用于分析生物样品的装置制造方法及图纸

一种制备和分析生物材料样品的系统。该系统包括测试盒，测试盒具有限定通流腔室的第一壳体，限定中心空间的第二壳体，第一壳体至少部分位于中心空间。第一壳体相对于第二壳体旋转，并且第二壳体限定多个周向隔开的腔室，其中一个腔室具有接收样品的入口，至少一个腔室容纳液体试剂，以及至少一个腔室包括分析模块、第二壳体的腔室各自具进入中心空间的开口。第一壳体具有一个或多个进入中心空间的开口，以使得通过第一壳体和第二壳体的相对旋转，第一壳体的每个开口能够选择性地与到第二壳体的多个腔室的开口中的一个开口相对齐。该系统还包括用于接收测试盒的基座单元以控制盒的运动和液体绕盒流动。

Device for Analyzing Biological Samples

A system for the preparation and analysis of biomaterial samples. The system consists of a test box, which has a first shell with a flow passage chamber and a second shell with a central space. The first shell is at least partially located in the central space. The first case rotates relative to the second case, and the second case defines a plurality of circumferentially spaced chambers, one of which has an inlet for receiving samples, at least one chamber for containing liquid reagents, and at least one chamber including an analysis module, and the chambers of the second case each have an opening for entering the central space. The first housing has one or more openings into the central space so that each opening of the first housing can selectively align with one of the openings of the plurality of chambers of the second housing by relative rotation of the first housing and the second housing. The system also includes a base unit for receiving the test box to control the movement of the box and the flow of liquid around the box.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析生物样品的装置
本专利技术涉及用于分析生物样品的方法和装置，特别是(尽管并非排他地)涉及对基因物质样品进行单核苷酸多态性(SNP)基因分型的方法和装置。该装置还可以用于其他试验，例如基因表达和简单的表观基因学测试。本专利技术还涉及用于在用户设备上安全地存储和使用个人基因和其他生物学数据的方法和装置。
技术介绍
测序技术的进步和科学的突破彻底改变了基因数据分析和解释领域，使得这些服务成本效益高，而且可以向公众开放。每天都有新的基因特征被描述，产生了不断扩大的影响生物体(包括人类，动物，微生物，真菌和植物)的健康、幸福和表型(phenotype)的基因变异的编目。在分子水平上识别个体差异，可以使得医药中个性化程度的层次更深，例如，通过定制从化妆品和营养品等个人护理产品到强化健身、减肥状况等方法，用于进行药物剂量和治疗选择，以及生活方式改善和管理。为了迎合这一不断增长的消费者基因学市场，已经创立了一些私人公司。然而，所使用技术中的缺陷限制了这种方法对实验室服务的商业化，损害了交付速度，商业模式和隐私。目前，一个想要获取与他/她的基因学有关的信息的人，无论是为了特定目的/关心还是为了通常的兴趣，都需要经历以下过程：1)从服务提供商处在线订购样品收集工具包；2)收取试剂盒并收集生物样品(通常为唾液)——在此阶段，客户也可能被要求填写一份将与基因结果一起分析的问卷；3)通过邮寄将样品送回服务提供商；样品将由熟练的实验室工作人员使用各种基因分析测定法进行处理；以及4)4-8周后，将向客户以电子方式或者邮寄方式发送通用分析报告，列出其在DNA中的不同变体。在某些情况下，服务提供商可以根据客户的基因概况提出产品推荐，或者提供可设计或可选择的定制产品。这些常规方法要求客户通常通过邮寄将他/她的生物样品发送到一些偏远的地方，以便进行处理和分析。这就涉及以下方面的保密问题：1)谁来分析生物样品，以及如何和在哪里完成分析；2)如何和在哪里储存基因信息，或者安全地丢弃基因信息；3)如何将客户的个人信息与他/她的基因概况相关联；4)谁能够访问客户的基因信息；5)在许多情况下，在发送基因分析报告之前，要求客户填写与他/她的病史、生活习惯等有关的问卷调查——分享这些信息增加了另一层面的关注。在这一点上，应该强调的是，保密性问题不仅仅涉及基因结果，即客户所携带的基因变异，而且涉及促使客户考虑进行基因检测的个人顾虑，例如性无能倾向，秃发，吸毒成瘾，酒精中毒等。如果这些信息可以被医疗保险提供者、潜在雇主等人群获得，那么一个人可能被“基因性污名化”和“分类”。这对一个人的生活可能产生巨大的影响。大多数现有的基因服务提供广泛的基因组筛选；例如，使用标记有超过100000个生物标志物的预定义平台，并筛选用于所有基因生物标志物的所有客户样品。这意味着很大一部分客户被默认地筛选出他们可能不想知道的基因特征；例如，一个人购买测试是为了确定他/她对排毒的倾向，而这个人却将被筛选出诸如阿尔茨海默病和帕金森病的严重神经变性疾病。让客户获得与客户最初没有的担忧有关的信息，可能会对他或她的社会/心理平衡产生不利影响。目前提供的许多服务的另一个缺点是，所提供的大部分信息仍然非常难以解释，因此对客户的日常生活没有趣味性或者相关性。虽然一些服务确实为客户提供个性化服务或产品，但这些可能会损害客户的选择和挑选的自由，并且没有考虑到一个人的个性和特质，包括生活方式选择，以及宗教、政治和文化信仰。例如，对于那些基因上不易吸收铁的人来说，即使他是素食主义者或是不喜欢红肉，也还是可能会向他推荐红肉摄入量高的饮食计划。另一个例子可能是根据客户的基因特征提供定制的个人护理产品的服务，该产品已经在动物上进行了测试。这样的产品，即使专门针对个人的基因概况设计，也还是可能与他/她对动物福利的看法有冲突。最后，应当意识到，在快速变化的世界中，时间是非常重要的选择制定标准，提供结果的速度是关键。事实上，目前，生物样品必须远程送到实验室进行处理，这意味着客户可能需要等待几周甚至数月用于等待结果。订购基因测试和接收结果/推荐产品之间的时间间隔越长，客户就越不太可能跟进相关购买。考虑到上述情况，显而易见的是，需要发送生物样品以进行远程处理的基因服务通常不能非常吸引消费者和/或商业视角，即，“我有特定的状况或者特征么？”，而不是“我需要采取什么行动来解决特定的特征或者状况？”此外，目前的基因结果通常是基于问题，而不是基于解决方案。这使得对提供基因测试服务的期望突显为，a)可以由消费者在他/她自己的私人环境中执行；b)所基于的目标基因特征源于客户的具体关注；c)提供立即可行的结果；以及d)快速、可靠、安全地交付。用于执行SNP基因分型的仪器和程序的相对复杂性和高成本，构成了在诸如家庭或者零售前提之类的非技术环境中进行测试的重大障碍。目前可用的SNP基因分型系统的实例包括那些可以从Cepheid，SunnyvaleCA，USA获得的系统。利用诸如智能电话的移动设备的功能来分析和测试生物样品的方法和装置是已知的。例如，WO2013010178和WO2014113785描述了一种可以对接智能手机的仪器，使得能够使用智能手机的相机来监视检测情况的视觉变化指示。在“智能手机中的高通量光学感测免疫测定”(Anal.Chem.,2016,88(16),8302-8308,Li-JuWang等)中，以及“智能手机上的荧光成像单一纳米颗粒和病毒”(ACSNano2013,7(10),pp9147-9155,QingshanWeri等)中，也考虑了相关的基于智能手机的系统。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于制备和分析生物材料样品的系统。该系统包括测试盒，该测试盒包括：第一壳体，该第一壳体限定通流腔室；第二壳体，所述第二壳体限定中心空间，所述第一壳体至少部分位于所述中心空间内。第一壳体可以相对于第二壳体旋转，并且第二壳体限定周向隔开的多个腔室，多个腔室中的一个腔室包括用于容纳样品的入口，多个腔室中的至少一个腔室容纳液体试剂，并且多个腔室中的至少一个腔室包括分析模块，第二壳体的腔室各自包括通向所述中心空间的开口。第一壳体包括一个或者多个通向所述中心空间的开口，以使得通过所述第一壳体和所述第二壳体的相对旋转，第一壳体的每个开口能够选择性地与到所述第二壳体的多个腔室的开口中的一个开口相对齐。该系统还包括基座单元，该基座单元包括壳体，该基座单元限定有或者包括连接到其上的特征，用于使测试盒与基座单元对接，使得第二壳体不能相对于基座单元旋转，同时第一壳体能够相对于基座单元旋转。该系统还包括：第一驱动器，用于与第一壳体接合，以使第一壳体在第二壳体内旋转；第二驱动器，用于对第一壳体的通流腔室正向施压和负向施压；控制器，用于操作第一驱动器和第二驱动器，以期望的顺序引起腔室之间的液体位移，使得将准备的样品输送到包含分析模块的腔室，从而便于分析模块提供分析结果。包含分析模块的腔室在其上表面具有透视窗，并且所述分析模块配置为提供从视觉上可见的检测分析结果，该结果可以从测试盒的上方通过所述透视窗可见。第二壳体的腔室可以部分地由大致的圆柱形的壁限定，该圆柱形的壁也限定所述中心空间，腔室的开口设置为穿过圆柱形壁的开口。该系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备和分析生物材料样品的系统，其特征在于，所述系统包括：测试盒，所述测试盒具有第一壳体，所述第一壳体限定通流腔室，第二壳体，所述第二壳体限定中心空间，所述第一壳体至少部分位于所述中心空间内，所述第一壳体相对于所述第二外壳可旋转，所述第二壳体限定有多个周向隔开的腔室，多个所述腔室中的一个腔室具有接收样品的入口，多个所述腔室中的至少一个腔室含有液体试剂，多个所述腔室中的至少一个腔室包括分析模块，所述第二壳体的多个所述腔室中的每个腔室具有到所述中心空间的开口，其中，所述第一壳体具有一个或多个到所述中心空间的开口，以使得通过所述第一壳体和所述第二壳体的相对旋转，第一壳体的每个开口能够选择性地与到所述第二壳体的多个腔室的开口中的一个开口相对齐，基座单元，所述基座单元具有壳体，所述壳体限定或具有连接到该壳体的特征，该特征用于将测试盒与基座单元对接，使得所述第二壳体不能相对于所述基座单元旋转，而所述第一壳体相对于所述基座单元能够旋转，第一驱动器，所述第一驱动器用于与所述第一壳体配合以使得所述第一壳体在所述第二壳体内转动，第二驱动器，所述第二驱动器用于对所述第一壳体的通流腔室正向加压和负向加压，控制器，所述控制器用于操作第一驱动器和第二驱动器以使得流体在所述腔室之间以所需的顺序流动，致使制备的样品传送到含有分析模块的腔室，从而便于分析模块提供分析结果，其中，含有分析模块的所述腔室具有位于其上表面的透视窗，并且所述分析模块被配置成提供视觉上可检测的分析结果，该分析结果从所述测试盒上方透过所述透视窗口可见。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.23 GB 1616174.71.一种用于制备和分析生物材料样品的系统，其特征在于，所述系统包括：测试盒，所述测试盒具有第一壳体，所述第一壳体限定通流腔室，第二壳体，所述第二壳体限定中心空间，所述第一壳体至少部分位于所述中心空间内，所述第一壳体相对于所述第二外壳可旋转，所述第二壳体限定有多个周向隔开的腔室，多个所述腔室中的一个腔室具有接收样品的入口，多个所述腔室中的至少一个腔室含有液体试剂，多个所述腔室中的至少一个腔室包括分析模块，所述第二壳体的多个所述腔室中的每个腔室具有到所述中心空间的开口，其中，所述第一壳体具有一个或多个到所述中心空间的开口，以使得通过所述第一壳体和所述第二壳体的相对旋转，第一壳体的每个开口能够选择性地与到所述第二壳体的多个腔室的开口中的一个开口相对齐，基座单元，所述基座单元具有壳体，所述壳体限定或具有连接到该壳体的特征，该特征用于将测试盒与基座单元对接，使得所述第二壳体不能相对于所述基座单元旋转，而所述第一壳体相对于所述基座单元能够旋转，第一驱动器，所述第一驱动器用于与所述第一壳体配合以使得所述第一壳体在所述第二壳体内转动，第二驱动器，所述第二驱动器用于对所述第一壳体的通流腔室正向加压和负向加压，控制器，所述控制器用于操作第一驱动器和第二驱动器以使得流体在所述腔室之间以所需的顺序流动，致使制备的样品传送到含有分析模块的腔室，从而便于分析模块提供分析结果，其中，含有分析模块的所述腔室具有位于其上表面的透视窗，并且所述分析模块被配置成提供视觉上可检测的分析结果，该分析结果从所述测试盒上方透过所述透视窗口可见。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二壳体的所述腔室部分地由通常的圆柱形壁所限定，所述圆柱形壁也限定所述中心空间，所述腔室的开口被设置为通过所述圆柱形壁的开口。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括活塞，所述活塞在所述第一壳体的通流腔室中可轴向地移动，并且所述第二驱动器与所述活塞相配合以对通流腔室正向加压和负向加压。4.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述第二壳体限定有至少一个用于排出或接收废液的空腔室。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述测试盒包括第三壳体，所述第三壳体固定在所述第二壳体的下方，并与每个所述空腔室流体连通。6.根据从属于权利要求3的权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第三单元具有限定在该第三单元上的特征，该第三单元上的特征用于与所述基座单元的所述特征或连接至所述基座单元的所述特征配合，以便于所述测试盒和所述基座单元相对接，所述第三壳体进一步限定有开口以与所述第二壳体的中心空间相对齐，使得当所述测试盒与所述基座单元对接时，所述活塞轴向移动通过所述第三壳体中的开口进入到所述第一壳体的通流腔室内。7.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其特征在于，将所述测试盒和所述基座单元相对接的特征被配置为阻止所述第二壳体相对于所述基座单元旋转，所述第一壳体的基座具有环绕圆周区域布置的轮齿，所述第一驱动器包括旋转电机，所述旋转电机驱动与所述第一壳体的所述轮齿相配合的副齿轮，以使得由所述旋转电机驱动的齿轮的旋转使得所述第一壳体在所述第二外壳内旋转。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述轮齿和所述副齿轮具有互补的斜面以使得所述齿轮位于所述轮齿上。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述副齿轮具有切除部分，当与所述第一壳体的轮齿对齐时，允许所述测试盒与所述基座单元相对接和相分离。10.根据从属于权利要求3的权利要求4-9中任意一项所述的系统，其特征在于，所述第二驱动器包括旋转电机和由该旋转电机驱动的齿轮，所述齿轮与所述活塞相连接。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述活塞包括丝杠，当所述测试盒与所述基座单元对接时，所述丝杠轴向对齐于所述通流腔室。12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述丝杠轴向移动但相对于所述基座单元并不旋转，所述基座单元包括可转动的螺纹螺母，所述丝杠延伸穿过所述螺纹螺母，所述螺纹螺母具有环绕设置于外周的齿，并且该齿与所述齿轮相配合以旋转，使得所述螺纹螺母的旋转带动所述丝杠轴向移动。13.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述活塞包括位于所述通流腔室中且与所述丝杠配合的活塞头，其中，在所述测试盒与所述基座单元相对接之前，所述丝杠基本上位于所述基座单元内并随后对接，所述丝杠能够延伸进入所述通流腔室以配合和捕获所述活塞头。14.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其特征在于，用于接收样品的所述入口被设置为接收拭子的样品头。15.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成进行单核苷酸多态性基因分型，并且所述测试盒的腔室包括至少容纳裂解缓冲液的腔室、容纳洗涤液试剂的腔室和容纳洗脱试剂的腔室。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述分析模块被配置成进行DNA放大并具有指示放大的界面。17.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统包括便于智能手机与所述系统对接的特征，使得所述分析模块的分析结果能够通过智能手机的相机进行成像。18.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述第一壳体包括位于所述通流腔室中或者与所述通流腔室流体连通的多孔膜，所述多孔膜被配置成保持DNA材料。19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述多孔膜为硅熔块。20.根据权利要求18或19所述的系统，其特征在于，所述第一壳体包括两个或多个进入到所述中心空间的开口，至少一个所述开口是畅通的，并且另一个所述开口被所述多孔膜阻碍。21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，这样被配置以致于当被阻碍和畅通的开口中的一个与通到所述第二壳体的腔室的所述开口中的一个相对齐时，所述被阻碍和畅通的开口中的另一个并不对齐。22.一种用于制备和分析生物材料样品的系统，其特征在于，所述系统包括：测试盒，所述测试盒具有第一壳体，所述第一壳体限定通流腔室，第二壳体，所述第二壳体限定中心空间，所述第一壳体至少部分位于所述中心空间内，所述第一壳体相对于所述第二外壳可旋转，所述第二壳体限定有多个周向隔开的腔室，多个所述腔室中的一个腔室具有接收样品的入口，多个所述腔室中的至少一个腔室含有液体试剂，多个所述腔室中的至少一个腔室包括分析模块，所述第二壳体的多个所述腔室中的每个腔室具有到所述中心空间的开口，其中，所述第一壳体具有两个或多个到所述中心空间的开口，以使得通过所述第一壳体和所述第二壳体的相对旋转，第一壳体的每个开口能够选择性地与到所述第二壳体的多个腔室的开口中的一个开口相对齐，所述开口的至少一个未被阻碍，而且所述开口的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈里斯特弗·图马佐，S·B·罗伟，S·W·格林，P·S·哈丁，G·H·W·桑德斯，N·J·伍德，A·A·沃迪克，M·C·R·特维斯克，R·H·J·桑德尔，J·卡西，H·V·哈尔，R·林登，S·魏歇特，S·J·韦克菲尔德，K·赫布斯特，L·赞切特，
申请(专利权)人：基因动力公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB