittel. Gleicherweise bedeutet „Fluidprobe" eine Gasprobe, die durch einen Zyklon geführt wⁱrd, wobei spezielles Material in der Gasprobe in einem passenden Lösungsmittel suspendiert wird. Beispiele solcher Proben umfassen, ohne auf irgendeine Weise darauf beschränkt zu sein, eine Fluidprobe die aus der Umgebung, wie beispielsweise einem Fluss, entnommen werden, eine Fluidprobe, die von einem Patienten gewonnen, wie beispielsweise eine Urinprobe, eine viskose Probe, wie sie von einem Patienten gesammelt wird, wie ein Abstrich, eine Fluidprobe, die gesammelt wird, wenn Luft so durch einen Zyklon geführt wird, dass spezielle Teile (Partikel) in der Luft in eine Fluidsammelkammer gebracht werden, wie es in der WO 02/29380 beschrieben ist und ähnliches.
So wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet der Term „funktionales Agens" ein festes chemisches, biologisches oder physikalisches Reagenz, das in der Vorrichtung oder dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird. Es kann ein oder mehrere chemische oder biologische Reagenzien umfassen, die als festes Pulver, als eine Perle, als Kapsel, als gepresste Tablette und ähnliches vorliegen. Passende Beispiele von Reagenzien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, lysische Reagenzien wie beispielsweise chaotrophische Salze, Nukleinsäureziele, Beeinflussungsstoffe für die Synthese von Nukleinsäuren, bakteriophage Reagenzien, lyphilisierende Enzyme, Farben, Detergenzien, Antibiotika, Anti körper und ähnliches. Solch ein Reagenz kann auch so bearbeitet sein, dass es ein Festphasenbindemittel aufweist, das in der Lage ist, mit einem Analyten in der Fluidprobe zu binden, beispielsweise ein magnetisches Partikel, das gegebenenfalls mit einem Antikörper oder etwas ähnlichem beschichtet ist. Es soll jedoch der Term funktionales Agens auch so verstanden werden, dass er physikalische Mittel zum Zusammenwirken mit der Fluidprobe umfasst. Dies kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Rührstäbchen sein, ein Schallgeber, eine Heizvorrichtung oder ähnliches.
So wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet der Term „funktionale Komponente" eine Element der Vorrichtung, dass dazu bestimmt ist, dass es reversibel an den Arm der Vorrichtung befestigt werden kann. Die funktionale Komponente kann dazu bestimmt sein eine große Vielzahl von Verwendungen zu erfüllten wie aus der Offenbarung hervorgeht. Die spezifische Verwendung einer oder mehrer funktionaler Komponenten kann vom Fachmann in Abhängigkeit von der spezifischen Verwendung der Vorrichtung leicht festgelegt werden. Die funktionale Komponente kann beispielsweise ein Mittel zum Interagieren mit der Fluidprobe umfassen. Ein solches Mittel kann ein physikalische Bearbeitung der Probe bewirken, beispielsweise Heizen, Kühlen, optische Sonare und ähnliche. Alternativ kann die funktionelle Komponente ein Mittel zum Interagieren mit der Kammer selbst umfassen, beispielsweise in dem sie als Schneidvorrichtung oder Lochvorrichtung für ein Foliensiegel agiert, um die Kammer zu verschließen, ein Filter einzubringen und ähnliches. Darüber hinaus kann die funktionale Komponente als Sammler zum Transport der Probe oder eines darin enthaltenen Analyten in eine andere Kammer der Vorrichtung arbeiten.
Die Elemente der Vorrichtung werden weiter unten detailliert beschrieben.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer Fluidprobe wie in Anspruch 1 definiert.
Die Vorrichtung ist so ausgelegt, dass sie in der Lage ist eine Probe einem oder mehreren Bearbeitungsschritten zu unterziehen. Diese Bearbeitungsschritte können chemische Bearbeitungsschritte wie Verdünnung der Probe, Waschen der Probe sequenziell mit einer oder mehreren Bufferlösungen, Reagieren der Probe mit einem oder mehreren chemischen Reagenzien umfassen können aber physikalische Schritte, beispielsweise Bestrahlen der Fluidprobe mit thermischer Strahlung, Unterwerfen der Fluidprobe einer akustischen Bearbeitung und ähnlichem dienen.
Die Vorrichtung umfasst eine Plattform, die ihrerseits eine erste Kammer und eine funktionale Komponente aufweist. Die Kammer kann auch als Probekammer bezeichnet werden, da sie die Kammer ist, in die die Probe, vorzugsweise eine Fluidprobe, und besonders bevorzugt eine einen Analyten enthaltende Probe zuerst in die Vorrichtung eingebracht wird. Die Probenkammer kann gegebenenfalls in die Plattform der Vorrichtung integriert sein oder alternativ dazu von der Plattform abnehmbar sein, sodass sie irgendwo sonst mit der Probe gefüllt werden und dann in die Plattform eingesetzt werden kann.
Die funktionale Komponente ist so gewählt, dass sie lösbar an den Arm der Vorrichtung befestigt werden kann. Es wird bevorzugt, dass der Arm und die funktionelle Komponente durch die Operation der Vorrichtung ohne Bedarf für eine Benutzerhandlung befestigt werden kann, sodass die Arbeit der Vorrichtung voll automatisch erfolgen kann. Es ist auch bevorzugt, dass der Arm auf mechanische Weise lösbar mit der funktionalen Komponente verbindbar ist. Verschiedene unterschiedliche Auslegungen sind möglich. Eine einfache Lösung ist, dass jede funktionale Komponente so ausgelegt ist, dass sie eine Lippe aufweist unter die eine gegabelte Komponente des Armes eingeführt werden kann. Wenn der Arm in Position ist, erlaubt die Bewegung des Armes in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung die Bewegung der funktionalen Komponente in im Wesentlichen gleicher Richtung. Ein Vorteil dieser Auslegung ist, dass die Bewegung der Plattform verwendet werden kann, die Gabel des Armes mit der Lippe der funktionalen Komponente in Eingriff zu bringen. Es ist auch notwendig, dass jede funktionelle Komponente nicht permanent mit der Plattform der Vorrichtung verbunden ist, sondern anstelle dessen so auf der Plattform der Vorrichtung gehalten wird, dass sie, wenn notwendig, entnommen werden kann. Auch dafür sind viele unterschiedliche Designs möglich. Ein Beispiel ist, dass die Plattform einfach ein Loch enthält, in das die funktionale Komponente gesteckt wird und dass die funktionale Komponente eine Lippe aufweist, die das Durchfallen durch die Plattform verhindert.
Die Vorrichtung weist auch einen Arm auf, der in der Lage ist angehoben und abgesenkt zu werden und in der Lage ist mit der funktionalen Komponente sich lösbar zu verbinden. Das Design des Armes hängt teilweise vom Design der Mittel ab, mit denen der Arm mit der funktionalen Komponente verbunden wird. Wie oben erläutert, ist es bevorzugt, dass der Arm so ausgelegt ist, dass er in der Lage ist die funktionale Komponente mechanisch zu erfassen. Ein Beispiel eines einfachen Designs ist, dass der Arm eine Gabel an der Basis des Arms aufweist, die in einer Ebene liegt, die einen rechten Winkel zur Ebene des Armes selbst aufweist und die um die funktionale Komponente passt. Es wir bevorzugt, dass der Schlitz und die Einbringungsmittel im Wesentlichen rechtwinkelig zur Bewegung des Armes orientiert sind, so dass keine weiteren Mittel zur Befestigung des Arms an der funktionalen Komponente benötigt werden.
Es ist bevorzugt, dass die Vorrichtung ein Mittel zur Anhebung und zur Absenkung des Arms in einer vorzugsweise im Wesentlichen vertikalen Richtung umfassen. Diese Mittel sind bevorzugt mechanische Mittel und werden bevorzugt elektrisch betätigt. Die Bahn der Bewegung des Armes soll so einfach als möglich sein. Es wird bevorzugt, dass der Arm einfach entlang einer einzigen Dimension auf und ab bezüglicher der Kammer bewegt wird. Die Auslegung der Vorrichtung erlaubt es der Plattform selbst sich zu bewegen und sichert, dass üblicherweise kein weiterer Bedarf für eine Bewegung des Armes besteht, wenn er angehoben oder abgesenkt ist um seine Orientierung bezüglicher der Plattform oder irgendeiner funktionalen Komponente oder einer Kammer besteht.
Die Vorrichtung umfasst auch ein Mittel, dass in der Lage ist die Plattform zu bewegen, sodass die Position jeder gegebenen Komponente der Plattform bezüglicher der Position des Armes verändert werden kann. Im Fall der Situation, in der Plattform so arrangiert ist, dass die funktionalen Komponenten und die Kammern linear auf der Plattform angeordnet sind bewegt sich die Plattform in einer linearen Richtung von Seite zu Seite um die funktionalen Komponenten oder Kammern passend in Flucht zu bringen. Alternativ, wenn die Plattform so angeordnet ist, dass die funktionalen Komponenten und Kammern in einem Feld an der Plattform angeordnet sind, werden die Mittel die Plattform passen translatorisch bewegen um die funktionalen Komponenten oder Kammern in Flucht zu bringen. Weiters alternativ, wenn die Plattform so ausgebildet ist, dass die funktionalen Komponenten und Kammern in der Kreisform an der Plattform angeordnet sind, wird die Plattform rotieren, um die funktionalen Komponenten oder Kammern in Flucht zu bringen. Dies hat nicht nur den Vorteil die Mechanik für die Bewegung des Armes zu vereinfachen, sondern erlaubt auch, dass in einer Vorrichtung die zur Verwendung in einem komplexen Mehrschrittbearbeitungsverfahren für die Probe ausgelegt ist andere physikalische Bearbeitungsmittel ebenfalls oberhalb der Plattform angeordnet werden können und in die Kammern abgesenkt werden können, wenn dies notwendig ist. Wenn die Plattform selbst nicht beweglich wäre, müssten der Arm und alle zusätzlichen physikalischen Bearbeitungsmittel so programmiert werden, dass sie komplexe dreidimensionale Mechaniken verwenden, um die gewünschte funktionale Komponente oder Kammer in korrekter Sequenz passend orientiert zu erreichen und sodann nach Bedarf abgesenkt und gehoben bezüglicher der Plattform zu werden.
Die Plattform selbst kann jede Größe und jede Form aufweisen. Es wird allerdings bevorzugt, dass die Plattform im Wesentlichen kreisförmig ist und in der Lage ist zu rotieren und so die Kammern oder funktionellen Komponenten bezüglicher des Armes oder der anderen physikalischen Mittel fluchtend zu positionieren. Das hat auch den Vorteil die Größe der Vorrichtung zu minimieren, wenn mehrere unterschiedliche Komponenten herangezogen sind. Gegebenenfalls kann die Plattform mit einem Sensormechanismus ausgerüstet sein, der das korrekte Positionieren der funktionellen Komponente oder Kammer ermöglicht, wenn die Plattform unter dem Arm oder dem physikalischen Bearbeitungsmittel, das über der Plattform angeordnet ist, bewegt wird.
Wie oben ausgeführt, kann die funktionale Komponente eine große Varietät unterschiedlicher Verwendungen aufweisen. Einerseits kann sie eine Komponente umfassen, die dazu bestimmt ist mit der Probe zu interagieren. Sie kann beispielsweise einen Schallgeber, eine Heizvorrichtung, einen optischen Detektor, Vorrichtungen, um ein optisches Signal zur Verfügung zu stellen und dergleichen umfassen, was auf der Plattform gelagert ist. Wenn notwendig, wird die funktionelle Komponente durch den Arm der Vorrichtung gehoben, in die gewünschte Kammer abgesenkt und wie benötigt betrieben. In solchen Fällen kann es nützlich sein, wenn die Verbindung zwischen der funktionellen Komponente und dem Arm der Vorrichtung auch eine elektrische Verbindung zur Verfügung stellt, die ausreicht um der funktionellen Komponente während deren Verwendung die notwendige Kraft zu liefern.
Alternativ kann die funktionelle Komponente so ausgelegt sein, dass sie mit einer auf der Plattform angeordneten Kammer interagiert. Auch hier können viele unterschiedliche Interaktionen möglich sein, die von der gewünschten Verwendung der Vorrichtung abhängen. Beispiele umfassen, dass die funktionelle Komponente so ausgelegt sein kann, dass sie als eine Schneidvorrichtung betrieben wird, die ein Siegel oder eine Membran, die einer der Kammern der Vorrichtung angeordnet ist durchbricht. Es wir bevorzugt, dass jede solche Schneidvorrichtung so ausgelegt ist, dass sie einen Schlitz in den Schneidmitteln aufweist, sodass, wenn sie benutzt werden um das Siegel einer Kammer, die eine Fluidprobe enthält, aufschneidet, die Fluidprobe nicht in die Schneidprobe selbst gelangen kann und hier durch die Oberflächenspannung gehalten wird. Alternativ dazu kann die funktionelle Komponente so ausgelegt sein, dass sie einen Filter umfasst, der durch den Arm an seinem Platz gehoben wird und auf die Oberseite einer Kammer je nach Bedarf aufgesetzt wird. Optional kann sie ausgelegt sein, dass sie eine Abdeckung umfasst, die wiederum auf den Oberteil einer Kammer aufgebracht werden kann, wenn es benötigt wird. Darüber hinaus kann eine gegebene Position an der Plattform mehrere solcher funktioneller Komponente umfassen, die eine auf der anderen aufgestapelt sind an einer vorgegebenen Position der Plattform, wodurch jede nacheinander vom Arm der Vorrichtung bewegt werden kann.
Darüber hinaus kann die funktionale Komponente verwendet werden, um entweder den Analyten oder ein Reagenz von einer Kammer der Plattform zu einer anderen Kammer der Plattform zu bewegen. In einer Ausführungsform wird eine solche funktionale Komponente zusammenwirkend mit einem Festphasenbindemittel verwendet um, je nach Wunsch, den Analyten oder das Reagenz in einem Komplex zu binden. Das Festphasenbindemittel und der Analyt oder das chemische Reagenz werden miteinander in Kontakt gebracht, sodass ein Komplex gebildet werden kann. Die funktionelle Komponente, die zur Bewegung des Komplexes verwendet wird, wird dann mit dem Arm der Vorrichtung verbunden und wie beschrieben in die erste Kammer abgesenkt. Der Komplex wird an die funktionale Komponente gebunden, die funktionale Komponente wird gehoben, die Plattform bewegt sich so, dass nun eine zweite Kammer unter dem Arm angeordnet ist, die funktionelle Komponente wird abgesenkt und der Komplex frei gegeben, sodass das gebundene Material von einer Kammer zur anderen bewegt wird. Da es für die funktionelle Komponente notwendig ist in der Lage zu sein den Komplex von der ersten Kammer zu entfernen hängt die Natur der funktionellen Komponente vom verwendeten Bindungsmaterial ab. Darüber hinaus ist es notwendig, dass die funktionelle Komponente in der Lage ist, den Komplex in der zweiten Kammer der Vorrichtung abzusetzen, sodass die Wechselwirkung zwischen der funktionellen Komponente und dem Bindungskomplex notwendigerweise reversierbar sein muss. Es wird bevorzugt, dass die funktionelle Komponente in der Lage ist das Bindungsmittel sowohl wenn es in einem Komplex mit dem Analyten ist als auch als Bindungsmittel allein zu bewegen. Dies führt dazu, dass nicht nur die funktionelle Komponente verwendet werden kann, um den Komplex von einer Kammer zur anderen zu bringen, sondern hat auch den Vorteil, dass sie das Bindungs mittel zu oder von jeder gegebenen Kammer zufügen bzw. entfernen kann, wenn dies notwendig ist.
Eine große Variation unterschiedlicher Festphasenbindungsmaterialien kann verwendet werden unter der Maßgabe, dass sie in der Lage sind den Zielanalyten in Form eines Komplexes zu binden. Passende Bindematerialien können vom Fachmann leicht ermittelt werden und hängen vom Analyten und dem einzuhaltenden Protokoll ab. Beispiele inkludieren Silica-Perlen, Salze, Reagenzien, die Antigene enthalten, die in der Lage sind Antikörper oder DNA Bindeproteine zu binden und ähnliches. Das Binden des Analyten an das Bindematerial kann auf vielfache Weise erfolgen. Der Analyt kann an der Oberfläche des Bindematerials adsorbiert werden, alternativ dazu kann er an der Oberfläche des Bindematerials absorbiert, alternativ dazu kann der Analyt an das Bindungsmaterial durch Coulomb'sche Ladungen gehalten werden, alternativ dazu können förmliche chemische Bindungen zwischen dem Bindungsmaterial und dem Analyten entstehen oder alternativ dazu kann das Bindematerial biochemische Bindungsstellen aufweisen, die in der Lage sind den jeweiligen spezifischen Analyten zu binden. Jeder Bindungsmechanismus ist für die vorliegende Erfindung passend einsetzbar unter der Maßgabe, dass die Bindung ausreichend stark ist um das Bindungsmaterial von einer Kammer in eine andere zu bewegen und dabei der Analyt am Bindungsmaterial angehängt bleibt. Es wir bevorzugt, dass die Bindung des Analyten an das Bindungsmaterial so reversibel ist, dass in der Reaktionskammer der Analyt vom Bindungsmaterial für die weitere chemische oder physikalische Behandlung frei gemacht werden kann. Jedes passende Mittel kann zur Entfernung des Analyten vom Bindungsmaterial verwendet werden einschließlich der Erwärmung, der Lösung, des Auflösens usw. Das Bindungsmaterial kann gegebenenfalls in einer Kammer vor der Zugabe des betrachteten Materials vorhanden sein, alternativ dazu kann es der Kammer nach der Zugabe des Materials zugefügt werden oder, darüber hinaus im Falle eines Reagenz kann das Reagenz so formuliert sein, dass es das Bindungsmittel bereits umfasst.
Es wird bevorzugt, dass das Bindungsmaterial magnetische Silica-Perlen umfasst. Passende Perlen schließen die von Roche, Promega und Estapor gelieferten ein. Als solches wird es bevorzugt, dass die funktionale Komponente selbst ein Magnet ist, an den die Perlen sich anlagern oder alternativ, dass sie in Verbindung mit einem Magneten verwendet wird, an den sich die Perlen anlagern. Es ist daher bevorzugt, dass die funktionelle Komponente ein Blatt aufweist, welches eine Zwischenlage zwischen den Mitteln zum Anziehen des Komplexes und dem Komplex selbst zur Verfügung stellt. Bevorzugt ist das Blatt an der Plattform angeordnet und besteht aus einem solchen Material, das, wenn der Magnet innerhalb des Blattes ist, der Komplex an das Blatt angelagert wird. Bei einer solchen Ausbildungsform ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung einen Magneten aufweist, der mit dem Arm der Vorrichtung gemeinsam angeordnet ist und in das Blatt abgesenkt werden kann um ein magnetisches Feld anzuwenden und aus dem Blatt herausgehoben werden kann um das magnetische Feld zu entfernen. Das Blatt wir dann in eine Kammer der Vorrichtung platziert, in der sich der gebundene Komplex befindet. Der Magnet wird abgesenkt in das Blatt und der Komplex bindet sich an das Blatt. Das Blatt und der Magnet werden sodann angehoben. Die Plattform bewegt sich so, dass eine neue Kammer fluchtend angeordnet ist, das Blatt und der Magnet werden abgesenkt und der Magnet entfernt. Wenn der Magnet entfernt ist, wird der Komplex vom Blatt in die zweite Kammer fallen. Geringfügige Bewegungen des Blattes nach oben und unten durch den Arm stellen sicher, dass kein Komplex am Blatt gebunden bleibt und bewirken auch eine Mischung des Komplexes mit jedwedem Reagenz oder einer Lösung in der neuen Kammer. Alternativ kann der Analyt durch passende Arten von den Perlen eluiert werden. Wenn der Apparat dazu ausgelegt ist solch eine Ausbildung zu umfassen, ist es notwendig, dass der Magnet und der Arm so designed sind, dass sie miteinander interagieren können ohne die Bewegung des anderen zu beeinträchtigen, sodass das Blatt unabhängig angehoben und abgesenkt werden kann, mit oder ohne Magnet an seinem Platz. Diese Operation kann wiederholt werden, um entweder den Komplex oder die Perlen selbst entsprechend dem Protokoll zu entfernen.
Es wird bevorzugt, dass die Vorrichtung so ausgelegt ist, dass eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtungen von der Plattform abgenommen und von der Vorrichtung entfernt werden können. Diese erlaubt es für die Kammern leicht und sowohl während des Betriebs der Vorrichtung als auch vor oder nach der Verwendung ersetzt zu werden. So kann beispielsweise eine Fluidprobe abseits der Vorrichtung in eine Probenkammer gebracht werden und die Probenkammer wird dann auf die Plattform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung aufgebracht. Alternativ dazu kann es bei der Abfolge der Bearbeitung der Probe nützlich sein, wenn die letzte Kammer, die den bearbeiteten Analyten enthält, leicht von der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung entfernt werden kann, um an anderer Stelle weiter bearbeitet oder verarbeitet zu werden. Ähnlicherweise kann es nützlich sein, wenn eine oder mehrere der Komponente der Vorrichtung alternativ und in Abhängigkeit von der speziellen Verwendung der Vorrichtung ausgetauscht werden können. Wenn beispielsweise eine der Kammern ein vorbereitetes Reagenz umfasst, das speziell für das jeweilige Testverfahren benötigte Reagenz. Wenn solch eine Kammer leicht ausgetauscht werden kann, kann der Benutzer die benötigte Kammer auswählen und vor der Benutzung in die Vorrichtung einsetzen. Wenn die Plattform solche austauschbaren Kammern aufweist, wird bevorzugt, dass die Vorrichtung eine Haltevorrichtung zur Sicherung der Kammer in ihrer Position während der Benutzung der Kammer aufweist, damit diese während der Bewegung der Plattform sich nicht bewegt. Darüber hinaus ist es nützlich, wenn solche austauschbaren Kammern farbig codiert oder mit einem Barcode oder ähnlichem markiert sind, sodass der Benutzer feststellen kann, welche Kammer für welche Benutzung benötigt wird. Die Vorrichtung kann gegebenenfalls einen Barcodeleser oder eine ähnliche Lesevorrichtung aufweisen, sodass die Vorrichtung selbst die zu verwendende Kammer identifizieren kann und diese Information verwendet, um einen von mehreren vorprogrammierten Probenbearbeitungsabfolgen auszuwählen.
Es ist auch bevorzugt, dass die Vorrichtung so ausgelegt ist, dass die gesamte Plattform leicht abgenommen und ersetzt werden kann. Dies erlaubt es, dass nach einem gegebenen Bearbeiten von Proben die verwendete und potenziell kontaminierte Plattform entfernt werden kann und durch eine andere ersetzt wird, was die weitere Benutzung der Vorrichtung für das nächste Verfahren erlaubt. Wenn die Vorrichtung so ausgelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Plattform leicht und sicher an der Vorrichtung angebracht werden kann, um die Benutzung zu erleichtern beispielsweise durch Verwendung einer Drehsicherung mit einfachem Verschluss.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Kammern aufweisen. In Abhängigkeit von der Verwendung der Vorrichtung können diese weiteren Kammern verschiedene Rollen spielen. Als Beispiel für eine solche Kammer können die einen oder mehreren Kammern genannt werden, die eine Pufferlösung oder Wasser enthalten, wenn dies benötigt wird bei dem vorgegebenen Protokoll für die Bearbeitung der Probe um die Probe zu verdünnen oder zu waschen oder alternativ um eine funktionelle Komponente entweder vor oder nach ihrer Benutzung zu waschen um die Kontamination beim Übergang von einer Probe zur nächsten Probe oder von einer Kammer zur nächsten Kammer zu verhindern. Alternativ dazu kann die Vorrichtung eine Kammer aufweisen, die irgendein spezifisches Reagenz enthält, das für die vorbestimmte Bearbeitung einer Probe benötigt wird, beispielsweise ein Zellen auflösendes Mittel wie chaotrophische Salze. Solche Kammern können mit der benötigten Lösung oder dem benötigten Reagenz vorgefüllt sein während der Herstellung um Irrtümer durch den Benutzer zu verhindern, die Ausrüstung im Feld zu minimieren, die Kontamination der Probe zu verhindern und die Risken für den Benutzer zufolge der Verwendung gefährlicher Materialien zu minimieren. Die Anzahl der Kammern, die benötigt werden und der benötigten Reagenzien hängt von der ausgewählten vorbestimmten Verfahrensabfolge für die Probe ab. Diese Kammern können beim Verfahrensablauf verwendet werden, in dem der Analyt von einer Kammer in die andere Kammer bewegt wird, wie es bereits beschrieben wurde. Alternativ dazu können die Reagenzien von einer Kammer zur anderen Kammer transportiert werden, wie es ebenfalls bereits beschrieben wurde. Wenn sowohl der Analyt als auch das Reagenz während eines vorbestimmten Protokolls bewegt werden, wird es bevorzugt, dass der Bindungskomplex in jedem Fall der gleiche ist, so dass eine einzige funktionelle Komponente zur Bewegung der Materialien verwendet wird. Optional dazu kann die Vorrichtung so ausgelegt sein, dass eines oder mehrere der Reagenzien getrocknet, bevorzugt gefriergetrocknet ist und auf der äußeren Oberfläche einer funktionellen Komponente oder alternativ dazu, dass eines oder mehrere der Reagenzien gefriergetrocknet und auf der Außenseite eines passenden entfernbaren Anhängsels angeordnet ist, das durch die funktionelle Komponente bewegt werden kann. Als solche können die Reagenzien in das Bearbeitungsverfahren für die Probe durch die funktionale Komponente oder ein passendes bewegliches Anhängsel der funktionellen Komponente eingebracht werden, indem sie in eine Kammer abgesenkt werden, wo die Reagenzien von der Außenseite der funktionellen Komponente abgelöst werden. Die passende lösbare Befestigung kann beispielsweise ganz simpel aus einem Kunststoffkörper mit einer Metallspitze bestehen, die durch die Verwendung einer magnetischen funktionellen Komponente bewegt wird und auf die die Reagenzien auf die äußere Oberfläche gefriergetrocknet sind. Eine solche funktionelle Komponente oder ein passendes abnehmbares Anhängsel können stapelweise präpariert werden und lösen so das Problem der Abgabe kleiner magnetischer Perlen, was manchmal zufolge der bestehenden Oberflächenspannung verhindert wird. Eine weitere Verbesserung liegt darin, dass die Reagenzien in unterschiedlichen Höhen auf der funktionellen Komponente oder ihrem Schild gefriergetrocknet sein können, so dass jede für sich durch progressives Eintauchen des gefriergetrockneten Materials in die gewünschte Kammer gelöst werden kann. Dies erlaubt es, dass schrittweise unterschiedliche Reagenzien abgelöst werden oder alternativ dazu unterschiedliche Mengen eines vorgegebenen Reagenz abgelöst werden, sodass es der Reaktionsmischung über der Zeit auf effektive Weise zugeführt werden kann. Dies fördert wiederum die Flexibilität des Designs der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für jedes beliebige Bearbeitungsprotokoll.
Gegebenenfalls kann die Vorrichtung mehrere Populationen von Festphasenbindungskomplexen umfassen, wenn ein oder mehrere unterschiedliche Reagenzien und/oder Analyten an jede der Populationen gebunden sind. Es ist nützlich, wenn solche unterschiedlichen Populationen zwar im Wesentlichen die gleichen Kennzeichen im Festphasenbindungsmaterial aufweisen aber geringe Unterschiede besitzen, um eine leichte Trennung der unterschiedlichen Populationen zu ermöglichen. Beispielsweise können die Populationen in ihren magnetischen Eigenschaften unterschiedlich sein, um die Trennung der mit stärkeren magnetischen Eigenschaften von denen mit schwächeren Eigenschaften voneinander unter Verwendung der gleichen funktionellen Komponente und gleichen Vorrichtungsdesign trennen zu können ganz einfach durch Variation der Stärke des angewandten magnetischen Feldes. Alternativ können die Populationen in ihrer Größe, der elektrischen Ladung, den Fluoreszenzeigenschaften oder Eigenschaften, bei denen ein Strudel angewandt wird unterschiedlich sein, so dass sie durch Verwendung ein und derselben Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in getrennte Population getrennt werden können. Dies verbessert weiter die Möglichkeiten für die Vorrichtung als eine Einheit, die ein vorgegebenes Bearbeitungsprotokoll abarbeiten kann.
Passende Reagenzien, die in einer oder mehrerer der Kammer verwendet werden können umfassen Pufferlösungen ausgewählt aus der Gruppe, die aus einer wässerigen Lösung von Natriumacetat und Tris.hydrochloride bestehen oder einer wässerigen alkoholischen Lösung von Natriumacetat und Tris.hydrochloride oder einem organischen Lösungsmittel oder Mischungen davon; ein Zelllösungsreagenz, wie chaotropische Salze; ein Reagenz, das eine oder mehrere Nukleinsäureverstärkungsreagenzien aufweist, besonders bevorzugt ein Reagenz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nukleinsäureprimen, Nukleinsäureproben, fluoreszierenden Farben, Enzympuffern, Nukleotiden, Magnesiumsalzen, Rinderserumalbumin, Antikörpern, und Denaturanten besteht.
Passende Kammern für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung können die umfassen, die verschiedene unterschiedliche Felder aufweisen, die durch eine Membrane separiert sind und in eine einzige Einheit für die Verwendung oder Auswahl durch den Benutzer gedacht sind. Es kann beispielsweise die Probenkammer in eine zweite Kammer integriert sein, die die notwendigen Reagenzien für einen gegebenen Bearbeitungsablauf enthält. Alternativ dazu kann eine Kammer zwei Gebiete aufweisen, die durch eine Membran getrennt sind, die perforiert werden kann. Dies erlaubt einen ersten Behandlungsschritt, der im ersten Gebiet durchgeführt werden kann, das Durchtrennen der Membran und das Bearbeiten des in das zweite Gebiet gelangenden Materials in einem zweiten Behandlungsschritt im zweiten Gebiet.
Weiters können eine oder mehrere Kammern der Vorrichtung so ausgebildet sein, dass sie ebenfalls lösbar am Arm der Vorrichtung angehängt werden können. Dies erlaubt es, wenn es notwendig ist, eine Kammer mechanisch aus der Vorrichtung zu entnehmen. Optional kann die Plattform so ausgebildet sein, dass sie eine Ausnehmung aufweist, in die jede Kammer, die von der Plattform entfernt worden ist, abgesenkt werden kann, mittels des Armes, sodass sie entweder durch die Öffnung in eine weitere Vorrichtung gelangt oder händisch durch den Benutzer von der Vorrichtung entnommen wird.
Es wird bevorzugt, dass jede der Kammern, die mit dem Apparat verwendet wird, speziell die, die vorab eingeführte Reagenzien enthalten, bei der Herstellung versiegelt wird, um die Kontamination oder den Abbau der Materialien vor der Benutzung zu verhindern. Wenn eine Kammer eine oder mehrere Kammern aufweist, die durch eine Membran getrennt sind, wird es bevorzugt, dass jede für sich separat versiegelt ist, sodass sie individuell geöffnet werden können. Ein bevorzugtes Mittel zur Versiegelung solcher Kammern ist die Verwendung eines Metallsiegels, bevorzugt eines laminierten Metallsiegels. Alternativ kann die Probenkammer eine Abdeckung aufweisen, die nach der Einsammlung der Probe im Feld verschlossen wird, um Kontamination vor der Einbringung der Probekammer in die Vorrichtung zu verhindern. Es wird bevorzugt, dass ein solches Siegel in die Abdeckung der Vorrichtung eingelassen ist, sodass, wenn die Abdeckung geschlossen ist der Daumen oder Finger eines Benutzers nicht in Kontakt mit dem Siegel kommt während die Abdeckung geschlossen ist. Dies verhindert die unbeabsichtigte Kontamination durch den Benutzer, was zu falschen Resultaten führen könnte. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der Benutzer eine Vielzahl von Proben von unterschiedlichen Orten gesammelt hat, oder die Proben biologischen Materials beinhalten, das auf der Haut des Benutzer anwesend sein könnte. Eine solche Abdeckung kann das Siegel rückspringend von der Seite der Abdeckung aufweisen, die beim Schließen der Abdeckung mit dem Benutzer in Kontakt kommt. Vorzugsweise ist das Siegel rückspringend von beiden Seiten der Abdeckung, sodass das Siegel nicht zufällig während oder vor dem Verschluss der Abdeckung in Kontakt kommt. Als solches betrifft die Erfindung eine Abdeckung, die für den Verschluss eines Gefäßes passend ist, wobei die Abdeckung eine Membran aufweist und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Membran in der Abdeckung rückspringend angeordnet ist. Die Siegel können entweder vom Benutzer vor der Verwendung der Kammer abgenommen werden. Alternativ kann die Vorrichtung eine Schneidvorrichtung aufweisen, die in der Lage ist mechanisch so zu agieren, dass sie jedes Siegel, wenn es benötigt ist wie oben beschrieben, durchtrennen kann.
Eine oder mehrere der Kammern der Vorrichtung können gegebenenfalls eine Fangeinrichtung aufweisen. Passende Fangeinrichtungen umfassen einen Mikrofluid-Chip, ein Festphasenmaterial, ein Filter, einen Filterstapel, eine Affinitätsmatrix, eine magnetische Trennmatrix, eine Größenabtrennsäule, ein Kapillarröhrchen oder Mischungen davon. Sie können verwendet werden um eine Probe zu filtern, wenn diese ursprünglich in die Vorrichtung eingebracht wird oder alternativ dazu einen Filterschritt während der Bearbeitung der Probe durch das vorgegebene Prozessprotokoll durchzuführen, wenn die notwendig ist.
Wie bereits ausgeführt, kann die Bearbeitung der Probe physikalische Bearbeitungsschritte umfassen. Solche Schritte können thermische, akustische, optische, schall, elektrische, Bearbeitungs-, sensorische oder Beobachtungstechniken und ähnliches umfassen. Solche physikalischen Bearbeitungsschritte können in einer großen Anzahl unterschiedlicher Weisen durchgeführt werden. Wie bereits ausgeführt, können diese Schritte an der Probe innerhalb einer Kammer unter Verwendung funktioneller Komponente, die auf der Plattform aufbewahrt und durch den Arm der Vorrichtung, wie beschrieben, bewegt werden, durchgeführt werden. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein oder mehrere physikalische Bearbeitungsmittel, die in der Vorrichtung oberhalb der Plattform auf eine Weise ähnlich wie der Arm der Vorrichtung angebracht sind. Solche Mittel sind Idealerweise so ausgebildet, dass sie in eine gegebene Kammer, die direkt unterhalb der Mittel angeordnet ist, abgesenkt werden können, wenn dies benötigt ist und dann von der Kammer angehoben werden, wenn sie nicht langer benötigt werden. Da die Plattform der Vorrichtung in der Lage ist sich zu bewegen, kann sie auch die Position jeder beliebigen Kammer bezüglich einer solchen physikalischen Bearbeitungsvorrichtung vornehmen. Gegebenenfalls umfasst die Vorrichtung ein Mittel um sicherzustellen, dass die Plattform bezüglich dieser zusätzlichen physikalischen Bearbeitungsmittel korrekt positioniert ist, wenn dies notwendig ist. Beispiele für solche Mittel umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Mittel zur Erwärmung des Inhaltes einer Kammer, ein Mittel um den Inhalt einer Kammer zu beschallen, ein Mittel um eine optisches Signal in die Kammer einzubringen, ein Mittel um ein optisches Signal von der Kammer festzustellen, ein Mittel um ein elektrisches Signal in die Kammer abzugeben usw. Es wird bevorzugt, dass die Vorrichtung eines oder mehrere der folgenden Mittel zur Erwärmung oder zur Beschallung des Inhaltes der Kammer aufweist. Diese sind insbesondere nützlich, wenn die Vorrichtung zur Bearbeitung einer Probe, die biologisches Material enthält, vor deren Verstärkung verwendet wird.
Alternativ dazu kann eine bestimmte Kammer der Vorrichtung so modifiziert werden, dass jedes in ihr enthaltene Material der physikalischen Bearbeitung entweder direkt in der Vorrichtung unterworfen werden kann oder wenn die Vorrichtung modifiziert ist, um die notwendigen zusätzlichen Komponenten aufzuweisen oder wenn die Kammer so ausgestaltet ist, dass sie in Verbindung mit einem weiteren Teil der Vorrichtung verwendet wird. Wenn beispielsweise die Probe während der Bearbeitung erwärmt werden soll, so können die Wände der Kammer Heizelemente aufweisen, die es erlauben ihren Inhalt zu erwärmen oder sie können alternativ dazu mit einem elektrisch leitenden Polymer, wie es in der WO 98/24548 geoffenbart ist, beschichtet sein, so dass die Kammer durch anlegen eines elektrischen Stromes erwärmt werden kann. Darüber hinaus können die Wände einer oder mehrerer Kammern flexibel sein, um Beschallung zu erlauben oder alternativ dazu können sie transparent für eine oder mehrere Wellenlängen von Licht sein, um optisches Bearbeiten, Beobachten und Überwachen zu erlauben. Wenn solche physikalische Bearbeitungen notwendig sind, soll die Vorrichtung so ausgelegt sein, dass die Kammer für einen leichten und effizienten Zugang, wie er für die physikalische Bearbeitung notwendig ist, positioniert ist. Wenn die Vorrichtung verwendet wird, um eine Probe biologischen Materials vor der Nukleinsäureverstärkungsreaktion zu bearbeiten, wird bevorzugt, dass eine der Kammern sowohl mit elektrisch leitfähigem Polymer beschichtet ist als auch ein transparentes Fenster aufweist, sodass die Kammer für die Durchführung und Echtzeitüberwachung der Verstärkungsreaktion verwendet werden kann.
Wenn die Vorrichtung eine Kammer aufweist, in der Material erwärmt oder gekühlt werden soll, so wird bevorzugt, dass die Kammer ein hohes Verhältnis von Oberflächengröße zu Volumen aufweist, sodass rascher Wärmeaustausch stattfinden kann. Ein Beispiel für eine solche Kammer ist ein Kapillarröhrchen. Diese sind ideal, um kleine Volumina von Fluidproben zu erwärmen oder zu kühlen. Es ist jedoch zufolge der Oberflächenspannung einer Fluidprobe unter Umständen schwierig, die Fluidprobe in das Kapillarröhrchen zu bringen. Es wird daher optional bevorzugt, dass die Plattform rasch rotiert werden kann, sodass die Fluidprobe durch die Zentrifugalkraft in das Kapillarröhrchen eingebracht werden kann. Dies bringt einen weiteren Vorteil für eine im Wesentlichen kreisförmige Plattform. Wenn die Vorrichtung in dieser Weise verwendet wird, wird bevorzugt, dass alle Kammern, die Fluid enthalten, mit einer Ausnehmung versehen sind, so dass jedwedes Fluid innerhalb solcher Kammern während des Rotierens der Plattform nicht ausgegetragen wird. Es wird zusätzlich bevorzugt, dass eine oder mehrere der Kammern auf der Plattform unter Verwendung eines Gelenkes angeordnet sind, sodass sie frei schwingen können, während die Plattform rotiert, sodass das Fluid in das Kapillarröhrchen gedrückt werden kann.
Es kann daher, wie oben erläutert, die erfindungsgemäße Vorrichtung optional so ausgelegt sein, dass sie eine funktionelle Komponente aufweist, die physikalische Bearbeitungsmittel inkludiert, die entweder auf der Plattform angeordnet ist und mittels des Armes bewegt werden kann, um die Probe zu bearbeiten. Alternativ dazu kann es physikalische Bearbeitungsmittel umfassen, die oberhalb der Plattform angeordnet sind und mit einer bestimmten Kammer durch mechanisches Absenken in die Kammer mit ihr interagiert, wie bereits erläutert. Es wird bevorzugt, dass die Mittel, die teuer sind und Energie brauchen um zu arbeiten, permanent innerhalb der Vorrichtung oberhalb der Plattform angeordnet sind, beispielsweise ein Mittel zum Erwärmen der Probe, ein Mittel um die Probe zu beschallen, usw. Um die Kontamination der Probe während der Verwendung der Vorrichtung zu verhindern, sollten diese Mittel gereinigt werden. Alternativ kann die Plattform Kammern aufweisen, die Reinigungsmittel enthalten und die die Mittel nach der Verwendung abgesenkt werden können, sodass das Waschen in die automatischen Arbeitsabläufe der Vorrichtung integriert werden kann. Auf ähnliche Weise wird bevorzugt, dass diese funktionalen Komponenten, die leicht so ausgebildet sein können, dass sie Einwegkomponenten sind, auf der Plattform angeordnet sind und mit dem Arm der Vorrichtung bewegt werden können. So kann am Ende der Arbeit mit der Vorrichtung die gesamte Plattform samt ihren Bestandteilen von der Vorrichtung entfernt und entsorgt werden. Dies minimiert die Verunreinigung der Proben. Beispiele solcher Bestandteile umfassen Schneidwerkzeuge, Umhüllungen zum Bewegen eines Bindematerialkomplexes für einen gebundenen Analyten, Filter, Abdeckungen, und dergleichen mehr.
Die Vorrichtung kann gegebenenfalls mit weiteren Mitteln zur Manipulation des in Frage kommenden Analyten oder zur Überwachung des Analyten versehen sein. So kann die Vorrichtung beispielsweise ein optisches System aufweisen, das in der Lage ist, ein oder mehrere Materialien in der Reaktionskammer zu detektieren. Wenn die Vorrichtung einen optischen Detektor aufweist oder dazu bestimmt ist, in Verbindung mit einem optischen Detektor verwendet zu werden, wird es bevorzugt, dass der optische Detektor in einer vom Umgebungslicht abgeschlossenen Umgebung arbeitet um sicherzustellen, dass die Überwachung ohne Interferenz mit Umgebungslicht durchgeführt werden kann.
Die Vorrichtung selbst kann eine große Bandbreite unterschiedlicher Designs, Formen, Größen aufweisen und kann aus vielen unterschiedlichen Materialien, abhängig von ihrer speziellen Verwendung, aufgebaut sein. Um die Kosten für die Vorrichtung zu minimieren und um sicherzustellen, dass sie ökonomisch vertretbar ist, wird bevorzugt, dass die Kammern aus billigem Material hergestellt werden wie beispielsweise thermoplastischem Material, beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, Polykarbonat, Acryl, Nylon oder einem Butadien-Styrol-Copolymer oder Mischungen dieser Materialien. Die Vorrichtung und ihre Bestandteile können durchsichtig oder durchscheinend oder opak sein. Vorteilerhafterweise können die Kammern auch farbkodiert sein, um es dem ungelernten Benutzer zu erleichtern, die Vorrichtung korrekt zu bedienen.
Es wird bevorzugt, dass die Vorrichtung tragbar ist, sodass sie im Feld verwendet werden kann. Als solches sollte sie leichtgewichtig sein, einen einfachen Aufbau aufweisen, möglichst wenig Energie verbrauchen und Idealerweise zur Verwendung in extremen Temperaturen geeignet sein. Es wird bevorzugt, dass die Vorrichtung so konstruiert ist, dass sie wirksam in einem Temperaturbereich von etwa –30°C bis etwa +50°C einsetzbar ist.
Es wird auch bevorzugt, dass der Betrieb der Vorrichtung vollautomatisch abläuft. Dies hat verschiedene Vorteile, einschließlich der Leichtigkeit der Bedienung und der Reduktion der Gefahr eines Bedienungsfehlers. Um die Vorrichtung zu automatisieren ist es wahrscheinlich, dass sie eine Schnittstelle mit einem internen oder externen Computer oder anderen passenden Regel- und Steuermechanismen benötigt, die passend programmiert sind. Optional können die Regel- und Steuervorrichtungen so ausgewählt sein, dass sie mit mehr als einem Protokoll programmiert sind und dass der Benutzer das gewünschte Protokoll von einem passenden optionalen Interface wählt. Wenn die Vorrichtung so automatisiert ist, wird es bevorzugt, dass sie eine Steuervorrichtung zur Programmierung und Steuerung beispielsweise der thermischen Behandlung der Probenkammer und der Steuerung der Optik aufweist. Vorzugsweise wird die Abfolge der Automatisierung so bestimmt, dass die Zeit zur Bearbeitung einer Probe minimal wird.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung erleichtern die Bearbeitung einer Fluidprobe entsprechend einem vorbestimmten Behandlungsprotokoll.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zur Bearbeitung einer Probe vor einer Nukleinsäureverstärkungsreaktion.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft sie ein Verfahren zur Bearbeitung einer Fluidprobe, wobei das Verfahren umfasst:

Es wird bevorzugt, dass der physikalische Bearbeitungsschritt ein Beschallungsschritt ist oder alternativ dazu ein Erwärmungsschritt. Weiters wird bevorzugt, dass das Verfahren und die zugehörige Vorrichtung so ausgelegt sind, dass die Probe zusätzlich einem chemischen Verarbeitungsschritt unterworfen werden kann. Dies stellt sicher, dass das Verfahren flexibel adaptiert werden kann, um einen weiten Bereich unterschiedlicher Bearbeitungsprotokolle genüge zu tun.
Gemäß nochmals einem anderen Aspekt der Erfindung betrifft diese die Verwendung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zur Bearbeitung einer Probe vor einer Nukleinsäureverstärkungsreaktion. Als erster Schritt ist es üblicherweise notwendig jedes zelluläre Material in der Probe aufzulösen, um das Nukleinsäurematerial freizusetzen. Die Lysis kann gegebenenfalls durch einen chemischen Lysisschritt, beispielsweise unter Verwendung eines chaotrophischen Reagenz, wie Guanidinhydrochlorid durchgeführt werden oder alternativ dazu durch einen physikalischen Lysisschritt, beispielsweise durch Verwendung eines Schallgebers oder durch beides. Die Beschallung einer Probe ist insbesondere für die ursprüngliche Zerstörung eventuell vorhandener Sporen nützlich. Es wird dann bevorzugt, dass der Analyt zwischen zwei unterschiedlichen Kammern durch bewegt wird, die einen Puffer aufweisen, um den Analyten zu waschen; der Puffer weist Ethanol gegebenenfalls mit einem Detergenzium und anderen gegebenen vorhandenen Reagen zien, beispielsweise Trihydrochlorid, auf. Verschiedene PCR-Reagenzien werden dann der Probe zugefügt, beispielsweise Primer, Sondierstoffe, fluoreszierende Farben, Enzyme, Nukleodite und ähnliches. Das Nukleinsäurematerial wird gegebenenfalls vom Bindematerial eluiert durch die Verwendung eines geringen Volumens vorgewärmten Wassers, in dem die anderen Verstärkungsreaktionsreagenzien sich lösen. Schließlich wird die Reaktionsmischung einer thermischen zyklischen Behandlung unterworfen, gegebenenfalls mit optischer Echtzeitanalyse, um die Verstärkungsreaktion zu beobachten und das Ziel positiv zu identifizieren.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung bezieht sich diese auf die Verwendung eines Bindematerials in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung einer Probe vor dem Durchführen einer Nukleinsäureverstärkungsreaktion.
Figuren
1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung.
2 zeigt einen Querschnitt in Querrichtung der kompletten Vorrichtung von der Seite.
3 zeigt eine Draufsicht auf die Plattform.
4 zeigt einen Querschnitt durch eine aktive funktionelle Komponente, hier eine Schneidvorrichtung, die eine laminierte Membran einer Kammer der Vorrichtung durchstößt.
5 zeigt eine Detailansicht der Befestigung einer funktionalen Komponente, hier eines Schneiders, an der Gabel des Armes.
6 zeigt einen Querschnitt durch eine aktive funktionale Komponente, hier ein Gehäuse, mit einem Magneten um gebundenen Analyten aus der Probenkammer zu entfernen.
7 zeigt einen Querschnitt eines aktiven physikalischen Bearbeitungsmittels, hier einer Heizvorrichtung, um ein Volumen einer Lösung in einer der Kammern der Vorrichtung zu erwärmen.
8 zeigt einen Querschnitt durch eine aktive funktionale Komponente, hier ein Futteral mit einem Magnet um gebundenen Analyten in die Reaktionskammer zu entlassen.
9 zeigt einen Querschnitt einer Reaktionskammer, hier mit einer funktionalen Komponente, nämlich einem Cutter, in der Position in der er die Reaktionskammer verschließt.
10 zeigt einen Querschnitt eines Lids der vorliegenden Erfindung mit einem zurückspringenden Siegel.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung 1. Die Vorrichtung umfasst eine Plattform 2, die durch einen Knebel 4 in Position gehalten wird. Die Plattform umfasst verschiedene Kammern und funktionelle Komponenten (detailliert dargestellt in 3). Die Plattform rotiert, angetrieben durch einen Schrittmotor 6 und einem (nicht dargestellten) Antriebsriemen. Die Position der Plattform wird durch einen (nicht dargestellten) Indexsensor festgestellt und auch durch die Überwachung der Bewegung des Schrittmotors 6. Oberhalb der Plattform 2 angeordnet ist der Arm 10, der eine Gabel 12 aufweist, um (nicht detailliert dargestellte) funktionale Komponenten auf der Plattform 2 daran lösbar zu befestigen. Der Arm 10 ist in angehobener Position, eine Kammer 68 über der Plattform 2 haltend, dargestellt. Die Vorrichtung weist auch einen Magneten 14 auf, der direkt über der Gabel des Armes 12 angeordnet ist. Der Magnet 14 ist in der gehobenen Position dargestellt. Der Apparat umfasst auch eine Wärmevorrichtung 16. Diese ist ebenfalls über der Plattform 2 und in ihrer gehobenen Lage befindlich dargestellt. Darüber hinaus weist die Vorrichtung ein Mittel zur Beschallung einer Probe 18 auf, die ebenfalls über der Plattform 2 und in der gehobenen Position befindlich dargestellt ist. Die lineare Bewegung des Armes 10 und des Magneten 14 wird durch einen Motor 20 bewirkt, der an einem Antriebsriemen 22 angreift und durch einen Linearaktuator 24 kontrolliert wird. Die Linearbewegung der Heizvorrichtung 16 und der Beschallungsmittel 18 für eine Probe wird ähnlich durch den Motor 20, verbunden mit dem Antriebsriemen 22 und individuell gesteuert durch Linearaktuatoren 26 und 28 bewerkstelligt. Die Vorrichtung umfasst auch ein Kontrollpaneel 30 und eine Kraftquelle 32.
Die 2 zeigt einen seitlichen Querschnitt des erfindungsgemäßen Apparates. Die Komponenten sind die gleichen wie die in 1 gezeigten mit der Ausnahme, dass der Linearaktuator 24 in dieser Ansicht nicht gesehen werden kann. Diese Ansicht zeigt zusätzlich den Antriebsriemen 40, der am Motor 6 vorgesehen ist, um die Plattform in Rotation zu versetzen und den Sensor 42, der die Position der Plattform feststellt.
Die 3 zeigt eine Draufsicht auf die Plattform 2 der Vorrichtung, die zur Bearbeitung einer Fluidprobe vor der Nukleinsäureverstärkung ausgebildet ist. Die Plattform ist auf der Vorrichtung unter Verwendung eines Drehhebelverschlusses 4 befestigt. Die Plattform umfasst zwei funktionale Komponenten, einen Schneider 50 und ein Futteral 54. Jede funktionelle Komponente weist eine Lippe 52 auf jeder Seite auf, die es ihr erlaubt mit dem Arm der Vorrichtung (nicht dargestellt) zu interagieren. Die Lippe ist so orientiert, dass beim Rotieren der Plattform die gegabelten Bestandteile des Armes in der Lage sind unter die Lippe der funktionalen Komponente zu schlüpfen. Die Vorrichtung umfasst auch verschiedene Kammern 56, 58, 60, 62, 64, 66 und 68. Jede dieser Kammern hat, wie weiter unten erläutert, eine unterschiedliche Rolle. Die Kammern 56, 58, 60, 64 und 66 weisen einen ovalen Querschnitt auf und besitzen einen kreisförmigen Endbereich 560, 580, 600 und 640 am Boden der jeweiligen Kammern. Die Kammer 62 weist kreisförmigen Querschnitt auf. Die Kammer 68 weist kreisförmigen Querschnitt auf und verengt sich an der Basis der Kammer zu einem Kapillarröhrchen, bezeichnet mit 680. Die Kammer 68 weist weiters eine Lippe auf, die es der Kammer erlaubt, mit dem Arm der Vorrichtung (nicht dargestellt) zu interagieren. Die Kammer 68 ist im Apparat unter Verwendung von Spindeln 72 befestigt, die in Lager 74 gelagert sind. Die Kammern 60 und 62 sind gemeinsam in einem Einzelcontainer 76 montiert. Der Container 76 ist von der Plattform abnehmbar. Die Plattform weist auch einen ausgeschnittenen Bereich 78 auf.
Die Verwendung der Vorrichtung und der Plattform für die Bearbeitung einer Fluidprobe vor der Nukleinsäureverstärkung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die oben angegebenen Figuren und zusätzlichen 4 bis 9 beschrieben.
Ein Behälter 76 umfassend eine Probenkammer 60 wird, ausgewählt nach dem gewählten Versuch ausgewählt. Die Kammer 62 ist mit verschiedenen Reagenzien, die für den Versuch notwendig sind, vorgefüllt. Eine Fluidprobe, die einen DNA Analyten enthält, wird gesammelt und in die Probenkammer 60 eingebracht. Die Probenkammer ist mit einem chemischen Reagenz zur Zellzersetzung, Guanidinhydrochlorid, vorgefüllt. Magnetische Bindungsperlen 100 werden dann zu der Probe eingebracht und das Lid des Probenbehälters wird geschlossen. Der Behälter 76, umfassend die Probenkammer 60, die Probe und die Reagenzienkammer 62 wird auf die Plattform 2 aufgebracht. Die Plattform 2 wird dann in die Vorrichtung 1 eingesetzt und unter Verwendung des Knebelverschlusses 4 an ihrer Stelle fixiert. Der Arm 10 wird abgesenkt und die Plattform 2 so verdreht, dass die Gabel 12 unter die Lippe 52 des Schneiders 50 gelangt und einrastet. Dann wird der Arm 12 gehoben und die Plattform 2 so verdreht, dass die Kammer 56 unterhalb des Schneiders 50 gelangt. Der Arm wird abgesenkt und der Schneider 50 sticht die (nicht dargestellte) laminierte Metallmembrane, die die Kammer 56 abdeckt. Dies wird so wiederholt, dass der Schneider 50 der Reihe nach die Membranen durchtrennt, die die Kammern 58, 60, 62, 64, 66 und 68 abdecken.
4 zeigt einen Querschnitt durch eine aktive funktionale Komponente, hier einen Schneider 50, der durch eine (nicht dargestellte) laminierte Membrane an der Oberseite einer Kammer, hier die Kammer 56 des Apparates sticht. Die Kammer 56 ist an der Plattform 2 befestigt. Die Figur zeigt die Lippe der funktionalen Komponente 52, die dazu bestimmt ist mit der Gabel (nicht dargestellt) des Armes zusammenzuwirken.
5 zeigt eine Ansicht, um das Verbinden einer funktionalen Komponente, hier eines Schneiders 50 mit der Gabel 12 des Armes 10 im Detail darzustellen. Die Gabel 12 des Armes 10 wirkt mit dem Schneider unterhalb der Lippe 52 zusammen.
Wenn alle laminierten Membranen des Apparates durchstoßen sind, wird der Schneider 50 in seine Originalposition an der Plattform 2 gebracht, dies durch Verdrehen der Plattform 2, Absenken des Armes 10 und Drehen der Plattform in der entgegengesetzten Richtung, sodass die Gabel des Armes 12 und die Lippe des Schneiders 52 außer Eingriff gelangen.
Die Plattform wird dann so verdreht, dass die Probenkammer 60 nun unterhalb der Mittel für die Beschallung der Probe 18 angeordnet ist. Die Mittel zur Beschallung der Probe 18 werden in die Probenkammer 60 abgesenkt und die Beschallung der Probe wird durchgeführt. Dies stellt einen Schritt zur physischen Auflösung aller in der Probe vorhandenen Sporen und zur Freisetzung jeder DNA dar. Gleichzeitig wirkt das chemische Reagenz Guanidinhydrochlorid ebenfalls, um eine chemische Lysis jeder Zelle in der Probe vorzunehmen. Wenn die DNA freigesetzt ist, bindet sie sich am magnetischen Bindungsmaterial und bildet einen Komplex. Wenn die Beschallung komplett ist, wird das Mittel zur Beschallung der Probe 18 aus der Probenkammer 60 entfernt. Bevor das Mittel für die Beschallung der Probe 18 verstaut wird, wird es in zwei Waschkammern, den Kammern 56 und 58, gewaschen. Diese Kammern sind mit passender Pufferlösung, beispielsweise einer 50% wässerigen Ethanollösung 80 gefüllt. Die Mittel für das Beschallen der Probe 18 werden aus der Probenkammer 60 gehoben, die Plattform 2 verdreht sich so, dass die Pufferkammer 56 nun unterhalb der Mittel zur Beschallung der Probe 18 angeordnet sind. Die Mittel zur Beschallung der Probe werden in die Pufferkammer 56 abgesenkt, kurz aktiviert und angehoben. Diese Prozedur wird bei der Kammer 58 wiederholt. Nach dem zweiten Waschschritt für die Beschallungsmittel für die Probe 18 werden diese Mittel angehoben und verstaut.
Der Arm 10 wird sodann abgesenkt und die Plattform 2 so verdreht, dass die Gabel 12 unter der Lippe 52 des Futterals 54 eingreift. Der Arm 10 wird anschließend angehoben, dabei hebt er das Futteral 54 über die Plattform 2. Sodann wird die Plattform 2 so verdreht, dass die Probenkammer 60 direkt unterhalb des Futterals 54 liegt. Der Arm 10 wird abgesenkt, wodurch das Futteral 54 in die Probenkammer 60 abgesenkt wird. Der Magnet 14 wird sodann in das Futteral 54 abgesenkt und die magnetischen Perlen 100, an die die DNA gebunden ist, werden an das Futteral 54 angezogen. Der Arm 10 wird gehoben, wodurch er das Futteral 54 aus der Probenkammer 60 anhebt. Der Magnet 14 wird simultan dazu angehoben, sodass er innerhalb des Futterals 54 verbleibt.
Die 6 zeigt einen Querschnitt durch eine im Betrieb befindliche funktionelle Komponente, hier ein Futteral 54 mit einem Magnet 14, um gebundenen Analyten aus der Probenkammer 60 zu entnehmen. Die Kammer 60 ist an der Plattform 2 befestigt. Das Futteral ist mittels des Armes (nicht dargestellt) in die Probe 102 abgesenkt, die sich in der Probenkammer 60 befindet. Der Magnet 14 ist in das Futteral 54 eingeführt und die magnetischen Perlen 100, an die die DNA komplex gebunden ist, werden an das Futteral 54 gezogen.
Die an die magnetischen Perlen 100 gebundene DNA wird in zwei Pufferlösungen gewaschen. Die Plattform wird so verdreht, dass zuerst die erste Pufferkammer 64, enthalten eine Trihydrochlorid Pufferlösung, direkt unterhalb des Futterals 54, an das die magnetischen Perlen 100 angezogen sind, gelangt. Der Arm 10 wird abgesenkt, wodurch er das Futteral 54 in die Pufferkammer 64 absenkt. Der Magnet 14 wird nicht abgesenkt. Dies bedeutet, dass die Perle 100 nicht weiter an das Futteral 54 gezogen werden, sondern sich von ihm lösen und in die Pufferlösung fallen. Durch rasches Anheben und Absenken des Armes 10 und damit des Futterals 54 in kleinen vertikalen Bewegungen wird sichergestellt, dass alle Perlen 100 vom Futteral 54 freigegeben werden und gut gemischt mit der Pufferlösung werden. Das Futteral 54 wird sodann zurück in die erste Pufferkammer 64 abgelassen, der Magnet 14 wird in das Futteral 54 abgesenkt und die magnetischen Perlen 100, an die die DNA nach wie vor gebunden ist, werden erneut an das Futteral 54 gezogen. Dieser Prozess wird zum Waschen der Perlen 100 in einer zweiten Pufferlösung, die 50% wässerige Ethanollösung enthält und in einer zweiten Pufferkammer 66 enthalten ist, wiederholt. Nach dem Waschen der magnetischen Perlen 100 mit der an sie gebundenen DNA in der zweiten Pufferkammer 66 wird der Arm 10 gehoben und hebt so das Futteral 54, wobei die magnetischen Perlen 100 in der Pufferkammer 66 verbleiben. Das Futteral 54 wird nicht der Plattform 2 zurückgeführt, sondern bleibt am Arm 10 befestigt.
Die Plattform wird nun so verdreht, dass die Reaktionskammer 68 genau unter dem Heizelement 16 liegt. Die Reaktionskammer 68 umfasst ein unteres Gebiet 90 mit einem Kapillarröhrchen 680 und ein oberes Gebiet 92. Das untere Gebiet 90 ist vom oberen Gebiet 92 durch eine intakte laminierte Membran 94 getrennt. Das obere Gebiet umfasst ein kleines Volumen, etwa 100 μl Wasser 96. Das Heizelement 16 wird nun in das obere Gebiet 92 der Reaktionskammer 68 abgesenkt und so aktiviert, dass das Wasser 96 auf eine Temperatur auf von ca. 90°C erwärmt wird. Wenn das Wasser 96 erwärmt ist, wird das Heizelement 16 angehoben und aus der Reaktionskammer 68 entfernt. Das Heizelement 16 wird dann zur weiteren Verwendung in der Vorrichtung 1 verstaut.
Die 7 zeigt einen Querschnitt durch eine aktivierte einen physikalischen Bearbeitungsmittel aufweisende, hier ein Heizelement 16 aufweisende, Kammer, um ein Volumen einer Lösung 96 in der Kammer, hier die Reaktionskammer 68 des Apparates 1 zu erwärmen. Die Reaktionskammer ist an der Plattform 2 befestigt. Das Heizelement erwärmt das Wasser 96, das im oberen Bereich 92 der Reaktionskammer 68 befindlich ist. Der obere Bereich 92 und der untere Bereich 90 der Reaktionskammer 68 sind durch eine intakte Membran 94 getrennt.
Die Plattform wird sodann verdreht, sodass die zweite Pufferkammer 66, die die magnetischen Perlen 100, an die die DNA nach wie vor gebunden ist, direkt unterhalb des Futterals 54 zu liegen kommt. Der Arm 10 wird dann abgesenkt, wodurch er das Futteral 54 in die zweite Pufferkammer 66 absenkt. Der Magnet 14 wird sodann in das Futteral abgesenkt, wodurch die Perlen 100 erneut an das Futteral 54 gezogen werden. Das Futteral 54 und der Magnet 14 werden beide angehoben. Die Plattform wird so verdreht, dass nun die Reaktionskammer 68 direkt unter dem Futteral 54 liegt. Der Arm 10 wird abgesenkt um das Futteral 54 in den oberen Teil 92 der Reaktionskammer 68 abzusenken. Wie zuvor, wird der Magnet 14 nicht abgesenkt, wodurch die Perlen nicht länger an das Futteral 54 gezogen werden. Die Perlen 100 werden in den oberen Teil 92 der Reaktionskammer 68 freigelassen. Wie zuvor werden kleine Hebe- und Absenkbewegungen des Armes 10 und des Futterals 54 durchgeführt, die sicherstellen, dass alle Perlen vom Futteral 54 frei kommen. Die DNA wird dann von den Perlen 100 durch das warme Wasser 96 eluiert. Der Arm 10 wird angehoben, sodass das Futteral 54 aus der Reaktionskammer 68 entnommen wird.
Die 8 zeigt einen Querschnitt durch eine aktivierte funktionale Komponente, hier ein Futteral 54 mit einem Magnet 14 um den gebundenen Analyt 100 in die Kammer 68 abzugeben. Die magnetischen Perlen 100 werden in den oberen Teil 92 der Reaktionskammer 68 freigegeben, wo das erwärmte Wasser 96 die DNA von den magnetischen Perlen 100 löst.
Die Plattform wird erneut so verdreht, dass nun die Reagenzienkammer 62, in der sich zuvor eingefüllte notwendige Reagenzien für eine Nukleinsäureverstärkungsreaktion befinden, direkt unterhalb des Futterals 54 befindet. Der Arm 10 wird abgesenkt, wodurch das Futteral 54 in die Reagenzienkammer 62 eintaucht. Die (nicht dargestellten) Reagenzien wurden vorbereitet, sodass sie an (nicht dargestellte) magnetische Perlen gebunden sind. Wenn das Futteral 54 in der Reagenzienkammer 62 in Position ist, wird der Magnet 14 in das Futteral 54 abgesenkt und die magnetischen Perlen, an die die Reagenzien gebunden sind, werden an das Futteral 54 gezogen. Das Futteral 54 und der Magnet 14 werden gemeinsam angehoben um die (nicht dargestellten) Reagenzien aus der Reagenzienkammer 62 zu entnehmen. Die Plattform 2 wird sodann so verdreht, dass die Reaktionskammer 68 nunmehr direkt unterhalb des Futterals 54 liegt. Der Arm 10 wird sodann abgesenkt, wodurch er das Futteral 54 in den oberen Bereich der Reaktionskammer 92 einbringt. Der Magnet 14 wiederum wird nicht abgesenkt, wodurch die magnetische Perlen, an die die Reagenzien gebunden sind, vom Futteral 54 in den oberen Bereich 92 der Reaktionskammer 68 freigegeben werden. Die Reagenzien werden durch das warme Wasser 96 aus den magnetischen Perlen eluiert. Wenn die Lösung komplett ist, wird der Arm 10 mit dem Futteral 94 erneut in die untere Position gebracht. Der Magnet 14 wird in das Futteral 54 abgesenkt und alle magnetischen Perlen des oberen Bereiches 92 der Reaktionskammer 68, d. h. die vom Analyten und vom Reagenz werden an das Futteral 54 gezogen. Das Futteral 54 und der Magnet 14 werden beide angehoben um die Perlen zu entfernen, sodann wird die Plattform 2 verdreht. Die Perlen werden als Abfall in einer der bereits verwendeten Pufferkammern abgesetzt. Wenn die Perlen vom Futteral 54 freigegeben worden sind, wird das Futteral in seine ursprüngliche Position auf der Plattform 2 verbracht, indem erneut die Bewegung des Armes 10 und die Verdrehung der Plattform 2 passend eingesetzt werden.
Der obere Bereich 92 der Reaktionskammer 68 weist nun gereinigte Nukleinsäureprobe auf und alle für die Verstärkungsreaktion benötigten Reagenzien. Der Arm 10 wird nun verwendet, um den Schneider 50 zu ergreifen. Die Plattform 2 rotiert erneut so, dass die Reaktionskammer 68 direkt unterhalb des Schneiders 50 angeordnet ist. Der Arm 10 wird abgesenkt, wodurch auch der Schneider 50 in die Reaktionskammer 68 abgesenkt wird. Der Schneider 50 durchtrennt die Membran 94 und das die DNA und Reagenzien enthaltende Wasser 96 tropft in den unteren Bereich 90 der Reaktionskammer 68. Statt den Arm zu verwenden um den Schneider 50 zu entfernen, wird dieser in seiner Position in der Reaktionskammer 68 belassen, wo er nun als Stoppel zur Abdichtung der Reaktionskammer 68 verwendet wird.
9 zeigt einen Querschnitt durch die Reaktionskammer 68, hier mit einer funktionellen Komponente, dem Schneider 50 in der Position in der er die Reaktionskammer 68 abdichtet. Der Schneider 50 wurde auch verwendet um durch die Membran 94, die den oberen Bereich 92 vom unteren Bereich 90 der Reaktionskammer 68 trennt, zu durchstoßen, sodass das Wasser 96, das den DNA Analyten und die Reagenzien für die Nukleinverstärkungsreaktion in das Kapillarröhrchen 680 gelangen kann. Der Schneider 50 bleibt in dieser Lage um die Reaktionskammer 68 zu verschließen, sodass kein Lösungsmittel während der Verstärkungsreaktion aus der Kammer verdampfen kann.
Um das Wasser 96, das die DNA und die Reagenzien enthält, in das Kapillarröhrchen 680 der Reaktionskammer 68 zu drücken, wird die Plattform 2 mit hoher Drehzahl gedreht. Die Zentrifugalkraft treibt das Fluid 96 in das Kapillarröhrchen 680. Dies wird durch die Tatsache verstärkt, dass während der Rotation die Reaktionskammer 68 in der Lage ist auf der Plattform um Spindeln 72, die in Lager 74 gelagert sind, zu verschwenken. Darüber hinaus, um das Verspritzen von Flüssigkeit, die in den Kammern 56, 58, 60, 64 und 66 vorhanden ist, sind diese Kammern mit ovalem Querschnitt und einem kreisförmigen Rücksprung an der Basis, wie in 3 dargestellt, versehen. Dieses Design verhindert jedes Verspritzen von Flüssigkeit.
Nachdem das Wasser 96, das die DNA und Nukleinverstärkung enthält, in das Kapillarröhrchen gelangt ist, ist die Probe bereit der Nukleinsäureverstärkungsreaktion unterzogen zu werden. In diesem Stadium kann die Reaktionskammer 68 händisch vom Apparat 1 entfernt werden, um in einem anderen Apparat, in dem die Nukleinsäureverstärkung durchgeführt wird, eingesetzt zu werden. Im vorliegenden Fall wurde der einzige Apparat so adaptiert, dass er zusätzlich die Nukleinsäureverstärkung und die optische Überwachung dafür durchführen kann. Diese Verfahrensschritte werden in der unteren Hälfte der Vorrichtung 1 (nicht dargestellt) durchgeführt. Um den voll automatischen Prozess durchführen zu können, wurde die Reaktionskammer 68 mit einer Lippe 98 versehen, sodass sie mit dem Arm 10 der Vorrichtung auf die gleiche Weise wie die anderen funktionalen Komponenten 50 und 54 manipuliert werden kann. Der Arm 10 wird abgesenkt und die Plattform 2 so verdreht, dass die Lippe 98 der Reaktionskammer 68 mit der Gabel 12 des Armes 10 zusammenwirkt. Der Arm 10 wird sodann angehoben, wodurch er die Reaktionskammer 68 anhebt. Die angehobene Reaktionskammer 68 ist in den 1 und 2 dargestellt. Die Plattform wird sodann so verdreht, dass der Ausschnitt 78 nun unterhalb der angehobenen Reaktionskammer 68 liegt. Sodann wird der Arm abgesenkt, wodurch die Reaktionskammer durch den Ausschnitt 78 in den unteren Teil der Vorrichtung 1 gelangt. Wenn sie im unteren Teil des Apparates 1 angeordnet ist, wird die Nukleinsäureverstärkung unter Verwendung eines Thermoelementes durchgeführt, das die Reaktionsmischung im Kapillarröhrchen 680 erwärmt bzw. kühlt, wobei ein optischer Detektor das Auftreten der Endprodukte überwacht. Dies wird durch die Tatsache erleichtert, dass das Kapillarröhrchen mit einem elektrisch leitfähigen Polymer beschichtet ist, das das rasches Heizen und Kühlen des Kapillarröhrchens 680 ermöglicht.
Nach dem vollständigen Ablauf der Nukleinsäureverstärkung wird die Plattform 2 mit dem Schneider 50, dem Futteral 54 und den Kammern 56, 58, 60, 62, 64, 66 und der Reaktionskammer 68 vom Apparat entnommen und entsorgt. Eine neue Plattform, die die notwendigen Elemente enthält, kann sodann in die Vorrichtung eingesetzt werden und kann so für die nächste Probenbehandlung verwendet werden.
10 zeigt einen Querschnitt durch ein keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildendes, Lid 200, mit einer rückspringenden Membrane 206, das an einem Probenbehälter 212 befestigt ist. Die Probe 210 wird in eine Kammer 212 gebracht. Um die Kammer 212 zu versiegeln, um sicherzustellen, dass die Probe 210 nicht kontaminiert wird, muss das Lid verwendet werden. Das Lid 200 der vorliegenden Erfindung umfasst eine Membrane 206, beispielsweise eine laminierte Membrane, die durchstoßen werden kann um Zugang zur Probe bei der späteren Bearbeitung zu haben. Um die Kreuzkontamination der Probe 210 von der Membrane 206 zu verhindern, liegt die Membrane 206 rückspringend innerhalb des Lides 200. Daraus resultiert, dass wenn ein Benutzer das Lid 200 berührt, um das Gefäß zu schließen, entweder von der oberen oder der unteren Seite, befindet sich ein Abstand 202 bzw. 204 zwischen dem Benutzer und der Membrane 206. So kann der Benutzer die Membrane 206 nicht kontaminieren. Im dargestellten Fall ist das Lid 200 mit der Probenkammer 212 über einen gelenkigen Flansch 208 verbunden. Dies ist jedoch keine Notwendigkeit, das Lid kann für sich hergestellt werden und für eine große Bandbreite unterschiedlicher Probengefäße verwendet werden.

Claims

Vorrichtung zur Verarbeitung einer Fluidprobe, umfassend: (i) eine Plattform (2), umfassend: (a) eine Kammer (60, 64 oder 66), die zur Aufnahme einer Probe geeignet ist; (b) eine zweite Kammer (68), in die ein Analyt, der aus der Probe oder dem Reagenz extrahiert wird, abgegeben werden kann; und (c) eine erste funktionelle Komponente, die ablösbar vor Ort auf der Plattform gehalten wird und eine Hülse (52) umfasst, die eine Grenzfläche zwischen einem Mittel (14) zum Anziehen eines Festphasenbindungsmaterials (100) und einem Festphasenbindungsmaterial bereitstellt; (ii) einen Arm (10), der angehoben und gesenkt werden kann und ein Mittel zum ablösbaren Befestigen an die funktionelle Komponente (52) beinhaltet, so dass die Komponente mit dem Arm (10) angehoben und gesenkt werden kann; und (iii) ein Mittel (6) zum Bewegen der Plattform (2), so dass jede Kammer (60, 62, 64, 66 oder 68) oder die funktionelle Komponente (52) bezüglich des Arms (10) ausgerichtet werden können; (iv) ein Mittel (14) zum Anziehen des Festphasenbindungsmaterials.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Plattform (2) eine weitere funktionelle Komponente (50) trägt, die ein Mittel zum Wechselwirken mit der Kammer umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die weitere funktionelle Komponente als Schneidvorrichtung (50) fungieren kann, um eine Folienabdichtung auf der Kammer zu durchdringen, oder die Kammer bedecken kann oder ein Filter einführen kann.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Plattform (2) und die funktionellen Komponenten (50, 52) Wegwerfartikel sind.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Plattform eine oder mehrere weitere Kammern (56, 58, 62) für Reagenzien, die bei der Probenverarbeitung brauchbar sind, umfasst.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Kammer (60, 64, 66 oder 68) oder, wenn vorhanden, eine weitere Kammer (56, 58, 62) vorgefüllte Reagenzien enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der eine weitere Kammer (56, 58) Waschflüssigkeit oder Verdünnungsmittel umfassend eine Pufferlösung oder Wasser enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei eine weitere Kammer (62) ein zur Verwendung bei der Verarbeitung erforderliches Reagenz enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Reagenz an ein Festphasenbindungsmaterial gebunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Festphasenbindungsmaterial Siliciumdioxid ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Plattform (2) kreisförmig ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Arm (10) sich mechanisch ablösbar an jede funktionelle Komponente (50, 52) befestigt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der eine Gabel (12) auf dem Arm (10) vorgesehen und angeordnet ist, um mit einem Ansatz (54), der auf jeder funktionellen Komponente vorgesehen ist, wechselzuwirken.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Arm nur in einer Dimension beweglich ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung ein Mittel (20) zum Anheben und Absenken des Arms (10) in einer im wesentlichen vertikalen Richtung umfasst.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Mittel (14) zum Anziehen des Festphasenbindungsmaterials ein Magnet ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung zusätzlich eine physikalische Verarbeitungseinrichtung (16, 18) umfasst, die thermische, akustische, optische, Beschallungs-, elektrische Verarbeitungs-, Mess- oder Überwachungstechniken ausführen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die physikalische Verarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zum Erwärmen (16) des Inhalts einer Kammer (60, 64, 66 oder 68) der Vorrichtung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die physikalische Verarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zum Beschallen (18) des Inhalts einer Kammer (60, 64, 66 oder 68) der Vorrichtung ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Kammer (68) der Vorrichtung zumindest teilweise mit einem elektrisch leitenden Polymer beschichtet ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, die für die Verarbeitung einer Probe vor einer Nucleinsäure-Amplifikationsreaktion automatisiert ist.
Verfahren zur Verarbeitung einer Fluidprobe in einer Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst: (i) Platzieren einer Probe umfassend einen Analyten in eine erste Kammer (60), die sich auf einer Plattform (2) von einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 befindet; (ii) Binden des Analyten an ein Bindungsmaterial (100), um einen Analyten-Bindungsmaterial-Komplex zu bilden; (iii) Absenken einer Hülse (52), die eine Grenzfläche zwischen einem Mittel (14) zum Anziehen eines Festphasenbindungsmaterials (100) und einem Festphasenbindungsmaterial bereitstellt, in die erste Kammer (60) und eines Mittels (14) zum reversiblen Anziehen des Komplexes in die Hülse (52) und Zulassen, dass der Komplex von dem Mittel angezogen wird; (iv) Anheben der Hülse (52) und des Mittels (14) aus der ersten Kammer; (v) Bewegen der Plattform (2), so dass eine zweite Kammer (64, 66 oder 68) nun zum Mittel zum reversiblen Anziehen des Komplexes ausgerichtet ist; (vi) Absenken der Hülse (52) und des Mittels (14) zum reversiblen Anziehen des Komplexes in die zweite Kammer (64, 66 oder 68) und Entfernen des Mittels (14), um es zu ermöglichen, dass sich der Komplex von der Hülse (52) ablöst, wobei der Analyt entweder in der ersten Kammer (60) oder in der zweiten Kammer (64, 66 oder 68) einem physikalischen Verarbeitungsschritt ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der physikalische Verarbeitungsschritt ein Beschallungsschritt ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der physikalische Verarbeitungsschritt ein Heizschritt ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die Probe auch einem chemischen Verarbeitungsschritt unterworfen wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 22 bis 25 für die Verarbeitung einer Probe vor einer Nucleinsäure-Amplifikationsreaktion.
Verwendung eines Bindungsmaterials (100) in einem Verfahren nach Anspruch 22 für die Verarbeitung einer Probe vor einer Nukleinsäure-Amplifikationsreaktion.