RU220960U1 - Планшет для проведения анализов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к лабораторной посуде, в частности к пластмассовым планшетам для проведения анализов, и может быть использована для проведения многоступенчатых биохимических анализов с использованием катализаторных элементов термоциклирования, в том числе, анализов ПЦР с использованием амплификатора. Планшет для проведения анализов изготовлен методом литья и содержит соединенные между собой пробирки, каждая из которых содержит корпус, открытый с одной стороны и выполненный цилиндрической формы, переходящей в коническую, сужающейся к закрытому концу корпуса, причем толщина конической стенки корпуса составляет 0,25 мм, при этом пробирки связаны соединительными перемычками, а отношение толщины дна к толщине конической стенки корпуса составляет 2 к 3. Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик планшета для проведения анализов путем обеспечения равномерного и оптимального теплопереноса, одинакового для каждого образца, при сохранении необходимых прочностных характеристик пробирок, что существенно сокращает время проведения анализа до 1,5 мин.

Description

Полезная модель относится к лабораторной посуде, в частности к пластмассовым планшетам для проведения анализов, и может быть использована для проведения многоступенчатых биохимических анализов с использованием катализаторных элементов термоциклирования, в том числе, анализов ПЦР с использованием амплификатора.

Из уровня техники известен многолуночный планшет, содержащий пластину 2 с юбкой 3, на которой установлен набор отдельных тонкостенных пробирок (лунок) 4 (заявка на патент US 2012058516). Отдельные лунки 4 установлены в отверстиях в планшете 2 с выступами 7, выступающими над поверхностью планшета 2. Пластина имеет скошенную угловую область 8 и вырезы 9. Планшет с лунками может применяться для проведения процесса ПЦР.

Недостатком известного решения является низкая скорость проведения реакций термоциклирования.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение указанных недостатков, повышение удобства использования в амплификаторе при проведении анализа по методу ПЦР, ускорение проведения анализа при работе с большим количеством образцов.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик планшета для проведения анализов путем обеспечения равномерного и оптимального теплопереноса, одинакового для каждого образца, при сохранении необходимых прочностных характеристик пробирок, что существенно сокращает время проведения анализа до 1,5 мин.

Технический результат достигается за счет использования планшета для проведения анализов по методу ПЦР, изготовленного методом литья и содержащего соединенные между собой пробирки, каждая из которых содержит корпус, открытый с одной стороны и выполненный цилиндрической формы, переходящей в коническую, сужающейся к закрытому концу корпуса, причем толщина конической стенки корпуса составляет 0,25 мм, а отношение толщины дна к толщине конической стенки корпуса составляет 2 к 3.

Вверху цилиндрической части корпуса (часть корпуса у открытой стороны, выполненной цилиндрической формы) могут иметься уплотнительное кольцо (пояс) с кольцевой канавкой по его окружности, выполненные с возможностью размещения в цилиндрической части корпуса кольцеобразного элемента крышки с кольцевым буртиком на упомянутом элементе в натяг с герметичным защелкиванием крышки, при этом пробирки связаны между собой соединительными перемычками.

Использование пробирок в виде планшета существенно ускоряет процесс проведения анализа в амплификаторе при необходимости анализа большого количества проб.

Пробирки могут быть выполнены из полимерного материала, например, из полиэтилена или полипропилена бесцветными (прозрачными) для упрощения визуального осмотра или в белом цвете для увеличения флуоресцентного сигнала, или в цветном исполнении для легкой идентификации проб, что дополнительно упрощает процесс анализа, повышает его надежность и точность и, как следствие, приводит к повышению эксплуатационных характеристик планшета для анализа.

Стенки корпуса пробирок выполнены очень тонкими, с толщиной 0,25 мм. Эта толщина является оптимальной, что позволяет достичь существенного ускорения проведения анализа по методу ПЦР (длительность анализа составляет 1,5 минуты) за счет обеспечения равномерного и оптимального теплопереноса при сохранении необходимых прочностных характеристик пробирок, что приводит к достижению надежности планшета для проведения анализа в процессе эксплуатации и, как следствие, к высокой надежности выполнения анализа и точности результатов. В результате обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик.

Изготовление пробирок с очень тонкой стенкой (например, 0,25 мм) является технологически сложной задачей, при этом, уменьшение толщины стенок в процессе производства ведет к потере их жесткости (к потере жесткости каркаса пробирок). Кроме того, уменьшение толщины стенок пробирок до 0,25 мм также может приводить к нарушению их целостности и, как следствие, к потере герметичности пробирок при закрытии их крышками. В результате существенно снижается точность результатов анализа.

Изготовление планшета с пробирками методом литья позволяет существенно повысить точность изготовления элементов планшета и пробирок в них. Таким образом, элементы пробирок получают с заданными размерами с высокой точностью, в результате чего внутренний диаметр открытой части пробирок соотносится с внешним диаметром кольцеобразного элемента крышек с высокой точностью и кольцеобразный элемент крышки очень плотно, с натягом, входит в пробирку с открытой стороны при закрытии пробирки крышкой. Таким образом, элементы выполняются плотно примыкающими друг к другу. Все это позволяет значительно повысить герметичность закрытых крышками пробирок, снизить испарение их содержимого в процессе термоциклирования, что приводит к повышению точности результатов анализа.

Как было указано выше, получение пробирок с максимально тонкой стенкой (0,25 мм) - задача технически сложная. Для получения конической части с толщиной стенки 0,25 мм с сохранением жесткости, прочности стенки, ее целостности и герметичности при закрытии крышкой, планшет с пробирками изготавливают методом литья, в процессе которого формируют дно и коническую стенку пробирок таким образом, чтобы отношение толщины дна к толщине конической стенки корпуса составляло 2 к 3.

Выполнение корпуса с отношением толщины дна к толщине конической стенки корпуса - 2 к 3 является важным условием. При таком соотношении обеспечивается целостность дна при отрыве литниковой части в процессе производства планшета пробирок при сохранении минимальной толщины стенок конической части. Таким образом достигается герметичность дна и корпуса пробирки в целом, т.е. сохраняются необходимые прочностные характеристики пробирок, с обеспечением равномерного и оптимального теплопереноса, одинакового для каждого образца, что существенно сокращает время проведения анализа до 1,5 минут.

Наличие на внутренней стороне цилиндрической части корпуса пробирки уплотнительного пояса с кольцевой канавкой, выполненной по окружности пояса, позволяет при использовании для закрытия пробирок в планшете крышек, содержащих кольцеобразный элемент с кольцевым буртиком, осуществлять посадку кольцеобразного элемента в уплотнительное кольцо с натягом и защелкнуть крышку на корпусе пробирки. Это позволяет достичь надежного прочного закрытия пробирок крышками, в результате чего исключается внезапное открытие крышек или значительное испарение содержимого пробирок в процессе анализа ПЦР, при термоцикливовании, а, следовательно, повышается точность и надежность результатов анализа, что приводит к дополнительному повышению эксплуатационных характеристик планшета для проведения анализа.

Полезная модель поясняется фиг. 1-4.

На фиг.1 показан внешний вид планшета для проведения анализов, вид сверху;

на фиг.2 представлен вертикальный разрез крышки для пробирок планшета;

на фиг.3 представлен фрагмент разреза пробирки, закрытой крышкой, демонстрирующий фиксацию крышки в пробирке за счет буртика и канавки;

на фиг.4 представлен общий вид планшета для проведения анализов.

При этом позициями обозначены:

1 - планшет для проведения анализов,

2 - открытая часть корпуса пробирки (лунка),

3 - соединительная перемычка,

4 - микропробирка (пробирка),

5 - цилиндрическая часть корпуса пробирки,

6 - коническая часть корпуса пробирки,

7 - закрытый конец (дно) корпуса,

8 - уплотнительное кольцо (пояс) - на чертежах не показано,

9 - канавка,

10 - крышка для пробирки,

11 - кольцеобразный элемент,

12- буртик.

Пример реализации полезной модели.

Планшет для проведения анализов 1, изображенный на фиг.1 и 4, выполнен прямоугольным и состоит из соединенных между собой перемычками 3 микропробирок 4 объемом 0,2 мл. Планшет составляют 15 рядов микропробирок по 8 микропробирок в каждом ряду. Каждая микропробирка 4 содержит корпус, имеющий лунку (открытую часть корпуса) 2, цилиндрическую часть 5, переходящую в коническую часть 6 корпуса, суженную к закрытому концу (дну) 7. Корпус пробирок имеет ультратонкие, равномерные по толщине стенки. Толщина стенок корпуса в цилиндрической, конической частях составляет 0,25 мм. На внутренней поверхности циллиндрической части, у открытой стороны пробирки 2, расположен уплотнительный пояс 8 с кольцевой канавкой 9, проходящей по окружности пояса 8.

Для плотного закрытия микропробирок 4 планшета 1 должны использоваться плоские крышки 10 (фиг.2). На внутренней стороне крышки 10 выполнен кольцеобразный элемент 11, имеющий кольцевой буртик 12 по краю, выполненный для защелкивания в канавке 9. Внешний диаметр кольцеобразного элемента 11 близок внутреннему диаметру уплотнительного пояса 8, за счет чего кольцеобразный элемент 11 входит в корпус при закрывании крышки с натягом, а за счет буртика 12 крышка 10 защелкивается в канавке 9 внутри корпуса.

Корпус микропробирок 4 выполнен из ультрачистого полипропилена белого цвета и оптимизированного для использования пробирок при проведении ПЦР. Используемые крышки 10 выполнены из оптически прозрачного материала (например, полипилена марки PP4445S). Расстояние между лунками (открытая сторона пробирок) 2 одинаковое и стандартное, что обеспечивает возможность использования с планшетом многоканального дозатора.

Для проведения анализа биологических проб для определения коронавирусной инфекции covid-19 по методу ПЦР, предварительно с помощью многоканального дозатора в пробирки 4 планшета через лунки 2 вносят реагенты и плотно закрывают пробирки 1 крышками 10, при этом кольцеобразный элемент 11 крышки 10 входит в корпус при закрывании крышки с натягом, а буртик 12 входит в канавку 9 на уплотнительном поясе 8 и крышка 10 защелкивается на корпусе пробирки 4. Возможность плотного закрытия пробирок крышками значительно снижает риск перекрестной контаминации между пробами, в результате открытия крышек, обусловленного повышением давления паров в пробирке при термоцикливовании, что существенно повышает точность результатов анализа.

Далее планшет 1 устанавливают в реакционный блок амплификатора, в котором осуществляют ПЦР.

Поскольку корпус был выполнен из полипропилена белого цвета, а крышки - из оптически прозрачного материала, то при проведении ПЦР детектировали флуоресценцию.

Процесс ПЦР предполагает цикличное нагревание пробы. При этом выполнение пробирок с толщиной стенок 0,25 мм оказалось оптимальным, что позволило существенно сократить время проведения анализа до 1,5 минут, с учетом того, что при использовании известных планшетов с пробирками с более толстыми стенками пробирок требуется длительное время анализа - 30-35 минут. Равномерные, ультратонкие стенки с толщиной 0,25 мм обеспечили равномерный и оптимальный теплоперенос, одинаковый для каждого образца.

Экспериментально было установлено, что испарение реагентов в процессе ПЦР составило не более 3%, что существенно повысило точность исследования.

Claims (2)

1. Планшет для проведения анализов по методу ПЦР, характеризующийся тем, что планшет изготовлен методом литья и содержит соединенные между собой пробирки, каждая из которых содержит корпус, открытый с одной стороны и выполненный цилиндрической формы, переходящей в коническую, сужающейся к закрытому концу корпуса, причем толщина конической стенки корпуса составляет 0,25 мм, при этом пробирки связаны соединительными перемычками, а отношение толщины дна к толщине конической стенки корпуса составляет 2 к 3.

2. Планшет для проведения анализов по п. 1, характеризующийся тем, что вверху цилиндрической части корпуса имеется уплотнительное кольцо с кольцевой канавкой по его окружности, выполненные с возможностью размещения в цилиндрической части корпуса кольцеобразного элемента крышки с кольцевым буртиком на упомянутом элементе в натяг с защелкиванием крышки.