СОСУД ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТЕЙ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2000 года по МПК G01N21/07 B04B5/04 

Изобретение касается сосуда для обработки жидкостей и устройства для обработки жидкостей. Изобретение может использоваться для проведения химических или биологических анализов образцов. В частности, настоящее изобретение может использоваться в способе и устройстве для проведения анализов с использованием иммунологических нуклеинокислотных зондов в сосуде, имеющем множество отделений. При вращении сосуда отделения находятся в гидравлической связи между собой.

Известен, в частности, сосуд для обработки жидкостей движением по типу перемещения, предусматривающему неподвижное положение и вращение по кругу, имеющему ось, радиус и плоскость вращения, содержащий корпус с камерой, имеющей первое отделение и второе отделение, причем первое отделение имеет одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости, а второе отделение - одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости, при этом, по меньшей мере, одна из указанных одной или большего числа стенок первого отделения и, по меньшей мере, одна из указанных одной или большего числа стенок второго отделения образуют переливное средство, расположенное между первым и вторым отделениями и ограничивающее первую зону удерживания жидкости в первом отделении для помещения жидкости при неподвижном положении сосуда, и канал в камере для жидкости при вращении сосуда (патент США 4314970 A, кл. G 01 N 21/07, 09.02.1982). Применение этого сосуда, однако, ограничено, поскольку отделения не пропускают света и непригодны для некоторых видов иммунологического анализа.

Исследования аффинного связывания часто используются для обнаружения присутствия молекулы, ассоциируемой с болезнью или биологическим состоянием. Эти анализы основываются на связывающих парах или парах молекул, которые проявляют взаимную аффинность (сродство) или способность к связыванию. Обычно одну из молекул связывающей пары называют лигандом, а другую молекулу связывающей пары - антилигандом, рецептором, аналитом или мишенью. Это обозначение является произвольным в том смысле, что оно зависит от того, какую молекулу желают обнаружить. Связывающая пара может представлять собой пару взаимно дополняющих нуклеиновых кислот, антигенов и антител, лекарственных средств и клеточных рецепторов лекарственных средств, а также энзимов и энзимных субстратов.

Обычно часть этой биологически связывающей пары иммобилизируют на твердой поверхности, как, например, пластмассе, стекле или нитроцеллюлозной бумаге. На твердую подложку наносят пробу, возможно содержащую интересуемую молекулу. После инкубационного периода, в течение которого интересуемая молекула имеет возможность связываться с иммобилизированным лигандом, удаляют несвязанную пробу. В течение этого инкубационного периода пробу и подложку покачивают для создания потока жидкости поверх подложки, чтобы максимально увеличить возможность восприятия молекул мишени иммобилизированным лигандом. В случае присутствия мишени она образует комплекс с иммобилизированным лигандом.

После этого на подложку наносят дополнительные реагенты, которые способны реагировать с образозавшимся комплексом или с мишенью, захваченной иммобилизированным лигандом. К этим дополнительным реагентам обычно относится меченый второй лиганд, который способен связываться с мишенью или комплексом. Меченый второй лиганд имеет метку - часть молекулы, которую можно обнаружить. К числу обычных меток относятся, например, (без ограничения) радиоактивные изотопы, энзимы, люминесцентные вещества, осадители и красители. Подложка проверяется на наличие сигнала в присутствии соответствующих условий для образования сигнала. Этот сигнал указывает на наличие мишени.

Хорошо известны способы иммобилизации иммунологических агентов, пептидов и нуклеиновой кислоты на твердой подложке. О нуклеинокислотных последовательностях, специфичных для данного болезненного состояния, широко сообщалось в научной печати, патентах и опубликованных заявках США и других стран и различных банках данных с информацией о нуклеинокислотных последовательностях. Об иммунологических агентах, как, например, антителах, специфичных для данного организма или болезненных состояний, также сообщалось в научной печати, патентах и опубликованных заявках США и других стран, научных каталогах поставщиков химических средств (как, например, компании "Сигма Кэмикл Кампэни", г. Сент-Луис, шт. Миссури, США). Что касается клеточных линий, то они хранятся в депозитариях (как, например, в Американской коллекции типовых культур, г. Роквилл, шт. Мэриленд, США).

Проведение анализов на сродство ограничивается необходимостью наносить и удалять реагенты вручную, чтобы обнаружить присутствие аналита. Анализы на сродство обычно проводят в кюветах, т.е. в небольших сосудах, похожих на пробирки. Небольшие объемы и отверстия кювет создают неудобства и могут привести к ошибке оператора.

Хотя и автоматизированы другие стадии способа, существует потребность в сосуде, который позволял бы проводить по существу весь анализ в автоматическом режиме. Существует потребность в сосуде для облегчения нанесения и удаления жидкостей и для инкубации пробы и иммобилизованных лиганд надежным образом.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обращения с небольшими контролируемыми объемами жидкостей. Способ и устройство по изобретению идеально подходят для проведения сродственно-связывающих анализов.

Один аспект настоящего изобретения относится к сосуду для обработки жидкостей. Сосуд обрабатывает жидкие среды посредством их движения по такому типу перемещения, который включает в себя неподвижное положение и вращение по кругу. Этот круг имеет ось, радиус и плоскость вращения. Используемый здесь термин "осевой" означает "по направлению к оси". Термин "периферийный" относится к периферии плоскости вращения или краю круга у его наибольшей дуги. Вращение относится к типу, связанному с вращающимися столами и центрифугами для воздействия центробежной силы на жидкости, содержащиеся в сосуде.

Сосуд имеет корпус, содержащий камеру. Камера имеет первое отделение и второе отделение. Первое отделение имеет одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости. По меньшей мере, одна стенка первого отделения и, по меньшей мере, одна стенка второго отделения образуют переливное средство. Переливное средство расположено между первым и вторым отделениями, ограничивая зону удерживания жидкости в первом отделении, для помещения жидкости, когда сосуд находится в неподвижном положении, и канал в камере для жидкостей, когда корпус вращается при первом режиме движения.

Во время вращения корпуса этот канал находится в гидравлической связи с первым и вторым отделениями. Второе отделение имеет, по меньшей мере, одну стенку, ограничивающую вторую зону удерживания жидкости, когда сосуд находится в неподвижном положении, и, по крайней мере, третью зону удерживания жидкости, когда корпус вращается. Сосуд принимает жидкость в первое отделение и выпускает жидкость из этого отделения через канал во второе отделение, когда она подвергается действию центробежной силы при вращении корпуса. Жидкость, принятая во второе отделение при вращении корпуса, находится в третьей зоне удерживания жидкости. При неподвижном положении корпуса жидкость, принятая во второе отделение, находится во второй зоне удерживания жидкости.

Предпочтительно вторая зона удерживания жидкости, находящаяся во втором отделении, имела нижнюю поверхность, снабженную углублением для приема жидкостей. Это углубление способствует удалению жидкостей пипеткой или иным средством.

Сосуд предпочтительно имеет переливное средство, содержащее, по меньшей мере, одну поверхность для перемещения жидкости. Эта поверхность наклонена для приема жидкостей из первой зоны удерживания жидкости и перемещения такой жидкости под действием центробежной силы. Поверхность для перемещения жидкости предпочтительно образует угол по отношению к плоскости вращения, измеряемый внутри камеры от плоскости вращения до такой поверхности и равный более 90^o. Измерения по отношению к плоскости вращения относятся к такой плоскости, которая простирается приблизительно параллельно дну сосуда.

Первое отделение предпочтительно имеет, по меньшей мере, одну стенку для помещения индикаторной полоски. Эта стенка предпочтительно выполнена ровной и плоской и расположена у дня первого отделения, чтобы воспринимать жидкость по всей своей поверхности. Индикаторная полоска предпочтительно содержит одну часть связывающей пары, иммобилизованную на ее верхней поверхности. Предпочтительной частью связывающей пары являются иммунологические или нуклеинокислотные зонды. Типичные иммунологические зонды содержат антитела и антигены, ассоциируемые с болезнью или биологическим состоянием. В нуклеинокислотном зонде обычные реагенты представляют собой нуклеиновую кислоту с нуклеотидной последовательностью, способной гибридизироваться с нуклеиновой кислотой-мишенью. Нуклеиновую кислоту-мишень обычно ассоциируют с болезнью или биологическим состоянием.

Кроме того, корпус предпочтительно содержит поворотное средство для придания корпусу второго типа перемещения. Этот второй тип перемещения предпочтительно включает в себя качательное движение для перемешивания жидкостей в первом или втором отделении во время инкубационного процесса.

Предпочтительно поворотное средство содержит лапки, выступающие от корпуса у первого отделения. Лапки выполнены с возможностью вхождения в опорные пазы, позволяющие корпусу вращаться по дуге поворота. Предпочтительная дуга поворота составляет до 30^o. Таким образом, когда точка опоры находится между осевым концом и периферийным концом устройства, дуга поворота составляет до 15^o выше или ниже плоскости вращения.

Данный корпус предпочтительно выполняется с возможностью его удерживания на вращающемся столе. Предпочтительно вращающийся стол имеет пазы для помещения в них лапок, выступающих от корпуса. Лапки, выступающие от корпуса, входят в пазы, что позволяет осуществлять второй режим движения корпуса. Пазы и лапки предпочтительно согласуются с центром сосуда или удерживают сосуд на месте при его качании.

Вращающийся стол имеет средство для создания второго режима движения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения корпус имеет выступ, который соединяется со средством создания второго типа перемещения. Это средство предпочтительно имеет ступицу, способную совершать вертикальное возвратно-поступательное движение. Корпус имеет выступ для сцепления со ступицей с целью качания корпуса при движении поворота.

Первое отделение предпочтительно выполнено с возможностью приема света и имеет одну или большее число стенок со светорассеивающей поверхностью. В качестве альтернативы одна или большее число стенок могут иметь светопоглощающую поверхность, чтобы обеспечить соответствующее освещение первого отделения. Первое отделение предпочтительно содержит индикаторную полоску, показания которой видны благодаря освещению.

Предпочтительно, по меньшей мере, одна стенка первого отделения, содержащего переливное средство, была выполнена наклонной, чтобы свет мог поступать в первое отделение для освещения плоской поверхности дна. Одна или большее число стенок сделаны под углом к плоскости вращения, при этом угол, измеряемый внутри камеры от плоскости вращения до такой стенки, предпочтительно больше 90^o, более предпочтительно находится в пределах 110 - 165^o и наиболее предпочтительно равен около 120^o.

Первое отделение предпочтительно имеет нижнюю плоскую поверхность. На нижнюю плоскую поверхность предпочтительно иммобилизуют иммунологические или нуклеинокислотные зонды либо эту поверхность выполняют с возможностью помещения на нее одной или большего числа индикаторных полосок, содержащих иммунологические или нуклеинокислотные зонды.

Кроме того, первое отделение предпочтительно содержит две боковые стенки, осевую стенку и переливную стенку. Переливная стенка образует часть переливного средства, противоположного осевой стенке. Предпочитается, чтобы две боковые стенки были расположены под углом к нижней плоской стенке, причем их углы расположения были бы по существу равными для обеспечения симметричной картины освещения отраженным светом. Угол наклона каждой боковой стенки к нижней плоской поверхности предпочтительно равен 90^o или более, более предпочтительно 90 - 135^o и наиболее предпочтительно около 95^o.

Предпочтительно осевая стенка и переливная стенка имели углы наклона к нижней стенке, которые были бы по существу равными для обеспечения симметричной картины освещения отраженным светом на нижней стенке. Осевая стенка и переливная стенка предпочтительно расположены под углом к нижней плоской поверхности, измеряемым в камере от нижней плоской поверхности до каждой соответствующей стенки и составляющим больше 90^o, более предпочтительно 110 - 165^o и наиболее предпочтительно около 120^o.

Предпочитается, чтобы, по крайней мере, одна или большее число стенок второго отделения образовывали переливное средство, нижнюю стенку и заднюю стенку. Второе отделение предпочтительно имеет заднюю стенку, которая в осевом направлении наклонена относительно плоскости вращения, образуя третью зону удерживания жидкости. Таким образом, задняя стенка расположена под углом, измеряемым в камере от плоскости вращения до такой стенки и равным менее 90^o, более предпочтительно - 60 - 70^o.

Одна или большее число стенок содержат углубление, определяющее низкую точку во второй зоне удерживания жидкости. В углубление стекают жидкости, удаляемые пипеткой и т.п.

Для облегчения изготовления сосуда по настоящему изобретению его предпочтительно формуют целиком. Сосуд может быть заранее снабжен индикаторной полоской или он может быть выполнен с возможностью помещения в него индикаторной полоски оператором. Сосуд по существу открыт сверху. Таким образом, корпус имеет отверстие, простирающееся от осевой стенки первого отделения до задней стенки второго отделения.

Другим вариантом осуществления настоящего изобретения является способ обработки жидкостей. Этот способ включает в себя помещение пробы в сосуд для обработки жидкостей их перемещением при первом режиме движения. Используемый здесь термин "проба" обозначает жидкость, которая будет подвергаться обработке. В аналитическом или диагностическом смысле проба потенциально содержит аналит. Сосуд содержит корпус с камерой, имеющей первое отделение и второе отделение. Первое отделение имеет одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости. Подобным же образом второе отделение имеет одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости. По меньшей мере, одна стенка первого отделения и, по меньшей мере, одна стенка второго отделения образуют переливное устройство, расположенное между первым и вторым отделениями и ограничивающее зону удерживания жидкости в первом отделении для помещения в нее жидкости, когда сосуд находится в неподвижном положении, и канал в камере для жидкостей. Второе отделение имеет, по меньшей мере, одну или большее число стенок, ограничивающих вторую зону удерживания жидкости для помещения жидкостей, когда сосуд находится в неподвижном положении, и третью зону удерживания жидкости, когда корпус вращается. При вращении корпуса канал находится в гидравлической связи с первой и второй камерами. Пробу обрабатывают в первом отделении и выпускают во второе отделение при вращении корпуса и прохождении жидкости через канал во второе отделение камеры.

Варианты осуществления настоящего изобретения идеально подходят для обработки индикаторных полосок. Единственную индикаторную полоску предпочтительно помещают в первое отделение сосуда. Широкая, открытая камера, открытая от осевой стенки первого отделения до задней стенки второго отделения, позволяет легко снимать показания с индикаторных полосок. Настоящее изобретение идеально подходит для колориметрической оценки индикаторных полосок в форме анализа методом иммуноблотинга. Открытая камера позволяет также вводить жидкости в камеру или удалять из нее с помощью ручных или автоматических пипеток.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении дальнейшего описания, сопровождаемого чертежами, на которых изображено:
фиг. 1 - изометрическое изображение устройства по изобретению;
фиг. 2 - вид сверху устройства, показанного на фиг.1;
фиг. 3 - вид устройства по изобретению, разрез по 3-3 на фиг. 2;
фиг. 4 - вид в поперечном разрезе устройства по изобретению со средством освещения и средством снятия показаний;
фиг. 5 - вращающийся стол, снабженный выступающими пазами для приема устройства, изображенного на фиг. 1, и
фиг. 6 - узел из вращающегося стола и центральной ступицы для придания двух типов перемещения устройству по изобретению.

Способ и устройство по настоящему изобретению далее подробно описаны в связи с предпочтительными вариантами осуществления изобретения для сродственно-связывающих анализов. Главное назначение описания заключается не в том, чтобы ограничить изобретение, а чтобы показать яснее особенности и преимущества изобретения. Действительно, способ и устройство находят применение в любом случае, когда может быть полезным сосуд с многими отделениями, выполненный с возможностью вращаться и качаться.

Обращаемся теперь к фиг. 1, на которой изображен сосуд для обработки жидкостей, в общем обозначенный позицией 11. Сосуд 11 имеет корпус 13, способный двигаться при двух режимах движения.

Обращаемся теперь к фиг. 2, где показан первый тип перемещения, включающий в себя неподвижное положение и вращение по кругу. Круг имеет ось, радиус и плоскость вращения.

Корпус 13 имеет осевой конец 15 и периферийный конец 17. Осевой конец расположен по направлению к оси. Периферийный конец 17 определяет периферию круга. Первый тип перемещения и плоскость вращения предполагаются направленными согласно жирным стрелкам AA. Измерения углов по отношению к этой плоскости вращения относятся к такой плоскости, которая определяется дном корпуса.

Обращаемся теперь к фиг. 3, на которой корпус 13 движется по второму типу перемещения, состоящему из неподвижного положения и качательного движения. Качательное движение представляет собой движение поворота вокруг точки на радиусе с наклоном корпуса 13 относительно плоскости вращения. В случае, когда точка опоры находится между осевым концом 15 и периферийным концом 17, второй тип перемещения считается происходящим по направлению согласно жирным стрелкам ВВ.

Корпус 13 имеет одну или большее число стенок, ограничивающих внутреннюю камеру 19, как это лучше всего видно на фиг.2, и наружную поверхность 21, видную легче всего на фиг.1. Корпус 13 предпочтительно формован в виде единой детали.

Обращаемся теперь к фиг. 2 и 3, на которых внутренняя камера 19 имеет первое отделение 23 и второе отделение 25. Первое отделение 23 расположено ближе к оси по сравнению со вторым отделением 25. Первое отделение 23 ограничено нижней стенкой 27, боковыми стенками 29a и 29b, осевой стенкой 31 и переливной стенкой 33. Нижняя стенка 27 первого отделения 23 предпочтительно имеет размеры около 5,34 см на 0,55 см. Боковые стенки 29a и 29b имеют высоту около 2,16 см. Первое отделение имеет зону удерживания жидкости 35, показанную пунктирными линиями и предназначенную для содержания жидкости, когда корпус 13 является неподвижным при первом типе перемещения и качающимся при втором типе перемещения. Первое отделение 23 предпочтительно может содержать жидкость в объемах до 1,8 мл.

На нижней стенке 27 имеется индикаторная полоска 37, содержащая один или большее число биологических связывающих агентов. Предпочтительной индикаторной полоской является иммунологическая индикаторная полоска. Данное устройство идеально подходит для обработки индикаторной полоски при иммуноанализе методом стрип-блотинга "КИРОН РИБА" (зарегистрированный товарный знак).

Специалисты согласятся с тем, что для обнаружения антител к таким антигенам на индикаторной полоске могут быть иммобилизированы многие виды антиген. Специалисты также согласятся с тем, что для обнаружения различных антигенных молекул антитела могут быть обычным способом иммобилизированы на индикаторной полоске. Связывающие пары антигенов и антител легко идентифицируются, причем компоненты могут быть закуплены у химических компаний-поставщиков, как, например, компании "ИКН Биомедикэл, Инк.", г.Ирвин, шт. Калифорния, CШA.

Образцы антител и антиген, приобретаемые у химических компаний-поставщиков, не считаются исчерпывающими. На индикаторных полосках 37 можно легко идентифицировать и иммобилизовывать другие антитела и интигены.

Индикаторная полоска 37 может быть выполнена с нуклеиновой кислотой, имеющей последовательность, способную гибридизироваться до последовательности мишени. Эту последовательность - последовательность зонда - можно обычными средствами легко синтезировать и фиксировать на индикаторной полоске. Последовательность зонда можно получить из любого числа банков данных, как, например, "ГеБэнк". Последовательность зонда обычно составляет 10-20 нуклеотидов по длине, содержащей последовательности с желаемой селективностью к мишени.

Индикаторная полоска 37 может содержать любую твердую подложку. Для удерживания продуктов колориметрической реакции индикаторную полоску предпочтительно изготавливают из нитроцеллюлозы.

Первое отделение 23 обладает оптическими свойствами для обеспечения надежного снятия показаний с индикаторной полоски 37. Обращаемся теперь к фиг.4, на которой осевая стенка 31 и переливная стенка 33 имеют углы наклона к плоскости вращения и нижней стенке 27. Угол Θ′ наклона переливной стенки, измеряемый от нижней стенки 27 до переливной стенки 33 вверх по камере 19, и угол Θ наклона осевой стенки 31, измеряемый от нижней стенки 27 до осевой стенки 31 вверх по камеpе 19, приблизительно равны. Углы Θ и Θ′ предпочтительно составляют 110-165^o и наиболее предпочтительно - около 120^o.

Боковые стенки 29a и 29b подобным же образом имеют углы наклона по отношению к плоскости вращения и нижней стенке 27. Углы наклона боковых стенок 29a и 29b, измеряемые от нижней стенки 27 вверх до боковой стенки 29a или 29b, приблизительно равны. Углы предпочтительно равны 90-135^o и наиболее предпочтительно - около 95^o.

Боковые стенки 29a и 29b, осевая стенка 31 и переливная стенка 33 хорошо отражают к нижней стенке 27 свет, падающий из места над линией, проходящей от осевой стенки 31 до переливной стенки 33. На фиг.4 показано освещение нижней стенки 27 двумя источниками излучения света 39a и 39b. Эти источники создают свет для освещения нижней стенки 27. Свет падает из места над линией, проходящей от осевой стенки 31 до переливной стенки 33, чтобы считывающее средство могло воспринимать свет, отраженный от нижней стенки 27. Свет, отраженный от нижней стенки 27, воспринимается призмой 41 и камерой 43 для оценки или записи показаний.

Боковые стенки 29a и 29b, ограничивающие первое отделение 23, осевая стенка 31 и переливная стенка 33 предпочтительно являются непрозрачными или полупрозрачными, чтобы поглощать или отражать свет рассеивающим образом и тем самым облегчать снятие показаний с индикаторной полоски 37. Боковые стенки 29a и 29b, осевую стенку 31 и переливную стенку 33 зачерняют пигментами в процессе формования или, что предпочтительно, с целью рассеивания света боковые стенки 29a и 29b, осевую стенку 31 и переливную стенку 33 выполняют густо окрашенными и с матовой или текстурированной отделкой (не показана).

Обращаемся теперь к фиг. 2 и 3, на которых угол наклона переливной стенки к нижней стенке 27 и плоскости вращения способствует движению жидкостей из первого отделения во второе отделение во время вращения корпуса 13. Переливная стенка 33 имеет высоту меньше, чем у горизонтальных стенок 29a и 29b, чтобы образовывать канал 45 в камере 19 для сообщения со вторым отделением 25, т. е. когда боковые стенки 29a и 29b имеют высоту 2,16 см, а переливная стенка - высоту 1,60 см.

Второе отделение 25 ограничено нижней стенкой 47, передней стенкой 49, боковыми стенками 29a и 29b, задней стенкой 51, выступающими стенками 53a и 53b и боковыми стенками 55a и 55b. Нижняя стенка 47 второго отделения предпочтительно имеет размеры 2,79 см на 1,02 см. Боковые стенки 29a и 29b имеют высоту приблизительно 2,15 см.

Второе отделение 25 имеет две зоны удерживания жидкости в дополнение к первой зоне удерживания жидкости 35 в первом отделении 23. Вторая зона удерживания жидкости 57 ограничена нижней стенкой 47, передней стенкой 49, боковыми стенками 29a и 29b, задней стенкой 51, выступающими стенками 53a и 53b и боковыми стенками 55a и 55b.

Вторая зона удерживания жидкости 57 обозначена пунктирной линией и лучше всего видна на фиг. 3. Вторая зона удерживания жидкости 57 содержит жидкости, находящиеся во втором отделении 25, когда корпус 13 находится в неподвижном положении при первом режиме движения. Вторая зона удерживания жидкости 57 имеет углубление 59 там, где передняя стенка 49 стыкуется с нижней стенкой 47. Углубление 59 выполнено с возможностью введения в него пипеток и других устройств для извлечения жидкостей (не показаны) с целью удаления жидкости из второго отделения 25.

Третья зона удерживания жидкости 61 по существу ограничена нижней стенкой 47, задней стенкой 51 и боковыми стенками 55a и 55b. Третья зона удерживания жидкости 61, показанная штрихпунктирной линией, вмещает жидкость во втором отделении 25, когда корпус 13 движется согласно первому режиму движения. Специалисты легко поймут, что первая, вторая и третья зоны удерживания жидкостей 35, 57 и 61 изменяют свою форму в зависимости от вращения корпуса 13 и объема жидкостей, которые находятся в каждом отделении. Вторую и третью зоны удерживания жидкости предпочтительно выполняют с такими размерами, чтобы вмещать приблизительно до 2,4 мл жидкостей.

Боковые стенки 55a и 55b и задняя стенка 51 выступают вбок наружу от боковых стенок 29a и 29b, обеспечивая большую емкость третьей зоны удерживания жидкости 61. Задняя стенка 51 наклонена к плоскости вращения. Угол α, измеряемый от плоскости вращения до задней стенки 51 внутри камеры 19, равен приблизительно 60 - 75^o. Этот угол α соответствует первому режиму движения по окружности с радиусом 12,7 - 30,5 см при частоте вращения приблизительно 100-200 об/мин. Предпочтительная частота вращения равна приблизительно 160 об/мин для корпуса 13 с общей длиной приблизительно 12,7 см и при радиусе окружности вращения приблизительно 17,8 см.

Передняя стенка 49 второго отделения 25 наклонена к плоскости вращения под углом β. Угол β, измеряемый в камере 19 от плоскости вращения до передней стенки 49, больше 90^o и предпочтительно равен приблизительно 150^o. Передняя стенка 49 принимает жидкость из канала 45 и под действием центробежной силы перемещает ее во второе отделение 25 при минимальном образовании аэрозоля. Жидкость, движущаяся по передней стенке 49, сохраняется на стенке благодаря поверхностному натяжению или капиллярному действию. Чтобы облегчить движение жидкости предпочитается полировать поверхности нижней стенки 47, осевой стенки 31, боковых стенок 29a и 29b во втором отделении 25, заднюю стенку 51, выступающие стенки 53a и 53b и боковые стенки 55a и 55b.

Осевая стенка 31, задняя стенка 51, боковые стенки 55a и 55b, выступающие стенки 53a и 53b и боковые стенки 29a и 29b ограничивают отверстие, в общем обозначенное позицией 65. Отверстие 65, простирающееся по существу по длине камеры 19, позволяет вставлять в первое отделение 23 или второе отделение 25 камеры 19 пипетки или другие инструменты для введения и извлечения жидкостей. Отверстие 65 позволяет вставлять индикаторные полоски 37 в первое отделение 23 или второе отделение 25.

Обращаемся теперь к фиг. 1, на которой корпус. 13 имеет лапки 67, выступающие вбок наружу от внешней поверхности 21. Лапки 67 образуют точки опоры для придания корпусу 13 качательного движения. Лапки 67 предпочтительно взаимодействуют с поддерживающей опорой 69 вращающегося стола 75 и воспринимаются ею, как это лучше всего видно на фиг. 5. Нижняя часть лапки 67 образует точку опоры посередине длины первого отделения 23. Вращающийся стол 75 способен двигаться при первом типе перемещения, сообщая вращение корпусу 13. Лапки 67 простираются от верха корпуса 13 до приблизительно середины наружной поверхности 21 вдоль линии, образующей угол τ с плоскостью вращения. Угол τ, измеряемый между плоскостью вращения и линией, проходящей вдоль оси лапок 67 от их низа до верха, составляет 90^o или более, с тем чтобы лапки 67 удерживались в опоре 69 во время вращения.

Корпус 13 предпочтительно имеет выступ 79, который для жесткости снабжен подпоркой 81. Выступ 79 выполнен с возможностью сцепления со средством вертикального движения для придания корпусу 13 второго типа перемещения. Лапка 67, расположенная на середине длины первого отделения 23, определяет точку опоры при большем весе в сторону к периферийному концу 17 устройства 11. Таким образом, выступ 79 должен лишь соприкасаться своей верхней поверхностью со средством вертикального движения. Средство вертикального движения предпочтительно представляет собой ступицу 85 с вертикальным возвратно-поступательным движением, выполненную за одно целое с вращающимся столом 75, как это лучше всего видно на фиг. 6. При движении ступицы 85 вверх и вниз выступ 79 вынужден опускаться под действием усилия ступицы и подниматься под действием веса устройства 11 на его периферийном конце 17, что приводит к качанию корпуса 13 на опоре 69. Обычно вторым типом перемещения является движение со скоростью приблизительно 25-76 см/мин и предпочтительно при 16-20 циклах в минуту.

Действие данного устройства будет описано в отношении предпочтительного варианта осуществления изобретения, в котором устройство несет в себе индикаторную полоску 37, содержащую образец для иммуноанализа методом стрип-блотинга на ВГЦ 3,0 "КИРОН РИБА" (зарегистрированный товарный знак).

Образец для иммуноанализа методом стрип-блотинга на ВГЦ 3,0 "КИРОН РИБА" (зарегистрированный товарный знак) содержит компоненты, указанные в таблице 1.

Таблица 1
Описание компонентов
1. Полоски, покрытые антигеном, кодированным вирусом гепатита C (ВГЦ), и пептидом (рекомбинант к33к и HC5, синтетический 5-1-1п, к100п и к22п); каждая полоска содержит четыре отдельные полосы с кодированными ВГЦ антигенами/пептидами, полосу с рекомбинантным человеческим SOD и две контрольные полосы с геном иммуноглобулина (IgG).

2. Разбавитель образца: фосфатно-солевой буферный раствор с бычьепротеиновыми стабилизаторами и детергентами. Содержит 0,1% азида натрия к 0,05% сульфата гонтамицина в качестве фиксаторов.

3. Конъюгат: меченый пероксидазой козий, не свойственный человеку lgG (тяжелые и легкие цепи) с бычьепротеиновыми стабилизаторами. Содержит 0,01% тимеразала в качестве фиксатора.

4. Раствор субстрата: 4-хлор-1-нафтол в метаноле.

5. Буфер субстрата: буферный раствор фосфата в перекиси водорода.

6. Концентрат промывочного буфера (50х): буферный раствор форфата в детергенте, содержащий 0,01% тимеразала в качестве фиксатора.

7. Положительный контроль (человек): неактивированная сыворотка или плазма человека, содержащая антитела к ВГЦ (анти-ВГЦ) и нереагирующая против поверхностного антигена гепатита в (ПАГБ), и антитела к вирусу иммунодефицита человека типа 1 (анти-ВИЧ-1) и типа 2 (анти-ВИЧ-2). Содержит 0,1% азида натрия и 0,05% сульфата гентамицина в качестве фиксаторов.

8. Отрицательный контроль (человек): сыворотка или плазма человека, нереагирующая против ПАГБ, анти-ВИЧ-1, анти-ВИЧ-2 и анти-ВГЦ. Содержит 0,1% азида натрия и 0,05% сульфата гентамицина в качестве фиксаторов.

Реагенты приготавливали согласно инструкциям, прилагаемым к упаковке. Обращаемся теперь к фиг. 3, на которой индикаторная полоска 37 прикреплена к нижней поверхности 27 первого отделения 23. В случае, если не предполагается немедленное проведение анализа, устройство 11 хранят в холодильнике. Приблизительно за 30 минут до начала анализа устройство извлекают из холодильника и дают ему нагреться до комнатной температуры.

Как показано на фиг. 5 и 6, устройство 11 лапками 67 установлено на опоре 69 вращающегося стола 75. Выступ 79 соприкасается со ступицей 85.

В первое отделение 23 устройства 11 вводят приблизительно 0,5-2,0 мл разбавителя образца. Для иных жидкостей, чем образцы или контрольные жидкости, предпочтительный объем равен 1 мл. Приводят в действие ступицу 85, совершающую вертикальное возвратно-поступательное движение и вызывающую качание устройства 11, чтобы обеспечить покрытие жидкостью всей полоски. Ступица 85, совершающая возвратно-поступательное движение, действует при 16-20 циклах в минуту.

После прерывания качательного движения в первое отделение 23 вводят приблизительно 20-40 микролитров соответствующего образца или контрольной жидкости и для качания устройства 11 приводят в действие ступицу 85, совершающую вертикальное возвратно-поступательное движение. Второй режим движения будет продолжаться 4-4 1/2 часа.

Затем согласно первому типу перемещения приводят в действие вращающийся стол 75 для вращения устройства 11. Жидкость, содержащаяся в первом отделении 23, движется вверх по переливной стенке 33 и через канал 45 во второе отделение 25. Под действием центростремительной силы жидкость удерживается в третьей зоне удержива ния жидкости 61 второго отделения 25.

После остановки вращения стола 75 жидкость оказывается во второй зоне удерживания жидкости 57 второго отделения 25. Жидкость, находящуюся во второй зоне удерживания жидкости 57, извлекают пипеткой, вводимой во второе отделение 25 и действующей из углубления 59. После этого в первое отделение 23 устройства 11 вводят дополнительные 0,5-2,0 мл разбавителя образца. Вновь приводят в действие ступицу 85, совершающую вертикальное возвратно-поступательное движение согласно второму типу перемещения. Устройство качается на лапках 67 при комнатной температуре в течение приблизительно 30 минут.

Затем еще раз приводят в действие вращающийся стол согласно первому типу перемещения. В результате вращения стола жидкость, находящаяся в первом отделении 23 устройства 11, по переливной стенке 33 и через канал 45 перемещается во второе отделение 25. Под действием центростремительной силы жидкость удерживается в третьей зоне удерживания жидкости 61 второго отделения 25. После остановки вращения стола 75 жидкость оказывается во второй зоне удерживания жидкости 57 второго отделения 25. Жидкость, находящуюся во второй зоне удерживания жидкости 57, извлекают пипеткой, вводимой во второе отделение 25 и действующей из углубления 59.

Далее в первое отделение 23 помещают 0,5-2,0 мл рабочего промывочного буферного раствора (2X). Еще раз на короткое время приводят в действие ступицу 85, совершающую вертикальное возвратно-поступательное движение для придания качательного движения устройству 11.

После этого приводят во вращение стол 75 согласно первому режиму движения. В результате вращения стола рабочий промывочный буферный раствор, находящийся в первом отделении 23, по переливной стенке 33 и через канал 45 перемещается во второе отделение 25. Под действием центростремительной силы жидкость удерживается в третьей зоне удерживания жидкости 61 второго отделения 25. После остановки вращения стола 75 жидкость оказывается во второй зоне удерживания жидкости 57 второго отделения 25. Жидкость, находящуюся во второй зоне удерживания жидкости 57, извлекают пипеткой, вводимой во второе отделение и действующей из углубления 59. Стадия введения и удаления рабочего промывочного буферного раствора может быть повторена.

Затем в первое отделение 23 помещают 0,5-2,0 мл раствора конъюгата. Еще раз на 10 минут приводят в действие ступицу 85, совершающую возвратно-поступательное движение для придания качательного движения устройству 11.

Из первого отделения 23 раствор конъюгата удаляют, применяя к устройству 11 первый режим движения приведением в действие вращающегося стола 75. Под действием центробежной силы раствор конъюгата, находящийся в отделении 23, по переливной стенке 33 и через канал 45 перемещается во второе отделение 25. Под действием центростремительной силы жидкость удерживается в третьей зоне удерживания жидкости 61 второго отделения 25. После остановки вращения стола 75 жидкость оказывается во второй зоне удерживания жидкости 57 второго отделения 25. Жидкость во второй зоне удерживания жидкости извлекают пипеткой, вводимой во второе отделение 25 и действующей из углубления 59.

После этого в первое отделение 23 помещают 0,5-2,0 мл рабочего промывочного буферного раствора (3X). Еще раз на короткий период времени приводят в действие ступицу 85, совершающую вертикальное возвратно-поступательное движение для придания качательного движения устройству 11.

Затем приводят во вращение стол 75 согласно первому режиму движения. В результате вращения стола рабочий промывочный буферный раствор, находящийся в первом отделении 23, по переливной стенке и через канал 45 перемещается во второе отделение 25. Под действием центростремительной силы жидкость удерживается в третьей зоне удерживания жидкости 61 второго отделения 25. После остановки вращения стола жидкость оказывается во второй зоне удерживания жидкости 57 второго отделения 25. Жидкость, находящуюся во второй зоне удерживания жидкости 57, извлекают пипеткой, вводимой во второе отделение 25 и действующей из углубления 59. Стадия введения и удаления рабочего промывочного буферного раствора может быть повторена.

Затем в первое отделение 23 вводят 0,5-2,0 мл рабочего раствора субстрата и приводят в действие ступицу 85, совершающую вертикальное возвратно-поступательное движение для придания качательного движения устройству. Устройство 11 качается в течение 15 минут.

Приводя в действие вращающийся стол 75 согласно первому режиму движения, удаляют рабочий раствор субстрата с индикаторной полоски 37, находящейся в первом отделении 23. Под действием центробежной силы рабочий раствор субстрата, находящийся в первом отделении 23, по переливной стенке 33 и через канал 45 переливается во второе отделение. Под действием центростремительной силы жидкость удерживается в третьей зоне удерживания жидкости 61 второго отделения 25. После остановки вращения стола 75 жидкость оказывается во второй зоне удерживания жидкости 57 второго отделения 25. Жидкость, находящуюся во второй зоне удерживания жидкости 57, извлекают пипеткой, вводимой во второе отделение 25 и действующей из углубления 59.

Затем в первое отделение 23 помещают 0,5-2,0 мл деионизированной воды. Приводят в действие ступицу 85, совершающую вертикальное возвратно-поступательное движение для придания качательного движения устройству 11. Вращая стол 75, удаляют эту дистиллированную или деионизированную воду из первого отделения 23. Если индикаторную полоску 37 вновь промывают ионизированной водой, то жидкость, находящуюся во втором отделении 25, удаляют пипеткой из углубления 59 и повторяют эту стадию процесса.

Индикаторную полоску отжимают насухо, вращая устройство 11 на вращающемся столе 75 при несколько повышенных температурах. С индикаторной полоски 37 показания снимают предпочтительно не позднее трех часов сушки. Обращаемся теперь к фиг. 4, на которой индикаторная полоска 37 освещается источниками света 39a и 39b. Для снятия показаний с индикаторной полоски 37 и записи результатов тарируют и используют соответствующую камеру или пленочное устройство 43. Освещение первого отделения 23 источниками света 39a или 39b позволяет получать согласующиеся результаты благодаря равномерному рассеиванию света, поступающего в камеру 19, матовыми или окрашенными поверхностями стенок этой камеры.

Настоящее изобретение относится к устройству, выполненному с возможностью использования единственной индикаторной полоски 37 и ее проведения через множество стадий процесса. Устройство 11 может быть формовано в виде единого изделия, что уменьшает расходы на проведение анализа. Кроме того, устройство 11 можно очищать и повторно использовать при множестве последующих анализов.

Таким образом, настоящее изобретение описано в отношении предпочтительных вариантов его осуществления, в которые могут быть внесены модификации и изменения. Настоящее изобретение не ограничивается представленным описанием, а охватывает такие изменения и модификации, которые подпадают под пределы следующей формулы изобретения.

Изобретение относится к области химии и биологии. Сосуд, имеющий первое и второе отделения, которые при вращении находятся в гидравлической связи между собой, выполнен так, что второе отделение имеет зону удерживания жидкости при вращении корпуса, а первое отделение выполнено с возможностью приема света. Сосуд выполнен с возможностью приема жидкости в первое отделение и выпуска этой жидкости через канал во второе отделение. Технический результат - повышение надежности инкубации пробы. 2 с. и 22 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Сосуд для обработки жидкостей перемещением из неподвижного положения по кругу, имеющему ось, радиус и плоскость вращения, содержащий корпус с камерой, имеющей первое отделение и второе отделение, причем первое отделение имеет одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости, а второе отделение - одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости, при этом, по меньшей мере, одна из указанных одной или большего числа стенок первого отделения и, по меньшей мере, одна из указанных одной или большего числа стенок второго отделения образуют переливное средство, расположенное между первым и вторым отделениями и ограничивающее первую зону удерживания жидкости в первом отделении для помещения жидкости при неподвижном положении сосуда, и канал в камере для жидкости при вращении сосуда, отличающийся тем, что второе отделение имеет, по меньшей мере, одну из указанных одной или большего числа стенок, ограничивающую вторую зону удерживания жидкости для помещения жидкости при неподвижном положении сосуда, и третью зону удерживания жидкости при вращении корпуса, при этом сосуд выполнен с возможностью приема жидкости в первое отделение и при вращении корпуса выпуска этой жидкости через канал во второе отделение, первое отделение выполнено с возможностью приема света, а одна или большее число стенок имеет светорассеивающую поверхность или светопоглощающую поверхность. 2. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что переливное средство содержит, по меньшей мере, одну поверхность для перемещения жидкости с углом, измеряемым в камере от плоскости вращения до этой поверхности и равным более 90^o. 3. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что первое отделение имеет, по меньшей мере, одну стенку для приема индикаторной полоски. 4. Сосуд по п.3, отличающийся тем, что индикаторная полоска имеет иммунологический или нуклеинокислотный зонды. 5. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что корпус содержит поворотное средство для создания второго типа перемещения, предусматривающего неподвижное положение и качательное движение. 6. Сосуд по п. 5, отличающийся тем, что поворотное средство содержит лапки, выступающие от корпуса для поддержания корпуса и допущения вращения по дуге поворота. 7. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен с возможностью сцепления с вращающимся столом. 8. Сосуд по п.7, отличающийся тем, что корпус имеет лапки, выступающие от корпуса и выполненные с возможностью приема в пазы, которые имеет вращающийся стол. 9. Сосуд по п.8, отличающийся тем, что корпус содержит выступающее средство для сцепления со средством создания второго типа перемещения, которое имеет вращающийся стол. 10. Сосуд по п.9, отличающийся тем, что средство создания второго типа перемещения содержит ступицу с возвратно-поступательным движением, выполненную с возможностью движения перпендикулярно плоскости вращения, а корпус имеет выступ для сцепления со ступицей для качания корпуса при движении поворота. 11. Сосуд по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна или большее число стенок первого отделения, содержащего переливное средство, образует угол по отношению к плоскости вращения, измеряемый в камере от плоскости вращения до стенки и равный более 90^o. 12. Сосуд по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна или большее число стенок второго отделения, содержащего переливное средство, образует угол по отношению к плоскости вращения, измеряемый в камере от плоскости вращения до стенки и равный более 90^o. 13. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен формованным. 14. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что первое отделение имеет нижнюю плоскую поверхность, две противоположные боковые стенки, осевую стенку и переливную стенку, при этом переливная стенка содержит переливное средство, а две боковые стенки образуют углы по отношению к нижней стенке, которые, по существу, равны для обеспечения симметричной картины отраженного света, и осевая стенка и переливная стенка образуют углы по отношению к нижней стенке, которые, по существу, равны для обеспечения симметричной картины отраженного света на нижней стенке. 15. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что второе отделение имеет углубление для приема пипеток и средства извлечения жидкостей. 16. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что третья зона удерживания жидкости второго отделения содержит заднюю стенку, которая внутри камеры образует угол по отношению к плоскости вращения, равный менее 90^o. 17. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что камера имеет осевую стенку, охватывающую первое отделение, и заднюю стенку, охватывающую второе отделение, а также отверстие, простирающееся от осевой стенки до задней стенки. 18. Способ обработки жидкостей перемещением жидкости из неподвижного положения по кругу, имеющему ось, радиус и плоскость вращения, предусматривающий помещение жидкостей в сосуд с корпусом, имеющим камеру с первым отделением и вторым отделением, причем первое отделение имеет одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости, а второе отделение - одну или большее число стенок, ограничивающих полость для помещения жидкости, при этом, по меньшей мере, одна из указанных одной или большего числа стенок первого отделения и, по меньшей мере, одна из указанных одной или большего числа стенок второго отделения образуют переливное средство, расположенное между первым и вторым отделением и ограничивающее зону удерживания жидкости в первом отделении для помещения жидкости при нахождении сосуда в неподвижном положении, и канал в камере для жидкости при вращении сосуда, отличающийся тем, что второе отделение имеет, по меньшей мере, одну из указанных одной или большего числа стенок, ограничивающую первую зону удерживания жидкости для помещения жидкости при нахождении сосуда в неподвижном положении, и вторую зону удерживания жидкости при вращении корпуса, причем канал находится в гидравлическом сообщении с первым и вторым отделениями при вращении корпуса, а сосуд принимает жидкость в первое отделение и выпускает ее через канал во второе отделение при вращении корпуса, причем первое отделение выполнено с возможностью приема света, а одна или большее число стенок имеет светорассеивающую поверхность или светопоглощающую поверхность. 19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что первое отделение имеет, по меньшей мере, одну стенку для приема индикаторной полоски. 20. Способ по п.18, отличающийся тем, что первое отделение имеет индикаторную полоску, имеющую иммобилизованные иммунологические или нуклеинокислотные зонды. 21. Способ по п. 18, отличающийся тем, что корпус содержит поворотное средство для придания первому отделению второго типа перемещения, включающего в себя качательное движение. 22. Способ по п.20, отличающийся тем, что способ содержит стадию освещения первого отделения и контроля индикаторной полоски на присутствие аналита. 23. Способ по п.20, отличающийся тем, что первое отделение имеет нижнюю плоскую поверхность, две противоположные боковые стенки, осевую стенку и переливную стенку, при этом переливная стенка образует переливное средство, а две боковые стенки образуют углы по отношению к нижней стенке, которые, по существу, равны для обеспечения симметричной картины отраженного света, и осевая стенка и переливная стенка образуют углы по отношению к нижней стенке, которые, по существу, равны для обеспечения симметричной картины отраженного света на нижней стенке. 24. Способ по п.18, отличающийся тем, что второе отделение имеет заднюю стенку, охватывающую третью зону удерживания жидкости, при этом задняя стенка, которая образует угол по отношению к плоскости вращения, измеряемой в камере от плоскости вращения до задней стенки и равный менее 90^o.