[發(fā)明專利]樣品杯以及含有其的多通道光學(xué)測試系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110290804.6
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102507445A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洪剛;朱福來;孫宏偉;苑紅麗;陳啟躍;陳劍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金諾美生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N21/03
• 分類號: G01N21/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種樣品杯，更加具體地，涉及一種用于多通道光學(xué)測試系統(tǒng)中的樣品杯。

背景技術(shù)

對于許多研究、醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用來說，核酸擴(kuò)增反應(yīng)都是至關(guān)重要的。這些反應(yīng)用于臨床和生物學(xué)研究、傳染性疾病的檢測和監(jiān)測、突變的檢測、癌癥標(biāo)志物的檢測、環(huán)境監(jiān)測、遺傳鑒定、生物防御應(yīng)用中的病原體檢測等等。特別地，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)已經(jīng)在所有這些領(lǐng)域中應(yīng)用，包括應(yīng)用于病毒和細(xì)菌檢測、病毒負(fù)荷監(jiān)測、稀有和/或難以培養(yǎng)的病原體的檢測、生物恐怖威脅的快速檢測、癌癥患者中最少量殘留疾病的檢測、食物病原體試驗(yàn)、血液供給篩選等等。關(guān)于PCR，如此廣泛應(yīng)用的主要原因是由于它的速度和容易使用(典型地使用標(biāo)準(zhǔn)化試劑盒和相對簡單且低成本的器具在數(shù)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行)、它的靈敏度(經(jīng)常可以檢測到樣品中幾十個(gè)拷貝的靶序列)、以及它的魯棒性(可以容易地分析低質(zhì)量樣品或保存的樣品，例如法醫(yī)樣品或固定的組織樣品)。

在核酸擴(kuò)增反應(yīng)中，現(xiàn)有技術(shù)通常使用多通道光學(xué)測試系統(tǒng)，以感應(yīng)混合物溫度的快速變化，并且探測混合物中含有的目標(biāo)分析物。如圖1-4所示，在現(xiàn)有技術(shù)US6369893B1中就公開了這樣一種多通道光學(xué)測試系統(tǒng)，包含多個(gè)熱交換模塊37，它由樣品杯2、熱交換模塊37、風(fēng)扇42、電路板54、計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。其中熱交換模塊37具有一對相對放置熱板34A、34B，在熱板34A、34B中插入樣品杯2并對樣品杯中的混合物進(jìn)行加熱和/或冷卻。模塊37還具有光激發(fā)模塊46和光探測模塊48，它們對著混合物定位從而可進(jìn)行光學(xué)觀測。樣品杯2具有反應(yīng)腔10，用來保持反應(yīng)混合物，樣品杯2被設(shè)計(jì)成能夠最佳地將熱量傳遞到反應(yīng)混合物以及從反應(yīng)混合物傳遞出熱量，并且有效光學(xué)觀察反應(yīng)混合物。樣品杯2做成薄片狀有利于最佳的熱量傳遞，因?yàn)樘峁┝撕艽蟮挠糜跓崃總鲗?dǎo)以及用于接觸熱板的表面。另外，樣品杯2的壁在反應(yīng)腔10處具有光學(xué)窗口，這樣整個(gè)反應(yīng)混合物能夠被光學(xué)觀測。

樣品杯2具有剛性框架16，其限定了反應(yīng)腔10的周邊。框架16還包括端口4以及將端口4與反應(yīng)腔10連接的通道8。薄且柔軟的壁18安裝在框架16相對側(cè)上形成了腔10的側(cè)壁。樣品杯2還包括密封蓋12。該蓋12通過柔性臂14連接到框架16上。蓋12具有塞子22，當(dāng)蓋子12放到樣品杯2上時(shí)塞子22被插入到通道8中。當(dāng)其被插入到通道8中時(shí)，塞子22對腔10施壓，因此柔性壁18膨脹。柔性壁18的膨脹使得壁18與熱板表面之間增加了貼合。

在使用樣品杯2時(shí)，樣品通過端口4加入到反應(yīng)腔10中。這可以通過將移液管插入到通道8中而將腔10充滿。對于人工添加樣品，樣品杯2最好包括手指拿捏部6。事先將混合有試劑或熒光染色劑的樣品加入到腔10中。可選地，樣品也可以引入到放有試劑或熒光染色劑的腔10中。如圖3所示，樣品杯2放在熱板34A、34B之間，因此樣品杯的壁18抵壓在板的內(nèi)表面上。通過啟動(dòng)板34A、34B上的加熱元件，反應(yīng)物就處于各種溫度中。然后反應(yīng)混合物就被光學(xué)觀測，優(yōu)選是通過框架16的光透射底壁32A、32B，如圖2所示。圖2中的箭頭A表示光柱通過壁32A進(jìn)入腔10，而箭頭B表示發(fā)射光通過壁32B離開腔10。

壁32A、32B彼此之間有角度偏移，通過第一壁32A，對反應(yīng)混合物中的標(biāo)示分析物進(jìn)行光學(xué)激發(fā)，而通過第二壁32B來對標(biāo)示分析物進(jìn)行光學(xué)探測。通常它們之間的夾角是大約90°。激發(fā)和探測通道之間的90°角確保通過壁32A進(jìn)入的激發(fā)輻射光通過壁32B離開的最少。同時(shí)，90°角使得最大量的射出發(fā)射光，例如熒光，通過壁32B能夠被聚集。

壁32A、32B在腔10的底部接合從而形成“V”形。一個(gè)定位片17從接合處延伸下來，其被用來將樣品杯2定位在熱交換模塊中。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的樣品杯存在諸多的問題。

首先，反應(yīng)腔10中加入樣品后，反應(yīng)腔10中會(huì)通常留有氣泡，必須要使用離心機(jī)進(jìn)行排氣泡的操作，工序十分的繁瑣。即便在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)使用離心機(jī)進(jìn)行了排氣泡操作，也經(jīng)常有反應(yīng)腔10中的樣品在升降溫過程中產(chǎn)生氣泡，由于在實(shí)驗(yàn)過程中樣品杯2需要使用密封蓋12一直密封住，這時(shí)一旦產(chǎn)生氣泡，由于氣泡無處可去，必然在反應(yīng)腔10中隨機(jī)停留，嚴(yán)重時(shí)可造成測光不準(zhǔn)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

其次，實(shí)驗(yàn)過程中雖然是利用光激發(fā)模塊46和光探測模塊48對反應(yīng)腔中10的樣品進(jìn)行光學(xué)觀測，但是環(huán)境中的自然光(也稱之為雜光)也難以避免地會(huì)通過第一壁32A進(jìn)入到反應(yīng)腔10中，換句話說，雜光進(jìn)入樣品光路，從而影響測量的精度。