[發明專利]綜合和自動化的DNA或蛋白質分析系統及其運行方法

無效

• 申請號: 200680025237.9
• 申請日: 2006-05-22
• 公開（公告）號: CN101218032A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 彼得·波利卡;沃爾特·岡布里希特
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: B01L9/00
• 分類號: B01L9/00;G01N35/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種綜合和自動化的DNA或蛋白質分析系統，包括一個可一次性使用的卡盒(卡片)、一個分析儀以及包括一些用于信號記錄和處理的裝置。本發明尤其涉及一種作為分析儀組成部分的控制器，用于借助一次性卡盒(Lab-on-a-chip：芯片實驗室)進行分子診斷學分析的全自動過程和數據分析。此外本發明還涉及一種這種系統的運行方法。

分散的分析器(“Point?of?Care(重點照護檢驗)”、“Near?Patient?Testing(床旁檢測)”)在分子診斷學或普通醫療技術方面的意義日益重要。此外，在食品監測和環境保護領域內快速測試也越來越重要。

一般而言，但尤其在專利文獻中，提供了許多有關上述議題的出版物：由WO02/072262A1和WO02/073153A1已知一些應用于生物醫療技術中的系統，其中分散地借助一種必要時移動式閱讀器評估分散提取的試樣。在這里尤其試樣收集在一個可一次性使用的信用卡形式的卡盒(“卡片”)內。在未在先公開的WO2006/042838A1中詳細揭示了這種在由全血試樣作DNA分析時使用的卡盒。在這里卡盒的下列特征對于在此卡盒內自動實施所有根據各個局部過程針對一種過程解析學所必要的措施認為是重要的：

-在卡盒內存在一個用于微流體過程技術的微通道和/微空穴系統，

-微通道和/微空穴有預定的幾何結構，以便容納試劑，其中，

-試劑以穩定的方式存放在卡盒微通道和/微空穴內規定的地點，

-存在一些裝置，用于將貯存的干試劑針對各自的局部過程制備成恰當的形式，尤其作為液態試劑。

在這里明確指出，參見上述更早的申請中所揭示的這些特征。

此外，在US2002/0179444A1和在US2003/0148530A1中已知用于血診斷法和相關的信號處理的一些個別方案。在本申請人早先的尚未公開的申請中介紹了一些實現前言所述類型由上述卡片和適用的相關的數據分析裝置組成的系統專用的解決辦法。

從上面的先有技術出發，本發明的目的是創造一種前言所述類型的系統，它尤其在分析儀方面能滿足實際需要，以及，此外還應提供一種用于在由卡盒和分析儀組成的系統中進行數據分析的相關控制方法。在這里對分析儀提出下列要求：

-低的價格

-小型結構形式

-操作簡單(“一鍵”式運行)

-快速實施分析

-綜合的微流體裝置

-可靠防沾染，亦即避免污染和傳染

-高運行可靠性

-可與數據處理系統通訊。

迄今未見任何符合實際需要的方案，用于從試樣(例如血)的提取直至結果顯示的全自動核酸分析，尤其包括細胞破裂、聚合酶鏈式反應(PCR)和檢測。因為目前建議的用于生物化學分析的設備還不能滿足實際工作中的所有要求，所以本發明的目的尤其是，改進所述的系統，使之能基本上自動化并能重現地實施數據分析。在這方面尤其應保證在顯示器上直接指示結果或將數據傳送到計算機系統內。為此應提供一種適用的工作方法。

此目的在一種前言所述類型的系統中通過權利要求1特征的總體達到。在從屬權利要求中說明進一步發展。

在權利要求32中說明在前言所述類型的系統中借助控制器在可一次性使用的卡盒內實施試樣數據分析的工作方法。特別是用于實施DNA分析，以及尤其單核苷酸多態性(SNP)分析，或與之不同的蛋白質分析的實現，是其他從屬的方法權利要求的內容。

因此本發明的基礎是一種與先有技術相比經改進的方案：按此方案設計的設備結構，按本發明用于借助一次性使用的卡盒(Lab-on-a-Chip)進行分子診斷學分析的全自動過程和數據分析，尤其用于控制和讀出經改變的信用卡形式的卡盒內部的分析過程。

本發明的控制器尤其有下列特征：

-一個卡盒安裝座用于承接、鎖止、去鎖并釋放卡盒，

-一個用于校正卡盒在閱讀器內定位的裝置，

-一些用于識別卡盒，尤其一個正確的卡盒的傳感器，例如終端開關、條形碼，

-一個水罐用于稀釋試樣、溶解卡盒的干試劑，實施沖洗過程，其中，水罐借助尖的插管刺穿中隔流體接通，

-一個滅菌濾通風閥用于在取水時水箱通風，

-一個電源，

-一臺泵用于輸送最小的例如在微升范圍內的液體量，

-一個用于通過一些閥例如導水磁閥來分配水的裝置，

-一個在供水裝置內的壓力傳感器用于監控流動過程，

-至少一個接口用于將水供入卡盒內，