TW201311340A - 多合一試樣準備裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明是有關一種試樣準備裝置，在不需在多個裝置之間進行試樣移轉情形下，可執行一完全的結合、洗滌、溶析、緩衝劑交換及濃縮程序。該裝置包括一貯器、一用以固持層析媒介的柱、一用以固持過濾裝置的固持區域、及一出口。該過濾裝置插進該離心裝置的固持區域，且該組合件可被安置在任選的支持座上。組合件，不論有或沒有任選的支持座，可被安置在習知的離心管以進行離心作用。整體的結合、洗滌、溶析、緩衝劑交換及濃縮步驟可以在沒有任何吸管移液(及伴隨的試樣損失)的情形下執行。試樣準備裝置也可用在結合及洗滌步驟，在該情形中過濾裝置是不需要的，及用於緩衝劑交換及濃縮步驟，在該情形中，媒介是不需要的。

Description

多合一試樣準備裝置及方法
本申請案係基於並主張2011年7月13日所申請之美國第61/507,240號，以及2012年5月18日所申請之美國第61/648,631號專利申請案之優先權，而此案所揭示之內容係以全文引用之方式被併於本文中。
本發明是有關一種試樣準備裝置，在不需在多個裝置之間進行試樣移轉情形下，可執行一完全的結合、洗滌、溶析、緩衝劑交換及濃縮程序。
離心式過濾器可用以分離生物學物質，例如抗體酶、細胞核酸及蛋白質，以達到濃縮、去鹽、純化以及分級等目的。這些裝置是最普遍使用在離心分離器儀器者，離心分離器儀器可以由角度固定式轉子型態、或是擺動或角度可變式轉子型態所組成。過濾程序的速度及回收殘留試樣的速度是使用者高度重視的。高於85%的試樣回收值通常可透過移除薄膜膠囊(試樣容納座)及在接納管內將其逆旋轉而獲得。
這些裝置一般上是用以濃縮尿液、血清、血漿和腦脊髓液。例如，在尿液裡的特定蛋白質的測量值可能對各種疾病狀態的診斷和管理相當重要，然而這些在尿液裡的蛋白質容量經常太少，除非先濃縮蛋白質，否則不會被發現。習知裝置通常包括一具有試樣貯器的殼體，一過濾器密封在殼體內，使得當試樣承受一驅動力(例如離心力)時，必須通過過濾器，以及包含一收集室，可收 集濃縮的試樣。
有一種蛋白質純化規程種類，是使用抗原蛋白質親和性來將蛋白質自一混合試樣、例如細胞溶菌液或者血清中分離。這些規程通常使用與抗體結合的小珠粒(beads)，使得其等結合至來自試樣的特定蛋白質。一旦蛋白質有效的連結至珠粒後，有需要自珠粒中萃取和收集蛋白質(溶析)供下游的分析、化驗等。下游分析技術的範例包括2D膠凝電泳及質譜分析。
在工作流程中需要許多程序步驟。這些包括在結合前以中和的緩衝劑來平衡珠粒、在結合後洗滌珠粒以移除未被結合的污染物、溶析所需的蛋白質、由經溶析的蛋白質中交換緩衝劑、濃縮最終稀釋的試樣、及最後回收經純化的蛋白質試樣。對於親和力純化及免疫沈澱規程而言，連結至珠粒的蛋白質是所需要的蛋白質。對於衰竭規程而言，未結合的部分(未連結至珠粒的)蛋白質是所需的試樣。
使用在純化方法中的珠粒是磁性或者非磁性的。一個最普遍的非磁性珠粒是瓊脂糖(agarose)。磁性珠粒，例如純蛋白質體(PureProteome)蛋白質A及G、純蛋白質體蛋白素及蛋白素的IgG、血清缺乏IgG、染色免疫沈澱的Magna ChIP蛋白質A珠粒、及His標記的重組純化的純蛋白質體鎳磁性珠粒等，是由EMD米利波爾公司所商業販賣的。
當以磁性珠粒工作時，現今的手動方法倚賴滴液管的使用來移動液體，往返於試樣管(緩衝劑等)之間，及 將試樣從一裝置移動到另一裝置。磁鐵被用來將珠粒固持至試樣管的側邊，以便使用者能在不干涉到珠粒的情形下將緩衝劑藉吸管移液。在典型的結合/洗滌/溶析工作流程中，每一試樣約有8個吸管移液步驟。
為獲得最佳的珠粒及蛋白質結合，這些方法需要培養(培育)的步驟。容置珠粒及試樣的裝置通常被置入一底蓋翻轉式混合器，或者安置在一攪拌器內(例如渦旋器)為時10-30分鐘。當添加新的緩衝劑，例如洗滌及溶析緩衝劑後，使用者使裝置渦旋約一分鐘以混合及洗滌。
為求有效，洗滌及溶析步驟需重複多次。例如，標準規程是添加洗滌緩衝劑至試樣藥水瓶，渦旋(混合)約一分鐘，移除緩衝劑，並且重複兩次或更多次。使用磁性珠粒的話，結合/洗滌/溶析程序約需45分鐘。
除了磁性珠粒之外，另一種選擇是瓊脂糖珠粒。一種使用瓊脂糖珠粒的商業販賣裝置包括一具有敞口底部的管，及一多孔玻璃料設於敞口底部上。其不是使用滴液管來將流體自試管移除，而是採用一平台式離心機來驅迫流體通過玻璃料而進入收集管內。收集管一般上是4 mL或15 mL的管。玻璃料的孔尺寸應選擇成可固持珠粒，同時允許緩衝劑及蛋白質通過。
由於旋轉柱的尺寸使然，工作流程與使用磁性珠粒的方法相比較可能是麻煩和費時的。上頂平台式離心機一般上是位於一公共位置的共享設備，與各使用者可安裝在他們的工作區的微離心機是不同的。
這程序中，每一試樣需要16次的吸取步驟，且約需 1個小時才完成。
對磁性及瓊脂糖工作流程而言，下游步驟可包括交換攜載緩衝劑，及濃縮一經稀釋的試樣。若試樣需要交換緩衝劑，以移除洗滌液如聚咪唑，試樣一般上是藉夾子或類似物而被移轉到一透析薄膜管，其後試樣被安置在交換緩衝劑的槽內達24小時，使緩衝劑藉擴散而逐漸的交換。
當需要交換及濃縮緩衝劑時，可採用一濾洗/蛋白質濃縮裝置，例如具有多孔UF薄膜的離心裝置，其尺寸設計成可固持蛋白質，但是可允許緩衝劑通過。透過控制自轉/旋轉時間及選擇適當的裝置設計，最終的濃度是可被控制的。為使緩衝劑交換有效，需要重複緩衝劑交換步驟2或3次(如同洗滌及溶析步驟所執行者)。這些裝置花費30-45分鐘且需要在離心機裡做複數的自轉/旋轉。在由EMD米利波爾公司所販賣的Amicon Ultra裝置中，為了交換及濃縮緩衝劑，有5次吸管移液步驟。
當蛋白質試樣的容積變得較小時，試樣因滯留在裝置內的容積所致的潛在損失更形重要。現有的數據顯示在50 μL濃縮試樣中的10μL損失代表80%的蛋白質回收。如果蛋白質損失的規模是減少一等級的話，由10 μL減至1 μm，則蛋白質試樣的回收可從80%增加到98%。18%的改良對蛋白質試樣的回收而言是非常有價值的。
因此有需要提供一種裝置及方法，可有效的在單一裝置內執行結合及洗滌、緩衝劑交換及濃縮、及/或一完全的結合、洗滌及溶析、緩衝劑交換及濃縮，而不需將 珍貴的試樣以吸管移液於各裝置之間，特別是試樣尺寸高達約11 mL者。
本文揭示的本發明實施例可克服習知技藝的問題點，在一些特定實施例中，其包括一試樣準備裝置，可允許執行結合及洗滌、緩衝劑交換及濃縮、和/或一完全的結合、洗滌、溶析、緩衝劑交換及濃縮程序，且不需在多個裝置之間執行試樣的移轉。依據一些特定實施例，其提供一離心裝置，包括一貯器、一用以固持媒介，例如填充有珠粒的床的柱、一用以密封式的固持過濾裝置的固持區域、及一出口。依據一些特定實施例，該過濾裝置包括一殼體，具有一試樣貯器，一個或多個、較佳為二個的實質上垂直座向的設於殼體內的薄膜(若具有超過一個的話，相互間隔分開)，一暗渠，與薄膜連接，使得流通各薄膜的流體通過一個別暗渠而進入一濾液收集室。過濾裝置插進離心裝置的固持區域，並且組合件可被安置在任選的支持座上。組合件，不論是有或沒有任選的支持座，其可被安置在習知的離心管內進行離心作用。整體的結合、洗滌、溶析、緩衝劑交換及濃縮步驟可以是在裝置沒有任何吸管移液(及伴隨的試樣損失)的情形下執行，進而達成優異的試樣回收。試樣準備裝置也可用在結合及洗滌步驟、在該情形中過濾裝置是不需要的，及用於緩衝劑交換及濃縮步驟，在該情形中，媒介是不需要的。複數次緩衝劑交換可在相同的裝置內執行。
依據特定實施例，裝置可包括一可縮回的送料管，以例如幫助減少累積在送料管的內部浸濕口徑及外表面上的試樣溶液損失。
依據特定實施例，一試樣與一媒介被培養在裝置的適當位置，使得所選擇的目標物結合至媒介。剩餘的未結合試樣然後可被洗滌。試樣的純化是透過添加一緩衝劑來引起媒介釋放所捕獲的目標物回到溶液內，進而從媒介溶析出所需的目標物而達成。一旦試樣被純化後，可將其濃縮成一有用濃度，供分析或貯存(大部分的蛋白質當被儲存在接近1 mg/ml的濃度時是最穩定的)。
依據特定實施例，試樣準備裝置可包括一偏壓構件或隔膜，可被作動以從裝置中抽出小量的試樣(例如滯留容積)。
該試樣準備裝置可節省結合及洗滌、緩衝劑交換、及/或結合、洗滌、溶析及濃縮規程的整體時間。其不需要試樣的吸管移液，而可獲得較高的試樣回收率。緩衝劑交換可比以前以較少的時間完成，每一緩衝劑交換及洗滌步驟只需單一的離心自轉/旋轉步驟，而非如習知的需要複數自轉/旋轉步驟。且不需要結合培育時間。
依據特定實施例，在過濾裝置及交換室之間的組合件界面能允許相對運動或分離，該相對運動或分離是例如藉由機械手段達成，例如藉有形的檔止、或者透過自動作動結構，在承受離心壓力差時可移除尖端與捕獲的目標物間的接合，進而優化試樣的回收。
本發明的裝置及方法所獲得的優點揭示包括但是不 局限於縮減親和性分離程序所需的培養時間、改良一裝置平台的試樣濃度、在離心裝置內使用逆旋轉來改良試樣回收、及稀釋以單一自轉/旋轉作業的緩衝劑交換。
首先參見圖1，其顯示一依據特定實施例的貯器/交換構件12。構件12較佳者是由能承受在離心作用期間所遇到一般力量的低結合、清透材料所製成。適當的材料包括淨化的聚丙烯或聚碳酸。在特定實施例中，構件12包括一具有敞口頂部(入口)的大致圓柱形的試樣貯器14，然而其他形狀也是適當的，並且落在本文所揭示實施例的範圍內。可採用者包括一其外徑大於貯器14外徑的上方環形凸緣16，其可座落在一離心管蓋帽內(圖1未顯示)。貯器14的容積或容量沒有太大的限制，且可依據試樣尺寸及/或將與貯器相連接的過濾裝置的尺寸來選擇。範例性的容積包括3 ml和11 ml。在特定實施例中，貯器14的底部是截頭圓錐形，向下逐漸尖細(沿流體由敞口頂部流動的方向)並且徑向向內的，收斂至一中央開口，該中央開口導向一其直徑比貯器14的直徑為小的柱18。柱18的上方部分的直徑及長度是設計成可固持足夠數量的媒介30，以執行一結合步驟，因此是沿試樣貯器14在結合作業時，試樣流動的方向，設於下游處。在不需結合的實施例中(例如在緩衝劑交換及濃縮規程/作業中)，柱18並不需要媒介(媒介是可省略的)。較佳者，柱的直徑及長度應足夠固持可產生一填充床的至少200微升的珠粒(bead)。範例性的直徑是約1/4英吋， 而長度是1/2英寸或更長。在有使用媒介的情形中，可將一媒介固持結構，例如多孔玻璃料31安置於媒介20下面，以將媒介固定位，在有預填充柱的情形中，則需將一額外的固持結構31a設於媒介上方，以將媒介容置在柱的直徑(圖1B)內。柱18可包括一環形凸緣19，提供在使用期間過濾裝置50可抵靠其設置的肩部或檔止，(例如藉由墊片40(圖2)之助，在過濾裝置50和構件12之間提供一液體密封界面)。在環形凸緣19下方，柱具有一中度直徑的固持區域20，當其被定位在該柱上供使用時，固持區域20被容納在過濾裝置的試樣貯器的上方部分。區域20的外徑小於環形凸緣19的外徑。其直徑在下游處進一步減小的部分21，其外徑小於區域20的外徑，當其被定位在該柱上供使用時，係座落在過濾裝置的試樣貯器部分的下方區域內，位於薄膜上方。
柱18的區域22具有翼片輪廓，由一相對厚的上方部分22a朝向一相對薄的下方部分22b徑向逐漸尖細，且界定一結合/溶析室。在較薄部分22b處，柱在22c徑向向內逐漸尖細，收斂在桿23處，桿23較佳者是設於中央處，具有一敞口的底端24，該桿由翼片狀柱軸向延伸出。該翼片特徵係設計成適合套入相匹配的過濾裝置50內，其中的內核心向外，以維持均勻的壁厚度。依據特定實施例，該翼片特徵允許柱18的區域22佔據過濾裝置50的薄膜12A及12B之間的大致整體容積，進而在敞口的底端24附近維持所期望的試樣容積。較佳者，該桿是圓柱形並且朝向敞口的底端24徑向向內逐漸尖 細。敞口的底端24使得貯器14及一下游裝置，例如管或過濾裝置，成流體連通(藉任何存在的媒介及玻璃料，及經區域22如結合/溶析室達成)。
依據特定實施例，媒介可以是層析媒介(chromatography media)，例如用以在一試樣中捕捉所選定的分析物，並且在當緩衝劑條件經適當改變後釋放其等的媒介。適當的媒介包括可結合金屬螯物、蛋白質A、麩胱甘肽(glutathione)、蛋白素等的珠粒。媒介可以是磁性、非磁性或瓊脂糖等，且可藉特定化學、例如IMAC、蛋白質A、麩胱甘肽，抗生蛋白鏈菌素(streptavidin)等來加以修飾。因此，媒介可包括任何可完成所需結合的適當化學。
依據特定實施例，帶翼片的下方部分及柱可形成單件式可卸除結構，可例如藉卡扣套合、路厄套合、螺接等連接至貯器14。可卸除特徵減少了塑膠費棄物的數量和拋棄費用，因為貯器部分是可洗滌及可再使用的。柱18可卸除/移除的一範例性裝置顯示在圖23中。雖然任何適當的連接機構可用以將柱18連接至貯器14，圖23顯示的實施例中，柱18包括有一螺接在貯器14的下方部分144的螺紋部分118，其具有內部溝槽145，與螺紋部分118的螺紋相匹配。下方部分114較佳者是圓柱形，並且外接與貯器14成流體連通的流出口146。柱18的可移除性特徵允許其彈性使用，可使用不同的柱18在相同的貯器14上。圖24和25顯示相似的實施例，其中複數柱可連接至貯器。例如，在圖24的實施例中，貯器 14’具有兩個出口、且可附接兩件可移除的柱18A及18B，每一柱連接至個別的出口。同樣的，在圖25實施例的貯器14”具有四個出口，以及4根可移除的柱18A、18B、18C及18D，各連接至個別的出口。
圖2是構件12和過濾裝置50的分解圖，其中該過濾裝置50的座向適合被構件12的柱18所接納。由於柱18的區域22是變平且逐漸尖細型態，且過濾裝置50是成對稱的，過濾裝置50可只以兩種模式之其一模式套合在柱18上，其一模式顯示在圖2，而另一模式是經180°旋轉。在所示實施例中，一墊片40被用以提供該過濾裝置50及構件12之間的液體密封。也可使用其他的密封機構，例如O型環或客製化的超模製密封件，包括面軸封、彈簧型密封件等。這些超模製密封件可以是一體模壓的。
現參見圖3，其顯示一適合使用在特定實施例內的過濾裝置50。過濾裝置50是美國公告號2009/0078638所描述者。該公告案的揭示內容特併此參考。裝置50包括一可接納未經過濾的試樣的試樣貯器11，和第一及第二薄膜12A和12B，各配置於裝置50的側壁上。界定一完全填塞體積的保留室14設於薄膜12A及12B下方。一大致成弧狀，且從裝置的底部周邊向外突出的收集尖端30可設置成將該完全填塞體積局限在裝置的中心線處，且隨後可減少完全填塞體積在離心作用下轉向角度改變時的變化性。較佳者，裝置50是由固體材料製成，其不透水、具有低蛋白質結合特性、足夠強大以承受在 離心作用期間施加的引力(Gs)。適當的材料包括丙烯酸、CYROLITE G20 HiFlo樹脂、ESTAR HN631樹脂和KRATON聚合物。側板可由一透徹的塑膠材料製成，使得作業員或使用者可觀察裝置的內部空腔，以便確定過濾程序之前及之後的流體水位。每一側板各包括一暗渠支撐件，可支撐薄膜且提供與保留室14之間的流體連通。暗渠支撐件例如可包括一系列相間隔開的縱向溝槽、通道或表面結構，位於薄膜下方，以在濾液通過薄膜時將其捕捉，並且將其引導向排洩孔及進入一接納藥水瓶內。每一薄膜被密封至一個別的側板，使得只有通過薄膜的流體可以經位於側板內的裝置排洩孔流出。在特定實施例中，每一薄膜12A、12B與個別的暗渠支撐件一起延伸，且被密封至暗渠支撐件。暗渠的型態其意圖是用以支撐薄膜，並且使其盡可能的平坦，同時在薄膜下方提供足夠的敞口空間，以允許流體流動和通過裝置的排洩孔18。較佳者，將流體阻力盡可能的保持低。
適當的薄膜包括微孔及超微孔薄膜，後者適用於超過濾。再生纖維素超過濾薄膜(例如由麻州貝德福市的毫孔(米利波爾)公司所生產的「Ultracel Amicon YM」及「Ultracel PL」薄膜)對於欲對極度稀釋或疏水性的試樣液體加以濃縮或脫鹽的裝置而言，是特別適當的。使用具有「緊密」微結構的親水性薄膜可促進優異的固持性，而對蛋白質、DNA、及其他巨分子只有低吸附力。而聚醚超過濾薄膜(例如也是由毫孔公司所生產的「Amicon PM」及「Biomax PB」)或其他具有「敞口」微結構而適 合快速分離的類似薄膜，對於欲對較濃縮的試樣液體，例如血清、血漿及制約組織培養加以濃縮或脫鹽的裝置而言，是較適合的。
較佳者，每一薄膜12A、12B係相對於裝置10的縱向中心線形成一小角度，使得每一薄膜的頂部是與縱向中心線間隔開一比薄膜的底部為大的距離。形成一漏斗狀型態。如此設置每一薄膜可在離心作用期間獲得切向流效應的優點。經發現大於約0°及小於約5°，較佳者是約3°的角度是適當的。
每一側板包括一個或多個的排洩孔18(圖2)，與保留室14成流體連通，且使得濾液可通過裝置外殼，而收集在另一個外殼內供使用。每一個排洩孔18較佳者是位於個別暗渠溝槽或通道的底部，且較佳者是具有實質上圓形的橫截面。排洩孔應與側板的側緣相距一足夠的距離，使得在製造該裝置而使用熱封作業時，排洩孔不致因而收縮或不良的改變。較佳者，排洩孔18是彼此相互等距間隔開，且是同直線的。
圖4顯示構件12，其中過濾裝置50是設於構件12的柱18上。墊片40可在過濾裝置50和柱18的凸緣19之間提供一密封界面。較佳者，構件12的桿23是定位在過濾裝置50的完全填塞體積內，其細節如下。
如圖5所示者，依據一特定實施例，可設置任選的(非必須的)組件支持座60，在此，有鑑於離心力一般上會施加在組合件上，故如何使構件12與過濾裝置50保持連接是相當重要的課題。在特定實施例中，支持座60可與 構件12以相同的材料製成，且包括一圓柱形上頂固持套筒62，建構成可接納構件12的貯器14。一徑向向外延伸的上方環形凸緣6可容納構件12的環形凸緣16。依據一特定實施例，固持套筒62的底部63是成截頭圓錐形，以接納具相似形狀的貯器14底部。一位於底部63中央的孔導向具有一口徑的軸向延伸的圓柱形柱64。該口徑被形成可接納過濾裝置50，使得過濾裝置50的一下方部分由該口徑軸向向外突出(圖6)。
為例如離心作用組裝構件時，可將過濾裝置50插至構件12的柱18上，然後插入支持座60內。然後將該組合件安置在一習知的離心管70(例如15或50 ml者)，離心管70具有一外徑，使得凸緣61可座落在管70的上表面(圖6)。然後將蓋帽72螺旋至管上，或者是將它連接以將組合件牢固在管中。在任選的支持座60被省略的情形中，構件12的凸緣16是座落在管70的上表面。
對於大部分的純化及IP規程/作業而言，結合及洗滌步驟可在過濾裝置是從柱22分開的情形下執行。過濾裝置然後可連接至柱22，而蛋白質透過離心作用直接從裝置溶析出。在未結合部分是有受關注的試樣的情形下，過濾裝置可從程序的初始就維持連接至柱22。
在特定實施例中，媒介柱30將媒介，較佳者為珠粒，集中進入一柱，如層析柱內。此產生一填充床，其中流體被驅動通過該床，使得移動(流通)及不動(媒介)階段之間的相互作用的可能性大增。此將促進較有效的結合、洗滌及溶析。事實上，洗滌及溶析步驟的數量可 從三減少到一，只需極少或並不需要結合(培養)時間。回收的蛋白質在只使用單一濃縮步驟時顯示會增加其活動性。當需要結合(培養)時，玻璃料31最好是疏水性玻璃料，其可抑制試樣流通玻璃料，因此可拉長培養時間，直到其被離心化而開始流動為止。舉例言之，包含疏水性材料的玻璃料可在不需滴下物的情形下，促使瓊脂糖在磁性珠粒溶液內被培，並且當承受約100至約700 G之間的離心引力作用時，可允許濾液通入接納管內。適當的材料包括由保力(Porex)公司製造的燒結聚丙烯，及由費陀那(Filtronna)公司製造，經表面塗佈處理(如氟化等離子處理)的細絲擠壓的聚丙烯。當例如為了緩衝劑交換及濃縮而不需結合時，組合件可省略媒介。玻璃料(媒介固持結構)也是可被省略的，然而由於它不會干涉到緩衝劑交換，如果想要的話，它可被留在裝置內。
與習知方法相較，柱22具翼片的下方部分促使新鮮的緩衝劑溶液較有效的被交換。雖然本發明不受任何理論約束，本人深信其是基於完全過濾原則(diafiltration principle)來作用。交換柱及過濾裝置之間的相匹配輪廓，促使新鮮的緩衝劑合宜的流動通過系統。依據特定實施例，翼片結構較佳者是將過濾裝置內大部分未使用的空腔空間加以填充，且將試樣容積保持在出口孔24附近。由於在柱22內的新鮮緩衝劑和在過濾裝置內的試樣在離心作用期間是靜態平衡的，當新鮮緩衝劑的水頭高度降低時，在有大量的新鮮緩衝劑沖洗通過的情形下，任何特定時間內離開系統的試樣容積是小的。此即可形 成高效益。如可見於圖10者，面向薄膜12A的翼片表面(及面向薄膜12B的翼片表面)之間的偏位「A」大於面向過濾裝置的表面(此處沒有薄膜，例如在81A及81B處)的翼片表面之間的偏位「B」，使得翼片不會堵塞薄膜的一部分，如有，可能會堵塞通過薄膜的流動。在一實施例中，面向每一薄膜表面的翼片表面之間的偏位「A」大約是介於0.005英寸至約0.02英寸之間，較佳者為0.020英寸。面向過濾裝置的表面(此處沒有薄膜)的每一翼片表面之間的偏位「B」大約是介於0.020英寸至約0.005英寸之間，較佳者為約0.005英寸。在優化薄膜流動特性的同時，試樣容積的合宜數量應最小化(以優化交換率)。翼片的輪廓有助於在薄膜及翼片的有效面積之間找到流體，且將在不活動薄膜區域和翼片之間的流體容量減到最小。
此外，藉將桿23設置在過濾裝置的完全填塞體積內，可強化混合，防止變性結球的發生，及防止蛋白質的乾化，因為新鮮的緩衝劑總恒透過緩衝劑交換柱被提供。可達成緩衝劑溶液較有效的混合，因為在完全填塞體積的流體空間內形成有一控制容積。在此控制容積內存在有一穩定的流動系統。從貯器14來的緩衝劑溶液經排洩孔18進入，而混合溶液透過排洩孔18流出。在此控制容積內，由尖端23出來的緩衝劑溶液流產生並且維持一渦旋混合流。此渦旋流是使得緩衝劑溶液及試樣流體間較有效混合的因素。如可見於圖7者，在離心作用期間，當交換裝置的尖端23浸泡近乎抵達過濾裝置50 的試樣容積室的底部時(不可接觸底部表面，因為可能會堵塞出口孔而阻礙外流)，最佳和有效的緩衝劑交換即可達成。
依據特定實施例，使尖端23和過濾裝置50之間可相對運動有額外的好處，例如可在離心作用期間，一旦緩衝劑交換完成之後，即透過從試樣中提起交換裝置的尖端23來提供該相對運動，如圖8所示者。此可減少由於材料的表面張力致使試樣依附在尖端的外及內表面上所導致的試樣潛在損失。尖端及過濾裝置之間的相對運動可藉由機械手段達成，例如藉有形的檔止、或者透過自動作動結構，在承受離心壓力差時可移除尖端與捕獲的目標物間的接合，進而優化試樣的回收。
提供例如圖11所示的可縮回的尖端設計可幫助減少累積在尖端的內部浸濕口徑及外表面上的試樣溶液損失。在最初階段時，一濃縮的蛋白質試樣溶液已經是累積在過濾裝置50的底部。此時添加緩衝劑交換溶液至貯器14內，允許其通過一玻璃料材料並且進入過濾裝置內。在離心自轉作業時，緩衝劑交換溶液即進入過濾裝置50內，並在那裡發生混合。此混合使得鹽濃縮蛋白質試樣被緩衝劑交換溶液所稀釋。當自轉完成之後，尖端23的末端仍然可能延伸在濃縮試樣的容積內。浸入尖端末梢的內徑，以及塗佈在尖端外壁表面上的少量試樣可能多達5或者6μL。最成功的混合的發生是因為尖端末端浸入濃縮的試樣容積之故。
此外，也可選擇執行次要旋轉作業來去除這5到6μL 的溶液損失。此可包括停止離心作用，及使用一機械機構以將整體貯器舉離試樣容積達0.100英寸的距離。但是非必要時，不使用次要旋轉作業。
相反的，如圖11-13所顯示的可縮回尖端設計，在離心作用抵自轉速度時，能夠促使尖端因G力(重心引力)的關係而插入試樣容積內，而當離心作用降速抵零速度時，可彈性的從試樣容積抽回。G力將尖端23拉入過濾裝置50的試樣容積的底部內，且促動所需最有效的混合行為，以在單一自轉/旋轉作業下，達成緩衝劑溶液最有效的稀釋。所有緩衝劑交換溶液通過裝置後，在單一自轉/旋轉作業期間減少的流體靜壓力及減少的G力，可促使尖端23從試樣容積抽回。抽回的尖端使得任何殘餘在尖端的內徑及尖端的外表面上的流體可脫出。
圖11範例性的顯示單件貯器14及尖端23如何建構成在旋轉之前具有縮短的長度，以及在旋轉時具增加的長度。此延長(增長)可藉透過模塑，或者例如將一個或多個的旋圈90例如1到5個(圖中顯示3個)構築在由彈性材料製成、界定柱22的變薄壁部上，形成一手風琴型態而達成。一種適當的材料是注入模造的矽膠，可延長高達50%到200%而不致破裂。其他適當的材料可包括聚氨酯及其他熱可塑性塑膠，且應該有足夠低的非特定的蛋白質結合功效者。
如果裝置的貯器部分需要有更大的剛度，可將彈性旋圈90模製到由聚丙烯或者類似材料製成的預模製貯器的末端。
圖12顯示一種更簡單的設計例子，其中柱22包括一平直且變薄的壁部91。此實施例不採用複數旋圈。較薄的壁允許G力在離心作用期間沿柱22的軸向長度延伸。適當的薄壁厚度包括約0.015到約0.040英寸之間的範圍。
圖13顯示一超模壓(over mold)設計的例子。先將藉剖面線顯示的貯器預模製。使用一透明或者實際上清澈的彈性材料，例如液體注入模造(LIM)矽膠、熱可塑性彈性體或類似材料，將柱22超模壓到貯器上。適當的材料應該有非特定的蛋白質結合效能，而不致損及所需的試樣蛋白質的回收。
依據一特定實施例，試樣的滯留容積可更進一步的減少，方式是例如藉在柱及/或尖端的外表面上設置一粗糙及具刻紋的表面，以減少送料管柱22及/或尖端23外表面上存在的潤濕表面。具刻紋的表面可包括表面突點(小凸塊)，直徑至少大約為10μ，高度約為10μ。這些表面突點可藉使用一低表面能量材料、例如聚丙烯、聚乙烯、PTFE或類似物等模壓入一裝置內。這些突點形成一表面面貌，顯著的減少裝置表面的潤濕表面。只有突點的最高點是接觸試樣流體，且被流體股流所潤濕的。底谷或槽未被潤濕，且被一薄氣體界面層(一般上是空氣)所覆蓋。這可顯著的減少試樣由於潤濕特性(疏水性特性)所導致的損失。此亦可顯著的減少由於試樣流體非特定蛋白質的結合所導致的試樣損失的機率。低表面能量材料及粗糙表面輪廓的組合產生了所謂的蓮花效應(lotus effect)，有助於減少滯留在流體表面的相關的試樣損失、及減少低含量、高蛋白質部分的不良結合。
在將表面突點模壓入一裝置可能太難或者不能實行的情形中，可將相同的表面22和23塗上矽溶劑乳化液，以使裝置的表面能量減到最小，或者對表面22和23施以等離子處理。
若需要最大化的試樣回收(特別是高價值的試樣溶液)，則可將由於滯留容積及非特定蛋白質的結合所致的試樣損失減到最小。由於蛋白質試樣的容積變得更小，因滯留在裝置內所致的不期望的試樣損失就非常重要了。依據一特定實施例，具有一偏壓構件或隔膜的隔膜蓋帽可設於裝置內，以減少累積在例如送料管的浸濕口徑上的試樣溶液損失。例如，離心作用完成之後，小量的試樣可能透過毛細作用被帶入送料管末端的內部口徑內。這小量的試樣或滯留容積可能高達5或10μl。此滯留容積的一部分或全部可透過作動該偏壓構件，在裝置內產生壓力，以迫使此滯留容積流出裝置，進而將此滯留容積自裝置的內部口徑上移除。
圖15和16顯示一可在特定實施例中附加，較佳者為鉸接至貯器/交換構件12的隔膜蓋帽300。較佳者，隔膜蓋帽300不會與裝置的蓋帽72相干涉。在特定實施例，隔膜蓋帽300包括一周邊301和一偏壓區302，偏壓區302由周邊301徑向向內的設置。偏壓區302藉由肩部303減縮，且包括一孔320，供空氣漏出。在特定實施例中，隔膜蓋帽300一般上是圓形的，周邊301是 一環狀環，而偏壓區也是圓形，且具有一與構件12試樣貯器14的入口內徑相對應的直徑(例如在凸緣16的位置)。因此偏壓區302的尺寸使得其外部周邊可密封性的接合構件12的內壁，如可見於圖17者。
如圖18所示，在一特定實施例中，貯器/交換構件12的凸緣16的頂部表面包括有一蓋帽接納部305。蓋帽接納部由凸緣16頂部表面的剩餘部分稍微軸向的凹陷，且具有一超越凸緣16頂部表面的剩餘部分延伸向上的按鈕306。按鈕306的形狀與一位於蓋帽300周邊301內的孔307的形狀相對應。該孔307是形成在由周邊301的剩餘部分稍微軸向凹入的周邊部分308內(約是肩部311、312的高度)(見圖16)。第二孔313是由周邊部分308徑向向內的被界定(如圖16和17所示)。在一特定實施例中，按鈕306的頂部表面316比孔307的寬度為寬(如圖19及21所清楚顯示者)，因此可抑制蓋帽300不經意的從貯器/交換構件12脫離。
凸緣16也包含一徑向的凹陷區307，建構和定位成可配合一在隔膜蓋帽300上的軸向延伸垂片309，以允許蓋帽300嵌入構件12內。因此，當隔膜蓋帽300在圖17所示的關閉位置時，軸向延伸的垂片309是定位在凸緣16的凹陷區307內。在特定實施例中，徑向的凹陷區307是定位在蓋帽接納部305的對面，且軸向延伸的垂片309也相同的定位在周邊部分308的對面。垂片309及凹陷區307的配合使得單手操作隔膜蓋帽成為可能。例如，使用者能在拿住該裝置的同時，使隔膜蓋帽由關 閉位置移動至打開位置，其作法是只要簡單的將拇指的上部置於垂片的底部自由端，然後將其向上舉起，直到它從凹陷區307釋放為止。
圖20和21顯示在打開位置的隔膜蓋帽20。在打開位置時，隔膜蓋帽300仍然透過按鈕306連接至凸緣16。孔313界定一徑向軸線，蓋帽300可以沿該軸線在該打開位置及關閉位置之間樞轉，因此而界定一活絞鏈。圖22顯示具有一較大過濾器，例如15 ml的過濾器50’的實施例分解圖。此實施例不採用一組件支持座，雖然其是可存在的。
偏壓構件或隔膜302是由可變形的撓性材料做成，因此當隔膜蓋帽定位在它的關閉位置時，容易例如透過使用者食指使其軸加偏斜。以這種方法作動構件302會在裝置內產生一力量，將滯留在送料管內部空腔及末稍管內的流體撤出，進而減少或消除滯留容積。
隔膜蓋帽300可在具有或沒有螺紋蓋帽70的情形下允許裝置組合件進行離心作用。
隔膜或偏壓構件可以是彈性體或熱可塑性材料。
例子1-親和力衰竭(Affinity Depletion)
在此規程中，試樣的主要污染物是選擇性的連結至媒介，而所需的構件是停留在溶液中。在結合步驟完成之後，將溶液做進一步的分析。
將結合蛋白素及IgG兩者的珠粒添加到經完成組裝的結合、洗滌、溶析及濃縮(BWEC)裝置內(例如見圖9)。然後添加一血清試樣及允許其與珠粒相互作用，珠粒透 過與固化的反蛋白素抗體及固化的蛋白質A相互作用，將蛋白素及IgG吸附到其表面上，而選擇性的從試樣中移除蛋白素及IgG。在培育步驟之後，透過離心作用將珠粒自液體內的未結合成分分離。珠粒被BWEC裝置內的玻璃料所固持，而包含分析物及所需生物標記的溶液通至下方的室內。該室可以是一試管，或是一過濾裝置，例如「Amicon Ultra-0.5」離心過濾單元，該離心過濾單元的優點是，試樣內的蛋白質生物標記可在珠粒被移除時在同一離心步驟下被濃縮。這對於親和力衰竭而言是特別顯著的。因為血清試樣在珠粒培育之前一般上需要10倍(fold)的稀釋，因為待移除的蛋白素及IgG的濃度非常高，並且需要接觸大量的珠粒以完成完全的移除。一旦豐富的蛋白質從被稀釋的試樣移除後，只需將剩餘的所需目標物加以濃縮即可。因此珠粒移除/分離步驟及試樣濃縮步驟的結合可減少工作流程所需要的處理程序。
例子2-親和力純化(Affinity Purification)
此處揭示親和力珠粒如何用以純化所需分析物的典型例子。在此情形中，珠粒被用以選擇性的結合目標物，污染物被洗滌，然後所需的分析物透過改變緩衝劑系統藉由珠粒溶析出。
將充填有銅的固定化金屬親合性層析法(IMAC)珠粒與一包含連接至6X His親和力純化標記(affinity purification tag)的融合蛋白質的試樣一起被裝進BWEC裝置。已知6X His標記可結合充填有銅的IMAC珠粒 (a.k.a.his tag beads)。一旦結合完成後，將裝置離心化以將殘餘在溶液裡的污染物加以移除，而珠粒是被玻璃料固持在裝置內。珠粒可藉額外填充的緩衝劑加以洗滌，以獲得較乾淨的純化。不過，最初的分離及洗滌是在沒有過濾裝置(例如沒有Amicon Ultra-0.5 ml裝置)的情形下完成的，且未結合的溶液及洗滌液是當作費棄物被收集在離心管的底部。一旦洗滌完成之後，過濾裝置(例如Amicon Ultra-0.5 ml裝置)即被連接至BWEC裝置的出口，並加入一可將目標物自珠粒解離的溶析緩衝劑(elution buffer)。然後該純化的目標物在單一自轉作業下被收集及濃縮在過濾裝置內，而不需額外的移轉步驟。
例子3-緩衝劑交換
例子1和2只利用BWEC裝置的珠粒處理功能的優點。以下描述的是緩衝劑的交換能力。超過濾裝置早被用於緩衝劑交換。這可簡單的透過濃縮試樣(例如10倍，由500μl到50μl)，然後以新的緩衝劑稀釋回到原始容積而完成。在單一步驟中，這將導致大約10倍或90%的緩衝劑交換。對於應為99.9%緩衝劑交換的合宜條件而言，這是不足夠的；而需一典型的超過濾裝置，例如Amicon Ultra-0.5裝置另執行3個獨立的自轉。此外，如果欲圖簡單的以單一自轉作業對此範例的1.5 ml整體容積的試樣加以稀釋，其效果(=96.7%)將不如以每次為0.5 ml進行3次的自轉(=99.9%)。雖然96.7%看起來像接近99.9%，但事實上有多於33倍的剩餘緩衝劑在試樣中交換至96.7%。單一自轉成功的關鍵在於緩慢的將新的緩 衝劑加入試樣內來混合，而不是以單次大量的稀釋。
首先將一包含有疊氮(azide)或其他不良緩衝劑或鹽的蛋白質/DNA試樣加入經完全組裝的裝置(BWEC加上過濾裝置，例如Amicon Ultra-0.5)內。其後將其離心化及濃縮成50ul。下一步是將1.5 ml的新緩衝劑加入該裝置內，再次將其離心化。該裝置緩慢的將新的緩衝劑加入試樣內，沖洗出舊的不良緩衝劑，使得濃縮的試樣留在新的緩衝劑裡。
例子4-親和力純化與緩衝劑交換的組合
當經親和力純化或衰竭的試樣，除了濃縮之外也需緩衝劑交換時，可簡單的藉將純化步驟與緩衝劑交換相結合即可達成。
將IMAC珠粒伴與一包含有聯結至6X His的融合蛋白質一起裝進BWEC裝置內。一旦結合完成之後，將該裝置離心化以移除殘餘在溶液內的污染物，而珠粒則是被玻璃料固持在裝置內。可藉額外裝入的緩衝劑來洗滌珠粒以得到一較乾淨的純化。一旦洗滌完成之後，將過濾裝置(例如Amicon Ultra-0.5裝置)連接至BWEC裝置的出口，然後添加一溶析緩衝劑，以從珠粒解離出目標物。然後該純化的目標物在單一自轉作業下被收集及濃縮在過濾裝置內，而不需額外的移轉步驟。如欲移除一般上使用在溶析緩衝劑內的聚咪唑(imidazole)，可添加1.5 ml的PBS到裝置內，且再次旋轉之。PBS不會對珠粒造成影響，反之亦然。PBS將會緩慢的進入先前經溶析的試樣，沖洗出聚咪唑，並替換以PBS。
例子5-滯留容積
滯留容積是藉結合-洗滌-溶析-濃縮(BWEC)裝置及隔膜蓋帽來評估。先以1.5 ml的BSA(1 mg/ml PBS)預洗滌該等裝置，以4000 xg為時2分鐘，然後將0.5 ml的BSA(1 mg/ml PBS)添加到每個經組裝上0.5 μm過濾器裝置(AMICON ULTRA 0.5 ml 10K，由EMD米利波爾公司所生產)的裝置內，隨後施以4000 xg的離心作用達15分鐘。依據裝置在作動隔膜之前及之後的重量差來計算滯留容積。圖26顯示所得到的結果，結果顯示與不具有隔膜的情形相比較，隔膜的作動所導致的試樣回收會多上1.5 μl。
例子6
在此以緩衝劑交換來評估結合-洗滌-溶析(BWE)裝置。將50 μl的10 mM Tris，pH 7.5，1 M NaCl分配到一過濾器裝置(AMICON ULTRA 0.5 ml 10K，由EMD米利波爾公司所生產)內及組裝進交換管內，且在將1.5 ml的10 mM Tris，pH 7.5添加到交換管後，施以4000 xg的離心作用達15分鐘。殘留物藉在1000 xg下逆旋轉2分鐘來收集，而最終容積是藉10 mM Tris調整至100 μl。傳導性是在加入4.9 ml的Milli-Q水之後測量之。為進行3次旋轉控制，緩衝劑的交換是藉以0.5 ml連續3次的洗滌來執行。圖27顯示儘管只有單一自轉/旋轉，結合-洗滌-溶析的功效相當於3次旋轉方法者。
12‧‧‧貯器/交換構件
12A‧‧‧第一薄膜
12B‧‧‧第二薄膜
14‧‧‧貯器
14’、14”‧‧‧貯器
16‧‧‧環形凸緣
18‧‧‧柱
18A‧‧‧柱
18B‧‧‧柱
18C‧‧‧柱
18D‧‧‧柱
19‧‧‧環形凸緣
20‧‧‧媒介
21‧‧‧減小的部分
22‧‧‧柱的區域
22a‧‧‧上方部分
22b‧‧‧下方部分
22c‧‧‧逐漸尖細部分
23‧‧‧桿
24‧‧‧底端
30‧‧‧媒介
31‧‧‧多孔玻璃料
31a‧‧‧固持結構
40‧‧‧墊片
50‧‧‧過濾裝置
60‧‧‧組件支持座
61‧‧‧凸緣
62‧‧‧固持套筒
63‧‧‧固持套筒的底部
64‧‧‧圓柱形柱
70‧‧‧離心管
72‧‧‧蓋帽
90‧‧‧旋圈
91‧‧‧變薄的壁部
114‧‧‧下方部分
118‧‧‧螺紋部分
145‧‧‧內部溝槽
146‧‧‧流出口
300‧‧‧隔膜蓋帽
301‧‧‧周邊
302‧‧‧偏壓區
303‧‧‧肩部
305‧‧‧蓋帽接納部
306‧‧‧按鈕
307‧‧‧孔
308‧‧‧周邊部分
309‧‧‧軸向延伸垂片
311‧‧‧肩部
312‧‧‧肩部
313‧‧‧第二孔
316‧‧‧按鈕的頂部表面
320‧‧‧孔
圖1是依據一特定實施例的貯器/交換構件的橫截 面立體圖。
圖1B是依據一特定實施例、包含一預填充珠粒柱的貯器/交換構件的橫截面立體圖。
圖2是依據一特定實施例的貯器/交換構件及過濾裝置的分解圖。
圖3是成垂直座向，依據一特定實施例的過濾裝置的橫截面側視圖。
圖4是依據一特定實施例的貯器/交換構件及設於其內的過濾裝置的橫截面立體圖。
圖5是依據一特定實施例的貯器/交換構件、過濾裝置、任選的組件支持座、離心管及蓋帽的分解圖。
圖6是依據一特定實施例的組合件的橫截面視圖，該組合件具有一貯器/交換構件、過濾裝置、組件支持座、離心管及蓋帽。
圖7是依據一特定實施例的組合件的橫截面視圖，該組合件具有一貯器/交換構件、過濾裝置、組件支持座、離心管及蓋帽，該圖顯示貯器/交換構件的尖端設於該過濾裝置的完全填塞體積區域內。
圖8是依據一特定實施例的組合件的橫截面視圖，該組合件具有一貯器/交換構件、過濾裝置、組件支持座、離心管及蓋帽，該圖顯示貯器/交換構件的尖端經自該過濾裝置的完全填塞體積區域提起離開。
圖9是依據一特定實施例的結合、洗滌、溶析及濃度裝置的分解透視圖。
圖10是一橫截面視圖，顯示依據特定實施例的交換 構件在過濾裝置中所佔據的容積。
圖11是依據一特定實施例的貯器/交換構件的橫截面視圖，其具有一包含旋圈的部分，以允許在離心作用期間的軸向運動。
圖12是依據一特定實施例的貯器/交換構件的橫截面視圖，其具有一變薄壁部，以允許在離心作用期間的軸向運動。
圖13是依據一特定實施例的貯器/交換構件的橫截面視圖，其具有一模製的變薄壁部，以允許在離心作用期間的軸向運動。
圖14是一貯器/交換構件的圖式，顯示模製突點在柱的外表面上的位置，及分解細節，顯示潤濕表面及氣體界面層的橫截面。
圖15是依據特定實施例的隔膜蓋帽的立體底視圖。
圖16是依據特定實施例的圖15所示隔膜蓋帽的俯視立體圖。
圖17是依據一特定實施例、具有圖15所示隔膜蓋帽的貯器/交換構件的橫截面視圖。
圖18是依據一特定實施例、具有一經修飾的凸緣以容納圖15所示隔膜蓋帽的貯器/交換構件的俯視立體圖。
圖19是依據一特定實施例、具有一隔膜蓋帽之組合件的橫截面視圖。
圖20是一貯器/交換裝置的俯視立體圖，顯示在打開位置的附加隔膜蓋帽。
圖21是一貯器/交換裝置的側視圖，顯示在打開位置的附加隔膜蓋帽。
圖22是依據一特定實施例的貯器/交換裝置的分解圖，該貯器/交換裝置具有一隔膜及15 ml過濾器。
圖23是依據第一替代實施例的貯器-交換裝置的立體圖。
圖24是依據第二替代實施例的貯器-交換裝置的立體圖。
圖25是依據第三替代實施例的貯器-交換裝置的立體圖。
圖26是一圖表，顯示依據特定實施例的，具有或沒有隔膜的裝置的滯留容積。
圖27是一圖表，將三旋轉程序與依據特定實施例的結合-洗滌-溶析程序做一比較。
12‧‧‧貯器/交換構件
14‧‧‧貯器
16‧‧‧環形凸緣
18‧‧‧柱
19‧‧‧環形凸緣
20‧‧‧固持區域
21‧‧‧減小的部分
22‧‧‧柱的區域
22a‧‧‧上方部分
22b‧‧‧下方部分
22c‧‧‧逐漸尖細部分
23‧‧‧桿
24‧‧‧底端
30‧‧‧媒介
31‧‧‧多孔玻璃料

Claims (14)

  1. 一種試樣準備裝置，包含一貯器/交換構件，該貯器/交換構件具有一試樣貯器、一由該貯器以軸向延伸而出的柱、及一與該試樣貯器間隔開且成流體連通的出口、及一連接至該貯器/交換構件的過濾裝置，該過濾裝置包含一濾液室、一個或多個相隔開的薄膜密封的設於該試樣貯器及該濾液室之間、一界定位於該等薄膜下方之完全填塞體積的保留室，其中該貯器/交換構件的該出口係設於該完全填塞體積內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的試樣準備裝置，更包含一組件支持座，其包含一建構以容納該試樣貯器的固持套筒，及一導向一軸向延伸柱的孔，該軸向延伸柱具有一口徑，建構以容納該過濾裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的試樣準備裝置，其中該出口包含一孔，位於由該柱軸向延伸出的一桿上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的試樣準備裝置，其中該桿係在該完全填塞體積內軸向延伸及軸向縮回。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的試樣準備裝置，其中該桿之一端藉該貯器固定，且包含一在該完全填塞體積內軸向延伸及軸向縮回的彈性超模壓部分。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的試樣準備裝置，其中該桿包含一個或多個旋圈，使得其在該完全填塞體積內軸向延伸及軸向縮回。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的試樣準備裝置，其中該過濾裝置包含兩個隔開的薄膜，且在該等隔開的薄膜 之間具有一容積，且其中該柱包含一被建構成佔據該容積的室，使得該室從各薄膜成偏向。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的試樣準備裝置，其中該柱的室朝向該出口成徑向向內逐漸尖細。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的試樣準備裝置，另包含一隔膜蓋帽，包含一設於該貯器/交換構件內的偏壓構件。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的試樣準備裝置，其中該柱包含層析媒介。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的試樣準備裝置，其中該柱包含一玻璃料。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的試樣準備裝置，其中該玻璃料包含疏水性材料。
  13. 一種試樣的準備方法，包括提供一試樣準備裝置的步驟，該試樣準備裝置包含一貯器/交換構件，其具有一試樣貯器、一由該貯器軸向延伸出的柱、該柱容納介質、及一與該試樣貯器間隔開且成流體連通的出口、及一連接至該貯器/交換構件的過濾裝置，該過濾裝置包含一濾液室、一個或多個密封的設於該試樣貯器及該濾液室之間的相隔開的薄膜、一界定位於該等薄膜下方的完全填塞體積的保留室；選擇性的將一目標物結合至該媒介、洗滌與該媒介相連結的該試樣以移除污染物，及藉由單一步驟施加離心力，以從該媒介溶析該目標物進入該過濾裝置內的步驟。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的方法，另包含在該貯器/交換構件內提供一偏壓構件，及藉軸向移動該偏壓構件來減少該試樣在該裝置內的任何滯留容積的步驟。
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