Приспособление для инкубации и отмывки биочипов

Полезная модель относится к области медицины, но также может быть использована в ветеринарии и биологии.

Приспособление для инкубации и отмывки биочипов, представляет собой несколько сгруппированных друг с другом емкостей (1) в которых размещены биочипы (10). Нижние стенки (4) емкостей (1) являются съемными и установлены герметично. Форма и размеры горизонтальных сечений полостей емкостей (1) соответствуют форме и размерам биочипов (10).

Полезная модель относится к области медицины, но также может быть использована в ветеринарии и биологии.

Известно приспособление для инкубации и отмывки биочипа, используемое при выполнении исследования суспензии клеток с помощью иммунологического биочипа, взятое в качестве аналога и представляющее собой чашку Петри, на дне которой закреплен биочип.(См. А.В.Шишкин, И.И.Шмырев, С.А.Кузнецова, Н.Г.Овчинина, А.А.Бутылин, Ф.И.Атауллаханов, А.И.Воробьев «Иммунологические биочипы для параллельного определения поверхностных антигенов и морфологического исследования клеток», Биологические мембраны, 2008, том 25, 4, с 277-284).

Недостатком известного приспособления является невозможность одновременного выполнения исследования нескольких образцов биологического (клинического) материала с использованием нескольких биочипов. Кроме того, несоответствие формы и размеров горизонтального сечения полости емкости форме и размерам биочипа приводит к большому расходу исследуемого биологического материала и используемых реактивов. Это связано с тем, что вносимые в емкость жидкости должны покрывать всю поверхность биочипа. Из-за указанного несоответствия требуется использование больших объемов растворов реактивов и биологического материала. Недостатком является также необходимость выполнения точных манипуляций при закреплении (наклеивании) биочипа на дно емкости и его извлечении. При их неаккуратном выполнении возможно повреждение поверхности биочипа.

Известно приспособление, предназначенное для одновременного выполнения нескольких иммунологических тестов, представляющее собой иммунологический планшет, имеющий лунки с плоским дном и взятое за прототип.(См. например, http://realab.kiev.ua/index.php?page=4-183).

В лунках иммунологического планшета могут быть закреплены биочипы небольших размеров (например, с помощью полосок двустороннего скотча). (См. например, Авсеенко Н.В. «Разработка метода иммобилизации белков в микрочипах для иммуноферментного анализа» диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Москва 2002). В этом случае лунки планшета выступают в качестве емкостей для инкубации биочипов с исследуемыми образцами клеточной суспензии.

Недостатком является риск повреждения поверхности биочипов при выполнении точных манипуляций, необходимых для их закрепления в лунках планшета и последующего извлечения. Кроме того, несоответствие формы и размеров горизонтального сечения полостей лунок планшета форме и размерам биочипов приводит к большому расходу исследуемого биологического материала и используемых реактивов.

Задачей заявленной полезной модели является повышение удобства работы при проведении анализа, уменьшение риска повреждения биочипов, а также сокращение расхода реактивов и исследуемого биологического материала.

Поставленная задача решается за счет того, что согласно полезной модели, в приспособлении для инкубации и отмывки биочипов, представляющем собой несколько сгруппированных друг с другом емкостей для размещения биочипов, нижние стенки емкостей являются съемным и установлены герметично.

Форма и размеры горизонтальных сечений полостей емкостей соответствуют форме и размерам биочипов.

Соединение емкостей друг с другом является разъемным.

Приспособление снабжено рамой, в которой закреплены емкости.

Нижние стенки емкостей имеют клейкое покрытие.

Емкости снабжены съемными крышками.

Соединение емкости и съемной крышки является герметичным, при этом в емкости размещен съемный пакет с веществом, поглощающим пары воды.

Использование заявленной полезной модели позволяет одновременно выполнять исследование нескольких образцов биологического материала с использованием нескольких биочипов. При этом сокращается расход исследуемой клеточной суспензии и реактивов. Это обусловлено тем, что форма и размеры горизонтального сечения полости каждой емкости соответствуют форме и размерам биочипа. За счет того, что каждая емкость имеет съемную нижнюю стенку (дно), снабженную клейким покрытием, выполнение крепления биочипов становится более удобным. Любой биочип может быть извлечен из приспособления вместе с дном своей емкости. В таком виде он может быть использован для выполнения последующих манипуляций. При необходимости биочип может быть легко отделен от клейкого покрытия. При этом уменьшается риск повреждения биочипа. Отсутствие необходимости выполнения точных манипуляций снижает длительность выполнения анализа. За счет использования съемных крышек исключается разбрызгивание и испарение жидкости из емкостей в процессе проведения анализа. При наличии герметично закрываемых крышек и нахождении внутри емкостей вещества, поглощающего пары воды, устройство может быть использовано в качестве контейнера, позволяющего осуществлять длительное хранение биочипов перед их использованием. В таком виде устройство может использоваться в качестве функциональной упаковки для биочипов.

Полезная модель поясняется чертежом, где:

на фиг.1 представлен общий вид устройства (в разрезе).

на фиг.2 представлен вид устройства сверху.

на фиг.3 представлен биочип (вид сверху).

Устройство состоит из емкостей 1 (фиг.1), которые закреплены в съемной раме 2. При этом любая из емкостей 1 может быть свободно извлечена из рамы 2. Емкость 1 содержит корпус 3, к которому крепится нижняя стенка (дно) 4. Соединение корпуса 3 и дна 4 герметизируется с помощью прокладки 5. Сверху на корпус 3 устанавливается съемная крышка 6. Соединение крышки 6 и корпуса 3 герметизируется с помощью прокладки 7. Съемная крышка 6 снабжена выступом 8 (фиг.2), предназначенным для облегчения ее снятия или установки на корпус 3 емкости 1. К нижней поверхности крышки 6 (фиг.1) крепится пакет 9, изготовленный из пористого материала и содержащий вещество, поглощающее пары воды (силикагель). Дно 4 емкости 1 имеет клейкое покрытие (на чертеже не показано), обеспечивающее крепление биочипа 10. Форма и размеры горизонтального сечения полости емкости 1 соответствует форме и размерам биочипа 10. На раме 2 нанесена разметка 11 (фиг.2), обозначающая положение каждой емкости 1. Пакет 9 (фиг.1) с осушителем закреплен на крышке 6 таким образом, что не приходит в контакт с биочипом 10.

Устройство может быть использовано для работы с различными типами биочипов 10, например, с иммунологическими биочипами, предназначенными для определения поверхностных антигенов клеток. Биочип 10 (фиг.3) данного типа представляет собой подложку 12, на которой находятся тестовые участки (пятна биочипа) 13, содержащие иммобилизованные молекулы антител, специфичных к поверхностным антигенам клеток. Тестовые участки 13 отделены друг от друга фоновыми участками 14, не содержащими иммобилизованных антител.

Дно 4 емкости 1 выполнено из прозрачного и оптически однородного материала. Клейкое покрытие также является прозрачным.

Емкости 1 выполнены из биологически-инертных материалов, обладающих слабыми адсорбционными свойствами. Кроме того, если приспособление предназначено для выполнения исследований с использованием иммунологических биочипов, предназначенных для определения поверхностных антигенов клеток, корпуса 3 емкостей 1 должны быть изготовлены из материала (например, из полипропилена), адгезия клеток к которому является слабой.

Размеры приспособления соответствуют размерам иммунологического (или культурального) планшета.

Приспособление предназначено для работы с различными типами биочипов, предназначенных для осуществления различных видов анализа и исследования различных типов биологического материала. При проведении анализа с помощью биочипов, предназначенных для определения поверхностных антигенов клеток, приспособление используют следующим образом.

В емкостях 1 приспособления размещают биочипы 10. При этом происходит приклеивание биочипов 10 к нижним стенкам (дну) 4 емкостей 1.

В случае, если приспособление использовалось в качестве функциональной упаковки для хранения заранее размещенных в нем биочипов 10, с емкостей 1 снимают крышки 6 и отделяют от них пакеты 9 с осушителем.

Биочипы 10 последовательно инкубируют с необходимыми растворами, которые наливают автоматической пипеткой в каждую используемую емкость 1 и сливают из нее по истечении необходимого времени инкубации. Данные манипуляции могут быть автоматизированы за счет использования устройства (вошера), исходно предназначенного для автоматизированного выполнения ряда этапов иммуноферментного анализа. При этом вместо иммунологического планшета в таком устройстве размещают данное приспособление. Затем в каждую емкость 1 автоматической пипеткой наливают исследуемую клеточную суспензию и осуществляют инкубацию в течение необходимого времени. При этом емкости 1 закрывают съемными крышками 6, предотвращающими испарение или случайное разбрызгивание жидкости. Может быть выполнено ускоренное осаждение клеток на поверхность биочипов путем центрифугирования. Для этого используют центрифугу, предназначенную для работы с культуральными планшетами, в которой вместо планшета размещают данное приспособление. В ходе проведения данного этапа анализа в тестовых участках 13 биочипов 10 происходит специфическое связывание клеток, имеющих определяемые поверхностные антигены.

Затем снимают крышки 6 и выливают жидкость из емкостей 1. Биочипы 10 сразу же отмывают от неспецифически связавшихся клеток, для чего в емкости 1 наливают отмывочный раствор и тут же сливают его. Такую процедуру повторяют несколько раз до полного устранения клеток из области фоновых участков 14. Качество отмывки оценивают с помощью инвертированного светового микроскопа. Затем осуществляют фиксацию (например, метанолом) связанных с биочипами 10 клеток и проводят их окрашивание путем инкубации с раствором красителя. Затем биочипы ополаскивают водой и высушивают. После этого от корпуса 3 каждой емкости 1 отделяют дно 4 вместе с биочипом 10. В таком виде биочип может быть подвергнут дальнейшим исследованиям. При необходимости биочип 10 может быть легко отделен от дна 4.

Характер и последовательность выполняемых действий будут существенно отличаться при использовании других типов биочипов, предназначенных для осуществления иных видов анализа и исследования других видов биологического материала. Но в любом случае будет выполняться инкубация биочипов с исследуемыми образцами и их отмывка.

1. Приспособление для инкубации и отмывки биочипов, представляющее собой несколько сгруппированных друг с другом емкостей для размещения биочипов, отличающееся тем, что нижние стенки емкостей являются съемными и установлены герметично.

2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что форма и размеры горизонтальных сечений полостей емкостей соответствуют форме и размерам биочипов.

3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что соединение емкостей друг с другом является разъемным.

4. Приспособление по пп.1 и 3, отличающееся тем, что снабжено рамой, в которой закреплены емкости.

5. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что нижние стенки емкостей имеют клейкое покрытие.

6. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что емкости снабжены съемными крышками.

7. Приспособление по п.6, отличающееся тем, что соединение емкости и съемной крышки является герметичным, при этом в емкости размещен съемный пакет с веществом, поглощающим пары воды.