用于在多個(gè)生物樣品上進(jìn)行核酸提取和診斷測(cè)試的集成裝置制造方法
【專利摘要】本文所描述的技術(shù)一般地涉及從多個(gè)樣品特別是從生物樣品提取多核苷酸的系統(tǒng)，并且另外涉及隨后擴(kuò)增和檢測(cè)所提取的多核苷酸的系統(tǒng)。更具體而言，所述技術(shù)涉及微觀流體系統(tǒng)，所述微觀流體系統(tǒng)在微觀流體通道內(nèi)在目的多個(gè)核苷酸樣品上進(jìn)行PCR，并且檢測(cè)那些核苷酸。
【專利說(shuō)明】用于在多個(gè)生物樣品上進(jìn)行核酸提取和診斷測(cè)試的集成裝
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年7月14日的中國(guó)專利申請(qǐng)200880106760.3的分案申請(qǐng)。
[0002]優(yōu)先權(quán)聲明
[0003]該申請(qǐng)要求2007年7月13日提出的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)60/959，437的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，和2007年11月14日提出的美國(guó)實(shí)用新型申請(qǐng)序號(hào)11/985，577的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，將這兩者通過(guò)參考全部結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本文所描述的技術(shù)一般地涉及從多個(gè)樣品特別是從生物樣品提取多核苷酸的系統(tǒng)，并且另外涉及隨后擴(kuò)增和檢測(cè)所提取的多核苷酸的系統(tǒng)。更具體而言，所述技術(shù)涉及微觀流體系統(tǒng)，所述微觀流體系統(tǒng)在微觀流體通道內(nèi)在目的多個(gè)核苷酸樣品上進(jìn)行PCR，并且檢測(cè)那些核苷酸。
【背景技術(shù)】
[0005]醫(yī)學(xué)診斷工業(yè)是今天健康護(hù)理基礎(chǔ)的關(guān)鍵因素。然而目前，不管何種路線，體外診斷分析已經(jīng)成為患者護(hù)理的瓶頸。對(duì)此，存在數(shù)個(gè)原因。首先，許多診斷分析僅用高度專業(yè)的裝備進(jìn)行，其是昂貴的并且僅可由受訓(xùn)的臨床醫(yī)生操作。這種設(shè)備僅在一些位置中發(fā)現(xiàn)-經(jīng)常在任何給定的城市地區(qū)中僅一臺(tái)。這意味著大多數(shù)醫(yī)院需要將樣品送到這些地方用于分析，因此產(chǎn)生運(yùn)輸 費(fèi)用和運(yùn)輸延遲，并且甚至可能是樣品損失或不正確運(yùn)轉(zhuǎn)。第二，所討論的設(shè)備一般在需要時(shí)不是可獲得的，而是以批次運(yùn)行，因此對(duì)于許多樣品延遲處理時(shí)間，因?yàn)樗鼈儽仨毜却龣C(jī)器以便在它們可以運(yùn)行之前充滿。
[0006]理解了樣品流分解成數(shù)個(gè)關(guān)鍵步驟，合乎需要的是考慮盡可能多的自動(dòng)化的方式。例如，一旦從患者提取，生物樣品必須以適于一般涉及使用PCR的處理方案的形式放置，以擴(kuò)增目的載體(諸如核苷酸)。一旦擴(kuò)增，來(lái)自樣品的目的核苷酸的存在需要清楚地確定。制備用于PCR的樣品目前是花費(fèi)時(shí)間的和勞動(dòng)密集的步驟，雖然沒(méi)有人需要專門技能，并且可以有用地是自動(dòng)化的。通過(guò)對(duì)比，諸如PCR和核苷酸檢測(cè)的步驟(或“核酸測(cè)試”)已經(jīng)僅通常在接觸到專門設(shè)備的特別訓(xùn)練的個(gè)人范圍內(nèi)。
[0007]存在對(duì)于這樣的方法和裝置的需要，所述方法和裝置在樣品上以平行方式進(jìn)行樣品制備，在制備的生物樣品上有或者沒(méi)有PCR和檢測(cè)，并且優(yōu)選地具有高通量，但是以可以在護(hù)理地點(diǎn)常規(guī)進(jìn)行的方式，不需要將樣品送出到專門設(shè)備。
[0008]本文中【背景技術(shù)】的討論被包括在內(nèi)以解釋本文所描述的本發(fā)明的范圍。這不被認(rèn)為是承認(rèn)引用的任何材料是在權(quán)利要求任何一項(xiàng)的 優(yōu)先權(quán)日:期時(shí)發(fā)表的，已知的，或通常的常識(shí)的部分。
[0009]在說(shuō)明書的全部說(shuō)明和權(quán)利要求中，措辭“包括(comprise) ”及其變化，諸如“包括(comprising) ”和“包括(comprises) ”不意欲排除其它的添加劑,成分,整數(shù)或步驟。[0010]概述
[0011]一種診斷裝置，所述診斷裝置包括:配置成同時(shí)從多個(gè)含核酸樣品提取核酸的第一構(gòu)件，其中所述第一構(gòu)件包括:一個(gè)或多個(gè)支架，各自配置成接受一定數(shù)目的樣品和相應(yīng)數(shù)目的固定器，其中每個(gè)固定器包括處理室，廢料室，一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭，和一個(gè)或多個(gè)貯器，其中所述一個(gè)或多個(gè)貯器分別含有足夠量的用于進(jìn)行從樣品提取核酸的一種或多種試劑；配置成相對(duì)于每個(gè)固定器的處理室移動(dòng)的磁性分離器；配置成獨(dú)立加熱每一個(gè)處理室的加熱器組件；和配置成在兩個(gè)或多個(gè)固定器上同時(shí)進(jìn)行流體傳遞操作的液體分配器；和配置成同時(shí)擴(kuò)增從所述多個(gè)樣品提取的核酸的第二構(gòu)件，其中所述第二構(gòu)件包括:一個(gè)或多個(gè)隔室，各自配置成接受微觀流體盒，其中將所述盒配置成單獨(dú)接受并且單獨(dú)擴(kuò)增從多個(gè)樣品提取的核酸；和一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)。
[0012]一種診斷裝置，所述診斷裝置包括:一個(gè)或多個(gè)支架，在所述支架的每一個(gè)上放置一定數(shù)目的含有核酸的樣品和相應(yīng)數(shù)目的固定器，其中每個(gè)固定器包括處理室，廢料室，一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭，和一個(gè)或多個(gè)貯器，其中所述一個(gè)或多個(gè)貯器分別含有足夠量的用于進(jìn)行從樣品提取核酸的一種或多種試劑；接近于所述一個(gè)或多個(gè)固定器的每一個(gè)的處理室的可以從第一位置移動(dòng)到第二位置的磁性分離器；包括一定數(shù)目加熱器單元的加熱器組件，所述加熱器單元的每一個(gè)與所述處理室的一個(gè)熱接觸；一個(gè)或多個(gè)隔室，每個(gè)隔室具有互補(bǔ)于微觀流體盒形狀的形狀，其中所述盒包括一定數(shù)目的入口，所述入口的每一個(gè)與一定數(shù)目通道的一個(gè)流體連通，在所述通道中擴(kuò)增從所述數(shù)目的樣品的一個(gè)提取的核酸，并且其中所述盒還包括容許檢測(cè)擴(kuò)增的核酸的一個(gè)或多個(gè)窗口 ；具有一個(gè)或多個(gè)分配頭的液體分配器，其中所述液體分配器可以從第一固定器之上的第一位置移動(dòng)到第二固定器之上的第二位置，并且可以從所述第一固定器之上的第一位置移動(dòng)到所述第一固定器之上的不同的位置，并且還可以從所述固定器的一個(gè)之上的位置移動(dòng)到所述數(shù)量的入口的一個(gè)之上的位置；和接近于所述一個(gè)或多個(gè)窗口定位的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)。
[0013]一種診斷儀器，所述診斷儀器包括:從組合試劑條中的樣品提取核酸的液體處理單元；與加熱器元件連接的微觀流體盒，在從所述樣品提取的核酸上進(jìn)行實(shí)時(shí)PCR ;和為使用者提供診斷所述樣品是否含有目的核苷酸的檢測(cè)器。
[0014]本文也描述了使用所述診斷裝置的方法，所述方法包括使用所述裝置平行診斷一定數(shù)目樣品的方法。
[0015]一種組合試劑固定器，所述組合試劑固定器包括:連接下列的條:單一處理管；一個(gè)或多個(gè)貯器，其各自保持選自由下列組成的組的試劑:樣品制備試劑，用于第一分析物的PCR試劑，和一種或多種液體試劑；廢料管；配置成保持一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭的一個(gè)或多個(gè)插孔；和配置成圍繞所述一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭的移液管吸頭套。
[0016]一種液體分配器，所述液體分配器包括:一個(gè)或多個(gè)傳感器；多支管；與所述多支管流體連通的一個(gè)或多個(gè)泵；與所述多支管流體連通的一個(gè)或多個(gè)分配頭；提供三維平移運(yùn)動(dòng)自由度的臺(tái)架；和從外部控制器接受電信號(hào)的電連接，其中所述液體分配器除了通過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)泵，沒(méi)有用于流體的入口或出口。
[0017]一種用于磁性顆粒的分離器，所述分離器包括:成直線調(diào)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)磁體；機(jī)動(dòng)的軸，其上一個(gè)或多個(gè)磁體可以以這樣的方式升高或下降，以致所述一個(gè)或多個(gè)磁體實(shí)現(xiàn)緊密接近于含有磁性顆粒的貯器；和控制所述機(jī)動(dòng)的軸運(yùn)動(dòng)的控制電路。[0018]一種集成分離器和加熱器，其包括:加熱器組件，其中所述加熱器組件包含多個(gè)獨(dú)立可控制的加熱器單元，各自配置成接受并且加熱處理室；成直線調(diào)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)磁體；機(jī)動(dòng)的軸，在其上一個(gè)或多個(gè)磁體可以以這樣一種方式上升或下降，所述方式是所述一個(gè)或多個(gè)磁體實(shí)現(xiàn)緊密接近于一個(gè)或多個(gè)所述處理室；和控制所述機(jī)動(dòng)的軸運(yùn)動(dòng)和所述加熱器單元加熱的控制電路。
[0019]一種制備裝置，所述制備裝置包括:第一構(gòu)件，將其配置成同時(shí)從一定數(shù)目的含有核酸的樣品提取核酸，其中所述第一構(gòu)件包括:一個(gè)或多個(gè)支架，每個(gè)配置成接受所述數(shù)目的樣品和相應(yīng)數(shù)目的固定器，其中每個(gè)固定器包括處理室，廢料室，一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭，和一個(gè)或多個(gè)貯器，其中所述一個(gè)或多個(gè)貯器分別地含有足夠量的一種或多種試劑，用于進(jìn)行從樣品提取核酸；配置成相對(duì)于每個(gè)固定器的處理室移動(dòng)的磁性分離器；配置成獨(dú)立加熱所述處理室的每一個(gè)的加熱器組件；和配置成在兩個(gè)或多個(gè)固定器上同時(shí)進(jìn)行流體傳遞操作的液體分配器；和配置成接受并儲(chǔ)存從所述數(shù)目的樣品提取的核酸的第二構(gòu)件。
[0020]一種制備裝置，所述制備裝置包括:一個(gè)或多個(gè)支架，在所述支架的每個(gè)上放置一定數(shù)目的含核酸樣品和相應(yīng)數(shù)目的固定器，其中每個(gè)固定器包括處理室，廢料室，一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭，和一個(gè)或多個(gè)貯器，其中所述一個(gè)或多個(gè)貯器分別含有足夠量的用于進(jìn)行從樣品提取核酸的一種或多種試劑；接近于每個(gè)固定器的處理室的可從第一位置移動(dòng)到第二位置的磁性分離器；包括一定數(shù)目加熱器單元的加熱器組件，所述加熱器單元的每個(gè)與處理室接觸；可以從第一固定器上的第一位置移動(dòng)到第二固定器上的第二位置的液體分配器；和具有一定數(shù)目隔間的儲(chǔ)存隔間，其中每個(gè)隔間儲(chǔ)存從所述數(shù)目的樣品之一提取的核酸。
[0021]一種組合試劑固定器，所述組合試劑固定器包括:一種條，所述條連接著:單一處理管；一個(gè)或多個(gè)貯器，每個(gè)貯器保持選自由下列組成的組的試劑:樣品制備試劑，和一種或多種液體試劑；廢料管；配置成保持一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭的一個(gè)或多個(gè)插孔；和配置成圍繞所述一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭的移液管吸頭套。
[0022]本技術(shù)另外包括用于從多個(gè)樣品平行提取核酸的方法，所述方法使用本文所描述的裝置。
[0023]選擇的圖的簡(jiǎn)述
[0024]圖1A顯示制備裝置的示意圖；圖1B顯示診斷裝置的示意圖。
[0025]圖2顯示控制電路的示意圖。
[0026]圖3A和3B顯示例舉性裝置的外部視圖。
[0027]圖4顯示裝置的例舉性內(nèi)部視圖。
[0028]圖5顯示例舉性樣品固定器支架的透視圖。
[0029]圖6顯示圖5的支架連同加熱器單元的透視圖。
[0030]圖7顯示例舉性樣品固定器支架的透視圖。
[0031]圖8A-8K顯示圖7的支架的多種視圖。
[0032]圖9顯示配置成接受圖7的支架的裝置區(qū)域。
[0033]圖1OA和IOB顯示具有移液管套的試劑固定器的第一例舉性實(shí)施方案，以透視圖(圖10A)和下側(cè)視圖(圖10B)的形式。
[0034]圖11顯示沒(méi)有移液管套的試劑固定器的例舉性實(shí)施方案，以透視圖形式。[0035]圖12A-12C顯示具有移液管套的試劑固定器的第二例舉性實(shí)施方案，以透視圖(圖12A)和橫截面視圖(圖12B)，和剖視圖(圖12C)的形式。
[0036]圖13A和13B顯示試劑管內(nèi)部上的星形特征，以橫截面(圖13A)和俯視圖(圖13B)的形式。
[0037]圖14顯示移液操作順序連同具有星形特征的試劑管。
[0038]圖15顯示層壓層的實(shí)施方案。
[0039]圖16顯示連同層壓層的移液操作順序。
[0040]圖17A-17D顯示含有固定器和試劑的例舉性試劑盒。
[0041]圖18顯示液體分配頭。
[0042]圖19A-19C顯示液體分配頭。
[0043]圖20顯示例舉性分配多支管。
[0044]圖21顯示連接到液體分配頭的掃描閱讀頭。
[0045]圖22以橫截面視圖顯示條形碼掃描器。
[0046]圖23顯示定位在微觀流體盒上方的條形碼閱讀器。
[0047]圖24顯示移液管吸`頭傳感器。
[0048]圖25A和25B顯示用于剝離移液管吸頭的例舉性裝置。
[0049]圖26顯示透視圖和橫截面視圖形式的加熱器單元。
[0050]圖27顯示橫截面視圖形式的集成加熱器和分離器單元。
[0051 ]圖28顯示盒自動(dòng)裝載器。
[0052]圖29顯示盒堆疊器。
[0053]圖30顯示將盒傳遞到自動(dòng)裝載器的在適當(dāng)位置的盒堆疊器。
[0054]圖31顯示盒裝載系統(tǒng)。
[0055]圖32顯示用過(guò)的盒的處理單元。
[0056]圖33顯示滿的和空的構(gòu)造形式的盒堆疊器。
[0057]圖34顯示微觀流體盒，閱讀頭，和盒托盤。
[0058]圖35顯示微觀流體裝置中在適當(dāng)位置的移液頭和盒的橫截面。
[0059]圖36顯示例舉性的具有3層結(jié)構(gòu)的微觀流體盒。
[0060]圖37顯示例舉性多通道盒中微觀流體電路和入口的平面圖。
[0061]圖38A顯示例舉性的多通道盒。
[0062]圖38B顯示例舉性的多通道盒的一部分。
[0063]圖39A，39B顯示多通道盒的通道中的例舉性的微觀流體網(wǎng)絡(luò)；
[0064]圖40A-40C顯示例舉性微觀流體閥門的圖。圖40A還顯示開啟狀態(tài)的閥門，和關(guān)閉狀態(tài)的閥門。
[0065]圖41顯示排放孔。
[0066]圖42顯示例舉性的高度多路調(diào)制微觀流體盒；
[0067]圖43-46顯示例舉性高度多路調(diào)制微觀流體盒的多個(gè)方面；和
[0068]圖47A-C顯示放射狀配置的高度多路調(diào)制微觀流體盒的多個(gè)方面。
[0069]圖48顯示微觀流體盒橫截面形式的視圖。
[0070]圖49A，49B顯示PCR反應(yīng)室和相關(guān)聯(lián)的加熱器。[0071]圖50顯示操作中的加熱器電路的熱圖像。
[0072]圖51A-51C顯示可以在PCR熱循環(huán)期間用于提高冷卻速率的多種切開剖面。
[0073]圖52顯示在PCR方法期間溫度對(duì)時(shí)間的圖，如在本文所描述的微觀流體盒上進(jìn)行。
[0074]圖53顯示本文所進(jìn)一步描述的盒的裝配方法。
[0075]圖54A和54B顯示例舉性的用于進(jìn)行蠟沉積的裝置。
[0076]圖55A和55B顯示例舉性的蠟微滴沉積到微觀流體閥門中。
[0077]圖56顯示例舉性多通道微觀流體盒上加熱器元件陣列的覆蓋，其中多種微觀流體網(wǎng)絡(luò)是可見的。
[0078]圖57顯示例舉性檢測(cè)器的橫截面視圖。
[0079]圖58顯示閱讀頭中檢測(cè)器的透視圖。
[0080]圖59顯示閱讀頭中例舉性檢測(cè)器的剖面圖。
[0081]圖60顯示檢測(cè)器陣列在其中的例舉性多路調(diào)制閱讀頭的外部視圖。
[0082]圖61顯示檢測(cè)器陣列在其中的例舉性多路調(diào)制閱讀頭的剖面視圖。
[0083]圖62顯示與本文所描述的檢測(cè)器連接的例舉性電子電路的框圖。
[0084]圖63顯示例舉性液體分配系統(tǒng)。
[0085]圖64顯示例舉性加熱器/分離器。
[0086]圖65A和65B顯示基于計(jì)算機(jī)用戶界面的例舉性特征。
[0087]圖66示意性顯示制備裝置的元件設(shè)計(jì)。
[0088]圖67顯示例舉性制備裝置的元件設(shè)計(jì)。
[0089]圖68顯示診斷裝置的元件的示意性設(shè)計(jì)。
[0090]圖69顯示例舉性診斷裝置的元件設(shè)計(jì)。
[0091]圖70和71顯示例舉性診斷裝置的外部和內(nèi)部。
[0092]圖72A和72B顯示配置成接受微觀流體盒的熱循環(huán)單元。
[0093]圖73示意性顯示高效率診斷裝置的元件設(shè)計(jì)。
[0094]圖74顯示例舉性高效率診斷裝置的元件設(shè)計(jì)。
[0095]圖75顯示24-通道微觀流體盒的平面圖。
[0096]圖76顯示圖75的盒的透視圖。
[0097]圖77顯示圖75的盒的剖視圖。
[0098]圖78顯示例舉性檢測(cè)單元。
[0099]圖79A，79B顯示圖78的檢測(cè)單元的剖面部分。
[0100]圖80，和81顯示具有微觀流體盒的檢測(cè)單元的調(diào)準(zhǔn)。
[0101]圖82和83分別地顯示光學(xué)部件的外部和剖面。
[0102]圖84示意性地顯示Scorpion反應(yīng)。
[0103]圖85A-85C示意性顯示在多種制備過(guò)程期間的移液管頭使用。
[0104]圖86-91顯示電子控制電路的例舉性設(shè)計(jì)，其中圖86是電子方框圖，圖87是處理器基線板方框圖，圖88是MUX板方框圖，圖89是MUX板方框圖，圖90是微加熱器板方框圖，圖91是電動(dòng)機(jī)控制板方框圖。
[0105]詳細(xì)說(shuō)明[0106]如本文所用的核酸測(cè)試(MT)是包括DNA (脫氧核糖核酸)和RNA (核糖核酸)測(cè)試的一般術(shù)語(yǔ)。將對(duì)于RNA和對(duì)于DNA是特定的例舉性規(guī)程描述于此。應(yīng)當(dāng)理解，其中不特定于RNA或DNA的一般化說(shuō)明相等地適用于各自，或可以容易地適合于本文說(shuō)明的微小變化的任何一個(gè)，如服從于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。也應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)核酸和多核苷酸可以在本文可互換地使用。
[0107]因此發(fā)現(xiàn)本文中所描述的裝置應(yīng)用于分析任何用途所用的任何含有核酸的樣品，包括但不限于用于人類中多種傳染病的遺傳測(cè)試，和臨床測(cè)試。臨床測(cè)定目前存在的，以及可以使用本文中的裝置和方法測(cè)試的靶標(biāo)可以是細(xì)菌或病毒，并且包括，但不限于:沙眼衣原體(Chlamydia Trachomatis) (CT);淋病奈瑟氏菌(Neisseria Gonorrhea) (GC);鏈球菌群 B ；HSV ；HSV 分類型的；CMV ;流感 A 和 B ；MRSA ；RSV ；TB ;毛滴蟲屬(Trichomonas)；腺病毒；博德特氏菌屬(Bordatella) ；BK ;JC ；HHV6 ；EBV ;腸病毒；和肺炎枝原體(M.pneumoniae)。
[0108]本文中的裝置可以配置成在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上或類似的環(huán)境中運(yùn)行，并且當(dāng)在正常工作日全天連續(xù)運(yùn)行時(shí)可以測(cè)試大約45個(gè)樣品/小時(shí)。該數(shù)目可以根據(jù)單批中提供的測(cè)試數(shù)目而增加，如從本文中描述將變得清楚。來(lái)自單獨(dú)原始樣品的結(jié)果一般在小于I小時(shí)內(nèi)是可獲得的。
[0109]在本文中使用的情況下，術(shù)語(yǔ)“構(gòu)件”應(yīng)當(dāng)被采用以表示元件組件，每個(gè)元件可以具有單獨(dú)的，清楚的和/或獨(dú)立的功能，但是將其配置成一起運(yùn)行以產(chǎn)生一種或多種所需的結(jié)果。不需要的是，構(gòu)件內(nèi)的每一元件是直接連接的或與每一其它元件直接通信的。而且，多種元件中的連通性可以在所述構(gòu)件外部的元件諸如處理器的輔助情況下實(shí)現(xiàn)。
[0110]裝置概述
[0111]進(jìn)一步描述于此的具有多種元件的裝置可以配置成至少兩個(gè)形式，制備的和診斷的，如圖1A和IB中分別顯示。 在本文中進(jìn)一步描述的用于進(jìn)行樣品制備的制備裝置981的示意性概述顯示在圖1A中。診斷裝置971的概述顯示在圖1B中。系統(tǒng)971,981的元件的幾何安排顯示在圖1A中并且圖1B是例舉性的并且不意欲是限制性的。
[0112]處理器980，諸如微處理器，配置成控制所示系統(tǒng)的多個(gè)元件功能，并且因此與需要控制的每個(gè)這樣的元件通信。應(yīng)當(dāng)理解，許多這樣的控制功能可以任意地人工進(jìn)行，并且不在處理器控制下。而且，在下文中，當(dāng)所述裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中描述的多種功能的順序不限制于其中處理器執(zhí)行指令的順序。因而，處理器980可以配置成接受關(guān)于待分析樣品的數(shù)據(jù)，例如，來(lái)自樣品閱讀器990，其可以是條形碼閱讀器，光學(xué)字符閱讀器，或RFID掃描器(射頻標(biāo)簽閱讀器)。也應(yīng)當(dāng)理解，雖然單一處理器980顯示為控制裝置971和981的全部操作，但是這樣的操作可以方便地在一個(gè)以上處理器上分布。
[0113]處理器980可以配置成接受來(lái)自輸入984的使用者指令，其中這樣的指令可以包括開始分析樣品的指令，和選擇運(yùn)轉(zhuǎn)條件的指令。雖然在圖1A和IB中未顯示，但是在多種實(shí)施方案中，輸入984可以包括選自由下列組成的組的一個(gè)或多個(gè)輸入裝置:鍵盤，觸敏的表面，傳聲器，跟蹤板，視網(wǎng)膜掃描器，輸入裝置的全息投影，和鼠標(biāo)。適合的輸入裝置可以進(jìn)一步包括格式化電子介質(zhì)的閱讀器，諸如，但不限于，閃存卡，記憶棒，USB-棒，CD，或軟盤。輸入裝置可以進(jìn)一步包括安全特征諸如指紋閱讀器，視網(wǎng)膜掃描器，磁條閱讀器，或條形碼閱讀器，用于根據(jù)授權(quán)使用者的預(yù)裝載的識(shí)別特征確定系統(tǒng)使用者事實(shí)上被授權(quán)這樣做。輸入裝置可以另外并且同時(shí)作為用于記錄與樣品分析有關(guān)數(shù)據(jù)的輸出裝置起作用。例如，如果輸入裝置是格式化電子介質(zhì)的閱讀器，則它也可以是這樣介質(zhì)的記錄器。可以通過(guò)這樣一種裝置記錄到這樣的介質(zhì)的數(shù)據(jù)包括，但是不局限于，與分析有關(guān)的環(huán)境信息，諸如溫度或濕度，以及診斷結(jié)果，并且識(shí)別所關(guān)注樣品的數(shù)據(jù)。
[0114]處理器980也可以配置成與顯示器982連接，以便，例如，將關(guān)于分析的信息傳送到顯示器并且因此傳達(dá)到系統(tǒng)使用者。這樣的信息包括但是不局限于:裝置的當(dāng)前狀態(tài)；PCR熱循環(huán)的進(jìn)程；和在系統(tǒng)或盒性能不良情況下的警告信息。另外，處理器980可以傳輸一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題以顯示在顯示器982上，其促使使用者提供對(duì)其反應(yīng)輸入。因而，在某些實(shí)施方案中，輸入984和顯不器982是相互集成的。
[0115]處理器980還可以任意配置成將分析結(jié)果傳輸?shù)捷敵鲅b置諸如打印機(jī)，視覺(jué)顯示器，利用全息投影的顯示器，或揚(yáng)聲器，或其組合。
[0116]處理器980可以更進(jìn)一步地經(jīng)由通信接口諸如網(wǎng)絡(luò)接口任意連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)988。通信接口可以是選自由下列組成的組的一個(gè)或多個(gè)接口:串聯(lián)連接，并聯(lián)連接，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接，USB連接，和有線網(wǎng)絡(luò)連接。因此，當(dāng)所述系統(tǒng)適合地在網(wǎng)絡(luò)上定地址時(shí)，遠(yuǎn)程使用者可以接入處理器并且傳輸指令，輸入數(shù)據(jù)，或檢索數(shù)據(jù)，諸如可以儲(chǔ)存在與所述處理器連接的存儲(chǔ)器(未顯示)中，或在一些其它與處理器通信的計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)上。因此所述接口也可以容許將數(shù)據(jù)提取到遠(yuǎn)程位置，諸如個(gè)人電腦，個(gè)人數(shù)字助手，或網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)裝置諸如計(jì)算機(jī)服務(wù)器或特大容量磁盤。所述裝置還可以配置成容許使用者將分析結(jié)果直接發(fā)電子郵件到一切其它當(dāng)事人，諸如健康護(hù)理提供者，或診斷設(shè)備，或患者。
[0117]另外， 在多種實(shí)施方案中，所述裝置還可以包括配置成從處理器，輸入裝置，和通信接口的一個(gè)或多個(gè)接受數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)是選自由下列組成的組的一種或多種介質(zhì):硬盤驅(qū)動(dòng)器，光盤驅(qū)動(dòng)器，閃存卡，和⑶-Rom。
[0118]處理器980可以進(jìn)一步配置成控制樣品制備和診斷的多種方面，如下在概述中，并且如本文中詳細(xì)地進(jìn)一步描述。在圖1A和IB中，裝置981 (或971)配置成連同互補(bǔ)的支架970運(yùn)行。如本文中進(jìn)一步描述，所述支架本身配置成接受一定數(shù)目的適于后處理(workup)和診斷分析的形式的生物樣品996，和一定數(shù)目的固定器972，所述固定器972裝有多種試劑，移液管吸頭和貯器。所述支架是這樣配置的，在樣品后處理期間，將樣品在各自的固定器中處理，所述處理包括經(jīng)由加熱器組件977獨(dú)立地進(jìn)行加熱和冷卻。加熱器組件的加熱功能可以由處理器980控制。加熱器組件977連同分離器978諸如磁性分離器一起操作，其也可以由處理器980控制以移動(dòng)進(jìn)入并且離開緊密接近于與所述固定器972連接的一個(gè)或多個(gè)處理室，其中存在顆粒諸如磁性顆粒。
[0119]可以類似地由處理器980控制的液體分配器976配置成在固定器972中各自的樣品，流體和試劑上進(jìn)行多種吸取和分配操作，以實(shí)現(xiàn)從樣品提取核酸。液體分配器976可以在多個(gè)固定器中同時(shí)進(jìn)行這樣的操作。將樣品閱讀器990配置成將關(guān)于樣品和有些情況下的固定器的識(shí)別標(biāo)記傳輸?shù)教幚砥?80。在一些實(shí)施方案中，將樣品閱讀器連接到液體分配器并且可以因此閱讀關(guān)于液體分配器位于其上的樣品的標(biāo)記。在其它實(shí)施方案中，樣品閱讀器不連接到所述液體分配器并且是獨(dú)立可移動(dòng)的，其在處理器控制下。液體分配器976也配置成采用含從一個(gè)或多個(gè)樣品提取的核酸的流體等分試樣，并且將它們引導(dǎo)到儲(chǔ)存區(qū)域974，其可以是冷卻器。例如，區(qū)域974含有對(duì)應(yīng)于每個(gè)樣品的PCR管。在其它實(shí)施方案中，不存在單獨(dú)區(qū)域974，但是冷卻器可以配置成冷卻一個(gè)或多個(gè)固定器972以便提取的核酸被原位冷卻并儲(chǔ)存，而不是傳遞到分開的位置。
[0120]圖1B顯示診斷裝置971的示意性實(shí)施方案，所述診斷裝置971具有和圖1A的裝置981相同的元件，但是，代替儲(chǔ)存區(qū)域974，具有其中接受盒994的接受隔室992。接受隔室與加熱器998相聯(lián)，所述加熱器998本身可以由處理器980以這樣一種方式控制，所述方式是，在分析期間的特定時(shí)間加熱所述盒的特定區(qū)域。因而將液體分配器976配置成采取含從一個(gè)或多個(gè)樣品提取的核酸的流體等分試樣并且將它們引導(dǎo)到盒994的各自入口。盒994配置成，諸如通過(guò)進(jìn)行PCR擴(kuò)增各自的核酸。處理器也配置成控制檢測(cè)器999，其從盒994接受診斷指示。所述診斷可以傳輸?shù)捷敵鲅b置986和/或顯示器982，如上文所描述。
[0121]可以分別地根據(jù)本領(lǐng)域已知的設(shè)計(jì)原則和半導(dǎo)體加工方法，設(shè)計(jì)并制造適合的處理器980。
[0122]圖1A和IB中的略圖中顯示的裝置實(shí)施方案，如同本文所描述的其它例舉性實(shí)施方案一樣，是有利的，因?yàn)樗鼈儾恍枰ㄎ辉跒榱藘?chǔ)存試劑而適合地配置的裝置內(nèi)。所述系統(tǒng)的實(shí)施方案，或本文中其它例舉性實(shí)施方案，都不需要配置成從例如外部?jī)?chǔ)存容器諸如瓶、罐、或儲(chǔ)器接受試劑的入口或出口端口。因此，圖1A和IB中的裝置是自包含的并且連同固定器972 —起運(yùn)行，其中所述固定器用試劑預(yù)包裝，諸如在它之內(nèi)的專用于試劑儲(chǔ)存的位置。
[0123]圖1A和IB的裝置可以配置成在單一位置進(jìn)行操作，諸如實(shí)驗(yàn)室位置，或可以是便攜式的以便它們可以伴隨，例如，醫(yī)師，或其它的健康護(hù)理專業(yè)人員，其可以在不同場(chǎng)所出診患者。所述裝置一般裝備有電源線以便它們可以從主要供應(yīng)或發(fā)生器接受AC電源。任選的變壓器(未顯示)構(gòu)造到每個(gè)裝置中，或外部定位在電源插孔和系統(tǒng)之間，將AC輸入功率轉(zhuǎn)變成DC輸出，用于被所述裝置使用。所述裝置也可以配置成通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)電池運(yùn)行，因此也一般地配備有電池充電系統(tǒng)，和如果電池功率變得太低則警告使用者的多種警告裝置，以可靠地啟動(dòng)或`完成診斷分析。
[0124]在其它實(shí)施方案中，圖1A和IB的裝置可以進(jìn)一步地配置用于多路調(diào)制的樣品分析和/或多批樣品分析，其中，例如，單一支架保持單批樣品。在一這樣的構(gòu)造中，系統(tǒng)的實(shí)例，如圖1B中所概述，接受并處理多個(gè)微觀流體盒994。因此，圖1A和IB中顯示的每個(gè)元件作為樣品批次的許多倍存在，雖然多個(gè)元件可以配置在通常的外殼中。
[0125]在又一個(gè)構(gòu)造中，系統(tǒng)配置成接受并處理多個(gè)盒，但是圖1A和IB中的一個(gè)或多個(gè)元件對(duì)于多個(gè)盒是通用的。例如，單一裝置可以配置有多個(gè)接受盒的隔室，但是通用處理器，檢測(cè)器，和用戶界面適合地配置成容許同時(shí)并行、連續(xù)、或同時(shí)控制多個(gè)盒。進(jìn)一步可能的是，這樣一個(gè)實(shí)施方案也利用單一樣品閱讀器和單一輸出裝置。
[0126]在又一個(gè)構(gòu)造中，圖1B中所示的系統(tǒng)配置成接受單一盒，其中所述單一盒配置成平行地并且相互獨(dú)立地處理I個(gè)以上，例如，2，3,4, 5，或6個(gè)樣品。用于產(chǎn)生可以處理多個(gè)樣品的盒的例舉性技術(shù)描述在其它地方，例如，在美國(guó)申請(qǐng)序號(hào)60/859，284中，通過(guò)參考結(jié)合于此。
[0127]進(jìn)一步與現(xiàn)有技術(shù)一致的是，盒可以被標(biāo)記，例如，用分子條形碼指示樣品，以促進(jìn)樣品跟蹤，并且使樣品混合的風(fēng)險(xiǎn)最小化。用于這樣標(biāo)記的方法描述在其它地方，例如，在美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)10/360,854中，通過(guò)參考結(jié)合于此。[0128]控制電子840實(shí)施成裝置971或981，示意性顯示在圖2中的框圖中，可以在多種實(shí)施方案中包括一個(gè)或多個(gè)功能，例如，用于主控制900，多路調(diào)制902，顯示器控制904，檢測(cè)器控制906，等。主控制功能可以在圖1A和IB的裝置中用作控制電子裝置840的集線器，并且可以管理多種電子功能的通信和控制。主控制功能還可以支持與使用者或輸出裝置諸如打印機(jī)920的電的和通信接口 908，以及任選的診斷和安全性功能。連同主控制功能900，多路調(diào)整器功能902可以控制傳感器數(shù)據(jù)914和輸出電流916以幫助控制加熱器組件977。顯示器控制功能904可以控制輸出，如果可適用的，用于翻譯來(lái)自觸摸屏LCD846的輸入，因此在某些實(shí)施方案中其可以將圖示界面提供給使用者。檢測(cè)器功能906可以在控制電子裝置840中實(shí)現(xiàn)，使用典型的控制和處理電路以收集、數(shù)字化、濾波、和/或傳輸來(lái)自檢測(cè)器999諸如一個(gè)或多個(gè)熒光檢測(cè)器的數(shù)據(jù)。未顯示在圖2中的另外功能包括但不限于用于控制圖1A和IB中元件諸如液體分配頭、分離器、冷卻器的控制功能，并且接受來(lái)自樣品閱讀器的數(shù)據(jù)。
[0129]具有根據(jù)圖1A或IB的功能的例舉性裝置顯示在圖3A和3B中。圖3A和3B中例舉性裝置具有外殼985，和覆蓋物987，顯示在圖3A的關(guān)閉位置中，以及圖3B的開啟位置中，以揭示內(nèi)部特征995。覆蓋物987任選具有手柄989，顯示為橢圓的并且從覆蓋物表面上升，但是其可以是其它形狀諸如正方形、長(zhǎng)方形、或圓形，和其可以凹進(jìn)在覆蓋物表面中或與其平齊。覆蓋物987顯示為具有鉸鏈，然而其它構(gòu)造諸如滑動(dòng)覆蓋物也是可以的。緩沖器991用于防止覆蓋物免于向后落下太遠(yuǎn)和/或提供保持覆蓋物987穩(wěn)定在開啟位置的點(diǎn)。外殼985另外顯示為具有一個(gè)或多個(gè)通信端口 983，和一個(gè)或多個(gè)電源端口 993，其可以定位在其它地方，諸如在儀器的背面上。
[0130]圖1A和IB的裝置可以任選包括一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)定足，其使所述裝置的主體升高在系統(tǒng)100所配置的表面之上，因此容許系統(tǒng)100下的通風(fēng)，并且還為使用者提供改善的升高系統(tǒng)100的能力?？梢源嬖?，3，4，5，或6或以上個(gè)足，取決于系統(tǒng)100的尺寸。這樣的足優(yōu)選由橡膠、塑料、或金 屬制成，并且在一些實(shí)施方案中，可以將系統(tǒng)10主體在它位于的表面上升高約2到約10mm。
[0131]圖4顯示例舉性裝置內(nèi)部的一部分的例舉性構(gòu)造，諸如在圖3A和3B中顯示。在圖4中顯示支架970，其含有一定數(shù)目的試劑固定器972和患者樣品996，以及，緊密接近于其，具有盒994的接受隔室992，用于在從樣品提取的多核苷酸上進(jìn)行PCR。
[0132]支架
[0133]所述裝置進(jìn)一步包括配置成可插入到所述裝置中并且可以從所述裝置移去的一個(gè)或多個(gè)支架，每一支架進(jìn)一步配置成接受多個(gè)試劑固定器，并且接受多個(gè)樣品管，其中所述試劑固定器與樣品管一一對(duì)應(yīng)，并且其中所述試劑固定器各自含有足夠試劑以便從樣品提取多核苷酸并且將多核苷酸放置成PCR-即用形式。本文中其它地方進(jìn)一步地描述例舉性試劑固定器。
[0134]裝置可以包括1，2，3，4，或6個(gè)支架，并且每個(gè)支架可以接受2,4,6,8, 10，12，16，
或20個(gè)樣品，諸如在樣品管802中，和相應(yīng)數(shù)目的固定器804，每個(gè)至少具有一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭，和一個(gè)或多個(gè)試劑用容器。
[0135]支架一般配置成接受一定數(shù)目的試劑固定器804，諸如本文進(jìn)一步描述的那些，所述支架配置成保持一個(gè)或多個(gè)這樣的固定器，容許在實(shí)驗(yàn)室臺(tái)上使用儲(chǔ)存在所述固定器中的試劑，或定位在所述裝置的專用區(qū)域，容許所述固定器可以用于所述裝置的一個(gè)或多個(gè)其它功能，諸如自動(dòng)移液，處理管的加熱，和親和珠的磁性分離。
[0136]例舉性支架800的兩個(gè)透視圖，配置成在12個(gè)通道中接受12個(gè)樣品管和12個(gè)相應(yīng)的試劑固定器，顯示在圖5中。如本文在支架上下文中所用，通道是設(shè)計(jì)成接受樣品管和相應(yīng)的試劑固定器的支架專用區(qū)域。相同例舉性支架的兩個(gè)透視圖，連同加熱器單元，顯示在圖6中。
[0137]第二例舉性支架800的多個(gè)視圖，也配置成接受12個(gè)樣品管和12個(gè)試劑固定器，顯不在圖7、和圖8A-8K中。因而，下列視圖顯不:側(cè)平面圖(圖8A);如平面圖，顯不樣品管(圖SB);后平面圖，顯示試劑固定器(圖SC);后視圖，顯示試劑固定器(圖8D);前視圖，顯示樣品管(圖8E);頂部，顯示試劑固定器的插入(圖8F和SG);頂部顯示用于插入試劑固定器的槽(圖8H);頂視圖顯示試劑固定器的記錄(圖81);支架的關(guān)閉是部分插入的狀態(tài)/從裝置除去(圖8J);和通過(guò)手柄保持的支架，從裝置除去的(圖8K)。如本文中進(jìn)一步描述，用于接受圖7的例舉性可移動(dòng)支架的診斷或制備裝置中的凹進(jìn)區(qū)域，顯示在圖9中。用于接受形狀、外觀、和形式不同而不是功能不同的其它支架的其它適合配置的凹進(jìn)區(qū)域與本文中的描述一致。
[0138]顯示在圖中的兩個(gè)例舉性支架是非限制性的，現(xiàn)在使用兩個(gè)例舉性支架作為說(shuō)明性的支架，描述本文中預(yù)期的支架的一般特征。例如，所述實(shí)施方案在本文顯示，至少第一通道和第二通道是相互平行的，一種增加移液效率的構(gòu)造。一般地，當(dāng)相互平行時(shí)，鄰近的樣品通道對(duì)在它們的各自中點(diǎn)分開24mm。(其它距離是可以的，諸如分開18mm，或分開27mm。所述中點(diǎn)之間的距離取決于液體分配頭中噴管的孔距，如本文中所進(jìn)一步描述。將間距保持在9_的倍數(shù)可以容易地從支架裝載到96孔板中(其中一般地，孔分開間隔9_)。一般地，同樣，所述支架是這樣的，以便多個(gè)通道中的多個(gè)試劑固定器相對(duì)于彼此保持在相同高度。
[0139]所述支架配置成以這樣一種方式接受試劑固定器，所述方式是，試劑固定器可逆地搭鎖或鎖定到位置中，并且在試劑接入它時(shí)，以及支架正在從一個(gè)地方運(yùn)送到另一個(gè)地方或正在被插入裝置中或從所述裝置除去時(shí)，保持穩(wěn)定。在每個(gè)實(shí)施方案中，第二位置的每一個(gè)包括配置成以單一取向接受試劑固定器的機(jī)械鍵。在圖5中，顯示的是，試劑固定器水平滑動(dòng)到垂直定向的槽中，每一固定器一個(gè)，位于所述支架中。在這樣一個(gè)實(shí)施方案中，固定器上的連接元件的邊緣與槽上部中互補(bǔ)凹槽嚙合。在圖8F，8G，和81中，顯示的是，試劑固定器可以經(jīng)由機(jī)械鍵與支架嚙合，所述機(jī)械鍵保持固定器穩(wěn)定并且在適當(dāng)位置。例如，機(jī)械鍵可以包括上升的或凹進(jìn)的部分，當(dāng)與試劑固定器的互補(bǔ)部分嚙合時(shí)，其容許試劑固定器搭鎖到第二位置中。在所示的實(shí)施方案還可以看到，試劑固定器具有第一末端和第二末端，并且機(jī)械鍵包括配置成與第一末端嚙合的第一特征，和配置成以試劑固定器不能插入錯(cuò)的路線周圍的方式與第二末端嚙合的第二特征。
[0140]在某些實(shí)施方案中，試劑固定器各自鎖定在支架中的位置，諸如用凸輪鎖定機(jī)構(gòu)，將其認(rèn)定為音頻地和/或物理地鎖定，或諸如用機(jī)械鍵。所述支架可以如此配置以便當(dāng)定位在它之中時(shí)，使用本文所進(jìn)一步描述的液體分配器，固定器對(duì)準(zhǔn)適當(dāng)?shù)囊埔汗芪^傳感器(pick up)。而且,每個(gè)通道的第二位置可以足夠深以容納一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭,諸如包含在移液管吸頭套中。[0141]在某些實(shí)施方案中，將支架配置成接受單獨(dú)樣品管802中的樣品，各自鄰近于相應(yīng)的固定器804安裝，例如在支架800的一側(cè)。樣品管可以通向樣品標(biāo)識(shí)檢驗(yàn)器諸如條形碼閱讀器，如本文所進(jìn)一步描述。在圖5中，通過(guò)圓柱狀接受元件將樣品管保持在它的底部。在圖7中，顯示的是，樣品管可以保持在它的頂部和底部，諸如通過(guò)配置成接受樣品管底部的凹進(jìn)部分803，和配置成保持樣品管上部的孔805。所述孔可以是環(huán)或開放的環(huán)，或金屬片中的孔。凹進(jìn)部分可以如圖7，其中它是金屬外殼的成角度的片，其具有足夠大的孔以容納樣品管。
[0142]支架可以設(shè)計(jì)成這樣，以便可以將它容易地從裝置除去并運(yùn)送到和離開裝置以外的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，諸如臺(tái)，和所述裝置，例如，容許容易地將樣品管和試劑固定器裝載到支架中。在某些實(shí)施方案中，將支架設(shè)計(jì)成穩(wěn)定在水平表面上，并且不容易在運(yùn)輸期間傾倒，并且，為了這個(gè)目的，所述支架具有一個(gè)或多個(gè)(諸如2，3，4，6，8)足809。在某些實(shí)施方案中，所述支架具有手柄806以容易提起和移動(dòng)，并且如圖5中所示，手柄可以被鎖定到垂直位置中，在運(yùn)輸期間，同樣減少支架被傾倒的風(fēng)險(xiǎn)。手柄可以任選在它的中間具有軟性?shī)A808。在圖7的實(shí)施方案中，當(dāng)裝載時(shí)運(yùn)輸手柄圍繞從通過(guò)所述支架重心的軸移位的軸定位，并且在它的自重下自由下降到與所述支架上表面平齊的位置。
[0143]圖5的實(shí)施方案具有金屬底部元件810，其具有4個(gè)足811，當(dāng)將所述支架插入到裝置的專用部分時(shí)，所述足811也用作位置定位器。將手柄連接到底部元件。接受樣品和固定器的支架812的部分可以由塑料制成，并且包括12個(gè)槽，并且可以是一次性的。
[0144]在圖7的實(shí)施方案中，所述支架包括:外殼；所述外殼中的多個(gè)通道，并且其中所述多個(gè)通道的每個(gè)通道包括:配置成接受樣品管的第一位置；和配置成接受試劑固定器的第二位置；和互補(bǔ)于診斷裝置的接受隔室的記錄元件。一般地，所述外殼由金屬諸如鋁制成，其可以是輕的，但是也可以機(jī)械加工到高容差(high tolerance),并且是足夠堅(jiān)固的以保證支架在位于診斷裝置 中時(shí)保持穩(wěn)定。圖7中的記錄元件包括四(4)個(gè)精密容差栓(tight tolerance peg) 815,每一支架角定位一個(gè)。這樣的栓是這樣的，以便它們緊貼并且緊密地配合到所述裝置的接受隔室的互補(bǔ)孔中并且因此穩(wěn)定所述支架。例如，具有2或3，或大于4個(gè)這樣的栓的其它實(shí)施方案符合本文中的實(shí)施方案。
[0145]特別是，圖7的實(shí)施方案中的外殼包括水平元件821，和連接到水平元件的兩個(gè)或多個(gè)垂直元件822，并且是這樣的，以便每個(gè)各自通道的第二位置是水平元件之內(nèi)的凹進(jìn)部分。圖7的實(shí)施方案中的兩個(gè)或多個(gè)垂直元件809配置成容許支架在其上自由站立。所述外殼可以進(jìn)一步包括兩個(gè)或多個(gè)足或支座，對(duì)稱地連接到第一和第二垂直元件并且當(dāng)定位在實(shí)驗(yàn)臺(tái)頂部時(shí)給予所述支架另外的穩(wěn)定性。
[0146]而且，在圖7的實(shí)施方案中，外殼進(jìn)一步包括多個(gè)間隔元件825，每個(gè)配置在一對(duì)鄰近的通道之間。任選地，這樣的間隔元件可以垂直配置在所述通道之間。
[0147]雖然未顯示在圖中，但是支架可以進(jìn)一步包括與每個(gè)通道連接的通道標(biāo)識(shí)符。通道標(biāo)識(shí)符可以是永久的或臨時(shí)的標(biāo)記諸如唯一數(shù)字或字母，或可以是RFID，或條形碼，或可以是對(duì)于特定通道是唯一的有色標(biāo)簽。
[0148]將支架配置成這樣以便它可以容易地放置在儀器中的適當(dāng)位置，并且給予使用者正反饋，諸如音頻地或物理地，它是正確放置的。在某些實(shí)施方案中，所述支架可以是鎖定到位置中。合乎需要的是，支架是正確定位的，并且不容許在其后移動(dòng)，以便液體分配器的移動(dòng)不會(huì)在液體操作期間被破壞。所述支架因此具有記錄元件以保證正確定位。在圖7的實(shí)施方案中，所述記錄元件包括兩個(gè)或多個(gè)定位銷，其配置成保證所述支架僅可以以單一取向放置在所述診斷裝置中；并且當(dāng)放置在所述診斷裝置中時(shí)為所述支架提供穩(wěn)定性。圖
7的實(shí)施方案任選具有傳感器執(zhí)行器817，將其配置成指示診斷裝置中支架的正確放置。這樣一種傳感器可以與處理器980通信以便為使用者提供警告，諸如聽得見的警告，或經(jīng)由接口傳遞的視覺(jué)警告，如果所述支架沒(méi)有正確就位的話。也可以將它配置成如果檢測(cè)到就位誤差則防止樣品制備過(guò)程啟動(dòng)或持續(xù)。
[0149]在某些實(shí)施方案中，多種固定器中的處理管位置周圍的支架內(nèi)部被配置成具有用于本文中所進(jìn)一步描述的加熱器組件和/或磁性分離器的間隙。例如，所述支架配置成這樣，以便單獨(dú)固定器的處理室被本文中進(jìn)一步描述的加熱器組件中的加熱器單元接受。
[0150]在前一個(gè)樣品支架正在被裝置制備時(shí)，具有可移動(dòng)的支架可以使使用者能夠保持下一個(gè)支架用樣品裝載并且成直線，以便使裝置使用時(shí)間最大化。
[0151]在任何樣品溢出它或僅作為實(shí)驗(yàn)室物品常規(guī)維護(hù)的情況下，還可以方便地在儀器外清潔支架。
[0152]在某些實(shí)施方案中，所述支架具有一個(gè)或多個(gè)一次性的部分。
[0153]固定器
[0154]圖1OA和IOB顯示 本文中進(jìn)一步描述的例舉性固定器501的視圖。圖11顯示另一個(gè)例舉性固定器502的平面圖，如本文中所進(jìn)一步描述。圖12A顯示透視圖形式的例舉性固定器503，并且圖12B顯示橫截面視圖形式的相同固定器。圖12C顯示與圖12A和12B相同的固定器的剖面圖。現(xiàn)在描述全部這些例舉性固定器，以及與本文中書面說(shuō)明一致的其它的固定器，雖然未顯示為具體的實(shí)施方案。
[0155]圖10A，10B，11，12A，12B，和12C中顯示的例舉性固定器可以各自稱為“組合的一次性條”，或“組合條”，因?yàn)橐庥麑⑺鼈冇米鲉我粏卧?，所述單一單元配置成保持為?zhí)行樣品制備所必需的全部試劑和貯器，并且因?yàn)閷⑺鼈円詶l的形式布置。與本文中的描述一致的是，雖然預(yù)期多個(gè)貯器的其它幾何排列，以便所述說(shuō)明不局限于直線的、或條狀的排列，但是可以包括圓形或格柵排列。
[0156]將包含在所述固定器中的一些試劑提供為液體，并且其它的可以提供為固體。在一些實(shí)施方案中，不同類型的容器或管用于儲(chǔ)存來(lái)自儲(chǔ)存固體的那些容器或管的液體。
[0157]所述固定器可以是一次性的，諸如設(shè)計(jì)用于單一應(yīng)用，隨后將它丟棄。
[0158]固定器一般由塑料諸如聚丙烯制成。所述塑料是這樣的，以便它具有一些柔性以促進(jìn)放置到支架中，如本文中所進(jìn)一步描述。然而，塑料一般是剛性的，以便固定器不會(huì)在它的自重下顯著下垂或彎曲并且在常規(guī)操作和運(yùn)輸期間不容易變形，并且因而不會(huì)容許試劑從它泄漏出。
[0159]固定器包括連接元件510，其具有一個(gè)或多個(gè)特征，如下。連接元件510用于將固定器的多個(gè)元件連接在一起。連接元件510具有上側(cè)512以及，相對(duì)于所述上側(cè)的下側(cè)514。在圖1OB中，顯示下側(cè)514的視圖，具有將連接元件邊緣與多個(gè)插孔、處理管、和試劑管連接的多個(gè)支柱597。支柱597是任選的，并且可以全部或部分省略，或可以由使固定器維持在一起的其它零件部分或全部代替。
[0160]所述固定器配置成包括:固定到連接元件并且具有位于所述連接元件中的孔522的處理管520 ;至少一個(gè)插孔530，位于所述連接元件中，所述插孔配置成接受一次性的移液管吸頭580 ;配置在連接元件的下側(cè)的兩個(gè)或多個(gè)試劑管540，每一試劑管具有位于連接元件中的入口孔542 ;和一個(gè)或多個(gè)貯器550，位于連接元件中，其中所述一個(gè)或多個(gè)貯器各自配置成接受從連接元件上側(cè)512插入的互補(bǔ)容器諸如試劑管(未顯示)。
[0161]固定器一般是這樣的，以便所述連接元件、處理管、和兩個(gè)或多個(gè)試劑管由單一部件制成，諸如聚丙烯的部件。
[0162]固定器也一般是這樣的，以便至少所述處理管和所述兩個(gè)或多個(gè)試劑管是半透明的。
[0163]一個(gè)或多個(gè)貯器550配置成接受試劑管，所述試劑管分別含有足夠量的一種或多種典型地是固態(tài)，諸如凍干形式的試劑，用于進(jìn)行從與固定器相聯(lián)的樣品提取核酸。貯器可以全部是相同尺寸和形狀，或可以是相互不同的尺寸和形狀。貯器550顯示為具有開放的底部，但不限于這樣的形態(tài)，并且可以是閉合的，不同于連接元件510上側(cè)中的入口 552。優(yōu)選地，貯器550配置成接受在實(shí)驗(yàn)室分析領(lǐng)域通常使用的容器，或適合地配置供本文中固定器所用的容器。所述容器一般是與固定器分開儲(chǔ)存的以促進(jìn)樣品操作，因?yàn)楣腆w試劑通常需要不同于液體試劑的儲(chǔ)存條件。特別是，許多固體試劑可以是非常水分敏感的。
[0164]含有不同試劑的搭鎖式(snapped-1n)試劑管可以是不同的顏色，或顏色編碼的，用于被使用者容易地鑒別。例如，它們可以由不同顏色的材料制成，諸如著色塑料，或可以在它們之上具有一些種類的識(shí)別標(biāo)簽，諸如有色條紋或點(diǎn)。它們也可以具有印刷在側(cè)面的標(biāo)記，和/或可以在頂部上的密封層上具有標(biāo)識(shí)符諸如條形碼。
[0165]被貯器550接受的容器554可以備選地是固定器的集成部分并且可以是與廢料室和/或試劑管相同類型的容器，或可以是與此不同的。
[0166]在一個(gè)實(shí)施方案中，配置在忙器550 (例如，顯不在圖12A和12C中)的含有凍干試劑的容器554是0.3ml管，已經(jīng)將其進(jìn)一步配置成在它們的各自底部?jī)?nèi)表面具有星形圖案(見圖13A和13B)。這是這樣的，`當(dāng)流體已經(jīng)加入到凍干試劑(其在初始包裝中是干的)時(shí)，在核酸提取過(guò)程期間，移液管吸頭可以在所述管中降到最低點(diǎn)，并且仍能從所述管收回幾乎全部流體，如圖14所示。星形圖案的設(shè)計(jì)進(jìn)一步描述在本文中其它地方。
[0167]試劑管，諸如含有凍干試劑，可以被金屬箔諸如鋁箔密封在它們的頂部，沒(méi)有塑料襯里層，如本文中所進(jìn)一步描述。
[0168]實(shí)施方案501，502，和503被顯示配置有廢料室560，其在連接元件的上側(cè)具有入口孔562。廢料室560是任選的，并且，在它存在的實(shí)施方案中，被配置成接受用過(guò)的液體試劑。在其它實(shí)施方案中，其中它是不存在的，用過(guò)的液體試劑可以被傳遞到固定器以外的位置并且在所述位置被拋掉，諸如，例如，包含正在分析其含量的最初樣品的樣品管。廢料室560顯示為包括另外兩個(gè)或多個(gè)試劑管540的組件的部分。應(yīng)當(dāng)理解，例如，為了制造方便起見，進(jìn)行這樣一種安排；廢料室的其它定位是可以的，如這樣的實(shí)施方案，其中廢料室鄰近試劑管，而不是經(jīng)由與連接元件不同的方式連接到它。
[0169]固定器一般是這樣的，以便連接元件、處理管、兩個(gè)或多個(gè)試劑管，和廢料室(如果存在)是由單一部件制成的，是由諸如聚丙烯的材料制成的。
[0170]實(shí)施方案501和503顯不具有移液管套570。這是本文所描述的固定器的任選兀件。它可以被永久地或可移動(dòng)地固定到連接元件510，或可以形成例如模塑為所述固定器的單一部件組件的一部分。例如，圖12C中固定器503的剖視圖在可移動(dòng)的移液管套570的上表面上顯示柄狀連接574，其與連接元件510的下側(cè)514中互補(bǔ)的凹進(jìn)部分或孔嚙合。其它連接構(gòu)造是可以的。當(dāng)移液管吸頭安置在至少一個(gè)插孔中時(shí)，移液管套570 —般配置成圍繞至少一個(gè)插孔和吸頭以及移液管吸頭的下部部分。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)插孔包括四個(gè)插孔。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)插孔包括兩個(gè)，三個(gè)，五個(gè)，或六個(gè)插孔。
[0171]移液管套570 —般被配置成具有底部576和配置在底部和連接元件之間的有壁部分578。移液管套570可以另外并且任選在壁578中或在底部576中具有一個(gè)或多個(gè)切斷部分572。這樣的切斷提供移液管吸頭的通氣并且減少固定器制造中使用的材料總量。實(shí)施方案503具有沒(méi)有這樣的切斷的移液管套。在實(shí)施方案501中，這樣一種切斷顯示為所述套上部中的等腰三角形；一個(gè)類似形狀的切斷可以在套的相對(duì)側(cè)中的相應(yīng)位置發(fā)現(xiàn)，從圖1OA中的視圖看是不明亮的。其它切斷可以具有其它三角形形狀，圓形的，橢圓形的，正方形的，長(zhǎng)方形的，或其它多邊形的或無(wú)規(guī)律的形狀，并且可以在數(shù)目上是數(shù)個(gè)，諸如許多。移液管套570的壁578也可以具有篩目或框架狀結(jié)構(gòu)，其具有開孔或間隙。在具有移液管套的實(shí)施方案中，套的用途是從使用過(guò)的移液管吸頭收集液滴，并且因此防止跨樣品污染，所述跨樣品污染來(lái)自在類似位置的一個(gè)固定器到另一個(gè)固定器的使用，和/或?qū)τ谒龉潭ㄆ魑挥谄渲械娜魏沃沃Ъ艿目鐦悠肺廴?。然后，典型地，底?76是實(shí)心的和碗形的(凹面)以便液滴保持在它之內(nèi)。沒(méi)有移液管套的實(shí)施方案諸如502可以使用，例如，液滴盤或排水出口，適合地放置在位于一個(gè)或多個(gè)插孔中的移液管吸頭之下，用于相同的用途。除收集液滴之外，當(dāng)在一些液體處理步驟之前或之后，吸頭被拾取和/或落下時(shí)，移液管吸頭套防止或抑制其它試劑固定器的吸頭-諸如在支架中鄰近于目的一個(gè)定位的那些，如本文中進(jìn)一步描述-免于相互接觸。鄰近的固定器中吸頭之間的接觸一般不被，例如，控制固定器上的樣品處理平行的自動(dòng)分配頭所預(yù)期，但是長(zhǎng)的移液管吸頭可以容易地接觸附近條中的吸頭，條件是當(dāng)落下所述吸頭時(shí)角度稍微偏離垂直。
[0172]實(shí)施方案501，502，和503的固定器全部具有連接元件，所述連接元件是這樣配置的，以便至少一個(gè)插孔，一`個(gè)或多個(gè)貯器，和處理管的各自的孔，以及兩個(gè)或多個(gè)試劑管，全部相對(duì)于彼此成直線排列(即，它們的中點(diǎn)位于相同軸上)。然而，本文中的固定器不局限于貯器、廢料室、處理管、插孔、以及試劑管的特定構(gòu)造。例如，如果一些孔相對(duì)于彼此交錯(cuò)并且占據(jù)“軸外的”位置，固定器可以制成更短的。多種貯器等也不需要相對(duì)于彼此占據(jù)相同位置，如圖12A和12B中所示，其中配置處理管大約在接近固定器的中央，液體試劑儲(chǔ)存在在處理管的一側(cè)上安裝的貯器中，并且保持固體試劑的貯器安裝在所述處理管的另一側(cè)上。因而，在圖10A、10B、和11中，處理管是在連接元件的一端上，并且移液管套在另一端，在內(nèi)部位置中，鄰近于廢料室和兩個(gè)或多個(gè)試劑管。其它的配置是可以的，諸如將處理管安裝在固定器的一端，將處理管鄰近移液管吸頭和移液管吸頭套(如本文進(jìn)一步所描述)安裝，并且將廢料管鄰近所述處理管安裝。應(yīng)當(dāng)理解，固定器的多個(gè)部分的備選構(gòu)造僅引起形式變化，并且可以容納在所描述的裝置的其它變體內(nèi)，包括但不限于用于液體分配移液管頭、加熱器組件、和磁性分離器的備選指令集，如本文所進(jìn)一步描述。
[0173]處理管520還可以是搭鎖式管，而不是集成部件的一部分。處理管520典型地用于在樣品制備期間發(fā)生的多種混合和反應(yīng)過(guò)程。例如，細(xì)胞溶解作用可以發(fā)生在處理管520中，這可以提取核酸。然后將處理管520有利地定位在總體上使涉及將液體傳遞到處理管520的移液管頭移動(dòng)操作最小化的位置。
[0174]試劑管540典型地配置成保持液體試劑,每管一種。例如,在實(shí)施方案501, 502,和503中，顯示分別含有洗滌緩沖液、釋放緩沖液、和中和緩沖液的三個(gè)試劑管，將其每一個(gè)用于樣品制備規(guī)程中。
[0175]保持液體或液體試劑的試劑管540可以用層壓材料結(jié)構(gòu)598密封。層壓材料結(jié)構(gòu)典型地具有熱密封層，塑料層諸如聚丙烯層，和金屬層諸如鋁箔，其中熱密封層鄰近一個(gè)或多個(gè)試劑管。在用于含有液體試劑的貯器的層壓材料中使用的另外的塑料膜典型地為了防止液體接觸所述鋁。
[0176]兩個(gè)層壓材料結(jié)構(gòu)的實(shí)施方案，它們的層結(jié)構(gòu)不同，顯示在圖15中。在兩個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)如此適用時(shí)，熱密封層602，例如由綰帶或具有低熔點(diǎn)的其它這樣的聚合物制成，是在底部，鄰近于固定器的頂部。塑料層604典型地在熱密封層頂部上，并且典型地由聚丙烯制成，具有10-50微米范圍內(nèi)的厚度。金屬層608典型地在塑料層頂部上，并且可以是用粘合劑層606結(jié)合到塑料層的鋁箔層，如圖15中第一實(shí)施方案，或可以是直接蒸發(fā)或?yàn)R散到塑料層上的位置中的金屬層。相應(yīng)層的例舉性厚度顯示在圖15中，其中應(yīng)當(dāng)理解，高達(dá)2倍厚度的變體與本文中的技術(shù)一致。特別是，在一個(gè)實(shí)施方案中，鋁箔是0.1-15微米厚，并且聚合物層是15-25微米厚。在另一個(gè)實(shí)施方案中，鋁是0.1-1微米厚，并且聚合物層是25-30微米厚。
[0177]本文中配置的層壓材料使更長(zhǎng)期儲(chǔ)存更容易，因?yàn)楣潭ㄆ靼芊鈨龈稍噭┮约懊芊庠诰o密鄰近中的液體的存在，這通常是難以實(shí)現(xiàn)的。
[0178]在一個(gè)實(shí)施方案中，試劑管的頂部具有斜面的邊緣以便當(dāng)鋁箔熱結(jié)合到頂部時(shí)，塑料熔化物不在管邊緣以外擴(kuò)展。這是有利的，因?yàn)?，如果塑料熔化物減小管的內(nèi)徑，則它將在操作期間導(dǎo)致影響移液管吸頭。在其它實(shí)施方案中，凸起的平面部分599促進(jìn)層壓材料598的施用和除去。在連接元件上側(cè)上的，并且圍繞通向試劑管的入口孔和任選廢料室的凸起表面599，是固定器的任選特征。
[0179]其中液體被移出的方式是這樣的，以便穿過(guò)所述箔的移液管吸頭撕穿，而不在移液管吸頭周圍產(chǎn)生密封，如圖16中。在移液期間吸頭周圍的這樣一種密封將是不利的，因?yàn)橐欢康目諝饬鲗?duì)于移液操作是合乎需要的。在該情況下，沒(méi)有產(chǎn)生密封，因?yàn)閷訅翰牧辖Y(jié)構(gòu)引起刺穿的箔停留在當(dāng)它被刺穿時(shí)開初采用的位置中。圖16中上面的五個(gè)版圖解了從用層壓材料密封的試劑管移出試劑，如本文所進(jìn)一步描述。在A，移液管吸頭在含有試劑707的試劑管上大約中央上定位。在B，將移液管吸頭降低，通?？煽氐亟档?，到試劑管中，并且在如此進(jìn)行中刺穿箔598。該區(qū)域的剖視圖顯示要在穿過(guò)試劑管的最寬部分與移液管吸頭接觸的刺穿的層壓材料邊緣。在C，將移液管吸頭稍微收回，使所述吸頭保持在試劑707的主體內(nèi)。剖視圖顯示，刺穿的箔已經(jīng)保持了當(dāng)它被刺穿并且移液管吸頭在試劑管之內(nèi)向下延伸到它的最深位置時(shí)它采用的構(gòu)造。在D，移液管吸頭吸收試劑707，當(dāng)越來(lái)越多的老年人經(jīng)歷這樣的測(cè)試時(shí)，可能改變它的高度。在E，將移液管吸頭從試劑管完全除去。
[0180]多種管和室的材料可以配置成具有至少內(nèi)表面平滑度和表面涂層以減少DNA及其它大分子結(jié)合到此。DNA的結(jié)合是不希望的，這是由于減少的靈敏性，這可能導(dǎo)致沒(méi)有收集在固定器表面上的DNA的隨后的檢測(cè)和分析。[0181]處理管也可以具有低結(jié)合表面，并且容許磁性珠容易地在內(nèi)壁上下滑動(dòng)，而不粘合到它。而且，它具有疏水性表面涂層，可以降低流體靜摩擦并且因此降低核酸及其它分子的結(jié)合。
[0182]在一些實(shí)施方案中，所述固定器包括記錄元件諸如機(jī)械鍵。典型地，這樣一種鍵是連接元件510的一部分。機(jī)械鍵確保固定器被互補(bǔ)元件接受在，例如，裝置的支撐支架或接受隔室中，其控制對(duì)于固定器中試劑的移液操作。機(jī)械鍵通常是特定形狀的切斷(cutout)，其匹配接受裝置的相應(yīng)切斷或凸出物。因而，實(shí)施方案501具有機(jī)械鍵592，其在連接元件的一端上包括一對(duì)長(zhǎng)方形形狀的切斷。這個(gè)所示的特征另外提供接頭，當(dāng)將固定器插入到支架或另一個(gè)裝置中并且除去時(shí)，通過(guò)所述接頭使用者可以得到適合的柄(purchase)。實(shí)施方案501和502在連接元件510的另一端也具有機(jī)械鍵590。鍵590是成角度的切斷，其容易將固定器插入到支架中，并且當(dāng)鄰接配置成接受固定器的凹進(jìn)區(qū)域中的互補(bǔ)的成角度的切斷時(shí)，在其中確保良好記錄。當(dāng)然，機(jī)械鍵的其它變體與本文中的描述一致:例如，彎曲的切斷，或多種組合的凹口或凸出物全部將促進(jìn)固定器的可靠記錄。
[0183]在一些實(shí)施方案中，在圖10A，10B，11，或12A-C中未顯示，固定器還包括固定到連接元件的標(biāo)識(shí)符。所述標(biāo)識(shí)符可以是標(biāo)記，諸如可書寫的標(biāo)記，條形碼，2維條形碼，或RFID標(biāo)簽。例如，標(biāo)識(shí)符可以為了快速顯示什么組合的試劑存在于固定器中，并且，因而，它需要什么類型的樣品制備規(guī)程。標(biāo)識(shí)符也可以表明，固定器制造的批次，用于質(zhì)量控制或保持記錄的用途。標(biāo)識(shí)符也可以容許使用者將特定的固定器與特定的樣品匹配。
[0184]也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是與本文中的描述一致的是，固定器另外可以配置成將樣品接受諸如在樣品管中。因而，本文中其它地方描述的實(shí)施方案中，支架以這樣一種方式接受一定數(shù)目的樣品管，和一定數(shù)目的相應(yīng)固定器，所述方式是，樣品管和固定器可以分開地并且獨(dú)立地相互裝載。然而，在其它實(shí) 施方案中，固定器可以配置成還將樣品接受，例如在樣品管中。并且因而，將互補(bǔ)支架配置成接受一定數(shù)目的固定器，其中每個(gè)固定器具有樣品以及試劑及其它物品。在這樣一個(gè)實(shí)施方案中，配置所述固定器以便樣品可用于樣品鑒定檢驗(yàn)器。
[0185]試劑盒
[0186]本文所描述的固定器可以提供在密封袋中，以減少空氣和水分與固定器中的試劑進(jìn)行接觸的機(jī)會(huì)。這樣一種密封袋可以含有本文所描述的一個(gè)或多個(gè)固定器，諸如2，4，6，8，10，12，16，20，或 24 個(gè)固定器。
[0187]還可以將固定器提供為用于進(jìn)行樣品制備的試劑盒的一部分，其中所述試劑盒包括含有本文所描述的一個(gè)或多個(gè)固定器的第一袋，每一固定器配置有用于例如溶胞、洗滌、和釋放的液體試劑，和具有惰性氣氛內(nèi)部的第二袋，和含有凍干PCR試劑的一個(gè)或多個(gè)試劑管，如圖17所示。這樣的試劑盒還可以配置成提供多個(gè)樣品的分析，并且含有足夠的PCR試劑(或其它的擴(kuò)增試劑，例如用于RT-PCR，轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)擴(kuò)增，鏈替代擴(kuò)增，NASBA，解旋酶依賴的擴(kuò)增，及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟悉的其它，及本文所描述的其它)以處理這樣的樣品，和一定數(shù)目的單獨(dú)固定器諸如2，4，6，8，10，12，16，20，或24個(gè)固定器。
[0188]試劑管
[0189]如本文中其它地方所參考，含有凍干試劑的容器554是0.3ml管，其已經(jīng)在它們的相應(yīng)底部?jī)?nèi)部表面上另外配置成具有星形狀的或星形圖案(見圖13A和13B)。用于本文中用途的以及用于本文中沒(méi)有描述的其它用途的其它的管，可以類似地配置。因而，例如，由星形狀圖案提供的益處還出現(xiàn)在含有直接從管中移液的液體樣品的試劑管(以及出現(xiàn)在最初保持固體的那些管，所述固體在移液之前構(gòu)成液態(tài))。將受益于這樣的星形狀圖案的其它尺寸的管具有例如0.1ml到0.65ml范圍內(nèi)的尺寸。
[0190]星形狀圖案確保，當(dāng)流體從所述管取出時(shí)，移液管吸頭可以在所述管中降至低點(diǎn)，并且仍能從所述管取出全部或幾乎全部流體，如圖14所示。這是重要的，因?yàn)?，?dāng)用這樣小的體積工作時(shí)，并且當(dāng)靶DNA可能以非常少的拷貝存在時(shí)，由于移液不完全造成的樣品損失將被最小化到每一可能的程度。
[0191]星形狀圖案的設(shè)計(jì)是重要的，特別是當(dāng)用于回收臨床樣品中以非常小數(shù)量存在的DNA/RNA時(shí)。當(dāng)在移液管降至管底部的情況下使用時(shí)，星形圖案應(yīng)當(dāng)可以移取大部分液體(殘留體積< I微升)。另外，星形圖案應(yīng)該設(shè)計(jì)成使表面積以及盡頭凹槽最小化，所述表面積和盡頭凹槽趨向于具有兩個(gè)不符合要求的效果-截留液體以及增加不符合要求的多核苷酸被吸附的保留。
[0192]現(xiàn)在描述圖14，如下。圖14具有一定數(shù)目的版，A-G，按順序各自表示移液操作的階段。在A，含有液體2211(諸如緩沖溶液)的移液管吸頭2210，直接或大約定位在試劑管2200的中心上。所述管含有一定數(shù)目的凍干小球2212，并且被層2214諸如箔密封。所述箔可以熱密封到所述管的頂部上。雖然層壓材料層，如本文所進(jìn)一步描述的，可以放置在試劑管上，典型地，鋁箔層是足夠的，其中管內(nèi)容物是固體，例如，凍干的試劑。在一些實(shí)施方案中，試劑管的頂部具有斜面邊緣以減少在管頂部上的箔的熱密封期間管頂部邊緣的擴(kuò)張。所述管可以另外包括可識(shí)別的編碼，諸如頂部上的1-D或2-D條形碼。這樣的編碼可用于識(shí)別儲(chǔ)存在其中的試劑組成，和/或用于制備其的批數(shù)目，和/或有效期限。編碼可以用例如噴墨打印機(jī)或傳輸打印機(jī)印刷上。
[0193]顯示管2200底部?jī)?nèi)表面上的星形圖案2203。在B，降低移液管吸頭，刺穿密封2214，并且引入到顆粒2212以上的位置中。在C，液體2211從移液管吸頭排放到顆粒上，溶解所述顆粒，如在D所示 。在顆粒完全溶解以后，形成溶液2218，將移液管吸頭降低到它與星形圖案2203接觸的位置。在E，致使移液管吸頭吸取溶液2218，并且在F，所述吸頭可以任選將溶液向后排放到管中。可以依照要求重復(fù)步驟E和F以促進(jìn)凍干成分溶解并混合到溶液中。在步驟G，在吸取與實(shí)際進(jìn)入移液管吸頭一樣多的溶液2218以后，將移液管吸頭從所述管收回。理想地，在G，100體積％的溶液2218被吸取進(jìn)入到移液管吸頭。在其它實(shí)施方案中，并且根據(jù)溶液2218的屬性，吸取至少99體積％的溶液。在其它的實(shí)施方案中，吸取至少98 %，至少97 %，至少96 %，至少95 %，和至少90 %按體積計(jì)的溶液。
[0194]星形或星形狀圖案的設(shè)計(jì)可以優(yōu)化以使通過(guò)在達(dá)到最低點(diǎn)的移液管諸如plOOO移液管和星形圖案之間的間隙的液體流速最大化，并且進(jìn)一步描述在2007年7月13日提出的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)60/959，437中，通過(guò)參考結(jié)合于此。應(yīng)當(dāng)理解，雖然本文中描述涉及一般在生物樣品的樣品制備中使用的移液管和移液管吸頭，但是設(shè)計(jì)的原則和詳細(xì)方面適用于其它類型的移液管和移液管吸頭，并且可以如此適應(yīng)。
[0195]圖13A顯示具有側(cè)壁2201和底部2202的試劑管2200的橫截面透視圖。底部的內(nèi)表面2204是可見的。星形狀切斷2203局部顯示為三個(gè)在頂端的凹槽。
[0196]一般地，星形狀圖案作為管下部?jī)?nèi)表面上的凸起部分存在。因而，在試劑管制造期間，諸如通過(guò)注射模塑，塑模的外部部分是限定所述管的外部形狀的空腔。所述管的內(nèi)部形狀由與所述外部部分塑模同心定位的塑模形成，并且具有從它的尖端銑出的星形狀結(jié)構(gòu)。因而，當(dāng)液體塑料注入到塑模的兩個(gè)部分之間的空間中時(shí)，星形狀形成為所述管底部?jī)?nèi)表面上的凸起部分。
[0197]圖13B中以平面圖顯示的例舉性星形圖案2203類似“船的輪”并且包括中心2209，在中心2209上居中的圓形環(huán)2207，和8個(gè)配置為徑向凹槽2205的徑向部分。每個(gè)凹槽在中心2209交會(huì)另一個(gè)凹槽,并且具有徑向末端,也稱為頂點(diǎn)(apex)或最高點(diǎn)(vertex)。星形圖案2203具有8個(gè)凹槽，但是應(yīng)當(dāng)理解，具有更少或更大數(shù)目凹槽的星形圖案，諸如3，4，6，10，或12，將與本文中的設(shè)計(jì)一致。星形的凹槽數(shù)目應(yīng)當(dāng)是與有效液體移液相容的最小值，并且還足夠地間隔開，以便不截留在液體操作應(yīng)用中使用的移液管吸頭的任何一個(gè)吸頭。
[0198]中心2209 —般地與試劑管2200的底部幾何中心符合地定位。所述管一般在橫截面上是圓形的，所以識(shí)別它的中心(例如，在兩個(gè)直徑的交叉點(diǎn))通常是簡(jiǎn)單的。中心2209可以比圖13B中顯示的更大，諸如可以是圓形切斷或凸起部分，其在直徑上超過(guò)由凹槽2205的交會(huì)點(diǎn)形成的區(qū)域。
[0199]環(huán)2207是星形狀圖案2203的任選特征。一般地，環(huán)2207在中心2209周圍居中，并且一般地它還具有對(duì)應(yīng)于移液管吸頭下表面的尺寸。因而，當(dāng)移液管吸頭在試劑管2200底部“達(dá)到最低點(diǎn)”時(shí)，移液管吸頭底部安放以與環(huán)2207接觸。因而環(huán)2207優(yōu)選是切斷的或凹進(jìn)的特征，這可以容納移液管吸頭并且?guī)椭龑?dǎo)它在所述管的底部中央定位。在其它實(shí)施方案中，存在一個(gè)以上，諸如2，3，或4個(gè)同心環(huán)2207。
[0200]將星形圖案配置成具有得到流體從試劑管進(jìn)入適合定位的移液管吸頭的最佳流速的尺寸。星形圖案顯示在圖13B中，在直徑上顯著小于所述管在`它的最寬點(diǎn)的直徑。在多個(gè)實(shí)施方案中，星形圖案的直徑(從中心2209到凹槽2205頂點(diǎn)測(cè)量)可以是試劑管直徑的5-20%，或試劑管直徑的10-25%，或試劑管直徑的15-30%，或試劑管直徑的20-40 %，或試劑管直徑的25-50%，或試劑管直徑的30-50%，或試劑管直徑的40-60%，或試劑管直徑的50-75%，或試劑管直徑的65-90%。
[0201]因而凹槽2205被凸紋分開(占據(jù)鄰近凹槽之間的空間)。在顯示的實(shí)施方案中，凹槽比它們之間的間隙更窄(占據(jù)較小的徑向角度)。在其它實(shí)施方案中，凹槽可以比它們之間的間隙成比例地更寬。在這樣的實(shí)施方案中，可以更適合將它們描述為具有凸紋而不是凹槽。在其它實(shí)施方案中，將它們分開的凹槽和凸紋在距離中心的每個(gè)徑向距離具有相等寬度。
[0202]形成星形頂點(diǎn)的凹槽可以在它們的下表面是圓形的，諸如在橫截面上是半圓形的，但是一般是V-形的。它們也可以在橫截面上是梯形的，諸如具有比底部更寬的上部，其是平面的，上部和底部由傾斜壁連接。
[0203]在一些實(shí)施方案中，為了容易制造，凹槽在所述管底部的相同水平上終止。因而，徑向末端全部配置在圓形的圓周上。在其它實(shí)施方案中，凹槽不全部在相同水平上終止。例如，凹槽可以備選地在不同水平上終止，并且因而所述末端備選地配置在兩個(gè)圓形的相應(yīng)圓周上，所述兩個(gè)圓形在空間上占據(jù)相互不同的平面。
[0204]凹槽2205在圖13B中顯示為具有相等長(zhǎng)度(如從中心2209到頂點(diǎn)測(cè)量)。這不必如此。在備選實(shí)施方案中，凹槽可以具有相互不同的長(zhǎng)度，例如，作為改變的凹槽上改變的長(zhǎng)度，其中存在偶數(shù)的凹槽。而且，頂點(diǎn)可以是圓的，而不是突出的。[0205]一般地，凹槽在寬度和深度上從中心2209均勻變細(xì)到每個(gè)相應(yīng)的頂點(diǎn)。其它的構(gòu)造仍是可能的，諸如一種凹槽，所述凹槽把恒定寬度或深度進(jìn)行到特定的徑向程度，諸如它的長(zhǎng)度的30-60%，然后對(duì)著它的頂點(diǎn)變窄或變淺。備選地，凹槽可以在中心2209開始變窄，在接近它的長(zhǎng)度中點(diǎn)變寬到最寬區(qū)域，然后對(duì)著它的頂點(diǎn)變窄。其它的可能性，不是本文所描述的，是與星形圖案一致的。
[0206]在0.3ml管中，在它的最寬點(diǎn)的每個(gè)凹槽2205的寬度一般是大約50微米，并且所述寬度一般地從最寬點(diǎn)均勻變細(xì)，最接近于或在中心2209，達(dá)到頂點(diǎn)。
[0207]在0.3ml管中，凹槽在最深點(diǎn)的深度一般是大約25_50微米并且深度一般地從最深點(diǎn)逐漸減少，最接近于或在中心2209,達(dá)到頂點(diǎn)。
[0208]在0.3ml管中，由凹槽形成的星形半徑，如從中心2209到頂點(diǎn)的最短距離測(cè)量，一般是大約0.5mm,但是可以是0.1-1mm,或0.3_2mm。
[0209]在另一個(gè)實(shí)施方案中，在0.3ml管中，凹槽應(yīng)該是修圓的并且小于100微米深，或小于50微米深，或小于25微米深。
[0210]星形圖案一般具有對(duì)稱旋轉(zhuǎn)軸，所述軸垂直于所述管底部并且通過(guò)中心2209配置，以便凹槽對(duì)稱地配置在旋轉(zhuǎn)軸周圍。 這意味著，對(duì)于η個(gè)凹槽，圍繞中心的(轉(zhuǎn)動(dòng)的)軸的2 /n的旋轉(zhuǎn)可以使每個(gè)凹槽與鄰近它的凹槽符合。
[0211]圖13B中顯示的星形形狀不是限制性的，因?yàn)樗ㄒ欢〝?shù)目的放射狀配置的凹槽2205，和任選的環(huán)狀環(huán)2207?？梢允褂闷渌切涡螤畹膸缀涡螤?，并且，取決于制造的容易性，可以是優(yōu)選的。例如，可以簡(jiǎn)單地通過(guò)疊加兩個(gè)或多個(gè)多邊形產(chǎn)生星形，所述兩個(gè)或多個(gè)多邊形具有共同中心但是圍繞所述中心軸相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)地補(bǔ)償。(見，例如在互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)mathworld.wolfram.com/StarPolygon.html描述的“星形多邊形”。)產(chǎn)生星形形狀圖案的這樣的備選方式在本文中是可使用的。
[0212]液體分配器
[0213]在多個(gè)實(shí)施方案中，使用本文所進(jìn)一步描述的裝置制備在隨后診斷中使用的PCR-即用樣品，可以包括下列步驟的一個(gè)或多個(gè):將中和的多核苷酸樣品與包括聚合酶和多個(gè)核苷酸的PCR試劑混合物接觸(在一些實(shí)施方案中，PCR試劑混合物可以進(jìn)一步地包括正控制質(zhì)粒和對(duì)于至少一部分質(zhì)粒是選擇性的熒光雜交探針)；在一些實(shí)施方案中，PCR試劑混合物可以一個(gè)或多個(gè)凍干小球的形式存在，如儲(chǔ)存在固定器上的貯器中，并且所述方法可以進(jìn)一步包括將PCR小球與液體重構(gòu)以產(chǎn)生PCR試劑混合物溶液。多個(gè)，諸如一個(gè)或多個(gè)，與上述步驟有關(guān)的液體傳遞操作可以通過(guò)自動(dòng)移液管頭實(shí)現(xiàn)。
[0214]供本文中裝置使用的適合液體分配器包括:一個(gè)或多個(gè)傳感器；多支管；與所述多支管流體連通的一個(gè)或多個(gè)泵；與所述多支管流體連通的一個(gè)或多個(gè)分配頭；和從外部控制器接受電信號(hào)的電連接，其中所述液體分配器除了經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)泵以外，沒(méi)有用于流體的入口或出口。
[0215]例舉性液體分配器的橫截面視圖顯示在圖18中。將液體分配器配置成在兩個(gè)或多個(gè)固定器上同時(shí)進(jìn)行流體傳遞操作。如圖18所示，液體分配器2105可以安裝在具有三個(gè)平移自由度的臺(tái)架上。另外的實(shí)施方案可以包括具有少于三個(gè)平移自由度的臺(tái)架。安裝方式可以通過(guò)機(jī)械緊固諸如一個(gè)或多個(gè)螺釘，如圖18左手側(cè)所示。適合的臺(tái)架包括由編碼步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶驅(qū)動(dòng)滑片的三個(gè)軸。臺(tái)架滑片可以安裝在結(jié)構(gòu)角度鋁或其它同等的材料的框架上，特別是金屬或金屬合金。對(duì)準(zhǔn)X-和y_方向的滑片(分別地指向圖18的平面之外和之內(nèi))促進(jìn)臺(tái)架分別在跨越一系列固定器和在沿著給定固定器的方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0216]臺(tái)架的Z-軸可以與可變力的傳感器相聯(lián)，所述傳感器可以配置成在吸頭拾取和流體分配操作期間控制所述頭的垂直運(yùn)動(dòng)程度。如圖18中顯示，例如，移液管頭1803可以這樣安裝，以便針對(duì)所述頭向上作用的力可以通過(guò)所述頭和力傳感器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)傳感。例如，當(dāng)移液管頭1803針對(duì)在它下面的支架中一次性的移液管用力時(shí)，傳送向上的力引起頭1803圍繞樞軸位置2102扭轉(zhuǎn)，引起定位螺釘2104對(duì)著力傳感器擠壓。隨后，力傳感器與至少控制液體分配器的垂直運(yùn)動(dòng)的處理器或控制器通信，以便，因此，當(dāng)從力傳感器接受適當(dāng)?shù)男盘?hào)時(shí)，處理器或控制器可以發(fā)送指令以阻止液體分配器的垂直運(yùn)動(dòng)。本文中適合的例舉性力傳感器可以從Honeywell獲得；它的說(shuō)明顯示在本文的附錄中。圖18中顯示的力傳感器機(jī)構(gòu)是例舉性的并且在上拾取(up pick up)和流體分配操作期間許多可能的機(jī)構(gòu)的一種能控制所述頭。例如，作為力傳感器的備選方案，可以使用在與樣品管或試劑固定器接觸時(shí)傳感一個(gè)或多個(gè)分配頭垂直運(yùn)動(dòng)的中斷的失速傳感器。因此，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解，本文所描述的液體分配器不局限于圖18中顯示的具體機(jī)構(gòu)。
[0217]液體分配器還包括一定數(shù)目的獨(dú)立彈起的頭1803，其中每個(gè)頭配置成從固定器中一個(gè)或多個(gè)移液管吸頭接受移液管吸頭。液體分配器可以進(jìn)一步地配置成這樣，以便兩個(gè)頭不從相同固定器接受移液管吸頭。例如，圖19A-C描繪四個(gè)獨(dú)立彈起的頭1803，但是應(yīng)當(dāng)理解所述分配器不局限于該數(shù)目。例如，其它數(shù)目包括2，3，5，6，8，10，或12。而且，顯示獨(dú)立彈起的頭1803相互平行地排列，但是可以以其它排列配置。
[0218]液體分配器可以進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)控制的泵2100，其連接到具有相關(guān)計(jì)算機(jī)控制的閥門的分布多支管1802。分布多支管1802可以包括一定數(shù)目的閥門，諸如配置成控制通過(guò)移液管吸頭的空氣流的螺線管閥門1801:在例舉性實(shí)施方案中，存在兩個(gè)用于每個(gè)移液管的閥門，和一個(gè)排放所述泵的另外的閥門。因而，對(duì)于具有四個(gè)移液管頭的液體分配器，存在九個(gè)閥門。在另一個(gè)實(shí)施方案中，僅存在一個(gè)用于每個(gè)移液管的閥門，和排放所述泵的另外一個(gè)閥門。然而，分布多`支管不局限于精確包括九個(gè)螺線管閥門。
[0219]液體分配器進(jìn)一步配置成抽出或分配流體，連同分析或制備兩個(gè)或多個(gè)樣品的溶液。液體分配也配置成將液體分配到微觀流體盒中。另外，液體分配器配置成在單一操作中接受或分配1.0ml或更少的流體量,諸如在IOnl-1ml范圍內(nèi)的流體量。
[0220]液體分配器是這樣配置的，以便泵2100將空氣泵送進(jìn)入和離開分布多支管。分布多支管包括在一個(gè)或多個(gè)閥門中均勻分布空氣的微觀流體網(wǎng)絡(luò)。因而，通過(guò)控制空氣經(jīng)過(guò)多支管和多個(gè)閥門的流動(dòng)，可以改變移液管吸頭上的壓力，以便液體吸取到移液管吸頭中并且從移液管吸頭排出，所述移液管吸頭連接到相應(yīng)的移液管頭。以這種方法，沒(méi)有必要經(jīng)由空氣軟管供應(yīng)空氣到液體分配器。也不必要將液體管道提供到分配頭。而且，來(lái)自所述固定器的液體試劑或液體樣品不進(jìn)入液體分配器包括多支管的任何部分。這方面減少來(lái)自將空氣泡引入到樣品或液體試劑的復(fù)雜化。分布多支管的例舉性構(gòu)造顯示在圖20中。
[0221]如多個(gè)圖中所示，在Z-軸上下移動(dòng)的全部液體分配器是自包含的單元，其僅具有對(duì)于處理器或控制器的電連接，和對(duì)于臺(tái)架的機(jī)械連接。液體分配器的三維平移運(yùn)動(dòng)可以由微處理器諸如處理器980控制。流體操作管道不與分配器關(guān)聯(lián)。這設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化儀器裝配，使儀器污染和所述裝置的不同操作情況之間的樣品交叉污染最小化，增加泵送效率(最小的死體積)并且可以容易地維護(hù)和修復(fù)所述裝置。該安排也可以容易提高分配裝置中的特征，諸如單獨(dú)的和獨(dú)立的泵控制每個(gè)分配器，單獨(dú)的移液管連接或除去，能夠控制移液管的螺距(Pitch)等。
[0222]所述裝置的另一個(gè)方面涉及樣品鑒別檢驗(yàn)器，其配置成檢驗(yàn)所述數(shù)目的含有核酸的樣品的每一個(gè)的身份。這樣的樣品鑒別檢驗(yàn)器可以是光學(xué)字符閱讀器，條形碼閱讀器，或射頻標(biāo)簽閱讀器，或其它適合的閱讀器，如對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可獲得的。樣品鑒別檢驗(yàn)器可以安裝在所述臺(tái)架上，或連接到液體分配器以便它與液體分配器一致移動(dòng)。備選地，樣品鑒別檢驗(yàn)器可以獨(dú)立地安裝并且可以獨(dú)立于液體分配器移動(dòng)。在圖21和22中，例如，樣品鑒別檢驗(yàn)器1701是連接到液體分配器的條形碼閱讀器。條形碼掃描器1701的視場(chǎng)是非線性的，使它能夠檢測(cè)來(lái)自一次性的支架2302中條形碼臨床樣品管2301的由鏡子2300反射的光。條形碼掃描器閱讀臨床樣品管上的條形碼，因而識(shí)別樣品管的存在和細(xì)節(jié)。由于鏡子的使用，掃描器被配置成閱讀鏡像形式的條形碼(由此反射成正常形式)，或配置成閱讀正常條形碼的鏡像并且經(jīng)由計(jì)算機(jī)算法將所述鏡像轉(zhuǎn)化成未反射的形式。
[0223]樣品鑒別檢驗(yàn)器配置成將已經(jīng)檢測(cè)或閱讀的標(biāo)記細(xì)節(jié)通信到裝置中的處理器或控制器，因此容許樣品識(shí)別與診斷結(jié)果有關(guān)的信息及其它與樣品制備有關(guān)的信息，并且提取和擴(kuò)增其中的核酸。
[0224]在圖23中，定位樣品鑒別檢驗(yàn)器以從微觀流體盒閱讀標(biāo)記。
[0225]在某些實(shí)施方案中，液體分配器還可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器2001 (例如，紅外傳感器)，其每一個(gè)檢測(cè)支架中移液管吸頭的存在。在圖24中，例如，紅外傳感器2001可以具有相對(duì)于它放置的紅外發(fā)射器，并且一次性的移液管吸頭2000的存在妨礙發(fā)射器和檢測(cè)器之間的視線，由此可以測(cè)定移液管吸頭的存在或不存在。將處理移液管垂直于移液管剝離器-調(diào)準(zhǔn)板2003配置，如本文所進(jìn)一步描述。
[0226]液體分配器還可以連同機(jī)動(dòng)板運(yùn)行，所述機(jī)動(dòng)板配置成在將流體分配到微觀流體盒內(nèi)部期間剝離移液管并且調(diào)準(zhǔn)移液管，如本文所進(jìn)一步描述。
[0227]圖25A和25B顯示用于從如本文所進(jìn)一步描述的液體分配器剝離移液管吸頭的例舉性裝置。全部在相同螺距，將移液管吸頭調(diào)準(zhǔn)到固定器中相應(yīng)的插孔之上(移液管吸頭套上)。具有延長(zhǎng)孔的金屬板位于插孔上。移液管吸頭通過(guò)延長(zhǎng)孔部分方式向下插入到所述套中，并且金屬板以這樣一種方式向前移動(dòng)，所述方式是移液管吸頭被所述孔的延長(zhǎng)部分夾住。當(dāng)液體分配器向上移動(dòng)時(shí)，移液管吸頭變成與它們的相應(yīng)頭分開。當(dāng)金屬板隨后移動(dòng)回到它的初始位置時(shí)，移液管吸頭保持在它們的相應(yīng)插孔的位置。
[0228]加熱器組件和磁性分離器
[0229]例舉性加熱器組件1401的加熱器單元的橫截面視圖顯示在圖18中(右版)。加熱器組件包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立可控制的加熱器單元，每個(gè)包括一個(gè)加熱塊。在某些實(shí)施方案中，在加熱器組件中存在 2，3，4，5，6，8，10，12，16，20，24，25，30，32，36，40，48，或50 個(gè)加熱器單元。還有其它數(shù) 目的加熱器單元，諸如6至100之間任意數(shù)目，與本文中的描述一致。一個(gè)或多個(gè)加熱塊可以由單片金屬或其它材料制成，或可以相互獨(dú)立地制造并且相互獨(dú)立安裝或以一些方式相互連接。由此，術(shù)語(yǔ)加熱器組件指的是加熱器單元的集成，但是不需要加熱器單元或它們的相應(yīng)加熱塊直接或間接相互連接。加熱器組件可以這樣配置，以便每個(gè)加熱器單元獨(dú)立加熱一個(gè)或多個(gè)處理管1402的每一個(gè)，例如通過(guò)使一個(gè)或多個(gè)加熱塊的每一個(gè)是獨(dú)立可控制的，如本文所進(jìn)一步描述。在圖26的構(gòu)造中，加熱器組件包括一個(gè)或多個(gè)加熱塊1403，將其每一個(gè)配置成調(diào)準(zhǔn)并且將熱傳遞到處理管1402。使用條1408和一個(gè)或多個(gè)螺釘1407或其它粘合裝置，每個(gè)加熱塊1403可以任選固定并且連接到裝置的其余部分。該緊固機(jī)構(gòu)不局限于這樣一種構(gòu)造。
[0230]雖然一個(gè)加熱塊1403的橫截面視圖顯示在圖26中，應(yīng)當(dāng)理解，這與具有相互平行調(diào)準(zhǔn)的多個(gè)加熱塊一致，并且因此它們的幾何中點(diǎn)全部位于單一線性軸上，雖然它沒(méi)有如此限制在構(gòu)造中。由此，一個(gè)或多個(gè)加熱塊可以成組地或、備選地、獨(dú)立地定位在相互不同的高度，或可以成組地或備選地、獨(dú)立地在圖26中從左至右相對(duì)于彼此交錯(cuò)(右版)。另外，并且在其它實(shí)施方案中，加熱塊不相互平行地調(diào)準(zhǔn)，但是以相對(duì)于彼此的角度配置，所述角度不是180°。而且，雖然圖26中顯示的加熱塊可以是尺寸相同的數(shù)個(gè)之一，但是與本文中技術(shù)相容的是，一個(gè)或多個(gè)加熱塊可以配置成接受并且加熱不同尺寸的處理管。
[0231]圖26中例舉性加熱塊1403(右版)配置成具有部分圍繞處理管1402的下部的內(nèi)腔。在圖26的加熱塊中，所述內(nèi)腔在兩側(cè)圍繞處理管1402的下部，而不是前側(cè)(面向遠(yuǎn)離磁體1404)并且不是后側(cè)(鄰近于磁體1404)。在其它的實(shí)施方案中，加熱塊1403配置成在三個(gè)側(cè)面圍繞處理管1402的底部，包括前側(cè)。與實(shí)現(xiàn)處理管1402的內(nèi)容物的迅速和均勻加熱的目標(biāo)一致，加熱塊1403的其它構(gòu)造是可以的。在某些實(shí)施方案中，將加熱塊成形以緊密符合處理管1402的形狀以致增加在處理管加熱期間與處理管接觸的加熱塊表面積。由此，雖然顯示例舉性加熱塊1403具有圓錐的、曲線底部的空腔，其中固定互補(bǔ)的處理管，但是加熱塊1403的其它實(shí)施方案具有，例如，具有平底的圓柱狀空腔。加熱塊1403的其它的實(shí)施方案可以具有成直線的內(nèi)腔諸如將容納比色杯。
[0232]而且，雖然加熱塊1403在圖26中顯示為L(zhǎng)-形狀，其輔助傳送來(lái)自加熱元件1501的熱量并且輔助將一個(gè)或多個(gè)加熱塊固定到所述裝置的其余部分，但是它不必需如此，如本文所進(jìn)一步描述的。例如，在一些實(shí)施方案中，加熱元件1501可以直接定位在處理管1402下面。
[0233]每個(gè)加熱塊1403配置成具有低的熱質(zhì)量，同時(shí)仍然保持高的結(jié)構(gòu)完整性并且容許磁體容易地滑動(dòng)經(jīng)過(guò)加熱塊和處理管。低的熱質(zhì)量是有利的，因?yàn)樗菰S熱量快速遞送或分散，由此增加其中定位加熱器組件的裝置的加熱和冷卻效率。促進(jìn)低熱質(zhì)量的因素包括加熱快是由什么材料制造的，以及它采取的形狀。加熱塊1403因此可以由這樣的材料制成，如鋁、銀、金、和銅，及其合金，但是沒(méi)有如此限制。
[0234]在一個(gè)實(shí)施方案中，加熱塊1403具有~10克的質(zhì)量并且配置成加熱體積在1.2ml和10 μ l之間的液體樣品。對(duì)于Iml生物樣品從室溫加熱到65°C可以在小于3分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并且10 μ l的水性液體諸如釋放緩沖液在小于2分鐘內(nèi)高達(dá)85°C (從50°C )。加熱塊1403可以在小于3分鐘內(nèi)從85°C冷卻降到50°C。加熱塊1403可以配置成對(duì)于加熱Iml樣品具有溫度均勻性為65±4°C，并且對(duì)于加熱10 μ l釋放緩沖液具有溫度均勻性為85±3°C。這些范圍是典型的，但是加熱塊可以適合地按比例縮放以便以比所描述的那些更慢和更快的速率加熱其它體積的液體。所述技術(shù)的該方面是有助于通過(guò)液體處理步驟、溶胞用的迅速加熱、DNA捕獲和釋放以及磁性分離的組合，實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣品的快速核酸提取的一個(gè)方面，如本文所進(jìn)一步描述。
[0235]圖26中未顯示，加熱器組件1401還可以任選包含在圍繞加熱塊1403的外殼中。所述外殼可以配置成使足夠的空氣圍繞處理管流動(dòng)，并且以便不顯著地抑制冷卻速率。所述外殼可以在它和加熱塊之間具有間隙以促進(jìn)冷卻。所述外殼可以由塑料制成，但是沒(méi)有如此限制。所述外殼一般地配置成對(duì)于使用者看來(lái)是美觀的。
[0236]如圖26中所示，加熱器組件1401還可以包括一個(gè)或多個(gè)加熱元件(例如，功率電阻器)1501，其每一個(gè)配置成熱連接到加熱塊1403并且將熱量分散到它。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，功率電阻器可以分散高達(dá)25瓦的功率。功率電阻器是有利的，因?yàn)樗话闶羌訜嵩牡统杀镜膫溥x方案。其它現(xiàn)貨供應(yīng)的電子元件諸如功率晶體管也可以用于傳感溫度和加熱。雖然顯示加熱元件1501放置在加熱塊1403的底部，但是應(yīng)當(dāng)理解，其它構(gòu)造與本文所描述的組件一致，例如，加熱元件1501可以放置在每個(gè)加熱塊1403的頂部或側(cè)面，或直接位于處理管1402下面。在其它的實(shí)施方案中，加熱元件具有其它形狀并且在橫截面上不是長(zhǎng)方形的，但是可以是彎曲的，諸如球形或橢球形。另外，加熱元件可以模塑或成型以便它緊密或大約符合處理管底部的形狀。在圖26中未顯示，所述加熱器組件還可以在加熱元件1501和加熱塊1403之間包括界面材料(例如，Berquist q-墊，或熱滑潤(rùn)脂)以便能夠在元件和加熱塊之間良好熱接觸。
[0237]在圖26中所示的實(shí)施方案中，加熱器組件還包括一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器1502，諸如電阻溫度檢測(cè)器，以傳感每個(gè)加熱塊1403的相應(yīng)溫度。雖然顯示溫度傳感器1502放置在加熱塊1403的底部，但是應(yīng)當(dāng)理解，其它構(gòu)造與本文所描述的組件一致:例如，溫度傳感器可以放置在每個(gè)加熱塊1403的頂部或側(cè)面，或更接近于處理管1402的底部，而不是如此接近以至于阻止其均勻加熱。如圖26的實(shí)施方案中所示，加熱器組件還可以包括界面材料(例如，Berquist q-墊)1503，將其配置成能夠在傳感器1502和加熱塊1403之間良好熱接觸，因此保證精確閱讀。
[0238]本文中的診斷或制備裝置的某些實(shí)施方案具有一個(gè)以上如本文所進(jìn)一步描述的加熱器組件。例如，單一加熱器組件可以配置成獨(dú)立加熱6或12個(gè)處理管，并且裝置可以配置有兩個(gè)或四個(gè)這樣的加熱器組件。
[0239]本文中公開內(nèi)容進(jìn)一步包括磁性分離器，配置成分離磁性顆粒，所述分離器包括:固定到支撐元件的一個(gè)或多個(gè)磁體；配置成以這樣的方式移動(dòng)支撐元件的機(jī)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述方式是一個(gè)或多個(gè)磁體沿著固定軸向后和向前移動(dòng)，并且在至少一部分移動(dòng)期間，所述一個(gè)或多個(gè)磁體保持緊密接近于含有溶液中的磁性顆粒的一個(gè)或多個(gè)貯器；和控制機(jī)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制電路。
[0240]本文中公開內(nèi)容更進(jìn)一步包括集成磁性分離器和加熱器，包括:加熱器組件，其中所述加熱器組件包括多個(gè)獨(dú)立可控制的加熱器單元，每一個(gè)配置成接受和加熱多個(gè)處理管的一個(gè)；固定到支撐元件的一個(gè)或多個(gè)磁體；配置成以這樣一種方式移動(dòng)支撐元件的機(jī)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述方式是，所述一個(gè)或多個(gè)磁體沿著固定軸向后和向前移動(dòng)，并且在至少一部分移動(dòng)期間，所述一個(gè)或多個(gè)磁體保持緊密接近于加熱器組件中的一個(gè)或多個(gè)處理管，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理管含有磁性顆粒；和控制機(jī)動(dòng)機(jī)構(gòu)并且控制加熱器單元加熱的控制電路。
[0241]一般地，一個(gè)或多個(gè)貯器的每一個(gè)是處理管，例如用于進(jìn)行生物反應(yīng)。在一些實(shí)施方案中，緊密接近可以限定為磁 體具有遠(yuǎn)離處理管外表面的小于2_的面，不與所述管接觸。它可以更進(jìn)一步限定成小于Imm的距離，而不與所述管接觸，或在I和2mm距離之間。[0242]一般地，所述磁性顆粒是能結(jié)合一個(gè)或多個(gè)生物分子諸如多核苷酸的微粒，珠，或微球。在溶液中分離所述顆粒，一般地包括將所述顆粒收集和濃縮，或聚集到一個(gè)或多個(gè)貯器內(nèi)部的一個(gè)位置中。
[0243]例舉性磁性分離器1400顯示在圖27中，配置成與加熱器組件1401 —起運(yùn)行。磁性分離器1400配置成相對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)處理管1402移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)磁體。雖然圖27中顯示的磁體1404顯示為長(zhǎng)方形的部件，但是它在形狀上不是如此限制的。而且，圖27的構(gòu)造與具有在全部加熱塊1403上延伸的單一磁體或具有一起運(yùn)轉(zhuǎn)并且調(diào)準(zhǔn)以跨越加熱塊子集，例如，在支撐元件上共線調(diào)準(zhǔn)的多個(gè)磁體一致。磁體1404可以由釹(例如，來(lái)自K&JMagnetics, Inc)制成，并且可以具有5，000-15，000高斯(Brmax)的磁性強(qiáng)度。磁體1404的磁極可以是這樣排列的，以致一個(gè)磁極面向加熱塊1403并且另一個(gè)面向遠(yuǎn)離加熱塊。
[0244]另外，在圖27中顯示的實(shí)施方案中，磁體1404安裝在支撐元件1505上，其可以使用機(jī)動(dòng)軸1405沿著固定軸上下升高。所述固定軸可以是垂直的。在圖27中顯示的實(shí)施方案中，齒輪傳動(dòng)的排列1406能夠使電動(dòng)機(jī)1601垂直于軸1405放置，因此節(jié)省其中定位磁性分離器1400的裝置中的空間。在其它的實(shí)施方案中，電動(dòng)機(jī)放置在軸1405下面。應(yīng)當(dāng)理解，其它構(gòu)造是與磁體相對(duì)于處理管移動(dòng)一致的，包括，但不限于，從側(cè)面到側(cè)面移動(dòng)磁體，或使磁體從上到下。電動(dòng)機(jī)可以是計(jì)算機(jī)控制的以便以特定的速度運(yùn)行；例如以引起在范圍l-20mm/s的磁體垂直運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速。磁性分離器可以由此配置成沿著相同軸反復(fù)移動(dòng)數(shù)次，例如，上下，從側(cè)面到側(cè)面，或向后和向前。在一些實(shí)施方案中，存在在機(jī)動(dòng)控制下操作的一個(gè)以上的軸。至少第二軸的存在具有使分離器運(yùn)動(dòng)更平滑的效果。在一些實(shí)施方案中，支撐元件安放在一個(gè)以上的定向元件上，以保證支撐元件在運(yùn)動(dòng)時(shí)(除沿著軸的受控運(yùn)動(dòng)以外)不會(huì)，例如，傾斜、扭動(dòng)、偏轉(zhuǎn)，或經(jīng)歷其它內(nèi)部運(yùn)動(dòng)并且因此降低分離功效。
[0245]所述支撐元件還可以配置成在遠(yuǎn)離所述一個(gè)或多個(gè)貯器定位的第一位置和緊密接近于所述一個(gè)或多個(gè)貯器 定位的第二位置之間移動(dòng)磁體，并且還配置成以圍繞所述第二位置的振幅移動(dòng)，其中所述振幅小于沿著所述軸測(cè)量時(shí)所述第一位置和所述第二位置之間的距離。
[0246]圖26和27中顯示，加熱器組件1401和磁性分離器1400可以通過(guò)諸如印制電路板1409上的電子電路控制。電子電路1409可以配置成使加熱器組件1401將熱量獨(dú)立施加到處理管1402以使加熱和傳感成本最小化。它還可以配置成引起磁性分離器1400相對(duì)于處理管1402反復(fù)移動(dòng)。電子電路1409可以集成到單一印制電路板(PCB)中。在裝配期間，塑料引導(dǎo)片可以幫助保持單獨(dú)加熱塊1403之間的一些間距。該設(shè)計(jì)可以受益于使用現(xiàn)貨供應(yīng)的電子儀器以控制加熱塊1403的定制排列。
[0247]圖26和27中未顯示，為了下面的亞組件的保護(hù)和美觀，外殼可以覆蓋磁性分離器1400和加熱器組件1401。外殼還可以設(shè)計(jì)成保持加熱塊1403相互遠(yuǎn)離間隔以保證加熱和冷卻的效率。磁性分離器和加熱器組件可以，備選地，被單獨(dú)的外殼封閉。一個(gè)或多個(gè)外殼可以由塑料制成。
[0248]有利地，加熱器組件和磁性分離器一起運(yùn)行以容許連續(xù)的加熱和分離操作在一個(gè)或多個(gè)處理管中的液體材料上進(jìn)行，而不將液體材料或處理管輸送到不同位置以執(zhí)行加熱或分離。這樣的操作也是有利的，因?yàn)樗馕吨訜岷头蛛x功能雖然相互獨(dú)立，但是都使用在樣品制備中，可以用緊湊的和有效的裝置進(jìn)行。[0249]盒自動(dòng)裝載器
[0250]供微觀流體盒所用的PCR擴(kuò)增-檢測(cè)系統(tǒng)2900的例舉性實(shí)施方案顯示在圖28中。系統(tǒng)2900使多個(gè)含有核酸的樣品上的PCR過(guò)程平行地執(zhí)行并且自動(dòng)化。系統(tǒng)2900包括用于未使用的微觀流體盒的存放處2907，盒自動(dòng)裝載器，用于微觀流體盒的接受隔室，檢測(cè)器，和配置成接受使用過(guò)的微觀流體盒的廢料盤2903。在一個(gè)實(shí)施方案中，盒自動(dòng)裝載器包括盒包裝2901，和盒推進(jìn)器2904。
[0251] 為了說(shuō)明目的，系統(tǒng)2900是這樣配置的，以便微觀流體盒在一個(gè)平面上并且以直線方式從存放處移動(dòng)到接受隔室，到廢料箱，但它不必如此排列。例如，廢棄盒箱2903可以正交地或其任何角度調(diào)準(zhǔn)接受隔室，諸如配置在它后面。備選地，每個(gè)元件(盒自動(dòng)裝載器2901，接受隔室2902，和廢棄盒箱2903)可以以階梯狀態(tài)方式配置，其中盒包裝2901是在與微觀流體PCR擴(kuò)增-檢測(cè)系統(tǒng)2902相比相同的，更高的或更低的水平上，并且微觀流體PCR擴(kuò)增-檢測(cè)系統(tǒng)2902是在與廢棄盒箱2903相比相同的，更高的或更低的水平上。另一個(gè)構(gòu)造可以是，三個(gè)元件的每一個(gè)不是線性排列的，而是以相互成角度地，雖然在相同平面之內(nèi)。
[0252]圖28圖解在接受隔室平面下方的盒包裝2901和廢棄盒箱2903，和在所述平面上方的檢測(cè)系統(tǒng)2908。該構(gòu)造是例舉性的并且應(yīng)當(dāng)理解在其它實(shí)施方案中這些元件可以定位在所述平面上方或下方。
[0253]圖29圖解未使用的微觀流體盒所用的存放處。所述存放處可以配置成接受一定數(shù)目的獨(dú)立堆疊和獨(dú)立裝載的盒，或可以配置成接受盒的包裝。例舉性的盒包裝具有24個(gè)盒。存放處可以由任何材料的罩2910組成，其可以是或可以不是透明的。例如它可以由金屬或塑料制成。盒包裝2901不局限于二十四個(gè)盒106/包裝，但是可以含有從2到100的任何數(shù)目。例如，其它數(shù)目諸如2，4，8，10，12，16，20，30，36，40，48，50，或64是可能數(shù)目的盒106/包裝。類似地，存放處可以配置成接受那些數(shù)目的盒，當(dāng)獨(dú)立堆疊時(shí)。在一個(gè)實(shí)施方案中，如在圖29中，每個(gè)盒2906，獨(dú)立堆疊的，位于從罩2910伸出的突出部分2911上。然而，其它構(gòu)造是可能的。例如，盒2906可以停留在罩2910的內(nèi)表面內(nèi)形成的凹槽上。而且，盒包裝2901可能不需要處于罩2910中。盒包裝2901可以本身包括必要的連接以可靠地結(jié)合到所述裝置以裝載所述盒2906。
[0254]圖30是當(dāng)樣品裝載在包裝中的最上面的盒中時(shí)，存放處中盒包裝2901的例舉性初始裝載位置的說(shuō)明。圖30顯示在平面下方的盒包裝2901，其含有盒推進(jìn)器。在其它實(shí)施方案中，盒包裝2901可以在盒推進(jìn)器的平面之上，其中所述推進(jìn)器將最低的盒從固定器推出；或部分在固定器2920之上并且部分在固定器2920之下，其中盒推進(jìn)器將盒從盒包裝2901的中央推進(jìn)。在顯示的實(shí)施方案中，將最上面的盒106沿著兩個(gè)導(dǎo)軌2905推進(jìn)。備選地，可以存在更多或更少的導(dǎo)軌(諸如一或三個(gè))或根本沒(méi)有導(dǎo)軌，只要可以使盒2906移動(dòng)到其它所需的位置。
[0255]例舉性盒推進(jìn)器2904顯示在圖31中。盒推進(jìn)器2904將盒2906沿著導(dǎo)軌2905推進(jìn)，其容許盒2906被步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2930的機(jī)構(gòu)移動(dòng)到預(yù)校準(zhǔn)的位置。然而，應(yīng)當(dāng)理解，輸送盒2906的機(jī)構(gòu)不局限于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2930并且由此其它機(jī)構(gòu)也與本文所描述的盒推進(jìn)器2904 一致。
[0256]圖32顯示用過(guò)的盒2906，其在PCR過(guò)程已經(jīng)完成以后已經(jīng)被盒推進(jìn)器2904推進(jìn)到廢棄盒箱2903中。實(shí)施方案顯示有凸緣的柄2940，其促進(jìn)容易的操作，諸如清空，箱2903。然而，應(yīng)當(dāng)理解，柄2904不局限于顯示的形式和形狀。
[0257]多個(gè)PCR過(guò)程實(shí)現(xiàn)之前和之后的例舉性盒包裝2901顯示在圖33中。在盒推進(jìn)器2904將盒2906推出盒包裝2901以后，在盒包裝底部的彈簧2950對(duì)著盒堆疊的下表面推進(jìn)并且使最上面的盒可以為樣品注射所用。彈簧2950不在數(shù)目或類型上限制。由此，雖然顯示單螺旋狀或盤繞的彈簧，但是它與本文中的描述一致，即，可以使用一個(gè)以上的螺旋狀或盤繞彈簧，諸如2，3，或4，而且備選地，可以使用彈性金屬條，或數(shù)個(gè)條。備選地，用于迫使所述盒向上的另一個(gè)機(jī)構(gòu)可以是展開的，可以利用諸如風(fēng)力的、液壓的、或可臌脹的增壓容器。 [0258]應(yīng)當(dāng)注意，本文所進(jìn)一步描述的微觀流體盒，所述微觀流體盒沿著它們的邊緣具有凸起的凸緣以容許容易堆疊和/或儲(chǔ)存在包裝或自動(dòng)裝載器中，是特別有利的，因?yàn)橥蛊鸬耐咕壱矊偠纫氲剿龊兄?，并且在?chǔ)存和運(yùn)輸期間幫助保持一個(gè)盒上的流體入口遠(yuǎn)離另一個(gè)盒上的流體入口。凸起區(qū)域，其不必僅是沿著盒每個(gè)邊緣的凸緣，也幫助使一個(gè)盒下表面和另一個(gè)盒的上表面之間的摩擦最小化。
[0259]接受盒的隔室
[0260]現(xiàn)有技術(shù)涉及用于擴(kuò)增并且在來(lái)自生物樣品的核苷酸上進(jìn)行診斷分析的裝置和相關(guān)方法。裝置被配置成在平行地含有多個(gè)樣品通道的一次性的微觀流體盒上起作用，并且包括可以再使用的儀器平臺(tái)，其可以盒上操作時(shí)啟動(dòng)，可以在每一通道中獨(dú)立地、全部同時(shí)地、或同時(shí)分組地檢測(cè)并且分析PCR擴(kuò)增產(chǎn)物，并且任選地，可以在圖示的用戶界面上顯不結(jié)果。
[0261]圖34顯示含有多個(gè)樣品通道的例舉性盒200的透視圖，和含有用于從盒200閱讀信號(hào)的檢測(cè)裝置的例舉性閱讀頭300。圖34中也顯示，盤110，任選地，在將盒插入在接受隔室之前，盤HO可以容納盒200。本文所描述的裝置能夠在盒200中一定數(shù)目樣品上同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)PCR。優(yōu)選數(shù)目的樣品是12個(gè)樣品，如用例舉性盒200所圖解，雖然其它數(shù)目諸如4，8，10，16，20，24，25，30，32，36，40，和48個(gè)樣品在本說(shuō)明書的范圍之內(nèi)。在所述裝置的優(yōu)選操作中，PCR-即用的含有樣品和，任選地，一個(gè)或多個(gè)分析物特異性試劑(ASR的)的溶液，使用裝置的其它元件，如本文所進(jìn)一步描述，之后引入到盒200中。
[0262]在一些實(shí)施方案中，裝置包括配置成選擇性接受微觀流體盒的隔室；熱耦聯(lián)(thermally couple)到所述隔室的至少一個(gè)熱源；并且稱聯(lián)到如本文所進(jìn)一步描述的處理器，其中所述熱源配置成加熱所述盒中的單獨(dú)樣品通道，并且處理器配置成控制對(duì)于單獨(dú)樣品通道的熱量施加，獨(dú)立地，全部同時(shí)地，或同時(shí)分組地。
[0263]在一些實(shí)施方案中，裝置還包括配置成在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)樣品通道中的樣品中檢測(cè)多核苷酸(核酸)的至少一個(gè)檢測(cè)器，獨(dú)立地或同時(shí)地；其中所述處理器耦聯(lián)到所述檢測(cè)器以控制檢測(cè)器并且從檢測(cè)器接受信號(hào)。
[0264]隔室可以是配置成選擇性接受微觀流體盒的裝置的一部分。例如，隔室和微觀流體盒可以在形狀上是互補(bǔ)的以便例如以單一取向選擇性接受微觀流體盒。例如，所述微觀流體盒可以具有配合到所述隔室的互補(bǔ)特征中的記錄元件。記錄元件可以是，例如，盒邊緣上的切斷，諸如被切去的角，或在一個(gè)或多個(gè)側(cè)面上制造的一個(gè)或多個(gè)噴嘴。通過(guò)選擇性接受所述盒，隔室可以幫助使用者放置所述盒以便所述裝置可以在所述盒上適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。以這種方法，可以實(shí)現(xiàn)盒的無(wú)誤差調(diào)準(zhǔn)。而且，所述盒可以設(shè)計(jì)成稍微小于接受隔室大約200-300微米，為了所述盒的容易放置和除去。所述裝置還可以包括配置成傳感微觀流體盒是否被選擇性接受的傳感器。
[0265]所述隔室還可以配置成這樣的，以便可以在微觀流體盒上運(yùn)行的裝置的多個(gè)元件(熱源，檢測(cè)器，力元件，等)被定位以便在微觀流體盒上正確運(yùn)行。例如，接觸熱源可以定位在所述隔室中，以便它可以在微觀流體盒熱耦聯(lián)到個(gè)別位置，所述微觀流體盒被選擇性接受:在接受:隔室中。
[0266]備選地，連同加熱器構(gòu)件中的微加熱器與相應(yīng)的需要熱量的微型元件(諸如閥門，泵，門，反應(yīng)室等)的調(diào)準(zhǔn)，微加熱器可以設(shè)計(jì)成比需要熱量的微觀流體元件稍微更大，以便即使所述盒可以偏離加熱器的中心，單獨(dú)元件仍然可以有效地起作用。
[0267]檢測(cè)器300可以是，例如，光學(xué)檢測(cè)器，如本文所進(jìn)一步描述。例如，所述檢測(cè)器可以包括在熒光染料的吸收譜帶選擇性發(fā)射光的光源，和在熒光染料的發(fā)射譜帶選擇性檢測(cè)光的光檢測(cè)器，其中所述熒光染料對(duì)應(yīng)于熒光多核苷酸探針或其片段。備選地，例如，光學(xué)檢測(cè)器可以包括在熒光染料的吸收譜帶選擇性發(fā)射光的帶通濾波二極管和在熒光染料的發(fā)射譜帶選擇性檢測(cè)光的帶通濾波光電二極管；或例如，所述光學(xué)檢測(cè)器可以配置成獨(dú)立檢測(cè)具有不同熒光發(fā)射光譜的多個(gè)熒光染料，其中每個(gè)熒光染料對(duì)應(yīng)于熒光多核苷酸探針或其片段；或例如，所述光學(xué)檢測(cè)器可以配置成在微觀流體盒的多個(gè)不同位置上獨(dú)立檢測(cè)多個(gè)熒光染料，其中每個(gè)熒光染料對(duì)應(yīng)于不同樣品中的熒光多核苷酸探針或其片段。
[0268]熱源可以是，例如，諸如電阻加熱器或電阻加熱器網(wǎng)絡(luò)的熱源，諸如液體填充的熱傳遞電路或熱電元件的可逆熱源，諸如氙燈的輻射熱源等。
[0269]在優(yōu)選實(shí)施方案中，至少一個(gè)熱源可以是選自電阻加熱器(或其網(wǎng)絡(luò))，散熱器，流體熱交換器和珀?duì)柼b置的接觸熱源。接觸熱源可以配置在接受隔室以便熱耦聯(lián)到所述隔室中接受的微觀流體盒的一個(gè)或多個(gè)個(gè)別位置，其中所述不同位置是選擇性加熱的?？梢园ㄖ辽僖粋€(gè)另外的接觸熱`源，其中所述接觸熱源各自配置在要被獨(dú)立熱耦聯(lián)到隔室中接受的微觀流體盒中不同的個(gè)別位置的隔室，其中所述個(gè)別位置是獨(dú)立加熱的。接觸熱源可以配置成與隔室中接受的微觀流體盒的個(gè)別位置直接物理接觸。在多個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)接觸源加熱器可以配置成加熱個(gè)別位置，所述個(gè)別位置在2維上具有約I毫米(mm)到約15_ (—般地是約Imm到約IOmm)的平均直徑，或加熱個(gè)別位置，所述個(gè)別位置具有約Imm2至約225mm2 ( —般是約Imm2至約IOOmm2,或在一些實(shí)施方案中，約5mm2至約50mm2)的表面積。
[0270]在多個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)熱源可以是輻射熱源，所述輻射熱源配置成直接加熱到接受隔室中接受的微觀流體盒的個(gè)別位置。
[0271]在多個(gè)實(shí)施方案中，所述裝置包括一個(gè)或多個(gè)力元件，所述力元件被配置成施加力以便將至少一個(gè)熱源熱耦聯(lián)到隔室中接受的微觀流體盒的至少一部分。一個(gè)或多個(gè)力元件可以配置成在微觀流體盒運(yùn)行機(jī)械元件。至少一個(gè)力元件可以是人工運(yùn)行的。至少一個(gè)力元件可以在接受隔室機(jī)械耦聯(lián)到蓋子，其中蓋子的操作運(yùn)行所述力元件。
[0272]在多個(gè)實(shí)施方案中，由一個(gè)或多個(gè)力元件施加的力可以在接受隔室的一部分和微觀流體盒的一部分之間的界面產(chǎn)生約Ipsi的平均壓力。對(duì)于確保在加熱器片和微觀流體盒中的PCR反應(yīng)器以及微閥門之間一致的熱接觸，力的施加是重要的。[0273]在多個(gè)實(shí)施方案中，所述裝置可以在接受隔室進(jìn)一步包括蓋子，所述蓋子是可操作的，以便從所述隔室至少部分地排除環(huán)境光。所述蓋子可以是，例如，滑動(dòng)的蓋子。所述蓋子可以包括光學(xué)檢測(cè)器。在隔室的蓋子的主要表面可以從平面性改變小于約100微米，例如小于約25微米。所述蓋子可以配置成是從所述裝置可移動(dòng)的。所述蓋子可以包括閉鎖元件，其確保在擴(kuò)增反應(yīng)應(yīng)用于盒中樣品以前，所述蓋子可靠地關(guān)閉。
[0274]圖35顯示本文所描述的裝置的一部分的示意性橫截面視圖，顯示樣品經(jīng)由結(jié)合到自動(dòng)分配頭的移液管吸頭10(諸如一次性的移液管)以及入口 202輸入到盒200中。雖然未顯示，存在與要輸入到盒200中的樣品一樣多的入口 202。入口 202優(yōu)選配置成接受移液管或PCR管的底端，并且因此在最少?gòu)U料和最少空氣引入的情況下接受用于分析的樣品。盒200配置在加熱 器基層400頂部上并且與加熱器基層400接觸。閱讀頭300定位在盒200之上并且用于光學(xué)器件的覆蓋物310限制可以被閱讀頭檢測(cè)的環(huán)境光的量。
[0275]在多個(gè)實(shí)施方案中，本文所描述的系統(tǒng)可以包括微觀流體盒和診斷裝置兩者。
[0276]微觀流體盒
[0277]本發(fā)明技術(shù)的一個(gè)方面涉及微觀流體盒，所述微觀流體盒包括第一、第二、和第三層，其一起限定多個(gè)微觀流體網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有配置成在樣品上進(jìn)行PCR的多個(gè)元件，所述樣品具有將要被測(cè)定其存在的一種或多種多核苷酸。所述盒包括平行的一個(gè)或多個(gè)樣品通道，其中每個(gè)通道獨(dú)立地與同時(shí)處理的給定樣品相聯(lián)，并且每個(gè)通道含有獨(dú)立配置的微觀流體網(wǎng)絡(luò)。具有這樣的結(jié)構(gòu)的例舉性盒顯示在圖36中。這樣的盒制造簡(jiǎn)單，并且容許濃縮反應(yīng)體積(~4μ1)中的PCR并且能夠迅速熱循環(huán)，以~20秒/循環(huán)。
[0278]雖然可以在具有可比較的性能和制造容易性的盒中發(fā)現(xiàn)其它層，但是本文中的盒包括在它們的結(jié)構(gòu)上僅具有三層的實(shí)施方案:具有上側(cè)和相對(duì)的下側(cè)的基層，其中所述基層包括具有多個(gè)樣品通道的微觀流體網(wǎng)絡(luò)；連接到下側(cè)的層壓材料以密封微觀流體網(wǎng)絡(luò)的元件，并且在微觀流體網(wǎng)絡(luò)中的專用加熱元件和元件之間提供有效的傳熱層；和標(biāo)記，所述標(biāo)記連接到上側(cè)，所述上側(cè)也覆蓋并且密封制造過(guò)程中為了裝載微觀流體元件諸如閥門而使用的孔。因而，本文中的實(shí)施方案包括由三個(gè)層，基層、層壓材料、和標(biāo)記組成的微觀流體盒，盡管除層以外的其它、另外的特征可以與這樣的特性相容。本文中的實(shí)施方案還包括基本上由三個(gè)層，基層、層壓材料、和標(biāo)記組成的微觀流體盒，雖然除層以外的其它、另外的特征可以與這樣的特性一致。而且，本文中的實(shí)施方案更進(jìn)一步包括包括三個(gè)層，基層，層壓材料，和標(biāo)記的微觀流體盒。
[0279]微觀流體網(wǎng)絡(luò)可以包括，以流體連通方式，選自由下列組成的組的一個(gè)或多個(gè)元件:閘門(gate)，諸如熱啟動(dòng)閥門的閥門，通道，排放口，和反應(yīng)室。例舉性微觀流體網(wǎng)絡(luò)的特定元件進(jìn)一步地描述于本文中其它地方。所述盒一般通過(guò)增加待測(cè)定的多核苷酸濃度而處理樣品。
[0280]樣品通道是一組元件，可獨(dú)立于另一個(gè)樣品通道中的那些控制的，根據(jù)本文所描述的方法通過(guò)其可以接受并分析樣品。通道包括至少一個(gè)樣品入口，和微觀流體元件，如本文關(guān)于微觀流體盒所進(jìn)一步描述的。在一些實(shí)施方案中，每個(gè)微觀流體網(wǎng)絡(luò)另外包括溢流儲(chǔ)器以含有分配到所述盒中的額外液體。
[0281]在多個(gè)實(shí)施方案中，通道可以包括樣品入口，第一熱啟動(dòng)的閥門，第二熱啟動(dòng)的閥門，PCR反應(yīng)室，和經(jīng)由第一閥門將入口連接到PCR反應(yīng)室的通道，以及經(jīng)由第二閥門將PCR反應(yīng)室連接到出口排放口的通道。樣品入口閥門可以配置成在與環(huán)境壓力相比約100到5000Pa的壓力差接受一定量的樣品。應(yīng)當(dāng)注意，裝載壓力越低，反應(yīng)混合物的等分部分填充微觀流體網(wǎng)絡(luò)的填充時(shí)間越長(zhǎng)。施加更大壓力將減少填充時(shí)間，但是如果用于施加壓力的時(shí)間不正確測(cè)定，則樣品可能通過(guò)微觀流體盒噴出(如果末端疏水排放口不存在)。因此，用于施加壓力的時(shí)間應(yīng)當(dāng)被適當(dāng)?shù)販y(cè)定，諸如通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可獲得的方法，以防止未充滿或過(guò)充滿。通常，填充時(shí)間與溶液粘度成反比。例如，圖37顯示含有能獨(dú)立(同時(shí)或順序地)處理樣品的12個(gè)獨(dú)立樣品通道的微觀流體盒。
[0282]每個(gè)通道中的微觀流體網(wǎng)絡(luò)一般配置成在PCR-即用的樣品上進(jìn)行PCR，所述樣品諸如使用如本文所進(jìn)一步描述的裝置的其它方面含有從原始生物樣品提取的核酸(DNA或RNA)的樣品。因而，PCR-即用樣品一般是包括一種或多種PCR試劑和中和的多核苷酸樣品的混合物，適合于進(jìn)行從中和的多核苷酸樣品產(chǎn)生PCR擴(kuò)增子的熱循環(huán)條件。例如，PCR-即用樣品可以包括PCR試劑混合物，其包括聚合酶，陽(yáng)性對(duì)照質(zhì)粒，對(duì)于質(zhì)粒的至少一部分和多個(gè)核苷酸是選擇性的熒光雜交探針，和對(duì)于多核苷酸序列是選擇性的至少一個(gè)探針。
[0283]一般地，微觀流體網(wǎng)絡(luò)是這樣配置的，以便樣品微滴從入口傳遞到第二閥門所需的時(shí)間小于樣品移動(dòng)直到出口排放口所需時(shí)間的50%。一般地，將微觀流體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成在兩個(gè)閥門下游具有增加的流動(dòng)阻力，與從第一閥門填充到網(wǎng)絡(luò)末端排放口所需的量相比，不增加微觀流體網(wǎng)絡(luò)的總體積。
[0284]圖38A顯示根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的例舉性微觀流體盒200的一部分的透視圖。所述盒可以稱為具有專用移液管入口 202的多通道PCR盒。圖38A中顯示的是盒200的多個(gè)典型元件。例如，樣品入口 202配置成接受注射器，移液管，或含有PCR即用樣品的PCR管。顯示多于一個(gè)的入口 202，其中一個(gè)入口連同單一通道操作。每個(gè)通道中的微觀流體管路的多個(gè)元件也是可見的。例如，微閥門204，和206，和排放口 208，是給定通道中的微觀流體管路的部分。還顯示了超快PCR反應(yīng)器210，如本文所進(jìn)一步描述，這是足夠長(zhǎng)的微觀流體通道以容許PCR在樣品中發(fā) 生。在PCR反應(yīng)器210之上的是窗口 212，當(dāng)檢測(cè)器位于窗口 212上方時(shí)，所述窗口 212容許PCR反應(yīng)器210中的光學(xué)檢測(cè)，諸如來(lái)自熒光物質(zhì)的熒光檢測(cè)，所述熒光物質(zhì)諸如熒光雜交探針。
[0285]將多通道盒配置成接受一定數(shù)目的樣品，在特定實(shí)施方案中是12個(gè)樣品，其中所述樣品包括至少一個(gè)第一樣品和至少一個(gè)第二樣品，其中所述第一樣品和所述第二樣品各自含有適于擴(kuò)增形式的一種或多種多核苷酸。在盒的不同通道中，所述的多核苷酸可以相互相同或不同。多樣品盒包括至少一個(gè)第一微觀流體網(wǎng)絡(luò)和至少一個(gè)第二微觀流體網(wǎng)絡(luò)，它們相互鄰近，其中第一微觀流體網(wǎng)絡(luò)和第二微觀流體網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)如本文中其它地方所描述，并且其中所述第一微觀流體網(wǎng)絡(luò)接受第一樣品，并且其中所述第二微觀流體網(wǎng)絡(luò)接受第二樣品。
[0286]鄰近通道的的樣品入口適當(dāng)?shù)叵嗷ラg隔開，以防止當(dāng)使用者將樣品引入到任何一個(gè)盒中時(shí)，一個(gè)樣品入口的來(lái)自另一個(gè)樣品的任何污染。在一些實(shí)施方案中，將樣品入口如此配置以便防止在一個(gè)樣品已經(jīng)被引入到所述通道中以后，將后來(lái)的樣品因?yàn)槭韬鲆氲浇o定的通道。
[0287]在一些實(shí)施方案中，多樣品盒具有與本領(lǐng)域中常規(guī)使用的96-孔板基本上相同的尺寸。有利地，然后，所述盒可以與本領(lǐng)域其它地方使用的板處理器一起使用。然而，更加優(yōu)選地，設(shè)計(jì)多樣品盒以便樣品入口質(zhì)心之間的間距是9mm，這是工業(yè)認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，在某些實(shí)施方案中，從PCR管接受樣品的盒的入口孔之間的中心到中心的距離，如本文所進(jìn)一步描述的，是9mm。將入口孔制成具有適當(dāng)圓錐角度的截頭圓錐體形狀，以便工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的移液管吸頭(2 μ I, 20 μ I, 200 μ I,體積,等)緊密地配合,從入口的最寬點(diǎn)進(jìn)入。因而，在某些實(shí)施方案中，入口包括至少Imm高的反轉(zhuǎn)截頭圓錐體結(jié)構(gòu)，并且在它的接受移液管吸頭進(jìn)入的最寬點(diǎn)具有1-5_的直徑。本文中的裝置可以是順應(yīng)的以適合其它的隨后出現(xiàn)的未在本文中另外描述的移液管吸頭的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。一般地，經(jīng)由入口接受進(jìn)入樣品通道中的微觀流體網(wǎng)絡(luò)的樣品體積是1-20 μ I，并且可以是3-5 μ I。在入口孔的錐體之內(nèi)，入口孔可以設(shè)計(jì)成緊密配合移液管吸頭并且圍繞移液管吸頭產(chǎn)生良好密封。然而，將錐體設(shè)計(jì)成這樣，以便密封是可逆的，因?yàn)槿绻芊馓o，以至于在分配操作以后當(dāng)移液管吸頭被提升時(shí)，所述盒可以遠(yuǎn)離它的盤或接受隔室中的位置拉出，這是不合要求的。
[0288]圖37顯示具有12個(gè)通道的例舉性微觀流體盒的平面圖。入口端口具有6mm間距，以便，當(dāng)與具有4個(gè)頭的自動(dòng)樣品裝載器一同使用時(shí)，等距離間隔開9mm，可以以三批每批4個(gè)入口裝載所述入口:例如，入口 1，4，7，和10—起，接著是2，5，8，和11，然后最終是3，6，9，和12，其中所述12個(gè)入口是從盒的一側(cè)到另一側(cè)順序編號(hào)的。
[0289]圖39A顯示在諸如圖38A和38B中顯示的多通道盒的一個(gè)通道中發(fā)現(xiàn)的典型微觀流體管路的平面圖。圖39B顯示在諸如圖36中顯示的多通道盒的一個(gè)通道中發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)典型微觀流體管路另一個(gè)平面圖(左版)，并且顯示管路通過(guò)盒結(jié)構(gòu)如何是可見的(右版)。微觀流體網(wǎng)絡(luò)的其它構(gòu)造將與本文所描述的盒和裝置的功能一致。按順序，將樣品通過(guò)液體入口 202引入，并且任選流動(dòng)進(jìn)入氣泡去除排放通道208 (其容許在進(jìn)入期間被引入到樣品中的偶生氣泡逃逸)，并且沿著通道216繼續(xù)。一般地，當(dāng)使用液體樣品的自動(dòng)機(jī)械分配器時(shí)，體積分配得足夠 精確，以致氣泡形成不是一個(gè)顯著的問(wèn)題，并且排放通道208的存在不是必要的。
[0290]在盒200的全部操作中，流體被作為微滴操作(未顯示在圖39A，B中)。閥門204和206在圖39A中顯示為雙閥門，在它們定位其中的通道的任一側(cè)具有熱響應(yīng)材料(也稱為溫度響應(yīng)物質(zhì))源。然而，閥門204和206的任何一個(gè)或兩者可以是僅在相應(yīng)通道的一側(cè)具有熱響應(yīng)材料源的單閥門。閥門204和206最初是開啟的，以便含有樣品的流體微滴可以從入口孔202泵送到PCR反應(yīng)器210中。在處理開始時(shí)，存在于PCR反應(yīng)器頂部上的檢測(cè)器檢驗(yàn)PCR反應(yīng)器中液體的存在，然后關(guān)閉閥門204和206，在任何一側(cè)從所述通道分離PCR反應(yīng)混合物。
[0291]PCR反應(yīng)器210是通過(guò)一系列循環(huán)加熱的微觀流體通道以便進(jìn)行樣品中核苷酸的擴(kuò)增，如本文所進(jìn)一步描述。一般地，PCR反應(yīng)器具有3-5 μ I特別是4 μ I的體積。PCR反應(yīng)器中通道的內(nèi)壁在制造期間制造得非常平滑并且拋光到光亮的精整度(例如，使用選自SPI Al，SPI A2，SPI A3，SPIbl，或SPI B2的拋光)。這是為了將截留在PCR反應(yīng)器表面的任何顯微可見的空氣最小化，其將在熱循環(huán)步驟期間引起起泡。氣泡特別是在PCR反應(yīng)器的檢測(cè)區(qū)域中的存在可以引起PCR反應(yīng)的誤讀。而且，將PCR反應(yīng)器210制成淺的，以致跨越通道深度的溫度梯度最小化。在PCR反應(yīng)器210上的盒212的區(qū)域容許檢測(cè)器監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程并且也檢測(cè)來(lái)自結(jié)合到一定量擴(kuò)增核苷酸的探針的熒光。區(qū)域212由比盒的其余部分更薄的材料制成，以便容許PCR反應(yīng)器對(duì)于加熱循環(huán)是更加反應(yīng)性的(例如，在適合于變性和退火步驟的溫度之間快速加熱和冷卻)，并且以至于減少眩光，自發(fā)熒光，和熒光的過(guò)度吸收。在熱循環(huán)之前，閥門204和206兩者都是關(guān)閉的，以防止液體的任何蒸發(fā)，氣泡產(chǎn)生，或來(lái)自PCR反應(yīng)器的流體運(yùn)動(dòng)。
[0292]末端排放口 214防止使用者將任何過(guò)量的液體引入到微觀流體盒中，以及起到限制任何樣品泄漏到所述盒的不希望部分的作用。使用者可以輸入小到填充氣泡去除排放口到PCR反應(yīng)器中央的量，或直到閥門204或閥門204以外的量的樣品體積。微閥門的使用防止液體或蒸汽兩者的損失，因此甚至使部分填充的反應(yīng)器能夠成功完成PCR熱循環(huán)反應(yīng)。施加壓力(諸如~Ipsi)使盒接觸到儀器的加熱器，幫助實(shí)現(xiàn)加熱器和盒的熱接受部分之間更好的熱接觸，并且也防止底部層壓材料結(jié)構(gòu)膨脹，這將在PCR通道部分充滿液體的條件下發(fā)生，并且截留的空氣將在熱循環(huán)期間熱膨脹。
[0293]在多種實(shí)施方案中，微觀流體網(wǎng)絡(luò)可以任選包括附加到末端排放口的至少一個(gè)疏水性排放口。
[0294]在PCR已經(jīng)在樣品上進(jìn)行以后，并且已經(jīng)確定了目的多核苷酸存在或不存在，優(yōu)選的是，擴(kuò)增的樣品保持在盒上，并且所述盒或者再次使用(如果一個(gè)或多個(gè)通道保持開放)，或拋掉。如果使用者希望運(yùn)行擴(kuò)增后的分析，諸如凝膠電泳，使用者可以通過(guò)盒的層壓材料鉆穿一個(gè)孔，并且回收一般約1.5微升量的PCR產(chǎn)物。使用者也可以將單獨(dú)的PCR通道放置在特殊的窄加熱板上，保持在熔化閥門中的蠟的溫度，然后將反應(yīng)樣品從所述PCR通道的入口孔抽出。
[0295]在多個(gè)實(shí)施方案 中，微觀流體網(wǎng)絡(luò)可以任選包括至少一個(gè)配置成含有廢料的儲(chǔ)器。
[0296]在多個(gè)實(shí)施方案中，所述微觀流體盒可以進(jìn)一步包括標(biāo)記，諸如計(jì)算機(jī)-可讀的或可掃描的標(biāo)記。例如，標(biāo)記可以是條形碼，射頻標(biāo)簽，或一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀的或光學(xué)可掃描的特征。所述標(biāo)記可以這樣定位，以致它可以通過(guò)本文所進(jìn)一步描述的樣品鑒別檢驗(yàn)器閱讀。
[0297]在多個(gè)實(shí)施方案中，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存期間，微觀流體盒可以進(jìn)一步地被密封袋圍繞。微觀流體盒可以密封在含有惰性氣體的袋中。微觀流體盒可以是一次性的。
[0298]微觀流體盒200可以依照要求制作。一般地，微觀流體盒層包括一層具有壓力敏感粘合劑的聚丙烯或其它塑料標(biāo)記(一般約50至150微米厚)，其配置成密封所述閥門的裝載蠟的孔，截留用于閥門啟動(dòng)的空氣，并且用作操作者標(biāo)記的位置。該層可以是兩個(gè)單獨(dú)片的形式，雖然本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在許多實(shí)施方案中，單片層將是合適的。
[0299]微觀流體基層層，一般是從塑料中注射成型的，優(yōu)選zeonor塑料(環(huán)狀烯烴聚合物)，在第一側(cè)上具有PCR通道和閥門通道，并且在第二側(cè)(對(duì)著所述標(biāo)記配置)上具有排放通道和多個(gè)入口孔，包括裝載蠟的孔和液體入口孔。一般地，微觀流體網(wǎng)絡(luò)的全部一起，包括PCR反應(yīng)器，用于分離PCR反應(yīng)室的入口孔和閥門，限定在單基層中?；鶎佑稍诨鶎雍秃猩腺x予剛性并且對(duì)于空氣或液體是非滲透性的材料制成，以便在盒操作期間的空氣或液體的進(jìn)入或離開僅可能通過(guò)所述入口或排放口。
[0300]盒200的通道中的微觀流體網(wǎng)絡(luò)的通道一般具有至少I亞毫米的橫截面尺寸。例如,這樣的網(wǎng)絡(luò)的通道可以具有約Imm或更小(例如,約750
[0301]微米或更小，約500微米或更小，約250微米或更小)的寬度和/或深度。[0302]所述盒可以進(jìn)一步包括使用，例如，熱結(jié)合，壓力結(jié)合，或其組合而連接到微觀流體基層底面的可熱密封的層壓材料層222 ( 一般地，約100至約125微米厚)。層壓材料層222也可以由僅在一側(cè)上具有粘合劑涂層的材料制成，所述側(cè)面是接觸微觀流體基層下側(cè)的側(cè)面。該層可以由具有粘合劑420的層的單涂層帶制成，其由3M制造。例舉性的帶包括具有產(chǎn)品號(hào)9783，9795，和9795B的雙側(cè)帶的單側(cè)變體，并且可以從3M獲得。其它可接受的層可以包括基于微膠囊基粘合劑的帶。
[0303]使用中，盒200 —般與熱源陣列熱連接，所述熱源配置成運(yùn)行所述裝置的元件(例如，閥門，閘門，和處理區(qū)域210)。在一些實(shí)施方案中，熱源是通過(guò)操作系統(tǒng)運(yùn)行的，所述操作系統(tǒng)在使用期間運(yùn)行所述裝置。操作系統(tǒng)包括處理器(例如，計(jì)算機(jī))，其根據(jù)所需的規(guī)程配置成驅(qū)動(dòng)所述熱源。配置成運(yùn)行微觀流體裝置的處理器描述在，例如，2001年3月28日提出的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?9/819，105，其申請(qǐng)通過(guò)參考結(jié)合于此。
[0304]表1概述了與微觀流體盒的多個(gè)元件有關(guān)的體積，泵壓力，和操作時(shí)間。
[0305]表1
[0306]
【權(quán)利要求】
1.一種微觀流體基層，所述微觀流體基層包括: 多個(gè)樣品通道，其中所述多個(gè)樣品通道中的每一個(gè)包括微觀流體網(wǎng)絡(luò)，所述微觀流體網(wǎng)絡(luò)以相互流體連通方式具有: 入口: 第一閥門和第二閥門； 反應(yīng)室； 排放口 ； 經(jīng)由所述第一閥門從所述入口通向所述反應(yīng)室的第一通道；和 經(jīng)由所述第二閥門從所述反應(yīng)室通向所述排放口的第二通道； 其中在所述微觀流體網(wǎng)絡(luò)中，所述第一閥門和第二閥門與所述第一通道和第二通道共平面。
2.權(quán)利要求1的微觀流體基層，其中所述多個(gè)樣品通道中的每一個(gè)配置成獨(dú)立于其它通道處理物質(zhì)。
3.權(quán)利要求1的微觀流體基層，所述微觀流體基層配置成在所述反應(yīng)室的至少一個(gè)中進(jìn)行實(shí)時(shí)PCR。
4.權(quán)利要求1的微觀流體基層，其中每一個(gè)所述入口配置成從移液管吸頭接受一定量的樣品。`
5.權(quán)利要求4的微觀流體基層，其中所述樣品的量是1-20μI。
6.權(quán)利要求4的微觀流體基層，其中入口包括至少Imm高的倒轉(zhuǎn)截頭圓錐體結(jié)構(gòu)，并且在它的接受移液管吸頭進(jìn)入的最寬點(diǎn)處具有l(wèi)_5mm的直徑。
7.權(quán)利要求1的微觀流體基層，其中所述多個(gè)樣品通道每一個(gè)的入口是相互遠(yuǎn)離間隔的，以容許從多移液管頭分配器同時(shí)裝載。
8.權(quán)利要求1的微觀流體基層，其中所述第一閥門和第二閥門各自包括溫度響應(yīng)物質(zhì)，所述溫度響應(yīng)物質(zhì)在加熱時(shí)熔化并且密封所述第一通道和第二通道。
9.權(quán)利要求1的微觀流體基層，其中所述反應(yīng)室具有1-20μ I的體積。
10.權(quán)利要求1的微觀流體基層，其中所述多個(gè)樣品通道是12個(gè)通道。
11.權(quán)利要求1的微觀流體基層，所述微觀流體基層還包括定位在每一個(gè)反應(yīng)室上方的突光檢測(cè)窗。
12.—種微觀流體盒，所述微觀流體盒包括權(quán)利要求1的微觀流體基層。
13.權(quán)利要求12的微觀流體盒，所述微觀流體盒還包括記錄元件，所述記錄元件確保所述盒以單一取向被互補(bǔ)診斷裝置接受。
14.權(quán)利要求12的微觀流體盒，其中包括反應(yīng)室、入口孔和用于隔離所述反應(yīng)室的閥門的每一個(gè)微觀流體網(wǎng)絡(luò)被限定在單一基層中。
15.權(quán)利要求12的微觀流體盒，其中所述基層是剛性基層并且對(duì)于空氣或液體是非滲透性的，并且在所述盒操作期間的空氣或液體的進(jìn)入或排出僅可以經(jīng)過(guò)所述入口或排放□。
16.一種微觀流體盒，所述微觀流體盒包括: 具有上側(cè)和相對(duì)的下側(cè)的基層，其中所述基層包括多個(gè)樣品通道，其中所述多個(gè)樣品通道中的每一個(gè)通道包括微觀流體網(wǎng)絡(luò)，所述微觀流體網(wǎng)絡(luò)以相互流體連通方式具有:入口 ； 第一閥門和第二閥門； 經(jīng)由所述第一閥門從所述入口通向反應(yīng)室的第一通道；和 經(jīng)由所述第二閥門從所述反應(yīng)室通向所述排放口的第二通道； 連接到所述上側(cè)的標(biāo)記，其中每個(gè)閥門具有延伸到所述基層上側(cè)的用于熱響應(yīng)物質(zhì)的裝載孔，并且其中所述標(biāo)記覆蓋并密封所述裝載孔。
17.權(quán)利要求16的盒，其中所述微觀流體網(wǎng)絡(luò)是這樣配置的，以便從所述入口填充到所述第二閥門需要的時(shí)間小于填充直到所述出口排放口需要的時(shí)間的50 %。
18.權(quán)利要求16的盒，其中每個(gè)微觀流體網(wǎng)絡(luò)包括溢流儲(chǔ)器以含有分配到所述盒中的額外液體。
19.權(quán)利要求16的盒，其中2-D條形碼樣品標(biāo)識(shí)符存在于所述標(biāo)記上。
20.權(quán)利要求16的盒,所述盒還包括在用熱響應(yīng)材料填充所述閥門時(shí)使用的兩個(gè)或更多個(gè)定位元件。
21.權(quán)利要求16的盒， 所述盒還包括裝載到所述第一閥門的室中和所述第二閥門的室中的熱響應(yīng)材料。
22.權(quán)利要求21的盒，其中所述熱響應(yīng)材料包括共晶合金、蠟、聚合物和塑料中的至少一種。
23.權(quán)利要求21的盒，其中當(dāng)開動(dòng)所述第一閥門時(shí)，所述熱響應(yīng)物質(zhì)從所述第一閥門的室移動(dòng)到所述第一通道中。
24.權(quán)利要求21的盒，其中當(dāng)開動(dòng)所述第二閥門時(shí)，所述熱響應(yīng)物質(zhì)從所述第二閥門的室移動(dòng)到所述第二通道中。
25.權(quán)利要求16的盒，所述盒配置成可堆疊的。
26.權(quán)利要求16的盒，其中所述基層包括兩個(gè)凸紋，每一個(gè)凸紋沿著所述盒的兩個(gè)相對(duì)邊緣中的每一個(gè)邊緣定位，所述凸紋配置在所述基層的上側(cè)上。
27.權(quán)利要求26的盒，其中所述兩個(gè)凸紋配置成容許所述盒被水平支撐在盤上，但是將所述基層的下側(cè)保持在所述盤下面。
28.一種微觀流體基層，所述微觀流體基層包括: 多個(gè)樣品通道，其中所述多個(gè)樣品通道中的每一個(gè)包括微觀流體網(wǎng)絡(luò)，所述微觀流體網(wǎng)絡(luò)以相互流體連通方式具有: 入口 ； 第一閥門和第二閥門； 反應(yīng)室； 排放口 ； 經(jīng)由所述第一閥門從所述入口通向所述反應(yīng)室的第一通道；和 經(jīng)由所述第二閥門從所述反應(yīng)室通向所述排放口的第二通道； 其中所述第一閥門和第二閥門包括溫度響應(yīng)物質(zhì)，所述溫度響應(yīng)物質(zhì)在加熱時(shí)熔化并且密封所述反應(yīng)室。
29.權(quán)利要求28的微觀流體基層，其中所述多個(gè)樣品通道中的每一個(gè)配置成獨(dú)立于其它通道擴(kuò)增一種或多種核酸。
30.權(quán)利要求28的微觀流體基層，所述微觀流體基層配置成在所述反應(yīng)室的至少一個(gè)中進(jìn)行實(shí)時(shí)PCR。
31.權(quán)利要求28的微觀流體基層，其中所述入口中的每一個(gè)配置成用移液管吸頭密封并且從移液管吸頭接受一定量的樣品。
32.權(quán)利要求31的微觀流體基層，其中所述樣品的量是1_20μI。
33.權(quán)利要求31的微觀流體基層，其中入口包括至少Imm高的倒轉(zhuǎn)截頭圓錐體結(jié)構(gòu)，并且在它的接受移液管吸頭進(jìn)入的最寬點(diǎn)處具有l(wèi)_5mm的直徑。
34.權(quán)利要求28的微觀流體基層，其中所述多個(gè)樣品通道每一個(gè)的入口是相互遠(yuǎn)離間隔的，以容許從多移液管頭分配器同時(shí)裝載。
35.權(quán)利要求28的微觀流體基層，其中所述反應(yīng)室具有1-20μ I的體積。
36.權(quán)利要求28的微觀流體基層，其中所述多個(gè)樣品通道是12個(gè)通道。
37.權(quán)利要求28的微觀流體基層，所述微觀流體基層還包括定位在每一個(gè)反應(yīng)室上方的突光檢測(cè)窗。
38.一種微觀流體盒，所述微觀流體盒包括權(quán)利要求28的微觀流體基層。
39.權(quán)利要求38的微觀流體盒,所述微觀流體盒還包括記錄結(jié)構(gòu),所述記錄結(jié)構(gòu)確保所述盒以單一取向被互補(bǔ)診斷裝置接受。
40.權(quán)利要求38的微觀流體盒，其中包括反應(yīng)室、入口孔和用于隔離所述反應(yīng)室的閥門的每一個(gè)微觀流體網(wǎng)絡(luò)被限定在單一基層中。
41.權(quán)利要求38的微觀流體盒，其中所述基層是剛性基層并且對(duì)于空氣或液體是非滲透性的，并且在所述盒操作期間的空`氣或液體的進(jìn)入或排出基本上僅可以經(jīng)過(guò)所述入口或排放口。
42.一種在多個(gè)含有多核苷酸的樣品上獨(dú)立地進(jìn)行擴(kuò)增的方法，所述方法包括: 將所述多個(gè)樣品分別地引入到微觀流體盒中； 分離在所述微觀流體盒中的所述樣品；和 通過(guò)對(duì)每個(gè)樣品獨(dú)立地施加連續(xù)的溫度循環(huán)而擴(kuò)增所述多個(gè)樣品中的 多核苷酸。
43.權(quán)利要求42的方法，其中所述盒包含多個(gè)反應(yīng)室。
44.權(quán)利要求43的方法，其中所述反應(yīng)室配置成容許所述多個(gè)樣品相互獨(dú)立地進(jìn)行熱循環(huán)。
45.權(quán)利要求43的方法，其中分離所述微觀流體盒中的所述樣品包括分離所述多個(gè)反應(yīng)室中的所述樣品。
46.權(quán)利要求45的方法，其中分離所述多個(gè)反應(yīng)室中的所述樣品包括將所述多個(gè)樣品相互獨(dú)立地移動(dòng)到多個(gè)反應(yīng)室的每一個(gè)中。
47.權(quán)利要求46的方法，其中分離所述多個(gè)反應(yīng)室中的所述樣品還包括: 將所述多個(gè)樣品相互獨(dú)立地移動(dòng)到所述多個(gè)反應(yīng)室的每一個(gè)中； 檢測(cè)所述多個(gè)樣品在所述反應(yīng)室中的存在；和 關(guān)閉在所述反應(yīng)室下游側(cè)上的閥門，并且關(guān)閉在所述反應(yīng)室上游側(cè)上的閥門。
48.權(quán)利要求47的方法，其中檢測(cè)所述多個(gè)樣品在所述反應(yīng)室中的存在包括與反應(yīng)室光學(xué)連通地放置LED和光電二極管。
49.權(quán)利要求42的方法，其中擴(kuò)增所述多個(gè)樣品中的多核苷酸包括獨(dú)立地激活與每個(gè)樣品獨(dú)立熱連通的一個(gè)或多個(gè)加熱器。
50.權(quán)利要求42的方法，其中將所述多個(gè)樣品分別地引入到微觀流體盒中包括: 將包含所述樣品的多個(gè)移液管放置在所述微觀流體盒的多個(gè)入口中；和 將所述樣品獨(dú)立地從所述多個(gè)移液管分配到所述多個(gè)入口中的每一個(gè)中。
51.權(quán)利要求42的方法，其中將所述多個(gè)樣品同時(shí)引入到所述微觀流體盒中。
52.權(quán)利要求42的方法，其中將所述多個(gè)樣品相繼地引入到微觀流體樣品中。
53.權(quán)利要求42的方法，所述方法還包括檢測(cè)擴(kuò)增的多核苷酸在所述多個(gè)樣品中的存在。
54.權(quán)利要求53的方法，其中檢測(cè)擴(kuò)增的多核苷酸的存在包括檢測(cè)來(lái)自所擴(kuò)增的多核苷酸的熒光信號(hào)。
55.權(quán)利要求54的方法，其中檢測(cè)來(lái)自所擴(kuò)增的多核苷酸的熒光信號(hào)包括將掃描讀取頭通過(guò)所述微觀流體盒，所述掃描讀取頭包括多個(gè)具有LED和光電二極管的檢測(cè)器。
56.—種在多個(gè)含有多核苷酸的樣品上獨(dú)立地進(jìn)行擴(kuò)增的方法,所述方法包括: 將所述多個(gè)樣品引入到 微觀流體盒中，其中所述盒具有多個(gè)反應(yīng)室， 所述反應(yīng)室被配置成允許所述多個(gè)樣品相互獨(dú)立地進(jìn)行熱循環(huán)； 將所述多個(gè)樣品相互獨(dú)立地移動(dòng)到所述多個(gè)反應(yīng)室的每一個(gè)中； 分離在所述多個(gè)反應(yīng)室中的所述樣品；和 通過(guò)對(duì)所述反應(yīng)室獨(dú)立地施加連續(xù)的溫度循環(huán)而擴(kuò)增所述多個(gè)樣品中所包含的多核苷酸。
【文檔編號(hào)】C12N15/10GK103756867SQ201310455953
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2007年7月13日
【發(fā)明者】杰夫·威廉姆斯, 凱麗·威爾森, 卡利安·漢迪克 申請(qǐng)人:漢迪實(shí)驗(yàn)室公司