微流体连接器组、微流体设备及其制造工艺制造技术

本公开的实施例涉及微流体连接器组、微流体设备及其制造工艺。微流体组包括母连接器和公针连接器。母连接器具有：在容纳体中的连接器室；管道，管道在容纳体中延伸至连接器室的第一面上的管道开口；针入口孔，针入口孔从容纳体的侧面延伸到第二面，第二面不面向连接器室的第一面；以及被布置在连接器室中的垫圈。垫圈具有从内部界定腔并且部分地与连接器室的第二面相邻地延伸的侧壁。垫圈的腔面向连接器室的第一面。

【技术实现步骤摘要】
微流体连接器组、微流体设备及其制造工艺
本公开涉及一种微流体连接器组、微流体设备及其制造工艺，特别针对用于样品制备和分子分析的盒。特别地，本公开涉及所谓的片上实验室(LOC)设备领域，其中单个一次性盒(也被称为一次性单元)包括被设计为进行样品的处理的至少一些步骤以便提取和分析分子的结构。
技术介绍
通常，上述类型的一次性盒被放入(通常是在预处理之后)对盒中所包含的物质进行分析的机器中。这种系统对于健康而言非常重要，其重要性随着时间的增加以及由患者独自按照简单的方式能够执行的或者在不是特定技术人员的辅助下能够执行的分析的数目而提高。特别地，上述系统使得能够对诸如核酸、蛋白质、脂类、多糖等生物分子进行分析。这些系统包括从原材料(例如，血样)开始的多种操作。这些操作可以包括各种程度的样品预处理、裂解、纯化、扩增和终产物的分析。例如，在基于DNA的血液测试中，通过过滤、离心分离或者电泳频繁地对样品进行预处理以消除无核细胞。然后，使用化学方法、热方法或者酶法对剩下的白血球进行裂解以释放需要被分析的DNA。然后对该DNA进行纯化，以浓缩该DNA并且消除细胞中的其它分子。接着，通过扩增反应对DNA进行扩增，诸如PCR(聚合酶链反应)、LCR(连接酶链反应)、SDA(链位移扩增)、TMA(转录介导扩增)、RCA(滚环扩增)、LAMP(环介导等温扩增)等。如果需要分析RNA，则这些程序是相似的，但更强调纯化以保护不稳定的RNA分子。RNA通常被复制成DNA(cDNA)，然后如针对DNA所描述的那样进行分析。最后，对扩增的产物进行分析，通常是基于序列或者维度或者这两者的组合。例如，在通过杂交进行的分析中，使扩增后的DNA通过由个体的寡核苷酸探针形成的多个检测器，这些寡核苷酸探针(例如)被锚固在电极上。如果扩增后的DNA链与探针互补，则会在它们之间形成稳定的键，并且可以通过使用很多种方法观察这种杂交来理解这种杂交，这些方法包括光学方法或者电学方法。按照相似的方式对其它生物分子进行分析，但典型地不在纯化之后进行扩增，并且检测方法根据检测到的分子而变化。例如，常见的诊断系统包括通过将特定蛋白质粘合到其抗体或者使用特定酶反应来检测特定蛋白质。按照相似的方式来处理生物流体中所包含的脂类、碳水化合物、药物和小分子。此外，这些系统也可以被用于纯化非生物样品，诸如水样品，并且可以用于分析非生物分子。此处，通过将焦点放在核酸(DNA和RNA)的纯化和分析上来简化该讨论，核酸是能够使用作为本公开的主题内容的盒被纯化和分析的分子的示例。然而，通常，本专利技术的盒可以被用于具有下文提到的必需品的任何化学或者生物测试。关于纯化步骤，该处理基于以下段落：液体试剂的移动和混合；以及使用被适当功能化的磁珠来专门捕获需要被纯化的目标分子。关于分析步骤，该处理基于以下元素：热控制(甚至应该是非常精确的)；以及使用光学方法，诸如纯粹通过非限制性示例，荧光法或者化学发光法，进行检测。目前，用于分析核酸的LOC系统在人体诊断领域中具有两种主要的应用：基于对病原体的核酸的定量，对引起传染病的微生物进行定量检测；以及检测人类基因组内特定的短子段，这使得能够与特定条件相关联，诸如对药物的个体反应或者对疾病的易感性。在前一种情况下，这些系统被设计用于在稳定的或者紧急的条件下(例如，在流行病传播的情况下)监测健康。后一种应用是关于(在各种背景下)防止病理状态和分子医学，并且其价值随着时间不断增加，这是因为正在进行中的研究发现在DNA/RNA序列及其功能之间的相关性不断增加。从整体上来说，针对这两种应用的市场有望在未来几年中超过数百亿美元。当前用于分析核酸的系统通常基于PCR程序。通常使用该步骤是为了获得足够量的需要分析的目标核酸(即使是从小的生物材料样品开始)。此外，由于有用的扩增后的材料大大超过了起始材料、以及可能的对分析无用的材料(诸如无核细胞)，所以PCR使得能够简化和减少对需要检查的核酸的纯化操作。PCR的执行通常采用特定在先制备生物样品，以便浓缩核酸，提高敏感度，并且消除生物样品中可能会抑制PCR的物质。利用被称为实时PCR的技术，在扩增期间实时地监测PCR，并且这使得能够基于扩增曲线对目标核酸链进行定量。为此，例如在存在以多种方式标记的寡核苷酸探针的情况下，对材料进行扩增。如果扩增后的目标核酸链与寡核苷酸探针互补，则在特定温度条件下，在它们之间形成稳定的键(杂交)。可以按照各种方式来检测杂交的材料，例如，按照光学或者电化学的方式。片上实验室设备对于执行PCR或者实时PCR，特别是为了即使在非医院环境中也能获得快速的、自动化的且廉价的测试，是非常有前景的。然而，许多当前的系统向盒装载已经处理过的样品(例如，具有已经从生物样品提取的DNA/RNA)。由于初步处理(其往往需要由专业人员完成)，这使分析操作更加复杂。注意，接下来的讨论是有关通过实时PCR扩增对核酸进行纯化和检测，作为本系统的使用示例。然而，本公开也可以适用于其它化学或者生物测试。
技术实现思路
本公开的一个或者多个实施例提供了简化样品处理和分析的解决方案。根据本公开，提供了母连接器、公连接器、微流体组、盒、样品处理机器和制造工艺。附图说明为了更好地理解本公开，现在参照附图仅通过非限制性示例来描述本公开的一些实施例，其中：图1示出了用于制备进行分子分析的样品的系统的实施例的框图；图2示出了属于图1的系统的控制机器的简化结构图；图3A是图2所示的机器的实施例的透视图，出于简洁起见，移除了部分；图3B是与图3A相似的在插入了盒之后的透视图，示出了机器的其它部分；图4、图4A、图5和图6分别示出了可以被用在图1所示的用于样品制备和分析的系统中的盒的第一实施例的分解图、透视图、前视图和重影后视图；图7至图10示出了在图4至图6所示的盒的连续操作步骤中的流体循环；图11示出了用于样品制备和分析的系统的另一实施例的框图；图12示出了属于图11的系统的控制机器的简化结构图；图13至图15分别示出了可以被用在图11所示的用于样品制备和分析的系统中的盒的第二实施例的分解图、前视图和重影后视图；图16、图17A、图18A和图19A示出了在连续操作步骤中在图13至图15所示的盒的第一面上的流体循环；图17B、图18B和图19B示出了在连续操作步骤中在图13至图15所示的盒的第二面上的流体循环；图20A和图20B分别是根据本公开的一个方面的在关闭条件下和在打开条件下微流体阀的结构的示意性图示；图21A和图21B分别是在关闭条件下和在打开条件下微流体阀的不同实施例的示意性图示；图22是在关闭条件下(虚线)和在打开条件下(实线)微流体阀的另一实施例的示意性图示；图23A和图23B分别是在关闭条件下和在打开条件下微流体阀的又一实施例的示意性图示；图24和图25是在图1和图11所示系统中的用于控制图20至图23所示的微流体阀的两个变型的示意性图示；图26是根据本公开的一个方面的连接器组的横截面；图27示出了图26所示的连接器组的一部分的俯视平面图，部分用重影图表示；图28是图26至图27所示的连接器组的装配步骤的横截面；图29示出了在使用条件下的图26所示的微流体连接器组；图30示出了图26至图29所示的微流体连接器组，其被应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为在使用时被联接至微流体系统的公针连接器的母连接器，包括：容纳体；在所述容纳体中的连接器室，所述连接器室由第一面和第二面界定，所述第一面和所述第二面不面向彼此；管道，所述管道在所述容纳体中延伸至所述连接器室的所述第一面上的管道开口；针入口孔，所述针入口孔从所述容纳体的侧面一直延伸到所述连接器室的所述第二面；以及被布置在所述连接器室中的垫圈，所述垫圈具有从内部界定腔的侧壁，其中所述垫圈的所述侧壁部分地与所述连接器室的所述第二面相邻地延伸，并且所述垫圈的所述腔面向所述连接器室的所述第一面。

【技术特征摘要】
2017.12.28 IT 1020170001505341.一种被配置为在使用时被联接至微流体系统的公针连接器的母连接器，包括：容纳体；在所述容纳体中的连接器室，所述连接器室由第一面和第二面界定，所述第一面和所述第二面不面向彼此；管道，所述管道在所述容纳体中延伸至所述连接器室的所述第一面上的管道开口；针入口孔，所述针入口孔从所述容纳体的侧面一直延伸到所述连接器室的所述第二面；以及被布置在所述连接器室中的垫圈，所述垫圈具有从内部界定腔的侧壁，其中所述垫圈的所述侧壁部分地与所述连接器室的所述第二面相邻地延伸，并且所述垫圈的所述腔面向所述连接器室的所述第一面。2.根据权利要求1所述的母连接器，其中所述连接器室具有平行六面体形状，并且所述第一面和所述第二面面向彼此并且彼此相邻。3.根据权利要求1所述的母连接器，其中所述垫圈呈杯形，具有横向于所述侧壁延伸并且被布置为与所述连接器室的第三面邻接的底壁，所述第三面与所述第一面相对。4.根据权利要求1所述的母连接器，其中所述垫圈由选自橡胶、氟硅橡胶和氯丁橡胶中的材料制成。5.根据权利要求3所述的母微流体连接器，其中所述垫圈具有15至90的邵氏A的硬度。6.根据权利要求1所述的母连接器，其中所述垫圈的所述侧壁的面向所述连接器室的所述第一面的表面具有围绕所述腔的突出轮廓。7.一种被配置为被联接至母连接器的公连接器，包括具有支撑端和闭合尖端的针，所述针是中空的并且具有相对于所述针从所述支撑端纵向延伸到靠近所述尖端的侧向开口的注射通道。8.根据权利要求7所述的公连接器，包括被联接至所述针的所述注射通道的微流体阀。9.一种微流体组，包括：母连接器，包括：容纳体；在所述容纳体中的连接器室，所述连接器室由第一面和第二面界定，所述第一面和所述第二面不面向彼此；管道，所述管道在所述容纳体中延伸至所述连接器室的所述第一面上的管道开口；针入口孔，所述针入口孔从所述容纳体的侧面一直延伸到所述连接器室的所述第二面；以及被布置在所述连接器室中的垫圈，所述垫圈具有从内部界定腔的侧壁，其中所述垫圈的所述侧壁部分地与所述连接器室的所述第二面相邻地延伸，并且所述垫圈的所述腔面向所述连接器室的所述第一面；以及被配置为被联接至所述母连接器的公连接器，所述公连接器包括具有支撑端和闭合尖端的针，所述针是中空的并且具有相对于所述针从所述支撑端纵向延伸到靠近所述尖端的侧向开口的注射通道。10.根据权利要求9所述的微流体组，其中所述垫圈呈杯形，具有横向于所述侧壁延伸并且被布置为与所述连接器室的第三面邻接的底壁，所述第三面与所述第一面相对。11.根据权利要求9所述的微流体组，其中所述公连接器包括被联接至所述针的所述注射通道的微流体阀。12.一种用于提取分子的样品处理盒，包括：外壳，具有大体上呈平行六面体的形状；样品进口开口，从所述外壳的第一面在所述盒中延伸；流体进口，被形成在所述外壳的第二面上；流体出口，被形成在所述外壳的所述第二面上并且被配置为在使用时实现与抽吸结构的连接；样品处理室，被连接至所述样品进口开口；以及流体回路，连接所述样品处理室、所述流体进口和所述流体出口，其中：所述流体进口包括第一母连接器，所述第一母连接器包括：在所述外壳中的第一连接器室，所述第一连接器室由第一面和第二面界定，所述第一面和...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·比安凯西，L·莱亚，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT