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專利名稱：用于生命科學的樣品存儲和樣品管理的綜合的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及生物物質和樣品接收和放入詳細目錄系統的程序。本發明還涉及所述生物物質和樣品的應用、組織、存儲、跟蹤、檢索以及分析，并且涉及這些程序的自動化。
背景技術：
生命科學領域的研究是基于生物物質和樣品以及礦物質或化學制品的分析，所述生物物質和樣品諸如DNA，RNA，血，尿，口腔采樣(buccalswabs)，細菌，病毒，PCR產物，克隆的DNA，蛋白，細胞和組織。這樣的樣品典型地從適當來源收集或獲得，并且放入存儲和詳細目錄中，以備進一步的處理和分析。
用于所述樣品的存儲容器包括瓶，管，小瓶，袋，盒，架，多孔器皿以及多孔平板，其典型地通過單獨的螺旋蓋或按蓋，按扣或密封蓋，蓋子，粘合條或帶，或者多蓋條密封。對于高通量樣品存儲的介質，用于處理和生物方法的自動化的標準容器形式為96-，384-或1536-孔平板或陣列。所述容器以及包含在其內的樣品存儲在各種溫度下，例如在環境溫度下或者在4℃或者在低于0℃的溫度下，典型地在約-20℃或在-70℃--80℃。放置并且存儲在裝置中的樣品大多數經常地包含在液體培養基或者緩沖溶液中，并且其要求在這樣的零度以下的存儲(例如，-20℃或-70--80℃)。在一些情形中，首先將樣品干燥，然后存儲在環境溫度，或者在4℃，在-20℃或在-70--80℃。
例如，目前，核酸以液體形式在低溫下保存。對于短期存儲，核酸可以保存在4℃。對于長期存儲，溫度一般降低至-20--70℃，以防止遺傳物質的降解，特別在基因組DNA和RNA的情形中。核酸還保存在室溫下在諸如纖維素膜的固體基質上。兩種存儲系統都有相關缺點。低溫下存儲需要昂貴的設備，諸如冷室，冷凍機，備用發電機系統；在意外的電力斷供期的情形中，這樣的設備可能是不可靠的，或者可能很難用在沒有現成的電力來源或者具有不可靠的電力系統的區域。由于所述核酸被截留并且因此與纖維素纖維締合，而不能在數量上再生，所以在再水合處理過程中，核酸在纖維素纖維上的存儲還導致基本的物質損失。另外，由于纖維素纖維污染生物樣品，所以核酸在纖維素上的干存儲還需要將纖維素與生物物質分離。所述核酸與纖維素纖維的分離需要額外的處理，其包括將樣品移取、轉移到新的管或容器中，以及離心的步驟，所有這些步驟都可能導致減少回收產量和增加引入不必要的污染物或暴露于促進樣品降解的條件的機會，并且所述這些步驟還是成本和勞動密集型的。
目前，蛋白主要在典型地從-20℃到液氮存儲的范圍的冷卻或冷凍環境中在液體狀態處理。在一些例外中，在海藻糖存在下，蛋白可以是凍干的，或者在室溫干燥并且直接應用到未加工的表面。(Garcia de Castro等.，2000 Appl.Environ.Microbiol.664142；Manzanera等.，2002 Appl.Environ.Microbiol.684328)即使在冷卻(4℃)，冷凍(-20℃或-80℃)保存時，蛋白經常降解和/或失去活性。蛋白的凍結-解凍壓力減少了生物活性(例如，酶活性，對關聯配體的特異性結合，等等)，特別如果需要將蛋白樣品的整分試樣反復凍結-解凍時。由此導致的可能為生物測定所需要的蛋白活性的損失典型地需要重新調整蛋白濃度以便獲得相當的測定結果，或者為了獲得新的蛋白試劑而昂貴地拋棄損壞的蛋白試劑。將多種用途的酶試劑保存在實驗室中，特別由不同的使用者在不同的時間以及應用非標準化的操作程序保存，這種常規習慣進一步減少使用這樣的試劑產生的實驗數據的可靠性。因此，蛋白的半衰期被減小了，并且昂貴的試劑必須經常更換，這等于對使用者的巨大的經濟成本。對于蛋白的供應者，需要高成本來維持無中斷的冷凍供應鏈，其從初始的冷室工作開始，用于樣品的裝運，冷凍保存，以及蛋白從生產到應用地點的冷凍轉運。例如，在裝運期間的耽擱可能導致蛋白的滅活，那么其必須由供應者高成本替換；失活產品的接收還可能導致消費者的不滿。
由于缺乏確定的標準和可靠的方法，定量和功能特征的再生困難，各種緩沖液和溶劑的相容性和耐受性，以及處理核酸和蛋白的需要引起的其它困難，所以科學的、生物醫學的、生物技術的研究團體和其它工業商業團體必須普遍采用蛋白和核酸的干燥。同樣的問題適用于其它生物物質，諸如病毒，噬菌體，細菌，細胞和多細胞生物體的處理，存儲和應用。
目前的樣品存儲容器有許多形式，其對于樣品制備，樣品存儲，樣品詳細目錄，樣品跟蹤，樣品檢索(retrieval)以及樣品分析沒有統一的方法。清楚地，沒有一種目前的樣品處理和存儲形式解決了由個別存儲容器，不充分的關閉和防范輔助，樣品污染，不充分的組織，不同的標記系統，大空間和存儲要求以及溫度限制引起的問題。
基因組時代和最近人和許多其它基因組，蛋白質組，轉錄組等的譯解，已經引向生命科學研究的產業化。為了提高科學知識和發展商業產品，分析了數百萬的生物樣品，其包括來自許多生物體的基因和/或基因產品。高通量技術的發展已經導致巨大的信息和樣品庫，以致存在綜合樣品存儲，數據組織和數據分析的需要。因此，對于小的和大的實驗室，無數生物樣品和數據的產生引起顯著的組織挑戰。用于生命科學樣品的先前可用的數據管理選擇，諸如LIMS(Laboratory Information Management Systems，實驗室信息管理系統)，不能綜合與具體樣品或者帶有樣品存儲裝置的樣品相關的信息，并且典型地在中央服務器上存儲樣品數據，所述中央服務器既不在物理上也不在電子上與樣品存儲裝置相連。并且，這樣的先前可用的系統需要不方便的存儲架結構，其典型地包括笨重的冷藏庫和/或昂貴的、復雜的軟件，所述軟件需要專用的全職信息技術支持專家，不管是要購買大型的企業軟件系統還是要配置具體用戶的需要，或者是否替代地獨立開發一種用戶定制的程序。
顯而易見，在產業上存在用于普遍的生命科學樣品存儲，檢索，分析以及信息匹配的裝置和系統的需求。本公開通過提供許多種生命樣品存儲和數據應用軟件致力于所述需求，并且提供其它相關的優勢。
發明概述一方面，本發明提供用于處理關于生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據的系統，所述系統包括生物樣品裝置；用于接收、存儲、處理和交換關于樣品裝置的數據的計算機執行系統；在樣品裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率接口，其用來提供計算機執行系統和樣品裝置之間的通信鏈接。
按照本發明的一些實施方案，提供了下述用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置，其包括(a)蓋；(b)樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括基質物質；和(c)至少一種無線電頻率收發機裝置。一種相關的生物樣品存儲裝置，其中基質物質在溶劑中溶解或解離，或者其包括用于關閉樣品平板上的蓋子的關閉方式，任選地其中所述關閉方式還包括磁性關閉。一種相關的生物樣品存儲裝置，其包括密封關閉接合，或者包括在每個孔周圍的密封關閉接合，或者包括在每個孔周圍的磁性關閉和密封關閉接合。在特定實施方案中，提供相關的生物樣品存儲裝置，其中基質物質能夠干燥存儲樣品無需冷藏。
在其它實施方案中，本發明提供用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置，其包括(a)蓋；(b)樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括在溶劑中溶解或解離的基質物質；和(c)至少一種無線電頻率收發機裝置。在上述生物樣品存儲裝置的特定的其它實施方案中，至少1個孔包括至少1種可檢測的指示劑，在特定的其它實施方案中，其包括一種比色指示劑，和在特定的其它實施方案中，其為一種熒光指示劑，發光指示劑，磷光性指示劑，放射性測量指示劑，染料，酶，酶的底物，能量轉移分子，或者親和標記。在特定的其它實施方案中，所述可檢測的指示劑能夠可檢測地指示至少1種下列物質的存在胺，醇，醛，水，硫醇，硫化物，亞硝酸鹽，抗生物素蛋白，生物素，免疫球蛋白，寡糖，核酸，多肽，酶，細胞骨架蛋白，活性氧類別，金屬離子，pH，Na+，K+，Cl-，氰化物，磷酸鹽和硒。在特定的其它實施方案中，所述可檢測的指示劑選自由下列物質組成的組酚紅，溴化乙錠，DNA聚合酶，限制性核酸內切酶，氯化鈷，Reichardt’s染料和熒光蛋白酶底物。
按照特定的其它相關實施方案，生物樣品存儲裝置包括至少1個包含至少1種抑制劑的孔，所述抑制劑為生物抑制劑或生物化學抑制劑，其可以為有效霉素A，TL-3，原釩酸鈉，氟化鈉，N-α-甲苯磺?；?苯丙氨酸-氯甲基酮，N-α-甲苯磺?；?賴氨酸-氯甲基酮，牛胰蛋白酶抑制劑，苯甲基硫酰氟，二異丙基氟磷酸，激酶抑制劑，磷酸酶抑制劑，胱天蛋白酶抑制劑，粒酶抑制劑，細胞黏附抑制劑，細胞分裂抑制劑，細胞周期抑制劑，脂質信號抑制劑和蛋白酶抑制劑，還原劑，烷化劑，或者抗微生物試劑。在特定的實施方案中，所述基質物質能夠干燥存儲樣品無需冷藏，在特定的實施方案中，基質物質包括聚乙烯醇，以及在特定的其它實施方案中，基質物質包括至少1種選自下列物質的物質聚乙二醇，瓊脂糖，聚-N-乙烯乙酰胺，聚乙烯吡咯烷酮，聚(4-乙烯吡啶)，聚苯醚，交聯丙烯酰胺，聚甲基丙烯酸酯，碳納米管(carbon nanotube)，聚交酯，丙交酯/乙交酯共聚物，羥基甲基丙烯酸共聚物，果膠酸鈣，羥丙基甲基纖維素醋酸琥珀酸酯，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖，透明質酸，葡糖醛酸，血小板反應蛋白-1N-端肝素結合結構域，纖連蛋白，肽/水溶性聚合改性劑綴合物，膠原，hydroxyectoine，聚苯乙烯或海藻糖。在另一實施方案中，本發明提供一種試劑盒，其包括(I)用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置，其包括(a)蓋；(b)樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括基質物質；和(c)至少一種無線電頻率收發機裝置；和(II)1種或多種輔助試劑。在特定的其它實施方案中，所述基質物質在溶劑中溶解或解離。
再看本發明的另一個實施方案，提供保存1種或多種生物樣品的方法，其包括將1種或多種生物樣品與生物樣品存儲裝置接觸，所述生物樣品存儲裝置包括(i)蓋，(ii)樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括基質物質，和(iii)至少一種無線電頻率收發機裝置，并且由此保存所述生物樣品，在特定的其它實施方案中，所述方法包括在接觸步驟后，無需冷藏維持生物樣品存儲裝置。另一發明實施方案提供保存1種或多種生物樣品的方法，其包括(a)將1種或多種生物樣品與生物樣品存儲裝置接觸，所述生物樣品存儲裝置包括(i)蓋，(ii)樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括在溶劑中溶解或解離的基質物質，和(iii)至少一種無線電頻率收發機裝置；和(b)干燥1個或多個樣品孔，并且由此保存所述生物樣品，在特定的其它實施方案中，所述方法包括，在進行接觸和干燥步驟后，無需冷藏維持生物樣品存儲裝置，其中在特定的其它實施方案中，接著進行維持步驟的樣品的生物活性與在接觸步驟之前的樣品生物活性基本上相同，并且其中在特定的其它實施方案中，相對于在不存在所述基質物質時未經冷藏所維持的對照生物樣品的降解，所述生物樣品的降解減少了。在特定的相關實施方案中，接觸步驟包括在溶劑中同時溶解或解離所述基質物質，而在特定的其它相關實施方案中，將基質物質在溶劑中溶解或解離先于所述接觸步驟，而在特定的其它相關實施方案中，所述接觸步驟之后接著是將基質物質在1種溶劑中溶解或解離。
在另一個實施方案中，本發明提供制備用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置的方法，其包括(a)將在1種溶劑中溶解或解離的基質物質施用到生物樣品存儲裝置的1個或多個樣品孔中，其中所述生物樣品存儲裝置包括(i)蓋，(ii)樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔，和(iii)至少一種無線電頻率收發機裝置；和(b)將1個或多個樣品孔干燥，并且由此制備所述生物樣品存儲裝置。在特定的其它實施方案中，施用步驟包括施用含有所述基質物質和溶劑的液體溶液或液體懸浮液，而在特定的其它實施方案中，至少1個孔包括至少1種可檢測指示劑，而在特定的其它實施方案中，至少1個孔包括至少1種抑制劑，其為生物抑制劑或生物化學抑制劑。
在另一個實施方案中，本發明提供再生保存的生物樣品的方法，其包括(a)在生物樣品存儲裝置中，同時或者先后并且以任何順序，將1種或多種生物樣品與基質物質接觸，所述生物樣品存儲裝置包括(i)蓋，(ii)樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括基質物質，并且所述基質物質在第一種溶劑中溶解或解離，和(iii)至少一種無線電頻率收發機裝置；(b)將1個或多個所述樣品孔干燥；(c)在接觸和干燥步驟后，無需冷藏維持生物樣品存儲裝置；和(d)將所述生物樣品重懸或者重新溶解在第二種溶劑中，并且由此再生所保存的生物樣品，其中在特定的另一個實施方案中，進行維持步驟后的樣品的生物活性與在接觸步驟之前的樣品生物活性基本上相同，而在另一個不同的實施方案中，第二種溶劑選自(i)與第一種溶劑相同的一種溶劑，和(ii)與第一種溶劑不同的的一種溶劑。在一個特定的相關實施方案中，第一種溶劑和第二種溶劑至少一種為活性緩沖液。
在另一個實施方案中，本發明提供用于處理關于生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據的系統，所述系統包括生物樣品裝置；計算機執行系統，其用于接收和發送關于樣品裝置的數據；以及在樣品裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率接口，其用來提供計算機執行系統和樣品裝置之間的通信鏈接。在其它實施方案中，所述計算機執行系統包括一種數據結構，其用來維護關于與所述樣品裝置相關的生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據。在一個相關實施方案中，所述無線電頻率接口包括與計算機執行系統相連的無線電頻率問詢機(interrogator)，和至少一種與樣品裝置相關的收發機(transponder)裝置，其用于與問詢機的無線電頻率通信。
在另一個實施方案中，提供用于處理關于生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據的方法，所述方法包括提供樣品裝置，其用于保存1種或多種生物樣品；提供計算機執行系統，其用于接收，保存和傳輸關于所述樣品裝置或生物樣品或者兩者的數據；提供在樣品裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率通信接口。在另一個實施方案中，所述方法包括從計算機執行系統產生控制信號，以引起無線電頻率接口檢索(retrieve)樣品裝置的數據，并且在另一個截然不同的實施方案中，所述方法包括由計算機執行系統產生控制信號，以將數據通過無線電頻率接口傳輸到樣品裝置。
按照另一實施方案，本發明提供用于關于生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據的系統，所述系統包括生物樣品存儲裝置，所述樣品存儲裝置包括蓋；樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔；和至少一種無線電頻率收發機裝置；計算機執行系統，其用于接收和發送關于所述樣品裝置的數據；以及在樣品裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率接口，其用于提供計算機執行系統和樣品裝置之間的通信鏈接。在特定的其它實施方案中，所述計算機執行系統包括3層(3-tier)結構，其具有網絡瀏覽器，網絡服務器程序，和數據庫服務器，以及控制無線電頻率接口的運轉的客戶端應用程序，并且在特定的其它實施方案中，所述系統包括在網絡瀏覽器和RFID閱讀器之間的USB接口。在另一個相關實施方案中，所述計算機執行系統包括2層結構，其具有在客戶端的Excel宏程序以及數據庫服務器。在另一個相關實施方案中，所述計算機執行系統包括2層結構，其具有單機的(stand-alone)客戶應用程序以及與客戶應用程序通信的數據庫服務器。在特定的其它實施方案中，所述客戶端應用程序是編譯應用程序。
在另一個實施方案中，本發明提供用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置，其包括(a)蓋；(b)樣品平板，其包括1個或多個能夠包含生物樣品的樣品孔；和(c)至少一種無線電頻率收發機裝置。在另一實施方案中，所述生物樣品存儲裝置包括用于關閉樣品平板上的蓋子的關閉方式，并且在特定的其它實施方案中，所述關閉方式包括磁性關閉。在另一個實施方案中，所述生物樣品存儲裝置包括密封關閉接合，并且在另一個實施方案中，所述存儲裝置包括在每個孔周圍的密封關閉接合。在另一個實施方案中，所述生物樣品存儲裝置包括在每個孔周圍的磁性關閉和密封關閉接合。
當參考下述詳細描述和附圖時，本發明的這些和其它方面將顯而易見。本文所公開的所有參考文獻通過參考全部結合在本文中，就如同每一個都被分別加入到本文中那樣。
附圖簡述

圖1是用于生物物質的干燥存儲的樣品平板的示意圖。
圖2是空氣壓力部件及其聯鎖模件的示意圖。
圖3是空氣壓力部件的空氣管道的示意圖。
圖4是空氣壓力部件及其調節氣閥的示意圖。
圖5是為樣品平板提供試劑的便攜式PCR裝置的示意圖。
圖6是裝運套(shipping sleeve)的示意圖。
圖7是層積架(stacking rack)的示意圖。
圖8是樣品存儲條孔板的示意圖。
圖9是已知的無線電頻率通信系統的示意圖。
圖10是按照本發明的一個實施方案制成的系統的示意圖。
圖11是按照本發明的另一方面制成的計算機執行系統結構的結構簡圖。
圖12顯示按照特定的發明實施方案的計算機執行系統結構。
圖13顯示按照特定的發明實施方案的計算機執行系統結構。
圖14顯示帶有Deep VentTM聚合酶的PCR產物的凝膠。Deep VentTM聚合酶在環境溫度(D)下保存，并且在反應緩沖液、模板、dNTPs和引物存在時水合60分鐘(D 60’)或5分鐘(D 5’)。將凍存的Deep Vent聚合酶(F)用作對照。箭頭指示期望大小的PCR產物。
圖15顯示(A)應用凍存的以及在室溫下在可溶基質上干燥保存的BigDyetTM酶擴增的PCR反應產物的閱讀長度(堿基數)；和(B)循環測序結果。
圖16顯示在可溶的基質上干燥保存后HIV蛋白酶動力學。
圖17顯示在可溶的基質上干燥保存后FIV蛋白酶活性。
圖18顯示干燥保存后HIV蛋白酶活性。
圖19顯示在可溶的基質上干燥保存后大腸桿菌(E.coli)的轉化率。
發明詳述本發明涉及一種用于如本文所述的生物樣品和生物物質，礦物質以及化學制品的分離，純化，保存，存儲，跟蹤，檢索，數據匹配，監測和/或分析的多組分系統和方法。本發明可以用于干燥樣品的存儲和用于在環境溫度下的存儲，并且還可以用于各種生物物質和樣品的存儲，諸如但不限于DNA，RNA，血，尿，其它生物流體(例如，血清，漿膜液，血漿，淋巴腺，腦脊髓液，唾液，分泌組織和器官的粘膜分泌物，陰道分泌物，腹水，胸膜、心包、腹膜、腹部以及其它體腔液，包括細胞或器官條件培養基的細胞和器官培養基，灌洗液等等)，口腔采樣，細菌，病毒，PCR產物，克隆的DNA，蛋白，細胞和組織，或者其它生物樣品。因此，生物樣品可以包括來自受試者或者生物來源的血樣，活體解剖樣本，組織移植，器官培養，生物流體或者其它組織或細胞制劑，或者其級分或衍生物或者其分離物。所述受試者或生物來源可以是人或者非人的動物，初級細胞培養物或者培養適應性細胞系，其包括但不限于，可以含有染色體整合或附加型重組核酸序列的遺傳工程細胞系，無限增殖或無限增殖化細胞系，體細胞雜交細胞系，分化型或分化的細胞系，轉化的細胞系，等等。
在特定的實施方案中，本發明因此涉及生物的、化學的和生物化學的物質在干燥條件下的長期存儲，其可在水合作用立即備用(例如，當再水合時)。如本文所述，提供實施方案，其包括a)特殊的可溶(或可解離的)存儲基質，b)使用增加長期存儲條件的持久性的化學制品制備并且將所述存儲基質最優化，c)在干燥處理之前制備不同的生物物質，所述干燥處理允許所述物質在水合作用之后的快速活性和可用性，和d)通過應用干燥保存的生物活性物質簡化復雜的生物化學程序的方法。因此，這些以及相關實施方案提供了與生物制品的非冷藏干燥保存相關的令人吃驚的優點，其包括改善了生物樣品中的生物活性的穩定性和保存性，減少了在室溫下以干燥形式(以及特別通過應用保護性基質)存儲過程中生物樣品的降解，以及通過減少或消除對于耗費時間的重新校準和所述樣品的整分而簡化制備用于其它應用的生物樣品的程序。
本發明允許用于純化和按大小進行分級分離DNA，RNA，細胞，細胞組分和其它生物物質，礦物質，化學制品，或者衍生于生物樣品或其它生命科學相關樣品的組合物。因此，本發明易于允許，例如，1種或多種生物物質和/或生物樣品在實行分子生物學程序中的應用，其包括但不限于，PCR，生物高聚物(例如，多聚核苷酸，多肽，或其它生物高聚物)測序，寡核苷酸引物延伸，在統一的綜合的并且易于應用的平臺上單元型分析(例如，DNA單元型分析)和限制性酶切作圖。例如在特定實施方案中，本發明還易于允許1種或多種生物樣品和/或生物物質在實行蛋白質結晶學中的應用。在其它實施方案中，提供用于應用，測試或檢測(包括診斷性應用)抗體或小分子(不管是天然存在的或人造的)或其它生物分子的平臺，例如，蛋白，多肽，肽，氨基酸，或其衍生物；脂質，脂肪酸等，或其衍生物；碳水化合物，糖等或其衍生物，核酸，核苷酸，核苷，嘌呤，嘧啶或相關分子，或其衍生物，等等；或者組成生物樣品的其它生物分子。
生物樣品存儲裝置本發明的生物樣品存儲裝置(“存儲裝置”)包括樣品平板和蓋。所述存儲裝置的尺寸可以為高度約2mm-約25mm，長度約80mm-約200mm，以及寬度約60mm-約150mm。優選地，所述存儲裝置具有約3mm-約15mm的高度，約100mm-約140mm的長度，以及約60mm-約100mm的寬度。所述存儲裝置可以由彩色聚丙烯制成，并且可以容納多如96，384，1536或更多的樣品保存孔。每一個存儲裝置具有其自己的緊密密封蓋。所述存儲裝置可以通過噴射模塑法制備，并且其可以被制成一件或者多件。
在優選實施方案中，并且如本文所述，將所述生物樣品裝置設置成用于處理樣品數據的系統中，所述系統包括在存儲裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率接口，所述接口用于接收，保存和/或發送數據。所述數據可以關于存儲裝置和/或關于包含在其中的1種或多種生物樣品。因此，按照特定的相關實施方案，所述生物樣品存儲裝置包括至少1種如本文所述的無線電頻率收發機裝置，其可以是存儲裝置的整體組分和/或可以連附于存儲裝置的內或外表面。額外地或備選地，所述存儲裝置可以是條形碼標記的，和/或可以任選地包含用于使用不可消除的記號筆標記的1個或多個區域，和/或可以任選地包括印刷的操作流程。所述樣品平板的塑料材料可以為約1/10mm-約2mm厚，立即散熱，并且耐高達100℃的熱度。
所述樣品平板包含容納區域或孔，其具有優選形狀為圓形但是還可以是正方形，長方形，橢圓形，或任何其它形狀的印跡(footprint)?？椎牡撞靠梢允瞧降模瑘A錐形的，圓柱形的或圓形的或任何其它形狀?？椎倪吘壙梢允菆A柱形的，圓錐形的或其它形狀?？椎臄的靠梢缘椭撩總€樣品平板1孔，以及多至幾千個。最優選地，存在大約96-大約384個孔位于樣品平板上。還可以將樣品孔分成1，4，和8孔的的組，其可以適合本文所述的標準樣品平板。在平板上將孔按行排列。對于96孔平板，每行包含8孔。一個獨特的方面，所述樣品平板可以是托盤(tray)，其接收許多具有各種孔的單獨的樣品載玻片。每一個載玻片適合所述托盤，并且允許將各種數目的孔在平板上存儲。孔的較低的表面是薄的，優選地厚度大約1/10mm-約2mm。
預期本發明將在高通量的篩選中有主要用途；即，在大量的生物樣品的自動化檢測或篩選中。例如，它在篩選合成或天然產物文庫尋找活性化合物中具有特別的用途。因此，本發明的設備和方法易于進行自動化的、經濟的高通量的生物樣品檢測或者藥物篩選，并且在廣泛的制藥學藥物開發程序中具有直接的應用。在本發明的優選實施方案中，所述孔以高通量篩選形式布置，諸如96-孔平板形式，或其它規則的二維排列，諸如1536-或384-孔形式。因此，對于高通量篩選，所述形式優選地易于自動化。例如，優選地，用于按照本發明的高通量篩選實施方案的應用的自動化設備在計算機或其它可編程的控制器的控制下。所述控制器可以連續地監控程序的每一步的結果，并且可以響應那些結果自動改變測試范例。
典型地，并且在諸如用于高通量藥物篩選的特定的優選實施方案中，候選試劑作為化合物、組合物或分子的“文庫”或集合提供。這樣的分子典型地包括在本領域已知為“小分子”并且具有小于105道爾頓，優選地小于104道爾頓并且更優選地小于103道爾頓的分子量的化合物。候選試劑還可以作為組合文庫的成員提供，其優選地包括按照在多種反應容器中完成的多種預定的化學反應制備的合成試劑，所述反應容器可以作為在按照本公開的存儲設備中的孔提供。例如，應用1種或多種固相合成，已記錄的隨機混合方法和已記錄的反應分裂技術可以制備各種起始化合物，所述方法和技術允許假定的組分可追蹤地經歷多種反應條件的置換和/或組合。由此獲得的產物包括可以接著進行重復選擇和合成流程進行篩選的文庫，諸如肽(參見，PCT/US91/08694和PCT/US91/04666)或者可以包含本文提供的小分子的其它組合物(參見，PCT/US94/08542，EP 0774464，U.S.5,798,035，U.S.5,789,172，U.S.5,751,629)的合成組合文庫。本領域的普通技術人員應該理解，使用本文所描述的存儲裝置，按照已建立的方法可以制備各種這樣的文庫，和/或使用按照本公開的裝置和方法檢測。例如，可以將測試化合物文庫的成員施用給分別在樣品存儲裝置的多個孔的每個孔中的多種生物樣品，以用作本文所提供的高通量篩選陣列。
所述孔可以容納液體或干物質或者兩者的形式的生物樣品或生物物質。固體基質物質，諸如但不限于，類似海綿的物質，硅石，硅石粉，硅石濾紙，吸收劑粉，或者濾紙或如本文所述的其它基質物質可以添加到孔中，并且，按照非限制性理論，允許引入生物物質，其通過下述方式實現吸收，吸附，特異性或非特異性結合或其它附著機制，包括那些包括非共價和/或共價化學鍵的形成，和/或分子間締合相互作用，諸如疏水和/或親水相互作用，氫鍵形成，靜電相互作用，等等。所述基質物質可以結合在樣品平板部件的生產過程中，或者通過粘合相互作用黏附或楔入孔中，或者在引入1種或多種生物樣品到1個或多個孔中之前，同時，或之后，隨后引入孔中。孔的邊緣可以是直的，或可以含有突出的邊緣。在特定的實施方案中，突出的邊緣可以通過或不通過粘合相互作用將物質基質保留在孔內。液體存儲可以通過帶有在底板表面的小開口的倒圓錐形孔實現。倒圓錐形將以防溢出的方式將液體保留在孔內。
所述蓋可以是平的，或者具有與底部樣品平板的孔相配的突起。蓋和樣品平板通過樣品平板和蓋的滑動配合，或者提供密封關閉接合(joint)或可壓縮材料的襯墊進行關閉。所述接合可以置于樣品平板和蓋的外周的周圍，或每個獨立的孔周圍。接合可以附著到樣品平板或蓋上。優選地，所述接合位于邊緣內，或使用粘合材料粘貼到蓋上。通過將蓋子的突起作為精密封條插入樣品平板孔中可以獲得密封匹配。
所述樣品平板可以通過鉸鏈系統與蓋子連接，所述鉸鏈系統位于存儲部件的一邊，或者其還可以位于兩個對邊。鉸鏈連接兩個部件，并且允許存儲部件的開關。所述裝置可以用塑料材料制成，然而塑料的類型可以取決于其應用而確定。1個或多個鉸鏈允許蓋子在樣品平板上的移動。
在特定的優選實施方案中，用于生物物質的長期存儲的蓋子和樣品平板的關閉可以通過磁性附著實現，盡管按照本公開預期的其它實施方案，還可以應用其它用于關閉平板上的蓋子的方式，其包括，作為非限制性實例，按扣，封條，粘合劑，鉤環，螺紋蓋，螺線管，frustroconical蓋，卡口，彈簧蓋，鉸鏈搭扣，等等，或者其它關閉方式。因此，在優選實施方案中，存儲部件的樣品平板和蓋子含有磁鐵，其可以為磁片的形式或小磁鐵的形式位于存儲裝置的樣品平板和蓋子內。在樣品平板和蓋子之間的磁引力足夠強，足以允許存儲平板的密封，但是不是太強，以防止易于打開，或者當蓋子打開時將樣品平板扭曲或變形。所述磁性蓋可以用于將其它裝置吸附到存儲部件上，所述裝置允許在保存到存儲部件之前處理生物物質。存儲部件的磁引力可以用于將存儲裝置吸附到在所述部件下的附加裝置上。磁力是基本部件與其它裝置或部件的連接機制。
所述存儲裝置優選地包括至少1種識別和數據存儲標記，諸如無線電頻率收發機裝置或“RF標記”，以用作本文所述的生物樣品存儲裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率通信接口的零件。某些實施方案預計在存儲裝置之內或其上包括多種RF標記。按照這些實施方案，所述存儲裝置還可以包括視覺識別零件。例如，不同的孔可以通過在樣品平板上雕刻數字和字母或者通過應用印刷方法進行編號和標記。任選地，至少樣品平板的一邊可以具有在其表面附著或雕刻的條形碼。存儲裝置的蓋子可以具有用于記錄任何種類的筆記和注解的區域。另外，蓋子的上表面還可以具有條形碼，其重復樣品平板的條形碼。雙重條形碼允許生物物質的唯一識別，并且允許樣品平板和蓋子的聯合。萬一這些識別/數據存儲裝置中的一個被分開，損壞或者不可讀時，多個RF標記和/或多個條形碼位點可以提供一種保障機制。
干燥存儲裝置干燥存儲裝置是本發明所描述的存儲裝置用于生物樣品或生物物質的長期存儲的應用，其包含用作干燥存儲基質物質的處理的基質物質，諸如但不限于，類似海綿的物質，硅石，硅石粉，硅石濾紙，吸收劑粉，棉花，羊毛，亞麻布，聚酯或濾紙，并且還包括如本文所描述的那樣溶解或解離的基質物質，所述生物樣品或生物物質諸如但不限于，血，細菌，細胞，病毒，化學化合物(不管是天然存在還是人工生產的)，質粒DNA，DNA片段，寡核苷酸，肽，熒光底物，基因組DNA，PCR產物，克隆的DNA，蛋白，RNA，礦物質或化學制品。這些和相關的實施方案衍生于這樣的令人驚訝的觀察，即，當將所述樣品或物質上樣到適當的基質物質上時，諸如本文所述的那些，其包括可溶的(或可解離的)基質物質，無需冷藏可以實現生物樣品或生物物質的穩定的、長期的干燥存儲。因此，本發明提供用于生物樣品在常規室內環境室溫(例如，典型地20-27℃，但是作為地理、季節和自然植物的函數而變化，從約15-19℃到約28-32℃)的穩定的、長期干燥保存的裝置，以用在本文所述的樣品數據處理方法和系統中。
在應用所述干燥存儲裝置的優選實施方案中，樣品上樣導致干燥存儲，例如，由此液體樣品被所述基質物質吸附，吸附于其上或另外被截留，以致在上樣后，沒有游離的液體易于在所述基質物質之內或之上分辨出來，或者易于從所述基質物質中分離出來，并且，在特定的其它實施方案中，其可以是可溶的基質物質或可解離的基質物質，所述基質物質可以在與樣品接觸之前，期間，或之后，被干燥，以提供干燥存儲。因此，相關的優選實施方案包括如本文所述的樣品存儲裝置的應用，其包括基質物質，所述基質物質能夠干燥存儲生物樣品或生物物質而無需冷藏，例如，在環境室溫下。在特定的相關實施方案中，可以進行干燥步驟，以實現將樣品上樣到用于干燥存儲的基質物質上，例如，通過空氣干化，在升高的溫度下干燥或者通過將樣品上樣的基質物質暴露于減小的氣壓(例如，凍干法或其它真空干燥方法)或暴露于諸如氮氣的相容氣體的柔和氣流中將溶劑揮發掉。優選地將樣品在穩定樣品的條件下干燥保存，即，很少或沒有可檢測到的(例如，具有統計學顯著性)降解或者樣品的不必要的化學或物理修飾發生，依照作為一種被保存樣品的天然因素而變化的標準，并且無論如何，其對于相關領域的技術人員是熟悉的。
特定的實施方案提供用于在一種基質上保存生物物質(基因組DNA，質粒DNA，DNA片段，RNA，寡核苷酸，蛋白，肽，熒光物質，細胞，病毒，化學化合物，等)的組合物和方法，所述基質包括一種在溶劑中溶解或解離的物質，其允許在將所述樣品水合，再水合或其它溶劑回收后完全回收或基本上回收干燥的樣品物質(例如，回收率至少50％，優選地至少60％，更加優選地至少70％，更加優選地至少80％，和典型地在更加優選的實施方案中至少85％，更加優選地至少90％，更加優選地至少95％，還更加優選地大于97，98或99％，)。例如，可溶的基質可以能夠溶解在適當的溶劑中，其可以基于取決于應用的具體方法學的基質物質和/或樣品的特性，并且以允許回收樣品的1種或多種需要的結構或功能特性(例如，生物活性)的方式進行選擇。相似地，作為另一個實例，所述基質物質可以在溶劑中解離，并且可以，但不必要，完全溶解，以致可以獲得分散液，混懸液，膠體，凝膠，汁液，漿，糖漿，等等。
在特定的這些和相關實施方案中，第一種溶劑可以與第二種溶劑相同，所述第一種溶劑用于在干燥存儲的干燥步驟之前將基質物質和/或生物樣品引入生物樣品存儲裝置，所述第二種溶劑后續用于水合，再水合，回收或重懸所述干燥的樣品/基質組合，并且在其它實施方案中，第二種溶劑可以不同于第一種溶劑。選擇用于溶解和解離基質物質和/或生物樣品的適宜的溶劑的標準為那些熟悉相關領域的人已知，例如，其基于應用的具體基質物質和樣品的物理化學特性，和基于在干燥存儲和后續回收過程中需要保留的結構或功能特性(例如，生物活性)，以及基于其它因素(例如，與其它存儲裝置材料的相容性，或者液體操作設備，安全性，等)。例如，應用Catalan等的系統(例如，1995 Liebigs Ann.241；還參見Catalan，2001 InHandbook of Solvents，Wypych(Ed.)，Andrew Publ.，NY，以及其中引用的參考文獻)可以基于溶劑極性/可極化性(SPP)標度值選擇溶劑，例如，按照所述系統，水具有0.962的SPP值，甲苯具有0.655的SPP值，以及2-丙醇具有0.848的SPP值。已經描述了基于2-N，N-二甲基-7-硝基芴/2-氟代-7-硝基芴探針/全型對的紫外測量確定溶劑的SPP值的方法(Catalan等.，1995)。基于具體的基質物質的溶解度特性具有需要的SPP值的溶劑(不管作為純的單一組分溶劑還是作為2種，3種，4種或更多種溶劑的溶劑混合物；對于溶劑可混合性參見，例如，Godfrey 1972 Chem.Technol.2359)可以容易地被熟悉關于本公開的領域的那些人所識別。
因此，按照非限制性理論，所述可溶的或可解離的基質物質可以為多聚體結構，其通過形成矩陣(matrix)產生允許生物樣品的生物物質與所述基質締合的三維空間。所述可溶或可解離的基質物質可以用于在脫水(干燥的或基本上無溶劑的)條件下引入諸如鹽和緩沖液的穩定劑。所述基質還允許調節用于最佳干燥和存儲條件的pH和其它參量，并且可以包括1種或多種如本文所提供的可檢測的指示劑，諸如基于顏色的pH指示劑，和/或濕度指示劑。在特定的優選實施方案中，所述基質物質包括聚乙烯醇(PVA)，一種可溶的基質物質。
按照特定的其它實施方案，所述可溶的或可解離的基質物質可以為任何適宜的物質，其具有對于以圓滿地保存需要的結構和/或功能特性的方式保存特殊類型的生物樣品的相容性特征，所述特征包括以在保存的目的生物分子的間隙內形成矩陣的方式進行干燥的能力，并且還包括適當的溶劑(例如，生物緩沖液)相容性，還包括在干燥存儲之后，以基質分子不干擾所述樣品的1種或多種目的生物活性的方式，重新溶解或重懸的能力。在溶劑中溶解或解離的基質物質的另外的非限制性實例包括聚乙二醇，瓊脂糖，聚-N-乙烯乙酰胺，聚乙烯吡咯烷酮，聚(4-乙烯吡啶)，聚苯醚，可逆的交聯丙烯酰胺，聚甲基丙烯酸酯，碳納米管(例如，Dyke等.，2003 JACS 1251156；Mitchell等.，2002 Macromotecules 358825；Dagani，2003 C&EN 815)，聚交酯，丙交酯/乙交酯共聚物，羥基甲基丙烯酸共聚物，果膠酸鈣，羥丙基甲基纖維素醋酸琥珀酸酯(例如，Langer，1990 Science2491527；Langer，1993 Accounts Chem.Res.26537-542)，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖，透明質酸，葡糖醛酸(例如，Kirn-Safran等.，2004 Birth Defects Res.C.Embryo Today 7269-88)，血小板反應蛋白-1N-端肝素結合結構域(例如，Elzie等.，2004 Int.J.Biochem.Cell Biol.361090；Pavlov等.，2004 BirthDefects Res.C.Embryo Today 7212-24)，纖連蛋白(例如，Wierzbicka-Patynowski等.，2003 J Cell Sci.116(Pt 16)3269-76)，肽/水溶性聚合改性劑綴合物(例如，Yamamoto等.，2002 Curr Drug Targets3(2)123-30)，以及膠原或包括基底膜膠原肽的膠原片段(例如，Ortega等.，2002 J Cell Sci.115(Pt 22)4201-14)。
其它可檢測的指示劑包括這樣的組合物，即，其允許任何可檢測的參量的檢測(例如，相對于適當的對照，具有統計學顯著性，如熟練的技工已知的那樣)或者相似的確定，所述參量與生物樣品中的條件、過程、路徑、誘導、活化、抑制、調節、動力學結構、狀態、污染、降解或其它活性或功能或結構變化直接相關，所述參量包括但不限于，生物樣品中改變的酶促的(包括蛋白水解的和/或溶核的)，呼吸的，代謝的，分解代謝的，結合的，催化的，別構的，構象的，或其它生物化學的或生物物理的活性，并且還包括由于這樣的活性可能形成的中間體之間的相互作用，所述中間體包括代謝物，分解代謝物，底物，前體，輔因子等。
廣泛種類的可檢測的指示劑為本領域公知，并且可以選擇用于包含在目前公開的組合物和方法中，這取決于特殊的1種或多種參量，該參量可能為具體的樣品存儲應用中的具體生物樣品的目的(interest)?？梢员凰隹蓹z測的指示劑檢測的參量的非限制性實例包括檢測1種或多種下列物質的存在胺，醇，醛，水，硫醇，硫化物，亞硝酸鹽，抗生物素蛋白，生物素，免疫球蛋白，寡糖，核酸，多肽，酶，細胞骨架蛋白，活性氧類別，金屬離子，pH，Na+，K+，Cl-，氰化物，磷酸鹽，硒，蛋白酶，核酸酶，激酶，磷酸酶，糖苷酶，和微生物污染物，以及其它物質。
在Haugland，2002 Handbook of Fluorescent Probes and ResearchProducts-第9版，Molecular Probes，Eugene，OR；在Mohr，1999 J.Mater.Chem.，92259-2264；在Suslick等.，2004 Tetrahedron 6011133-11138；以及在美國專利號6,323,039中描述了可以選擇用于特殊目的的廣泛范圍的可檢測的指示劑的實例(包括比色指示劑)。(還參見，例如，FlukaLaboratory Products Catalog，2001 Fluka，Milwaukee，WI；和Sigma LifeSciences Research Catalog，2000，Sigma，St.Louis，MO.)可檢測的指示劑可以為熒光指示劑，發光指示劑，磷光性指示劑，放射性測量指示劑，染料，酶，酶的底物，能量轉移分子，或者親和標記。在特定的優選實施方案中，所述可檢測的指示劑可以是1種或多種酚紅，溴化乙錠，DNA聚合酶，限制性核酸內切酶(例如，用作限制性核酸酶的限制性酶，諸如位點或序列特異性限制性核酸內切酶)，氯化鈷(一種濕度指示劑，當水存在時其變成藍色，當干燥時變為粉紅色)，Reichardt’s染料(Aldrich Chemical)和熒光蛋白酶底物。
在特定實施方案中，可檢測的指示劑可以包括一種多聚核苷酸聚合酶和/或適宜的寡聚核苷酸，任何一種或兩種可以用作指示劑，或者在特定的其它實施方案中，作為本文所述的組合物和方法的基于核酸的其它應用的組分。按照本發明的特定實施方案有用的聚合酶(包括DNA聚合酶和RNA聚合酶)包括，但不限于，嗜熱棲熱菌(Thermus thermophilus，(Tth))DNA聚合酶，水生棲熱菌(Thermus aquaticus，(Taq))DNA聚合酶，那不勒斯棲熱袍菌(Thermologa neopolitana，(Tne))DNA聚合酶，海棲熱袍菌(Thermotoga maritima，(Tma))DNA聚合酶，海岸熱球菌(Thermococcus litoralis，(Tli或VENTTM))DNA聚合酶，激烈熱球菌(Pyrococcus furiosus，(Pfu))DNA聚合酶，DEEPVENTTMDNA聚合酶，沃氏熱球菌(Pyrococcus woosii，(Pwo))DNA聚合酶，嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus sterothermophilus，(Bst))DNA聚合酶，嗜熱芽孢桿菌(Bacilluscaldophilus，(Bca))DNA聚合酶，嗜酸熱硫化葉菌(Sulfolobusacidocaldarius，(Sac))DNA聚合酶，嗜酸熱原體(Thermoplasmaacidophilum，(Tac))DNA聚合酶，黃棲熱菌(Thermus flavus，(Tfl/Tub))DNA聚合酶，紅棲熱菌(Thermus ruber，(Tru))DNA聚合酶，布氏棲熱菌(Thermus brockianus，(DYNAZYME.TM.))DNA聚合酶，嗜熱堿甲烷桿菌(Methanobacterium thermoautotrophicum，(Mth))DNA聚合酶，分枝桿菌屬(mycobacterium)DNA聚合酶(Mtb，Mlep)，以及其突變體，和變體和衍生物。按照本發明，還可以應用RNA聚合酶，諸如T3，T5和SP6以及其突變體，和變體和衍生物。
按照本發明應用的聚合酶可以是能夠從核酸模板合成核酸分子，典型地以5′-3′方向的任何酶。本發明所用的核酸聚合酶可以是嗜溫的或嗜熱的，并且優選嗜熱的。優選的嗜溫DNA聚合酶包括T7 DNA聚合酶，T5DNA聚合酶，DNA聚合酶克列諾(Klenow)片段，DNA聚合酶III等?？梢杂糜诒景l明的方法的優選的嗜熱DNA聚合酶包括Taq，Tne，Tma，Pfu，Tfl，Tth，Stoffel片段，VENTTM和DEEPVENTTMDNA聚合酶，以及其突變體，和變體和衍生物(U.S.Pat.No.5,436,149；U.S.Pat.No.4,889,818；U.S.Pat.No.4,965,188；U.S.Pat.No.5,079,352；U.S.Pat.No.5,614,365；U.S.Pat.No.5,374,553；U.S.Pat.No.5,270,179；U.S.Pat.No.5,047,342；U.S.Pat.No.5,512,462；WO 92/06188；WO 92/06200；WO96/10640；Barnes，W.M.，Gene 11229-35(1992)；Lawyer等.，PCR Meth.Appl.2275-287(1993)；Flaman等.，Nucl.Acids Res.22(15)3259-3260(1994))。
用于本文預期的特定實施方案中的其它可檢測的指示劑包括親和試劑，諸如抗體，凝集素，免疫球蛋白Fc受體蛋白(例如，金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureas)蛋白A，蛋白C或其它Fc受體)，抗生物素蛋白，生物素，其它配體，受體或反受體或其類似物或模擬物，等等。對于這樣的親和方法，可以制備用于免疫測定的試劑，諸如適當標記的抗體或凝集素，例如，包括用放射性核，用熒光團，用親和標記，用生物素或生物素模擬序列標記的那些，或者作為抗體-酶綴合物制備的那些(參見，例如，Weir，D.M.，Handbook of Experimental Immunology，1986，BlackwellScientific，Boston；Scouten，W.H.，Methods in Enzymology 13530-65，1987；Harlow和Lane，AntibodiesA Laboratory Manual，Cold Spring HarborLaboratory，1988；Haugland，2002 Handbook of Fluorescent Probes andResearch Products-第9版，Molecular Probes，Eugene，OR；Scopes，R.K.，Protein PurificationPrinciples and Practice，1987，Springer-Verlag，NY；Hermanson，G.T.等.，Immobilized Affinity Ligand Techniques，1992，AcademicPress，Inc.，NY；Luo等.，1998 J.Biotechnol.65225以及其中引用的參考文獻)。
可以將所述可溶的(或可解離的)基質應用到用于生物樣品的存儲容器，例如，通過將在溶劑中溶解或解離的基質物質接觸或施用到本文所描述的存儲裝置的1個或多個樣品孔實現。例如，所述可溶的基質物質可以易于黏附于由玻璃或諸如聚丙烯、聚苯乙烯或其它材料的塑料制成的管和平板。將所述可溶物質干燥，通過非限制性舉例說明，其可以通過在環境溫度下(典型地在20℃-30℃范圍內，諸如在22℃，23℃，24℃，25℃)和/或在適當升高的溫度下，和/或在減小的氣壓下(例如，部分或完全真空)和/或在適當的氣流下，諸如在濾過空氣、CO2或諸如氮氣的惰性氣體或者其它適宜的干燥氣體的氣流，進行空氣干燥，或者通過其它干燥方式完成。干燥步驟后，其可能是完全干燥(例如，具有統計學顯著性，已經除去全部或基本上所有可檢測到的溶劑)或部分干燥的，所述可溶的/可解離的基質物質準備好可以接受要保存的生物樣品。
還可以將由生物樣品提供或衍生的生物物質與液體形式的存儲基質組合一起添加到孔或管中(例如，通過將樣品孔同時接觸樣品和在溶劑中溶解或解離的基質)，這允許生物物質和基質物質的干燥同時進行。在優選實施方案中，在所述樣品存儲裝置的孔中，所述溶解的基質不干擾生化反應，以致在進一步處理樣品之前，例如，在進行諸如檢測等的生化反應之前，可以不需要純化步驟，將基質與生物樣品分離。
可以調整在可溶基質中的緩沖條件，以致在溶劑再生(reconstitution)時(例如，用水再水合)，保持了大于至少90％，優選地大于95％，更加優選地大于96，97，98或99％的生物樣品的生物活性(例如，如本文所述和本領域已知的，酶促或親和活性，或結構完整性或其它生物活性)，這消除了費力地將所述樣品從存儲容器移出并且轉移到分離的容器中的反應緩沖液中的需要。因此，這樣特定的發明實施方案提供出乎意料的優勢，即，消除了當每次要檢測存儲樣品時，分離整分試樣和/或校準特定的生物試劑的需要。
所述可溶/可解離的基質還可以在樣品存儲裝置中以這樣的方式制備，即，1個或多個孔含有至少1種抑制劑，其為生物抑制劑或生物化學抑制劑，其中所述抑制劑包括保存，穩定，維持，保護或者還有助于生物樣品從所述生物樣品存儲裝置的回收可能需要包含在內的任何試劑，所述生物樣品具有與在將樣品與樣品存儲裝置接觸之前存在的生物活性相同的生物活性。因此，在特定的優選實施方案中，所述生物樣品存儲裝置包括至少1種抑制劑，例如，抗微生物試劑，諸如(但不限于)抗真菌和/或抗細菌試劑，其能夠抑制細菌和/或真菌生長，從而在長期存儲期間抑制所述孔和存儲的樣品的微生物污染。
在特定的相關實施方案中，所述抑制劑可以是還原劑，烷化劑，抗微生物試劑，激酶抑制劑，磷酸酶抑制劑，胱天蛋白酶抑制劑，粒酶抑制劑，細胞黏附抑制劑，細胞分裂抑制劑，細胞周期抑制劑，脂質信號抑制劑和/或蛋白酶抑制劑。熟悉本領域的那些技術人員應該明白，取決于所述生物樣品的性質和具體的目的生物活性，可以選擇廣泛范圍的可用抑制劑。參見，例如，CalbiochemInhibitor SourceBookTM(2004，EMD Biosciences，La Jolla，CA)。對于抗微生物試劑，參見，例如，Pickering，LK，Ed.2003Red BookReport of the Committee on Infectious Diseases，第26版.ElkGrove Village，IL，第695-97頁；American Academy of Pediatrics，1998，Pediatrics，101(1)，增刊；Disinfection Sterilization and Preservation，SeymourS.Block(Ed.)，2001 Lippincott Williams & Wilkins，Philadelphia；Antimicrobial Inhibitors，A.I.Laskin和H.A.Lechevalier，(Eds.)，1988 CRCPress，Boca Raton，FL；Principles and Practice of Disinfection，Preservationand Sterilization，A.D.Russell等.，(Eds.)，1999，Blackwell Science，Malden，MA；Antimicrobial/ anti-infective materials，S.P.Sawan等.，(Eds.)，2000Technomic Pub.Co.，Lancaster，PA；Development of novel antimicrobialagentsemerging strategies，K.Lohner，(Ed.)，2001 Wymondham，Norfolk，UK；Conte，J.E.Manual of antibiotics and infectious diseases(第9版.)，2001，Lippincott Williams & Wilkins，Philadelphia。
在特定的實施方案中，所述抑制劑可以是殺真菌劑有效霉素A(Research Products International Corp.，Mt.Prospect，IL，目錄號V21020)，蛋白酶抑制劑TL-3(Lee等.，1998 Proc.Nat.Acad.Sci.USA 95939；Lee等.，1999 J.Amer.Chem.Soc.1211145；Buhler等.，2001 J.Virol.759502)，原釩酸鈉，氟化鈉，N-α-甲苯磺?；?苯丙氨酸-氯甲基酮，N-α-甲苯磺?；?賴氨酸-牛胰蛋白酶抑制劑，苯甲基硫酰氟或二異丙基氟磷酸。
如本文所述，所述可溶的基質的一個附加的優勢是，在溶解所述基質并且將所述材料再水合之后，所述存儲容器可以直接用作反應室。液體形式的蛋白的穩定性和活性可能取決于活性需要，諸如pH，鹽濃度，以及輔因子。在一些情形中，在更高的溫度下，許多蛋白的穩定性可能是極端易變的，并且因此，在環境(例如，房間)溫度下干燥蛋白可以提供穩定的環境。
還如在本文的實施例中所描述的，在特定的條件下，據信有助于生物樣品的穩定(例如，Garcia de Castro等.，2000 Appl.Environ.Microbiol.664142；Manzanera等.，2002 Appl.Environ.Microbiol.684328)的海藻糖的存在，不足以支持經過干燥存儲的蛋白的酶促活性的再生。作為簡短的背景，海藻糖是海藻糖酶的天然底物，海藻糖酶是一種分解二糖的酶。已知海藻糖穩定諸如蛋白的有機物質，但是，由于其為真菌和細菌的天然能量來源，所以當在未達最佳標準的條件下存在時，其可能不利于蛋白在環境溫度的長期存儲。在低于最佳干燥存儲條件下海藻糖存在時保存的生物樣品被細菌或真菌污染將導致微生物的生長，并且可能導致保存的樣品的不必要的微生物污染。有效霉素是海藻糖酶的抑制劑，其具有與海藻糖的化學結構稍微不同的化學結構。有效霉素是一種非毒性殺真菌劑，其通過阻滯海藻糖酶的酶活抑制真菌的生長。令人驚訝地以及如本文和在實施例中所公開的，有效霉素A能夠在環境溫度下穩定生物物質。除了對生物物質長期存儲的保護作用外，有效霉素還保護保存的樣品免受微生物的污染。
因此，本發明的特定實施方案清楚地預計一種生物樣品存儲裝置，其不包括海藻糖作為樣品孔或基質物質的組分，并且相似地，特定的實施方案可能清楚地防止樣品孔或基質物質存在聚苯乙烯和/或hydroxyectoine。然而，考慮到本文公開的出乎意料的優勢，其涉及在生物樣品存儲裝置中包含有效霉素(例如，有效霉素A)作為抑制劑，本文所預計的特定的其它實施方案可以包含任何1種或多種海藻糖，hydroxyectoine，和/或聚苯乙烯。按照非限制性理論，有效霉素A，一種海藻糖酶抑制劑，在農業領域已知為殺真菌劑，當其與可溶的基質組合用于生物樣品存儲裝置時，提供令人驚訝的穩定作用，如本文所公開的那樣。備選地或額外地，對于本文所公開的有效霉素與可溶基質的應用，具有作為海藻糖酶的抑制劑或激活劑活性的其它小分子可以有效地包含在所述存儲裝置內，作為所述基質物質和/或樣品的抑制劑或添加劑，其包括天然二糖，假糖，所述假糖也已知為碳酰糖(carba-sugars)，和/或海藻糖酶的其它抑制劑/激活劑。另外，按照本文公開的特定的實施方案，由于其保護長期存儲的培養基免受真菌、細菌或其它類型的污染，有效霉素提供了優勢。
可以用作干燥存儲基質物質的基質物質的其它非限制性實例包括這樣的物質，其包括1種或多種聚碳酸酯，纖維素(例如，纖維素紙，諸如FTATM紙，Whatman Corp.，Florham Park，NJ)，醋酸纖維素，硝酸纖維素，硝化纖維素，瓊脂糖，諸如2，3-二溴丙醇-交聯瓊脂糖的交聯瓊脂糖，3，6-脫水-L-半乳糖，葡聚糖和其它多糖，其包括諸如表氯醇-交聯葡聚糖或N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺-交聯葡聚糖的化學交聯的多糖，硼硅酸鹽微纖維玻璃，纖維玻璃，石棉，聚合物以及諸如聚丙烯，聚苯乙烯，聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)，尼龍，聚砜，聚醚砜，聚四氟乙烯的塑料)，和這些物質的衍生物(例如，U.S.5,496,562)以及本領域已知的或者基于本公開可以容易地確定適合用于本文所述的裝置和方法的其它相似物質。還參見，例如，U.S.Patent Nos.5,089,407，U.S.4,891，319，U.S.4,806,343，and U.S.6,610,531。
可以處理所述基質物質用于生物樣品的存儲和保存。很好地證明了調整緩沖條件以及添加化學制品和酶和其它試劑可以穩定DNA和RNA(例如，Sambrook等.，1989；Current Protocols，Nucleic Acid Chemistry，Molecular Biology，Wiley和Sons，2003)和蛋白以及其它生物物質(例如，血，組織，體液)抵抗酶、蛋白酶和環境因子的降解(例如，Current Protocols，Protein Sciences，Cell Biology，Wiley和Sons，2003)?？梢詰媒Y合特定的化學組分和有益作用的方法。各種化學組分可以包括但不限于十二烷基磺酸鈉(SDS)，焦磷酸二乙酯，Tris緩沖液，Tris-EDTA緩沖液(TE)，氯化鈉/檸檬酸鈉緩沖液(SSC)，MOPS醋酸鈉/EDTA緩沖液(MOPS)，乙二胺四乙酸(EDTA)，在生理pH的醋酸鈉緩沖液，硫氰酸胍，乙二胺四乙酸(EDTA)，人胎盤核糖核酸酶抑制劑，牛核糖核酸酶抑制劑，豬核糖核酸酶抑制劑，焦磷酸二乙酯，乙醇，甲酰胺，硫氰酸胍，氧釩-核苷復合物，硅藻土，乙二胺四乙酸(EDTA)，蛋白酶K，肝素，羥胺-氧-銅離子，硼潤土，硫酸銨，二硫蘇糖醇(DTT)，β-巰基乙醇或特異性抑制抗體。
每個孔容納約5μl-約100μl的液體樣品物質，優選地約10μl-約30μl的液體樣品物質。樣品量可以從約0.01μg-約1000μg的DNA，RNA，蛋白，血，尿，病毒，細菌，細胞，組織，細胞提取物，組織提取物，代謝物，化學制品，或其它物質而變化。樣品應用通過直接點樣并且可以自動化。所述點樣孔可以具有顏色指示劑，其變化顏色指示填滿的孔。顏色變化可以通過添加顏色試劑獲得。例如，麗春紅染料(ponco red dye)，硝嗪黃，溴化百里酚藍，溴化甲氧基綠，甲基橙，剛果紅，溴化氯酚可以與所述隨后的樣品物質一起或者在所述隨后的樣品物質之前保存，或者通過將樣品物質保存在所述孔中之前或之后處理所述基質物質?？梢詰胮H依賴型顏色試劑，其在將具有生物pH 6.5-8.5的樣品保存到孔內的基質上后改變顏色。點樣孔在環境溫度下在約1-約20分鐘內干燥，在升高的溫度下，約0.1-約10分鐘內干燥?？梢酝ㄟ^將所述孔再水合達到約50-約80次回收DNA。所述再水合試劑可以是具有生物pH6.5-8.5的溶液或者樣品緩沖液，Tris緩沖液，Tris-EDTA緩沖液(TE)，氯化鈉/檸檬酸鈉緩沖液(SSC)，MOPS/醋酸鈉/EDTA緩沖液(MOPS)，醋酸鈉緩沖液。無需進一步修飾，所述干燥存儲裝置設計可應用于存儲從細菌，酵母菌，人，動物，植物和其它來源純化的基因組DNA。具有附加的修飾，諸如但不限于，將過濾器用蛋白酶變性的試劑包被，所述干燥存儲裝置還可以用于細菌，口腔采樣，活體解剖組織，精液，尿，血，蛋白以及其它樣品。
相關實施方案針對試劑盒，其包括本文所述的生物樣品存儲裝置，以及可以選擇用于必要的用途的1種或多種輔助試劑。任選地，所述試劑盒還可以包括盒，罩，罐，桶，抽屜，櫥，紙板，載體，把手，架，托盤，盤，箱，袋，封套，套，廠房等，諸如任何其它適合的容器。輔助試劑可以包括如本文所述并為本領域已知的1種或多種溶劑或緩沖液，并且在特定的實施方案中，可以包括活性緩沖液。
活性緩沖液可以包括液體形式的溶劑或溶液，其包括濃縮液，或者1種或多種干組分，當使用其再生時，將其用適合用于目的應用的1種或多種適當的溶劑(例如，典型地為水，或者備選地，醇，諸如甲醇，乙醇，正丙醇，異丙醇，丁醇，等等)溶解和/或稀釋，導致適用于生物樣品的必要用途的液體，諸如所述樣品的1種或多種組分的功能或結構特征。
所述應用的非限制性實例可以包括確定1種或多種酶活，確定分子間結合相互作用，檢測特異的多聚核苷酸活氨基酸序列的存在，或者免疫定義的表位的存在，或者定義的寡糖結構的存在，檢測具體的病毒或者微生物細胞或者人或動物細胞，確定具體的代謝物或分解代謝物，等等，其全部可以應用相關領域的技術人員清楚和已知的條件實現，其包括可以通過將所述樣品與適當的活性緩沖液接觸提供的適宜條件。
濕存儲裝置所述存儲裝置可以通過對孔設計的1種或多種改變進行改進用于樣品的濕存儲。通過這樣的設計，即在孔的頂部提供小開口而通過表面張力將液體保留在孔中，避免了當開關孔時通過溢出在孔之間的交叉污染。
在孔頂部的小開口可以通過倒圓錐形設計或者通過從孔的頂部向開放空間突出的塑料折葉提供，這樣減少每個孔的完全打開。所述濕存儲裝置通過噴射模塑法制備，并且可以制成與存儲裝置相似的1件或2件。濕存儲裝置耐受約-80℃-約100℃范圍的溫度。
條孔模件本發明中所描述所有裝置和應用可以用于具有1，4或8孔條的條孔形式。所述條孔模件具有與存儲裝置相同或相似的基本印跡。它允許存儲比96孔平板部件更少的樣品數目。所述模件的設計允許將孔條附著到薄的基底平臺上。1條可以包含1，4或8個孔。所述條可以通過磁力相互作用或通過在條的末端存在的夾子附著到薄的基底板上。1個條的高度，包含基底板的厚度在內，等于常規的基本存儲部件，以致部件的蓋子允許所述裝置的關閉。
壓力裝置本發明的壓力裝置包括一些模件，其包括先前所述的樣品存儲裝置，過濾部件，壓力板部件，以及加壓氣體系統。所有的部件尺寸相等，等同于標準的96孔、384孔或1535孔生物樣品平板。壓力裝置的尺寸為高度約2mm-約25mm，長度80mm-200mm，和寬度約60mm-約150mm。優選地，所述壓力裝置具有約3mm-約20mm的高度，約100mm-約140mm的長度，和約60mm-約100mm的寬度，但是還可以具有更小的尺寸以容納少的樣品數目，或者更小的樣品系統。所有的模件可以在尺寸上變化，其取決于樣品存儲裝置的尺寸大小，然而孔的數目可以低至每個樣品平板1孔，和多至好幾萬個。最優選地可以在樣品平板上提供96或384個孔，并且通過每個壓力板部件進行處理。每個壓力裝置的樣品孔的數目還可以分成1，4和8孔的組，其可以適合本發明所述的標準樣品裝置。壓力裝置由彩色塑料材料，或者由金屬，或者由兩者的組合制成。所述壓力裝置的主體及其模件通過噴射模塑法或者機床或者兩者的組合制成。
所述過濾部件可以通過磁引力附著于本文所描述的壓力裝置和樣品存儲裝置以及任何其它裝置?？梢蕴峁└郊拥你q鏈搭扣，以輔助在操作過程中耐受氣壓。過濾部件可以由諸如聚丙烯、丙烯酸的彩色固體材料制成，并且包含用于過濾的紙或固體基質。優選地，取決于用于過濾的底物，所述過濾部件具有約1mm-約15mm的厚度。過濾部件具有適當數目的孔/槽，其適合樣品存儲裝置，并且容納96，384，1536或者更多的樣品保存孔。每個過濾部件具有其自己的緊密密封蓋?？椎倪吘壙梢允侵钡幕蛘呖梢院型怀龅倪吘?。突出的邊緣可以通過或不通過粘合相互作用將物質基質保留在孔內。
在過濾部件內的每個孔可以包含基質物質，諸如但不限于，類似海綿的物質，硅石，吸收劑粉，以及用于過濾生物樣品的濾紙，所述生物樣品諸如但不限于，血，細菌，基因組DNA，微生物DNA，PCR產物，克隆的DNA，蛋白，RNA，蛋白，礦物質或化學制品?？梢詫λ龌|進行選擇以支持生物樣品的處理，例如，通過舉例說明但不限于，1種或多種的DNA純化，PCR擴增，樣品大小的分級分離(例如，基于分子大小或細胞大小)，血清處理，血液處理，蛋白純化以及細胞分類?；|物質可以結合在樣品平板部件的生產過程中，或者通過粘合相互作用附著或楔如孔中。使用標準的必要技術制備所述基質，以制成大小分級分離的濾器，或者處理物質以降解或者保留不必要的生物級分(例如，Current Protocols，Molecular Biology，Wiley和Sons，2003)。所述基質物質還可以用抗體，凝集素，或其它親和力，電荷選擇，離子選擇，基團選擇(例如，氨基或羧基官能性)，疏水的，親水的或其它選擇性分子等處理，以保留所述樣品物質的級分，和/或用賦予需要的生物或化學功能或官能性的小的化學本體處理(參見，例如，Current Protocols in Molecular Biology，John WileyheSons，2003；Scopes，R.K.，Protein PurificationPrinciples and Practice，1987，Springer-Verlag，NY；Weir，D.M.，Handbook of Experimental Immunology，1986，Blackwell Scientific，Boston；和Hermanson，G.T.等.，ImmobilizedAffinity Ligand Techniques，1992，Academic Press，Inc.，California)。還可以將基質物質預處理，以通過調整緩沖條件和通過修飾化學添加劑、穩定劑或降解試劑保存生物樣品(例如，Sambrook等.，1989；Current Protocols，Nucleic Acid Chemistry，Protein Science，Molecular Biology，Cell Biology，Wiley和Sons，2003)。每個孔可以具有約5μl-約1000μl的樣品體積。樣品量可以從約0.1μg DNA到約1000μg的DNA，RNA，蛋白，血，尿，病毒，細菌，細胞，組織，細胞提取物，組織提取物，代謝物，化學制品，或其它物質而變化。樣品應用通過直接點樣并且可以自動化。
壓力板部件從頂部向濾器部件孔加壓，并且迫使樣品通過基質進入位于下部的存儲裝置的孔中。壓力可以從加壓的實驗室空氣系統或加壓的氣筒施加。可以應用所述壓力部件通過頂部壓力將試劑引入下列裝置的孔中樣品存儲裝置，PCR裝置，測序裝置，限制性分子裝置，蛋白結晶學裝置，診斷裝置，以及條孔裝置。壓力板部件具有連接所有的孔與空氣進口的孔。所述空氣進口附著于閥上，其具有連接壓力板部件和加壓的氣源的密封封口。壓力部件通過旋轉和保護閥附著于氣源。所述閥還可以附著于指示每個具體的過濾部件需要的壓力的壓力標尺。
對于本文所描述的壓力裝置的所有模件優選地是密封的，以獲得耐受迫使樣品通過過濾系統進入存儲孔所需要的壓力的密封。每個模件可以是平的，或者具有恰好適合鄰接模件的突起。通過應用可壓縮材料的接合或者襯墊產生密封匹配。所述接合可以位于每個部件或者每個孔的邊界周圍。優選地，所述接合位于邊緣內，或使用粘合材料粘貼到蓋上。通過將每個部件的突起作為精密封條插入其要附著于其下的部件中可以獲得密封匹配。
所有模件的附著，所述模件包括壓力部件，過濾部件和存儲裝置，優選地通過磁力黏附獲得(但是，在這些和其伴隨的其它裝置實施方案中，可以備選地，應用本文所描述的其它關閉方式)。每個部件包含磁片的形式或小磁鐵的形式的磁鐵。在每個部件之間的磁引力足夠強，足以允許對于在保存到樣品存儲裝置或其它裝置之前的生物物質的處理的密封。3種獨立模件(壓力部件，過濾部件和存儲裝置)的磁力附著可以通過鉸鏈搭扣進一步保障。所述鉸鏈搭扣可以由金屬或塑料材料制成，其制成楔形將所述3種模件楔成一體，并且加強了磁力附著機制。鉸鏈搭扣優選地具有小于過濾部件的邊的尺寸。鉸鏈搭扣可以通過應用打開所述鉸鏈搭扣的外部壓力進行附著，或者可以將鉸鏈搭扣設計成過濾部件外的滑片?？梢詰?個或多個鉸鏈搭扣以保障過濾部件。
每個模件具有視覺識別部分。不同的孔可以通過在樣品平板上雕刻數字和字母或者通過應用印刷方法進行編號和標記。
便攜式PCR裝置所述樣品平板可以通過磁力附著于熱循環部件(PCR裝置)上。樣品平板和PCR裝置包含磁鐵，其以磁片的形式或小磁鐵的形式位于樣品平板內部。樣品平板和PCR裝置之間的磁引力允許將樣品平板準確放置并且緊密附著到PCR裝置上。
所述PCR裝置包含溫度平臺，其具有存儲裝置的印跡。PCR裝置產生在約4℃-100℃范圍內的溫度。PCR裝置含有計算機組件，其可以編寫重復的循環流程，所述循環流程包含多個溫度，變化的溫度持續時間，以及可以在4℃-100℃范圍并且適應對于標準的和熱啟動PCR擴增條件的需要的多個溫度變化(例如，Qiagen″Taq PCR Handbook″，Qiagen″CriticalFactors for Successful PCR″)。PCR部件可以包含整合的加熱蓋或者套，其維持并且產生達到大約100℃的恒定溫度。所述蓋或套可以由金屬或者類似材料制成，并且通過在樣品平板頂部的磁力放置并占據適當的位置。對于這種PCR部件所提供的能量來自標準110/220V插座，來自電池包或者來自太陽能產能來源。
PCR試劑模件PCR試劑模件包含對于PCR擴增必需的所有試劑。它可以包括這樣的試劑，諸如但不限于，緩沖液，引物，聚合酶酶，以及脫氧核苷(例如，Qiagen″Taq PCR Handbook″，Qiagen″Critical Factors for SuccessfulPCR″)。所述試劑提供在96，384或1536孔或者更大的形式中，其與樣品平板的形式和尺寸相匹配。PCR試劑模件的尺寸為高度約2mm-約25mm，長度約80mm-約200mm，和寬度約60mm-約150mm。優選地，PCR試劑模件具有約3mm-約15mm的高度，約100mm-約140mm的長度，和約60mm-約100mm的寬度。PCR試劑模件由彩色聚丙烯制成，并且容納96，384，1536或者更多的樣品保存孔。PCR試劑模件通過噴射模塑法制備。
磁力是樣品平板與PCR試劑模件的連接機制。所述樣品平板和PCR試劑模件包含磁鐵，優選地以磁片的形式或者以小磁鐵的形式位于樣品平板內部。樣品平板和PCR試劑模件之間的磁引力允許將樣品平板準確放置并且緊密附著到PCR試劑模件上。
所述PCR試劑模件可以具有不同的設計。每個樣品孔可以具有或者可以不具有伸入樣品平板孔內的突出的邊緣。可能需要應用由壓力裝置產生的氣壓，以將PCR試劑模件的試劑轉移到樣品平板中。
測序試劑模件所述測序試劑模件包含對于DNA測序或DNA循環測序必需的所有試劑。它可以包括這樣的試劑，諸如但不限于，緩沖液，引物，測序酶，脫氧核苷以及雙脫氧核苷(例如，Nucleic Acid Chemistry，Molecular Biology，Wiley和Sons，2003)。所述試劑提供在96，384或1536孔或者更大的形式中，其與樣品平板的形式和尺寸相匹配。測序試劑模件的尺寸為高度約2mm-約25mm，長度約80mm-約200mm，和寬度約60mm-約150mm。優選地，測序試劑模件具有約3mm-約15mm的高度，約100mm-約140mm的長度，和約60mm-約100mm的寬度。測序試劑模件由彩色聚丙烯制成，并且容納96，384，1536或者更多的樣品保存孔。測序試劑模件通過噴射模塑法制備。
磁力是樣品平板與測序試劑模件的連接機制。所述樣品平板和測序試劑模件包含磁鐵，優選地以磁片的形式或者以小磁鐵的形式位于樣品平板內部。樣品平板和測序試劑模件之間的磁引力允許將樣品平板準確放置并且緊密附著到測序試劑模件上。
所述測序試劑模件可以具有不同的設計。每個樣品孔可以具有或者可以不具有伸入樣品平板孔內的突出的邊緣。可能需要應用由壓力裝置產生的氣壓，以將測序試劑模件的試劑轉移到樣品平板中。
引物延伸試劑模件所述引物延伸試劑模件包含對于引物延伸必需的所有試劑。它可以包括這樣的試劑，諸如但不限于，緩沖液，引物，聚合酶酶，脫氧核苷以及雙脫氧核苷(例如，Current Protocols，Nucleic Acid Chemistry，MolecularBiology，Wiley和Sons，2003)。所述試劑提供在96，384或1536孔或者更大的形式中，其與樣品平板的形式和尺寸相匹配。引物延伸試劑模件的尺寸為高度約2mm-約25mm，長度約80mm-約200mm，和寬度約60mm-約150mm。優選地，引物延伸試劑模件具有約3mm-約15mm的高度，約100mm-約140mm的長度，和約60mm-約100mm的寬度。引物延伸試劑模件由彩色聚丙烯制成，并且容納96，384，1536或者更多的樣品保存孔。引物延伸試劑模件通過噴射模塑法制備。
磁力是樣品平板與引物延伸試劑模件的連接機制。所述樣品平板和引物延伸試劑模件包含磁鐵，優選地以磁片的形式或者以小磁鐵的形式位于樣品平板內部。樣品平板和引物延伸試劑模件之間的磁引力允許將樣品平板準確放置并且緊密附著到引物延伸試劑模件上。
所述引物延伸試劑模件可以具有不同的設計。每個樣品孔可以具有或者可以不具有伸入樣品平板孔內的突出的邊緣?？赡苄枰獞糜蓧毫ρb置產生的氣壓，以將引物延伸試劑模件的試劑轉移到樣品平板中。
單元型分析試劑模件所述單元型分析試劑模件包含對于DNA單元型分析必需的所有試劑。它可以包括這樣的試劑，諸如但不限于，緩沖液，引物，測序酶，脫氧核苷以及雙脫氧核苷(例如，Current Protocols，Nucleic Acid Chemistry，Molecular Biology，Wiley和Sons，2003)。所述試劑提供在96，384或1536孔或者更大的形式中，其與樣品平板的形式和尺寸相匹配。單元型分析試劑模件的尺寸為高度約2mm-約25mm，長度約80mm-約200mm，和寬度約60mm-約150mm。優選地，單元型試劑模件具有約3mm-約15mm的高度，約100mm-約140mm的長度，和約60mm-約100mm的寬度。單元型分析試劑模件由彩色聚丙烯制成，并且容納96，384，1536或者更多的樣品保存孔。單元型分析試劑模件通過噴射模塑法制備。
磁力是樣品平板與單元型分析試劑模件的連接機制。所述樣品平板和單元型分析試劑模件包含磁鐵，優選地以磁片的形式或者以小磁鐵的形式位于樣品平板內部。樣品平板和單元型分析試劑模件之間的磁引力允許將樣品平板準確放置并且緊密附著到單元型分析試劑模件上。
所述單元型分析試劑模件可以具有不同的設計。每個樣品孔可以具有或者可以不具有伸入樣品平板孔內的突出的邊緣?？赡苄枰獞糜蓧毫ρb置產生的氣壓，以將單元型分析試劑模件的試劑轉移到樣品平板中。
限制性分析試劑模件所述限制性分析試劑模件包含對于DNA限制性分析必需的所有試劑。它可以包括這樣的試劑，諸如但不限于，緩沖液，反應酶，以及鹽(例如，Sambrook等.，1989；Current Protocols，Nucleic Acid Chemistry，Molecular Biology，Wiley和Sons，2003)。所述試劑提供在96，384或1536孔或者更大的形式中，其與樣品平板的形式和尺寸相匹配。限制性分析試劑模件的尺寸為高度約2mm-約25mm，長度約80mm-約200mm，和寬度約60mm-約150mm。優選地，限制性分析試劑模件具有約3mm-約15mm的高度，約100mm-約140mm的長度，和約60mm-約100mm的寬度。限制性分析試劑模件由彩色聚丙烯制成，并且容納96，384，1536或者更多的樣品保存孔。限制性分析試劑模件通過噴射模塑法制備。
磁力是樣品平板與限制性分析試劑模件的連接機制。所述樣品平板和限制性分析試劑模件包含磁鐵，優選地以磁片的形式或者以小磁鐵的形式位于樣品平板內部。樣品平板和限制性分析試劑模件之間的磁引力允許將樣品平板準確放置并且緊密附著到限制性分析試劑模件上。
所述限制性分析試劑模件可以具有不同的設計。每個樣品孔可以具有或者可以不具有伸入樣品平板孔內的突出的邊緣?？赡苄枰獞糜蓧毫ρb置產生的氣壓，以將限制性分析試劑模件的試劑轉移到樣品平板中。
診斷裝置可以修飾基本的樣品存儲裝置使之作用為分析裝置，其用于檢測激素水平，生理條件，人，動物以及植物疾病。所述診斷裝置可以完成將圓柱形的診斷裝置置于樣品存儲裝置的頂部。所述診斷裝置可以以2種方式生產1)獨立的生產過程，并且作為完整的裝置附加到樣品存儲裝置中，或者2)在樣品存儲裝置的每個孔中作為獨立的部件分層放置。
所述診斷裝置可以在裝置內包含具有至少1種特異性抗體或者特異性診斷試劑的區帶。當形成抗體-抗原復合物時，所述試劑可以產生可見的可檢測反應。
裝運套所述裝運套用于安全運輸或者郵遞生物物質。將裝運套被設計以容納樣品存儲裝置和信息存儲介質例如含有關于物質的信息的光盤(CD)。在裝運危險或者傳染性物質的情形中，可以在關閉樣品存儲裝置前將孔用粘合膜密封。裝運套具有2部分，底部或者樣品存儲裝置容室(holder)，以及外殼。底部可以由紙板，塑料或泡沫材料制成，其具有樣品存儲裝置的準確的印跡和軟件CD或者其它信息存儲介質。對于生物物質的裝運或者運輸，將樣品點樣到樣品存儲裝置的孔中，并且通過其磁性閉合蓋將蓋子關閉并密封。將樣品存儲裝置放入緊密匹配的裝運套底部?？梢约尤隒D。
樣品存儲裝置容室的大小可以由樣品存儲裝置的大小確定，其不可以小于樣品存儲裝置，但是其可以大于10個堆積的樣品存儲裝置。周圍的填料材料優選地由至少約5mm附加填料組成，并且可達約10cm。樣品存儲裝置容室還含有用于信息裝置安全匹配的空間。所述信息裝置容室在運輸套中的位置取決于信息裝置的類型。它被設計成提供一種用于1個或多個CDs或存儲卡/存儲棒的滑動配合。樣品存儲裝置容室優選地由可成形的材料制成，諸如基于紙板或泡沫。包括填充材料的樣品存儲裝置容室由外殼包裹，或者整合到外殼中，所述外殼從所有的6個側面包裹樣品存儲裝置和信息存儲裝置，包括1個開蓋，或者從5個側面包裹樣品存儲裝置。在樣品存儲裝置容室包括1個開蓋的情形中，所述蓋附著到樣品存儲裝置容室的1個側面，覆蓋樣品存儲裝置容室的1個側面并且附著到對側側面，并且安全地關閉運輸套。對于5個側面的樣品存儲裝置容室，包裹第6個側面的關閉通過關閉的盒子提供，其在整個樣品存儲裝置容室上滑動。所述外殼可以是包裹材料，其為樣品存儲裝置容室提供剛度。在運輸套外部留有空間，用于地址標記和郵票。
蛋白結晶模件所述結晶模件包括可以裝滿不同的蛋白結晶化溶液并且脫水處理的孔?；敬鎯ρb置可以由清澈的可看透的塑料制成，并且每個單獨的孔包含蛋白結晶化條件，其跨越約4.6-約9.4的pH范圍。每個孔可以包含不同的緩沖液，諸如但不限于，醋酸鹽，酒石酸鹽，磷酸鹽，Tris，檸檬酸鹽，HEPES，咪唑，甲酸鹽，卡可酸鹽，MES，N-二羥基甘氨酸，Tris，檸檬酸鹽，HEPES，醋酸鹽和不同的沉淀鹽，諸如酒石酸鹽，磷酸鹽，銨和鋰的硫酸鹽，鎂和鈣的氯化物，鎂、銨、鈉、鋅、和鈣的乙酸鹽，檸檬酸鈉，鈉和鎂的甲酸鹽，鎂和鈉的氯化物，醋酸鈉，檸檬酸鈉，甲酸銨，鋰和銨的硫酸鹽，咪唑，CTAB和沉淀有機溶劑，如MPD，2-丙醇，乙二醇，二噁烷，乙醇，1，6-己二醛。它們還可以包含PEG 400，6000，1000，8000，10000和20000，PEG MME 550，2000，5000和2000，Jeffamine M-600或者其它添加劑，如叔丁醇，丙三醇，Co2+，Cd2+，Fe3+，Ni2+和Zn2+離子，二噁烷，乙二醇，聚乙烯亞胺。所述孔可以裝滿不同濃度的上述溶液。將孔脫水處理，保留在孔壁上的物質。所述孔易于應用，可以用水進行再水合，并且可以加入蛋白。
層積架個別樣品存儲部件可以在室溫保存或者在特別設計的存儲架中冷藏。所述架(參見圖)可以容納不同數量的樣品存儲部件，條形碼優選是可見的，并且所述部件可在塑料軌道上容易地滑動。存儲架可以是開放的或者裝入帶有閉合門的塑料盒中。
所述層積架可以由塑料或金屬制成。它可以容納10，25或50個樣品存儲裝置。樣品存儲裝置在軌道上滑行到層積架中。一種鎖定機制防止卡片從層積架上掉落。層積架可以是開放的或者可以完全被保護材料和在層積架的前側面的一個鉸合門圍繞。
用于保存，跟蹤和檢索與生物物質相關的數據的系統在上述各種實施方案中的前述存儲裝置可以與其它技術組合，以提供用于生命科學應用的樣品存儲和樣品管理的綜合。本發明的這一實施方案能夠綜合生物樣品存儲，定位，跟蹤，處理以及樣品數據管理。通過將數據與樣品存儲裝置的直接物理聯合，關于樣品的數據可以與樣品的定位相關。所述存儲的信息可以用附加數據更新，所述數據源于存儲目錄以及在與多步驟生物研究協議，生產方法，篩選，生物檢測，病史，臨床試驗數據，以及其它來源的研發信息的組合中對樣品的跟蹤。與樣品相關的數據可以通過安全的分等級軟件和網絡結構進行傳輸和共享，所述等級軟件和網絡結構能夠連接多用戶，多網點的環境。
理想地，通過聯合的電子接口、優選地通過諸如無線電頻率識別(RFID)收發機之類的無線接口將關于樣品的信息與樣品存儲裝置結合，。盡管條形碼在過去就已經用來識別樣品，但是這一技術具有局限性，使其不適合用于本發明。這些局限性包括存取條形碼以便信息傳輸的視線(line-of-sight)、有限的信息容量、和諸如灰塵，濕氣的環境因素的干擾，等等。無線電頻率識別技術克服了這些缺點。
應用無線設備的遠端通信典型地依賴無線電頻率(RF)技術，其應用在許多行業中。RF技術的一種應用是定位、識別和跟蹤目標如動物、存儲目錄以及交通工具。公開RF識別標記系統的公布的實例包括美國專利號6,696,028；6,380,858；和5,315,505的公開。
已經開發了有助于監測遠端目標的RF識別(RFID)標記系統。如在圖9中所示，基本的RFID系統10包括2個組件問詢機或閱讀器12，和收發機(通常叫作RF標記)14。問詢機12和RF標記14包括各自的天線16，18。在實施中，問詢機12通過其天線16將無線電頻率問詢信號20傳輸到RF標記14的天線18。響應接收到問詢信號20，RF標記14產生調幅響應信號22，其通過標記天線18經過被稱為背向散射的過程被傳輸回到問詢機12。
常規RF標記14包括調幅器24，其具有連接在標記天線18和地面之間的開關26，諸如MOS晶體管。當RF標記14被問詢問詢信號20激活時，基于一種信號碼，典型是一種標識碼，驅動器(未顯示)產生調制開/關信號27，其存儲在RF標記14的非暫時性存儲器(未顯示)中。將調制信號27施加到開關26的控制終端，其引起開關26交替地開和關。當開關26打開時，標記天線18將一部分問詢問詢信號20作為響應信號22的一部分28反射回到問詢機12。當開關26閉合時，問詢問詢信號20通過開關26傳播到地面，不被反射，由此產生響應信號22的零訊號部分29。換句話說，通過依據調制信號27交替地反射和吸收問詢問詢信號20，對問詢問詢信號20進行幅度調制，以產生響應信號22，所述響應信號22的特征在于存儲信息碼。RF標記14還可以被改進，從而當開關26閉合時問詢問詢信號被反射，當開關26打開時，問詢問詢信號被吸收。當接收到響應信號22時，問詢機12將響應信號22解調，以解碼由所述響應信號代表的信息碼。因此，常規的RFID系統在單頻振蕩器上操作，所述單頻振蕩器中RF標記14調制RF載波頻率，以向問詢機12提供RF標記14存在的指示。
RFID系統的主要優勢是非接觸、非視線技術能力。問詢機12發射具有1英寸-100英尺或更遠的射程的問詢信號20，這取決于其功率輸出和所用的無線電頻率。標記可以通讀各種物質，諸如氣味，霧，冰，顏料，污垢，以及其它條形碼或其它視覺閱讀技術將失去效用的視覺上和環境上的嚴酷條件。RF標記還可以以顯著的速度讀取，在大部分情形中在少于100毫秒內做出響應。
典型的RF標記系統10通常包含許多RF標記14和問詢機12。RF標記分成3個主要種類。這些種類為束動力(beam-powered)被動標記，電池動力半被動標記，和主動標記。每一種類以基本上不同的方式運轉。
由于所述束動力RF標記從定向于其的問詢信號獲得對于其運轉所需的能量，所以束動力RF標記通常被稱為被動裝置。所述標記校正場(field)并且改變標記本身的反射特征，產生問詢機可見的反射率變化。電池動力的半被動RF標記以相似的方式運轉，為了將增量(delta)反射到問詢機，以發生通信連接，調制其RF截面。這里，電池是標記的操作電力源。最終，在主動RF標記中，發射機用于產生由電池提供動力的、其本身的無線電頻率能量。
在本發明優選的實施方案中，所述系統由3部分組成，可消耗的(consumable)硬件裝置，存儲目錄和管理軟件，和在所述硬件裝置和軟件之間的RFID接口。參考圖10，其中顯示按照本發明的一個實施方案制成的系統100，其包含上文描述的存儲裝置102、優選在計算機系統106中實現的存儲目錄和管理軟件組件104、以及與存儲裝置102和軟件106相連的無線電頻率識別接口108。優選地，RFID接口108包括與存儲裝置102聯合(associate with)的收發機100和與計算機執行系統106相連的問詢機112。
在這一實施方案中，收發機110與樣品存儲裝置102聯合，諸如通過將收發機110黏附到存儲裝置102的外表面實現。然而，應該理解收發機100可以黏附于或者聯合于管，平板，架，或者甚至是存儲裝置102在其中保持(maintain)的房間。盡管優選單個收發機110應該與單個存儲裝置102聯合，但是可能地，保存在存儲裝置102中的每個具體的樣品可以使得收發機110與其聯合。
可以在存儲裝置102制備過程中獲得聯合，以致將收發機110嵌入存儲裝置102中，或者在存儲裝置102已經制備完成后，諸如通過粘合附著于存儲裝置102上。在其各種實施方案中，由于磁力是用于樣品存儲裝置102的優選連接機制，本技術領域的普通技術人員應該理解，可以需要適當的屏蔽以防止無意中改變存儲在收發機110中的信息，并且防止干擾收發機110與問詢機112之間的無線電頻率通信。
可以預先利用關于存儲裝置102和保持在存儲裝置102中的樣品的數據對收發機110編程，所述數據包括所有權信息，定位信息，分析信息，生產方法，臨床試驗實施，合成方法，樣品收集，以及對本領域的技術人員已知的在管理樣品中有用的其它信息。除了預先編程所述數據，可以設置收發機110，以允許對其存儲區的數據進行改進和更新。另外，收發機110將包含安全結構，其精確說明了每種類型的數據的訪問條件，由此限制讀，寫和更新。例如，可以將RFID接口108組件設置成接收控制信號，所述控制信號來自并且響應具體的計算機執行數據處理系統，諸如下文所述的軟件應用。另外，可以將寫入收發機110的數據加密，用于認證和安全目的。
RFID收發機或者芯片的應用提供了較寬的溫度范圍(廣泛-25℃-+85℃)、而沒有功能性損失的益處。另外，可以應用收發機110來控制遠端裝置，諸如信號燈或者音響發生器，用于警告和定位與收發機110聯合的目標。如果在計算機執行系統106中的數據被破壞或者丟失，在收發機110中的信息存儲還提供額外的文件備份。
問詢機112是一種常規的無線電頻率識別閱讀器，其連接到計算機執行系統106上。命令和控制信號由系統106產生，以發起1個或多個收發機110的問詢，和接收由此產生的響應，所述響應由計算機執行系統106中的軟件104處理。在一種配置中，可以通過來自問詢機112的通信來重新編程收發機110，以取代或者更新存儲在其中的數據。
在一種執行中，將1個或多個問詢機112定位在足夠距離處的一個裝置內，以便通過無線電頻率信號，諸如微波信號，與收發機110通信。多個問詢機112可以用于多種種類的收發機110或者用于單個的收發機110。備選地，一種應用已知技術的問詢機可以與多種收發機110以連續的方式或者同時在多頻上進行通信。在處理樣品存儲裝置102或者單個樣品的應用中，位于結構內的不同位置的或者沿著傳播路徑放置的多個問詢機，可以用于跟蹤樣品的定位和狀況，其中所述傳播路徑諸如輸送機系統或者運送系統例如貨運航線、火車等的。這包括校驗標本或者存儲裝置102位于其中的環境因素，諸如溫度，濕度，壓力，等等。
因此，可以擴展RFID接口108，以監測或者處理與樣品或者存儲裝置102的運轉和分析相關的數據，所述樣品或者存儲裝置102位于實驗室內，由實驗室機器人操作，等等，諸如在生物生產過程中或者在實行實驗步驟過程中。通過自動化或者半自動化的研究流程，這還在質量控制中和在生物樣品處理中有幫助。
如上文提及的，通過應用本文所述的在樣品存儲裝置上的RF收發機與計算機執行系統之間的RF接口放置樣品，有助于樣品存儲和跟蹤，這通過標記和監測諸如存儲架，存儲室，冷藏庫，實驗臺，或書架的存儲位置來實現。
為了跟蹤具體的存儲裝置102或者樣品，設置收發機110以激活遠端裝置，諸如位于存儲裝置的閃光燈，與存儲裝置聯合的音響裝置，或者存儲裝置的顏色改變，其可以被人或者被自動化系統識別，從而能夠快速地檢索到所述樣品。另外，當環境條件超過預定的環境范圍時，設置收發機110以激活遠端警告器，所述環境條件包括但不限于，溫度，壓力和濕度。在一個實施方案中，收發機110為被動裝置，其由問詢信號激活，其從所述問詢信號汲取運行功率(operating power)。當收發機110用于激活遠端裝置或者增加通信射程時，如上文所述，所述收發機可以是半主動的。備選地，當要從收發機110讀取或者寫入大量的數據或者增加的射程是可取的時，可以應用主動的收發機。射程還被頻率影響，其在本領域內已知，并且普通技術人員依據環境和功能目標選擇適當的頻率射程。例如，特定的樣本可能對特殊頻率的無線電信號敏感，并且這樣的頻率需要避免，或者當設計系統100時適當地將樣本屏蔽。
將存儲目錄和管理軟件104定制成適用于無線通信系統和與生命科學相關的數據的處理。在一個實施方案中，它由定制的用戶接口和一套預先確定的數據庫表格組成。用戶可以登錄樣品相關數據或者輸入外部來源信息。在數據庫中提供預先確定的表格有助于系統設置，但是用戶可以在所述表格內選擇定制區域。有關數據庫可以包括用于DNA樣品，克隆，寡核苷酸，PCR片段，cDNA，化學化合物，蛋白，代謝物，脂質，細胞級分，諸如病毒、細菌、或者多細胞生物體的不同生物體的生物樣品，諸如血、尿和口腔采樣的患者樣品的表格。將詳細的樣品信息和樣品相關數據編程輸入所述表格中。例如，樣品信息可以包括樣品來源，克隆名稱，基因插入物名稱，插入物大小，插入物序列，修飾，載體名稱，載體大小，抗生素選擇，誘導，終止子，克隆預測(sight)，5’-標記，3’-標記，純化標記，寡核苷酸名稱，純化，質量控制，正向引物，反向引物，Tm值，以及大小選擇。臨床患者信息可以是，例如，年齡，性別，居所，種族，身體質量指數(body mass index)，家族史，藥物治療，癥狀發作數據，疾病持續時間，以及醫學測試。樣品相關的數據可以由不同來源的研究數據組成，諸如，例如，來自DNA測序儀的序列信息，來自微陣列芯片的轉錄概況分析信息，來自蛋白質印跡法或者原位雜交的蛋白數據，用于藥物發現的生物測定數據，高通量輸入藥物篩選數據，化學制品文庫合成數據，等等。數據可以以文本，數字，表格或者圖像形式提供。
所述軟件還可以連接其它數據來源并且綜合來自公共域的信息，諸如GenBank，SwissProt，以及其它相似的域或者私人擁有的來源。理想地，所述軟件能夠與機器人設備相接，以在處理過程中跟蹤樣品，并且處理過程的跟蹤可以顯示為針對在樣品裝置中存儲器以及數據庫的累積樣品史，諸如在RFID收發機110內的存儲器。
設計所述軟件，以便產生信息學基礎設施(informatics infrastructure)，其中單個用戶產生它們的數據和信息集合，其最初被存儲在局部數據庫形式的本地工作站。然而，在分等級環境中，所述軟件能夠連接多個用戶。最好可以將單個用戶積累的信息上載到服務器上的集中的數據庫系統。網絡環境的相互作用還可以是網絡瀏覽器接口。可以將多用戶環境擴展為多網點環境，并且可以將軟件和數據庫定位在個人計算機上，內部網內的服務器上，或者在互聯網上，諸如e-commerce網點。訪問控制和登錄(log)控制系統也提供在軟件中。
在圖11中顯示了計算機執行系統結構114，通過1個或多個問詢機120將局域網116與應用程序處理器118相接，所述問詢機120與1個或多個遠端RFID標記122通信。應用程序處理器118與數據庫124相連。應該理解所述局域網可以替代地為全球網，諸如互聯網，在所述情形中，將應用基于網絡的應用程序。
理想地，在一個實施方案中，存儲目錄和管理軟件104具有3個組件，前端軟件組件，中間設備組件，和后端軟件組件。
可以預想應用所述前端軟件產生“用戶接口”。例如，這可以為網絡瀏覽器或者Microsoft Excel。所述網絡瀏覽器將用于基于網絡的系統100，而Microsoft Excel軟件將用于桌面系統?；诰W絡的選項為多用戶提供網絡，并且可以進行擴展以容納數千用戶。對于不期望通過網絡共享數據和樣品信息的單個用戶，所述桌面選項是足夠的。
所述中間設備可以包括Microsoft Excel宏，其開發用作桌面選項，或者定制的軟件，其通過適用于基于網絡的系統應用的程序設計語言(諸如PHP)產生。將中間設備設置成為程序收集，其能夠接收用戶輸入和詢問，并且通過已知的輸出，諸如打印機，顯示器或音響輸出，向用戶返回數據庫信息。
所述后端軟件優選地為Microsoft Access，其為私人所有的數據庫軟件，由美國微軟公司(Microsoft Corporation)提供并且由Microsoft Excel所有。這一特別的程序提供足夠的數據庫容量，足以支持達到50,000個記錄，并且隨著性能降級(performance degradation)水平的增大達到最大量100,000個記錄。另一個選擇是MySQL，其是一種協作開發的免費數據庫軟件，并且無需付費即可應用，其在所有主要服務器上運行，包括那些基于Windows和Linux平臺的服務器。這一數據庫能夠處理數百萬的記錄，并且適用于巨大組成機構的用戶，諸如政府機構，大學和跨國機構。
配置軟件104以向RFID接口108提供控制信號，并且接受來自接口108的數據和信息。另外，當將信息提供給收發機時，設置軟件104以啟動通過問詢機112向收發機110的數據寫入，其應用本領域已知的方法和設備，并且其可以商購。
圖12舉例說明另一個系統結構128，其中數據庫130通過網絡服務器134與多個桌面計算機鏈接。在服務器134上駐留的是提供了用戶、數據庫130和臺式計算機132上駐留的桌面軟件136之間的通信層的軟件。使用網絡瀏覽器接口138，用戶可以通過標準的USB連接140連接RFID閱讀器142。然后，利用由無線電頻率通信提供的無線連接146，用戶可以控制RFID閱讀器142和遠端RFID標記144的讀和寫操作。
接著參考圖13，其中顯示的是本發明的另一個實施方案，其應用3層結構148，所述3層結構148具有桌面計算機150，其通過網絡服務器152上的網絡服務器中間設備156，將前端網絡瀏覽器158連接到后端數據庫154上。所述中間設備對用戶具有搜索，檢索和顯示的能力。更具體地，商業邏輯(business logic)包含在網絡服務器152上的中間設備程序156上。另外，存在(任選地)RFID閱讀器160，其通過USB連接162連接到桌面計算機150上的客戶端程序164。從網絡瀏覽器158發射通過閱讀器160讀取和寫入RFID標記166的所述客戶端應用程序。
在這一結構148的備選的2層排列中，在臺式計算機150上存在Excel前端程序，其直接與后端的數據庫154通信。這里的商業邏輯體現為Excel宏程序。對于將數據(例如，與平板中的每個孔對應的96排數據)加載到數據庫，以便有效利用Excel功能，諸如復制，下拉(dragging down)等。
在結構148的其它備選2層排列中，前端處的單機客戶應用程序170直接與后端處的數據庫154通信。商業邏輯包含在單機的客戶應用程序內，并且用于從RFID標記166讀取和寫入的模塊還可以包含在這種應用程序170內。這里的優勢是所述應用程序是編譯的(源代碼不可見)，并且不需要第三方軟件(Excel，網絡服務器)。缺點是其不如上述3層結構那樣網絡兼容。
下述實施例通過舉例說明并且不限制的方式進行描述。
實施例實施例1
制備用于生物樣品存儲裝置的基質本實施例描述應用可溶的基質物質制備生物樣品存儲裝置。在具體的實例中，取決于被保存的生物物質，所述基質用不同的存儲緩沖液制備。在這些實施例中，所有的試劑都來自Sigma(St.Louis，MO)，除非另外說明。對于核酸的干燥存儲，使用20mM Tris pH 6.5用于制備1％聚乙烯醇(PVA，Sigma no.P8136)基本存儲基質。檢測聚合物的濃度在0.1％-10％(v/w)范圍。檢測所述基質的pH在pH 5-8范圍。為了方便的檢測生物樣品，將酚紅以0.0002％(w/v)添加到液體基質中。
將液體形式的基質應用到96孔平板的樣品孔中，并且在標準壓力下或者在真空室中的真空條件下在室溫完全干燥。對于50μl體積的基質的干燥時間是過夜；在真空條件下，需要更短的時間。然后所述平板準備好用于生物物質的存儲。
額外的存儲添加劑，諸如1種或多種EDTA，NaCl，MgCl2，KCl，(NH4)2SO4，MgSO4，CaCl2，醋酸鋅，醋酸鈉，半胱氨酸，二硫蘇糖醇(DTT，Cleland’s reagent)，醋酸鉀，Tris-乙酸，醋酸鎂，KPO4，丙三醇，TritonX-100，十二烷基磺酸鈉(SDS)，疊氮鈉，蛋白酶抑制劑(PMSF，氨基乙苯磺酰氟，胃蛋白酶抑制劑，E64，貝他定(bestatin)，抑蛋白酶醛肽，牛胰蛋白酶抑制劑)，2-巰基乙醇，聚乙二醇(PEG)，牛血清白蛋白(BSA)，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)，ATP，可以直接添加到所述存儲基質中，用于再水合作用后的穩定和激活，這取決于所要檢測的生物活性。對于與生物活性相關的生物物質，諸如酶，在存儲基質中可以直接調節反應條件。在一些情形中，在活性反應之前，添加用于再水合作用的唯一的物質是水。所述基質還可以包括1種或多種抑制劑，諸如抗菌的和/或抗真菌試劑。在將所述基質整分加入單個存儲孔內之前，所述基質可以通過無菌過濾或者高壓滅菌進行滅菌處理。將高壓滅菌的基質以整分試樣的形式應用到在單個管中或者在多孔平板中的存儲孔，在96孔平板的情形中，每孔液體體積10-100μl。
實施例2核酸的干燥存儲按照實施例1中所述制備生物樣品存儲裝置。如描述的那樣，應用常規分子生物學材料和方法。(Sambrook等.，Molecular Cloning.A LaboratoryManual，Cold Spring Harbor Laboratories，Cold Spring Harbor，NY，2001；Ausubel等.，1993 Current Protocols in Molecular Biology，Greene Publ.Assoc.Inc.& John Wiley & Sons，Inc.，Boston，MA)。對于質粒，寡聚核苷酸，以1kB梯度形式的DNA片段，PCR產物，基因組DNA(貓科動物和人)和RNA，進行穩定性測試。應用基于凝膠的，PCR，和轉化率分析檢測回收和穩定性。
A.質粒存儲將總量50ng的環狀質粒(puc19)(New England Biolabs Inc.，Beverly，MA)點樣到96孔聚丙烯平板的每個孔中的干燥的可溶基質上，其中所述質粒在雙蒸水(ddH2O)中濃度為10ng/μl。將樣品干燥并且在室溫保存。對照質粒以液體形式保存在-20℃冷凍機中。
對于回收，將50μl ddH2O應用到所述干燥的樣品孔中。將樣品再水合15分鐘，并且取10μl整分試樣用于轉化DH5-α感受態細菌細胞。將轉化的細胞涂布在LB瓊脂平板上，并且在37℃培養過夜。計數每個平板上的細胞?；趯φ誅NA(保存在-20℃的10ng puc19)的轉化計算DNA回收百分數。在5％PVA基質上，經過長于8個月的存儲，DNA回收率大于50％。在1個月的時間點檢測1％PVA基質，并且其導致的回收率大于或者等于冷凍機保存的DNA。
長期存儲的轉染率是穩定的，對于5％PVA基質回收率為60％，對于1％基質為100％。存儲6個月后，沒有觀察到回收率的減少。5％PVA沒有完全進入溶液。
再水合樣品的PCR分析證明在所述條件下樣品的連續的穩定性。設計2種PCR引物(正向和反向)，擴增puc19質粒的480bp片段。5ng的再水合樣品用于擴增反應，與5ng的對照質粒相比較。在不飽和條件下以低循環數進行PCR反應。8個月后，所述干燥保存的物質可以擴增，而沒有可檢測到的擴增效率損失。
B.寡聚核苷酸存儲將用于擴增puc19的2種寡聚核苷酸(正向和反向PCR引物)以10μl的體積10μM和20μM的總濃度點樣到96孔平板每個孔中的1％PVA干燥基質上。將所述寡聚核苷酸在室溫下干燥過夜，并且將平板在室溫保存。對照寡聚核苷酸以液體形式保存在-20℃冷凍機中。
對于回收，使用PCR試劑，其包含1×PCR緩沖液，5ng puc19質粒和dNTPs，將含有2種寡聚核苷酸(PCR引物)的孔再水合15分鐘。將再水合反應混合物轉移到PCR管中，并加入Taq聚合酶。反應循環25個循環，并且在1％瓊脂糖凝膠上進行電泳分析。
凝膠分析顯示期望大小的PCR產物的擴增。與對照相比較，獲得與液體保存的引物相比同樣量的擴增需要2倍用量的引物。從1％PVA基質的回收率低于液體保存對照。通過減小基質中PVA的濃度提高了回收。
C.DNA片段存儲在含有酚紅或其它著色劑和50％甘油的DNA上樣緩沖液存在下，將以1kb DNA梯度(Invitrogen)(0.5ug)大小標準形式的DNA片段點樣到基于1％PVA的干燥存儲基質上。每個孔用10μl DNA梯度和染料點樣，與在電泳瓊脂糖凝膠的一個孔中用于清楚展現所述梯度的新鮮DNA梯度的體積相等。將具有上樣染料的DNA片段脫水處理過夜，并且在室溫下保存。
對于回收，將具有1kB DNA梯度大小標準和上樣緩沖液的孔用10μlddH2O再水合處理。在將10μl 1kB梯度上樣到電泳凝膠上之前，再水合的時間分別為5和10分鐘。
對于分析，應用溴化乙啶染色，將以液體形式在上樣緩沖液存在下保存在-20℃的10μl對照梯度與再水合5分鐘和10分鐘干燥保存的大小標準比較熒光強度。沒有觀察到不同大小DNA條帶的熒光強對的差異。沒有條帶顯示在室溫干燥保存的DNA降解。
D.基因組DNA存儲a)貓科動物基因組DNA將在10μl TE pH8緩沖液中的總量為20ng的貓科全基因組DNA點樣到96孔平板每個孔的基于5％PVA的干燥存儲基質上。將所述基因組DNA干燥過夜，并且在室溫下保存。對照DNA冷凍保存在-20℃。
對于回收，使用PCR試劑，其含有1×PCR緩沖液，濃度為10μM的2種貓科動物特異性引物和dNTPs，將含有貓科基因組DNA的孔再水合15分鐘。所述引物擴增貓科DNA的600bp片段。將再水合反應混合物轉移到PCR管中，并且加入Taq聚合酶。反應循環35個循環，并且在1％瓊脂糖凝膠上分析。
在干燥存儲后1周和3.5個月進行PCR分析。在這兩個時間點，可以擴增期望大小的DNA片段，而與冷凍保存的基因組DNA相比，在擴增率上沒有減少。
b)人類基因組DNA將在10μl TE pH8緩沖液中的總量為20ng的人類全基因組DNA點樣到96孔平板每個孔的基于1％PVA的干燥存儲基質上。將所述基因組DNA干燥過夜，并且在室溫下保存。對照DNA冷凍保存在-20℃。
使用PCR試劑，其含有1×PCR緩沖液，濃度為10μM的2種人生長因子13(hFGF13)特異性引物和dNTPs，將含有人類基因組DNA的孔再水合15分鐘。將再水合反應混合物轉移到PCR管中，并且加入Taq聚合酶。反應循環35個循環，并且在1％瓊脂糖凝膠上分析。
在干燥存儲后1個月進行PCR分析。擴增了期望大小的人生長因子基因片段，而與冷凍保存的基因組DNA相比，在擴增率上沒有減少。
實施例3蛋白的干燥存儲按照實施例1中所述制備生物樣品存儲裝置。本實例顯示，與蛋白作為液體樣品冷凍保存相比，在環境溫度干燥保存蛋白具有完全的活性恢復，提供了巨大的優勢。
對于不同的序列，熱穩定聚合酶，限制性內切酶，連接酶，蛋白酶，進行穩定性和活性檢測，以證明可溶基質的保護性質。在TRIS pH5-8，作為pH指示劑的酚紅，和1％PVA的存在下，制備所述基質。通過脫水作用將所述基質固化，并且在存在或不存在海藻糖(Fluka，cat.no.90210)或有效霉素A(Research Products International Corp.，目錄號V21020)時，將蛋白以液體形式點樣到干燥的基質上。蛋白溶液中的水水化并且溶解PVA。將浸泡在溶解的基質中的蛋白混合物在環境溫度干燥。以0.5-10％w/v濃度將有效霉素A添加到生物物質中。將在有效霉素A存在下的生物樣品混合物應用到可溶的PVA樣品基質。
實施例4應用可溶PVA基質長期存儲蛋白本實施例描述經過在可溶PVA基質上的長期干燥存儲的活性蛋白的回收，所述PVA基質按照前述實施例所述制備。
A.聚合酶1)SEQUENASETM--SequenaseTM(USB，Cleveland，OH)通常保存在-20℃，并且隨著在冷凍機中的時間通過重復的冷凍解凍而失去活性，這導致閱讀長度和測序反應質量的減小。在5％終濃度的海藻糖或者有效霉素A存在下，將SequenaseTM應用到在1×測序緩沖液中的可溶基質中。按照供應者的流程，應用USB SequenaseTM譯本2.0，DNA測序試劑盒(產品號70770)。在96孔平板中每孔的濃度與用于1次測序反應的冷凍保存的SequenaseTM的濃度相等。對照SequenaseTM常規保存在-20℃冷凍機中。對于回收，使用20μl 1×測序緩沖液將整個孔水化5-45分鐘。
對于活性分析，使用S35標記準備測序反應，并且所述反應在丙烯酰胺測序凝膠上電泳。冷凍和干燥保存的測序酶的測序通過閱讀序列梯度進行比較。2種測序具有相同的閱讀質量。
2)TAQ聚合酶--用于PCR反應的Taq聚合酶保存在-20℃，并且隨著時間通過重復的冷凍解凍而失去活性，這導致更低的擴增效率。在5％終濃度的海藻糖或者有效霉素A存在下，將Taq聚合酶(5U每孔)應用到在1×PCR緩沖液中的可溶基質中。在96孔平板中每孔的濃度與用于1次PCR反應的冷凍保存的Taq聚合酶的濃度相等。對照Taq聚合酶常規保存在-20℃冷凍機中。對于回收，使用20μl 1×PCR緩沖液將整個孔水化5-45分鐘。
對于活性分析，使用標準PCR流程準備PCR反應，并且將PCR產物在瓊脂糖凝膠上電泳。冷凍和干燥保存的聚合酶的PCR產物通過視覺檢驗進行比較。2種PCR產物在亮度上相同。
3)DEEP VENTTM高保真度聚合酶(New England Biolabs Inc，Beverly，MA.)用于PCR反應的Deep VentTM聚合酶在干冰中運輸并且保存在-20℃。如果運輸的凍存鏈被打斷，那么酶將失去其活性。蛋白隨著時間通過充分的冷凍解凍而失活，這導致酶活的減少。在5％終濃度的有效霉素A存在下，將充分活性的Deep VentTM聚合酶應用到在1×PCR緩沖液中的可溶PVA基質中。在96孔平板中每孔的濃度(5U每孔)與用于1次PCR反應的冷凍保存的Deep VentTM聚合酶的濃度相等。對照Deep VentTM聚合酶保存在-20℃冷凍機中。使用20μl 1×PCR緩沖液將整個孔水化5-45分鐘。使用標準PCR流程準備PCR反應，并且將PCR產物在瓊脂糖凝膠上電泳。如在圖14中所示，冷凍和干燥保存的聚合酶的PCR產物通過視覺檢驗進行比較。2種PCR產物在溴化乙啶亮度上相同。在再水合時間5分鐘相對于60分鐘之間，沒有檢測到定量的差異。
B.限制性內且酶將HindIII以每孔20U和40U點樣，在5％終濃度的海藻糖或者有效霉素A存在下，將其應用到在1×消化緩沖液中的可溶基質中。在96孔平板中每孔的濃度與用于1次PCR反應的冷凍保存的Taq聚合酶的濃度相等。對照HindIII常規保存在-20℃冷凍機中。使用20μl 1×限制性內切酶緩沖液將整個孔水化5-45分鐘。將1μg puc19質粒用再水合的限制性內切酶消化，并且將消化的質粒在瓊脂糖凝膠上電泳。如在圖14中所示，通過視覺檢驗，將冷凍和干燥保存的HindIII的DNA帶型與未消化的質粒進行比較。所述冷凍和干燥保存的酶顯示出同等的活性。
C.BIG DYETM循環測序--用于周期測序的ABI Big DyeTM(AppliedBiosystems Inc.，Foster City，CA)酶隨著時間在充分冷凍解凍過程中失活，這導致測序反應的閱讀長度的減小和閱讀質量的減小。
在5％終濃度的海藻糖(Fluka #90210)存在下，將新鮮的、適當保存的、活性Big DyeTM(ABI)應用到1×反應緩沖液中的可溶的PVA基質中。為了檢測在質粒和測序引物存在下Big DyeTM酶是否可以脫水而不失活，在M13正向引物和puc19存在下，點樣Big DyeTM。在96孔平板中每孔的濃度與用于1次測序反應的冷凍保存的SequenceTM(USB)的濃度相等。對照SequenceTM常規保存在-20℃冷凍機中。使用20μl 1×反應緩沖液將整個孔水化30分鐘。按照供應者的推薦進行PCR反應35個循環。按照制造者的用法說明，應用ABI毛細管測序器具，純化并且分析所述循環測序反應的PCR產物。在存在和不存在質粒和測序引物時，應用Mac載體序列分析程序比較冷凍和干燥保存的Big DyeTM以及干燥保存的BigDyeTM的序列。在前700個堿基，測序質量相同。應用干燥保存的Big Dye試劑獲得更長的閱讀，如在圖15中所示。
D.蛋白酶蛋白酶是主要的藥物靶點。目前，蛋白酶用于小分子篩選，以開發針對諸如HIV的病毒疾病的新藥。由于蛋白酶活性是一種細微的酶促反應，其中必須在每次檢測之前調整保存的蛋白酶的基線活性，所以蛋白酶測定通常難以實行。基于每次冷凍-解凍后蛋白酶活性的變化，反應的動力學改變。本部分證明，在可溶基質存在下，如何保護干燥的蛋白酶免于失活，并且可以在再水合后被激活，而在活性方面沒有變化，這導致對于所述酶的任何應用的巨大的時間節省，諸如對于小分子篩選方案。
1)HIV蛋白酶--在含有終濃度為2.5-10％(w/v)的海藻糖或者有效霉素A的活性緩沖液(0.5M MES，25％Glycerol，1M NaCl，pH5.25)存在下，將HIV蛋白酶以每孔25nM的濃度上樣到用可溶PVA基質預處理的96孔平板中。作為對照，在海藻糖或者有效霉素存在而不存在PVA基質時，將HIV蛋白酶上樣到聚丙烯平板中。在150mM鹽酸胍存在下，將干燥的HIV蛋白酶在1×活性緩沖液中復蘇。再水合后1小時獲得完全復蘇。應用含有2種熒光分子的熒光肽，在20分鐘時程的FRET檢測中，在動力學研究中研究酶促反應活性。按照制造者的用法說明，在Packard Fusion微量滴定板熒光計上分析所述反應。
在不存在可溶的PVA基質時，使用僅用海藻糖或者有效霉素A點樣的HIV蛋白酶，沒有酶活可以被恢復。與之相比較，在存在海藻糖時，使用點樣到PVA基質上的酶，100％的HIV蛋白酶活性被恢復，以及僅使用可溶的基質(PVA)而沒有額外的穩定劑時，干燥的酶恢復了70％的活性。
2)FIV蛋白酶--FIV(貓免疫缺陷病毒，Feline Immunodeficiency Virus)是一種與HIV密切相關的慢病毒。在存在和不存在基于肽的抑制劑，TL-3(Lee等.，1998 PNAS 95939)時，以每孔0.5μg的濃度將FIV蛋白酶點樣到用干燥的可溶基質預處理的孔中。將含有基質的孔，蛋白酶以及抑制劑TL-3完全干燥，并且在室溫保存。在150mM鹽酸胍存在下，將干燥的HIV蛋白酶在1×活性緩沖液中再水合處理1小時。應用含有2種熒光分子的熒光肽，在20分鐘時程的FRET檢測中，在動力學研究中研究酶促反應活性。按照制造者的用法說明，在Packard Fusion微量滴定板熒光計上分析所述反應。在Packard Fusion微量滴定板熒光計上分析所述反應。在再水合處理后FIV蛋白酶活性完全恢復，并且酶促活性被TL-3阻滯，這證明在環境溫度下干燥存儲之后，所述蛋白酶及其抑制劑是完全有活性的。
在蛋白酶在環境溫度下在可溶的存儲基質上長期干燥基質存儲過程中，還按照上文所述比較海藻糖和有效霉素，但是比較它們在保護酶活的蛋白檢測中對FIV蛋白酶的影響。每種添加劑保護性地穩定所述酶，并且對于酶的保護沒有可檢測到的差異(圖17)。
E.連接酶--在5％中濃度的有效霉素A存在下，在1×連接緩沖液中，將T4 DNA連接酶(New England Biolabs，Beverly，MA，#M0202L)(400U)每孔應用到按照上文所述制備的可溶的PVA基質上。對照連接酶保存在-20℃冷凍機中。使用20μl 1×連接緩沖液將整個孔水化5-45分鐘。使用再水合的連接酶，將50ng SalI消化的、小牛腸磷酸酶脫磷酸處理的puc19質粒連接過夜，在平行實驗中，使用冷凍保存的連接酶。將一半的連接反應液轉化到DH5α感受態細菌細胞中。將細胞涂布到LB瓊脂平板上，并且通過克隆計數分析轉化率。在這些條件下，只有重新連接的質粒才能形成克隆。所述干燥保存的連接酶比冷凍保存的連接酶具有高5倍的克隆計數。
F.重組HIV蛋白酶檢測--對于解凍的酶活的預檢測，目前HIV蛋白酶檢測需要將蛋白酶解凍，在活性緩沖液中重懸，將熒光底物在其緩沖液系統中重懸，將溶液混合，并且將混合液應用到特異性熒光96-孔平板上。在確定了蛋白酶活性后，可以開始用于篩選抑制性化合物的檢測，并且所述檢測通常在96孔平板中進行。必須重復同樣的流程，其包括上述的移液步驟。本部分表明，由于在干燥條件下，HIV蛋白酶活性保持穩定，使用按照本應用的組合物和方法以干燥形式提供的在可溶基質上的蛋白酶，是怎樣不必進行預檢測的。
使用按照上文所述制備的可溶的PVA基質，將HIV蛋白酶和FIV蛋白酶以適當的反應濃度在其各自的活性緩沖液中點樣并且干燥。在96孔平板上，以干燥形式在其緩沖液中，也提供熒光蛋白酶底物以及含有蛋白酶抑制劑的陰性對照孔。篩選的操作員必須只加入單獨的水或者含有測試抑制劑篩選化合物的水，以再水合含有蛋白酶的孔，并且將水添加到熒光底物孔中。因此，對于再水合一些FIV蛋白酶孔，上文所述的TL-3抑制劑被包含在內。用于檢測的處理時間減少了10倍多，以及典型的結果在圖18中顯示。對于其它生物化學檢測、篩選或者實驗流程，可以獲得相似的時間節省。
實施例5應用可溶PVA基質長期存儲細胞本實施例描述在可溶的基質物質上大腸桿菌細胞在環境溫度下的長期干燥保存。
將等量的大腸桿菌(Escherichia coli)(DH5α)細菌重懸在LB生長培養基中，并且點樣到96孔平板的孔中a)在生長培養基中沒有可溶的基質，b)具有可溶的PVA基質，和c)與5％有效霉素A混合并且點樣到干燥可溶基質上。將所述平板干燥過夜，并且在環境溫度下保存。使用生長培養基，將具有3種不不同條件的孔水合1小時，并且將孔的內容物涂布到細菌培養LB平板上。將所述平板在37℃培養過夜。通過計數細菌克隆，分析大腸桿菌的回收率，如在圖19中所示。
所述可溶的基質還被制備并且用于細胞的干燥長期存儲，所述細胞包括其它細菌，植物，動物或人細胞，并且用于噬菌體、病毒(例如，慢病毒，桿狀病毒，等)的干燥存儲。
本發明的干燥基質存儲組合物和方法的實施方案還預期與抗體，RNA，酶，以及其它本文所提供的生物樣品一起應用。
從前文，應該理解，盡管為了舉例說明的目的本文已經描述了具體的實施方案，但是在不背離本發明的精神和范圍下，可以進行各種修改。因此，除了所附權利要求外，本發明不受限制。
權利要求
1.用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置，其包括(a)蓋；(b)樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括基質物質；和(c)至少一種無線電頻率收發機裝置。
2.按照權利要求1的生物樣品存儲裝置，其中所述基質物質溶解或解離在1種溶劑中。
3.按照權利要求1的生物樣品存儲裝置，其包括用于將所述蓋關閉到所述樣品平板上的關閉方式。
4.按照權利要求3的生物樣品存儲裝置，其中所述關閉方式包括磁性關閉。
5.按照權利要求1的生物樣品存儲裝置，其包括一種密封關閉接合。
6.按照權利要求1的生物樣品存儲裝置，其包括在每個孔周圍的密封關閉接合。
7.按照權利要求1的生物樣品存儲裝置，其包括在每個孔周圍的磁性關閉和密封關閉接合。
8.按照權利要求1的生物樣品存儲裝置，其中所述基質物質能夠干燥存儲所述樣品而無需冷藏。
9.用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置，其包括(a)蓋；(b)樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括在溶劑中溶解或解離的基質物質；和(c)至少一種無線電頻率收發機裝置。
10.按照權利要求1或9的生物樣品存儲裝置，其中至少1個孔包括至少1種可檢測的指示劑。
11.權利要求10的生物樣品存儲裝置，其中所述可檢測的指示劑包括比色指示劑。
12.權利要求10的生物樣品存儲裝置，其中所述可檢測的指示劑選自由下列物質組成的組熒光指示劑，發光指示劑，磷光性指示劑，放射性測量指示劑，染料，酶，酶的底物，能量轉移分子，以及親和標記。
13.權利要求10的生物樣品存儲裝置，其中所述可檢測的指示劑能夠可檢測地指示至少1種下列物質的存在胺，醇，醛，水，硫醇，硫化物，亞硝酸鹽，抗生物素蛋白，生物素，免疫球蛋白，寡糖，核酸，多肽，酶，細胞骨架蛋白，活性氧類別，金屬離子，pH，Na+，K+，Cl-，氰化物，磷酸鹽和硒。
14.權利要求10的生物樣品存儲裝置，其中所述可檢測的指示劑選自由下列物質組成的組酚紅，溴化乙錠，DNA聚合酶，限制性核酸內切酶，氯化鈷，Reichardt’s染料和熒光蛋白酶底物。
15.按照權利要求1或9的生物樣品存儲裝置，其中所述至少1個孔包括至少1種抑制劑，其為生物抑制劑或生物化學抑制劑。
16.權利要求15的生物樣品存儲裝置，其中所述抑制劑選自由下列物質組成的組有效霉素A，TL-3，原釩酸鈉，氟化鈉，N-α-甲苯磺?；?苯丙氨酸-氯甲基酮，N-α-甲苯磺?；?賴氨酸-氯甲基酮，牛胰蛋白酶抑制劑，苯甲基硫酰氟和二異丙基氟磷酸。
17.權利要求15的生物樣品存儲裝置，其中所述抑制劑選自由下列物質組成的組激酶抑制劑，磷酸酶抑制劑，胱天蛋白酶抑制劑，粒酶抑制劑，細胞黏附抑制劑，細胞分裂抑制劑，細胞周期抑制劑，脂質信號抑制劑和蛋白酶抑制劑。
18.權利要求15的生物樣品存儲裝置，其中所述抑制劑選自由下列物質組成的組還原劑，烷化劑，以及抗微生物試劑。
19.按照權利要求9的生物樣品存儲裝置，其中所述基質物質能夠干燥存儲樣品而無需冷藏。
20.按照權利要求9的生物樣品存儲裝置，其中所述基質物質包括聚乙烯醇。
21.按照權利要求9的生物樣品存儲裝置，其中所述基質物質包括至少1種選自由下列物質組成的組的物質聚乙二醇，瓊脂糖，聚-N-乙烯乙酰胺，聚乙烯吡咯烷酮，聚(4-乙烯吡啶)，聚苯醚，交聯丙烯酰胺，聚甲基丙烯酸酯，碳納米管，聚交酯，丙交酯/乙交酯共聚物，羥基甲基丙烯酸共聚物，果膠酸鈣，羥丙基甲基纖維素醋酸琥珀酸酯，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖，透明質酸，葡糖醛酸，血小板反應蛋白-1N-端肝素結合結構域，纖連蛋白，肽/水溶性聚合改性劑綴合物和膠原。
22.按照權利要求9的生物樣品存儲裝置，其中所述基質物質包括至少1種選自由下列物質組成的組的物質hydroxyectoine，聚苯乙烯和海藻糖。
23.一種試劑盒，其包括(I)用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置，其包括(a)蓋；(b)樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括基質物質；和(c)至少一種無線電頻率收發機裝置；和(II)1種或多種輔助試劑。
24.按照權利要求23的試劑盒，其中所述基質物質在溶劑中溶解或解離。
25.一種保存1種或多種生物樣品的方法，其包括將1種或多種生物樣品與生物樣品存儲裝置接觸，所述生物樣品存儲裝置包括(i)蓋，(ii)樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括基質物質，和(iii)至少一種無線電頻率收發機裝置，并且由此保存所述生物樣品。
26.權利要求25的方法，其包括進行所述的接觸步驟后無需冷藏維持所述生物樣品存儲裝置。
27.一種保存1種或多種生物樣品的方法，其包括(a)將1種或多種生物樣品與生物樣品存儲裝置接觸，所述生物樣品存儲裝置包括(i)蓋，(ii)樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括在溶劑中溶解或解離的基質物質，和(iii)至少一種無線電頻率收發機裝置；和(b)干燥1個或多個樣品孔，并且由此保存所述生物樣品。
28.權利要求27的方法，其包括在進行接觸和干燥后，無需冷藏維持所述生物樣品存儲裝置。
29.權利要求28的方法，其中進行所述維持步驟后的樣品的生物活性與在接觸步驟之前的樣品生物活性基本上相同。
30.權利要求28的方法，其中相對于在不存在所述基質物質時未經冷藏所維持的對照生物樣品的降解，所述生物樣品的降解減少了。
31.權利要求27的方法，其中所述接觸步驟包括在溶劑中同時溶解或解離所述基質物質。
32.權利要求27的方法，其中將基質物質在溶劑中溶解或解離先于所述接觸步驟。
33.權利要求27的方法，其中所述接觸步驟之后接著是將基質物質在溶劑中溶解或解離。
34.一種制備用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置的方法，其包括(a)將在1種溶劑中溶解或解離的基質物質施用到生物樣品存儲裝置的1個或多個樣品孔中，其中所述生物樣品存儲裝置包括(i)蓋，(ii)樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔，和(iii)至少一種無線電頻率收發機裝置；和(b)將1個或多個樣品孔干燥，并且由此制備所述生物樣品存儲裝置。
35.權利要求34的方法，其中所述施用步驟包括施用含有所述基質物質和溶劑的液體溶液或液體懸浮液。
36.權利要求34的方法，其中至少1個孔包括至少1種可檢測的指示劑。
37.權利要求34的方法，其中至少1個孔包括至少1種抑制劑，其為生物抑制劑或者生物化學抑制劑。
38.一種再生保存的生物樣品的方法，其包括(a)在生物樣品存儲裝置中，同時或者先后并且以任何順序，將1種或多種生物樣品與基質物質接觸，所述生物樣品存儲裝置包括(i)蓋，(ii)樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔，其中1個或多個所述孔包括基質物質，并且所述基質物質在第一種溶劑中溶解或解離，和(iii)至少一種無線電頻率收發機裝置；(b)將1個或多個所述樣品孔干燥；(c)進行所述接觸和干燥步驟后，無需冷藏維持生物樣品存儲裝置；和(d)將所述生物樣品重懸或者重新溶解在第二種溶劑中，并且由此再生所保存的生物樣品。
39.權利要求38的方法，其中進行所述維持步驟后的樣品的生物活性與在接觸步驟之前的樣品生物活性基本上相同。
40.權利要求38的方法，其中所述第二種溶劑選自由下列組成的組(i)與第一種溶劑相同的一種溶劑，和(ii)與第一種溶劑不同的的一種溶劑。
41.權利要求38的方法，其中所述第一種溶劑和第二種溶劑的至少1種為活性緩沖液。
42.一種用于處理關于生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據的系統，所述系統包括生物樣品裝置；計算機執行系統，其用于接收和發送關于樣品裝置的數據；和在樣品裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率接口，其用來提供計算機執行系統和樣品裝置之間的通信鏈接。
43.權利要求42的系統，其中所述計算機執行系統包括一種數據結構，其用來維護關于與所述樣品裝置相關的生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據。
44.權利要求42的系統，所述無線電頻率接口包括與計算機執行系統相連的無線電頻率問詢機，和至少一種與樣品裝置相關的收發機裝置，其用于與問詢機的無線電頻率通信。
45.一種用于處理關于生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據的方法，所述方法包括提供樣品裝置，其用于保存1種或多種生物樣品；提供計算機執行系統，其用于接收，保存和傳輸關于所述樣品裝置或生物樣品或者兩者的數據；提供在樣品裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率通信接口。
46.權利要求45的方法，其包括從計算機執行系統產生控制信號，以引起無線電頻率接口從樣品裝置中檢索數據。
47.權利要求45的方法，其包括由計算機執行系統產生控制信號，以將數據通過無線電頻率接口傳輸到樣品裝置。
48.一種用于處理關于生物樣品的存儲，組織，跟蹤，檢索和分析的數據的系統，所述系統包括生物樣品存儲裝置，所述樣品存儲裝置包括蓋；樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔；和至少1種無線電頻率收發機裝置；計算機執行系統，其用于接收和發送關于樣品存儲裝置的數據；和在樣品裝置和計算機執行系統之間的無線電頻率接口，其用來提供計算機執行系統和樣品裝置之間的通信鏈接。
49.權利要求48的系統，其中所述計算機執行系統包括3層結構，其具有網絡瀏覽器，網絡服務器程序，和數據庫服務器；以及控制無線電頻率接口的運轉的客戶端應用程序。
50.權利要求49的系統，其還包括在網絡瀏覽器和RFID閱讀器之間的USB接口。
51.權利要求48的系統，其中所述計算機執行系統包括2層結構，其具有在客戶端的Excel宏程序以及數據庫服務器。
52.權利要求48的系統，其中所述計算機執行系統包括2層結構，其具有單機的客戶應用程序以及與客戶應用程序通信的數據庫服務器。
53.權利要求52的系統，其中所述客戶端應用程序是編譯應用程序。
54.用于1種或多種生物樣品的生物樣品存儲裝置，其包括(a)蓋；(b)樣品平板，其包括1個或多個能夠容納生物樣品的樣品孔；和(c)至少一種無線電頻率收發機裝置。
55.按照權利要求54的生物樣品存儲裝置，其包括用于將蓋關閉到所述樣品平板上的關閉方式。
56.權利要求55的生物樣品存儲裝置，其中所述關閉方式包括磁性關閉。
57.按照權利要求54的生物樣品存儲裝置，其包括密封關閉接合。
58.按照權利要求54的生物樣品存儲裝置，其包括在每個孔周圍的密封關閉接合。
59.按照權利要求54的生物樣品存儲裝置，其包括在每個孔周圍的磁性關閉和密封關閉接合。
全文摘要
公開用于自動化保存，跟蹤，回收和分析生物樣品的組合物和方法，其包括應用允許生物活性物質再生的干燥存儲基質，在環境溫度下干燥存儲核酸，蛋白(包括酶)，以及細胞。描述RFID標記的生物樣品存儲裝置，其特征在于可溶的或者可解離的基質，用作生物樣品的支持物，所述基質可以干燥并且接著進行再水合處理回收樣品。還公開了用于樣品數據的計算機執行系統和方法。
文檔編號G01N35/02GK101035620SQ200580011948
公開日2007年9月12日 申請日期2005年4月8日 優先權日2004年4月8日
發明者C·赫恩施塔特, R·穆勒, J·穆勒科恩 申請人:生物馬特里卡公司