[发明专利]用于冷冻等分器的机器人末端执行器以及从生物样本中取出冷冻等分试样的方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于在维持样本完整的同时从冷冻生物样本中取出冷冻等分试样的设备和方法，并且更明确地说，涉及用于确保从冷冻样本中取出的冷冻等分试样是适合分析的材料的设备和方法。

背景技术

通常保存生物样本来支持广泛范围的生物医学和生物学研究，所述研究包括但不限于转化研究、分子医学和生物标志物发现。生物样本包括动物(包括人类)、植物、原生动物、真菌、细菌、病毒或其它生物起源的任何样本。举例来说，生物样本包括但不限于：生物体和/或与生物体分离或由生物体分泌的生物流体，例如血浆、血清、尿、全血、脐带血、其它基于血液的衍生物、脑脊液、粘液(来自呼吸道、宫颈)、腹水、唾液、羊水、精液、泪水、汗液、任何来自植物的流体(包括树液)；细胞(例如，动物、植物、原生动物、真菌或细菌细胞)，包括软层细胞；细胞裂解液、均浆或悬浮液；微粒体；细胞器(例如，线粒体)；核酸(例如，RNA、DNA)，包括染色体DNA、线粒体DNA和质粒(例如，种子质粒)；悬浮液或溶液中的小分子化合物(例如，DMSO中的小分子化合物)；以及其它基于流体的生物样本。生物样本还可包括植物、植物的一部分(例如，种子)和组织(例如，肌肉、脂肪、皮肤等)。

生物银行通常将这些有价值的样本储存在容器(例如，管子、小瓶等)中并且将它们冷藏(例如，放在使用液氮或液氮以上的气相的处于-80摄氏度或更低的冷冻箱中)来将冷冻样本的生化组分和完整性保存得尽可能接近于体内状态以有助于对样本进行准确的可再现分析。

有时可能需要对已被冷冻的样本进行一个或多个测试。举例来说，研究员可能想要对具有某些特征的一组样本执行测试。特定样本可能含有足够的材料来支持许多不同测试。为了节省资源，通常从较大的冷藏样本(有时称为母样本)中取出称为等分试样的较小样本以供在一个或多个测试中使用，所以母样本的剩余部分将可用于将来的一个或多个不同测试。

生物银行已经采用不同方式来解决这种需要以提供样本等分试样。一种选择是大体积冷冻样本，在需要等分试样时将其解冻，并且接着将母样本的任何剩余部分重新冷冻以供在冷藏状态下储存，直到将来需要等分试样为止。这种选择充分使用冷冻储存空间；但是，这种效能是以样本质量为代价换来的。再三地将样本暴露到冷冻/解冻循环会使样本的临界生物分子(例如，RNA)降解以及破坏生物标志物，任何一者都可能会危及使用从受到破坏的样本获得的数据进行的任何研究的结果。

另一种选择是大体积冷冻样本，在需要等分试样时将其解冻，将母样本的剩余部分细分为小体积以制备额外等分试样以供将来测试，并且接着将这些较小体积的等分试样重新冷冻以单独地冷藏每个等分试样，直到需要用于将来测试为止。这种方法限制了样本所经受的冷冻/解冻循环的数目，但是存在与冷冻储存空间的较大容积、劳力和保存冷藏等分试样所需要的样本容器(例如，管子、小瓶等)的较大库存相关联的额外费用。此外，即使有限数目的冷冻/解冻循环也能使等分试样降级或受到破坏。

又一种方法是在第一次冷冻之前将大体积样本分成较小体积的等分试样。这种方法可以将样本可能受到的冷冻解冻循环的数目限制为仅一次；但是，对于这种方法，存在与劳力、冷冻储存空间和样本容器库存需求的成本相关联的缺点。

美国授权前公布第20090019877号公开了一种用于在不解冻原始(母)样本的情况下从冷冻生物样本中提取冷冻样本芯的系统，所述美国授权前公布的内容以引用的方式并入本文中。所述系统使用包括中空取芯钻头的钻子来从原始母样本中取出冷冻芯样本而无需解冻母样本。钻子所获得的冷冻样本芯被用作测试的等分试样。在移除冷冻芯之后，将样本的剩余部分放回到其原始容器中进行冷冻储存，直到将来需要来自母样本的另一个等分试样来进行测试为止。

本发明的发明人已经开发出了使用在不解冻样本的情况下从冷冻样本提取冷冻样本芯的系统来改善从冷冻样本提供冷冻等分试样的能力的系统和方法，其将在下文中进行描述。

发明内容