一種用於容納和存儲生物材料,特別是dna材料的容器的製作方法

2023-06-04 06:27:46

專利名稱：一種用於容納和存儲生物材料,特別是dna材料的容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於容納和存儲生物材料，特別是DNA材料的容器。
背景技術：
無論是在研究方面還是在其他眾多領域內，例如在生物工程、衛生、環境、農業食 品、鑑別、法律、犯罪偵查學方面，尤其在完成生物或生物工程樣品庫方面，DNA都需要長期 存儲。生物材料源自人類、動物或植物，並且主要包括組織、細胞、比如細菌、真菌、單細 胞藻的微生物、病毒、蛋白質和例如DNA、RNA的核酸。問題是如何能把這種生物材料存儲為避免接觸到使其品質下降的成分，如空氣中 的氧氣、水和陽光。同時還要保護這種生物材料使其避免接觸到任何汙染元素。專利EP 1 075 515介紹了一種在密閉的、不氧化的金屬密封盒裡長期存儲DNA的 方式，金屬盒的實施方式是由兩個半球組成。DNA在中性氣氛中以非常微弱的溼度被封裝，以便存儲在常溫環境中，因而避免了 採用致冷設備。即使使用這種密封盒的存儲方式令人滿意，這種方式很難工業化推廣。事實上，最好能用簡便的方法重新利用密封盒內的DNA，甚至能夠多次取用DNA。另外，從生物角度來說，需要提供一個階段來實現樣品的多重性。

發明內容
然而，由兩個半球形成的密封盒不是最合適的容器。為此，本發明推薦一種用於容 納生物材料，尤其是DNA材料的容器，該容器能夠被完全密閉封堵，並可以具有開口而不降 低上述存儲物的品質，該容器能存儲並能多次連續取用重新組成的DNA。另外，必須對每個 密封盒設置一個永久的識別標記，還包括對上述容器開口。


現對根據本發明的容器的最佳但不是限定性的實施方式進行詳細說明，附圖能夠 展示本發明，各個圖例表示圖1是容器使用前的透視圖；圖2是組裝好的容器焊接前的透視圖；圖3是組裝好的容器焊接後的透視圖；圖4是標記後的容器底視圖；圖5是打開開口以取用材料的容器透視圖，並帶一個堵塞頭。
具體實施例方式圖1示出圓柱形的容器10，最佳的實施方式是直徑為7毫米，高度為18毫米，厚度為幾個十分之一毫米。該容器由一端密閉的殼體12組成，殼體由不透氣、防腐並且適宜封堵的材料制 成。在這種情況下，材料還應該符合一個附加要求，即材料的可變形性及其可塑性，用 以實現上述一端密閉的圓柱形容器。實際上，為了製作殼體，在工業生產中深度衝壓是最恰當的解決辦法，一方面可以 遵照前面所述的必要的尺寸精度，另一方面還維持了成本與大批量應用相一致。事實上，根 據本發明，製造殼體採用的最佳不繡鋼牌號為商業上已知的基準304L，或者冶金上已知的 牌號 Z2Cm8-10。容器10內增加有同樣是圓柱形的插入件14，並且該插入件以輕微摩擦放置到殼 體12中。該插入件由玻璃製造，這對插入件容納生物材料的能力和穩定性極有益處。
所圖示的插入件的高度低於殼體的高度。容器10還包括有塞子16，其用來強力堵塞住圓柱形殼體的開口端。該塞子16同樣是圓柱形，其外部直徑幾乎相當於以所必需的摩擦強力進入圓柱 形殼體內。出自同樣的理由，塞子如同殼體一樣是優選通過衝壓式的機械變形獲得的。該圓柱形塞子的高度很小，約為幾毫米，在圓柱形殼體大致18毫米時它是3毫米。 塞子的厚度同樣是幾個十分之一毫米，厚度最好等於或非常接近殼體的厚度，這裡為0. 25 毫米，如將要進一步描述的，這是出於對焊接係數的考慮。塞子與殼體由同種材料製成，從而最終獲得的容器殼體是單一材質的整體結構。圖2上可以看出已經接收塞子的殼體呈現一種幾何結構，即殼體和塞子的開口周 邊邊緣是並列的。有利地，殼體和塞子在端部具有由衝壓變形所形成的斜緣或外環槽，能夠使塞子 非常順利地進入殼體。依照本發明的改進，可以將塞子設計得略帶一點錐度，使其進入殼體內後不出現 移動。圖2簡略示出了置放在插入件14內的生物材料18，該生物材料處於脫水狀態。有利地，在容納和存儲上述生物材料的密閉容器內預先引入保護性氣氛。圖3示出最終以氣密方式焊封的容器。一種適當的方式是把塞子在殼體上焊接20。根據本發明，這種焊接方式是有益處的，事實上，在實施焊接之前生物材料已經被 引入，以避免任何對該生物材料品質的降低或任何對該生物材料的損壞，必要時要限制甚 至要避免任何加溫現象。實際上本發明的方案在塞子和殼體的兩個邊緣上實施周邊雷射焊接。這種焊接不需要任何焊料，不改變材料的結構，材料一直保持著全部初始性質。兩種材料有相同的或非常近似的厚度同樣有好處，在焊接中能獲得一致的效果。鑑於殼體管壁非常薄的厚度，該雷射焊接需要非常小的功率，以使管壁的溫度沒 有任何明顯的提升和/或在管腔內及任何情況下，沒有任何引起生物材料的變化和/或品質下降的可能性採用YAG脈衝式雷射的優勢還在於溫度的提升可以忽略不計。同樣應該指出，焊接的唯一作用是密封並且不需要很強的連接機械阻力就阻止了 塞子在殼體內的移動。圖4示出標記工序，該工序一般在引入生物材料之前就已完成，以用於流程追蹤。另外，該標記應該與容器的壽命相等，要避免使用一些極易快速受損的相關物質， 例如油漆標記、標籤標記、印刷標記等。根據本發明，容器上的標記是通過形成標記22來完成。這個標記本身可以包含任 何類型的數字參數、字母或條形碼，或者還可用數據矩陣類型的矩陣碼。有利地，通過用適當的雷射束作用在材料上以改變材料表面狀態的方法來做標 記，這樣，材料沒有被刻出凹槽，而標記卻是永久的。在此還可以得知，通過雷射束來製作標記對容器產生一種完全可以忽略不計的能 量消耗，這也包括對容器底部做標記的情況。另一種方式是採用一種RFID式的標籤，即一種利用超高頻的識別標籤。在這種情 況下，標籤的作用是將一根天線機械地敷設和維持在容器的壁面上，該天線為有源元件。標 籤本身沒有印記，從發明的角度把這種方式認定為永久性的。標籤表面的任何損壞對有源 識別元件不產生任何影響。圖5示出的容器允許使用被容納和存儲的生物材料。這樣，在塞子的底部預置一個入口 24，尤其可以通過一個諸如菱形的鑽孔工具進 行鑽孔切割。這個菱形的鑽孔工具被標記定位在中央位置。鑑於塞子底部的厚度很薄，施加的壓力要非常輕。還可以發現衝孔可以形成一個多翼片的切口，在材料形狀記憶的作用下，這些翼 片被卷壓形成無凹凸的邊緣，因此便於進入內部的入口，尤其便於移出那些通過上述入口 進入內部的裝置。事實上，滴管及其它的導管被支撐在翼片的形成線上。生物材料尤其不會受到金屬粒子的汙染，因為沒有加工，只有對材料的衝壓切割。同時還可以發現在這種操作中，由於插入件處於邊緣部位，它也不會受到機械破 壞。由於容器沒有承受任何機械作用，只有塞子底部被菱形的鑽頭鑽孔，標記同樣保 持完全清晰可讀。因此，可以在這個入口 24加上滴管、灌注器或類似的裝置來添加任何適當液體， 使脫水的生物材料置於溶液中。這種處於懸浮的生物材料可以根據需要通過相同的裝置被全部或部分提取。當然，開口是最終性的，容器不再能進行非常長期的存儲。然而，生物材料可以只被部分利用，並且為了不同的操作還需要存儲數日。在這種情況下，容器還可以用來存儲已經置於溶液中的生物材料，同時要特別注 意在容器上安置一個堵塞頭26，該堵塞頭比如可由中性彈性材料製成。這個堵塞頭可以是帽型，如圖5所示，也可以是圓錐臺形的，它能直接插入到塞子 內並被徑向彈力維持在這個位置上。應該指出，標記與容器息息相關，對開口的容器做記號是為了再次利用被打開容器的材料時不發生任何錯誤。 還可以發現圓柱形容器也非常適應於機器手的操作，以用來定位在生物實驗中常 用的微片試驗臺上，尤其是眾所周知的標準註冊型號臺SBS。同樣，光學閱讀機很容易識別刻制的標記，即便該標記有可能受損變質，比方在標 籤遺漏的情況下，閱讀機也不會出現閱讀錯誤。所以，根據本發明，生物材料樣品的標記刻制可組織在容器上操作。容器能具有在室溫條件下存儲的所有優點，主要是便捷了分析儀之間、實驗室之 間的交換，完成了生物工程數據，不僅如此，還容許使用機器手來完成將生物材料裝入上述 容器裡的工作。這些階段至少包括脫水工序、引入保護性氣氛工序、焊接密封工序和標記工序。同樣地，衝孔開口工作可以使用帶有衝頭的裝置來實施，這樣能調整行程並確保 良好的引導。包括現有的機械手在內的所有分析機械手都可以裝配上這樣的一種衝孔開口裝 置，避免了任何人工幹預。圖示中的插入件由玻璃製成，但也可以在這裡設計置放一個由陶瓷製作的插入 件，或任何其他已知或未知的並適宜存放生物材料的惰性材料製作的插入件。在某些應用中，插入件同樣可以由相對於生物材料為惰性材料的原木段所替代， 原木段事先已經吸附有這些生物材料。容器被設計用來存儲室溫的生物材料，但是對於某些生物材料有必要確保在較低 的溫度中，或等於-20 V的溫度中存儲。根據本發明，容器內的存儲溫度可以降低至正幾度。
權利要求
一種用於在保護性氣氛下，尤其是室溫中存儲脫水性生物材料，特別是DNA的容器(10)，所述容器包括由氣密材料製造的殼體(12)，其特徵在於所述殼體(12)由一端密閉的圓柱形金屬材料製成，並包括塞子(16)，所述塞子用來和所述殼體密閉式連接，所述殼體(12)和所述塞子(16)的每一個都是由機械變形獲得的整體結構。
2.根據權利要求1所述的用於在室溫中存儲生物材料的容器(10)，其特徵在於所 述塞子(16)由一端密閉的圓柱形金屬材料製成，並且被設計為嵌套在圓柱形的所述殼體 (12)內。
3.根據權利要求2所述的用於在室溫中存儲生物材料的容器(10)，其特徵在於連接 工序通過焊接(20)所述殼體(12)和所述塞子(16)的外部邊緣來實施。
4.根據權利要求3所述的用於在室溫中存儲生物材料的容器(10)，其特徵在於所述 焊接(20)通過雷射束來實施。
5.根據前述任意一項權利要求所述的用於在室溫中存儲生物材料的容器(10)，其特 徵在於 所述容器的直徑為7毫米，高度為18毫米，厚度為幾個百分之一毫米，以使其能被 置放在井式材料艙內。
6.根據前述任意一項權利要求所述的用於在室溫中存儲生物材料的容器(10)，其特 徵在於所述金屬材料為不鏽鋼Z2CN18-10。
7.根據前述任意一項權利要求所述的用於在室溫中存儲生物材料的容器(10)，其特 徵在於所述容器具有定位在所述殼體(12)中用來容納所述生物材料的插入件(14)。
8.根據前述任意一項權利要求所述的用於在室溫中存儲生物材料的容器(10)，其特 徵在於所述塞子(16)通過衝孔開口。
9.根據前述任意一項權利要求所述的用於在室溫中存儲生物材料的容器(10)，其特 徵在於所述容器具有堵塞頭(26)，所述堵塞頭用於在所述容器的所述塞子被開口後封堵 所述殼體。
全文摘要
本發明涉及一種用於在保護性氣氛下，尤其是室溫中存儲脫水性生物材料，特別是DNA的容器，所述容器包括由氣密材料製成的殼體(12)，其特徵在於所述殼體(12)由一端密閉的圓柱形金屬材料製成，並包括塞子(16)，所述塞子用來和所述殼體密閉式連接。
文檔編號A01N1/00GK101970114SQ200980108840
公開日2011年2月9日 申請日期2009年3月10日 優先權日2008年3月11日
發明者大衛·喬治·德蘇扎, 索菲·蒂費 申請人:伊馬熱股份有限公司