專利名稱：反應管固定裝置的制作方法
技術領域：
本發明總地涉及一種固定反應管的固定裝置，尤其是用于進行聚合酶鏈式反應(PCR)的儀器中的自動熱循環器的固定裝置。
同時對多個樣品進行PCR的自動熱循環器已發表在5,038,852號美國專利公報上。簡言之，PCR是一種酶催化過程，少量的特定DNA順序(specific DNA sequences)通過該過程可以在一極短的時間內被大大復制。該方法利用兩個與靶DNA對立鏈雜交并進而能夠包圍靶DNA的特定區域的寡聚核苷酸引物(oligonucleotideprimers)。包括模板變性、引物退火和通過DNA聚合酶使退火引物延伸在內的一系列重復熱循環形成了其末端由引物的5’末端所決定的呈指數累積的特定DNA片段。
由待放大的靶DNA寡聚核苷酸引物、緩沖劑、核苷酸三磷酸鹽(nucleotide triphosphates)以及最好是如Taq聚合酶的熱穩定酶等組成的反應混合物置于反應管內。然后管中的反應混合物在一個熱循環控制裝置中經過被稱為PCR程序(PCR protocols)的多次熱轉變和穩定周期來產生放大的靶DNA。
反應管的排列一般是由設置在托架的一8×3或6×8或8×12陣列中的24管或48管或96管組成。管子陣列放于一金屬熱循環控制裝置中，這樣可使各管子的底部與裝置能夠直接熱接觸。然后，裝置的溫度根據設定了預定循環數的PCR程序的預定溫度/時間分布而變化。
反應管的固定裝置最好符合實驗室儀器的微滴板規格，同時使各管子保持足夠的運動自由度，以補償各部件不同熱膨脹率的差異。
簡言之，本發明涉及一種新的經過改進的塑料固定架裝置，它能寬松地固定多個微滴樣品管，它包含一具有多個安置管子的孔的托架。托架有兩個相對的垂直端壁，各端壁有兩個間隔的垂直延伸槽和一個在兩槽間水平延伸的凹口。有一個可脫卸地套在托架中的保持架，該保持架有多個對應的孔和兩個與托架端壁對應的相對垂直端壁。一U形手柄從各相對保持架端壁朝外水平延伸。各手柄有兩個當保持架套在托架中時分別滑進托架槽的支柱。在兩支柱間有一凸起從各保持架端壁朝外水平伸出，當保持架套在托架中時，凸起分別卡進托架端壁的凹口。保持架有與各端壁平行且直接相鄰的長槽，于是U形手柄上向里面的手指壓力使保持架的兩個相對端朝里彎，這樣凸起分別從托架凹口卸出，以便于從托架中取出保持架。
根據本發明的一個方面，提供一個與托架和保持架中的孔相符并在一矩形陣列具有多個井的塑料底座。這些井的尺寸正好容納管子的下部。基座與托架、保持架和樣品管組裝起來以形成一具有一工業標準化微滴板裝置軌跡的微滴板裝置。
在本發明的一個形式中，托架和保持架有傾斜的配合壁角，從而使保持架與托架可重復地在相同方位保持一致。
根據本發明的另一個方面，裝置是通過把強化聚酯熱塑塑料模制為厚度約1.27毫米的壁部分而制造出來的。
當結合所附的權利要求詳細閱讀下面的說明，本發明的以上和其他優點及特點將會變得更清楚。
圖1是一微滴板裝置的分解立體圖，它包括本發明的塑料固定架裝置；圖2是一樣品管(a sample tube)的垂直剖面圖；圖3是保持架的俯視圖；圖4是沿圖3中剖面線4-4截取的保持架剖視圖；圖5是托架的俯視圖；圖6是沿圖5中剖面線6-6截取的托架剖視圖
圖7是沿圖5中剖面線7-7截取的托架剖視圖；圖8是基座的俯視圖；圖9是沿圖8中線9-9截取的剖視圖；及圖10是沿圖8中線10-10截取的剖視圖。
圖1是本發明一較佳實施例的分解立體圖。一個在圖中用10表示的雙體塑料固定架裝置寬松地固定多個在圖2中用12表示的微滴樣品管(microtiter sample tubes)。各管子有一個在頂端開口16的圓柱形上部14和一個封閉的從上部向下延伸的漸縮下部18。各管子的截面是圓的，還有一個在與其開口端16相間隔的地方從上部14向外擴展的臺肩20。
如在圖1、5、6和7中所看到的，一個單體托架21包括一平的、水平的、矩形托架板部件22，它有與工業標準微滴板規格相符的呈一陣列的第一組孔24。圖1和5示出一24個孔的陣列。然而，在某些安裝中還可有其他數量的孔諸如四十八或九十六孔。孔的直徑比圖2中的管子12上部14的外徑大0.7毫米左右，但比臺肩20的外徑小。如圖1和5中26表示的孔是錐口孔。托架平板22有多個如在圖6中所看到在孔列之間的支承肋28。圖6示出三個肋。
托架21另外包括一圍繞平板部分22向上延伸，其高度比圖1中放在一孔24中的管子32高度高的垂直托架側壁部分30。在圖1、5和7中，托架側壁部分30的兩相對端35，各有兩個間隔的垂直延伸的托架側壁槽34。在兩個間隔的托架側壁槽之間有一個伸長水平的托架側壁凹口36，其用途將在下面更完整地描述。
在圖1、6和7中，托架21還包括一圍繞平板部分22大約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側壁部分38。
如在圖1、3和4中所看到的，一單體矩形保持架40可脫卸地套在托架21中，位于托架內的樣品管32之上。該保持架包括一平的水平矩形板部分42，該平板部分42有呈一矩形陣列、與第一組孔24相符的第二組孔44。即，當保持架40套在托架21中時，孔44與孔24垂直對齊。例如圖中示出二十四個孔。如上所提到的，該孔的陣列符合工業標準微滴平板規格。孔44的直徑比管子12上部14的外徑大0.7毫米左右，但比臺肩20的外徑小。該保持架平板部分42有多個沿著保持架平板部分上側、在孔列間延伸的支承肋46。
保持架40有圍著平板部分42擴展并向上延伸的第一垂直的保持架側壁部分48。在圖1、3和4中，U形手柄50各從與托架側壁部分30的兩相對端35對應的保持架側壁部分48的兩相對端52朝外水平延伸。各U形手柄50有兩個間隔的支柱54，當保持架40套在托架21中時，支柱54分別滑進托架槽34。凸起56在兩支柱54之間分別從側壁部分52朝外水平伸出。當保持架40套在托架21中時，這些凸起56分別卡進托架21側壁部分35中的側壁凹口36。在圖1和3中，保持架平板部分42有分別與保持架側壁部分的兩相對端52平行且直接相鄰的伸長槽58，由此，U形手柄50上的向里面的手指壓力使保持架側壁部分的兩相對端52朝里彎，以使凸起56分別從托架側壁凹口36中脫出，從而便于從托架21中取出保持架40。
此外，在圖4中，保持架40有一個圍著保持架平板部分42擴展并從保持架平板部分42向下延伸的第二垂直的保持架側壁部分60。
圖5-7中的托架21與置放在其中的達二十四個樣品管12及卡入其中的保持架40形成一個單獨的裝置10，該裝置10可放在一PCR儀器中以便進行反應。當保持架40套入托架21時，保持架平板部分42位于置于托架內的圖2一管子的臺肩20上面一點，第一托架側壁部分30約與保持架側壁部分48一樣高，因此，置于托架內的管子在垂直方向和橫向都保持寬松。
第一垂直托架側壁部分30有一個傾斜角31，見圖1和5，垂直的保持架側壁部分48和60有配合的傾斜角61，見圖1和3，從而使保持架與托架分別在相同方位保持一致。
反應過程結束以后，所有的諸如在圖1中以32表示的管子通過把托架21從PCR儀器中提出而被同時取出。為方便和存放起見，置有樣品管和保持架40的托架可插入另一個在圖1中的稱之為基座62的塑料部件。基座62與托架21、保持架40和樣品管32裝配在一起以形成一具有工業標準微滴平板裝置軌跡(a foot print of an in-dustry standard microtiter plate assembly)的微滴平板裝置68。即，基座具有外部尺寸和如在圖1、8、9和10中所示的一標準24-井微滴平板的軌跡。圖8是基座62的俯視圖，而圖9是沿圖8中9-9線截取的剖視圖。圖10是沿圖8中10-10線截取的基座剖視圖。基座62包括平板部分64，該平板部分64形成有邊傾斜的二十四個井66陣列。這些井的尺寸和間隔使得當托架21套進基座62時，這些孔44、24和井66垂直對齊，與框架安裝在PCR儀器中時樣品管被固定一樣，樣品管32的底端與托架21具有相同的固定關系。各樣品管盡管寬松地鎖位在托架和保持架之間，但當托架插入基座時，它們就被穩穩地固定而保持不動。即，當托架21、樣品管32和保持架40固定在基座62中時，整個裝置的功能確切等效于一如微滴平板的工業標準24-井，并且可被垂直地放在一24-井工業微滴平板的任何自動吸取或采樣系統中，以便進一步反應。
托架21和保持架40的上述部分最好由強化聚酯熱塑塑料或等效材料模制而成，這些部分的厚度約為1.27毫米。
因此，將會看到，本發明確實提供了一新的改進了的微滴板裝置，它易于裝配和拆卸，還給各樣品管在所有需要的方向提供足夠運動自由度以補償熱膨脹的不同速率，同時還把樣品管固定在與工業標準微滴板規格相符的一陣列中。
盡管為了說明本發明已在此揭示了本發明的某些特定實施例，但在研究本說明書之后，與本發明有關的技術領域普通技術人員將會清晰地看到還可有進一步的變型。因此，還應參考確定本發明范圍的所附權利要求。
權利要求
1.一種寬松地固定多個微滴樣品管的塑料固定架裝置包括一有多個置放樣品管的孔的托架，所述托架有相對的垂直端壁，各所述托架端壁兩個間隔的、垂直延伸的槽和一個在兩個槽間水平延伸的凹口；一可脫卸地套進所述托架的保持架，有多個與所述托架中的多個孔相對應的用來置放樣品管的孔，所述保持架有與所述托架兩端壁相對應的相對的垂直端壁；從各所述相對的保持架端壁朝外水平延伸的U形手柄，各所述手柄有兩個當所述保持架套進所述托架時分別滑進所述托架槽的支柱；一在所述兩支柱之間從各保持架端壁朝外水平伸出的凸起，當所述保持架套進所述托架時，所述凸起分別卡進所述托架端壁凹口；所述保持架有與各所述端壁平行且直接相鄰的伸長槽，于是所述U形手柄上向里面的手指壓力使所述保持架的所述兩個相對端朝里彎，這樣所述凸起分別從所述托架凹口中退出，以便于從所述托架取出所述保持架。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括一塑料基座，所述塑料基座有與所述保持架和所述托架中的所述多個孔相符的呈一矩形陣列的多個孔，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、所述保持架和所述樣品管，以形成一具有一工業標準微滴板裝置軌跡的微滴板裝置。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述固定架裝置由強化聚酯熱塑塑料模制而成。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述固定架裝置的壁厚度約為1.27毫米。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述托架和所述保持架有配合的傾斜角，從而使所述保持架與所述托架在相同方位可重復保持一致。
6.一用來寬松地固定多個預定結構的微滴樣品管的雙體塑料固定架，包括a)一單體托架，包括i)一平的水平矩形托架板部分，有第一組與工業標準微滴板規格相符的呈一陣列的孔；ii)一繞所述平板向上延伸的第一垂直的托架側壁部分，在所述托架側壁部分的兩相對端，各設置兩間隔的、垂直延伸的托架側壁槽，一伸長水平的托架側壁凹口設置在兩間隔的托架側壁槽之間；b)一可脫卸地套進所述托架、在任一置于所述托架中的樣品管之上的單體矩形保持架，包括i)一平的水平保持架平板部分，有第二組與所述第一組孔相符的呈矩形陣列的孔；ii)一繞所述平板向上延伸的第一垂直的保持架側壁部分，從與所述托架側壁部分的所述兩相對端相對應的所述保持架側壁部分的兩相對端的每一個朝外水平延伸的U形手柄，各所述U形手柄有兩個當所述保持架套進所述托架時分別滑入所述托架槽的支柱，在所述兩支柱間從所述側壁部分朝外水平伸出的凸起，當所述保持架套進所述托架時，所述凸起分別卡進所述托架側壁凹口，所述保持架平板部分有分別與所述保持架側壁部分的所述相對端平行且直接與之相鄰的伸長槽，于是，在所述U形手柄上向里面的手指壓力使所述保持架側壁部分的所述兩相對端彎曲，這樣所述凸起分別從所述托架側壁凹口中退出，以便于從所述托架中取出所述保持架。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述單體托架包括一繞所述平板從所述平板向下延伸的第二垂直的托架側壁部分。
8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述單體保持架包括一繞所述平板從所述平板向下延伸的第二垂直的保持架側壁部分。
9.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述樣品管有一個開口在其頂端的圓柱形上部和一個從其向下延伸的封閉漸縮下部，各管子的截面是圓形的，并有一個從所述上部在所述上部間隔其開口端的一位置朝外延伸的環形臺肩，所述托架的所述孔的直徑比所述管子上部的外徑稍微大一點，但比所述臺肩的外徑小，所述第一垂直的托架側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側壁部分大約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徑比所述管子上部的外徑稍大一點，但比所述臺肩的外徑小，以及當所述保持架套進所述托架時，保持架平板部分在置于所述托架的一管子的臺肩稍上一點處，第一托架側壁部分大約與所述保持架側壁部分一樣高，從而，置于所述托架的管子在垂直向和橫向保持寬松。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，托架板部分和保持架平板部分的孔的直徑比所述管子直徑大0.7毫米左右。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述托架部分中的孔是錐口孔(counter sunk)而且，所述管子的臺肩下部對應地漸縮。
12.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一組孔和所述第二組孔各包括二十四個孔，以便把達二十四個的微滴樣品管置放在所述固定架中。
13.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述托架還包括多個沿著所述托架平板部分的下側在孔列之間延伸的支承肋，所述保持架還包括多個沿著所述保持架平板部分的上側在孔列之間延伸的支承肋。
14.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括一具有與所述第一組和所述第二組孔相符的呈一矩形陣列的多個井的塑料基座，所述井的尺寸正好安置所述管子的下部，當所述基座、所述托架、所述保持架和所述樣品管裝配成一微滴板裝置時，具有一工業標準微滴板裝置的軌跡。
15.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一垂直的托架側壁部分和所述垂直的保持架側壁部分有配合的傾斜角，于是所述保持架與所述托架在相同的方位能重復保持一致。
16.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述固定架裝置由強化聚酯熱塑塑料模制而成。
17.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述幾個部分的厚度約為1.27毫米。
18.一用來寬松地固定多個預定結構的微滴樣品管的雙體塑料固定架，各樣品管有一個開口在其頂端的圓柱形上部和一個從其向下延伸的封閉漸縮下部，各管子的截面是圓形的，并有一個從所述上部在所述上部間隔其開口端的一位置朝外延伸的環形臺肩，包括a)一單體托架，包括i)一平的水平矩形托架板部分，有與工業標準微滴板規格相符的呈一陣列的第一組孔，所述孔的直徑比所述管子上部的外徑大0.7毫米左右，但比所述臺肩的外徑小，所述孔是錐形孔，所述托架平板有多個沿著所述托架平板下側在孔列之間延伸的支承肋；ii)一繞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側壁部分，在所述托架側壁部分的兩相對端，各設置兩間隔的、垂直延伸的托架側壁槽，一伸長水平的托架側壁凹口設置在所述兩間隔的托架側壁槽之間；iii)第二垂直的托架側壁部分繞所述平板大約向下延伸至置于所述孔之一的管子上部的底端；b)一位于所述托架內，在任何置于所述托架中的樣品管之上的單體矩形保持架，包括i)一平的水平矩形平板部分，有與所述第一組孔相符的呈矩形陣列的第二組孔，所述孔的直徑比所述管子上部的外徑大0.7毫米左右，但比所述臺肩的外徑小，所述保持架平板部分有多個沿著所述保持架平板部分上側、位于孔列之間的支承肋；ii)一繞所述平板向上延伸的第一垂直的保持架側壁部分，從與所述托架側壁部分的所述兩相對端相對應的所述保持架側壁部分的兩相對端的每一個朝外水平延伸的U形手柄，各所述U形手柄有兩個當所述保持架套進所述托架時分別滑入所述托架槽的支柱，在所述兩支柱間從所述側壁部分有朝外水平伸出的凸起，當所述保持架套進所述托架時，所述凸起分別卡進所述托架側壁凹口，所述保持架平板部分有分別與所述保持架側壁部分的所述相對端平行且直接與之相鄰的伸長槽，于是，在所述U形手柄上向里面的手指壓力使所述保持架側壁部分的所述兩相對朝里彎曲，這樣所述凸起分別從所述托架側壁凹口中退出，以便于從所述托架中取出所述保持架；iii)第二垂直的保持架側壁部分，繞所述保持架平板部分從所述保持架平板部分向下延伸；以及所述這些部分由強化聚酯熱塑塑料模制而成，所述部分的厚度約為1.27毫米，因此，當所述保持架套進所述托架時，保持架平板部分在置于所述托架一管子的臺肩上面一點，第一托架側壁部分大約與所述保持架側壁部分一樣高，使置于所述托架的管子既在垂直方向又在橫向保持寬松。
19.如權利要求18所述的裝置，其特征在于，還包括一具有與所述第一組和第二組孔相符的呈一矩形陣列的多個井的塑料基座，所述井的尺寸正好安置所述管子的下部，所述基座與所述托架和所述保持架及所述樣品管裝配在一起，以形成一具有一工業標準微滴板裝置軌跡的微滴板裝置。
20.如權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述垂直的托架側壁部分和所述垂直的保持架側壁部分有配合的傾斜角，從而當把所述保持架和所述托架裝配起來的時候，能使它們對齊。
全文摘要
一用來寬松固定多個微滴樣品管的塑料固定架裝置，包括一有多個放管子的孔和兩相對垂直端壁的托架，各端壁有兩間隔的垂直延伸槽和一在槽間水平延伸的凹口；一可脫卸地套進托架并有多個對應的孔和與托架端壁對應的兩相對垂直端壁的保持架；從各相對的保持架端壁朝外水平延伸的U形手柄，各有兩當保持架套進托架時分別滑進托架槽的支柱；在兩支柱間從各保持架端壁朝外水平伸出的凸起，保持架有各與端壁平行且直接與之相鄰的伸長槽。
文檔編號B01L9/00GK1157924SQ95115658
公開日1997年8月27日 申請日期1995年9月28日 優先權日1994年9月30日
發明者雷金納德·格里芬 申請人:帕金-埃爾墨有限公司