238]一旦样本传送装置穿过孔口而定位，使用者就可以分配样本。壁架332定位在样本混合室的标称液体填充水平面(未图示)上方以便防止使用者在将样本分配到腔室中之后意外地将样本吸回。
[0239]腔室中的通风口334经提供以允许空气在入口孔由样本传送装置密封的情况下漏出。
[0240]在样本混合室10内提供导引装置336，所述导引装置的一部分正好在入口孔126下方以将通过样本传送装置引入的样本引导到视觉指示器区域338中。上文结合示例性卡盘描述示例性视觉指示器区域。
[0241]2.4隔热袋
[0242]现将描述用于射流卡盘上的核酸扩增室的隔热袋的有利的布置，所述布置可以形成隔离的发明性方面。
[0243]在核酸扩增和检测中，优选的是贯穿液体样本均匀施加热量。尽管在实验室中有可能通过围绕样本等距离放置热源而无困难地执行此操作，但在卡盘中这要难以实现得多。
[0244]因此，在一个方面中，提供用于对液体样本执行核酸扩增的射流卡盘，所述卡盘包括至少一个样本处理室和与所述腔室相邻的绝热区域以通过绝热区域防止腔室中的热损耗。优选地，至少一个样本处理室是核酸扩增室和核酸检测室中的一个或两个(下文称为‘处理室’)。
[0245]优选地，核酸处理室与卡盘的用于从外部源接受热量的表面(优选地，底部表面)相邻，所述腔室位于绝热区域和所述表面之间，使得从外部源传递通过所述表面且因此通过所述腔室的热量由于绝热区域的存在而不会从腔室的另一侧损耗出去。发现此布置使得腔室内部的温度中的变化(举例来说，当接通和断开热源时)尽可能快，这有益于执行例如快速PCR。
[0246]这是特别有利的，因为单一热源可以与卡盘相邻而放置以从一侧(加热侧)供应用于扩增过程的热量，且卡盘内的样本将实质上得到加热且使通过未加热侧的热量损耗的量尽可能最小化。
[0247]优选地，卡盘由在接触布置中的至少一个射流层和气动层组成。核酸处理室可以形成于射流层中且绝热区域可以形成于气动层中。优选地，射流卡盘进一步包括在射流层下方的射流箔片，所述箔片形成用于接受热量的前述表面。薄箔片的使用最大化从外部源的热传递。可以选择箔片的材料以优化热传递。举例来说，可以使用金属箔，但优选的是使用聚对苯二甲酸乙二酯/聚丙烯复合物，因为所述复合物具有易于制造卡盘连同材料强度和可接受热传递特性的优点。
[0248]优选地，绝热区域由一个或多个密封的隔热袋形成，所述隔热袋形成于气动层中且通过气动箔片密封。所述袋可以用空气等气体填充，或可以在制造过程期间排空使得它们提供真空。
[0249]现将参考示例性射流卡盘描述此方面的优选实施例。如图3中所示出，示例性卡盘100从上到下包括:外壳111、泡罩子组合件112、气动箔片113、气动层114、流体层115以及射流箔片116。
[0250]参考示出气动层的图6A和6B，提供六个绝热区域140a到b、141a到d。当组装卡盘时，绝热区域140a到b位于与形成于射流层115中的两个相对应的扩增室相邻处，而绝热区域141a到d位于与形成于射流层115中的四个相对应的检测室相邻处。如图所示，绝热区域140a到b由多个隔热袋构成，而绝热区域141a到d各自由单一袋构成。
[0251]在核酸扩增和检测期间，进行扩增示和检测室的热循环。射流层中的腔室可以通过将热量施加到卡盘100的与射流层115相邻的底部来加热。隔热袋将热量保持在卡盘内，从而最小化从射流层115到气动层114中的热损耗。隔热袋还消除从顶部表面和底部表面加热射流卡盘(例如，加热射流层和气动层两者)的需要，从而简化卡盘和阅读器的总体设计。
[0252]隔热袋可以包括一个大袋或多个较小袋。使用多个较小袋的优点是减小引起对流的风险，因此提供最大绝热。
[0253]2.5捕获柱
[0254]现将描述射流卡盘中过滤装置(优选地，‘捕获柱’)的有利的布置，所述布置可以形成隔离的发明性方面。
[0255]因此，在一个方面中，提供包括通道的射流卡盘，液体样本可以传递通过所述通道，所述通道具有用于捕获生物组分的过滤器并且进一步包括:
[0256]上游部分和下游部分；以及
[0257]在上游和下游部分之间的捕获部分，过滤器布置在所述捕获部分中；其中:
[0258]捕获部分的直径大于上游和下游部分的直径。
[0259]优选地，捕获部分是通道内的腔室，所述腔室具有入口表面，其具有耦合到通道的上游部分的开口；以及出口表面，其具有耦合到通道的下游部分的开口。
[0260]优选地，射流卡盘包括至少两个聚合物层，其中所述上游部分和通道的捕获部分的上游部分形成于第一聚合物层中且下游部分和通道的捕获部分的下游部分形成于第二聚合物层中；并且其中过滤器被夹持在第一和第二聚合物层之间。
[0261]优选地，腔室的入口表面包括从开口径向向外伸出的分配管道以便径向向外引导传递通过入口表面中的开口的液体样本。
[0262]优选地，腔室的出口表面包括朝向开口径向朝内伸出的分配管道以便朝向出口表面中的开口径向朝内引导已传递通过过滤器的液体样本。
[0263]现将参考示例性射流卡盘描述此方面的优选实施例。在本文中所描述的示例性卡盘中，捕获柱24沿着主要通道(见图1)设置。如图14a和14b中示出，捕获柱24具有过滤器340，所述过滤器在洗脱期间在释放经裂解材料之前结合来自所述材料的DNA。如图14a中示出，捕获柱24包括在上游端346处伸出到捕获室344中的入口通道342，以及在下游端348处从捕获室344伸出的出口通道350。
[0264]过滤器340垂直于流体流动通过主要通道的方向而提供于腔室344中，使得流体在从主要通道342的上游端传递到主要通道的下游端350时必须传递通过过滤器340。
[0265]现在参考图14b，腔室的入口和出口壁(仅示出一个)包括分配管道352，其经配置以在流体进入腔室时径向向外将流体引导到腔室344中，且在流体已通过过滤器340之后径向朝内朝向离开孔口引导流体。
[0266]2.6废物室
[0267]现将描述射流卡盘中的废物室的有利的布置，所述布置可以形成隔离的发明性方面。
[0268]因此，在一个方面中，提供射流卡盘，其包括通道，液体样本可以传递通过所述通道;以及废物室，其用于从通道接收流体，所述废物室包括:
[0269]耦合到通道的导管，其从废物室的底部表面延伸且具有升高在底部表面上方的开口以将流体从通道传递到腔室中；以及
[0270]在废物室内的通风口，其经配置以使废物室向大气排放。
[0271 ]优选地，所述通风口包括耦合到卡盘内的通风通道的第二导管，其从废物室的底部表面延伸且具有升高在底部表面上方的开口。优选地，通风通道包括至少一个安德森撞击器。
[0272]优选地，至少一个吸收垫提供在废物室内。
[0273]现将参考示例性射流卡盘描述此方面的优选实施例。在本文中所描述的示例性卡盘中，提供废物室以用于收集且存储在洗涤等期间产生的废液。废物室10在图15a和15b中更详细示出。废物室38包括导管360，其实质上竖直地从废物室38的底部表面362延伸。导管38界定通道，其具有连接到废物室38的底部表面的第一端364且流体地连接到主要通道16。流体导管360的第二端366安置在废物室38内，且具有开口，流体可以通过所述开口流入废物室。
[0274]优选地，导管360是实质上竖直的，且垂直于废物室38的底部表面。在导管360的第二端处的开口位于靠近废物室38的顶部处，如图15b中示出。通过提供靠近废物室的顶部的第一开口，使在卡盘倒置时泄漏的风险最小化。
[0275]吸收垫368还提供在废物室中。优选地，吸收垫368的上表面还应该靠近废物室38的顶部，甚至更优选地，吸收垫368的顶部应该实质上与第二端366处的开口齐平。
[0276]在本文中所描述的示例性卡盘中，第二开口370提供于废物室38中，如图15b中示出。第二开口 370经配置以经由废物室28使主要通道16向大气压排放。这避免当废物通道装满流体时沿着主要通道放置背压。优选地，在第二导管372的从废物室38的底部表面突起的末端处提供第二开口 370。第二开口 370可以流体地连接到通风通道(未图示)，所述通风通道具有在卡盘外壳的外部的开口以允许废物室保持在大气压处。然而，使废物室在卡盘外部排放带来较小的气溶胶污染风险。为了减少此风险，通风路径具有在卡盘盖下方的撞击讲和通风口。
[0277]技术人员将能够取决于各情况修改示例性卡盘以用不同方式实施本文中所描述的发明性方面。本发明的范围既定由以下权利要求界定。
【主权项】
1.一种用于测定液体样本中的靶核酸序列的卡盘，其包括塑料外壳，所述塑料外壳围封: a.塑料射流部分，其包括:将样本入口流体地连接到可以进行核酸扩增的至少一个扩增室的通道;将所述扩增室流体地连接到可以检测核酸扩增的结果的至少一个检测室的通道;排气装置；以及连接到气体供应装置的气体入口，所述气体供应装置能够向下游推动所述样本通过所述卡盘， 其中所述通道和/或腔室包括至少一个气动控制的阀门， 并且其中在所述扩增室的上游提供:用于细胞裂解和核酸分离的试剂和/或物理组件；在所述扩增室中或所述扩增室的上游但在用于细胞裂解和核酸分离的所述试剂和/或物理组件的下游提供用于核酸扩增的试剂，其包含核酸聚合酶;且在所述检测室中或所述检测室的上游但在所述扩增室的下游提供用于核酸检测的试剂； b.塑料气动部分，其包括至少一个气动压力入口和用于传送气动压力的气动回路； 由此通过所述通道和腔室的流可以通过施加到所述至少一个气动控制的阀门的所述气动压力控制；以及 c.至少两个电极，其能够提供跨越所述至少一个检测室的电位差以准许电化学活性分子的检测。2.根据权利要求1所述的卡盘，其中所述射流部分进一步包括对照核酸。3.根据权利要求2所述的卡盘，其中所述对照核酸是DNA。4.根据权利要求1或权利要求2所述的卡盘，其中所述靶核酸是DNA。5.根据权利要求4所述的卡盘，其中靶DNA来自病原体。6.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述用于核酸扩增的试剂进一步包括能够与所述靶核酸序列杂交的引物、dNTP，且可选地进一步包括缓冲盐、MgCl2、钝化剂、尿嘧啶N糖基化酶和dUTP中的一个或多个。7.根据权利要求2到6中任一项所述的卡盘，其中所述用于核酸扩增的试剂进一步包括能够与所述对照核酸杂交的引物。8.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述用于核酸检测的试剂包括至少一个靶探针，其包括标记，其中所述靶探针能够特定地与靶分子杂交。9.根据权利要求2到8中任一项所述的卡盘，其中所述用于核酸检测的试剂包括至少一个对照探针，其包括标记，其中所述对照探针能够特定地与对照分子杂交。10.根据权利要求8或权利要求9所述的卡盘，其中所述标记是电化学标记。11.根据权利要求10所述的卡盘，其中所述标记是二茂铁标记。12.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述用于核酸检测的试剂包括5’到3’核酸外切酶。13.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述气动部分包括多个气动压力入口，所述气动压力入口中的每一个控制通过所述射流部分的单独区域的流。14.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中通过所述通道和腔室的流通过多个气动控制的阀门控制。15.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述射流部分进一步包括在所述样本入口的下游且在所述用于细胞裂解和核酸分离的试剂和/或物理组件的上游的粗过滤器。16.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述用于细胞裂解和核酸分离的试剂和/或物理组件包含裂解缓冲液。17.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述用于细胞裂解和核酸分离的试剂和/或物理组件包含核酸捕获柱。18.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述射流部分进一步包括以下多项中的一个或多个:样本混合室、样本指示器、波纹管、混合通道、泡罩子组合件、隔离阀、洗脱室。19.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述塑料射流部分包括聚丙烯。20.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述塑料气动部分包括聚丙烯。21.根据以上任何一项权利要求所述的卡盘，其中所述塑料外壳包括丙烯腈丁二烯苯乙烯。
【专利摘要】一种用于测定液体样本中的靶核酸序列的卡盘。所述卡盘包括：射流部分，所述样本流动通过所述射流部分且其中进行核酸扩增和检测；气动部分，其控制通过所述射流部分的流；以及至少两个电极，其提供用于所关注的经扩增核酸的检测的电位差。
【IPC分类】B01L7/00, B01L3/00
【公开号】CN105658333
【申请号】
【发明人】T·R·K·爱德华兹, T·C·E·马拉科伊, K·D·尼尔, J·K·泰勒, B·阿莱特
【申请人】阿特莱斯遗传学有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年7月28日