試劑輸送裝置及使用方法
2023-07-27 07:28:46 2
專利名稱：試劑輸送裝置及使用方法
背景技術：
本發明涉及一種用於過濾生物學上得到的樣品並將樣品與一種供分析樣品中待測物的試劑混合的方法和裝置。一旦樣品濾去並與試劑混合，它就可以用常規分析技術進行分析。樣品通常包括一種待測物，該待測物在生物學得到的液體樣品中成一種可結合的目標物形式，上述生物學上得到的液體樣品中預計含有該目標物。許多不同形式的分析裝置可用於分析過濾出的混合有試劑的特測物。例如，在美國專利NO.585,526中公開了這種裝置，該專利結合作為本發明的參考。許多這類裝置中使用反應膜，在反應膜上固定一種能專門結合到目標物上的受體。通常，將待測樣品逐滴加到反應膜上。如果在樣品中有目標物存在，則它將結合到固定的受體上。採用各種方法來確定目標物是否結合到受體上，因而確定樣品中是否存在目標物。在一種常用的方法中，將一種能專門接合目標物的免疫學上活性結合加到膜上，上述目標物附著到一個可檢測的標記物上。在上述專利的裝置中，樣品加到反應膜的頂部，並穿過反應膜流到膜下方的吸收劑材料上，上述吸收劑材料拉樣品穿過膜。
在測試血樣溶液時，一種已知的裝置由EY Laboratories，Inc.以WBTTM的名稱銷售，上述裝置包括一個液體容器，該液體容器一般具有一個圓筒形的儲槽體，儲槽體具有一個與活動封閉件配合的敞開端，上述敞開端形成一個液體通道。封閉件取一種錐形頭部的形式。一個過濾器橫跨液體通道安放在上述錐形頭部中。血液放入儲槽體中，該儲槽體密封到上述封閉件上。液體試劑可以加到儲槽中。儲槽體是撓性的，以便通過壓縮它迫使血液穿過過濾器並以小滴形式流出錐形出口。然後用上述類型的過濾裝置來將過濾後的血樣加到分析裝置如上述膜裝置中。將用來形成分析的試劑，如保留在反應表面上的標記物在樣品流過膜之後以分開的步驟加到膜上。這種分開的步驟增加了分析檢定時間並減少了技術人員犯錯誤的可能性。
按照本發明的另一方面，提供了一種用於過濾生物學上得到的樣品和把樣品和試劑混合的方法，所述的樣品包括至少一種待測物試劑用於分析待測物，上述方法包括(a)對上述容器儲槽室中水成液樣品施加壓力，以使上述樣品以上述液體形式流過上述容器中的一過濾器和一個液體流通基體，上述基體承載一幹的水溶性試劑，因而溶解上述試劑並產生一種過濾後的上述試劑和樣品的水成液混合物，和(b)使上述過濾後的混合物流出上述容器用於隨後分析上述待測物。
發明的詳細說明本發明提供了一種裝置，該裝置用於過濾生物學上得到的樣品並將該樣品與一種大大簡化樣品分析的試劑混合。生物學上得到的樣品可以用已知的分析程序進行分析。這些樣品包括體液如全血、血清、血漿、尿、唾液等。此外，樣品包括提取液，如從糞便樣品中的提取液，大腸桿菌培養物，用於食品安全的一個表面如小雞的表面等中的懸浮液，為各種目的測試的汙水中液體，及各種細胞、細菌和病毒，這些細胞、細菌和病毒都破裂而放出所研究的待測物。
待測物包括各種各樣的蛋白質，如美國專利NO.5,006,464中所列出的那些，這些蛋白質通常是用免疫檢定系統法分析，及用另一些不歸類為免疫檢定系統分析，因為這些檢定法應用已知結合對的反應。此外，該系統可應用於不歸屬於免疫檢定法一類的檢定系統分析，比如未知脫氧核糖核酸(DNA)序列的檢測。美國專利NO.5,006,464的檢定裝置與通流式檢定裝置不同，它用於本發明的目的尤其有效。
參見
圖1，圖1示出按照本發明所述過濾和混合裝置的一個實施例。裝置包括一個容器10，容器10具有一個儲槽體12，上述儲槽體12最下端處有一個儲槽體開口12a和一個內部儲槽12b。儲槽體12包括一個一般是圓筒形的側壁12c，它優選的是用一種撓性材料如塑料製造，上述側壁12c可以擠壓，以便推動儲槽中液體到過濾器和一個基體並流出容器，正如下面將要說明的。合適的塑料是聚氯己烯(PVC)或聚己烯或聚酯。
儲槽體12的下壁與活動的封閉件14配合併與之形成一個密封。如圖1所示，儲槽體12與封閉件14是分開的。封閉件14包括一個向上延伸的圓筒形側壁14a，該圓筒形側壁14a加工成一定尺寸，以便與儲槽體12的相鄰的側壁形成一個壓配合密封，側壁14a密封防止液體漏洩。可以使用另外的密封裝置如用螺紋配合。封閉件14還包括在它上端處的一個開口14b，該開口14b與儲槽體12的開口二者形成一個穿過容器10的內部液體通道。封閉件14在上端處一般是圓筒形和在下端處一般是錐形並限定一個出口開口14c，該出口開口14c加工成一定尺寸，以便當擠壓撓性壁12迫使儲槽12b中液體流過如下面所述過濾器和基體時，使液體逐滴從容器10中流出，並且流出開口14c。
可以應用另一種方法將儲槽室中的水成液推動穿過過濾器來代替用撓性壁12。例如，可以在容器的頂部處用一活塞。
過濾器16，合適的是取一圓盤形式，它設成橫跨儲槽體12和開口14c之間的流動路線，以便儲槽12b中的液體流過過濾器而保留液體中可能干擾檢定的碎片。例如，對血液分析來說，可以通過過濾器過濾出顆粒物。合適的過濾器包括用襯紙的硝基纖維素、聚碳酸酯、尼龍、聚酯或其它多孔聚合物或其它材料制的濾膜。用於血液的合適過濾器孔隙度為約0.2-1.0微米。其它的孔隙度也可以應用，根據樣品和所希望的應用而定。過濾器的厚度通常為約0.5mm-1.5mm或更小，根據製造廠的規格而定。在WBT裝置中用於過濾血液的合適過濾器可以用於本發明的場合(比如，由Schleicher Schuell，Millipore orMDI所製造的過濾器)。如圖1所示，封閉件14包括一個臺肩14d，該臺肩14d伸向封閉件內部，以便形成一個用於過濾器16外周邊的支承件。
當容器10用於全血或血清、血漿、尿、唾液或其它具有顆粒物的分泌物時，選擇過濾器濾去碎屑、汙物、紅血球或白血球的形骸細胞，樣品中的沉積物等。
在圖1的實施例中，示出基體18在封閉件14從過濾器16出來的出口側上。在隨後樣品待測物分析中所用的水溶性幹試劑固定在基體上。幹試劑優選地是通過對著儲槽體12的撓性壁拖加壓力而被強制穿過基體的液體溶解。
基體18可以用可以放在容器中的任何材料製成，幹試劑可以固定在基體18上用於隨後在水成液穿過基體的通道上的溶解作用。基體18具有足夠的孔隙度，以便液體能在沒有過大壓降的情況下流過。合適的基體材料包括過濾器玻璃、流通篩、多孔膜，如硝基纖維素或加塗層的硝基纖維素，或者一種與裝置一起的填充粒子床以便得到粒子床如多孔玻璃料。
將一種或一種以上幹試劑固定在基體材料上。在一個實施例中，試劑是一種可檢測的標記物如冷凍乾燥的膠體金，螢光標記物，酶等，它們共軛到化學藥品一部分上，該化學藥品一部分能與生物分子結合。合適的冷凍乾燥金共軛物由EY Laboratories，Inc。出售，如它的目錄中所列出的。標記物可以用已知技術與任何能直接或間接結合到樣品中待測物上的材料共軛，如在競爭的或夾層結合檢定中。具體地說，標記物的生物共軛部分通常都結合到固定在反應表面24的俘獲試劑22上。合適的化學藥品一部分包括各種蛋白質類、碳水化合物類、和多核苷酸類，具體地說其中包括抗體類、抗原類、脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)、外源疑集素、生物素、生物素化的特殊蛋白質，生物素化的碳水化合物、生物素化的多核苷酸、抗生物素蛋白質、抗覺蛋白質等。另一些不與標記物共軛的幹試劑也可以保留在基體18上。例如，這些其它的標記物包括酶類、螢光染料、生物發光或化學發光化合物、或膠囊式染料如含染料或活性炭的微球、或連接酶或染料的微球、或膠體金。可以將一種穩定劑加到基體18上的試劑中，這種穩定劑如蔗糖、麥牙糖、密二糖、聚乙二醇或牛血清白蛋白或一種緩衝含鹽溶液，或它們的組合。
在一種固定方法中，將試劑如一已知濃度的異硫氰酸螢光素(FITC)標記抗體沉積在基體(如成玻璃纖維形式的基體)上並吸附到基體上。然後讓試劑在基體上風乾並將基體圓盤切開，以便安致在供裝置中用的封閉件14內。同樣的程序用於另一些試劑如用膠體金、酶、生物素、抗生物素蛋白等標記的生物共軛物。
另一種用於將試劑固定到基體18上的程序是通過冷凍於燥作用。這裡，基體(比如，玻璃纖維)浸入一種試劑溶液中，然後將沾有試劑溶液的基體如通過浸入乙醇和乾冰溶液或液氮中快速冷凍。然後將待放入裝置中的圓盤狀冷凍膜放入冷凍乾燥器中凍結，用眾所周知的技術乾燥。
參見圖1，在儲槽體12中設置一個任選的袋20，該袋20包括一種含水成載液20a。該袋20由一種很容易破裂的材料如聚氯乙烯製成，以便當壁12c受擠壓時，袋可破裂。這類可破裂的袋市場上可以買到。通常，載液20a是一種水成緩衝溶液，它與樣品混合併流經過濾器和基體及從出口14c流出。液體緩衝劑是一種眾所周知的供在以後樣品待測物分析中使用的常見類型。緩衝溶液還用於重新構成基體18上的乾燥劑供以後分析用。合適的水成緩衝溶液包括一些常用的成分如磷酸鹽類、硼酸鹽類或碳酸氫鹽類。另外，可以加表面活性劑或洗滌劑用於降低粘度，提供潤滑作用和形成膠束。液體優選地是在pH7.0-8或者高於或低於該值，根據試劑的穩定性及用於結合對的最佳條件而定。
在圖1所示的另一個實施例中，可以將一個任選的過濾器22插在過濾器16的上方(在儲槽12b和過濾器16之間)，以便提供附加的過濾能力。在這種情況下，過濾器22可以屬於如上所述用於基體或過濾器的相同類型。這對於包括大量待過濾物質的樣品如尿可能是需要的。
在圖1所示的還有另一個實施例中，基體18可以設置在過濾器的儲槽室一側中，而過濾器又設置在基體18的出口側上。這種配置的一個優點是使溶解的試劑和樣品充分混合。如圖所示，過濾器16和22設置在基體18的上方，而附加的過濾器設置在基體18的下方，設置在基體18和出口14c之間的一層如過濾器24可用來在用膜22上的俘獲試劑24俘獲之前進一步使試劑和樣品溶液混合。根據用途而定，可以用全部過濾器16，22和24或者用它們當中的一個或一個以上。
在另一個未示出的實施例中，系統不包括可破裂的袋20。在這種情況下，樣品可以是一種液體如血液，其中沒有附加的載液加到儲槽室12b中。可供選擇地，可以將樣品裝入室12b，並在封閉件14與儲槽體12密封之前將一種載液如同樣的水成緩衝溶液與樣品混合。
在未示出的另一個實施例中，樣品可以如通過擦沫沉積在儲槽室12b出口端處的表面上。在這種情況下，沉積的樣品不呈液體形式。因此，必需把載液如一種緩衝溶液加到儲槽室12b中。如上所述，載液可以是在袋20中或是剛好裝滿儲槽。在所示實施例中，樣品在裝入容器之前沉積在過濾器16上。通過擠壓儲槽體12，載液體沉積樣品中的待測物懸浮或溶解，用於流過過濾器16和基體18及流出出口14c。
再參見圖1，樣品和試劑流出出口14c和對著一個常規裝置32的反應表面30。一個這樣的反應表面包括一個暴露的膜，該膜與膜下方的一種吸收劑材料形成反應表面，膜下方的吸收劑材料裝在一個塑料外殼中。俘獲試劑34與如在免疫檢定中的樣品待測物相互作用，該俘獲試劑固定在反應表面30上。一種合適的俘獲試劑是抗體或抗原或其它結合試劑(比如，在俘獲分析中已知的試劑)。液體被吸收劑材料拉過薄膜。在美國專利NO.5,885,526中公開了這種類型的一種合適裝置，該專利結合作為本申請的參考。
分析方法可以通過使溶解的試劑流出出口14c和流到反應表面上在單一的步驟中實施。可供選擇地，如果希望的話，可以將不是來自容器10的附加試劑(如洗液)加到表面上。照慣常方法，樣品待測物直接或間接地結合到反應表面上，如通過一種免疫學上反應對，通過一種DNA雜交對，一種外源凝聚素，碳水化合物對或生物系統中的其它分子或用來結合雙標準RNA的分子來進行。
參見圖2，圖2示出本發明的一個實施例，該實施例包括一種可破裂袋的替代物。圖1和圖2中相同的部件用相同的標號表示。如圖2中所示，袋包括一個出口滴液器20b，滴液器20b的開口面向儲槽體12a的開口，同時具有一個活動的封閉件如一個壓配合的撓性帽20c。在使用時，取下帽20c並將封閉件14用儲槽體12密封。在測試時將袋中液體擠壓到儲槽體12中。下面的例子用於說明本發明。例1採用下面的操作手續來製成圖1的試劑固定膜18。將一玻璃纖維圓盤(比如3/8″直徑)浸入試劑(蛋白質A膠體金標記共軛物)中。A標記物用美國專利NO.5,541,059的操作手續製造，該專利結合作為本申請的參考。試劑溶液是20nM OD520(波長520nm)膠體金標記的蛋白質A(或一種專用的免疫球蛋白)在含1％牛血清白蛋白(BSA)pH為7.4的20nM磷酸鹽緩衝溶液中的共軛溶液。將50μl該溶液加到膜的頂部並吸收。圓盤放入冷凍乾燥器中並冷凍乾燥。例2在例中，當容器10用塑料製成具有儲槽體的撓性壁時，使用WBT裝置。過濾器是一種襯紙的硝基纖維素型。將圖1中製成的固定試劑的基體圓盤安放在過濾器16和出口14c之間的封閉件14中。
儲槽12b部分地裝有血液。將一種磷酸鹽緩衝含鹽溶液放入可破裂的袋20中。當要求實施檢定時，擠壓壁12c至袋20破裂，以便緩衝溶液與血液混合，並由過濾器16過濾和通過基體18，以便溶解膠體金標記試劑。樣品和試劑的水溶液混合物成滴通過出口14c，用於沉積到一個反應表面30(襯紙的硝基纖維素)上供與俘獲試劑34(如美國專利5,885,526中所述)反應。例3在這種情況下，對一種固體樣品測試微生物。用一個拭子從雞皮上刮削樣品。任選地，然後通過將樣品沉積在過濾器16上將樣品濃縮，上述過濾器16具有足夠通過微生物的孔隙度。放出袋中溶液以便運送微生物穿過過濾器和基體，上述基體含有冷凍乾燥的膠體金標記抗大腸桿菌0157.H7專用抗體。在後面分析中的紅色表明測試是陽性。
權利要求
1.一種用於過濾生物學上得到的樣品和用於使上述樣品與一種試劑混合的裝置，上述裝置包括一個液體容器，該液體容器限定一儲槽室，並包括一個容器出口，一個過濾器和一個液體流通過的基體，該基體設置在上述容器室和容器出口之間的一個流動路線中，留在上述基體上的水溶性幹試劑，和用於將上述儲槽室中水成液樣品推動穿過上述過濾器和基體並流出容器出口的裝置。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於上述推動裝置包括一個上述容器鄰近上述儲槽室的撓性壁部分。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於上述容器包括一個限定一開口的儲槽體，上述容器還包括一個活動的封閉件，該活動封閉件在一端部限定上述容器出口和在它另一端部限定一個開口，該開口與上述儲槽開口配合，以便在它們之間限定一個流通的通道，上述過濾器和基體設置在上述封閉件中。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於還包括一個裝液體的袋，該袋設置在上述儲槽室中。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於上述袋包括一個出口開口和一個活動的帽。
6.如權利要求1所述的裝置，其中特徵在於上述基體是過濾器玻璃，一種多孔膜，一種填充顆粒物床或篩。
7.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於上述試劑包括一種可檢測的標記物。
8.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於上述可檢測的標記物共軛到一種化學藥品的一部分上，該化學藥品的一部分能結合到一個生物分子上。
9.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於上述過濾器是在上述基體的儲槽室一側上。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於還包括一種多孔材料，該多孔材料設置在上述基體和容器出口之間，以便使上述溶解的試劑和樣品混合。
11.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於上述基體是在上述過濾器的儲槽室一側上。
12.一種用於過濾生物學上得到的樣品和把樣品和試劑混合的方法，所述的樣品包括至少一種待測物試劑用於分析待測物，上述方法包括(a)對上述容器儲槽室中水成液樣品施加壓力，以使上述樣品以上述液體形式流過上述容器中的一過濾器和一個液體流通基體，上述基體承載一幹的水溶性試劑，因而溶解上述試劑並產生一種過濾後的上述試劑和樣品的水成液混合物，和(b)使上述過濾後的混合物流出上述容器用於隨後分析上述待測物。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於上述樣品包括全血、血清、血漿、尿或唾液。
14.如權利要求12所述的方法，其特徵在於上述基體是過濾器玻璃、可滲透膜、填充顆粒物床或篩。
15.如權利要求12所述的方法，其特徵在於上述容器鄰近上述儲槽室具有一個撓性壁部分，並且上述壓力通過擠壓上述壁位置施加。
16.如權利要求12所述的方法，其特徵在於上述樣品以一種水成載液流過上述過濾器。
17.如權利要求16所述的方法，其持徵在於上述載液在可破裂的袋中加到上述容器中，上述可破裂袋在上述旋加的壓力下破裂。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於上述樣品沉積在上述容器中的一個表面上，並且在流過上述過濾器之前至少部分地溶於上述載液中。
19.如權利要求12所述的方法，其特徵在於上述樣品在流過上述基體之前流過上述過濾器。
20.如權利要求12所述的方法，其特徵在於上述樣品在流過上述過濾器之前流過上述基體。
21.如權利要求12所述的方法，其特徵在於上述試劑包括一種可檢測的標記物。
22.如權利要求12所述的方法，其特徵在於上述標記物共軛到一種化學藥品的一部分上，該化學藥品一部分結合到一個生物分子上。
全文摘要
一種試劑輸送裝置，包括一個儲槽體(12)和一個帽(14)，上述儲槽體(12)具有一個撓性側壁，而帽(14)裝一個含試劑的基體(18)和一個過濾器(16)。樣品放在儲槽體(12)中並加上帽(14)。壓縮撓性側壁(12c)，同時使容器(20a)破裂，以使內裝物與樣品混合。混合物用過濾器(16)過濾，和試劑擴散離開試劑基體(18)，以便形成一種試劑一樣品混合物。
文檔編號B01L3/14GK1447913SQ01814500
公開日2003年10月8日 申請日期2001年7月17日 優先權日2000年7月24日
發明者艾伯特·E·查 申請人:Ey實驗室公司