專利名稱：生化反應(yīng)盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用生化反應(yīng)分析標(biāo)本中的細(xì)胞、微生物、染色體、核酸等的技術(shù)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于分析的生化反應(yīng)盒和一種實現(xiàn)該盒中生化反應(yīng)的生化處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
許多用于分析標(biāo)本，如血液的分析器，使用利用抗原-抗體反應(yīng)的免疫學(xué)方法或者利用核酸雜交的方法。例如，使用與要檢測的材料或物質(zhì)特定連接的蛋白質(zhì)或單鏈核酸，如抗體或抗原，作為探針并固定在固相如微粒、珠或玻璃片的表面，由此實現(xiàn)抗原-抗體反應(yīng)或核酸雜交。例如，通過標(biāo)記抗原或標(biāo)記核酸檢測抗原-抗體復(fù)合物或雙鏈核酸，標(biāo)記抗原或標(biāo)記核酸引起特定的相互作用，使得具有高檢測敏感性的標(biāo)記材料，如酶、熒光材料或發(fā)光材料，被承載，從而實現(xiàn)檢測是否存在要檢測的材料或定量地確定檢測到的材料。
作為此類技術(shù)的擴(kuò)展，例如，U.S.Patent No.5,445,934公開了所謂的DNA(脫氧核糖核酸)陣列，其中大量具有相互不同的堿基序列的DNA探針探針以隊列的形式排列在基質(zhì)上。
此外，Anal.Biochem.，270(1)第103-111頁(1999)公開了一種制備蛋白質(zhì)陣列的方法方法，和DNA陣列相似，多種蛋白質(zhì)被安排在薄膜濾器上。通過使用這些DNA、蛋白質(zhì)陣列或相似物，有可能同時實現(xiàn)對大量物件的測試。
進(jìn)一步，在標(biāo)本分析的多種方法中，為了實現(xiàn)被標(biāo)本污染的緩解，反應(yīng)效率的提高，設(shè)備尺寸的減小和操作的簡易化，也提出了在盒中發(fā)生必要反應(yīng)的一次性生化反應(yīng)盒，。例如，Japanese Laid-OpenPatent Application(JP-A)(Tokuhyo)Hei 11-509094公開了一種生化反應(yīng)盒，包括DNA陣列，其中安排了多個室，且通過壓差移動溶液使得可以在該盒中進(jìn)行標(biāo)本中的DNA提取、擴(kuò)大和雜交等反應(yīng)。U.S.Patent No.5,690,763公開了一種通過層疊起三維曲線狀通道作用的構(gòu)造，且U.S.Patent No.6,167,910和6,494,230公開了μ-TAS(微型全分析系統(tǒng))結(jié)構(gòu)，其中第一層和第二層之間和第二層和第三層之間提供了一個通道，組成了一個三層結(jié)構(gòu)，且各自的通道也部分的相互連接。
作為一種將溶液外部注入到此生化反應(yīng)盒內(nèi)部的方法，可以利用外部注射器或真空泵。進(jìn)一步，已知那些利用重力、毛細(xì)現(xiàn)象和電泳在生化反應(yīng)盒中移動溶液的方法，。進(jìn)一步，作為能在生化反應(yīng)盒內(nèi)部提供的緊湊性微泵，Japanese Patent No.2832117公開了一種利用熱生成元件的微泵，JP-A(Tokkai)2000-274375公開一種利用壓電元件的微泵，和JP-A(Tokuhyo)Hei 11-5-9094公開了一種膜片泵。
如上所述，從避免二次感染或污染和實用性的角度考慮，優(yōu)選使用包含必要溶液的一次性盒，但包含泵的盒是昂貴的。
進(jìn)一步，在常規(guī)生化反應(yīng)盒如μ～TAS中，沒有公開關(guān)于如何適當(dāng)?shù)厥褂猛ㄟ^僅在一個方向上注射例如一種試劑、液體或標(biāo)本實現(xiàn)的液體移動方式和需要往復(fù)運動的反應(yīng)液體的運動方式。特別是，前一種運動伴隨著這樣一個問題，當(dāng)全部數(shù)量的液體移動時，移動完成后產(chǎn)生氣泡，因此在避免氣泡產(chǎn)生的情況下不能移動全部數(shù)量的液體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種一次性生化反應(yīng)盒，其結(jié)構(gòu)無需本身含有泵而能通過在外部泵作用下移動溶液導(dǎo)致一系列生化反應(yīng)的發(fā)生并能避免溶液流出此盒。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種通過使用上述生化反應(yīng)盒實現(xiàn)盒內(nèi)生化反應(yīng)的生化處理設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用生化反應(yīng)盒的方法，此方法能確保實現(xiàn)在生化反應(yīng)盒中的液體的適當(dāng)移動關(guān)于僅需要注射進(jìn)隨后的室中的試劑或標(biāo)本的移動和需要往復(fù)運動的反應(yīng)液體的移動，選擇了最適合的通道并適當(dāng)?shù)厥褂盟?br> 按照本發(fā)明，提供一種生化反應(yīng)盒，其包括一個注射部，由此注射標(biāo)本，第一室，在其中裝標(biāo)本，第二室，在其中裝有利于生化反應(yīng)的試劑，一個通道，由此通過標(biāo)本和/或試劑和/或反應(yīng)液體，和多個噴嘴端口，通過它們接受用于施加或降低壓力的多個噴嘴，其中多個噴嘴端口和第一室或第二室連通，且流體存在于在多個噴嘴端口和第一室或第二室之間且通過多個噴嘴被加壓或減壓以移動標(biāo)本和/或試劑和/或反應(yīng)液體，由此影響盒中生化反應(yīng)序列。
按照本發(fā)明，還提供了一種生化處理設(shè)備，其包括盒安裝部，用于安裝具有多個室的盒，室中有用于生化處理標(biāo)本的溶液，多個噴嘴部，每個連接到一個相關(guān)的管道，管道和相關(guān)的盒的室連通，和控制裝置，用于通過噴嘴部控制盒中的流體壓力，其中控制裝置控制流體壓力以使盒中溶液僅在盒中移動。
按照本發(fā)明，進(jìn)一步提供一個在盒中影響生化處理的方法生化處理方法，該盒具有多個包含用于生化處理標(biāo)本的溶液的室，此方法包括連接步驟，連接每個噴嘴嘴到與盒的相關(guān)室連通的相關(guān)管道端口，和注射步驟，注射流體進(jìn)入盒以移動盒中的流體。
按照本發(fā)明，進(jìn)一步還提供一個生化反應(yīng)盒，包括存儲室，用于積聚液體，第一室，
第一管道，用于連接存儲室到第一室以移動存儲室中的液體到第一室，第二室，和第二管道，用于連接第一室到第二室以移動第一室中的液體到第二室，其中用于連接存儲室到第一室的第一管道的底位置高于用于連接第一室到第二室的第二管道的底位置。
本發(fā)明的這些和其他目的，特征和優(yōu)點在考慮到以下本發(fā)明具體實施方式
的描述和所附的附圖會變得更明顯。


圖1是按照本發(fā)明生化反應(yīng)盒的一個實施例的透視圖。
圖2是生化反應(yīng)盒的俯視圖。
圖3用于控制液體的移動和多種生化反應(yīng)盒中反應(yīng)的處理設(shè)備的框圖。
圖4是處理過程的流程圖。
圖5是室一部分的縱向截面圖。
圖6是室的另一部分的縱向截面圖。
圖7是室的另一部分的縱向截面圖。
圖8是按照本發(fā)明的室的一部分的縱向截面圖。
具體實施例方式
下文中，將要參考附圖更特定地描述本發(fā)明。
(實施方式1)圖1是本實施方式的生化反應(yīng)盒1的外部視圖。參照圖1，在盒1上，用于用噴射器(注射器)或類似物注射標(biāo)本如血液的標(biāo)本端口2被用橡皮帽設(shè)置和封裝。在盒1的一側(cè)一個側(cè)表面上，設(shè)置多個噴嘴端口3，其中噴嘴插入以施加或減小壓力，以便移動盒1中的溶液。橡膠帽被固定在每個噴嘴端口3上。盒1的另一側(cè)表面有相似的結(jié)構(gòu)。
生化反應(yīng)盒體1包含透明或半透明的合成樹脂，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚酯或聚氯乙烯。在不要求光學(xué)測量的情況下，盒1的本體的材料不需要是透明的。
圖2是生化反應(yīng)盒1的俯視圖。參照圖2，在盒1的一側(cè)表面，提供了10個噴嘴端口3a到3j，且在另一側(cè)表面，提供了10個噴嘴端口3k到3t。噴嘴端口3a到3t分別與室5連通，室5是分別通過相應(yīng)的空氣管道4a到4t分別存儲溶液或引起反應(yīng)的部分或地方。
在此實施例中，然而，噴嘴端口3n，3p，3q和3s沒有被用到，這些噴嘴端口不和室5連通僅作為保留端口。更特別地，在本實施例中，噴嘴端口3a到3j通過管道4a到4j分別與室5a到5j連通。在表面的另一側(cè)，噴嘴端口3k，3l，3m，3o，3r和3t通過管道4k，4l，4m，4o，4r和4t分別與室5k，5l，5m，5o，5r和5t連通。
標(biāo)本端口2與室7連通。室5a，5b，5c和5k與室7連通，室5g和5o與室8連通，室5h，5i，5j，5r和5t與室9連通。進(jìn)一步，室7與室8通過管道10連通，且室8與室9通過管道11連通。通過管道10，室5d，5e，5f，5l和5m通過管道6d，6e，6f，6l和6m分別連通。在室9的底部(底面)，提供一個方孔。在此方孔，DNA微陣列12，貼在上面，在此陣列12上面，幾十至幾十萬的不同種DNA探針高密度排列在諸如具有以平方厘米計的尺寸的玻璃板的固相的表面上，探針表面向上。
有可能通過使用微陣列12進(jìn)行雜交反應(yīng)來同時測試大量基因。
DNA探針規(guī)則地以矩陣形式排列，且每個DNA探針的地址(由矩陣中行和列的數(shù)確定的位置)都容易地讀出作為信息。待測試的基因包括，例如除感染病毒，細(xì)菌和疾病相關(guān)基因之外的每個個體的遺傳變異。
在室5a和5b中，分別存有第一溶血劑，包含EDTA(乙二胺四乙酸)用于破壞細(xì)胞壁和包含蛋白質(zhì)改變劑如表面活性劑的第二溶血劑。
在室5c中，存有包覆有吸收DNA的硅土的磁性材料的微粒。在室5l和5m中，分別存有第一提取清理液體和第二提取清理液體，用于提取DNA時純化DNA。
用于從磁性微粒中洗提DNA的洗提液存于室5d，該洗提液包括低濃縮鹽的緩沖劑，在室5g中存儲用于PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))的混合液，該混合液包括引物，聚合酶，dNTP(三磷酸脫氧核苷)，緩沖劑，包含熒光劑等的Cy-3dUTP。在室5h和5j中，存有清理劑和熒光標(biāo)記，該清理劑包含表面活性劑，用于清理熒光標(biāo)記的不進(jìn)行雜交的標(biāo)本DNA。在室5i中，存有用于干燥包括DNA微陣列12的室9內(nèi)部的酒精。
室5e是其中積聚灰塵而不是血液的DNA的室，室5f是室5l和5m中的第一和第二提取清理液體的廢棄物積聚其中的室，室5r是其中積聚第一和第二清理液體的廢液體的室，室5k，5o和5t是為了避免溶液流入噴嘴端口的空室。
當(dāng)液體標(biāo)本如血液注射到如上所述的生化反應(yīng)盒中且如下所述生化反應(yīng)盒1被設(shè)置在一個處理設(shè)備中，DNA等的提取和放大在盒1中執(zhí)行。進(jìn)一步，執(zhí)行放大的標(biāo)本DNA和置于盒中的DNA微陣列上的DNA探針之間的雜交，和沒有被雜交的熒光標(biāo)記標(biāo)本DNA和熒光標(biāo)記的清理。
圖3是控制生化反應(yīng)盒中溶液移動和多種反應(yīng)的處理設(shè)備的示意圖。
生化反應(yīng)盒1安裝在臺面13上。進(jìn)一步，在臺面13上在從盒1中的標(biāo)本提取DNA等時驅(qū)動的電磁體14，用于在使用方法如PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))由標(biāo)本放大DNA時進(jìn)行溫度控制的珀耳帖效應(yīng)元件15，和用于在執(zhí)行放大的標(biāo)本DNA和盒1中DNA微陣列上的DNA探針之間的雜交時，和清理或清洗沒有雜交的標(biāo)本DNA時進(jìn)行溫度控制的珀耳帖效應(yīng)元件16，被安置和連接到用于控制整個處理設(shè)備的控制單元17。
在臺面13的兩個表面上，設(shè)置電動(馬達(dá)驅(qū)動的)注射器泵18和19和泵組件22和23，每個泵組件是在空氣中通過這些泵18和19吸取或排放的端口且在其側(cè)表面上設(shè)有10個泵噴嘴20或21。在電動注射器泵18和19和泵噴嘴20和21之間，多個電動開關(guān)(選擇器)閥(未示出)被安置并與泵18和19一起連接到控制單元17?？刂茊卧?7與輸入單元24連接，通過一個測試者對輸入單元執(zhí)行輸入。控制單元17控制泵噴嘴20和21，以使10個泵噴嘴中的每個分別可選擇地相對于電動注射器泵18和19打開和關(guān)閉。
在此實施例中，當(dāng)測試者用噴射器或注射器通過標(biāo)本端口2的橡膠帽注射作為標(biāo)本的血液進(jìn)入盒1時，血液流入室7。其后，測試者放置生化反應(yīng)盒1在臺面13上且通過操作未示出的控制桿按圖3中所指箭頭的I方向移動泵組件22和23，借此泵噴嘴20和21通過盒1兩邊表面的相應(yīng)的噴嘴端口3注射進(jìn)盒1。
進(jìn)一步，噴嘴3a到3t集中到生化反應(yīng)盒1的兩個表面，即，兩側(cè)表面，使簡化電動注射器泵18和19，電動開關(guān)閥，包含泵噴嘴的泵組件22和23等的形狀和排列成為可能。進(jìn)一步，通過進(jìn)行盒1加在泵組件22和23之間同時保證必要的室5和管道這一簡單操作，有可能注入泵噴嘴20和21且簡化泵組件22和23的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所有噴嘴端口3a到3t被安置在同一水平上，即，直線排列，由此所有連接到噴嘴端口3a到3t的通道4a到4t的高度相同。導(dǎo)致管道4a到4t的準(zhǔn)備變得容易。
進(jìn)一步，圖3所示處理設(shè)備，n個生化反應(yīng)盒1排在一起時，考慮到n個生化反應(yīng)盒1，泵組件22和23的長度比原長度增加n倍，可能對n個盒1同時執(zhí)行必要的步驟。導(dǎo)致生化反應(yīng)能在大量生化反應(yīng)盒中以很簡單的設(shè)備結(jié)構(gòu)執(zhí)行。
處理開始于測試者在輸入單元24輸入過程進(jìn)入命令。圖4是本實施例中處理設(shè)備中解釋處理方法的流程圖。
參照圖4，在步驟S1中，控制單元24僅打開噴嘴端口3a和3b，且空氣由電動注射器泵18排放且由電動注射器泵19抽吸入盒1，由此第一溶血劑1由室5a注射到包含血液的室7。此時，通過控制由泵19的空氣的抽吸以在空氣由泵18排放啟動后開始10-20毫秒，溶液能緩慢流動，而不在它的前端引起飛濺或散亂，雖然它取決于溶血劑的粘性和管道的阻力。
如上所述，通過改變空氣的提供和抽吸的定時，從而控制壓力施加和壓力減小的方式，可能使溶液平緩流動。在一個優(yōu)選實施例中，通過進(jìn)行如下控制，即從啟動泵18的空氣排放開始線性增加空氣的抽吸度，能使溶液更平緩地流動。這在后續(xù)液體流動的情況下是成立的。
此空氣供給控制能容易地用電動注射器泵18和19實現(xiàn)。更特別地，僅有噴嘴端口3a和3o打開后，空氣的排放和吸取通過泵18和19交替地重復(fù)以引起在管道10中的室7的溶液的反復(fù)流動和回流，因此攪拌溶液。作為選擇，溶液也可在連續(xù)由泵19排放空氣以生成氣泡時攪拌。
圖5是圖2所示生化反應(yīng)盒1沿切過盒5a，7和5k方向的橫截面的截面圖，顯示了這種狀態(tài)，即噴嘴端口3a通過注入泵噴嘴20加壓，噴嘴端口3k通過注入泵噴嘴21減壓，由此室5a中的第一溶血劑通過管道6a流入室7。在圖5中，為了澄清高度(水平)關(guān)系，管道10的截面也被顯示。
室5a中第一溶血劑的量被確定以保證需求。進(jìn)一步，室5a和7的尺寸和位置被確定以使當(dāng)?shù)谝蝗苎獎┝魅胧?時室7中液體水平低于管道6a和室7之間連接部的底面25的高度(垂直位置)。
再參照圖4，在步驟S2中，僅有噴嘴端口3b和3k打開且室5b中的第二溶血劑以和第一溶血劑相同的方式被引流入室7。同樣，在步驟S3中，室5c中磁性微粒流入室7。在步驟S2和S3中，以步驟S1中同樣的方式進(jìn)行攪拌。在步驟S3中，在步驟S1和S2中細(xì)胞分解產(chǎn)生的DNA粘在磁性微粒上。
室5b和5c和管道6b和6c的截面形狀與室5a和管道6a的相同。第二溶血劑和磁性微粒溶液的量被確定以使它們確保它們的需要。進(jìn)一步，和步驟S1相同，室5b，5c和7的尺寸和位置被確定，以使室7中的液體水平低于管道6b和6c和室7之間的連接部分的底面高度。
附帶地，在此實施例中，生化反應(yīng)盒1通過超聲波熔接三個注射模塑的部件1A，1B和1C來準(zhǔn)備，該部件由圖5中的點劃線所表示。為了便于該部件的準(zhǔn)備，管道6a，6b，和6c在高度(垂直位置)上相互之間相同。因此，相關(guān)聯(lián)的連接部分也在相同高度。進(jìn)一步，和室5a，5b和5c具有相同高度的室在圖1中為室5k，在圖2中為室5g和5o。
通過如此方式，使試劑從比要移動的室高的位置引流，以使阻力較小地平滑而可靠地移動全部存于儲存室中的試劑成為可能。進(jìn)一步，避免產(chǎn)生氣泡對于一些試劑是需要的。在這一情況下，當(dāng)試劑的移動按如上描述的方式執(zhí)行，溶液的全部能用簡單的方式移動時避免了氣泡的產(chǎn)生而不需要監(jiān)控溶液移動的完成。
其后，在步驟S4中，電磁體14開啟且僅有噴嘴端口3e和3k打開。然后，空氣由電注射器泵19排放，并由泵18吸入來使溶液由室7向室5e移動。在移動時，磁性微粒和DNA收集在管道10的電磁體14上。泵18和19造成的吸取和排放交替重復(fù)使溶液在室7和5e之間往復(fù)兩次，借此，DNA的收集效率提高。收集效率可進(jìn)一步通過增加往復(fù)次數(shù)提高。然而，此情況下，會增加處理時間。
由上所述，通過利用磁性微粒，DNA以流動狀態(tài)被收集在寬大約1-2毫米高大約0.2-1毫米的小管道上，所以DNA可以高效率被收集。這對于RNA和蛋白質(zhì)也是成立的。
圖6是沿室5e，7和5k切開的橫截面的圖2所示的盒1的截面圖，顯示了室5e和7和管道6e之間的高度關(guān)系。管道6e連接室5e和7的底部以使溶液的移動方向在由泵18抽吸和泵19排放交換時改變到相反方向。結(jié)果是當(dāng)抽吸和排放交替重復(fù)時，在室7和5e之間使溶液往復(fù)多次是可能的。
然后，在步驟S5中，電磁體14關(guān)閉，僅有噴嘴端口3f和3l打開。其后，空氣由電注射器泵19排放，由泵18吸入來使第一提取清理液由室5l向室5f移動。此時，在步驟S4中收集的磁性微粒和DNA和此提取清理液一起移動，為此清理被執(zhí)行。以如步驟S4同樣的方式執(zhí)行兩次往復(fù)后，電磁體14被打開，兩次的往復(fù)類似地執(zhí)行以發(fā)現(xiàn)管道10中電磁體14上的磁性微粒和DNA且返回溶液到室5l。
在步驟S6中，通過使用室5m以及噴嘴端口3f和3m中的第二提取清理液，以與步驟S5同樣的方式進(jìn)一步執(zhí)行清理。
在步驟7中，僅有噴嘴端口3d和3o打開，同時電磁體14保持開啟，空氣由泵18排放，并從泵19吸入，由此室5d中的洗提液移動到室8。
此時，通過洗提液的作用磁性微粒和DNA被分開，所以僅有DNA和洗提液一起移動到室8，且磁性微粒留在管道10中。因此，DNA的提取和純化被執(zhí)行。如上所述，包含提取清理液的室和包含廢液的室在清理結(jié)束后被分開設(shè)置，所以在生化反應(yīng)盒1中實現(xiàn)DNA的提取和純化成為可能。
其后，在步驟S8中，僅噴嘴端口3g和3o打開，且空氣由電注射器泵18排放，并由泵19吸入來使室5中的PCR試劑流入室8。進(jìn)一步，僅噴嘴端口3g和3t打開，空氣排放和抽吸由泵18和19交替重復(fù)以引起室8中溶液流動。其后，返回操作被重復(fù)以實現(xiàn)攪拌。然后，珀耳帖效應(yīng)元件15被控制以保留溶液在室8中以96℃的溫度10分鐘。其后，在96℃/10秒，55℃/10秒和72℃/1分鐘的熱循環(huán)被重復(fù)30次，因此使洗提的DNA進(jìn)行PCR以放大DNA。
在步驟S9中，僅噴嘴端口3g和3t打開，且空氣由電注射器泵18排放，并由泵19吸入來使室8中的溶液流入室9。進(jìn)一步，通過控制珀耳帖效應(yīng)元件16，溶液在室9中以45℃的溫度保持2小時，實現(xiàn)雜交。此時，通過泵18和19的空氣的排放和抽吸交替重復(fù)以移動室9中的溶液到管道6t。其后，通過返回操作實現(xiàn)攪拌的同時進(jìn)行雜交。
在步驟S10中，保持溫度在45℃，僅噴嘴端口3h和3r打開，且空氣由電注射器泵18排放并由泵19吸入來使室5h中的第一清理液通過室9流入室5r同時使室9中的溶液流入室5r。通過泵18和19的排放和抽吸交替重復(fù)使溶液在室5h，9和5r之間往復(fù)兩次且最后返回溶液到室5h。因此，熒光標(biāo)記標(biāo)本DNA和沒有雜交的熒光標(biāo)記被清除。
圖7是沿室5h，9和5r切開的橫截面的圖2所示生化反應(yīng)盒1的截面圖。盒1通過將泵噴嘴20插入噴嘴端口3h被加壓，且通過將泵噴嘴21插入噴嘴端口3r被減壓。圖7圖示了此種狀態(tài)，第一清洗液被通過室9引流入室5r。
參照圖4，在步驟S11中，保持溫度在45℃時，以同步驟10相同的方式進(jìn)一步實現(xiàn)清理，步驟10使用室5j以及噴嘴端口3j和3r的第二清理液且溶液最后返回到室5j。如上所述，包含清理液的室5h和5j和包含清理后的廢液的室5r被分開設(shè)置，所以實現(xiàn)生化反應(yīng)盒1中DNA微陣列12的提取和純化是可能的。
在步驟12中，僅噴嘴端口3i和3r打開，且空氣由電注射器泵18排放并由泵19吸入來使室5i中的酒精通過室9流入室5r。其后，僅噴嘴端口3i和3t打開，且空氣由電注射器泵18排放并由泵19吸入來使室9干燥。
當(dāng)測試員操作一個控制桿(未示出)，泵組件22和23由生化反應(yīng)盒1移開。導(dǎo)致泵噴嘴20和21由盒1的噴嘴端口移開。然后，測試員安裝盒1到DNA陣列閱讀器，如已知掃描器，進(jìn)行測量和分析。
(實施例2)圖8是本實施例生化反應(yīng)盒1的截面圖，顯示了實施例1的圖2所示的沿室5a，7和5k切開的截面。進(jìn)一步，實施例1中的圖1至4和7也可用于本實施例。
生化反應(yīng)盒1通過將泵噴嘴20插入噴嘴端口3a被加壓，且通過將泵噴嘴21插入噴嘴端口3k被減壓。圖8圖示了此種狀態(tài)，即室5a中的第一溶血劑被通過管道6a引流入包含血液的室7。為了闡明高度關(guān)系，管道的截面也被示出。
在本實施例中，連接室5a和7的管道不僅在水平方向延伸也在垂直方向延伸，所以在管道6a和室7之間的連接部分的底面25的(垂直)高度增加，即，允許液面增加。導(dǎo)致室7中裝的溶液量變大。如果沒必要增加溶液量，生化反應(yīng)盒1的高度可減小。
進(jìn)一步，在通過注模制備生化反應(yīng)盒1的情況下，管道6a的垂直部分在本實施例中是需要的。然而，通過使用兩個在圖8中以點劃線定義的注模部件A和B可被提供。作為選擇，把兩個部件相互連接也是可能的。在此例中，管道6a可為傾斜的以便有個斜表面。
在上面的實施例中(實施例1和2)，相對于試劑執(zhí)行從存儲室的移動，但也可相對于液體標(biāo)本或清理液執(zhí)行從存儲室的移動。進(jìn)一步，在上面的實施例中，液體的移動通過利用壓力施加和空氣的減少來執(zhí)行，但是也可用其他方式執(zhí)行，以便盒1在一側(cè)表面被打開且僅在另一表面加壓或減壓，使用直接移動被移動的液體的泵，且采用電移動或利用磁力的移動。進(jìn)一步，在上面的實施例中，預(yù)定量的溶液存于存儲室中且所有的溶液被移動，但是，移動溶液的量可用液量傳感器或流速傳感器控制。
如上文中描述的，按照本發(fā)明的生化反應(yīng)盒僅通過在用外部泵移動溶液，無需結(jié)合一個泵引起必要的反應(yīng)，所以有可能提供具有廉價的結(jié)構(gòu)且不引起溶液外流的一次性盒。結(jié)果，消除了二次感染和污染的可能性。進(jìn)一步，該盒中包括必要的溶液，所以不必準(zhǔn)備試劑和清理液。結(jié)果，可以減少勞動并避免錯誤選擇試劑。
進(jìn)一步，按照本發(fā)明，盒中的空氣壓力由在處理設(shè)備側(cè)的(外部)泵控制，僅在盒中移動溶液，因此引起必要的生化反應(yīng)。因此，可以通過使用廉價的生化反應(yīng)盒實現(xiàn)盒中的生化反應(yīng)。
進(jìn)一步，按照本發(fā)明的生化反應(yīng)盒可通過適當(dāng)?shù)厥褂孟鄬τ谠噭┗驑?biāo)本的移動(該移動僅僅通過使試劑或標(biāo)本流入后面的室就能進(jìn)行)和需要往復(fù)運動的反應(yīng)液的運動，就能以可靠和簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行移動。進(jìn)一步，能夠得到可能最有效地移動液體，如試劑或液體標(biāo)本到后繼室而不產(chǎn)生氣泡的效果。
參考所公開的結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明，不限于闡明的細(xì)節(jié)且本申請打算覆蓋以下權(quán)利要求的范圍或改進(jìn)的目的之中的更改或改變。
權(quán)利要求
1.一種生化反應(yīng)盒，包括注射端口，用于從此注射標(biāo)本，第一室，用于將標(biāo)本包含其中，第二室，用于將參與生化反應(yīng)的試劑包含其中，管道，用于從此通過標(biāo)本和/或試劑和/或反應(yīng)液，和多個噴嘴端口，用于接收多個用于施加或減低壓力的噴嘴，其中所述多個噴嘴端口與所述第一或第二室連通，且流體出現(xiàn)在所述多個噴嘴端口和所述第一或第二室之間且被所述多個噴嘴加壓或減壓以移動標(biāo)本和/或試劑和/或反應(yīng)液，因此實現(xiàn)在盒中的生化反應(yīng)序列。
2.如權(quán)利要求1所述的盒，其中所述多個噴嘴端口被分為布置在盒的兩個表面上的兩部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的盒，其中所述多個噴嘴端口線性布置。
4.如權(quán)利要求2所述的盒，其中盒大體上是長方體，且兩個表面是長方體的相互相對的側(cè)面。
5.如權(quán)利要求1所述的盒，其中吸收包括DNA，RNA或蛋白質(zhì)的目標(biāo)材料的磁性材料微粒被用作試劑的一種，且在通過使用布置在所述通道臨近的磁體的磁力而在此移動期間被收集，吸收反應(yīng)完成后，因此純化目標(biāo)材料。
6.如權(quán)利要求1所述的盒，其中該盒進(jìn)一步包括包含清洗液的室和包含清洗后的廢液的室。
7.一種生化處理設(shè)備，包括盒安裝部，用于安裝具有多個包含用于生化處理標(biāo)本的溶液的室的盒，多個噴嘴端口，每個連到一個與該盒的室的相關(guān)室連通的相關(guān)管道，控制裝置，用于通過所述噴嘴部分控制盒中的流體壓力，其中所述控制裝置控制流體壓力，以便盒中的溶液僅在盒中移動。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中多個盒可安裝到該設(shè)備上。
9.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述多個噴嘴部分分開放置在盒的兩個表面。
10.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述多個噴嘴部分線性排列。
11.一種生化處理方法，用于在具有多個包含用于生化處理標(biāo)本的溶液的室的盒中進(jìn)行生化處理，所述方法包括連接步驟，連接每個噴嘴到與盒的相關(guān)室連通的管道的相關(guān)端口，和注射步驟，注射流體進(jìn)入盒以移動盒中的液體。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述注射步驟包括注射溶血劑的步驟。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述注射步驟包括注射吸收了包括DNA，RNA或蛋白質(zhì)的目標(biāo)材料的磁性材料微粒的步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述方法在注射磁性材料微粒的步驟之后，進(jìn)一步包括通過施加布置在通道臨近的磁體的磁力而在此移動期間收集磁性材料微粒以純化目標(biāo)材料的步驟。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括，在收集步驟之后，清理目標(biāo)材料的步驟。
16.一個生化反應(yīng)盒，包括存儲室，用于積聚液體，第一室，第一管道，用于連接所述存儲室到所述第一室以移動所述存儲室中的液體到所述第一室，第二室，和第二管道，用于連接所述第一室到所述第二室以移動所述第一室中的液體到所述第二室，其中用于連接所述第一室到所述第一管道的第一連接部的底位置高于用于連接所述第一室到所述第二管道的第二連接部的底位置
17.如權(quán)利要求16所述的盒，其中使液體流入所述第一室，以便所述第一室具有的最大液體水平低于第一連接部的底位置。
18.如權(quán)利要求16或17所述的盒，其中液體的移動通過外部施加或減少壓力來控制。
19.如權(quán)利要求18所述的盒，其中所述盒包括壓力減小部分用于外部減少壓力，所述壓力減小部分帶有用于避免液體外流的室。
全文摘要
一種生化反應(yīng)盒，其包括用于注射標(biāo)本的注射部，用于在其中包含標(biāo)本的室，用于包含處理標(biāo)本所用試劑的室，通過使用流體施加或減小壓力的噴嘴端口。在此盒中，通過控制流體，標(biāo)本進(jìn)行了一系列的生化反應(yīng)。該盒裝配在生化反應(yīng)設(shè)備中。
文檔編號B01L7/00GK1534297SQ200410030720
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者沼尻泰幸 申請人:佳能株式會社