[發(fā)明專利]避免交叉污染的生物樣本處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410403020.3
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN105368697B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘挺豪;呂秋瑩;林旻儀;官振群
• 申請（專利權(quán)）人: 冠研（上海）專利技術(shù)有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所31272
• 代理人: 吳俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)一種避免交叉污染的生物樣本處理裝置，尤其關(guān)于一種用于核酸萃取之避免交叉污染的生物樣本處理裝置。

背景技術(shù)

隨著基因之鑒定、檢測、診斷等技術(shù)應(yīng)用蓬勃發(fā)展與普及，眾多技術(shù)領(lǐng)域?qū)τ诤怂彷腿〖夹g(shù)之需求日益增加；且因應(yīng)大量且快速篩檢的需求，核酸萃取技術(shù)發(fā)展至今，已逐步由人工操作走向自動(dòng)化。目前無論是臨床醫(yī)療、基礎(chǔ)研究或者法醫(yī)應(yīng)用等領(lǐng)域，自動(dòng)化核酸萃取技術(shù)已然成為了不可或缺的工具。

目前，常用的核酸萃取的方法種類繁多且各具優(yōu)缺點(diǎn)，例如：有機(jī)溶劑(酚及氯仿)萃取的傳統(tǒng)方法，其取得核酸純度、質(zhì)量均佳，但步驟繁復(fù)冗長且造成有機(jī)溶劑毒害的問題；樹脂螯合方法(例如Chelex-100樹脂)，能快速取得核酸但純度不高，限制了后續(xù)的應(yīng)用；免疫親和吸附方法，其利用單株抗體吸附核酸達(dá)成萃取效果，涉及抗體之制備，成本高，較難普及；管柱吸附方法(column-based method)，主要以硅基質(zhì)管柱吸附配合離心方式操作萃取核酸，簡易而有效，成為目前主流的方法之一；磁珠萃取方法，其利用微小的磁珠和磁場作用，于高、低鹽溶液環(huán)境下吸附或脫附核酸，達(dá)到核酸萃取效果，簡易且效率高，核酸純度質(zhì)量亦佳，亦逐漸成為主流的方法之一。其中，「管柱吸附方法」與「磁珠萃取方法」因其操作簡易之特性，易由機(jī)械設(shè)備取代人工，進(jìn)而成為現(xiàn)今應(yīng)用于自動(dòng)化核酸萃取的主流方法。

針對高通量、快速篩檢的需求，自動(dòng)化核酸萃取平臺的發(fā)展十分熱絡(luò)，尤以「管柱吸附方法」與「磁珠萃取方法」為大宗。其中「磁珠萃取方法」因其對于DNA的萃取效果優(yōu)越，在DNA的萃取領(lǐng)域方面的廣泛應(yīng)用居領(lǐng)先地位，但對于RNA的萃取的應(yīng)用能力稍弱；另一方面，「管柱吸附方法」對于RNA的萃取能力較佳，但由于需要配合離心或真空吸引取方法使用，過程相對較為繁復(fù)而耗時(shí)，且必須于平臺中裝設(shè)離心裝置或真空吸引裝置，導(dǎo)致設(shè)備體積龐大，因此在自動(dòng)化方面，仍以體積輕巧的「磁珠萃取方法」仍較占有優(yōu)勢而普遍。

然而，無論采用何種方法，目前在自動(dòng)化核酸萃取平臺的建構(gòu)與優(yōu)化上，均以盡可能減少人工操作的「完全自動(dòng)化」為目標(biāo)，具體的需求包括：減少人員與樣本或檢體的接觸與操作、防止氣霧(aerosol)形成、防止樣本交叉污染、提高平臺運(yùn)作的穩(wěn)定度及精確性、提升萃取的效能與核酸產(chǎn)物的質(zhì)量等；尤其針對可能存有生物危害疑慮的生物樣本，或是法醫(yī)鑒識用生物樣本，上述需求顯得格外重要。

就現(xiàn)況而言，在核酸萃取的處理流程上仍需要一定程度的人工參與進(jìn)行操作，其中以生物樣本的「前處理」步驟仍難以完全套用至自動(dòng)化系統(tǒng)，需要人工手動(dòng)處理。此所謂生物樣本的前處理步驟主要包含對于生物來源組織的采集與裂解。

舉例言之，傳統(tǒng)的生物樣本的前處理程序，是將生物樣本(生物組織、檢體)置入試管，再加入處理試劑，使處理試劑與生物樣本充分混合，供后續(xù)萃取流程之用。傳統(tǒng)上，為加速生物樣本的前處理程序，常采用實(shí)心柱塞置入試管容器中，以攪拌或搗磨等手段促進(jìn)樣本與處理試劑之間的混合、裂解效果，然而，這樣的手法若操作不慎，或柱塞與試管的構(gòu)型相對位置或構(gòu)型設(shè)計(jì)不當(dāng)，容易造成內(nèi)容物(液體)溢出甚至產(chǎn)生噴濺等重大問題；另一方面，生物樣本碎屑亦可能堵塞或干擾核酸萃取流程各階段檢體之搜集，因此，這類型的技術(shù)仍難以達(dá)成快速混合樣本與處理試劑的效果，亦不利于后續(xù)的收集，不適合應(yīng)用于自動(dòng)化核酸萃取平臺。

另一方面，前述的攪拌或搗磨式的技術(shù)亦難以適用于「固態(tài)生物樣本」。此謂「固態(tài)生物樣本」是指非流質(zhì)之生物樣本，廣泛包含：軟質(zhì)或固態(tài)之動(dòng)植物組織；可能沾附有生物組織(血液、皮屑、體液、分泌物等)之固態(tài)物質(zhì)如采樣棉棒、石蠟包埋之生物組織樣本、煙蒂、及各種刑事方面的跡證或檢體等。由于固態(tài)生物樣品上所附載的生物組織多半具有微量、分散或破碎等特性，因此，前處理過程攸關(guān)取得檢體之含量與質(zhì)量。更具體而言，在前處理過程中，固態(tài)生物樣本必須與處理試劑相當(dāng)充分地混合，方可完整地將其附載的生物組織充分釋出至處理試劑環(huán)境中，供進(jìn)一步的核酸萃取，以取得濃度與質(zhì)量均理想的核酸產(chǎn)物。因此，就前述的傳統(tǒng)方法而言，用于流質(zhì)之生物樣本時(shí)，已存有液體溢出、碎屑干擾等問題，若應(yīng)用至固態(tài)生物樣本，其可引發(fā)的干擾效果可能加重前述技術(shù)之缺失。