[發(fā)明專利]用于處理微流體裝置的分析儀器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680004268.6
• 申請(qǐng)日: 2006-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101128262A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 斯圖爾特·保爾沃特;約珥·菲爾涅爾;肯尼思·G·馬克拿瑪瑞;尤斯·蘭姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: LAB901有限公司
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;G01N35/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分析儀器，用于利用包括免疫測(cè)定、基于細(xì)胞的測(cè)定和PCR的多種技術(shù)確定生物和/或生物化學(xué)樣品的屬性。特別地，本發(fā)明涉及使用電泳方法分析包含RNA、DNA或蛋白質(zhì)的樣品。

背景技術(shù)

很多分析儀器和設(shè)備被利用。生物樣品的分析被大規(guī)模地、廣泛地持續(xù)進(jìn)行，并經(jīng)常需要大量的處理步驟。

在生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中被最廣泛使用的分析技術(shù)之一是基于電泳的凝膠浴(gel?bath)。這種方法能夠根據(jù)它們的電泳遷移率，分離帶電分子(諸如核酸或蛋白質(zhì)等)的復(fù)雜混合物。遵循這種方法，組分分子的相對(duì)分子量和分子數(shù)量可被確定。然而，這種構(gòu)建好的技術(shù)是耗時(shí)的、勞力密集的，并且需要大量試驗(yàn)臺(tái)空間(bench?space)。樣品準(zhǔn)備、樣品分析和樣品清掃都涉及濕法化學(xué)，其中一些使用過(guò)的試劑(例如，溴化乙錠)是有毒的，并且需要特殊的處理和處置方法。

使用平板凝膠(slab?gel)的用于DNA片段的電泳和分析的通用操作結(jié)構(gòu)包括：

超純的去除礦物質(zhì)的水的供給件；

大批的緩沖試劑供給瓶；

化學(xué)著色劑或染料；

凝膠粉末；

用于凝膠制備的實(shí)驗(yàn)室玻璃器皿；

用于凝膠制備的加熱和攪動(dòng)裝置(使用緩沖劑混合粉末)；

凝膠罐和所有它的附件；

電源供應(yīng)單元；

樣品裝載移液管；

光盒(light?box)，被處理的凝膠在光盒上傳輸，使得凝膠中的熒光染料可以被激活；以及

凝膠照相機(jī)，凝膠照相機(jī)的最基本的配置是連接在金屬遮光板的一步成像照相機(jī)，所述金屬遮光板以不漏光的方式裝配至光盒。

這種傳統(tǒng)方法的有效改進(jìn)是：

置入(drop-in)標(biāo)準(zhǔn)凝膠罐的預(yù)制凝膠(pre-cast?gel)，如Invitrogen公司的Novex^牌預(yù)制凝膠，或Bio-Rad實(shí)驗(yàn)室的ReadyAgarose^牌的預(yù)制凝膠。然而，這些凝膠始終需要“濕法化學(xué)”處理步驟，依然需要時(shí)間和勞力集中。

其它改進(jìn)包括：

堅(jiān)硬的凝膠板，使用者能澆注凝膠基體在所述堅(jiān)硬的凝膠板上；

凝膠罐，所述凝膠罐能同時(shí)處理多種預(yù)制的或國(guó)產(chǎn)的凝膠，但它們需要大量處理和濕法化學(xué)制備；

預(yù)制凝膠，所述預(yù)制凝膠不需要凝膠罐或緩沖劑(buffers)，如Invitrogen公司提供的“E-gel^TM”系統(tǒng)(參見(jiàn)美國(guó)專利5,582,702和5,865,924)。

“E-gel^TM”系統(tǒng)會(huì)有以下問(wèn)題：手動(dòng)裝載樣品帶來(lái)不便并且有附加費(fèi)用，而且需要使用用于分析的單獨(dú)的圖像捕捉站。

在電泳分離和成像過(guò)程中，被使用的最普遍的核酸著色劑之一是溴化乙錠。這種著色劑具有的缺點(diǎn)是：需要紫外線(UV)光源以引發(fā)電泳成像所依靠的熒光。紫外線成像系統(tǒng)的使用要求是：使用完全封閉的屏蔽光盒或者在暗室中使用護(hù)目鏡，以防止使用者受紫外線輻射。

常用的配置是使用多種商業(yè)上可得到的凝膠成像系統(tǒng)中的一種。凝膠在凝膠浴器中被以傳統(tǒng)方式處理，但是接著它被手動(dòng)地從凝膠浴器轉(zhuǎn)移至容納在不漏光外殼中的獨(dú)立光盒的頂面，所述不漏光外殼容納數(shù)字照相機(jī)，所述數(shù)字照相機(jī)通過(guò)電纜向外連接至觀察器或圖像打印裝置。可用系統(tǒng)的例子是由UVP公司(品牌名稱GelDoc-It)、Bio-Rad實(shí)驗(yàn)室(品牌名稱Gel?Doc)或Sypotics有限公司(品牌名稱Syngene)制造的。

類似的解決方案是使用大得足以供人走進(jìn)去的暗室，該暗室容納了紫外線光盒和照相機(jī)。然而，含有這些成像技術(shù)的系統(tǒng)仍需要試劑制備的顯著水平，小心的手動(dòng)樣品裝載和多件儀器的使用。

使傳統(tǒng)平板凝膠處理自動(dòng)化的系統(tǒng)的例子是Helena?Bio-science，美國(guó)專利4,954,237和5,147,522。這些系統(tǒng)是相對(duì)大的，并且它們的自動(dòng)操作過(guò)程仍包括傳統(tǒng)濕法化學(xué)平板凝膠的制備、處理和自動(dòng)管理。

使用毛細(xì)電泳(與平板凝膠電泳不同)的完全自動(dòng)化的電泳裝置解決了與凝膠浴電泳相關(guān)的一些問(wèn)題。然而，這些類型的設(shè)備是大的和昂貴的，并需要經(jīng)特殊訓(xùn)練的操作者。它們通常被用來(lái)執(zhí)行核酸的高分辨率分離(下至單個(gè)堿基對(duì))或高處理量的單核苷酸多晶現(xiàn)象(SNP)的分析，對(duì)于這些分離和分析操作而言自動(dòng)化是必需的。這種類型的系統(tǒng)的例子是應(yīng)用生物系統(tǒng)有限公司棱鏡3100基因分析儀。這些系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性通常阻止了它們?cè)谛?shí)驗(yàn)室的應(yīng)用。