Планшет для образцов

Планшет для образцов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к планшету для образцов, к автоматизированному устройству, к диспенсеру 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 планшета для образцов и к компьютерной программе, выполняемой системой управления автоматизированного устройства.

Уровень техники

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.

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 8×12 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, комплементарных 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 комплементарности 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 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.

Углубление, имеющее сужающуюся часть, не должно рассматриваться, например, как мелкое углубление или маленькая лунка, в которой гранула или микросфера реагента может просто лежать на дне, не будучи зафиксированной или удерживаемой стенками углубления.

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

Согласно предпочтительному варианту гранула или микросфера реагента, по существу, удерживается или фиксируется внутри углубления за счет фрикционной посадки на сужающуюся часть углубления.

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. Это заданное усилие предпочтительно выбирается достаточным для того, чтобы сжать гранулу реагента и/или деформировать сужающуюся часть углубления с целью создать или усилить плотный контакт или обеспечить фрикционную посадку гранулы относительно сужающейся части углубления.

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 удерживаются или фиксируются внутри углубления и при наклоне планшета для образцов таким образом, что его плоскость оставляет с горизонтальной плоскостью угол 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80° или 90°, или при переворачивании планшета.

Согласно предпочтительному варианту открытая сторона углубления и/или поперечное сечение углубления (например, на участке между открытой стороной углубления и основанием) имеют круглую форму. Однако в менее предпочтительных вариантах открытая сторона углубления и/или его поперечное сечение могут быть, по существу, круглыми, эллиптическими, продолговатыми, треугольными, квадратными, прямоугольными, пятиугольными, шестиугольными, семиугольными, восьмиугольными, девятиугольными, десятиугольными и т.д.

Согласно предпочтительному варианту диаметр открытой стороны углубления предпочтительно выбран из группы, включающей следующие интервалы: (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; (х) 4,5-5,0 мм; (xi) <5,0 мм и (xii) >5,0 мм.

Согласно предпочтительному варианту диаметр открытой стороны углубления предпочтительно превышает диаметр гранулы или микросферы реагента. Если форма открытой стороны углубления отличается от круглой, минимальный размер поперечного сечения этой стороны предпочтительно превышает диаметр гранулы или микросферы реагента.

Согласно предпочтительному варианту диаметр углубления, предпочтительно на участке между открытой стороной углубления и его основанием, предпочтительно по меньшей мере на 5% меньше диаметра гранулы или микросферы реагента и/или предпочтительно по меньшей мере на 5% меньше диаметра открытой стороны углубления. Если поперечное сечение углубления имеет некруглую форму, то наименьший размер этого поперечного сечения, предпочтительно на участке между открытой стороной углубления и его основанием, выбирается предпочтительно по меньшей мере на 5% меньшим, чем диаметр гранулы или микросферы реагента, и/или предпочтительно по меньшей мере на 5% меньшим, чем диаметр открытой стороны углубления.

Согласно предпочтительному варианту диаметр углубления, предпочтительно на участке между открытой стороной углубления и его основанием, предпочтительно выбран из группы, включающей следующие интервалы: (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; (х) 4,5-5,0 мм; (xi) <5,0 мм и (xii) >5,0 мм.

Согласно предпочтительному варианту сужение сужающейся части предпочтительно выполнено, по существу, по линейному закону. Например, диаметр или периметр углубления предпочтительно изменяется (например, уменьшается) по глубине углубления, по существу, линейно. Если поперечное сечение углубления имеет некруглую форму, то определенный размер (например, наименьший) поперечного сечения углубления или периметр этого сечения также предпочтительно изменяется (например, уменьшается) по глубине углубления, по существу, линейно.

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. В предпочтительном варианте при использовании планшета гранула реагента предпочтительно образует, в сочетании с сужающейся частью углубления, по существу, непроницаемое для жидкости уплотнение, по существу, предотвращающее вытекание жидкости из углубления (лунки для образца) с обтеканием гранулы реагента. Благодаря этому 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.

Согласно предпочтительному варианту глубина углубления предпочтительно равна или превышает диаметр гранулы реагента, так что гранулы реагента не выступают над дном лунки планшета.

Согласно предпочтительному варианту глубина углубления предпочтительно выбрана из группы, включающей следующие интервалы: (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; (х) 4,5-5,0 мм; (xi) <5,0 мм и (xii) >5,0 мм.

Согласно предпочтительному варианту глубина углубления, на которой его диаметр становится меньше диаметра гранулы реагента, предпочтительно равна или превышает радиус этой гранулы, так что гранулы реагента не выступают над дном лунки планшета. Если поперечное сечение углубления имеет некруглую форму, то предпочтительно равна или превышает радиус гранулы реагента та его глубина, на которой наименьший размер углубления становится меньше диаметра гранулы реагента.

Согласно предпочтительному варианту при использовании планшета гранула реагента предпочтительно не контактирует с основанием (дном) углубления. Однако допустимы и менее предпочтительные варианты, в которых имеется контакт между гранулой реагента и основанием углубления.

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 9×6 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 угловых интервалов: (i) 2°-4°; (ii) 4°-6°; (iii) 6°-8°; (iv) 8°-10°; (v) по меньшей мере 1° и (vi) 1°-15°.

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 (ii) 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; (х) 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