планшет для образцов

Формула изобретения

1. Планшет для образцов, содержащий одну или более лунок, имеющих основание и одно или более гнезд, выполненных в основании и имеющих сужающееся углубление, причем в процессе использования планшета гранула или микросфера реагента, по существу, фиксируется за счет плотного контакта внутри сужающегося углубления таким образом, что ее нижняя часть, лежащая ниже линии плотного контакта, не вступает в контакт с жидкостью, диспенсированной в одну или более лунок.

2. Планшет по п.1, отличающийся тем, что угол конусности указанного сужающегося углубления выбран из группы углов, составляющих (i) 2-4°; (ii) 4-6°; (iii) 6-8°; (iv) 8-10°.

3. Планшет по п.1, отличающийся тем, что одно или более гнезд содержат внутреннюю фаску или расширенную часть для облегчения ввода гранулы или микросферы реагента в одно или более из указанных гнезд.

4. Планшет по п.1, отличающийся тем, что одна или более лунок содержат, по меньшей мере, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 гнезд, каждое из которых имеет сужающееся углубление и выполнено с возможностью приема, в процессе использования указанного планшета, гранулы или микросферы реагента.

5. Планшет по п.1, отличающийся тем, что указанные гнезда размещены:

(i) по окружности вокруг центральной части лунки, или

(ii) по окружности вокруг центрального гнезда, или,

(iii) по существу, с тесным расположением, или,

(iv) по существу, симметричным или асимметричным образом, или,

(v) no существу, вдоль прямой или кривой линии, или,

(vi) по существу, регулярным или иррегулярным образом, или

(vii) в виде прямоугольного массива, или

(viii) вдоль одной или более концентричных окружностей при отсутствии гнезда в центре основания.

6. Планшет по п.1, отличающийся тем, что содержит лунки, размещенные в виде массива формата А×В, причем значения А и В выбраны из группы, состоящей из: (i) 1; (ii) 2; (iii) 3; (iv) 4; (v) 5; (vi) 6; (vii) 7; (viii) 8; (ix) 9; (x) 10 и (xi) более 10.

7. Планшет по п.1, отличающийся тем, что одна или более лунок связаны с одной или более другими лунками одним или более ломкими участками или одним или более ломкими соединениями, так что каждый планшет может быть разделен пользователем на планшеты, имеющие меньшие размеры.

8. Планшет по п.1, отличающийся тем, что представляет собой планшет для образцов, предназначенный для иммунного анализа.

9. Планшет по п.1, отличающийся тем, что содержит гибридную пробу для обнаружения наличия образцов комплиментарной ДНК или РНК.

10. Планшет по п.1, отличающийся тем, что содержит основание, снабженное охватываемым или охватывающим участком для фиксации указанного планшета на соответствующем охватываемом или охватывающем фиксаторе, выполненном на держателе планшетов.

11. Набор для проведения диагностического тестирования, включающий планшет для образцов по п.1 и одну или более гранулу или микросферу реагента, введенные в одно или более из указанных гнезд одной или более лунок.

12. Набор по п.11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы или микросферы реагента содержат указанный реагент или покрыты им, при этом указанный реагент выбран и расположен с возможностью проведения с его использованием анализа на наличие интересующего аналита в образце жидкости.

13. Набор по п.11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы или микросферы реагента содержат нуклеиново-кислотный зонд или покрыты им, при этом указанный зонд выбран и расположен с возможностью гибридизации ДНК или РНК посредством одноцепочечной нуклеиновой кислоты.

14. Набор для проведения диагностического тестирования, включающий держатель планшетов и планшет для образцов, выполненный по п.1.

15. Набор по п.14, отличающийся тем, что держатель планшетов содержит охватываемый или охватывающий фиксатор для надежной фиксации планшета для образцов на держателе планшетов.

16. Автоматизированное устройство для диспенсирования гранул или микросфер реагента, содержащее:

один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента;

планшет для образцов, выполненный по п.1, и

систему управления, выполненную с возможностью управления диспенсированием гранул или микросфер реагента из указанных одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента в одну или более лунок планшета для образцов.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что указанный единственный или каждый диспенсер гранул или микросфер реагента содержит:

корпус шприцевого дозатора, имеющий кольцевую камеру, окружающую продольный канал и выполненную с возможностью направлять, в процессе использования указанного устройства, находящиеся в ней гранулы или микросферы реагента, к камере, выполненной в указанном канале;

плунжер, установленный в продольном канале, и

втулку или сужающийся участок;

при этом плунжер выполнен с возможностью диспенсирования, в процессе использования указанного устройства, гранулы или микросферы реагента из указанной камеры во втулку или сужающийся участок.

18. Устройство для анализа жидкости на наличие одного или более интересующих аналитов, содержащее:

один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента и планшет для образцов, выполненный по п.1.

19. Способ диспенсирования гранул или микросфер реагента, включающий:

обеспечение наличия одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента;

обеспечение наличия планшета, выполненного по п.1, и

управление диспенсированием гранул или микросфер реагента из одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента в одну или более лунок указанного планшета.

20. Способ использования планшета для образцов при анализе образца на наличие различных аналитов, включающий:

обеспечение наличия планшета, выполненного по п.1;

добавление образца в лунку планшета.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что вводят одну или более гранул или микросфер реагента в одно или более гнезд лунки планшета.

22. Способ применения энзим-связывающего иммуносорбентного анализа (ELISA) для определения в образце антигена или антитела, отличающийся тем, что

обеспечивают наличие планшета, выполненного по п.1;

добавляют образец в лунку планшета.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что вводят одну или более гранул или микросфер реагента в одно или более гнезд лунки планшета.

24. Способ применения нуклеиново-кислотного зонда для обнаружения ДНК- или РНК-последовательности в образце, отличающийся тем, что обеспечивают наличие планшета для образцов, выполненного по п.1;

добавляют образец в лунку планшета.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что вводят одну или более гранул или микросфер реагента в одно или более гнезд лунки планшета.

26. Способ анализа на наличие одного или более интересующих аналитов в образце, отличающийся тем, что

вводят одну или более гранулу или микросферу реагента в одно или более гнезд лунки планшета для образцов, выполненного по п.1.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что дополнительно включает одну или более из следующих операций:

(i) инкубацию планшета для образцов, и/или

(ii) промывку планшета для образцов, и/или

(iii) отсос жидкости из планшета для образцов, и/или

(iv) добавление конъюгата с энзимом в планшет для образцов, и/или

(v) добавление визуализирующего агента в указанный планшет для образцов, и/или

(vi) осуществление визуального анализа планшета для образцов.

28. Набор для осуществления ELISA, содержащий:

один или более планшетов для образцов, выполненный по п.1, и множество гранул или микросфер реагента с покрытием из реагента, содержащего антитело, антиген или иную биомолекулу.

29. Набор для осуществления процедуры, использующей нуклеиново-кислотный зонд, при этом набор содержит:

один или более планшетов для образцов, выполненный по п.1, и множество гранул или микросфер реагента с покрытием, содержащим ДНК- или РНК-последовательность.

30. Способ изготовления планшетов для образцов, включающий: обеспечение наличия планшета для образцов, содержащего одну или более лунок, каждая из которых имеет основание, и

формирование в одном или более оснований одного или более гнезд, имеющих сужающееся углубление, такое, что в процессе использования планшета гранула или микросфера реагента, по существу, фиксируется за счет плотного контакта внутри сужающегося углубления таким образом, что ее нижняя часть, лежащая ниже линии плотного контакта, не вступает в контакт с жидкостью, диспенсированной в одну или более лунок.

31. Способ по п.30, отличающийся тем, что вводят одну или более гранул или микросфер реагента в одно или более гнезд лунки планшета.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к планшету для образцов, к автоматизированному устройству, к диспенсеру гранул или микросфер реагента, к способу диспенсирования гранул или микросфер реагента, к набору для осуществления энзим-связывающего иммуносорбентного анализа (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay, далее - ELISA), к набору для осуществления процедуры, использующей нуклеиново-кислотный зонд, к способу изготовления планшетов для образцов и к компьютерной программе, выполняемой системой управления автоматизированного устройства.

Предпочтительный вариант изобретения относится к автоматизированному диспенсеру гранул или микросфер реагента, служащему для распределения этих гранул или микросфер по планшету для образцов. Планшет для образцов может быть использован для проведения диагностического тестирования, такого как ELISA, или других процедур, связанных с иммунным анализом. Альтернативно, планшет для образцов может быть использован для проведения тестирования на наличие ДНК- или РНК-последовательностей.

Уровень техники

Иммунологические исследования являются предпочтительным методом тестирования биологических продуктов. Эти исследования используют способность антител, продуцируемых телом человека, распознавать специфические антигены (которые могут, например, ассоциироваться с чужеродными частицами, такими как бактерии или вирусы, или с другими веществами, вырабатываемыми организмом, такими как гормоны) и взаимодействовать с ними. После образования специфического комплекса антиген-антитело, он может быть обнаружен с использованием хромогенных, флуоресцентных или хемилюминесцентных материалов или (что менее желательно) радиоактивных веществ. Радиоактивные вещества не относятся к предпочтительным вследствие проблем в отношении охраны окружающей среды и безопасности, связанных с использованием, хранением и утилизацией этих веществ. Для обнаружения и распознавания любых материалов, образующих специфические связанные пары, могут использоваться сходные методы, например с применением в качестве одного из компонентов пары пектинов, ревматоидного фактора, протеина или нуклеиновых кислот.

ELISA представляет собой особо предпочтительную форму иммунологического исследования, в которой один из членов связанной пары связывается (иммобилизуется) нерастворимой поверхностью-носителем ("твердой фазой"), такой как емкость для образца. После реакции связанная пара детектируется с помощью еще одного специфичного связывающего агента, конъюгированного с энзимом ("конъюгатом"). Операции для осуществления теста ELISA хорошо известны из уровня техники; они использовались как в исследовательских, так и в коммерческих целях в течение многих лет. Теория и практика иммунного анализа описана во множестве книг и обзорных статей. Например, сформулированы рекомендации по характеристикам и выбору твердых фаз для анализов методом захвата, по методам и реагентам для обеспечения покрытия твердых фаз захваченными компонентами, по природе и выбору меток и по методам маркирования компонентов. Примером стандартного справочника является "ELISA and Other Solid Phase Immunoassays, Theoretical and Practical Aspects", Editors D.M.Kemeny & S.J.Challacombe, John Wiley, 1988. Аналогичные рекомендации применимы и к анализам с другими комплексами.

В самом распространенном варианте анализа ELISA твердую фазу покрывают одним из компонентов комплекса. Аликвоту исследуемого образца инкубируют с твердой фазой с твердым покрытием, и любой аналит, который может присутствовать, захватывается твердой фазой. После промывки для удаления остаточного образца и любых посторонних материалов, которые он может содержать, к твердой фазе добавляют второй связывающий агент, специфичный по отношению к аналиту и конъюгированный с энзимом. Во время второй инкубации любой аналит, захваченный на твердой фазе, будет связываться с конъюгатом. После второй промывки для удаления любого несвязанного конъюгата к твердой фазе добавляют хромогенный субстрат для энзима. Любой присутствующий энзим начнет превращать субстрат в хромофорный продукт. По истечении определенного времени количество образовавшегося продукта можно измерить с помощью спектрофотометра, сразу же или после проведения останавливающей реакции.

Должно быть понятно, что выше было приведено, в общем виде, краткое описание процедуры для биологического анализа и что из уровня техники известны многие варианты, включающие использование флуорогенных и люминогенных субстратов для анализа ELISA, прямой метки для второго компонента комплекса, содержащей флуоресцентную или люминесцентную молекулу (в этом случае процедура не называется ELISA, но содержит весьма схожие с ней операции), а также нуклеиновых кислот или других специфичных комплексообразующих агентов в качестве связывающих агентов вместо антител. Однако все подобные анализы предусматривают, что жидкие образцы, например кровь, сыворотка и моча, отбираются из пробирки с образцом и затем диспенсируются в твердую фазу. Перед диспенсированием в твердую фазу образцы могут разбавляться; альтернативно, они подаются в микропланшеты с глубокими лунками и разбавляются in situ, после чего разбавленный аналит переносится на функциональную твердую фазу.

Самым распространенным типом твердой фазы является стандартная емкость для образцов, известная как микропланшет, которая является удобной для хранения и может использоваться с широким набором биологических образцов. Микропланшеты имеются в продаже, начиная с шестидесятых годов; они изготавливаются, например, из полистирола, поливинилхлорида, перспекса или люцита (акрилового пластика). Их размеры составляют 12,7 см в длину, 8,5 см в ширину и 1,4 см в высоту. Микропланшеты из полистирола являются особенно предпочтительными вследствие повышенной оптической прозрачности полистирола, облегчающей визуальную интерпретацию результатов любой реакции. При этом микропланшеты из полистирола являются компактными, легкими и хорошо моются. Микропланшеты, производимые заявителем изобретения, продаются под торговым наименованием "MICROTITRE"®. Известные микропланшеты содержат 96 лунок (часто именуемых также "микролунками"), которые расположены симметрично по схеме 8х12 микролунок. Максимальная емкость микролунок обычно составляет около 350 мкл. Однако обычно в микролунку подают 10-200 мкл жидкости. В некоторых вариантах микропланшетов микролунки могут быть сгруппированы в стрипы (линейки) по 8 или 12 лунок, которые могут переставляться и комбинироваться в держателе, чтобы получить заполненный планшет, имеющий обычные размеры.

Имеющиеся в продаже наборы обычно снабжаются средствами положительного и отрицательного контроля, которые используются для контроля качества и обеспечивают относительный уровень отсечения. После считывания микропланшета, в котором прошли требуемые процессы, результаты контроля сравниваются с подтвержденными значениями, подтвержденными изготовителем, чтобы удостовериться, что анализ был проведен правильным образом. После этого полученное значение используют, чтобы разделить образцы, давшие положительные и отрицательные результаты, и рассчитывают уровень отсечения. Для проведения количественных анализов обычно поставляются стандартные образцы, используемые для построения стандартной кривой, по которой можно, посредством интерполяции, определить концентрацию аналита в образце.

Следует отметить, что описанная процедура ELISA предусматривает много шагов, включая подачу образцов, инкубацию, промывку, перенос микропланшетов между различными операциями, считывание и анализ данных. В последние годы были разработаны системы с автоматическим выполнением шагов ("фаз"), входящих в процедуру ELISA, в том числе распределения образцов, разбавления, инкубации при определенных температурах, промывки, добавления энзима-конъюгата, добавления реагента, остановки реакции и анализа результатов. Пипеточный дозатор, применяемый для отбора и диспенсирования жидких образцов, использует одноразовые наконечники, которые автоматически сбрасываются после использования, чтобы исключить перекрестное загрязнение образцов, полученных от пациентов. Имеется множество автоматических проверок с целью гарантировать, что используются соответствующие объемы, временные интервалы, длины волн и температуры. Предусмотрены полная валидация и мониторинг передачи и анализа данных. В настоящее время автоматизированные устройства для выполнения процедур ELISA широко применяются в лабораториях, например в фармацевтических компаниях, ветеринарных и ботанических лабораториях, больницах и университетах для диагностики in-vitro, например для тестирования на болезни и инфицирование, а также в процессе разработки новых вакцин и лекарств.

В продаже имеются наборы для осуществления анализа ELISA, состоящие из микропланшетов с микролунками, на которые изготовителем нанесено покрытие, содержащее определенные антитела (или антигены). Например, в случае набора для диагностики на антиген гепатита В изготовитель набора поместит в микролунки в составе микропланшета, в виде суспензии, антитела для анти-гепатита В. Затем проводят инкубацию микропланшета в течение заданного периода времени, в течение которого антитела фиксируются на стенках микролунок до уровня заполнения жидкостью (соответствующего обычно половине объема микролунки). Далее микролунки промывают, получая микропланшет с микролунками, стенки которых равномерно покрыты антителами для анти-гепатита В до уровня, которого в них достигала жидкость.

Лаборатория, проводящая тесты, будет получать большое количество пробирок, содержащих, например, жидкости организма от различных пациентов. С помощью пипеточного дозатора определенное количество жидкости отбирают из пробирки и подают в одну или более микролунок микропланшета, которые были предварительно подготовлены изготовителем, как это описано выше. Если представляется желательным провести тестирование пациента на различные заболевания, полученная от него жидкость должна быть подана в различные микропланшеты, каждый из которых имеет нанесенное изготовителем покрытие с различным связывающим агентом. После этого каждый микропланшет может быть обработан отдельно, чтобы детектировать соответствующую болезнь. Должно быть понятно, что для проведения анализа с использованием различных аналитов нужно иметь группу микропланшетов и вводить аликвоты одного и того же образца в различные микропланшеты. Это требует выполнения большого количества шагов и наличия инкубаторов и промывочных станций, способных практически одновременно обрабатывать несколько микропланшетов. Соответственно, приборы в составе автоматизированных систем также должны иметь по нескольку инкубаторов; кроме того, чтобы избежать конфликтов между микропланшетами, отвечающими различным требованиям, необходимы сложные программы. Для работы вручную необходимы несколько лаборантов, иначе производительность оказывается слишком низкой. Имеется возможность группировать на одном носителе стрипы микролунок с различными покрытиями, вводить аликвоты одного и того же образца в ячейки различных типов и затем проводить анализ ELISA в таком, комбинированном микропланшете. Однако различные ограничения на проведение анализа делают такую комбинацию трудноосуществимой, и специалистам известно, что комбинирование стрипов описанным образом может приводить к ошибкам в отождествлении результатов, в то время как изготовление микропланшетов с несколькими различными покрытиями в различных микролунках создает трудности для контроля качества.

Традиционные методики ELISA концентрировались на проведении одного и того же теста с микропланшетом, содержащим множество образцов от различных пациентов, или на детектировании присутствия у этих пациентов одного или более аналитов без определения того, какой именно из возможных аналитов, действительно, присутствует. Например, типичным является определение с помощью единственной микролунки, имеет ли пациент антитела к ВИЧ-1 или к ВИЧ-2 или антигены ВИЧ-1 или ВИЧ-2, без определения того, какой именно аналит присутствует и соответствует ли он антителам или антигенам для ВИЧ.

Однако разрабатывается новое поколение анализов, способное осуществлять мультиплексирование. Мультиплексирование позволяет проводить группу различных тестов по одному и тому же образцу, полученному от пациента.

Новый подход к мультиплексированию состоит в разработке микропланшета, содержащего 96 лунок, в каждую из которых помещен набор различных антител. Такой набор может состоять из пятен по 20 нл с диаметром 350 мкм. Пятна расположены с шагом 650 мкм. Каждое пятно соответствует антителам, отличным от остальных.

По сравнению с традиционными методиками ELISA, в которых каждый планшет для образцов предназначен для тестирования на один интересующий аналит, мультиплексирование позволяет получить в одном анализе большее количество точек данных и, следовательно, больше информации. Способность объединять в одном исследовании несколько тестов может дать большую экономию времени и затрат. Мультиплексирование позволяет также сократить площадь, занимаемую автоматическим устройством.

Несмотря на значительные достоинства существующих методик ELISA и разрабатываемых новых методик, продолжает оставаться желательным создание планшета для образцов и соответствующих автоматизированных устройств, имеющих улучшенный формат и обеспечивающих повышенную гибкость по сравнению с существующими устройствами для осуществления анализа ELISA.

В дополнение к процедурам ELISA известно также использование гибридных проб для тестирования на наличие ДНК- или РНК-последовательностей. Подобная проба обычно содержит фрагмент ДНК или РНК, который используется для обнаружения присутствия нуклеотидных последовательностей, комплиментарных к ДНК- или РНК-последовательности в пробе. Гибридная проба гибридизируется в односпиральную (одноцепочечную) нуклеиновую кислоту (например ДНК или РНК), базовая последовательность которой позволяет ей взаимодействовать с анализируемым образцом благодаря комплиментарности гибридной пробы и образца. Гибридная проба может быть помечена молекулярным маркером, таким как радиоактивная или, более предпочтительно, флуоресцентная молекула. Пробы неактивны до того, как произойдет гибридизация; в этот момент происходит конформационное преобразование, и молекулярный комплекс становится активным и способным к флуоресценции, которая может быть обнаружена путем визуализации под действием ультрафиолетового (УФ) излучения. Таким образом, посредством визуализации пробы УФ излучением детектируются ДНК-последовательности или РНК-транскрипты, имеющие схожесть последовательностей, от умеренной до значительной, с последовательностью пробы.

В патенте US 5620853 (принадлежащем фирме Chiron Corporation) описано устройство для проведения анализа с целью обнаружения аналита в жидком образце. Известное устройство содержит лунку, сформованную таким образом, что у нее имеются выступающие из дна пальцы, в которые может быть помещена гранула реагента. Гранула реагента захватывается пальцами, но все же она может смещаться вверх и вниз в пределах высоты пальцев. Известное устройство построено таким образом, чтобы гранула реагента максимально возможным образом взаимодействовала с потоком реагента, причем для получения результата используется сигнал, поступающий из-под гранулы.

С устройством, описанным в US 5620853, связано много проблем. Во-первых, поскольку гранулы реагента могут свободно двигаться вверх и вниз в пределах высоты пальцев, существует вероятность того, что при проведении анализа или считывания данных гранула реагента застрянет на нежелательной высоте. Главное, лунка имеет довольно сложную и неудобную конструкцию, причем любое смещение или повреждение пальцев может привести к застреванию гранулы реагента на нежелательной высоте. Наличие выступающих из основания лунки пальцев делает их легко повреждаемыми, особенно на шагах подачи образца и промывки. Если гранула реагента застревает между пальцами на нежелательной высоте, это, с высокой вероятностью, неблагоприятно отразится на точности анализа.

Во-вторых, конструкция лунки с пальцами, приспособленными для приема единственной гранулы реагента, такова, что жидкость подается в лунку в непосредственной близости от гранулы, так что гранула покрывается жидкостью во время повышения ее уровня. Для отдельной лунки требуется около 300 мкл жидкости. В US 5620853 описан также вариант, в котором различные лунки сообщаются между собой. В таком варианте для каждой лунки также требуется около 300 мкл жидкости. Поэтому должно быть понятно, что устройство с сообщающимися лунками по сравнению с традиционными системами требует повышенного расхода жидкости.

В-третьих, наличие пальцев снижает максимальную плотность расположения лунок при заданном размере планшета для образцов, так что с таким планшетом можно провести меньшее количество анализов.

В-четвертых, вариант со связанными лунками согласно US 5620853 особенно подвержен перекрестным помехам.

В-пятых, описанное в US 5620853 устройство построено так, что когда используется единственная гранула, на однородность жидкости влияют выступающие пальцы. Вполне возможно наличие зон внутри лунки, которые будут удерживать несмешанную жидкость. Серьезная проблема, возникающая в варианте со связанными лунками, состоит в том, что любая жидкость, которая должна пройти над всеми гранулами, при переходе из одной лунки в другую должна двигаться по извилистому пути. Это будет создавать серьезные трудности в отношении перемешивания жидкости и повторяемости условий от гранулы к грануле. Схема с одиночными лунками полностью отличается от взаимосвязанной линейки лунок, описанной в US 5620853. Поэтому два различных варианта будут иметь существенно различные параметры для жидкости. Это с большой вероятностью будет приводить к зависимости поведения жидкости от того, какой формат (с одиночными или связанными лунками) был использован. Хотя в теории два различных варианта могут градуироваться независимо, это может привести к повышению стоимости и снижению производительности.

Наконец, лунка, описанная в US 5620853, относительно сложна в изготовлении и, вероятно, при ее изготовлении будут возникать проблемы надежности. Тонкие длинные пальцы трудно изготовить формованием, причем они могут быть повреждены как при производстве, так и в процессе использования. Кроме того, на вершине пальцев имеется выступ, который должен соответствовать вырезу в пресс-форме. При выбрасывании готового изделия пальцы должны изгибаться, чтобы данный выступ прошел мимо компонентов пресс-формы. Подобный процесс изготовления, как правило, представляется нежелательным, поскольку имеет низкую надежность. Далее, любое изменение параметров процесса с высокой вероятностью затруднит выведение изделия из пресс-формы и потребует изменения ее параметров с учетом заданных допусков. Взаимное положение пальцев может быть критичным для обеспечения правильного перемещения гранулы реагента вверх и вниз, а также для предотвращения выхода гранулы реагента за пределы пальцев по высоте. На практике это положение может оказаться трудновыполнимым при массовом производстве. Нужно также отметить, что конструкции вариантов с одиночными и с сообщающимися лунками сильно отличаются. В результате для них потребуются различные комплекты инструментов, что также заметно увеличит сложность изготовления. При крупномасштабном производстве сочетание конструктивных особенностей и проблем обеспечения качества сделают данный планшет для образцов чрезмерно дорогим.

Раскрытие изобретения

В связи с изложенным представляется желательным создать улучшенный планшет для образцов, обеспечивающий фиксацию гранул реагента.

Согласно одному аспекту изобретения создан планшет для образцов, содержащий одну или более лунок, причем единственная или каждая из лунок имеет основание и одно или более гнезд, выполненных в указанном основании и имеющих углубление с сужающейся частью, причем в процессе использования указанного планшета гранула или микросфера реагента, по существу, удерживается или фиксируется внутри указанного углубления благодаря наличию сужающейся части.

Планшет для образцов согласно изобретению представляется особенно эффективным по сравнению с планшетом для образцов, описанным в US 5620853.

Согласно предпочтительному варианту изобретения гранулы реагента предпочтительно вводятся в планшет для образцов с множеством сужающихся углублений, которые обеспечивают надежную фиксацию введенных гранул реагента в требуемом положении. Введение гранул реагента предпочтительно осуществляется с заданным усилием. При таком выполнении планшет для образцов согласно изобретению является весьма прочным как при изготовлении, так и при выполнении операций анализа, включая операцию введения гранул реагента в сужающиеся углубления и последующие перемещения планшета для образцов, а также другие операции с ним. После того как гранулы реагента были введены в планшет для образцов, они лишены возможности движения в любом направлении и, по существу, становятся фиксированными элементами данного планшета. Угол конусности предпочтительно выбирается таким, что гранулы реагента зажаты или иным способом надежно зафиксированы в гнездах, что делает планшет весьма надежным.

Согласно предпочтительному варианту гранулы реагента предпочтительно непрозрачны, а сигнал предпочтительно считывается только с верхней стороны гранулы. Нижняя часть гранулы, лежащая ниже линии плотного контакта с лункой, предпочтительно не вступает в контакт с жидкостью. Поэтому планшет для образцов с введенными гранулами реагента согласно предпочтительному варианту весьма похож на планшет с пустыми традиционными лунками. Согласно предпочтительному варианту гранулы реагента не выступают над дном (основанием) лунки и поэтому не подвержены повреждениям в процессе работы с планшетом, включая подачу жидкости или промывку. Возможны, однако, и менее предпочтительные варианты, в которых одна или более гранул реагента могут слегка выступать над дном лунки.

Желательный аспект предпочтительного варианта состоит в том, что, поскольку гранулы реагента предпочтительно вводятся так, что их верхняя часть лежит на уровне дна лунки, планшет для образцов согласно изобретению может быть использован с известными автоматизированными устройствами, использующими микропланшеты, без какого-либо модифицирования остальной аппаратуры. Кроме того, лунка согласно предпочтительному варианту является, по существу, цилиндрической, т.е. имеет свойства, аналогичные свойствам лунки традиционного микропланшета. Соответственно, характеристики лунки, в том числе связанные с работой с жидкостью, хорошо известны. Операции обработки согласно предпочтительному варианту, такие как подача жидкости, смешивание, промывка и инкубация, предпочтительно характеризуются теми же свойствами в отношении жидкости, что и при использовании традиционных микропланшетов.

Планшет для образцов согласно предпочтительному варианту позволяет использовать дозы жидкости до 800 мкл, однако, в реальной ситуации, чтобы покрыть все гранулы реагента, находящиеся в основании планшета для образцов, достаточно всего 300 мкл жидкости.

Другое желательное свойство планшета для образцов согласно предпочтительному варианту состоит в том, что жидкость может диспенсироваться прямо в центр лунки, причем планшет для образцов может быть выполнен так, что гнезда, ячейки, или выемки (далее - гнезда), служащие для фиксации гранул реагента, не находятся в центральной зоне лунки. Такое расположение особенно эффективно потому, что реагент, который предпочтительно покрывает гранулы, не будет случайно смываться с данных гранул под воздействием струи жидкости от промывочной головки или кончика пипетки.

Планшет для образцов согласно предпочтительному варианту обеспечивает проведение различных тестов (исследований) в единственной лунке. Это достигается введением различных гранул реагента в различные гнезда одной лунки, благодаря чему достигается мультиплексирование тестов. Согласно предпочтительному варианту гранулы реагента по желанию могут с усилием вдавливаться в сужающиеся части, выполненные в лунке, что приводит к большой гибкости и к возможности использовать всю лунку с высокой эффективностью.

Планшет для образцов согласно варианту изобретения может содержать одну или более лунок диаметром 12 мм. Площадь поперечного сечения каждой лунки может составлять 58 мм², причем в пределах традиционного микропланшета можно разместить 54 лунки такого размера. В каждую лунку можно вводить различные количества гранул. Сужающиеся части могут иметь различные диаметры, чтобы, по желанию, в них можно было разместить гранулы различных размеров.

Согласно другим вариантам одна или более лунок могут содержать 6 гнезд (в том числе с сужающимися частями) диаметром 3,0 мм, 10 аналогичных гнезд диаметром 2,0 мм или 21 гнездо диаметром 1,75 мм. Центральная зона лунки предпочтительно свободна от подобных гнезд. Гнезда могут быть расположены вокруг центральной зоны лунки по одной или более концентрических окружностей или согласно другим паттернам.

Согласно одному варианту планшет для образцов содержит прямоугольный массив из 9х6 лунок. Если на одну лунку приходится по 6 гнезд, такой планшет может принять 324 гранулы реагента. Если же на одну лунку приходится по 10 гнезд, такой планшет может вместить 540 гранул реагента. При наличии 21 гнезда на лунку планшет может принять 1134 гранулы реагента.

Согласно предпочтительному варианту планшет для образцов не подвержен проблемам смешивания жидкостей. Лунки предпочтительно содержат гранулы, введенные в них с усилием (нажимом). Верхние части установленных гранул реагента предпочтительно находятся на одном уровне с дном лунки. Согласно предпочтительному варианту при смешивании используется жидкость, находящаяся над поверхностью гранул, чтобы можно было отвести ее из части гнезда выше уровня гранул.

Еще один желательный аспект изобретения заключается в том, что планшет для образцов согласно изобретению относительно прост в изготовлении по сравнению с другими известными решениями. Планшет для образцов может быть изготовлен посредством формования (в частности прессования) с использованием открывающейся/закрывающейся пресс-формы, что позволяет обеспечить высокую производительность и надежность. Конструкция литьевой пресс-формы для изготовления планшетов для образцов проста и не требует формования вырезов или тонких деталей. Благодаря этому легко может быть организовано производство планшетов, имеющих различные форматы. Инструмент, обеспечивающий формирование лунки с 6 гнездами, может быть легко адаптирован для производства лунок с другим количеством гнезд (например равным 21).

Еще одно преимущество предпочтительного варианта в том, что можно легко добиться аттестации различных конструкций и форматов лунок, поскольку протоколы проведения исследований могут оставаться, по существу, такими же. Подача жидкости и инкубация не изменятся, а процедура промывки, в крайнем случае, потребует небольших модификаций режима отсасывания жидкости.

Таким образом, очевидно, что планшет для образцов согласно изобретению весьма эффективен по сравнению с другими аналогичными планшетами, включая планшет для образцов, описанный в US 5620853.

Сужающаяся часть гнезда предпочтительно имеет угол конусности, выбранный из группы, состоящей из следующих углов: (i) 2-4°; (ii) 4-6°; (iii) 6-8°; (iv) 8-10°.

Согласно менее предпочтительному выполнению гнезда в основании лунки могут содержать камеру, имеющую удерживающий элемент, мембрану, выступ или кольцевую часть (в альтернативном варианте с этой же целью может использоваться сужающийся канал). Гранула (микросфера) реагента может, в процессе использования диспенсера, проталкиваться за мембрану или иную функционально аналогичную деталь, или через нее в камеру, а также, по существу, удерживаться или фиксироваться в камере посредством мембраны или иной функционально аналогичной детали.

Одно или более гнезд предпочтительно содержат внутреннюю фаску или расширенную часть для облегчения ввода гранул или микросфер реагента в одно или более из указанных гнезд.

Одна или более лунок предпочтительно содержат, по меньшей мере, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 гнезд, каждое из которых имеет углубление с сужающейся частью и выполнено с возможностью приема, в процессе использования указанного планшета, гранул или микросфер реагента.

Гнезда, выполненные в основании лунки, предпочтительно размещены: (i) по окружности вокруг центральной части лунки и/или (и) по окружности вокруг центрального гнезда, и/или (iii), по существу, с тесным расположением, и/или (iv), по существу, симметричным или асимметричным образом, и/или (v), по существу, вдоль прямой или кривой линии, и/или (vi), по существу, регулярным или иррегулярным образом, и/или (vii) в виде прямоугольного массива, и/или (viii) вдоль одной или более концентричных окружностей при отсутствии гнезда или углубления в центре основания.

Планшет для образцов предпочтительно изготовлен из полистирола.

Планшет для образцов может иметь формат стрипа или прямоугольного массива. Так, согласно одному предпочтительному варианту планшет для образцов может содержать стрип формата 6×1, а согласно другому предпочтительному варианту - массив формата 9×6.

Согласно другим вариантам планшет для образцов может содержать лунки, размещенные в формате А×В, причем значения А и В выбраны из группы, состоящей из: (i) 1; (ii) 2; (iii) 3; (iv) 4; (v) 5; (vi) 6; (vii) 7; (viii) 8; (ix) 9; (x) 10; (xi) более 10.

Согласно варианту одна или более лунок могут быть связаны с одной или более другими лунками одним или более ломкими участками или одним или более ломкими соединениями, так что каждый планшет для образцов может быть разделен пользователем на планшеты для образцов, имеющие меньшие размеры. Например, стрип 6×1 планшета для образцов может быть разделен на индивидуальные планшеты для образцов формата 1×1 (т.е. содержащие единственную лунку) или на два планшета для образцов, каждый из которых содержит стрип в формате 3×1.

Согласно другому выполнению предлагается планшет для образцов, содержащий лунки, причем одна или более лунок содержат одну или более центральных зон приема жидкости и приемные камеры для гранул реагента, расположенные вокруг одной или более центральных зон приема жидкости, которые сообщаются, по меньшей мере, с некоторыми или со всеми приемными камерами.

Одна или более лунок могут содержать одну наружную боковую стенку и радиальные перегородки, задающие камеры для приема гранул реагента, причем при использовании планшета гранулы реагента подаются в указанные камеры с предотвращением перемещения гранул реагента в радиальном направлении мимо радиальных перегородок указанных камер в центральную зону приема жидкости.

Жидкость, которая диспенсируется при использовании планшета в одну или более центральные зоны приема жидкости, может поступать в некоторые или во все камеры для приема гранул реагента без перетекания через наружную боковую стенку и/или через радиальные перегородки.

Одна или более лунок могут быть связаны с одной или более другими лунками одним или более ломкими участками или одним или более ломкими соединениями, так что каждый планшет для образцов может быть разделен пользователем на планшеты для образцов, имеющие меньшие размеры.

Планшет для образцов может представлять собой планшет для образцов, предназначенный для иммунного анализа. Альтернативно, такой планшет может содержать гибридную пробу для обнаружения наличия образцов комплиментарной ДНК или РНК.

Планшет для образцов предпочтительно содержит основание, снабженное охватываемым, охватывающим или иным участком для фиксации указанного планшета на соответствующем охватываемом, охватывающем или ином фиксаторе, выполненном на держателе планшетов.

Согласно другому аспекту изобретения разработана комбинация планшета для образцов, описанного выше, и одной или более гранул или микросфер реагента, введенных в одно или более указанных гнезд одной или более лунок.

Разработана также комбинация планшета для образцов, описанного выше, и одной или более гранул или микросфер реагента, введенных в одну или более камер для приема гранул реагента, расположенных в одной или более лунках.

По меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы или микросферы реагента предпочтительно содержат указанный реагент или покрыты им, при этом указанный реагент выбран и расположен с возможностью проведения с его использованием анализа на наличие интересующего аналита в образце жидкости.

Согласно альтернативному варианту, по меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы или микросферы реагента содержат нуклеиново-кислотный зонд или покрыты им, при этом указанный зонд выбран и расположен с возможностью гибридизации ДНК или РНК посредством одноцепочечной нуклеиновой кислоты.

Согласно другому аспекту изобретения разработана комбинация держателя планшетов и планшета для образцов, описанного выше.

Держатель планшетов предпочтительно содержит охватываемый, охватывающий или иной фиксатор для надежной фиксации планшета для образцов на держателе планшетов.

Согласно одному из аспектов изобретения разработано автоматизированное устройство, содержащее:

один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента;

планшет для образцов, описанный выше, и

систему управления, выполненную с возможностью управления диспенсированием гранул или микросфер реагента из указанных одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента в одну или более лунок планшета для образцов.

Единственный или каждый из диспенсеров гранул или микросфер реагента предпочтительно содержит:

корпус шприцевого дозатора, имеющий кольцевую камеру, окружающую продольный канал и выполненный с возможностью направлять, в процессе использования указанного устройства, находящиеся в ней гранулы или микросферы реагента к камере, выполненной в указанном канале;

плунжер, установленный в продольном канале, и

втулку или сужающийся участок.

При этом плунжер выполнен с возможностью диспенсирования, в процессе использования указанного устройства, гранулы или микросферы реагента из указанной камеры во втулку или сужающийся участок.

Согласно аспекту изобретения разработано устройство для анализа жидкости на наличие одного или более интересующих аналитов, содержащее:

один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента и

планшет для образцов, описанный выше.

Согласно следующему аспекту изобретения разработан диспенсер гранул или микросфер реагента для их диспенсирования в одно или более гнезд лунки. Данный диспенсер содержит:

корпус шприцевого дозатора, имеющий кольцевую камеру, окружающую продольный канал и выполненную с возможностью направлять в процессе использования указанного устройства, находящиеся в ней гранулы или микросферы реагента, к камере, выполненной в указанном канале;

плунжер, установленный в продольном канале, и

втулку или сужающийся участок.

При этом плунжер выполнен с возможностью диспенсирования, в процессе использования указанного устройства, гранулы или микросферы реагента из указанной камеры во втулку или сужающийся участок.

Согласно одному аспекту изобретения разработан также способ, включающий:

обеспечение наличия одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента;

обеспечение наличия планшета, описанного выше, и

управление диспенсированием гранул или микросфер реагента из одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента в одну или более лунок указанного планшета.

Кроме того, согласно другому аспекту изобретения разработан способ использования планшета для образцов при анализе образца на наличие различных аналитов, включающий:

обеспечение наличия планшета для образцов, описанного выше;

введение одной или более гранул или микросфер реагента в одно или более гнезд лунки планшета и

добавление образца в указанную лунку.

Далее, согласно аспекту изобретения разработан способ применения ELISA для определения в образце антигена или антитела, включающий:

обеспечение наличия планшета, выполненного согласно п.1;

введение одной или более гранул или микросфер реагента в одно или более гнезд лунки планшета и

добавление образца в указанную лунку.

Согласно аспекту изобретения разработан также способ применения нуклеиново-кислотного зонда для обнаружения ДНК- или РНК-последовательности в образце, включающий:

обеспечение наличия планшета для образцов, описанного выше;

введение одной или более гранул или микросфер реагента в одно или более гнезд лунки планшета и

добавление образца в указанную лунку.

Кроме того, в рамках очередного аспекта изобретения создан способ анализа на наличие одного или более интересующих аналитов в образце, включающий:

введение одной или более гранул или микросфер реагента в одно или более гнезд лунки планшета для образцов, причем одно или более гнезд имеют углубление с сужающейся частью.

Согласно одному варианту данный способ предпочтительно включает дополнительно одну или более из следующих операций: (i) инкубацию планшета для образцов и/или (ii) промывку планшета для образцов, и/или (iii) отсос жидкости из планшета для образцов, и/или (iv) добавление конъюгата с энзимом в планшет для образцов, и/или (v) добавление визуализирующего агента в указанный планшет для образцов, и/или (vi) осуществление визуального анализа планшета для образцов.

Согласно следующему аспекту изобретения разработан набор для осуществления ELISA, содержащий:

один или более планшетов для образцов, подобных описанному выше, и

множество гранул или микросфер реагента с покрытием из реагента, содержащего антитело, антиген или иную биомолекулу.

Согласно другому аспекту изобретения разработан набор для осуществления процедуры, использующей нуклеиново-кислотный зонд, при этом набор содержит:

один или более планшетов для образцов, подобных описанным выше, и

множество гранул или микросфер реагента с покрытием из реагента, содержащего антитело, антиген или иную биомолекулу.

Согласно одному аспекту изобретения создан также способ изготовления планшетов для образцов, включающий:

обеспечение наличия планшета для образцов, содержащего одну или более лунок, каждая из которых имеет основание, и

формирование в одном или более оснований одного или более гнезд, имеющих углубление с сужающейся частью и выполненных с возможностью принимать, в процессе использования планшета, гранулы или микросферы реагента.

Согласно одному из аспектов изобретения разработана также компьютерная программа, выполняемая системой управления автоматизированного устройства, содержащего один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента, построенная с обеспечением управления, посредством системы управления, диспенсированием гранул или микросфер реагента из указанных одного или более диспенсеров в одну или более лунок планшета для образцов, причем лунки снабжены гнездами, имеющими углубление с сужающейся частью.

Кроме того, в рамках одного из аспектов изобретения разработан машиночитаемый носитель, содержащий записанные на нем машинные команды, сформулированные с возможностью обеспечения их выполнения системой управления автоматизированного устройства, содержащего один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента, при этом указанные компьютерные команды обеспечивают осуществление, посредством системы управления, управления диспенсированием гранул или микросфер реагента из указанных одного или более диспенсеров в одну или более лунок планшета для образцов, причем лунки снабжены гнездами, имеющими углубление с сужающейся частью.

Машиночитаемый носитель предпочтительно выбран из группы, состоящей из: (i) постоянной памяти; (ii) электрически перепрограммируемой постоянной памяти; (iii) стираемой программируемой постоянной памяти; (iv) электрически стираемой программируемой постоянной памяти; (v) флеш-памяти; (vi) оптического диска; (vii) оперативной памяти и (viii) жесткого диска.

Согласно другому варианту предлагается устройство, содержащее:

один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента;

планшет для образцов, содержащий множество лунок, причем одна или более лунок содержат одну или более центральных зон приема жидкости и камеры для приема гранул реагента, расположенные вокруг одной или более центральных зон приема жидкости, которые сообщаются, по меньшей мере, с некоторыми или со всеми камерами для приема гранул реагента, и

систему управления, выполненную с возможностью управления диспенсированием гранул или микросфер реагента из указанных одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента в одну или более камер для приема гранул или микросфер реагента.

Рассматриваются также другие варианты, в которых камеры для приема могут содержать просто зону или участок для приема гранул или микросфер реагента. Соответственно, вместо термина "приемная камера" может применяться термин "зона или участок для приема гранул или микросфер реагента".

Одна или более лунок предпочтительно содержат наружную боковую стенку, поверхность или канавку, причем жидкость, поданная в лунку, предпочтительно находится в области лунки, ограниченной наружной боковой стенкой, поверхностью или канавкой.

Устройство предпочтительно содержит также одну или более перегородок, поверхностей или канавок, которые совместно с наружной боковой стенкой, поверхностью или канавкой предпочтительно задают приемные камеры.

Жидкость, которая в процессе использования устройства диспенсируется в одну или более центральных зон приема жидкости, предпочтительно затекает в некоторые или во все приемные камеры, не перетекая через наружную боковую стенку, поверхность или канавку и/или через одну или более перегородок, поверхностей или канавок.

Одна или более из перегородок, поверхностей или канавок совместно с частью наружной боковой стенки, поверхности или канавки предпочтительно задает индивидуальную приемную камеру.

Одна или более из перегородок, поверхностей или канавок ориентированы внутрь от наружной стенки по прямой или кривой линии.

По меньшей мере, некоторые или все перегородки, поверхности или канавки предпочтительно выполнены заодно с наружной боковой стенкой или отходят от нее. Согласно альтернативному варианту, по меньшей мере, некоторые или все перегородки, поверхности или канавки смещены в радиальном направлении от наружной боковой стенки, т.е. отделены от нее зазором.

Наружная боковая стенка, поверхность или канавка предпочтительно имеют высоту, выбранную из группы, состоящей из: (i) < 1 мм; (ii) 1-2 мм; (iii) 2-3 мм; (iv) 3-4 мм; (v) 4-5 мм; (vi) 5-6 мм; (vii) 6-7 мм; (viii) 7-8 мм; (ix) 8-9 мм; (x) 9-10 мм; (xi) 10-11 мм; (xii) 11-12 мм; (xiii) 12-13 мм; (xiv) 13-14 мм; (xv) 14-15 мм; (xvi) 15-16 мм; (xvii) 16-17 мм; (xviii) 17-18 мм; (xix) 18-19 мм; (xx) 19-20 мм; (xxi) более 20 мм.

Радиальные перегородки, поверхности или канавки предпочтительно имеют высоту, выбранную из группы, состоящей из: (i) < 1 мм; (ii) 1-2 мм; (iii) 2-3 мм; (iv) 3-4 мм; (v) 4-5 мм; (vi) 5-6 мм; (vii) 6-7 мм; (viii) 7-8 мм; (ix) 8-9 мм; (x) 9-10 мм; (xi) 10-11 мм; (xii) 11-12 мм; (xiii) 12-13 мм; (xiv) 13-14 мм; (xv) 14-15 мм; (xvi) 15-16 мм; (xvii) 16-17 мм; (xviii) 17-18 мм; (xix) 18-19 мм; (xx) 19-20 мм; (xxi) более 20 мм.

По меньшей мере, некоторые или, по существу, все приемные камеры распложены и выполнены с возможностью приема, в процессе использования планшета, единственной гранулы (микросферы) реагента или более одной такой гранулы (микросферы).

Согласно одному варианту, по меньшей мере, некоторые или, по существу, все лунки содержат 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 или более 20 приемных камер.

Лунка предпочтительно содержит одну или более круглых, продолговатых, треугольных, квадратных, прямоугольных, пятиугольных, шестиугольных, семиугольных, восьмиугольных, девятиугольных, десятиугольных или многоугольных приемных камер.

Согласно одному варианту одна или более лунок имеют диаметр или максимальную ширину, выбранную из группы значений, состоящих из: (i) < 1 мм; (ii) 1-2 мм; (iii) 2-3 мм; (iv) 3-4 мм; (v) 4-5 мм; (vi) 5-6 мм; (vii) 6-7 мм; (viii) 7-8 мм; (ix) 8-9 мм; (х) 9-10 мм; (xi) 10-11 мм; (xii) 11-12 мм; (xiii) 12-13 мм; (xiv) 13-14 мм; (xv) 14-15 мм; (xvi) 15-16 мм; (xvii) 16-17 мм; (xviii) 17-18 мм; (xix) 18-19 мм; (хх) 19-20 мм; (xxi) более 20 мм.

Одна или более зон приема жидкости предпочтительно сообщаются с одной или более приемными камерами, так что при использовании планшета жидкость, поступившая в одну или более зон приема жидкости, затекает в одну или более приемных камер.

Лунка предпочтительно содержит одну или более круглых, продолговатых, треугольных, квадратных, прямоугольных, пятиугольных, шестиугольных, семиугольных, восьмиугольных, девятиугольных, десятиугольных или многоугольных зон приема жидкости.

Гранулы (микросферы) реагента, которые при использовании планшета выдаются в одно или более гнезд или в одну или более приемных камер, предпочтительно имеют диаметр, выбранный из группы значений, состоящих из: (i) < 0,5 мм; (ii) 0,5-1,0 мм; (iii) 1,0-1,5 мм; (iv) 1,5-2,0 мм; (v) 2,0-2,5 мм; (vi) 2,5-3,0 мм; (vii) 3,0-3,5 мм; (viii) 3,5-4,0 мм; (ix) 4,0-4,5 мм; (x) 4,5-5,0 мм; (xi) более 5,0 мм.

По меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы (микросферы) реагента, которые при использовании планшета выдаются в одно или более гнезд или в одну или более приемных камер, могут нести или содержать реагент, предназначенный: (i) для анализа образцов и/или (ii) для анализа образцов с помощью реакций амплификации нуклеиновой кислоты, и/или (iii) для анализа образцов с помощью цепных реакций полимеризации (ЦРП), и/или (iv) для анализа образцов посредством процесса иммунного анализа, и/или (v) для анализа образцов с использованием технологии гибридной пробы.

По меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы (микросферы) реагента, которые при использовании планшета выдаются в одно или более гнезд или в одну или более приемных камер, могут содержать полистирол или иной пластик (полимер).

Согласно варианту, по меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы (микросферы) реагента, которые при использовании планшета выдаются в одно или более гнезд или в одну или более приемных камер, могут иметь покрытие из магнитного материала (например на основе железа) или обладать магнитными свойствами.

По меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы (микросферы) реагента, которые при использовании планшета выдаются в одно или более гнезд или в одну или более приемных камер, предпочтительно содержат антистатическое покрытие или обладают антистатическими свойствами.

Устройство предпочтительно содержит также магнитное и/или электростатическое приспособление, выполненные и установленные с возможностью: (i) притягивать одну или более гранул или микросфер реагента во время их выдачи из диспенсера таким образом, чтобы одна или более гранул (микросфер) реагента поступали в гнезда или приемные камеры, и/или (ii) притягивать и/или удерживать одну или более гранул (микросфер) реагента, которые были поданы в гнезда или приемные камеры, чтобы одна или более гранул (микросфер) реагента находились внутри гнезд или приемных камер, по меньшей мере, в течение заданного периода времени.

Согласно одному варианту устройство дополнительно содержит механическое и/или электрическое приспособление, выполненные и установленные с возможностью: (i) притягивать одну или более гранул или микросфер реагента во время их выдачи из диспенсера таким образом, чтобы одна или более гранул (микросфер) реагента поступали в гнезда или приемные камеры, и/или (ii) притягивать и/или удерживать одну или более гранул (микросфер) реагента, которые были поданы в гнезда или приемные камеры, чтобы одна или более гранул (микросфер) реагента находились внутри гнезд или приемных камер, по меньшей мере, в течение заданного периода времени.

Устройство предпочтительно содержит также магнитное и/или электростатическое приспособление, выполненные и установленные с возможностью осуществлять вибрацию или иное периодическое перемещение гранул (микросфер) реагента, поданных в соответствующие приемные камеры.

Устройство предпочтительно содержит также механическое и/или электрическое приспособление, выполненные и установленные с возможностью осуществлять вибрацию или иное периодическое перемещение гранул (микросфер) реагента, поданных в соответствующие приемные камеры.

Согласно варианту один или более диспенсеров гранул (микросфер) реагента предпочтительно содержат трубчатый корпус, в котором при использовании диспенсера находится множество гранул (микросфер) реагента.

При этом один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента предпочтительно содержат шнек, спиральный винт или иной механизм транспортирования гранул или микросфер реагента для переноса (перемещения) одной или более гранул или микросфер реагента, находящихся внутри диспенсера гранул или микросфер реагента, к его выходной части, например к нижней кромке данного диспенсера.

Устройство, кроме того, предпочтительно содержит один или более датчиков, чтобы определять, были ли выданы или нет одна или более гранул (микросфер) реагента из одного или более диспенсеров гранул (микросфер) реагента.

Далее, устройство предпочтительно содержит подвижную платформу для перемещения планшета для образцов относительно одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента.

Система управления предпочтительно выполнена с возможностью управлять подвижной платформой таким образом, что благодаря перемещению планшета для образцов относительно диспенсера гранул или микросфер реагента из данного диспенсера последовательно выдается по одной или более гранул или микросфер реагента в различные приемные камеры.

Устройство предпочтительно содержит также поворотную карусель, к которой прикреплены или могут прикрепляться один или более диспенсеров гранул или микросфер реагента.

Система управления предпочтительно выполнена с возможностью поворачивать карусель после того, как все желательные первые гранулы или микросферы реагента были выданы (диспенсированы) из первого диспенсера гранул или микросфер реагента в различные приемные камеры или гнезда планшета для образцов. В результате такого поворота второй (т.е. другой) диспенсер гранул или микросфер реагента устанавливается в положение, в котором он может произвести выдачу вторых гранул или микросфер реагента в другие приемные камеры или гнезда планшета для образцов. Данный процесс предпочтительно повторяется для других (например для третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и т.д.) диспенсеров гранул или микросфер реагента.

Согласно варианту устройство дополнительно содержит подающее устройство для подачи (диспенсирования) жидкости в одну или более зон приема жидкости одной или более лунок.

Данное подающее устройство предпочтительно выполнено и установлено с возможностью подавать порцию жидкости объемом x мл в одну или более зон приема жидкости одной или более лунок, где значение x предпочтительно выбирают из группы, состоящей: (i) < 10; (ii) 10-20; (iii) 20-30; (iv) 30-40; (v) 40-50; (vi) 50-60; (vii) 60-70; (viii) 70-80; (ix) 80-90; (x) 90-100; (xi) 100-110; (xii) 110-120; (xiii) 120-130; (xiv) 130-140; (xv) 140-150; (xvi) 150-160; (xvii) 160-170; (xviii) 170-180; (xix) 180-190; (xx) 190-200; (xxi) более 200.

Согласно варианту устройство дополнительно содержит устройство анализа изображения или камеру, чтобы определять, была ли произведена выдача гранулы (микросферы) реагента и находится ли она в приемной камере или гнезде.

Планшет для образцов предпочтительно имеет первый цвет, а гранула (микросфера) реагента - второй, отличный от первого цвета, выбранный контрастным по отношению к первому цвету, чтобы облегчить визуальное определение присутствия или отсутствия гранулы (микросферы) реагента в приемной камере или гнезде.

Согласно варианту планшет для образцов может содержать также люминесцентный или флуоресцентный маркер.

Соответственно, устройство может содержать также приспособление для обнаружения люминесценции или флуоресценции, чтобы определять, была ли произведена выдача гранулы или микросферы реагента и присутствует ли такая гранула или микросфера в приемной камере или гнезде, в зависимости от того, препятствует ли гранула или микросфера реагента, полностью или частично, наблюдению люминесцентного или флуоресцентного маркера.

Устройство предпочтительно содержит дополнительно магнитный, электрический, емкостной или механический датчик, чтобы определять, была ли произведена выдача гранулы или микросферы реагента и присутствует ли такая гранула или микросфера в приемной камере или гнезде планшета для образцов.

Система управления предпочтительно определяет количество присутствующих и/или отсутствующих в лунке гранул или микросфер реагента и/или количество гранул или микросфер реагента, которые были выданы или которые требуется выдать в лунку.

Согласно варианту система управления измеряет и/или регулирует объем жидкости, который был выдан или который нужно выдать в лунку, в зависимости от найденного количества присутствующих и/или отсутствующих в лунке гранул или микросфер реагента и/или от найденного количества гранул или микросфер реагента, которые были выданы или которые требуется выдать в лунку.

Система управления предпочтительно выполнена с возможностью гарантировать, что после выдачи жидкости в лунку, по меньшей мере, некоторые или, по существу, все гранулы или микросферы реагента в лунке, по меньшей мере, частично или полностью будут покрыты данной жидкостью.

Система управления предпочтительно выполнена с возможностью гарантировать, что уровень жидкости, выданной в лунку, остается, по существу, постоянным независимо от количества гранул или микросфер реагента, которые присутствуют или отсутствуют в лунке или выданы или должны быть выданы в лунку.

Согласно другому аспекту разработана комбинация описанного выше устройства и множества гранул или микросфер реагента, находящихся в одном или более диспенсерах гранул или микросфер реагента и/или в одной или более приемных камерах или в одном или более гнездах.

Разработан также способ, включающий:

обеспечение наличия одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента;

обеспечение наличия планшета для образцов, содержащего лунки, причем одна или более лунок содержат одну или более центральную зону приема жидкости и приемные камеры, расположенные вокруг одной или более центральных зон приема жидкости, которые сообщаются, по меньшей мере, с некоторыми или со всеми приемными камерами, и

управление диспенсированием гранул или микросфер реагента из одного или более диспенсеров гранул или микросфер реагента в одну или более приемных камер.

Согласно другому аспекту разработан планшет для образцов, содержащий лунки, причем одна или более лунок содержат одну или более центральную зону приема жидкости и приемные камеры, расположенные вокруг одной или более центральных зон приема жидкости, которые сообщаются, по меньшей мере, с некоторыми или со всеми приемными камерами.

Одна или более лунок предпочтительно содержат наружную боковую стенку и радиальные перегородки, задающие камеры для приема гранул реагента, причем при использовании планшета гранулы реагента подаются в указанные камеры с предотвращением перемещения гранул реагента в радиальном направлении мимо радиальных перегородок указанных камер в центральную зону приема жидкости.

Одна или более радиальных перегородок предпочтительно выполнены заодно с наружной боковой стенкой или отделены от нее зазором.

Одна или более радиальных перегородок предпочтительно содержат один или более выступов, способствующих удерживанию гранул или микросфер реагента внутри приемных камер и/или предотвращению перемещению гранул или микросфер реагента в радиальном направлении с выходом в центральную зону приема жидкости.

Согласно варианту радиальные перегородки имеют высоту, значение которой выбрано из группы, состоящей из: (i) < 1 мм; (ii) 1-2 мм; (iii) 2-3 мм; (iv) 3-4 мм; (v) 4-5 мм; (vi) 5-6 мм; (vii) 6-7 мм; (viii) 7-8 мм; (ix) 8-9 мм; (x) 9-10 мм; (xi) 10-11 мм; (xii) 11-12 мм; (xiii) 12-13 мм; (xiv) 13-14 мм; (xv) 14-15 мм; (xvi) 15-16 мм; (xvii) 16-17 мм; (xviii) 17-18 мм; (xix) 18-19 мм; (хх) 19-20 мм; (xxi) более 20 мм.

Одна или более лунок предпочтительно содержат 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 или более 20 приемных камер.

Лунка предпочтительно содержит одну или более круглых, продолговатых, треугольных, квадратных, прямоугольных, пятиугольных, шестиугольных, семиугольных, восьмиугольных, девятиугольных, десятиугольных или многоугольных приемных камер.

Одна или более лунок предпочтительно имеют диаметр или максимальную ширину, выбранную из группы значений, состоящих из: (i) < 1 мм; (ii) 1-2 мм; (iii) 2-3 мм; (iv) 3-4 мм; (v) 4-5 мм; (vi) 5-6 мм; (vii) 6-7 мм; (viii) 7-8 мм; (ix) 8-9 мм; (x) 9-10 мм; (xi) 10-11 мм; (xii) 11-12 мм; (xiii) 12-13 мм; (xiv) 13-14 мм; (xv) 14-15 мм; (xvi) 15-16 мм; (xvii) 16-17 мм; (xviii) 17-18 мм; (xix) 18-19 мм; (хх) 19-20 мм; (xxi) более 20 мм.

Лунка предпочтительно содержит одну или более круглых, продолговатых, треугольных, квадратных, прямоугольных, пятиугольных, шестиугольных, семиугольных, восьмиугольных, девятиугольных, десятиугольных или многоугольных зон приема жидкости.

Краткое описание чертежей

Далее, только в качестве примеров, со ссылкой на прилагаемые чертежи, будут описаны различные варианты изобретения.

На фиг.1 представлен первый основной вариант изобретения, в котором множество диспенсеров гранул или микросфер реагента прикреплены к поворотной карусели, а планшет для образцов установлен на подвижной платформе под отходящим от поворотной карусели рычагом, который связан с диспенсером гранул или микросфер реагента.

На фиг.2 показан диспенсер гранул или микросфер реагента согласно первому основному варианту изобретения.

На фиг.3 более подробно показаны диспенсеры гранул (микросфер) реагента, установленные на карусели, и рычаг, связанный с диспенсером гранул или микросфер реагента, соответствующие первому основному варианту изобретения.

На фиг.4А показана первая конфигурация лунки планшета для образцов согласно первому основному варианту изобретения; на фиг.4В - вторая, отличная от первой, конфигурация лунки планшета для образцов согласно другому варианту изобретения; фиг.4С иллюстрирует возможность диспенсирования гранул или микросфер различного типа в различные приемные камеры или секции лунки планшета для образцов согласно варианту изобретения.

На фиг.5 показан стрип лунок согласно первому основному варианту изобретения.

На фиг.6 показана лунка планшета для образцов согласно второму основному варианту изобретения.

На фиг.7А лунка планшета для образцов согласно второму основному варианту показана на виде в плане; на фиг.7В более подробно показано дно лунки согласно второму основному варианту; на фиг.7С показана гранула (микросфера), поданная в дно лунки согласно второму основному варианту.

На фиг.8А показан диспенсер гранул или микросфер реагента согласно второму основному варианту; на фиг.8В этот диспенсер показан в продольном разрезе.

На фиг.9 диспенсер гранул или микросфер реагента согласно второму основному варианту показан с пространственным разделением его компонентов.

На фиг.10 показан микроформирователь согласно второму основному варианту изобретения, содержащий трехкоординатный приводной механизм шприцевого дозатора, взаимодействующий с диспенсером гранул или микросфер реагента для описанного выше планшета.

На фиг.11 приводной механизм шприцевого дозатора, прикрепленный к диспенсеру гранул или микросфер реагента согласно второму основному варианту изобретения, показан в продольном разрезе.

На фиг.12А диспенсер гранул или микросфер реагента показан в процессе его переноса приводным механизмом; на фиг.12В иллюстрируется процесс выдачи гранул или микросфер реагента из диспенсера гранул или микросфер реагента посредством плунжерного механизма, активируемого приводным механизмом шприцевого дозатора.

На фиг.13А иллюстрируется процесс сбрасывания шприцевого дозатора с приводного механизма; на фиг.13В данный дозатор показан отделенным от приводного механизма.

На фиг.14А показаны девять планшетов для образцов, установленные в держатель планшетов, причем каждый из этих планшетов содержит стрип из 6 лунок;

на фиг.14В показан держатель планшетов, в который можно установить один или более планшетов для образцов.

На фиг.15А более подробно показан стрип из шести лунок; на фиг.15В данный стрип показан установленным в держатель планшетов.

На фиг.16А показана отдельная лунка, установленная в держатель планшетов;

на фиг.16В более подробно показаны две лунки, связанные отделяемым звеном; на фиг.16С показана лунка, связанная с концевым отделяемым звеном; на фиг.16D - лунка, снабженная пластинкой 49 идентификации/ориентации.

На фиг.17А стрип лунок представлен на виде снизу, на фиг.17В показана охватывающая часть, которая облегчает позиционирование стрипа лунок на держателе планшетов; на фиг.17С показана ответная, охватываемая часть 51, выполненная в основании держателя планшетов.

На фиг.18 стрип лунок представлен в продольном разрезе; показано, что согласно предпочтительному варианту лунки содержат сужающиеся книзу гнезда с углом конусности, составляющим 6,0°.

Осуществление изобретения

Далее, со ссылкой на фиг.1, будет более подробно описан первый основной вариант изобретения. Согласно этому варианту предпочтительно используется поворотная карусель 1, по наружной боковой поверхности (по периметру) которой размещены держатели. В конкретном варианте, представленном на фиг.1, имеются 24 держателя. Однако в других вариантах может использоваться иное количество держателей. Например, согласно другим вариантам это количество может составлять 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 28, 29, 30 или более 30.

При использовании карусели 1 в некоторых или во всех держателях закреплены или зафиксированы иным образом диспенсеры 2 гранул или микросфер реагента. Каждый держатель предпочтительно содержит верхний зажим 3 и нижний фиксирующий штифт 4. Верхний зажим 3 и фиксирующий штифт 4 предпочтительно используются для прикрепления диспенсера 2 гранул или микросфер реагента к держателю. Возможны также другие варианты, в которых фиксирующий штифт 4 может находиться в верхнем положении, а зажим 3 - в нижнем.

Один из диспенсеров 2 гранул или микросфер реагента более подробно показан на фиг.2. Данный диспенсер 2 предпочтительно содержит трубчатый корпус 5, имеющий нижнюю воронкообразную выходную часть 6 и верхнюю часть 7 в виде крышки. Каждый диспенсер 2 гранул или микросфер реагента при его использовании предпочтительно заполнен гранулами (микросферами) реагента. Согласно одному варианту в один такой диспенсер 2 может быть загружено 2000 гранул или микросфер реагента, каждая из которых имеет диаметр 1,75 мм. В других возможных вариантах емкость диспенсера 2 гранул или микросфер реагента может быть больше или меньше указанной.

Согласно еще одному варианту диспенсеры 2 гранул или микросфер реагента могут быть рассчитаны на гранулы или микросферы реагента с диаметром, отличным от 1,75 мм. В менее предпочтительных вариантах гранулы или микросферы реагента, помещенные в первый диспенсер 2, могут иметь первый диаметр, а гранулы или микросферы реагента, помещенные во второй диспенсер 2, отличный от первого, - другой, второй диаметр. В других, также менее предпочтительных, вариантах гранулы или микросферы реагента, загруженные в конкретный диспенсер 2, могут иметь различные диаметры.

По меньшей мере, некоторые диспенсеры 2 гранул или микросфер реагента предпочтительно содержат крючок 8, который предпочтительно отходит от воронкообразной выходной части 6 и который выполнен с возможностью взаимодействовать с фиксирующим штифтом 4 держателя на карусели 1. Верхняя часть 7 трубчатого корпуса 5 предпочтительно выполнена с возможностью прикрепляться к держателю посредством его верхнего зажима 3. Данный зажим, по меньшей мере, некоторых держателей может иметь конструкцию, отличную от показанной на фиг.1. Возможны также другие варианты фиксации диспенсеров 2 гранул (микросфер) реагента к держателям карусели 1.

Каждый диспенсер 2 гранул или микросфер реагента предпочтительно содержит центральный шнек, спиральный винт или винтовой механизм 9, который при своем вращении перемещает гранулы или микросферы реагента, находящиеся внутри трубчатого корпуса 5, к выходной части 6. Основание трубчатого корпуса 5, в котором при его использовании находятся гранулы или микросферы реагента, предпочтительно снабжено центральным отверстием, т.е. выполнено в виде кольца. Шнек, спиральный винт или винтовой механизм 9 предпочтительно проходит через центральное отверстие в основании трубчатого корпуса 5. Выходная часть 6 предпочтительно содержит цилиндрический канал, через который также проходит шнек, спиральный винт или винтовой механизм 9. Диаметр данного канала в выходной части 6 и шаг шнека, спирального винта или винтового механизма 9 предпочтительно выбраны такими, что гранулы или микросферы реагента внутри выходной части 6 перемещаются к выходной части 6 и могут по одной выдаваться из нее.

Ось или верхний конец шнека, спирального винта или винтового механизма 9 предпочтительно соединена (соединен) с первой шестерней 10 или с каким-либо другим первым приводным механизмом. Как показано на фиг.1, первая шестерня 10 (или первый приводной механизм) на верхнем конце шнека, спирального винта или винтового механизма 9 предпочтительно может приводиться в действие соответствующим вторым приводным механизмом (например второй, приводной шестерней 11, предпочтительно находящейся на рычаге 12 карусели 1). Зубья первой шестерни 10 диспенсера 2 гранул или микросфер реагента предпочтительно вступают в зацепление с соответствующими зубьями на второй, приводной шестерне 11, находящейся на рычаге 12 карусели 1. В результате вращение второй, приводной шестерни 11 приводит к вращению первой шестерни 10 и, следовательно, шнека, спирального винта или винтового механизма 9, связанного с первой шестерней 10.

Согласно варианту изобретения каждый диспенсер 2 гранул или микросфер реагента предпочтительно заполнен гранулами или микросферами реагента, которые предпочтительно содержат ядро из полистирола или иного пластика (полимера). Это ядро предпочтительно имеет покрытие из магнитного материала (например на основе железа) или обладает магнитными свойствами. Гранулы или микросферы реагента могут также иметь покрытие из реагента (например, содержащего антитела или антигены), который предпочтительно используется при анализе образцов. Согласно одному из вариантов реагент может применяться для анализа образцов с использованием цепных реакций полимеризации (ЦРП) или в рамках иммунологического исследования. Альтернативно согласно столь же предпочтительному варианту реагент может содержать ДНК- или РНК-последовательность, используемую в качестве гибридной пробы для обнаружения наличия в образце комплиментарных ДНК- или РНК-последовательностей. Гранулы или микросферы реагента могут иметь также антистатическое покрытие или обладать антистатическими свойствами.

Согласно одному из вариантов на карусели 1 могут быть установлены один или более датчиков, предпочтительно ниже выходной части 6 диспенсера 2 гранул или микросфер реагента или близко к ней. Единственный или каждый датчик предпочтительно определяет, были ли выданы или нет одна или более гранул (микросфер) реагента из выходной части 6 в камеру приема гранул или микросфер реагента на планшете 13 для образцов. Шаг шнека, спирального винта или винтового механизма 9 и скорость его вращения предпочтительно таковы, что индивидуальная гранула или микросфера реагента может быть выдана из выходной части 6 диспенсера 2 гранул или микросфер реагента менее чем за 0,5 с.

Как показано на фиг.1, планшет 13 для образцов предпочтительно установлен на подвижную платформу под рычагом 12 карусели 1. Данный планшет предпочтительно содержит множество лунок. Каждая лунка предпочтительно содержит центральную зону приема жидкости и расположенные вокруг этой зоны камеры приема гранул или микросфер реагента (далее - приемные камеры). Гранулы или микросферы реагента предпочтительно подаются из указанного диспенсера 2 прямо в заданную приемную камеру в планшете 13 для образцов. Планшет 13 для образцов предпочтительно поступательно перемещается посредством подвижной платформы таким образом, что заданная приемная камера устанавливается в непосредственной близости от нижней кромки выходной части 6 диспенсера 2 гранул или микросфер реагента. После этого в приемную камеру подается гранула или микросфера реагента, а планшет 13 для образцов переустанавливается подвижной платформой так, что в непосредственной близости от указанной нижней кромки устанавливается другая приемная камера. Затем процесс распределения (диспенсирования) гранул или микросфер реагента и поступательного перемещения планшета 13 для образцов предпочтительно повторяется. Когда все нужные гранулы или микросферы реагента будут выданы из конкретного диспенсера 2 гранул или микросфер реагента в соответствующие приемные камеры планшета 13 для образцов, карусель 1 предпочтительно поворачивается, чтобы ввести второй требуемый диспенсер 2 гранул или микросфер реагента во взаимодействие со второй, приводной шестерней 11, находящейся на рычаге 12 карусели 1. Затем гранулы или микросферы реагента из второго диспенсера 2 гранул или микросфер реагента выдаются в заданные приемные камеры планшета 13 для образцов. Этот процесс предпочтительно повторяют, чтобы выдать гранулы или микросферы реагента из следующих диспенсеров 2 гранул или микросфер реагента, закрепленных на карусели 1, в другие приемные камеры планшета 13 для образцов. В менее предпочтительных вариантах в процессе распределения гранул или микросфер реагента по планшету 13 для образцов некоторые из диспенсеров 2 гранул или микросфер реагента, закрепленные на карусели 1, могут заменяться или пополняться.

Особенно эффективное свойство состоит в том, что гранулы или микросферы реагента могут подаваться диспенсерами 2 гранул или микросфер реагента в приемные камеры планшета 13 для образцов любым желаемым образом. Например, в одной лунке все приемные камеры могут получить гранулы или микросферы реагента одного и того же типа. В другой лунке пары однотипных гранул или микросфер реагента могут быть помещены в смежные приемные камеры. Согласно предпочтительному варианту в каждую из приемных камер конкретной лунки помещают по одной грануле или микросфере реагента, причем эти камеры будут содержать различные гранулы или микросферы реагента. Однако согласно менее предпочтительным вариантам некоторые из приемных камер могут быть оставлены пустыми. Согласно другим менее предпочтительным вариантам некоторые приемные камеры могут получить более одной гранулы или микросферы реагента, особенно если эти гранулы (микросферы) имеют уменьшенный диаметр по сравнению с другими гранулами или микросферами, которые могут быть поданы в другие приемные камеры.

На фиг.3 более подробно показаны диспенсеры 2 гранул или микросфер реагента, закрепленные в держателях на карусели 1 посредством зажимов 3 и фиксирующих штифтов 4. Фиксирующий штифт 4 предпочтительно взаимодействует с крючком 8, имеющимся на выходной части 6 диспенсера 2 гранул или микросфер реагента. Фиксирующий штифт 4, крючок 8 и зажим 3 предпочтительно предотвращают разворот корпуса диспенсера 2 гранул или микросфер реагента в процессе его использования. Шнек, спиральный винт или винтовой механизм 9, находящийся внутри каждого диспенсера 2, предпочтительно приводится во вращение путем приведения зубьев первой шестерни 10, прикрепленной к оси шнека, спирального винта или винтового механизма 9, в зацепление с зубьями второй, приводной шестерни 11 (или второго приводного механизма, предпочтительно отходящего от рычага 12 карусели 1). Вторая, приводная шестерня 11 (или второй приводной механизм) предпочтительно приводится во вращение от электродвигателя.

На фиг.4А показана индивидуальная лунка 14 планшета 13 для образцов. Согласно конкретному варианту, иллюстрируемому фиг.4А, лунка 14 может содержать 8 приемных камер 15, расположенных вокруг центральной зоны 16 приема жидкости. В других вариантах может использоваться другое количество приемных камер 15. Каждая приемная камера 15 предпочтительно задана, по меньшей мере, двумя радиальными перегородками 17, а также наружной или внутренней стенкой лунки 14. Радиальные перегородки 17 предпочтительно отходят от стенки лунки 14 в направлении ее центральной оси. Однако перегородки 17 предпочтительно не доходят до этой оси, так что образуется круглая в сечении центральная зона 16 приема жидкости. По меньшей мере, некоторые, но предпочтительно все радиальные перегородки 17, заканчивающиеся у границы центральной зоны 16 приема жидкости, могут содержать утолщенную часть, которая предпочтительно способствует удерживанию гранул или микросфер реагента внутри их индивидуальных приемных камер 15 и препятствует выходу гранул или микросфер реагента в зону 16 приема жидкости. В других, менее предпочтительных вариантах имеет место только уменьшение высоты, по меньшей мере, некоторых или, по существу, всех радиальных перегородок 17 вблизи центральной зоны 16 приема жидкости.

В варианте по фиг.4А радиальные перегородки 17 отходят от наружной или внутренней стенки лунки 14. Однако в других вариантах, например в варианте, представленном на фиг.4В, радиальные перегородки 17 не отходят от стенки лунки 14, а отделены от этой стенки. Все или, по меньшей мере, некоторые радиальные перегородки 17, которые не доходят до стенки лунки 14, могут иметь уширение, предпочтительно способствующее удерживанию гранул или микросфер реагента внутри индивидуальных приемных камер 15. В других, менее предпочтительных вариантах высота, по меньшей мере, некоторых или, по существу, всех радиальных перегородок 17 просто уменьшается в направлении стенки лунки 14.

На фиг.4С показан вариант, в котором гранулы или микросферы реагента восьми различных типов распределены по отдельным приемным камерам 15 лунки. В конкретном варианте по фиг.4С первая гранула (микросфера) 18А покрыта первым реагентом, вторая гранула (микросфера) 18В покрыта другим, вторым, реагентом, третья гранула (микросфера) 18С покрыта другим, третьим реагентом, четвертая гранула (микросфера) 18D покрыта другим, четвертым реагентом, пятая гранула (микросфера) 18Е покрыта другим, пятым реагентом, шестая гранула (микросфера) 18F покрыта другим, шестым реагентом, седьмая гранула (микросфера) 18G покрыта другим, седьмым реагентом, а восьмая гранула (микросфера) 18Н покрыта еще одним, восьмым реагентом. Таким образом, согласно этому варианту на одном жидкостном образце можно провести, по существу одновременно, восемь индивидуально выбираемых различных иммунологических исследований, т.е. выполнить параллельное тестирование.

На фиг.5 представлен еще один вариант изобретения, в котором планшет для образцов содержит стрип из шести лунок 14. Каждая лунка 14 предпочтительно содержит восемь приемных камер 15.

Хотя лунки 14 согласно первому основному варианту предпочтительно содержат радиальные, т.е. прямые перегородки 17, в других вариантах перегородки, разделяющие смежные приемные камеры 15, могут быть изогнутыми. Согласно еще одному варианту приемные камеры 15 могут иметь сотовую конструкцию, состоящую из многоугольных (например шестиугольных) камер и/или иметь круглую форму.

Согласно первому основному варианту исследуемая жидкость предпочтительно диспенсируется в центральную зону 16 приема жидкости лунки 14. Жидкость может, например, содержать взятый у пациента образец крови, сыворотки, слюны или мочи. Жидкость, диспенсированная в центральную зону 16 приема жидкости лунки 14, предпочтительно затекает в каждую из примыкающих к ней приемных камер 15 через зазор между двумя радиальными перегородками 17, ограничивающими приемную камеру 15. Согласно предпочтительному варианту диспенсированная жидкость предпочтительно не перетекает через верхние края радиальных перегородок 17.

По меньшей мере, некоторые из гранул или микросфер реагента, поданных в приемные камеры 15 лунки 14, могут иметь магнитный слой или магнитное покрытие и/или обладать магнитными свойствами. Может быть предусмотрено магнитное или электростатическое приспособление, чтобы притягивать гранулы или микросферы реагента во время их выдачи из диспенсера 2 и тем самым направлять выдаваемые гранулы или микросферы реагента в соответствующие приемные камеры 15 лунки 14. После того как гранулы или микросферы реагента будут поданы в приемные камеры 15, магнитное или электростатическое приспособление может быть применено, чтобы притягивать эти гранулы (микросферы) и тем самым удерживать их в их приемных камерах 15 в течение определенного времени.

В других вариантах для того, чтобы направлять гранулы или микросферы реагента в соответствующие приемные камеры 15 и/или удерживать поданные гранулы или микросферы реагента в этих камерах в течение определенного периода времени, может быть применено механическое или электрическое приспособление.

Согласно еще одному варианту магнитное, электростатическое, механическое или электрическое приспособление может быть применено, чтобы осуществлять вибрацию или иное периодическое перемещение гранул или микросфер реагента, поданных в соответствующие приемные камеры 15. Подобные вибрация или иные перемещения гранул или микросфер реагента в приемных камерах 15 могут быть осуществлены после того, как образец жидкости будет подан в центральную зону 16 приема жидкости и распределится по всем приемным камерам 15. Такой процесс способствует полному смачиванию гранул или микросфер реагента жидкостью образца или их окружению данной жидкостью. Согласно одному из вариантов в каждую из центральных зон 16 приема жидкости лунок 14 в планшете 13 для образцов может быть подано 10-200 мл жидкого образца.

В дополнение или в качестве альтернативы по отношению к датчикам, установленным на карусели 1 или закрепленным иным образом вблизи выходных частей 6 диспенсера 2 гранул или микросфер реагента, чтобы определить, произошла ли выдача одной или более гранул или микросфер реагента и заняли ли они правильное положение в соответствующих приемных камерах 15 планшета 13 для образцов, может быть применена система визуального контроля. Согласно одному варианту гранулы или микросферы реагента могут быть окрашены, чтобы контрастировать с цветом планшета 13 для образцов, который в одном из вариантов является, по существу, прозрачным. Планшет 13 для образцов может содержать один или более люминесцентных или флуоресцентных маркеров и приспособление для обнаружения люминесценции или флуоресценции, чтобы определять, была ли произведена правильная выдача гранул или микросфер реагента в соответствующие приемные камеры 15 лунки 14. Это определение может, например, проводиться путем определения того, препятствует ли гранула или микросфера реагента наблюдению (или детектированию иным способом) люминесцентных или флуоресцентных маркеров на планшете 13 для образцов. В других, менее предпочтительных вариантах для определения наличия или отсутствия гранул или микросфер реагента в приемных камерах 15 лунки 14 может применяться магнитный, электрический, емкостный или механический датчик.

В одном варианте для определения количества и/или положения, и/или типа гранул, или микросфер реагента, поданных в приемные камеры 15, может быть использована система управления. Система управления может также определять, в какие приемные камеры 15 следует подать следующие гранулы или микросферы реагента. После того как жидкий образец будет диспенсирован в центральные зоны приема лунок 14, система управления может проверить, было ли диспенсировано требуемое количество жидкого образца и все ли гранулы или микросферы реагента, по меньшей мере, частично или полностью погружены в жидкий образец.

Количество жидкого образца, подлежащее диспенсированию в центральную зону приема жидкости лунки 14, может зависеть от количества приемных камер 15, сформированных в лунке 14, диаметра гранул или микросфер реагента, которые поданы в эти камеры, и от количества гранул или микросфер реагента, которые поданы в любую заданную лунку 14. Система управления может использоваться, чтобы варьировать количество жидкого образца, диспенсируемого в лунки 14, таким образом, чтобы гранулы или микросферы реагента были погружены в жидкий образец, по существу, на постоянную глубину, независимо от количества гранул или микросфер реагента, присутствующих в лунке 14, количества приемных камер 15 и диаметра поданных гранул или микросфер реагента.

Применимы различные форматы планшетов 13 для образцов. Например, как показано на фиг.1 и 3, этот планшет может содержать двумерный массив лунок 14. Так, планшет 13 для образцов может содержать массив 4×4, 4×6, 4×8, 4x10, 4×12, 6×6, 6×8, 6×10, 6×12, 8×8, 8×10, 8×12, 10×10, 10×12 или 12×12 лунок 14. Согласно другим вариантам планшет 13 для образцов может содержать одномерный стрип лунок 14, например стрип, содержащий 4×1, 6×1, 8×1, 10×1 или 12×1 лунок 14. Возможны и иные варианты, в которых лунки 14 могут быть расположены в формате, отличном от двумерного массива или стрипа.

Далее, со ссылками на фиг.6, будет описан второй основной вариант изобретения. Согласно этому варианту используется планшет для образцов, который предпочтительно содержит группу лунок 19 (хотя согласно другому, менее предпочтительному варианту планшет для образцов может содержать только единственную лунку 19). Согласно предпочтительному варианту планшет для образцов может содержать массив 9×6 лунок 19 (одна из которых показана на фиг.6). Возможны и варианты, в которых планшет для образцов может содержать стрип лунок 19, содержащий, например, 1×9 или 1×6 лунок 19.

Каждая лунка 19 предпочтительно содержит гнезда, выемки или ячейки (далее - гнезда) 21, которые предпочтительно выполнены в основании лунки 19. В конкретном варианте по фиг.6 лунка 19 содержит 10 гнезд 21, образованных в ее основании. В других вариантах количество гнезд 21 в основании лунки 19 может быть иным. Например, по меньшей мере, некоторые или все лунки 19, имеющиеся в планшете для образцов, могут иметь 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 или более 20 гнезд 21.

Гнезда 21 предпочтительно размещены по краю (периметру) основания лунки 19, тогда как центральная зона основания лунки 19 предпочтительно является, по существу, плоской и свободной от гнезд 21. Согласно первому основному варианту, описанному выше со ссылками на фиг.1-5, в планшете для образцов выполнены радиальные перегородки, чтобы удерживать гранулы или микросферы реагента в соответствующих приемных камерах. Однако согласно второму основному варианту гранулы или микросферы реагента предпочтительно удерживаются внутри гнезд 21 планшета для образцов, так что радиальные перегородки не требуются и поэтому предпочтительно не используются. Однако возможен (но менее предпочтителен) вариант, в котором объединены признаки первого и второго основных вариантов, т.е. в нем используется планшет для образцов, содержащий множество приемных камер, которые частично задаются радиальными перегородками. При этом, по меньшей мере, некоторые приемные камеры могут дополнительно содержать гнездо в основании приемной камеры. Согласно такому, менее предпочтительному варианту гранула или микросфера реагента может подаваться в приемную камеру и жестко фиксироваться в имеющемся в ней гнезде.

Возможны также варианты, в которых используется планшет, являющийся гибридом традиционного микропланшета и планшета для образцов согласно первому и/или второму основным вариантам. Так, в одном варианте может быть предусмотрен планшет для образцов, содержащий одну или более традиционных лунок и одну или более лунок, имеющих гнезда для приема гранул или микросфер реагента.

Возвращаясь ко второму основному варианту, проиллюстрированному на фиг.6, по меньшей мере, некоторые или все гнезда 21 в основании лунки 19 предпочтительно выполнены сужающимися, по существу, по всей своей глубине или, по меньшей мере, на ее части. Гнезда 21 могут иметь угол конусности, равный 6°. Согласно одному из вариантов верхняя часть сужающегося гнезда (принимающая гранулу или микросферу реагента) может иметь диаметр 1,82 мм. Часть основания лунки 19, окружающая гнездо, может быть снабжена внутренней фаской (раззенковкой), чтобы облегчить введение гранул (микросфер) 20А; 20В реагента в гнездо 21. В одном варианте наружный диаметр такой фаски может равняться 2,25 мм.

На фиг.7А показаны, на виде в плане, лунка 19 и части двух смежных лунок 19, выполненных в планшете для образцов согласно второму основному варианту изобретения. Лунки, показанные на фиг.7А, образуют часть массива лунок 19, выполненных в планшете для образцов. Каждая лунка 19 содержит 10 гнезд 21, выполненных в основании (дне) лунки 19. При использовании планшета гранула или микросфера реагента предпочтительно вводится в каждое гнездо 21 лунки 19 и фиксируется в нем благодаря постепенному уменьшению диаметра гнезда.

На фиг.7В более наглядно показано дно лунки 19; видны образованные в основании (дне) лунки гнезда 21, каждое из которых выполнено с возможностью приема гранулы или микросферы реагента. Каждое гнездо 21 в основании лунки 19 предпочтительно снабжено фаской на входе в сужающуюся часть. Согласно предпочтительному варианту в каждое гнездо 21 подается и удерживается в нем единственная гранула или микросфера реагента.

На фиг.7С показана гранула (микросфера) 20А реагента, поданная к гнезду 21, выполненному в основании лунки 19, и помещенная в это гнездо согласно второму основному варианту изобретения. Гранула (микросфера) 20А реагента удерживается в гнезде 21, причем, когда она находится внутри гнезда 21, ее верхняя поверхность расположена примерно на 0,3 мм ниже поверхности основания лунки. Таким образом, согласно предпочтительному варианту, гранула (микросфера) 20А реагента, удерживаемая в гнезде 21, выполненном в основании (дне) лунки 19, предпочтительно не выступает над входом (т.е. над верхней поверхностью) гнезда 21 и, соответственно, над поверхностью основания (дна) лунки 19. Однако в менее предпочтительных вариантах одна или более гранул или микросфер реагента, помещенная (помещенных) в одно или более гнезд 21 в основании лунки 19, может (могут) находиться в мелком гнезде (в мелких гнездах) 21 или в гнезде (гнездах) 21, сужающемся (сужающихся) настолько, что при удерживании в таком гнезде гранулы (микросферы) 20А реагента она слегка выступает над верхним краем гнезда 21, т.е. над поверхностью основания лунки 19.

Гранулы или микросферы реагента предпочтительно помещают в гнезда 21 в дне лунки 19 планшета для образцов посредством диспенсера 22 гранул или микросфер реагента, как это будет описано далее со ссылками на фиг.8А, 8В и 9. Предпочтительный вариант диспенсера 22 гранул или микросфер реагента согласно второму основному варианту показан на фиг.8А. Он предпочтительно содержит верхнюю крышку 23, корпус 24 шприцевого дозатора и втулку 25, которая выступает из нижнего конца корпуса 24 шприцевого дозатора.

На фиг.8В диспенсер 22 гранул или микросфер реагента показан в продольном разрезе. Видно, что согласно предпочтительному варианту он содержит также направляющую 26 плунжера, которая предпочтительно находится внутри корпуса 24 шприцевого дозатора. На наружной поверхности верхней части направляющей 26 предпочтительно сформирована резьба. Внутренняя поверхность верхней части корпуса 24 шприцевого дозатора предпочтительно снабжена соответствующей резьбой, сопрягающейся с указанной резьбой на наружной поверхности направляющей 26 плунжера, так что при ее использовании эта направляющая фиксируется посредством ввинчивания в корпус 24 шприцевого дозатора. Внутренняя поверхность крышки 23 также предпочтительно снабжена резьбой, так что она предпочтительно навинчивается на верхнюю часть направляющей 26 плунжера.

Плунжер 27 предпочтительно помещен внутрь направляющей 26 плунжера; при этом его можно опускать посредством приводного компонента 28, который находится над плунжером 27, в канале, образованном направляющей 26 плунжера. Между этим компонентом и плунжером находится приводная пружина (не изображена), так что при отжимании приводного компонента 28 вниз усилие от него через приводную пружину передается на плунжер 27, и это заставляет плунжер опуститься вниз. Возвратная пружина (не изображена) предпочтительно установлена между нижней частью направляющей 26 плунжера и плунжером 27, так что, когда приводной компонент 28 больше не отжимается вниз, плунжер 27 и приводной компонент 28 предпочтительно возвращаются в верхнее положение.

На фиг.9 диспенсер 22 гранул или микросфер реагента согласно второму основному варианту, описанный со ссылками на фиг.8А и 8В, показан с пространственным разделением его компонентов. Из фиг.9 видно, что в верхней части втулки 25 предпочтительно находится мембранный элемент 30 из силикона. При использовании диспенсера гранулы или микросферы реагента, находящиеся внутри корпуса 24 шприцевого дозатора, предпочтительно размещены вдоль спиральной дорожки, сформированной в нижней части корпуса 24 шприцевого дозатора. В результате, у дна корпуса 24 шприцевого дозатора гранулы или микросферы реагента оказываются расположенными последовательно, т.е. одна за другой. Последовательное расположение гранул или микросфер реагента продолжается в камере, предпочтительно расположенной непосредственно над втулкой 25, т.е. ниже направляющей 26 плунжера. Данная камера имеет форму и размеры, рассчитанные на прием единственной гранулы или микросферы реагента, находящейся в канале ниже плунжера 27 и выше втулки 25. Когда плунжер 27 смещается вниз, он толкает единственную находящуюся в камере гранулу (микросферу) 20А реагента вниз. Эта гранула (микросфера) 20А предпочтительно проталкивается плунжером 27 через мембранный элемент 30. Согласно предпочтительному варианту плунжер 27 продолжает проталкивать гранулу (микросферу) 20А реагента через втулку 25 и в гнездо 21 лунки 19, которая предпочтительно находится непосредственно под втулкой 25 диспенсера 22 гранул или микросфер реагента. Мембранный элемент 30 предпочтительно предотвращает случайную выдачу гранул или микросфер реагента из камеры диспенсера 22 гранул или микросфер реагента во втулку 25 корпуса 24 шприцевого дозатора.

Нижняя часть корпуса 24 шприцевого дозатора предпочтительно имеет спиральную форму и действует как направляющая для гранул или микросфер реагента, подводящая их к камере, находящейся в нижней части корпуса 24 шприцевого дозатора. Камера предпочтительно сконструирована такой, что в любой момент времени только одна гранула или микросфера реагента находится над мембранным элементом 30. Камера сформирована в канале, по которому перемещается плунжер 27, так что опускание плунжера 27 предпочтительно приводит к проталкиванию находящейся в камере гранулы или микросферы реагента через мембранный элемент 30 во втулку 25.

Может быть дополнительно предусмотрен вибрационный механизм, выполненный с возможностью воздействовать на наружную поверхность корпуса 24 шприцевого дозатора, чтобы гарантировать опускание гранулы или микросферы реагента вниз, через корпус 24 шприцевого дозатора к его нижней части и размещение гранул или микросфер одна за другой, готовыми войти в указанную камеру.

Гранулы или микросферы реагента могут быть предварительно загружены в корпус 24 шприцевого дозатора, например, поставщиком набора для проведения анализа или каким-либо другим поставщиком. Альтернативно, конечный пользователь может самостоятельно заполнить корпус 24 шприцевого дозатора гранулами или микросферами реагента.

Далее, со ссылками на фиг.10, будет рассмотрено автоматизированное устройство (именуемое также микроформирователем) согласно второму основному варианту, предназначенное для формирования микроматриц. Как показано на фиг.10, группа корпусов диспенсеров 37 может быть установлена на поддон (лоток) 36, который затем устанавливается, предпочтительно автоматически, в автоматизированное устройство (микроформирователь). Поддон 36, несущий корпуса диспенсеров 37 (т.е. шприцевых дозаторов), может поступательно подводиться посредством трехкоординатного механизма переноса или роботизированного рычага к рабочей зоне микроформирователя, в которой производится распределение гранул или микросфер реагента.

Трехкоординатный механизм переноса в микроформирователе предпочтительно содержит первый узел, содержащий направляющий рельс 31, вдоль которого может поступательно перемещаться первый блок 32 в первом горизонтальном направлении (x). Предпочтительно имеется также второй узел, содержащий второй, несущий блок 33, который предпочтительно охватывает или окружает первый блок 32. Несущий блок 33 может поступательно перемещаться во втором горизонтальном направлении (y), предпочтительно ортогональном первому горизонтальному направлению (x), т.е. двигаться вперед и назад вдоль первого блока 32. Предпочтительно имеется также третий узел, содержащий приводной механизм 34 шприцевого дозатора, в котором предпочтительно находится линейный приводной компонент (не изображен). Данный механизм 34 предпочтительно установлен на блоке 33 с возможностью скользящего перемещения в вертикальном направлении (z) относительно этого блока, т.е. он может подниматься и опускаться.

Описанный трехкоординатный механизм предпочтительно содержит также убираемый рычаг 35, выступающий из несущего блока 33. Данный механизм предпочтительно запрограммирован так, что он может выбирать и поднимать диспенсер 22, 37 гранул или микросфер реагента с поддона 36, на котором находятся диспенсеры. Приводной механизм 34 шприцевого дозатора (т.е. диспенсера 37 гранул или микросфер реагента) содержит конический наконечник, упруго установленный внутри трубчатого корпуса. Этот наконечник выполнен с возможностью взаимодействия с коническим участком, имеющимся на крышке 23 шприцевого дозатора в составе диспенсера 22, 37 гранул или микросфер реагента. Когда этот диспенсер установлен на поддоне 36, данный наконечник может быть опущен на крышку 23 диспенсера 22, 37 гранул или микросфер реагента, разъемно соединив тем самым данный диспенсер 22, 37 с приводным механизмом 34. Приводной механизм 34 и связанный с ним диспенсер 22, 37 гранул или микросфер реагента могут быть затем подняты на высоту, достаточную для того, чтобы убираемый рычаг 35 (который первоначально убран в тело несущего блока 33) мог быть выведен из него. После этого диспенсер 22, 37 гранул или микросфер реагента опускается посредством приводного механизма 34 так, что верхняя часть корпуса 24 шприцевого дозатора может быть зафиксирована рычагом 35. Убираемый рычаг 35 предпочтительно снабжен отверстием, диаметр которого предпочтительно меньше, чем наружный диаметр кромки верхней части корпуса 24 шприцевого дозатора.

Согласно предпочтительному варианту каждый диспенсер 22, 37 гранул или микросфер реагента предпочтительно содержит множество идентичных гранул или микросфер реагента. В этом варианте на один поддон 36 можно установить до 15 диспенсеров 22, 37 гранул или микросфер реагента, причем каждый из этих диспенсеров может вместить примерно 2000 гранул или микросфер реагента.

Согласно предпочтительному варианту приводной механизм 34 способен поднимать диспенсер 22, 37 гранул или микросфер реагента с поддона 36 и опускать его так, чтобы втулка 25 данного диспенсера находилась непосредственно над требуемым гнездом 21 для гранулы или микросферы реагента, имеющимся в лунке 19 планшета для образцов. После этого активируют приводной механизм 34, в результате чего приводной компонент 28 диспенсера 22, 37 гранул или микросфер реагента отжимается вниз, что, в свою очередь, приводит к проталкиванию плунжером 27 гранулы (микросферы) 20А реагента через мембранный элемент 30 и через втулку 25 в требуемое гнездо 21 для гранулы или микросферы реагента в лунке 19. Приводной механизм 34 предпочтительно выполнен с возможностью отжимать вниз приводной компонент 28 и плунжер 27 с приложением заданного усилия (в отличие от перевода приводного компонента 28 и плунжера 27 в заданное положение по вертикали). Благодаря этому гранулы (микросферы) 20А реагента под действием постоянного усилия плотно и стабильно вводятся в указанные гнезда 21 лунки 19.

На фиг.11 показано устройство для захвата диспенсера гранул или микросфер реагента (т.е. часть приводного механизма 34) в процессе захвата диспенсера 22 гранул или микросфер реагента. Данный приводной механизм 34 содержит наконечник 39, имеющий сужающийся на конус нижний конец, выполненный с возможностью взаимодействия с коническим участком, имеющимся на крышке 23 диспенсера 22 гранул или микросфер реагента. В наконечнике 39 имеется центральное отверстие, через которое проведен толкатель 40 плунжера. Толкатель 40 может перемещаться вверх и вниз под действием линейного приводного элемента 41, который приводит в линейное движение ходовой винт 42, поднимающий или опускающий толкатель 40 плунжера.

Как показано на фиг.11, чтобы захватить и поднять диспенсер 22 гранул или микросфер реагента, приводной механизм 34 опускается на этот диспенсер, так что наконечник 39 приводного механизма 34 вступает во взаимодействие с крышкой 23 диспенсера. При опускании приводного механизма 34 на диспенсер 22 гранул или микросфер реагента наконечник 39 испытывает сжатие и сначала смещается вверх, насколько это возможно. Затем наконечник 39, находящийся в сжатом состоянии, дополнительно смещается вниз. В результате взаимодействующие конические участки наконечника 39 и крышки 23 предпочтительно оказываются связанными, обеспечивая тем самым присоединение диспенсера 22 гранул или микросфер реагента к приводному механизму 34.

Диспенсер 22 гранул или микросфер реагента, представленный на фиг.11, по существу, аналогичен изображенному на фиг.8А, 8В и 9, за исключением того, что прокладка 29, показанная на фиг.8В и 9, заменена в варианте по фиг.11 удерживающим колпачком 43. На фиг.11 показано также положение приводной пружины 44, установленной между приводным компонентом 28 и плунжером 27 и передающей усилие от приводного компонента 28 плунжеру 27. Показана также возвратная пружина 45, установленная между плунжером 27 и направляющей 26 плунжера и заставляющая плунжер 27 (и, следовательно, приводной компонент 28) возвращаться в верхнее положение, когда приводной компонент 28 больше не активирован, т.е. не отжат вниз.

На фиг.12А показан приводной механизм 34, который захватил и поднял диспенсер 22 гранул или микросфер реагента и который находится в процессе переноса данного диспенсера в желательное положение. После того как приводной механизм 34 вступил во взаимодействие с диспенсером 22 гранул или микросфер реагента, этот механизм 34 поднимается так, что наконечник 39 не находится больше в сжатом состоянии. Данный наконечник возвращается в свое нижнее положение, причем корпус 24 шприцевого дозатора в составе диспенсера 22 гранул или микросфер реагента оказывается зафиксированным относительно наконечника 39 посредством конических участков на наконечнике и на крышке 23 шприцевого дозатора.

На фиг.12В показан диспенсер 22 гранул или микросфер реагента в процессе диспенсирования (подачи) гранул (микросфер) 20А реагента из данного диспенсера в гнездо лунки (не изображено) планшета для образцов (не изображен). Линейный приводной элемент 41 приводного механизма 34 предпочтительно активирован и обеспечивает опускание ходового винта 42, который соответственно перемещает толкатель 40 вниз. Это перемещение толкателя 40 отжимает вниз приводной компонент 28. Данный компонент передает усилие плунжеру 27 через приводную пружину 44, причем сам толкатель предпочтительно не контактирует непосредственно с плунжером 27. Плунжер 27 предпочтительно выводит гранулу (микросферу) 20А реагента из камеры в центральном канале, имеющемся в корпусе 24 шприцевого дозатора. Гранула (микросфера) 20А реагента предпочтительно проталкивается плунжером 27 через мембранный элемент 30, через втулку 25 и далее в гнездо планшета для образцов (не изображено).

На фиг.13А приводной механизм 34 показан в процессе сбрасывания со своего конца диспенсера 22 гранул или микросфер реагента. В этом режиме работы диспенсер 22 гранул или микросфер реагента находится над поддоном 36. Линейный приводной элемент 41 предпочтительно перемещает ходовой винт 42 вниз до тех пор, пока плунжер 27 не опустится в свое крайнее положение. Наконечник 39 также опускается в крайнее положение. После этого указанный элемент 41 предпочтительно продолжает прикладывать через приводной компонент 28 усилие к плунжеру 27, что, как показано на фиг.13В, приведет к тому, что диспенсер 22 гранул или микросфер реагента будет с усилием отделен от наконечника 39. После этого данный диспенсер предпочтительно падает обратно на поддон 36 для диспенсеров гранул или микросфер реагента.

Чтобы проиллюстрировать свойства варианта изобретения, было проведено испытание с использованием планшета для образцов, содержащего девять лунок 19. Каждая лунка 19 содержала десять гнезд 21, расположенных по окружности вокруг центральной части лунки 19. В каждое из гнезд 21 помещалась гранула реагента, покрытая реагентом с различными концентрациями. 10 гранул в первой лунке были покрыты реагентом с концентрацией 10 мкг/мл; 10 гранул во второй лунке - реагентом с концентрацией 8 мкг/мл; 10 гранул в третьей лунке - реагентом с концентрацией 4 мкг/мл; 10 гранул в четвертой лунке - реагентом с концентрацией 2 мкг/мл; 10 гранул в пятой лунке - реагентом с концентрацией 1 мкг/мл; 10 гранул в шестой лунке - реагентом с концентрацией 0,5 мкг/мл. 10 гранул в седьмой лунке не были покрыты реагентом, т.е. его концентрация составила 0 мкг/мл. 10 гранул в восьмой лунке были покрыты реагентом, имеющим различные концентрации, а именно составляющие 10 мкг/мл, 8 мкг/мл, 4 мкг/мл, 2 мкг/мл, 1 мкг/мл, 0,5 мкг/мл, 0 мкг/мл, 0 мкг/мл, 0 мкг/мл и 0 мкг/мл. 10 гранул в девятой лунке имели те же концентрации, что и гранулы реагента в восьмой лунке, и были расположены в той же последовательности.

Реагенты на указанных гранулах были покрыты твердой фазой, содержащей иммобилизированные антитела, в частности IgG овцы, и транспортировались в бикарбонатном буфере, содержащем 0,02% консерванта Kathon®.

Лунки 19 планшета для образцов очистили от консерванта, в котором транспортировались гранулы, после чего в каждую лунку добавили 400 мкл ослиного пероксидазного конъюгата против IgG овцы. Конъюгат был разбавлен в отношении 1/1000 в буфере-разбавителе Tris Buffered Saline ("TBS"). Затем планшет для образцов инкубировали при комнатной температуре и подвергли его вибрациям средней интенсивности в течение 45 мин. После этого любой несвязанный конъюгат был выведен из лунок 19 посредством одноканальной промывочной головки для микроформирователей DS2®, предлагаемой фирмой Dynex Technologies. После удаления из лунок 19 любого несвязанного конъюгата в каждую лунку немедленно добавили в качестве промывочной жидкости 500 мкл вышеупомянутого буфера-разбавителя TBS, разбавленного в отношении 1:20. Затем эта жидкость была удалена из лунок 19, и процесс подачи и удаления промывочной жидкости был повторен еще два раза. После завершения последнего повторения этого процесса в каждую лунку 19 немедленно добавили 300 мкл хемилюминесцентного маркера люминола. Затем планшет для образцов инкубировали в темноте при комнатной температуре, одновременно подвергая его вибрациям средней интенсивности в течение 15 мин. Сразу же после этого планшет для образцов перенесли к считывающей камере.

Камера работала с экспозицией 6 мин 30 с и с усилением 20. Съемка производилась через 22 мин и 29 мин после добавления люминола. После этого изменили экспозицию на 8 мин 37 с. Следующие снимки были сделаны через 38 мин, 47 мин, 56 мин и 65 мин после добавления люминола. Анализ изображений показал, что наибольший уровень сигнала имел место через 15-22 мин после добавления люминола, что согласуется с кривой затухания для этого маркера.

Согласно предпочтительному варианту после подачи гранул или микросфер реагента в гнезда лунок планшета для образцов могут выполняться следующие операции. Во-первых, в одну или более лунок планшета для образцов может быть добавлен жидкий образец. Этот образец может содержать один или более аналитов, таких как специфичные антигены, которые могут реагировать с реагентом, нанесенным на одну или более гранул или микросфер. Гранулы или микросферы реагента предпочтительно покрыты специфичным иммобилизированным антителом.

После того как жидкий образец добавлен в лунки, планшет для образцов предпочтительно подвергают инкубации. Когда в результате инкубации планшета для образцов образуются комплексы антиген-антитело, планшет для образцов предпочтительно подвергают одной или более операциям промывки и отсоса жидкости, чтобы полностью удалить несвязанный жидкий образец и любую жидкость, использованную при промывке. Затем добавляют конъюгат с энзимом, который будет связываться с антигеном в составе сформированных комплексов антиген-антитело, но который не будет связываться с антителами, в том числе в составе комплекса антиген-антитело. Затем планшет для образцов инкубируют и подвергают одной или более операций промывки и отсоса жидкости. По завершении этих операций добавляют люминол (или другой визуализирующий агент). Затем предпочтительно производят отсос жидкости из планшета для образцов, чтобы удалить любое избыточное количество люминола (или другого визуализирующего агента). При контакте люминола (или другого визуализирующего агента) с энзимами, связанными с антигенной частью комплекса антиген-антитело, люминол будет распадаться, вызывая появление характерной окраски. На завершающей стадии осуществляется анализ планшета для образцов, причем предпочтительно производится определение по конечной точке.

Далее будет подробно описан наиболее предпочтительный вариант изобретения, представленный на фиг.14А и 14В. На фиг.14А показаны 9 планшетов для образцов, установленных в держатель планшетов. Каждый планшет для образцов, показанный на фиг.14А, представляет собой стрип из 6×1 лунок. Планшеты для образцов могут устанавливаться в держатель с возможностью их извлечения. Таким образом, каждый из 9 планшетов для образцов (стрипов) содержит по 6 лунок, а в каждой лунке предпочтительно имеется по 10 конических гнезд, рассчитанных на прием гранул реагента. Гранулы реагента предпочтительно загружаются в конические гнезда таким образом, что не выступают над основанием лунки. На фиг.14В более подробно показан держатель планшетов, на который могут устанавливаться планшеты для образцов.

На фиг.15А более подробно показан стрип с шестью лунками. Согласно предпочтительному варианту лунки в стрипе разделены пространственно или каким-то иным образом. При этом в данном варианте планшета для образцов (стрипа) он может разделяться на отдельные лунки. На фиг.15 В иллюстрируется установка стрипа из шести лунок в держатель планшетов.

На фиг.16А иллюстрируется установка единственной лунки (которая отделена от стрипа) в держатель планшетов. Лунки предпочтительно имеют охватывающую часть, способную сопрягаться с охватываемой частью, выполненной на основании указанного держателя. Планшет для образцов (стрип) предпочтительно выполнен с возможностью прочно фиксироваться на указанном держателе в процессе своей установки в этот держатель.

На фиг.16В представлено детальное изображение двух лунок, связанных отделяемым звеном 47. Отделяемое звено 47 предпочтительно позволяет пользователю разделять смежные лунки. Согласно данному варианту лунки могут отделяться одна от другой, но при этом могут устанавливаться одна рядом с другой в держателе планшетов, не создавая взаимных помех. Отделяемое звено 47 предпочтительно содержит одну, две или более двух точек 46 разделения. Согласно одному варианту отделяемое звено 47 между двумя лунками может быть отделено от лунки в первой точке 46 разделения. Отделяемое звено 47 может быть отломано или иным способом отделено во второй точке 46 разделения от единственной лунки, с которой оно оставалось связанным.

На фиг.16С показана лунка, связанная с концевым отделяемым звеном 48. Это звено позволяет использовать крайние лунки в держателе планшетов без создания помех для других лунок. Концевое отделяемое звено 48 создает захват, с помощью которого пользователь может извлечь стрип лунок или единственную лунку из держателя планшетов.

На фиг.16D показана лунка, снабженная пластинкой 49 идентификации/ориентации. На такую пластинку, печатью или иным способом, можно нанести идентификатор. Идентификатор может содержать двумерный или трехмерный штрих-код и/или текст, считываемый человеком. Данная пластинка предпочтительно помогает пользователю сориентировать лунку (в случае использования единственной лунки), согласуя положение пластинки с соответствующими деталями на держателе планшетов и/или на других лунках.

На фиг.17А стрип лунок представлен на виде снизу. Можно видеть, что согласно предпочтительному варианту каждая лунка содержит 10 гнезд, в которые при использовании стрипа помещают гранулы реагента. Основание (нижняя сторона) каждой лунки предпочтительно имеет также охватывающую часть, способную сопрягаться при использовании стрипа с охватываемой частью, выполненной в основании держателя планшетов.

На фиг.17В более детально показана охватывающая часть 50, которая облегчает позиционирование стрипа лунок на держателе планшетов. На фиг.17С показана соответствующая (ответная) охватываемая часть 51, выполненная в основании держателя планшетов. В одном варианте охватываемая часть 51 может содержать группу гибких выступов, которые предпочтительно могут деформироваться внутрь при установке лунки на охватываемую часть. Данные выступы предпочтительно смещаются (деформируются) все вместе, чтобы обеспечить фиксацию лунки без необходимости приложения чрезмерного усилия при установке лунки на пластину для планшетов и/или при снятии с нее лунки.

На фиг.18 стрип лунок представлен в продольном разрезе. Видно, что согласно предпочтительному варианту лунки содержат сужающиеся книзу гнезда 52. Эти гнезда 52 предпочтительно служат для размещения гранул реагента в процессе использования стрипа. Угол конусности гнезд составляет предпочтительно 6,0°.

Хотя описанные варианты были основаны на применении гранул реагента, имеющих покрытие из биомолекул для использования в иммунологическом исследовании, в частности в ELISA, изобретение в равной степени охватывает гранулы реагента, содержащие (например в виде покрытия) последовательности нуклеиновых кислот, которые применяются в качестве гибридных проб для обнаружения ДНК- или РНК-последовательностей, комплиментарных содержащимся в гранулах реагента последовательностям. Как будет понятно специалистам в данной области, гибридная проба будет неактивной до момента гибридизации, после чего происходит изменение конформации, так что молекулярный комплекс становится активным, причем он будет флуоресцировать под действием УФ облучения. Таким образом, все вышеописанные варианты во всех своих аспектах в равной степени применимы к использованию гранул реагента, содержащих (например в виде покрытий) ДНК- или РНК-последовательности (или другие нуклеотидные последовательности) для применения в качестве гибридных проб при обнаружении комплиментарных ДНК- или РНК-последовательностей.

Хотя изобретение было описано со ссылками на предпочтительные варианты, специалистам будет понятно, что в него могут быть внесены различные изменения, не выходящие за пределы изобретения, определяемые прилагаемой формулой.