[发明专利]一体化料筒

说明书

相关申请

本申请要求2009年9月21日提交的美国临时申请第61/272,397号的优先权，所述申请通过引用以其全文并入本文。

技术领域

技术领域为生物技术，更具体地，为用于分析生物分子的方法和装置。

发明背景

期望获得兼具样品制备和样品分析功能的分析仪器。还期望获得轻而小且能够以低成本生产的分析仪器。然而，微流体的挑战已阻碍了此类分析装置的开发。这些挑战部分是由于小规模下的流体动力学。例如，根据哈根-泊肃叶方程，随着微流体通道的直径的减小，穿过通道的压降增大4次幂。当利用复杂微流体几何学时，这些大的压降可能导致非常难以预测的流动特征，特别是在系统中具有气泡时。空气的热膨胀超过液体的5倍大，从而带来了其它挑战。

发明概述

公开了用于样品处理和分析的一体化料筒(cartridge)。所述一体化料筒包括：样品制备室，所述样品制备室具有样品入口和样品出口；和样品纯化室，所述样品纯化室适于接纳可更换的样品纯化单元，所述样品纯化单元包括壳体和在所述壳体内部的提取滤料。所述提取滤料特异地结合目标分子。所述样品纯化室具有与样品制备室的样品出口流体连通的样品入口。

还公开了基于微阵列的样品分析(MBSA)系统。所述MBSA系统包括：适于接纳可拆卸的料筒的料筒支架，所述可拆卸的料筒被构造为接纳可拆卸且可更换的样品分析单元，所述样品分析单元具有反应室和微阵列；流体控制子系统，所述流体控制子系统控制流体流动；和光学子系统，所述光学子系统被构造为捕获所述微阵列的图像。

附图简要说明

详细描述将参考下述附图，其中：

图1A和1B为示出一体化料筒的一个实施方案的示意图。

图2为示出具有细胞裂解装置的一体化料筒的示意图。

图3A-3C为示出双功能一体化料筒的蛋白质纯化部件的不同实施方案的示意图。

图4为基于微阵列的样品分析(MBSA)系统的框图。

图5为流体子系统的示意图，所述示意图示出连接至一体化料筒的泵和选择阀(SV)。

图6A为示出一体化料筒的示意图，所述一体化料筒位于不具有热循环仪气囊的流体歧管中。

图6B为示出一体化料筒的示意图，所述一体化料筒位于具有热循环仪气囊的流体歧管中。

图7为示出一体化料筒中安装的微流体料筒阀的位置的示意图。

图8为示出安装的微流体料筒阀的一个实施方案的示意图。

图9为示出流动池内的室布置的一个实施方案的示意图。

图10为示出对于位置RS1800407处的眼睛颜色SNP获得的PCR/APEX等位基因信号比率结果的图。在位于气囊热循环仪中的Akonni流动池中、在位于MJ热循环仪中的0.2ml PCR管中和在位于气囊热循环仪中的Cepheid管中进行PCR。离线进行APEX一个小时。结果表明所有三个PCR方法的APEX信号相当。

图11A为具有激光光源的光学子系统的一个实施方案的示意图。

图11B示出了间距300μm的Cy3阵列的典型图像，所述图像采用具有共轴照明的图11A所描述的光学子系统获得。

图12A为具有激光光源的光学子系统的另一个实施方案的示意图。

图12B示出了11x18 Cy3阵列的典型图像，所述图像采用图12A的光学子系统获得。

图13A为示出具有高亮度LED的光学子系统的一个实施方案的示意图。

图13B为示出用于荧光和FII成像的光学组件的示意图。

图13C为示出用于荧光和FII成像的另一个光学组件的示意图。

图13D为示出图13B和13C所用的准直光源的示意图。

图14A为凝胶阵列(gel array)的FII图像。

图14B为示出图14A中的阵列元件的标准化像素强度情况的图。