用于pcr样品制备和pcr建立的系统的制作方法
【专利说明】用于PCR样品制备和PCR建立的系统
本申请是2014年11月20日进入国家阶段的名称为“用于PCR样品制备和PCR建立的系统”的201380025948.6 (PCT/IB2013/054265)号国际申请的分案申请。
技术领域
[0001]本发明涉及分子诊断。更具体地，本发明涉及用于PCR样品制备和PCR建立的系统、准备PCR的方法以及用于PCR建立的管保持装置的用途。
【背景技术】
[0002]聚合酶链反应(PCR)使研究者能够在相对短的时段内生成大量的特定DNA序列以便进一步分析。目前，在研究应用中以及在目标分子存在与否的检测方面一例如在临床和诊断应用方面，PCR是优选的方法。
[0003]技术进步已经导致能够进行自动高精度PCR建立的紧凑型台式仪器的出现。用于PCR建立的机器人液体操纵系统已经实现自动化。进一步，PCR建立之前的过程一例如从待研究的样品一例如临床样品、环境样品、用于法医的材料等提取和净化核酸材料，也实现了自动化。这些过程的自动化已经导致由实验人员所引起的成本降低，并且起着避免人为错误的作用，所述人为错误导致装置和反应物污染、错误吸液步骤和因此导致的错误结果等。
[0004]然而，始终存在改进这些方法和装置的需求，以便消除污染和/或错误结果的任何潜在风险以及使现有方法提速从而节省资源和时间。
【发明内容】
[0005]需要提供一种改进的PCR样品制备方法-例如从待研究的样品中提取核酸，和/或需要提供一种改进的PCR建立方法。
[0006]本发明的目的是通过独立权利要求的主题实现的。本发明的进一步的实施方式和优点记载在从属权利要求中。
[0007]所描述的实施方式类似地涉及用于PCR样品制备和PCR建立的系统、准备PCR的方法以及管保持装置的用途。协同效应可能会因实施方式的不同组合而产生，虽然这些组合并没有在此后被详细描述。
[0008]此外，应当指出，本发明的所有涉及方法的实施方式都能够以本文描述的步骤次序执行。然而，这并不必然是本发明的方法步骤的唯一和必要次序。除非此后有明确的相反描述，所属领域技术人员可以采用本发明描述的方法步骤的各种不同次序和组合。
[0009]根据本发明的示例性实施方式，提供了用于PCR样品制备和PCR建立的系统。所述系统包括用于容纳管的负载装置。此后，管通常称为“样品管”，表示适用于在制备或建立PCR时盛放液体和/或固体的任何类型的容器。所述负载装置包括第一容纳部分，并且所述第一容纳部分至少包括第一容纳开口和第二容纳开口。此外，所述第一容纳开口和所述第二容纳开口适于相应地容纳样品管。所述系统进一步包括管保持装置，所述管保持装置被附接到所述负载装置。
[0010]换句话说，所述负载装置和所述管保持装置组合地构造，以便于所述管保持装置附接、固定和/或安装在或者到所述负载装置。所述负载装置与所述管保持装置之间的附接设置成，使得有助于通过本发明的系统在随后的PCR中进行全自动PCR建立和PCR样品制备。为了附接的目的，可以在所述负载装置和/或所述管保持装置处设置紧固装置或附接装置，例如凸出部、螺纹或协作性接合装置以便实现期望的附接。这将在此后更详细地描述。
[0011]所述管保持装置的设置允许使用者覆盖所述负载装置的未使用的管位置(即未使用的容纳开口)。所述负载装置可被例如实施为热电托架(thermorack)，例如，可以在全自动PCR建立期间使用的热电托架转盘(thermorack rotor disk)。此外，所述管保持装置与所述负载装置的组合使得可以通过根据本发明可设置在所述管保持装置处的指示器或编码元件一例如颜色标签或颜色指示物来指示化验专用的反应物类型。所述管保持装置上的特定编码元件的使用增加了使用者的便利性并且进一步增加了 PCR过程的可靠性。具体地，设置了自动保险(failsafe)机构，以便使用者将所述样品管放置到适当位置。换句话说，本发明的系统帮助使用者或装置将所述样品管放置到所述负载装置中的适当位置。另夕卜，所述管保持装置与所述负载装置的组合设置有助于同时设置和/或同时移除将被定位在所述负载装置处的管。这可以很大程度上加速PCR样品制备和PCR建立过程。
[0012]当所述负载装置被实施为热电托架转子并且管保持装置被对应地调整时，本发明的负载装置的覆盖部分的方面、通过本发明的编码元件指示的方面以及允许多个样品管同时放置和移除的方面的前述优点可以尤其在PCR样品制备和PCR建立期间实现。所述管保持装置可具有特定化验所需数量的容纳开口，所述容纳开口根据特定化验被定位并且所述容纳开口可包括用于将被插入到所述布置中的样品管的用于特定化验的编码元件。
[0013]所述管保持装置可因此提供将在此后描述的双重功能。第一，所述管保持装置可被构造成可移除地附接被用于PCR样品制备和PCR建立的样品管，使得插入的样品管可以通过移动所述管保持装置而定位和移除。第二，所述管保持装置可以提供覆盖功能，因为所述容纳开口之间的管保持装置的区域可有利地用于覆盖和/或关闭在特定情形中可能不使用的负载装置的容纳开口。
[0014]应当指出，在这个和每个其他示例性实施方式中，所述管保持装置可包括多个容纳开口，并且所述负载装置也可包括多于两个的多个容纳开口。这提供了具有在各种数量的不同化验之间选择的更多可能性的系统，所述不同化验可以与特定化验的管保持装置组合执行。这导致自动系统或使用者有可能采取不同的有利吸液路径。由于所述负载装置和所述管保持装置具有大量的容纳开口，因此有助于实现未覆盖的容纳开口的最佳选择，从而有助于采取从所述容纳开口中的样品管到PCR反应腔室的最佳吸液路径。这将参照下面的图1到7更详细地解释，其中描述了特定吸液路径，使得使用者通过将所述负载装置与特定化验的管保持装置组合而获得容纳开口的有利选择。
[0015]本发明的系统可以提供直接吸液到所述负载装置的第二容纳部分中的优点，在所述第二容纳部分中可以设置PCR反应腔室。如果所述负载装置实施为热电托架转子，则有助于通过本发明直接吸液到所述转子中。这可以从例如图1得知。此外，通过本发明的系统可以有助于实现例如四个不同化验的同时提取建立。另外，通过根据本发明的负载装置和管保持装置的组合有助于在相同操作中同时提取RNA和DNA。
[0016]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述系统包括一个负载装置和多个不同的用于特定化验的管保持装置。
[0017]本发明的系统可以包括不同管保持装置的存储器。
[0018]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置是管保持板。
[0019]如果需要，所述管保持板可被实施为基本圆形形状。然而，其他形状例如矩形或正方形可以是所述管保持板的可能的实施方式。此外，所述管保持装置可以由金属或合金形成，但是也可以使用聚合物材料或者适于生产这种管保持装置的其他材料来形成。
[0020]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述管保持装置至少包括第一容纳开口。进一步，所述管保持装置可被附接到所述负载装置以便所述管保持装置的容纳开口与所述负载装置的第一容纳开口和第二容纳开口中的至少一个对准并且同时覆盖所述负载装置的第一和第二容纳开口中的另一个。
[0021]因此，在附接的构造中，至少一个容纳开口被覆盖并且一个未被覆盖。换句话说，该实施方式适于覆盖、遮盖和/或掩盖所述负载装置的容纳开口，所述容纳开口根据计划的化验和/或根据由自动吸液装置执行的对应的吸液路径是不使用的，本发明的该方面将被更详细地描述。所述负载装置和所述特定化验的管保持装置可被布置在一起，使得所述管保持装置覆盖和/或掩盖所述负载装置的未使用的容纳开口。所述组合进一步帮助所述管保持装置的容纳开口与所述负载装置的容纳开口中的一个对准。由于这种对准，根据特定化验的样品管可经由两个对准的容纳开口被放置或插入，并且因此可被放置到所述负载装置中以便随后的PCR样品制备和PCR建立。换句话说，通过将所述管保持装置附接到所述负载装置，执行了对所述负载装置的多个容纳开口的选择。仅所述负载装置的那些未被所述管保持装置覆盖的容纳开口将根据当前使用的或期望的化验而被使用。
[0022]这种选择提供了对于实验人员而言改进的可用性并且进一步使PCR样品制备和PCR建立得以简化。
[0023]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述系统包括至少一个样品管，其中所述样品管可移除地附接到所述管保持装置的容纳开口。
[0024]换句话说，所述系统提供了一种管保持装置，所述管保持装置被构造成使得一个或多个样品管可以通过将所述管保持装置的开口与所述负载装置的第一和第二容纳开口中的一个对准而借助所述负载装置和所述管保持装置被移动和容纳。因此，被所述管保持装置容纳、保持的样品管附接到所述负载装置和所述管保持装置，以便可以通过移动所述管保持装置来移动所述管。通过将所述管保持装置附接到所述负载装置，被保持的样品管被插入到所述负载装置中。为了将所述样品管附接到所述管保持装置，固定或紧固装置可被设置在所述管保持装置和/或所述样品管处。例如，可以通过所述样品管的轴环状物与所述管保持装置的容纳开口的周向表面的接合来使用纯机械装置和力。所述容纳开口和所述样品管的嵌套直径的对应设置或调整可被看作本发明的另一个方面。例如，所述样品管可被所述管保持装置容纳在所述容纳开口中的悬挂位置，例如这可以从图8得知。然而，还可以通过本发明提供其他紧固和附接方式，例如磁力，以便将所述样品管附接到所述管保持装置。作为进一步的实施方式，为了获得期望的可移除附接(如果需要，所述附接可被再次释放)，可以使用对应的凸出部或螺纹以便接合所述样品管和所述管保持装置。
[0025]根据本发明的另一个示例性实施方式，所述负载装置的第一容纳部分包括用于容纳样品管的多个第一容纳开口，并且所述管保持装置包括用于容纳样品管的多个第二容纳开口。此外，在所述管保持装置附接在所述负载装置处的位置，所述负载装置的容纳开口的一部分与所述管保持装置的对应容纳开口对准并且所述负载装置的容纳开口的剩余部分被所述管保持装置覆盖。
[0026]该实施方式可以从例如图1、8和图13到15的顺序容易地得知，其中示出了具有用于三个不同化验的三个不同管保持板的一个负载装置。
[0027]根据本发明的另一个示例性实施方式，该系统包括定位成用于第一 PCR化验的多个第一样品管，并且包括定位成用于第二 PCR化验的多个第二样品管。此外，所述管保持装置对于每个样品管包括一个容纳开口，使得所有样品管都通过所述管保持装置的相应容纳开口可移除地附接到所述管保持装置。
[0028]换句话说，所述管保持装置提供两个或多或少分开