УКУПОРКА РЕАКЦИОННЫХ КЮВЕТ ДЛЯ БИОАФФИННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
SEALING OF REACTION CUVETTES FOR BIOAFFINITY ASSAYS

Область изобретения
Изобретение относится к in vitro диагностическому тестированию аналитов из биологических или клинических образцов. Более подробно, изобретение относится к in vitro диагностическим экспресс-тестам клинических образцов, к которым применимы реакции биоаффинного связывания. В частности, изобретение относится к укупорке реакционных кювет, содержащих высушенные реагенты для биоаффинных исследований.
Предпосылки изобретения
Публикации и другие материалы, использованные здесь для того, чтобы осветить предпосылки изобретения и, в особенности, случаи, дающие представление о дополнительных подробностях из практики, введены посредством ссылки.
Тенденции в диагностических исследованиях
Широкий спектр способов и приборов коммерчески доступны для in vitro иммунодиагностических (IVD) тестов клинических образцов. Традиционные IVD-тесты, такие, как иммуноаналитический тест ELISA, характеризуются сложной методологией исследования. Тест может потребовать добавления реагентов в несколько этапов и промывки в несколько этапов. Это делает тесты трудозатратными при проведении. Чтобы уменьшить трудозатраты, были разработаны автоматические анализаторы. Данные анализаторы могут работать либо в «режиме случайного доступа», либо в «периодическом режиме». Автоматические анализаторы могут проводить до нескольких сотен тестов в час. Обычно, чем больше анализатор, тем выше производительность тестов. Тестовое меню автоматического анализатора случайного доступа может содержать тесты для анализа до 50 разных аналитов и даже больше. Благодаря экономии в размере большой анализатор может давать результаты дешевле, чем маленький. Это дало толчок к применению IVD-тестов в больших централизованных лабораториях.
Главным недостатком централизованного тестирования является большое время цикла, которое слишком велико, чтобы удовлетворить нуждам срочного обследования пациентов. Поэтому тенденция к централизации сменилась экспресс-диагностикой, т.е. исследованиями по месту лечения. Для исследований по месту лечения имеется возрастающая необходимость в диагностических приборах, обеспечивающих быстрые результаты. Чтобы быть применимым по месту лечения, прибор должен быть простым в использовании, малым по размеру и доступным по цене.
Чтобы удовлетворить требованиям исследований по месту лечения, методология тестов должна быть как можно проще. Широко используемым подходом для упрощения методологии тестов является применение высушенных (или лиофилизированных) биохимических реагентов вместо жидких реагентов. Использование высушенных реагентов может исключить этапы добавления реагентов.
Другим подходом к упрощению методологии тестов является применение технологии обнаружения, которая позволяет проводить обнаружение без отделения (без промывания) в биоаффинных исследованиях. Использование технологии обнаружения без отделения позволяет исключить этапы промывания.
Одним подходом к уменьшению размера анализатора является уменьшение реакционных объемов, т.е. миниатюризация системы тестирования. Это также уменьшает объемы расходных материалов для теста, таких, как реагенты для теста и буферы. Это делает тест лучше приспособленным к использованию по месту лечения. Миниатюризация, однако, обычно ставит под угрозу рабочие характеристики метода обнаружения. Чтобы этого избежать, следует использовать метод обнаружения, который допускает миниатюризацию без ущерба для рабочих характеристик.
Высушенные реагенты
Широко известно, что биоаффинные реагенты, такие, как антитела, антигены и ферменты, очень хорошо сохраняют биологическую активность в высушенном состоянии. В высушенном состоянии реагенты обычно стабильны при хранении даже при комнатной температуре. Таким образом, нет необходимости поддерживать жесткую холодовую цепь в логистике поставки реагентов. Это уменьшает стоимость перевозки и хранения. Высушенные реагенты также допускают более простую конструкцию диагностических приборов для использования по месту лечения.
Также общеизвестно, что высушенные биоаффинные реагенты должны храниться герметично закрытыми, чтобы исключить контакт с влагой окружающей среды. При воздействии влаги высушенные реагенты склонны терять биологическую активность, что приводит к ухудшению характеристик исследования. Если реагенты для исследования являются высушенными в последней реакционной кювете, данная кювета должна быть герметично укупорена, чтобы исключить контакт с влажностью окружающей среды. Наиболее часто это реализуется с помощью адгезивной металлической фольги. Для улучшения механических свойств фольга может состоять из нескольких объединенных слоев различных материалов. Обычный тип фольги состоит из слоя пластмассы и слоя металлической фольги. Слой пластмассы делает фольгу более долговечной и гибкой. В случае, если герметичная укупорка не требуется, реакционная кювета может быть укупорена чистой пластмассовой пленкой для защиты от пыли и других случайных загрязнений.
В обычном автоматическом IVD-анализаторе, использующем высушенные реагенты, клинический образец может дозированно выдаваться через покрывающую пленку в реакционную кювету с помощью дозирующей иглы. Выданный дозированно образец растворяет высушенные реагенты и запускает реакцию связывания между аналитом и реагентами. Часто необходимо смешивание или встряхивание реакционной кюветы для ускорения растворения реагентов и улучшения кинетики реакции. В режиме по месту лечения быстрая кинетика реакции важна из-за требования короткого времени цикла. В большинстве анализаторов обычно требуется последующая обработка реакционной лунки, такая, как вымывание несвязанных компонентов и добавление компонентов, позволяющих количественно оценить степень связывания в иммунологических исследованиях (например, субстрата или усиливающего раствора). Таким образом, необходим многократный доступ к лункам.
Встряхивание открытых реакционных кювет склонно вызывать перелив и образование аэрозолей, что может привести к загрязнению ближайшей реакционной кюветы. Это может быть причиной ложных результатов теста и ухудшить как точность, так и погрешность способа тестирования. Таким образом, механическое смешивание связано со значительным риском уноса.
В случае миниатюризированных тестовых систем, в которых реакционный объем мал, испарение растворителя из открытой кюветы может также играть значительную роль. В таком случае фактические концентрации возрастают, что искажает результаты исследования. В миниатюризированных системах заметно проявляются влияния перелива и образования аэрозолей в сравнении с кюветами обычного размера.
Испарения и разлива, вызванных встряхиванием, можно избежать, укупоривая тестовые кюветы после дозированной выдачи образца. Укупорка кювет, однако, усложнит протокол испытания, производимого вручную, или, если способ был автоматизирован, это значительно усложнит конструкцию анализатора. Таким образом, этапа укупорки следует избегать, чтобы сделать анализатор подходящим для рутинного использования в IVD по месту лечения.
Если кювета была покрыта фольгой (или другим типом покрытия) и дозированная выдача образца производится через фольгу тонкой дозирующей иглой, вероятность разлива будет уменьшена по сравнению с открытыми кюветами. В таком случае вероятность разлива будет пропорциональна диаметру прокалывающей иглы. Однако даже в этом случае разлив с большой вероятностью произойдет во время встряхивания, а во время инкубации вероятно случится значительное испарение. Все это может ухудшить характеристики исследования.
Повторно укупориваемые прокалываемые крышки
Чтобы преодолеть проблемы, описанные выше, кюветы могут быть укупорены повторно укупоривающейся прокалываемой крышкой. В данной области техники известно много видов повторно укупоривающихся крышек. Данные крышки могут быть выполнены из пластмассовых пленок или гибких материалов, таких как резина, силикон и другие эластомеры. Такие крышки широко применяются для накрывания, например, реакционных пробирок в реакциях амплификации нуклеиновых кислот, таких как ПЦР-реакции с термоциклированием. В них укупорку обычно прокалывают после циклирования, чтобы аспирировать жидкость. Такие крышки, однако, вряд ли применимы в миниатюрных реакционных кюветах, таких как микротитровальные планшеты формата с 384 лунками. Одним из главных недостатков таких эластомерных крышек является увеличение давления воздуха в кювете из-за дозирования. Чтобы избежать увеличения давления, эквивалентный объем воздуха должен вытечь из кюветы. В случае резиновой или силиконовой крышки, дозирующая игла плотно входит в проколотое отверстие и не дает воздуху вытекать наружу. Увеличенное давление ухудшает точность дозирования или может полностью прекратить дозирование. В результате прокалываемые крышки, выполненные из формованной резины, силикона или других эластичных/упругих объемных материалов, не очень хорошо приспособлены для накрывания реакционных кювет малого объема.
Проблему увеличенного давления можно решить предварительным надрезанием (предварительным прорезанием) укупоривающего материала в месте ожидаемого прокалывания. Предварительный надрез может быть линейной формы, Y-образной формы, крестообразной формы или другой. После прокалывания иглой края надреза изогнутся вниз, таким образом открывая зазор для свободного оттока воздуха. После отведения иглы края должны вернуться в свое начальное положение, чтобы как следует закрыть отверстие. Поэтому материал крышки должен быть упругим и/или эластичным. Полное предварительное надрезание материала крышки допускает свободную диффузию окружающих газов в кювету, таким образом, закрывание не герметичное. Соответственно, полностью предварительно надрезанные укупорки не применимы как таковые с высушенными реагентами.
Упругая крышка, будь то предварительно надрезанная или ненадрезанная, может быть покрыта сверху слоем металла, чтобы сохранить крышку герметичной до прокалывания иглой. Такие материалы покрытия обычно используются для хранения в пакетах микротитровальных планшетов, стрипов и других влагочувствительных расходных материалов для биоанализа. Металлический слой, однако, является неупругим. Таким образом, он сопротивляется изгибанию краев прорези. Как только края изогнулись вниз из-за прокалывания, металлический слой сопротивляется возвращению краев в их первоначальное положение. Другими словами, металлическая фольга нарушает надлежащее обратимое функционирование предварительно надрезанной эластомерной крышки. Если отверстие не закрывается должным образом, это может привести к разливанию или испарению реакционной смеси. В этом случае также ухудшаются характеристики способа.
Ни один из известных из уровня техники способов укупорки реакционных кювет не удовлетворяет следующим критериям:
(i) быть герметичной во время хранения
(ii) позволять точное дозирование с помощью прокалывающей иглы
(iii) допускать отток воздуха во время дозирования
(iv) обратимо закрывать проколотое отверстие, чтобы избежать разливания и испарения
Задача и сущность изобретения
Одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить прокалываемую герметичную крышку для картриджа для биоанализа с реакционными камерами.
Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить систему, содержащую картридж для биоанализа с реакционными камерами и крышку для упомянутого картриджа.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить применение прокалываемой герметичной крышки.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает прокалываемую герметичную крышку для картриджа для биоанализа с по меньшей мере одной реакционной камерой. Эта крышка характеризуется тем, что:
a) упомянутая крышка содержит по меньшей мере первый слой, т.е. верхний слой, второй слой, т.е. средний слой, третий слой, т.е. нижний слой, и место или места, предназначенные для прокалывания;
b) когда упомянутый картридж накрыт упомянутой крышкой, упомянутый третий слой прилегает к упомянутому картриджу, и упомянутое место или места, предназначенные для прокалывания, находится на отверстии реакционной камеры или находятся на отверстиях реакционных камер; и
c) упомянутая крышка в месте или местах, предназначенных для прокалывания, имеет полость между упомянутым первым слоем и упомянутым третьим слоем, т.е. упомянутый второй слой имеет дырку, простирающуюся сквозь упомянутый второй слой.
Настоящее изобретение также предлагает систему, содержащую картридж для биоанализа, содержащий по меньшей мере одну реакционную камеру, и крышку для упомянутого картриджа. Эта система характеризуется тем, что данная крышка является крышкой по изобретению, как определено выше.
Настоящее изобретение дополнительно предлагает применение крышки согласно изобретению, как определено выше, для накрывания картриджа для биоанализа.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 схематически показывает систему однолуночного картриджа для биоанализа согласно изобретению с крышкой в разобранном виде.
Фигура 2 схематически показывает систему 12-луночного картриджа для биоанализа согласно изобретению с крышкой в разобранном виде.
Фигура 3 схематически показывает систему 96-луночного картриджа для биоанализа согласно изобретению с крышкой в разобранном виде.
Фигура 4 схематически показывает систему 384-луночного картриджа для биоанализа согласно изобретению с крышкой в разобранном виде.
Фигура 5 схематически показывает другую систему 384-луночного картриджа для биоанализа согласно изобретению с крышкой в разобранном виде.
Фигура 6 схематически показывает еще одну систему 384-луночного картриджа для биоанализа согласно изобретению с крышкой в разобранном виде.
Фигура 7 схематически показывает систему 384-луночного картриджа для биоанализа согласно уровню техники с крышкой в разобранном виде.
Подробное описание изобретения
Изобретение предлагает новую конструкцию для укупорки картриджа малого объема для биоаффинных анализов (исследований). Эта конструкция особенно подходит для исследований на анализаторах произвольного доступа, где образцы, подлежащие дозированию в одну или параллельные реакционные камеры, вводятся через нерегулярные интервалы для анализа, и важно, чтобы реакционные камеры, которые будут использоваться позднее, оставались герметичными. Новая конструкция позволяет производить готовые к использованию картриджи для биоанализа с реакционными камерами малого объема, которые
(i) содержат биоаффинные реагенты в высушенном состоянии
(ii) остаются герметично закрытыми во время хранения
(iii) допускают точную дозировку в камеру с помощью прокалывающей иглы
(iv) допускают свободный отток воздуха из камеры во время дозировки
(v) гарантируют обратимое закрывание следа иглы после отведения
(vi) исключают перекрестное загрязнение, вызванное случайными переливами.
Типичные характеристики новой конструкции укупорки являются следующими:
(i) укупорка имеет предварительно надрезанный нижний слой, выполненный из упругого материала
(ii) укупорка имеет герметичный верхний слой, и
(iii) укупорка имеет полый/вместительный средний слой.
Полый средний слой является сутью изобретения. Укупорка согласно данному изобретению преодолевает препятствия уровня техники и делает возможным производство готовых к использованию картриджей малого объема для биоанализа, удовлетворяющих четырем перечисленным выше критериям.
Согласно изобретению, полый средний слой отделяет нижний слой от верхнего слоя. Средний слой обеспечивает пространство между верхним и нижним слоями и удерживает оба эти слоя на по существу постоянном расстоянии друг от друга.
Полый средний слой необходим для надежного функционирования крышки. Без полого среднего слоя крышка не удовлетворяет обязательным требованиям к готовым к использованию картриджам малого объема для биоанализа.
Структура типичной крышки согласно изобретению показана на фигуре 1. Фигура 1 показывает проекцию сбоку. Толщина полого слоя составляет обычно 0,2 мм минимум. Предпочтительная толщина составляет по меньшей мере 0,5 мм. Если толщина слишком мала, слой постепенно теряет свой эффект препятствования последствиям разлива. В принципе, максимальной толщины среднего слоя не существует. Однако из практических соображений предпочтительная толщина составляет 10 мм максимум. Наиболее предпочтительная толщина составляет от 1 до 5 мм.
Средний слой является полым в месте прокалывания. Полость может иметь форму цилиндра, конуса, усеченного конуса, или куба, или любую другую форму. Объем полости пропорционален толщине слоя и зависит от формы полости. Обычно этот объем составляет не менее 5 % объема внутреннего пространства картриджа, т.е. реакционной камеры. Если объем слишком мал, слой теряет свой эффект препятствования последствиям разлива и способность давать возможность свободной работы нижнего и верхнего слоев. Не существует верхнего предела по объему полости, но по практическим соображениям этот объем не должен превосходить объем внутреннего пространства картриджа более чем в 10 раз.
Полый средний слой прикреплен верхней стороной к верхнему слою. Верхний слой может быть выполнен из любого материала, который поддается прокалыванию иглой и герметичен до прокалывания. После прокалывания он больше не является герметичным. Верхний слой может состоять из металлической фольги или бислоя пластмасса-металл или из другого состава. Состав и размеры верхнего слоя не ограничивают объем изобретения.
Полый средний слой нижней стороной прикреплен к нижнему слою. Нижний слой выполнен из любого упругого или гибкого материала, который поддается прокалыванию иглой и позволяет воздуху вытекать из картриджа во время дозирования. Нижний слой может быть сплошным или предварительно надрезанным перед прокалыванием. Нижний слой может состоять из любого упругого или гибкого материала, такого, как пластмассовая пленка, ячеистая пена, полиуретан, резина, силикон или другой материал, при условии, что при прокалывании иглой прокол не является воздухонепроницаемым, а позволяет воздуху свободно вытекать из внутреннего пространства картриджа.
Термины
Термины, использованные в данной заявке, можно определить следующим образом:
• Прокалываемая герметичная крышка: В контексте настоящего изобретения термин "прокалываемая герметичная крышка" относится к крышке картриджа для биоанализа, которая укупоривает (герметизирует) реакционные камеры картриджа. Ссылка на то, что крышка герметичная, означает, что крышка перед прокалыванием не допускает никакого потока или диффузии вещества в или из реакционной камеры через крышку. Соответственно, в контексте данной заявки герметичная крышка гарантирует, что высушенные реагенты, обычно высушенные или лиофилизированные, не разрушаются из-за потока или диффузии вещества, обычно водяного пара, в реакционную камеру через крышку, даже при длительном хранении, т.е. хранении, продолжающемся по меньшей мере несколько недель, предпочтительно месяцев. Термин "прокалываемая" означает, что крышка может быть проколота дозирующей иглой для введения образца и, необязательно, буфера для разбавления вместе с реагентами и/или в дополнение к реагентам.
• Картриджи для биоанализа: В контексте настоящего изобретения термин "картридж для биоанализа" относится к любому картриджу, будь то одинарная пробирка, многолуночный реакционный стрип (например, 12 лунок) или многолуночный планшет (например, 96 или 384 лунки). В контексте данной заявки термин обычно относится к картриджам для биоанализа, в которых объемы реакционных камер составляют от 5 мкл до 2 мл, предпочтительно от 5 мкл до 50 мкл, от 50 мкл до 500 мкл или от 500 мкл до 2 мл, а наиболее предпочтительно от 10 мкл до 30 мкл.
• Первый слой/Верхний слой: В контексте настоящего изобретения ссылка на первый слой и верхний слой крышки картриджа для биоанализа относится к тому слою крышки, который находится поверх других слоев, определенных в заявке, т.е. слою крышки, находящемуся поверх среднего слоя, находящегося поверх нижнего слоя, когда крышка укупоривает картридж.
• Второй слой/Средний слой: В контексте настоящего изобретения ссылки на второй слой и средний слой крышки картриджа для биоанализа относится к слою крышки, находящемуся между верхним слоем и нижним слоем крышки. Следует отметить, что средний слой крышки может быть продолжением верхнего и/или нижнего слоя при условии, что средний слой, между верхним слоем и нижний слоем, можно охарактеризовать так, что средний слой содержит полость или полости между упомянутым первым слоем и упомянутым третьим слоем, т.е. упомянутый второй слой имеет дырку или дырки, простирающиеся сквозь упомянутый второй слой в месте или местах, соответственно предназначенных для прокалывания.
- Третий слой/Нижний слой: В контексте настоящего изобретения ссылка на третий слой и нижний слой крышки картриджа для биоанализа относится к тому слою из определенных в изобретении, который является прилегающим, т.е. ближайшим к реакционной камере, в частности, к отверстию реакционной камеры, когда картридж накрыт крышкой, например, укупорен крышкой.
- Место/Места, предназначенные для прокалывания: В контексте настоящего изобретения ссылка на место или места, предназначенные для прокалывания, относится к тем местам, т.е. конкретным областям, на поверхности крышки или поверхности конкретного слоя крышки картриджа для биоанализа, через которые осуществляют прокалывание для введения образца и, необязательно, буфера для разбавления вместе с реагентами и/или в дополнение к реагентам, когда картридж используется, т.е. когда осуществляют биоанализ. Место или места, предназначенные для прокалывания, находятся на отверстии реакционной камеры или на отверстиях реакционных камер картриджа для биоанализа, когда картридж накрыт упомянутой крышкой, например, укупорен крышкой.
- Полость/толщина полости/ширина полости: В контексте настоящего изобретения термин «полость» относится к дыркам среднего слоя крышки картриджей для биоанализа. Дырка проходит сквозь второй слой от первого слоя до третьего слоя. Соответственно, дырки ограничены верхним слоем сверху, средним слоем по бокам и нижним слоем снизу. Термин «толщина полости» относится к расстоянию от первого слоя до третьего слоя через полость. Толщина обычно измеряется параллельно предполагаемой оси прокалывания. Предполагаемая ось прокалывания обычно перпендикулярна плоскости крышки. Толщина полости равна толщине среднего слоя при условии, что толщина среднего слоя постоянна, что предпочтительно соответствует действительности. Термин «ширина полости» относится к размеру полости, перпендикулярному предполагаемой оси прокалывания и обычно параллельному плоскости крышки. Ширина полости может варьироваться по отношению к расстоянию от верхнего слоя и/или нижнего слоя в зависимости от формы полости. Если полость имеет форму, например, конуса или усеченного конуса, ширина полости зависит от того, у какого конца конуса или усеченного конуса она измеряется.
• Реакционная камера/объем реакционной камеры: В контексте настоящего изобретения термин «реакционная камера» относится к пространству, ограниченному стенками реакционной камеры, обычно пробирки или ячейки, и плоскостью крышки, накрывающей картридж для биоанализа. Соответственно, «объем реакционной камеры» относится к общему объему камеры, в которой должна осуществляться реакция биоанализа. Таким образом, объем также ограничен стенками реакционной камеры, обычно пробирки или лунки, и плоскостью крышки, накрывающей картридж для биоанализа. Обычные объемы реакционной камеры по настоящему изобретению составляют от 5 мкл до 2 мл, предпочтительно от 5 мкл до 50 мкл, от 50 мкл до 500 мкл или от 500 мкл до 2 мл, а наиболее предпочтительно от 10 мкл до 30 мкл.
• Прокол: В контексте настоящего изобретения термин «прокол» относится к стыку вокруг иглы, пронизавшей крышку или конкретный слой крышки. Обычно прокол через либо верхний слой, либо нижний слой, или через оба, предпочтительно по меньшей мере нижний слой, не является газонепроницаемым, а позволяет газу свободно вытекать из реакционной камеры, когда образец и, необязательно, буфер для разбавления вместе с реагентами и/или в дополнение к реагентам дозируется в реакционную камеру.
• След иглы/плотное смыкание следа иглы: В контексте настоящего изобретения термин «след иглы» относится к следу через крышку или конкретный слой крышки, оставленному прокалывающей иглой после того, как она отведена. Обычно по меньшей мере след иглы через верхний слой или нижний слой плотно смыкается после отведения иглы. Термин "плотно смыкается" в контексте настоящего изобретения означает, что смыкание таково, что никакого значительного потока вещества, т.е. потока вещества, который может значительно повлиять на характеристики осуществляемого биоанализа, не происходит через след иглы, который плотно смыкается в ходе биоанализа.
Предпочтительные варианты реализации изобретения
Типичный вариант реализации изобретения содержит прокалываемую герметичную крышку для картриджа для биоанализа с по меньшей мере одной реакционной камерой, причем
a) упомянутая крышка содержит по меньшей мере первый слой, т.е. верхний слой, второй слой, т.е. средний слой, третий слой, т.е. нижний слой, и место или места, предназначенные для прокалывания;
b) когда упомянутый картридж накрыт упомянутой крышкой, упомянутый третий слой прилегает к упомянутому картриджу, и упомянутые место или места, предназначенные для прокалывания, находится на отверстии реакционной камеры или находятся на отверстиях реакционных камер; и
с) упомянутая крышка имеет в месте или местах, предназначенных для прокалывания, полость между упомянутым первым слоем и упомянутым третьим слоем, т.е. упомянутый второй слой имеет дырку, простирающуюся сквозь упомянутый второй слой.
В типичных вариантах реализации настоящего изобретения крышка перед прокалыванием не допускает никакого потока или диффузии вещества в или из реакционной камеры через крышку.
В наиболее типичных вариантах реализации настоящего изобретения объем каждой полости в каждом месте прокалывания составляет от 5% до 10-кратного, предпочтительно от 15% до 3-кратного, а наиболее предпочтительно от 50% до 2-кратного объема соответствующей реакционной камеры картриджа. Во многих типичных вариантах реализации толщина полости, т.е. расстояние между первым слоем и третьим слоем через полость, составляет от 0,1 мм до 20 мм, предпочтительно от 0,3 мм до 10 мм, а наиболее предпочтительно от 1 мм до 5 мм; и/или ширина, измеренная по существу перпендикулярно предполагаемой оси прокалывания, полости в месте прокалывания составляет от 1,5 мм до 2-кратной, предпочтительно от 2 мм до 1,5-кратной, а наиболее предпочтительно от 2,5 мм до 1-кратной ширины отверстия реакционной камеры, накрытой упомянутой крышкой.
В большинстве вариантов реализации изобретения либо первый слой, либо третий слой, предпочтительно упомянутый первый слой, крышки герметичен до прокалывания; а соответственно либо третий слой, либо первый слой, предпочтительно упомянутый третий слой, таков, что
i) при прокалывании иглой прокол не является газонепроницаемым, а позволяет газу свободно вытекать из реакционной камеры, и
ii) упомянутый слой обеспечивает плотное смыкание следа иглы после отведения упомянутой иглы.
Во многих вариантах реализации изобретения слой, либо первый слой, либо третий слой, предпочтительно упомянутый первый слой, с проколом, не являющимся газонепроницаемым при прокалывании иглой, а позволяющим газу свободно вытекать из камеры, предварительно надрезан. Предпочтительно, предварительный надрез выполняют в форме + (т.е. крестообразно), в форме X, в форме Y или в форме I (т.е. линейно).
В некоторых предпочтительных вариантах реализации изобретения крышка содержит по меньшей мере один дополнительный слой. Дополнительный слой или слои могут быть над, между или под первым, вторым и/или третьим слоями. В некоторых предпочтительных вариантах реализации крышка содержит один дополнительный слой над первым слоем, т.е. поверх него, и упомянутый дополнительный слой имеет в месте или местах, предназначенных для прокалывания, полость.
Типичная система согласно изобретению содержит картридж для биоанализа с по меньшей мере одной реакционной камерой и крышку для упомянутого картриджа, причем крышка является крышкой согласно настоящему изобретению, как определено выше. В наиболее типичных вариантах реализации системы объемы реакционных камер картриджа для биоанализа составляют от 5 мкл до 500 мкл, предпочтительно от 5 мкл до 50 мкл или от 50 мкл до 500, а наиболее предпочтительно от 10 мкл до 30 мкл.
Изобретение также содержит применение крышки согласно настоящему изобретению, как определено выше. В наиболее типичных вариантах применения объемы реакционных камер картриджа для биоанализа составляют от 5 мкл до 2 мл, предпочтительно от 5 мкл до 50 мкл, от 50 мкл до 500 мкл или от 500 мкл до 2 мл, а наиболее предпочтительно от 10 мкл до 30 мкл.
ПРИМЕРЫ
Изобретение проиллюстрировано нижеследующими примерами 1-7, однако, применения, в которых данное изобретение обеспечивает преимущества, не ограничиваются данными примерами.
Пример 1
Однолуночная реакционная камера
Фигура 1 показывает картридж 4 для биоанализа с однолуночной реакционной камерой 6, укупоренной крышкой 2 с тремя слоями 8, 10, 12. Нижний слой 12 крышки 2 выполнен из силикона толщиной 3 мм, предварительно надрезанного (в форме X) в месте предполагаемого прокалывания. Полость 18 среднего слоя 10 имеет форму цилиндра диаметром 10 мм, глубиной 10 мм. Нижний слой 10, т.е. каркас вокруг полости 18, объединяющий верхний слой 8 и нижний слой 12, выполнен из пенополиэтилена с закрытыми порами. Верхний слой 8 герметичен, выполнен из металлической фольги толщиной 80 мкм. Пробирка 4 заполнена высушенными реагентам. Картридж 4 с реагентами хранится в пакете из металлической фольги до тех пор, пока он не будет использован для анализа.
Картридж 4 используют для биоанализа. Образец добавляют в реакционную камеру 6 дозирующей иглой. Иглой прокалывают трехслойную крышку 2, дозируя объем образца в реакционную камеру 6, а затем отводят ее из камеры 6. Данная конструкция крышки 2 приносит существенные преимущества изобретения.
Пример 2
Многолуночный картридж, 12 реакционных лунок
Фигура 2 показывает систему 20, содержащую многолуночный картридж 4, состоящий из 12 реакционных лунок 6 в массиве (ряду), укупоренных крышкой 2 с тремя слоями 8, 10, 12. Нижний слой 12 крышки 2 выполнен из вспененного неопрена с закрытыми порами толщиной 2 мм, предварительно надрезанного (в форме Y) в месте предполагаемого прокалывания. Полость 18 среднего слоя 10 имеет форму кубоида (6 мм × 6 мм) и глубину 2 мм. Средний слой 10, т.е. каркас вокруг полости 18, объединяющий верхний слой 8 и нижний слой 12, выполнен из пенорезины с закрытыми порами. Верхний слой 8 герметичен, выполнен из ламинированного пластиком металла (бислой) 120 мкм толщиной. Реакционные камеры 6 заполнены высушенными реагентами.
Картридж 4 используют для биоанализа. Образец добавляют в реакционную камеру 6 дозирующей иглой. Иглой прокалывают крышку 2 с тремя слоями 8, 10, 12, дозируя объем образца в реакционную камеру 6, а затем отводят ее из камеры 6. Данная конструкция крышки 2 приносит существенные преимущества изобретения.
Пример 3
Многолуночный картридж, 96 реакционных лунок
Фигура 3 показывает систему 20, содержащую многолуночный картридж 4, состоящий из 96 реакционных лунок 6, выполненный в виде стандартного 96-луночного планшета 20, причем картридж 4 укупорен крышкой 2 с тремя слоями 8, 10, 12. Нижний слой 12 крышки 2 выполнен из винила толщиной 100 мкм, предварительно надрезан (в форме I) в месте предполагаемого прокалывания. Полость 18 среднего слоя 10 имеет коническую форму диаметром 5 мм, глубиной 1 мм. Средний слой 10, т.е. каркас вокруг полости 18, выполнен из полиуретана. Верхний слой 8 герметичен, выполнен из металлической фольги толщиной 15 мкм. Система 20 картриджа заполнена высушенными реагентами. Система 20 картриджа с реагентами хранится в пакете из металлической фольги до тех пор, пока не будет использована для анализа.
Систему 20 картриджа используют для биоанализа. Образец добавляют в реакционную камеру 6 дозирующей иглой. Иглой прокалывают крышку 2 с тремя слоями 8, 10, 12, дозируя объем образца в реакционную камеру 6, а затем отводят ее из камеры 6. Данная конструкция крышки 2 приносит существенные преимущества изобретения.
Пример 4
Многолуночный картридж, 384 отдельные реакционные лунки
Фигура 4 показывает систему 20 многолуночного картриджа, состоящего из 384 отдельных реакционных камер 6, выполненного в виде стандартного 384-луночного планшета 4, укупоренного крышкой 2 с тремя слоями 8, 10, 12. Нижний слой 12 крышки герметичен, выполнен из металлической фольги толщиной 50 мкм, верхний слой 8, выполненный из ячеистого пенополиуретана, предварительно надрезан (в форме +) в месте предполагаемого прокалывания 14 и имеет толщину 0,5 мм. Металлический слой 12 предварительно не надрезан. Полость 18 среднего слоя 10 имеет форму цилиндра диаметром 2 мм, глубиной 0,5 мм. Средний слой 10, т.е. каркас вокруг полости 18, выполнен из ячеистой пены с закрытыми порами. Система 20 заполнена высушенными реагентами.
Систему 20 картриджа используют для биоанализа. Образец добавляют в реакционную камеру 6 дозирующей иглой. Иглой прокалывают крышку 2 с тремя слоями 8, 10, 12, дозируя объем образца в реакционную камеру 6, а затем отводят ее из камеры. Данная конструкция крышки 2 приносит преимущества изобретения.
Пример 5
Многолуночный картридж, 384 отдельные реакционные лунки
Фигура 5 показывает систему 20 многолуночного картриджа, состоящего из 384 отдельных реакционных камер 6, выполненного в виде стандартного 384-луночного планшета 4, укупоренного крышкой 2 с тремя слоями 8, 10, 12. Нижний слой 12 крышки 2 выполнен из 300-микрометрового бислоя пенополиуретана с закрытыми порами - полиэтилена, предварительно надрезанного (в форме +) в месте предполагаемого прокалывания. Полость 18 среднего слоя 10 имеет форму цилиндра диаметром 3 мм, глубиной 2 мм. Средний слой 10, т.е. каркас вокруг полости 18, выполнен из пены с закрытыми порами. Верхний слой 8 герметичен, выполнен из алюминиевой фольги толщиной 30 мкм. Система 20 заполнена высушенными реагентами.
Систему 20 картриджа используют для биоанализа. Образец добавляют в реакционную камеру 6 дозирующей иглой. Иглой прокалывают крышку 2 с тремя слоями 8, 10, 12, дозируя объем образца в реакционную камеру 6, а затем отводят ее из камеры 6. Данная конструкция крышки 2 приносит существенные преимущества изобретения.
Пример 6
Многолуночный картридж, 384 отдельные реакционные лунки
Фигура 6 показывает систему 20 многолуночного картриджа, в других отношениях идентичного примеру 5, но имеющего дополнительный слой 22, похожий на средний слой 10, над верхним слоем 8. Дополнительный слой 22 может в некоторых вариантах реализации улучшать характеристики за счет более эффективного разделения мест, предназначенных для прокалывания. Таким образом, в случае разлива в месте прокалывания риск распространения разлива на другие места прокалывания значительно снижается.
Систему 20 картриджа используют для биоанализа. Образец добавляют в реакционную камеру 6 дозирующей иглой. Иглой прокалывают крышку 2 с четырьмя слоями 22, 8, 10, 12, дозируя объем образца в реакционную камеру 6, а затем отводят ее из камеры 6. Данная конструкция крышки 2 приносит существенные преимущества изобретения.
Пример 7
Многолуночный картридж, 384 отдельные реакционные лунки
Фигура 7 показывает известную из уровня техники систему 20' многолуночного картриджа, состоящего из 384 отдельных реакционных камер 6, выполненного в виде стандартного 384-луночного планшета 4, укупоренного стандартной крышкой 2', выполненной из бислоя металлической фольги 8 - пластмассы 12. Пластмассовый слой 12 (снизу) предварительно надрезан (в форме +) в месте предполагаемого прокалывания. Верхний слой 8 герметичен и выполнен из металлической фольги. Реакционные камеры 6 заполнены высушенными реагентами.
Систему 20' картриджа используют для биоанализа. Образец добавляют в реакционную камеру 6 дозирующей иглой. Когда иглой прокалывают бислойную крышку 2', края предварительно надрезанного слоя 12 изгибаются книзу, в то время как при отведении иглы края не восстанавливаются должным образом, поскольку слой фольги 8 недостаточно эластичен. Таким образом, достаточное укупоривание лунки 6 после добавления образца не достигается. Кроме того, облегание предварительно надрезанным 12 и герметичным 8 слоями дозирующей иглы слишком плотное, чтобы позволить вытесненному воздуху гарантированно выходить наружу. Более того, конструкция недостаточно надежна к переносам из лунки 6 в лунку 6' из-за переливов. Данная конструкция крышки 2' представляет собой существующий уровень техники. Полый слой отсутствует, а значит, данная крышка не приносит преимущества изобретения.
Если предварительно надрезанный пластмассовый слой будет расположен наверху, а металлическая фольга внизу, возникнет дополнительная проблема попадания кусочков металлической фольги в реакционные камеры в местах прокалывания.