專利名稱：爆炸性液體包裝及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行生物和化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)、裝置和方法。特別地，本發(fā)明涉及用于向生物和化學(xué)試驗遞送試劑的爆炸性液體包裝的用途。
背景技術(shù)：
許多現(xiàn)有的在醫(yī)學(xué)診斷中使用的液體試劑的儲存方法是在滅菌塑料瓶中完成的， 其經(jīng)常需要用于船運(yùn)、運(yùn)輸和在最終目的地的儲存的冷鏈技術(shù)。盡管這些方法在大多數(shù)發(fā)達(dá)國家是可行的，但是這樣的要求對于發(fā)展中國家形成了挑戰(zhàn)并顯現(xiàn)出較高的成本。在船運(yùn)、海關(guān)、可靠性規(guī)定以及對于儲存試劑的位置處的制冷設(shè)備持續(xù)供電期間可能存在問題。 這些問題的任何一個都有可能將試劑暴露于高溫、致使它們在臨床應(yīng)用上無效。而且，由于試劑是成批儲存和遞送的，所以對于單個的醫(yī)學(xué)診斷測試經(jīng)常需要熟練的檢驗科技師和精密的流體處理設(shè)備以精確地移液和等分。這種手動操作增加了樣品之間的交叉感染、需要額外的處理時間、并且增加管理和處理診斷試驗的成本。根據(jù)診斷系統(tǒng)如何操作，可以使用精確的移液、或直接經(jīng)儲存液體試劑的瓶子通過管子、精密的泵和閥門完成向診斷試驗盒的液體遞送。這樣的流體部件相加增加了診斷系統(tǒng)設(shè)計的成本和復(fù)雜性。此外，它們經(jīng)常易于產(chǎn)生污染、出現(xiàn)故障(需要機(jī)械維修和/或替換件)、以及發(fā)生泄漏。因此需要其它的儲存和遞送試劑的方法。特別需要的是在環(huán)境溫度下運(yùn)輸和儲存試劑的結(jié)構(gòu)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及進(jìn)行生物和化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)、裝置和方法。特別地，本發(fā)明涉及用于向生物和化學(xué)試驗遞送試劑的爆炸性液體包裝的用途。在某些實施方案中，本發(fā)明提供了試驗系統(tǒng)及其使用方法，其包括液體包裝部件，所述液體包裝部件包括一個或多個液體儲存艙室，其中所述液體儲存艙室包含液體并蓋有爆炸性密封件；密封件爆炸部件，所述密封件爆炸部件配置為使所述爆炸性密封件爆炸；以及試驗裝置，所述試驗裝置配置為從所述液體儲存部件接受液體。在某些實施方案中，所述爆炸性密封件為箔(例如，鋁)層壓板。在某些實施方案中，所述層壓板包括夾在防護(hù)性塑料薄膜和熱敏性密封劑之間的鋁箔。在某些實施方案中，所述密封件為可剝離的或永久性的。在某些實施方案中，所述密封件爆炸部件包括柱塞，所述柱塞在多種條件下壓縮所述液體儲存艙室，從而使所述密封件爆炸(例如，通過剝離打開)。在某些實施方案中，所述柱塞被一個或多個電機(jī)驅(qū)動。在另外的實施方案中，所述柱塞被手動驅(qū)動。在某些實施方案中，所述液體包裝部件與所述試驗裝置之內(nèi)的腔室通過流體導(dǎo)管連接或直接接觸。在某些實施方案中，所述液體包裝部件包括一個或多個液體儲存艙室。在某些實施方案中，所述液體儲存艙室包含按體積計60%以下，優(yōu)選 50%以下的空氣。在某些實施方案中，所述液體儲存艙室包含400μ1以下的空氣。在某些實施方案中，所述液體包裝部件進(jìn)一步包括一個或多個定位銷，以將液體儲存艙室固定到所述液體包裝部件。在某些實施方案中，所述液體儲存艙室包括滴料夾(tear-drop clamp)，所述滴料夾橫穿所述爆炸性密封件周界的一部分而提供均勻壓力。在某些實施方案中，所述滴料夾對于與所述試驗裝置聯(lián)通的所述爆炸性密封件的那部分不提供壓力。在某些實施方案中， 所述液體儲存艙室包含進(jìn)行生物或化學(xué)試驗的試劑。在某些實施方案中，所述試驗選自診斷試驗或研究試驗(例如，基于核酸的試驗(例如，PCR)或基于蛋白質(zhì)的試驗)。


圖1為典型的(不透明的)高蒸氣和氧氣屏障鋁(Al)箔層壓板的橫截面圖。(b) 作為屏障的Al箔薄板，和(c)防止在處理和加工期間Al箔被損壞或撕裂的薄防護(hù)性塑料薄膜。圖2為顯示在能夠被壓縮成型的高蒸氣和氧氣屏障層壓板中怎樣制造鼓泡 (blister)(此處為半球形)的過程圖。(a)冷成型站包括具有通氣孔的凸起塞子、具有通孔以允許凸起塞子穿過的剝離板、以及匹配的具有通氣孔的凹進(jìn)腔。將圓角半徑機(jī)械加工到凹進(jìn)腔以防止層壓板薄膜在冷成型期間撕裂/箍縮。(b)在剝離板上加壓以牢固地保持層壓板薄膜。然后，在凸起塞子上加壓以產(chǎn)生鼓泡形狀。(c)液體可以被精確地等分入冷成型的鼓泡中(頂部圖)；還顯示了鼓泡的照片(底部圖)。圖3為用液體冷成型的高蒸氣、氧氣和UV屏障(Al箔)層壓板鼓泡的圖。液滴頂點(diǎn)與層壓板鼓泡的頂部處于相同的平面中。右側(cè)顯示典型的Al箔層壓板的橫截面。液體停留在鼓泡層壓板的熱敏密封劑側(cè)。圖4為兩類熱密封件——可剝離的和永久性的。使用不同的密封劑材料在低溫下制造可剝性密封件(頂部圖)。它們具有低的剝離強(qiáng)度并被設(shè)計為在制造后被打開。使用相似的密封劑材料在高溫下典型地制造永久性的密封件(中間圖)，其具有較高的剝離強(qiáng)度。熱密封也可以擴(kuò)展至將層壓板與硬塑料粘合，正如底部圖像所示。圖5為用于將液體密封在冷成型鼓泡內(nèi)所使用的輪廓(脈沖)熱密封件壓力機(jī) (左圖)的設(shè)計示意圖。上壓板(右上圖)承載可互換的熱密封件(此處為圓形幾何形狀) 帶，其被設(shè)計為與鼓泡的幾何形狀匹配。下壓板(右下圖)承載可互換的硅/鋁壓力，其也被設(shè)計為與鼓泡的幾何形狀匹配。圖6為熱密封冷成型的Al箔層壓板鼓泡以儲存液體的一般過程。(a_b)在下壓板放泄部(relief)中放置冷成型鼓泡。將箔層壓板#2放置于頂部以使密封劑彼此面對面。 (c)具有熱密封件帶的上壓板降于鼓泡頂部，應(yīng)用同步壓力和加熱，以便使兩個層壓板熱密封(可剝離的)在一起。(d)最終包裝的和熱密封的鼓泡。圖7為儲存在熱密封的(可剝離的)Al箔層壓板鼓泡中的液體的橫截面圖。(a) 熱密封過程的參數(shù)為x-鼓泡的邊緣和熱密封件帶之間的距離；W-熱密封件寬度。(b)由于在兩個箔層壓板中存在Al箔層壓板，所以液體流失沒有經(jīng)過薄膜而只是經(jīng)過熱密封件發(fā)生。其是鼓泡體積、環(huán)境溫度、熱敏密封劑材料性質(zhì)(滲透性)、熱密封件表面面積(w的函數(shù))以及tseal (最終熱密封件的厚度)的函數(shù)。圖8為顯示使用雙面膠帶如何使包裝的鼓泡與硬的、一次性(塑料)盒整合在一起的透視圖和橫截面圖。(a)顯示盒和整合的鼓泡的透視圖(左圖為實體圖；右圖為透明圖)的概念性示意圖。(b)雙面粘合劑粘合于盒，其具有用于輸入口的適當(dāng)?shù)牧芽p。然后將包裝的鼓泡粘合于雙面粘合劑的反面。箔層壓板#2延伸超過鼓泡并且具有與輸入口對準(zhǔn)的匹配裂縫。(c)作為(b)的替代性方法，其中冷成型的層壓板不粘附地粘合于盒。(d-e) 替代性方法——箔層壓板#2被修剪為鼓泡的尺寸并且使用雙面膠將包裝的鼓泡粘合于盒。圖9為顯示使用熱密封件(可選擇加入雙面粘合劑)如何使包裝的鼓泡與硬的、 一次性(塑料)盒整合在一起的橫截面圖。(a)將包裝的鼓泡熱密封于硬盒。冷成型的鼓泡層壓板上的熱敏密封劑與與硬盒材料相似。(b)替代性方法——箔層壓板#2粘附地粘合于硬盒。然后將冷成型的鼓泡層壓板熱密封于硬盒。圖10為使包裝的鼓泡爆炸的機(jī)械卡緊機(jī)，以便向盒腔室遞送液體。該實例的盒的初始狀態(tài)示于圖8(e)中。(a-b)橫截面圖(左圖)和相應(yīng)的俯視圖(右圖)。在鼓泡邊緣周圍和硬盒輸入口周圍放置機(jī)械夾以保證來自鼓泡的液體僅在一個方向上流動——從鼓泡流動至輸入口。使用機(jī)械柱塞，以在鼓泡上提供均勻壓力直到可剝離密封件破裂，從而使儲存的液體逸出，進(jìn)入輸入口，并流入盒腔室。圖11為顯示具有三個包裝鼓泡的示例性硬盒與機(jī)械卡緊和爆炸模塊如何接合的示意圖。當(dāng)前的設(shè)計顯示三個分離的線性電機(jī)，這些電機(jī)操控每一個機(jī)械夾和柱塞組合，但是有可能被單一的線性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。圖12為顯示具有可剝離的和永久的熱密封件兩者的整合的盒和包裝的鼓泡的橫截面圖。(a)盒的初始狀態(tài)——圖9(b)中顯示相同的構(gòu)造。(b)機(jī)械柱塞與冷成型鼓泡對準(zhǔn)并壓靠冷成型鼓泡。由于其剝離強(qiáng)度低，所以可剝離的密封件在隨機(jī)位置破裂，液體從鼓泡中流入盒腔室。永久性熱密封件并不爆炸。圖13為具有三個包裝的箔層壓板鼓泡的診斷盒的實例，所述包裝的箔層壓板鼓泡在底面上整合于診斷盒之內(nèi)，其儲存三個分離的水性和/或非水性液體。該圖也闡明凍干試驗珠(lyophilized assay bead)如何可以容易地整合于盒中以與各自的液體溶解。 疏水性空氣滲透膜在液體分配入各自的腔室中時提供空氣的逸出點(diǎn)。(a)盒的初始狀態(tài)。 (b)鼓泡爆炸打開，從而使液體通過輸入口和通道分配進(jìn)入腔室3。凍干珠溶解。(c)第二個鼓泡爆炸打開，從而使第二種液體以相似的方式分配。(d)相似地第三個鼓泡爆炸打開。 此處，該鼓泡具有非水性液體，其有助于通過使腔室3與兩個腔室1分離而防止污染并防止逸出溢流。圖14為鼓泡壓碎機(jī)的照片。(a)3_鼓泡壓碎機(jī)的前視圖，其顯示與各自的鼓泡匹配的三個滴料夾和柱塞。(b) 3-鼓泡壓碎機(jī)的側(cè)視圖，其顯示提供夾緊力的滴料夾和彈簧。 此處，單獨(dú)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動每一個柱塞。盒安裝在鋁板和安裝板之間。(c)盒的示意圖，其顯示三個各自的鼓泡(用同心灰色圓顯示)、輸入口、通道、和腔室的位置。圖15為示例性鼓泡壓碎機(jī)構(gòu)。(a)在背部具有粘附地粘合的鼓泡的流體盒的橫截面圖。放置鼓泡以使得熱密封件周界的頂部直接位于輸入口下面。(b)使用步進(jìn)電機(jī)通過滴料夾向大部分的熱密封件周界提供壓力。然后，柱塞(也由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動)壓靠鼓泡并使離輸入口最近的可剝離的熱密封件爆炸?？諝饬魅胪ǖ篮颓皇?，然后液體試劑流入。(C)顯示鼓泡和滴料夾位置的俯視圖。另外的夾緊力防止夾緊區(qū)中的熱密封件被爆炸打開。只有在X標(biāo)記的位置熱密封件才剝離打開，從而首先使空氣逸出，然后使液體試劑逸出。圖16為改進(jìn)的流體盒(前視圖和后視圖)的實例示意圖，其顯示三個鼓泡以及它們與流體盒和另外的塑料片(鼓泡防護(hù)件)如何接合，以便保證鼓泡僅爆炸于一個特定的位置-由X標(biāo)記。圖17顯示了 (a)三個滴料夾之一的照片，其顯示內(nèi)部的柱塞(具有放泄部)。在滴料夾外圍的0型環(huán)保證與鼓泡表面緊密接觸。(b)鼓泡壓碎機(jī)中放置的盒的照片。嵌入照片顯示鼓泡相對于流體盒上的輸入口的位置。圖18為顯示壓碎各自的鼓泡——洗脫、油、和細(xì)胞溶解所需要的力的圖。該圖顯示鼓泡和液體體積的大小似乎均影響爆炸打開鼓泡需要的力。豎柱顯示標(biāo)準(zhǔn)偏差。圖19為對于兩個不同鼓泡直徑——0. 55”和0. 72”而言鼓泡沖擊對液體體積填充能力的影響的數(shù)據(jù)圖。圖20為用于確定給定鼓泡幾何形狀的死體積和填充體積的特征化盒的示意圖。圖21為顯示給定鼓泡幾何形狀中的液體體積對將其爆炸打開所需的負(fù)荷(力) 的影響的數(shù)據(jù)圖。圖22為冷成型鼓泡的圖。圖23顯示了 (a)箔層壓板中冷成型的鼓泡的俯視示意圖。兩個定位孔被沖壓穿過充當(dāng)對準(zhǔn)引導(dǎo)件的箔層壓板對準(zhǔn)。它們沿著冷成型的鼓泡的中心軸線(虛線)點(diǎn)被沖壓并且位于圓的熱密封件寬度(點(diǎn)劃線)之外。(b)箔層壓板中冷成型鼓泡的正三軸測示意圖，其顯示鼓泡和兩個定位孔。圖M為蓋子的俯視示意圖。三個孔沖壓到蓋子材料內(nèi)——兩個作為熱密封過程的定位孔，然后與硬的測試盒整合并定位；第三個孔作為液體經(jīng)過口。圖25為熱密封過程的概要圖，其顯示冷成型的鼓泡(a)與蓋子如何對準(zhǔn)(b)。脈沖熱密封機(jī)的下壓板上的可伸縮的定位銷有利于定位和對準(zhǔn)(c_f)。圖沈顯示了 (a)用于熱封鼓泡的一般熱密封件帶的示意圖。其具有幾何形狀為圓環(huán)的活性區(qū)域并在兩側(cè)帶有標(biāo)簽延伸部，其覆蓋有冷成型的鼓泡和蓋子上的三個沖壓孔。非活性區(qū)域用于電接觸并且不促進(jìn)熱密封。(b)熱密封的鼓泡的俯視圖，其顯示熱密封件的周界(由點(diǎn)劃線勾出)以及其怎樣覆蓋三個沖壓的孔。(c)已經(jīng)被沖壓為需要的輪廓形狀的熱密封的鼓泡(即，在熱密封件的周界周圍修剪)。圖27顯示了 (左圖)具有粘合于其上的雙面轉(zhuǎn)移粘合劑的硬的試驗盒的橫截面圖。具有三個沖壓孔的包裝的鼓泡可以粘合于硬的試驗盒(右圖所示)。粘合處于穿過鼓泡的相同的水平上，因此不存在如前形成的通道。圖28顯示了 (a)具有試劑的冷成型的鼓泡的俯視示意圖。(b_c)顯示定位在各自鼓泡上的使用定位孔對準(zhǔn)的機(jī)械夾的兩個實施方案。來自夾子的壓力施加于鼓泡的熱密封件周界上。
具體實施例方式定義為了便于理解本發(fā)明，定義如下術(shù)語
“純化的多肽”或“純化的蛋白質(zhì)”或“純化的核酸”指感興趣的多肽或核酸或其片段，其基本上不含(例如，包含大約50%以下，優(yōu)選為大約70%以下，更優(yōu)選為大約90%以下)與該感興趣的多肽或多核苷酸天然聯(lián)系的細(xì)胞組分。術(shù)語“分離的”指材料從其原始環(huán)境(例如，如果其是自然發(fā)生的則是自然環(huán)境) 移出。例如，存在于活體動物中的自然發(fā)生的多核苷酸或多肽是未分離的，但是從一些或全部在自然系統(tǒng)中的共存材料分離的相同的多核苷酸或DNA或多肽是分離的。這樣的多核苷酸可以是載體的一部分，并且/或者這樣的多核苷酸或多肽可以是組合物的一部分，并且其仍然被分離，其中所述載體或組合物不是其自然環(huán)境的一部分?！岸嚯摹焙汀暗鞍踪|(zhì)”此處可互換使用并且包括以下描述的所有多肽。多肽的基本結(jié)構(gòu)是公知的并且已經(jīng)在本領(lǐng)域的無數(shù)教科書和其它出版物中進(jìn)行了描述。在該上下文中，本文使用的該術(shù)語指包含在直鏈上通過肽鍵彼此連接的兩個或多個氨基酸的任何肽或蛋白質(zhì)。如本文使用的，該術(shù)語指短鏈(其在本領(lǐng)域通常指例如肽、寡肽和寡聚物)和長鏈 (其在本領(lǐng)域通常指蛋白質(zhì)，其有許多類型)。特定多肽的“片段”指含有衍生自特定多肽的至少大約3-5個氨基酸，更優(yōu)選至少大約8-10個氨基酸，甚至更優(yōu)選至少大約15-20個氨基酸的氨基酸序列。術(shù)語“用/作為…免疫識別的”指表位和多肽的存在，所述表位和多肽也存在于設(shè)計的多肽中并且對于設(shè)計的多肽是唯一的。免疫識別可以由抗體結(jié)合和/或結(jié)合中的競爭決定。表位的獨(dú)特性也可以由已知數(shù)據(jù)庫(例如GenBank)的對于編碼表位的多核苷酸序列的計算機(jī)搜索并通過與其它已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列比較而確定。如本文所使用，“表位”指多肽或蛋白質(zhì)的抗原決定簇?？梢韵氲剑粋€表位可以在空間結(jié)構(gòu)中包含對于該表位是唯一的三個氨基酸。一般地，一個表位由至少五個這樣的氨基酸組成，且通常更多，其由至少八到十個氨基酸組成。檢查空間結(jié)構(gòu)的方法是本領(lǐng)域公知的并且包括例如X射線晶體學(xué)和二維核磁共振?！皹?gòu)象表位”是由在免疫識別結(jié)構(gòu)中氨基酸的特定并列組成的，這樣的氨基酸以連續(xù)的或非連續(xù)的順序存在于相同的多肽上或存在于不同的多肽上。多肽當(dāng)其結(jié)合于抗體時與抗體是“免疫反應(yīng)的”，這是因為在該多肽之內(nèi)包含有特定表位的抗體識別。免疫反應(yīng)性可以由抗體結(jié)合確定，更特別地，由抗體結(jié)合的動力學(xué)，和 /或使用包括該抗體針對的表位的已知多肽作為競爭劑在結(jié)合中的競爭決定。用于確定多肽與抗體是否是免疫反應(yīng)的方法是本領(lǐng)域所公知的。如本文所使用，術(shù)語“含有感興趣的表位的免疫原(immunogenic)多肽”指自然產(chǎn)生的感興趣的多肽或其片段，以及通過其他方法制備的多肽，例如，通過化學(xué)合成或在重組生物體中的多肽的表達(dá)?！凹兓漠a(chǎn)品”指已經(jīng)從該產(chǎn)品正常聯(lián)系的細(xì)胞成分中分離以及從可能存在于感興趣的樣品中的其它類型的細(xì)胞中分離的產(chǎn)品的制備。如本文所使用的“分析物”是可能存在于包括感興趣的生物分子、小分子、病原體等的測試樣品中的待檢測物質(zhì)。所述分析物可以包括蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、核苷酸靶點(diǎn)等。 所述分析物可以被溶解于體液(例如血液、血漿或血清、尿等)中。所述分析物可以在組織中、或者在細(xì)胞表面上、或者在細(xì)胞內(nèi)。所述分析物可以處于分配于體液(例如血液、尿、乳汁)中的細(xì)胞上或細(xì)胞內(nèi)，或者作為活組織檢查樣品得到。
如本文使用的“捕獲試劑”指非標(biāo)記的特定的結(jié)合成員，其對于三明治試驗中的分析物，或者對于競爭試驗中的指示劑或分析物，或者對于輔助的特定結(jié)合成員(其本身對于在間接試驗中的分析物是特定的)是特定的。所述捕獲試劑可以在試驗進(jìn)行前或試驗進(jìn)行期間直接或間接地結(jié)合在固相材料上，因而使得固定化的復(fù)合物從測試樣品中分離?！爸甘緞卑爱a(chǎn)生信號化合物”(“標(biāo)記”)，其能夠產(chǎn)生可測量的信號并使得可測量的信號能夠被外部方法檢測。在某些實施方案中，所述指示劑與特定的結(jié)合成員軛合 (“連接”)。除了成為特定結(jié)合對的抗體成員，所述指示劑也可以是任何特定結(jié)合對的成員， 所述特定結(jié)合對包括半抗原-抗-半抗原系統(tǒng)例如生物素或抗-生物素、抗生物素蛋白或生物素、碳水化合物或外源凝集素、互補(bǔ)的核苷酸序列、效應(yīng)物或受體分子、酶輔因子和酶、 酶抑制劑或酶等等。免疫反應(yīng)性特定結(jié)合成員可以是抗體、抗原、或抗體/抗原復(fù)合物，其能夠結(jié)合于如在三明治試驗中感興趣的多肽、或者如在競爭試驗中的捕獲試劑、或者如在間接試驗中的輔助特定結(jié)合成員。描述探針和探針試驗時，可以使用術(shù)語“報道分子”。報道分子包括如上所述的信號生成化合物，其軛合于特定結(jié)合對的特定結(jié)合成員，例如咔唑或金剛烷。各種預(yù)期的“信號生成化合物”(標(biāo)記)包括發(fā)色團(tuán)、催化劑例如酶、發(fā)冷光化合物例如熒光素和若丹明、化學(xué)發(fā)光化合物例如二氧雜環(huán)丁烷類(dioxetanes)、吖啶鐺類 (aridiniums)、菲啶鐺類(phenanthridiniums)和魯米諾(Iuminol)、放射性元素和直接視覺標(biāo)記。酶的例子包括堿性磷酸酶、辣根過氧化物酶、β半乳糖苷酶等。特別的標(biāo)記的選擇不嚴(yán)格，但是其應(yīng)當(dāng)能夠通過其自身或者與一種或多種附加物質(zhì)結(jié)合而產(chǎn)生信號。“固相”(“固相載體”)為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知并且包括反應(yīng)托盤的孔壁、測試管、 聚苯乙烯顆粒、磁性或非磁性顆粒、硝化纖維帶、膜、微粒例如乳膠粒子等等。“固相”并不嚴(yán)格并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇。因此，乳膠粒子、微粒、磁性或非磁性顆粒、膜、塑料管、 微量滴定(microtiter)孔壁、玻璃或硅芯片都是適合的例子?？梢灶A(yù)期并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述固相也可以包括任何適合的多孔材料。如本文所使用，術(shù)語“檢測(detect) ”、“檢測(detecting) ”或“檢測(detection)，， 可以描述發(fā)現(xiàn)或辨識的一般動作或可檢測的標(biāo)記的化合物的特定觀察。術(shù)語“多核苷酸”指核糖核酸(RNA)、脫氧核糖核酸(DNA)、修飾的RNA或DNA、或 RNA或DNA模擬物的聚合體。該術(shù)語因此包括由自然產(chǎn)生的核堿基、糖和共價核苷酸(主干)內(nèi)連接組成的多核苷酸，以及具有起到相似功能的非自然產(chǎn)生部分的多核苷酸。這樣的修飾或取代的多核苷酸為本領(lǐng)域公知的，并且出于本發(fā)明的目的而稱其為“類似物”。如本文使用，術(shù)語“核酸分子”指任何含有核酸的分子，其包括但不限于DNA或 RNA。該術(shù)語包含包括任何已知DNA和RNA堿基類似物的序列，其包括但不限于，4-乙酰胞嘧啶、8-羥基-N6-甲基腺苷、氮丙啶胞嘧啶、假異胞嘧啶、5-(羧羥甲基)尿嘧啶、5-氟尿嘧啶、5-溴尿嘧啶、5-羧甲氨基甲基-2-硫代尿嘧啶、5-羧甲氨基甲基尿嘧啶、二氫尿嘧啶、肌苷、N6-異戊烯腺嘌呤、1-甲基腺嘌呤、1-甲基假尿嘧啶、1-甲基鳥嘌呤、1-甲基肌苷、2，2-二甲基鳥嘌呤、2-甲基腺嘌呤、2-甲基鳥嘌呤、3-甲基肌苷、5-甲基胞嘧啶、N6-甲基腺嘌呤、7-甲基鳥嘌呤、5-甲基氨基甲基尿嘧啶、5-甲氧基氨基甲基-2-硫代尿嘧啶、 β-D-甘露糖化Q核苷(mannosylqueosine)、5’ -甲氨基甲基尿嘧啶、5-甲氧基尿嘧啶、 2-甲硫基-N6-異戊烯腺嘌呤、尿嘧啶-5-氧乙酸甲基酯、尿嘧啶-5-氧乙酸、氧丁氧核苷(oxybutoxosine)、假尿嘧啶、Q核苷(queosine)、2_硫代胞嘧啶、5-甲基2_硫代尿嘧啶、 2-硫代尿嘧啶、4-硫代尿嘧啶、5-甲基尿嘧啶、N-尿嘧啶-5-氧乙酸甲基酯、尿嘧啶-5-氧乙酸、假尿嘧啶、Q核苷、2-硫代胞嘧啶、和2，6- 二氨基嘌呤。術(shù)語“核酸放大試劑”包括在放大反應(yīng)中使用的常規(guī)試劑并且包括但不限于，一種或多種具有聚合酶活性的酶、酶輔因子(例如鎂或煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD))、鹽、緩沖劑、脫氧核苷三磷酸(dNIPs ；例如，脫氧腺苷三磷酸、脫氧鳥苷三磷酸、脫氧胞苷三磷酸和脫氧胸苷三磷酸)以及其它調(diào)節(jié)聚合酶活性或引物特異性的試劑。如本文使用的，術(shù)語“互補(bǔ)的”或“互補(bǔ)”被使用指與堿基配對原則關(guān)聯(lián)的多核苷酸(即，核苷酸序列例如寡核苷酸或靶核酸)。互補(bǔ)可以是“部分的”，其中只有某些核酸堿基根據(jù)堿基配對原則配對?；蛘?，在核酸之間可能有“完全的”或“總的”互補(bǔ)。核酸鏈之間的互補(bǔ)程度明顯影響核酸鏈之間的雜化效果和強(qiáng)度。這在放大反應(yīng)，以及取決于核酸之間結(jié)合的檢測方法中尤為重要。術(shù)語“同源性”指一致程度?？梢允遣糠滞椿蛲耆?。部分同一序列是與另一序列100%以下相同的序列。如本文使用的，術(shù)語“雜交”被使用指互補(bǔ)核酸的配對。雜交以及雜交的強(qiáng)度(即， 核酸之間聯(lián)系的強(qiáng)度)被這樣的因素影響核酸間互補(bǔ)的程度、涉及條件的嚴(yán)格性、形成的雜交物的Tm、和核酸中的G C比例。如本文所使用的，術(shù)語“Tm”被使用指“溶解溫度”。所述溶解溫度是一些雙鏈核酸分子變成半分離為單鏈時的溫度。計算核酸Tm的方程式是本領(lǐng)域熟知的。如標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)所示，當(dāng)核酸在IM NaCl水溶液中時，可以通過方程式Tm = 81. 5+0. 41 (% G+C)計算 ιι 值的簡單估計(參見例如，Anderson 禾口 Young, Quantitative Filter Hybridization, in Nucleic Acid Hybridization (1985))。其它參考文獻(xiàn)包括更為復(fù)雜的計算，其考慮到結(jié)構(gòu)以及序列的特點(diǎn)以計算Tm。如本文使用的術(shù)語“嚴(yán)格性”被使用指溫度、離子強(qiáng)度、和其它化合物的存在的條件，在此條件下進(jìn)行核酸雜交。在“高嚴(yán)格性”的條件下，核酸堿基配對只發(fā)生在具有高頻率互補(bǔ)堿基序列的核酸片段之間。因此當(dāng)希望對彼此不完全互補(bǔ)的核酸在一起進(jìn)行雜交或退火時通常需要“弱”或“低”嚴(yán)格性的條件。術(shù)語“野生型”指具有從自然產(chǎn)生來源分離時的基因或基因產(chǎn)品的特征的基因或基因產(chǎn)品。野生型基因是最經(jīng)常在種群中觀察到的基因并且因此被任意地設(shè)計為基因的 “正?！被颉耙吧汀毙问健Ｏ喾?，術(shù)語“修飾的”或“突變的”指在與野生型基因或基因產(chǎn)品相比時展現(xiàn)序列中的修飾或功能性質(zhì)(即，改變的特征)的基因或基因產(chǎn)品。應(yīng)注意到，自然產(chǎn)生的突變可以被分離；這些突變通過當(dāng)與野生型基因或基因產(chǎn)品相比時所具有的改變的特征而進(jìn)行識別。如本文使用的術(shù)語“寡核苷酸”被定義為由兩個或多個脫氧核糖核酸或核糖核酸組成的分子，優(yōu)選至少5個核苷酸，更優(yōu)選至少約10-15個核苷酸并且更優(yōu)選至少約15至 30個核苷酸或更長。準(zhǔn)確的尺寸取決于許多因素，這些因素反過來又取決于寡核苷酸的最終功能或用途。所述寡核苷酸可以任何方式產(chǎn)生，包括化學(xué)合成、DNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄、或其組
I=I O由于使單核苷酸反應(yīng)以形成寡核苷酸使得一個單核苷酸戊糖環(huán)的5’磷酸鹽通過磷酸二酯鍵以一個方向連接于其臨近的3’氧，因此如果其5’磷酸鹽沒有連接于一個單核苷酸戊糖環(huán)的3’氧則將寡核苷酸的一個末端稱為“5’末端”，并且如果其3’氧沒有連接于隨后的單核苷酸戊糖環(huán)的5’磷酸鹽則將寡核苷酸的一個末端稱為“3’末端”。如本文使用的，核酸序列，即使是在更大的寡核苷酸的內(nèi)部，也可以被稱為具有5’和3’末端。如果當(dāng)以5’至3’的方向沿著核酸的鏈移動時第一個區(qū)域的3’末端在第二個區(qū)域的5’末端之前， 則沿著核酸鏈的第一個區(qū)域被稱為另一區(qū)域的上游。當(dāng)兩個不同的、非重疊的寡核苷酸退火成相同線性互補(bǔ)核酸序列的不同區(qū)域，并且一個寡核苷酸的3’端指向另一個的5’端時，前者可以被稱為“上游”寡核苷酸，并且后者可以被稱為“下游”寡核苷酸。術(shù)語“引物”指當(dāng)置于引起引物延伸的條件下時能夠作為合成的起始點(diǎn)的寡核苷酸。寡核苷酸“引物”可以是自然發(fā)生的，如在純化的限制性酶切消化中，或可以是合成制備的。本發(fā)明的具體描述本發(fā)明涉及進(jìn)行生物和化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)、裝置和方法。特別地，本發(fā)明涉及用于向生物和化學(xué)試驗遞送試劑的爆炸性液體包裝的用途。在某些實施方案中，本發(fā)明提供一次性的液體包裝模塊，其在密封的高蒸汽、氧氣和UV屏障的層壓板(例如，鋁箔層壓板)鼓泡中儲存液體(水性和非水性的)，并且具有通過使用提供的壓力而使所述密封件爆炸從而遞送流體的能力。在某些實施方案中，這樣的包裝模塊用于在試驗裝置將液體分配到通道和各自的流體腔室內(nèi)，該試驗裝置例如為硬的(例如，塑料的一次性)診斷盒。在某些實施方案中，在一側(cè)具有密封劑層的層壓板是使用壓力冷成型的，以便產(chǎn)生對于需要的液體體積具有合適大小的半球形鼓泡；液體精確地等分于形成的鼓泡中；將具有不同密封劑材料的次級平坦層壓板置于頂部，并且使用熱密封機(jī)制造周界熱密封件(也可以使用例如超聲波、無線電頻率、和激光焊接技術(shù)制造密封件)。將包裝的鼓泡對準(zhǔn)并粘合到硬盒，其包括用于流體進(jìn)入并將通道連接到流體腔室的輸入口。通過在鼓泡上施加受控壓力，熱密封件可以被爆炸打開，從而使流體進(jìn)入輸入口，并且通過通道流入塑料盒中各自的腔室。診斷盒的一個實例用途是用于基于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)的感染的檢測和分析，所述感染包括但不限于HIV、 衣原體、以及淋病或其他感興趣的病原體或分析物。這種包裝和遞送液體的方法被設(shè)計和開發(fā)用于許多診斷和臨床應(yīng)用，但是其特別地用于其中冷藏和低溫運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)不是始終有效的定點(diǎn)照護(hù)和資源受限制的環(huán)境。由于將適當(dāng)?shù)囊后w試劑與測試包裝，其使得醫(yī)學(xué)診斷盒能夠自給自足。高蒸汽、氧氣和UV屏障層壓板防止污染和少量液體體積的蒸發(fā)。將小袋爆炸并遞送流體至第二位置的方法除去了另外的流體部件，例如泵、閥門和精密的液體計量裝置的必要性。本文公開的本發(fā)明的實施方案提供克服了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的挑戰(zhàn)的許多益處·具有芯片上液體試劑的自給自足的測試盒·使用低成本Al箔層壓板的高蒸汽、氧氣、和UV屏障儲存鼓泡防止其使用前的污染和液體的蒸發(fā)·除去復(fù)雜的和昂貴的流體處理部件，例如精密的泵、閥門、和管子·消除了當(dāng)與凍干試驗珠結(jié)合時的低溫運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)
·通過在鼓泡上施加受控壓力并爆炸其密封件而簡化了液體遞送機(jī)構(gòu)·在制造現(xiàn)場可以完成將試劑精密地等分入鼓泡，從而減少了在臨床環(huán)境下的復(fù)雜性I、液體儲存部件如上所描述，本發(fā)明的實施方案提供包括一個或多個具有爆炸性密封件的鼓泡的液體儲存部件。在某些示例性實施方案中，所述鼓泡通過以下步驟制得并被利用于以下示例性應(yīng)用中。本發(fā)明不限于這些示例性實施方案。如下更加詳細(xì)的描述每個以下的步驟。1、使用壓力冷成型高蒸汽、氧氣、和UV屏障層壓板以制造半球形鼓泡；2、將液體精密地等分入鼓泡(例如，在實驗艙室環(huán)境中，使用手工操作的移液管)；3、使用多種有效的熱密封技術(shù)(例如電阻式、激光、無線電頻率、超聲波)中的一種技術(shù)在冷成型的層壓板鼓泡和次級層壓板之間制造周界熱密封件；4、將包裝的鼓泡與硬塑料盒整合；5、通過將機(jī)械夾置于鼓泡的熱密封件和塑料盒的輸入口周圍并且在半球形鼓泡上應(yīng)用均勻壓力直至鼓泡和輸入口孔之間的密封件破裂，從而實現(xiàn)使鼓泡爆炸；并且6、以與一個或多個包裝的鼓泡整合的PCR診斷盒為實例，從而實現(xiàn)了自給自足診斷盒。以下討論描述了制造的示例性方法和鼓泡包裝的用途。其它的加工技術(shù)和應(yīng)用處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的已知范圍內(nèi)。A、對鼓泡進(jìn)行冷成型在某型實施方案中，選擇可壓縮(冷)成型的高蒸汽、氧氣、其它氣體、和UV屏障層壓板并使用其制造液體儲存于其中的鼓泡。由于不需要熱(用于熱成型應(yīng)用)，因此可以被冷成型的選擇材料的選擇顯示降低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢。這些高蒸汽和氧氣屏障層壓板可以被制造為透明的或不透明的。透明的層壓板通過許多方法提供幾乎同樣的屏障保護(hù)，例如SiOx和Al2O3，并且許多既可以是冷成型的也可以是熱成型的；然而，透明的層壓板成本是不透明層壓板成本(替代地使用鋁(Al)箔薄板作為屏障)的4-10倍。為了降低一次性塑料診斷盒的整體成本，本發(fā)明的某些實施方案使用不透明的Al或其它金屬箔層壓板。這樣的層壓板薄膜的總厚度范圍典型地是從0. 002”至0.012”。通常而言，它們由至少三個層壓板組成——熱敏性密封劑、Al箔薄膜、和塑料薄膜，以保護(hù)Al箔免受物理損壞(撕裂、刮擦)(例如，參見圖1)。在某些實施方案中，使用由凸起塞子、剝離板和凹進(jìn)腔組成的冷成型站在層壓板中形成所述鼓泡。層壓板薄膜的熱敏性密封劑側(cè)(其被選擇與將要儲存在其中的液體相容)面向凸起塞子以用于隨后的熱密封過程。圖2顯示在高蒸汽和氧氣屏障層壓板中如何對鼓泡進(jìn)行冷成型的一種方法的過程圖。使用在凹進(jìn)腔和剝離板(兩者均被機(jī)械加工為非常平坦和均勻的表面)之間施加的壓力牢固的支撐住層壓板薄膜。距離凹進(jìn)腔邊緣最小0. 157”(4. Omm)優(yōu)選地被穩(wěn)固地保持平坦，以允許進(jìn)行熱密封過程，以便防止層壓板起皺。然后，通過應(yīng)用的壓力，凸起塞子隨后落在層壓板薄膜上，從而產(chǎn)生半球形鼓泡。根據(jù)需要被儲存于鼓泡中的液體的量設(shè)計凸起塞子和凹進(jìn)腔的尺寸。凹進(jìn)腔的直徑為^cp7 +2 ，其中啊是凸起塞子的直徑，t是箔層壓板材的厚度。冷成型鼓泡的深度(h)取決于將凸起塞子推入至層壓板材內(nèi)多遠(yuǎn)，并且影響到鼓泡的總液體容積。通過許多不同的方案，包括但不限于，通過使用螺絲的手動加壓、壓縮空氣、和步進(jìn)電機(jī)，可以實現(xiàn)對于剝離板和凸起塞子所施加的壓力。鼓泡的形狀取決于凸起塞子和凹進(jìn)腔的形狀，并不限于半球形(例如，橢圓形、正方形、矩形等)。在某些實施方案中，在凹進(jìn)腔中機(jī)加工倒角(圓角半徑)以防止層壓板薄膜在邊緣處撕裂/箍縮。在某些實施方案中，為了防止在成型期間層壓板薄膜對凸起塞子或凹進(jìn)腔的靜摩擦，在凸起塞子和凹進(jìn)腔內(nèi)鉆削出非常小的通氣孔。該通氣孔允許在冷成型期間空氣逸出，并且防止任何真空積聚。在一個示例性實施方案中，如圖2(c)所示，鼓泡的最終縱橫比Iv^1為彡0. 30。在冷成型后在層壓板材中肉眼沒有觀察到裂紋或小孔。在某些實施方案中，設(shè)計鼓泡具有頂部空間以允許鼓泡沿著傳送機(jī)移動，這是因為他們將處于使用成形/填充/密封(F/F/幻機(jī)械的完全流水生產(chǎn)設(shè)備中。這顯著地降低了在鼓泡邊緣的邊上溢出液體的任何機(jī)會。在F/F/S系統(tǒng)中，一個鼓泡網(wǎng)將落入流水線、加速和減速，其會引起液體的可能溢出。本發(fā)明的實施方案通過提供鼓泡中的死空間而克服這樣的問題。在某些實施方案中，試驗盒包括一個或多個(例如，兩個)有助于將鼓泡固定到盒上的定位銷。B、將液體等分入冷成型鼓泡內(nèi)在某些實施方案中，一旦鼓泡已經(jīng)被冷成型，就可以將液體手動地(例如使用移液裝置)或自動地使用液體調(diào)配工具(例如在制造期間)等分入其中。在一個示例性實施方案中，使用手動的移液裝置(例如，PIPETMAN移液裝置(0. IyL分辨率))存放需要的液體體積(范圍從10 μ L至1. OmL)。在層壓板材上的熱敏密封劑薄膜通常是疏水的，從而使得水性液體具有相對高的接觸角。此處，將液體裝入鼓泡直至液滴的頂點(diǎn)與層壓板材的頂部對準(zhǔn)，如圖3所示。優(yōu)選的是，所述液滴的頂點(diǎn)不應(yīng)當(dāng)高于箔層壓板的頂部，這是因為在隨后的熱密封過程中該液體可能逸出/泄漏出鼓泡并進(jìn)入熱密封區(qū)域(即，鼓泡的周界)。這對非水性液體尤為有用，因為它們易于弄濕鼓泡的表面，從而產(chǎn)生與水性液體相比小的接觸角。鼓泡的熱敏表面也可以通過各種化學(xué)或物理方法進(jìn)行表面處理，例如，表面活性劑或等離子體， 以增加其親水性(適合于水性液體)。設(shè)計處理方法以不影響密封劑薄膜的熱密封質(zhì)量。 在某些實施方案中，所述水性液體包括使得優(yōu)選通過降低其表面張力弄濕鼓泡表面的化學(xué)成分(例如，表面活性劑或清潔劑)。C、對鼓泡進(jìn)行(熱)密封以儲存液體可以利用許多技術(shù)之一通過熱敏密封劑對材料(例如，層壓板與層壓板、層壓板與硬塑料、塑料與塑料)進(jìn)行結(jié)合/密封，包括但不限于恒定熱封機(jī)、脈沖熱封機(jī)、激光焊接、無線電頻率、和超聲密封。此處描述的示例性方法是基于使用脈沖熱封機(jī)，其中首先將機(jī)械壓力施加到鼓泡的周界以將兩個層壓板薄膜夾在一起，從而產(chǎn)生液體密封和氣密密封。然后打開熱密封件帶的動力，迅速地增加熱量并使熱敏密封劑熔解并將它們結(jié)合起來。 關(guān)閉熱量，但是在熱密封件帶冷卻后只釋放機(jī)械夾緊壓力，密封件已經(jīng)加固并具有好的強(qiáng)度和外觀。與熱量總是開著的恒定熱封機(jī)相比，該方法的優(yōu)點(diǎn)是
(1)產(chǎn)生了更堅固的具有優(yōu)良外觀的密封件，和(2)在熱密封過程中液體不會暴露于高溫，高溫能夠引起液體蒸發(fā)，并且蒸氣進(jìn)入熱密封件(密封強(qiáng)度差)。熱封機(jī)是四個參數(shù)的函數(shù)·時間——在預(yù)先設(shè)定的溫度下熱密封件帶保持的時間長度，所述預(yù)先設(shè)定的溫度取決于數(shù)個參數(shù)，包括層壓板材和/或硬塑料的厚度以及需要的密封強(qiáng)度的類型。·壓力——施加在將要密封在一起的兩種材料(例如，層壓板與層壓板、層壓板與硬塑料)上的壓力(PSi)的量。·溫度——熱密封件帶的溫度，其通常在200-500° F的范圍?！崦粜悦芊鈩┎牧稀糜谙嗨苹虿煌膬煞N層壓板材的密封劑材料?？梢酝ㄟ^操作上述參數(shù)的組合制造兩種類型的密封件(1)可剝離性密封件，其具有較低的剝離強(qiáng)度并被設(shè)計通過手部手動地或借助于自動機(jī)器打開。它們在低溫用不同的熱敏密封劑材料制造。從制造商可以得到特別地旨在制造可剝離性密封件的各種熱敏密封劑。( 永久性密封件，其具有明顯較強(qiáng)的剝離強(qiáng)度并被設(shè)計不被打開。在高溫用相似的熱敏密封劑材料制造這些密封件。圖4顯示通過選擇合適的熱密封溫度和密封劑材料制造可剝離性和永久性熱密封件的示意圖。在某些實施方案中，層壓板材可以熱密封到具有相似材料性能的硬塑料材料。在某些實施方案中，使用這些方法進(jìn)行熱密封并將液體儲存于冷成型的鼓泡內(nèi)部。在某些實施方案中，制造可剝離性密封件以允許隨后當(dāng)需要使用液體時使鼓泡爆炸。在某些實施方案中，設(shè)計和開發(fā)具有上壓板和下壓板以及遠(yuǎn)程用戶操作模塊(設(shè)定時間、溫度、和壓力同步)的輪廓(contour)脈沖熱密封擠壓機(jī)以制造熱密封件(參見圖幻。上壓板支撐可互換的在鼓泡周圍形成圓形周界密封件的圓形熱密封件帶(帶寬，W)。所述熱密封件帶被設(shè)計以匹配鼓泡的幾何形狀。w越大，則密封強(qiáng)度越強(qiáng)，但是代價是制造密封件的擠壓機(jī)需要更多的動力和力。熱密封應(yīng)用的w的典型值在從1/8”至1/4”的范圍。下壓板支撐可互換的被加工為特定的鼓泡幾何直徑的硅/鋁壓力板。在壓力板和壓板兩者中提供放泄部以調(diào)節(jié)鼓泡并防止其在熱密封過程中壓碎。在示例性實施方案中使用的制造可剝離性密封件的一般熱密封過程示意性的顯示于圖6。在某些實施方案中，預(yù)先填充液體的冷成型鼓泡定位于下壓板上，從而通過硅/ 鋁壓力板和放泄部承載。具有為可剝離性密封件特別設(shè)計的不同的密封劑的箔層壓板#2 置于頂部，以使得熱敏密封劑面朝下(與圖4中的頂部圖像相似)，以便于進(jìn)行熱密封。利用力使上壓板落下，從而機(jī)械地夾住鼓泡。將對于熱密封件帶的動力打開至其預(yù)先設(shè)定的溫度，持續(xù)簡短的時間，直至制成熱密封件。關(guān)閉對于熱密封件帶的動力，當(dāng)其冷卻時，升起上壓板以釋放機(jī)械夾。這產(chǎn)生具有可剝離性密封件的包裝的熱密封的鼓泡，其已經(jīng)準(zhǔn)備好與硬(塑料)盒整合。圖7顯示包裝的鼓泡的橫截面圖。熱密封件參數(shù)(除了上述的鼓泡幾何尺寸)顯示在圖7(a)中。χ是冷成型鼓泡的邊緣和熱密封件開始處之間的距離。此處，其被盡可能的縮小(S0.01”)。如前所述，w是通過熱密封件帶制造的熱密封件的寬度。在包裝的和密封的鼓泡中的一些捕獲的空氣(其是可壓縮的)是必須的，以使得外界空氣壓力變化 (例如，在空運(yùn)期間)不會引起鼓泡崩塌或爆炸。相似地，最小化捕獲的空氣有益于降低鼓泡和液體在爆炸期間可以被捕獲的死體積空間的總體大小。
圖7(b)顯示描述隨著時間流逝將如何且在何處會發(fā)生液體流失的相似的橫截面圖。由于兩個箔層壓板中存在Al箔，所以液體流失不會通過層壓板材發(fā)生，而只會通過熱密封的密封劑發(fā)生。這種液體流失是鼓泡體積、周圍環(huán)境溫度、熱敏密封劑材料性質(zhì)(滲透性)、熱密封件表面面積(w的函數(shù))、和tSMl——最終熱密封件的厚度的函數(shù)。D、將包裝的鼓泡與硬盒進(jìn)行整合在某些實施方案中，熱密封的鼓泡與實驗裝置(例如，硬盒)整合。在某些實施方案中，選擇聚丙烯塑料作為硬盒的材料。聚丙烯對于診斷化學(xué)是有成本效益的、安全的和 (生物)兼容的并且易于棄除。使用許多現(xiàn)存大容量技術(shù)(包括但不限于，噴注模制和真空成型)制造塑料盒。然后將鼓泡與硬盒整合。在某些實施方案中，(1)使用雙面粘合劑，而在另外的實施方案中，(2)使用通過脈沖/持續(xù)熱封機(jī)、激光焊接、無線電頻率、或超聲法進(jìn)行密封。兩種技術(shù)均在此處描述。在某些實施方案中，當(dāng)使用雙面粘合劑時，選擇三種方法之一將包裝的鼓泡結(jié)合于硬盒。整合的鼓泡和盒的概念透視圖和橫截面圖在圖8中顯示。圖8(a)顯示與硬盒整合的鼓泡的概念性實體透視圖(左圖)和半透明透視圖(右圖)。所述盒具有一個輸入口、通道和腔室，其被制造易于接近包裝的鼓泡。一種疏水性空氣滲透膜也被整合入盒以允許當(dāng)鼓泡爆炸和液體填充盒通道和腔室時空氣逸出。將鼓泡正好置于盒通道和腔室輸入口之外。圖8(b_e)顯示使用雙面粘合劑(沒有按比例畫出)可以使鼓泡結(jié)合于盒的四種示例性方法的相應(yīng)的橫截面圖。圖8(b)顯示具有隨后與盒的輸入口對準(zhǔn)的裂縫的延伸的箔層壓板#2的鼓泡。使用也具有用于輸入口的裂縫的雙面粘合劑將鼓泡的整個表面區(qū)域結(jié)合到盒。這是有利的，因為液體將僅在箔層壓板上(與粘合劑存在最小接觸(如果存在的話))流動，并且還保證在鼓泡和盒之間(其中液體會在爆炸后可能通過毛細(xì)作用進(jìn)入其中)沒有氣隙。圖8(c)顯示圖8(b)的略微修改，其中冷成型的鼓泡層壓板沒有粘附地結(jié)合到硬盒。圖8(d_e)顯示具有在尺寸上剪裁為鼓泡幾何形狀的箔層壓板#2的鼓泡。一旦鼓泡爆炸，則液體將再次(如果存在的話)具有與粘合劑的最小接觸；然而，液體可能潛在地通過毛細(xì)作用進(jìn)入箔層壓板#2和硬盒之間。這可以由于使鼓泡爆炸所施加的(平面)壓力(見下節(jié))或通過圖8(e)設(shè)計的修飾而得以避免。將鼓泡結(jié)合于硬盒的一個替代性方法是首先使用熱密封件，并選擇加入一些雙面粘合劑。該方法的橫截面圖示于圖9。圖9(a)顯示使用熱密封件可以如何使包裝的鼓泡結(jié)合于硬盒。此處，熱敏密封劑材料具有與盒材料緊密地匹配的特性，因此其可以被設(shè)計為永久性密封件(與可剝離性密封件相比具有較高的剝離強(qiáng)度)。圖9(b)顯示一種替代性方法，通過該方法使用熱密封件和雙面粘合膠帶的組合將包裝的鼓泡結(jié)合于盒。這樣減少了一旦鼓泡被爆炸時可能捕獲液體的任何氣泡的機(jī)會。然而，其也引入了當(dāng)液體通過通道和輸入口流入盒腔室時接觸粘合劑的可能性。II、本發(fā)明在使用時的實施方案在某些實施方案中，本發(fā)明提供使用本文描述的液體儲存、試驗和密封件爆炸裝置進(jìn)行試驗的方法。本發(fā)明不限于以下描述的示例性系統(tǒng)和方法。A、爆炸鼓泡并遞送液體當(dāng)診斷盒準(zhǔn)備好使用時，含有液體的鼓泡被爆炸打開，液體通過通道和輸入口被弓I入盒腔室。在某些實施方案中，利用密封件爆炸部件爆炸密封件并遞送液體至試驗裝置。 整合盒和鼓泡系統(tǒng)的兩種模式示于圖8(e)和圖9(a)中。有兩種可能的爆炸機(jī)構(gòu)，通過這些機(jī)構(gòu)鼓泡可以被爆炸——(1)結(jié)合圖8(e)，在鼓泡的周界和輸入口應(yīng)用機(jī)械夾以指定在可剝離性密封件上的爆炸位點(diǎn)并保證液體僅流向輸入口，和(2)結(jié)合圖9(b)，沒有機(jī)械夾， 只有爆炸鼓泡的柱塞；在可剝離性和永久性剝離強(qiáng)度中的差異是受到影響的。這些爆炸機(jī)構(gòu)均在下文中詳細(xì)描述。圖8(e)顯示怎樣借助于機(jī)械夾爆炸可剝離性密封件以向盒腔室內(nèi)遞送液體的模型。圖10顯示破裂的可剝離性密封件的橫截面圖和俯視圖。機(jī)械夾對準(zhǔn)并壓向可剝離性熱密封件上和盒中輸入口周圍的硬盒，如圖10(b)所示。機(jī)械夾的目的是(1)提供防漏的密封件使得液體僅在指定區(qū)域中流動，(2)指定可剝離性密封件爆炸的始終如一的位置。隨后機(jī)械柱塞將均勻的受控壓力施加向包裝的鼓泡直至可剝離性密封件爆炸。柱塞調(diào)節(jié)對于包裝的鼓泡的壓力的量以控制通過輸入口流出爆炸鼓泡并通過通道流入盒腔室的液體體積——見圖10(a)。豎直地放置盒使得鼓泡中的捕獲氣泡上升至與輸入口相反的頂部。該爆炸機(jī)構(gòu)允許使用者始終如一地知道鼓泡將如何爆炸和在何處爆炸以及液體將如何流動和在何處流動。其還允許使用者彌補(bǔ)冷成型鼓泡中捕獲氣泡的存在，并確保爆炸的位置發(fā)生在沒有氣泡(氣泡上升至頂部)僅有液體的地方。僅用液體填充盒；任何可能被引入盒的氣泡將上升至頂部并通過疏水性空氣滲透膜離開。另外，夾使液體可以潛在地移動至的潛在死空氣空間最小化，從而使死(液體)體積最小化。 在液體損失上的這種節(jié)省的可以減少最初液體填充體積和鼓泡大小和幾何形狀，從而節(jié)省材料成本。盒怎樣與機(jī)械夾和柱塞接合的一種示例性方法的圖顯示于圖11中。在某些實施方案中，硬盒具有多重(例如，兩個或更多、三個或更多、四個或更多等等)包裝的鼓泡，該包裝的鼓泡通過盒固定器將其固定就位。單獨(dú)的機(jī)械夾和柱塞被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計尺寸以匹配鼓泡的幾何形狀，并被線性步進(jìn)電機(jī)單獨(dú)地驅(qū)動。在某些實施方案中，使用單個線性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動多重夾和柱塞。驅(qū)動這些機(jī)械模塊的機(jī)構(gòu)不限于步進(jìn)電機(jī)，也可以延伸至產(chǎn)生可控的持續(xù)力的輸出的任何其它機(jī)構(gòu)。機(jī)械夾和柱塞與已經(jīng)被預(yù)先結(jié)合到硬盒并與它們各自的輸入口對準(zhǔn)的鼓泡對準(zhǔn)。第二種爆炸方法影響可剝離性和永久性熱密封件之間的剝離強(qiáng)度的差別。這種模式對整合的鼓泡和盒設(shè)計有效，例如，如圖9所示。由于在鼓泡中儲存液體的可剝離性密封件和將鼓泡與硬盒結(jié)合的永久性密封件之間的剝離強(qiáng)度存在差別，所以可以整個移除機(jī)械夾。圖12顯示整合的盒和來自圖9(b)的鼓泡怎樣與機(jī)械柱塞對準(zhǔn)并聯(lián)接的示例性橫截面圖。當(dāng)機(jī)械柱塞壓靠冷成型的鼓泡時，可剝離性密封件爆炸，從而使液體通過輸入口流入盒。永久性熱密封件保持完整，從而防止液體泄漏出盒模塊之外。在某些實施方案中，鼓泡壓碎模塊被設(shè)計以對粘附地結(jié)合于塑料微流體試驗盒的多重鼓泡進(jìn)行壓碎(見圖13(c))。可以根據(jù)試驗需要調(diào)節(jié)鼓泡數(shù)量。鼓泡壓碎機(jī)通過在指定位置剝離可剝離性密封件而對鼓泡進(jìn)行壓碎，并通過輸入口分配液體于盒通道和腔室內(nèi)。見圖13。在某些實施方案中，使用滴料夾指引鼓泡上可剝離性熱密封件的剝離，使得爆炸始終發(fā)生在預(yù)先設(shè)計的位置。見圖14。在某些實施方案中，鼓泡粘附地結(jié)合于盒的表面或使用其它密封技術(shù)結(jié)合并放置使得熱密封件周界的頂部直接位于輸入口下方(圖14(c))。 因此，當(dāng)壓碎鼓泡時盒的定向是重要的(見圖16(b))。滴料夾橫穿除了頂部的大部分熱密封件周界而施加均勻的壓力。施加的壓力應(yīng)當(dāng)足夠大以補(bǔ)償任何熱密封件質(zhì)量的不同，使得爆炸具有總是在頂部剝離的天然趨勢。這確保一旦危及熱密封件，如圖14(c)中χ所示， 則空氣將首先逸出，然后是液體。在某些實施方案中，提供具有在“溢流”腔室中的小的出口孔的所述盒，所述小的出口孔允許液體從鼓泡進(jìn)入盒通道?？諝?液體順序特別重要，因為在液體首先流出(即，放置鼓泡使得熱密封件周界的底部在輸入口之上)的位置壓碎鼓泡導(dǎo)致氣泡和將要分配入盒的液體的嚴(yán)重混合。在某些實施方案中，所述夾緊機(jī)械直接地整合入一次性的微流體盒。例如，一旦鼓泡被結(jié)合到盒，則塑料材料(鼓泡防護(hù)件)的較小部分與微流體盒配合并提供必要的機(jī)械夾緊壓力，以確保鼓泡熱密封件僅在一個位置爆炸(如圖15中χ所示)。在某些實施方案中，爆炸鼓泡的柱塞的形狀近似于滴料形狀并且尺寸稍微大于鼓泡，以確保其覆蓋用于爆炸的整個表面區(qū)域。這種保證完成了鼓泡的壓縮并使鼓泡內(nèi)的死 (捕獲的)液體體積(其沒有分配入盒)最小化。在某些實施方案中，柱塞具有切割進(jìn)入頂部中的小的通道放泄部，其防止在壓碎(即，當(dāng)可剝離性熱密封件剝離開時)期間形成的通道完全關(guān)閉，所述通道允許液體從鼓泡移動入輸入口和盒。在利用多重鼓泡的實施方案中，液體以指定的順序爆炸以防止任何交叉污染，特別是在細(xì)胞溶解和洗脫腔室之間更是如此。另外，液體分配確保在通道和腔室網(wǎng)中沒有氣泡，因為它們可以干擾隨后的試驗過程。存在可能使用的兩種示例性順序方法。方法11、爆炸洗脫鼓泡并填充通道和腔室。2、爆炸細(xì)胞溶解鼓泡并填充腔室，確保其不溢流。3、爆炸油鼓泡以填充洗脫和細(xì)胞溶解之間的通道和腔室縫隙。由于其是不混溶液體，將防止細(xì)胞溶解和洗脫試劑之間的交叉污染。方法21、爆炸洗脫鼓泡并填充通道和腔室。2、爆炸油鼓泡以填充通道和腔室的部分。這將產(chǎn)生洗脫和細(xì)胞溶解之間的液體緩沖區(qū)，或許細(xì)胞溶解鼓泡滿溢并流入油腔室并且隨后流入洗脫腔室。3、爆炸細(xì)胞溶解鼓泡并填充通道和腔室。4、從已經(jīng)壓碎的油鼓泡分配額外的油，以便填充細(xì)胞溶解和洗脫試劑之間的剩余的腔室縫隙。在某些實施方案中，設(shè)計盒的方法和其豎直定向(其便于利用重力)允許已經(jīng)進(jìn)入盒的任何氣泡浮向頂部以及溢流腔室的附近和內(nèi)部。B、示例性系統(tǒng)圖13(a)顯示示例性整合的盒，其被設(shè)計用于診斷試驗(例如，PCR試驗)，并具有包含體積范圍在0. IOmL至1. OmL的不同的水性和/或非水性液體的多重包裝的鼓泡。該實施方案也顯示凍干試驗珠的整合，一旦鼓泡爆炸并且液體穿過輸入口、流體通道并進(jìn)入各自的腔室內(nèi)，所述凍干試驗珠則溶解。在某些實施方案中，包含疏水性空氣滲透膜的溢流腔室也被整合入盒以允許空氣在用液體填充腔室時通過。鼓泡一個接一個或同時(取決于應(yīng)用)爆炸，將其儲存的液體分配到硬盒內(nèi)——見圖13(b_d)。由于盒被保持在豎直位置，如圖所示，所以可能從鼓泡轉(zhuǎn)移至硬盒的任何氣泡容易地浮至通道和腔室的頂部，并進(jìn)入溢流腔室。此處，液體填充腔室2是非水性液體，其有助于通過使腔室3中的液體與兩個腔室1分離，從而防止任何污染以及溢流(US 6，103，沈5;以引用的形式并入本文)。在某些實施方案中，爆炸和用適當(dāng)?shù)囊后w填充盒腔室的方案完全是自動的，如前文參考圖11所述。在某些實施方案中，豎直地放置盒，使得鼓泡中的液體由重力拉動下降，如圖 14(a)所示。這也確保一旦熱密封件被爆炸打開，則空氣將首先逸出，然后是液體。這使得噴注入盒通道和腔室內(nèi)的氣泡數(shù)量最小化。圖16(b)中的插圖顯示鼓泡怎樣直接放置于輸入口之下。C、應(yīng)用本發(fā)明實施方案的系統(tǒng)和方法發(fā)現(xiàn)用于許多診斷試驗。實例包括但不限于，PCR醫(yī)學(xué)診斷試驗(例如，用于例如HIV的感染疾病)。在某些實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法發(fā)現(xiàn)用于在資源有限區(qū)域中進(jìn)行試驗，在這些區(qū)域中，溫度受控的環(huán)境可能是不可得的。在某些實施方案中，試驗被包裝作為自給自足的單獨(dú)的測試，其將具有所有在盒上的必要的 (液體)試劑以完成患者分析。通過進(jìn)一步與冷凍試驗珠整合，避免了低溫運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)、 節(jié)省了成本、并使得測試對大眾更寬松和易于接受。本發(fā)明實施方案的系統(tǒng)和方法在任何芯片工藝的實驗室中具有許多優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用， 其中相對少量的液體必須與測試盒儲存。適合于使用本文描述的系統(tǒng)和方法的研究和診斷試驗的實例如下描述。i、樣品被懷疑含有用于純化和/或分析的需要的材料的任何樣品可以根據(jù)公開的方法進(jìn)行測試。在某些實施方案中，所述樣品是生物樣品。這樣的樣品可以是細(xì)胞(例如，懷疑被感染病毒的細(xì)胞)、組織(例如，活組織檢查樣品)、血液、尿、精液、或其一部分(例如，血漿、血清、尿上清液、尿細(xì)胞微?；蚯傲邢偌?xì)胞)，這些樣品可以取自患者或其它生物材料來源，例如，尸體解剖樣品或法院材料。在將樣品與裝置接觸或作為裝置或自動化系統(tǒng)的部件之前，所述樣品可以被加工以對于需要的分子分離或豐富樣品。使用標(biāo)準(zhǔn)實驗室實踐的各種技術(shù)可以被用于此目的， 例如，離心、免疫捕捉、細(xì)胞溶解、和核酸靶標(biāo)捕獲。在其它實施方案中，利用本發(fā)明實施方案的方法純化和/或分析完整細(xì)胞(例如， 原核或真核細(xì)胞)。ii、核酸檢測核酸修飾/分析/檢測方法的實例包括但不限于，核酸測序、核酸雜交、和核酸擴(kuò)增。核酸測序技術(shù)的說明性非限定實例包括但不限于，鏈終止劑(Sanger)測序和染料終止劑測序。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，由于RNA在細(xì)胞中較不穩(wěn)定，并且更傾向于被核酸酶在試驗中攻擊，所以RNA通常在測序前被逆轉(zhuǎn)錄為DNA。核酸雜交技術(shù)的說明性非限定實例包括但不限于，原位混合法(ISH)、微陣列、和Southern或Northern印跡法。核酸可以在檢測之前或隨著檢測被擴(kuò)增。
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核酸擴(kuò)增技術(shù)的說明性非限定性實例包括但不限于，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)、轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增(TMA)、連接酶反應(yīng)(LCR)、鏈置換擴(kuò)增 (SDA)、和基于核酸序列的擴(kuò)增(NASBA)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解某種擴(kuò)增技術(shù)(例如， PCR)需要在擴(kuò)增前將RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA(例如，RT-PCR)，而其它擴(kuò)增技術(shù)直接擴(kuò)增RNA (例如，TMA 禾口 NASBA)。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(美國專利號4，683，195,4, 683，202,4, 800，159 和 4，965，188， 其每一個以引用的形式并入本文)通常稱為PCR，使用多周期改性、對相反鏈的引物配對進(jìn)行退火、和引物延伸以便按照指數(shù)方式增加靶向核酸序列的拷貝數(shù)。在被稱作RT-PCR 的變型中，使用反轉(zhuǎn)錄(RT)從mRNA制得互補(bǔ)的DNA(cDNA)，然后通過PCR擴(kuò)增cDNA以制備DNA的多份拷貝。對于其它各種PCR的排列見例如，美國專利號4，683，195,4, 683，202 和 4，800，159 ；Mullis 等人，Meth. Enzymol. 155 :335(1987)；和 Murakawa 等人，DNA 7 觀7(1988)，其每一個以其完整的引用的形式并入本文。轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增(美國專利號5，480，784和5，399，491，其每一個以其完整的引用的形式并入本文)，通常稱為TMA，在基本上恒定的溫度、離子強(qiáng)度和pH條件下(在該條件下，靶序列的多份RNA拷貝自身催化地生成另外的拷貝)自身催化地合成靶核苷酸序列的多份拷貝。見例如，美國專利號5，399，491和5，824，518，其每一個以其完整引用的形式并入本文。在美國公開號20060046沈5(以其完整引用的形式并入本文)中描述的一個變型中，TMA任選地合并封閉部分、終止部分、和其它修飾部分的使用以改進(jìn)TMA方法的敏感性和精確度。連接酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Weiss, R.，Science 2 1四2 (1991)，以其完全引用的形式并入本文)，通常稱為LCR，使用兩套互補(bǔ)DNA寡核苷酸與靶核苷酸的相鄰區(qū)域雜交。DNA寡核苷酸通過DNA連接酶在熱變形、雜交和結(jié)扎的重復(fù)環(huán)節(jié)共價連接以制備可檢測的雙鏈結(jié)扎
寡核苷酸產(chǎn)品。鏈置換擴(kuò)增(Walker,G.等人，Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89 :392-396(1992)；美國專利號5，270，184和5，455，166，其每一個以其完全引用的形式并入本文)，通常稱為 SDA,使用對與靶序列相反鏈的引物序列配對進(jìn)行退火的循環(huán)、在dNTP α S存在下的引物延伸，以便制備雙重半硫代磷酸酯(hemiphosphorothioated)引物延伸產(chǎn)品，半修飾的限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)的核酸內(nèi)切酶介導(dǎo)的切割，和聚合酶介導(dǎo)的從切割的3’端的引物延伸，來置換現(xiàn)有的鏈并制備用于下一輪引物退火、切割和鏈置換的鏈，從而實現(xiàn)產(chǎn)物的幾何擴(kuò)增。喜溫的SDA(tSDA)在較高的溫度下以基本上相同的方法使用喜溫的核酸內(nèi)切酶和聚合酶(歐洲專利號0 684315)。其它擴(kuò)增方法包括但不限于，例如基于核酸序列的擴(kuò)增(美國專利號 5，130，238，以其完全引用的形式并入本文)，通常稱為NASBA ；—種使用RNA復(fù)制酶擴(kuò)增它自身的探針分子的擴(kuò)增((Lizardi等人，BioTechnol. 6 :1197(1988)，以其完全引用的形式并入本文)，其通常稱為Q0復(fù)制酶；基于轉(zhuǎn)錄的擴(kuò)增方法(Kwoh等人，Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:1173(1989))；和，自保持序列復(fù)制(Guatelli 等人，Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87 :1874(1990),其每一個以引用的形式并入本文)。對于已知的擴(kuò)增方法的進(jìn)一步討論參見 Persing, David H.的 Diagnostic Medical Microbiology Principles and Applications 中的“In Vitro NucleicAcid Amplification Techniques，，(Persing 等人，Eds. )，pp.51-87(American Societyfor Microbiology, Washington, DC (1993))。非擴(kuò)增的或擴(kuò)增的靶核苷酸可以通過任何常規(guī)手段檢測。例如，靶mRNA可以通過與可檢測的標(biāo)記探針的雜交和測量得到的雜交物而進(jìn)行檢測。說明性的非限定性檢測方法的實例描述如下。一種說明性檢測方法，雜交保護(hù)測定(HPA)涉及將化學(xué)發(fā)光的寡核苷酸探針(例如，吖啶酯標(biāo)記(AE)探針)雜交于靶序列，有選擇地水解非雜交的探針上的化學(xué)發(fā)光標(biāo)記， 并且在光度計中測定由剩余的探針產(chǎn)生的化學(xué)發(fā)光。見，例如，美國專利號5，283，174和 Norman C. Nelson 等人，Nonisotopic Probing, Blotting, andSequencing, ch. 17 (Larry J. Kricka ed.，2d ed. 1995，其每一個以其完全引用的形式并入本文)。另一個說明性檢測方法提供用于實時擴(kuò)增過程的定量評價?！皩崟r”擴(kuò)增過程的評價涉及在擴(kuò)增反應(yīng)期間連續(xù)地或定期地檢測在反應(yīng)混合物中的擴(kuò)增子的量，并且使用該檢測值計算最初存在于樣品中的靶序列的量?；趯崟r擴(kuò)增對最初存在于樣品中的靶序列量進(jìn)行檢測的各種方法是本領(lǐng)域公知的。這些方法包括在美國專利號6，303，305和 6，541，205中公開的方法，其每一個以其完整引用的形式并入本文。對最初存在于樣品中的靶序列量進(jìn)行檢測的另外的方法(但其并非基于實時擴(kuò)增)公開于美國專利號5，710,0 中，以其完整引用的形式并入本文?？梢酝ㄟ^使用各種自身雜交探針(其大部分具有莖-環(huán)結(jié)構(gòu) (stem-loopstructure))實時檢測擴(kuò)增產(chǎn)物。標(biāo)記這樣的自身雜交探針使得它們發(fā)出不同的可檢測信號，其取決于所述探針是否處于自身雜交的狀態(tài)或通過雜交于靶序列的變化的狀態(tài)。通過非限定性實例的方式，“分子炬(molecular torches) ”是一種類型的自身雜交探針，其包括通過連接區(qū)(例如，非核苷連接子)連接的并在預(yù)先確定的雜交試驗條件下彼此雜交的自身互補(bǔ)性的不同區(qū)域(稱為“靶結(jié)合區(qū)”和“靶閉合區(qū)”)。在一個優(yōu)選的實施方案中，分子炬包含位于靶結(jié)合區(qū)中的單鏈基區(qū)域，這些單鏈基區(qū)域的長度為從1至約20個堿基，并且這些單鏈基區(qū)域可以對在鏈置換條件下在擴(kuò)增反應(yīng)中存在的靶序列進(jìn)行雜交。在鏈置換條件下，除了存在靶序列之外，分子炬的兩個互補(bǔ)區(qū)域(可以是完全或部分互補(bǔ))的雜交是有利的，所述靶序列將結(jié)合于存在于靶結(jié)合區(qū)中的單鏈區(qū)域并取代靶閉合區(qū)的所有或部分。分子炬的靶結(jié)合區(qū)和靶閉合區(qū)包括可檢測的標(biāo)記或相互作用的標(biāo)記對(例如，發(fā)冷光的/淬火劑)，放置它們使得當(dāng)分子炬自身雜交而不是當(dāng)分子炬雜交于靶序列時產(chǎn)生不同的信號，因此允許在非雜交的分子炬的存在下在測試樣品中檢測探針靶標(biāo)雙連單位。 分子炬和許多相互作用標(biāo)記對是已知的(例如，美國專利號6，534，274，以其完全引用的形式并入本文)。具有自身互補(bǔ)性的檢測探針的另一個實例是“分子信標(biāo)(molecular beacon) ”(見美國專利號5，925，517和6，150，097，以其完全引用的形式并入本文)。分子信標(biāo)包括具有靶互補(bǔ)序列的核酸分子、在存在于擴(kuò)增反應(yīng)中的靶序列不存在時以閉合結(jié)構(gòu)保持探針的親和對(affinity pair)(或核酸臂(nucleic acid arms))、以及當(dāng)探針處于閉合結(jié)構(gòu)時相互作用的標(biāo)記對。靶序列和靶互補(bǔ)序列的雜交分離親和對的成員，因此將探針轉(zhuǎn)換至開放結(jié)構(gòu)。向開放結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換是可檢測的，因為標(biāo)記對的相互作用減少，所述標(biāo)記對可以是，例如， 熒光團(tuán)和淬火劑(例如，DABCYL和EDANS)。其它自身雜交探針對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的。通過非限定性實例的方式，具有相互作用標(biāo)記的探針結(jié)合對(例如，見美國專利號5，928，862，以其完全引用的形式并入本文)可以適用于本文公開的組合物和方法。用于檢測單核苷酸多態(tài)性(SNPs)的探針系統(tǒng)也可以被使用。另外的檢測系統(tǒng)包括“分子開關(guān)(molecular switches) ”(例如，見美國公開號20050042638，以其完全引用的形式并入本文)。其它探針，例如那些包含插入染料和/或熒光染料的探針，也可用于在本文公開的方法中檢測擴(kuò)增產(chǎn)物(例如，見美國專利號5，814，447，以其完全引用的形式并入本文)。在某些實施方案中，檢測方法是定性的(例如，存在或不存在特定的核酸)。在其它實施方案中，它們是定量的(例如，病毒負(fù)荷)。iii、蛋白質(zhì)檢測蛋白質(zhì)檢測方法的實例包括但不限于，酶分析、直接可視、和免疫測定。在某些實施方案中，免疫測定對純化的蛋白使用抗體。這樣的抗體可以是多克隆或單克隆的、嵌合的、人化的、單鏈或Fab片段，其可以是標(biāo)記的或非標(biāo)記的，其所有可以是通過熟知的方法和標(biāo)準(zhǔn)實驗操作制備的。見例如，Burns，ed.，Immunochemical Protocols, 3rd ed.，Humana Press (2005) ；Harlow and Lane,Antibodies :A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory (1988) ；Kozbor ^X, Immunology Today 4 :72(1983) ；Kohler and Milstein, Nature 256:495(1975)。在某些實施方案中，使用商業(yè)可得的抗體。D、數(shù)據(jù)分析在某些實施方案中，純化和檢測后，使用基于計算機(jī)的分析程序來將通過檢測試驗(例如，靶分子的存在、不存在或存在給定的量)生成的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為臨床醫(yī)生或研究人員的預(yù)測值數(shù)據(jù)。在某些實施方案中，軟件程序是整合入自動裝置中的。在其它實施方案中，其是遠(yuǎn)程設(shè)置的。臨床醫(yī)生可以使用任何合適的手段得到數(shù)據(jù)。因此，在某些優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提供進(jìn)一步的益處，即，不可能在遺傳學(xué)或分子生物學(xué)方面得到訓(xùn)練的臨床醫(yī)生不需要理解原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是以其最有用的形式直接提供給臨床醫(yī)生的。然后臨床醫(yī)生可以立即利用信息以優(yōu)化受試者的治療?？梢允褂萌魏畏椒?，使得能夠向?qū)嶒炇一驈膶嶒炇医邮堋⑻幚?、和傳送信息，以指?dǎo)試驗、信息提供、個人醫(yī)療和受試者。例如，在本發(fā)明的某些實施方案中，從受試者得到樣品(例如，活組織檢查或血清或尿樣品)并傳遞給服務(wù)站(例如，醫(yī)療機(jī)構(gòu)的臨床實驗室、基因組剖析商業(yè)機(jī)構(gòu)，等等)，定位于世界任何部分(例如，與受試者居住的或信息最后使用的國家不同的國家)以生成原始數(shù)據(jù)。當(dāng)樣品包含組織或其他生物樣品時，受試者可以訪問醫(yī)學(xué)中心以得到樣品并將其發(fā)送給剖析中心，或受試者可以自己收集樣品(例如， 尿樣品)并將其直接發(fā)送給剖析中心。當(dāng)樣品包含預(yù)先確定的生物信息時，該信息可以直接通過受試者發(fā)送給剖析服務(wù)處(例如，一張含有通過計算機(jī)掃描的信息以及數(shù)據(jù)的信息卡，使用電子通訊系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)傳送給剖析中心的計算機(jī))。一旦被剖析服務(wù)處接收，樣品被處理并且產(chǎn)生剖析(即，表達(dá)數(shù)據(jù))，特別用于受試者需要的診斷或預(yù)測信息。然后以適合于處理的臨床醫(yī)生解釋的格式準(zhǔn)備剖析數(shù)據(jù)。例如，不是提供原始數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備的格式可能代表一種對于受試者的診斷或風(fēng)險估計(例如，病毒負(fù)荷水平)，以及所推薦的特別治療選擇。數(shù)據(jù)可以通過任何合適的方式展現(xiàn)給臨床醫(yī)生。例如，在某些實施方案中，剖析服務(wù)處生成報告，該報告可以打印給臨床醫(yī)生(例如，在治療處)或在電腦顯示器上展現(xiàn)給臨床醫(yī)生。
在某些實施方案中，信息首先在治療處或在地區(qū)機(jī)構(gòu)分析。然后將原始數(shù)據(jù)發(fā)送給中心處理機(jī)構(gòu)用于進(jìn)一步分析，并且/或者將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對于臨床醫(yī)生或患者有用的信息。中心處理機(jī)構(gòu)提供保密優(yōu)勢(所有數(shù)據(jù)被儲存在中心機(jī)構(gòu)并具有統(tǒng)一的安全協(xié)議)、速度、和數(shù)據(jù)分析的一致性。然后中心處理機(jī)構(gòu)可以控制受試者治療之后的數(shù)據(jù)的流向。例如，使用電子通訊系統(tǒng)，中心機(jī)構(gòu)可以向臨床醫(yī)生、受試者、或研究人員提供數(shù)據(jù)。在某些實施方案中，受試者可以使用電子通訊系統(tǒng)直接獲得數(shù)據(jù)。受試者可以選擇基于結(jié)果的進(jìn)一步的干預(yù)或咨詢服務(wù)。在某些實施方案中，數(shù)據(jù)是用于研究用途的。例如，可以使用數(shù)據(jù)進(jìn)一步優(yōu)化作為疾病的特殊情況或階段的有用的指標(biāo)的標(biāo)記的包含或消除。E、組合物&試劑盒在某些實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和/或裝置被裝箱為含有所有進(jìn)行純化和分析必須的所有部件(例如，用于進(jìn)行試驗的鼓泡密封件試劑和盒)。在其它實施方案中，附加的反應(yīng)部件被提供在一起包裝為試劑盒的分離的容器中。本文公開的或本領(lǐng)域熟知的單獨(dú)或與其它組合物組合的任何這些組合物，可以以試劑盒的形式提供。試劑盒可能進(jìn)一步包含適合的控制和/或檢測試劑。發(fā)現(xiàn)在本文描述的任何方法中使用的任何一種或多種試劑可以在試劑盒中提供。實驗提供以下實例以演示和闡明本文公開的某種優(yōu)選的實施方案以及組合物和方法的各個方面，但是其不被解釋為對本發(fā)明要求保護(hù)的范圍的限制。實施例1爆炸力進(jìn)行實驗以確定爆炸打開鼓泡需要多少力。使用該信息以幫助確定正確類型的步進(jìn)電機(jī)(其輸出足夠的力以將柱塞壓向鼓泡)。使用Instron壓縮儀器以摸索地爆炸打開鼓泡(即，沒有滴料夾)。鼓泡參數(shù)描述如下 細(xì)胞溶解鼓泡〇0.72” 直徑0 0. 20” 行程(深度)〇液體體積=500 μ L 油鼓泡〇0.72” 直徑〇0.18”行程(深度)〇液體體積=400 μ L 洗脫鼓泡〇0.55” 直徑O 0. 150” 行程(深度)〇液體體積=150 μ L圖解數(shù)據(jù)示于圖18。數(shù)據(jù)圖顯示爆炸打開洗脫、油、和細(xì)胞溶解鼓泡需要的平均負(fù)荷(力)。從相對狹窄的標(biāo)準(zhǔn)差看出，相對一致的力顯示熱密封質(zhì)量是一致的。如果在鼓泡內(nèi)部的鼓泡尺寸、密封件寬度或液體體積改變，則力將改變。
實施例2加速老化實驗進(jìn)行實驗以定量將兩個箔層壓板結(jié)合在一起的熱密封過程。熱密封件的定量直接影響到爆炸打開鼓泡需要的力和通過蒸氣的任何液體損失。在42-45°C (1-3% RH)下在強(qiáng)制對流烤箱中儲存鼓泡數(shù)周。而且，為了模擬冷的裝運(yùn)運(yùn)輸系統(tǒng)，將鼓泡暴露于從室溫(RT) 至0°C達(dá)16小時、0°C至_20°C達(dá)8小時、-20°C至0°C達(dá)16小時，并返回至RT。通過定期的重量測量測定液體損失。用每一個液體試劑(洗脫、細(xì)胞溶解、和油)進(jìn)行實驗設(shè)計(DOE) 以確定最佳時間和溫度狀況。預(yù)先確定了，范圍在50-90psi的壓力對于熱密封件的質(zhì)量影響很小或沒有影響。沒有液體的鼓泡也被熱密封以確定鼓泡材料本身的任何物理變化，其可能引起重量改變。這作為在內(nèi)部具有液體的鼓泡中觀察到的重量損失的基線。細(xì)胞溶解DOE 時間=2、5、8s參溫度=191、211、232°C洗脫DOE 時間=2、5s參溫度=191、211°C油 DOE 時間=2、5s參溫度=191、211°C然而對于油鼓泡不希望有蒸氣，油可能通過毛細(xì)作用到達(dá)熱密封件表面上，從而影響熱密封件的質(zhì)量。而且，希望確定對于所有三個鼓泡和液體均有效的通用時間和溫度， 因為其將特別有助于進(jìn)行批量生產(chǎn)。重量損失數(shù)據(jù)顯示以下觀察細(xì)胞溶解鼓泡·49 天 空鼓泡平均重量損失和標(biāo)準(zhǔn)偏差=0. 0006g 士 0. 0001 液體鼓泡重量損失在0. 0005-0. 0013g之間變化 觀察一考慮到空鼓泡重量損失，實際的液體損失最多約0.0006g，其相當(dāng)于 0. 6 μ L并表示非常好的熱密封件洗脫鼓泡·36 大 空鼓泡平均重量損失和標(biāo)準(zhǔn)偏差=0. 0002g 士 0. 0001 液體鼓泡重量損失在0. 0001-0. 0003g之間變化 觀察——考慮到空鼓泡重量損失，實際的液體損失是不重要的，其表示非常好的熱密封件油鼓泡· 20 大 空鼓泡平均重量損失和標(biāo)準(zhǔn)偏差=0. 000Ig士0. 0001 液體鼓泡重量損失在0. 0000-0. 0005g之間變化 觀察一考慮到空鼓泡重量損失，實際的液體損失最多約0.0003g，其相當(dāng)于0. 38 μ L并表示非常好的熱密封件實施例3液體體積填充能力進(jìn)行試驗以確定給定鼓泡的總液體體積填充能力。這取決于鼓泡直徑和行程(深度)。使用該信息以確定沒有溢流(即，溢流到熱密封件周界上)的可以被安全地?zé)崦芊庥诠呐葜胁⒂绊懝呐轃崦芊膺^程的液體最大量。這對于優(yōu)選地濕潤箔層壓板鼓泡表面的液體尤為有用。兩個鼓泡直徑特征是0. 55”和0.72”。具有各種行程的多重鼓泡(開始于箔層壓板不會撕裂處的最大行程，并且深度逐漸減小)被冷成型并熱密封為空的。使用精細(xì)表針刺穿箔層壓板蓋子并分配液體于空鼓泡內(nèi)部，直至液體開始溢出。這被確定為對于鼓泡的液體體積填充能力。見圖19。數(shù)據(jù)圖顯示對于處于數(shù)個行程值的兩個鼓泡直徑的液體體積填充能力。在每一個數(shù)據(jù)點(diǎn)之上列出了最大體積。對于可以提供其它行程值的另外的數(shù)字解釋的每一個鼓泡直徑也確定了線性趨勢線。實施例4死體積當(dāng)鼓泡完全被壓碎，一定百分比的液體將總是殘留在鼓泡內(nèi)，這取決于鼓泡是怎樣被壓碎的——褶皺可以捕獲少量液體。描述死體積特征是有用的，因為其直接關(guān)系到應(yīng)當(dāng)處于鼓泡內(nèi)部的體積(鼓泡液體體積=通道體積+腔室體積+死體積+估計的蒸發(fā)體積)。另外，這也有助于確定有多少液體分配入盒以及其對于試驗是否充足。為了確定死體積，在特征化的盒上壓碎各種鼓泡。液體分配入預(yù)先校準(zhǔn)的一個長通道內(nèi)，以便使長度與液體體積相關(guān)聯(lián)。因此，可以如下定義死體積。見圖20對盒的描述和確定死體積的概念。死體積=鼓泡中總起始體積-分配入通道的體積測試以下類型的鼓泡· 0.55” 直徑〇0. 150” 行程O 150 μ L· 0.72” 直徑〇 0. 135”、0· 15”、0· 18，，禾口 0. 20” 行程〇 300、350、400、500、550、575 和 600 μ L原始數(shù)據(jù)表示于表1 “總體積填充能力”值采用自圖19。該表顯示平均分配體積，以及各自的死體積及其與總體積填充能力和實際分配液體體積兩者的比值。其顯示，對于較小的鼓泡產(chǎn)生較大的死體積，其還提供應(yīng)當(dāng)儲存于鼓泡中的最小液體體積(即，等于死體積)的信息。 其還顯示對于測試的液體體積和行程，死體積相對恒定。表1、顯示對于每個鼓泡類型的分配體積的原始數(shù)據(jù)，及其各自的死體積(遺留在鼓泡中)。死體積與總液體體積填充能力和實際分配體積的比值也在此處給出。
權(quán)利要求
1.一種試驗系統(tǒng)，包括a)液體包裝部件，所述液體包裝部件包括一個或多個液體儲存艙室，其中每一個所述液體儲存艙室包含液體并用爆炸性密封件覆蓋；b)密封件爆炸部件，所述密封件爆炸部件配置為使所述爆炸性密封件爆炸；以及c)試驗裝置，所述試驗裝置配置為從所述液體儲存艙室接受液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述爆炸性密封件是箔層壓板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述箔是鋁箔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述密封件爆炸部件包括柱塞，所述柱塞在多種條件下壓縮所述液體儲存艙室，從而使所述密封件剝離打開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述柱塞通過一個或多個電機(jī)驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述柱塞被手動驅(qū)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體包裝部件和在所述試驗裝置之內(nèi)的腔室通過流體導(dǎo)管而連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體包裝部件和在所述試驗裝置之內(nèi)的腔室直接接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體包裝部件包括一個或多個液體儲存艙 室。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體儲存艙室包含按體積計50%以下的空氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體儲存艙室包含400μ 1以下的空氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體儲存艙室包括滴料夾，所述滴料夾橫穿爆炸性密封件周界的一部分而提供均勻壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述滴料夾不向與所述試驗裝置聯(lián)通的所述爆炸性密封件的那部分施加壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體儲存艙室包含進(jìn)行試驗的試劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述試驗選自診斷試驗和研究試驗。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體包裝部件進(jìn)一步包括一個或多個定位銷，以將所述液體儲存艙室固定到所述液體包裝部件。
17.一種試驗方法，包括接觸包括一種或多種液體儲存艙室的液體包裝部件，其中每一個所述液體儲存艙室包含液體并用具有密封件爆炸部件的爆炸性密封件覆蓋，所述密封件爆炸部件配置為在多種條件下使所述爆炸性密封件爆炸，從而將所述液體運(yùn)輸至試驗裝置，所述試驗裝置配置為從所述液體儲存艙室接受液體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述爆炸性密封件是箔層壓板。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述箔是鋁箔。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述密封件爆炸部件包括柱塞，所述柱塞在多種條件下壓縮所述液體儲存艙室，從而使所述密封件爆炸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述柱塞通過一個或多個電機(jī)驅(qū)動。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述柱塞被手動驅(qū)動。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體包裝部件和在所述試驗裝置之內(nèi)的腔室通過流體導(dǎo)管而連接。
24.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體包裝部件和在所述試驗裝置之內(nèi)的腔室直接接觸。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體包裝部件包括一個或多個液體儲存艙室。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體儲存艙室包含按體積計50%以下的空氣。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體儲存艙室包含按體積計60%以下的空氣。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體儲存艙室包含400μ1以下的空氣。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體儲存艙室包括滴料夾，所述滴料夾橫穿爆炸性密封件周界的一部分而施加均勻壓力。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中所述滴料夾不向與所述試驗裝置聯(lián)通的所述爆炸性密封件的那部分提供壓力。
31.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體儲存艙室包含進(jìn)行試驗的試劑。
32.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述試驗選自診斷試驗和研究試驗。
33.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液體包裝部件進(jìn)一步包括一個或多個定位銷，以將所述液體儲存艙室固定到所述液體包裝部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于進(jìn)行生物和化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)、裝置和方法。特別地，本發(fā)明涉及用于向生物和化學(xué)試驗遞送試劑的爆炸性液體包裝的用途。
文檔編號B01J14/00GK102387966SQ201080014718
公開日2012年3月21日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者A·K·阿加瓦爾, D·J·畢比, D·M·克爾松, K·蘇爾 申請人:西北大學(xué)