用于純化核酸的裝置、系統和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供從含有核酸和外來雜質的混合物中分離所述核酸的方法和裝置。在一個實施方式中，本發明專利技術的方法包括在能有效地將核酸與外來雜質分離的條件下，使所述混合物穿過玻璃料過濾器板。在一個更特定的實施方式中，玻璃料過濾器板為燒結的玻璃料過濾器板。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及化學物質的純化，更具體而言，涉及用于進行化學純化和分析的裝置、 方法和系統。再具體而言，本專利技術所提供的裝置、方法和系統在核酸的純化和分析方面具有 特別有用的應用，尤其是用于進行所述純化和分析的微流體裝置。本專利技術可用于分析化學、 法醫化學、微流體和微型裝置、醫藥和公共健康領域中。
技術介紹
創造高度小型化化學裝置的半導體制造技術的發展(Beach，Strittmatter等 2007)已為分析化學帶來了革命，所述革命特別是通過提供以極高的精密度和準確度鑒定 復雜混合物中以低濃度存在的化學物質的工具而得以實現。該革命對于化學處理、醫藥、法 醫科學和國防等領域已經產生了重要影響，在這些領域中，所述裝置能夠提供快速、便攜并 且經濟的生物檢測器。這種裝置的實例包括用于收集和鑒定微粒的裝置(Wick 2007)、用于 檢測分子污染物的系統(Knollenbergjodier等2007)和用于檢測蛋白質的裝置(Terry， Scudder等2004 ；Deshmukh 2006)。其它裝置利用自動化系統中的聚合酶鏈反應(PCR)，使 用流體技術分離和/或擴增核酸。這種裝置的實例為由Qiagen (德國希爾敦)、Roche (瑞 士巴塞爾)^Applied Biosystems (加利福尼亞州福斯特城)、Idaho Technologies (猶他州 鹽湖城)和C印heid(加利福尼亞州桑尼維爾)市售的裝置。但是，與任何分析方法一樣，處理之前制備樣品對于能否獲得良好效果至關重要。 過多復雜因素的存在和可掩蓋所關注的分析物的物質的濃集使得有效的檢測幾乎不可能 實現。當試圖分析細胞溶解產物(其為極其復雜的異質混合物)的核酸含量時，這一問題 尤其令人關注(Colpan2001)。涉及便攜式分析裝置時，制備任務變得更為困難，因為這些裝 置預期用于無法獲得常用實驗室支持設備如離心機和分離柱等的場合。在這些情況下，一 些用于過濾如血樣或尿樣等原始樣品的手段對于提供有意義的結果至關重要。當前的基于 流體技術的裝置(特別是上述Qiagen裝置)使用需要支架的軟而柔順的玻璃過濾器。該 過濾器具有通常為約1 3微米的小孔徑，以便能夠從樣品中有效地捕獲核酸。由于這種 小孔徑，該過濾器因而也較薄，通常小于2毫米厚，由此可減小樣品受迫穿過小孔徑時的流 體流動阻力。在Qiagen程序中，通常將樣品與如胍等離液劑混合，并且利用離心力使該混 合物穿過玻璃過濾器，其中流體只沿一個方向流動。核酸粘在玻璃過濾器上；使用乙醇或異 丙醇將其洗下，然后使用10毫摩爾(lOmM)pH為約8(pH 8.0)的三羥甲基氨基甲烷(Tris) 緩沖液或水將其釋放。然而，由于流體流動所產生的阻力和較大流速所產生的堵塞的可能 性，小孔徑限制了可處理的樣品的量。因此，如Qiagen裝置等裝置可能容易損壞或者容易 變得無效。此外，這些特性限制了樣品輸入量、可檢驗的樣品類型、大體積樣品、濃集系數和 簡單的流體整合。較大的玻璃過濾器已被用于提供樣品的預處理過濾。例如，美國專利第4，912，034 號(Kalra、Pawlak等1990)描述了一種檢測液體樣品中的靶分析物的免疫測定法，其中包 括由玻璃纖維制成的可選的預濾器組件。然而，該裝置不是微流體裝置并且未明示或暗示可使用玻璃料過濾器板(glass frit)作為微小規模的PCR反應之前的過濾器。美國專利第4，923，978號(McCormack 1990)描述了玻璃纖維過濾器的從水性DNA樣品中除去不合 需要的蛋白質和蛋白質-DNA復合物的在先應用，但以貶低的方式提到這種過濾器具有較 低的粘合能力(參見第2列)。的確，美國專利第4，923，978號要求保護的是用于進行這種 過濾的截然不同的材料。美國專利第6，274，371號(Colpan 2001)描述了將硅膠、氧化鋁 和硅藻土作為優選過濾劑，以用于在核酸分析之前從細胞溶解產物中除去不合需要的污染 物。美國專利第6，800，752號(Tittgen 2004)描述了使用色譜材料分離包含核酸的混合 物，其中，所述材料包含載體和離子交換劑功能，其中所述載體包括位于支持物上的纖維材 料，如塑料過濾器板(plastic frit)。然而，鑒于以上原因，對于提供可克服當前這代裝置的缺陷、能夠有效地分離和鑒 定核酸的流體裝置仍存在需求。本專利技術滿足這些需求和其它一些需求。
技術實現思路
本專利技術的第一方面提供了一種從含有核酸和外來雜質的混合物中分離所述核酸 的方法。用于本專利技術的適當的核酸包括微生物DNA和人基因組DNA。在一個實施方式中，本 專利技術的方法包括在可有效地將核酸與外來雜質分離的條件下，使所述混合物穿過玻璃料過 濾器板。在一個更特定的實施方式中，玻璃料過濾器板為燒結的玻璃料過濾器板。在一些 實施方式中，玻璃料過濾器板具有約2微米 約220微米的孔徑；在一些更特定的實施方式 中，玻璃料過濾器板具有約150微米 約200微米的孔徑；在另一些更特定的實施方式中， 玻璃料過濾器板具有約2微米 約100微米的孔徑；更特定的是，玻璃料過濾器板具有約 40微米 約75微米的孔徑；而另一些更特定的實施方式包括玻璃料過濾器板具有約2微 米 約20微米的孔徑的那些情況。在另一個實施方式中，本專利技術的方法包括使所述混合物 穿過玻璃料過濾器板，由此產生第一過濾混合物，然后在可有效地從第一過濾混合物中分 離核酸的條件下，使第一過濾混合物穿過第二玻璃料過濾器板。本專利技術的第二方面提供了一種用于從含有核酸和外來雜質的混合物中過濾分離 所述核酸的裝置。在一些實施方式中，所述裝置包含具有入口和出口的空腔；和設置于空腔 中的孔徑為約2微米 約220微米的至少一個玻璃料過濾器板，所述玻璃料過濾器板布置 在入口和出口之間的位置。在一些更特定的實施方式中，玻璃料過濾器板為燒結的玻璃料 過濾器板。在另一些實施方式中，玻璃料過濾器板為燒結的玻璃料過濾器板。在一些實施 方式中，玻璃料過濾器板具有約2微米 約220微米的孔徑；在一些更特定的實施方式中， 玻璃料過濾器板具有約150微米 約200微米的孔徑；在另一些更特定的實施方式中，玻璃 料過濾器板具有約2微米 約100微米的孔徑；更特定的是，玻璃料過濾器板具有約40微 米 約75微米的孔徑；而另一些更特定的實施方式包括玻璃料過濾器板具有約2微米 約 20微米的孔徑的那些情況。本專利技術的第三方面提供了一種用于從含有核酸和外來雜質的混合物中鑒定一種 或多種所述核酸的流體裝置。在一些實施方式中，本專利技術的這種流體裝置包含入口、出口 和與入口和出口都相通的位于入口和出口之間的至少一個流體反應腔。所述裝置還包含 布置在下述位置(一個或多個)的至少一個玻璃料過濾器板，所述位置鄰近入口和反應腔 (一個或多個)并與入口和反應腔(一個或多個)流體連通。玻璃料過濾器板具有約2微米 約220微米的孔徑。混合物通過入口進入裝置并穿過玻璃料過濾器板，從而作為過濾 產物離開該處，然后進入流體反應腔中。在玻璃料過濾器板和反應腔(一個或多個)之間 布置有至少一個與它們流體連通的流體試劑分配器。在一個更特定的實施方式中，玻璃料 過濾器板為燒結的玻璃料過濾器板。在一些實施方式中，玻璃料過濾器板具有約2微米本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從含有核酸和外來雜質的混合物中分離所述核酸的方法，所述方法包括：使所述混合物流動通過空腔的內部體積；所述空腔具有設置于其中的至少一個玻璃料過濾器板，所述玻璃料過濾器板布置在所述空腔中，使得所述混合物在能有效地將所述核酸與所述外來雜質充分分離的條件下流動通過所述玻璃料過濾器板。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2007-10-31 11/933,113一種從含有核酸和外來雜質的混合物中分離所述核酸的方法，所述方法包括使所述混合物流動通過空腔的內部體積；所述空腔具有設置于其中的至少一個玻璃料過濾器板，所述玻璃料過濾器板布置在所述空腔中，使得所述混合物在能有效地將所述核酸與所述外來雜質充分分離的條件下流動通過所述玻璃料過濾器板。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述玻璃料過濾器板為燒結的玻璃料過濾器板。3.如權利要求1所述的方法，其中，所述核酸包括微生物DNA和RNA。4.如權利要求1所述的方法，其中，所述核酸包括人基因組DNA和RNA。5.如權利要求1所述的方法，其中，所述混合物通過玻璃料過濾器板的所述流動產生 第一過濾混合物，并且所述方法還包括在能有效地從所述第一過濾混合物中分離所述核酸 的條件下，使所述第一過濾混合物流動通過第二玻璃料過濾器板。6.如權利要求1所述的方法，其中，所述玻璃料過濾器板具有約2微米 約220微米的 孔徑。7.如權利要求6所述的方法，其中，所述玻璃料過濾器板具有約150微米 約200微米 的孔徑。8.如權利要求6所述的方法，其中，所述玻璃料過濾器板具有約2微米 約100微米的孔徑。9.如權利要求8所述的方法，其中，所述玻璃料過濾器板具有約40微米 約75微米的 孔徑。10.如權利要求8所述的方法，其中，所述玻璃料過濾器板具有約2微米 約20微米的孔徑。11.一種從含有核酸和外來雜質的混合物中分離所述核酸的方法，所述方法包括使 所述混合物流動通過空腔的內部體積；所述空腔具有設置于其中的至少一個玻璃料過濾器 板，所述玻璃料過濾器板布置在所述空腔中，使得所述混合物流動通過所述玻璃料過濾器 板，其中，所述流動包括先使所述混合物沿第一方向流動穿過所述玻璃料過濾器板，再使所 述混合物沿與所述第一方向相反的方向流動穿過所述玻璃料過濾器板，從而所述混合物在 能有效地將所述核酸與所述外來雜質充分分離的條件下穿過所述玻璃料過濾器板至少兩 次。12.—種從含有核酸和外來雜質的混合物中分離所述核酸的裝置，所述裝置包括其 中設置有至少一個玻璃料過濾器板的空腔，所述玻璃料過濾器板布置在所述空腔中，使得 當所述混合物穿過所述空腔時所述混合物流動穿過所述玻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：菲利普貝爾格萊德，
申請(專利權)人：阿考尼生化系統公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]