CN1157924A - 反应管固定装置 - Google Patents

Abstract

一用来宽松固定多个微滴样品管的塑料固定架装置，包括：一有多个放管子的孔和两相对垂直端壁的托架，各端壁有两间隔的垂直延伸槽和一在槽间水平延伸的凹口；一可脱卸地套进托架并有多个对应的孔和与托架端壁对应的两相对垂直端壁的保持架；从各相对的保持架端壁朝外水平延伸的U形手柄，各有两当保持架套进托架时分别滑进托架槽的支柱；在两支柱间从各保持架端壁朝外水平伸出的凸起，保持架有各与端壁平行且直接与之相邻的伸长槽。

Description

反应管固定装置

本发明总地涉及一种固定反应管的固定装置，尤其是用于进行聚合酶链式反应(PCR)的仪器中的自动热循环器的固定装置。

同时对多个样品进行PCR的自动热循环器已发表在5,038,852号美国专利公报上。简言之，PCR是一种酶催化过程，少量的特定DNA顺序(specific DNA sequences)通过该过程可以在一极短的时间内被大大复制。该方法利用两个与靶DNA对立链杂交并进而能够包围靶DNA的特定区域的寡聚核苷酸引物(oligonucleotideprimers)。包括模板变性、引物退火和通过DNA聚合酶使退火引物延伸在内的一系列重复热循环形成了其末端由引物的5’末端所决定的呈指数累积的特定DNA片段。

由待放大的靶DNA寡聚核苷酸引物、缓冲剂、核苷酸三磷酸盐(nucleotide triphosphates)以及最好是如Taq聚合酶的热稳定酶等组成的反应混合物置于反应管内。然后管中的反应混合物在一个热循环控制装置中经过被称为PCR程序(PCR protocols)的多次热转变和稳定周期来产生放大的靶DNA。

反应管的排列一般是由设置在托架的一8×3或6×8或8×12阵列中的24管或48管或96管组成。管子阵列放于一金属热循环控制装置中，这样可使各管子的底部与装置能够直接热接触。然后，装置的温度根据设定了预定循环数的PCR程序的预定温度/时间分布而变化。

反应管的固定装置最好符合实验室仪器的微滴板规格，同时使各管子保持足够的运动自由度，以补偿各部件不同热膨胀率的差异。

简言之，本发明涉及一种新的经过改进的塑料固定架装置，它能宽松地固定多个微滴样品管，它包含一具有多个安置管子的孔的托架。托架有两个相对的垂直端壁，各端壁有两个间隔的垂直延伸槽和一个在两槽间水平延伸的凹口。有一个可脱卸地套在托架中的保持架，该保持架有多个对应的孔和两个与托架端壁对应的相对垂直端壁。一U形手柄从各相对保持架端壁朝外水平延伸。各手柄有两个当保持架套在托架中时分别滑进托架槽的支柱。在两支柱间有一凸起从各保持架端壁朝外水平伸出，当保持架套在托架中时，凸起分别卡进托架端壁的凹口。保持架有与各端壁平行且直接相邻的长槽，于是U形手柄上向里面的手指压力使保持架的两个相对端朝里弯，这样凸起分别从托架凹口卸出，以便于从托架中取出保持架。

根据本发明的一个方面，提供一个与托架和保持架中的孔相符并在一矩形阵列具有多个井的塑料底座。这些井的尺寸正好容纳管子的下部。基座与托架、保持架和样品管组装起来以形成一具有一工业标准化微滴板装置轨迹的微滴板装置。

在本发明的一个形式中，托架和保持架有倾斜的配合壁角，从而使保持架与托架可重复地在相同方位保持一致。

根据本发明的另一个方面，装置是通过把强化聚酯热塑塑料模制为厚度约1.27毫米的壁部分而制造出来的。

当结合所附的权利要求详细阅读下面的说明，本发明的以上和其他优点及特点将会变得更清楚。

图1是一微滴板装置的分解立体图，它包括本发明的塑料固定架装置；

图2是一样品管(a sample tube)的垂直剖面图；

图3是保持架的俯视图；

图4是沿图3中剖面线4-4截取的保持架剖视图；

图5是托架的俯视图；

图6是沿图5中剖面线6-6截取的托架剖视图：

图7是沿图5中剖面线7-7截取的托架剖视图；

图8是基座的俯视图；

图9是沿图8中线9-9截取的剖视图；及

图10是沿图8中线10-10截取的剖视图。

图1是本发明一较佳实施例的分解立体图。一个在图中用10表示的双体塑料固定架装置宽松地固定多个在图2中用12表示的微滴样品管(microtiter sample tubes)。各管子有一个在顶端开口16的圆柱形上部14和一个封闭的从上部向下延伸的渐缩下部18。各管子的截面是圆的，还有一个在与其开口端16相间隔的地方从上部14向外扩展的台肩20。

如在图1、5、6和7中所看到的，一个单体托架21包括一平的、水平的、矩形托架板部件22，它有与工业标准微滴板规格相符的呈一阵列的第一组孔24。图1和5示出一24个孔的阵列。然而，在某些安装中还可有其他数量的孔诸如四十八或九十六孔。孔的直径比图2中的管子12上部14的外径大0.7毫米左右，但比台肩20的外径小。如图1和5中26表示的孔是锥口孔。托架平板22有多个如在图6中所看到在孔列之间的支承肋28。图6示出三个肋。

托架21另外包括一围绕平板部分22向上延伸，其高度比图1中放在一孔24中的管子32高度高的垂直托架侧壁部分30。在图1、5和7中，托架侧壁部分30的两相对端35，各有两个间隔的垂直延伸的托架侧壁槽34。在两个间隔的托架侧壁槽之间有一个伸长水平的托架侧壁凹口36，其用途将在下面更完整地描述。

在图1、6和7中，托架21还包括一围绕平板部分22大约向下延伸至放在一孔24中的管子12上部14的底端的第二垂直托架侧壁部分38。

如在图1、3和4中所看到的，一单体矩形保持架40可脱卸地套在托架21中，位于托架内的样品管32之上。该保持架包括一平的水平矩形板部分42，该平板部分42有呈一矩形阵列、与第一组孔24相符的第二组孔44。即，当保持架40套在托架21中时，孔44与孔24垂直对齐。例如图中示出二十四个孔。如上所提到的，该孔的阵列符合工业标准微滴平板规格。孔44的直径比管子12上部14的外径大0.7毫米左右，但比台肩20的外径小。该保持架平板部分42有多个沿着保持架平板部分上侧、在孔列间延伸的支承肋46。

保持架40有围着平板部分42扩展并向上延伸的第一垂直的保持架侧壁部分48。在图1、3和4中，U形手柄50各从与托架侧壁部分30的两相对端35对应的保持架侧壁部分48的两相对端52朝外水平延伸。各U形手柄50有两个间隔的支柱54，当保持架40套在托架21中时，支柱54分别滑进托架槽34。凸起56在两支柱54之间分别从侧壁部分52朝外水平伸出。当保持架40套在托架21中时，这些凸起56分别卡进托架21侧壁部分35中的侧壁凹口36。在图1和3中，保持架平板部分42有分别与保持架侧壁部分的两相对端52平行且直接相邻的伸长槽58，由此，U形手柄50上的向里面的手指压力使保持架侧壁部分的两相对端52朝里弯，以使凸起56分别从托架侧壁凹口36中脱出，从而便于从托架21中取出保持架40。

此外，在图4中，保持架40有一个围着保持架平板部分42扩展并从保持架平板部分42向下延伸的第二垂直的保持架侧壁部分60。

图5-7中的托架21与置放在其中的达二十四个样品管12及卡入其中的保持架40形成一个单独的装置10，该装置10可放在一PCR仪器中以便进行反应。当保持架40套入托架21时，保持架平板部分42位于置于托架内的图2一管子的台肩20上面一点，第一托架侧壁部分30约与保持架侧壁部分48一样高，因此，置于托架内的管子在垂直方向和横向都保持宽松。

第一垂直托架侧壁部分30有一个倾斜角31，见图1和5，垂直的保持架侧壁部分48和60有配合的倾斜角61，见图1和3，从而使保持架与托架分别在相同方位保持一致。

反应过程结束以后，所有的诸如在图1中以32表示的管子通过把托架21从PCR仪器中提出而被同时取出。为方便和存放起见，置有样品管和保持架40的托架可插入另一个在图1中的称之为基座62的塑料部件。基座62与托架21、保持架40和样品管32装配在一起以形成一具有工业标准微滴平板装置轨迹(a foot print of an in-dustry standard microtiter plate assembly)的微滴平板装置68。即，基座具有外部尺寸和如在图1、8、9和10中所示的一标准24-井微滴平板的轨迹。图8是基座62的俯视图，而图9是沿图8中9-9线截取的剖视图。图10是沿图8中10-10线截取的基座剖视图。基座62包括平板部分64，该平板部分64形成有边倾斜的二十四个井66阵列。这些井的尺寸和间隔使得当托架21套进基座62时，这些孔44、24和井66垂直对齐，与框架安装在PCR仪器中时样品管被固定一样，样品管32的底端与托架21具有相同的固定关系。各样品管尽管宽松地锁位在托架和保持架之间，但当托架插入基座时，它们就被稳稳地固定而保持不动。即，当托架21、样品管32和保持架40固定在基座62中时，整个装置的功能确切等效于一如微滴平板的工业标准24-井，并且可被垂直地放在一24-井工业微滴平板的任何自动吸取或采样系统中，以便进一步反应。

托架21和保持架40的上述部分最好由强化聚酯热塑塑料或等效材料模制而成，这些部分的厚度约为1.27毫米。

因此，将会看到，本发明确实提供了一新的改进了的微滴板装置，它易于装配和拆卸，还给各样品管在所有需要的方向提供足够运动自由度以补偿热膨胀的不同速率，同时还把样品管固定在与工业标准微滴板规格相符的一阵列中。

尽管为了说明本发明已在此揭示了本发明的某些特定实施例，但在研究本说明书之后，与本发明有关的技术领域普通技术人员将会清晰地看到还可有进一步的变型。因此，还应参考确定本发明范围的所附权利要求。

Claims (20)

1.一种宽松地固定多个微滴样品管的塑料固定架装置包括：一有多个置放样品管的孔的托架，所述托架有相对的垂直端壁，各所述托架端壁两个间隔的、垂直延伸的槽和一个在两个槽间水平延伸的凹口；一可脱卸地套进所述托架的保持架，有多个与所述托架中的多个孔相对应的用来置放样品管的孔，所述保持架有与所述托架两端壁相对应的相对的垂直端壁；从各所述相对的保持架端壁朝外水平延伸的U形手柄，各所述手柄有两个当所述保持架套进所述托架时分别滑进所述托架槽的支柱；一在所述两支柱之间从各保持架端壁朝外水平伸出的凸起，当所述保持架套进所述托架时，所述凸起分别卡进所述托架端壁凹口；所述保持架有与各所述端壁平行且直接相邻的伸长槽，于是所述U形手柄上向里面的手指压力使所述保持架的所述两个相对端朝里弯，这样所述凸起分别从所述托架凹口中退出，以便于从所述托架取出所述保持架。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一塑料基座，所述塑料基座有与所述保持架和所述托架中的所述多个孔相符的呈一矩形阵列的多个孔，所述井的尺寸正好安置所述管子的下部，所述基座可套入所述托架、所述保持架和所述样品管，以形成一具有一工业标准微滴板装置轨迹的微滴板装置。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定架装置由强化聚酯热塑塑料模制而成。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定架装置的壁厚度约为1.27毫米。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述托架和所述保持架有配合的倾斜角，从而使所述保持架与所述托架在相同方位可重复保持一致。

6.一用来宽松地固定多个预定结构的微滴样品管的双体塑料固定架，包括：

a)一单体托架，包括：

i)一平的水平矩形托架板部分，有第一组与工业标准微滴板规格相符的呈一阵列的孔；

ii)一绕所述平板向上延伸的第一垂直的托架侧壁部分，在所述托架侧壁部分的两相对端，各设置两间隔的、垂直延伸的托架侧壁槽，一伸长水平的托架侧壁凹口设置在两间隔的托架侧壁槽之间；

b)一可脱卸地套进所述托架、在任一置于所述托架中的样品管之上的单体矩形保持架，包括：

i)一平的水平保持架平板部分，有第二组与所述第一组孔相符的呈矩形阵列的孔；

ii)一绕所述平板向上延伸的第一垂直的保持架侧壁部分，从与所述托架侧壁部分的所述两相对端相对应的所述保持架侧壁部分的两相对端的每一个朝外水平延伸的U形手柄，各所述U形手柄有两个当所述保持架套进所述托架时分别滑入所述托架槽的支柱，在所述两支柱间从所述侧壁部分朝外水平伸出的凸起，当所述保持架套进所述托架时，所述凸起分别卡进所述托架侧壁凹口，所述保持架平板部分有分别与所述保持架侧壁部分的所述相对端平行且直接与之相邻的伸长槽，于是，在所述U形手柄上向里面的手指压力使所述保持架侧壁部分的所述两相对端弯曲，这样所述凸起分别从所述托架侧壁凹口中退出，以便于从所述托架中取出所述保持架。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单体托架包括一绕所述平板从所述平板向下延伸的第二垂直的托架侧壁部分。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单体保持架包括一绕所述平板从所述平板向下延伸的第二垂直的保持架侧壁部分。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述样品管有一个开口在其顶端的圆柱形上部和一个从其向下延伸的封闭渐缩下部，各管子的截面是圆形的，并有一个从所述上部在所述上部间隔其开口端的一位置朝外延伸的环形台肩，

所述托架的所述孔的直径比所述管子上部的外径稍微大一点，但比所述台肩的外径小，所述第一垂直的托架侧壁部分的高度比置于所述管之一的一管子的高度高，所述第二垂直的托架侧壁部分大约向下延伸至置于所述孔之一的一管子的上部底端；

所述保持架的所述孔的直径比所述管子上部的外径稍大一点，但比所述台肩的外径小，以及

当所述保持架套进所述托架时，保持架平板部分在置于所述托架的一管子的台肩稍上一点处，第一托架侧壁部分大约与所述保持架侧壁部分一样高，从而，置于所述托架的管子在垂直向和横向保持宽松。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，托架板部分和保持架平板部分的孔的直径比所述管子直径大0.7毫米左右。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述托架部分中的孔是锥口孔(counter sunk)而且，所述管子的台肩下部对应地渐缩。

12.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一组孔和所述第二组孔各包括二十四个孔，以便把达二十四个的微滴样品管置放在所述固定架中。

13.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述托架还包括多个沿着所述托架平板部分的下侧在孔列之间延伸的支承肋，所述保持架还包括多个沿着所述保持架平板部分的上侧在孔列之间延伸的支承肋。

14.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括一具有与所述第一组和所述第二组孔相符的呈一矩形阵列的多个井的塑料基座，所述井的尺寸正好安置所述管子的下部，当所述基座、所述托架、所述保持架和所述样品管装配成一微滴板装置时，具有一工业标准微滴板装置的轨迹。

15.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一垂直的托架侧壁部分和所述垂直的保持架侧壁部分有配合的倾斜角，于是所述保持架与所述托架在相同的方位能重复保持一致。

16.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述固定架装置由强化聚酯热塑塑料模制而成。

17.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述几个部分的厚度约为1.27毫米。

18.一用来宽松地固定多个预定结构的微滴样品管的双体塑料固定架，各样品管有一个开口在其顶端的圆柱形上部和一个从其向下延伸的封闭渐缩下部，各管子的截面是圆形的，并有一个从所述上部在所述上部间隔其开口端的一位置朝外延伸的环形台肩，包括：

a)一单体托架，包括：

i)一平的水平矩形托架板部分，有与工业标准微滴板规格相符的呈一阵列的第一组孔，所述孔的直径比所述管子上部的外径大0.7毫米左右，但比所述台肩的外径小，所述孔是锥形孔，所述托架平板有多个沿着所述托架平板下侧在孔列之间延伸的支承肋；

ii)一绕所述平板向上延伸的高度比置于所述孔中之一的管子高度高的第一垂直的托架侧壁部分，在所述托架侧壁部分的两相对端，各设置两间隔的、垂直延伸的托架侧壁槽，一伸长水平的托架侧壁凹口设置在所述两间隔的托架侧壁槽之间；

iii)第二垂直的托架侧壁部分绕所述平板大约向下延伸至置于所述孔之一的管子上部的底端；

b)一位于所述托架内，在任何置于所述托架中的样品管之上的单体矩形保持架，包括：

i)一平的水平矩形平板部分，有与所述第一组孔相符的呈矩形阵列的第二组孔，所述孔的直径比所述管子上部的外径大0.7毫米左右，但比所述台肩的外径小，所述保持架平板部分有多个沿着所述保持架平板部分上侧、位于孔列之间的支承肋；

ii)一绕所述平板向上延伸的第一垂直的保持架侧壁部分，从与所述托架侧壁部分的所述两相对端相对应的所述保持架侧壁部分的两相对端的每一个朝外水平延伸的U形手柄，各所述U形手柄有两个当所述保持架套进所述托架时分别滑入所述托架槽的支柱，在所述两支柱间从所述侧壁部分有朝外水平伸出的凸起，当所述保持架套进所述托架时，所述凸起分别卡进所述托架侧壁凹口，所述保持架平板部分有分别与所述保持架侧壁部分的所述相对端平行且直接与之相邻的伸长槽，于是，在所述U形手柄上向里面的手指压力使所述保持架侧壁部分的所述两相对朝里弯曲，这样所述凸起分别从所述托架侧壁凹口中退出，以便于从所述托架中取出所述保持架；

iii)第二垂直的保持架侧壁部分，绕所述保持架平板部分从所述保持架平板部分向下延伸；以及

所述这些部分由强化聚酯热塑塑料模制而成，所述部分的厚度约为1.27毫米，因此，当所述保持架套进所述托架时，保持架平板部分在置于所述托架一管子的台肩上面一点，第一托架侧壁部分大约与所述保持架侧壁部分一样高，使置于所述托架的管子既在垂直方向又在横向保持宽松。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括一具有与所述第一组和第二组孔相符的呈一矩形阵列的多个井的塑料基座，所述井的尺寸正好安置所述管子的下部，所述基座与所述托架和所述保持架及所述样品管装配在一起，以形成一具有一工业标准微滴板装置轨迹的微滴板装置。

20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述垂直的托架侧壁部分和所述垂直的保持架侧壁部分有配合的倾斜角，从而当把所述保持架和所述托架装配起来的时候，能使它们对齐。

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