CN1148892A - 利用吸移管装置处理液体的方法以及用于该法的仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明的技术前提是一种利用吸移管装置处理液体的方法，这种方法包括通过一个可拆卸地置于吸取/释放液体的管路的吸取口或释放口上的管端从容器内部吸取含有靶高分子物体的液体，并将这种液体或靶高分子物质转移到靶的下一个处理位置，以借助于由吸移管装置进行的吸取和释放液体的动作以及磁体对于磁性粒子的控制和/或结合过滤器自动高精度地进行液体或含在液体中的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释以及提取、回收和离析，上述管端通过使上述吸取的高分子物质吸附到磁性粒子上和/或用置于管端上的过滤器进行分离。

Description

利用吸移管装置处理液体的方法 以及用于该法的仪器
技术领域
本发明涉及一种利用吸移管装置处理液体的方法以及用于该法的仪器，这种方法和仪器通过由吸移管装置中的液体吸取/释放管路吸取和释放液体，可自动并准确地进行液体或包含在液体中的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释等工作，这种靶高分子物质例如是一些有用的物质，如抗菌素，例如是一些遗传物质，如DNA，以及例如是一些免疫物质，如抗体，和/或可自动并准确地进行靶高分子物质的提取、回收和离析。
背景技术
近年来，在许多领域中，对于DNA等的研究活动极为活跃，这些领域包括工程、医学、农业、物理科学、药物学，目的在于基因组测序、临床诊断、改良农产品、食物的细菌学检查、制药体系或诸如此类的目的。
如上所述，当进行应用范围非常广泛的各种所需的免疫测定时，或者当对细胞、DNA、RNA、mRNA、质粒、病毒或细菌等分子层次的有机体、微生物或物质(本说明书中简称为靶高分子物质)进行结构分析时，必须以高精度进行下述这些工作，例如，作为预处理，对样品或样品所含有的靶高分子物质进行定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释，或者是提取、回收或离析靶高分子物质。
作为一个例子，要说明DNA诊断等基因结构分析，首先，必须提取、回收并离析包含靶基因的DNA区域。作为基因克隆技术或基因组测序技术，已经确立了提取、回收和离析基因的技术，而且，目前人们相信，如耗费足够的时间和费用，可离析并获得任何基因。为此，如果已经提取、回收并离析了靶基因DNA，则原则上可利用此进行任何类型的基因分析。
不过，例如对于人的情况，特定的靶基因DNA是所有基因组DNA的百万分之一或更少，为此，实际所能得到的用于检验的DNA的量是相当少的，而靶之外的DNA和RNA的量相当大，这使得难以顺利地完成分析。
由于上述原因，要完成诸如DNA诊断这样的基因结构分析，重要的是首先提取、回收并离析包含靶基因的DNA区域。以下说明提取、回收和离析DNA的基本方法。
DNA在细胞中以与蛋白质形成配合物的形式存在于核中。提取DNA的基本步骤有用SDS(表面活性剂十二烷基硫酸钠)处理细胞或细胞核使DNA可溶解，并用蛋白分解酶或酚去除其中所含的蛋白质。
换言之，当从组织中提取DNA时，首先把取出的组织放在冰中并在低温下保存一定的时间，然后，把冷却的组织分为一些小块，每块重约0.1克，用冰冷却的缓冲液A(0.01M Tris-HCl、pH7.8，0.1M NaCl、2mMMgCl2)冲洗这些小块。把组织放在体积为该组织20倍以上的上述缓冲液A中，并用Potter型均质器使该组织均化5至10次。之后，把该组织与所述缓冲液一起放在离心管中，进行离心分离(2000rpm，5分钟)。细胞核或细胞沉淀，扔掉上层清液。从培养的细胞中提取DNA时，将细胞很好地悬浮在冰冷却的缓冲液B(0.01M Tris-HCl、pH7.8，0.1M NaCl、2mM EDTA)中，并离心分离。将沉淀的核或细胞再次很好地悬浮在体积为样品100倍以上的缓冲液B中。
很好地悬浮细胞或细胞核直到细胞的块消失后，加入其二十分之一的10％SDS溶液，以溶解细胞。然后，将其五十分之一的蛋白酶K(10mg/ml)加入到所述溶液中，并在50℃反应4小时，从而使蛋白质分解。在反应期间，由于粘度大，有时搅动所述溶液。然后，进行三次酚提取。在这个步骤中，应该仔细地进行提取工作，以使得没有物理力作用于其上。
然后，用体积为样品体积100倍以上的缓冲液C(10mM Tris-HCl、pH7.8/0.1mM EDTA)透析样品约18个小时，并保持在4℃。
通过上述步骤，可从0.1克的组织中得到约0.2mg的DNA。上面所述的步骤是从组织或细胞中提取DNA的一种方法，而另外还已知下述方法用碱法(少量调整方法)获得质粒DNA的方法、用沸腾法回收DNA的方法、以及用大量调整的方法回收闭环溴化DNA的方法。
如上所述，可以用上述任何已知的方法进行用于DNA诊断等基因结构分析的DNA的提取、回收和离析，但从上述组织或细胞中离析DNA的工作是极为复杂的，就像从上述组织或细胞中提取DNA的工序清楚地了解到的那样，并需要长时间，这是其缺点。
此外，已采用包括离心法、高速液体层析法、凝胶电泳法、dispo-柱法、透析法、玻璃粉末法、磁性粒子清洗管嘴法在内的各种方法中的任何一种进行用上述方法提取的DNA等的结构分析，而每种方法都有各自的优缺点，而且，目前尚未开发出一种高精度的稳定方法。
换句话说，对于离心分离的情况，装载到容器中和从容器中取出的过程要达到自动化是极为困难的，而且在离心分离后从沉淀物中机械分离上层清液也是极为困难的，为此，对于它的各种用途是极为不利的。
对于高速液体层析法的情况，分离柱基本上成为消耗品，故而把样品注入所述柱或控制分离时间都不能实现机械化，而且还有不同的样品都要穿过所述柱，故而不能完全防止所述柱的污染。
对于凝胶电泳的情况，不能使凝胶的调整机械化，而且这种方法一般已用作分离DNA的基本技术，但所分离的片断必须人工取出，这是一个缺点。
dispo--柱方法是用于分离特定的DNA片断的试剂盒式的技术之一，但价格极为昂贵，而且它的应用范围窄。此外，控制吸移和穿过柱的液体也是困难的，而且这种方法的机械化方面也有许多问题。
而在透析方法中，需要长时间的透析，而且，当样品量极少时，难以应用这种方法，从而使这种方法并未广泛采用。
玻璃粉末方法是一种利用二氧化硅提取DNA的优良方法，而且，过程简单且方便，但是，因采用过滤器或借助离心分离作用分离粉末，难以使整个过程自动化。
还有，对于磁性粒子清洗管嘴法的情况，可通过磁体控制筒体(シリンダ)和吸引/释放操作来使过程自动化，但是，只通过清洗管嘴基本上不能防止污染。
本发明是鉴于上述情况而完成的。本发明的目的是提供一种利用全新的吸移管装置处理液体的方法及仪器，这种方法及仪器通过控制吸移管吸取或释放液体的操作和用磁体控制磁性粒子和/或结合过滤器，可自动并高精度地进行液体或包含在液体中的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释，以及提取、回收和离析等工作。
发明的公开
本发明的技术基础是一种利用吸移管装置处理液体的方法，该方法包括由可拆卸地置于吸取/释放液体的管路的吸取口或释放口中的管端(チップ)从容器内部吸取含有靶高分子物质的液体，并把该液体或靶高分子物质传送到靶的下一个处理位置；其中所述管端使吸取的靶高分子物质吸附在磁性粒子上和/或用在该管端中的过滤器装置分离。也就是说，通过控制吸移管吸取和释放液体的操作和用磁体控制磁性粒子和/或结合过滤器，可以以高精度自动地进行液体或液体中含有的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释，以及提取、回收和离析等工作。
而且在本发明中，靶高分子物质是一种有用的物质，例如抗菌素，遗传物质，例如DNA，或一种免疫物质，例如抗体。为此，本发明极为适于对分子生物或微生物，例如，细胞、DNA、RNA、mRNA、质粒、病毒和细菌或某些高分子物质进行分离、均分、吸移、净化、浓缩、稀释，和/或俘获、提取、离析、扩增、标记和测量，而且可不依赖于通常的离心分离而获得靶高分子物质。
而且在本发明中，采用在上述吸取/释放液体的管路中安置的管端和在该管端的端部中设置的至少一种过滤器，可对上述靶高分子物质进行定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释等工作。由此可易于以高精度进行靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释等工作。
主要如上所述来实施本发明，并通过以这样一种方式在管端上多段提供多个过滤器托架，例如，这种方式是具有一个过滤器以便筛出血细胞壳的一个过滤器托架配置在管端的第一段，而具有一个二氧化硅膜过滤器以便俘获DNA的一个过滤器托架配置在它的第二段，以此可更易于以高精度进行上述靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释。无需说，在通过安置本发明的过滤器托架来分离靶高分子物质时，可逐个接合各管端和过滤器托架来处理，或以多段方式重叠设置，以便同时进行多种工作。
在本发明中，通过使用多个过滤器，并且这些过滤器的每一个都具有不同的孔尺寸(过滤器的透过直径)并分别用于分离靶高分子物质及这种靶高分子物质外的夹杂物，可肯定地获得这种靶高分子物质。
在本发明中，在用上述过滤器对液体或液体中含有的靶高分子物质进行定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释后，在吸取/释放液体的管路的端部中可拆卸地安置一个新的管端，在用这个管端吸取/释放含有磁性粒子的溶液的步骤中，由于磁性粒子被配置在管端侧面的磁体吸引到管端的内表面上，便于提取、回收并离析靶高分子物质，因而可自动地进行靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释，以及靶高分子物质的提取、回收和离析。
而且在本发明中，与上述基于过滤器系统对液体的处理方式不同，可只用置于吸取/释放液体管路中的管端、磁力以及一种或多种类型的磁性粒子，而无需采用上述过滤器，来进行靶高分子物质的俘获、提取、离析、扩增、标记和测量，可用更简单的结构实现对液体精确的处理。
而且在本发明中，通过使在上述吸取/释放液体的管路中放置的管端像在上述发明中那样和磁性粒子反应，可自动进行俘获细胞、使细胞核或蛋白质溶解这样的提纯过程，并易于提取、回收和离析特定的靶高分子物质。
进而，在本发明中，如上述本发明一样，通过使用涂布有探针或生物素或链霉抗生物素蛋白的磁性粒子，利用在吸取/释放液体的管路中放置的管端，在提取物质的工作之后，可易于以高精度离析特定的碱基序列片断，而无需进行离心分离。
而且在本发明中，可以用吸移管的液体吸取/释放管路容易地进行一系列工作，例如，通过利用在上述液体吸取/释放管路中设置的管端与磁性粒子反应而进行俘获细胞、或者使细胞核或蛋白质溶解等精制处理，提取某种特定的高分子物质，然后用其它类型的磁性粒子离析特定的碱基序列片断，所述其它类型的磁性粒子在其上涂覆有探针或生物素或链霉抗生物素蛋白。
而且在本发明中，在利用上述磁性粒子对靶高分子物质进行俘获、提取和离析的工作后，通过使被离析的特定的碱基序列片断借助化学发光或荧光或酶染色，可易于检测或测定该特定的碱基序列片断的存在和存在量。
而且在本发明中，用吸移管装置的液体吸取/释放管路，通过利用在上述液体吸取/释放管路中设置的管端与磁性粒子反应可易于自动地进行一系列工作：俘获细胞、或者使细胞核或蛋白质溶解这样的提纯工作，提取某种特定的靶高分子物质，然后，扩增提取的靶高分子物质，再用其它类型的其上涂覆有探针或生物素或链霉抗生物素蛋白的磁性粒子离析特定的碱基序列片断，之后，通过使离析的片断借助化学发光或荧光或酶染色，来检测所述特定的碱基序列片断的存在，并测量该碱基序列片断的量。
在本发明中，通过用一条单独的吸取/释放液体的管路，或用多条彼此平行配置的吸取/释放液体的管路，进行靶高分子物质的分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释工作，和/或俘获、提取、离析、扩增、标记和测量物质等工作，可有效且自动地进行一系列工作。在平行配置许多吸取/释放液体的管路的情况中，处理能力增大了，而且，还可实现多通道化。
在本发明中，如利用平行配置的多条吸取/释放液体的管路进行处理，可这样驱动并控制所述许多吸取/释放液体的管路工作，使得按照同一时间在每一管路中进行靶高分子物质的分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释工作，和/或俘获、提取、离析、扩增、标记和测量工作，或者，使得每一液体按照不同的时间在一指定的处理步骤中吸取或释放，为此可易于建立适于某种靶高分子物质的处理步骤。
在本发明中，通过用分隔板在单独的或多条平行设置的吸取/释放液体的管路中提供一些彼此分开的工作空间，或通过从空气吸入口在每一管路的工作空间连续吸入空气而由空气流分成工作空间，或通过组合这些不同类型的结构，甚至是对于例如要求在每条处理管路中严格防止空气污染来提取并分析DNA等的处理液体的情况，都能易于达到目的。
在本发明中，通过使靶高分子物质或靶高分子物质结合物质在本发明的磁性粒子的表面与磁性粒子结合，就可获得所述靶高分子物质，而无需进行离心分离。
在本发明中，在采用上述磁性粒子时，进行这样的控制，从而使所述磁性粒子由于来自管端外部的磁力而吸附在所述管端的内表面上，并且如果磁力效果弱或没有的话，所述磁性粒子又可与所述管端的内表面分离，由此就可以以高精度控制俘获靶高分子物质并与夹杂物分离。
在本发明中，通过沿垂直于所述管端轴向的方向移动一个永磁体，或在包括该垂直于所述管端轴向的方向的一个范围内移动一个永磁体，或者通过开或关一个电磁铁，可控制磁力进入管端内或消除管端的磁力，从而可以有效进行磁性粒子的吸附，及所述磁性粒子与其它液体的搅动混合，或者净化。
在本发明中，用电磁铁进行处理时，当电磁铁接触管端的外表面时通过给该电磁铁通电以产生磁力，而消除磁力时，通过把该电磁铁移离所述管端，以此就可以有效地进行磁性粒子的吸附，及磁性粒子与其它溶液的搅动混合，或者净化。
在本发明中，当从吸取/释放液体的管路中去除管端时，通过用一个夹持体和上述永磁体或电磁铁夹持所述管端后，向上移动上述吸取/释放液体的管路就可易于去除该管端，所述夹持体当永磁体或电磁铁移向管端时，和所述永磁体或电磁铁同步工作。
在本发明中，上述管端包括一个浸入液体的小直径的部分、一个容量大于容纳液体的容器的大直径的部分、以及配置在所述小直径的部分和所述大直径的部分之间且直径至少小于该大直径的部分的一个中间部分，而且，由中间部分俘获磁性粒子，从而不会出现堵塞，而且所述磁性粒子由于磁力作用可在一个短时间内几乎被完全吸附。
在本发明中，上述管端的中间部分的内直径的尺寸适合于磁体的强磁场在其中产生效果，而且由于在所述磁体的强磁场中的磁力作用而俘获磁性粒子，从而在一段短时间内由于磁力可几乎完全俘获磁性粒子。
在本发明中，上述管端的中间部分的内直径的大小基本上和与该中间部分接触的磁体的接触表面的宽度尺寸相同，由此可以实现磁性粒子的最有效的吸附。
在本发明中，通过使含有磁性粒子的溶液以适于完全俘获磁性粒子的慢速度穿过管端内的强磁场一次以上，实现把磁性粒子吸附在置于吸取/释放液体的管路中的管端内表面上，即可完全俘获磁性粒子。
在本发明中，进行这样的控制，从而使穿过管端的液体吸入管端中或从该管端中释放时，所述液体的最终液面总是到达上述磁场，这使得可更完全地俘获磁性粒子。
在本发明中，在用所谓的单管嘴(シングルノズル)吸取或释放液体时，设置在吸取/释放液体的管路中的管端的端部是这样构成的，当它与容纳液体的容器的内底部接触后，稍微升起即可吸取所述液体，从而可吸取容器内的几乎所有液体，可保持反应的均匀性。
在本发明中，在管端中所吸附的磁性粒子与反应试剂或净化水的搅拌和混合是在所谓的抽吸控制下进行的，其中，在吸取/释放液体的管路中的吸取和释放液体的工作是以高速度连续进行的，而且次数足以使所述液体与磁性粒子搅拌在一起并混合，从而使所述液体和磁性粒子可均匀搅拌和混合。
在本发明中，进行液体和磁性粒子彼此搅拌和混合的工作时，使管端端部浸入容纳在容器中的反应试剂或净化水来进行吸取/释放液体的管路吸取和释放液体的工作，使在所述容器中的液体量和吸取/释放速率彼此基本一致，因此不会混入气泡，且可确保无物理碰撞，故而可确实防止由于气泡导致的靶高分子物质与磁性粒子的分离。
在本发明中，在必须提供温度控制，以促进靶高分子物质和试剂等的反应，或者促进所述靶高分子物质的扩增时，用管端把反应液体或要扩增的液体转送进预先保持在一定温度的恒温器中进行加热或冷却，从而可大幅度减少加热或冷却上述反应液体或要扩增的液体所需的时间。
在本发明中，当控制上述温度时，在吸取/释放液体的管路的端部上设置覆盖物，而且通过该吸取/释放液体的管路把所述覆盖物放置在恒温容器上，从而可肯定地防止液体的蒸发，防止空气污染。
在本发明中，覆盖物这样构成，使得在反应或扩增工作完毕后，通过吸取/释放液体的管路或置于该管路中的管端来弄破该覆盖物，为此，就无需提供另外的吸取/释放装置，而通过所述吸取/释放液体的管路或设置于其中的管端就可以吸取在恒温容器中的反应液体或要扩增的液体，故而使结构相当简单，而且可自动进行一系列工作。
在本发明中，为实现上述各种处理方法，提供了一种利用吸移管装置处理液体的仪器，所述仪器包括可在水平方向移动并保持在一个特定位置可升降的吸取/释放液体的管路、使该吸取/释放液体的管路进行吸取/释放液体的工作的装置、为处理一种类型的液体所需要的并沿上述吸取/释放液体的管路的水平移动方向配置的多个管端、容纳所述液体的容器、一个或多个备有上述处理所需的过滤器的过滤器托架、以及一个或多个容纳有上述处理所需的其它类型的液体的容器，这样驱动和控制上述吸取/释放液体的管路或置于其中的管端，从而按照来自控制单元的指令在过滤器托架安装在管端的情况下移送所述管路或管端，同时进行上述液体或含在该液体中的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和吸收，为此，无需专门提供诸如离心分离器那样可能中断操作的装置，而能用简单的结构自动地进行靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩、稀释等工作。
在本发明中，提供了一种处理液体的仪器，这种仪器包括可在水平方向移动并保持在一个特定位置可升降的吸取/释放液体的管路、使该吸取/释放液体的管路进行吸取/释放液体工作的装置、为处理一种类型的液体所需要的并沿上述吸取/释放液体的管路的水平移动方向配置的多个管端、容纳所述液体的容器、在液体吸入上述管端或从该管端中释放时使液体含有的磁性粒子吸附在管端内表面上的磁体、以及一个或多个容纳其它类型的为上述处理所需的液体的容器，这样驱动和控制上述吸取/释放液体的管路或所述管端，从而按照来自控制单元的指令在移送该管端同时，进行液体或该液体含有的靶高分子物质的俘获、提取、离析、扩增、标记和测量，为此，无需专门提供诸如离心分离器那样可能中断操作的装置，而能用简单的结构自动地进行靶高分子物质的俘获、提取、离析、扩增、标记和测量等工作。
在本发明中，提供了一种利用吸移管装置处理液体的仪器，所述仪器包括可在水平方向上移动并保持在一个特定位置可升降的吸取/释放液体的管路、为处理液体所需要的并沿着吸取/释放液体的管路的水平移动方向配置的多个管端、容纳所述液体的容器、一个或多个备有上述处理所需的过滤器的过滤器托架、一个或多个容纳上述处理所需的其它类型的液体的容器、容纳含有磁性粒子的液体的容器、以及一个在吸取或释放含有所述磁性粒子的溶液的过程中使该磁性粒子吸附在上述管端的内表面上的磁体，按照来自控制单元的指令移送所述吸取/释放液体的管路，同时对液体或该液体含有的靶高分子物质进行所需要的处理，为此，就能用极简单的结构连续并自动地进行靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩、稀释，以及所述靶高分子物质的提取、回收和离析等复杂的处理工作。
在本发明中，在吸取/释放液体的管路中可旋转地轴承支撑用于锁住和支撑接合进该吸取/释放液体的管路并由该管路支撑的管端的钩(フック)，这个钩在正常状态时，在保持上述吸取/释放液体的管路和管端之间连接的方向上施加以力，而且，还在所述吸取/释放液体的管路和上述管端之间松开锁紧状态的方向上，通过配置在预定位置的松开锁紧的物体施加力，从而就可以在把过滤器托架置于上述管端的端部中或从其中移开时，可以可靠无误地防止所述管端与上述吸取/释放液体的管路分离，而且还可自动松开上述钩的锁紧状态。
在本发明中，在附有钩的处理液体的仪器中，这样移送置于管端端部的过滤器托架，使得通过使被锁紧物体锁住的吸取/释放液体的管路向上移动，使上述管端和/或过滤器托架与该吸取/释放液体的管路或管端的端部分离，从而使得去除管端和/或过滤器托架的工作自动化。
在本发明中，把本发明使用的容器形成为一个盒形，这个盒有许多腔室，每个腔室容纳一种液体，这样可把反应或处理所需的样品或试剂预先吸移到每个容纳液体的腔室，从而可实现以高精度处理液体。在这种情况下，用薄膜体密封一部分或所有预先容纳在每个容纳液体腔室的试剂，该薄膜体可用吸取/释放液体的管路或管端弄破，这样就无需吸移每种试剂的机构，这正是简化仪器结构所需要的。
在本发明中，在用永磁体来作磁体时，按照管端的外形来形成永磁体与管端接触的表面，而且，在与该管端轴向垂直的方向上可移动地配置，从而就可不仅完全俘获磁性粒子，还能肯定无误防止因磁体运动导致的磁性粒子的扩散和运动带来的副作用。
在本发明中，用电磁铁取代上述永磁体来制造磁体，且按照管端的外形来形成该电磁铁与所述管端接触的表面，而且，这样配设该电磁铁：当它接触所述管端的外表面时电磁铁产生磁力，当去磁时，上述磁体还可在垂直于所述管端轴向的方向上或在包括该方向的范围内移动，为此，伴随着上述磁体沿着所述管端的轴向移动，磁性粒子被吸附，从而就能防止磁性粒子的失控，并控制磁性粒子免于损失，使得能实现磁性粒子的完全吸附。
在本发明中，在前述永磁体和电磁铁中配置夹持体，这个夹持体当永磁体或电磁铁移向管端时同步移动，按照管端的外形形成该夹持体与所述管端接触的表面，而用该夹持体和永磁体或电磁铁夹持前述管端，从而使得仅通过向上移动吸取/释放液体的管路即可容易地去除所述管端。
在本发明中，在用吸取/释放液体的管路处理液体的步骤中插入一个控制温度的步骤，这个控制温度的步骤是靶高分子物质和试剂等之间的反应所需要的，或者是扩增靶高分子物质所需要的，用管端把反应液体或要扩增的液体移送到保持在预定温度的恒温容器进行温度控制，并且，还通过吸取/释放液体的管路，把可能置于该吸取/释放液体的管路的端部中的覆盖物置于每个恒温容器上，在所述每个恒温容器中容纳有上述反应液体或要扩增的液体，从而还可以以一系列的工作连续进行上述靶高分子物质的扩增。
在本发明中，覆盖物包括直径大于恒温容器开口的平面部分和基本上在该平面部分的中央部分形成并与吸取/释放液体的管路或管端的端部有同样直径开口的保存槽部分，并且用薄膜体形成所述保存槽部分的底部，该薄膜体可用上述吸取/释放液体的管路或所述管端弄破，从而就无需另外单独提供覆盖物供料装置或吸取/释放液体的装置，这大大简化了这种类型的仪器。
附图的简要说明
图1是一幅平面说明性视图，显示用于本发明的第一实施方案提取、回收和离析DNA的一种仪器的总的结构；
图2是显示上述仪器的管嘴(ノズル)单元的总的结构的剖面图；
图3是说明用上述管嘴单元中勾形物去除管端的步骤的说明性视图；
图4是一幅平面说明性视图，显示了在用于去除上述管端的U形体和该管端彼此接合之前的状态；
图5是一幅平面说明性视图，显示了在用于去除上述管端的U形体和该管端彼此接合之后的状态；
图6是一幅透视图，显示了用一个松开锁紧的杆形成U形体的情况；
图7是一幅剖面图，显示了本发明中所用的两个管端的形态的例子；
图8是一幅说明性视图，显示了一个吸移管嘴的结构，以及彼此靠近或远离时在夹持体和磁体之间的位置关系；
图9是一幅平面说明性视图，显示了适用于本发明的一个磁体夹持体的结构；
图10是一幅说明性视图，显示了磁体和夹持体各自所相连的位置；
图11是一幅剖面图，用于说明管端的中间直径部分的开口和磁体的宽度尺寸之间的关系；
图12是一幅流程图，用于说明用上述仪器提取、回收和离析DNA的步骤1到步骤11；
图13是一幅流程图，用于说明用上述仪器提取、回收和离析DNA的步骤12到步骤19；
图14是一幅透视图，用于说明去除管端的物体的结构的例子；
图15是一幅透视图，用于说明用于连接过滤器托架和腔室的装置的其他例子；
图16是一幅剖面图，显示了以多段形式连接和使用管端和2个过滤器托架；
图17是一幅剖面图，显示了过滤器托架的结构，其中有一个具有大的过滤器面积的过滤器与该过滤器托架相连；
图18是一幅用在这个实施例中的恒温容器和覆盖物的剖面图；
图19是一幅说明性视图，显示了用管端弄破上述覆盖物的薄膜体，吸取容纳在其中的DNA的扩增液体的状态；
图20是一幅平面图，用于说明对于处理反应的步骤中的每个组，把这个实施例的过滤器托架和腔室置于一个盒中的状态。
图21是一幅平面图，用于说明本发骤明的第二个实施例的、用于提取、回收和离析DNA、包括许多反应管路的一种仪器的的总的结构；
图22是一幅前视图，显示了可用于本发明的一个四级管嘴筒体；
图23是一幅透视图，显示了在采用四级管嘴筒体进行处理时的夹持体和磁体的结构的例子；以及
图24是一幅说明上述夹持体以及上述磁体的工作的视图。
实施发明的最佳方式
下面参照在相关的附图中所示的本发明的实施例详细说明本发明。
图1显示了本发明应用于提取、回收和离析DNA的仪器时的结构的一个例子。
这种仪器包括可以用XYZ移动机构在垂直方向上以及在水平方向上自由移动的支承在管嘴单元J的吸移管嘴P、以及在图1中从左到右依次安置的管端T1、T2、T3和T4，去除管端的物体E、样品容器C0、第一过滤器托架H1、室C1、第二过滤器架H2、室C2、室C3、室C4、室C5、室C6、室C7、恒温室C8A、室C8B、室C8C和回收DNA的室C9。
也就是说在这个实施例中，管端T1、T2、T3具有适于保持过滤器托架H1、H2的形状，而管端T4具有适于俘获磁性粒子的形状。应该注意，尽管上述说明假定了这样一种情况，即只用一个管端T4进行处理的情况来说明用于俘获磁性粒子的管端，但本发明并不限于此，而可根据处理步骤的需要采用许多管。
在这个实施例中还应该注意，直到样品容器C0、第一过滤器托架H1、室C1、第二过滤器托架H2、室C2、室C3、室C4都控制着过滤提纯步骤。
室C5、室C6和室C7控制磁反应以及提取和离析的步骤，而恒温室C8A、C8B和C8C控制温度。
如上所述，通过顺序安置上述那些室，可在这样一种状态进行处理，这种状态是把样品安置成一列，而且还可简化吸移管嘴P的驱动控制。无需说，可根据处理顺序，组合或改变上述那些室的布置。
最好是使吸移管嘴P直接或以尽可能小的距离与一个筒体连接，这个筒体可用伺服马达或脉冲马达严格控制吸取/释放速率，并由此而一体化。
支承吸移管嘴P的管嘴单元J，如图2所示，包括一个可移动地支承在XY方向(水平方向)上的垂直移动引导物1、一个与垂直运动引导物1连接且在垂直方向上移动的支架2、一个从支架2沿水平方向延伸的支承体3、在垂直方向上贯穿支承体3并由此被支承的吸移管嘴P、一个配置在支承体3中且在正常状态下对吸移管嘴P向下施力的弹簧4、以及可旋转地轴承支承在支承体3的下部突出部分5的对面上的勾形体6、6。应该注意，图中的记号Z表示控制吸移管嘴P向下移动量的传感器。
由于固定在下部突出部分5的片状弹簧7、7所施加的力，勾形体6、6在其正常状态在关闭的方向上施以力。应该注意，把上述弹簧4配置为用于吸移管嘴P的缓冲器，从而可把它配置在吸移管嘴P或支承体3的任何部分中，而且，片状弹簧7、7还可直接连接到吸移管嘴P。
这样构造具有上述结构的管嘴单元J，使得它可以在XYZ方向移动(在水平方向和在垂直方向)，在由管嘴单元J所支承的吸移管嘴P的下端部分中接合管端T1、T2、T3，而且，因为勾形体6、6以保持并环绕的状态锁住管端T1、T2和T3的法兰(フランジ)8，可以维持这种接合状态。
采用勾形体6、6来松开吸移管嘴P和管端T1、T2和T3之间的连接状态(锁住状态)的去除管端的物体E包括：一对如图2和图3所示配置在使管端脱落的位置处的松开锁紧的杆9、9，一个如图4和图5所示配置在松开锁紧的杆9、9的下方的片状的U形体10，以及把与吸移管嘴P分离的管端T1、T2、T3扔入其中的废料箱(未示出)。
如上所述，通过勾形体6、6锁住和支承吸移管嘴P和管端T1、T2、T3，其目的在于抵抗液体的释放压力，或者使管端T1、T2、T3与过滤器托架H1、H2分离时不松开吸移管嘴P和管端T1、T2、T3之间的接合。
为此，当松开由勾形体6，6所致的吸移管嘴P和管端T1、T2、T3之间的连接时，首先使管嘴单元J在配置去除管端的物体E处向下移动。
然后，勾形体6、6的水平法兰部分6a、6a接触松开锁紧的杆9、9，而且当管嘴单元J进一步向下移动时，如图3所示，勾形体6、6以轴11、11为支点向敞开的方向旋转，松开吸移管嘴P和管端T1、T2、T3之间的锁住状态。
管嘴单元J由上述状态在水平方向移动，如图4所示，每个管端T1、T2、T3的法兰8移到U形体10的下面，吸移管嘴P的主体部分接合进U形体10的U形槽部分12，然后，当管嘴单元J向上走时，管端T1、T2、T3的法兰8接触U形体10U形槽部分12的边缘部分，限制它向上运动，从而只有吸移管嘴P向上走，而管端T1、T2、T3从吸移管嘴P上落下。
上面关于U形体10的说明假定了这样一种情况，即在板体中设有U形槽部分12，但例如如图6所示，通过以U形形状连接松开锁紧的杆9、9的边缘部分13并把它们形成整体，可获得同样的效果。
不仅可在配置去除管端的物体E的位置，还可在以后说明的任何必需的位置，配置这个松开锁紧的杆9、9和U形体10。
顺便说一下，在这个实施例中，管端T1、T2、T3作为一套来使用。无需说，可根据处理步骤增加或减少管端的数目。而且室C6和室C7的数目并不限于图中所示的实施例中的数目，而可根据需要增加或减少。
而如图7所示，在吸移管嘴P的下边缘部分中形成二段部分PA和PB，且管端T1、T2、T3可拆卸地设置在第一段部分PA中，而管端T4可拆卸地设置在第二段部分PB中。
进而如图8所示，在吸移管嘴P的下边缘部分中，从其外周面向外突出的法兰PC、PC突出形成平面状表面，而与法兰PC、PC正交的表面PD形成平面状。
如上所述，通过赋予法兰PC、PC突出的形状，就可以用去除物体E去除管端T1、T2、T3，而且，还通过使表面PD形成为平面的形状，就可以通过用夹持体V和磁体M保持管端T来去除管端T。
夹持体V和磁体M，如图9所示，构造成由已知的齿轮机构或凸轮机构，或齿条齿轮机构构成的开/关机构L同步操作打开或关闭，而且如图10所示，开/关机构L配置在筒体单元S的下部。
而且在夹持体V中，与管端T4接触的表面按照管端T4的中间直径部分K12的外形形成凹形，并且，通过将管端T4支承在夹持体V和磁体M之间，然后向上移动吸移管嘴P，就能容易去除管端T4。
例如，通过把吸移管嘴P转移到恰好在管端架(未示出)上方，而管端T1、T2、T3、T4竖直支承在管端架上，然后，通过下降吸移管嘴P，并把吸移管嘴P的下边缘部分PA或PB压配合进管端T1、T2、T3、T4的上边缘部分，进行安置具有上述结构的管端T1、T2、T3和T4。
也就是说，如图7所示，设置有过滤器托架H1、H2的管端T1、T2、T3包括小直径的部分K1、与小直径的部分K1上部连接的中间直径的部分K2、以及与中间直径的部分K2上部连接的大直径的部分K3，所有这些部分都在垂直方向上彼此连接，形成为一个整体形式作为管端使用，而后面所说的过滤器托架H1、H2可拆卸地安置在中间直径的部分K2中。
每个管端T1、T2、T3的中间部分K2的直径基本上与过滤器托架H1、H2两者的接合部分的内径相同，或稍微大于该内径，而小直径的部分K1的长度短到足以当过滤器托架H1、H2接合时不使其顶部接触过滤器即可。
另一方面，有磁性粒子吸附的管端T4，就其使用目的以及使用方法来说，不同于分别设置有过滤器托架的管端T1、T2、T3，而管端T4如图7所示，包括一个大直径的部分K13，这个大直径的部分具有能接合在第二段部分PB上的内径，第二段部分PB小于吸移管嘴P的第一段部分PA，管端T4还包括一个直径小于大直径的部分K13直径的中间直径的部分K12以及直径小于中间直径的部分K12的小直径的部分K11，而吸引磁性粒子的磁体M移向中间部分K12或移离中间部分K12。
管端T4的中间直径的部分K12的内直径的尺寸足以使磁体M的强磁场在其中有效，而且，如图11所示，该尺寸最好与磁体M与管端接触的表面的宽度尺寸基本相同。
应该注意，尽管上述的本发明的实施例的说明假定了这样一种情况，即从每个装有过滤器托架H1、H2的管端T1、T2、T3中只去除过滤器托架，但对于并不只需要去除过滤器托架H1、H2的反应步骤的情况，就不需要用一个勾形体锁住，从而使得采用过滤器托架的管端的大直径的部分的开口可与管端T4相同。
用图12和图13所示的步骤驱动并控制具有上述结构的、用于提取、回收和离析DNA的仪器。
首先，如图12所示，在步骤1中，把第一个管端T1插在吸移管嘴P的下边缘部分中的第一段PA。在这个步骤中，用勾形体6、6锁住吸移管嘴P和管端T1，并保持这两个部件之间的连接。
当管端T1置于吸移管嘴P的下边缘部分中的第一段PA中时，把吸移管嘴P转移到恰好在容纳样品的样品容器C0的上方，然后下行，由液面传感器Z1(参照图10)检查液面，之后，管端T1的下边缘部分插入上述样品，并吸取所需量的样品(步骤2)。
用在这个实施例中的样品是天然血液，在实验开始前，已用SDS溶液或蛋白酶K溶液等使天然血液进行细胞核溶解或蛋白质溶解，但可把用上述溶液进行细胞核溶解或蛋白质溶解的步骤结合进这个处理步骤中。
然后，把其中已吸收了所需要的量的样品的管端T1转移到配有第一过滤器F1的第一过滤器托架H1的上方，并且下行，而第一过滤器托架H1锁住并接合进管端T1的下边缘部分(步骤3)。
置于这个第一过滤器托架H1中的过滤器F1可从溶解了的血液中去除上述样品中的血球壳，并把含有DNA的淋巴细胞溶液释放进室C1。
然后，使第一过滤器托架H1锁住并接合进管端T1的下边缘部分中的吸移管嘴P转移到室C1的上方，而且吸移管嘴P在那个位置开始释放操作，给吸取到管端T1的样品施加必要的压力把样品中的细胞膜和血球壳与淋巴细胞和DNA分离开来，只把淋巴细胞和DNA释放进室C1(步骤4)。这时，由于用弹簧4给吸移管嘴P施以向下的力，第一过滤器托架H1的法兰13受压，并被紧密地贴附到室C1开口的周边，从而防止了由于液体的释放压力所产生的泄漏。
然后，把吸移管嘴P转移到恰好在图1所示的配置去除管端的物体E的位置的上方，然后按照上述处理顺序从吸移管嘴P的下边缘部分去除管端T1和第一过滤器托架H1(步骤5)，并且把上述去除的管端T1和第一过滤器托架H1扔进垃圾箱(未示出)。
然后，把吸移管嘴P再转移到恰好在竖直保持管端的管端架的上方，并在该位置下行，使第二个管端T2置于吸移管嘴P的下边缘部分中的第一段PA中(步骤6)。在这种情况下，用勾形体6、6使吸移管嘴P和管端T2彼此锁住和连接。
然后，使装有管端T2的吸移管嘴P再次恰好转移到室C1的上方，并在该位置下行，从室C1吸取所需量的淋巴细胞溶液(步骤7)。
然后，使吸移管嘴P转移到恰好在配有第二个二氧化硅膜过滤器F2的第二过滤器托架H2的上方，然后下行。使第二过滤器托架H2锁住并接合进管端T2的下边缘部分(步骤8)。
然后，置于第二过滤器托架H2中的二氧化硅膜过滤器F2把上述淋巴细胞溶液中的DNA与夹杂物分离，并把残余的溶液释放进室C2。
如上所述，使第二过滤器托架H2锁住并接合进管端T2的下边缘部分中的吸移管嘴P，然后转移到恰好在室C2的上方，而且吸移管嘴P在该位置开始释放操作，给吸入管端T2中的淋巴细胞溶液施以必要压力，把淋巴细胞溶液中的DNA与夹杂物分离，并且把残余的淋巴细胞溶液释放进室C2(步骤9)。在这个步骤中，由于用弹簧4给吸移管嘴P施以向下的力，第二过滤器托架H2的法兰14受压并紧密地贴附到室C2开口的周边，从而防止了由于液体的释放压力所产生的泄漏。
然后，吸移管嘴P把俘获了DNA的第二过滤器托架H2以锁住和接合的状态转移到容纳有净化液体的第三个室C3的上方，然后下行，使第二过滤器托架H2浸入室C3中的净化液体中(步骤10)。
然后，如图14所示，用过滤器托架去除物体E1松开管端T2和第二过滤器托架H2的锁住状态，而且，只有第二过滤器托架H2浸入室C3中的净化液体中(步骤11)。应该注意，把管端T2转移到恰好在去除管端的物体E的上方后，按照上述顺序从吸移管嘴P上去除，并扔掉。
应该注意，过滤器托架去除物体E1有平面，平面上具有基本上为U形形状的带切口的槽15，带切口的槽15的直径比管端T1、T2、T3的主体部分的外直径稍大，但小于过滤器托架H1、H2的法兰13，14的直径。
然后，如图13所示，吸移管嘴P再次转移到恰好在竖直支承管端的管端架的上方，而且，在该位置下行，使第三个管端T3置于吸移管嘴P的下部中的第一段PA中(步骤12)。在这个步骤中，用勾形体6、6把吸移管嘴P和管端T3锁住，并保持连接。
然后，使置有管端T3的吸移管嘴P再次转移到恰好在室C3的上方，并在该位置下行，使第二过滤器托架H2锁住并接合进管端T3的下边缘部分(步骤13)。
然后，吸移管嘴P开始吸取工作，吸取所需量的净化液体和DNA的混合液体。利用这种操作，完成过滤式纯化DNA的工作。
应该注意，在本实施例中，作为使第二过滤器托架H2浸入室C3净化液体的装置，取代上述去除物E，如图15所示，例如，可在室C3中配置使第二过滤器托架H2能侵入但防止它离去的锁紧突出物W，还在第二过滤器托架H2的外周面突出设立与锁紧突出物W接合的锁紧突出物S，通过使锁紧突出物W和锁紧突出物S彼此接合，使第二过滤器托架H2浸入室C3中的净化液体中。
附图所示的实施例的说明假定了这样一种情况，即置于每个管端T1、T2、T3中的过滤器托架的数目只是一个，但在本发明中，如图16所示，可根据需要，过滤器托架H1(或H2)可置于每个管端T1、T2、T3中，而过滤器托架H2(或H1)置于过滤器托架H1(或H2)中，以便形成过滤器托架的两段接合，而且，段的数目可以是两个或更多。
进一步，对于一定类型的液体处理，在附图中所示的实施例中，过滤面积可能有时不足，而在这种情况下，如图17所示，可在过滤器托架H3的中间部分配置扩张并突出形成直径大于主体部分的过滤器容纳部分，过滤器容纳部分Q中容纳具有大的过滤面积的过滤器F3，在这种情况中，过滤器容纳部分Q的外直径最好小于突出部分CB、CB的直径，CB，CB为从室C的上端法兰CA突出的位置决定突起。应该注意，附图中的记号R指将过滤器3保持在在过滤容纳部分Q中间部分的支撑部件。无需说，可用筛网在过滤器F3的下部支承过滤器F3。
下面说明用上述反应步骤提纯的DNA用磁性粒子进行提取、回收、离析或用PCR扩增或者控制它的温度的步骤。
也就是说，在利用吸移管装置，采用表面可结合DNA或DNA结合物质的磁性粒子G进行提取、回收或离析的工作时，如图13中的步骤14所示，首先，上移吸移管嘴P，然后，使吸移管嘴P恰好转移到第四个室C4的上方，且使第二过滤器托架H2留在室C3中，这是通过过滤器托架去除物体E2来进行的，过滤器托架去除物体E2与过滤器托架去除物体E1的结构相同，并把所抽取的DNA溶液释放进室C4。
把所需量的、含有表面可结合DNA或DNA结合物质的磁性粒子G的反应液体吸移到室C4，然后，把DNA溶液释放进该反应液体，开始DNA碎片和磁性粒子G之间的反应。
按对于管端T1或管端T2的处理程序，从吸移管嘴P的下边缘部分去除其中DNA溶液已释放进室C4的管端T3，并扔掉。
无需说，然后按照上述处理程序把管端T4置于吸移管嘴P的下边缘部分中。
然后，经过一定时间后，吸移管嘴P下行，并使管端T4浸入反应液体，磁体M接触管端T4的中间直径部分K12，进行至少一次以上的必要次数的用吸移管嘴P吸取和释放的工作，进行磁性粒子和反应液体之间的分离(步骤15)。然后，慢速进行吸取和释放工作，从而使几乎所有的磁性粒子被俘获。在这种情况下，要更完全吸附磁性粒子，对于吸取和释放操作的控制，应使被吸取或被释放的反应液体的最终液面通过磁体M产生的磁力所影响的区域。
采用这种分离操作，借助于磁体M的磁力作用，只有结合了DNA的磁性粒子G才几乎被完全吸附到管端T4的内表面上，而残余液体释放进室C4。
在这个实施例中，在垂直于管端T4轴向的方向上同时向上和向后移动磁体M，或开/关电磁铁。
用电磁体时，这样控制电磁铁，以便使得当电磁铁接触管端T4的外表面时给电磁铁通电，产生磁力，而退磁时，在垂直于管端T4轴向的方向上同时向上和向后移动该电磁铁。
然后，把内表面吸附有磁性粒子G的管端T4转移到室C5，室C5预先容纳有用于提取、回收和离析靶DNA所需的限制性内切酶液体等，并且在该位置用上述抽吸作用进行吸取或释放限制性内切酶液体等试剂的操作(步骤16)。将管端T4的端部浸入上述试剂，连续几次进行吸取和释放该试剂的操作，防止了气泡的侵入。在这个步骤中，通过以使磁体M产生的磁力无效的状态放置磁体M，就可以以高精度进行混合和搅拌限制性内切酶液体等试剂和磁性粒子的工作，并可保证优良的反应状态。
在使限制性内切酶液体等试剂和磁性粒子彼此完全搅拌并混合后，管端T4再次慢慢地吸取和释放这种液体，并且根据需要进行所述操作一次或所需要的次数，而且进行用磁体M使磁性粒子与液体分离的作业。
利用这些操作，只有结合了DNA的磁性粒子G才几乎完全吸附到管端T4的内表面上，而残余液体释放进室C5中(步骤17)。
然后，依次把内表面吸附有磁性粒子G的管端T4转移到室C6、C7，室C6、C7预先容纳有提取、回收和离析靶DNA所需要的试剂，于室C6、C7所配置的位置，按上述那样进行通过抽吸所进行的反应处理(步骤18)。
在这个步骤中，通过把磁体置于这样一种状态，即磁体M所产生的磁力无效的状态，可以高精度进行试剂和磁性粒子G之间搅拌和混合的工作。无需说，抽吸的次数并不限于上述那些情况中所采用的值，并且可按照需要增加或减少。
而且，在上述处理期间，如需要控制温度和扩增，例如要求温度保持在90℃、60℃或40℃，可设计成反应液体可转移到每个都加热到目的温度的恒温室C8A、C8B、C8C。在这种情况下，与用一个加热装置的单元进行温度控制的情况(就像在通常的技术中那样)相比，或者与逐个容器地把溶液转移到加热部分的情况相比，可以有效地进行反应。而且，可在短的时间内容易地进行在所控制的温度下的扩增，并无需用于转移容器的装置，从而可简化仪器。
进而，如果加热温度为例如60℃或90℃，混合溶液蒸发，为防止这种蒸发，在这个实施例中，如图18所示，优选设置覆盖物L。
覆盖物L接合到并锁住要加热到恒温室C8A、C8B、C8C的高温的恒温室C8中，恒温室C8A、C8B、C8C容纳在设置于加热器装置等加热部件中的容器容纳孔中，因此覆盖物L包括直径大于恒温室C8的孔的平面部分L1、基本上为レ形且从平面部分L1的周边向下延伸并伸出到恒温室C8的外周边的上方的锁紧突出部分Y1接合的锁紧件部分L2、配置在平面部分L1的中心的凹形结构的支承槽L3、封闭支承槽部分L3的底部并用铝等材料构成的薄膜部分L4以及从支承槽部分L3的外周边伸出的密封突出部分L5，而支承槽部分L3有与吸移管嘴P尖端的外直径相同的开口直径。
应该注意，可通过把铝等单独的密封材料加热并焊接到支承槽部分L3上，或借助超声波焊接，来形成上述薄膜部分L4，或者，可用与支承槽L3相同的软塑料材料形成薄膜形状。
由于上述原因，在把混合溶液灌入恒温室C8后，去除了管端T4的吸移管嘴P转移到覆盖物L存放的位置，然后下行，吸移管嘴P的端部压进覆盖物L的支承槽L3中，然后使吸移管嘴P在支持覆盖物L的状态转移到恰好在恒温室C8的上方并下降，使覆盖物L的锁紧件部分L2与恒温室C8的锁紧突出部分Y1接合。无需说，此时恒温室C8被锁紧不能从加热器装置等加热部件升起。
在完成上述工作后，吸移管嘴P上行，而在这个步骤中，覆盖物L固定到恒温室C8上，不能从恒温室C8移开，为此，吸移管嘴P的端部从覆盖物L中的支承槽部分L3移出，并且只把吸移管嘴P移到预定位置。
然后，把新的管端(未示出)放置到吸移管嘴P的端部，吸移管嘴P再次转移到恰好在恒温室C8的上方，并下行，如图19所示管端T的端部插入覆盖物L的支承槽部分L3内，并且弄破穿过薄膜部分L4下降，吸取恒温室C8中的混合物溶液后上行、并把所吸取的混合溶液送到下一个恒温室C8或C9。
这样，吸入室C7或恒温室C8A的DNA溶液全部释放进室C9。此时，磁体M接触管端T4的中间直径部分K12，进行一次或所需的次数的用吸移管嘴P吸取和释放的操作，以把磁性粒子G与DNA溶液分离，磁性粒子G保持吸附在管端T4的内表面上，只释放DNA溶液(步骤19)。
本发明的第一个实施例的上述说明假定了这样一种情况，即把过滤器托架H1、H2、样品室C0和室C1到C9按反应步骤的顺序排除阵列，但本发明并不限于这种结构，而如图20所示，除了样品室C0和DNA回收室C9之外，还可将用于过滤提纯的一组室C1至C4、一组过滤器托架H1、H2、一组用磁性粒子G处理的室C5至C7、以及一组恒温室C8A至C8C置于一个盒中，按照上述反应步骤驱动和控制吸移管嘴P。无需说，可平行于恒温室C8A到C8C的盒配置覆盖物L。
图21显示了本发明的第二个实施例，这个实施例表明了这样一种情况，即配置多个反应管路，例如，4列反应管路，每个与前述单个的反应管路具有相同的结构，并且用分隔壁X使这些管路互相分开。无需说，对于这种情况，对于每条反应管路都串联配置所需数目的吸移管嘴，从而使得可同时处理多个样品。
还应该注意，沿着上述每条反应管路配置的试剂容器Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf以及用于吸移每种试剂的各管端T5A、T5B、T5C、T5D、T5E、T5F，沿着沿各管路移动的吸移管嘴P1、P2、P3、P4的移动轨道平行配置。
分隔壁X包括一个矩形平板物体，当每个吸移管嘴P1、P2、P3、P4向上拉时，此矩形平板物体的范围包括每个吸移管嘴的端部，这个分隔壁X形成一个与邻近的反应管路分开的工作空间，而利用这种结构，就可以防止靶DNA外的无关物质从其它反应管路进入。
应该注意，可在每两条反应管路之间配置一个空气吸入器(未示出)吸入空气用于替代分隔壁X，该空气吸入器在每条反应管路的方向上有长的空气吸入口。
利用这种结构，在每条管路中产生向下的空气流屏障，并形成与设置上述分隔壁X的场合同样的与邻近管线分开的工作空间，从而就可可靠无误地防止靶DNA外的物质从其它反应管路进入。如采用空气吸入器，没有有形的屏障，从而对于吸移管嘴的形状或对于运动而言可采用比较自由的结构。进而可把空气吸入器配置在每条反应管路上方，而在这种情况下，在两条反应管路之间产生向上的空气流屏障，产生空间。无需说，通过并用空气吸入方法与上述分隔壁X，可以进一步防止两条反应管路之间的交叉污染。
图22显示了用于本发明的第二个实施例的筒体J1，而这个筒体J1示出了不用分开的筒体而只是用一个筒体J1进行各管路的工作的情况下该筒体J1的结构，它的结构和效果类似于通常技术中已知的这种类型的筒体的结构和效果，只是上述第二个实施例中所用的、可拆卸地置于四个串联的吸移管嘴P1、P2、P3、P4中的四个管端T1、T2、T3、T4或T5A、T5B、T5C、T5D等可同时放置，故而在这里略去它的详细说明。在本发明中，置于上述筒体的管端的数目不限于四个，而可以按照处理液体的管路数目放置多个管端。
图23和图24显示了当用图22中所示的筒体处理液体时，适合于驱动和控制磁体M和夹持体V的机构，而在这个例子中，向上-向下的机构O开关自如、枢轴地支承具有梳子齿状磁性部分M1、M2、M3、M4的磁体M以及也具有梳子齿状夹持部分V1、V2、V3、V4的夹持体V，向上-向下的机构O上移和下移时，如图24所示，该向上-向下的机构O的滚轴OR、OR关闭，磁体M和夹持体V如图23所示，用弹簧Os作用朝夹持管端的方向关闭、运动，结果，磁体M可同时接触四个管端TA、TB、TC和TD，或者用夹持体V和磁体M可同时夹持每个管端。
在这样构成磁体M和夹持体V时，如果如第二实施例一样用分隔壁构成液体处理管路，则可在磁体和夹持体V不碰撞分隔壁的情况下，在同一时间内进行四个液体管路中的磁性粒子的吸附和搅拌混合或液体的吸取、释放工作，可用简单的结构大幅度改进处理效率。无需说，本发明并不限于上述实施例采用四块磁体M和四个夹持体V的情况，而是可根据需要采用任何数量的磁体和夹持体。
还应该注意，过滤器可置于管端的大直径的部分上方，以防止溶液沉积或吸附到吸取/释放管路上。
工业实用性
如上所述，本发明的利用吸移管装置处理液体的方法及其仪器借助于上述吸移管装置中的吸取/释放液体管路的吸取和释放液体过程，适合于以高精度自动进行液体或含在液体中的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释和/或所述靶高分子物质的提取、回收和离析。例如适合于借助吸移管装置中的吸取/释放液体管路的吸取和释放液体的过程以高精度地自动进行抗生素等有用的物质和DNA等遗传物质或抗体等免疫物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩、稀释和/或靶高分子物质的提取、回收和离析。

Claims (48)

1、一种利用吸移管装置处理液体的方法，所述方法为包括下列步骤的利用吸移管装置处理液体的方法：经由可拆卸地置于吸取/释放液体的管路的吸入口或释放口中的管端(チップ)从容器内吸取含有靶高分子物质的液体，并把该液体或靶高分子物质转移到靶的下一个处理位置，其特征在于所述管端使被吸取的靶高分子物质吸附在磁性粒子上和/或用置于所述管端中的过滤器分离。
2、如权利要求1所述的一种利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于所述靶高分子物质是抗生素等有用的物质、DNA等遗传物质及抗体等免疫物质。
3、如权利要求1或权利要求2中任一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于利用置于所述吸取/释放液体的管路中的管端和置于所述管端中的至少一种过滤器进行所述靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释。
4.如权利要求3所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于在所述管端中可以多段形式配置用于保持过滤器的多个过滤器托架。
5、如权利要求3或权利要求4中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于由过滤器托架保持的过滤器包括一种或多种类型的过滤器，过滤器具有不同的孔尺寸，用于分离靶高分子物质和靶高分子材料之外的夹杂物质。
6、一种利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于在权利要求3至权利要求5中的任何一项所述的用过滤器进行液体或液体中含有的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩、稀释后，可拆卸地把一个新的管端置于所述吸取/释放液体的管路的端部，在用这个管端吸取/释放含有磁性粒子的溶液的步骤中，用配置在上述管端的侧面的磁体把所述磁性粒子吸附到上述管端的内表面上，以便提取、回收并离析上述靶高分子物质。
7、如权利要求1或权利要求2中的任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于只用置于所述吸取/释放液体的管路中的管端、磁力以及一种或多种类型的磁性粒子进行靶高分子物质的俘获、提取、离析、扩增、标记和测定等。
8、如权利要求7所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于利用置于所述吸取/释放液体的管路中的管端与磁性粒子反应，进行俘获细胞、使细胞核或蛋白质溶解等提纯过程，提取特定的靶高分子物质。
9、如权利要求7所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于利用置于所述吸取/释放液体的管路中的管端，用涂覆有探针或生物素或链霉抗生物素蛋白的磁性粒子离析特定的碱基顺序片断。
10、如权利要求7所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于利用置于所述吸取/释放液体的管路中的管端与磁性粒子反应，进行俘获细胞、使细胞核或蛋白质溶解等提纯处理，提取特定的靶高分子物质，然后，用涂覆有探针或生物素或链霉抗生物素蛋白的其它类型的磁性粒子离析特定的碱基顺序片断。
11、如权利要求7至权利要求10中的任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于在利用所述磁性粒子进行靶高分子物质的俘获、提取和离析后，使离析的特定的碱基顺序片断通过化学发光或荧光或酶染色，由此检测或测定特定的碱基顺序片断的存在或存在量。
12、如权利要求7至权利要求10中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于利用置于所述吸取/释放液体的管路中的管端与磁性粒子反应，进行俘获细胞、使细胞核或蛋白质溶解等提纯处理，提取特定的靶高分子物质，然后，扩增提取的靶高分子物质，再用其它类型的、涂覆有探针或生物素或链霉抗生物素蛋白的磁性粒子离析特定的碱基顺序片断，然后，使离析的特定碱基顺序片断通过化学发光或荧光或酶染色，由此检测和测定所述特定的碱基顺序片断的存在或存在量。
13、如权利要求1至权利要求12中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于用一个单个的吸取/释放液体的管路进行所述靶高分子物质的分离、均分、吸移、净化、浓缩、稀释，和/或俘获、提取、离析、扩增、标记和测定等工作。
14、如权利要求1至权利要求12中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于用多个彼此平行配置的吸取/释放液体的管路进行所述靶高分子物质的分离、均分、吸移、净化、浓缩、稀释和/或俘获、提取、离析、扩增、标记和测定等工作。
15、如权利要求14所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于所述吸取/释放液体的管路按照相同的时间安排分别进行所述靶高分子物质的分离、均分、吸移、净化、浓缩、稀释工作和/或俘获、提取、离析、扩增、标记和测定等工作。
16、如权利要求14所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于所述多个吸取/释放液体的管路对于各种液体按照随指定的液体处理步骤而不同的时间安排或独立地进行液体的吸取、释放操作。
17、如权利要求13至权利要求16中的任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于用分隔板分隔成吸取/释放液体的管路的工作空间。
18、如权利要求13至权利要求16中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于分别在所述吸取/释放液体管路的管路工作空间中配置空气吸入口，工作空间由空气流分隔成。
19、如权利要求13至权利要求16中的任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于用分隔板分隔成吸取/释放液体的管路中的工作空间，并且从配置在工作空间中的空气吸入口吸入用分隔板分隔成的工作空间中的空气。
20、如权利要求1至权利要求19中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于所述磁性粒子在其表面与靶高分子物质或靶高分子物质结合物结合。
21、如权利要求1至权利要求19中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于所述磁性粒子由于来自管端外边的磁力的作用而吸附到管端的内表面上，而且，当所述磁力的效果弱或没有时，上述磁性粒子可从所述管端的内表面脱落。
22、如权利要求1至权利要求21中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于通过在垂直于上述管端轴向的方向上或在包括垂直于上述管端轴向的方向的范围内移动永磁体，控制把磁力加到所述管端中、或从所述管端中消除磁力。
23、如权利要求1至权利要求21中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于通过给电磁铁通电或断电来控制把磁力加到所述管端中，或从所述管端中消除磁力。
24、如权利要求23所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于驱动并控制所述电磁铁，使得当它接触管端的外表面时产生磁力，而消除磁力时，在垂直于上述管端的轴向的方向上或在包括垂直于上述管端轴向的方向的范围内移动电磁铁。
25、如权利要求21至权利要求24中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于当上述永磁体或电磁铁在向管端移动时，夹持体同步移动，用所述永磁体或电磁铁及夹持体来夹持所述管端。
26、如权利要求1或权利要求6至权利要求25中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于所述管端包括浸入液体的小直径部分、容量比装有液体的容器大的大直径部分，以及在小直径部分和大直径部分之间形成的且直径至少小于大直径部分的中间部分，并且用所述中间部分俘获磁性粒子。
27、如权利要求26所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于所述管端中间部分的内直径的尺寸适于使所述磁体的强磁场在其中产生效果，磁性粒子由于磁体强磁场的磁力而被迅速俘获。
28、如权利要求26或权利要求27所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于管端的中间部分的内直径与接触所述中间部分的磁体的接触表面的宽度尺寸基本相同。
29、如权利要求1或权利要求6至权利要求28中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于控制液体的吸取和/或释放，从而使得通过使含有磁性粒子的溶液以适于完全俘获所述磁性粒子的慢速度穿过管端内部的磁场一次以上，以此实现把磁性粒子吸附到置于前述液体吸取/释放管路的管端的内表面上。
30、如权利要求29所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于控制穿过所述管端的液体在吸入或释放时的最终液面总是达到所述磁场。
31、如权利要求1或权利要求6至权利要求30中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于磁性粒子吸附到所述管端中时，驱动并控制置于吸取/释放液体的管路中的管端的端部，使该端部接触其中容纳有液体的容器的内底部后，稍微升起即可吸取液体。
32、一种利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于这样实现吸附在所述管端中的磁性粒子和反应试剂或净化水的搅拌和混合：以高速连续进行足以搅拌并混合液体与磁性粒子次数的前述吸取/释放液体管路的吸取和释放工作。
33、如权利要求32所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于当吸附在所述管端中的磁性粒子与反应试剂或净化水搅拌混合时，驱动并控制所述吸取/释放液体管路的吸取和释放工作，从而在上述管端的端部确实浸入容纳在容器中的反应试剂或净化水中的状态时不混入气泡。
34、一种利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于通过把反应液体或要扩增的液体用所述管端转移进预先保持在恒定温度的各个恒温容器中，控制所述靶高分子物质和试剂等的反应或者扩增靶高分子物质所需的温度。
35、如权利要求34所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于控制温度时，把覆盖物置于所述吸取/释放液体的管路的端部，并且通过吸取释放/释放液体的管路把所述覆盖物置于被控温的恒温容器上。
36、如权利要求35所述的利用吸移管装置处理液体的方法，其特征在于驱动并控制所述吸取/释放液体的管路或置于所述管路中的管端，使得弄破所述覆盖物即可吸取恒温容器中的反应液体或要扩增的液体。
37、一种利用吸移管装置处理液体的仪器，所述仪器包括可在水平方向移动、并保持在预定位置可垂直移动的吸取/释放液体的管路；进行所述吸取/释放液体管路的吸取/释放液体工作的装置；对于处理一种液体所需要的并沿着上述吸取/释放液体的管路的水平移动方向配置的多个管端；容纳有所述液体的容器；配置有上述处理所需的过滤器的一个或多个过滤器托架；以及一个或多个容纳为上述处理所需的其它液体的容器；其特征在于这样驱动和控制上述吸取/释放液体的管路或管端，从而按照来自控制单元的指令在过滤器托架安装在管端的情况下转移所述管路或管端，同时进行上述液体或含在液体中的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释。
38、一种利用吸移管装置处理液体的仪器，所述仪器包括可在水平方向移动，保持在预定位置可垂直移动的吸取/释放液体的管路；进行所述吸取/释放液体管路的吸取/释放液体工作的装置；对于处理一种液体所需的并沿着上述吸取/释放液体的管路的水平移动方向配置的多个管端；容纳有所述液体的容器；当液体吸入所述管端或从管端释放时使所述液体所含的磁性粒子吸附到所述管端内表面的磁体；以及一个或多个分别容纳有上述处理所需的其它液体的容器；其特征在于这样驱动和控制上述吸取/释放液体的管路或管端，从而按照来自控制单元的指令转移所述管端，同时进行液体或含在该液体中的靶高分子物质的俘获、提取、离析、扩增、标记和测定等。
39、一种利用吸移管装置处理液体的仪器，所述仪器包括可在水平方向移动，保持在预定的位置可垂直移动的吸取/释放液体的管路；为处理一种液体所需要的并沿着上述吸取/释放液体的管路的水平移动方向配置的多个管端；容纳有所述液体的容器；一个或多个设置有上述处理所需的过滤器的过滤器托架；一个或多个容纳有上述处理所需的其它液体的容器；容纳有含有磁性粒子的溶液的容器；以及在吸取或释放含有所述磁性粒子溶液的过程中使所述磁性粒子吸附到上述管端内表面的磁体，其中按照来自控制单元的指令转移上述吸取/释放液体的管路，同时自动地进行液体或含在该液体中的靶高分子物质的定量、分离、均分、吸移、净化、浓缩和稀释，以及靶高分子物质的提取、回收和离析。
 40、如权利要求37至权利要求39中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于在所述吸取/释放液体的管路中可旋转地轴承支承一个钩，这个钩用于锁住和支撑接合进所述吸取/释放液体的管路并由该管路支撑的管端，在正常状态下，所述钩在保持上述吸取/释放液体的管路和上述管端之间连接的方向上施加力，同时，通过配置在预定位置的松开锁紧的物体，所述钩在松开上述吸取/释放液体的管路和上述管端之间锁紧状态的方向上施加力。
41、一种利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于转移置于所述管端的端部中的所述过滤器托架，从而在由锁紧物锁住的状态升高上述吸取/释放液体的管路时，所述管端和/或上述过滤器托架与所述吸取/释放液体的管路或管端的端部分离。
42、一种利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于容器形成为盒的形状，该盒有多个腔室，每个腔室内部容纳有一种液体，反应或处理所需的样品或试剂预先分别注入到各个容纳液体的腔室，通过所述磁体的磁力使磁性粒子吸附到所述管端的内表面上进行转移。
43、如权利要求42所述的利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于所述各个液体容纳腔室中分别预先注入所需试剂，并且用薄膜体封闭一部分或全部所述液体容纳腔室，所述薄膜体可用上述吸取/释放液体的管路或管端弄破。
44、如权利要求37至权利要求43中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于用永磁体制造所述磁体，按照管端的外形形成所述永磁体接触管端的表面，并且可移动地设置在垂直于上述管端轴向的方向上或设置在包括垂直于上述管端轴向的方向的范围内。
45、如权利要求37至权利要求43中的任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于用电磁铁制造所述磁体，按照管端的外形形成所述电磁铁接触管端的表面，并且这样配置电磁铁，使得当接触所述管端的外侧时，所述电磁铁产生磁力，而当退磁时可在与上述管端分离的方向上移动。
46、如权利要求44或权利要求45中任何一项所述的利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于在所述永磁体或电磁铁中配置在移向上述管端时同步移动的夹持体，该夹持体这样构成：按照管端的外形形成所述夹持体接触管端的表面，上述管端用所述夹持体和上述永磁体或电磁铁夹持。
47、一种利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于把温度控制步骤加入到用吸取/释放液体的管路处理液体的步骤中，该温度控制步骤是靶高分子物质和试剂等之间的反应或者是靶高分子物质的扩增所需的，用管端把反应液体或要扩增的液体转移到保持在预定温度的各恒温容器中，控制温度，并且，还通过上述吸取/释放液体的管路，把可能置于该吸取/释放液体的管路的端部的覆盖物放置在容纳有上述反应液体或上述要扩增的液体的恒温容器上。
48、如权利要求47所述的利用吸移管装置处理液体的仪器，其特征在于所述覆盖物包括直径大于上述恒温容器开口的平面部分和保存槽部分，这个保存槽部分在所述平面部分基本为中央的部分中形成并有与上述吸取/释放液体的管路外直径或上述管端的尖端相同的开口直径，上述保存槽部分的底部用可为上述吸取/释放液体的管路或管端弄破的所述薄膜体形成。
CN96190212A 1995-03-20 1996-03-19 利用吸移管装置处理液体的方法以及用于该法的仪器 Expired - Lifetime CN1114831C (zh)

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