[发明专利]利用纳米孔的生物化学分析设备

说明书

本发明的第一方面涉及利用纳米孔来执行样品的生物化学分析（例如多核苷酸测序）。本发明的第二至第四方面涉及用于在多个端口之中选择端口的旋转阀。

关于本发明的第一方面，近年来利用纳米孔进行的样品的生物化学分析已经取得相当大的发展。纳米孔是电绝缘层中的小孔并且可以例如由被引入两性膜中的蛋白质孔或通道形成。纳米孔可以允许离子流横跨两性膜行进，该两性膜由纳米孔基于分析物相互作用调制，从而允许纳米孔提供生物化学分析。针对生物化学分析的类型的范围已经开发了各种类型的纳米孔和用于利用所述纳米孔的分析设备。一个商业示例是将纳米孔用于多核苷酸（诸如DNA）的测序。WO-2009/077734公开了利用纳米孔来执行样品的生物化学分析的分析设备的一个示例。

因而纳米孔提供用于工业规模的生物化学分析的平台的潜力。然而，在这样的环境下，所希望的是在设备中有效处理样品以便使生产率最大化并且使执行生物化学分析的成本最小化。

关于本发明的第二至第五方面，有利的将是提供一种能够在各种各样的应用中在大量端口之中选择端口的阀。这样的应用的一个示例是在用于执行生物化学分析的设备中处理流体。

允许在端口之中的选择的一种类型的阀是旋转阀，其包括定子和以可旋转的方式安装在定子上的转子。在已知类型的旋转阀中，定子限定多个第一端口和第二端口，并且转子具有多个通道，所述通道构造成在所述转子旋转时将不同的所述第一端口连接至所述第二端口。该类型的旋转阀提供具体地但不排他地用于少量流体的各种优点，例如通过简单的构造和可靠的操作允许阀能够在所述第一端口之中进行选择。

关于本发明的第三方面，旋转阀的整体构造的简化可以通过将定子的第一端口布置在环形表面中来实现，所述环形表面绕转子的旋转轴线延伸，从而面向该旋转轴线。这有利于包括相对大数量的第一端口。然而，难以提供定子和转子之间的第一端口的充分密封。该困难随着端口的数量增加而增加，并且因此阀的总尺寸增大。

因此所期望的将是提供一种减轻这些问题的阀。

关于本发明的第三和第四方面，随着第一端口的数量的增加，转子中的通道的网络的复杂性相应地增加。这导致转子的尺寸增大并且因此导致阀的总尺寸增大。这样的尺寸增大在希望最小化结合有阀的设备的尺寸的许多应用中在本质上是不利的。此外尺寸的增大可能使得更难以提供定子和转子之间的密封。

关于本发明的第五方面，构造用于流控系统（诸如在板内设计的系统）的阀在提供能提供并连接期望流路的简单构造的阀方面是困难的。

根据本发明的第一方面，提供一种用于利用纳米孔执行样品的生物化学分析的分析设备，所述分析设备包括：

传感器装置，所述传感器装置能够支撑多个纳米孔并且能操作以利用所述纳米孔执行样品的生物化学分析。

用于保持用于执行生物化学分析的材料的至少一个贮存器；

流控系统，所述流控系统构造成以可控制的方式将材料从所述至少一个贮存器供给到所述传感器装置；以及

用于接收相应样品的多个容器，所述流控系统构造成将所述样品从所述容器选择性地供应到所述传感器装置。

所述分析设备具有封装执行生物化学分析所需的部件和材料的构造。具体地，所述分析设备包括能操作以利用纳米孔执行样品的生物化学分析的所述传感器装置、用于保持所需材料的所述至少一个贮存器以及可以在合适的控制下向所述传感器装置供应材料的流控系统。这允许高效执行生物化学分析。

此外，通过提供用于接收相应样品的多个容器，分析设备构造成处理可以被引入相应容器的多个样品。因为流控系统构造成将样品从容器选择性地供应到所述传感器装置，分析设备提供测序处理并且易于操纵多个样品。这允许有效地处理多个样品，从而允许改善作业流程。这继而允许降低执行每个样品的生物化学分析的总成本。

流控系统可以构造成通过包括如下文讨论的根据本发明的第二至第四方面中的任一方面的旋转阀而将样品选择性地从容器供应到传感器装置。在该情况下，根据本发明的第二至第四方面的阀的任何特征可以与本发明的第一方面的任何特征以任何组合来结合。

有利地，所述分析设备包括：

主体，所述分析设备、至少一个贮存器和流控系统安装在所述主体上，和

容器元件，所述容器元件与所述主体分开并且能附接至所述主体，在所述容器元件中形成多个容器。

因为容器元件是单独的元件，因此可以在容器附接至分析设备的主体之前执行将样品引入容器中。这有利于填充容器，从而改善填充操作的效率。