КОНТЕЙНЕР, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ПРИЕМА И ХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, В ЧАСТНОСТИ ДНК Российский патент 2014 года по МПК B01L3/00 

Настоящее изобретение касается контейнера, предназначенного для приема и хранения биологического материала, в частности ДНК.

ДНК требует хранения в течение очень длительного времени как в области исследований, так и в большом количестве других областей, таких как биотехнология, здоровье, окружающая среда, продовольственная промышленность, идентификация, юстиция, криминалистика, например и в частности для образования банка биологических образцов или биооболочек.

Биологический материал имеет человеческую, животную или растительную природу и содержит, в частности ткани, клетки, микроорганизмы, такие как бактерии, грибки, одноклеточные водоросли, вирусы, белки, нуклеиновые кислоты, такие как ДНК, РНК.

Проблема состоит в возможности хранения этого биологического материала, разрушающими элементами которого являются кислород воздуха, вода и свет. Следует также защитить этот биологический материал от любого загрязняющего вещества.

Известен патент ЕР 1075515, в котором раскрыт способ длительного хранения ДНК в металлической капсуле, нержавеющей и герметичной, образованной из двух полушарий в его предлагаемом варианте осуществления.

Здесь ДНК инкапсулирована в нейтральную атмосферу для обеспечения c весьма малой степенью гигрометричности для ее хранения при окружающей температуре, исключающего использование средств охлаждения.

Если средства хранения в форме капсулы и являются удовлетворительными, но их трудно индустриализировать.

Действительно, следует иметь возможность повторно использовать ДНК, удобно хранящуюся в капсуле, а именно повторно использовать ее несколько раз.

Кроме того, в биологической области необходимо предусматривать этап кратности для осуществления множественности образцов.

Таким образом, капсула типа двойных полушарий не является наиболее адекватным средством и именно по этой причине настоящее изобретение предлагает контейнер, предназначенный для приема биологического материала, в частности ДНК, который может быть полностью герметично закрыт, который позволяет обеспечить открывание без разрушения его содержимого и который позволяет хранить и много раз последовательно использовать реконструированную ДНК. Кроме того, необходимо предусмотреть идентификацию каждой из капсул, идентификацию, которая должна быть долговечной с учетом открываний упомянутого контейнера.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает вид в аксонометрии контейнера перед использованием,

фиг.2 изображает вид в аксонометрии контейнера в собранном виде и действующего перед сваркой,

фиг.3 изображает вид в аксонометрии контейнера в собранном виде и действующего после сварки,

фиг.4 изображает вид снизу контейнера после маркировки,

фиг.5 изображает вид в аксонометрии контейнера с колпачком после повторного использования.

На фиг.1 изображен контейнер 10 цилиндрической формы диаметром 7 мм и высотой 18 мм при толщине в несколько сотых долей миллиметра.

Этот контейнер содержит оболочку 12, закрытую с одной стороны, который должен быть выполнен из газонепроницаемого материала, стойкого к коррозии, и герметично закрываться.

В рассматриваемом случае материал должен также отвечать дополнительным требованиям, которыми являются деформируемость и его пластичность для изготовления упомянутого контейнера цилиндрической формы, закрытого с одного конца.

Действительно, для изготовления оболочки наиболее приемлемым в промышленном плане решением является глубокая штамповка, с одной стороны, для сохранения точных необходимых размеров, как это было объяснено ранее, и, с другой стороны, для сохранения ценовых условий, адекватных условиям при использовании в очень крупных сериях.

Действительно, адаптированный и предпочтительный сорт нержавеющей стали для изготовления оболочки по настоящему изобретению известен на рынке под маркой 304L или в металлургии под маркой Z2CN18-10.

Контейнер 10 укомплектован вставкой 14, также цилиндрической и входящей с легким трением в оболочку 12.

Эта вставка, предпочтительно, выполнена из стекла благодаря его стабильности и способности сохранять биологический материал.

Вышеуказанная вставка имеет высоту, меньшую высоты оболочки.

Контейнер 10 содержит также пробку 16, предназначенную для закрывания с усилием открытого конца цилиндрической оболочки.

Пробка 16 также имеет цилиндрическую форму, ее внешний диаметр выбран таким, чтобы с необходимым трением входить в цилиндрическую оболочку.

Пробка, предпочтительно, изготавливается путем механической деформации типа штамповки, как и оболочка, по тем же причинам.

Высота этой цилиндрической пробки является небольшой, порядка нескольких миллиметров, в данном случае 3 мм, сравнимых с примерно 18 мм цилиндрической оболочки. Толщина пробки также составляет несколько сотых долей миллиметра, предпочтительно идентична или весьма близка к толщине оболочки, в данном случае 0,25 мм, по причинам требований параметров сварки, как было объяснено ранее.

Пробка выполнена из того же материала, что и оболочка, для выполнения в конечном итоге оболочки контейнера монолитной и из одного материала.

Из фиг.2 видно, что оболочка со вставленной пробкой имеет такую геометрию, что открытые периферические края оболочки и пробки плотно пригнаны.

Предпочтительно, оболочка, как и пробка, содержит по краю фаску или периферический желобок, полученные деформацией при штамповке и обеспечивающие также хорошее введение пробки в оболочку.

В соответствии с усовершенствованием изобретения возможно предусмотреть пробку с легкой конусностью для того, чтобы обеспечить ее неподвижность после введения.

На фиг.2 схематично изображен биологический материал 18, помещенный во вставку 14, при этом упомянутый биологический материал находится в обезвоженном состоянии.

Предпочтительно, предусматривается введение в закрытый контейнер контролируемой атмосферы, в которой должен содержаться и храниться упомянутый биологический материал.

На фиг.3 изображен контейнер, окончательно и герметично закрытый.

Средством для этого является сварочный шов 20 пробки с контейнером.

В данном случае, контейнер по изобретению создает преимущество, заключающееся в том, что биологический материал вводится предварительно перед осуществлением сварки и для исключения любого разрушения или любой порчи этого биологического материала необходимо ограничить и даже исключить любой нагрев.

Компоновка по изобретению предусматривает лазерную сварку по двум периферическим краям оболочки и пробки.

Такая сварка не требует никакого дополнительного металла и не изменяет структуру материала, который сохраняет все свои первоначальные свойства.

Идентичная или очень близкая толщина двух материалов также дает преимущество для получения равномерности сварки. Из-за малой толщины стенок сварка требует воздействия лазером очень малой мощности, чтобы не вызывать никакого значительного повышения температуры стенки и/или внутри оболочки, и во всех случаях неприемлемо вызывать изменение и/или разрушение биологического материала.

Предпочтительно, используют пульсирующий лазер типа YAG на основе иттриево-алюминиевого граната, так что повышение температуры является незначительным.

Следует также отметить, что только сварка играет роль в обеспечении герметичности и обеспечении неподвижности при вставлении пробки в оболочку без необходимости прибегать к значительным механическим усилиям для соединения.

На фиг.4 представлена маркировка, которая обычно выполняется перед введением биологического материала для соблюдения процедур сквозного контроля за всем процессом.

Более того, эта маркировка должна быть настолько долговечной, насколько и содержимое, что заставляет исключать нанесение элементов, способных быстро и легко удаляться, таких как маркировка краской, этикетка или, например, печать.

Маркировка контейнера по настоящему изобретению обеспечивается знаком 22. Этот знак может содержать любой соответствующий тип цифр, букв или штриховой код, либо также матричные коды типа Data Matrix.

Предпочтительно, маркировка обеспечивается путем изменения состояния поверхности материала под действием соответствующего лазерного пучка. В этом случае материал не гравируется в виде полостей, но маркировка тем не менее является долговечной.

В данном случае отмечается также, что маркировка с помощью лазерного пучка вызывает рассеивание энергии, полностью неощутимое для контейнера, включая случай, когда маркировка осуществляется на днище контейнера.

Другим средством является средство для нанесения этикетки типа RFID, то есть идентификационной этикетки с использованием сверхвысоких частот. В этом случае этикетка представляет собой наложение и механическое удержание антенны на стенке контейнера, причем эта антенна является активным элементом. Сама этикетка не имеет печати, и такое средство рассматривается как долговечное в контексте изобретения. Любое искусственное нарушение этикетки не оказывает никакого влияния на активный идентификационный элемент.

Если обратиться к фиг.5, то видно, что контейнер позволяет обеспечить хранение и использование биологического материала.

Так, предусматривается выполнение окна 24 для доступа, выполненного, в частности, сквозным прорезанием с помощью инструмента, например пуансона, в форме алмазного острия в глубине пробки. Алмазное острие размещено в центре с помощью маркировки.

Осуществляемое давление является весьма малым вследствие малой толщины днища пробки.

Необходимо отметить, что выполнение отверстия приводит к вырезанию нескольких створок, которые под действием эффекта памяти формы материала скручиваются, оставляется окно с краями без неровностей, облегчая, таким образом, доступ, но особенно удаление оснастки, предназначенной для введения через упомянутое окно. Действительно, пипетки и другие трубки опираются своими поверхностями на образующие створки.

Существенно, что биологический материал не загрязняется металлическими частицами, поскольку отсутствует обработка, а есть только выполнение отверстия вдавливанием материала.

Следует отметить также, что вставка тем более не может быть механически разрушена в процессе этой операции, так как она является периферической.

Маркировка остается также полностью приемлемой и читаемой, так как контейнер не испытывает никакого механического воздействия, и только днище пробки подвергается воздействию давления алмазного острия.

Окно 24 позволяет, таким образом, осуществить введение пипетки, шприца или аналогичного инструмента для введения жидкости, необходимой для получения раствора обезвоженного биологического материала.

Далее этот биологический материал в виде суспензии может быть полностью или частично извлечен в зависимости от необходимости теми же видами инструментов.

Очевидно, что отверстие является постоянным и содержимое нельзя хранить в течение длительного времени.

Зато биологический материал может быть использован только частично и требовать хранения в течение нескольких дней, например, для различных практических работ.

В этом случае контейнер также используется для хранения превращенного в раствор биологического материала, закрывая для предосторожности контейнер крышкой 26, например, из нейтрального эластомерного материала.

Эта крышка выполнена либо в виде колпачка, как изображено на фиг.5, либо в форме усеченного конуса для размещения непосредственно в пробке, который удерживается в ней радиальными эластичными усилиями.

Следует отметить, что маркировка на контейнере является окончательной и что нанесение метки на открытый контейнер для повторного использования после открывания является возможной без каких-либо ошибок.

Таким образом, констатируют, что цилиндрический контейнер также прекрасно приспособлен к манипуляциям автоматами и для позиционирования микропластинчатых подставок, часто используемых в биологии, в частности подставки известного стандарта торговой марки SBS.

Также выгравированная маркировка очень хорошо и безошибочно считывается оптическим считывающим устройством вследствие возможной деградации этой маркировки, как это могло бы быть в случае, например, нанесенных этикеток.

Сквозной контроль образцов биологического материала может быть, таким образом, организован с помощью контейнера по настоящему изобретению.

Контейнер позволяет использовать все преимущества, связанные с хранением при температуре окружающей среды и, в частности, облегчить обмен между аналитическими машинами, между лабораториями и изготавливать биооболочки и, кроме того, обеспечивать использование автоматов для помещения биологических материалов в упомянутый контейнер.

Эти этапы включают, по меньшей мере, операции дегидратации, введения контролируемой атмосферы, закрывания сваркой и маркировки.

Даже вскрытие отверстия путем вдавливания может быть осуществлено с помощью устройства, снабженного пуансоном, так чтобы можно было регулировать его движения и обеспечить хорошее его направление.

Аналитические автоматы, включая существующие автоматы, могут быть снабжены таким открывающим вдавливающим устройством, исключающим любое человеческое вмешательство.

Вставку было предложено выполнять из стекла, но можно также предусмотреть выполнение вставки из керамики или любого другого инертного материала, известного или будущего, способного хранить биологический материал.

Кроме того, вставка может быть заменена в некоторых случаях применения шариками из материала, инертного по отношению к биологическому материалу, которые предварительно загружены этим биологическим материалом путем адсорбции.

Контейнер предназначен для хранения биологического материала при температуре окружающей среды, но для некоторых биологических материалов необходимо обеспечить хранение при температуре, более низкой или равной -20°С, при этом констатируют, что температура хранения внутри контейнера по изобретению может быть приведена к положительным в несколько градусов температурам.

Объектом изобретения является контейнер, предназначенный для хранения обезвоженного биологического материала в контролируемой атмосфере, в частности, при температуре окружающей среды и в особенности ДНК, содержащий оболочку (12) из газонепроницаемого материала, отличающийся тем, что оболочка (12) выполнена из металлического материала и цилиндрической формы, закрытой с одной стороны, и содержит пробку (16), предназначенную для герметичного соединения с упомянутой оболочкой. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Контейнер (10), предназначенный для хранения обезвоженного биологического материала в контролируемой атмосфере, в частности, при температуре окружающей среды, в особенности ДНК, содержащий оболочку (12) из газонепроницаемого материала, отличающийся тем, что оболочка (12) выполнена из металлического материала и цилиндрической формы, закрытой с одного конца, и содержит пробку (16), предназначенную для герметичного соединения с упомянутой оболочкой, при этом оболочка (12) и пробка (16) выполнены каждая цельной путем механической деформации, при этом пробка (16) выполнена из металлического материала и цилиндрической формы, закрытой с одной стороны, и предусмотрена для установки в оболочку (12) цилиндрической формы.

2. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что соединение выполнено с помощью сварки (20) периферических краев оболочки (12) и пробки (16).

3. Контейнер по п.2, отличающийся тем, что сварка (20) выполнена лазерным пучком.

4. Контейнер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он имеет размеры 7 мм диаметра и 18 мм высоты при толщине в несколько сотых долей миллиметра для возможности размещения внутри контейнера пластинок.

5. Контейнер по одному из п.п.1-3, отличающийся тем, что металлическим материалом является нержавеющая сталь Z2CN18-10.

6. Контейнер по одному из п.п.1-3, отличающийся тем, что в нем размещена вставка (14), предназначенная для введения в оболочку (12) для приема биологического материала.

7. Контейнер по одному из п.п.1-3, отличающийся тем, что пробка (16) может быть вскрыта вдавливанием.

8. Контейнер по одному из п.п.1-3, отличающийся тем, что он содержит крышку (26), предназначенную для закрывания оболочки после открывания пробки упомянутого контейнера.