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新型液体加工装置

阅读：429发布：2021-07-13

专利汇可以提供新型液体加工装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种液体加工装置，其包括中空本体，所述中空本体具有至少一个开口端和位于中空本体内部的至少一个阻挡物，所述阻挡物在环境条件下不可透过液体和固体，但是通过对所述阻挡物施加外力如压力、拖曳力或驱动力时其变得可透过液体，其中，所述阻挡物与所述中空本体的至少一个开口端隔开；所述装置在加工液体样品时的用途；所述装置的制备方法以及利用所述装置分离或纯化任何生物分子的方法。，下面是新型液体加工装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种液体加工装置，其包括：
(i)至少一个中空本体(1)，每个中空本体(1)具有至少一个开口端；
(ii)多于一个阻挡物(5)，其将所述中空本体(1)分隔为多于两个隔室，所述阻挡物(5)在环境条件下不可透过液体和固体，但通过对所述阻挡物(5)施加外力使其变得可透过液体，其中所述多于一个阻挡物在变得液体可渗透前对外力具有不同的抗性，所述阻挡物被放置于中空本体内部并与所述中空本体的至少一个开口端隔开；
(iii)位于中空本体内部的至少一个多孔的液体可渗透元件(4)。
2.如权利要求1所述的装置，其包括用于封闭至少一个开口端的至少一个可移除封闭装置(6)。
3.如权利要求1所述的装置，其包括：
(i)至少一个中空本体(1)，每个中空本体(1)具有进口(2)和出口(3)；
(ii)置于所述出口(3)上方或毗邻至少一个液体可渗透元件(4)的多于一个阻挡物(5)。
4.如权利要求3所述的装置，其包括置于出口(3)上方的至少一个液体可渗透元件(4)。
5.如权利要求3所述的装置，其包括至少一个可移除封闭装置(6)，用于封闭中空本体的进口(2)和/或出口(3)。
6.如权利要求3所述的装置，其包括至少一个收集管，用于收集经过出口(3)的流动相。
7.如权利要求1所述的装置，其中液体可渗透元件(4)为滤器。
8.如权利要求1所述的装置，其中液体可渗透元件(4)为多孔玻璃料、毛网或膜。
9.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述阻挡物(5)为2、3、4、5或6个。
10.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述阻挡物(5)单独选自箔片、涂层、疏水烧结材料或疏水纤维材料。
11.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述阻挡物(5)单独选自薄膜。
12.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述阻挡物(5)单独选自隔膜。
13.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述阻挡物(5)单独选自膜。
14.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述中空本体(1)至少部分是圆柱形或圆锥形。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置代表反应管、反应杯、收集器或离心管。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置代表收集管、离心柱或微量离心管。
17.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置代表柱体。
18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置代表分成隔室的容器。
19.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置代表多孔板、多孔块或多孔柱板。
20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述容器为管、杯或瓶。
21.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述容器为收集容器。
22.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述容器为烧瓶、色谱柱、离心柱、塑料注射器、药瓶或离心容器。
23.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述阻挡物(5)材料通过施加驱动力变为多孔性，或含有通过施加驱动力能打开的预定孔，或通过施加驱动力裂开。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述驱动力是压力或拖曳力。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述裂开为在预定裂点裂开。
26.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括：在中空本体内部的所述阻挡物(5)上方或下方且能在对所述装置施加驱动力时刺穿、切割或破裂阻挡物(5)的任何材料或构件。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述驱动力是压力或拖曳力。
28.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所获得的液体可渗透性在撤去外力时是不可逆的。
29.如权利要求1-27中任一项所述的装置在收集、贮存或处理含有液体的样品中，或在收集、贮存、处理或分离生物分子或含有生物分子的样品中的用途。
30.如权利要求1-27中任一项所述的装置在从液体样品中分离和/或纯化生物分子中的用途。
31.如权利要求1-27中任一项所述的装置在多相液体/固体系统或多相液体系统的相分离中的用途。
32.如权利要求1-27中任一项所述的装置的制备方法，所述方法包括：将多于一个阻挡物(5)置于中空本体内，使阻挡物(5)在中空本体内部与至少一个开口端隔开，从而将所述中空本体(1)分为至少两个隔室，所述阻挡物(5)在环境条件下不可透过液体和固体，但通过对所述阻挡物(5)施加驱动力而变得可透过液体。
33.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述驱动力是压力或拖曳力。
34.如权利要求33所述的装置的制备方法，所述方法还包括：将至少一个液体可渗透元件(4)置于所述中空本体中(1)。
35.如权利要求34所述的装置的制备方法，其中所述元件(4)为滤器。
36.如权利要求34所述的装置的制备方法，其中所述元件(4)为玻璃料、毛网或膜。
37.从包括至少一类生物分子的样品中分离或纯化至少一种感兴趣的生物分子的方法，所述方法包括：
(a)将所述样品放入如权利要求1-27中任一项所述装置的中空本体(1)的第一隔室，所述中空本体包括被多于一个不可渗透液体的阻挡物(5)分隔的多于两个隔室，其中，所述样品为液体样品，或者在将所述样品放入所述中空本体之前或之后使所述样品接触任何液体，或者所述中空本体包括液体且该液体在所述样品放入装置时接触样品；
(c)对所述阻挡物(5)施加外力，使第一阻挡物(5)变得可渗透液体并将所述液体移入所述中空本体的另一隔室中；
(e)对下一阻挡物(5)施加外力，使该阻挡物(5)变得可渗透液体并将所述液体移入所述中空本体(1)的另一隔室中；
(f)收集包括所述感兴趣生物分子的洗出液。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，(a)和(c)之间还包括(b)在所述中空本体(1)的第一隔室内孵育所述样品。
39.如权利要求37所述的方法，其特征在于，(c)和(e)之间还包括(d)在所述中空本体(1)的另一隔室内孵育所述样品。
40.如权利要求37所述的方法，其特征在于，(c)中所述外力为驱动力。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，所述驱动力是压力或拖曳力。
42.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述装置的中空本体(1)包括：2、3、4、5或6个阻挡物(5)，以形成中空本体(1)的3、4、5、6或7个隔室，并且，在分离或纯化过程中，可按所需次数重复步骤(b)和/或(c)，以克服所有所包括的阻挡物(5)，并获得包括所述感兴趣生物分子的洗出液。
43.如权利要求37所述的方法，其特征在于，在加入包括所述生物分子的样品之前，所述装置的中空本体(1)的隔室中的至少一个还包括固体基质和/或至少一种液体。
44.如权利要求37所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中所施加的外力和在可选重复的步骤(e)中施加的外力在力的强度或力的种类上彼此不同。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述外力中相同类型力的强度随着步骤而增加，或力的种类变化，使所述多个阻挡物(5)变得顺序地可渗透液体。
46.用于收集、贮存或处理生物样品，或用于从生物样品中分离生物分子的试剂盒，所述试剂盒包括如权利要求1-27中任一项所述的装置。

说明书全文

新型液体加工装置

[0001] 本发明涉及：一种装置，所述装置包括中空本体，所述中空本体具有至少一个开口端和位于中空本体内部的至少一个阻挡物，所述阻挡物在环境条件下不可透过液体和固体，但是通过对所述阻挡物施加外力如压力、拖曳力或驱动力时其变得可透过液体，其中所述阻挡物与所述中空本体的至少一个开口端隔开；所述装置在加工液体样品中的应用；所述装置的制备方法以及利用所述装置分离或纯化任何生物分子的方法。

[0002] 在处理生物样品的过程中，如从所述样品中分离或纯化生物分子的过程中，样品往往接触任一或多种液体，可选进行孵育以发生反应，此后将样品中感兴趣的部分跟其余部分分离。一般用移液管加入或转移所用液体，常常需经过多个步骤才能以所需形式获得感兴趣的生物分子。在任一步骤中都可能发生样品的污染，而且费时耗力。

[0003] 现有技术已公开了多种生物分子分离的熟知方法，包括：生物分子与任意基质的结合，如DNA或RNA与核酸结合材料柱的结合；亲和结合，如与蛋白或低分子量分子的亲和结合；或根据生物分子的大小或体积进行分离的层析装置。另外，已知结合不需要的组分使其与所需生物分子分离开，例如Walsh等人在“BioTechniques”第10卷第4期(1991)或Burkhart等人在“J Biochem Biophys Methods”52(2002)145-149中所述，利用Chelex 100来分离DNA。

[0004] 从含生物分子的样品中分离其的过程中常获得多相系统，其中感兴趣的生物分子包括在所述相之一中。为了分开所述多相样品中感兴趣和不感兴趣的部分，所述相可被单独移液或移出，例如如通过对感兴趣的相单独移液、通过穿透不感兴趣的相以移出感兴趣的相或通过穿透含液体的容器以获得所述感兴趣的相，然而，污染和/或损失感兴趣的样品部分的风险较高。

[0005] 本发明的目的是提供一种装置和处理液体样品的方法，所述装置能暂时将液体滞留在装置的至少一个隔室中并及时将所述液体递送到所述装置的至少另一隔室中，所述方法移液步骤较少，并且交叉污染风险降低。

[0006] 该目的通过提供这样一种装置来实现，其包括：(i)至少一个中空本体(1)，每个中空本体(1)具有至少一个开口端；(ii)至少一个阻挡物(5)，所述阻挡物(5)在环境条件下不可透过液体和固体，但通过对所述阻挡物(5)施加外力可使其变得可透过液体，所述阻挡物被放置于中空本体内部并与所述中空本体的至少一个开口端隔开；(iii)可选地，位于中空本体内部的至少一个多孔的液体可渗透元件(4)；(iv)可选地，用于封闭至少一个开口端的至少一个可移除封闭装置(6)。

[0007] 所述装置可用于收集、贮存或处理任何含有液体的样品，例如含有感兴趣生物分子的样品，和/或用于从此类样品中分离或纯化感兴趣生物分子，或替代生物分子的分离或制备过程中的样品预处理、清理或其它步骤。

[0008] 所述装置的中空本体(1)可由适用于样品收集、贮存或处理的任何材料制成，如塑料、金属、玻璃、瓷或类似物，优选所述主体由塑料制成。具体地，所述中空本体由热塑性树脂制成，如聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚交酯、乙烯-聚醋酸乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚缩醛、聚醚醇、醋酸乙烯共聚物或丙烯酸聚合物，但并不限于这些材料。

[0009] 所述装置的中空本体/每个中空本体具有至少一个开口端，意味着至少有一端允许向所述中空本体内放入东西，如放入感兴趣的样品和/或任何液体，或从所述中空本体中移出东西。所述装置优选具有进口(2)和出口(3)，典型的，进口开口位于所述装置的“上”端而出口开口位于所述装置的“底”端。特别优选所述进口(2)和出口(3)彼此相对。可选地，所述装置还包括至少一个可移除封闭装置，其可移除地关闭至少一个开口端，如所述出口(3)或进口(2)，或所述装置还包括多个封闭装置（形状可不同）用于所有开口。

[0010] 根据本发明，所述装置的中空本体(1)内部含有至少一个阻挡物(5)，该阻挡物的材料在环境条件下不可透过液体和固体，但是通过对所述材料施加外力时可使其可透过液体，所述外力优选压力、拖曳力或驱动力。所述至少一个阻挡物(5)接触所述中空本体(1)的所有内侧壁并与所述侧壁贴合，或置于一个与侧壁贴合的保持件(7)中。可用合适的密封材料密封阻挡物(5)或保持件(7)之间的任何残留缝隙。至少一个阻挡物(5)与所述中空本体(1)的至少一个开口端隔开，将所述中空本体分为至少两个隔室。

[0011] “隔开”或“间隔”表示所述阻挡物(5)中的至少一个不直接邻近开口端之一，但从一个开口端到至少另一（可选是开口的）端将所述中空本体分为至少两个隔室，所述隔室代表所述中空本体的至少约1/10-9/10、约1/9-8/9、约1/8-7/8、约1/7-6/7、约1/6-5/6、约1/5-4/5、约1/4-3/4、约1/3-2/3或约1/2-1/2。所述隔室中均可选包括其它阻挡物(5)。根据本发明，仅需要至少一个阻挡物(5)将所述中空本体分隔为至少两个隔室。

[0012] 本申请所述的“环境条件”是指阻挡物材料所处条件与装置所处环境相同，具体指没有外力施加于阻挡物材料上。外力可以是在所述阻挡物的表面的至少一个上的或任何侧面上的增加的压力、拖拽力如真空或吸力、驱动力如离心力、振荡或冲撞，所述后两者优选通过利用质量的惯性，或机械力如穿刺、切割、破裂或类似手段来实现。因此，在所述装置的常规操作中，如静置于桌上、移液步骤、孵育步骤、加热和/或冷却、振荡或类似操作中，所述材料处于“环境条件”下。“增压”是指外部施加至少两倍的环境压力于阻挡物材料上。“增压”不包括任何液体或固体基质施用至阻挡物材料所产生的轻微增压，例如，柱(如离心柱)由于被充填液体或固体基质所产生的轻微增压。

[0013] “不可透过液体”是指液体，如水溶液或水、醇或有机溶液，特别优选水溶液，在环境条件下保留于阻挡物表面而不能穿透所述阻挡物，优选液体甚至不能进入、渗入或浸入阻挡物材料。特别优选的是，无论液体接触阻挡物的时长，只要不施加外力，所述溶液都不能通过阻挡物。

[0014] 通过施加上述任意外力，阻挡物(5)的材料可透过液体。这是指材料的阻隔特性变弱并允许至少任何液体，优选含所溶材料的溶液穿透所述材料。所述阻挡物的透过性（若获得）优选不可逆，甚至在回到环境条件下，具体为移除所述外力后仍是如此。其示例是，所述阻挡物材料通过施加压力、拖曳力或驱动力变为多孔性，或所述阻挡物材料具有预定的孔，所述孔在环境条件下闭合，但通过施加压力、拖曳力或驱动力而开放。优选在获得多孔性或所述孔开放后，阻挡物由于所含开口而保持液体可透过性，即便在环境条件下也如此。阻挡物(5)还可以通过施加压力、拖曳力或驱动力而裂开，优选在预定的裂点裂开。

[0015] 另一可能性是，所述装置在中空本体(1)内部于阻挡物(5)上方或下方包括任何材料或构件（装置），在对所述装置施加外力如压力、拖曳力或驱动力时刺穿、切割或破裂阻挡物材料。如果阻挡物材料被刺穿，则优选所述穿刺为微穿刺，这是指阻挡物材料中只产生很小的刺孔使其呈现多孔形，不导致阻挡物(5)的破裂，但使阻挡物(5)成多孔性。

[0016] “上方”是指，若装置以其使用模式放置，如柱竖立放在保持件或杯子中，能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件在所述阻挡物材料的上侧。具体地，若装置在所预期的使用中包括任何液体时，则能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件与液体处于同一侧，通过施加外力，特别是通过施加压力、拖曳力或驱动力，将所述材料或构件压至所述阻挡物材料的接触液体的上表面。

[0017] 若能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件位于阻挡物材料的“下方”，则通过外力将阻挡物材料的下表面压至能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件上。在后一种情况下，能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件与液体分别位于液体可透过元件(4)的两侧。

[0018] 适合施加在阻挡物(5)以使阻挡物(5)可渗透液体的外力强度和类型取决于阻挡物(5)所用材料，并可选地取决于用于穿刺、切割或断裂阻挡物(5)的构件或材料。优选阻挡物(5)可抵抗高达预定强度的任何外力，其中，阻挡物(5)变得液体可渗透时的强度根据所选的材料和对材料的任何处理而不同。本领域技术人员易通过标准实验来决定能使阻挡物(5)所选材料变为液体可透过性所需的外力类型和任何力量的强度。阻挡物材料可有不同材料或厚度，或者有不同的原理，这会导致使阻挡物变为可透过液体所需外力的强度不同。然而，特别优选阻挡物(5)在任何情况下可抵抗1×g，优选2×g，更优选5×g，甚至更优选10×g，特别优选20×g、40×g或50×g。特别优选阻挡物可抵抗100×g。具体来说，阻挡物需抵抗在移液、倒转、温和振荡和其它常用处理步骤过程中存在的力。

[0019] 阻挡物(5)优选以如下形式提供：薄膜、箔片、涂层、隔膜、膜、疏水烧结材料(疏水玻璃料)，经化学或其它处理而疏水的材料，或作为有效阻挡物的任何其它合适形式。合适的阻挡物(5)材料如疏水性过滤材料；疏水性纤维网材料；塑料的膜、薄膜或箔片，特别是热塑性或热固性聚合物如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚交酯、乙烯-聚醋酸乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚缩醛、聚醚醇、醋酸乙烯共聚物或丙烯酸聚合物；或硅胶；胶乳；多糖，特别是纤维素醚及其衍生物；金属薄层如铝箔或铜箔，或可作为薄膜、箔片、涂层、隔膜或膜提供的任何其它合适材料（优选膜形成材料）。作为薄膜或涂层，特别优选热塑性聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯或聚酰胺。作为疏水性过滤材料，优选疏水化聚乙烯滤器。作为膜，优选疏水化纤维膜，如Filtrona 纤维膜(菲尔创纳公司(Filtrona)，德国赖恩贝克)，以及Gore-tex 材料或类似物。同样优选任意斥水透气性膜。

[0020] 能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件的示例有：提供粗糙表面的任何多孔、有穴或穿孔的固体板，例如由惰性材料如二氧化硅或聚合物制成的多孔玻璃料；表面具有细针的金属筛；穿孔处有锐边的冲孔板；具有锐边或刺针的穿孔装置，沙子或其它颗粒性惰性材料。在优选实施方式中，若在对装置施加上述外力时所述阻挡物(5)被压至元件(4)，则用作液体可透过元件(4)的多孔玻璃料也作为穿刺阻挡物材料的组件。

[0021] 如本发明最简单的实施方式之一所述，所述装置表现为具有至少一个开口端的中空本体(1)，在所述中空本体内具有与至少一个开口隔开的至少一个阻挡物(5)，所述阻挡物(5)包括材料，所述材料可通过施加压力、拖曳力或驱动力而成为多孔性、具有预定的孔或裂开，优选在预定的裂点裂开。

[0022] 在本发明的优选实施方式中，所述装置的中空本体(1)还包括内部的至少一个液体可透过元件(4)，优选如多孔玻璃料、滤器、毛网或膜。所述液体可渗透元件(4)的主要功能是，保留中空本体隔室中的至少一个里所含的任何固体材料不被洗脱，但允许任何液体和溶解成分通过所述元件(4)。由此，例如，液体样品部分可与任何固体样品部分分离，或者液体样品可通过本装置中包括或保留的色谱、过滤、螯合或结合基质而得以纯化。所述液体可渗透元件(4)优选接触中空本体(1)的所有内侧壁并紧靠所述侧壁，或者置于紧靠所述侧壁的保持件(7)中，和/或可用合适的密封材料密封液体可渗透元件(4)或保持件(7)之间的任何残留缝隙。

[0023] 至少一个液体可透过元件(4)可与阻挡物(5)中的至少一个毗邻，其中“毗邻”是指靠近阻挡物(5)但并不与其接触，或者与阻挡物(5)直接接触。如果阻挡物(5)为涂层，优选涂层位于液体可透过元件(4)的至少一个表面，特别优选位于玻璃料、滤器或膜的一个表面。无论何种情况，液体可透过元件(4)可以位于阻挡物(5)的上方或下方，其中“上方”和“下方”与上文就能穿刺、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件所述含义一致。阻挡物(5)优选位于液体可透过元件(4)上方，这意味着若所述装置以使用模式放置时（进口(2)向上，出口(3)向下），所述阻挡物(5)毗邻液体可透过元件(4)的上表面。

[0024] 根据本发明，中空本体(1)可包括多于一个阻挡物(5)，其中，所述阻挡物(5)将中空本体(1)分隔为若干隔室。例如包括两个阻挡物(5)的中空本体(1)包括所述两个阻挡物(5)之间的至少一个“闭合隔室”以及具有一个开口端的至少一个隔室，所述开口端对应于所述中空本体(5)的至少一个开口端。若所述中空本体仅具有一个开口端，则所述第三隔室闭合，或者若所述中空本体存在两个开口端，则所述第三隔室开放。根据所述装置的预期用途，所述中空本体还可包括3、4、5、6或更多个阻挡物(5)。

[0025] 若中空本体(5)中包括一个以上阻挡物(5)，优选这些阻挡物在变得液体可渗透前对外力具有不同的抗性。具体来说，优选包括在同一中空本体(1)中的若干阻挡物从进口(2)至出口(3)侧呈现出对同类外力逐渐递增的阻抗。例如，如果中空本体(1)中包含三个阻挡物(5)，则第一阻挡物(5)(最接近进口侧)对离心力具有规定的阻抗。第二阻挡物(5)(位于中空本体更内部)相比第一阻挡物对离心力具有增加的阻抗，因此必须加速离心才能使第二阻挡物可渗透液体。第三阻挡物(5)(距离中空本体进口侧最远)相比第二阻挡物对离心力具有进一步增加的阻抗，因此必须加速离心才能使第三阻挡物可渗透液体。每个阻挡物(5)可独立选自上文关于阻挡物所描述的材料，但优选阻挡物由不同材料组成，或者由同种基础材料组成但显示不同性质。例如，每个阻挡物可由相同热塑性聚合物薄膜组成，但每张薄膜具有不同的厚度。另一个可能是，对阻挡物(5)进行不同的处理，例如，第一个阻挡物包括由于施予离心力而打开的孔，第二个阻挡物是规定厚度的薄膜，其具有用作预定破坏点的包锡区域，第三个阻挡物是具有连续厚度的同材料薄膜，当离心力增加以至所述薄膜接触到多孔材料（例如，邻近所述第三个阻挡物放置的玻璃料）的粗糙表面时变得多孔。

[0026] 可行的实施方式不限于列举于此的实施方式。对于技术人员来说非常明了的是，可采用阻挡物材料和/或材料处理的任何结合，只要包含在装置的中空本体(1)内的阻挡物(5)可分隔所述中空本体(1)，并且所述阻挡物(5)可通过施加任何外力而变得可渗透液体即可。优选阻挡物(5)可做成连续的液体可渗透，其中，术语“连续”指的是阻挡物由增加的外力或变化的外力作用，一个接着一个地具有液体可渗透性。

[0027] 所述装置特别优选包括(i)至少一个中空本体(1)，每个中空本体(1)具有进口(2)和出口(3)；(ii)所述中空本体内部的至少一个阻挡物(5)，其与出口(3)隔开；(iii)可选地，位于出口(3)上方但在至少一个所述阻挡物(5)下方的至少一个液体可透过元件(4)，如优选多孔玻璃料、滤器、毛网或膜；(iv)可选地，至少一个可移除封闭装置(6)，用于封闭中空本体的进口(2)和/或出口(3)；(v)可选地，至少一个收集管，用于收集通过出口(3)的流动相（洗出液）。

[0028] 本发明所述的一个示例为下述实施方式，其中至少一个不可透过阻挡物(5)毗邻至少一个液体可透过元件(4)，特别是多孔玻璃料、滤器、毛网或膜，这是指阻挡物(5)靠近或直接接触中空本体内的元件(4)。再比如，至少一个非可透过阻挡物(5)位于至少两个液体可透过元件(4)之间，直接接触至少其中一个所述元件(4)，所述元件(4)优选自玻璃料、滤器、毛网或膜。

[0029] 此外，所述中空本体可包括至少一个液体可透过元件(4)，其不接触任何所述阻挡物(5)。优选液体可渗透元件(4)接近地相邻于所述装置的出口侧。术语“接近”指的是在元件(4)和出口之间没有中空本体的其它反应隔室，但是由于装置的构造，事实上在元件(4)和装置的末端会存在一些空间。

[0030] 实现优选性能的另一个实施方式是包括多个如上所述中空本体(1)的装置，其中每个中空本体的构造相似或者中空本体的组件彼此不同，但所述中空本体至少一部分落入如上所述范围内。

[0031] 虽然所述装置的形式并不限制本发明，但在优选实施例中，装置的中空本体至少部分呈圆柱形或至少部分呈圆锥形。本发明实施方式的非限制性示例为反应管、反应杯、收集管、收集器、柱体、离心管、微量离心管，特别是分隔式容器如管、杯、烧瓶、层析柱、离心柱、塑料注射器、多孔板、多孔底座、多孔柱板、烧瓶、瓶子、杯子、药瓶(phiol)、收集或离心器皿或类似物。

[0032] 所述装置还可包括在至少一个开口端上的可移除封闭装置(6)。所述封闭装置的作用在于保持装置内部洁净和/或无菌，或可选地，将装置所含物质留于中空本体(1)内。封闭装置(6)可在装置使用之前、期间或之后方便地移去。当装置含有液体或可流动或可移动的固体物质时优选使用封闭装置(6)。例如，封闭装置(6)可以是盖子、塞子、盖板、薄膜或箔片，或其它任意合适的可移除封闭装置。封闭装置可以是能反复盖紧的或是一次性的。进口(2)和出口(3)侧的封闭装置(6)可以彼此不同，或者可以是相同类型。

[0033] 本发明的装置还可在中空本体的至少一个隔室内包括任意液体、缓冲液或溶液，利用至少一个阻挡物(5)防止所述液体、溶液或缓冲液泄漏，这是指所述液体、溶液或缓冲液处于两个阻挡物(5)之间，或者被一个阻挡物(5)截留且所述装置包括至少一个封闭装置(6)。所述装置还可在若干隔室中包含若干独立选择的液体。补充或替代地，所述装置可包括固体材料，其中“固体”是指所述材料不溶于液体但可能悬浮或分散于液体中。所述固体基质材料优选为颗粒性材料，更优选为可用于鳌合、结合、吸收、吸附、过滤、分子排阻或层析分离样品的颗粒性基质材料，如下文详述的纤维网或毛网。当然所述装置还可在至少一个所述隔室中包含任何液体并在至少另一隔室中包含固体材料，优选微粒基质材料。

[0034] 本发明的装置可用于收集、贮存或处理样品，特别是含液体的样品。“液体样品”是指样品本身为液体、溶液、悬浮液或分散液，或任意胶体、固体或颗粒性样品或如下所述的生物样品与任何液体或溶液混合得到溶液、分散液或悬浮液。优选所述装置可用于收集、储存或处理至少一种包括任何生物分子的液体样品，例如，用于从所述样品分离或纯化至少一种生物分子。液体可(暂时)保留在装置隔室中的至少一个里，并且可依次从一个隔室移动至下一个隔室，或者通过如上所述地对装置分别施加(可选地，增强的)外力，在所需时间点分别得以释放。

[0035] 所述液体或溶液可以是任何水基或有机基液体或溶液，如水、任何水性缓冲液、细胞培养基、营养溶液、有机溶剂或任何反应溶液或其混合物。优选所述溶液是水性缓冲液，其中所述缓冲液不限于具体缓冲液，但优选细胞处理中常用的、特别是生物分子分离方法中常用的任何缓冲液，或所述溶液是细胞培养基或营养溶液。

[0036] 此外，本发明所述的装置可用于分离多相液体系统或多相液体/固体系统。

[0037] 本发明所述的生物分子是指生物样品中存有的任意分子。生物样品可以是人或动物包括昆虫的任意体液或组织，如血液、血浆、血清、血液成份如白细胞或暗黄层、尿液、血清、液剂、痰液、精液、唾液等，任意器官、大脑、皮肤、肌肉等的组织；皮屑；拭子；粪便；角质化样品如毛发、指甲、触角或茸角；甲壳或翅膀（特别是昆虫的）；细胞悬浮液或细胞培养物，细胞碎片或细胞器如叶绿体或线粒体、囊泡、核或染色体；包括细菌、真菌或酵母细胞或片段的样品，或含任意类型的病毒、类病毒或朊病毒的样品；组织样品如穿刺液或组织切片；组织培养物；植物；植物部分、细胞或组织；取自环境的样品，如水、灰尘、空气或泥土样品；
食物样品；法医学样品，如香烟滤嘴、织物样品、牙刷；含有预纯化或预分离的生物分子的溶液等，但并不限于以上示例。

[0038] 因此，生物分子是任何核酸如DNA或RNA，具体有线性的、分支的或环形的单链或双链核酸，更具体有mRNA、siRNA、miRNA、snRAN、tRNA、hnRNA或核酶，基因组、质粒或细胞器DNA；任何核苷酸、寡核苷酸或多核苷酸，甚至是合成的、修饰的或标记的寡核苷酸或多核苷酸；PCR引物，杂交用的短链DNA或RNA片段；PNA（肽核酸）；任何蛋白、肽或氨基酸，包括未标记或标记的抗体、受体、激素、生长因子以及修饰的蛋白，感染来源的肽和蛋白、核酸；代谢物、任何脂质；糖（单体、寡聚体、多聚体）；蛋白聚糖；任何低分子量的途径产物、信号分子、受体、酶激活剂或抑制剂；试剂、药物和药物代谢物，或任何其它感兴趣的生物分子。

[0039] 本发明还包括从含有至少一种类型的生物分子的样品中分离或纯化至少一种感兴趣的生物分子的方法，所述方法包括：

[0040] (a)将所述样品放入上述装置的中空本体(1)的第一隔室，所述中空本体包括被至少一个不可渗透液体的阻挡物(5)分隔的至少两个隔室，其中，所述样品为液体样品，或者在将所述样品放入所述中空本体之前或之后使所述样品接触任何液体，或者所述中空本体包括液体且该液体在所述样品放入装置时接触样品；

[0041] (b)可选地，在所述中空本体(1)的第一隔室内孵育所述样品，

[0042] (c)对所述阻挡物(5)施加外力，所述外力优选压力、拖曳力或驱动力，使第一阻挡物(5)变得可渗透液体并将所述液体移入所述中空本体的另一隔室中，

[0043] (d)可选地，在所述中空本体(1)的另一隔室内孵育所述样品，

[0044] (e)可选地，对下一阻挡物(5)施加外力，使所述阻挡物(5)变得可渗透液体并将所述液体移入所述中空本体(1)的另一隔室中，

[0045] (f)收集包括感兴趣的生物分子的洗出液。

[0046] 所述步骤(d)和(e)可重复多次，只要其根据所述中空本体(1)内的阻挡物(5)数量来说是合适的即可。各所述隔室可至少部分填充生物样品的任何处理过程中适合使用的任何液体或任何固体。

[0047] 在一种优选实施方式所述的方法中，在加入含生物分子的样品前，所述装置的中空本体(1)可在其至少一个隔室中含有固体基质材料或至少一种液体或两者均有。例如，所述装置包括用于层析分离样品的颗粒性树脂；或用于特异性或非特异性结合、吸收或吸附样品组分的结合、吸收、吸附或螯合基质；过滤材料；用于裂解细胞或结合细胞组分的珠子；或常用于分离或纯化生物分子的任意其它组分。一种优选的固体颗粒性基质是螯合树脂，其通过离子交换和螯合如金属离子特别是过渡金属离子来纯化化合物。这种通常所知的树脂是包括亚氨基二乙酸基团的苯乙烯-二乙烯基苯树脂，以名称Chelex 100(伯乐公司(Biorad))市售，其适用于分离DNA或RNA，其中核酸不结合所述树脂。还可以采用任何惰性材料，如琼脂糖、丙烯葡聚糖树脂、硅酮；胶乳；多糖、纤维素醚及其衍生物、热固性或热塑性聚合物、金属或其它固体基质如珠子、薄膜、箔片、颗粒等。所述材料的表面可包括功能基团，可选择性结合不需要的污染物。另一优选的基质包括或由如下基质组成：离子交换基质或含生物化合物的特异性结合位点的基质。所述基质还可包括织造或非织造纤维或毛网（fleece）如二氧化硅、多糖或任何其它合适的材料。

[0048] 适用于将污染物与所需生物分子分离开的基质还可包括或由以下组分组成：HIC颗粒（疏水作用层析颗粒，美国戴安公司(Dionex Corp.)）；阴离子或阳离子交换材料；分子筛材料如琼脂糖；凝胶过滤材料；矿物质，如羟基磷灰石、膨润土、沸石、高岭石、硅藻土或处理过的矿物质如硅石；InhibitEX (凯杰公司，德国希尔登)、IDA（亚氨基二乙酸）、NTA（氮川乙酸）、IDA和NTA的衍生物、含IDA或NTA基团及其衍生物的树脂或其它基质、EDTA、特异性抗体、两亲高分子（amphipol）；炭、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）；超吸附聚合物；脱脂牛奶混合物、名为BLOTTO（牛乳转移技术优化剂）（见S.H.De Boer，Nucleic Acids Research,1995,23卷第13期，2567-2568）；多糖，如壳聚糖、淀粉、糖原、纤维素或其衍生物；蛋白质，如特异性抗体或酶；但并不限于以上示例。

[0049] 在所述方法中，特别优选所述装置包括能吸收、吸附、螯合或结合生物样品中下步处理所不需要的化合物，但基本不吸附、吸收、结合或过滤感兴趣生物分子的基质。下步处理所不需要的化合物是指在过程中不应被分离但作为抑制剂会干扰下游过程的生物分子。

[0050] 其它合适的基质包括织造或非织造的纤维或毛网(fleece)，如二氧化硅、多糖。优选包含固体基质的隔室与至少一个液体可透过元件(4)交界，使隔室中的固体基质保持独立于转移至本装置任何其它隔室或出口(3)的液体。

[0051] 补充或替代地，所述中空本体(1)的任何隔室可以包含任何液体或溶液，如用于裂解细胞的裂解缓冲液、用于溶解组织的液体、有机溶剂、或常用于从样品中分离和/或纯化生物分子的任何其它液体或溶液。

[0052] 在步骤(a)中，将包括至少一种感兴趣的生物分子的样品放入本发明装置的中空本体(1)的第一隔室中。所述样品是液体样品，或者所述样品是包含较少液体的固体样品如细胞、组织或任何其它上文所述的生物样品，在将所述样品置于中空本体内之前或之后使所述样品接触任何液体，或者中空本体中包括液体，在将所述样品置于装置内时，所述液体接触样品。

[0053] 该方法包括至少一个可选的孵育步骤(b)，其中，样品中所包括的溶液或缓冲液的成分可激活生物样品或与生物样品反应。例如，若生物样品是包含细胞或包含组织的样品，并向所述样品中加入了裂解缓冲液，则细胞或组织的裂解可发生于可选的孵育步骤过程中。另一方面，如果中空本体含有固体基质，在任何孵育步骤中可能会发生样品成分的结合、螯合、吸收或吸附。

[0054] 在步骤(c)中，优选将规定的第一外力施加给所述第一阻挡物(5)，使所述第一阻挡物(5)变为可透过液体。若所述中空本体(1)中包括其它阻挡物(5)，则特别优选它们在步骤(c)中的规定外力施加期间不变为可透过液体。例如，可向装置的进口(2)施加压力，挤压感兴趣的生物分子进入中空本体(1)的下一个隔室；或向装置施加离心力，使至少一部分包括感兴趣生物分子的液体转移入中空本体(1)的下一个隔室；或向装置施加所述的力的组合。倘若在中空本体内仅包括一个阻挡物(5)，也可在装置的出口(3)施加真空，将感兴趣的生物分子吸至装置的出口。

[0055] 在可选步骤(d)中，所述液体样品可进一步孵育，如在接触另一液体或固体相的另一隔室中孵育。例如所述第一隔室包括例如裂解缓冲液的液体，且在步骤(b)的孵育和步骤(c)的外力第一施加之后，所述样品在另一隔室中接触固体相例如Chelex树脂。孵育步骤(d)之后，根据步骤(e)对所述装置施加另一外力，如增加的压力或离心力，其中，优选所述另一外力不同于在步骤(c)中施加的第一外力，或者可施加不同类型的力，或者改变力的强度。施加额外外力使下一个存在的阻挡物变得可透过液体，且使液体样品部分转移入中空本体(1)的下一个隔室或从装置洗脱。倘若将样品转移入了下一个隔室，可独立地重复可选的步骤(d)和(e)，其中优选与前一个阻挡物(5)相比，每个随后的阻挡物(5)对外力具有更强的阻抗，从而在任何进一步步骤中，增强施加的外力或改变所施加外力的类型。

[0056] 本发明方法中包括一个实施方式，其中所述装置的中空本体(1)包括：2、3、4、5或6个阻挡物(5)，以形成中空本体(1)的3、4、5、6或7个隔室，并且，在分离或纯化过程中，可按所需次数重复步骤(b)和/或(c)，以克服所有所包含的阻挡物(5)，并在后面的步骤（f）获得包括所述感兴趣生物分子的洗出液。

[0057] 本发明方法还包括，在包括步骤(a)至(e)过程中的任何阶段，额外进行任何其它步骤。例如，在任何阶段，可将任何额外液体加入所述装置的中空本体(1)，例如，通过移液将所述液体从进口(2)侧移入中空本体(1)中。此外，若适合于预期结果，可进行任何加热或冷却步骤。用以混合(如倒转或振荡)的额外或可选步骤可能有利于预期结果。

[0058] 在最后步骤(f)中，收集通过最后隔室的至少一种洗出液。独立于步骤(c)和步骤(e)之间的任何其它可选步骤，可在对本发明装置施加至少一次外力后获得感兴趣的生物分子。

[0059] 根据所用分离或纯化方法以及装置的中空本体(1)内所包含的一种或多种基质，感兴趣的生物分子可包含于通过液体可透过元件(4)的第一批洗出液中，或者感兴趣的生物分子包含于任何稍后的洗出液中。例如，若出口(3)前的最后隔室中的基质是用于结合、吸收或吸附生物分子的基质，且在分离/纯化过程中包括了任何洗涤步骤，则感兴趣的生物分子会包含于稍后的洗出液中。在该情况下，可通过对装置再次施加任何外力而获得所述洗出液，或者仅利用重力就能使洗出液通过液体可透过元件。优选中空本体(1)中所包含的至少一种基质不吸收、吸附或结合感兴趣的生物分子。

[0060] 本发明的装置可通过在具有至少一个开口端的中空本体(1)内放置至少一个阻挡物(5)来制备，其中，至少一个阻挡物(5)与所述开口端隔开，将所述装置的中空本体(1)分隔为至少两个隔室。按以下方式将一个或多个阻挡物(5)置入所述中空本体(1)内，使所述阻挡物(5)或各个所述阻挡物(5)直接接触所述中空本体(1)的所有内侧壁并与所述侧壁贴合，或者将一个或多个所述阻挡物置于接触所述中空本体(1)的所有内侧壁并与所述侧壁贴合的保持件(7)中。阻挡物(5)与侧壁或保持件(7)与侧壁之间的任何残留缝隙可以用粘合剂或密封材料填充。

[0061] 在一种优选的实施方式中，除阻挡物(5)外，还将至少一个液体可透过元件(4)置入中空本体(1)内部，毗邻至少一个阻挡物(5)或与其隔开。或者在将阻挡物(5)置入中空本体（1）之前，将液体可透过元件(4)放入中空本体(1)，或者在将液体可透过元件(4)置入中空本体(1)前，将阻挡物(5)放入中空本体(1)。在制备装置的优选方法中，先使至少一个液体可透过元件(4)接触至少一个阻挡物(5)材料，然后将液体可透过元件(4)与阻挡物(5)组成的“模块”放入中空本体内。例如，此类“模块”可包括一个液体可透过元件(4)，优选玻璃料、滤器、毛网或膜，以及一个阻挡物(5)材料，优选薄膜、箔片或涂层、膜或隔膜、疏水性烧结材料、疏水性纤维材料；或者该“模块”可包括两个液体可透过元件(4)，在这两个元件之间含有至少一个阻挡物(5)材料，犹如“三明治”结构。中空本体(1)可包括一个或若干这样的模块，或者可选地额外包括至少一个分离的阻挡物(5)或液体可透过元件(4)。特别优选的是，若中空本体的至少一个隔室包括固体基质，则所述隔室由至少一个液体可透过元件(4)界定或由包括了至少一个液体可透过元件和至少一个阻挡物(5)的模块界定，以在将液体部分转移入下一个隔室或出口(3)时，保留固体基质于隔室中。

[0062] 优选所述阻挡物(5)和可选的液体可透过元件(4)或包括两者的所述模块的尺寸为能精确配合地装入中空本体内且与所述中空本体的所有侧壁贴合，或者被放入保持件(7)中或与其连接，而所述保持件的精确配合地装入中空本体内且与所述中空本体的所有侧壁贴合。可用粘合剂或密封材料填充任何余留的缝隙。通过在阻挡物(5)和/或可选的液体可透过元件(4)下方使用夹圈或格栅，可在预定点固定阻挡物(5)和可选的液体可透过元件(4)。

[0063] 若不使用保持件(7)，优选中空本体包括用于任何液体可透过元件(4)或阻挡物(5)或两者的至少一个凸缘或支撑元件，其上可承载所述元件(4)或阻挡物(5)，或者将阻挡物(5)或元件(4)置于贯穿固定在中空本体内的支撑元件上，或者阻挡物(5)和/或液体可透过元件(4)通过合适的粘合剂接触侧壁，所述粘合剂例如是硅粘合剂、交联树脂、树胶、热塑性或热固性聚合物。本发明不限于粘合剂的类型，若如预期使用，只要所述粘合剂不与加入本发明装置的成分之一发生反应即可。在另一个实施方式中，中空本体(1)是圆锥形的，且液体可透过元件(4)和/或阻挡物(5)的尺寸为使它们仅配合中空本体(1)内的预定位置，并通过在所述位置上按压所述元件(4)或阻挡物(5)将所述元件或阻挡物置于所述预定位置，并利用张力将其保持在该预定位置。在任何实施方式中，使用合适的密封材料来密封液体可透过元件(4)和/或阻挡物(5)或保持件(7)之间余留的任何缝隙可能是有利的。合适的密封材料是例如硅酮聚合物、热塑性或热固性聚合物或树脂。

[0064] 若(通过例如液体可透过元件)不能实现这种可获得的效果，则可选地使中空本体(1)额外加载穿刺、切割或断裂阻挡物材料的一个或多个构件或材料。

[0065] 根据所需用途，如所需生物分子分离或纯化方法，中空本体(1)还可至少部分填有适用于此类分离或纯化方法的任何材料。在优选方法中，中空本体内加入任何层析、螯合、结合、吸收、吸附或过滤材料，如Chelex树脂、硅酸盐颗粒或纤维、离子交换材料或任何类似物。在特别优选的实施方式中，用不结合感兴趣生物分子的螯合树脂(例如，用于核酸分离的Chelex树脂)至少部分填充中空本体的至少一个隔室。

[0066] 本发明还包括用于收集、贮存或处理生物样品或从生物样品中提取生物分子的试剂盒，其包含如上所述装置。

[0067] 附图：

[0068] 图1显示本发明装置的一个实施方式，该装置为离心柱，包括：中空本体(1)、进口(2)和出口(3)、多孔玻璃料(4)、作为上方阻挡物(5)的聚酯膜和作为下方阻挡物(5)的铝箔。所述阻挡物(5)之间的空间可用例如任何液体填充。

[0069] 图2显示本发明装置的一种实施方式，该装置为离心柱，包括：中空本体(1)、进口(2)和出口(3)、多孔玻璃料(4)、聚苯乙烯薄膜(5)、保持件(7)和两个可移除封闭装置(6)，还包括颗粒性树脂(res)。

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