Область техники
[0001] Варианты реализации настоящего изобретения относятся к области клинических диагностических приспособлений.
Уровень техники
[0002] Ввиду сложности автоматизации молекулярного тестирования и методов иммунологического анализа существует недостаток изделий, которые обеспечивают соответствующую производительность для клинического использования в установках для анализа на месте лечения пациента. Обычное молекулярное тестирование включает различные процессы, охватывающие правильную дозировку реагента, введение образца, лизис клеток для извлечения ДНК или РНК, этапы очистки и увеличения для их последующего обнаружения. Несмотря на то что существуют центральные лабораторные роботизированные платформы, которые автоматизируют данные процессы, для многих тестов необходимо малое оборотное время, а центральные лаборатории не могут выдавать результаты в необходимые временные сроки.
[0003] Однако в клинических условиях сложно выполнить системы, которые выдают точные и надежные результаты при умеренных расходах. Ввиду сложной природы различных методов молекулярного тестирования существует вероятность ошибки в результатах, если параметры тестирования не контролируются тщательным образом, или условия окружающей среды не являются идеальными. Например, существующее оборудование для методов с полимеразной цепной реакцией (ПЦР) имеют высокие входные пороги для случаев применения клинической диагностики вследствие фона, вырабатываемого внешними источниками ДНК. В случае конкретных тестов патогенов, преобладающий источник заражения является результатом предыдущих реакций, проведенных в пипетках, пробирках или общем лабораторном оборудовании. В дополнение, использование молекулярных методов для обнаружения микробных патогенов может привести к ложным отрицательным результатам. Ложные отрицательные результаты могут следовать, например, из следующего: неправильное размещение агентов, которые препятствуют полимеразной цепной реакции (ПЦР), таких как гемоглобин, урина или слюна; низкоэффективное выделение ДНК из клеток или низкая эффективность выделения и очистки ДНК или РНК.
[0004] Тот факт, что молекулярные методы имеют особые уровни чувствительности при концентрациях меньших, чем при указанных ранее способах, весьма затрудняет получение клинически релевантных заключений, при этом обеспечивая отсутствие ложных вызовов с ложными положительными результатами. Для сведения данной проблемы к минимуму, особенно для обнаружения патогенных микроорганизмов, данные тесты должны иметь возможность квантификации. Таким образом, становится особенно необходимым выполнение сложных анализов и наборов тестов для объединения достаточного количества данных для вынесения уверенных заключений. В качестве примера, одним из основных ограничений существующих тестов на основе полимеразной цепной реакции является невозможность выполнения увеличения различных целевых генов одновременно. Хотя такие методы, как микроматрицы, обеспечивают возможность проведения очень сложных анализов, их основным ограничением является низкая скорость получения результатов, что часто оказывает отрицательное влияние на обслуживание пациента.
Раскрытие изобретения
[0005] Клинические диагностические платформы могут интегрировать много аналитических тестирующих процессов для уменьшения количества ошибок, затрат и времени тестирования.
[0006] В одном из вариантов реализации, система содержит кожух кассеты и полый передаточный модуль. Кожух кассеты дополнительно содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для образца, множество камер для хранения, множество камер для реакций и сеть для текучей среды. Сеть для текучей среды выполнена с возможностью соединения по меньшей мере одного впускного отверстия для образца, части множества камер для хранения и части множества камер для реакции с первым множеством проходов, расположенных на внутренней поверхности кожуха кассеты. Полый передаточный модуль содержит второе множество проходов вдоль внешней поверхности передаточного модуля, которые ведут к центральной камере в передаточном модуле. Передаточный модуль выполнен с возможностью перемещения в боковом направлении в кожухе кассеты. Перемещение передаточного модуля в боковом направлении выравнивает по меньшей мере часть первого множества проходов по меньшей мере с частью второго множества проходов.
Согласно другому варианту реализации, система дополнительно содержит совокупность клапанных каналов, образованных областью взаимодействия между кожухом кассеты и полым передаточным модулем.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе внешняя поверхность полого передаточного модуля содержит гребни.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе гребни задают область на внешней поверхности передаточного модуля, которая выполнена с возможностью выравнивания по меньшей мере с двумя проходами из первого множества проходов и обеспечивает возможность потока текучей среды между указанными по меньшей мере двумя проходами из первого множества проходов.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе гребни задают множество клапанных участков, соединенных с сетью для текучей среды посредством передаточного модуля.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе клапанные участки выполнены с возможностью задания пути передачи жидких образцов между впускным отверстием для образца, множеством камер для хранения, множеством камер для реакций и передаточной камерой.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе множество камер для хранения расположено вдоль верхней поверхности кожуха кассеты.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе множество камер для реакций расположено вдоль боковой поверхности кожуха кассеты.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе кожух кассеты также содержит одно или более окно для оптического доступа, расположенное ниже множества камер для реакций.
Согласно еще одному варианту реализации, система дополнительно содержит первую пленку, которая уплотняет множество камер для хранения, и множество пленок, которые уплотняют множество камер для реакций.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе первая пленка, которая уплотняет множество камер для хранения, находится в контакте с управляемой в отношении температуры поверхностью.
Согласно еще одному варианту реализации, система дополнительно содержит фильтр, соединенный с указанным по меньшей мере одним впускным проходом для воздуха.
Согласно еще одному варианту реализации, система дополнительно содержит буферную камеру, соединенную с указанным по меньшей одним впускным проходом, и выполненную с возможностью удерживания жидкости.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе полый передаточный модуль выполнен с возможностью перемещения в боковом направлении при помощи линейного привода.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе линейный привод выполнен с возможностью перемещения передаточного модуля между дискретными шагами.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе по меньшей мере один из второго множества проходов расположен по существу в самом нижнем месте в передаточной камере передаточного модуля.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе чувствительные к жидкости области выполнены с возможностью определения наличия жидкости с использованием оптического датчика.
Согласно еще одному варианту реализации, в системе кожух кассеты также содержит множество фритт, соединенных с сетью для текучей среды.
[0007] В одном из вариантов реализации, передаточный модуль содержит внутренний кожух, вмещающий центральную камеру и чехол, образованный вокруг внутреннего кожуха. Чехол содержит узорчатые гребни вдоль внешней поверхности чехла. Узорчатые гребни выполнены с возможностью создания множества клапанных участков вдоль внешней поверхности чехла, когда передаточный модуль размещен в оболочке, которая входит в контакт с узорчатыми гребнями. Чехол также содержит множество проходов, проходящих через чехол и внутренний кожух в центральную камеру. Множество проходов расположены в одном или более из множества клапанных участков, созданных узорчатыми гребнями. Один из множества клапанных участков с соответствующим проходом, простирающимся в центральную камеру, выполнен с возможностью нагнетания в нем давления отдельно от остальных участков из множества клапанных участков, так что нагнетание давления создает поток текучей среды, как в центральную камеру, так и из нее, через один или более проход из множества проходов.
[0008] Описан пример способа. Способ включает параллельное перемещение передаточного модуля в боковом направлении для выравнивания первого прохода передаточного модуля, имеющего центральную камеру, с проходом первой камеры. Способ также включает забор образца в центральную камеру из первой камеры посредством первого перепада давлений. Когда образец находится в центральной камере, способ включает параллельное перемещение передаточного модуля в боковом направлении для выравнивания второго прохода передаточного модуля с проходом второй камеры и забор образца во вторую камеру из центральной камеры посредством второго перепада давлений.
[0009] Описан другой пример способа. Способ включает параллельное перемещение передаточного модуля в боковом направлении в кожухе для выравнивания конструкции на внешней поверхности передаточного модуля с первым проходом, связанным с первой камерой, и вторым проходом, связанным со второй камерой. Способ также включает забор образца из первой камеры во вторую камеру посредством по меньшей мере конструкции, выровненной с первым проходом и вторым проходом. Далее согласно способу следует забор образца из второй камеры в третью камеру, расположенную в передаточном модуле, через проход в стенке передаточного модуля.
Краткое описание чертежей/фигур
[0010] На прилагаемых чертежах, которые включены в настоящее описание и составляют часть материалов заявки, показаны варианты реализации настоящего изобретения и, вместе с описанием, также служат для объяснения принципов изобретения и для обеспечения выполнения и использования изобретения специалистом в уровне техники.
[0011] На фиг. 1 графически показана система кассеты для тестирования в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0012] На фиг. 2А-2D показаны различные виды системы кассеты для тестирования в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0013] На фиг. 3А-3D показаны различные виды внутреннего кожуха передаточного модуля в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0014] На фиг. 4А-4С показаны три вида чехла передаточного модуля в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0015] На фиг. 5А и 5В графически показана система кассеты для тестирования в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0016] На фиг. 6А и 6В показаны различные виды системы кассеты для тестирования в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0017] На фиг. 7А-7F показаны различные виды передаточного модуля в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0018] На фиг. 8А и 8В показаны тампоны на стержне в системе кассеты для тестирования в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0019] На фиг. 9 показана диаграмма, описывающая способ, выполняемый системой кассеты для тестирования в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0020] На фиг. 10 показана диаграмма, описывающая способ, выполняемый системой кассеты для тестирования в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0021] Варианты реализации настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Осуществление изобретения
[0022] Хотя рассмотрены конкретные конфигурации и конструкции, следует понимать, что это сделано только в целях иллюстрации. Специалисту в данной области техники будет очевидно, что могут быть использованы другие конфигурации и конструкции без выхода за пределы сущности и объема настоящего изобретения. Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение также может быть использовано во множестве других случаев применения.
[0023] Следует отметить, что в материалах заявки словосочетания "один вариант реализации", "вариант реализации", "примерный вариант реализации" и т.д. означают, что описанный вариант реализации может включать конкретный признак, конструкцию или характеристику, но каждый из вариантов реализации не обязательно включает данный конкретный признак, конструкцию или характеристику. Более того, такие фразы не обязательно относятся к одному и тому же варианту реализации. Кроме того, когда конкретный признак, конструкция или характеристика описаны в отношении варианта реализации, специалисту в уровне техники будет ясно, что данный признак, конструкция или характеристика могут быть применены в соответствии с другими вариантами реализации, хотя это явно не описано.
[0024] Раскрытые в настоящем описании варианты реализации относятся к системе кассеты для тестирования для выполнения различных молекулярных, иммунологических или биохимических тестов и т.д. В одном из вариантов реализации, кассета для тестирования включает все компоненты, необходимые для выполнения таких тестов, в единый одноразовый блок. Кассета для тестирования может быть выполнена с возможностью ее анализа посредством внешних измерительных систем, которые обеспечивают данные, связанные с реакциями, которые происходят в кассете для тестирования.
[0025] В одном из примеров единая кассета для тестирования может быть использована для выполнения сложного иммунологического анализа с заданным образцом. Кассета для тестирования содержит все необходимые буферные раствора, реагенты и метки, удерживаемые в уплотненных камерах, интегрированных в кассету для выполнения иммунологических анализов.
[0026] В другом примере единая кассета для тестирования может быть использована для выполнения полимеразной цепной реакции. ДНК и/или РНК могут быть очищены от остатков образца (продукта лизиса) посредством мембраны, включенной в кассету для тестирования. Образец может быть вытолкнут через мембрану, а отдельно хранящаяся жидкость для элюирования может удалять ДНК и/или РНК и переносить их в другую камеру для начала процесса температурного циклирования.
[0027] Любой тест, такой как те, что описаны выше, требует выполнения некоторой формы транспортировки при помощи жидкости. В одном из вариантов реализации, кассета для тестирования содержит подвижный полый передаточный модуль, который содержит множества проходов для выравнивания с проходами вдоль сторон кожуха кассеты. Жидкость может быть перемещена между другими различными камерами кожуха кассеты как в полый передаточный модуль, так и из него, посредством приложения к системе перепада давлений. В одном из примеров используют внешние приводы для приложения перепада давлений.
[0028] Одно из основных ограничений оборудования для молекулярной диагностики заключается в проблеме, связанной с загрязнением, таким как перекрестное загрязнение, загрязнение при переносе и т.д. Описанные в настоящем описании варианты реализации благодаря конструкции по существу устраняют загрязнение образцом в оборудовании.
[0029] В одном из вариантов реализации кассета для тестирования предлагают изолированную жидкость, уплотненную во время процесса производства. Реагенты или образцы не входят в контакт с окружающей средой или с какой-либо частью оборудования. Данная особенность кассеты для тестирования также важна для многих лабораторий и больниц для безопасного удаления изделий после их использования.
[0030] Другие подробности относительно компонентов системы кассеты для тестирования описаны в настоящем описании со ссылками на фигуры. Следует понимать, что изображения каждого из физических компонентов не является ограничением и специалист в уровне техники, имея настоящее описание, сможет понять пути перегруппировки или других изменений любого из компонентов без выхода из объема или сущности изобретения.
Первый вариант реализации кассеты для тестирования
[0031] На фиг. 1-4 показаны различные виды и компоненты системы кассеты для тестирования в соответствии с одним из вариантов реализации. На фиг. 1 показана система 100 кассеты для тестирования, которая содержит кожух 102 кассеты и передаточный модуль 104. Другие компоненты также могут быть включены в систему 100 кассеты для тестирования, такие как анализирующий модуль или различные активные компоненты, такие как насосы или нагреватели.
[0032] Передаточный модуль 104 содержит внутренний кожух 110, чехол 108 и крышку 106. Чехол 108 выполнен с возможностью посадки вокруг внутреннего кожуха 110 в соответствии с одним из вариантов реализации. В одном из примеров внутренний кожух 110 выполнен из твердого материала, такого как металл или пластик, в то время как чехол 108 выполнен из податливого материала, такого как резина или мягкий пластик. В другом примере и чехол 108 и внутренний кожух 110 выполнены из мягкого податливого материала, который может быть одним и тем же материалом или различными материалами. В другом примере и чехол 108 и внутренний кожух 110 выполнены посредством процесса избыточного нагнетания. Крышка 106 выполнена с возможностью уплотнения конца передаточного модуля 104 для предотвращения утечек. Другие подробности относительно компонентов передаточного модуля 104 описаны ниже со ссылкой на фиг.. 3 и 4.
[0033] Передаточный модуль 104 выполнен с возможностью вставки в кожух 102 кассеты посредством отсека 120 камер. В одном из вариантов реализации передаточный модуль 104 выполнен с возможностью соединения с внешним приводом (не показан). Внешний привод может перемещать передаточный модуль 104 в боковом направлении в кожухе 102 кассеты для выравнивания проходов на передаточном модуле 104 с проходами на кожухе 102 кассеты. В другом варианте реализации передаточный модуль 104 выполнен с возможностью перемещения в кожухе 102 кассеты посредством действия внешнего ползуна при помощи пользователя.
[0034] Кожух 102 кассеты содержит различные каналы, камеры и резервуары для текучей среды. Например, кожух 102 кассеты может содержать множество камер 116 для хранения, которые могут содержать различные буферные растворы или другие реагенты для использования во время анализа или протокола полимеразной цепной реакции. Камеры 116 для хранения могут быть предварительно наполнены различными жидкостями, так что конечному пользователю не нужно будет наполнять камеры 116 для хранения перед размещением системы 100 кассеты для тестирования в приспособлении для анализа. Кожух 102 кассеты может также содержать одну или более обрабатывающую камеру 124А-С, соединенные с каналами для текучей среды вдоль стороны кожуха 102 кассеты. Обрабатывающие камеры 124А-С могут быть использованы в различных случаях применения, связанных с обработкой и/или утилизацией. В одном из примеров камера 124А является камерой для отходов, камера 124В является камерой для элюирования для протоколов полимеразной цепной реакции, а камера 124С является камерой для элюирования тампонов на стержне. В одном из вариантов реализации кожух 102 кассеты содержит конструкцию 117 для хватания для обеспечения более легкого управления системой 100 кассеты для тестирования.
[0035] Образцы вводят в кожух 102 кассеты посредством прохода 114 для образца в соответствии с одним из вариантов реализации. В одном из примеров проход 114 для образца имеет такие размеры, чтобы полностью принимать длину обычного медицинского тампона на стержне. Следовательно, пользователь может разместить тампон на стержне до места перелома или полностью в проходе 114 для образца, а затем уплотнить проход при помощи крышки 112 прохода. В другом примере проход 114 для образца принимает твердые, полутвердые или жидкие образцы. В одном из вариантов реализации, кожух 102 кассеты содержит более чем одно впускное отверстие для ввода образцов.
[0036] Кожух 102 кассеты может содержать одну или более полезную конструкцию для выполнения тестов, такую как фильтры, гели, мембраны и т.д. Например, кожух 102 кассеты может содержать мембрану, вмещаемую полостью 122. В одном из вариантов реализации, мембрана соединена с каналами для текучей среды вдоль внешней стороны кожуха 102 кассеты. В другом варианте реализации, мембрана может быть расположена в любой из обрабатывающих камер 124А-С.
[0037] Различные камеры и каналы вокруг кожуха 102 кассеты могут быть уплотнены посредством использования закрывающих приспособлений 118, 126 и 128. Закрывающие приспособления могут представлять собой пленки, выполненные с возможностью уплотнения текучей среды внутри кожуха 102 кассеты. В другом примере закрывающие приспособления могут представлять собой пластиковые листы или любые другие средства для уплотнения. В одном из примеров одно или более из закрывающих приспособлений выполнены прозрачными.
[0038] Интегрированная система 100 кассеты для тестирования позволяет пользователю разместить образец, например, в проходе 114 для образца, а затем разместить систему 100 кассеты для тестирования в приспособлении для анализа. В вариантах реализации этапы реакции, которые необходимо выполнить, включая, например, разложение с повторным получением суспензии, очистка, смешивание, нагрев, связывание, маркирование и/или обнаружение, могут быть выполнены в системе 100 кассеты для тестирования посредством взаимодействия с приспособлением для анализа без необходимости вмешательства конечного пользователя. В дополнение, так как все жидкости остаются уплотненными в системе 100 кассеты для тестирования, после того как тест окончен, система 100 кассеты для тестирования может быть удалена из приспособления для анализа и утилизирована безопасным образом без загрязнения приспособления для анализа.
[0039] На фиг. 2A-D показаны различные виды кожуха 102 кассеты в соответствии с вариантами реализации. Описание каждого из видов приведено ниже для описания особенностей, которые могут присутствовать в кожухе 102 кассеты, но не является ограничением в отношении расположения или пространственных свойств указанных особенностей.
[0040] На фиг. 2А приведен пример вида сбоку кожуха 102 кассеты. В связи с этим, данный вид показывает множество камер, соединенных посредством сети для текучей среды, и последовательностей проходов, которые простираются в кожух 102 кассеты. Каждая из данных групп будет описана более подробно далее в настоящем описании.
[0041] Множество обрабатывающих камер может содержать камеру 218 для отходов, камеру 220 для элюирования и камеру 206 для элюирования тампонов на стержне. Также могут быть включены и другие типы камер, как будет понятно специалисту в уровне техники, имеющему настоящее описание. Кроме того, назначение каждой камеры может отличаться от приведенных в настоящем описании названий.
[0042] Также показано множество камер 216 для реакций. Такие камеры могут иметь форму, схожую, например, с пробиркой для центрифуги. В одном из вариантов реализации, жидкость может быть забрана в камеру 216 для реакций для смешивания с реагентами, которые были предварительно загружены в каждую из камер для реакций. Например, каждая камера для реакций может быть загружена различными пробами ДНК или основная смесь для полимеразной цепной реакции в реальном времени, а жидкость может быть забрана в каждую из камер для реакции для создания отдельных смесей в каждой из камер. Реагенты могут быть лиофилизированы до загрузки или лиофилизированы в камерах 216 для реакций. В другом варианте реализации, камеры 216 для реакции также используются для обнаружения образца. Следовательно, в одном из вариантов реализации, камеры 216 дл реакции могут также рассматриваться как камеры для обнаружения. Обнаружение может происходить с использованием оптического источника и фотодетектора, соединенных с приспособлением для анализа, в котором размещена система 100 кассеты для тестирования. Следовательно, любые стенки или закрывающие приспособления камер 216 для реакции могут быть выполнены прозрачными для обеспечения возможности оптического обнаружения. В одном из примеров фотодетектор измеряет поглощение через жидкость в камере для реакций при одной или более длинах волн. В другом примере фотодетектор измеряет флуоресцентный сигнал, выработанный флуоресцентной смесью в камере для реакций. В одном из вариантов реализации, измерения флуоресценции производят из-под камер 216 для реакций. Камеры 216 для реакций могут быть приспособлены для других средств обнаружения, например, электрохимических, электромеханических, поверхностного плазмонного резонанса и т.д.
[0043] Совокупность меньших расширений 214 каналов можно наблюдать выше по потоку от камер 216 для реакций в соответствии с одним из вариантов реализации. Расширения 214 каналов могут выступать в роли чувствительных к жидкости областей. В связи с этим, расширения 214 каналов могут быть использованы вместе с внешним оптическим зондом для определения, присутствует ли жидкость в расширениях 214 каналов, или нет. Данное определение может быть использовано для активации других функций системы 100 кассеты для тестирования. В другом варианте реализации расширения 214 каналов могут содержать интегрированные датчики, такие как узорчатые резистивные датчики, для указания на наличие расхода текучей среды.
[0044] Различные каналы для текучей среды соединены с каждой из камер или с другими элементами в кожухе 102 кассеты. Каждый канал также выполнен таким образом, чтобы заканчиваться в проходе, который будет взаимодействовать с проходами или клапанными участками на передаточном модуле 104. В одном из вариантов реализации, кожух 102 кассеты содержит два основных ряда проходов, таких как ряд проходов 210 для жидкости, и ряд проходов 212 для вентиляции/всасывания. Проходы 210 для жидкости обеспечивают возможность потока текучей среды к любой из камер, показанных на фиг. 2А, или потока через фильтр 222. Проходы 210 для жидкости могут выступать в роли как впускных проходов для жидкости, которую необходимо забрать в передаточный модуль 104 из кожуха 102 кассеты, так и выходных проходов для жидкости, которую необходимо извлечь из передаточного модуля 104 в сеть для текучей среды кожуха 102 кассеты. Проходы 212 для вентиляции/всасывания могут быть использованы для открывания конкретного канала для текучей среды в атмосферу, так что жидкость может быть забрана в соответствующую ей камеру. Например, к проходу, показанному далеко слева в ряду проходов 212 для вентиляции/всасывания, который позволит жидкости попасть в камеру 218 для отходов через второй слева проход в ряду проходов 210 для жидкости, может быть приложено вакуумметрическое давление. В другом примере вакуумметрическое давление, приложенное от второго слева прохода в ряду проходов 212 для вентиляции/всасывания, обеспечит забор жидкости из третьего слева прохода для жидкости в камеру 220 для элюирования. В другом варианте реализации, проходы 212 для вентиляции/всасывания могут быть открыты в атмосферу.
[0045] Можно наблюдать другие обрабатывающие проходы 204, ведущие в другую секцию кожуха 102 кассеты. Обрабатывающие проходы 204 могут вести во внутреннюю обрабатывающую камеру или из нее. Например, внутренняя обрабатывающая камера может представлять собой камеру для разрушения гранул для разложения любых клеток в образце. В другом примере твердый, полутвердый или жидкий содержащий образец материал может быть размещен непосредственно во внутренней обрабатывающей камере через второе впускное отверстие для образца. Материал может быть гомогенизирован или подвергнут лизису посредством внутренней обрабатывающей камеры, а полученный в результате жидкий образец может быть забран из внутренней обрабатывающей камеры в передаточный модуль 104 через внутренний проход (не показан) внутренней обрабатывающей камеры.
[0046] Проход может представлять собой малое отверстие, простирающееся через толщину кожуха 102 кассеты. В одном из вариантов реализации, каждый из проходов 210 для жидкости выполнен с возможностью выравнивания с другим проходом, расположенным на передаточном модуле 104, который может перемещаться в боковом направлении между различными проходами 210 для жидкости. В одном из вариантов реализации, каждый из проходов 212 для вентиляции/всасывания выполнен с возможностью выравнивания с участком вокруг передаточного модуля 104, который обеспечивает возможность как вентиляции прохода в атмосферу, так и нагнетания в нем давления. Различные проходы могут содержать гидрофобные материалы или иметь определенную геометрию, так чтобы предотвращать утечку через проходы при отсутствии какого-либо приложенного давления.
[0047] Фильтр 222, как показано, может быть интегрирован в сеть для текучей среды. В связи с этим, жидкость может проходить через фильтр 222 вследствие перепада давления. Фильтр 222 может содержать, например, кремниевую матрицу, для использования для захвата нуклеотидных последовательностей. В другом примере фильтр 222 может представлять собой мембрану для извлечения плазмы из всех образцов крови. Также могут быть предусмотрены другие типы фильтров, такие как фильтры обратного осмоса. В другом примере фильтр 222 может содержать подходящие материалы для колонок для аффинной хроматографии для выполнения, например, протоколов очистка белка.
[0048] На фиг. 2 показан другой примерный вариант реализации кожуха 102 кассеты. Данный вариант реализации включает много признаков примерного кожуха кассеты, показанного на фиг. 2А, включая камеру 218 для отходов, камеру 220 для элюирования и камеру 206 для элюирования тампонов на стержне. Однако сеть для текучей среды, соединенная с проходами 210 для жидкости, содержит камеру 224 для реакций, камеру 225 и множество камер 226а-е для обнаружения. В одном из примеров одиночный путь для текучей среды соединяет каждую из камеры 224 для реакций, камеры 225 и камер 226а-е вместе. В другом примере путь для текучей среды заканчивается в камере 218 для отходов. Также показаны последовательности расширений 214 каналов, которые могут служить для тех же целей, что и в варианте реализации, описанном выше на фиг. 2А. Расположение камер, описанное в данном варианте реализации, может быть полезным для иммунологических анализов или других типов анализов связывающей способности.
[0049] Камера 224 для реакций может содержать реагенты, которые необходимо смешать с образцом до прохождения в камеру 226а-е для обнаружения. Реагенты могут быть вначале лиофилизированы и размещены или лиофилизированы в камеры 224 для реакций и регидратированы в результате контакта с жидким образцом. Камера 225 может содержать новую совокупность лиофилизированных реагентов и может быть использована во время протоколов полимеразной цепной реакции для выполнения дальнейшего увеличения нуклеотидных последовательностей. В другом примере камера 225 может содержать дополнительные реагенты, которые необходимо смешать с образцом. В альтернативном варианте реализации, камера 225 может содержать фильтр или зонды захвата для отделения конкретных смесей от образца до того, как он проходит в камеры 226а-е для обнаружения.
[0050] Камеры 226а-е для обнаружения выполнены с возможностью обеспечения оптического исследования, схожего с камерами 216 для реакций, как описано выше на фиг. 2А. В одном из примеров каждая из камер 226а-е обнаружения содержит неподвижные зонды для выполнения анализов связывающей способности. По меньшей одна стенка камер 226а-е для обнаружения выполнена прозрачной для видимого света для измерений флуоресценции. В одном из примеров измерения флуоресценции производят из-под камер 226а-е для обнаружения.
[0051] На фиг. 2С показан вид сверху кожуха 102 кассеты в соответствии с одним из вариантов реализации. Можно наблюдать множество камер 230А-Е для хранения, которые схожи с камерами 116 для хранения, как описано ранее на фиг. 1. Окно 232 для впуска образца также расположено в верхней части кожуха 102 кассеты, в соответствии с одним из вариантов реализации. Окно 232 для впуска образца может быть использовано для размещения образцов во внутренней обрабатывающей камере. Например, твердые образцы может быть необходимо гомогенизировать перед тем, как тестирование может быть начато. Данные твердые образцы могут быть размещены в окне 232 для впуска образца и входить непосредственно во внутреннюю обрабатывающую камеру.
[0052] Ряд впускных проходов 228 выполнены таким образом, что каждый из проходов находится в отдельной камере для хранения, в соответствии с одним из вариантов реализации. Раствор, хранящийся в различных камерах 230А-Е для хранения, может быть забран через соответствующий впускной проход в передаточный модуль 104 в подходящее время во время процедуры тестирования, Следовательно, передаточный модуль 104 также имеет другой проход, расположенный в верхней части передаточного модуля 104, который может выравниваться с каждым из впускных проходов 228. В одном из примеров, перемещение передаточного модуля 104 в боковом направлении изменяет, какой проход из впускных проходов 228 выровнен с верхним проходом передаточного модуля 104. В другом примере впускные проходы 228 могут вести непосредственно в сеть для текучей среды в кожухе 102 кассеты до того, как достичь передаточного модуля 104.
[0053] По меньшей мере одна из камер 230А-Е для хранения может быть выполнена с возможностью приема образцы, который был размещен в кожухе 102 кассеты через проход 114 для образца. Например, камера 230 В для хранения может иметь размеры такие, чтобы принимать хлопковый тампон на стержне с образцом. В другом примере камера 230 В для хранения содержит раствор для задерживания образца, когда образец был введен.
[0054] На фиг. 2D показан вид другой стороны кожуха 102 кассеты (противоположной стороне, показанной на фиг. 2А). В дополнение, кожух 102 кассеты содержит проход 236 под давлением и проход 234 для вентиляции, в соответствии с одним из вариантов реализации. Проход 236 под давлением может быть соединен с внешним источником давления, например с вакуумным насосом, шприцевым насосом, нагнетающим насосом и т.д. В одном из примеров внешний источник давления интегрирован с приспособлением для анализа, в котором размещена система 100 кассеты для тестирования. Перепад давления, приложенный к системе через проход 236 под давлением, может быть использован для транспортировки жидкости через различные участки в кожухе 102 кассеты и передаточном модуле 104. Проход 234 для вентиляции может быть выполнен открывающимся в атмосферу, в соответствии с одним из вариантов реализации. В связи с этим, проходы 212 для вентиляции/всасывания могут вести в участок вокруг передаточного модуля 104, который также соединен с проходом 234 для вентиляции. В другом примере источник давления соединен с проходом 236 под давлением для толкания жидкости через проходы 212 для вентиляции/всасывания. Может содержаться любое количество проходов для нагнетания давления в различных участках в кожухе 102 кассеты и передаточном модуле 104 или вокруг них.
[0055] В одном из вариантов реализации, кожух 102 кассете обеспечивает конструкции, выполненные с возможностью центрирования системы 100 кассеты для тестирования в автоматическом приспособлении для тестирования. Например, множество отверстий 235a-b может быть расположено на кожухе 102 кассеты для соединения с соответствующими штырями на приспособлении для анализа для способствования центрированию системы 100 кассеты для тестирования относительно внешней системы для точного расположения. Продолговатые выступы также могут быть использованы для центрирования системы 100 кассеты для тестирования в автоматическом приспособлении для анализа. В нижней части кожуха 102 кассеты по фиг. 2D, область 240 оптического доступа расположена ниже камер 216 для реакций, в соответствии с одним из вариантов реализации. Область 240 оптического доступа выполнена по существу прозрачной для всех длин волн, используемых в процессе оптического обнаружения. В одном из примеров каждая отдельная камера для реакций имеет свою собственную область оптического доступа. В другом примере единичная область оптического доступа тянется через множество камер 216 для реакций.
[0056] Пленка или множество пленок может быть расположено над последовательностями камер 216 для реакций. Пленки могут быть достаточно тонкими, но в то же время обеспечивать достаточное уплотнение, а также обеспечивая более легкий нагрев и/или охлаждение содержимого в камерах 216 для реакций посредством внешнего источника. Например, пленки могут находиться в контакте с поверхностью, температура которой управляется любым из термоэлектрических устройств, резистивных нагревателей и нагнетаемого воздуха или их комбинацией.
[0057] На фиг. 3A-D показаны различные виды, окружной и внутренний, внутреннего кожуха 110 передаточного модуля 104, в соответствии с изобретением. На фиг. 3А показан вид в перспективе внутреннего кожуха 110 кассеты, в соответствии с одним из вариантов реализации. Внутренний кожух 110 образован корпусом 302, который может представлять собой жесткий материал. Например, корпус 302 может представлять собой твердый пластиковый или металлический материал. В другом примере корпус 302 может представлять собой гибкий пластиковый материал.
[0058] Внутренний кожух 110 содержит один или более проход, которые простираются через толщину корпуса 302. Проходы могут содержать главный впускной проход 306 и проход 308 для передачи давления. В одном из вариантов реализации, главный впускной проход 306 выравнивают с различными проходами из впускных проходов 228, как показано на фиг. 2С.
[0059] В одном из вариантов реализации, путь 304 используют для удерживания чехла 108 клапана на месте вокруг внутреннего кожуха 110. Чехол 108 клапана будет описан отдельно на фиг. 4А-С. Корпус 302 может также содержать соединительный участок 310 для соединения передаточного модуля 104 с приводом. Привод может быть моторизованным и прикладывать усилие к передаточному модулю 104 для выполнения перемещения. В другом варианте реализации, соединительный участок 310 может быть соединен с любым типом конструкции, которая обеспечивает возможность приложения усилия пользователем к конструкции и, как следствие, перемещения передаточного модуля 104.
[0060] На фиг. 3В показан вид сбоку внутреннего кожуха 110. На виде показана сторона, которая обращена назад на фиг. 3А. На данной стороне внутреннего кожуха 110 также показан схожий путь 304. В другом варианте реализации, внутренний кожух 110 содержит только одиночную путевую конструкцию. Также показан главный выпускной проход 312. В одном из вариантов реализации, главный выпускной проход 312 выравнивают с различными проходами из проходов 210 для жидкости, как показано на фиг. 2А. Следует понимать, что внутренний кожух 110 могут содержать любое количество проходов вокруг поверхности корпуса 302, а показанные в настоящем описании изображения не предназначены для ограничения расположения и количества проходов.
[0061] На фиг. 3С показан вид в разрезе внутренней части внутреннего кожуха 110, в соответствии с одним из вариантов реализации. Корпус 302 вмещает передаточную камеру 316. Также содержится закрывающее приспособление 318 для уплотнения текучей среды или любых других типов образцов в передаточной камере 316.
[0062] Главный выпускной проход 312 показан в самом нижнем месте в передаточной камере 316 или около него. Такое расположение обеспечивает возможность достаточного отвода любых жидкостей в передаточной камере 316 через главный выпускной проход 312. Для дальнейшего облегчения достаточного отвода внутренние стенки передаточной камеры 316 наклонены вниз, в соответствии с одним из вариантов реализации. В одном из примеров одна или более стенок передаточной камеры 316 наклонена. В одном из примеров клин 320 расположен в передаточной камере 316 для обеспечения наклонной поверхности.
[0063] В одном из вариантов реализации, передаточная камера 316 содержит перемешивающий элемент 324. Например, перемешивающий элемент 324 может представлять собой магнитный перемешивающий стержень. Перемешивающий элемент 324 может быть использован для эффективного смешивания содержимого передаточной камеры 316. В одном из примеров перемешивающий элемент 324 приводится в действие внешним магнитным полем. В одном из вариантов реализации, кожух 102 кассеты содержит один или более магнитов расположены вдоль пути перемещения передаточного модуля 104. Наличие магнитов может возбуждать магнитное усилие на перемешивающий элемент 324, вынуждая его перемещаться в передаточной камере 316. В другом примере перемешивающий элемент 324 физически соединен с приводом, выполненным с возможностью перемещения перемешивающего элемента 324.
[0064] На фиг. 3D показан вид в перспективе крышки 106, в соответствии с одним из вариантов реализации. Крышка 106 может включать закрывающее приспособление 318 обеих камер, а также клин 320, соединенный с закрывающим приспособлением 318. Интеграция клина 320 с закрывающим приспособлением 318 камеры обеспечивает более легкий процесс производства.
[0065] Возвращаясь к фиг. 3А, различные проходы, расположенные вокруг внутреннего кожуха 110, могут быть использованы для передачи жидкости между различными камерами кожуха 102 кассеты и передаточной камерой 316. В примерном процессе, передаточный модуль 104 перемещают в боковом направлении для выравнивания главного впускного прохода 306 с одним из множества впускных проходов 228 кожуха 102 кассеты. После выравнивания, вакуумметрическое давление может быть приложено через проход 308 для передачи давления, который заберет жидкость из камеры для хранения кожуха 102 кассеты в передаточную камеру 316 передаточного модуля 104. Дополнительное перемещение передаточного модуля 104 в боковом направлении выравнивает главный впускной проход 306 с различными проходами из множества впускных проходов 228 кожуха 102 кассеты. Второе приложенное вакуумметрическое давление забирает жидкость из другой камеры для хранения кожуха 102 кассеты в передаточную камеру 316. Две жидкости в передаточной камере 316 могут быть затем при необходимости смешаны перемешивающим элементом 324. Третье перемещение передаточного модуля 104 в боковом направлении выравнивает главный выпускной проход 312 с одним из проходов 210 для жидкости кожуха 102 кассеты. Положительное давление, приложенное к проходу 308 для передачи давления, извлекает жидкость из передаточной камеры 316 через главный выпускной проход 312 в сеть для текучей среды кожуха 102 кассеты посредством выровненного прохода для выпуска жидкости. Следует понимать, что может быть выполнено значительно большее количество процедур забора и извлечения жидкости, и жидкость может быть забрана в передаточную камеру 316 через главный выпускной проход 312.
[0066] С целью управления потоком текучей среды вдоль конкретных каналов для текучей среды, а также управления тем, в каких участках вокруг внешней части передаточного модуля 104 нагнетают давление, вокруг внутреннего кожуха 110 выполнена клапанная система. На фиг. 4А-С показаны различные виды чехла 108 клапана, расположенного вокруг внутреннего кожуха 110.
[0067] На фиг. 4А показан вид в перспективе чехла 108 клапана, в соответствии с одним из вариантов реализации. Чехол 108 клапана содержит совместимый корпус 402, который посажен вокруг внутреннего кожуха 110. Совместимый корпус 402 может представлять собой гибкий материал, такой как резина. В одном из вариантов реализации, внешняя поверхность совместимого корпуса 402 содержит проходы, которые простираются через толщину совместимого корпуса 402 и выравниваются с проходами внутреннего кожуха 110. Например, первый проход 410 может выравниваться с главным выпускным проходом 312, в то время как второй проход 412 может выравниваться с главным впускным проходом 306.
[0068] Внешняя поверхность совместимого корпуса 402 может также содержать разнообразие узорчатых гребней и форм, в соответствии с одним из вариантов реализации. Например, тороидные гребни 404 вдоль стороны кожуха 108 клапана может быть выровнен с различными проходами из множества проходов 212 для вентиляции/всасывания. В дополнение, тороидные конструкции 414 предусмотрены вдоль верхней части чехла 108 клапана. Твердые тороидные конструкции 414 могут выравниваться с различными проходами из множества впускных проходов 228 для защиты каждого прохода от нежелательного нагнетания давления. Твердые тороидные конструкции 414 являются предпочтительными для долгого хранения жидкости в камерах 230а-е для хранения. Полые тороидные формы обеспечивают преимущество, заключающееся в уменьшении трения при перемещении передаточного модуля 104 в кожухе 102 кассеты.
[0069] Также могут содержаться другие узорчатые гребни. Например, зубчатые гребни 406 могут проходить вдоль длины чехла 108 клапана для уплотнения любого из множества проходов 210 для жидкости, которые не выровнены с первым проходом 410. В другом примере прямые гребни 408 обеспечивают равномерное давление на внутренней поверхности кожуха 102 кассеты.
[0070] Различные узоры гребней выполнены с возможностью прижатия к внутренним стенкам кожуха 102 кассеты. Таким образом образуется множество участков вокруг внешней поверхности передаточного модуля 104, которые уплотнены один относительно другого. Таким образом, приложенный перепад давления в одном участке не будет влиять на давление в других участках. Данный пример конструкции более ясно показан на фиг. 4В.
[0071] На фиг. 4В показан вид в разрезе передаточного модуля 104 в передаточной камере 102, в соответствии с одним из вариантов реализации. Показаны внутренний кожух 302 и чехол 108 клапана передаточного модуля 104, а также выступы 416 чехла 108 клапана. Выступы 416 могут быть схожими с гребнями и тороидными формами, описанными ранее со ссылкой на фиг. 4А. Выступы 416 прижимаются к внутренним стенкам кожуха 102 кассеты для создания множество клапанных участков, таких как участки 418А-С, в соответствии с одним из вариантов реализации. Например, участок 418В отделен от участков 418А и 418С благодаря выступам 416, и в связи с этим в нем может происходить нагнетание давления отдельно от участков 418А и 418С.
[0072] В одном из примеров участок 418В связан с проходом 236 под давлением (фиг. 2D) со стороны кожуха 102 кассеты. Приложенный через проход 236 под давлением (фиг. 2D) перепад давлений будет также нагнетать давление в участке 418 В без нагнетания давления в окружающих участках, отделенных выступами 416.
[0073] На виде в разрезе также показано, как первый проход 410 передаточного модуля 104 может выравниваться с одним из проходов 210 для жидкости кожуха 102 кассеты. Выступы 416 могут окружать проход 410 для предотвращения утечки текучей среды или нежелательного нагнетания давления в участке прохода.
[0074] На фиг. 4С показан вид сбоку чехла 108 клапана, в соответствии с одним из вариантов реализации. На виде сбоку показана сторона, которая обращена назад на фиг. 4А. Чехол 108 клапана также содержит нагнетательный проход 420, который может быть выровнен с проходом 308 для передачи давления внутреннего кожуха 110, в соответствии с одним из вариантов реализации. Нагнетательный проход 420 расположен в участке 424 под давлением, заданном различными гребнями, такими как прямой гребень 428 и волнообразный гребень 422. Узоры и/или формы гребней не ограничены перечисленными вариантами реализации. Другой участок 426 находится на другой стороне волнообразного гребня 422, в соответствии с одним из вариантов реализации. Участки, описанные со ссылкой на фиг. 4С могут рассматриваться как схожие с участками, описанными выше со ссылкой на фиг. 4В.
[0075] Участок 424 под давлением связан с проходом кожуха 102 кассеты, в соответствии с одним из вариантов реализации. Например, когда передаточный модуль 104 расположен в кожухе 102 кассеты, проход 236 под давлением может быть расположен в участке 424 под давлением. В одном из примеров проход под давлением расположен ниже средней, горизонтальной части волнообразного гребня 422. При параллельном перемещении передаточного модуля 104 в кожухе 102 кассеты, участок 424 под давлением остается связанным с проходом 236 под давлением, в соответствии с одним из примером. В другом примере параллельное перемещение передаточного модуля 104 может выравнивать проход 234 для вентиляции в участке 424 под давлением и проход 236 под давлением в участке 426 вследствие волнообразной формы, связанной с волнообразным гребнем 422. Перепад давления, приложенный через проход, выровненный в участке 424 под давлением, также приложит такой же перепад давления в передаточной камере 316 через нагнетательный проход 420. В другом примере параллельное перемещение передаточного модуля 104 выравнивает проход 236 под давлением с различными участками вокруг внешней поверхности чехла 108 клапана.
[0076] Участок 426 также связан с проходом кожуха 102 кассеты, в соответствии с одним из вариантов реализации. Например, проход 234 для вентиляции может быть расположен в участке 426, например сразу над средней горизонтальной частью волнообразного гребня 422. В данном примере участок 426 открыт для атмосферного давления. В альтернативном варианте реализации, проход 236 под давлением может быть расположен в участке 426, например, между изгибами волнообразного гребня 422. Вакуумметрическое давление может быть приложено в проходе 236 под давлением, который схожим образом нагнетает давление в участке 426.
[0077] Участок 426 может изгибаться вокруг другой стороны чехла 108 клапана (стороны, показанной на фиг. 4А), в соответствии с одним из вариантов реализации. Таким образом, участок, окружающий тороидные гребни 404, а также тороидные конструкции 414 могут рассматриваться как участок, аналогичный участку 426. В примерном варианте реализации, при перемещении передаточного модуля 104 в кожухе 102 кассеты между дискретными шагами, тороидные гребни 404 закрывают все кроме одного прохода 212 для вентиляции/всасывания, в соответствии с одним из вариантов реализации. Один проход для вентиляции/всасывания, не закрытый тороидными гребнями 404, затем подвергают атмосферному давлению, либо перепаду давления, который был приложен к участку 426.
Второй вариант реализации кассеты для тестирования
[0078] На фиг. 5-8 показаны различные виды и компоненты системы кассеты для тестирования в соответствии с другим вариантом реализации. На фиг. 5А-5В показаны виды с разнесением системы 500 кассеты для тестирования, которая содержит кожух 502 кассеты и передаточный модуль 504. Передаточный модуль 504 имеет по существу аналогичную функцию в системе, что и передаточный модуль 104 из первого варианта реализации кассеты для тестирования. Оба передаточных модуля 504, 104 перемещаются в боковом направлении в системе для выравнивания проходов на внешней части передаточного модуля с проходами на сторонах кожуха 502, 102, в соответствии с несколькими вариантами реализации. Кроме того, передаточный модуль 504 имеет схожую конструкцию с передаточным модулем 104 с внутренним кожухом 510, окруженным чехлом 508, и имеющим внутреннюю камеру, накрытую крышкой 506. Другие подробности передаточного модуля 504 описаны ниже со ссылкой на фиг. 7A-D.
[0079] Кожух 502 содержит многие признаки, что и кожух 102, в соответствии с несколькими вариантами реализации. Например, кожух 502 содержит множество обрабатывающих камер 524а-b, отсек 520 камеры для приема передаточного модуля 504 и проход 514 для образца с крышкой 512 прохода. В одном из примеров камера 524а представляет собой камеру для отходов, а камера 524b представляет собой камеру для вмещения тампона на стержне. Проход 514 для образца ведет в камеру 524b, которая может иметь размеры такие, чтобы принимать всю длину медицинского тампона на стержне, в соответствии с одним из вариантов реализации. Кожух 502 также содержит различные закрывающие приспособления 518, 526, 527 и 528 для уплотнения различных камер и каналов вокруг кожуха 502, в соответствии с одним из вариантов реализации. В одном из примеров каждое из закрывающих приспособлений 526 и 518 выполнено по существу из того же материала, что и кожух 502. В одном из вариантов реализации, любое из закрывающих приспособлений 526, 528 и 518 выполнены по существу прозрачными. Закрывающее приспособление 527 может представлять собой материал с высокой тепловой проводимостью, например алюминиевой фольгой, для обеспечения более эффективной передачи тепла к образцам внутри кожуха 502. Отверстие 513 может быть вырезано в закрывающем приспособлении 526 таким образом, что тепло может проводиться более эффективным образом от закрывающего приспособления 527 к внутренней обрабатывающей камере кожуха 502 через отверстие 513. Внутренняя обрабатывающая камера может также иметь свое собственное впускное отверстие с закрывающим приспособлением 532. В одном из вариантов реализации, кожух 502 содержит верхнее отверстие 522 для приема различных видов фильтров, которые необходимо разместить в кожухе 502. В одном из примеров материалы, получаемые из твердой фазы, такие как мембраны или кремниевые гранулы, могут быть размещены в камере кожуха 502 через верхнее отверстие 522. Множество отверстий предусмотрено в обоих закрывающих приспособлениях 526 и 527 в соответствии с несколькими вариантами реализации. Отверстия закрывающего приспособления 526 могут быть выровнены с различными небольшими камерами кожуха 502, например, для обеспечения большего пространства для размещения сухих реагентов в небольших камерах. В другом примере отверстия закрывающего приспособления 527 могут обеспечивать оптический доступ к чувствительным областям каналов кожуха 502.
[0080] Кожух 502 также содержит отверстие 515 во внутреннюю обрабатывающую камеру в соответствии с одним из вариантов реализации. Образцы любого типа, такие как твердые, полутвердые или жидкие образцы, могут быть размещены во внутренней обрабатывающей камере через отверстие 515. Отверстие 515 может быть закрыто закрывающим приспособлением 532 для предотвращения любой утечки из образцов, размещенных во внутренней обрабатывающей камере. Внутренняя обрабатывающая камера может представлять собой, например, камеру для разрушения гранул для разложения клеток или гомогенизации образца. Кожух 502 может иметь размеры такие, чтобы принимать различные размеры модулей для разрушения гранул. В одном из вариантов реализации, модули для разрушения гранул в кожухе 502 принимают объемы жидкости примерно от 10 до 5000 микролитров. В другом варианте реализации, принимаемые объемы модулей для разрушения гранул варьируются между 100 и 1000 микролитров.
[0081] На фиг. 6А и 6В показаны более подробные виды сбоку кожуха 502, в соответствии с несколькими вариантами реализации. На фиг. 6А показаны различные камеры для хранения на стороне кожуха 502. Кожух 502 содержит семь емкостей 630a-g для хранения, в соответствии с одним из вариантов реализации. Также возможны и другие количества емкостей для хранения. Также следует понимать, что показанные формы и размеры различных емкостей 630a-g для хранения не являются ограничительными и могут быть изменены, так что они в сущности включают любую форму и размер. Каждая из различных емкостей 630a-g для хранения может содержать два отверстия в емкость. Первое отверстие может быть соединено с каналом для текучей среды для передачи текучей среды как в емкость, так и из нее, а как второе отверстие может обеспечивать вентиляцию емкости от атмосферного давления. Возможность вентиляции емкости может обеспечить возможность более эффективного опустошения емкости при заборе из нее текучей среды. Кроме того, воздух не будет захвачен в емкости при перемещении текучей среды в нее, и воздух имеет возможность выхода через вентиляционное отверстие.
[0082] Также показаны две камеры, первая буферная камера 642 и вторая буферная камера 643. Каждая из буферных камер может быть использована для облегчения предотвращения выхода жидкости из инфраструктуры текучей средой системы кассеты для тестирования, в соответствии с одним из вариантов реализации. Например, буферная камера 642 может быть выполнена с возможностью удерживания любой "избыточной" жидкости, которая случайно протекла по каналу, используемому для вентиляции системы. Вентиляционный канал может также содержать чувствительную к жидкости область. Если жидкость пересекает чувствительную к жидкости область, датчик может быть выполнен с возможностью отключать любое прилагаемое усилие, которое приводит к течению текучей среды, для остановки жидкости до того, как она может выйти из вентиляционного прохода. Аналогичным образом, вторая буферная камера 643 может быть выполнена с возможностью удерживания любой "избыточной" жидкости, которая случайно протекла по каналу, используемому для приложения давления к системе. В соответствии с несколькими вариантами реализации, приложенное давление представляет собой вакуумметрическое давление для высасывания жидкости через различные каналы и камеры системы 500 кассеты для тестирования. Нагнетательный канал может также содержать чувствительную к жидкости область со связанным датчиком, выполненным с возможностью работы схожим образом с датчиком, описанным ранее в вентиляционном канале. В дополнение, каждый проход, связанный с первой буферной камерой 642 и второй буферной камерой 643 может содержать фильтры 641а и 641b, в соответствии с несколькими вариантами реализации. Фильтры 641а и 641b могут представлять собой аэрозольные фильтры для предотвращения загрязнения остальной системы при использовании проходов для вентиляции и/или нагнетания в системе давления.
[0083] В одном из вариантов реализации, кожух 502 содержит места 635а и 635b для зажима для поддерживания кожуха 502 в системе для анализа большего размера. Кассета для тестирования может быть размещена в приспособлении для анализа, которое содержит компоненты для нагрева и/или охлаждения системы, оптического измерения некоторых камер, обеспечения источника вакуума или накачки и приведения в действие перемещения передаточного модуля 504. Кожух 502 системы 500 кассеты для тестирования может быть удержан в приспособлении для анализа посредством мест 635а быть 635b для зажима, так что кожух 502 не перемещается в то время как выполняются различные операции приспособления для анализа.
[0084] Проход 641 для отходов может также быть включен в кожух 502 для направления текучей среды и любых других отходов образцов в камеру для отходов, такую как, например, камера 524а. Вход в камеру для отходов может быть выполнен только с возможностью обеспечения течения текучей среды в камеру, но не из нее.
[0085] На фиг. 6В показан другой примерный вариант реализации противоположной стороны кожуха 502. В примере реализации конструкции с текучей средой имеется множество проходов 610, выровненных для соединения по текучей среде с проходом передаточного модуля 504. Также показаны нагнетательный проход 636 и проход 634 для вентиляции. Нагнетательный проход 636 может быть соединен с внешним источником давления для приложения как положительного, так и отрицательного перепадов давления через систему, в соответствии с одним из вариантов реализации. Проход 634 для вентиляции может как открываться в атмосферу, так и быть соединенным с другим источником давления. Например, положительный перепад давления может быть приложен к одному проходу, в то время как отрицательный перепад давления приложен к другому проходу для обеспечения более быстрого перемещения жидкости через соединенные каналы системы.
[0086] Кожух 502 также содержит камеры 616 для реакций, которые могут функционировать схожим образом с камерами 216 для реакций, описанными выше в отношении фиг. 2А. В одном из вариантов реализации, различные каналы, ведущие в камеры 616 для реакций, содержат камеры 631 для предварительного смешивания. Камеры 631 для предварительного смешивания могут содержать сухие химические реактивы, такие как высушенные или лиофилизированные реагенты. В другом примере камера 631 для предварительного смешивания содержит сухие химические гранулы или биологические образцы. Такие биологические или химические смеси могут храниться в камерах 631 для предварительного смешивания в течение длительных периодов времени до того как они будут использованы. Размеры камер 631 для предварительного смешивания могут быть выполнены специально с возможностью посадки размера сухих химических гранул, обычно в порядке нескольких миллиметров в диаметре, в соответствии с одним из вариантов реализации. В одном из примеров текучая среда, забранная в направлении камер 616 для реакций, смешивается с образцами, хранимыми в камере 631 для предварительного смешивания. Различные каналы также содержат чувствительный участок 614, в соответствии с одним из вариантов реализации. Чувствительный участок 614 может быть использован для определения наличия и/или расхода жидкости в соответствующем канале. С чувствительным участком 614 может быть использован внешний оптический зонд для выполнения определения. В другом примере интегрированные датчики, такие как резистивные датчики, могут указывать на наличие расхода жидкости. Система управления может использовать выходные данные чувствительного участка 614 для активации различных функций системы 500 кассеты для тестирования, или для управления расходом жидкости в соответствующем канале, имеющем чувствительную область 614.
[0087] Также показано множество фритт 633 на стороне кожуха 502. Каждая из фритт 633 может содержать различные материалы, предназначенные для фильтрования или захвата частиц различных размеров. В одном из примеров фритта 633 представляет собой пластиковый материал, имеющий тонкую сетку с выполненным с возможностью выбора размером пор, который может изменяться приблизительно от 0,1 мкм до 500 мкм. В одном из вариантов реализации, фритта 633 имеет размер пор приблизительно 20 мкм.
[0088] В нижней части кожуха 502 кассеты по фиг. 6В, область 640 оптического доступа расположена ниже камер 616 для реакций, в соответствии с одним из вариантов реализации. Область 640 оптического доступа выполнена по существу прозрачной для всех длин волн, используемых в процессе оптического обнаружения. В одном из примеров каждая отдельная камера для реакций имеет свою собственную область оптического доступа. В другом примере единичная область оптического доступа тянется через множество камер 616 для реакций. В одном из примеров фотодетектор измеряет поглощение через жидкость в камере 616 для реакций при одной или более длинах волн. В другом примере фотодетектор измеряет флуоресцентный сигнал, выработанный флуоресцентной смесью в камере 616 для реакций. Измерения флуоресценции могут производиться из-под камер 616 для реакций или со стороны камер 616 для реакций. Камеры 216 для реакций могут быть приспособлены для других средств обнаружения, например, электрохимических, электромеханических, поверхностного плазмонного резонанса и т.д.
[0089] На фиг. 7A-7F показаны различные виды в передаточном модуле 504 и вокруг него, в соответствии с несколькими вариантами реализации. Много основных особенностей передаточного модуля 504 по существу схожи с передаточной камерой 104 первого вариант реализации кассеты для тестирования. Например, оба передаточных модуля содержат податливый материал, обернутый вокруг более твердого внутреннего кожуха, и имеют проходы на внешней части, которые ведут внутрь в направлении центральной камеры. Однако расположение и конструкция некоторых особенностей на передаточном модуле 504 служат основанием для дальнейшего описания, которое приведено в настоящем описании в отношении фиг. 7A-7F.
[0090] На фиг. 7А и 7В показаны два изометрических схематических вида передаточного модуля 504 с разных сторон, в соответствии с несколькими вариантами реализации. Передаточный модуль 504 содержит чехол 508, обернутый вокруг внутреннего кожуха 510. Передаточный модуль 504 также содержит два прохода 712а и 712b. В одном из вариантов реализации, каждый из проходов 712а и 712b расположен на нижней части передаточного модуля 504. В одном из примеров проходы 712а и 712b по существу простираются поперек друг к другу. Передаточный модуль 504 может также содержать третий проход 706 вдоль верхней части передаточного модуля 504. В одном из вариантов реализации, проходы 712а, 712b и 706 ведут в центральную камеру внутри передаточного модуля 504.
Любой из проходов 712а, 712b и 706 может быть использован для соединения с различными проходами кожуха 502 для передачи текучей среды. В другом примере любой из проходов 712а, 712b и 706 может быть соединен с источником давления для приложения перепада давления к текучей среде в системе 500 кассеты для тестирования. В одном из вариантов реализации, проходы 712а, 712b и 706 используют для передачи текучей среды только тогда, когда проход 706 используют для нагнетания давления или для сброса давления в центральной камере передаточного модуля 504.
[0091] Передаточный модуль 504 также содержит разнообразие узорчатых гребней и форм, в соответствии с одним из вариантов реализации. По аналогии с узорчатыми конструкциями чехла 108 на передаточном модуле 104, узорчатые участки на передаточном модуле 504 могут выравниваться с различными проходами кожуха 502 и определять различные участки под давлением, или клапанные участки, вокруг передаточного модуля 504. Например, тороидная конструкция 704 может быть выровнена с проходом на кожухе 502 для уплотнения этого прохода. Также обеспечен набор тороидных конструкций 714, в соответствии с одним из вариантов реализации. Набор тороидных конструкций 714 может быть выполнен с возможностью выравнивания с различными проходами кожуха 502 одновременно на основании положения передаточного модуля 504. В одном из вариантов реализации, тороидная конструкция из набора тороидных конструкций 714 выступает в роли моста текучей среда между по меньшей мере двумя проходами кожуха 502. В одном из примеров текучая среда может течь от одного канала к другому каналу посредством течения через два прохода, которые выровнены с одной и той же тороидной конструкцией. Таким образом, можно перемещать текучую среду через различные каналы кожуха 502 без необходимости прохождения текучей среды через центральную камеру передаточного модуля 504. Текучая среда все также может течь в центральную камеру передаточного модуля 504 и из нее через любой из проходов 712а, 712b и 706, в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0092] Чехол 508 передаточного модуля 504 может также содержать различные гребни 707 и 709. В одном из вариантов реализации, гребень 707 используют для уплотнения различных проходов 610 кожуха 502, в то время как только один проход из проходов 610 выравнен с проходом 712а. Гребень 709 может быть использован для разграничения между множеством участков, таких как, например, участок 711 и 713. В одном из вариантов реализации, участки 711 и 713 обозначают области, в которые нагнетание давления может происходить по отдельности. Например, участок 711 может происходить нагнетание давления через нагнетательный проход 636 вследствие положения передаточного модуля. 504 в кожухе 502. Участок 711, в котором нагнетают давление, может соответственно нагнетать давления в центральной камере передаточного модуля 504 через проход 706 и забирать жидкости в центральную камеру передаточного модуля 504, или извлекать жидкость из нее.
[0093] Также на передаточном модуле 504 показана соединительный участок 702 для соединения передаточного модуля 504 с приводом, в соответствии с одним из вариантов реализации. Привод может быть выполнен с возможностью параллельного перемещения передаточного модуля 504 в боковом направлении в кожухе 502 по существу схожим образом с ранее описанным первым вариантом реализации кассеты для тестирования.
[0094] На фиг. 7С показан вид в разрезе передаточного модуля 504 с разрезом вдоль длины передаточного модуля 504, в соответствии с одним из вариантов реализации. Передаточный модуль 504 содержит центральную камеру 716. Крышку 506 используют для уплотнения конца центральной камеры 716. В одном из вариантов реализации, крышка 506 выполнена с возможностью удаления. Крышка 506 простирается в центральную камеру 716 для обеспечения наклонной поверхности (поверхностей) для облегчения забора любых жидкостей в центральной камере 716, в соответствии с одним из вариантов реализации. Отверстие 708 расположено по существу посередине крышки 506 в центральной камере 716 для передачи жидкости к центральной камере 716 или от нее в другие области кожуха 502 или от них. Передаточный канал 710 может переносить жидкость в направлении любого из проходов 712а и 712b или к обоим из них.
[0095] На фиг. 7D показан вид крышки 506, которая содержит панель 718 и наклонную конструкцию 720, в соответствии с одним из вариантов реализации. Панель 718 может быть использована для уплотнения конца центральной камеры 716, в то время как наклонная конструкция 720 обеспечивает наклонную поверхность, например для способствования перемещению жидких образцов в центральной камере 716 в направлении любого из проходов 712а или 712b. Отверстие 708 также показано в самом нижнем месте наклонной конструкции 720 для достаточного отвода всей жидкости при опустошении центральной камеры 716, в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0096] На фиг. 7Е показан другой вид снизу крышки 506, на котором показано отверстие 708 и передаточный канал 710, в соответствии с одним из вариантов реализации. Один из примеров содержит боковые каналы 715 для выравнивания жидкости в проходах 712а и 712b на сторонах передаточного модуля 504. Показанные конфигурации каналов представляют собой лишь один из примеров направления текучей среды в центральную камеру 716 и из нее и не должны рассматриваться в качестве ограничения.
[0097] На фиг. 7F показан вид в разрезе передаточного модуля 504 с разрезом вдоль ширины передаточного модуля 504, в соответствии с одним из вариантов реализации. Чехол 508 показан обернутым вокруг внутреннего кожуха 510. Чехол 508 содержит различные выступы 724, в соответствии с одним из вариантов реализации. Выступы 724 могут представлять различные узорчатые конструкции на чехле 508. В одном из примеров выступы 724 прижимаются к внутренним стенкам кожуха 502 для создания различных участков 722а, 722b и 722 с. В каждом участке может происходить нагнетание давления по отдельности на основании положения передаточного модуля 504 в кожухе 502. Проходы 712а и 712b показаны выровненными с одним из проходов 610 кожуха 502 и проходом, связанным с нагнетательным проходом 636 соответственно, в соответствии с одним из вариантов реализации. Передаточный модуль 504 перемещается в боковом направлении в кожухе 502, проходы 712а и/или 712b могут выравниваться с различными проходами 610 кожуха 502. Также в центральной камере 716 показана наклонная конструкция 720 и боковой канал 715, в соответствии с одним из вариантов реализации. В примерном варианте реализации, боковой канал 715 соединяется с каждым из проходов 712а и 712b с образованием U-образной формы.
[0098] На фиг. 8А и 8В показаны тампоны на стержне, размещенные в системе кассеты для тестирования для анализа, в соответствии с одним из вариантов реализации. На фиг. 8А показан тампон 802 на стержне, размещенный камере 524b кожуха кассеты. Камера уплотнена крышкой 512 прохода. В одном из примеров тампон 802 на стержне имеет длину около 80 мм. Следует понимать, что камера 524b может иметь размеры такие, чтобы принимать тампон на стержне любой длины без отклонения от объема или сущности изобретения.
[0099] На фиг. 8В показан другой вариант реализации, в котором более длинный тампон 806 на стержне размещен в камере 524b и уплотнен удлиненной крышкой 804. Удлиненная крышка 804 может быть использована для уплотнения тампонов на стержне, которые длиннее камеры 524b и выступают из отверстия камеры. В одном из примеров более длинный тампон 806 на стержне имеет длину около 100 мм. Более длинный тампон 806 на стержне может быть искривлен и/или изогнут в камере 524b.
Примеры способов работы
[0100] Ниже описаны приведенные в качестве примера способы выполнения передачи текучей среды между различными камерами обоих вариантов реализации кожуха кассеты и его соответствующей передаточной камерой.
[0101] На фиг. 9 показана блок-схема приведенного в качестве примера способа 900 передачи жидкости через систему 100 кассеты для тестирования согласно первому варианту реализации. Следует понимать, что способ 900 описывает одну примерную последовательность работы, которая может быть выполнена с помощью системы 100 кассеты для тестирования, и не должен рассматриваться в качестве ограничительного. Кроме того, способ 900 может быть также выполнен с использованием системы 500 кассеты для тестирования согласно второму варианту реализации.
[0102] В блоке 902, передаточный модуль 104 перемещают в боковом направлении в кожухе 102 кассеты для выравнивания впускного прохода передаточного модуля 104 с выпускным проходом первой камеры, в соответствии с одним из вариантов реализации. Впускной проход передаточного модуля 104 может представлять собой, например, главный впускной проход 306. Выпускной проход первой камеры может представлять собой, например, любой из ряда выпускных проходов 228.
[0103] В блоке 904, образец забирают из первой камеры в передаточную камеру 316 посредством приложенного первого перепада давления, в соответствии с одним из вариантов реализации. В одном из вариантов реализации, приложенный перепад давления прикладывают к проходу 308 для передачи давления. Приложенный перепад давления может представлять собой вакуумметрическое давление для забора образца в передаточную камеру 316. Образец может быть введен в первую камеру из хлопкового тампона на стержне или из жидкости. Первая камера может представлять собой, например, внутреннюю обрабатывающую камеру или обрабатывающую камеру, связанную с проходом 114 для образца. В дополнение, образец может представлять собой смесь жидкостей, полутвердых материалов, твердых материалов и т.д.
[0104] В блоке 906, передаточный модуль 104 перемещают в боковом направлении в кожухе 102 кассеты для выравнивания выпускного прохода передаточной камеры 316 с впускным проходом второй камеры, в соответствии с одним из вариантов реализации. Выпускной проход передаточной камеры 316 может представлять собой, например, главный выпускной проход 312. Впускной проход второй камеры может представлять собой, например, любой из ряда проходов 210 для жидкости. В связи с этим, впускной проход второй камеры может вести в любую камеру кожуха 102 кассеты, такую как камеру 218 для отходов, камеру 216 для реакций, камеру 206 для элюирования тампонов на стержне.
[0105] В блоке 908, образец забирают из передаточной камеры 316 во вторую камеру посредством приложенного второго перепада давления, в соответствии с одним из вариантов реализации. Второй перепад давления может представлять собой положительное давление, приложенное к проходу 308 для передачи давления. В альтернативном варианте реализации, второй перепад давления может представлять собой вакуумметрическое давление в проходе 212 для вентиляции/всасывания для забора жидкости в камеру, связанную с соответствующим проходом 212 для вентиляции/всасывания.
[0106] Следует понимать, что может быть выполнено значительно большее количество процедур забора жидкости, как будет ясно специалисту в уровне техники на основании приведенного описания. Например, после блока 904, впускной проход передаточной камеры могут выравнивать со вторым выпускным проходом вдоль верхней части кожуха 102 кассеты для забора другой жидкости, хранимой в другой камере для хранения. Данную процедуру могут повторять столько раз, сколько необходимо в зависимости от протокола, необходимого для конкретного молекулярного тестирования.
[0107] В другом варианте реализации, после блока 908 могут быть выполнены другие этапы для забора образца обратно в передаточную камеру и извлечения жидкости в третью камеру. Например, вторая камера может представлять собой камеру 206 для элюирования тампонов на стержне, а третья камера может представлять собой одну из камер 216 для обнаружения. Жидкость может быть забрана и извлечена столько раз, сколько необходимо, из любого количества камер. Таким образом, система обеспечивает огромное количество схем передачи жидкости между различными камерами.
[0108] На фиг. 10 показана блок-схема приведенного в качестве примера способа 1000 передачи жидкости через систему 500 кассеты для тестирования согласно второму варианту реализации. Следует понимать, что способ 1000 описывает одну примерную последовательность работы, которая может быть выполнена с помощью системы 500 кассеты для тестирования, и не должен рассматриваться в качестве ограничительного.
[0109] В блоке 1002, передаточный модуль 504 перемещают в боковом направлении в кожухе 502 кассеты для выравнивания конструкции на внешней поверхности передаточного модуля 504 по меньшей мере с первым проходом, связанным с первой камерой, и со вторым проходом, связанным со второй камерой, в соответствии с одним из вариантов реализации. Первая камера может представлять собой, например, входную емкость 622, а вторая камера может представлять собой любую из емкостей 630a-g для хранения. Конструкция на внешней поверхности передаточного модуля 504 может иметь тороидную форму для посадки вокруг обоих, первого и второго, проходов, в соответствии с одним из вариантов реализации.
[0110] В блоке 1004, образец забирают из первой камеры во вторую камеру посредством по меньшей мере конструкции на внешней поверхности передаточного модуля 504, в соответствии с одним из вариантов реализации. Таким образом, образец может перемещаться между первой и второй камерой без прохода, например, через центральную камеру передаточного модуля 504.
[0111] В блоке 1006, образец забирают из второй камеры в третью камеру, в соответствии с одним из вариантов реализации. Третья камера может представлять собой центральную камеру 716 передаточного модуля 504, а жидкость может входить в центральную камеру 716 посредством прохода через стенку передаточного модуля 504. Проход может представлять собой, например, любой из проходов 706, 712а или 712b для текучей среды, показанных на фиг. 7А и 7В. Третья камера может содержать компоненты для смешивания или фильтрования образца. В других вариантах реализации, передаточный модуль 504 может перемещаться в боковом направлении для выравнивания прохода передаточного модуля 502 с другим проходом кожуха 502 и извлекать образец в свою центральную камеру через выровненный проход. Следует понимать, что может быть выполнено значительно большее количество процедур забора жидкости, как будет ясно специалисту в уровне техники на основании приведенного описания.
Примеры
[0112] Далее будут описаны два приведенных в качестве примера протокола, которые выполняют с использованием системы 100 кассеты для тестирования. Первый приведенный в качестве примера протокол направлен на обнаружение с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени, а второй приведенный в качестве примера протокол направлен на иммуноанализ. Следует понимать, что этапы, приведенные в настоящем описании, описывают возможные примеры использования системы, а также проведения каждого тестирования.
Протокол полимеразной цепной реакции
[0113] В приведенный в качестве примера протоколе полимеразной цепной реакции используют множество обрабатывающих камер, а также камеры для реакций вокруг кожуха 102 кассеты. В одном из примеров в протоколе полимеразной цепной реакции используют кожух кассеты в соответствии с вариантом реализации, показанным на фиг. 2А. Следует понимать, что протокол может быть выполнен с использованием кожуха кассеты в соответствии с вариантом реализации, показанном на фиг. 6А-6В. В данном примере используют пять камер для хранения, каждая из которых содержит заранее загруженный раствор. Камеры для хранения помечены следующим образом:
[0114] R1: Содержит промывочный буферный раствор 2
[0115] R2: Содержит буферный раствор для лизиса
[0116] R3: Содержит буферный раствор для элюирования
[0117] R4: Содержит промывочный раствор 3
[0118] R5: Содержит промывочный раствор 1
[0119] Приведенная в качестве примера процедура полимеразной цепной реакции может быть выполнена с использованием рабочего процесса, описанного в настоящем описании со ссылкой на пример системы 100 кассеты для тестирования, описанный выше. Схожие этапы могут быть также выполнены с использованием различных камер и каналов, показанных в системе 500 кассеты для тестирования. Образец вводят в систему 100 кассеты для тестирования посредством тампона на стержне в камере для вмещения тампона на стержне. В альтернативном варианте реализации, образец может быть введен через второе впускное отверстие непосредственно во внутреннюю обрабатывающую камеру для лизиса с помощью интегрированной системы для разрушения гранул.
[0120] После введения образца в систему 100 кассеты для тестирования, всю кассету для тестирования размещают в приспособлении для анализа. Приспособление для анализа обеспечивает привод для перемещения передаточного модуля 104, один или более нагревательный элемент для выполнения полимеразной цепной реакции и компоненты для оптического измерения. Приспособление для анализа может быть также соединено с нагнетательными проходами вокруг кожуха 102 кассеты и прикладывать необходимые перепады давления.
[0121] Передаточный модуль 104 выравнивают для забора буферного раствора для лизиса из R2 в передаточную камеру. Передаточный модуль 104 выравнивают для перемещения буферного раствора для лизиса в камеру 206 для элюирования тампонов на стержне, где образец из тампона на стержне повторно задерживают в буферном растворе для лизиса. Образец вместе с буферным раствором для лизиса могут быть затем перемещены во внутреннюю обрабатывающую камеру через обрабатывающие проходы 204 для выполнения лизиса клеток в образце и высвобождения ДНК и/или РНК. После процедуры лизиса образец в дальнейшем будет называться "продукт лизиса".
[0122] Продукт лизиса забирают обратно в передаточную камеру из внутренней обрабатывающей камеры посредством вакуумметрического давления, приложенного в передаточной камере. Затем передаточный модуль 104 перемещают в боковом направлении для выравнивания его выходного прохода с проходом, связанным с камерой для отходов. Однако, выше по потоку от камеры для отходов расположен фильтр для захвата последовательностей ДНК. Таким образом, после приложения положительного давления к передаточной камере, продукт лизиса проходит через фильтр на своем пути в камеру для отходов. ДНК будет оставаться в фильтре, в то время как масса любой из ненужной материи будет проходить через него в камеру для отходов. Фильтр может представлять собой, например, кремниевую матрицу или множество кремниевых гранул для захвата нуклеотидных последовательностей.
[0123] Передаточный модуль 104 перемещают для выравнивания с R5 и забора промывочного буферного раствора 1 в передаточную камеру. Затем, промывочный буферный раствор 1 проходит через фильтр для дальнейшего удаления любого ненужного материала в фильтре. Буферный раствор проходит в камеру для отходов. Затем выполняют второй этап промывки при помощи промывочного буферного раствора 2. Передаточный модуль 104 выравнивают с R1 для забора промывочного буферного раствора 2 и перемещают снова для повторного выравнивания с каналом для текучей среды, содержащим фильтр. Промывочный раствор 2 проходит через фильтр в камеру для отходов.
[0124] На данном этапе может быть необходимым очистить передаточную камеру до того как ДНК можно будет переместить обратно в нее. В связи с этим передаточный модуль 104 выравнивают с R4 и промывочный буферный раствор 3 забирают в передаточную камеру. Промывочный буферный раствор может быть смешан в передаточной камере. В дополнение, промывочный буферный раствор 3 может быть передан, например, во внутреннюю обрабатывающую камеру.
[0125] Передаточный модуль 104 перемещают в боковом направлении для выравнивания его верхнего впускного прохода с выпускным проходом R3. Вакуумметрическое давление прикладывают для забора буферного раствора для элюирования в передаточную камеру. Затем передаточный модуль 104 перемещают в боковом направлении для выравнивания его выпускного прохода с проходом, связанным с камерой 220 для элюирования на кожухе 102 кассеты. Буферный раствор для элюирования перемещают в камеру 220 для элюирования посредством приложенного положительного давления к передаточной камере или посредством вакуумметрического давления из прохода для вентиляции/всасывания, связанного с камерой 220 для элюирования.
[0126] ДНК теперь готово к удалению из фильтра и транспортировке обратно в передаточную камеру. Буферный раствор для элюирования из камеры 220 для элюирования кожуха 102 кассеты забирают через фильтр с использованием вакуумметрического давления обратно в передаточную камеру, которая выровнена с правильным проходом для приема раствора ДНК. Передаточный модуль 104 могут теперь последовательно переместить между проходами различных камер для реакций и, посредством приложения положительного давления, переместить жидкость в каждую камеру.
[0127] Каждая камера для реакций может содержать реагент, необходимый для выполнения полимеразной цепной реакции с ДНК. В одном из вариантов реализации, реагент является заранее загруженным, лиофилизированным шариком, который содержит любые реагенты, необходимые для проведения полимеразной цепной реакции. Реагенты будут быстро регидратировать, когда раствор ДНК передан в каждую камеру.
[0128] После того как раствор ДНК наконец передали в одну или более камере для реакций, остаток процесса может быть выполнен приспособлением для анализа. А именно, выполнение циклов этапов нагрева и охлаждения по меньшей мере для того, чтобы могла быть выполнена одна из операций активирования, денатурирования, отжига и расширения ДНК. После завершения выполнения циклов, оптическая измерительная система приспособления для анализа может собрать данный из каждой камеры для реакций для снабжения результатами тестирования конечного пользователя.
Иммуноанализ
[0129] В примере иммуноанализа используют по меньшей мере три камеры для хранения, а также множество обрабатывающих камер вокруг кожуха 102 кассеты. В одном из примеров в иммуноанализе используют вариант реализации кожуха кассеты, показанный на фиг. 2В. Схожим образом с протоколом полимеразной цепной реакции, камеры для хранения содержат заранее загруженные растворы для выполнения анализа. В дополнение, конкретные захватывающие антитела могут находиться в неподвижном состоянии в камерах 226 для обнаружения для обеспечения мест связывания для интересующих антигенов. Помеченные с помощью флуоресценции антитела могут также быть заранее загружены и лиофилизированном состоянии в камеры 224 для реакций. В данном примере камеры для хранения помечены следующим образом:
[0130] R1: Промывочный буферный раствор 1
[0131] R2: Анализирующий буферный раствор
[0132] R3: Промывочный буферный раствор 2
[0133] Для ясности, иммуноанализ может быть выполнен с использованием рабочего процесса, описанного в настоящем описании со ссылкой на пример системы 100 кассеты для тестирования, описанный выше. Образец может быть введен в кожух 102 кассеты через впускное отверстие, которое ведет непосредственно во внутреннюю обрабатывающую камеру. После введения, систему 100 кассеты для тестирования размещают в приспособлении для анализа. Остальной протокол может быть выполнен автоматически анализирующей системой. Передаточный модуль 104 выравнивают в боковом направлении с внутренней обрабатывающей камерой, и образец забирают в передаточную камеру посредством приложенного вакуумметрического давления.
[0134] После того, как образец попал в передаточную камеру, передаточный модуль 104 снова перемещают в боковом направлении для выравнивания его выпускного прохода с проходом, который ведет в камеру для элюирования. Образец из камеры для элюирования затем перемещают в передаточную камеру путем прохождения через мембрану для получения плазмы из всей крови. После того, как образец плазмы (содержащий интересующий антиген) вернулся обратно в передаточную камеру, передаточный модуль 104 могут выравнивать с R2 и забирать анализирующий буферный раствор в передаточную камеру. Анализирующий буферный раствор и образец плазмы смешивают в передаточной камере.
[0135] После того, как образец плазмы и анализирующий буферный раствор смешаны, передаточный модуль 104 снова перемещают в боковом направлении для выравнивания его выпускного прохода с проходом, который ведет в камеру 224 для реакций с лиофилизированными помеченными с помощью флуоресценции антителами. Смесь образца с анализирующим буферным раствором действует для регидратации помеченных с помощью флуоресценции антител в камере 224 для реакций. Регидратированные флуоресцентные антитела, плазма образца и анализирующий буферный раствор совмещают и смешивают вместе. На данном этапе, если интересующий антиген присутствует в смеси, помеченные с помощью флуоресценции антитела привяжутся к нему. В одном из вариантов реализации, нагрев и/или смешивание может быть выполнено для улучшения реакции.
[0136] Полученную в результате смесь передают из камеры 224 для реакций в каждую из камер 226 для обнаружения. Опять же, смесь могут аккуратно смешивать или нагревать в каждой из камер 226 для обнаружения для обеспечения взаимодействия между обездвиженными захваченными антителами и антигеном в смеси.
[0137] После окончания смешивания передаточный модуль 104 выравнивают с R1 и забирают промывочный буферный раствор 1 в передаточную камеру. Промывочный буферный раствор 1 может быть сначала перемещен в камеру для реакций и затем в каждую из камер для обнаружения, содержащие смесь. Промывочный буферный раствор 1 очищает любой несвязанный материал. Промывочный буферный раствор 1 проходит через камеры для обнаружения и в камеру для отходов.
[0138] Может быть выполнен второй промывочный этап. Передаточный модуль 104 выравнивают с R3 и забирают промывочный буферный раствор 2 в передаточную камеру. Промывочный буферный раствор 2 может быть сначала перемещен в камеру для реакций и затем в каждую из камер для обнаружения, содержащие смесь. Промывочный буферный раствор 2 очищает любой несвязанный материал. Промывочный буферный раствор 2 проходит через камеры для обнаружения и в камеру для отходов. На данном этапе, любой связанный с неподвижными антителами материал должен представлять собой интересующий антиген вместе с кровью, помеченное с помощью флуоресценции антитело.
[0139] Оптическая измерительная система приспособления для анализа теперь может быть использована для каждой камеры для обнаружения для определения количества антигена на основании полученного флуоресцентного сигнала. Собранные данные, например, могут быть представлены в виде графика вместо стандартной кривой, выполняемой ранее при помощи устройств для калибровки, для получения количественных результатов конечным пользователем.
[0140] Следует понимать, что в конце любого из протоколов, описанных выше, вся система 100 кассеты для тестирования может быть удалена из приспособления для анализа и безопасным образом утилизирована. В другом варианте реализации, полученный в результате раствор в одной или более камерах для обнаружения может быть извлечен для дальнейшего анализа. Так как система является изолированной, может быть использовано большой количество кассет для тестирования в одним и том же приспособлении для анализа без риска перекрестного загрязнения или засорения между экспериментами.
[0141] Следует понимать, что раздел "Осуществление изобретения", но не разделы "Раскрытие изобретения" и "Реферат", предназначен для толкования формулы изобретения. Разделы "Раскрытие изобретения" и "Реферат" могут раскрывать один или более, но не все примерные варианты реализации настоящего изобретения, как предусмотрено изобретателем (изобретателями), и, следовательно, не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения и прилагаемых пунктов формулы каким-либо образом.
[0142] Примеры реализации настоящего изобретения были описаны выше при помощи функциональных строительных блоков, иллюстрирующих варианты исполнения конкретных функций и их взаимосвязей. Пределы данных функциональных блоков были произвольно определены в настоящем раскрытии для удобства описания. Альтернативные пределы могут быть определены до тех пор, пока конкретные функции и их взаимосвязи выполняются соответствующим образом.
[0143] Приведенное выше описание конкретных вариантов реализации полностью раскрывают основную сущность изобретения, что специалисты, применяя знания из уровня техники, легко смогут выполнить модификации в данные варианты реализации и/или адаптировать данные варианты реализации для различных применений без выполнения лишних экспериментом и без выхода за пределы общей концепции настоящего изобретения. Таким образом, подразумевается, что такие адаптации и модификации попадают в область значений и диапазона эквивалентов раскрытых вариантов реализации на основании раскрытия и руководства, приведенного в настоящем описании. Следует понимать, что фразеология или терминология использованы для описания и не предназначены для ограничения таким образом, что терминология или фразеология настоящей заявки должна быть интерпретирована специалистом в свете раскрытия и руководства.
[0144] Ширина и объем настоящего изобретения не должны ограничиваться любым из раскрытых выше вариантов реализации, а должны быть заданы только в соответствии с приведенными ниже пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| КАССЕТА ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ СО ВСТРОЕННЫМ ПЕРЕДАТОЧНЫМ МОДУЛЕМ | 2013 |
|
RU2767695C2 |
| ВСТРОЕННАЯ С ОБРАЗОВАНИЕМ СООБЩЕНИЯ ПО ТЕКУЧЕЙ СРЕДЕ ВРАЩАТЕЛЬНАЯ ШАРИКОВАЯ МЕЛЬНИЦА | 2013 |
|
RU2638854C2 |
| МНОЖЕСТВО РЕАКЦИОННЫХ КАМЕР В КАССЕТЕ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ | 2013 |
|
RU2644476C2 |
| СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗОВ ТЕКУЧИХ СРЕД | 2016 |
|
RU2725264C2 |
| СИСТЕМА, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ СИЛЬНО РАСПЫЛЕННОЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ДИЗЕЛЬНОГО ВЫХЛОПА В СИСТЕМУ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ | 2011 |
|
RU2575731C2 |
| ПОДВОДНАЯ СКВАЖИННАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА | 2014 |
|
RU2638492C2 |
| СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ АНАЛИЗА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ И БЕЛКОВ ПОСРЕДСТВОМ МОБИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА | 2014 |
|
RU2669867C2 |
| СИСТЕМЫ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ УЗЛЫ КОЛЛЕКТОРА НАСОСОВ | 2020 |
|
RU2813058C1 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ И СБОРА ОБРАЗЦОВ | 2016 |
|
RU2733517C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ИНФЕКЦИОННЫХ АГЕНТОВ | 2012 |
|
RU2600812C2 |
Изобретение относится к области клинических диагностических приспособлений. Система кассеты для тестирования содержит кожух кассеты, включающий по меньшей мере одно впускное отверстие для образца, множество камер для хранения, множество камер для реакций и сеть для текучей среды, соединяющую по меньшей мере одно впускное отверстие для образца, по меньшей мере часть множества камер для хранения и по меньшей мере часть множества камер для реакций с первым множеством проходов, расположенных на внутренней поверхности кожуха кассеты. Система также содержит полый передаточный модуль, расположенный в кожухе кассеты, содержащий второе множество проходов вдоль внешней поверхности передаточного модуля, которые ведут в передаточную камеру передаточного модуля, при этом передаточный модуль выполнен с возможностью перемещения в боковом направлении вдоль длины кожуха кассеты. При этом при перемещении в боковом направлении передаточный модуль выполнен с возможностью выравнивания по меньшей мере части первого множества проходов по меньшей мере с частью второго множества проходов. Изобретение позволяет устранить перекрестное загрязнение образцов в диагностическом оборудовании. 39 з.п. ф-лы, 26 ил.
1. Система кассеты для тестирования, содержащая
кожух кассеты, содержащий
по меньшей мере одно впускное отверстие для образца;
множество камер для хранения;
множество камер для реакций; и
сеть для текучей среды, соединяющую по меньшей мере одно впускное отверстие для образца, по меньшей мере часть множества камер для хранения и по меньшей мере часть множества камер для реакций с первым множеством проходов, расположенных на внутренней поверхности кожуха кассеты; и
полый передаточный модуль, расположенный в кожухе кассеты, содержащий второе множество проходов вдоль внешней поверхности передаточного модуля, которые ведут в передаточную камеру передаточного модуля, при этом передаточный модуль выполнен с возможностью перемещения в боковом направлении вдоль длины кожуха кассеты,
причем при перемещении в боковом направлении передаточный модуль выполнен с возможностью выравнивания по меньшей мере части первого множества проходов по меньшей мере с частью второго множества проходов.
2. Система по п. 1, в которой кожух кассеты также содержит множество обрабатывающих камер и в которой сеть для текучей среды также соединяет по меньшей мере часть множества обрабатывающих камер с первым множеством проходов.
3. Система по п. 2, в которой множество обрабатывающих камер расположено вдоль боковой поверхности кожуха кассеты.
4. Система по п. 1, дополнительно содержащая совокупность клапанных каналов, образованных областью взаимодействия между кожухом кассеты и полым передаточным модулем.
5. Система по п. 1, в которой внешняя поверхность полого передаточного модуля содержит гребни.
6. Система по п. 5, в которой гребни имеют тороидальную форму.
7. Система по п. 5, в которой гребни задают область на внешней поверхности передаточного модуля, которая выполнена с возможностью выравнивания по меньшей мере с двумя проходами из первого множества проходов и обеспечивает возможность потока текучей среды между указанными по меньшей мере двумя проходами из первого множества проходов.
8. Система по п. 5, в которой гребни задают множество клапанных участков, соединенных с сетью для текучей среды посредством передаточного модуля.
9. Система по п. 8, в которой клапанные участки выполнены с возможностью задания пути передачи жидких образцов между впускным отверстием для образца, множеством камер для хранения, множеством камер для реакций и передаточной камерой.
10. Система по п. 1, в которой по меньшей мере одна из множества камер для хранения содержит отверстие, выполненное с возможностью вентиляции камеры для хранения.
11. Система по п. 1, дополнительно содержащая множество камер для предварительного смешивания, расположенных вдоль боковой поверхности кожуха кассеты.
12. Система по п. 11, дополнительно содержащая один или более реагент, уплотненный по меньшей мере в одной камере из множества камер для хранения, множества камер для реакций и множества камер для предварительного смешивания.
13. Система по п. 12, в которой указанный один или более реагент является лиофилизированным.
14. Система по п. 1, в которой множество камер для хранения расположено вдоль верхней поверхности кожуха кассеты.
15. Система по п. 1, в которой множество камер для реакций расположено вдоль боковой поверхности кожуха кассеты.
16. Система по п. 15, в которой кожух кассеты также содержит одно или более окно для оптического доступа, расположенное ниже множества камер для реакций.
17. Система по п. 1, дополнительно содержащая первую пленку, которая уплотняет множество камер для хранения, и множество пленок, которые уплотняют множество камер для реакций.
18. Система по п. 17, в которой первая пленка, которая уплотняет множество камер для хранения, находится в контакте с управляемой в отношении температуры поверхностью.
19. Система по п. 17, в которой множество пленок, которые уплотняют множество камер для реакций, находятся в контакте с управляемой в отношении температуры поверхностью.
20. Система по п. 19, в которой температура управляемой в отношении температуры поверхности находится под воздействием термоэлектрической системы.
21. Система по п. 19, в которой температура управляемой в отношении температуры поверхности находится под воздействием системы резистивного нагрева.
22. Система по п. 19, в которой температура управляемой в отношении температуры поверхности находится под воздействием нагрева и охлаждения воздухом.
23. Система по п. 1, в которой по меньшей мере одно впускное отверстие для образца имеет размеры для приема образца посредством тампона на стержне.
24. Система по п. 1, в которой по меньшей мере одно впускное отверстие для образца выполнено с возможностью приема твердых и жидких образцов.
25. Система по п. 1, в которой кожух кассеты также содержит по меньшей мере один впускной проход для воздуха.
26. Система по п. 25, в которой по меньшей мере один впускной проход для воздуха выполнен с возможностью соединения с внешним источником давления.
27. Система по п. 25, дополнительно содержащая фильтр, соединенный с указанным по меньшей мере одним впускным проходом для воздуха.
28. Система по п. 25, дополнительно содержащая буферную камеру, соединенную с указанным по меньшей одним впускным проходом и выполненную с возможностью удерживания жидкости.
29. Система по п. 1, в которой полый передаточный модуль выполнен с возможностью перемещения в боковом направлении при помощи линейного привода.
30. Система по п. 29, в которой линейный привод выполнен с возможностью перемещения передаточного модуля между дискретными шагами.
31. Система по п. 1, в которой кожух кассеты также содержит средства для центрирования системы в приспособлении для анализа.
32. Система по п. 1, в которой по меньшей мере один из второго множества проходов расположен по существу в самом нижнем месте в передаточной камере передаточного модуля.
33. Система по п. 32, в которой стенки передаточной камеры наклонены так, чтобы производить достаточный отвод жидкости в передаточной камере по меньшей мере через один проход из второго множества проходов.
34. Система по п. 1, в которой кожух кассеты также содержит фильтр, соединенный с сетью для текучей среды.
35. Система по п. 34, в которой фильтр представляет собой кремниевую матрицу.
36. Система по п. 34, в которой фильтр содержит множество кремниевых гранул.
37. Система по п. 1, дополнительно содержащая перемешивающий стержень, расположенный в передаточной камере передаточного модуля.
38. Система по п. 1, в которой кожух кассеты также содержит множество чувствительных к жидкости областей, проходящих выше по потоку от множества камер для реакций.
39. Система по п. 38, в которой чувствительные к жидкости области выполнены с возможностью определения наличия жидкости с использованием оптического датчика.
40. Система по п. 1, в которой кожух кассеты также содержит множество фритт, соединенных с сетью для текучей среды.
| WO 2011047494 A1, 28.04.2011 | |||
| US 4729875 A, 08.03.1988 | |||
| US 2003162304 A1, 28.08.2003 | |||
| ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО | 2003 |
|
RU2265194C2 |
| Устройство для внесения жидких компонентов в лунки пластины | 1990 |
|
SU1778693A1 |
