[发明专利]用于制备生物样本尤其用于提取DNA以及在阱中加样用于随后进行PCR的设备和方法

说明书

本发明涉及用于制备生物样本尤其用于提取DNA以及在阱中加样用于随后进行PCR的设备和方法。设备(1000)具有流体入口(7、8)；过滤区室(6)，连接到流体入口并且容纳存在吸附剂的过滤基质(5)；流体回路(3、4、11、50)连接到过滤区室的下游并且包括排液回路(4、50)以及加液回路(4、50、11)；排液室(20)，连接到排液回路(4、50、3)的下游；制备出口(18)，连接到加液回路(4、50、11)的下游；以及抽吸泵(13、14、12、19)，连接到流体回路并且配置成使过滤区室(6)择一流体连接到排液回路(4、50、3)或者加液回路(4、50、11)。

技术领域

本发明涉及用于制备生物样本的设备和方法，以便使得制备的样本适合于在后续的分析过程中使用。

背景技术

样本的制备的示例在于例如从全血提取并且随后纯化(“样本制备”)诸如DNA的生物材料的序列，用于在后续分析(例如RT-PCR(即实时聚合酶链反应)、电泳、基因型等)中使用。

包括DNA提取以及随后的纯化的生物样本的制备(也被称为“样本制备)是许多DNA分析过程(诸如RT-PCR、电泳、基因型等)的起点。

目前样本制备可以使用市场上可用的适合的试剂盒(kit)来执行，对其进行手动操作使其执行特定程序。图1示出了在最为广泛使用的样本制备程序当中的所谓“离心柱法(spin-column method)”。参照图1，由此方法实施的过程包括四个步骤。

在第一步骤(称为“预处理”)中，选择的例如全血的生物样本(将从中提取DNA)经受细胞裂解，包括通过破坏细胞膜来溶解细胞。通过将生物样本布置在低渗溶液中来执行裂解。在裂解后，使用诸如蛋白酶K的适当的酶对裂解造成的污染的蛋白质进行消化。

第二步骤(称为“DNA结合”)在于从包含裂解结果的溶液中分离与回收核酸。最新方法之一在于在离液盐(chaotropic salts)存在下使用硅胶基质，其吸附DNA并且与其结合。

在第三步骤(称为“洗涤”)中，使用诸如蒸馏水的适合的溶液洗涤胶基质，以去除诸如蛋白质和脂质的干扰残留物。

在第四步骤(称为“洗脱”)中，使用低盐浓度的水溶液洗脱与DNA结合的硅胶基质。凭借此处理，之前在胶基质表面上捕获的DNA被移除并且得以在试管内的溶液中可用。制备的样本准备就绪用于例如RT-PCR的下游应用中。

其后，为执行RT-PCR，使用移液管吸取制备的样本并且转移至一次性卡盒上所容纳的硅芯片中提供的阱中。接着，将该卡盒插入具有荧光检测器的热循环仪中用于进行DNA分析。

所有在前文描述的关于样本制备以及将制备的样本加样到硅芯片中的阱中的步骤是使用与试剂盒一起提供的设备(试管、移液管，缓冲液等)来手动进行的。各步骤的序列涉及操作大量设备以及在从该方法的一个步骤到下一步骤的过渡中转移液体。

因为涉及大量设备和操作并且在手动执行的操作中需要精确性，所以该方法尤为缓慢，其实现繁琐，并且易受执行的随机误差以及周围环境造成的污染的影响，由此，关于最终结果的质量方面，其整体而言远非稳健和可靠。

此外，上面所描述的方法需要使用大量昂贵试剂，在经济产量方面远非高效。最后，其仅可以由高度专业的工作人员执行，使其用途仅限于医院和/或实验室环境。

发明内容

本发明的目的在于提供用于制备样本并且用于将包含生物材料的样本加样到在硅芯片内的阱中的设备和相关方法，适合于在分析中随后使用。该设备和关联的用于制备包含生物材料的样本的方法必须易于实现，使得能够快速制备样本，因此减少分析时间，在最终结果的质量方面具有减少的成本和稳健性，并且最终可为不必高度专业的工作人员所使用。将样本加样到阱中的步骤在该设备中必须是可集成的。

根据本发明，提供了用于制备包含生物材料的样本的设备、装置和方法。