[发明专利]适合于声波排出的样本容器和样本保存及其方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月28日提交的共同转让的美国临时专利申请No.61/479985的优先权，通过引用结合到本文中用于所有目的。

发明背景

本发明针对样本操控。更具体来说，本发明的某些实施例提供适合于声波排出(acoustic ejection)和分析的样本容器及其方法。仅作为举例，本发明应用于生物样本。但是会知道，本发明具有更广义范围的适用性，例如样本容器中的液体样本的保存。

通常期望取单独样本支架中包含的生物样本(例如人血样本)，并且将其转移到适合于执行与生物样本的反应的一个或多个孔板或其它物体(例如转移到测试条上)。通常，单个生物样本(例如单个人血样本)可在多个这些下游容器之间分割，以便经过多种多样的不同测试。许多生物样本还包括多个成分，其可以是可分离的并且优先作为可分离成分来经过测试。例如，试管中的血液样本通常经过离心机分离并且层化为多层，其中等离子体位于顶部、红血球位于底部以及其它血液成分位于中间。此外，许多生物样本可在贮存期间降级，因此期望使样本支架适合创建保存生物样本的环境。

操控生物样本的一些重要考虑因素包括：从单个所提取样本(例如单次抽血)得到多个测量的能力；在样本转移中没有生成废料；以一次转移来提供成比例量的流体、微粒和细胞并且克服以小容积来实现这种转移中的难题；实现各种类型的诊断，其能够获益于小容积样本的一致转移；消除手动移液和关联废料以及与刀片、刀刃、毛细管和针的交互，以便改进实验室安全性；降低实验室技术人员实现高质量小容积样本转移所需的培训；和/或将同一容器用于血液采集、贮存并且用作转移源。

声波排出多年来作为执行生物样本的转移的方式是已知的。例如，在声波排出的典型装置中，压电换能器通过控制器所选的波形来驱动，并且进行响应而生成声能。声能常常通过声透镜来聚焦，并且通过声耦合介质(例如水)来耦合到包含流体的贮液器。如果聚焦能量具有在贮液器中的流体内部并且接近那个流体的自由表面的焦点，则可排出液滴。液滴大小和速度能够通过如上所述的所选波形来控制。

在一些实施例中，换能器沿大致垂直于流体的自由表面的一个或多个方向(例如沿“z方向”)是可移动的。移动能够在控制器的控制下进行。高吞吐量用途的一些声学仪器依靠相对于贮液器的换能器位置的主动控制，并且解决微板中的孔的多样性。通常，换能器位置的调整涉及向运动控制器发送运动命令，运动控制器则发起沿一个或多个方向(例如沿一个或多个轴)的移动。例如，沿水平平面(例如沿“x方向”和/或沿“y方向”)的运动将换能器与所选贮液器对齐，以及沿垂直方向(例如沿“z方向”)的运动用于审核贮液器以及进行聚焦供液滴转移。在另一个示例中，换能器取得液滴排出的正确焦点的定位能够响应从声学审核（acoustic audit）所采集的数据而进行。另外，通过引用将美国专利号6938995和7900505结合到本文中用于所有目的。当运动完成时，控制器能够通知系统关于换能器和贮液器这时处于正确位置以用于该过程中的下一个步骤。在一些上下文中，期望实现已经分离的单个样本中的所选区域的声波排出，并且这类排出可通过换能器沿水平平面的运动来促进。此外，通过引用将美国专利号6666541结合到本文中用于所有目的。

除了简单流体的转移之外，聚焦声能最近已经用于涉及生物物质、例如活细胞的应用中。例如，聚焦声辐射用于对细胞进行操纵和分类。通过引用将美国专利申请公开号2002/0064808和2002/0064809以及美国专利号6893836和6849423结合到本文中用于所有目的。在另一个示例中，还广泛使用用于样本采集的容器。常规容器(例如用于样本的提取和/或贮存的容器)通常不适合在声学转移中使用。

另外，用于样本容器中的样本的分离的方法是众所周知的。例如，血液样本通常配置成将成分分为层。通常，执行这种分离，以便访问特定成分供分析。在另一个示例中，来自正常血液样本的层自顶到底包括等离子体、血小板、非粒细胞(例如淋巴球和单核细胞)、粒细胞(例如嗜碱细胞、嗜曙红细胞和嗜中性粒细胞)以及然后是红细胞(例如网状细胞和红血球)。

此外，用于改进样本容器中的样本的同质性的方法也是众所周知的。例如，血液样本通常经过手动倒转(例如20次)，以便搅动样本并且使细胞重新悬浮。在另一个示例中，用于样本操控的自动化系统能够通过摇动和/或旋转样本容器来执行类似功能。