流体系统及相关方法技术方案

提供了流体系统，其包括具有用于执行化学和/或生物分析的模块化部件(匣盒)和/或微流体通道的盒。本文中描述的系统包括盒，在一些实施方式中，盒包括：框架、可插入框架中的一个或更多个匣盒以及用于输送流体的通道系统。在某些实施方式中，所述一个或更多个匣盒包括被配置成包含和/或接收流体(例如，存储的试剂、样品)的一个或更多个储存器或容器。在一些情况下，存储的试剂可以包括一个或更多个冻干球(lyosphere)。本文中描述的系统和方法可以用于进行化学和/或生物反应，包括聚合酶链式反应(PCR)，例如在实验室、临床(例如医院)或研究环境中进行的那些反应。

Fluid systems and related methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体系统及相关方法相关申请本申请按照35U.S.C.§119(e)要求美国临时专利申请第62/398,841号、第62/399,152号、第62/399,157号、第62/399,184号、第62/399,195号、第62/399,205号、第62/399,211号和第62/399,219号的优先权，上述申请中的每一个均于2016年9月23日提交，并按照35U.S.C.§§120和365(c)要求于2017年9月15日提交的PCT国际申请第PCT/US2017/051924号的优先权以及于2017年9月15日提交的PCT国际申请第PCT/US2017/051927号的优先权，该PCT国际申请第PCT/US2017/051924号按照35U.S.C.§119(e)要求于2016年9月15日提交的美国临时专利申请第62/395,339号的优先权，该PCT国际申请第PCT/US2017/051927号按照35U.S.C.§119(e)要求于2016年9月15日提交的美国临时专利申请第62/395,347号的优先权，上述申请中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术大体上涉及用于分子(例如核酸)的自动化处理的系统及相关方法。本专利技术还大体上涉及流体系统及相关方法。
技术介绍
已经开发了许多用于处理核酸的方法。这些方法通常包括多个酶促步骤、纯化步骤和制备步骤，这些步骤使方法费力且容易出错，包括与污染相关联的错误、系统的用户错误和处理偏差。因此，通常难以可靠且可再现地执行这样的过程，特别是在这些过程在商业上进行时，例如在多路或高通量环境中。
技术实现思路
本专利技术大体上涉及用于处理核酸的系统及相关方法。在一些实施方式中，该系统包括盒(cartridge)，该盒包括促进核酸的自动化处理——包括自动化核酸库制备——的匣盒(cassette)和/或微流体通道。在一些实施方式中，提供了用于核酸的自动化处理以产生用于下一代测序和/或其他下游分析技术的材料的系统及相关方法。本专利技术还大体上涉及流体系统及相关方法。在一组实施方式中，提供了一系列盒。在一个实施方式中，该盒包括：框架，该框架包括被构造并布置成容纳第一匣盒的第一开口以及容纳第二匣盒的第二开口；以及通道系统，其与框架相邻且不与框架成整体，其中，通道系统包括至少一个微流体通道，其中，匣盒被配置成在将第一匣盒和/或第二匣盒分别插入框架中时实现第一匣盒与通道系统的至少一个通道之间的流体连通和/或第二匣盒与通道系统的至少一个通道之间的流体连通。在另一实施方式中，盒包括：框架，该框架包括被构造并布置成容纳第一匣盒的第一开口以及容纳第二匣盒的第二开口；通道系统，其与框架相邻，其中，通道系统包括至少一个微流体通道；以及第一容器集合，其中，第一容器集合中的至少一部分包含设置在其中的至少一个冻干球(lyosphere)，其中，该盒被配置成实现至少一个容器与通道系统的至少一个微流体通道之间的流体连通。在另一实施方式中，盒包括：框架，该框架包括第一开口和第二开口；通道系统，其与框架相邻，其中，通道系统包括至少一个微流体通道；被配置成位于框架的第一开口中的第一匣盒，其中，第一匣盒包括第一容器集合；被配置成位于框架的第二开口中的第二匣盒，其中，第一匣盒包括第一容器集合；以及包含在第一匣盒的第一容器集合中的至少之一中的存储的液体试剂，其中，包含存储的液体试剂的容器被密封，以减少或防止存储的液体试剂的蒸发。在另一实施方式中，盒包括：通道系统，其中，通道系统包括至少一个微流体通道；第一匣盒，包括第一容器集合；包含在第一容器集合中的用于进行第一PCR反应的第一存储试剂集合；第二匣盒，包括第二容器集合；以及包含在第二容器集合中的用于进行第二PCR反应的第二存储试剂集合，其中，盒被构造并布置成使得能够并行地进行第一PCR反应和第二PCR反应，并在分别进行第一PCR反应和/或第二PCR反应期间实现通道系统与第一匣盒和第二匣盒中的至少之一之间的流体连通。在另一实施方式中，盒包括：公共微流体通道；连接至样品通道的样品入口；连接至第一容器通道的第一容器；连接至第二容器通道的第二容器；第一阀；以及第二阀；其中，公共通道、样品通道、第一容器通道和第二容器通道中的每一个从第一阀延伸，并且其中，公共微流体通道位于第一阀与第二阀之间。在另一实施方式中，盒包括：第一容器集合；第一阀；连接至第一容器集合的第一容器通道集合，其中，来自第一容器通道集合的通道中的每一个连接至第一阀；第二容器通道集合；以及位于第一容器通道集合与第二容器通道集合之间的公共微流体通道。在另一组实施方式中，提供了一系列方法。在一个实施方式中，方法包括：使第一流体在公共微流体通道中沿第一方向流动；使第一流体的至少一部分在公共微流体通道中沿第二方向流动，其中，第二方向与第一方向相反；使第一流体的至少一部分经由第一容器通道流动进入第一容器；使第一流体的至少一部分从第一容器流至公共微流体通道；以及使第一流体的至少一部分经由第二容器通道从公共通道流至第二容器。在一个实施方式中，方法包括：使第一流体在公共微流体通道中流动；使第一流体的一部分流动进入第一容器；使第一流体的一部分流动进入废物容器；在第一容器中进行化学和/或生物反应以形成第二流体；使第二流体的一部分从第一容器流至公共微流体通道；以及使第二流体的一部分流动进入废物容器。在一个实施方式中，方法包括：使第一流体流动进入公共微流体通道；对阀进行致动，使得公共微流体通道与第一容器通道流体连通；使第一流体的至少一部分流动进入第一容器通道；将第二流体引入公共微流体通道，其中，第二流体与第一流体不混溶；使第二流体的至少一部分从公共微流体通道流动进入第一容器通道；以及在第二在第一容器通道中流动期间，使受控体积的第一流体流动进入与第一容器通道连接的第一容器。根据以下在结合附图考虑时对本专利技术的各种非限制性实施方式的详细描述，本专利技术的其他优点和新颖特征将变得明显。在本说明书和通过引用并入的文献包括冲突和/或不一致的公开内容的情况下，应以本说明书为准。附图说明将参考附图通过示例来描述本专利技术的非限制性实施方式，附图是示意性的并且不旨在按比例绘制。在附图中，示出的每个相同或几乎相同的部件通常由单个附图标记表示。为了清楚起见，在说明对于本领域普通技术人员理解本专利技术而言不是必需的情况下，并非在每个附图中标记每个部件，也未示出本专利技术的每个实施方式的每个部件。在附图中：图1是核酸库(nucleicacidlibrary)制备工作流程的示意图；图2A是用于使用微流体盒进行自动化核酸库制备的系统的图；图2B是示出用于使用微流体盒进行自动化核酸库制备的系统的内部部件的图。图3是微流体盒隔室(bay)组件的透视图；图4A是微流体盒载体组件的顶视图；图4B是微流体盒的透视图；图5是微流体盒的爆炸图；图6A是正在插入盒中的模块的侧视图；图6B是插入盒中的模块的侧视图；图6C是正在插入盒中的两个模块的侧视图；图7是包括一系列容器的模块的侧视图；图8是包括一系列包含冻干球的容器的模块的侧视图；图9是包括公共微流体通道、一系列容器和一系列容器通道的通道系统的顶视图；图10是包括连接至流体通道的旋转阀的通道系统的顶视图；图11是包括连接至容器和其他部件的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盒，包括：公共微流体通道；连接至样品通道的样品入口；连接至第一容器通道的第一容器；连接至第二容器通道的第二容器；第一阀；以及第二阀；其中，所述公共通道、所述样品通道、所述第一容器通道和所述第二容器通道中的每一个从所述第一阀延伸，并且其中，所述公共微流体通道位于所述第一阀与所述第二阀之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.23 US 62/399,195;2016.09.23 US 62/399,211;1.一种盒，包括：公共微流体通道；连接至样品通道的样品入口；连接至第一容器通道的第一容器；连接至第二容器通道的第二容器；第一阀；以及第二阀；其中，所述公共通道、所述样品通道、所述第一容器通道和所述第二容器通道中的每一个从所述第一阀延伸，并且其中，所述公共微流体通道位于所述第一阀与所述第二阀之间。2.一种盒，包括：第一容器集合；第一阀；连接至所述第一容器集合的第一容器通道集合，其中，来自所述第一容器通道集合的通道中的每一个连接至所述第一阀；第二容器通道集合；以及位于所述第一容器通道集合与所述第二容器通道集合之间的公共微流体通道。3.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒还包括框架，所述框架包括：被构造并布置成容纳第一匣盒的第一开口以及容纳第二匣盒的第二开口。4.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述公共微流体通道是与所述框架相邻且不与所述框架成整体的通道系统的一部分。5.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒还包括：包含在所述第一容器或所述第一容器集合中的至少之一中的存储的液体试剂。6.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，包含所述存储的液体试剂的所述容器被密封，以减少或防止所述存储的液体试剂的蒸发。7.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒还包括存储的基本上干燥的试剂。8.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述存储的试剂包括用于进行第一PCR反应的试剂。9.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒与能够被温度控制的盖子接口。10.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盖子覆盖所述容器。11.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盖子形成所述容器的顶部。12.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，被加热的所述盖子是半透明或透明的。13.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，被加热的所述盖子被配置成使得能够通过被加热的所述盖子进行光学测量。14.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒与温度控制装置连通。15.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述温度控制装置被配置成向第一匣盒施加第一温度并且向第二匣盒施加第二温度。16.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述温度控制装置包括一个或更多个热垫、热电部件和/或热敏电阻器。17.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒包括一个或更多个穿刺部件，所述穿刺部件被构造并布置成在所述匣盒插入所述盒中时对所述匣盒的一个或更多个部分进行穿刺。18.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第一匣盒和/或所述第二匣盒包括容器集合。19.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒包括第三匣盒。20.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第一匣盒被配置成位于所述框架的第一开口中。21.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第二匣盒被配置成位于所述框架的第二开口中。22.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第三匣盒包括容器集合。23.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述容器集合中的容器在插入所述盒中之前彼此不流体连通。24.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一包括存储在其中的试剂。25.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一被密封，并且其中，所述匣盒中的所述容器中的至少一部分容器包含存储在其中的试剂。26.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一包含存储在其中的第一试剂和存储在其中的第二试剂，并且其中，在将该匣盒插入所述盒中之前，所述第一试剂和所述第二试剂彼此不流体连通。27.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，在将所述匣盒中的至少之一插入所述盒中之前，该匣盒不与所述通道系统流体连通。28.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一位于所述盒中，使得存储在该匣盒中的第一试剂和/或第二试剂与所述通道系统的至少一个通道流体连通。29.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒和/或所述容器集合中的至少之一包含冻干球集合。30.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述容器中的至少之一包含单个冻干球。31.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述容器中的至少之一包含两个或更多个冻干球。32.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒和/或所述容器集合中的至少之一包含引物集合。33.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒和/或所述容器集合中的至少之一包含缓冲剂、洗涤试剂和/或醇。34.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒和/或所述容器集合中的至少之一被构造并布置成被加热。35.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一包括微流体通道。36.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一是可再填充的。37.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一不可逆地附接至所述框架和/或所述盒。38.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一具有至少约0.1mL且小于或等于25mL的总工作容积。39.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述匣盒中的至少之一是废物匣盒。40.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述废物匣盒具有至少1mL且小于或等于30mL的容积。41.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒包括第一匣盒和第二匣盒，所述第一匣盒包括包含存储的冻干球的第一容器集合，所述第二匣盒包括包含存储的冻干球的第二第一容器集合，其中，所述第一匣盒和所述第二匣盒彼此不流体连通。42.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第一匣盒和所述第二匣盒被构造并布置成被独立地加热。43.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第一匣盒被构造并布置成用于进行第一PCR反应，并且所述第二匣盒被构造并布置成用于进行独立于所述第一PCR反应的第二PCR反应。44.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述盒包括通道系统。45.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述通道系统包括用于进行第一PCR反应的第一通道集合。46.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述通道系统包括用于进行第二PCR反应的第二通道集合。47.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第一通道集合和所述第二通道集合由至少一个阀分开。48.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述公共通道包括蛇形通道。49.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第一容器通道的内部容积小于所述第二容器通道的内部容积。50.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第一容器通道集合和/或所述第二容器通道集合包括：至少2个、4个、6个、8个或10个通道和/或小于或等于20个、15个、10个或5个通道。51.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述公共通道具有至少2μL和/或小于或等于200μL的容积。52.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述通道系统包括连接至所述第二容器通道集合的第二容器集合。53.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述通道系统包括第二阀，其中，来自所述第二容器通道集合的通道中的每一个连接至所述第二阀。54.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述公共微流体通道、所述第一容器通道和/或所述第二容器通道具有大于或等于约50微米和/或小于或等于1mm的最大截面尺寸。55.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，每个容器具有至少约1μL和/或小于或等于200μL的容积。56.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，所述第一容器集合和/或所述第二容器集合包括：至少2个、4个、6个、8个或10个容器和/或小于或等于20个、15个、10个或5个容器。57.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中，至少一个容器具有锥形截面形状。58.根据前述权利要求中任一项所述的盒，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔舒阿·斯塔尔，贾森·迈尔斯，
申请(专利权)人：阿谢尔德克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US