Устройство для обработки биологических образцов
Группа изобретений относится к устройству для обработки биологических образцов. Устройство для обработки биологических образцов способно облегчить приложение и отключение магнитного поля. Устройство для обработки биологических образцов включает в себя блок пипеток, модуль перемещения блока пипеток вперед и назад, модуль перемещения блока пипеток вверх и вниз, модуль приложения магнитного поля и нагревательный элемент. Блок пипеток соединен с возможностью отсоединения с множеством пипеток для всасывания или выпуска биологического образца в многолуночный планшет, в котором лунки расположены в форме матрицы вдоль направлений рядов и столбцов. Модуль перемещения блока пипеток вперед и назад перемещает блок пипеток вдоль направления вперед и назад вдоль направления процесса. Модуль перемещения блока пипеток вверх и вниз перемещает блок пипеток в вертикальном направлении. Модуль приложения магнитного поля размещен ниже многолуночного планшета для приложения магнитного поля к лунке многолуночного планшета. Нагревательный элемент размещен под многолуночным планшетом таким образом, что он расположен на расстоянии от модуля приложения магнитного поля для нагревания лунки многолуночного планшета. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил., 3 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для обработки биологических образцов и, в частности, к устройству для обработки, такой как очистка или экстракция биологического образца.
Уровень техники
Индустрия биотехнологии, относящаяся к увеличению количества организмов, которые присутствуют в природе в чрезвычайно малых количествах, или внутренних функций самих организмов для массового производства или для производства полезных организмов, становится все более важной.
В биоиндустрии имеется четыре основных технологии. Во-первых, существует технология рекомбинации генов, которая извлекает специфическую генетическую информацию из организма и вставляет ее в ген быстрорастущего микроорганизма (например, кишечной палочки). Другие основные технологии включают технологию слияния клеток, технологию массового культивирования и технологию биореактора. Такие исследования активно проводятся в области лекарств, химических веществ, продуктов питания и текстиля.
С другой стороны, активно ведется разработка устройства для обработки биологических образцов в целях автоматизации биопромышленных технологий. Патент Кореи № 10-1025135 настоящего заявителя раскрывает устройство автоматической очистки, способное отделять желаемое вещество от множества биологических образцов с применением магнитных частиц.
Такое устройство автоматической очистки обрабатывает биологические образцы, когда пипетки перемещают в набор для многолуночных планшетов, в который последовательно впрыскивают реагенты для анализа и всасывают или выпускают реагенты или аналитические образцы.
Такое устройство автоматической очистки извлекает целевой материал посредством прикрепления магнитных частиц к целевому материалу, последующего удаления оставшегося материала и разделения магнитных частиц и целевого материала. С этой целью устройство автоматической очистки сконфигурировано таким образом, чтобы магнит для приложения магнитного поля прилагался на стороне пипетки посредством вращения, в результате чего извлечь целевой материал нелегко.
Кроме того, пипетка опускается и пробивает герметизирующую секцию, с тем чтобы открыть герметизирующую секцию многолуночного планшета, в результате чего при пробивании многолуночного планшета может произойти контаминация.
Подробное описание изобретения
Цели изобретения
Соответственно, целью настоящего изобретения является предоставление устройства для обработки биологических образцов, которое может легко прилагать и отключать магнитное поле.
Другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства для обработки биологических образцов, способного предотвратить контаминацию, которая может произойти при пробивании герметизирующей секции многолуночного планшета.
Техническое решение
Устройство для обработки биологических образцов в соответствии с типовым вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя блок пипеток, модуль перемещения блока пипеток вперед и назад, модуль перемещения блока пипеток вверх и вниз, модуль приложения магнитного поля и нагревательный элемент. Блок пипеток соединен с возможностью отсоединения с множеством пипеток для всасывания или выпуска биологического образца в многолуночный планшет, в котором лунки расположены в форме матрицы вдоль направлений рядов и столбцов. Модуль перемещения блока пипеток вперед и назад перемещает блок пипеток вдоль направления вперед и назад вдоль направления процесса. Модуль перемещения блока пипеток вверх и вниз перемещает блок пипеток в вертикальном направлении. Модуль приложения магнитного поля размещен ниже многолуночного планшета для приложения магнитного поля к лунке многолуночного планшета. Нагревательный элемент размещен под многолуночным планшетом таким образом, что он расположен на расстоянии от модуля приложения магнитного поля, для нагревания лунки многолуночного планшета.
Например, модуль приложения магнитного поля может быть размещен перед нагревательным блоком относительно направления процесса.
С другой стороны, устройство для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя модуль горизонтального перемещения, сконфигурированный для перемещения, по меньшей мере, одного из модуля приложения магнитного поля и нагревательного элемента.
Модуль горизонтального перемещения может перемещать модуль приложения магнитного поля и нагревательный элемент по отдельности.
Модуль приложения магнитного поля может содержать множество имеющих форму бруска магнитных планок, расположенных по двум диагональным направлениям матрицы.
Модуль приложения магнитного поля может содержать модуль передвижения магнита, сконфигурированный для передвижения магнитных планок вверх и вниз.
Устройство для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя перфорирующий модуль для пробивания и открытия покрытия многолуночного планшета.
Перфорирующий модуль может быть сконфигурирован для объединения с возможностью отсоединения с блоком пипеток, который будет перемещаться модулем перемещения блока пипеток вперед и назад и модулем перемещения блока пипеток вверх и вниз.
Устройство для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя модуль хранения пипетки, сконфигурированный для хранения отдельной пипетки, которая используется на первом этапе процесса, и модуль буфера пипетки, сконфигурированный для хранения пипетки, которая будет использоваться на втором этапе процесса.
Устройство для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя чувствительный элемент, сконфигурированный для определения, установлен ли модуль хранения.
Устройство для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя модуль уведомлений, сконфигурированный для уведомления о том, что модуль хранения не установлен, в результате обнаружения модулем обнаружения.
Устройство для обработки биологических образцов в соответствии с другим вариантом осуществления включает себя блок пипеток, модуль перемещения блока пипеток вперед и назад, модуль перемещения блока пипеток вверх и вниз и перфорирующий модуль. Блок пипеток соединен с возможностью отсоединения с множеством пипеток для всасывания или выпуска биологического образца в многолуночный планшет, в котором лунки расположены в форме матрицы вдоль направлений рядов и столбцов. Модуль перемещения блока пипеток вперед и назад перемещает блок пипеток вдоль направления вперед и назад вдоль направления процесса. Модуль перемещения блока пипеток вверх и вниз перемещает блок пипеток в вертикальном направлении. Перфорирующий модуль пробивает и открывает покрытие многолуночного планшета.
Перфорирующий модуль может быть сконфигурирован для объединения с возможностью отсоединения с блоком пипеток для перемещения посредством модуля перемещения блока пипеток вперед и назад и модуля перемещения блока пипеток вверх и вниз.
Устройство для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя модуль хранения пипетки, сконфигурированный для хранения отдельной пипетки, которая используется на первом этапе процесса, и модуль буфера пипетки, сконфигурированный для хранения пипетки, которая будет использоваться на втором этапе процесса.
Устройство для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя чувствительный элемент, сконфигурированный для определения, установлен ли модуль хранения.
Устройство для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя модуль уведомлений, сконфигурированный для уведомления о том, что модуль хранения не установлен, в результате обнаружения модулем обнаружения.
Перфорирующий модуль может быть сконфигурирован для пробивания только выбранных лунок многолуночного планшета.
Полезные эффекты
В устройстве для обработки биологических образцов в соответствии с настоящим изобретением модуль приложения магнитного поля и нагревательный элемент расположены ниже многолуночного планшета, и магнитное поле прилагают к нижней части, посредством чего целевой образец, объединенный с магнитными частицами, притягивается ко дну, с тем чтобы отделение целевого образца стало более удобным.
Кроме того, за счет разделения модуля приложения магнитного поля и нагревательного элемента можно выполнять дополнительные процессы между процессом разделения с применением магнитного поля и процессом удаления этанола путем нагревания, что позволяет удовлетворить требованиям процесса, который требуется для обработки нового биологического образца. Кроме того, когда модуль приложения магнитного поля и нагревательный элемент расположены отдельно, как описано выше, можно сразу выполнять операцию вторичной обработки, не ожидая времени охлаждения нагревательного элемента после операции первичной обработки, в результате чего время анализа может быть сокращено при выполнении мульти-анализа.
Кроме того, когда устройство для обработки биологических образцов включает в себя блок горизонтального перемещения для перемещения, по меньшей мере, одного из модуля приложения магнитного поля и нагревательного элемента, устройство для обработки биологических образцов может выполнять обработку биологического образца даже при использовании произвольного многолуночного планшета.
Кроме того, когда блок горизонтального переноса сконфигурирован для переноса модуля приложения магнитного поля и нагревательного элемента по отдельности, для обработки биологических образцов дополнительно повышается степень свободы, даже при использовании произвольного многолуночного планшета.
Кроме того, когда модуль приложения магнитного поля содержит множество имеющих форму бруска магнитных планок, расположенных в двух диагональных направлениях матрицы, и модуль передвижения магнита, передвигающий магнитные планки вверх и вниз, легко прилагать и отключать магнитное поле к многолуночному планшету, с тем чтобы целевой материал, объединенный с магнитными частицами в верхней части лунки, можно было легче направить в нижнюю часть.
Кроме того, когда устройство для обработки биологических образцов включает в себя перфорирующий модуль для пробивания и открытия герметизирующего слоя многолуночного планшета, можно предотвратить контаминацию, которая может возникнуть при удалении герметизирующего слоя многолуночного планшета.
Когда перфорирующий модуль соединен с возможностью отсоединения с блоком пипеток и сконфигурирован для транспортировки посредством модуля перемещения блока пипеток вперед и назад и модуля перемещения блока вверх и вниз, отдельный модуль привода для перемещения перфорирующего модуля не требуется, благодаря чему можно сократить количество компонентов, тем самым снижая стоимость производства.
Кроме того, когда устройство для обработки биологических образцов включает в себя модуль хранения пипетки для хранения отдельной пипетки, которая используется на первом этапе процесса, и модуль буфера пипетки для хранения пипетки, которая будет использоваться на втором этапе процесса, пипетку можно заменить в целях предотвращения контаминации во время обработки биологического образца.
Кроме того, когда устройство для обработки биологических образцов включает в себя чувствительный элемент для определения, установлен ли модуль хранения, и модуль уведомлений для уведомления о том, что модуль хранения не установлен, можно предотвратить контаминацию устройства для обработки биологических образцов и повысить точность анализа, поскольку предотвращается функционирование устройства для обработки биологических образцов без установки модуля хранения.
Кроме того, когда перфорирующий модуль сконфигурирован для пробивания только выбранных лунок многолуночного планшета, проверку можно выполнять только для выбранных объектов, подлежащих проверке.
Описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, показывающий устройство для обработки биологических образцов в соответствии с типовым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе устройства для обработки биологических образцов, показанного на фиг. 1, который показан под другим углом.
Фиг. 3 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий часть фиг. 2.
Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе, показывающий часть фиг. 1.
Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе перфорирующего модуля.
Фиг. 6 представляет собой концептуальную схему нагревательного элемента и модуля приложения магнитного поля устройства для обработки биологических образцов в соответствии с типовым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 7 представляет собой схематический вид сверху, показывающий расположение имеющих форму бруска магнитов в части приложения магнитного поля, показанной на фиг. 6.
Фиг. 8 представляет собой блочную диаграмму, показывающую модуль управления, чувствительный элемент и модуль уведомлений устройства для обработки биологических образцов по настоящему изобретению.
На фиг. 9 показан результат отделения нуклеиновой кислоты от биологического образца с применением устройства для обработки биологических образцов по настоящему изобретению.
На фиг. 10 показаны результаты сравнения времени работы устройства для обработки биологических образцов по настоящему изобретению и обычного устройства для обработки биологических образцов.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Ниже в настоящем раскрытии настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны типовые варианты осуществления настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение может быть осуществлено во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное приведенными здесь типовыми вариантами осуществления. Напротив, эти типовые варианты осуществления предоставлены для того, чтобы данное раскрытие было полным и завершенным и полностью передавало объем настоящего изобретения специалистам в данной области техники.
Следует понимать, что хотя термины «первый», «второй» и т. д. могут использоваться в настоящем раскрытии для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев и/или секций, эти элементы, компоненты и/или секции не должны ограничиваться данными терминами. Данные термины используются только для того, чтобы отличать один элемент, компонент, область, слой или секцию от другой области, слоя или секции. Таким образом, первый элемент, компонент или секция, обсуждаемый ниже, может быть назван вторым элементом, компонентом или секцией без отклонения от идеи настоящего изобретения.
Терминология, используемая в настоящем раскрытии, предназначена только для описания конкретных типовых вариантов осуществления и не предназначена для ограничения настоящего изобретения. Используемые в настоящем раскрытии формы единственного числа предназначены также для включения форм множественного числа, если из контекста явно не следует иное. Кроме того, следует понимать, что термины «включает в себя» и/или «включающий в себя», когда используются в настоящем описании, определяют наличие заявленных характеристик, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличия или добавления одной или более других характеристик, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или групп указанного.
Если не указано иное, все термины (включая технические и научные термины), используемые в настоящем раскрытии, имеют то же значение, которое обычно понимают специалисты в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Кроме того, следует понимать, что термины, такие как определенные в общеупотребительных словарях, должны интерпретироваться как имеющие значение, которое соответствует их значению в контексте соответствующего уровня техники, и не должны интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если только это явно не определено в настоящем раскрытии.
Ниже в настоящем раскрытии предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылками на чертежи.
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, показывающий устройство для обработки биологических образцов в соответствии с типовым вариантом осуществления настоящего изобретения, фиг. 2 представляет собой вид в перспективе устройства для обработки биологических образцов, показанного на фиг. 1, который показан под другим углом, а фиг. 3 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий часть фиг. 2.
Обратимся к фиг. 1-3; устройство 100 для обработки биологических образцов в соответствии с типовым вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя блок 110 пипеток, модуль 120 перемещения блока пипеток вперед и назад, модуль 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз, секцию приложения магнитного поля (191 на фиг. 6) и нагревательный элемент (192 на фиг. 6).
Блок 110 пипеток соединен с возможностью отсоединения с множеством пипеток P для всасывания или выпуска биологического образца в многолуночный планшет (MWP), в котором лунки расположены в форме матрицы вдоль направлений рядов и столбцов. Хотя блоки 110 пипеток расположены в трех рядах на фиг. 1-3, они могут быть расположены, например, более чем в одном ряду и могут проводить множество анализов одновременно. Пипетки P могут быть выполнены из пластика, например, в форме шприца, и после проведения анализа пипетки P заменяют в качестве расходного материала для предотвращения контаминации во время анализа других образцов.
Модуль 120 перемещения блока пипеток вперед и назад перемещает блок 110 пипеток вдоль направления вперед и назад, которое является рабочим направлением D блока пипеток. Модуль 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз перемещает блок 110 пипеток в вертикальном направлении, чтобы прикрепить или отсоединить пипетку P. Например, модуль 120 перемещения блока пипеток вперед и назад может быть установлен на раме 170, а модуль 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз может быть установлен в модуле 120 перемещения блока пипеток вперед и назад.
В многолуночном планшете (MWP) содержатся различные образцы по ходу процесса. Пипетку P перемещают вниз посредством модуля 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз с целью всасывания образцов первого столбца многолуночного планшета (MWP), пипетку P перемещают вверх посредством модуля 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз, и затем перемещают во второй столбец многолуночного планшета (MWP) вдоль направления процесса D посредством модуля 120 перемещения блока пипеток вперед и назад. После перемещения во второй столбец пипетку P перемещают вниз посредством модуля 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз с целью выпуска образцов для проведения реакций во втором ряду, пипетку P перемещают вверх посредством модуля 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз, и затем перемещают в третий столбец многолуночного планшета (MWP) вдоль направления процесса D посредством модуля 120 перемещения блока пипеток вперед и назад. Биологические образцы обрабатывают путем повторения описанного выше процесса. Данный процесс выполняют под управлением модуля 200 управления, и он будет описан более подробно со ссылкой на фиг. 4.
Устройство 100 для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя модуль 150 хранения пипетки для хранения пипетки, используемой на первой стадии процесса, и модуль 160 буфера пипетки для хранения пипетки, которую будут использовать на второй стадии процесса. Соответственно, в устройстве для обработки биологических образцов в соответствии с настоящим изобретением пипетку P могут заменять в целях предотвращения контаминации на этапе обработки образца.
Устройство 100 для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя чувствительный элемент 210 для определения, установлен ли модуль 150 хранения, как показано на фиг. 8. Например, магнит может быть установлен на нижней поверхности модуля 150 хранения, и чувствительный элемент 210 может содержать датчик для обнаружения магнитного поля.
Кроме того, устройство 100 для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя модуль 220 уведомлений для уведомления о том, что модуль 150 хранения не установлен, что определяется чувствительным элементом 210, когда модуль 150 хранения не установлен. Модуль 200 управления принимает сигнал обнаружения чувствительного элемента 210 и приводит в действие модуль 220 уведомлений, когда модуль 150 хранения не установлен.
Например, модуль 220 уведомлений может уведомлять пользователя о том, что модуль 150 хранения не установлен, с помощью звука, такого как сирена, или мигающего света. Кроме того, модуль 200 управления может управлять устройством 100 для обработки биологических образцов таким образом, чтобы останавливать его работу, когда модуль 150 хранения не установлен.
Устройство 100 для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя перфорирующий модуль 140 для пробивания и открытия покрытия многолуночного планшета MWP. Перфорирующий модуль 140 может быть сформирован, например, путем прикрепления перфоратора 141 к нижней части прямоугольной рамы, как показано на фиг. 5. Перфорирующий модуль 140 может быть выполнен в различных формах, помимо формы из примера.
Перфорирующий модуль 140 может быть соединен с возможностью отсоединения с блоком 110 пипеток и может транспортироваться модулем 120 перемещения блока пипеток вперед и назад и модулем 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз. То есть, когда многолуночный планшет MWP установлен, модуль 200 управления приводит в действие модуль 120 перемещения блока пипеток вперед и назад для перемещения блока 110 пипеток в направлении перфорирующего модуля 140. Затем модуль 200 управления приводит в действие модуль 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз для установки перфорирующего модуля 140 в блок 110 пипеток, а затем снова приводит в действие модуль 120 перемещения пипеток вперед и назад, чтобы переместить перфорирующий модуль 140 в направлении планшета MWP. После этого модуль 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз приводится в действие снова, чтобы переместить перфорирующий модуль 130 вниз и вверх для пробивания покрытия многолуночного планшета MWP, а затем модуль 120 перемещения блока пипеток вперед и назад и модуль 130 перемещения блока пипеток вверх и вниз приводятся в действие для возврата перфорирующего модуля 140 в исходное положение. Затем, после того как блок 110 пипеток установил пипетку P, выполняется анализ биологического образца при перемещении каждого столбца многолуночного планшета MWP, как описано выше.
Как описано выше, когда устройство 100 для обработки биологических образцов включает в себя перфорирующий модуль 140 для пробивания и открытия покрытия многолуночного планшета MWP, можно предотвратить контаминацию, когда герметизирующая секция многолуночного планшета MWP открыта.
Перфорирующий модуль 140 может быть сконфигурирован для пробивания только выбранных лунок многолуночного планшета. Перфорирующий модуль 140, показанный на фиг. 5, имеет восемь перфораторов 141, которые являются фиксированными. Следовательно, когда приводится в действие один перфорирующий модуль 140, открываются все лунки в восьми рядах. Однако, когда перфораторы 141 сконструированы таким образом, чтобы обеспечить возможность их перемещения вверх и вниз по отдельности, пробивание можно выполнять только для выбранных лунок, чтобы открыть выбранные лунки.
То есть, когда перфорирующий модуль 140 сконфигурирован для пробивания только выбранных лунок многолуночного планшета, можно проводить проверку небольшого числа объектов, подлежащих проверке. Более конкретно, например, в случае проверки образца, взятого у одного или двух пациентов, требуются только двенадцать (1×12) или двадцать четыре (2×12) лунки, но все лунки открываются, когда приводится в действие перфорирующий модуль 140 с фиксированным перфоратором 141, показанным на фиг. 5, и остальные лунки расходуются в неиспользованном состоянии, в результате чего многолуночный планшет расходуется непроизводительно. В качестве альтернативы, в случае если перфорирующий модуль 140 приводится в действие только тогда, когда собраны восемь пациентов, можно предотвратить непроизводительный расход многолуночного планшета, но существует проблема, заключающаяся в том, что перфорирующий модуль 140 на фиг. 5 должен ожидать, пока не будет собрано восемь пациентов. Следовательно, когда перфорирующий модуль 140 сконфигурирован для пробивания только выбранных лунок многолуночного планшета, открытие оставшихся лунок может быть предотвращено при одновременной обработке небольшого количества пациентов, в результате чего многолуночный планшет можно использовать повторно.
Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе, показывающий часть фиг. 1.
Обратимся к фиг. 4; множество многолуночных планшетов (MWP) может быть размещено на опорной пластине 180. Многолуночный планшет (MWP) состоит из множества лунок. Например, многолуночный планшет MWP может состоять из девяноста шести лунок (восемь лунок расположены в направлении столбцов, и двенадцать лунок расположены в направлении рядов). Такой многолуночный планшет (MWP) изготавливают в форме набора в соответствии с функцией анализа или экстракции, и различные образцы могут быть добавлены в многолуночный планшет (MWP) набора в соответствии с обработкой биологического образца, подлежащего обработке.
Например, лунки первого выбранного столбца могут быть запечатаны после впрыскивания протеолитических ферментов, разрушающих РНК ферментов или буферов, необходимых для предварительной обработки образца для протеолиза или деградации РНК в них. Лунки второго выбранного столбца могут быть запечатаны после впрыскивания раствора для растворения клеток, в котором растворен биологический образец, лунки третьего выбранного столбца могут быть запечатаны после впрыскивания в них связующего раствора, лунки четвертого выбранного столбца могут быть запечатаны после впрыскивания раствора, в котором диспергированы магнитные частицы, лунки от пятого до седьмого выбранных столбцов могут быть запечатаны после впрыскивания в них промывочного раствора, а лунки восьмого столбца могут быть запечатаны после введения в них элюирующего раствора. То есть, раствор для очистки образца размещают в других единичных лунках, за исключением одной из единичных лунок, и тот же самый раствор могут размещать в той же самой единичной лунке.
С другой стороны, когда раствор, содержащийся в запечатанной единичной лунке, представляет собой водную дисперсию, в которой диспергированы магнитные частицы, магнитные частицы, диспергированные в водной дисперсии, могут представлять собой сферические магнитные частицы, покрытые диоксидом кремния.
Обратимся опять к фиг. 1-4; после того, как опорную пластину 180 извлекают из устройства 100 для обработки биологических образцов в соответствии с настоящим изобретением, на опорную пластину 180 помещают специальный многолуночный планшет MWP, и опорную пластину 180 с многолуночным планшетом MWP задвигают в устройство 100 для обработки биологических образцов. Затем, когда устройство 100 для обработки биологических образцов приводится в действие, блок 130 пипеток перемещают вдоль направления рядов многолуночного планшета (то есть, направления D обработки), и операцию по обработке биологического образца выполняют путем всасывания или выпуска образца в каждую лунку.
Фиг. 6 представляет собой концептуальную схему нагревательного элемента и модуля приложения магнитного поля устройства для обработки биологических образцов в соответствии с типовым вариантом осуществления настоящего изобретения, и фиг. 7 представляет собой схематический вид сверху, показывающий расположение имеющих форму бруска магнитов в секции приложения магнитного поля, показанной на фиг. 6. Для удобства объяснения модуль приложения магнитного поля и нагревательный элемент представлены в виде схематических изображений.
Обратимся к фиг. 6 и 7; модуль 191 приложения магнитного поля размещен ниже многолуночного планшета MWP и прилагает магнитное поле к некоторым лункам W многолуночного планшета MWP. Таким образом, магнитное поле, приложенное к лунке W, индуцирует и разделяет целевой материал, объединенный с магнитными частицами.
Нагревательный элемент 192 размещен под многолуночным планшетом MWP таким образом, чтобы он находился на расстоянии от модуля приложения магнитного поля, и нагревает некоторые лунки W многолуночного планшета MWP с целью испарения этанола из лунки, работа с которой завершена.
Поскольку процесс нагрева обычно выполняют в конце операции обработки, модуль 191 приложения магнитного поля, предпочтительно, размещен перед нагревательным элементом 192 относительно направления процесса.
Как описано выше, когда блок 191 приложения магнитного поля и нагревательный элемент 192 отделены друг от друга, можно выполнять дополнительные процессы между процессом разделения посредством приложения магнитного поля и процессом удаления этанола путем нагревания, что позволяет удовлетворить требованиям процесса, который требуется для обработки нового биологического образца. Кроме того, когда модуль 191 приложения магнитного поля и нагревательный элемент 192 расположены отдельно, как описано выше, можно сразу выполнять операцию вторичной обработки, не ожидая времени охлаждения нагревательного элемента после операции первичной обработки, в результате чего время анализа может быть сокращено при выполнении мульти-анализа. То есть, в случае, когда модуль 191 приложения магнитного поля и нагревательный элемент 192 расположены в одном и том же положении, магнитное поле прилагают для отделения магнитных частиц, и затем нагревательный элемент 192 приводится в действие, в результате чего не возникает никаких проблем в первой операции обработки. Однако, когда вторая операция обработки выполняется немедленно, нагревательный элемент 192 нагревается на этапе разделения магнитных частиц, и этанол испаряется, что создает проблему. Для того, чтобы предотвратить проблему, нагревательный элемент 192 должен находиться в режиме ожидания, пока нагревательный элемент 192 не будет охлажден. Однако в случае, когда блок 191 приложения и нагревательный элемент 192 расположены отдельно, операция вторичной обработки может быть выполнена немедленно без ожидания охлаждения нагревательного элемента 192.
Устройство 100 для обработки биологических образцов может дополнительно включать в себя модуль 193 горизонтального перемещения для перемещения, по меньшей мере, одного из модуля 191 приложения магнитного поля и нагревательного элемента 192. Как описано выше, когда устройство 100 для обработки биологических образцов включает в себя модуль 193 горизонтального перемещения для перемещения, по меньшей мере, одного из блока 191 приложения магнитного поля и нагревательного элемента 192, устройство 100 для обработки биологических образцов может выполнять обработку биологических образцов даже при приеме любого многолуночного планшета (MWP).
То есть, в зависимости от многолуночного планшета (MWP) (например, многолуночного планшета, изготовленного другими производителями), положение лунки, в которой операция закончилась и из которой испаряется этанол, и положение скважины W, в которой находится целевой материал, с которым объединяются магнитные частицы, могут быть различными. В этом случае можно работать с другим многолуночным планшетом, изменив положения модуля 191 приложения магнитного поля и нагревательного элемента 192.
В то же время, модуль 193 горизонтального перемещения может перемещать модуль 191 приложения магнитного поля и нагревательный элемент 191 по отдельности. Когда модуль 193 горизонтального перемещения сконфигурирован для перемещения модуля 191 приложения магнитного поля и нагревательного элемента 192 по отдельности, степень свободы дополнительно увеличивается, так что обработка образца может быть выполнена даже при использовании произвольного многолуночного планшета.
С другой стороны, модуль 191 приложения магнитного поля может включать в себя множество имеющих форму бруска магнитных планок 191a, расположенных по двум диагоналям матрицы, как показано на фиг. 7. Модуль 191 приложения магнитного поля может дополнительно включать в себя модуль 191b передвижения магнитов для передвижения магнитных планок 191a вверх и вниз. Модуль 191b передвижения магнитов поднимает магнитные планки 191a с четырех сторон единичных лунок многолуночного планшета MWP и опускает магнитные планки 191a, чтобы индуцировать опускание магнитных веществ из верхней части единичной лунки.
Как описано выше, когда модуль 191 приложения магнитного поля включает в себя множество имеющих форму бруска магнитных планок 191a, расположенных по двум диагональным направления матрицы, и модуль 191b передвижения магнитов, передвигающий магнитные планки 191a вверх и вниз, легко прилагать и отключать магнитное поле от многолуночного планшета (MWP), и целевой материал, объединенный с магнитными частицами в верхней части лунки, легче направить в нижнюю часть.
Далее будет подробно описан пример применения, в котором применяют варианты осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 9 представляет собой график, показывающий результаты ОТ-ПЦР в реальном времени для обнаружения ВИЧ-1 в плазме человека для сравнения производительности Exiprep™ Dx, которое является устройством для экстракции нуклеиновых кислот, разработанным заявителем по настоящей заявке ранее, с устройством для обработки биологических образцов (ExiprepTM 48) по настоящему изобретению. Различие в значении Ct на единицу означает, что соответствующей нуклеиновой кислоты в два раза больше, что означает, что чем меньше значение Ct, тем больше содержится нуклеиновых кислот.
Материалы и способы, применяемые в вариантах осуществления настоящего изобретения, будут описаны следующим образом.
Во-первых, для сравнения и подтверждения производительности Exiprep™ Dx с устройством для обработки биологических образцов по настоящему изобретению будут описаны материалы, используемые для выделения нуклеиновых кислот из биологических образцов.
Приготовление биологического образца
(1) Приведенная ниже таблица 1 является стандартом, требуемым для теста сравнения производительности настоящего изобретения с ExiprepTM Dx (Bioneer), который является обычным продуктом.
[Таблица 1]
Стандарт, используемый для проверки
| Стандартное наименование | производитель | замечания |
| Плазма человека с ЭДТА (Кат. № HB-100) | Seracare | матрица |
| Международный стандарт ВОЗ, 3-й международный стандарт ВИЧ-1, код NIBSC: 10/152 | NIBSC | Генотип Б |
| AccuPower® ВИЧ-1 набор для количественной ОТ-ПЦР | Bioneer | Набор для ПЦР |
[Таблица 2]
Приготовление биологических образцов для тестирования
| Требуемое для проверки количество | ExiprepTM Dx 8 шт. (8 шт. по 0,4 мл=3,2 мл) Оборудование по настоящему изобретению 8 шт. (8 шт. по 0,8 мл=6,4 мл) Общая потребность 3,2 мл+6,4 мл=9,6 мл |
| Первая концентрация | 185000 МЕ/мл |
| Этап разведения 1 | Плазма человека с ЭДТА 0,142 мл ВОЗ ВИЧ-1, панель 0,008 мл, смесь (Первая концентрация при разведении: 10000 МЕ/мл) |
| Этап разведения 2 | Плазма человека с ЭДТА 11,88 мл 0,12 мл первого разведения (Конечная концентрация разведения: 100 МЕ/мл) |
Выделение и очистка нуклеиновых кислот
Биологические образцы, приготовленные в соответствии с таблицей 2, помещали в каждую пробирку для загрузки образцов (Bioneer, KA-3011), в которой высушивали внутренний положительный контроль (IPC), и затем проводили выделение нуклеиновой кислоты с помощью устройства по настоящему изобретению и ExiprepТМ Dx.
Объем образца для приведения в действие оборудования ExiprepТМ Dx составляет 0,4 мл, а объем образца для приведения в действие устройства по настоящему изобретению составляет 0,8 мл. Подготовительный набор для экстракции нуклеиновой кислоты представляет собой набор вирусной ДНК/РНК (Bioneer, K-4471, Корея), и процесс выполняется для извлечения нуклеиновых кислот из плазмы.
Конечный объем элюирующего объема равен 80 мкл, и 50 мкл набора для количественной ОТ-ПЦР AccuPower® ВИЧ (Bioneer, HIV-1111, Корея) используется для амплификации нуклеиновых кислот в реальном времени.
Проверка с применением ОТ-ПЦР в реальном времени
ОТ-ПЦР в реальном времени выполняют для идентификации выделения и очистки нуклеиновых кислот с использованием нуклеиновых кислот ВИЧ-1, выделенных из биологических образцов, с применением Exiprep™ Dx и устройства для обработки биологических образцов. После герметизации верхней поверхности диагностического набора с использованием клейкой герметизирующей пленки из набора количественной ОТ-ПЦР AccuPower® ВИЧ и тщательного перемешивания состава диагностического набора с применением ExiSpin™ (Bioneer, Корея) и вортекса образец измельчали с применением ExiSpin. Условия реакции ОТ-ПЦР в реальном времени были такими же, как в таблице 3, и ExiCyclerTM 96 (Bioneer, Корея) применяли для реакции амплификации нуклеиновых кислот в реальном времени.
[Таблица 3]
Цикл ПЦР в реальном времени
| Строка | ЭТАП | температура | Продолжительность |
| 1 | синтез кДНК | 50°С | 15 мин |
| 2 | предварительная денатурация | 95°С | 5 мин |
| 3 | денатурация | 95°С | 5 сек |
| 4 | отжиг и удлинение | 55°С | 5 сек |
| 5 | сканирование | ||
| 6 | Перейти к строке 3 Цикл 45 | ||
| 7 | Конец |
Фиг. 10 представляет собой схематическое изображение, показывающее время, необходимое для выделения и очистки нуклеиновой кислоты в случае применения Exiprep™ Dx, которое представляет собой устройство для экстракции нуклеиновых кислот, разработанное компанией-заявителем, и устройства для обработки биологических образцов по настоящему изобретению.
Как видно из фиг. 10, время связывания, промывания и сушки значительно сокращается, в результате чего общее время обработки значительно сокращается.
Хотя настоящее изобретение было описано в подробном описании изобретения со ссылкой на типовые варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения без отступления от формы или объема изобретения.
1. Устройство для обработки биологических образцов, содержащее:
блок пипеток, с которым соединено с возможностью отсоединения множество пипеток для втягивания или выпускания биологического образца в многолуночный планшет, в котором лунки расположены в форме матрицы вдоль направлений рядов и столбцов;
модуль перемещения блока пипеток вперед и назад, выполненный с возможностью перемещения блока пипеток вдоль направления вперед и назад вдоль направления процесса;
модуль перемещения блока пипеток вверх и вниз, выполненный с возможностью перемещения блока пипеток вдоль вертикального направления;
модуль приложения магнитного поля, расположенный под многолуночным планшетом, для приложения магнитного поля к лунке многолуночного планшета;
нагревательный элемент, расположенный под многолуночным планшетом таким образом, чтобы он был расположен на расстоянии от модуля приложения магнитного поля, для нагрева лунки многолуночного планшета; и
модуль горизонтального перемещения, выполненный с возможностью перемещения, по меньшей мере, одного из модуля приложения магнитного поля и нагревательного элемента, причем блок горизонтального перемещения выполнен с возможностью перемещения модуля приложения магнитного поля и нагревательного элемента по отдельности.
2. Устройство по п. 1, в котором модуль приложения магнитного поля расположен перед нагревательным элементом относительно направления процесса.
3. Устройство по п. 1, в котором модуль приложения магнитного поля содержит множество имеющих форму бруска магнитных планок, расположенных в двух диагональных направлениях матрицы.
4. Устройство по п. 3, в котором модуль приложения магнитного поля содержит модуль передвижения магнита, выполненный с возможностью передвижения магнитных планок вверх и вниз.
5. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее: перфорирующий модуль для пробивки и открытия покрытия многолуночного планшета.
6. Устройство по п. 5, в котором перфорирующий модуль выполнен с возможностью объединения с возможностью отсоединения с блоком пипеток с целью перемещения посредством модуля перемещения блока пипеток вперед и назад и модуля перемещения блока пипеток вверх и вниз.
7. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее:
модуль хранения пипетки, выполненный с возможностью хранения отдельной пипетки, которая используется на первом этапе процесса; и
модуль буфера пипеток, выполненный с возможностью хранения пипетки, которая будет использоваться на втором этапе процесса.
8. Устройство по п. 7, дополнительно содержащее: чувствительный элемент, выполненный с возможностью определения, установлен ли модуль хранения.
9. Устройство по п. 8, дополнительно содержащее:
модуль уведомлений, выполненный с возможностью уведомления о том, что модуль хранения не установлен, на основе результата обнаружения, выполняемого блоком обнаружения.
10. Устройство для обработки биологических образцов, содержащее:
блок пипеток, с которым соединено с возможностью отсоединения множество пипеток для втягивания или выпускания биологического образца в многолуночный планшет, в котором лунки расположены в форме матрицы вдоль направлений рядов и столбцов;
модуль перемещения блока пипеток вперед и назад, выполненный с возможностью перемещения блока пипеток вдоль направления вперед и назад вдоль направления процесса;
модуль перемещения блока пипеток вверх и вниз, выполненный с возможностью перемещения блока пипеток вдоль вертикального направления; и
перфорирующий модуль для пробивания и открытия покрытия многолуночного планшета, причем перфорирующий модуль выполнен с возможностью пробивания только выбранных лунок многолуночного планшета.
11. Устройство по п. 10, в котором перфорирующий модуль выполнен с возможностью объединения с возможностью отсоединения с блоком пипеток с целью перемещения посредством модуля перемещения блока пипеток вперед и назад и модуля перемещения блока пипеток вверх и вниз.
12. Устройство по п. 10, дополнительно содержащее:
модуль хранения пипетки, выполненный с возможностью хранения отдельной пипетки, которая используется на первом этапе процесса; и
модуль буфера пипеток, выполненный с возможностью хранения пипетки, которая будет использоваться на втором этапе процесса.
13. Устройство по п. 12, дополнительно содержащее: чувствительный элемент, выполненный с возможностью определения, установлен ли модуль хранения.
14. Устройство по п. 13, дополнительно содержащее:
модуль уведомлений, выполненный с возможностью уведомления о том, что модуль хранения не установлен на основе результата обнаружения, выполняемого блоком обнаружения.
