ES2970539T3 - Aparato de procesamiento de muestras biológicas - Google Patents

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Yang Won Lee
Jin Il Lee
Jung Do Kim
Dae Jin Jang
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Abstract

Se divulga un aparato de procesamiento de muestras biológicas capaz de facilitar la aplicación y liberación de un campo magnético. Tal aparato de procesamiento de muestras biológicas comprende un bloque de pipetas, una unidad de suministro hacia adelante y hacia atrás del bloque de pipetas, una unidad de suministro vertical del bloque de pipetas, una unidad de aplicación de campo magnético y una unidad de calentamiento. El bloque de pipetas está acoplado de tal manera que se pueden separar varias pipetas para aspirar o descargar muestras biológicas en una placa de pocillos múltiples, estando dispuestos los pocillos en forma de matriz a lo largo de las direcciones de fila y columna en la placa de pocillos múltiples. . La unidad de entrega hacia adelante y hacia atrás del bloque de pipetas mueve el bloque de pipetas a lo largo de las direcciones de avance y retroceso que son direcciones de procesamiento del proceso. La unidad de entrega vertical del bloque de pipetas mueve el bloque de pipetas en dirección vertical. La unidad de aplicación de campo magnético está dispuesta debajo de la placa multipocillos y aplica un campo magnético a algunos pocillos de la placa multipocillos. La unidad de calentamiento está dispuesta debajo de la placa de múltiples pocillos para estar separada de la unidad de aplicación de campo magnético, y calienta algunos pocillos de la placa de múltiples pocillos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de procesamiento de muestras biológicas
[Campo técnico]
La presente invención se refiere a un aparato de procesamiento de muestras biológicas y, más en concreto, a un aparato para el tratamiento de una muestra biológica, por ejemplo, purificarla o extraerla.
[Técnica anterior]
La industria de la biotecnología para aumentar los organismos que se encuentran en cantidades extremadamente pequeñas en la naturaleza o las funciones intrínsecas de los propios organismos para productos en masa o para producir organismos útiles está cobrando cada vez más importancia.
Existen cuatro tecnologías básicas en la bioindustria. En primer lugar, existe una tecnología de recombinación de genes que extrae información genética específica de un organismo y la inserta en un gen de un microorganismo de rápido crecimiento (por ejemplo, bacilo de colon). Otras tecnologías básicas incluyen la tecnología de fusión celular, tecnología de cultivo de masas y tecnología de biorreactores. Tales estudios se están llevando a cabo activamente en medicamentos, productos químicos, alimentos y textiles.
Por otra parte, se ha llevado a cabo activamente el desarrollo de un aparato de procesamiento de muestras biológicas para automatizar la tecnología bioindustrial. La patente coreana n.° 10-1025135 del presente solicitante divulga un aparato de refinado automático capaz de separar una sustancia deseada de una pluralidad de muestras biológicas usando partículas magnéticas.
Un aparato de refinado automático de este tipo procesa muestras biológicas a medida que las pipetas se mueven a un kit de placa multipocillo en el que los reactivos para análisis se inyectan secuencialmente e inhalan o descargan reactivos o muestras analíticas.
Un aparato de refinado automático de este tipo extrae el material objetivo uniendo las partículas magnéticas al material objetivo, luego retirando el material restante y separando las partículas magnéticas y el material objetivo. Para eso, el aparato de refinado automático está configurado de tal manera que un imán para aplicar un campo magnético se aplica en el lado de la pipeta mediante rotación, de modo que no es fácil extraer el material objetivo. Además, la pipeta se baja y perfora la porción de sellado de la placa multipocillo para abrir la porción de sellado de la placa multipocillo, de modo que la contaminación puede entrar al perforar los diversos pocillos.
El documento WO 2012/057548 A2 se refiere a un dispositivo automático de purificación y preparación de reacción para análisis de muestras biológicas que incluye un bloque de jeringa que está formado con una pluralidad de primeras porciones de montaje para montar de manera extraíble una pluralidad de pipetas P para succionar y descargar una sustancia fluida; una unidad de movimiento del bloque de jeringa, que mueve el bloque de jeringa para que la pluralidad de pipetas montadas en la pluralidad de primeras porciones de montaje se ubiquen justo encima de cada una de una placa multipocillo para muestras biológicas, una pluralidad de placas multipocillo para purificación y una placa multipocillo para PCR, que están ubicadas en un lado inferior del bloque de jeringa, y una bandeja de goteo de solución que se mueve hacia un lado inferior de la pluralidad de pipetas montadas en la pluralidad de primeras porciones de montaje gracias a una unidad de movimiento de la bandeja de goteo de solución instalada en la unidad de movimiento del bloque de jeringa.
El documento EP 2565260 A2 divulga un aparato de purificación automática para el aislamiento de sustancias objetivo a partir de múltiples muestras biológicas y, más en concreto, a un aparato de purificación automática de muestras biológicas equipado con una pieza de aplicación de campo magnético, en el que la pieza de aplicación de campo magnético para la purificación de muestras biológicas y una pieza de calentamiento están formadas integralmente entre sí de manera que puedan moverse hacia arriba y hacia abajo. Además, se divulga un método de extracción de una sustancia objetivo a partir de la muestra biológica usando el aparato de purificación automática de muestras biológicas equipado con la pieza de aplicación de campo magnético.
[Objetos de la invención]
Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de procesamiento de muestras biológicas que pueda aplicar y liberar fácilmente un campo magnético.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de procesamiento de muestras biológicas capaz de evitar la contaminación que puede producirse cuando se perfora una porción de sello de una placa multipocillo.
[Solución técnica]
Un aparato de procesamiento de muestras biológicas según la invención se define en la reivindicación adjunta 1. En las reivindicaciones dependientes se definen las realizaciones preferidas.
Un aparato de procesamiento de muestras biológicas de una realización ilustrativa de la presente invención incluye un bloque de pipetas, una unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas, una unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas, una unidad de aplicación de campo magnético y una unidad de calentamiento. El bloque de pipetas está acoplado de manera desmontable a una pluralidad de pipetas para succionar o descargar una muestra biológica en una placa multipocillo en la que los pocillos están dispuestos en forma de matriz a lo largo de las direcciones de fila y columna. La unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas mueve el bloque de pipetas a lo largo de una dirección de avance y retroceso a lo largo de la dirección del proceso. La unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas mueve el bloque de pipetas a lo largo de una dirección vertical. La unidad de aplicación del campo magnético está dispuesta debajo de la placa multipocillo para aplicar un campo magnético en un pocillo de la placa multipocillo. La unidad de calentamiento está dispuesta debajo de la placa multipocillo para quedar separada de la unidad de aplicación del campo magnético, para así calentar un pocillo de la placa multipocillo.
Por ejemplo, la unidad de aplicación del campo magnético puede disponerse delante de la unidad de calentamiento en función de la dirección del proceso.
La unidad de aplicación de campo magnético puede comprender una pluralidad de barras de imán en forma de barra dispuestas en dos direcciones diagonales de la matriz.
La unidad de aplicación de campo magnético puede comprender una unidad de movimiento del imán, configurada para mover las barras de imán hacia arriba y hacia abajo.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas puede comprender también una unidad de perforación para perforar y abrir una cubierta de la placa multipocillo.
La unidad de perforación puede estar configurada para combinarse de manera desmontable con el bloque de pipetas y ser transferida por la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas y la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas puede comprender además una unidad de almacenamiento de pipetas, configurada para almacenar una pipeta separada que se utilice en una primera etapa de un proceso, y una unidad de tampón para pipetas, configurada para almacenar la pipeta que se utilizará en una segunda etapa del proceso.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas puede comprender además una unidad de detección configurada para detectar si la unidad de almacenamiento está montada.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas puede comprender además una unidad de alarma, configurada para notificar que la unidad de almacenamiento no está instalada, como resultado de que la unidad de detección lo detecte.
Un aparato de procesamiento de muestras biológicas según otra realización comprende un bloque de pipetas, una unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas, una unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas y una unidad de perforación. El bloque de pipetas está acoplado de manera desmontable a una pluralidad de pipetas para succionar o descargar una muestra biológica en una placa multipocillo en la que los pocillos están dispuestos en forma de matriz a lo largo de las direcciones de fila y columna. La unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas mueve el bloque de pipetas a lo largo de una dirección de avance y retroceso a lo largo de la dirección del proceso. La unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas mueve el bloque de pipetas a lo largo de una dirección vertical. La unidad de perforación perfora y abre una cubierta de la placa multipocillo.
La unidad de perforación puede estar configurada para combinarse de manera desmontable con el bloque de pipetas y ser transferida por la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas y la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas puede comprender además una unidad de almacenamiento de pipetas, configurada para almacenar una pipeta separada que se utilice en una primera etapa de un proceso, y una unidad de tampón para pipetas, configurada para almacenar la pipeta que se utilizará en una segunda etapa del proceso.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas puede comprender además una unidad de detección configurada para detectar si la unidad de almacenamiento está montada.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas puede comprender además una unidad de alarma, configurada para notificar que la unidad de almacenamiento no está instalada, como resultado de que la unidad de detección lo detecte.
La unidad de perforación puede configurarse para perforar solo los pocillos seleccionados de la placa multipocillo.
[Efectos ventajosos]
En el aparato de procesamiento de muestras biológicas según la presente invención, la unidad de aplicación del campo magnético y la unidad de calentamiento están dispuestas debajo de la placa multipocillo y el campo magnético se aplica en la parte inferior, atrayendo así la muestra objetivo combinada con las partículas magnéticas al fondo, de modo que la separación de la muestra objetivo es más cómoda.
Además, al separar la unidad de aplicación del campo magnético y la unidad de calentamiento, es posible realizar procesos adicionales entre el proceso de separación aplicando un campo magnético y el proceso de eliminación de etanol por calentamiento, haciendo así posible hacer frente a un proceso requerido para el procesamiento de nuevas muestras biológicas. Además, cuando la unidad de aplicación del campo magnético y la unidad de calentamiento están dispuestas por separado, como se ha descrito anteriormente, es posible realizar la operación de procesamiento secundario inmediatamente sin esperar el tiempo de enfriamiento de la unidad de calentamiento tras la operación de procesamiento primario, de modo que el tiempo de análisis se pueda acortar realizando múltiples análisis.
Así mismo, cuando el aparato de procesamiento de muestras biológicas incluye la unidad de transferencia horizontal para transferir al menos una de la unidad de aplicación del campo magnético y la unidad de calentamiento, el aparato de procesamiento de muestras biológicas puede realizar el procesamiento de muestras biológicas incluso si se emplea una placa multipocillo arbitraria.
Así mismo, cuando la unidad de transferencia horizontal está configurada para transferir por separado la unidad de aplicación del campo magnético y la unidad de calentamiento, el grado de libertad aumenta todavía más para procesar la muestra biológica, incluso cuando se emplea una placa multipocillo arbitraria.
Así mismo, cuando la unidad de aplicación del campo magnético incluye las diversas barras de imán en forma de barra dispuestas en dos direcciones diagonales de una matriz, y la unidad de movimiento del imán mueve las barras de imán hacia arriba y hacia abajo, resulta sencillo aplicar y liberar el campo magnético hacia o desde la placa multipocillo para que el material objetivo combinado con las partículas magnéticas en la porción superior del pocillo pueda ser guiado más fácilmente hacia la porción inferior.
Así mismo, cuando el aparato de procesamiento de muestras biológicas incluye la unidad de perforación para perforar y abrir el sellado de la placa multipocillo, es posible evitar la contaminación que puede producirse al liberar el sello de la placa multipocillo.
Cuando la unidad de perforación está acoplada de manera desmontable al bloque de pipetas y está configurada para ser transportada por la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas y la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas, no se requiere una unidad de accionamiento separada para transferir la unidad de perforación, de modo que es posible reducir el número de componentes, disminuyendo así el coste de fabricación.
Además, cuando el aparato de procesamiento de muestras biológicas incluye la unidad de almacenamiento de pipetas para almacenar una pipeta separada que se utiliza en una primera etapa de un proceso y la unidad de tampón para pipetas para almacenar una pipeta que se utilizará en la segunda etapa del proceso, se puede sustituir la pipeta para evitar la contaminación durante el procesamiento de una muestra biológica.
Además, cuando el aparato de procesamiento de muestras biológicas incluye la unidad de detección para detectar si la unidad de almacenamiento está montada, y la unidad de alarma para notificar que la unidad de almacenamiento no está montada, se puede evitar que el aparato de procesamiento de muestras biológicas se contamine y se puede mejorar la precisión del análisis, ya que se evita el funcionamiento del aparato de procesamiento de muestras biológicas sin montar la unidad de almacenamiento.
Así mismo, cuando la unidad de perforación está configurada para perforar solo los pocillos seleccionados de la placa multipocillo, la inspección se puede realizar solo en los objetos seleccionados que se deban inspeccionarse.
[Descripción de los dibujos]
La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un aparato de procesamiento de muestras biológicas según una realización ilustrativa de la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva del aparato de procesamiento de muestras biológicas mostrado en la figura 1, que se muestra desde otro ángulo.
La figura 3 es una vista en sección transversal que muestra una porción de la figura 2.
La figura 4 es una vista aumentada de una porción de la figura 1.
La figura 5 es una vista en perspectiva de una unidad de perforación.
La figura 6 es un diagrama conceptual de una unidad de calentamiento y una unidad de aplicación del campo magnético del aparato de procesamiento de muestras biológicas según una realización ilustrativa de la presente invención.
La figura 7 es una vista en planta esquemática que muestra la disposición de los imanes en forma de barra en la porción de aplicación del campo magnético mostrada en la figura 6.
La figura 8 es un diagrama de bloques que muestra una unidad de control, una unidad de detección y una unidad de alarma del aparato de procesamiento de muestras biológicas de la presente invención.
La figura 9 muestra el resultado de separar el ácido nucleico de una muestra biológica usando el aparato de procesamiento de muestras biológicas de la presente invención.
La figura 10 muestra los resultados de comparar el tiempo de accionamiento del aparato de procesamiento de muestras biológicas de la presente invención con un aparato de procesamiento de muestras biológicas convencional.
[Modo para la invención]
La presente invención se describirá de forma más completa a continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones de ejemplo de la presente invención. La presente invención, sin embargo, puede materializarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento. Al contrario, estas realizaciones se proporcionan de modo que la presente divulgación será exhaustiva y completa y transmitirá totalmente el alcance de la invención a las personas expertas en la materia.
Se entenderá que, aunque los términos primero, segundo, etc., pueden usarse en el presente documento para describir diversos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, capas y/o secciones no deben estar limitados por estos términos. Estos términos solo se emplean para distinguir un elemento, componente, región, capa o sección de otra región, capa o sección. Por tanto, un primer elemento, componente o sección explicado a continuación podría denominarse un segundo elemento, componente o sección sin apartarse de las enseñanzas de la presente invención.
La terminología utilizada en el presente documento solo tiene el fin de describir realizaciones específicas y no pretende ser limitante de la presente invención. Como se utiliza en el presente documento, las formas en singular "un", "una" y "el", "la" también pretenden incluir las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entenderá además que los términos "comprende" y/o "que comprende", cuando se utilizan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia o la adición de uno o más de otras características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.
A menos que se defina lo contrario, todos los términos (incluyendo los términos técnicos y científicos) usados en el presente documento tienen el mismo significado que el que entiende comúnmente un experto habitual en la materia a la que pertenece la presente invención. Se entenderá, además, que los términos, tales como los definidos en los diccionarios de uso común, deberán interpretarse como que tienen un significado coherente con su significado en el contexto de la técnica en cuestión y no se interpretarán en un sentido idealizado o demasiado formal, a no ser que se defina expresamente lo contrario en el presente documento.
En lo sucesivo en el presente documento, se describirán en detalle realizaciones ilustrativas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un aparato de procesamiento de muestras biológicas según una realización ilustrativa de la presente invención, la figura 2 es una vista en perspectiva del aparato de procesamiento de muestras biológicas mostrado en la figura 1, que se muestra desde otro ángulo, y la figura 3 es una vista en sección transversal que muestra una porción de la figura 2.
Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, un aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 según una realización ilustrativa de la presente invención incluye un bloque de pipetas 110, una unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120, una unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130, una sección de aplicación de campo magnético (191 en la figura 6) y una unidad de calentamiento (192 en la figura 6).
El bloque de pipetas 110 está acoplado de manera desmontable a una pluralidad de pipetas P para succionar o descargar una muestra biológica en una placa multipocillo (PMP) en la que los pocillos están dispuestos en forma de matriz a lo largo de las direcciones de fila y columna. Aunque los bloques de pipetas 110 están dispuestos en tres filas en las figuras 1 a 3, se pueden disponer en más de una fila, por ejemplo, y puede realizar una pluralidad de análisis simultáneamente. Las pipetas P pueden estar formadas por plástico, por ejemplo, en forma de jeringa, y después de analizarse, las pipetas P se sustituyen como elementos desechables para evitar la contaminación durante el análisis de otras muestras.
La unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120 mueve el bloque de pipetas 110 a lo largo de la dirección de avance y retroceso, que es la dirección del proceso D del bloque de pipetas. La unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130 mueve el bloque de pipetas 110 a lo largo de la dirección vertical para unir o separar la pipeta P. Por ejemplo, la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120 puede instalarse en el marco 170, y la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130 puede instalarse en la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120.
La placa multipocillo (PMP) contiene varias muestras a lo largo de la dirección del proceso. La pipeta P se transfiere hacia abajo gracias a la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130 para succionar muestras de la primera columna de la placa multipocillo (PMP), la pipeta P se transfiere hacia arriba gracias a la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130 y luego se transfiere a una segunda columna de la placa multipocillo (PMP) a lo largo de la dirección de avance D a través de la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120. Después de transferirse a la segunda columna, la pipeta P es transferida hacia abajo por la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130 para descargar las muestras para hacerlas reaccionar en la segunda fila, la pipeta P es transferida hacia arriba por la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130 y luego se transfiere a una tercera columna de la placa multipocillo (PMP) a lo largo de la dirección de avance D gracias a la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120. Las muestras biológicas se procesan repitiendo el proceso anterior. Este proceso se realiza bajo el control de la unidad de control 200 y se describirá con más detalle haciendo referencia a la figura 4.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 puede incluir además una unidad de almacenamiento de pipetas 150 para almacenar una pipeta utilizada en una primera fase del proceso y una unidad de tampón para pipetas 160 para almacenar la pipeta que se vaya a utilizar en la segunda fase del proceso. Por consiguiente, en el aparato de procesamiento de muestras biológicas según la presente invención, la pipeta P puede sustituirse para evitar la contaminación durante la etapa de procesamiento de muestras.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 puede incluir además una unidad de detección 210 para detectar si la unidad de almacenamiento 150 está montada, como se muestra en la figura 8. Por ejemplo, se puede instalar un imán en la superficie inferior de la unidad de almacenamiento 150 y la unidad de detección 210 puede incluir un sensor para detectar el campo magnético.
Así mismo, el aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 puede incluir además una unidad de alarma 220 para notificar que la unidad de almacenamiento 150 no está montada, hecho que es detectado por la unidad de detección 210 cuando la unidad de almacenamiento 150 no está montada. La unidad de control 200 recibe la señal de detección de la unidad de detección 210 y acciona la unidad de alarma 220 cuando la unidad de almacenamiento 150 no está montada.
Por ejemplo, la unidad de alarma 220 puede notificar a un usuario que la unidad de almacenamiento 150 no está montada a través de un sonido tal como una sirena o una luz parpadeante. Además, la unidad de control 200 puede controlar el aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 para detener el funcionamiento cuando la unidad de almacenamiento 150 no está montada.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 puede incluir además una unidad de perforación 140 para perforar y abrir la cubierta de la placa multipocillo PMP. La unidad de perforación 140 puede formarse, por ejemplo, uniendo un punzón 141 a una porción inferior de un marco rectangular, como se muestra en la figura 5. La unidad de perforación 140 puede adoptar diversas formas además de la del ejemplo.
La unidad de perforación 140 puede acoplarse de manera desmontable al bloque de pipetas 110 y puede ser transportada por la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120 y la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130. Es decir, cuando se monta la placa multipocillo PMP, la unidad de control 200 acciona la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120 para transferir el bloque de pipetas 110 hacia la unidad de perforación 140. A continuación, la unidad de control 200 acciona la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130 para instalar la unidad de perforación 140 en el bloque de pipetas 110 y, a continuación, acciona la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120 de nuevo para mover la unidad de perforación 140 hacia la placa PMP. Después, la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas 130 se acciona de nuevo para mover la unidad de perforación 130 hacia abajo y hacia arriba y perforar la cubierta de la placa multipocillo PMP, y luego la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas 120 y la unidad de transferencia de ascenso y descenso 130 se accionan para devolver la unidad de perforación 140 a su posición original. A continuación, después de que el bloque de pipetas 110 instale la pipeta P, el análisis de muestras biológicas se realiza mientras se mueve cada columna de la placa multipocillo PMP como se ha descrito con anterioridad.
Como se ha descrito anteriormente, cuando el aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 incluye la unidad de perforación 140 para perforar y abrir la cubierta de la placa multipocillo PMP, es posible evitar la contaminación cuando se abre la porción de sellado de la placa multipocillo PMP.
La unidad de perforación 140 puede configurarse para perforar solo los pocillos seleccionados de la placa multipocillo. La unidad de perforación 140 mostrada en la figura 5 tiene ocho punzones 141 que están fijos. Por lo tanto, cuando se acciona una unidad de perforación 140, se abren todos los pocillos de las ocho filas. Sin embargo, cuando los punzones 141 están construidos para poder moverse individualmente hacia arriba y hacia abajo, la perforación se realiza solo en los pocillos seleccionados para abrir los pocillos seleccionados.
Es decir, cuando la unidad de perforación 140 está configurada para perforar solo algunos pocillos seleccionados de la placa multipocillo, es posible realizar una inspección en un pequeño número de objetos que deban inspeccionarse. De manera más específica, por ejemplo, en el caso de inspeccionar una muestra tomada de uno o dos pacientes, solo se requieren doce (1 x 12) o veinticuatro (2 x 12) pocillos, pero todos los pocillos se abren cuando se acciona la unidad de perforación 140 que tiene el punzón fijo 141 mostrado en la figura 5, y los pocillos restantes se consumen en un estado en el que no han sido utilizados, de modo que la placa multipocillo se desperdicia. Como alternativa, cuando la unidad de perforación 140 se acciona solo cuando se han reunido los ocho pacientes, se puede evitar el desperdicio de la placa multipocillo, pero existe el problema de que la unidad de perforación 140 de la figura 5 debe esperar hasta que se reúnan ocho pacientes. Por lo tanto, cuando la unidad de perforación 140 está configurada para perforar solo algunos pocillos seleccionados de la placa multipocillo, se puede evitar la apertura de los pocillos restantes al tiempo que se trabaja directamente con un pequeño número de pacientes, de modo que se pueda reutilizar la placa multipocillo.
La figura 4 es una vista aumentada de una porción de la figura 1.
Con referencia a la figura 4, se pueden disponer varias placas multipocillo (PMP) sobre la placa de soporte 180. La placa multipocillo (PMP) está compuesta por una pluralidad de pocillos. Por ejemplo, la placa multipocillo PMP puede estar compuesta por noventa y seis pocillos (ocho pocillos dispuestos en la dirección de la columna y doce pocillos dispuestos en la dirección de la fila). Dicha placa multipocillo (PMP) se fabrica como un kit según la función de análisis o extracción, y se pueden agregar varias muestras a la placa multipocillo del kit (PMP) de acuerdo con el tratamiento de la muestra biológica que vaya a tratarse.
Por ejemplo, los pocillos del primer conjunto de columna se pueden sellar después de inyectar enzimas proteolíticas, enzimas de degradación del ARN o tampones necesarios para el pretratamiento de la muestra para la proteólisis o la degradación del ARN en la misma. Los pocillos del segundo conjunto de columna se pueden sellar después de inyectar una solución de disolución celular que disuelva la muestra biológica en los mismos, los pocillos del tercer conjunto de columna se pueden sellar después de inyectar una solución de unión en los mismos, los pocillos del cuarto conjunto de columna pueden sellarse después de inyectar una solución en la que las partículas magnéticas se dispersan en su interior, los pocillos del quinto al séptimo conjunto de columna pueden sellarse después de inyectar una solución de lavado en su interior, y los pocillos de la octava columna pueden sellarse después de inyectar una solución de elución en su interior. Es decir, hay una solución para purificar una muestra en otros pocillos unitarios excepto en uno de los pocillos unitarios, y la misma solución se puede alojar en el mismo pocillo unitario.
Por otra parte, cuando la solución contenida en el pocillo unitario sellado es una dispersión acuosa en la que se dispersan las partículas magnéticas, las partículas magnéticas dispersas en la dispersión acuosa pueden ser partículas magnéticas esféricas recubiertas con sílice.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 1 a 4, después de deslizar la placa de soporte 180 fuera del aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 según la presente invención, una placa multipocillo PMP específica se coloca sobre la placa de soporte 180, y la placa de soporte 180 con la placa multipocillo PMP se desliza hacia el aparato de procesamiento de muestras biológicas 100. A continuación, cuando se acciona el aparato de procesamiento de muestras biológicas 100, el bloque de pipetas 130 se mueve a lo largo de la dirección de la fila de la placa multipocillo (es decir, la dirección del proceso D), y la operación de procesamiento de muestras biológicas se realiza succionando o descargando la muestra en cada pocillo.
La figura 6 es un diagrama conceptual de una unidad de calentamiento y una unidad de aplicación de campo magnético del aparato de procesamiento de muestras biológicas según una realización ilustrativa de la presente invención, y la figura 7 es una vista en planta esquemática que muestra la disposición de los imanes en forma de barra en la porción de aplicación del campo magnético mostrada en la figura 6. Con fines explicativos, la unidad de aplicación del campo magnético y la unidad de calentamiento se representan como diagramas esquemáticos.
Con referencia a las figuras 6 y 7, la unidad de aplicación del campo magnético 191 está dispuesta debajo de la placa multipocillo PMP y aplica un campo magnético a algunos pocillos W de la placa multipocillo PMP. Por tanto, el campo magnético aplicado en el pocilio W induce y separa el material objetivo combinado con las partículas magnéticas.
La unidad de calentamiento 192 está dispuesta debajo de la placa multipocillo PMP para quedar separada de la unidad de aplicación del campo magnético y calienta algunos de los pocillos W de la placa multipocillo PMP para evaporar el etanol del pocillo donde se realiza el trabajo.
Dado que el proceso de calentamiento, por lo general, se realiza al final de la operación de procesamiento, la unidad de aplicación del campo magnético 191 se dispone preferentemente delante de la unidad de calentamiento 192 en función de la dirección del proceso.
Como se ha descrito anteriormente, cuando la unidad de aplicación del campo magnético 191 y la unidad de calentamiento 192 están separadas entre sí, es posible realizar procesos adicionales entre el proceso de separación aplicando un campo magnético y el proceso de eliminación de etanol por calentamiento, haciendo así posible hacer frente a un proceso requerido para el procesamiento de nuevas muestras biológicas. Además, cuando la unidad de aplicación del campo magnético 191 y la unidad de calentamiento 192 están dispuestas por separado, como se ha descrito anteriormente, es posible realizar la operación de procesamiento secundario inmediatamente sin esperar el tiempo de enfriamiento de la unidad de calentamiento tras la operación de procesamiento primario, de modo que el tiempo de análisis se pueda acortar realizando múltiples análisis. Es decir, en caso de que la unidad de aplicación del campo magnético 191 y la unidad de calentamiento 192 estén dispuestas en la misma posición, el campo magnético se aplica para separar las partículas magnéticas y, a continuación, se acciona la unidad de calentamiento 192, de modo que no haya ningún problema en una primera operación de procesamiento. Sin embargo, cuando se realiza inmediatamente una segunda operación de procesamiento, la unidad de calentamiento 192 se calienta en la etapa de separación de partículas magnéticas y el etanol se evapora por el problema de inducción. Para evitar el problema, la unidad de calentamiento 192 debe esperar hasta que la unidad de calentamiento 192 se enfríe. Sin embargo, en caso de que la unidad de aplicación 191 y la unidad de calentamiento 192 estén dispuestas por separado, la operación de procesamiento secundario se puede realizar inmediatamente sin esperar hasta que se enfríe la unidad de calentamiento 192.
El aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 puede incluir además una unidad de transferencia horizontal 193 para transferir al menos una de la unidad de aplicación del campo magnético 191 y la unidad de calentamiento 192. Como se ha descrito anteriormente, cuando el aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 incluye la unidad de transferencia horizontal 193 para transferir al menos una de la unidad de aplicación del campo magnético 191 y la unidad de calentamiento 192, el aparato de procesamiento de muestras biológicas 100 puede realizar el procesamiento de muestras biológicas incluso cuando reciba cualquier placa multipocillo (PMP). Es decir, dependiendo de la placa multipocillo (PMP) (por ejemplo, una placa multipocillo fabricada por otros fabricantes), la posición del pocillo de operación final en el que se evaporó el etanol y la posición del pocillo W en el que se separa el material objetivo con el que se combinan las partículas magnéticas pueden ser diferentes. En este caso, es posible hacer frente a la otra placa multipocillo cambiando las posiciones de la unidad de aplicación del campo magnético 191 y la unidad de calentamiento 192.
Al mismo tiempo, la unidad de transferencia horizontal 193 puede transferir la unidad de aplicación del campo magnético 191 y la unidad de calentamiento 191 individualmente. Cuando la unidad de transferencia horizontal 193 está configurada para transferir la unidad de aplicación del campo magnético 191 y la unidad de calentamiento 192 individualmente, el grado de libertad aumenta todavía más, de modo que incluso si se trabaja con cualquier placa multipocillo, se pueda realizar el procesamiento de muestras.
Por otra parte, la unidad de aplicación del campo magnético 191 puede incluir una pluralidad de barras de imán en forma de barra 191a dispuestas en dos diagonales de la matriz, como se muestra en la figura 7. La unidad de aplicación del campo magnético 191 puede incluir además una unidad de movimiento de imán 191b para mover las barras de imán 191a hacia arriba y hacia abajo. La unidad de movimiento del imán 191b eleva las barras de imán 191a de los cuatro lados de los pocillos unitarios de la placa multipocillo PMP y baja las barras de imán 191a para inducir sustancias magnéticas en la porción superior del pocillo unitario siguiente.
Como se ha descrito anteriormente, cuando la unidad de aplicación del campo magnético 191 incluye una pluralidad de barras de imán en forma de barra 191a dispuestas en dos direcciones diagonales de la matriz y una unidad de movimiento de imán 191b que mueve las barras de imán 191a hacia arriba y hacia abajo, resulta sencillo aplicar y liberar el campo magnético en la placa multipocillo (PMP), y el material objetivo combinado con las partículas magnéticas en la parte superior del pocillo puede ser guiado más fácilmente hacia la porción inferior.
En lo sucesivo en el presente documento, se describirá en detalle un ejemplo de aplicación en el que se usan las realizaciones de la presente invención.
La figura 9 es un gráfico que muestra los resultados de la RT-PCR en tiempo real para detectar el VIH-1 en plasma humano para comparar el rendimiento del Exiprep™ Dx, que es un dispositivo de extracción de ácidos nucleicos desarrollado por el solicitante hace tiempo, con el aparato de procesamiento de muestras biológicas (Exiprep™ 48) de la presente invención. La diferencia de uno en el valor Ct significa que el ácido nucleico correspondiente es el doble, lo que significa que cuanto menor sea el valor Ct, más ácidos nucleicos habrá contenidos.
Los materiales y métodos usados en las realizaciones de la presente invención se describirán a continuación.
En primer lugar, para comparar y confirmar el rendimiento de Exiprep™ Dx con el aparato de procesamiento de muestras biológicas de la presente invención, se describirán los materiales utilizados para separar los ácidos nucleicos de las muestras biológicas.
Preparación de muestras biológicas
(1) La siguiente tabla 1 es una norma requerida para la prueba de comparación de rendimiento de la presente invención con Exiprep™ Dx (Bioneer), que es un producto convencional.
T l 1
T l 2
Aislamiento y purificación de ácidos nucleicos
Las muestras biológicas preparadas en referencia a la Tabla 2 se colocaron en cada tubo de carga de muestras (Bioneer, KA-3011) en el que se seca el control positivo interno (CPI), y luego la separación de ácido nucleico continúa con el aparato de la presente invención y Exiprep™ Dx.
El volumen de la muestra para accionar el equipo Exiprep™ Dx es de 0,4 ml y el volumen de la muestra para accionar el aparato de la presente invención es de 0,8 ml. El kit de preparación para la extracción de ácido nucleico es un kit de ADN/ARN viral (Bioneer, K-4471, Corea) y se realizan procesos para extraer ácidos nucleicos del plasma.
El volumen final del volumen de elución es igual a 80 pl y 50 pl del kit de RT-PCR cuantitativa de VIH AccuPower® (Bioneer, HIV-1111, Corea) utilizado para la amplificación de ácido nucleico en tiempo real.
Inspección usando RT-PCR en tiempo real
Se realiza RT-PCR en tiempo real para identificar el aislamiento y la purificación de ácidos nucleicos usando ácidos nucleicos de VIH-1 aislados de muestras biológicas empleando Exiprep™ Dx y el aparato de procesamiento de muestras biológicas. Después de sellar la superficie superior del kit de diagnóstico usando la película de sellado adhesiva del kit de RT-PCR cuantitativa de VlH AccuPower®, y la composición del kit de diagnóstico se mezcló minuciosamente empleando el aparato ExiSpin™ (Bioneer, Corea) y voltex. La muestra gira y se da la vuelta usando ExiSpin™. Las condiciones de reacción de la RT-PCR en tiempo real fueron las mismas que en la tabla 3, y ExiCycler™ 96 (Bioneer, Corea) se utilizó para la reacción de amplificación de ácido nucleico en tiempo real.
T l 1
La figura 10 es un diagrama esquemático que muestra el tiempo requerido para la separación y purificación de ácidos nucleicos cuando se trata de Exiprep™ Dx, que es un dispositivo de extracción de ácidos nucleicos desarrollado por la empresa, y un aparato de procesamiento de muestras biológicas de la presente invención.
Como se puede observar en la figura 10, el tiempo de unión, lavado y secado se reduce considerablemente, de modo que el tiempo de procesamiento general disminuye en gran medida.
Aunque la presente invención se ha descrito en la descripción detallada de la invención con referencia a realizaciones ilustrativas de la presente invención, las personas expertas en la materia entenderán que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin desviarse del alcance de la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de procesamiento de muestras biológicas, que comprende:
- un bloque de pipetas (110) con el que una pluralidad de pipetas para succionar o descargar una muestra biológica en una PMP de placa multipocillo, la placa multipocillo PMP se coloca sobre una placa de soporte (180) y la placa de soporte con la placa multipocillo PMP se desliza hacia el aparato de procesamiento de muestras biológicas (100), por lo que, cuando se acciona el aparato de procesamiento de muestras biológicas (100), el bloque de pipetas (110) se mueve a lo largo de la dirección de fila de la placa multipocillo;
- una unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas (120), configurada para mover el bloque de pipetas en la dirección de avance y retroceso a lo largo de la dirección del proceso;
- una unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas (130), configurada para mover el bloque de pipetas a lo largo de una dirección vertical;
- una unidad de aplicación del campo magnético (191), dispuesta debajo de la placa multipocillo, para aplicar un campo magnético en un pocillo de la placa multipocillo;
- una unidad de calentamiento (192), dispuesta debajo de la placa multipocillo para quedar separada de la unidad de aplicación del campo magnético, para así calentar un pocillo de la placa multipocillo; y
- una unidad de transferencia horizontal (193) colocada debajo de la placa de soporte y que transfiere la unidad de aplicación del campo magnético y la unidad de calentamiento por separado en una dirección horizontal con respecto a la placa multipocillo, de manera que la unidad de aplicación del campo magnético y la unidad de calentamiento pasen individualmente de un pocillo a otro, respectivamente.
2. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 1, en donde la unidad de aplicación del campo magnético está dispuesta delante de la unidad de calentamiento en función de la dirección del proceso.
3. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 1, en donde la unidad de aplicación del campo magnético comprende una pluralidad de barras de imán en forma de barra dispuestas en dos direcciones diagonales de la matriz.
4. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 3, en donde la unidad de aplicación del campo magnético comprende una unidad de movimiento del imán, configurada para mover las barras de imán hacia arriba y hacia abajo.
5. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 1, que comprende, además:
- una unidad de perforación (140) para perforar y abrir una cubierta de la placa multipocillo.
6. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 5, en donde la unidad de perforación está configurada para combinarse de manera desmontable con el bloque de pipetas y ser transferida por la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas y la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas.
7. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 1, que comprende, además:
- una unidad de almacenamiento de pipetas (150) configurada para almacenar una pipeta separada que se emplea en una primera etapa de un proceso; y
- una unidad de tampón para pipetas (160), configurada para almacenar la pipeta que se utilizará en una segunda etapa del proceso.
8. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 7, que comprende, además:
- una unidad de detección (210), configurada para detectar si la unidad de almacenamiento está montada.
9. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 8, que comprende, además:
- una unidad de alarma, configurada para notificar que la unidad de almacenamiento no está instalada como resultado de que la unidad de detección (210) lo haya detectado.
10. Un aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 1, en donde la unidad de perforación está configurada para combinarse de manera desmontable con el bloque de pipetas y ser transferida por la unidad de transferencia de avance y retroceso del bloque de pipetas y la unidad de transferencia de ascenso y descenso del bloque de pipetas; y en donde la unidad de perforación está configurada para perforar solo los pocillos seleccionados de la placa multipocillo.
11. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 10, que comprende, además: - una unidad de almacenamiento de pipetas (150) configurada para almacenar una pipeta separada que se emplea en una primera etapa de un proceso; y
- una unidad de tampón para pipetas (160), configurada para almacenar la pipeta que se utilizará en una segunda etapa del proceso.
12. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 11, que comprende, además:
- una unidad de detección (210), configurada para detectar si la unidad de almacenamiento está montada.
13. El aparato de procesamiento de muestras biológicas de la reivindicación 12, que comprende, además:
- una unidad de alarma, configurada para notificar que la unidad de almacenamiento no está instalada como resultado de que la unidad de detección (210) lo haya detectado.
ES17856775T 2016-09-29 2017-09-28 Aparato de procesamiento de muestras biológicas Active ES2970539T3 (es)

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