[发明专利]用于改善液体处理的系统和方法

说明书

一种液体处理系统和方法包括液体处理装置和端头盒，该液体处理装置具有多个移液头，该端头盒具有用于能够移除地附接至移液头的多个端头。在将该移液头插入该端头中期间，杠杆机构接合该液体处理装置和端头盒，以减小所需的插入力。

技术领域

本公开涉及化学、生物和生化过程或反应领域。更具体地，本公开公开了用于在上述领域中处理液体的改进的系统和方法。

背景技术

液体处理过程在生物学、生物化学和化学领域中对于进行实验、特别是体外实验非常重要。

通常，本文使用“液体处理器”或“液体处理装置”来描述能够从源消耗品中抽吸样品并将相同样品(或等分试样)分配到目标消耗品中的任何装置。具体地，我们将被设计成在典型地由液体处理用户识别和构造的各种消耗品中执行液体处理(如上文所定义)的那些系统识别为通用液体处理器。通用液体处理器的一些示例是贝克曼库尔特公司(BeckmanCoulter Biomek)、TECAN Evo、Qiagen Qiacube、Andrew Alliance Andrew机器人、机械手动移液管或电子液体处理移液管。所有现有的液体处理器的特征可在于放置消耗品的工作台空间以及将样品从一个或多个源消耗品输送到一个或多个目标消耗品的“液体处理头”。在上述示例中，手动移液管(或其一部分)均可被认为是液体处理器或液体处理头(用户和实验室工作台是液体处理器的一部分)。更狭义地，我们将柔性液体处理器定义为液体处理设备，该液体处理设备被设计成服务不严格预定义的液体处理步骤，这些步骤可能在序列、顺序、长度方面或未严格预定义的消耗品之间不时变化。由柔性液体处理器执行的过程被定义为柔性液体处理过程。

术语“消耗品”在本文中被定义为液体或悬浮液的任何容器，例如但不限于管、微管、真空采血管、管阵列、所有尺寸的微板、微芯片、培养皿、条和类似物。术语“端头”在本文中用来描述可物理地附接至液体处理头并且被设计用于在抽吸步骤和分配步骤之间临时储存液体的特定消耗品。用于液体处理的端头通常旨在作为流体与液体处理装置之间的能够移除或永久性界面。在具体实施方式中，端头可旨在容纳由液体处理器抽吸和分配的流体。当端头单次使用时(通常用于防止污染)，端头可被认为是一次性端头，并且当端头多次重复使用时，端头可被认为是永久性端头。端头的特征典型地在于下孔，从而允许从其开口表面抽吸样品，并且通过相同的孔口分配所收集的液体。在两个步骤期间，通过在一个液体表面上在下压力的作用下将液体保持在端头中并利用液体粘度和表面张力特性，将液体保持在端头内。

由于液体处理是生命科学和诊断领域中最重复和最广泛的活动之一，因此液体处理方法的任何改进在工业活动中具有显著影响，并且可导致显著的成本节约和质量改进。例如，将样品从一个消耗品输送到另一个消耗品的动作暴露出在输送期间样品损失的风险，因为抽吸和分配装置可被最佳地设计用于抽吸和分配的目的，而不是用于在输送期间隔离样品的目的：即在底部具有孔的塑料端头的情况。在一些情况下，例如在PCR扩增之前的分子生物学应用中，运输期间单个分子的损失可能具有样品污染的后果：在一些应用中(例如，在法医学中)，后果可能是灾难性的。

另外，移液头的复杂度和复杂性随时间推移显著增加：一些移液头可包括同步或独立操作的8、12、16、96或384个同时抽吸和分配通道。此类头变得非常重，使得此类头在消耗品上的精确且快速的运动可对机械结构带来重大挑战，该机械结构必须相应地设定大小和尺寸。

液体处理器中越来越多的通道另外增加了样品污染的风险。由于液体处理器通常从它们与空气接触的顶部表面抽吸和分配液体，因此它们在它们的底部区域中具有暴露的孔口：因此，不能排除液体滴落、气溶胶和蒸气分散的可能性。

术语“对接”在本文中用来描述物理地连接物体或从物体断开连接的动作。对接可通过机械手段或通过非材料手段，例如通过力场的作用来实现。对于给定的液体处理操作，能够移除的端头对接在液体处理器的移液头上。将移液头附接至能够移除的端头可能需要大量的力。为了解决这种情况，已使用了各种解决方案，包括磁系统和有源系统。这可导致复杂得多的系统，从而导致更重且更昂贵的液体处理系统。

发明内容