用于毛细管电泳的设备、系统和方法_5

文档序号:9915594阅读:来源:国知局
41的至少一个侧基本开口以接收盒350的至少一部分,如图17和图18中所示。更具体地,保持器341包括基部344并且限定凹陷部343。凹陷部343构造成接收盒PCB306和真空组件360的至少一部分,如本文进一步详细地说明的。保持器341还包括一组保留小突起342。这样,盒350可以布置在由保持器341限定的凹陷部343内,以便使基部344和保留小突起342接合盒350以限制其相对于保持器341的运动。例如,在某些实施例中,保留小突起342充当电接触部并且可以是诸如铍铜合金或类似物的可变形的材料,所述可变形的材料当盒350布置在凹陷部343中时可以从未变形的构型转变到变形的构型。因而,响应于转变到变形的构型,保留小突起342可以将反作用力施加在盒350上,所述反作用力可操作成将盒350至少临时地保持在凹陷部341内。在某些实施例中,保持器341和/或盒350的布置可以使得盒350当布置在凹陷部343中时相对于保持器341处于预定的取向中。类似地阐述,保持器341可以构造成沿着单个预定的取向接收盒350。在其它实例中,盒350可以沿着任何适当的取向布置在保持器341的凹陷部343中。
[0126]驱动机构345可以联接到前板311和保持器341,并且可以是可操作成使保持器341相对于壳体310运动的。例如,在某些实施例中,保持器341可以被可滑动地联接到由前板311限定的轨道或类似物(图16至22中未示出),所述轨道或类似物可以限定这样的路径,即,保持器341可以沿着所述路径运动。更具体地,保持器341可以可滑动地联接到前板311并且布置成用于在限制相对于壳体310基本水平运动(例如,左或右运动和/或以相对于水平轴线除了90°以外的任何其它角度运动)的同时相对于壳体310基本竖向运动(例如,上和下运动)。
[0127]如图18中所示,驱动机构345包括马达346和丝杠347。马达346被固定地联接到壳体310的前板311并且构造成接收丝杠347。丝杠347被可转动地联接到保持器341并且可以至少部分地通过由前板311的第二安装部分313限定的丝杠开口 316延伸。照此,马达346可以从电源302和/或主PCB 302接收信号(例如,电流),所述信号可操作成促动马达346以使丝杠347相对于马达346转动。因而,在马达346联接(例如,固定地联接)到前板311的情况下,丝杠347的转动运动使丝杠347相对于马达346沿着轴向方向前进,以便使保持器341沿着前板311的正面运动。类似地阐述,马达346可以转动丝杠347以使保持器341沿着与以上说明的试剂组件330的运动正交的单轴线运动。这样,马达346可以例如沿着向前(例如,逆时针)方向转动丝杠347以使保持器341更接近于前板311的第二安装部分312,并且可以例如沿着向后(例如,顺时针)方向转动丝杠347以使保持器341进一步远离第二安装部分312。
[0128]如上所述,在某些实施例中,丝杠336被固定在适当的位置中并且不转动。在这样的实施例中,马达335包括螺母(未示出),所述螺母构造成围绕固定的丝杠转动并且使试剂托盘运动,如上所述O
[0129]盒350可以是任何适当的形状、尺寸或构型。例如,如图19和图20中所示,盒350包括本体部分351,其被固定地联接到一组柔性毛细管353。盒350的本体部分351限定第一储器部分356和第二储器部分352。更具体地,本体部分351布置成使得联接到该本体部分351的一组毛细管353与储器部分352流体连通。例如,如图所示,本体部分351可以是基本中空的,在一组壁之间限定储器部分352。类似地阐述,本体部分351可以由一组壁限界,所述一组壁从基部延伸以限定储器352,而同时允许本体部分351的至少一个侧保持基本打开(例如,本体部分351可以具有或限定基本U状的横截面)。如本文进一步详细地说明的,本体部分351的至少一部分可以是导电的。
[0130]如图19中所示,本体部分351联接到帽354。帽354可以联接到本体部分351以基本闭合本体部分351,由此将储器部分352与本体部分351外侧的容积基本流体地隔离。帽354限定开口355(例如,孔口、端口和/或类似物),其可以是可操作成将储器部分352放置成与真空组件360的部分流体连通的(例如,参见图21和图22),如本文进一步详细地说明的。在某些实施例中,帽354的至少一部分可以由导电材料形成,例如,金属、导电塑料、导电复合材料,等等。此外,帽354可以被电联接到毛细管353,以便使电流可以从帽354输送到毛细管353,如本文进一步详细地说明的。
[0131]突出部357从本体部分(S卩,从帽354或本体部分351的某些其它部分)延伸。在某些实施例中,突出部357与本体部分351整体地形成在一起。在其它实施例中,突出部357被单独地制造,但是联接到本体部分351。突出部357是导电的,并且构造成当室中的液面接触突出部357时产生信号。当液体接触导电突出部356时,电压施加到微升板,电流从例如零增大,液面是已知的。当通过毛细管抽吸的流体接触突出部357时,已知在第一室部分356内存在有已知体积的流体。因为抽吸流体的经过时间是已知的。可以确定通过毛细管的流速。可以继而确定越过毛细管的顶部抽吸的流体的量。已知在毛细管上方的液体的体积能够计算抽吸的真空,以便将毛细管中的样本维持在固定的位置(即,压力平衡)。在某些实施例中,电动加载用于将试剂抽吸到毛细管中。
[0132]通过盒抽吸的真空可以使用单个真空源360或多个真空源来实现。例如,第一真空源可以用于将流体通过毛细管抽吸到本体部分中并且第二真空源可以用于维持本体部分中的真空以将样本维持在毛细管中的适当位置中。在其中使用多个真空源的实施例中,真空源可以通过单个连接器或多个连接器联接到盒。
[0133]在某些实施例中,在第二储器部分352中可以包含有海绵(未示出)或类似的吸收性材料。吸收性材料构造成使本体部分中的任何液体稳定(即,防止形成泡沫和消除自由表面效应)并且抑制液体从盒泄漏。吸收性材料可以被粘附到本体部分或可以在本体部分内是独立的。
[0134]一组毛细管353可以是任何适当的布置。例如,虽然盒350在图3中示出为包括一组25个单独的毛细管353,但是在其它实施例中,盒可以包括任何数目的单独的毛细管。例如,在某些实施例中,盒可以包括少于25个的单独的毛细管或多于25个的单独的毛细管。在某些实施例中,盒350可以包括多个单独的毛细管353,其至少部分地涉及由试剂托盘337限定的多个小孔339。毛细管353限定管腔(图19和图20中未示出),其可以构造成接收样本、溶液、试剂、分析物和/或任何其它适当的流体或凝胶的至少一部分,如本文进一步详细地说明的。
[0135]毛细管353可以是任何适当的形状、尺寸或构型,并且可以由允许液体和/或溶解分子流动的任何适当的材料(例如,玻璃、塑料、硅胶、熔融石英、凝胶、PYREX?(非晶玻璃)和/或类似物)形成。在某些实施例中,由毛细管353限定的管腔的形状和/或尺寸可以是任何适当的形状和/或尺寸,并且可以至少部分地与毛细管353的形状和/或尺寸相对应。例如,在某些实施例中,毛细管353可以限定管腔,所述管腔具有约30微米(μπι)至约3000μπι的直径。在其它实施例中,盒可以包括限定管腔的毛细管,所述管腔具有约25μπι至约400μπι的直径。管腔的直径的尺寸可以至少部分基于样本和/或样本体积。例如,具有较小直径的管腔使用较低的样本体积,所述较低的样本体积可以适用于昂贵的样本或试剂,而具有较大直径的管腔使用较高的样本体积并且可以促使改进的信号检测。
[0136]在某些实施例中,毛细管353的长度可以至少部分基于以下因素,例如,对于分解感兴趣的一个或多个分析物所需的样本分离的程度和样本尺寸。在某些实施例中,毛细管353可以具有约2厘米(cm)至20厘米(cm)的长度。在某些实施例中,毛细管353可以具有小于2cm的长度。在某些实施例中,毛细管353可以具有约3Cm、4Cm、5Cm或6cm或更长的长度。在某些实施例中,较长毛细管353的使用可以促使较好的样本分离和改进的复杂混合物的分辨率和/或何时分解较低丰度的分析物。
[0137]在某些实施例中,毛细管353的长度和保持器341的运动范围(例如,保持器341相对于壳体310的行进长度)可以是基本有关的。例如,盒组件340可以沿着朝向试剂组件330(例如,远离前板311的第二安装部分312)的方向运动以将毛细管353的端部部分布置在试剂托盘337的小孔339中。另外,支持器331可以沿着相对于保持器341和盒350垂直的方向运动以相对于盒350选择性地定位小孔339的部分。例如,试剂组件330可以相对于盒组件340处于第一位置中,并且盒组件340可以相对于试剂组件330处于第一位置中以将盒350的毛细管353的端部部分放置在由试剂托盘337限定的第一组小孔中。在某些实例中,保持器341可以相对于支持器331(例如,远离试剂组件330并且朝向第二安装部分312)运动到第二位置以将盒350的毛细管353从试剂托盘337的小孔339去除。在某些实例中,支持器331可以继而相对于盒组件330运动到第二位置并且保持器341可以再次相对于试剂组件330放置在第一位置中以将盒350的毛细管353的端部部分放置在第二组小孔中。因而,保持器341和支持器331可以以预定的相关方式运动以将盒350的毛细管353放置在由试剂托盘337限定的任何适当的小孔339或一组小孔339中。
[0138]如图21至图25中所示,真空组件360可以是任何适当的装置或机构,其构造成在容积内产生负压,由此将吸力施加到所述容积的至少一部分。例如,如图21和图2 2中所示,真空组件360包括真空源361、真空室366、软管组件367、第一接合构件368和第二接合构件370。如图23中所示,软管组件367构造成在真空组件360的部件之间延伸以将部件放置成彼此流体连通。例如,软管被物理地和流体地联接到真空源361和真空室366,并且第二软管被物理地和流体地联接到真空室366和第一接合构件368,如本文进一步详细地说明的。
[0139]如图24中所示,真空源361包括马达362、叶轮363、壳体364和帽365。叶轮363被可转动地布置在壳体365的内部容积内(图21至图25中未示出)并且联接到马达362的输出轴。帽365被联接到壳体365以将壳体364的内部容积与在壳体364外侧的容积基本流体地隔离。马达362以这种方式固定地联接到帽365而允许输出轴通过帽365延伸以联接到叶轮363。照此,马达362可以从电源302和/或主PCB 303接收电流,所述电流可以是可操作成促动马达362以使叶轮363在内部容积内转动。此外,在软管组件367将真空源361流体地联接到真空室366的情况下,叶轮363的转动在壳体的内部容积内产生负压,所述负压在真空室366上施加吸力。因而,当马达362被促动以使叶轮363转动时,在真空室366内产生负压。
[0140]如图21和图25中所示,第一接合构件368和第二接合构件370被物理地和流体地联接在一起并且布置成使得第二接合构件370的至少部分布置在由保持器341限定的凹陷部343内。第一接合构件368包括固定夹369,其构造成接合致动器371或类似物。例如,致动器371可以是杠杆,其可以是可操作成使第一接合构件368和第二接合构件370在相对于保持器341的第一位置和相对于保持器341的第二位置之间运动。虽然图21至图25中未示出,但是真空组件360和/或系统300的任何其它部件可以包括促动器,其可以被选择性地放置成与致动器371接触以使致动器371在与处于第一位置中的接合构件368和370相关联的第一构型和与处于第二位置中的接合构件368和370相关联的第二构型之间过渡。在某些实施例中,致动器371是被动的致动器,其原因在于致动器371基于柱塞致动的位置打开和关闭真空。
[0141]如图21中所示,真空组件360构造成使得当接合构件368和370处于第一位置中时,第二接合构件370与盒350的帽354间隔开。因而,真空组件360与盒350流体地隔离。如图25中所示,真空组件360构造成使得当接合构件368和370处于第二位置中时,第二接合构件370放置成与盒350的帽354接触。此外,真空组件360可以布置成使得当处于第二位置中时,第二接合构件370放置成经由由帽354限定的开口 355与由本体部分351限定的储器352流体连通。因此,当在真空室366中产生负压时,第二接合构件370可以使储器352暴露于吸力,如本文进一步详细地说明的。如图21和图25中所示,真空组件360包括偏压构件372,其构造成将接合构件368和370相对于保持器341维持在第一位置中,直到致动器371从第一构型转变到第二构型为止。
[0142]如图26至图30中所示,系统300的灯组件380包括盖组件381、光源386和驱动机构387。盖组件381包括外盖382和内盖383、间隔物384和紫外线阻断剂385(在此也称为“UV阻断剂”)。如图26中所示,灯PCB 307可以被包含在灯组件307的部分中和/或可以另外被电联接到灯组件307的部分。这样,灯PCB 307可以控制灯组件380的至少一部分。此外,灯PCB307可以与主PCB 303电通信并且可以将信号发送到与灯组件380的功能相关联的主PCB303和/或从与灯组件380的功能相关联的主PCB 303接收信号。
[0143]盖组件381联接到灯386和驱动机构387,并且构造成阻隔和/或另外指引从光源386发射的光。包含在盖组件381中的间隔物384构造成将盖组件381与光源386间隔所需距离,例如不与光源386和/或任何其它结构相互作用,所述任何其它结构例如是壳体310的前板 3110
[0144]光源386可以是任何适当的装置、构件、机构、组件和/或类似物,其构造成释放能量(例如,热、光子、辐射,等等)。例如,在某些实施例中,光源386可以是UV格栅灯。这样,光源386可以包括这样的元件,S卩,所述元件可以被激励(例如,供以动力)以发射光子。通过示例的方式,光源386可以是低压汞灯,其发出约254nm的第一波长的光(例如,光子)。在某些实施例中,光源386可以包括磷光层以将约254nm的第一波长转化成约295nm的第二波长。这样,光源386可以发射能量,其可以与容纳在盒350的毛细管353内的样本的至少一部分相互作用。
[0145]灯组件380被可运动地联接到前板311的第二安装部分313以允许驱动机构387使灯组件380相对于盒组件340在第一位置和第二位置之间运动。更具体地,灯组件380可以沿着这样的方向运动,即,所述方向是当灯组件380在其第一位置与其第二位置之间运动时与盒保持器341的运动垂直(例如,正交)并且当灯组件380在其第一位置与其第二位置之间运动时与试剂托盘的支持器330的运动垂直(例如,灯组件380可以沿着正交坐标系的X-轴运动,试剂托盘支持器330可以沿着正交坐标系的Y-轴运动,并且盒保持器341可以沿着正交坐标系的Z-轴运动)。此外,灯组件380可以相对于壳体310布置成将布置在盒保持器341的第二侧上。这样,盒组件340布置在检测组件375 (上述)和灯组件380之间。
[0146]如图26至图28中所示,驱动机构387包括齿条支架388、齿条389、导轨390、导向块391和驱动齿轮394。虽然图3至图31中未示出,但是驱动机构387的驱动齿轮393联接到马达的输出轴(未示出),其固定地布置在壳体310内。这样,马达可以从例如主PCB 303接收信号,所述信号可操作成促动马达,如本文进一步详细地说明的。如图27中所示,导轨390联接到前板311的第二安装部分313并且构造成沿着基本横向的方向延伸。齿条支架388联接到齿条389和盖组件381。另外,齿条支架388联接到导向块391,其可滑动地围绕导轨390的部分布置。因而,灯组件380被可滑动地联接到导轨390并且可以在第一位置和第二位置之间运动。更具体地,齿条389包括一组齿,所述一组齿构造成与联接到马达的输出轴的驱动齿轮393接合和/或啮合。因而,马达可以从主PCB 303和/或电源302接收信号,所述信号可操作成促动马达,以便使驱动齿轮393转动。在齿条389接合驱动齿轮393的情况下,驱动齿轮393的转动使齿条389相对于驱动齿轮393前进,由此使灯组件380相对于盒组件340在第一位置(例如,参见图26至图28)和第二位置(例如,参见图29和图30)之间运动。这样,灯组件380可以运动到第二位置,并且光源386可以被赋能以发射光子和/或热,其可以与布置在盒350的毛细管353内的样本相互作用,如本文进一步详细地说明的。
[0147]如上所述,系统300可以构造成在至少半自动化的处理中分离、固定和分析样本。例如,使用者可以通过将任何适当的样本、蛋白质、分析物、缓冲剂、裂解物、标准物、药剂、试剂和/或类似物布置到一个或多个小孔339中来制备例如试剂托盘337。试剂托盘337可以继而布置在支持器331的壁332之间,以便使试剂托盘337相对于支持器331的运动受到基本限制。在试剂托盘337装载到支持器331中的情况下,使用者可以将盒350插入盒保持器341
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