RU2800875C9 - Cartridge for sterile storage of reagents - Google Patents

Cartridge for sterile storage of reagents Download PDF

Info

Publication number
RU2800875C9
RU2800875C9 RU2023108255A RU2023108255A RU2800875C9 RU 2800875 C9 RU2800875 C9 RU 2800875C9 RU 2023108255 A RU2023108255 A RU 2023108255A RU 2023108255 A RU2023108255 A RU 2023108255A RU 2800875 C9 RU2800875 C9 RU 2800875C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cells
reagents
cluster
amplification
nucleic acids
Prior art date
Application number
RU2023108255A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2800875C1 (en
Inventor
Любовь Алексеевна Шкоденко
Елена Ивановна Кошель
Мария Сергеевна Рубель
Сергей Михайлович Юдин
Валентин Владимирович Макаров
Занда Владимировна Бочкаева
Алина Арсеньевна Смирнова
Владимир Сергеевич Юдин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью" Федерального медико-биологического агентства
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью" Федерального медико-биологического агентства filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью" Федерального медико-биологического агентства
Application granted granted Critical
Publication of RU2800875C1 publication Critical patent/RU2800875C1/en
Publication of RU2800875C9 publication Critical patent/RU2800875C9/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine; analytical medical equipment; in vitro diagnostics by molecular genetic methods.
SUBSTANCE: cartridge is made of a transparent material in the form of a cluster with conical cells. The wells vary in size and are located on concentric circles that correspond to different stages of the study — isolation of nucleic acids from cells and viruses, amplification of specific fragments and visualization of amplification products. The wells contain magnetic beads for nucleic acid extraction and other necessary reagents. The upper surface of the cluster is covered with a sealing film, in the center of the cluster there is a hole for fixing in the working position.
EFFECT: invention makes it possible to store various reagents under sterile conditions for several weeks in quantities strictly necessary for conducting a study of one clinical sample, namely, for isolating nucleic acids from a sample, carrying out 15 different single reactions of amplification of isolated nucleic acids, as well as carrying out chemical colorimetric or fluorescent reactions to visualize the results of amplification.
1 cl, 2 dwg, 2 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а более конкретно к аналитической медицинской технике, в частности к in vitro диагностике молекулярно-генетическими методами для обнаружения нуклеиновых кислот одного или нескольких патогенов.The present invention relates to the field of medicine, and more specifically to analytical medical technology, in particular to in vitro diagnostics using molecular genetic methods for detecting nucleic acids of one or more pathogens.

Уровень техникиState of the art

Поиск аналогичных устройств для хранения выявил несколько подобных разработок, которые представляют собой картриджи, разработанные под конкретные анализаторы. Так, опубликованная международная заявка WO 2005/060432 защищает двухкомпонентный картридж для применения с электрохимическим сенсором. Картридж разработан для конкретного анализа и не может быть использован с какими-либо другими реагентами, кроме сенсорных реагентов, встроенных в транспортный компонент со специфической конфигурацией. Заявки СА 2635268 С и JP 5254040 B2, к примеру, описывают контейнеры с реагентами для обработки образцов в закрытой системе и подразумевают использование их в определенном автоматическом анализаторе.A search for similar storage devices revealed several similar developments, which are cartridges designed for specific analyzers. Thus, the published international application WO 2005/060432 protects a two-component cartridge for use with an electrochemical sensor. The cartridge is designed for a specific assay and cannot be used with any reagents other than sensor reagents built into a specifically configured transport component. Applications CA 2635268 C and JP 5254040 B2, for example, describe reagent containers for processing samples in a closed system and imply their use in a specific automatic analyzer.

Предлагаемое устройство может быть использовано как в анализаторе с автоматическом дозатором, работающем по налаживаемому алгоритму, так и в ручном режиме (при необходимости) с целью клинико-диагностического исследования с использованием реакции изотермической амплификации. Прозрачные ячейки позволяют оценить результаты исследования при помощи колориметрических и люминесцентных методов анализа.The proposed device can be used both in an analyzer with an automatic dispenser operating according to a customizable algorithm, and in manual mode (if necessary) for the purpose of clinical diagnostic research using an isothermal amplification reaction. Transparent cells allow you to evaluate research results using colorimetric and luminescent analysis methods.

Наиболее близких аналогов из области техники не выявлено.The closest analogues from the technical field have not been identified.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Достигаемым при использовании предполагаемого изобретения техническим результатом является возможность хранения в стерильных условиях в течение нескольких недель различных реагентов в количествах, строго необходимых для проведения исследования одного клинического образца, а именно для выделения нуклеиновых кислот из образца, проведения 15 различных синглплексных реакций амплификации выделенных нуклеиновых кислот, а также проведения химических колориметрических или флуоресцентных реакций для визуализации результатов амплификации.The technical result achieved by using the proposed invention is the ability to store various reagents under sterile conditions for several weeks in quantities strictly necessary to conduct the study of one clinical sample, namely to isolate nucleic acids from a sample, carry out 15 different singleplex amplification reactions of isolated nucleic acids, as well as performing chemical colorimetric or fluorescent reactions to visualize amplification results.

Технический результат достигается тем, что устройство выполнено в виде кластера с разнокалиберными ячейками конической формы, расположенными по концентрическим окружностям, при этом в одной из ячеек размещены магнитные шарики, а в других - реагенты для выделения нуклеиновых кислот из клеток и вирусов и обнаружения специфических фрагментов геномов. Кластер снабжен герметизирующей защитной пленкой, в центре кластера выполнено отверстие для фиксации его в рабочем положении внутри анализатора.The technical result is achieved by the fact that the device is made in the form of a cluster with different-sized conical cells located in concentric circles, while one of the cells contains magnetic balls, and the others contain reagents for isolating nucleic acids from cells and viruses and detecting specific fragments of genomes . The cluster is equipped with a sealing protective film; in the center of the cluster there is a hole for fixing it in its working position inside the analyzer.

Расположение ячеек на концентрических окружностях обеспечивает возможность хранения большого количества реагентов изолированно друг от друга и проведения многоэтапных мультиплексных исследований, а также их распределение для разных стадий исследования на различных рядах от центра: на первом и втором рядах располагаются ячейки с растворами, обеспечивающими амплификацию специфических фрагментов, на третьем ряду размещены магнитные шарики и реагенты, необходимые для выделения нуклеиновых кислот из клеток, вирусов или клинических образцов, на четвертом - крайнем - ряду расположены ячейки с реагентами для колориметрической реакции с целью визуализации продуктов амплификации, а также ячейки с положительным и отрицательным контролями качества проведенной реакции.The arrangement of cells on concentric circles makes it possible to store a large number of reagents in isolation from each other and conduct multi-stage multiplex studies, as well as their distribution for different stages of the study on different rows from the center: on the first and second rows there are cells with solutions that provide amplification of specific fragments, the third row contains magnetic beads and reagents necessary for isolating nucleic acids from cells, viruses or clinical samples; the fourth - outer row - contains cells with reagents for a colorimetric reaction to visualize amplification products, as well as cells with positive and negative quality controls the reaction carried out.

Коническая форма ячеек позволяет оставлять на стенках минимальное количество образцов, а разнокалиберность ячеек обеспечивает хранение точного количества реагентов, необходимых для проведения одной реакции.The conical shape of the cells allows you to leave a minimum number of samples on the walls, and the variety of cell sizes ensures the storage of the exact amount of reagents required for one reaction.

Кластер снабжен защитной герметизирующей пленкой, что предотвращает реагенты от протекания и смешивания. Также в кластере выполнено отверстие для его фиксации в рабочем положении.The cluster is equipped with a protective sealing film, which prevents reagents from leaking and mixing. There is also a hole in the cluster for fixing it in the working position.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на Фиг. 1 схематично изображен картридж, вид сверху, на Фиг. 2 схематично изображен картридж, вид сбоку.The present invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 schematically shows the cartridge, top view, FIG. 2 schematically shows the cartridge, side view.

Картридж 1 содержит четыре концентрических ряда 2, 3, 4, 5 с расположенными на них ячейками для реагентов, а также ячейку для образца 6 на третьем ряду и ячейку для магнитных шариков 7 на третьем ряду. В кластере выполнено отверстие для фиксации 8, устройство снабжено защитной герметизирующей пленкой 9.Cartridge 1 contains four concentric rows 2, 3, 4, 5 with cells for reagents located on them, as well as a cell for sample 6 on the third row and a cell for magnetic beads 7 on the third row. The cluster has a hole for fixation 8, the device is equipped with a protective sealing film 9.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.The proposed device operates as follows.

Кластер наполняют необходимыми для исследования реагентами и покрывают герметизирующей пленкой для хранения и транспортировки.The cluster is filled with the reagents necessary for research and covered with a sealing film for storage and transportation.

Перед началом анализа необходимо снять с картриджа герметизирующую пленку 9, которая покрывает всю верхнюю поверхность кластера. В ячейку для образца 6, расположенную на третьем концентрическом ряду от центра 4, вносится клинический образец для анализа. В ячейке с магнитными шариками 7, расположенной на том же ряду, хранятся необходимые реагенты и производится выделение нуклеиновых кислот и их очистка. Выделенные нуклеиновые кислоты далее дозируют в 12 ячеек для синглплексных или дуплексных реакций амплификации, которые располагаются на первом 2 и втором 3 концентрических рядах, а после завершения реакции амплификационная смесь переносится в ячейки с реагентами для колориметрической реакции визуализации, расположенные на четвертом ряду 5. Концентрическое расположение ячеек с реагентами, где на каждом ряду располагаются реагенты, соответствующие данному этапу исследования, позволяет избежать контаминации образца, а также увеличить количество ячеек для синглплексных реакций в составе мультиплексного исследования.Before starting the analysis, it is necessary to remove the sealing film 9 from the cartridge, which covers the entire upper surface of the cluster. The sample cell 6, located on the third concentric row from the center 4, is filled with the clinical sample for analysis. In a cell with magnetic balls 7, located on the same row, the necessary reagents are stored and nucleic acids are isolated and purified. The isolated nucleic acids are then dosed into 12 wells for singleplex or duplex amplification reactions, which are located on the first 2 and second 3 concentric rows, and after completion of the reaction, the amplification mixture is transferred to the cells with reagents for the colorimetric imaging reaction, located on the fourth row 5. Concentric arrangement cells with reagents, where each row contains reagents corresponding to a given stage of the study, allows you to avoid contamination of the sample, as well as increase the number of cells for singleplex reactions as part of a multiplex study.

Учитывая, что устройство подразумевает хранение точных количеств реагентов, необходимых для проведения одной реакции, исследователь не тратит время на аликвотирование реагентов и их добавление для проведения 15 различных реакций амплификации с использованием различных праймеров. А крайние ячейки по периферии устройства, где проводятся реакции визуализации, легко просматриваются после завершения исследования для фиксации результата колориметрической реакции.Given that the device stores the exact quantities of reagents required for a single reaction, the researcher does not waste time aliquoting reagents and adding them to perform 15 different amplification reactions using different primers. And the outermost cells along the periphery of the device, where imaging reactions are carried out, are easily viewed after completion of the study to record the result of the colorimetric reaction.

Устройство может быть использовано как в анализаторе с автоматическим дозатором, работающем по налаживаемому алгоритму, так и в ручном режиме (при необходимости) с целью клинико-диагностического исследования с использованием реакции изотермической амплификации. Прозрачные ячейки позволяют оценить результаты исследования при помощи колориметрических методов.The device can be used both in an analyzer with an automatic dispenser operating according to a customizable algorithm, and in manual mode (if necessary) for the purpose of clinical diagnostic research using an isothermal amplification reaction. Transparent cells allow you to evaluate the results of the study using colorimetric methods.

Примеры осуществления изобретенияExamples of implementation of the invention

Пример 1. Использование картриджа для проведения молекулярно-генетического исследованияExample 1. Using a cartridge for molecular genetic research

Для обнаружения основных генетических маркеров рака молочной железы (РМЖ) в клиническом образце сыворотки крови были разработаны наборы реагентов и предложен способ исследования, который предполагает пробоподготовку в виде выделения нуклеиновых кислот (этап 1), постановку 6 изотермических полимеразных цепных реакций (этап 2) и 6 последующих реакций визуализации продуктов амплификации (этап 3).To detect the main genetic markers of breast cancer (BC) in a clinical blood serum sample, sets of reagents were developed and a research method was proposed, which involves sample preparation in the form of isolation of nucleic acids (stage 1), staging 6 isothermal polymerase chain reactions (stage 2) and 6 subsequent reactions of visualization of amplification products (step 3).

Для проведения этапа 1 диагностики забирали образец сыворотки крови и помещали пробирку с образцом в ячейку центральной окружности картриджа. Далее, используя реагенты из 4 пробирок с реагентами (магнитные шарики, вода, этанол, протеиназа и раствор натрия додецилсульфата), размещенных на центральной окружности картриджа, последовательно осуществляли выделение нуклеиновых кислот из образца.To carry out stage 1 of the diagnosis, a blood serum sample was taken and the test tube with the sample was placed in the cell of the central circle of the cartridge. Next, using reagents from 4 tubes with reagents (magnetic beads, water, ethanol, proteinase and sodium dodecyl sulfate solution) placed on the central circumference of the cartridge, nucleic acids were sequentially isolated from the sample.

Для проведения этапа 2 диагностики использовали 6 пробирок с 6 реагентами-маркерами РМЖ (раково-эмбриональный антиген (РЭА), СА15.3, MCA, СА549, СА27-29, BRMA), размещенных на второй концентрической окружности картриджа.To carry out stage 2 of the diagnosis, 6 tubes with 6 reagent markers for breast cancer (carcinoembryonic antigen (CEA), CA15.3, MCA, CA549, CA27-29, BRMA) placed on the second concentric circle of the cartridge were used.

Для проведения этапа 3 диагностики использовали 6 пробирок, содержащих сенсоры для визуализации, размещенных на периферийной окружности картриджа.To carry out stage 3 diagnostics, 6 tubes containing imaging sensors placed on the peripheral circumference of the cartridge were used.

Пример 2. Использование картриджа для идентификации возбудителей инфекцийExample 2: Using a cartridge to identify infectious agents

Для обнаружения основных возбудителей нейроинфекций в клиническом образце спинномозговой жидкости были разработаны наборы реагентов и предложен способ исследования, который предполагает пробоподготовку в виде выделения нуклеиновых кислот (этап 1), постановку 12 синглплексных реакций амплификации (этап 2) и 12 последующих реакций визуализации продуктов амплификации (этап 3).To detect the main pathogens of neuroinfections in a clinical sample of cerebrospinal fluid, sets of reagents were developed and a research method was proposed, which involves sample preparation in the form of isolation of nucleic acids (stage 1), performance of 12 singleplex amplification reactions (stage 2) and 12 subsequent reactions of visualization of amplification products (stage 3).

Для проведения этапа 1 диагностики забирали образец спинномозговой жидкости и помещали пробирку с образцом в ячейку центральной окружности картриджа. Далее, используя реагенты из 4 пробирок с реагентами (магнитные шарики, вода, этанол, щелочь и раствор натрия додецилсульфата), размещенных на центральной окружности картриджа, последовательно осуществляли выделение нуклеиновых кислот из образца.To carry out stage 1 diagnostics, a sample of cerebrospinal fluid was taken and a test tube with the sample was placed in the cell of the central circle of the cartridge. Next, using reagents from 4 tubes with reagents (magnetic beads, water, ethanol, alkali and sodium dodecyl sulfate solution) placed on the central circle of the cartridge, nucleic acids were sequentially isolated from the sample.

Для проведения этапа 2 диагностики использовали 12 пробирок с 12 реагентами для идентификации возбудителей нейроинфекций, размещенных на второй и третьей концентрических окружностях картриджа.To carry out stage 2 of the diagnosis, 12 tubes with 12 reagents were used to identify pathogens of neuroinfections, placed on the second and third concentric circles of the cartridge.

Для проведения этапа 3 диагностики использовали 12 пробирок, содержащих сенсоры для визуализации, размещенных на периферийной окружности картриджа.To carry out stage 3 diagnostics, 12 tubes containing imaging sensors placed on the peripheral circumference of the cartridge were used.

Claims (1)

Картридж для стерильного хранения реагентов, выполненный в виде кластера с четырьмя рядами разнокалиберных ячеек конической формы, расположенных по концентрическим окружностям, при этом на первом и втором рядах располагаются ячейки с растворами, обеспечивающими амплификацию специфических фрагментов, на третьем ряду размещены магнитные шарики и реагенты, необходимые для выделения нуклеиновых кислот из клеток, вирусов или клинических образцов, на четвертом расположены ячейки с реагентами для колориметрической реакции с целью визуализации продуктов амплификации, а также ячейки с положительным и отрицательным контролями качества проведенной реакции, при этом в одной из ячеек третьего ряда размещены магнитные шарики, а в других - реагенты, в кластере выполнено отверстие для фиксации его в рабочем положении, кластер покрыт герметизирующей защитной пленкой.A cartridge for the sterile storage of reagents, made in the form of a cluster with four rows of different-sized conical cells located in concentric circles, while the first and second rows contain cells with solutions that provide amplification of specific fragments; the third row contains magnetic beads and reagents necessary for the isolation of nucleic acids from cells, viruses or clinical samples, the fourth contains cells with reagents for a colorimetric reaction for the purpose of visualizing amplification products, as well as cells with positive and negative quality controls for the reaction performed, while one of the cells in the third row contains magnetic beads , and in others - reagents, a hole is made in the cluster to fix it in the working position, the cluster is covered with a sealing protective film.
RU2023108255A 2023-04-04 Cartridge for sterile storage of reagents RU2800875C9 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2800875C1 RU2800875C1 (en) 2023-07-31
RU2800875C9 true RU2800875C9 (en) 2023-09-08

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU132210U1 (en) * 2012-12-14 2013-09-10 Сейфаддин Гашимович Марданлы "IFA-HSV-2-IgG" TABLET FOR THE IDENTIFICATION OF CLASS G IMMUNOGLOBULINS TO TYPES OF SIMPLE HERPES TYPE II
WO2015018878A2 (en) * 2013-08-06 2015-02-12 Yantai Ausbio Laboratories Co., Ltd. Centrifuge and method for centrifuging a reaction vessel unit
RU2736279C1 (en) * 2020-02-17 2020-11-13 Общество с ограниченной ответственностью "СмартиКидс" Device for collection and storage of biological substances for subsequent analyses

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU132210U1 (en) * 2012-12-14 2013-09-10 Сейфаддин Гашимович Марданлы "IFA-HSV-2-IgG" TABLET FOR THE IDENTIFICATION OF CLASS G IMMUNOGLOBULINS TO TYPES OF SIMPLE HERPES TYPE II
WO2015018878A2 (en) * 2013-08-06 2015-02-12 Yantai Ausbio Laboratories Co., Ltd. Centrifuge and method for centrifuging a reaction vessel unit
RU2672746C2 (en) * 2013-08-06 2018-11-19 Яньтай Аусбио Лабораториз Ко., Лтд. Centrifuge for centrifuging unit of reaction cells and method
RU2736279C1 (en) * 2020-02-17 2020-11-13 Общество с ограниченной ответственностью "СмартиКидс" Device for collection and storage of biological substances for subsequent analyses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6153951B2 (en) Test cartridge with integrated transfer module
US10239057B2 (en) Microfluidic devices and methods for cell analysis and molecular diagnostics
CN107262170B (en) The multiple digital pcr chip of one kind and its application method
US8298498B2 (en) Apparatus and method for handling fluids for analysis
CN101213022B (en) Cartridge for automated medical diagnostics
US20100075311A1 (en) Cartridge system
JP6345392B2 (en) Configuration of lateral flow assay device for clinical diagnostic device and clinical diagnostic device related thereto
JP2005509871A (en) Automated sample preparation method and apparatus
KR20130092185A (en) Automatic analysis apparatus and method of biological samples
JP5619082B2 (en) How to use the bio-reaction device chip
KR20180031612A (en) A Method of Rapid Diagnosis With High Sensitivity By Using Single Diagnosis Chip Comprising Reaction and Analysis Process
KR20150054689A (en) Multiwell cuvette with integrated reaction and detection means
US20220397528A1 (en) Systems and methods for rapid, sensitive multiplex immunoassays
Hofman et al. A rapid near-patient RT-PCR test for suspected COVID-19: a study of the diagnostic accuracy
RU2082754C1 (en) Method and device for carrying out biochemical reactions
RU2800875C9 (en) Cartridge for sterile storage of reagents
RU2800875C1 (en) Cartridge for sterile storage of reagents
CN102212621B (en) Detection kit and detection method for hepatitis B virus genotyping
EP4211150A1 (en) Methods and compositions relating to assessment of inflammatory conditions relating to fertility
US20170246636A1 (en) Point-of-care biomarker assay apparatus arranged for measuring a presence or concentration of a biomarker in a sample
Mukae et al. Development of RNA/DNA automated extraction and purification device for infectious disease diagnosis
CN212128127U (en) LAMP detection chip based on three-layer microchip detection
KR102513521B1 (en) Cartridge for on-site POC GENE Analysis System
EP4000729A1 (en) Method for determining the presence of a pathogen
JP2013179940A (en) Element for detecting biological substance