用于分子診斷的微流體盒、使用微流體盒的對(duì)接站、以及用于分析生物樣品的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于檢測(cè)樣品的一種核酸的微流體盒，該微流體盒包括多個(gè)功能體積，這些功能體積分為多個(gè)功能區(qū)域和微通道的流體網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明，至少三個(gè)功能區(qū)域通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中樞連接的微通道流體地連接至流體的中央分配中樞，所述中央分配中樞能夠?qū)⒘黧w通過(guò)穿過(guò)所述中央分配中樞而從第一功能區(qū)域泵送并且注射至第二功能區(qū)域；并且其中中樞連接的微通道的至少三個(gè)閥被安排為使得所述至少三個(gè)閥被適配為由單個(gè)外部凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器機(jī)械地致動(dòng)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及使用這種微流體盒的對(duì)接站，并且涉及用于分析生物樣品的方法，該方法涉及根據(jù)本發(fā)明的對(duì)接站和微流體盒。
【專利說(shuō)明】用于分子診斷的微流體盒、使用微流體盒的對(duì)接站、以及用于分析生物樣品的方法
[0001 ]本發(fā)明涉及用于進(jìn)行分子診斷或生物診斷的微流體裝置的領(lǐng)域。
[0002 ]本發(fā)明更具體地涉及用于分析包含在生物樣品中的至少一種核酸的微流體盒。
[0003]本發(fā)明還涉及被設(shè)計(jì)為使用并且操作這種微流體盒的對(duì)接站。
[0004]本發(fā)明最終涉及實(shí)施這種微流體盒而分析生物樣品的方法。
[0005]被設(shè)計(jì)用于搜尋并且分析包含在生物樣品中的至少一種核酸或一種核苷酸序列的微流體裝置結(jié)合了不同工具，以便:制備生物樣品以從所述樣品提取核酸;使用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)增技術(shù)，像例如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(也稱為“PCR”)，從提取的核酸擴(kuò)增至少一種靶核酸;并且使用已知的分子識(shí)別機(jī)制，像例如雜交，檢測(cè)(例如光學(xué)地)并且分析靶核酸。
[0006]因此，為了進(jìn)行樣品的至少一種核酸的分析，所述樣品需要順序地在微流體盒的不同功能區(qū)域中轉(zhuǎn)移，每個(gè)功能區(qū)域用于對(duì)樣品的具體操作。
[0007]例如文件WO 2009/049268和US 2012/115738描述了包括以下多個(gè)功能區(qū)域的微流體裝置:用于提取核酸的樣品制備的區(qū)域，一系列的核酸擴(kuò)增的區(qū)域、以及擴(kuò)增的核酸的表面分析和檢測(cè)的區(qū)域。所述檢測(cè)區(qū)域可能是生物芯片。
[0008]在那些文件中，微流體盒特征在于非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，以便是模塊化的，并且允許容易并且迅速的重構(gòu)，從而適合不同應(yīng)用。具體地，在微流體盒的每個(gè)功能區(qū)域內(nèi)實(shí)施具有共用閥結(jié)構(gòu)的很多栗，以將流體從一個(gè)功能區(qū)域轉(zhuǎn)移至另一個(gè)功能區(qū)域。
[0009]因此，文件2009/049268和US 2012/115738的盒呈現(xiàn)了大體積，并且流體的轉(zhuǎn)移不能以簡(jiǎn)單方式以限制數(shù)目的致動(dòng)器操作。
[0010]這些裝置的廣泛使用，尤其是在人體內(nèi)分子診斷的背景下，由于盒必須在每次使用后丟棄，所以受限于這一技術(shù)中固有的復(fù)雜性和高成本。此外，這些裝置，例如在US2012/0034705中描述的裝置，通常由多種用于實(shí)現(xiàn)分析的不同階段的很多元件組成，它們極其易碎并且難以操縱。
[0011]因此希望微流體盒是大量可生產(chǎn)的、便宜的、并且最優(yōu)選是一次性的。然而，因?yàn)榇祟愇⒘黧w裝置整合了分子分析的復(fù)雜步驟，所以會(huì)難以適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)常規(guī)微流體裝置的不同任務(wù)。因此還希望微流體盒易于操作并且很多或基本上所有的流體加工步驟都是在該微流體盒上直接自動(dòng)化。
[0012]出于此目的，本發(fā)明提出了一種微流體盒，一方面，該微流體盒使得可能在后者內(nèi)不僅整合其操作所需的所有流體，而且還整合完整的微流體回路、微通道和閥、反應(yīng)室和生物芯片，并且另一方面，使得可能以減小的體積并且借助緊湊的外部致動(dòng)器進(jìn)行流體按簡(jiǎn)單方式的轉(zhuǎn)移和運(yùn)動(dòng)。
[0013]更確切地說(shuō)，本發(fā)明提供了用于檢測(cè)樣品的至少一種核酸的微流體盒，所述微流體盒包括:
[0014]-多個(gè)功能體積，分為多個(gè)功能區(qū)域，例如至少樣品制備區(qū)域、核酸擴(kuò)增區(qū)域、核酸分析區(qū)域、廢物區(qū)域、以及
[0015]-微通道的流體網(wǎng)絡(luò)，
[0016]其中:
[0017]-至少三個(gè)功能區(qū)域通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中樞連接的微通道流體地連接至流體分配的一個(gè)中央分配中樞，所述中樞連接的微通道的每一個(gè)具有中樞端和區(qū)域端，所述中央分配中樞能夠?qū)⒘黧w通過(guò)穿過(guò)所述中央分配中樞而從所述至少三個(gè)功能區(qū)域的第一功能區(qū)域栗送并且注射至第二功能區(qū)域，所述第二功能區(qū)域與所述第一功能區(qū)域是相同或不同的，并且
[0018]-各自位于中樞連接的微通道上的至少三個(gè)閥被安排在所述微流體盒中，這樣使得所述至少三個(gè)閥被適配為由單個(gè)外部凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器機(jī)械地致動(dòng)。
[0019]因此，根據(jù)本發(fā)明的微流體盒具有優(yōu)點(diǎn)，歸因于使用流體的中央分配中樞，從而協(xié)助流體從第一功能區(qū)域轉(zhuǎn)移至第二功能區(qū)域。這使得可能僅使用一個(gè)簡(jiǎn)單流體置換系統(tǒng)(典型地是栗送系統(tǒng))，用于微流體盒的大部分流體運(yùn)動(dòng)，用于誘導(dǎo)降壓和加壓，以便將來(lái)自功能體積或區(qū)域的流體置換為另一種流體，并且減小微流體盒的體積。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)的盒相比，該微流體盒包括更少的活動(dòng)元件，并且其成本因此降低。
[0021]此外，與US2012/0034705中披露的系統(tǒng)相比，用于致動(dòng)連接至中央中樞的微通道的閥的系統(tǒng)還可以更緊湊并且更簡(jiǎn)單，這歸因于這些閥在微流體盒中的安排。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，連接至中央分配中樞的至少三個(gè)功能區(qū)域是樣品制備區(qū)域和廢物區(qū)域。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，該至少三個(gè)功能區(qū)域包括核酸分析區(qū)域、和/或核酸擴(kuò)增區(qū)域。
[0024]在另一個(gè)實(shí)施例中，該至少三個(gè)功能區(qū)域包括樣品制備區(qū)域、核酸分析區(qū)域、和廢物區(qū)域。
[0025]在另一個(gè)實(shí)施例中，該至少三個(gè)功能區(qū)域包括微流體盒的所有功能區(qū)域。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，該微流體盒進(jìn)一步包括由線性致動(dòng)器致動(dòng)的并且獨(dú)立于凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的至少兩個(gè)閥。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的微流體盒可以被視為“芯片實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)”，其可以進(jìn)行樣品的完整核酸分析，從樣品收集至讀取結(jié)果，典型地是在診斷學(xué)或在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的。
[0028]在樣品中，對(duì)其序列是特異性針對(duì)感興趣基因的核酸或分子標(biāo)記的存在進(jìn)行的檢測(cè)被理解為本申請(qǐng)中的分子診斷。
[0029]該微流體盒通常在數(shù)個(gè)平方厘米上整合了進(jìn)行常規(guī)使用若干實(shí)驗(yàn)儀器做出的復(fù)雜分析的的若干個(gè)專門化功能區(qū)域和體積。優(yōu)點(diǎn)是這些操作可以被自動(dòng)化同時(shí)消耗低試劑體積。
[0030]此外，以下描述了根據(jù)本發(fā)明的微流體盒的其他有利的并且非限制性的特征。所述特征對(duì)應(yīng)于可以單獨(dú)地或組合地采用的本發(fā)明的不同實(shí)施例。
[0031]該至少三個(gè)閥在空間上被安排在該微流體盒中，這樣使得它們被適配為由單個(gè)外部凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器同時(shí)地致動(dòng)。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述至少三個(gè)閥被線性地或環(huán)形地安排在該微流體盒中。
[0032]典型地，所述至少三個(gè)閥是中樞連接的微通道的閥，這些中樞連接的微通道將樣品制備區(qū)域、核酸分析區(qū)域、和廢物區(qū)域連接至中央中樞。
[0033]優(yōu)先地，所述閥定位為接近或在所述中樞連接的微通道的區(qū)域端，所述區(qū)域端是轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的功能區(qū)域的該中樞連接的微通道的兩端中的一個(gè)。相反，中樞端是轉(zhuǎn)向流體的中央分配中樞的中樞連接的微通道的兩端中的一個(gè)。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)中樞微通道包括定位為接近或在其區(qū)域端的一個(gè)閥。優(yōu)先地將所述閥在空間上安排為使得由如上所述的外部凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器同時(shí)地致動(dòng)。
[0035]該多個(gè)功能區(qū)域中的至少兩個(gè)功能區(qū)域還可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)區(qū)域連接微通道直接彼此流體地連接，所述區(qū)域連接微通道中的每一個(gè)具有優(yōu)先由獨(dú)立于凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的線性致動(dòng)器致動(dòng)的至少一個(gè)閥。
[0036]例如，所述兩個(gè)功能區(qū)域是核酸擴(kuò)增區(qū)域和核酸分析區(qū)域。
[0037]在另一個(gè)實(shí)例中，所述兩個(gè)功能區(qū)域是核酸分析區(qū)域和廢物區(qū)域。
[0038]典型地，根據(jù)本發(fā)明的微流體盒是一次性的并且包括:
[0039]-盒板，該盒板包括:
[0040]-基板，該基板具有第一面和第二面、與第一表面或第二表面齊平的多個(gè)凹槽、和連接所述第一表面和第二表面的多個(gè)通孔，以及
[0041]-結(jié)合在該盒板的所述基板的第一面上的第一膜，與該第一面齊平的所述凹槽由所述第一膜密封以形成中樞連接的微通道，所述第一膜是被適配為通過(guò)外部致動(dòng)器變形的第一可變形膜，
[0042]-與所述基板的第二表面上的盒板接觸的盒體，所述盒體包括:
[0043]-從所述基板的第二表面延伸的一個(gè)側(cè)壁、以及
[0044]-限定了所述盒體的多個(gè)功能體積的多個(gè)內(nèi)壁，以及
[0045]-被適配為封閉不同功能體積的盒蓋。
[0046]在一個(gè)實(shí)施例中，盒板包括結(jié)合在盒板的基板的第二面上的第二膜，與第二面齊平的多個(gè)凹槽由所述第二膜密封以形成區(qū)域連接的微通道。
[0047]典型地，盒板包括形成在基板中并且從第一面延伸的至少一個(gè)凹陷腔。
[0048]還典型地，結(jié)合在基板的第一面上的第一膜封閉所述至少一個(gè)凹陷腔，以形成用于核酸擴(kuò)增的至少一個(gè)反應(yīng)室。
[0049]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，結(jié)合在基板的第一面上的微陣列載玻片(或生物芯片)封閉所述至少一個(gè)凹陷腔，以形成用于核酸分析的至少一個(gè)檢測(cè)室。
[0050]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該微流體盒包括盒體和盒蓋之間的半透膜，該半透膜被適配為讓空氣通過(guò)它的同時(shí)阻止液體從這些功能體積漏出。
[0051]典型地，盒體的功能體積涵蓋若干功能區(qū)域(例如至少一個(gè)樣品制備區(qū)域、核酸擴(kuò)增區(qū)域、核酸分析區(qū)域和廢物區(qū)域)。所述功能體積是多個(gè)容器，這些容器被適配為接收管、流體(例如樣品)、試劑產(chǎn)品、或純化柱。
[0052]在一個(gè)實(shí)施例中，流體分配的中央中樞包括中樞體和被適配為滑進(jìn)和滑出該中樞體的活塞密封件，以栗送來(lái)自所述微流體盒的功能區(qū)域的流體或注射這些功能區(qū)域中的流體通過(guò)中樞連接的微通道。
[0053]在另一個(gè)實(shí)施例中，流體分配的中央中樞還包括具有活塞的注射器，該活塞密封件附接至該活塞上。
[0054]微流體盒被適配為插入在設(shè)計(jì)為進(jìn)行至少以下功能的設(shè)備內(nèi)的對(duì)接站中:熱控制、流體流動(dòng)的控制、閥致動(dòng)和光學(xué)檢測(cè)。
[0055]本發(fā)明還提出了旨在使用并且操作例如如上所述的微流體盒的對(duì)接站。
[0056]因此，本發(fā)明提供了被適配為接收根據(jù)本發(fā)明的微流體盒的對(duì)接站，該對(duì)接站包括:
[0057]-凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，其被適配為同時(shí)致動(dòng)中樞連接的微通道的至少三個(gè)閥，
[0058]-用于對(duì)所述盒的微陣列載玻片進(jìn)行光激發(fā)的工具，以及
[0059]-用于對(duì)代表由該盒分析的樣品中的所述核酸的光信號(hào)進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)的工具。
[0060]在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)接站還包括致動(dòng)工具，該致動(dòng)工具被適配為致動(dòng)所述微流體盒的線性/獨(dú)立致動(dòng)閥。
[0061 ]在一個(gè)具體實(shí)施例中，凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器。
[0062]在另一個(gè)具體實(shí)施例中，凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器是線性運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器。
[0063]優(yōu)先地，對(duì)接站的凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器被設(shè)計(jì)為在連接至中央中樞的微通道的多個(gè)閥中，至多打開(kāi)所述閥中的僅一個(gè)。
[0064]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)接站包括滑動(dòng)工具，該滑動(dòng)工具被適配為使中央中樞的注射器滑動(dòng)進(jìn)出該中樞體，以栗送來(lái)自所述微流體盒的功能區(qū)域的流體或注射這些功能區(qū)域中的流體通過(guò)中樞連接的微通道。
[0065]本發(fā)明的目標(biāo)還在于提供用于分析生物樣品的儀器，該儀器包括根據(jù)本發(fā)明的這種對(duì)接站和微流體盒，用于分析樣品的至少一種核酸。
[0066]此外，根據(jù)本發(fā)明的微流體盒具體地被適配為用于:用于分析生物樣品的方法。
[0067]因此，本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提出用于分析生物樣品的方法，該方法包括以下步驟:
[0068]a)將所述生物樣品提供進(jìn)入根據(jù)本發(fā)明的微流體盒的樣品制備區(qū)域的至少一個(gè)功能體積中，
[0069]b)通過(guò)致動(dòng)控制微通道的流體流動(dòng)的至少一個(gè)閥，允許所述生物樣品與存在于該樣品制備區(qū)域的另一個(gè)功能體積中的至少一種試劑和/或一個(gè)純化柱接觸，
[0070]c)回收步驟b生成的產(chǎn)物，以獲得分離的DNA樣品，
[0071 ] d)將該分離的DNA樣品轉(zhuǎn)移至該核酸擴(kuò)增區(qū)域的至少一個(gè)功能體積中，
[0072]e)允許所述分離的DNA樣品與用于擴(kuò)增的至少一種試劑接觸，并且關(guān)閉該擴(kuò)增區(qū)域的功能體積的這些閥，
[0073]f)進(jìn)行DNA擴(kuò)增，
[0074]g)回收在步驟f)獲得的擴(kuò)增的DNA，并且將其通過(guò)致動(dòng)控制微通道的流體流動(dòng)的至少一個(gè)閥轉(zhuǎn)移至該雜交區(qū)域的另一個(gè)功能體積中，
[0075]h)在雜交室中允許所述擴(kuò)增的DNA和能夠與所述DNA雜交的至少一種化合物接觸，并且
[0076]i)獲得微陣列圖像并且對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)分析。
[0077]現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中:
[0078]-圖1是在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的微流體盒的透視圖；
[0079]-圖2是圖1的微流體盒的分解圖，使得盒板、盒體和盒蓋可見(jiàn)；
[0080]-圖3是用于用圖1的微流體盒分析的生物樣品的制備管的示意圖；
[0081]-圖4是可以用于圖1的微流體盒以栗送并且注射流體的注射器的分解示意圖；
[0082]-圖5是待插入圖1的微流體盒中的“擴(kuò)增混合物”管的示意圖；
[0083]-圖6是圖2的盒體的詳圖；
[0084]-圖7是圖2的盒板的詳圖；
[0085]-圖8是圖7的盒板的底視圖；
[0086]-圖8A是根據(jù)剖面A-A的圖8的截面圖；
[0087]-圖8B是根據(jù)剖面B-B的圖8的截面圖；
[0088]-圖9是參考圖8中的I的區(qū)域的詳圖；
[0089]-圖9A是根據(jù)剖面A-A的圖9的截面圖；
[0090]-圖10是參考圖8中的I的區(qū)域的詳圖；
[0091 ]-圖1OA是根據(jù)截面線B-B的圖10的截面圖；
[0092]-圖11是圖7的盒板的俯視圖；
[0093]-圖12是在優(yōu)選實(shí)施例中的對(duì)接站中，圖1的微流體盒的安裝的示意圖(僅機(jī)械部分)；
[0094]-圖13是使用球來(lái)致動(dòng)微流體盒的閥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的示意圖；
[0095]-圖14是允許將圖13的凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的球保持在適當(dāng)位置的穿孔致動(dòng)器板的示意圖；
[0096]-圖15是具有在圖13的凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的機(jī)構(gòu)中運(yùn)行的止動(dòng)裝置的圓板的示意圖；
[0097]-圖16是盒板的另一實(shí)例的詳圖。
[0098]在圖1和圖2中已經(jīng)分別示出，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的微流體盒I的裝配圖和分解圖，其中微流體盒I在此是一次性盒。借此它的意思是，微流體盒I旨在被處理并且放置在旨在用于接收生物廢物的容器中。
[0099]如圖1和2所示，微流體盒I包括三個(gè)主要元件，S卩盒板10、盒體20和盒蓋30。
[0100]微流體盒I還包括:包含樣品^的樣品管40，至少一個(gè)擴(kuò)增混合物管50和注射器60。
[0101]以下將詳細(xì)描述微流體盒I的這些不同元件。
[0102]微流體盒I的盒板1首先包括基板100，例如，在圖7中詳細(xì)示出的基板。
[0103]基板100基本上具有薄板葉的形狀，并且具有第一面101和第二面102。第二面102是當(dāng)該盒被裝配時(shí)轉(zhuǎn)向盒體20的面(參見(jiàn)圖1和2)。
[0104]可以有利地通過(guò)熱塑性聚合物材料，例如環(huán)烯烴共聚物(COC)或環(huán)烯烴聚合物(COP)的注射模制而制造盒板1。優(yōu)選地，在此盒板1由聚丙烯(PP)制成。COC和COP是基于生物相容性是優(yōu)異的環(huán)烯烴的無(wú)定形并且透明的材料。這些材料允許用膜和/或粘性補(bǔ)片制造密封連接。具體地，它們可以在下組中選擇，該組包括:聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚甲基-甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚二甲硅氧烷(PDMS)、聚氯乙烯(PVC)。
[0105]優(yōu)選地，盒板1的基板100的縱長(zhǎng)和橫向的尺寸大約是:長(zhǎng)包括在50和150mm之間，優(yōu)先在85和125mm之間，以及寬為25和75mm之間，優(yōu)先在40和60mm之間?；?00的厚度優(yōu)先包括在大約I和5mm之間，優(yōu)先在I和2mm之間。
[0106]—般地，微流體盒I包括微通道的流體網(wǎng)絡(luò)，在這些微通道中，不同流體循環(huán)并且這些微通道各自包括用于控制此類流體在對(duì)應(yīng)的微通道中循環(huán)的至少一個(gè)閥。
[0107]現(xiàn)在將對(duì)圖1和2中示出的微流體盒I的具體實(shí)施例進(jìn)行描述，其中參考圖7至11，描述形成的這些微通道和相關(guān)的閥在何處以及怎么樣，圖7至11示出盒板10及其基板100的不同視圖。
[0108]因此，具體地如在圖7和8中所示，盒板10首先包括多個(gè)通孔，在此這些通孔是作為參考，總計(jì)三十四，并且被參考:
[0109]-Hl 至 H14，
[0110]-HOc至H5c，和H9c，H10c，以及
[0111]-!17&，!1713，!111&，!112&，!115&至!115(1，!116&至!116(1。
[0112]所有這些通孔延伸通過(guò)基板100，在第一面101和第二面102之間，并且優(yōu)選地，垂直于這兩個(gè)面11、102 (針對(duì)通孔H4、H4C以及通孔H8、Hl 6a分別參見(jiàn)例如圖9A和1A)。
[0113]這些通孔，在第一面和第二面101、102的每一個(gè)上開(kāi)口，從任一面將元件彼此流體地連接。借此它的意思是，流體可以如在另一個(gè)方向一樣以一個(gè)方向在這些通孔中循環(huán)。
[0114]為了正確理解，將在以下描述中，在三個(gè)不同類型的通孔之間，進(jìn)行區(qū)別(參見(jiàn)圖7至 10A):
[0115]-具有凹陷的通孔:這些是參考號(hào)為Hl至H14的通孔(參見(jiàn)8、9和9A)，通過(guò)它們的流動(dòng)是由多個(gè)閥致動(dòng)
[0116]-中央通孔:這些是參考號(hào)為HOc至H5c、H9c和HlOc的通孔，以及
[0117]-對(duì)應(yīng)于剩余通孔以及參考號(hào)為!173、!1713、!1113、!1123、!1153至!115(1、!1163至!116(1的簡(jiǎn)單通孔。
[0118]具有凹陷的通孔，在圖7和8中參考號(hào)為Hl至H14，各自具有在圖7和8中在其轉(zhuǎn)向基底100的第一面101的端部的對(duì)應(yīng)地參考號(hào)為Rl至R14的凹陷，該凹陷是圓柱形形狀，形成在基底100的第一面101的表面上。例如，在圖9A和1A中說(shuō)明了這一點(diǎn)，這些圖是基板100的部分截面圖，其中通孔H4 (圖9A)和H8 (圖10A)被示出具有對(duì)應(yīng)的凹陷R4和R8。
[0119]凹陷Rl至R14具有:
[0120]-包括在Imm和1mm之間的直徑，優(yōu)先在2mm和8mm之間，優(yōu)選是約4mm，以及
[0121 ]-包括在0.02mm和0.4mm之間的深度，優(yōu)先在0.05mm和0.15mm之間，優(yōu)選是約0.1mm0
[0122]彼此接近的、參考號(hào)為H0c、Hlc、H2c、H3c、H4c、H5c、H9c和HlOc(參見(jiàn)例如圖8)的中央通孔在此以圓形安排。以下將會(huì)看到這種安排的意義。
[0123]另外，盒板10包括第一多個(gè)的十六個(gè)凹槽，參考號(hào)為圖8至1A中的Gl至G16。這些第一凹槽Gl至G16以與此第一面101齊平的這種方式，形成在基板100的第一面101附近。這可以例如在圖9A和1A中觀察到，其中示出了凹槽G4(圖9A)和G8、G16。
[0124]有利地，這些凹槽Gl至G16平行于基板100的第一面101，具有總體上包括在0.0lmm和0.5mm之間、優(yōu)先在0.2mm和0.4mm之間、優(yōu)選約0.3mm的深度。
[0125]在此這些凹槽Gl至G16的寬度等于約0.5mm。
[0126]在圖1中示出的微流體盒I的具體實(shí)施例中，觀察到這些第一凹槽Gl至Gl6延伸(參見(jiàn)圖8):
[0127]-在中央通孔H0c、Hlc、H2c、H3c、H4c、H5c、H9c、H10c與凹陷Rl至RlO之間:這是凹槽GI至G1的情況(針對(duì)在中央孔H4c和具有其凹陷R4的通孔G4之間的凹槽G4，參見(jiàn)例如圖9A);
[0128]-或在中央通孔HOc與簡(jiǎn)單通孔Hlla、H12a之間，這是凹槽Gll和G12的情況；
[0129]-或在兩個(gè)簡(jiǎn)單通孔之間:這是分別在通孔H15a和H15c之間，以及通孔H16a和H16c之間延伸的凹槽G15和G16的情況。關(guān)于這些具體的凹槽G15、G16，還觀察到，它們分別在其通路上包括簡(jiǎn)單通孔Hl 5b、Hl 6b。
[0130]凹槽66、67、68、611和612共享將這些凹槽66、67、68、611，和612連接至中央孔!100的公用部分，并且以此方式形成分支結(jié)構(gòu)。
[0131]如圖7和11中所示，盒板10最終包括第二多個(gè)的八個(gè)凹槽Glla、G12a、G13a、G14a、G15a、G15b、G16a、G16b。這些第二凹槽 Glla、G12a、G13a、G14a、G15a、G15b、G16a、G16b 以與該第二面102齊平的這種方式，形成在基板100的第二面102附近。這可以例如在圖1OA中觀察至IJ，其中示出了凹槽G16a。
[0132]關(guān)于第一凹槽61至616，這些第二凹槽611&、6123、6133、614&、6153、61513、616&、G16b有利地平行于基板100的第二面102。它們具有與第一凹槽Gl至G16相同的尺寸特征。
[0133]—般地，并且如可以通過(guò)觀察圖8(基板100的底視圖)和圖11(基板的俯視圖)理解的，形成在基板100的第二面102上的第二凹槽611&、6123、6133、614&、6153、61513、616&、G16b延伸:
[0134]-分別在具有凹陷的通孔!16、!18、!111、!112、!113、!114與簡(jiǎn)單通孔!1153、!1163、!1113、H12a、H15b、H16b之間，這是例如第二凹槽Glla、G12a、G13a、G14a、G15a和G16a的情況(參見(jiàn)例如圖10A);
[0135]-或在兩個(gè)簡(jiǎn)單通孔H15c、H15d、H16c、H16d之間:這是例如凹槽G15b(在簡(jiǎn)單通孔Hl 5c、Hl 5d之間)和凹槽G16b (在簡(jiǎn)單通孔Hl 6c、Hl 6d之間)的情況。
[0136]在上述基板100中形成的通孔、凹陷和凹槽一方面旨在形成微通道的流體網(wǎng)絡(luò)，并且另一方面，形成在這些微通道中的流體控制閥。
[0137]出于此目的，應(yīng)理解，必須封閉如剛描述的，開(kāi)向基板的第一表面101或第二表面102的通孔、凹陷和凹槽。
[0138]因此，盒板10首先包括第一膜(參見(jiàn)圖2)，當(dāng)微流體盒I被裝配時(shí)(參見(jiàn)圖1)，該膜位于盒板10的基板100的第一面101上。
[0139]此外，這一第一膜11的形成和尺寸被調(diào)節(jié)，以便(參見(jiàn)圖8):
[0140]-符合基板100的外部輪廓103，并且
[0141]-延伸經(jīng)過(guò)基板100的大半，以便覆蓋第一凹槽Gl至G16、凹陷Rl至R14、和中央通孔!10(3至!15(3、!19(3、!110(3，以及簡(jiǎn)單通孔!1113、!1123、!1153至!115(3、和!1163至!116(3的全部。
[0142]優(yōu)先以類似于盒板10的硬基板100的材料制成第一膜11。一般地，在此第一膜11由聚丙稀(PP)制成。
[0143]優(yōu)先地，第一膜11是約0.1mm厚的熱塑性膜，通過(guò)熱焊接例如通過(guò)激光焊接、結(jié)合、粘附或化學(xué)連接方法而結(jié)合或焊接至基板的第一面101的表面上。第一膜11封閉第一面101并且提供微流體回路的厚度。
[0144]因此定位并且固定在基板100的第一面101上，第一膜11封閉并且緊密地密封第一凹槽61至616、凹陷1?1至1?14、和中央通孔!10(3、!11(3至!15(3、!19(3、!110(3，以及簡(jiǎn)單通孔!1113、H12a、H15a至H15c，和H16a至H16c。
[0145]換言之，第一膜11與第一凹槽、通孔和凹陷協(xié)作，以便形成多個(gè)微流體通道、或微通道和閥。
[0146]如圖12中所示，因此借助存放在這一第一面101上的第一膜11，通過(guò)封閉與基板100的第一面101齊平的第一凹槽61至612、615、616，形成微通道(:1至(:12、(:15、(:16。
[0147]同樣地，閥Vl至V14由可變形的第一膜11形成，該第一膜放置為與由凹陷Rl至R14形成的閥座相對(duì)，這些凹陷形成在基板100的第一面101的表面上。
[0148]以一個(gè)優(yōu)選的方式，放置為與凹陷Rl至R14相對(duì)的可變形第一膜11的表面在靜止時(shí)大致是平面的，并且平行于基板的第一面101，并且能夠通過(guò)外部致動(dòng)器變形(參見(jiàn)下文)。第一膜11在這一外部致動(dòng)器的作用下，在凹陷Rl至R14的水平的變形允許打開(kāi)或關(guān)閉閥Vl至Vl4。
[0149]更確切地說(shuō)，第一膜11相對(duì)每一閥座即每一凹陷Rl至R14的偏轉(zhuǎn)，允許對(duì)應(yīng)的通孔Hl至H14的閉塞，這些通孔的直徑遠(yuǎn)低于每一凹陷Rl至R14的直徑。這允許在使用具有某一硬度的第一膜11時(shí)造成盒板10的最大閉塞。
[0150]盒板10還包括第二膜12(參見(jiàn)圖2)、或板，當(dāng)微流體盒I被裝配時(shí)(參見(jiàn)圖1)，該膜或板位于盒板10的基板100的第二面102上。
[0151]在此由類似于盒板10的硬基板100的材料制成第二膜12，并且其厚度為約0.1_。
[0152]可替代地，可以使用板。這一板可以具有包括在0.05_和2_之間的尺寸。
[0153]通過(guò)結(jié)合，第二膜12結(jié)合至基板100的第二面102。
[0154]作為一個(gè)變體，可以通過(guò)熱焊接、粘附或化學(xué)連接方法，將第二膜固定在第二面上。
[0155]第二膜12封閉第二面102并且允許微流體回路的密封性。
[0156]更確切地說(shuō)，該第二多個(gè)凹槽611&、6123、6133、614&、6153、61513、6163、61613被第二膜12封閉并且密封。
[0157]關(guān)于第一膜11，并且如圖12中所示，因此借助存放在該第二面102上的第二膜12，通過(guò)封閉與基板100的第二面102齊平的第二凹槽Glla、G12a、G13a、G14a、G15a、G15b、G16a、616匕6，形成微通道(:113、(:123、(:13、(:14、(:153、(:1513、(:163、(:1613。
[0158]第二膜12具有矩形開(kāi)口12A(參見(jiàn)圖2)，以便允許在微流體盒I的裝配期間，其通道通過(guò)盒體20。
[0159]因此，應(yīng)用在盒板10的基板100上的第一膜11和第二膜12與其形成微通道Cl至C15、Clla至C16a、C15b、C16b的流體網(wǎng)絡(luò)(參見(jiàn)圖12)。
[0160]以下將可見(jiàn)，形成在盒板10中的微通道和閥如何用于運(yùn)輸并且轉(zhuǎn)移樣品分析所需的流體。
[0161]如圖8和11中所示，盒板10還包括彼此隔開(kāi)并且形成在基板100中的至少兩個(gè)凹陷腔Rla、R2a。這兩個(gè)凹陷腔Rla、R2a形成在第一面101中并且從后者延伸朝向基板100的內(nèi)側(cè)(參見(jiàn)圖8A)。
[0162]由存放在基板100的第一面101上的第一膜11緊密地封閉這兩個(gè)凹陷腔Rla、R2a，以這樣一個(gè)方式形成用于核酸擴(kuò)增的兩個(gè)反應(yīng)室，以下稱為擴(kuò)增室并且參考號(hào)為AMPl和AMP2(參見(jiàn)圖12)。
[0163]分別由閥V11、V13并且由閥V12、V14控制朝向或離開(kāi)這兩個(gè)擴(kuò)增室AMP1、AMP2的流體的循環(huán)。
[0164]由獨(dú)立于凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的線性致動(dòng)器致動(dòng)這些控制擴(kuò)增室(典型地是V13和V14)之間的流體循環(huán)的閥。優(yōu)先地，由獨(dú)立于凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的線性致動(dòng)器致動(dòng)這些控制朝向擴(kuò)增室(典型地是Vl I和Vl 2))的流體循環(huán)的閥。
[0165]以相同方式，如在圖8和圖11中所示，盒板10包括形成在基板100中的兩個(gè)其他凹陷腔 Rlb、R2b。
[0166]這兩個(gè)凹陷腔Rlb、R2b的形狀基本上是平行六面體的，形成在第一面101中并且從后者延伸朝向基板100的內(nèi)側(cè)。如圖SB中所示，這兩個(gè)凹陷腔Rlb、R2b分別具有鋸齒狀的傾斜的側(cè)面105、106。
[0167]由結(jié)合在基板100的第一面101上的生物芯片110(參見(jiàn)圖2)緊密地封閉這兩個(gè)凹陷腔Rlb、R2b，以便形成用于核酸分析的兩個(gè)反應(yīng)室，以下稱為雜交室并且參考號(hào)為HYBl和HYB2(參見(jiàn)圖12)。
[0168]使朝向或離開(kāi)這兩個(gè)分析室HYBUHYB2的流體的循環(huán)分別通過(guò)通孔H7a、H15d(對(duì)于雜交室HYB1)，并且通過(guò)通孔H7b、H16d(對(duì)于雜交室HYB2)。
[0169]在一個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)擴(kuò)增室上游，該盒可以包括計(jì)量室，該計(jì)量室位于中央中樞和每個(gè)擴(kuò)增室之間。例如，通過(guò)閥Vll和V12(參見(jiàn)圖12)，或VV8和VV14(參見(jiàn)圖16)，所述計(jì)量室被連接至所述擴(kuò)增室。典型地，例如經(jīng)由微通道CU和C12，所述計(jì)量室還連接至中央中樞。可替代地，或另外地，通過(guò)微通道，所述計(jì)量室還可以直接連接至中樞連接的微通道的閥。對(duì)于校準(zhǔn)待注射至擴(kuò)增室的適當(dāng)流體水平，所述計(jì)量室是有用的。
[0170]這些雜交室包括用于檢測(cè)樣品中的具體靶分子的存在的親和力生物傳感器。通過(guò)連接，該親和力生物傳感器與靶分子相互作用。根據(jù)本發(fā)明的盒旨在平行檢測(cè)生物樣品內(nèi)的若干分子雜交標(biāo)記的存在。在表面上的大量候選物中，擴(kuò)增產(chǎn)物、或擴(kuò)增子的捕獲是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)，以便進(jìn)行多重檢測(cè)。檢測(cè)的有利模式是生物芯片。目前，生物芯片系統(tǒng)廣泛用于復(fù)雜樣品中的具體物質(zhì)的檢測(cè)和測(cè)量。關(guān)于這種生物芯片，通過(guò)用提供的特異性針對(duì)所述序列的探針測(cè)量靶序列的關(guān)聯(lián)水平，來(lái)測(cè)量樣品中靶DNA的一致性和量。在DNA生物芯片技術(shù)中，以每個(gè)探針占據(jù)一個(gè)預(yù)定位置的這種方式，將各自具有限定的序列的一組探針核酸固定在固相支持體或基板上。
[0171 ]根據(jù)本申請(qǐng)中示例的實(shí)施例，生物芯片110本質(zhì)上包括固體基板111，該基板大致是平面的，例如玻璃板、硅板或塑料板，在其表面上固定有探針?lè)肿?，這些探針?lè)肿拥男蛄刑禺愋葬槍?duì)革E核酸。作為實(shí)例，適合本發(fā)明的盒的生物芯片孔的大小是大約24_ X 24mm x0.1mm0
[0172]現(xiàn)在將參考圖1、2和6，描述微流體盒I的盒體20。
[0173]優(yōu)選地，分開(kāi)地從盒板10制成盒體20。在這種情況下，有利地通過(guò)熱塑性聚合物材料，例如聚丙烯(PP)的注射模制而以三維制造盒體20。
[0174]在一個(gè)變體中，盒體可以由環(huán)烯烴共聚物(COC)或環(huán)烯烴聚合物(COP)制成，具體地選自下組，該組包括聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚甲基-甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚二甲硅氧烷(PDMS)、聚氯乙烯(PVC)。
[0175]在一些實(shí)施例中，例如通過(guò)立體光固化成型或通過(guò)燒結(jié)，以三維制造盒體。
[0176]根據(jù)另一個(gè)有利的變體，盒體和盒板可以被制作在一起，以便形成單件。在這種情況中，例如使用被用于盒板10和用于盒體20的相同種類的材料，通過(guò)注射模制，來(lái)制造所述件。
[0177]當(dāng)微流體盒I被裝配時(shí)(參見(jiàn)圖1)，這一盒體20在盒體20的第一邊緣22的水平，在基板100的第二面102上，與盒板10接觸。
[0178]如圖2中所示，盒體20包括從這一基板100的第二面102至盒體20的第二邊緣23，垂直于基板100延伸的側(cè)壁21。
[0179]盒體20還包括多個(gè)內(nèi)壁冊(cè)、￥1、￥2、￥3、￥4、￥5、￥6、￥7、￥8、￥9、￥10，這些內(nèi)壁分別限定了多個(gè)功能體積CT、T1、T2、T3、T4、T5、AMP、DET、T9、T10(參見(jiàn)圖2)。
[0180]盒體20的這些不同功能體積CT、T1、T2、T3、T4、T5、AMP、DET、T9、T10是多個(gè)容器，這些容器在使用微流體盒I用于分析樣品S期間，旨在接收處理的或未處理的樣品S、不同試劑產(chǎn)品、純化柱，連同旨在制備、擴(kuò)增和分析樣品S的流體或固體。
[0181]以下將描述這些不同功能體積的功能。
[0182]另外，如在圖2中所示，觀察到側(cè)壁21和六個(gè)內(nèi)壁W0、W5、W6、W7、W8、W9還限定了功能體積WST，如以下將可見(jiàn)，該功能體積是用于來(lái)自樣品S的和來(lái)自不同試劑產(chǎn)品的廢物的體積。
[0183]當(dāng)微流體盒I被裝配時(shí)(參見(jiàn)圖1)，盒體20在第二面102的水平被固定至盒板10，由基板100的第一面102在盒體20的第一邊緣22的水平封閉每個(gè)功能體積Tl、T2、T3、T4、T5、T9、T10、CT、WST、AMP、DET，這樣使得:
[0184]-功能體積1'1、了2、了3、了4、了5、了9、1'10分別包括通孔!11、!12、!13、!14、!15、!19、!110;
[0185]-功能體積CT圍繞中央通孔H0c、Hlc、H2c、H3c、H4c、H5c、H9c、H9c、H10c的全部并且包括這些中央通孔的全部;功能體積AMP和DET分別圍繞兩個(gè)擴(kuò)增室AMPl、AMP2，和兩個(gè)檢測(cè)室HYB1、HYB2;
[0186]-功能體積WST與通孔H7、H7a、和H7b處于連通。
[0187]因此，應(yīng)理解(具體地參見(jiàn)圖12)，經(jīng)由閥Vl、V2、V3、V4、V5、V9、VlO控制的微通道Cl、C2、C3、C4、C5、C9、Cl O，功能體積T1、T2、T3、T4、T5、T9、Tl O各自獨(dú)立地與功能體積CT處于流體連通，并且流體可以如在另一個(gè)方向一樣按一個(gè)方向在這些不同功能體積之間循環(huán)。
[0188]出于此目的，功能體積CT，也稱為中央管，形成了中樞體，注射器60(參見(jiàn)圖1和2)可以滑進(jìn)或滑出該中樞體。
[0189]更確切地說(shuō)，如在圖4中所示，注射器60包括活塞62和活塞密封件61，活塞62被固定在該活塞密封件中。例如，通過(guò)將活塞62插入包括可變形的附接工具的活塞密封件61中，活塞62可以被附接至活塞密封件61。
[0190]在相對(duì)于活塞密封件61的相對(duì)側(cè)上，活塞62還包括平面63，該平面使得可能在這一活塞62上推或拉，以便使得注射器60在中樞體CT中滑動(dòng)。
[0191]注射器60的活塞密封件61包括兩個(gè)O型圈61A、61B，并且具有以這樣一個(gè)方式調(diào)節(jié)的外徑，一旦接合在中央管CT中，它可以緊密地在中央管CT中滑動(dòng)。
[0192]以此方式，注射器60可以栗送或注射在不同功能體積T1、T2、T3、T4、T5、T9、T10中的流體，這些功能體積通過(guò)微通道Cl、C2、C3、C4、C5、C9、Cl O連接至中央管CT。
[0193]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，僅活塞密封件61是微流體盒I的盒體20的一部分。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，注射器60的活塞62是對(duì)接站1000的一部分。因此，微流體盒I中的活動(dòng)件的數(shù)目減少了，它的制作成本也一樣減少了。
[0194]然后將認(rèn)為，中樞體CT和注射器60是流體的中央分配中樞的一部分，以下稱為中央中樞并且以參考標(biāo)志CH引用。
[0195]如還可以從圖12理解的，這一中央中樞CH也能夠栗送或注射流體:
[0196]-經(jīng)由微通道C7并且歸因于閥V7，來(lái)自或至廢物容器WST;
[0197]-經(jīng)由微流體通道(:11、(:11&、(:12、(:12&并且歸因于閥￥11、￥12，來(lái)自或至擴(kuò)增室AMPUAMP2；
[0198]-經(jīng)由微流體通道C6、C8、C15a、C16a、C15、C16、C15b、C16b 并且歸因于閥 V6、V8，來(lái)自或至檢測(cè)室HYBl、HYB2。
[0199]在微流體盒的一個(gè)實(shí)施例中，與廢物容器或與檢測(cè)室關(guān)聯(lián)的閥不位于中樞連接的微通道上，并且因此由獨(dú)立于凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的線性致動(dòng)器致動(dòng)。
[0200]如在圖和2中所示，微流體盒I的盒蓋30來(lái)自并且插入盒體20，靠置在其第二邊緣23上，以便封閉不同功能體積T2、T4、T5、T9、T1、WST、AMP、DET。
[0201]作為盒板10和盒體20，有利地通過(guò)熱塑性聚合物材料例如聚丙烯(PP)的注射模制而制造盒蓋30。
[0202]在一個(gè)變體中，可以通過(guò)熱塑性聚合物材料，例如像具體地選自下組的環(huán)烯烴共聚物(COC)或環(huán)烯烴聚合物(COP)的注射模制而制造盒蓋，該組包括聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚甲基-甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚二甲硅氧烷(PDMS)、聚氯乙烯(PVC)。
[0203]盒蓋30包括在每個(gè)功能體積T2、T4、T5、T9、T10的水平的通氣孔32，以便允許流體在中央中樞CH的這些體積中的抽吸和注射。
[0204]在一個(gè)裝配配置(圖1)中，在將微流體盒I用于分析樣品S前，盒蓋30包括緊密地覆蓋完整通氣孔32的保護(hù)膜31，以便在微流體盒I的運(yùn)輸或儲(chǔ)存期間，保護(hù)功能體積Τ2、Τ4、Τ5、Τ9、Τ10的內(nèi)容物。例如，這一保護(hù)膜31可以由塑料的或金屬的(例如鋁)薄片制成。
[0205]在一個(gè)實(shí)施例中，微流體盒可以進(jìn)一步包括在盒體和盒蓋之間的半透膜。這一半透膜在一側(cè)包括疏水層，并且在另一側(cè)包括粘合層，以便將該膜密封至盒體的第二邊緣上。
[0206]該半透膜充當(dāng)G0RETEX?織物，并且被適配為讓空氣通過(guò)它的同時(shí)阻止液體從功能體積漏出。因此，這一半透膜允許微流體盒的不同功能體積的通氣。
[0207]如在圖1和2中所示，在此微流體盒I還包括兩個(gè)管40、50，在其使用期間，這兩個(gè)管40、50通過(guò)分別插入盒體20的管Tl和管Τ3中而被裝配在微流體盒I中。
[0208]包含樣品S的第一管40是樣品管，該樣品管包括(參見(jiàn)圖3)圓柱形的本體42、在該管的一側(cè)上封閉本體42的帽41、以及位于該管的另一側(cè)上的末端開(kāi)口 43。帽41可以包含允許空氣流動(dòng)的同時(shí)保留液體的半透膜。
[0209]根據(jù)如在本申請(qǐng)中示例的實(shí)施例，在此根據(jù)類似于一次性墨盒的技術(shù)的技術(shù)，由塑料珠44封閉末端開(kāi)口 43。
[0210]具體地，旨在接收樣品管40的容器Tl包括抽吸頭，該抽吸頭被設(shè)計(jì)為推動(dòng)塑料珠44，以便從其阻斷位置彈出塑料珠44，其中該塑料珠阻止樣品管40的內(nèi)容物的流動(dòng)。
[0211]在一個(gè)變體中，通過(guò)使用不具有抽吸頭的管，或通過(guò)用微量移液器或注射器將樣品移進(jìn)專用容器中，樣品可以被直接注射進(jìn)該容器中。
[0212]另外，樣品管40還包括放置在管40的本體42內(nèi)的過(guò)濾器45，以便限制來(lái)自樣品S或來(lái)自樣品S的副產(chǎn)物的進(jìn)入微流體網(wǎng)絡(luò)的大顆粒的量。
[0213]第二管50是包括用于擴(kuò)增反應(yīng)的混合物的管，稱為擴(kuò)增混合物管，該管具有類似于第一管40的形狀的形狀，該第一管具有本體51、蓋52、和還包括封閉珠(未示出)的末端部分53ο
[0214]上述微流體盒I旨在插入對(duì)接站1000，該對(duì)接站的一部分截面圖示出在圖13中。
[0215]在圖13示出的實(shí)施例中，對(duì)接站1000包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100。
[0216]更確切地說(shuō)，凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100包括凸輪1120(參見(jiàn)圖15)，在此該凸輪是圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Al的環(huán)形圓柱形部分1121，該環(huán)形圓柱形部分具有基本上是平面的并且彼此平行的第一表面1121A和第二表面1121B，以及中央開(kāi)口 1123。
[0217]有利地，凸輪1120在其第一表面1121上包括沿著圓柱形部分1121的半徑延伸的矩形凸輪凹陷1124?？紤]沿著環(huán)形部分1121的周長(zhǎng)，這一凸輪凹陷1124的輪廓在此是彎曲的，并且在凸輪凹陷1124的底部上，具有曲率半徑Re。
[0218]凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100還包括平面引導(dǎo)板1110(參見(jiàn)圖13和14)，在此穿孔有十個(gè)圓柱孔1111，這些圓柱孔環(huán)形地安排并且垂直穿過(guò)引導(dǎo)板1110。這些引導(dǎo)孔1111旨在引導(dǎo)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100的十個(gè)致動(dòng)球1102(參見(jiàn)圖13，其中僅示出一個(gè)致動(dòng)球1102)，此類致動(dòng)球具有被調(diào)節(jié)的球直徑，這樣使得它們可以滑動(dòng)穿過(guò)所述引導(dǎo)孔1111，而在這些引導(dǎo)孔的壁上沒(méi)有過(guò)多摩擦。
[0219]如圖13所示，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100的引導(dǎo)板1110位于凸輪1120的上方，這樣使得致動(dòng)球1102靠置在凸輪1120的第一表面1121A上。
[0220]另外，相對(duì)于引導(dǎo)板1110的厚度，圓柱孔1111的半徑、以及因此致動(dòng)球的直徑被調(diào)節(jié)，這樣使得:
[0221]-在其中致動(dòng)球1102靠置在凸輪1120的第一表面1121A的平面部分上的情況下(圖13的情況)，通過(guò)其對(duì)應(yīng)的圓柱孔1111被維持在適當(dāng)位置的致動(dòng)球1102從引導(dǎo)板1110向上突出；
[0222]-在其中致動(dòng)球1102靠置在凸輪1120的環(huán)形部分1121的凸輪凹陷1124上的情況下，由其對(duì)應(yīng)的圓柱孔1111引導(dǎo)的致動(dòng)球1102從引導(dǎo)板1110向下突出。
[0223]因此，當(dāng)凸輪1120圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Al旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，致動(dòng)球1102進(jìn)行平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線Al的平移運(yùn)動(dòng)，歸因于對(duì)應(yīng)的圓柱孔1111，致動(dòng)球1102被引導(dǎo)在接合位置和脫離位置之間，在該接合位置時(shí)，致動(dòng)球1102在運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離凸輪1120時(shí)從圓柱孔1111突出，在該脫離位置時(shí)，該致動(dòng)球1120運(yùn)動(dòng)接近凸輪1120。
[0224]在圖15中示出的優(yōu)選實(shí)施例中，在凸輪1120包括僅一個(gè)凸輪凹陷1124的情況下，至多一個(gè)致動(dòng)球1102可以處在脫離位置，同時(shí)其他致動(dòng)球1102處在接合位置。
[0225]如圖13中所示，凸輪致動(dòng)器1100包括一系列的十個(gè)活塞1101(每個(gè)活塞位于致動(dòng)球1102上方)以及類似于第一引導(dǎo)板1110的另一個(gè)引導(dǎo)板1130，所述另一個(gè)引導(dǎo)板也被穿孔，以便引導(dǎo)活塞1101處于其平移運(yùn)動(dòng)中。
[0226]在凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100中，圓柱孔1111、致動(dòng)球1102和活塞1101被環(huán)形地安排。
[0227]在根據(jù)本發(fā)明的微流體盒I中，安排十個(gè)閥Vl至V10，以便一起被外部凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100機(jī)械地致動(dòng)O
[0228]更確切地說(shuō)，連接至中央中樞CH的微通道Cl至ClO的閥Vl至VlO被環(huán)形地安排，這樣使得存在與每個(gè)閥Vl至VlO相對(duì)的活塞1101。
[0229]如此安排，應(yīng)理解:
[0230]-當(dāng)致動(dòng)球1102處在接合位置(圖13的情況)時(shí)，它將對(duì)應(yīng)的活塞1101也放置在結(jié)合位置中，其中它施加壓力到盒板10的與閥Vl的閥座Rl相對(duì)的第一膜11上，以便使第一膜11變形并且密封通孔Hl，由此關(guān)閉閥Vl，并且
[0231]-與其相反，當(dāng)致動(dòng)球1102處在脫離位置時(shí)，活塞1101也進(jìn)入脫離位置，其中它不施加任何更多壓力至盒板10的第一膜11上，這樣使得第一膜11在靜止時(shí)與閥Vl的閥座Rl相對(duì)，這樣使得然后打開(kāi)閥VI。
[0232]因此，如以上所見(jiàn)，應(yīng)理解，當(dāng)微流體盒I插入對(duì)接站1000時(shí)并且當(dāng)微流體站I由凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100致動(dòng)時(shí)，凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100允許同時(shí)打開(kāi)閥Vl至VlO中的至多一個(gè)。
[0233]雖然未示出，在圖13中示出的實(shí)施例中的對(duì)接站1000還包括滑動(dòng)工具，以便使中央中樞CH的注射器60滑進(jìn)和滑出中樞體CT。
[0234]例如這些滑動(dòng)工具可以包括注射器60的活塞62和捕捉注射器60的活塞62的低于平面63的叉形杠桿，以便降低或提高活塞62。
[0235]另外，如已知，對(duì)接站1000還包括:
[0236]-用于激發(fā)與兩個(gè)雜交室HYBl、HYB2接觸的生物芯片110的光激發(fā)工具，以及
[0237]-光學(xué)檢測(cè)工具，該光學(xué)檢測(cè)工具用于檢測(cè)從雜交室HYBl、HYB2發(fā)射的并且代表在由微流體盒I分析的樣品S中搜尋的至少一種核酸的光信號(hào)。
[0238]在其中使用檢測(cè)生物芯片110的這一實(shí)施例中，用一種用于光學(xué)檢測(cè)的裝置進(jìn)行靶分子和探針之間的相互作用的檢測(cè)和量化:第一波長(zhǎng)的光輻射激發(fā)連接至靶分子的生色團(tuán)。然后由收集裝置收集響應(yīng)其激發(fā)光的處于第二波長(zhǎng)的由生色團(tuán)發(fā)射的光。
[0239]還特別有利的是，本發(fā)明的微流體盒1、以及因此生物芯片110的讀取，適合用于以下系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于收集響應(yīng)光激發(fā)型接觸成像的由生色團(tuán)發(fā)射的光。
[0240]可以認(rèn)為，微流體盒I旨在被放置在用于讀取光學(xué)接觸成像的儀器中。已經(jīng)在WO2004042376、W0 2004068124、W0 2007045755、W0 2010007233和TO 2012089987中值得注意地描述了此類接觸成像裝置。
[0241]有利地，基板100是透明的。
[0242]在借助生物芯片110熒光檢測(cè)靶核酸的情況下，會(huì)有利的是，生物芯片110的基板可以包括固定在其表面上吸收處于第一激發(fā)波長(zhǎng)的光的并且發(fā)射處于第二波長(zhǎng)傳輸?shù)墓獾臒晒馕镔|(zhì)，包括用于基于激發(fā)光的量而增加光發(fā)射的量的效率的工具。
[0243]現(xiàn)在將描述旨在由操作者實(shí)施的方法，以便分析包含在樣品管40中的樣品S，所述管插入在微流體盒I的功能體積Tl中(參見(jiàn)圖2)。
[0244]由診斷機(jī)進(jìn)行的操作順序可以包括以下步驟:
[0245]-來(lái)自裂解的樣品的DNA提取和純化
[0246]-使用任何擴(kuò)增方法的DNA擴(kuò)增，這些擴(kuò)增方法包括但不限于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、逆轉(zhuǎn)錄酶PCR和恒溫?cái)U(kuò)增；
[0247]-使用高度特異性探針(例如HairLoop?探針)或標(biāo)準(zhǔn)線性探針在微陣列上雜交，以便區(qū)別上至SNP辨別水平的標(biāo)記。
[0248]-使用優(yōu)先允許整合至例如描述于WO2004042376、W0 2004068 I 24、WO2007045755、WO 2010007233和WO 2012089987中的對(duì)接站中的接觸成像裝置的熒光集成讀取器，通過(guò)熒光標(biāo)記進(jìn)行雜交檢測(cè)。
[0249]在一個(gè)實(shí)施例中，在盒中的樣品的注射之前，進(jìn)行預(yù)裂解步驟。
[0250]可以在盒中的注射之前將裂解緩沖液和/或試劑添加至樣品中，和/或作為凍干粒料儲(chǔ)存在盒的一個(gè)功能體積中。
[0251]樣品可以是溶液或在懸浮液中，具體地，樣品可以是體液，例如糞便、全血、血漿、血清、尿、痰、唾液、精液、粘液和腦脊液。樣品還可以是使可溶或懸浮于液體中的固體。
[0252]根據(jù)本發(fā)明，核酸旨在是指處于任何構(gòu)型的任何合成的或天然存在的核酸(單鏈的或雙鏈的DNA)。
[0253]應(yīng)當(dāng)指出，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，靶核酸可以處于樣品中的RNA的形式，典型地是當(dāng)在待分析的樣品中搜尋病毒核酸時(shí)。在這種實(shí)施例中，核酸可以經(jīng)歷RT PCR。
[0254]在包括多個(gè)功能區(qū)域的微流體盒I的功能體積中進(jìn)行這一分析方法的主要步驟，所述多個(gè)功能區(qū)域至少包括:
[0255]-包含被設(shè)計(jì)為從待分析的樣品S提取具體核酸的不同功能體積的樣品制備區(qū)域；
[0256]-包含被適配為進(jìn)行包含在樣品S中的核酸的擴(kuò)增的功能體積的核酸擴(kuò)增區(qū)域。根據(jù)不同實(shí)施例，核酸擴(kuò)增區(qū)域包括一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)增室；
[0257]-典型地包含功能體積T9和TlO的核酸分析區(qū)域。根據(jù)不同實(shí)施例，核酸擴(kuò)增區(qū)域包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)室；以及
[0258]-包含被設(shè)計(jì)用于廢物的功能體積WST的廢物區(qū)域。
[0259]在上述優(yōu)選實(shí)施例中，不同功能區(qū)域是這樣，使得:
[0260]-樣品制備區(qū)域包括樣品管40、擴(kuò)增混合物管50、以及分別包含純化柱、第一DNA洗滌緩沖液和第二 DNA洗滌緩沖液的三個(gè)功能體積T2、T4、T5;
[0261 ]-核酸擴(kuò)增區(qū)域包括兩個(gè)擴(kuò)增室AMPl、AMP2 ；
[0262]-核酸檢測(cè)區(qū)域包括兩個(gè)功能體積T9和T10，這兩個(gè)功能體積分別包括用于雜交的緩沖液和雜交洗滌緩沖液。
[0263]因此，根據(jù)以上參考圖1和2描述的微流體盒I的實(shí)施例，樣品制備區(qū)域和廢物區(qū)域通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中樞連接的微通道和一個(gè)或多個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)閥，直接流體地連接至流體分配的中央中樞CH。任選地，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中樞連接的微通道(C15和C16 )，核酸檢測(cè)區(qū)域可以直接流體地連接至中央中樞CH。
[0264]仍在參考圖1和2描述的微流體盒I的實(shí)施例中，擴(kuò)增區(qū)域并未直接連接至中央中樞CH，并且朝向這一區(qū)域的并且顯著地至每一擴(kuò)增室的流體連接是由線性致動(dòng)器致動(dòng)的至少一個(gè)閥控制的。
[0265]如以上解釋，借助接合于中央管CT中的注射器60，中央中樞CH能夠借助通過(guò)它，從多個(gè)功能區(qū)域的第一功能區(qū)域轉(zhuǎn)移流體至第二功能區(qū)域。
[0266]以此方式，不同功能區(qū)域被安排在微流體盒I中，所述第二功能區(qū)域可以與所述第一功能區(qū)域是相同或不同的。
[0267]此外，用分析方法的以下描述，技術(shù)人員將理解，該多個(gè)功能區(qū)域如何彼此合作，以便分析樣品S。
[0268]步驟a)
[0269]在第一步驟(步驟a)中，操作者提供生物樣品S進(jìn)入微流體盒I的樣品制備區(qū)域的至少一個(gè)功能體積中，在此即進(jìn)入插入在微流體盒I中的樣品管40中。
[0270]在啟動(dòng)時(shí)，樣品管40可以已經(jīng)包含裂解緩沖液?？梢酝ㄟ^(guò)離液鹽、洗滌劑或堿變性法，實(shí)現(xiàn)多數(shù)細(xì)胞的破裂。典型地，當(dāng)將樣品S注射進(jìn)這一管40時(shí)，通過(guò)已經(jīng)存在于樣品管40中的的裂解和蛋白酶K緩沖液，進(jìn)行樣品S的裂解。
[0271]—旦將微流體盒I插入對(duì)接站1000，經(jīng)數(shù)分鐘孵育樣品S，以便通過(guò)化學(xué)裂解，完全地破壞細(xì)胞膜。蛋白酶K緩沖液完成蛋白細(xì)胞組分的消化。
[0272]在另一實(shí)施例中，裂解緩沖液和試劑(例如蛋白K緩沖液)還可以作為凍干粒料儲(chǔ)存在盒的功能體積中。
[0273]在另一實(shí)施例中，其中樣品包括難以處理的基質(zhì)或微生物，則在將樣品制備管插入微流體盒之前，可能需要進(jìn)行以下步驟:
[0274]-例如，使用撞擊珠連同具體細(xì)胞破裂緩沖液，裂解樣品；
[0275]-渦旋并且在高達(dá)70°C的溫度下加熱數(shù)分鐘，例如5分鐘；
[0276]-添加結(jié)合緩沖液和潛在地允許擴(kuò)增抑制劑吸收的試劑(例如InhibitEXMatrix)至樣品制備管中。
[0277]步驟b)
[0278]使樣品S與典型地存在于純化柱T2中的試劑接觸。
[0279]為此，由對(duì)接站1000旋轉(zhuǎn)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100，并且將該致動(dòng)器放入一個(gè)位置，以便按以下方式，相繼致動(dòng)閥Vl和閥V2:
[0280]-閥Vl打開(kāi)并且閥V2關(guān)閉:通過(guò)對(duì)接站1000的叉形杠桿，將注射器60的活塞62滑出中央管CT，以便從樣品管40栗送裂解的樣品S至中央管CT;
[0281]-閥Vl關(guān)閉并且閥V2打開(kāi):通過(guò)對(duì)接站1000的叉形杠桿，將注射器60的活塞62滑進(jìn)中央管CT，以便從中央管CT，注射裂解的樣品S進(jìn)入純化柱T2。
[0282]純化柱T2可以包含用于DNA結(jié)合的硅石樣膜。
[0283]根據(jù)不同實(shí)施例，例如，純化柱可以包含用于DNA結(jié)合和濃縮的凝膠、珠、或紙過(guò)濾器。作為說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，還可以使用瓊脂糖凝膠、硅石珠和濾紙(例如纖維素)、堿純化。
[0284]—旦結(jié)合完成，從純化柱重新吸入樣品S(閥V2打開(kāi))，并且在閥V7打開(kāi)的情況下處理至廢物區(qū)域，通過(guò)中央中樞CH，同時(shí)由純化柱T2保留DNA。
[0285]步驟c)
[0286]在此步驟中，通過(guò)洗滌它，回收步驟b)生成的產(chǎn)物，以便去除抑制劑并且純化DNA。
[0287]在如本申請(qǐng)中示例的實(shí)施例中，用一種或多種DNA洗滌緩沖液(典型地兩種，如包含在功能體積T4、T5中的)依次洗滌純化柱T2的結(jié)合膜。
[0288]為此，通過(guò)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100，閥V4打開(kāi)(所有其他閥關(guān)閉)，并且包含在功能體積T4中的第一DNA洗滌緩沖液被中央中樞CH栗出，并且然后閥V2打開(kāi)(因此，閥V4被自動(dòng)關(guān)閉)，并且中央中樞CH注射純化柱T2中的第一 DNA洗滌緩沖液。
[0289]第二，用包含在功能體積T5中的第二DNA洗滌緩沖液重復(fù)相同操作(閥V2關(guān)閉/閥V5打開(kāi)并且然后閥V2打開(kāi)/閥V5關(guān)閉)。
[0290]第三，用洗脫緩沖液洗脫結(jié)合至結(jié)合膜的DNA。可以將包含在擴(kuò)增混合物管T3中的擴(kuò)增混合物溶液用作洗脫緩沖液。為此，閥V2關(guān)閉，閥V3打開(kāi)，歸因于對(duì)接站1000的凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100的旋轉(zhuǎn)，并且中央中樞CH吸出擴(kuò)增混合物溶液進(jìn)入中央管CT中；然后閥V3關(guān)閉，閥V2打開(kāi)，并且注射器60滑進(jìn)中央管CT，這樣使得中央中樞CH注射PCR混合物溶液進(jìn)入純化柱20中。
[0291]在步驟c)的末尾，技術(shù)人員獲得分離的DNA樣品。
[0292]步驟d)
[0293]在洗脫后，將分離的DNA樣品擴(kuò)增混合物轉(zhuǎn)移進(jìn)用于擴(kuò)增的兩個(gè)擴(kuò)增室AMP1、AMP2中。
[0294]為此，將分離的DNA樣品從純化柱T2栗送(閥V2仍打開(kāi))至中央管CT中。
[0295 ] 然后，通過(guò)致動(dòng)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100，關(guān)閉所有閥V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、VlO0
[0296]由兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)線性致動(dòng)器獨(dú)立地致動(dòng)的微流體盒I的閥Vll和V12打開(kāi)，允許分離的DNA樣品通過(guò)微通道Cl 1、Cl Ia、Cl 2、Cl 2a至兩個(gè)擴(kuò)增室AMPl、AMP2。
[0297]在一些實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)移至每個(gè)擴(kuò)增室(AMP1和AMP2)之前，分離的DNA樣品擴(kuò)增混合物被轉(zhuǎn)移至計(jì)量室，以便校準(zhǔn)待注射進(jìn)所述擴(kuò)增室的適當(dāng)體積。
[0298]步驟e)
[0299]在這一步驟期間，在已經(jīng)關(guān)閉核酸擴(kuò)增區(qū)域的閥Vll、V12后，使分離的DNA樣品與用于擴(kuò)增的試劑接觸。
[0300]步驟f)
[0301]通過(guò)實(shí)現(xiàn)上至20個(gè)標(biāo)記的非常好的靈敏性和特異性的現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)增方案(典型地，包括但不限于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、逆轉(zhuǎn)錄酶PCR和恒溫?cái)U(kuò)增的任何擴(kuò)增方法)，進(jìn)行擴(kuò)增室AMPl、AMP2中的DNA擴(kuò)增。
[0302]在每個(gè)擴(kuò)增室AMPl、AMP2中，在制造過(guò)程期間，典型地已經(jīng)將分開(kāi)組的引物固定。當(dāng)以用于DNA模板的有效擴(kuò)增的最佳濃度，用典型地包含聚合酶、核苷酸和反應(yīng)緩沖液的即用型溶液填充擴(kuò)增室AMPl、AMP2時(shí)，重新懸浮這些引物。
[0303]在這一步驟末尾，技術(shù)人員獲得擴(kuò)增的DNA樣品。
[0304]步驟g)
[0305]在此步驟中，將包含在功能體積VlO中的雜交緩沖液轉(zhuǎn)移通過(guò)中央中樞CH至兩個(gè)雜交室(也可以稱為檢測(cè)室)HYB1、HYB2中。
[0306]為此，對(duì)接站1000的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器1100打開(kāi)閥VlO(所有其他閥Vl至V9被關(guān)閉)，并且閥VlO被轉(zhuǎn)移至中央管CT。
[0307]然后，依次打開(kāi)閥V6和V8，以便必要的話，繼續(xù)用雜交緩沖液預(yù)填充雜交室HYBl、HYB2o
[0308]擴(kuò)增室閥被打開(kāi)，并且擴(kuò)增溶液被推至雜交室HYBl、HYB2。
[0309]然后當(dāng)打開(kāi)閥V13、V14時(shí)(典型地這些閥獨(dú)立地被致動(dòng))，通過(guò)直接連接兩個(gè)功能區(qū)域即核酸擴(kuò)增區(qū)域和核酸雜交區(qū)域的區(qū)域連接微通道C13、C15B、C14、C16b，使擴(kuò)增的DNA樣品與進(jìn)入雜交室HYBl、HYB2的雜交緩沖液接觸。
[0310]然后，最終關(guān)閉閥V13、V14。
[0311]步驟h)
[0312]在此步驟中，樣品被以這樣一個(gè)方式放置為與親和力傳感器(例如生物芯片)接觸，使得互補(bǔ)序列可以與固定的探針組合，例如通過(guò)雜交、關(guān)聯(lián)或連接至探針。在消除非關(guān)聯(lián)材料后，關(guān)聯(lián)序列被準(zhǔn)備好，用于檢測(cè)和測(cè)量。
[0313]典型地，在此步驟中，經(jīng)若干分鐘，例如約30分鐘，在雜交室HYBl、HYB2中，擴(kuò)增的DNA樣品被雜交。通過(guò)轉(zhuǎn)移包含在功能體積T9中的雜交洗滌緩沖液通過(guò)中央中樞CH至雜交室HYBl、HYB2，進(jìn)行雜交的DNA的回收。因此獲得雜交的DNA樣品。
[0314]在分析方法的變體中，可以添加在雜交末尾的DNA解鏈程序，并且該程序?qū)⒃试S檢測(cè)特異性的增加。
[0315]步驟i)
[0316]在此步驟中，獲得并且分析微陣列圖像。應(yīng)當(dāng)指出，根據(jù)以下圖，雜交室還可以因此稱為檢測(cè)室。
[0317]用光學(xué)檢測(cè)裝置進(jìn)行靶核酸和探針之間的相互作用的檢測(cè)。通過(guò)生色信號(hào)的發(fā)射，檢測(cè)局部的雜交。在此，“生色信號(hào)”應(yīng)被理解為在用適合的光源激發(fā)后，或化學(xué)的或酶的轉(zhuǎn)化后，直接或間接發(fā)射的任何光信號(hào)。因此，以下被包括在生色信號(hào)的類別內(nèi)，比色信號(hào)、光致發(fā)光信號(hào)、熒光信號(hào)、化學(xué)發(fā)光信號(hào)、生物發(fā)光信號(hào)、或其他。此類信號(hào)直接由感興趣的分子發(fā)射，或由添加和/或接枝至其上的可檢測(cè)元素(標(biāo)簽)發(fā)射。
[0318]因此，熒光讀取器可以允許獲得生物芯片表面的熒光圖像。出于此目的，以激發(fā)標(biāo)記靶分子的熒光團(tuán)的波長(zhǎng)，用光源照射生物芯片，并且適配的光學(xué)系統(tǒng)以熒光團(tuán)發(fā)射的波長(zhǎng)形成生物芯片的熒光的圖像。此圖像的每個(gè)點(diǎn)的光強(qiáng)涉及在生物芯片的對(duì)應(yīng)點(diǎn)存在的熒光團(tuán)的量，該量自身正比于在雜交階段期間已經(jīng)選擇性附接在此位置的靶分子的數(shù)目，這使得可能收集關(guān)于樣品的核酸含量的信息(通常是定量的)。如例如在文件US 7,306,766,FR 2932885、US 20050201899、PCT/FR 2011/053208中描述，優(yōu)先地通過(guò)形成小型讀出光學(xué)系統(tǒng)的接觸成像，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè)。
[0319]然后生成關(guān)于生物樣品的分析的微陣列圖像的自動(dòng)化分析和診斷報(bào)告。
[0320]很多不同配置可能在本發(fā)明的范圍內(nèi)，包括關(guān)于零件幾何形狀、材料、零件相對(duì)于彼此的裝配方法和配置的變化。以上說(shuō)明書意在說(shuō)明并且代表本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例，并且不應(yīng)被解釋為限制變化的可能范圍。
[0321]例如，在圖16說(shuō)明的實(shí)施例中，微流體盒包括盒板2010。
[0322]在此微流體盒的盒板2010包括多個(gè)的十二個(gè)閥VVl、VV2、VV3、VV4、VV4、VV5、VV6、”7、”8、”9、”10、”1、”12、每個(gè)閥”1、”2、”3、”4、^4、”5、”6、”7、”8、”9、”10、”1、”12，這些閥位于連接至流體的中央分配中樞01的微通道0:1、0:2、0:3、0:4、0:5、0:6、CC7、CC8、CC9、CCl O、CCl 1、CCl 2上。
[0323]在此變體中，所有那些十二個(gè)閥VV1、VV2、VV3、VV4、VV4、VV5、VV6、VV7、VV8、VV9、^10、”1、”12被安排在盒板2010上的環(huán)0?上(參見(jiàn)圖16)，以便被外部凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器機(jī)械地致動(dòng)。
[0324]盒板2010還包括可以由獨(dú)立的線性致動(dòng)器致動(dòng)的兩對(duì)閥”13、”14、”15、”16，以便轉(zhuǎn)移流體，例如從樣品制備區(qū)域至核酸擴(kuò)增區(qū)域AMPl、AMP2和核酸分析區(qū)域HYBl、HYB2o
[0325]典型地在這一實(shí)施例中，該盒包括位于中央中樞和每個(gè)擴(kuò)增室之間的計(jì)量室。所述計(jì)量室可以通過(guò)閥VV8和VV14被連接至所述擴(kuò)增室。典型地，所述計(jì)量室還被連接至中央中樞。另外地，通過(guò)微通道，所述計(jì)量室還可以直接連接至中樞連接的微通道的閥(例如閥W9 和 W7)0
[0326]本領(lǐng)域技術(shù)人員將適配微流體盒的其他元件，例如盒體和盒蓋，以便適配盒板2010至微流體盒的不同功能體積。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于檢測(cè)樣品(P的至少一種核酸的微流體盒(I)，所述微流體盒(I)包括: -多個(gè)功能體積，這些^能體積分為多個(gè)功能區(qū)域，例如至少樣品制備區(qū)域(Tl，T2，T3，Τ4，Τ5)、核酸擴(kuò)增區(qū)域(ΑΜΡ1，ΑΜΡ2)、核酸分析區(qū)域(Τ9，Τ10，ΗΥΒ1，ΗΥΒ2)、廢物區(qū)域(WST)，以及_微通道((:1，02，03，04，05，06，07，08，09，(:10，(:11，(:12，(:13，(:14，(:15，(:16，(:11&，(:12&，C15a，C15b，C16a，C16b)的流體網(wǎng)絡(luò)， 其中: -至少三個(gè)功能區(qū)域通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中樞連接的微通道((:1，02<3，04<5，06，07，〇8，C9，C1，C11，C12)流體地連接至流體的一個(gè)中央分配中樞(CH)，每個(gè)所述中樞連接的微通道具有中樞端和區(qū)域端，所述中央分配中樞(CH)能夠?qū)⒘黧w通過(guò)穿過(guò)所述中央分配中樞(CH)而從所述至少三個(gè)功能區(qū)域的第一功能區(qū)域栗送并且注射至第二功能區(qū)域，所述第二功能區(qū)域與所述第一功能區(qū)域是相同或不同的，并且 -各自位于中樞連接的微通道上的至少三個(gè)閥(VI，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，V1)被安排在所述微流體盒(I)中，這樣使得所述至少三個(gè)閥(Vl，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，VlO)被適配為由單個(gè)外部凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(1100)機(jī)械地致動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體盒(I)，其中該至少三個(gè)閥(VI，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，Vl O)環(huán)形地安排在該微流體盒(I)中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體盒，其中該至少三個(gè)閥線性地安排在該微流體盒中。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)，其中每個(gè)中樞連接的微通道(Cl，〇2，〇3，〇4，〇5，〇6，〇7，〇8，〇9，(:10，(:11，(:12)包括一個(gè)閥(￥1，￥2，￥3，￥4，￥5，￥6，￥7，￥8，￥9，￥10，￥11，￥12)，該閥位于所述中樞連接的微通道((:1，02，03，04<5，06<7，08，09，(:10，(:11，C12)的該區(qū)域端。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)，其中該至少三個(gè)閥(Vl，V2，V3，V4，￥5，￥6，￥7，￥8，￥9，￥10)是中樞連接的微通道((:1，02，03，04，05，06，07，08，09，(:10，(:11，(:12)的閥，這些中樞連接的微通道將該樣品制備區(qū)域(1'132 33 34 35 36)、該核酸擴(kuò)增區(qū)域(八1^1，41^2)、該核酸分析區(qū)域09，1'10，!^81，!^82)、和該廢物區(qū)域(131')連接至該中央分配中樞(CH)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)，包括由線性致動(dòng)器致動(dòng)的至少一個(gè)閥(V11，V12，V13，V14)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)，其中該多個(gè)功能區(qū)域中的兩個(gè)功能區(qū)域(41^1，六1^2，了9，1'10，!^1，!^2，131')通過(guò)一個(gè)或多個(gè)區(qū)域連接微通道((:13，(:14)彼此直接流體地連接，所述區(qū)域連接微通道(Cl 3，Cl4)的每一個(gè)具有閥(Vl 3，Vl4)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微流體盒(I)，其中所述兩個(gè)功能區(qū)域是所述核酸擴(kuò)增區(qū)域(AMPI，AMP2)和所述核酸分析區(qū)域(T9，T1，HYBI，HYB2)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微流體盒(I)，其中所述兩個(gè)功能區(qū)域是所述核酸分析區(qū)域(丁9，1'10，冊(cè)81，!^82)和所述廢物區(qū)域(吧1')。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)，包括: -盒板(1)，該盒板包括: -基板(100)，該基板具有第一面(101)和第二面(102)、與該第一面(101)或該第二面(102)齊平的多個(gè)凹槽(61，62，63，64，65，66，67，68，69，610，611，611&，612，612&，613&，G14a，G15，G15a，G15b，G16，G16a，G16b)、和連接所述第一面(101)和所述第二面(102)的多個(gè)通孔(111，!12，!13，!14，!15，冊(cè)，!17，!18，!19，!110，!111，!112，!113，!114，!10。，!11。，!12。，!13。，!14。，H5c，H9c，H10c，H7a，H7b，Hlla，H12a，H15A，H15b，H15c，H15d，H16a，H16b，H16c，H16d)，以及 -結(jié)合在該盒板(10)的所述基板(100)的第一面(101)上的第一膜(11)，與該第一面(101)齊平的所述凹槽(61，62，63，64，65，66，67，68，69，610，611，612)由所述第一膜(11)密封以形成這些中樞連接的微通道((:1，02，03，04，05，06，07，08，09，(:10，(:11，(:12)，所述第一膜(11)是被適配為通過(guò)外部致動(dòng)器(1100)變形的可變形膜， -與所述基板(100)的該第二面(102)上的該盒板(10)接觸的盒體(20)，所述盒體(20)包括: -從所述基板(100)的第二面(102)延伸的側(cè)壁(21)，以及 -多個(gè)內(nèi)壁(師，￥1，￥2，￥3，￥4，耶，￥6，￥7，￥8，冊(cè)，￥10)，這些內(nèi)壁限定了所述盒體(20)的多個(gè)功能體積(CT，TI，T2，T3，T4，T5，AMP，DET，WST)，以及 -適配為封閉這些不同功能體積(CT，TI，T2，T3，T4，T5，AMP，DET，WST)的盒蓋(30)。11.根據(jù)權(quán)利要求1O所述的微流體盒(I)，其中該微流體盒(I)包括該盒體(20)和該盒蓋(30)之間的半透膜，該半透膜被適配為讓空氣通過(guò)它的同時(shí)阻止液體從這些功能體積(CT，T1，T2，T3，T4，T5，AMP，DET，WST)漏出。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的微流體盒(I)，其中該盒板(10)包括結(jié)合在該盒板(10)的該基板(100)的第二面(102)上的第二膜(12)，與該第二面(102)齊平的該多個(gè)凹槽(611&，6123，6133，614&，6153，61513，6163，61613)由所述第二膜(12)密封以形成區(qū)域連接的微通道(C13，C14)。13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)，其中該盒板(10)包括形成在該基板(100)中并且從該第一面(101)延伸的至少一個(gè)凹陷腔(1?1&，1?2&，1?113，1?213)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微流體盒(I)，其中結(jié)合在該基板(100)的該第一面(101)上的該第一膜(11)封閉所述至少一個(gè)凹陷腔(Rla，R2a)，以形成用于核酸擴(kuò)增的至少一個(gè)反應(yīng)室(AMP1，AMP2)。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微流體盒(I)，其中結(jié)合在該基板(100)的該第一面(101)上的微陣列載玻片(110)封閉所述至少一個(gè)凹陷腔(Rlb，R2b)，以形成用于核酸分析的至少一個(gè)檢測(cè)室(HYB1，HYB2)。16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)，其中該盒體(20)的這些功能體積(CT，TI，T2，T3，T4，T5)是適配為接收管、樣品(TI)、試劑產(chǎn)品(T3，T4，T5)、或純化柱(T2)的容器。17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)，其中流體分配的該中央分配中樞(CH)包括中樞體(CT)和活塞密封件(61)，該活塞密封件被適配為滑進(jìn)和滑出該中樞體((:1')，以栗送來(lái)自所述微流體盒(1)的這些功能區(qū)域(1'132，了3 34，了5，層?141^2 39，1'10，HYBl，HYB2，WST)的流體或注射這些功能區(qū)域中的流體通過(guò)這些中樞連接的微通道(Cl，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10，Cll，C12)o18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的微流體盒(I)，其中流體分配的該中央分配中樞(CH)包括具有活塞(62)的注射器(60)，該活塞密封件(61)附接至該活塞上。19.一種被適配為接收根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的微流體盒(I)的對(duì)接站(1000)，包括: -適配為機(jī)械地致動(dòng)中樞連接的微通道(Cl，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，ClO，Cl I，Cl 2)的該至少三個(gè)閥(￥1，￥2，￥3，￥4，￥5，￥6，￥7，￥8，￥9，￥10)的凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(1100)， 一用于對(duì)所述微流體盒(I)的微陣列載玻片(110)進(jìn)行光激發(fā)的工具，以及 一用于對(duì)代表由該微流體盒(I)分析的樣品中的所述核酸的光信號(hào)進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)的工具。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的對(duì)接站(1000)，進(jìn)一步包括被適配為致動(dòng)所述微流體盒(I)的其他閥(Vl I，Vl2，Vl3，Vl4)的致動(dòng)工具。21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的對(duì)接站(1000)，其中該凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(1100)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器。22.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的對(duì)接站，其中該凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器是線性運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器。23.根據(jù)權(quán)利要求19至22中任一項(xiàng)所述的對(duì)接站(1000)，其中該凸輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(1100)允許打開(kāi)至多一個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)閥(￥1，￥2，￥3，￥4，￥5，￥6，￥7，￥8，￥9，￥10)。24.根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項(xiàng)所述的對(duì)接站(1000)，包括滑動(dòng)工具，該滑動(dòng)工具被適配為將該中央分配中樞(CH)的該注射器(60)滑動(dòng)進(jìn)出該中樞體(CT)，以栗送來(lái)自所述微流體盒(I)的這些功能區(qū)域的流體或注射這些功能區(qū)域中的流體通過(guò)這些中樞連接的微通it(Cl，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10，Cll，C12)。25.—種用于分析生物樣品的方法，包括以下步驟: a)將所述生物樣品提供進(jìn)入根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的微流體盒的樣品制備區(qū)域的至少一個(gè)功能體積中， b)通過(guò)致動(dòng)控制微通道的流體流動(dòng)的至少一個(gè)閥，允許所述生物樣品與存在于該樣品制備區(qū)域的另一個(gè)功能體積中的至少一種試劑和/或一個(gè)純化柱接觸， c)回收步驟b)生成的產(chǎn)物，以獲得分離的DNA樣品， d)將該分離的DNA樣品轉(zhuǎn)移至該核酸擴(kuò)增區(qū)域的至少一個(gè)功能體積中， e)允許所述分離的DNA樣品與用于擴(kuò)增的至少一種試劑接觸，并且關(guān)閉該擴(kuò)增區(qū)域的功能體積的這些閥， f)進(jìn)彳TDNA擴(kuò)增， g)回收在步驟f)獲得的擴(kuò)增的DNA，并且將其通過(guò)致動(dòng)控制微通道的流體流動(dòng)的至少一個(gè)閥轉(zhuǎn)移至該雜交區(qū)域的另一個(gè)功能體積中， h)在所述雜交室中允許所述擴(kuò)增的DNA和能夠與所述DNA雜交的至少一種化合物接觸，并且 i)獲得微陣列圖像并且對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)分析。
【文檔編號(hào)】B01L3/00GK105828945SQ201480065075
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年11月27日
【發(fā)明人】Y·馬爾西, M·阿蒂格, 夫逸 Q·雷, K·馬克
【申請(qǐng)人】基因波公司