TWI804695B - 環境中微生物或生物分子收集系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種環境中微生物或生物分子收集方法包含：利用一可磁吸載體配置數個磁珠，以形成一磁珠吸附載體；將該可磁吸載體及其磁珠置於一環境中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個微生物或生物分子吸附磁珠；將數個該微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下；及自數個該微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。

Description

環境中微生物或生物分子收集系統及其方法

本發明係關於一種環境〔environment〕中微生物〔microorganism〕或生物分子〔biomolecule〕收集系統及其方法；特別是關於一種可攜式〔portable〕環境中微生物或生物分子收集系統及其方法。

舉例而言，習用磁珠式檢體分離技術及其裝置，例如：中華民國專利公告第TW-I296713號之〝磁珠式檢體分離裝置〞發明專利，其揭示一種磁珠式檢體分離裝置。該磁珠式檢體分離裝置包含一本體、一第一反應槽、一第二反應槽、一第三反應槽、一第一微流道及一第二微流道。該第一反應槽、第二反應槽、第三反應槽、第一微流道及第二微流道設置於該本體內。

承上，前述第TW-I296713號注入一混合液至該第一反應槽，且該混合液包含數個磁珠及一檢體萃取物，且該檢體萃取物結合於該些磁珠。注入一清洗緩衝液〔washing buffer〕至該第二反應槽，並注入一分離緩衝液〔elution buffer〕至該第三反應槽第三反應槽，且該第二反應槽位於該第一反應槽及該第三反應槽之間。該第一微流道連通該第一反應槽及該第二反應槽，而該第二微流道連通該第二反應槽及該第三反應槽。

承上，前述第TW-I296713號之該磁珠由一磁力帶動自該第一反應槽經由該第一微流道移動至該第二反 應槽，以便該清洗緩衝液清洗該磁珠。該磁珠再由該磁力帶動自該第二反應槽經由該第二微流道移動至該第三反應槽，以便該分離緩衝液分離該磁珠及檢體萃取物。

然而，前述第TW-I296713號之該磁珠式檢體分離裝置之本體、第一反應槽、第二反應槽、第三反應槽、第一微流道及第二微流道之構造僅單純適用於一般磁珠式檢體分離技術而已，因此其並不適合應用於環境中微生物或生物分子收集技術。

另一習用生物分子實驗用試管型微量磁珠固定技術及其裝置，例如：中華民國專利公告第TW-M536587號之〝試管型微量磁珠固定裝置〞新型專利，其揭示一種試管型微量磁珠固定裝置。該試管型微量磁珠固定裝置包含一上座、一下座、一中柱、一環型磁鐵及二環圈。

承上，前述第TW-M536587號之該上座呈一盤狀，而該上座之外環周圍設有數個固定孔，且該固定孔貫穿於該上座，且數個該固定孔可供分別插置一試管，且該上座之底面設有一上座凹槽。

承上，前述第TW-M536587號之該下座呈一盤狀，而該下座之外環周圍設有數個固定槽，且該固定孔對應於該固定槽，且數個該固定槽可供分別插置後之該試管抵靠，且該下座之頂面設有一下座凹槽，且該上座凹槽對應於該下座凹槽。

承上，前述第TW-M536587號之該中柱設置於該上座及下座之間，並將該中柱之上端面及下端面分別抵靠於該上座之槽及下座之槽中。該環型磁鐵套設於該中柱上，而該二環圈套設於該中柱上，且分別位於該上座與該環型磁鐵之間，以及該下座與該環型磁鐵之間。

然而，前述第TW-M536587號之該試管型微量磁珠固定裝置之上座、下座、中柱、環型磁鐵及環圈之構 造僅單純適用於一般生物分子實驗用試管型微量磁珠固定技術而已，因此其並不適合應用於環境中微生物或生物分子收集技術。

另一習用磁珠式檢體核酸萃取技術及其設備，例如：中華民國專利公告第TW-M445583號之〝磁珠式核酸萃取設備〞新型專利，其揭示一種磁珠式核酸萃取設備。該磁珠式核酸萃取設備包含一第一試管匣、一磁珠式檢體純化裝置、一偵測試管及一偵測裝置。

承上，前述第TW-M445583號之該第一試管匣具有數個試管，而該試管相鄰排列，且該試管用以容置數個磁珠及至少一檢體。該磁珠式檢體純化裝置用以對該檢體進行一分離程序及一萃取程序。該磁珠式檢體純化裝置包含一機架及一磁性控制裝置，而該機架承載該第一試管匣，且該磁性控制裝置提供一磁力帶動該磁珠之移動進行該萃取程序，以取得一萃取物。

承上，前述第TW-M445583號之該偵測試管用以容置該萃取物，而該偵測裝置包含一容置空間、一紫外光源及一感測單元，且該容置空間容置該偵測試管。該紫外光源輸出一光束，而該光束具有複數不同波長的紫外光，且將該光束投射至該偵測試管，且將該感測單元設置於該光束之行進路徑上，以接收通過該偵測試管內該萃取物之該光束。

然而，前述第TW-M445583號之該磁珠式核酸萃取設備之第一試管匣、磁珠式檢體純化裝置、偵測試管及偵測裝置之構造僅單純適用於一般生物分子實驗用試管型微量磁珠固定技術而已，因此其並不適合應用於環境中微生物或生物分子收集技術。

顯然，前述第TW-I296713號之該磁珠式檢體分離裝置、第TW-M536587號之該試管型微量磁珠固定裝 置及第TW-M445583號之該磁珠式核酸萃取設備必然存在需要進一步改良其整體技術之潛在需求。

前述中華民國專利第TW-I296713號、公告第TW-M536587號及公告第TW-M536587號之諸發明或新型專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供一種環境中微生物或生物分子收集系統及其方法，其利用一可磁吸載體配置數個磁珠，以形成一磁珠吸附載體，並將該可磁吸載體及其磁珠置於一環境中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個微生物或生物分子吸附磁珠，將數個該微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下，並自數個該微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本，以改善習用環境中微生物或生物分子收集的技術問題。

本發明較佳實施例之主要目的係提供一種環境中微生物或生物分子收集系統及其方法，其利用一可磁吸載體配置數個磁珠，以形成一磁珠吸附載體，並將該可磁吸載體及其磁珠置於一環境中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個微生物或生物分子吸附磁珠，將數個該微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下，並自數個該微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本，以達成自環境中微生物或生物分子收集之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統包含：

至少一可磁吸載體，其具有一可磁吸區；及

數個第一磁珠，其配置於該可磁吸載體之可磁 吸區，以形成一第一磁珠吸附載體；

其中將該可磁吸載體及其第一磁珠置於一環境中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸附磁珠，並將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下，且自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。

本發明另一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統包含：

至少一可磁吸載體，其具有一第一可磁吸區及一第二可磁吸區；

數個第一磁珠，其配置於該可磁吸載體之第一可磁吸區；及

數個第二磁珠，其配置於該可磁吸載體之第二可磁吸區，以便由該第一磁珠及第二磁珠形成一第一磁珠及第二磁珠吸附載體；

其中將該可磁吸載體、其第一磁珠及其第二磁珠置於一環境中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個第二微生物或生物分子吸附磁珠，並將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下，且自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。

本發明較佳實施例之該可磁吸載體選自一棒體、一片體、一球體、一橢圓球體、一塊體或其任意組合物。

本發明較佳實施例之該第一磁珠或第二磁珠選自一具化學修飾表面之磁珠。

本發明較佳實施例之該第一磁珠或第二磁珠之表面可吸附不同微生物或生物分子。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含：

利用一可磁吸載體配置數個第一磁珠，以形成一第一磁珠吸附載體；

將該可磁吸載體及其第一磁珠置於一環境中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸附磁珠；

將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下；及

自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。

本發明另一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含：

利用一可磁吸載體配置數個第一磁珠及數個第二磁珠，以便由該第一磁珠及第二磁珠形成一第一磁珠及第二磁珠吸附載體；

將該可磁吸載體、其第一磁珠及其第二磁珠置於一環境中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個第二微生物或生物分子吸附磁珠；

將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下；及

自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。

本發明較佳實施例之該可磁吸載體選自一棒 體、一片體、一球體、一橢圓球體、一塊體或其任意組合物。

本發明較佳實施例之該第一磁珠或第二磁珠選自一具化學修飾表面之磁珠。

本發明較佳實施例之該第一磁珠或第二磁珠之表面可吸附不同微生物或生物分子。

1‧‧‧可磁吸載體

10‧‧‧可磁吸區

1a‧‧‧可磁吸載體

11‧‧‧第一可磁吸區

12‧‧‧第二可磁吸區

2‧‧‧磁珠

2a‧‧‧第一磁珠

2b‧‧‧第二磁珠

3‧‧‧DNA

第1圖：本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統之示意圖。

第2圖：本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法之流程方塊圖。

第3圖：本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統之示意圖。

第4圖：本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法之流程方塊圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

首先，本發明較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統及其方法可適用於各種水域〔例如：淡水水域、河口水域、潮間帶或海洋水域〕或生態系統之微生物或生物分子收集作業或水質檢測作業、各種水產〔或海洋〕生物種苗養殖業或其相關水產〔或海洋〕生物種苗產業，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

舉例而言，本發明較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統及其方法採用技術名詞〝微生物〞定義包含病毒〔virus〕、細菌〔bacteria〕、真菌〔fungus〕或其它微生物；本發明較佳實施例之環境中微生物或生物 分子收集系統及其方法採用技術名詞〝生物分子〞定義包含DNA、RNA、蛋白質或其它生物分子，例如：生物大分子，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

第1圖揭示本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統之示意圖。請參照第1圖所示，舉例而言，本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統選擇包含至少一個或數個可磁吸載體〔magnetically attractable carrier〕1及數個磁珠〔magnetic beads〕2，以形成一可攜式微生物或生物分子收集系統，且另選擇包含一磁珠卸除裝置〔未繪示〕、一樣本溶出裝置〔未繪示〕或一具類似功能之裝置。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該可磁吸載體1具有至少一個或數個可磁吸區10，且至少一個或數個該可磁吸區10對應於數個該磁珠2。本發明另一較佳實施例之該可磁吸載體1選自一棒體、一片體、一球體、一橢圓球體〔橄欖球〕、一塊體、一任何幾何形狀之物體或其任意組合物。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該磁珠2可適當吸附配置於該可磁吸載體1之可磁吸區10。另外，該磁珠2選擇由適當材料〔例如：四氧化三鐵或其它磁性材料〕製成，而該磁珠2選擇具有適當大小尺寸之直徑，且該磁珠2具有適當外觀形狀，例如：不規則表面。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該磁珠2〔第1圖之示意框所示〕可選自一具化學修飾表面之磁珠，且該磁珠2之化學修飾表面選擇適當調控而其具有各種官能基，例如：胺基、羧基或羥基。如此，該磁珠2之表面可吸附不同微生物或生物分子，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

第2圖揭示本發明第一較佳實施例之環境中微 生物或生物分子收集方法之流程方塊圖，其對應適用於第1圖之環境中微生物或生物分子收集系統。請參照第1及2圖所示，本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含步驟S1：首先，舉例而言，以適當技術手段〔例如：磁吸方式〕利用該可磁吸載體1之可磁吸區10配置數個該磁珠2，以形成一磁珠吸附載體〔即磁珠已吸附載體〕。

請再參照第1及2圖所示，本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含步驟S2：接著，舉例而言，將該可磁吸載體1及其磁珠2以適當技術手段置於一環境〔例如：微生物或生物分子採樣作業環境〕中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個微生物或生物分子吸附磁珠。

請再參照第1及2圖所示，本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含步驟S3：接著，舉例而言，將數個該微生物或生物分子吸附磁珠以適當技術手段〔例如：以一磁座卸除裝置或一磁環卸除裝置之磁吸操作方式〕自該可磁吸載體1之可磁吸區10卸下〔releasing〕。

請再參照第1及2圖所示，本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含步驟S4：接著，舉例而言，以適當技術手段〔例如：採用裂解液、沖洗液及回溶液方式〕自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。

請再參照第1及2圖所示，本發明第一較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法可選擇採用一磁珠卸除管、一磁珠卸除桶、一磁珠卸除腔室或其任意組合體，且其可選自一自動化裝置、一半自動化裝置或一手動裝置。

第3圖揭示本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統之示意圖。請參照第3圖所示，舉例而言，相對於第一實施例，本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集系統包含一可磁吸載體1a、數個第一磁珠2a及數個第二磁珠2b，以形成一可攜式微生物或生物分子收集系統。

請再參照第3圖所示，舉例而言，該可磁吸載體1a具有至少一個或數個第一可磁吸區11及至少一個或數個第二可磁吸區12，而至少一個或數個該第一可磁吸區11對應於數個該第一磁珠2a，且至少一個或數個該第二可磁吸區12對應於數個該第二磁珠2b。

請再參照第3圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之該第一磁珠2a及第二磁珠2b之表面可選擇為可吸附不同微生物或生物分子，以形成一複合式環境中微生物或生物分子收集系統。

第4圖揭示本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法之流程方塊圖，其對應適用於第3圖之環境中微生物或生物分子收集系統。請參照第3及4圖所示，本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含步驟S1A：首先，舉例而言，以適當技術手段利用該可磁吸載體1a之第一可磁吸區11及第二可磁吸區12配置數個該第一磁珠2a及數個該第二磁珠2b，以便由該第一磁珠2a及第二磁珠2b形成一第一磁珠及第二磁珠吸附載體，即一複合磁珠吸附載體。

請再參照第3及4圖所示，本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含步驟S2A：接著，舉例而言，將該可磁吸載體1a、其第一磁珠2a及其第二磁珠2b以適當技術手段置於一環境中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸 附磁珠及數個第二微生物或生物分子吸附磁珠。

請再參照第3及4圖所示，本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含步驟S3A：接著，舉例而言，將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠以適當技術手段自該可磁吸載體1a之第一可磁吸區11及第二可磁吸區12卸下。

請再參照第3及4圖所示，本發明第二較佳實施例之環境中微生物或生物分子收集方法包含步驟S4A：接著，舉例而言，以適當技術手段自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

1‧‧‧可磁吸載體

10‧‧‧可磁吸區

2‧‧‧磁珠

3‧‧‧DNA

Claims (10)

1. 一種環境中微生物或生物分子收集系統，其包含：至少一可磁吸載體，其具有一可磁吸區；及數個第一磁珠，其配置於該可磁吸載體之可磁吸區，以形成一第一磁珠吸附載體；其中將該可磁吸載體及其第一磁珠置於一環境水域或潮間帶中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸附磁珠，並將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下，且自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。
2. 一種環境中微生物或生物分子收集系統，其包含：至少一可磁吸載體，其具有一第一可磁吸區及一第二可磁吸區；數個第一磁珠，其配置於該可磁吸載體之第一可磁吸區；及數個第二磁珠，其配置於該可磁吸載體之第二可磁吸區，以便由該第一磁珠及第二磁珠形成一第一磁珠及第二磁珠吸附載體；其中將該可磁吸載體、其第一磁珠及其第二磁珠置於一環境水域或潮間帶中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個第二微生物或生物分子吸附磁珠，並將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下，且自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。
3. 依申請專利範圍第1或2項所述之環境中微生物或生物分子收集系統，其中該可磁吸載體選自一棒體、一片體、一球體、一橢圓球體、一塊體或其任意組合物。
4. 依申請專利範圍第1或2項所述之環境中微生物或生物分子收集系統，其中該第一磁珠選自一具化學修飾表面之磁珠。
5. 依申請專利範圍第1或2項所述之環境中微生物或生物分子收集系統，其中該第一磁珠之表面可吸附不同微生物或生物分子。
6. 一種環境中微生物或生物分子收集方法，其包含：利用一可磁吸載體配置數個第一磁珠，以形成一第一磁珠吸附載體；將該可磁吸載體及其第一磁珠置於一環境水域或潮間帶中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸附磁珠；將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下；及自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。
7. 一種環境中微生物或生物分子收集方法，其包含：利用一可磁吸載體配置數個第一磁珠及數個第二磁珠，以便由該第一磁珠及第二磁珠形成一第一磁珠及第二磁珠吸附載體；將該可磁吸載體、其第一磁珠及其第二磁珠置於一環境水域或潮間帶中收集數個微生物或生物分子樣本，以形成數個第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個第二微生物或生物分子吸附磁珠；將數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠自該可磁吸載體卸下；及自數個該第一微生物或生物分子吸附磁珠及數個該第二微生物或生物分子吸附磁珠進行後續取出數個該微生物或生物分子樣本。
8. 依申請專利範圍第6或7項所述之環境中微生物或生 物分子收集方法，其中該可磁吸載體選自一棒體、一片體、一球體、一橢圓球體、一塊體或其任意組合物。
9. 依申請專利範圍第6或7項所述之環境中微生物或生物分子收集方法，其中該第一磁珠選自一具化學修飾表面之磁珠。
10. 依申請專利範圍第6或7項所述之環境中微生物或生物分子收集方法，其中該第一磁珠之表面可吸附不同微生物或生物分子。

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