用于体外设备的试剂盒制造技术

方法和设备用于将流体从试剂盒(310)转移到微流体设备(320)中并将流体装载到试剂盒(310)中。试剂盒(310)可包括盒主体和移液管阵列，移液管阵列具有移液管吸头(315)以与微流体设备的入口或其他盒接合，其中移液管吸头(315)在位置上对应于微流体设备(320)的多个入口(325)。可以通过柱塞系统(615)将流体装载到微流体设备(320)中或从微流体设备中转移。试剂盒可替代地包括具有流体贮存器和分配吸头(930)的泡罩(925)，每个分配吸头(930)包括流体耦合到泡罩(925)的路径(927)。流体可以通过分配吸头(930)从泡罩(925)中转移或装载到泡罩中。可变形的密封件(910)可以覆盖在泡罩(925)上以密封泡罩(925)内的流体的体积，并且可以变形以转移流体。可以变形以转移流体。可以变形以转移流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于体外设备的试剂盒
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2019年7月29日提交的名称为“Reagent Cartridges For In
‑
Vitro Devices”的美国临时专利申请No.62/879,990的优先权，出于所有目的，该临时专利申请被共同转让并通过引用整体并入本文。


[0002]涉及将流体引入体外设备的设备和方法，并且更具体地涉及用于存储和转移流体的试剂盒。

技术介绍

[0003]随着诊断技术和DNA测序技术的发展，体外设备的小型化已呈上升趋势，使得可在小型微流体设备内进行测定和反应。这种小型化的体外设备在降低试剂成本以及空间需求方面特别有用。它们还可以用于自动化生物化学分析，否则生物化学测定可能会耗费大量人力和时间。微流体盒在诊断和DNA测序领域特别流行，其中MEMS和芯片实验室设备能够在单个盒上精确地进行和分析大量生物化学测定。微流体技术处理流体的行为、精确控制和操纵，这些流体可能在几何上被限制在很小的(通常为亚毫米级)尺度，毛细管渗透在该尺度上控制质量传输。
[0004]聚合酶链式反应(PCR)是一种广泛用于分子生物学中的扩增靶DNA片段或制造许多靶DNA片段副本的方法。使用PCR，DNA序列的副本被按指数规律扩增，以生成该特定DNA片段的成千上百万个副本。PCR等技术可能对DNA测序、诊断应用或基因编辑等应用很有用。PCR可能需要多种不同的试剂才能成功扩增目标DNA片段。
[0005]DNA测序是确定核酸序列或DNA中核苷酸顺序的过程。它包括用于确定以下四个碱基核苷酸的顺序的任何方法或技术：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。DNA序列的知识已成为基础生物学研究以及许多应用领域(例如医学诊断、生物技术、法医生物学、病毒学和生物系统学)必不可少的知识。比较健康和突变的DNA序列可以诊断各种疾病(包括诊断各种癌症)，表征抗体库，并可用于指导患者治疗。采用快速的DNA测序方法可以进行更快并且更个性化的医疗护理，并可以识别和分类更多的有机体。

技术实现思路

[0006]在该专利中，我们描述了使用试剂盒有效地将诸如试剂之类的流体引入微流体设备(例如，微流体盒或任何其他合适的设备，其中可进行一个或多个反应或测定)的设备、系统和方法。试剂盒可以是与微流体设备分开的盒，微流体设备可以用于将流体从一个位置存储或转移到另一位置。在该专利中，我们还描述了用于将流体加载到试剂盒中的设备、系统和方法。
[0007]在一个或多个微流体设备(例如，微流体盒)上集成了生化测定的体外设备(例如，诊断设备、DNA测序设备、DNA文库制备设备)的小型化带来了对于更常规的测定可能不存在
的挑战。例如，许多小型化的体外设备可能需要根据特定的分析要求立即或按顺序按需释放试剂，同时可能需要可靠存储多种不同体积的试剂。我们已经发现，在很多情况下，对于制造商而言，向预装试剂的最终用户提供解决方案是有利的，这样最终用户无需单独测量出试剂并将试剂直接加载到微流体设备中，特别是在有可能需要精确测量的大量试剂的情况下。但是，对于许多应用而言，小型体外设备(例如微流体盒)可能与试剂的存储条件(例如，
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20摄氏度或
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80摄氏度)或包装过程(例如脱气或热熔)不兼容。我们开发了可以与微流体盒分开存放的试剂盒。当最终用户需要试剂时，试剂盒可以与体外诊断设备(例如，微流体盒)接合以按需递送试剂。
[0008]与更常规的解决方案相比，本文公开的实施方案可以提供许多优点。例如，试剂盒可以是基于通用插头的接口，其用于与体外设备(例如，微流体盒)上的插座设计(例如，接收试剂盒的分配吸头的入口)接合，以用一个或几个机械驱动递送所有或多种不同的试剂。这样的接口可以提供便利，并且可以减少将试剂引入体外设备所需的时间和精力。这样，它可以减少对训练有素的操作员的需求，从而可以进一步降低成本。相关地，由试剂盒提供的预定体积也可以减少出错的风险。作为另一个示例，试剂盒可以提供灵活性，以在一个单独的盒中存储几种试剂(例如，多达30种试剂)。这样，这些试剂盒可以作为“反应套件(kit)”运输，其包括例如特定类型的反应例如PCR所需的所有试剂，从而使其方便和易于使用。本文公开的实施方案还可以提供其他优点，这些优点可以从以下描述中变得显而易见。作为另一示例，基于通用插头的接口可能能够(例如，通过调整试剂盒的移液管或贮存器的尺寸)适应不同的试剂体积配置，从而为对同一微流体设备实施不同的测定提供灵活性。作为另一示例，在制造期间，可以在一步密封过程中容易且快速地向试剂盒中填充多种试剂。作为另一示例，本文公开的配置可以适合于使得能够在试剂盒的制造中使用低成本的注射成型零件。这样，将这些试剂盒用作一次性消耗品是可行的，这不仅增加了便利性，而且降低了污染的风险。作为另一示例，与诸如移液管之类的其他解决方案直接相反，制造商可以在高度受控的条件下将本文所述的试剂盒中的至少某些填充试剂，并随试剂一起运送，从而无需校准。
[0009]在一些实施方案中，试剂盒可以包括盒主体；移液管阵列，其包括多个移液管吸头，所述多个移液管吸头构造成接合微流体盒(或其他微流体设备)的多个入口，其中，移液管吸头的位置对应于微流盒的多个入口。
[0010]在一些实施方案中，试剂盒可以包括包含多个移液管吸头的移液管阵列。试剂盒可以进一步包括柱塞主体，该柱塞主体包括：多个柱塞，其中每个柱塞可以被构造成在相应的移液管吸头内接合流体并且从相应的移液管吸头移出一定体积的流体或向相应的移液管吸头内加载一定体积的流体。柱塞的尺寸可以设置成适合相应的移液管吸头内。柱塞可包括弹性体涂层。每个柱塞可以被构造成与其相应的移液管吸头形成密封。柱塞主体还可包括构造成耦合多个柱塞的连接器主体，其中柱塞主体可构造成固定到移液管阵列。每个移液管吸头可以具有第一开口和第二开口，并且其中每个移液管吸头构造成容纳一定体积的流体，该流体能够通过第二开口从移液管吸头中转移或装载到移液管吸头中。柱塞可以经由第一开口接合流体。
[0011]在一些实施方案中，移液管阵列可以设置在移液管壳体内。在一些实施方案中，移液管壳体可以包括一个或多个突出部和/或凹槽，其被构造为保持特征以将柱塞与它们相
应的移液管吸头对准。在一些实施方案中，移液管壳体可包括一个或多个凹槽，并且柱塞主体包括一个或多个突出部，其中，凹槽被构造成接收突出部。
[0012]在一些实施方案中，试剂盒可以进一步包括密封板，该密封板构造成密封移液管吸头的一个或多个第二开口以密封移液管吸头内的相应流体。在一些实施方案中，密封板可以被配置为固定至移液管壳体。在一些实施方案中，可以将一种或多种流体(例如，使用密封板)存储密封(in sealed)在一个或多个移液管吸头内。密封板可以包括固定到盖基座的柔性密封材料。盖基座可以被构造成可移除地固定到移液管壳体，使得柔性密封材料被推靠在移液管吸头的远端部分上。例如，柔性密封材料可被推靠在移液管吸头的一个或多个第二开口上，或者可包括推靠在移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集成试剂盒，其包括：盒主体；和移液管阵列，其包括多个移液管吸头，所述多个移液管吸头被构造成与微流体设备的多个入口接合，其中，所述移液管吸头的位置对应于所述微流体设备的所述多个入口。2.根据权利要求1所述的集成试剂盒，其还包括柱塞阵列，所述柱塞阵列包括多个柱塞，所述多个柱塞构造成分配来自所述多个移液管吸头的流体。3.根据权利要求2所述的集成试剂盒，其中，每个柱塞被构造成接合在相应的移液管吸头内的流体，并从所述相应的移液管吸头转移一定体积的所述流体，或者将一定体积的所述流体装载到所述相应的移液管吸头内，所述集成试剂盒还包括柱塞主体，所述柱塞主体包括：连接器主体，所述连接器主体构造成耦合所述多个柱塞头；其中，所述柱塞主体构造成固定至所述移液管阵列上。4.根据权利要求2
‑
3中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述柱塞阵列包括第一柱塞和第二柱塞，其中，在所述第二柱塞保持静止的同时，所述第一柱塞能够被致动。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述移液管阵列被布置在移液管壳体内。6.根据权利要求5所述的集成试剂盒，其中，所述移液管壳体包括一个或多个突出部和/或凹槽，所述突出部和/或凹槽被构造成是用于将所述柱塞固定至它们相应的移液管吸头的保持特征。7.根据权利要求5
‑
6中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述移液管壳体包括一个或多个凹槽，并且固定至所述移液管阵列的柱塞主体包括一个或多个突出部，其中，所述柱塞主体包括所述柱塞阵列，并且其中所述凹槽是配置为容纳所述突出部。8.根据权利要求2至7中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述柱塞包括弹性体涂层，并且其中，每个柱塞被构造成与其相应的移液管吸头形成密封。9.根据权利要求1至8中任一项所述的集成试剂盒，其还包括密封板，所述密封板构造成密封所述移液管吸头的开口，以密封所述移液管吸头内的相应的流体。10.根据权利要求9所述的集成试剂盒，其中，所述密封板被构造成固定到其中放置有所述移液管阵列的移液管壳体。11.根据权利要求9
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10中任一项所述的集成试剂盒，其还包括存储和密封在所述移液管吸头中的一个或多个内的一种或多种流体。12.根据权利要求9至11所述的集成试剂盒，其中，所述密封板包含固定至盖基座的柔性密封材料，并且其中，所述盖基座被配置为可移除地固定至所述移液管壳体，从而将所述柔性密封材料推靠在所述移液管吸头的远端部分上。13.根据权利要求12所述的集成试剂盒，其中，所述柔性密封材料包括弹性体。14.根据权利要求12至13中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述盖基座包括热塑性材料。15.根据权利要求1至14中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述移液管吸头被配置为定位在所述微流体设备上方，每个移液管吸头被配置为接合与所述微流体设备的相应的贮存器流体耦合的所述微流体设备的入口开口。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的集成试剂盒，其还包括填充剂流体贮存器和填充剂流体分配吸头，其中，所述填充剂流体贮存器被构造成接收填充剂流体并将所述填充剂流体输送至所述填充剂流体分配吸头，其中所述填充剂流体分配吸头被构造成与所述微流体设备的对应入口开口对准。17.一种集成试剂盒，其包括：移液管阵列，其包括多个移液管吸头；和柱塞主体，其包括：多个柱塞，其中每个柱塞被构造成接合在相应的移液管吸头内的流体，并从所述相应的移液管吸头转移一定体积的流体或将一定体积的所述流体装载到相应的所述移液管吸头内，以及连接器主体，该连接器主体被构造成耦合所述多个柱塞；其中，所述柱塞主体被构造成固定至所述移液管阵列上。18.根据权利要求17所述的集成试剂盒，其中，每个移液管吸头具有第一开口和第二开口，并且其中每个移液管吸头构造成容纳一定体积的流体，该一定体积的流体能够通过所述第二开口从所述移液管吸头转移或装载到所述移液管吸头中，并且其中所述柱塞通过所述第一开口与所述流体接合。19.根据权利要求17至18中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述移液管阵列布置在移液管壳体内。20.根据权利要求19所述的集成试剂盒，其中，所述移液管壳体包括一个或多个突出部和/或凹槽，所述突出部和/或凹槽被构造成是将所述柱塞对准其相应的移液管吸头的保持特征。21.根据权利要求19至20中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述移液管壳体包括一个或多个凹槽，并且所述柱塞主体包括一个或多个突出部，其中，所述凹槽被构造成容纳所述突出部。22.根据权利要求19至21中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述柱塞的尺寸设置成能装配在相应的移液管吸头内。23.根据权利要求17至22中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述柱塞包括弹性体涂层，并且其中，每个柱塞被构造成与其相应的移液管吸头形成密封。24.根据权利要求18至23中任一项所述的集成试剂盒，其还包括密封板，所述密封板被构造成密封所述移液管吸头的一个或多个所述第二开口，以密封所述移液管吸头内的相应的流体。25.根据权利要求24所述的集成试剂盒，其中，所述密封板构造成固定至所述移液管壳体。26.根据权利要求24至25中任一项所述的集成试剂盒，其还包括存储并密封在所述移液管吸头中的一个或多个内的一种或多种流体。27.根据权利要求26所述的集成试剂盒，其中，所述密封板包括固定至盖基座的柔性密封材料，并且其中，所述盖基座被构造成能移除地固定至所述移液管壳体，从而将所述柔性密封材料推靠在所述移液管吸头的所述一个或多个第二开口上。28.根据权利要求27所述的集成试剂盒，其中，所述柔性密封材料包括弹性体。
29.根据权利要求27至28中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述盖基座包含热塑性材料。30.根据权利要求17至29中任一项所述的集成试剂盒，其中，所述移液管吸头被配置为定位在微流体设备上方，每个移液管吸头被配置为接合与所述微流体设备的相应贮存器流体耦合的所述微流体设备的入口开口。31.根据权利要求17至30中任一项所述的集成试剂盒，其中，第一柱塞耦合至第一位置锁定件，所述第一位置锁定件被配置为将所述第一柱塞移动用户设定的距离，并防止所述第一柱塞的致动超过所述用户设定的距离。32.根据权利要求17至31中任一项所述的集成试剂盒，其中，第一柱塞构造成由装载平台致动，所述装载平台构造成将所述第一柱塞移动用户设定的距离。33.根据权利要求17至32中任一项所述的集成试剂盒，其中，每个柱塞能操作以单独地被致动。34.根据权利要求17至32中任一项所述的集成试剂盒，其中，两个或更多个柱塞能操作以共同致动。35.根据权利要求17至34中任一项所述的集成试剂盒，其还包括填充剂流体贮存器和填充剂流体分配吸头，其中，所述填充剂流体贮存器构造成接收填充剂流体并将所述填充剂流体输送至所述填充剂流体分配吸头，其中所述填充剂流体分配吸头被构造成与所述微流体设备的相应填充剂流体入口对准。36.一种将试剂转移至微流体盒的方法，其包括：将试剂盒定位在微流体设备上，其中：该试剂盒包括：移液管壳体，其包括多个移液管吸头，其中每个移液管吸头具有第一开口和第二开口；以及柱塞主体，其包括：多个柱塞，以及连接器主体，该连接器主体被构造成耦合所述多个柱塞；其中，所述柱塞主体构造成固定到所述移液管壳体上；并且所述微流体设备包括第一入口开口，所述第一入口开口流体地耦合至所述微流体设备的第一贮存器；其中，定位所述试剂盒包括将所述多个移液管吸头中的第一移液管吸头与所述第一入口开口对准，使得所述第一入口开口被构造成从所述第一移液管吸头接收第一流体；以及致动与所述第一移液管吸头相关联的第一柱塞，以使第一体积的所述第一流体通过所述第一入口开口从所述第一移液管吸头转移到所述第一贮存器内。37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述移液管阵列被布置在移液管壳体内。38.根据权利要求36至37中任一项所述的方法，其中，所述多个移液管吸头还包括第二移液管吸头，所述第二移液管吸头包括第二流体，并且其中，所述微流体设备还包括与第二贮存器流体耦合的第二入口开口，所述方法还包括：将所述试剂盒定位在所述微流体设备上方，使得所述第一入口开口对准以从所述第一移液管吸头接收所述第一流体，并且所述第二入口对准以从所述第二移液管吸头接收所述第二流体；以及
致动与所述第二移液管吸头相关联的第二柱塞，以使第二体积的所述第二流体从所述第二移液管吸头经由所述第二入口开口转移到所述微流体设备的第二贮存器中。39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述第一柱塞和所述第二柱塞被同时致动。40.根据权利要求38所述的方法，其中，所述第一柱塞和所述第二柱塞被顺序地致动。41.根据权利要求38至40中任一项所述的方法，其中，所述第一体积不同于所述第二体积。42.根据权利要求36至41中任一项所述的方法，其中定位所述第一移液管吸头包括将所述第一移液管吸头降低到所述第一入口开口中，其中所述第一入口开口设置在所述微流体设备的盖上。43.根据权利要求36至42中任一项所述的方法，其还包括从所述试剂盒移除一个或多个密封件，其中，所述密封件被构造成密封所述移液管吸头的所述第二开口中的一个或多个。44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述一个或多个密封件包括密封板，所述密封板被构造成固定至所述移液管壳体上。45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述密封板包括固定至盖基座的柔性密封材料，并且其中，所述盖基座被构造成能移除地固定至所述移液管壳体，从而将所述柔性密封材料推靠在所述移液管吸头的所述一个或多个第二开口上。46.根据权利要求36至45中任一项所述的方法，其中，致动所述第一柱塞包括：使用耦合到所述第一柱塞的位置锁定件将所述第一柱塞移动用户设定的距离。47.根据权利要求36至46中任一项所述的方法，其中致动所述第一柱塞包括使用装载平台使所述第一柱塞移动用户设定的距离。48.根据权利要求36至47中任一项所述的方法，其中所述微流体设备包括盒。49.根据权利要求36至48中任一项所述的方法，其还包括：将填充剂流体引入填充剂流体贮存器中；以及使所述填充剂流体通过填充剂流体分配吸头被输送到所述微流体设备的相应填充剂流体入口中，其中，所述填充剂流体分配吸头与所述填充剂流体贮存器耦合并且被定位成与所述填充剂流体入口对准。50.一种将试剂装载到试剂盒上的方法，其包括：将试剂盒定位在孔板上，其中：所述试剂盒包括：移液管吸头阵列，其中每个移液管吸头具有第一开口和第二开口；和柱塞主体，其包括：多个柱塞，以及连接器主体，该连接器主体被构造成...

【专利技术属性】
技术研发人员：林思亲，龚剑，欧阳伊雯，林彦佑，
申请(专利权)人：深圳华大基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：