现场病原体识别制造技术

一种用于生物液体样品中遗传物质的识别的过程，并且该过程包括如下步骤：将足够的纯水注入包含冻干PCR试剂和标记的引物的反应容器以溶解所述试剂和引物；将生物液体样品注入反应容器中；在所述反应容器中使反应容器内容物经受细胞破碎过程；在所述反应容器的内容物上实施病原体特异性聚合酶链反应(PCR)；并且监测所述PCR并且从而确定特定遗传物质的存在。一种用于执行所述过程的设备，包括：散热模块(HRM)；玻尔贴单体(TEC)；容纳传热套管的反应容器；用于将反应容器保持在所述套管中的保持装置；以及用于驱动所述TEC的装置，玻尔贴单体的基板与所述HRM相邻，传热套管与所述TEC的工作面相邻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对可能存在于人或者动物的血液中的病原体的识别。本专利技术具体地涉及对在血液样品中发现的危险的病原体的快速的现场识别。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种设备，用于实施对病原体的快速现场识别，该设备包括：·散热模块(HRM)；·玻尔贴单体(热电单体)(TEC)，玻尔贴单体的基板与HRM相邻并且优选与HRM连接；·容纳传热套管的反应容器，该传热套管与TEC的工作面相邻并且优选与TEC的工作面连接；·保持装置，布置成用于将反应容器保持在套管中；·用于驱动TEC的装置；以及·光学装置，布置成用于监测反应容器中的反应；·以及设备被布置成用于使用微滴定反应容器和其支架进行操作的，所述支架被形成来保持反应容器以及容纳套管并且保持地装配于保持装置。优选的微滴定反应容器是一个由碳载塑料材料形成的容器。使用这样的反应容器，热量可以迅速地传入和传出反应腔。这样的微滴定容器可以具有2cm整体长度的数量级，并且按从上往下的顺序可以包括：帽容纳边缘，填料部分，具有基部的反应腔。填料部分可具有7-8mm的最大外径和大约4-5mm的深度，并且反应腔从3mm直径向下逐渐变细为2.5mm直径，整个具有0.8mm数量级的壁厚。因此，反应容器可基本上是毛细管尺寸的，以最大化热传递的速率。反应容器将通常具有可密封反应容器的透明的盖子。因为微滴定容器的操纵对于戴手套的手工工人来说是繁琐的，所以优选地为单独的支架装配提供以顶帽形式的东西，并且布置成在与设备的较热部分分离的平坦的表面上是可放置的，用于为过程装料或者卸料。这一单独的支架可具有形成在其上的附属物，用于承载可移除的容器盖子。因此盖子的保持和装配都是很方便的。井由塑料材料形成，而静止地保持在其中的反应容器可以在识别过程完成时易于被丢弃。优选的热循环设备包括金属套管，该金属套管以这样的方式适于紧密地包围反应容器的反应腔，该方式在金属套管的整个长度上与反应腔相邻，并且在套管的底座处与套管形成整体的是传热脚。传热脚有利地连接至玻尔贴单体的工作面，其底面连接至布置用于在中间温度附近操作的散热模块(HRM)，该温度通常在普通DNA的退火温度附近。顶帽有利地容纳套管。在套管的底座中，邻近TEC，可以是热敏电阻器，使得过程的温度能够被连续地监测和控制。套管可以由既是良好的热导体又相对耐腐蚀的金属形成，诸如黄铜。为了最小化玻尔贴单体本身的分层或者它从HRM或者传热脚上剥离的可能性，该连接可通过柔性焊料(诸如铅锡焊料183)来实现。散热模块(HRM)可以是布置成为向所述散热模块(HRM)提供的传热液体在恒定的温度从所述散热模块(HRM)中流过的设备。在现场的上下文中，为了简化，该液体可以是水。可以有储液器以及相关联的泵，储液器包含被布置用于保持冷却剂在恒定温度的加热元件和/或风扇。可以有固定块，该固定块被布置来包围并且保护TEC和套管，并且还充当反应容器支架的底座。此布置可以因此使得“带上顶帽”保持地装配支架到固定块，并且将反应容器带入套管中的紧密装配中。设备还可以包括纯水注入站，该纯水注入站被布置用于在反应容器包含冻干材料时分配一定量的纯水进入反应容器。同样地或者可替代地，可以有被布置用于分配非冻干的这样的试剂的试剂分配器。根据本专利技术的另外的方面，提供了微滴定反应容器和微滴定反应容器的支架，支架被形成来保持反应容器以及容纳套管并且保持地装配于固定块。具体对于微滴定的内容，光学布置也尽可能地小型化。光学布置通常包括被布置用来在反应腔中激发荧光的激发光源，以及收集发出的荧光并且输送其至分光光度计的收集器。激发光源以及或许激发光收集器可以相邻或者靠近反应容器的盖子。收集器优选是光纤。在一个可替代的实施例中，光纤可以是分叉的或者具有两个或多个核，一个核被布置来用于激发，另一个被布置来用于收集。光源可包括激光二极管或者发光二极管(LED)或者过滤为所要求的发射波长的广谱源卤素灯。优选的光学读取器是分光光度计，但是也可以使用光电二极管。通常地，包括HRM、TEC、套管和固定块的站可以是阵列中的一个站。对于快速现场操作，该站有利地还具有包括源和收集器的光学单元。该光学单元特别优选布置成可在操作位置与存取(access)位置之间移动。可为此提供铰链装置，该铰链装置被有利地组织从而最小化光路的中断，光路的中断包括一个或多个光纤的弯折。光学单元还可具有保持装置(例如磁体)以确保在操作位置和存取位置的锁定的程度。在操作位置，保持装置优选用于保持该单元紧靠反应容器盖子，并且可包括盖子加热器。对于现场操作，阵列可包括八个站，并且相应地被连接至病原体检测单元上的现场操作板上，该病原体检测单元还可包括电源供给和控制以及光学系统。该阵列优选组织成为对每个站进行单独控制，而HRM通过共同的加热器和泵互相联通。该单元也被优选构造，从而昂贵的电子器材和光学器材被密封在容器中，该容器的外部可被重复地、彻底地和安全地灭菌而不会有害地影响其中的内容物。这种布置的优点是，它可以容易地携带并且使用四轮驱动车辆例如陆虎的辅助的12V电池操作。根据本专利技术的第二个方面，用于生物液体样品中遗传物质的识别的过程包括如下步骤：·将生物液体样品注入包含PCR试剂和标记的引物的反应容器中；·如果必要，在所述反应容器中，使反应容器内容物经受细胞破碎过程；·在反应容器的内容物上进行病原体特异性聚合酶链反应(PCR)；·监测PCR并且由此确定特定的遗传物质的存在。优选地，反应容器包含冻干形式的PCR试剂和标记的引物，并且过程的第一步包括在容器中放置足够的纯水以溶解该试剂和引物。优选地还使用荧光实时地执行监控。理想地，反应容器具有微滴定的比例。这具有特别的优点，例如当血液样品是使用固定容量的抽吸器/分配器例如“MICROSAFE”收集的，则恰好所需量的血液可以被输送至反应容器。不仅如此，并且随后收集和输送可由穿着防护服的卫生工作人员很容易地进行。相应地应当理解，本专利技术具体旨在辅助极度危险的病原体(诸如埃博拉病毒)的快速识别。细胞破碎过程可以包括冷冻然后解冻样品与煮沸然后冷却样品中的一者或者两者，从而其中的遗传物质细胞被破开。这种循环操作可以执行多次，例如多至五个循环。根据本专利技术的一个特征，细胞破碎和PCR可使用相同的反应容器和加热/冷却装置来实施。合适的加热/冷却装置包括玻尔贴单体，下文中被称作TEC(热电单体)，玻尔贴单体被布置成针对恒定的温度操作，该恒定的温度有利地是样品的冷冻温度和沸腾温度中间的一个温度。典型地，所述中间温度在普通DNA的退火温度附近。该中间的恒定的温度可通过上述的散热模块(HRM)来提供。与TEC的工作面相邻的可以是传热套管，该传热套管被布置来紧密地容纳反应容器。监测PCR过程优选由包括光学布置的读取器装置来执行，该光学布置优选结合依靠LED激发和CCD探测的分光光度计。该过程可随后包括将所得的光谱与目标DNA的光谱的比较。通常地，该设备的尺寸为50mm数量级的长度和55mm的直径。这一方面符合穿防护服的操作者的方便手工处理，另一方面符合用于一次性使用的廉价的生产。用于这样的设备的合适的玻尔贴单体尺寸为9平方毫米。根据本专利技术的设备和过程的特别重要的特征是该过程可在10分钟内完成，换言之，患者立等可取。附图说明现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于实施病原体的快速现场识别的设备，所述设备包括：·散热模块(HRM)；·热电单体(TEC)，热电单体(TEC)的基板与HRM相邻；·容纳传热套管的反应容器，所述传热套管与TEC的工作面相邻；·保持装置，布置成用于将反应容器保持在套管中；·用于驱动TEC的装置；以及·光学装置，布置成用于监测所述反应腔中的过程的进展；·以及布置成用于使用微滴定反应容器和微滴定反应容器的支架进行操作的设备，所述支架被形成来保持所述反应容器以及容纳套管并且保持地装配于所述保持装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.29 GB 1401584.61.一种用于实施病原体的快速现场识别的设备，所述设备包括：·散热模块(HRM)；·热电单体(TEC)，热电单体(TEC)的基板与HRM相邻；·容纳传热套管的反应容器，所述传热套管与TEC的工作面相邻；·保持装置，布置成用于将反应容器保持在套管中；·用于驱动TEC的装置；以及·光学装置，布置成用于监测所述反应腔中的过程的进展；·以及布置成用于使用微滴定反应容器和微滴定反应容器的支架进行操作的设备，所述支架被形成来保持所述反应容器以及容纳套管并且保持地装配于所述保持装置。2.如权利要求1所述的设备，并且其中TEC基板连接至HRM并且套管连接至TEC的工作面。3.如权利要求2所述的设备，其中所述连接使用焊料实现。4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的设备，并且布置成用于使用具有反应腔的微滴定反应容器的操作。5.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中所述反应容器是碳载塑料材料。6.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中所述反应容器具有2cm数量级的整体长度并且按照下降顺序包括：帽容纳边缘，填料部分，具有基部的反应腔，所述填料部分具有7-8mm的最大外径和大约4-5mm的深度，并且所述反应腔从3mm向下逐渐变细为2.5mm，整个具有0.8mm数量级的壁厚。7.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中所述反应容器具有能够密封至所述反应容器的透明的盖子。8.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中所述传热套管适于紧密地包围所述反应容器反应腔。9.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中所述套管由黄铜形成。10.如前述任一权利要求所述的设备，并且布置用于在普通DNA的退火温度附近的操作。11.如前述任一权利要求所述的设备，并且结合使所述过程的温度能够被连续地监测和控制的热敏电阻器。12.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中所述散热模块(HRM)是布置成为向所述散热模块(HRM)提供的传热液体在恒定的温度从所述散热模块(HRM)中流过的设备。13.如权利要求12所述的设备，并且其中所述散热模块包括包含加热元件的储液器以及相关联的泵，所述加热元件被布置用来保持所述传热液体在恒定的温度。14.如权利要求12或13所述的设备，并且其中所述传热液体是水。15.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中所述保持装置包括固定块，所述固定块被布置来包围并且保护TEC和套管，并且还充当所述反应容器的底座。16.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中用于驱动TEC的装置包括与套管相邻的热敏电阻器。17.如前述任一权利要求所述的设备，并且布置成由12伏电源驱动。18.如前述任一权利要求所述的设备，并且具有包括源和收集器的光学单元。19.如权利要求18所述的设备，并且其中所述光学单元被布置成能够在操作位置和存取位置之间移动。20.如权利要求19所述的设备，并且具有铰链装置，所述铰链装置布置成用于在操作位置和存取位置之间移动所述光学单元。21.如权利要求18至20中任一所述的设备，并且其中所述光学单元具有保持装置，以保持所述单元在所述操作位置和存取位置。22.如权利要求21所述的设备，并且其中所述保持装置包括磁体。23.如权利要求18至22中任一所述的设备，并且其中所述光学单元结合反应容器盖子加热器。24.如前述任一权利要求所述的设备，并且其中HRM、TEC、套管和保持装置形成站的阵列中的站。25.如权利要求24所述的设备，并且其中所述阵列包括八个站。26.如权利要求24或权利要求25所述的设备，并且其中所述阵列安装在板中。27.如权利要求24至...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·拿撒雷特，D·艾德格，A·泰勒，
申请(专利权)人：BG研究有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB