×
25.06.2018
218.016.6608

Результат интеллектуальной деятельности: КОНСТРУКЦИЯ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ КАРТРИДЖА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к устройствам для лабораторного анализа в биологии и может быть использовано при проведении полимеразной цепной реакции. Картридж для проведения полимеразной цепной реакции содержит пластину из оптически прозрачного материала с подложкой, расположенной в нижней части картриджа. В теле пластины образована рабочая зона с диаметрально расположенными каналами для заполнения реагентами рабочей зоны. Подложка выполнена с возможностью нагрева рабочей зоны. Рабочая зона картриджа имеет форму полого цилиндра с донной выпуклой частью, ограниченной плоским основанием, обращенным к подложке. Выпуклая часть образована концентрическими выточками на боковой поверхности, причем диаметры выточек убывают от периферии к центру и их размеры лежат в диапазоне от 0,8 до 0,5 D, где D - диаметр цилиндра, а глубина вдоль продольной оси цилиндра между донной частью и плоским основанием составляет от 0,28 до 0,32 Н, где Н - толщина пластины. Каналы для заполнения реагентами выполнены в виде канавок и сообщены с рабочей зоной так, что их донные части удалены от основания полого цилиндра на расстояние не менее 0,3 Н. Изобретение при реализации обеспечивает получение технического результата, заключающегося в повышении качества и точности анализа за счет исключения образования пузырьков воздуха в рабочей зоны картриджа как при заполнении рабочей смесью, так и в процессе термоциклирования. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для лабораторного анализа в биологии и может быть использовано при проведении полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Описаны устройства для проведения ПЦР, в которых подготовка образца и реакционный модуль интегрированы в одноразовый картридж, который состоит из совокупности жидкостных камер, картриджа с реагентами и пневматически активируемого MOVe-клапана, а также модуля анализа (RU 2559541 С2, ИНТЕДЖЕНКС ИНК., 10.08.2015). Устройства для ПЦР функционируют при открытом перемещении жидкостей между ячейками картриджа. Например, реагент может находиться в ячейке, образец - в ячейке для сбора образцов, разбавитель - в ячейке для разбавителей и поверхность захвата может находиться в ячейке для анализа, причем в одном состоянии картриджа ни одна из ячеек не находится в жидкостном сообщении с любой из других ячеек (RU 2628051 С2, ТЕРАНОС ИНК. (US), 14.08.2017).

Описаны другие конструкции одноразовых картриджей для осуществления ПЦР (JP 2016192931 (А) - CARTRIDGE FOR NUCLEIC ACID AMPLIFICATION REACTION, AND NUCLEIC ACID AMPLIFICATION APPARATUS, SEIKO EPSON CORP, 17.11.2016).

В заявке GB 2516672 (A) - System and method for processing fluid in a fluidic cartridge, ATLAS GENETICS LTD, 04.02.2015 отмечается, что недостаточное заполнение камеры ПЦР даже небольшим количеством может привести к образованию воздушных карманов в ПЦР-камере, что, в свою очередь, может привести к нестабильному результату термоциклирования. При этом даже незначительное переполнение камеры ПЦР приводит к необработанной жидкости после камеры ПЦР, которая затем может разбавлять образец обработанной текучей среды, когда она перемещается из камеры ПЦР в камеры анализа.

Проточный вариант ПЦР имеет ряд недостатков, а именно образование пузырьков воздуха в микроканалах рабочих зон картриджей, что неблагоприятно влияет на ход ПЦР (Г.Е. Рудницкая, А.А. Евстрапов. МИКРОЧИПОВЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ. Ч. 1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПЦР; КОНСТРУКЦИЯ И МАТЕРИАЛЫ МИКРОЧИПОВ (Обзор). Ж. НАУЧНОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, 2008, том 18, No 3, с. 3-20). Описан ряд технических решений, касающихся формы рабочих зон картриджей. Так, в патенте RU 2497100 С2, КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL), 27.10.2013 описана рабочая зона для размещения жидкого образца в форме плоскодонного углубления, связанного каналами для заполнения этого углубления рабочей смесью.

Наиболее близким к патентуемому является картридж, описанный в патенте US 7327459 (В2), SAMSUNG ELECTRONICS СО LTD, 05.02.2008 - прототип, который предназначен для проведения флуоресцентного анализа ПЦР в реальном времени. Картридж включает верхнюю подложку 110, имеющую камеру 105, связанную каналами 103 с отверстиями для подачи 106 и выпуска 108 образца, и нижнюю подложку 112. Микронагреватель 102 прикреплен к нижней подложке 112 для регулирования температуры реакции. Подложки 110, 112 могут быть выполнены из силикона, металла или пластмасс, имеющих высокую теплопроводность с использованием фотолитографии, горячего тиснения или пластикового формования. Однако в этом устройстве не рассматриваются средства, обеспечивающие уменьшение влияния пузырьков воздуха, которые оказывают влияние на результаты ПЦР.

Настоящее изобретение направлено на решение проблемы усовершенствования рабочей зоны картриджа для проведения ПЦР.

Патентуемый картридж для проведения полимеразной цепной реакции включает пластину из оптически прозрачного материала, образованную в теле пластины рабочую зону, диаметрально расположенные каналы для заполнения реагентами рабочей зоны, подложку, расположенную в нижней части картриджа, выполненную с возможностью нагрева рабочей зоны.

Отличие состоит в следующем.

Рабочая зона имеет форму полого цилиндра с донной выпуклой частью, ограниченной плоским основанием, обращенным к подложке, выпуклая часть образована концентрическими выточками на боковой поверхности, причем диаметры выточек убывают от периферии к центру и лежат в диапазоне от 0,8 до 0,5 D, где D - диаметр цилиндра, а глубина вдоль продольной оси цилиндра между донной частью и плоским основанием составляет от 0,28 до 0,32 Н, при этом каналы для заполнения реагентами выполнены в виде канавок и сообщены с рабочей зоной так, что их донные части удалены от основания полого цилиндра на расстояние не менее 0,3Н, где Н - толщина пластины

Картридж может характеризоваться тем, что пластина имеет удлиненную форму с продольной осью симметрии и параллельными стенками в поперечном направлении, при этом рабочая зона размещена с одного края пластины на расстоянии 0,25-0,3 наибольшей длины пластины, канавки на плоскости пластины имеют несквозные отверстия для размещения силиконовых пробок, а в местах выхода канавок на торцевые поверхности пластины образованы полукруглые фаски.

Картридж может характеризоваться и тем, что пластина имеет длину 55 мм, ширину - 40 мм, толщину - 2 мм, диаметр рабочей зоны - 10 мм, а также и тем, что оптически прозрачный материал представляет собой полиметилметакрилат, а кроме того, тем, что подложка выполнена из алюминиевой фольги и герметично присоединена к поверхности пластины термосваркой или склеиванием.

Технический результат - исключение образования пузырьков воздуха в рабочей зоне картриджа как при заполнении рабочей смесью, так и в процессе термоциклирования за счет того, что рабочая смесь будет эффективно выталкивать пузырьки воздуха из рабочей зоны, а ступенчатая структура - увеличивать смачиваемость вследствие развитой поверхности рабочей зоны.

Существо изобретения поясняется на чертежах, где:

фиг. 1 - пластина со стороны рабочей зоны;

фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вид сбоку;

фиг. 3 - картридж, вид в изометрии;

фиг. 4 - конфигурация рабочей зоны, вид сверху;

фиг. 5 - рабочая зона, сечение;

фиг. 6 - картридж в рабочем состоянии.

Картридж для проведения полимеразной цепной реакции включает плоскую пластину 1 из оптически прозрачного материала, рабочую зону 2, образованную в теле пластины 1, каналы 3 для заполнения реагентами рабочей зоны 2. Подложка 4 выполнена из алюминиевой фольги и герметично присоединена к поверхности пластины термосваркой или склеиванием.

Рабочая зона 2 имеет форму полого цилиндра 21 диаметром D с выпуклой донной частью 22 в основании 23. Донная часть 22 образована концентрическими выточками 221, 222, 223 на боковой поверхности и ограничена плоским основанием 24. Диаметры выточек 221, 222, 223 убывают от периферии к центру и лежат в диапазоне от 0,8 D до 0,5 D; диаметр плоского основания 24 составляет 0,5 D.

Соответственно соотношение диаметров выточек удовлетворяет условию: D>D221>D222>D223>D24, где индексы при D соответствуют позициям выточек на фиг. 3-4.

Глубина вдоль продольной оси 210 цилиндра 21 между донной частью 22 и плоским основанием 24 составляет от 0,28 до 0,32 Н, где Н - толщина пластины 1.

Каналы 3 для заполнения реагентами размещены в диаметральной плоскости 210 полого цилиндра 21, выполнены в виде канавок 31 и сообщены с рабочей зоной 2 так, что их донные части 311 размещены ниже основания 23, т.е. ближе к тыльной стороне пластины на глубине h не менее 0,3Н.

Пластина 1 имеет удлиненную форму с продольной осью 11 симметрии и параллельными стенками 12 в поперечном направлении. Рабочая зона 2 размещена с одного края пластины 1 на расстоянии S=0,25-0,3 наибольшей длины пластины 1. Канавки 31 на плоскости пластины 1 имеют несквозные отверстия 32 диаметром около 3,5 мм для установки силиконовых пробок, предотвращающих вытекание жидкости из картриджа. В местах выхода канавок 31 на торцевые поверхности 13 параллельных стенок 12 образованы полукруглые фаски 14.

Пластина 1 в направлении оси 11 имеет длину L=55 мм, ширину W=40 мм, толщину Н=2 мм, диаметр рабочей зоны составляет D=10 мм и может быть выполнена из оптически прозрачного полиметилметакрилата.

На фиг. 6 схематично показан картридж в рабочем состоянии, где обозначены: ТЦ - поверхность термоциклера, PC - рабочая среда, В - направление подсветки для возбуждения флуресценции, Ф - анализируемый сигнал флуоресценции от рабочей среды.

Картридж заполняют через канавки 31 рабочей средой посредством шприцев, затем в отверстия 32 устанавливают силиконовые пробки. При этом пузырьки воздуха в процессе заполнения рабочей зоны будут удаляться из нее: рабочая смесь будет эффективно выталкивать пузырьки воздуха из рабочей зоны, а ступенчатая структура - увеличивать смачиваемость вследствие развитой поверхности рабочей зоны. Исключение пузырьков воздуха необходимо для исключения их влияния на обработку результата ПЦР, так как их хаотичное перемещение и объединение вносит помехи в сигнал, тем самым искажая сигнал, получаемый при детекции флуоресценции.

Затем картридж устанавливают в измерительное устройство так, чтобы подложка 4 находилась в тепловом контакте с поверхностью ТЦ. Возбуждение флуоресценции осуществляют подсветкой В с торцевых поверхностей 13 стенок 12, а анализируемый сигнал Ф флуоресценции от рабочей среды PC детектируют с тыльной стороны пластины 1.

Испытания показали, что технический результат в полном объеме достигается заявленной совокупностью признаков, а именно, в реакционной среде в рабочей зоне картриджа отсутствуют пузырьки воздуха. В то же время модельные эксперименты показали, что в отсутствие ступенчатой формы стенки и нерегламентированной высоты каналов в рабочей зоне образовывались пузыри воздуха, которые хаотично перемещались и укрупнялись, оказывая негативное влияние как на процесс термоциклирования, так и на детектирование флуоресценции во время проведения ПЦР.


КОНСТРУКЦИЯ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ КАРТРИДЖА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ
КОНСТРУКЦИЯ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ КАРТРИДЖА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ
КОНСТРУКЦИЯ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ КАРТРИДЖА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 38 items.
13.01.2017
№217.015.7bb2

Способ эндоскопического удаления подслизистой опухоли желудка

Изобретение относится к медицине, хирургии. Рассекают слизистую в области основания опухоли с формированием слизистого лоскута на ножке при выделении опухоли. Выполняют окаймляющий разрез вокруг основания опухоли на 2/3 его окружности. Мобилизуют новообразование, отсекают от мышечного слоя и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600220
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.8023

Способ лапароскопического ушивания перфоративной язвы луковицы двенадцатиперстной кишки без признаков стенозирования

Изобретение относится к медицине, хирургии. Лапароскопически ушивают перфоративные язвы луковицы ДПК без признаков стенозирования. Выполняют эзофагогастродуоденоскопию. Определяют локализацию и диаметр перфорационного отверстия и язвенного кратера со стороны просвета кишки. Выполняют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599872
Дата охранного документа: 20.10.2016
26.08.2017
№217.015.e685

Способ реабилитации пациента с нарушением постурального баланса

Изобретение относится к медицине, лечебной физкультуре, и может быть использовано в реабилитации пациентов с нарушением постурального баланса путем восстановления двигательного стереотипа и тренировки вестибулярного аппарата в движении, при неврологических нарушениях, болезнях и травмах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626912
Дата охранного документа: 02.08.2017
29.12.2017
№217.015.f26d

Способ оперативного лечения вывиха акромиального конца ключицы

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и может быть применимо для оперативного лечения вывиха акромиального конца ключицы. При помощи сверла диаметром 4,3 мм формируют канал в основании клювовидного отростка между местами прикрепления конической и трапециевидной связок. Моделируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636856
Дата охранного документа: 28.11.2017
29.12.2017
№217.015.f575

Способ оценки риска развития онкозаболеваний в поколениях жителей регионов радионуклидного загрязнения

Изобретение относится к медицине и раскрывает способ оценки риска развития онкозаболеваний в поколениях жителей регионов радиационного загрязнения. Способ характеризуется тем, что отбирают периферическую кровь пациентов, выделяют РНК, в образцах которых проводят одновременное количественное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637623
Дата охранного документа: 05.12.2017
19.01.2018
№218.016.071a

Способ культивирования клеток слюнной железы человека

Изобретение относится к области клеточной биологии. Изобретение представляет собой способ культивирования эпителиальных прогениторных клеток слюнных желез человека, включающий: (а) получение эпителиальных прогениторных клеток слюнных желез человека от организма-реципиента; (б) перенос клеток в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631005
Дата охранного документа: 15.09.2017
19.01.2018
№218.016.08ba

Способ ранней диагностики миокардиальной дисфункции при идиопатической гипертрофической кардиомиопатии у детей

Изобретение относится к медицине, а именно к детской кардиологии, педиатрии. Выполняют двухмерное эхокардиографическое исследование миокарда и параллельную регистрацию электрокардиограммы. Выделяют зоны исследования на изображениях левого желудочка в диастолу на уровне его основания и средней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631641
Дата охранного документа: 25.09.2017
20.01.2018
№218.016.122c

Способ прогнозирования развития жизнеопасных предсердных аритмий у пациентов с гипертонической болезнью

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, может быть использовано для прогнозирования развития жизнеопасных предсердных аритмий у больных с гипертонической болезнью. Для прогнозирования развития жизнеопасных предсердных аритмий у пациентов с гипертонической болезнью определяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634246
Дата охранного документа: 24.10.2017
13.02.2018
№218.016.1e86

Способ диагностики врожденной миопатии центрального стержня

Изобретение относится к медицине, в частности к неврологии, патологической анатомии, а также к гистологии, цитологии и клеточной биологии, и может быть использовано в диагностике в миопатии центрального стержня. Проводят иммуногистохимическое выявление маркеров наружной митохондриальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641038
Дата охранного документа: 15.01.2018
04.04.2018
№218.016.3350

Способ одновременной оценки степени функционального подавления одного глаза другим в области фиксации взора и в разных точках поля зрения и компьютеризированная система для его осуществления

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к офтальмологии. Для одновременной оценки степени функционального подавления одного глаза другим, с помощью блока отображения предъявляют пациенту в красно-синих очках на экране монитора изображения тест-объектов красного и синего цвета,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645415
Дата охранного документа: 21.02.2018
Showing 1-10 of 27 items.
10.09.2013
№216.012.67e5

Способ оценки степени пролиферации клеток с помощью маркерных генов методом полимеразной цепной реакции в реальном времени

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способу оценки степени пролиферации лимфоцитов с помощью маркерных генов методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР РВ). Способ включает добавление в часть лунок с лимфоцитами митогенов или исследуемых веществ, инкубацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492244
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.04.2014
№216.012.b055

Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления днк пародонтопатогенного микроорганизма candida albicans методом полимеразной цепной реакции

Изобретение относится к области биохимии, в частности к набору синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК пародонтопатогенного микроорганизма Candida albicans методом полимеразной цепной реакции. Указанный набор включает специфичные к фрагменту гена gr1 микроорганизма Candida albicans...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510856
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b056

Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления днк пародонтопатогенного микроорганизма treponema denticola методом полимеразной цепной реакции

Изобретение относится к области биохимии, в частности к набору синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК пародонтопатогенного микроорганизма Treponema denticola методом полимеразной цепной реакции. Указанный набор включает специфичные к фрагменту гена licCA микроорганизма Treponema...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510857
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.06.2014
№216.012.cd32

Способ определения генотипа человека по полиморфизму в гене коллагена ii типа col2a1 c>a (rs1635529)

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой способ определения генотипа человека по полиморфизму в гене коллагена II типа COL2A1 С>А (rs1635529). Данный способ может быть использован при диагностике заболеваний пародонта в ротовой полости. Способ включает снятие кривых плавления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518301
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.12.2014
№216.013.11d5

Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления днк пародонтопатогенного микроорганизма tannerella forsythensis методом полимеразной цепной реакции

Изобретение относится к области биохимии, в частности к набору синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК пародонтопатогенного микроорганизма Tannerella forsythensis методом полимеразной цепной реакции. Указанный набор включает специфичные к фрагменту гена bspA микроорганизма Tannerella...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535988
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.04.2015
№216.013.43a1

Способ определения генотипа человека по полиморфизму в гене матриксной металлопротеиназы ммр9-1562 с>т (rs3918242)

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для определения генотипа человека по полиморфизму в гене матриксной металлопротеиназы ММР9-1562 C>Т (rs3918242). Способ основан на снятии кривых плавления с флуоресцентно-мечеными аллель-специфичными олигонуклеотидными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548811
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.07.2015
№216.013.5dca

Способ экстракции днк из клеток крови

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ экстракции ДНК из клеток крови. Добавляют в образец магнитные частицы и ферромагнитные наносферы CoNiFeO50 нм. Лизируют биологический материал. Промывают ДНК и снимают ДНК с носителя. Преимуществом заявленного способа является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555551
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.62ad

Способ определения генотипа человека по полиморфной позиции rs1613662 в гене gp6, кодирующем гликопротеин vi

Изобретение относится к области медицины, молекулярной биологии и биотехнологии. Предложен способ определения полиморфизма гена GP6 человека, кодирующего гликопротеин VI, по полиморфной позиции rs 1613662, основанный на снятии кривых плавления с флуоресцентно-мечеными аллель-специфичными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556808
Дата охранного документа: 20.07.2015
25.08.2017
№217.015.a275

Способ определения степени гноетечения на пародонте по уровню мрнк гена интерлейкина-8 (il-8) человека

Изобретение относится к области медицины, стоматологии, молекулярной биологии и клинико-лабораторной диагностики. Описан способ определения выраженности нагноения (гноетечения) тканей пародонта. Способ основан на измерении в соскобах с пародонта уровня РНК гена интерлейкина-8 (IL-8)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607041
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a2fa

Способ оценки обсемененности пародонта патогенными бактериями с применением полимеразной цепной реакции в реальном времени

Изобретение относится к области биохимии, клинико-лабораторной диагностики, в частности к определению степени обсемененности пародонта патогенными бактериями с помощью ПЦР в реальном времени. Описан способ применения комплексной тест-системы для определения Aggregatibacter...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607046
Дата охранного документа: 10.01.2017
+ добавить свой РИД