用于从生物样品中分离和纯化分析物的微流控电路、微流控芯片、试剂盒和方法技术

本发明专利技术涉及根据独立权利要求的用于分离和纯化分析物(优选核酸)的微流控电路、微流控芯片、试剂盒和方法。试剂盒和方法。试剂盒和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从生物样品中分离和纯化分析物的微流控电路、微流控芯片、试剂盒和方法


[0001]本专利技术涉及根据独立权利要求的用于分离和纯化分析物(优选核酸)的微流控电路、微流控芯片、试剂盒和方法。

技术介绍

[0002]使用酶促反应分析核酸的领域，例如在聚合酶链式反应测定中，一般需要使用反应酶和/或蛋白质，这些酶和/或蛋白质对前面的核酸分离步骤，特别是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的分离中常用的试剂非常敏感。
[0003]分离步骤中常用的试剂有助于裂解包括生物细胞和/或病毒物质在内的生物样品。换句话说，这些试剂有助于外部边界或细胞膜/病毒壁至少部分被分解或破坏，以释放细胞内/病毒内物质，例如来自细胞的DNA、RNA、蛋白质或细胞器。这种破坏需要合适的强裂解剂，例如盐酸胍，醇类如乙醇、异丙醇，或十二烷基硫酸钠(SDS)。裂解剂可以以裂解缓冲液混合物的形式使用，例如SDS裂解缓冲液，它可以包含0.5％(w/v)SDS、0.05M Tris
·
Cl，调节pH至8.0并加入1mM新鲜的二硫苏糖醇(DTT)。
[0004]然而，由于对肽结构的强裂解作用，这些裂解剂可能会干扰用于核酸分析步骤的酶，例如聚合酶链式反应(PCR)所需的酶。因此，有必要提供装置，在进行分析步骤之前减少剩余的裂解剂污染。
[0005]除裂解剂外，用于清洗和纯化从剩余细胞/壁碎片中分离的核酸的清洗剂也可能干扰核酸的酶促反应，例如PCR，特别是在清洗剂选自合适的醇类如乙醇或异丙醇的情况下。
[0006]一般来说，包含破坏的细胞/病毒、分离的核酸和裂解剂的裂解液与捕捉剂如珠子(优选微珠)接触，以便将核酸与珠子结合，从而将结合的核酸珠子与破坏的细胞/病毒和进一步释放的细胞间/病毒间物质分离。
[0007]在分析核酸的酶促反应在微流控装置如微流控芯片上进行的情况下，裂解剂和清洗剂必须与分离的核酸分离，这通常是通过将它们转移到废物室来进行的，废物室也可以是微流控装置的出口，而分离和洗脱的核酸必须转移到反应室，酶促分析反应就在这里进行。
[0008]为了便于分离，微流控芯片通常包括通道系统，所述通道系统包括至少一个结点，通道在该结点处分支为在流体流向的下游方向连接到废物室的子通道和在流体流向的下游方向连接到反应室的子通道。通道系统包括合适的装置，例如双态阀，以促进流向废物室(WC)的流体流动或促进流向反应室(RC)的流体流动。由于这些阀门不能直接设置在结点上，因此至少一些将在流动方向下游(fd)转移到废物室(WC)的裂解液，包括裂解剂和/或清洗剂(LB)，也进入连接到反应室(RC)的子通道的至少一部分(距离d)，这在图1A中示出(阀门没有示出)。当下一步核酸被洗脱缓冲液(EB)在流动方向下游(fd)洗脱到反应室(RC)时，那么剩余的部分裂解液，包括含有裂解剂的缓冲液(LB)和/或剩余的清洗剂，也将被转移到
反应室，并可能干扰核酸上的酶促反应(见图1B)，从而降低分析精度。
[0009]因此，存在一种提高对生物样品的分析物(优选核酸)进行的酶促反应如PCR的分析精度的持续需求。
[0010]此外，存在一种在提供生物样品的分析物(优选核酸)的简单和具有成本效益的分离和纯化方法方面的持续需求，所述方法在接下来的酶促反应中减少或防止剩余污染，特别是裂解剂的污染。
[0011]因此，本专利技术的目的是提供一种替代的和/或改进的微流控装置，例如微流控电路或微流控芯片，用于分离和纯化来自生物样品的分析物(优选核酸)，提供合适的分析精度和/或减少或防止污染剂的污染，例如在对分析物(优选核酸)的酶促分析反应中的裂解剂和/或清洗剂，更优选地，其中分离和纯化方法是简单的和具有成本效益的。

技术实现思路

[0012]本专利技术的一个或多个问题由独立权利要求的主题解决，即一种用于从生物样品中分离和纯化分析物(优选核酸)的微流控电路/微流控芯片/试剂盒/系统，及其用途，以及一种用于在分离和纯化过程中控制流体流动的方法，和一种用于从生物细胞样品中分离和纯化分析物(优选核酸)的方法。优点(优选实施方案)在下文的具体实施方式和/或附图以及从属权利要求中列出。
[0013]因此，本专利技术的第一方面涉及一种微流控电路，其用于分离和纯化生物样品中包含的分析物(优选核酸)的微流控芯片中，其中微流控电路被设置在基板中，并包括将缓冲室(BC)的出口与洗脱室(EC)的入口流体连接的第一微流控通道(MC1)，和将洗脱室(EC)的出口与废物室(WC)的入口流体连接并将洗脱室(EC)的出口与反应室(RC)流体连接或可连接到反应室(RC)的第二微流控通道(MC2)，其中第二微流控通道(MC2)在第一结点(J1)处分支为第一代的两个下游子通道(MC21，MC22)，其中第一子通道(MC21)连接到废物室(WC)的入口，第二子通道(MC22)连接或可连接到反应室(RC)，其特征在于，第一代的第二子通道(MC22)在第二结点(J2)处分支为第二代的两个下游子通道，其中第一子通道(MC221)连接或可连接到反应室(RC)，第二子通道(MC222)连接到缓冲室(BC)，并被配置为促进第一代的第二子通道(MC22)和第二微流控通道(MC2)的至少一部分中的流体流向洗脱室(EC)的出口方向，其中流体流动方向由三个或更多个流体流动控制装置的设置来控制，其中流体流动控制装置可独立致动以促进微流控通道中的流体流动(开启状态)，和/或可独立致动以阻止微流控通道中的流体流动(关闭状态)。
[0014]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于分离和纯化生物样品中包含的分析物(优选核酸)的微流控芯片，其具有与捕获室(CC)的入口流体连接的样品室(SC)，其特征在于，捕获室(CC)的出口与根据本专利技术第一方面的微流控电路流体连接，其中捕获室(CC)的出口通过第三微流控通道(MC3)连接到第一微流控通道(MC1)的第四结点(J4)。
[0015]根据本专利技术的第三方面，提供了一种试剂盒，其包括根据本专利技术第二方面的微流控芯片和一种或多种相同或不同的合适的反应剂或由其组成，所述反应剂选自由以下组成的组：适合进行生物样品的裂解的试剂(裂解剂)；适合进行来自分别与至少部分捕获载体结合的分离的分析物(优选核酸)的裂解的生物细胞碎片的清洗的试剂(清洗剂)；适用于将分离的分析物(优选核酸)从捕获载体上洗脱的试剂(洗脱剂)；适用于悬浮样品的试剂(溶
解剂)。
[0016]根据本专利技术的第四方面，提供了一种被配置为执行从生物样品中分离和纯化分析物(优选核酸)的系统，其特征在于，它包括根据本专利技术第二方面的微流控芯片和热循环仪或由其组成。
[0017]根据本专利技术的第五方面，提供了一种从生物细胞样品中分离和纯化分析物(优选核酸)的方法，其包括以下步骤或由其组成：
[0018]a.提供一种系统，所述系统被配置为执行从生物样品中分离和纯化分析物(优选核酸)，所述系统包括微流控芯片和热循环仪或由其组成，其中微流控芯片具有基板，所述基板包括与捕获室(CC)的入口流体连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微流控电路，其用于分离和纯化生物样品中包含的分析物，优选核酸的微流控芯片中，其中所述微流控电路被设置在基板中，并包括将缓冲室(BC)的出口与洗脱室(EC)的入口流体连接的第一微流控通道(MC1)，和将洗脱室(EC)的出口与废物室(WC)的入口流体连接并将洗脱室(EC)的出口与反应室(RC)流体连接或能够连接到反应室(RC)的第二微流控通道(MC2)，其中所述第二微流控通道(MC2)在第一结点(J1)处分支为第一代的两个下游子通道(MC21，MC22)，其中第一子通道(MC21)连接到废物室(WC)的入口，第二子通道(MC22)连接或能够连接到反应室(RC)，其特征在于，第一代的第二子通道(MC22)在第二结点(J2)处分支为第二代的两个下游子通道，其中第一子通道(MC221)连接或能够连接到反应室(RC)，第二子通道(MC222)连接到缓冲室(BC)，并被配置为促进第一代的第二子通道(MC22)和第二微流控通道(MC2)的至少一部分中的流体流向洗脱室(EC)的出口方向，其中流体流动方向由三个或更多个流体流动控制装置的设置来控制，其中所述流体流动控制装置能够独立致动以促进微流控通道中的流体流动(开启状态)，和/或能够独立致动以阻止微流控通道中的流体流动(关闭状态)。2.根据权利要求1所述的微流控电路，其中所述第一微流控通道(MC1)在第三结点(J3)处分支为第一代的两个子通道，其中第一子通道(MC11)连接到洗脱室(EC)的入口，第二子通道(MC12)连接到第二微流控通道(MC2)的第二代的第二子通道(MC222)，从而绕过洗脱室(EC)。3.根据权利要求1或2所述的微流控电路，其中所述第一和第二微流控通道(MC1，MC2)和它们各自的子通道以及洗脱室被配置为有利于微流控流动特性，包括防止油性和水性流体的混合，优选地被配置为分别具有垂直于流动方向的2mm或更小的内径。4.根据权利要求1至3中任一项所述的微流控电路，其中所述缓冲室(BC)被配置为适合在一个方向上操作的注射器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的微流控电路，其中所述流体流动控制装置是多态阀，其能够独立致动以促进微流控通道中的流体流动(开启状态)，和/或能够独立致动以阻止微流控通道中的流体流动(关闭状态)，特别是其中所述流体流动控制装置是双态阀。6.根据权利要求5所述的微流控电路，其中流体流动控制装置(V1)被设置用于控制连接到废物室(WC)的入口的第二微流控通道(MC2)的第一代的第一子通道(MC21)中的流体流动，进一步的流体流动控制装置(V2)被设置用于控制连接或能够连接到反应室(RC)的第二微流控通道(MC2)的第二代的第一子通道(MC221)中的流体流动，以及进一步的流体流动控制装置(V3)被设置用于控制第二微流控通道(MC2)的第二代的第二子通道(MC222)中的流体流动。7.根据前述权利要求中任一项所述的微流控电路，其中所述废物室(WC)代表基板中的空隙，或代表通过基板的出口与基板连接的任何形状的废物贮库。8.一种微流控芯片，其用于分离和纯化生物样品中包含的分析物，优选核酸，所述微流控芯片具有包括与捕获室(CC)的入口流体连接的样品室(SC)的基板，其特征在于，所述捕获室(CC)的出口与根据权利要求1至7中任一项所述的微流控电路流体连接，其中所述捕获室(CC)的出口通过第三微流控通道(MC3)连接到第一微流控通道(MC1)的第四结点(J4)。9.根据权利要求8所述的微流控芯片，其中流体流动控制装置(V4)，优选为多态阀，特别是双态阀，被设置用来控制捕获室(CC)的出口和第一微流控通道(MC1)的第四结点(J4)
之间的第三微流控通道(MC3)中的流体流动。10.根据权利要求8或9所述的微流控芯片，其中所述捕获室(CC)包括合适的磁性捕获载体，适于结合从生物样品中裂解出来的分离的分析物，优选核酸，优选地包括合适的磁性微珠，所述磁性微珠任选地具有相同或不同的尺寸。11.根据权利要求8至10中任一项所述的微流控芯片，其中所述捕获室(CC)被配置为具有接收至多5ml，优选1至4ml，更优选1.5至3ml，特别是至多2ml的液体的内部体积。12.根据权利要求8至11中任一项所述的微流控芯片，其中所述样品室(SC)被配置为接收至多3ml，优选0.5ml至2ml，优选至多1ml的液体的内部体积。13.根据权利要求11或12所述的微流控芯片，其中所述微流控芯片进一步包括分别与样品室(SC)或捕获室(CC)流体连接的裂解剂室(LC)和/或溶解剂室(DC)。14.一种试剂盒，其包括根据权利要求8至13中任一项所述的微流控芯片和一种或多种相同或不同的合适的反应剂或由根据权利要求8至13中任一项所述的微流控芯片和一种或多种相同或不同的合适的反应剂组成，所述反应剂选自由以下组成的组：适合进行生物样品的裂解的试剂(裂解剂)；适用于将分别与至少部分捕获载体结合的裂解的生物细胞碎片从分离的分析物，优选核酸中洗出的试剂(清洗剂)；适用于将分离的分析物，优选核酸从捕获载体上洗脱的试剂(洗脱剂)；适用于悬浮样品的试剂(溶解剂)。15.一种系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡米尔，
申请(专利权)人：好奇诊断有限责任公司，
类型：发明
国别省市：