[发明专利]避免交叉污染的生物样本处理装置

说明书

技术领域

本发明有关一种避免交叉污染的生物样本处理装置，尤其关于一种用于核酸萃取之避免交叉污染的生物样本处理装置。

背景技术

随着基因之鉴定、检测、诊断等技术应用蓬勃发展与普及，众多技术领域对于核酸萃取技术之需求日益增加；且因应大量且快速筛检的需求，核酸萃取技术发展至今，已逐步由人工操作走向自动化。目前无论是临床医疗、基础研究或者法医应用等领域，自动化核酸萃取技术已然成为了不可或缺的工具。

目前，常用的核酸萃取的方法种类繁多且各具优缺点，例如：有机溶剂(酚及氯仿)萃取的传统方法，其取得核酸纯度、质量均佳，但步骤繁复冗长且造成有机溶剂毒害的问题；树脂螯合方法(例如Chelex-100树脂)，能快速取得核酸但纯度不高，限制了后续的应用；免疫亲和吸附方法，其利用单株抗体吸附核酸达成萃取效果，涉及抗体之制备，成本高，较难普及；管柱吸附方法(column-based method)，主要以硅基质管柱吸附配合离心方式操作萃取核酸，简易而有效，成为目前主流的方法之一；磁珠萃取方法，其利用微小的磁珠和磁场作用，于高、低盐溶液环境下吸附或脱附核酸，达到核酸萃取效果，简易且效率高，核酸纯度质量亦佳，亦逐渐成为主流的方法之一。其中，「管柱吸附方法」与「磁珠萃取方法」因其操作简易之特性，易由机械设备取代人工，进而成为现今应用于自动化核酸萃取的主流方法。

针对高通量、快速筛检的需求，自动化核酸萃取平台的发展十分热络，尤以「管柱吸附方法」与「磁珠萃取方法」为大宗。其中「磁珠萃取方法」因其对于DNA的萃取效果优越，在DNA的萃取领域方面的广泛应用居领先地位，但对于RNA的萃取的应用能力稍弱；另一方面，「管柱吸附方法」对于RNA的萃取能力较佳，但由于需要配合离心或真空吸引取方法使用，过程相对较为繁复而耗时，且必须于平台中装设离心装置或真空吸引装置，导致设备体积庞大，因此在自动化方面，仍以体积轻巧的「磁珠萃取方法」仍较占有优势而普遍。

然而，无论采用何种方法，目前在自动化核酸萃取平台的建构与优化上，均以尽可能减少人工操作的「完全自动化」为目标，具体的需求包括：减少人员与样本或检体的接触与操作、防止气雾(aerosol)形成、防止样本交叉污染、提高平台运作的稳定度及精确性、提升萃取的效能与核酸产物的质量等；尤其针对可能存有生物危害疑虑的生物样本，或是法医鉴识用生物样本，上述需求显得格外重要。

就现况而言，在核酸萃取的处理流程上仍需要一定程度的人工参与进行操作，其中以生物样本的「前处理」步骤仍难以完全套用至自动化系统，需要人工手动处理。此所谓生物样本的前处理步骤主要包含对于生物来源组织的采集与裂解。

举例言之，传统的生物样本的前处理程序，是将生物样本(生物组织、检体)置入试管，再加入处理试剂，使处理试剂与生物样本充分混合，供后续萃取流程之用。传统上，为加速生物样本的前处理程序，常采用实心柱塞置入试管容器中，以搅拌或捣磨等手段促进样本与处理试剂之间的混合、裂解效果，然而，这样的手法若操作不慎，或柱塞与试管的构型相对位置或构型设计不当，容易造成内容物(液体)溢出甚至产生喷溅等重大问题；另一方面，生物样本碎屑亦可能堵塞或干扰核酸萃取流程各阶段检体之搜集，因此，这类型的技术仍难以达成快速混合样本与处理试剂的效果，亦不利于后续的收集，不适合应用于自动化核酸萃取平台。

另一方面，前述的搅拌或捣磨式的技术亦难以适用于「固态生物样本」。此谓「固态生物样本」是指非流质之生物样本，广泛包含：软质或固态之动植物组织；可能沾附有生物组织(血液、皮屑、体液、分泌物等)之固态物质如采样棉棒、石蜡包埋之生物组织样本、烟蒂、及各种刑事方面的迹证或检体等。由于固态生物样品上所附载的生物组织多半具有微量、分散或破碎等特性，因此，前处理过程攸关取得检体之含量与质量。更具体而言，在前处理过程中，固态生物样本必须与处理试剂相当充分地混合，方可完整地将其附载的生物组织充分释出至处理试剂环境中，供进一步的核酸萃取，以取得浓度与质量均理想的核酸产物。因此，就前述的传统方法而言，用于流质之生物样本时，已存有液体溢出、碎屑干扰等问题，若应用至固态生物样本，其可引发的干扰效果可能加重前述技术之缺失。