CN101688861A

CN101688861A - 具有集成光学和流体控制元件的反应容器

Info

Publication number: CN101688861A
Application number: CN200880021632A
Authority: CN
Inventors: 雷蒙德·弗朗西斯·克拉考尔; 罗基·甘斯克; 亚当·布赖恩·利德曼
Original assignee: Axela Inc
Current assignee: Axela Inc
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: US20080286858A1; JP2010527443A; WO2008141437A1; EP2160604A1; US8003060B2; EP2160604A4; JP5203453B2; CA2687848A1; CA2687848C; CN101688861B

Abstract

本发明提供可任意处理的半可再用或一次性使用的具有集成光学元件的反应容器，其与基于衍射的分析系统一起使用。用于分析分析物液体的容器包括具有用于在其中接纳液体的至少一个室或井的壳体和与壳体整体形成的光学元件，以用于将入射光束引向井或室，并在光束已经与存在于液体里的分析物相互作用之后引导光束离开反应室。

Description

具有集成光学和流体控制元件的反应容器

发明领域

本发明涉及可任意处理、半可再用(semi-reusable)或一次性使用的具有集成光学元件的反应容器，其与基于光学的分析系统一起使用。

发明背景

随着在不同的地点执行生物、生化和化学分析的迅速出现，在未严格控制的条件下以高度分散型装置(highly decentralized setting)同时使用极少训练的人员执行这些分析的能力变得日益重要。通常，适当训练的人员不是费用太高就是非常难以获得。例如，许多专业医疗诊所正提供现场诊断检测，以允许更迅速的诊断和治疗。目前的发展使大众市场零售商在提供给顾客的服务中加入简易诊所(walk-in clinic)。不需要受训人员的快速现场检测装置将促进这些趋势。被US FDA分类为CLIA免除的设备就是这种简单操作等级的例子。为了国防或民用应用、水质监控及类似应用，在遥远地区对鉴定潜在生物试剂的日益增长的需要具有相似的要求。所有这些应用可能提出挑战，包括：混浊的或基本上不透明的样品需要复杂的样品制备方法、高度灵敏度和特异性要求、以及潜在危险样品的容纳。在许多情形中，还期望同时检验感兴趣的多种化合物。

存在有满足以上提出的一些要求的分析形式和设备。横向流动设备很好地建立成易于使用并读出用于生物分析的机构。然而，这些设备一般提供比许多应用期望的小的灵敏度。多种分析物的同时检测，特别是感兴趣的分析物的浓度差异巨大或基本分析过程不同也是问题。现有技术能处理可变样品，但是一般地太复杂而不能为极少受训的人员使用或在苛刻的环境中使用。

能克服这些障碍中的许多的检测技术利用由结合分子构成的衍射图案作为检测元件。这个技术的当前实施方式，例如在题为“DISPOSABLEREACTION VESSEL WITH INTEGRATED OPTICAL ELEMENTS”的美国专利公布第20050148063号和要求2006年5月9日用英文提交的题为“AUTOMATED ANALYZER USING LIGHT DIFFRACTION”的美国临时专利申请第60/798,719号的优先权的2007年5月9日提交的题为“AUTOMATED ANALYZER USING LIGHT DIFFRACTION”的美国专利申请第11/798,034号(美国专利公布第20070264707号)中描述的实施方式，(每个专利都通过引用全文并入于此)，虽然提供了许多优点，但是不具有满足高度分散的检验需要所需的简单性和紧凑性。

因此，提供用于样品分析的经济且易于使用的分析室是有利的，其提供了简单的样品采集、使用的便利性、高分析灵敏度和样品容纳，并且容易任意处理并能潜在地满足CLIA免除标准的要求。

发明概述

为了解决以上描述的问题，本发明将光学元件例如棱镜(或其他光学元件)与反应室、用于采集样品的装置、用于任何要求的反应物的可选储存器、废料的容纳和检测单一分析物或多种分析物的能力集成。

在本发明的一方面，提供一种可任意处理的反应容器，其包括：

a)壳体，其包括第一壳体部分和第二壳体部分，该第二壳体部分为与所述第一壳体部分相配的形式，使得当第一壳体部分和第二壳体部分组装形成所述壳体时，第一壳体部分和第二壳体部分处于密封关系；

b)反应室，其位于所述壳体内；

c)光学元件，其整体形成在第二壳体部分的外表面上，并靠近壳体内的所述反应室定位，所述第二壳体部分至少部分地由将光透射到反应室并从反应室透射光的材料构成；

d)废料贮存器，其位于所述壳体的内部上，第一流通道位于所述反应室和所述废料贮存器之间，包括反应物和样品入口，且第二流通道位于所述反应物和样品入口以及所述反应室之间；

c)分析物特异性受体的图案，其结合到反应室的内表面，图案区域实质上由配置为将流体从所述反应室放射状向外引到所述第一流通道的一系列放射状导向的微流体通路(radially oriented microfluidic channel)包围；并且

e)所述可任意处理的反应容器被配置为配合到分析仪器，其中，光学元件成形为将光束从分析仪器引向反应室，以识别分析物特异性受体的图案，其中，光束与分析物特异性受体的预选图案和结合到分析物特异性受体的预选图案的分析物相互作用，并且其中，与分析物特异性受体的预选图案和结合到分析物特异性受体的预选图案的分析物相互作用的光束是衍射光束，该衍射光束通过所述至少一个光学元件引导远离所述内表面到位于所述分析仪器内的检测器。

通过参考下面的详细描述和附图能实现对本发明的功能和有利方面的进一步理解。

附图简述

下面仅通过举例描述依照本发明构建的具有集成光学元件的可任意处理的反应容器，必须参考附图，其中：

图1A是具有集成光学元件的可任意处理的反应容器的透视图，其在单个反应室里具有分析物特异性图案，且在反应室底部整体形成有棱镜；

图1B是图1A所示的反应容器的相反面的透视图；

图2是图1A显示的反应容器的元件的分解图，显示了上壳体部分和下壳体部分以及盖；

图3是下壳体部分的平面图，其中剖开的盖在适当位置；

图4是下壳体部分里的反应室和相关联的流体通路的详图；

图5是包含在下壳体部分里的靠近反应室的集成光学元件的详图；

图6A是显示了组装的反应容器的一部分的光路的视图，示出了使用全内反射(TIR)使光路进入和离开反应室的实施方式；

图6B是显示了组装的反应容器的一部分的光路的视图，示出了使用显示的透射使光路进入和离开反应室的实施方式；

图6C是显示了组装的反应容器的一部分的光路的视图，示出了使用荧光使光路进入和离开反应室的实施方式；

图6D是显示了组装的反应容器的一部分的光路的视图，示出了使用化学发光使光路进入和离开反应室的实施方式；

图7A是安装在下壳体部分上、接近致动机构的盖的示意图；

图7B由图7A显示的致动机构接合的盖的示意图；

图8是类似图3，但是没有盖的下壳体的平面图；

图9是上壳体部分的内部的透视图；

图10A是安装在下壳体部分上的盖的详细截面图；以及

图10B是部分地安装在下壳体部分上的盖的详细截面图。

发明详述

一般来讲，这里描述的系统涉及具有集成光学和流体控制元件的反应容器，该反应容器用于基于衍射的分析中。根据需要，这里公开了本发明的实施方式。然而，公开的实施方式仅仅是示例性的，并应理解，本发明可用许多不同的和可选择的形式实施。附图未必按比例绘制，且一些特征可能被夸大或缩小，以显示具体元件的细节，同时可能已去除有关元件，以防止模糊新颖性方面。因此，这里公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅作为权利要求的基础和作为教导本领域技术人员多方面地应用本发明的代表性基础。为了教导而非限制的目的，示出的实施方式涉及具有集成光学和流体控制元件的反应容器，该反应容器用在基于衍射的分析中。

如这里使用的，术语“大约”，当结合颗粒的尺寸范围或其他物理属性或特性使用时，其意思是覆盖尺寸范围的上限和下限可能存在的微小变化，以便不排除平均地满足大多数尺寸，但是统计上可能存在于此区域外的尺寸的实施方式。不希望从本发明排除例如这些的实施方式。

本发明的许多实施方式可能用于不同应用。下面的描述是一个实施方式的示例，且并不意味着限制。图1A显示了反应容器10的组装图，其包括端盖12、包括透射窗口16的上壳体部分14。端盖12设计为容易安装在组装的壳体的剩余部分上，但是不容易移除，并可以可选地为分析的执行提供流体贮存器，如下文中描述的。盖12设计为卡扣配合，使得一旦安装，就不能非破坏性地移除。盖12还提供实质上气密的密封，以隔离反应容器内潜在的有害物质。上壳体包括表面26。表面26提供可粘贴可人读标记或可机读标记，例如条形码或射频识别(RFID)设备的实质上平坦的表面。端盖12优选地设计成使得盖12只能以正确方位安装，并使得该方位对临床医生明显。优选地，使用类似下文中讨论的壳体的剩余部分的可人读和/或可机读标签标记端盖12来指示密封在其中的液体反应物的标识。

图1B是反应容器的相反侧的视图，显示了包括集成光学元件20、锁紧机构(keying mechanism)22和导向轨24的下壳体18。锁紧机构22和导向轨24为分析仪器提供机械接口和对齐。

图2显示了包括流体通路30、32、34和36、废料贮存器38和反应室40的反应容器10的分解俯视图。图2还显示了结合到下壳体18的结构元件39。图2还显示了接收件41，其用于接纳图9所示的结合到上壳体14的对齐柱76。

上壳体部分14和下壳体部分18优选地使用光学透明塑料制造。盖12优选地由不透明塑料制造。合适的材料包括：聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸、PET、环烯聚合物和共聚物。

图3显示了带有安装的盖12的剖视图的下壳体18的平面图，显示了反应物贮存器44、46、48，而图7A和图7B分别显示了关联的柱塞元件50、52和54。

图8显示了下壳体部分18的平面图，其包括流体贮存器刺入元件62以及组合的样品进入和流体贮存器刺入元件64。参考图8，优选使用毛细作用力，通过与流体通路32流体相通的样品进入元件64引入要分析的样品。在这个实施方式中，位于下壳体部分18中的流体通路32是开放通路段，当与上壳体部分14处于密封关系时，该开放通路段构成这种横截面和尺寸的流体通道，以便生成毛细空间，该毛细空间将牵引样品通过样品进入元件64到流体通路32里，并将样品输送进入公共流体通路36里，公共流体通路36以也产生毛细作用力的方式构建。可再次使用毛细作用力或可选地，下文描述的主动流体输送装置，将流体从公共通路36进一步牵引到反应室40里。

参考图4，反应室40包含一系列实质上放射状的微流体通路70(例如美国专利申请第11/021545号中描述的微流体通路，该美国专利在这里通过引用全文并入)，该微流体通路70指向图案区域72，并且可配置为提供几种不同的流动控制属性。在一个实施方式中，通路70用作流动控制门控装置，借此，流体进入并通过反应室40的传送速率可控制到期望的流动速率。可选地，通路70可布置成使得提供这样一种装置，该装置停止毛细流动，直到应用充足的附加压力以迫使流动开始通过微流体通路70。应理解，放射状的微流体通路70不需要笔直，而可以是弯曲的，要点在于在反应位置的滞留时间受微流体通路70的图案的控制。

图5是包含在下壳体部分18中的正好位于图4显示的图案元件72下面的集成光学元件20的详图。期望光学元件20整体形成为下壳体部分18的一部分。依赖于使用的光学识别模式是否被透射、反射、TIR、发荧光等来选择光学元件20的形状和几何结构。应注意，在优选实施方式中，光学元件20的配置将允许使用的多种识别模式同时使用或每个单独使用。与壳体部分18形成一体的光学元件20可由与壳体相同的材料制成，即由合适的塑料模制的集成光学元件和壳体，或其可以是与壳体部分18结合的不同材料。光学元件的形状可以是将光束引导到包含分析物特异性受体的图案的反应室中的区域所需的任何合适的形状，其中，光束与分析物特异性受体的预选图案和结合到分析物特异性受体的预选图案的分析物相互作用，并且其中，与分析物特异性受体的预选图案和结合到分析物特异性受体的预选图案的分析物相互作用的光束是衍射光束，该衍射光束被光学元件指引远离内表面到达位于分析仪器里的检测器，壳体插入该分析仪器中。

例示两种布置的实施方式将在下文讨论。离开微流体通路70、从图案区域72放射状地输送的流体可进入废料管道74，并从此输送到废料室38。应注意，在这个实施方式中，通过建立通路结构和上壳体部分14之间的密封关系来实现完成通路30、32、34和36、反应室40、废料通路74以及废料室38的结构。微流体通路70可制造为下壳体部分18的整体零件或可制造为分离的可插入结构(未显示)或可制造为上壳体部分14的整体零件。

包括分析物特异性受体的图案区域72位于反应室40内并被微流体通路70限制，该图案区域以非随机图案排列，以便构成衍射光栅，如授予Goh等人的题为“METHOD AND APPARATUS FOR ASSAY FORMULTIPLE ANALYTES”的美国专利第7,008,794号和美国专利第6,436,651号的“Optical diffraction biosensor”中描述的，(所有这些专利在此都通过引用全文并入)，其可使用授予Cracauer等人的题为“METHODAND APPARATUS FOR MICRO-CONTACT PRINTING”的同在申请的美国专利第6,981,445号中描述的微冲压装置制造，这个专利的内容在这里全文并入。本发明不排除产生图案区域72的可选装置。图案可以是规则的等间隔的平行线或它们可以是更复杂的图案，如同在申请中的美国专利申请第09/814,161号、第10/242,778号和第11/196,483号或题为“Diffraction-Based Diagnostic Devices”的美国专利第7,223,534号中公开的，所有这些专利在这里通过引用全文并入。图案元件的组成可以是分析物特异性受体，例如抗体、蛋白质、抗原、天然或合成起源的DNA或RNA链；抗生物素蛋白、链霉亲和素、生物素、制备成具有生物结合化学性质的聚合材料，或可以更复杂。

信号衰减是明确的预期操作模式，其中由基底图案产生的衍射或另外的现有信号由于出现感兴趣的分析物而减少或降低。这种衰减可由图案元件通过竞争的相互作用的移置、图案特性的物理变化而引起，图案特性的物理变化例如表面折射指数的增大或改变，或由样品的材料和图案元件72的成分之间的化学相互作用引起的形状的总体改变。

图案元件72的组成不限于特定于单个分析物的结合受体。可组合多个受体来响应感兴趣的多个分析物。任何分析物的出现将产生可检测的信号。这个实施方式是当期望掩蔽一类物质或几类物质的样品时具体使用的，任何一个或更多个分析物的出现将证明具有更明确本质的随后分析。

当将样品提供到图案元件72时，可发生结合反应。当形成图案元件72的受体以产生衍射的布置配置时，这个反应将通过用相干光束识别来检测，如授予Goh等人的题为“METHOD AND APPARATUS FOR ASSAYFOR MULTIPLE ANALYTES”的美国专利第7,008,794号中公开的。

如图6A示意性显示的，提供的集成光学元件20允许入射束100照射到反应室40里的图案区域72，并以全内反射(TIR)产生至少一个衍射序列束102，该至少一个衍射序列束102可被适当的光电检测器104检测，并且随后通过关联的仪器(未显示)定量并可选地分析，适当的光电检测器104结合到关联的仪器里。

应注意，图6A显示的布置还允许测量反应室40内的溶液的折射指数。结合固定指数的衍射光栅，不同折射指数的流体将依赖于光栅和流体的指数之间的相对差异而产生更大或更小密度的衍射序列。这个差异容易定量并能用来计算流体的折射指数。

在另一实施方式中，可使用如图6B所示的透射衍射过程。在这个实施方式中，入射束110照射到图案72上，并产生至少一个衍射序列106，并且该至少一个衍射序列106透射通过结合到上壳体部分14的窗口16，并因此可用于被适当的光电检测器104检测，并随后通过关联的仪器(未显示)定量并可选地分析，光电检测器104可以是结合到关联的仪器里的光电二极管。在这个实施方式中，窗口16实质上在适当的波长光学清晰。可选地，如果光学窗口16是半透明的构造，那么衍射序列106的投影可肉眼看到。如果适当选择图案72的衍射元件，则结合或图案分裂反应能导致所述衍射序列的配置和/或方向的可视觉检测的变化，如题为“GELSENSORS AND METHOD OF USE THEREOF”的美国专利第6,180,288号公开的。应注意，窗口16可包括透镜、棱镜或其他光学元件来帮助将光导向检测器。

在另一实施方式中，图6C示意性显示了可使用荧光检测方案，借此方案，结合到图案72的次反应物(在下文中描述)可包含由入射光束108(可以相干或可以不相干)感应的荧光化合物，入射光束108由结合到关联的仪器(未显示)的光源112发出，包含相称于特定荧光化合物的波长，以差不多不定向的方式(more or less non-directional manner)再发出改变波长的光。感应的荧光可依靠结合到关联的仪器里的过滤光电检测器(filtered photodetector)110来监控，并随后通过关联的仪器(未显示)定量并可选地分析，过滤光电检测器110可以是光电二极管。应理解，这个实施方式可配置为使得过滤光电检测器110位于壳体的另一侧上，以检测从与照射图案的光束相同的侧发出的荧光。

显示在图6D中的第四实施方式利用使用结合到图案元件72的适当的酶和输送到图案元件72的适当的酶作用物的化学发光反应来产生一般不定向的光。该光可依靠结合到关联的仪器的适当的检测器120来监控，并随后通过关联的仪器(未显示)定量并可选地分析，检测器120可以是CCD或PMT。如以上关于图6C的实施方式提到的，图6D的实施方式可以使得检测器120位于壳体的另一侧上，以检测从与照射图案的光束相同的侧发出的化学光。

使用实质上类似于图6B显示的光学布置，本发明的另一实施方式允许测量反应室40里的光密度和/或流体浊度。这些测量可通过使用衍射序列束或来自光源的主束的检测进行。在这个实施方式中，还可测量流体里的颗粒物质引起的光散射。

虽然以上描述的这些信号产生和检测的实施方式被描述为单独的构造，但是没有限制组合用于多种同时发生的信号检测和定量模式或用作基准信号、控制及类似的手段的技术。此外，光源和检测器可以是以上示出的实例的可选构造。

在执行主题分析期间或之后，该主题分析可要求下文中描述的几个流体添加步骤，多种反应流体必须移动通过反应室40。为了允许这样输送流体，可任意处理的反应容器10设置有废料室38，在图8中显示，足以容纳在执行分析期间利用的所有流体。将流体输送到废料室38可依靠微流体毛细通路(未显示)、主动泵装置(在下文描述)、所述废料室38内的芯吸元件(wicking element)(未显示)、废料室内的吸湿凝胶、重力或外部应用真空来完成。这个清单只是示意的，且其他装置将对本领域技术人员明显。

下文中讨论的多种分析类型由这里公开的实施方式支持。一些这样的分析可仅使用样品完成。其他要求多种反应物和/或清洗步骤来完成。一种实施方式可包括端盖12，端盖12可包含至少一种液体反应物或缓冲剂。图10B显示了端盖12的实施方式的一般配置。

可任意处理的反应容器的一些实施方式可包括流体移置装置(fluiddisplacement means)，该流体移置装置与每个液体贮存器相关联，以迫使包含在其中的液体容纳物进入从入口通向反应室40的流通道。这种流体移置装置可包括但不限于用于增压每个液体贮存器以迫使其中包含的液体进入流通道的增压装置。还可包括使用包括与每个液体贮存器相关联的柱塞的柱塞组件和用于独立于其他柱塞而移动每个柱塞的装置。示例性的，显示了在盖12中的三个反应物贮存器44、46和48。

贮存器一般为圆柱构造并与盖12的外部结构整体形成，并分别设置有与贮存器的内部有密封关系的柱塞元件50、52和54。当使用圆柱柱塞时，圆柱内部形状是贮存器的优选实施方式，但是其他构型是可能的。柱塞50、52和54被显示为实质上为球面球，但是其他构型是可能的。柱塞可由多种塑料构成，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸酯、合成橡胶、聚氯乙烯和其共聚物或混合物、含氟聚合物或可由合适的金属或陶瓷材料构成。在用可刺入封闭件132密封之前，安装有柱塞50、52和54的流体贮存器44、46和48可充满期望的缓冲液或反应物。这种封闭件可用由热密封或粘合剂方式保持的箔或聚合物膜实现。

可选地，可使用可被刺入元件62和样品入口64移置的简易塞子。流体贮存器和流体通路的平衡之间的流体相通通过将盖12完全安装到组装的下部部分18和上部部分14来完成。下壳体部分14设置有刺入元件62以及刺入和样品入口64，它们被如此构建以便刺穿所述封闭件132并建立流体贮存器和组装的下部部分和上部部分的流体通路之间的流体相通。可通过移动柱塞来完成将贮存器里包含的流体移置到组装部分的流体通路里。柱塞50、52和54可通过图7A和图7B示意性显示的简易外部致动机构140相对于贮存器44、46和48滑动移动。

适当的机构包括：用户手动致动的杆或联动装置、自动或半自动线性运动设备，包括但不限于微处理器和软件控制的线性步进电动机。

可选地，柱塞的移置可通过反应容器10相对于布置为对齐柱塞的销142的运动来完成。这种相对运动可通过操作员将设备插入到仪器里适当配置的容器的动作来手动完成，或通过自动或半自动的运动控制设备来完成。如果柱塞和前面提到的致动装置之间的关系以这样的方式配置，使得销是如图7B示意示出的不同长度的销，则即使手动致动，柱塞的顺次移置也能容易完成。这个实现方式包括相对较长或较短的杆142来接合柱塞50、52和54。如在此前说明的，销142可由多种装置独立致动。

如果结合直接将期望的反应物输送到入口62和64的外部装置使用，则没有包含反应物的盖12也可使用可任意处理的反应容器10。所述装置可以是手动或自动的。

在本发明的实施方式中，完成分析所需的反应物以干燥的形式存放在通向反应室40的任何流体通道里。反应物的沉积可通过几种方式实现，包括喷墨随后干燥处理、微囊法、直接吸液法、糊状物的沉积和对本领域技术人员明显的其他方式。在分析过程期间，穿过反应物的流体通道将再水合或夹带反应物，并将其携带到反应室40。这种反应物的合适位置显示在图3的位置150。

适合于用在反应容器10内的分析形式包括单一阶段直接结合到固定捕获分子、夹心式和半夹心式分析、各种类型的放大分析，包括以沉淀反应、比色反应、荧光反应和化学发光反应为代表的酶扩增。应注意，可在不使用酶过程的情况下执行扩增。例如，可利用使用荧光化合物或颗粒直接标记检测器反应物。其他变化形式将对本领域技术人员明显。移置分析形式、比浊法(turbidimetric)、光密度读数和确定流体的折射指数能通过如在此前描述的各种实施方式实现。

为了定量感兴趣的分析物，可应用到本发明执行的分析的信号输出的分析技术包括动力学分析、信号时间(time to signal)、端点、比率端点和曲线拟合。

数据的收集和分析最适合于简单阅读器仪器，该简单阅读器仪器使用本发明提供的流体输送和光学识别特征对本发明执行一系列预先确定的操作。预先确定的分析参数应用到信号输出，且范围从简单的正/负结果到精确的浓度分析的解释能通过使用保持在这样的仪器里的预先建立的校准信息来完成。

如这里使用的，术语“包括(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(including)”和“包含(includes)”应解释为包括在内并且是开放式的而并非是排他性的。具体来说，当在包括权利要求的本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(including)”和“包含(includes)”及它们的变化形式的意思是包括具体特征、步骤或组成部分。这些术语不应解释为排除其他特征、步骤或组成部分的存在。

已经提出本发明的优选实施方式的前述描述来示出本发明的原理，而不是将本发明限制到示出的具体实施方式。意图是本发明的范围由包含在下面的权利要求和它们的等价物内的所有实施方式限定。

Claims

1.一种可任意处理的反应容器，其包括：

a)壳体，其包括第一壳体部分和第二壳体部分，所述第二壳体部分为与所述第一壳体部分相配的形式，使得当所述第一壳体部分和所述第二壳体部分组装形成所述壳体时，所述第一壳体部分和所述第二壳体部分处于密封关系；

b)反应室，其位于所述壳体内；

c)光学元件，其整体形成在所述第二壳体部分的外表面上，并靠近所述壳体内的所述反应室定位，所述第二壳体部分至少部分地由将光透射到所述反应室并从所述反应室透射光的材料构成；

c)分析物特异性受体的图案，其结合到所述反应室的内表面，图案区域实质上由配置为将流体从所述反应室放射状向外引到所述第一流通道的一系列放射状导向的微流体通路包围；并且

e)所述可任意处理的反应容器被配置为配合到分析仪器，其中，所述光学元件成形为将光束从所述分析仪器引到所述反应室，以识别所述分析物特异性受体的图案，其中，光束与分析物特异性受体的预选图案和结合到所述分析物特异性受体的预选图案的分析物相互作用，并且其中，与所述分析物特异性受体的预选图案和结合到所述分析物特异性受体的预选图案的分析物相互作用的光束是衍射光束，所述衍射光束由所述至少一个光学元件引导远离所述内表面到位于所述分析仪器内的检测器。

2.根据权利要求1所述的容器，其中，与所述反应室流体相通的所述反应物和样品入口位于所述壳体的第一末端部分，所述第一末端部分包括端盖，所述端盖配置为在所述第一末端部分上滑动，并卡扣配合在所述第一末端部分上以锁在所述壳体上并形成防漏密封。

3.根据权利要求2所述的容器，其中，所述端盖包括用于容纳反应物和/或液体样品的至少一个流体贮存器，所述端盖配置为在所述第一末端部分上滑动，并卡扣配合在所述第一末端部分上以锁在所述壳体上并形成所述防漏密封，所述至少一个流体贮存器包括可刺入密封装置，并且其中，所述反应物和样品入口配置为当所述端盖滑到所述壳体上时刺入所述可刺入密封装置。

4.根据权利要求2或3所述的容器，其中，所述反应物和样品入口被分隔开，并且其中，所述第二流通道包括分支，每个分支与样品或反应物入口相关联，所述分支汇聚到在所述反应室终止的公共通道。

5.根据权利要求2、3或4所述的容器，其中，所述壳体包括至少一个样品入口和至少一个反应物入口，并且其中，所述端盖包括与每个入口相关联的分开的液体贮存器和密封每个液体贮存器的可刺入密封装置，并且其中，每个入口包括刺入装置，所述刺入装置与所述入口相关联以用于刺入所述可刺入密封装置。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的容器，其中，用于容纳反应物的所述液体贮存器预先充满选定反应物。

7.根据权利要求2、3、4、5或6所述的容器，其中，所述端盖被标记以指示密封在其中的液体反应物的标识。

8.根据权利要求2到7中的任一项所述的容器，其包括流体移置装置，所述流体移置装置与每个所述液体贮存器相关联，以用于将反应物和样品移置到所述第二流通道里。

9.根据权利要求8所述的容器，其中，所述流体移置装置包括用于增压每个所述液体贮存器以迫使包含在每个所述液体贮存器中的液体容纳物进入所述第二流通道的装置。

10.根据权利要求8所述的容器，其中，所述流体移置装置包括带有与每个液体贮存器相关联的柱塞的柱塞组件和用于独立于其他柱塞移动每个柱塞的装置。

11.根据权利要求1到10中的任一项所述的容器，其中，所述第二流通道具有选择成提供其中的毛细流动的尺寸，使得在将反应物和样品引入反应物和样品的相应入口时，毛细作用力将反应物和样品向着所述反应室牵引到所述第二流通道。

12.根据权利要求1到11中的任一项所述的容器，其中，所述第一流通道具有选择成提供其中的毛细流动的尺寸，使得在所述分析仪器已经完成指定的衍射分析后，反应物和样品由毛细作用力牵引离开所述反应室，以将反应物和样品牵引到废料室里。

13.根据权利要求1到12中的任一项所述的容器，其中，所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的至少一个或两个包括锁紧机构，以为所述分析仪器提供机械接口和对齐。

14.根据权利要求13所述的容器，其中，所述锁紧机构包括至少一个导向轨，所述至少一个导向轨沿所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的一个或两个的外表面延伸，所述至少一个导向轨被所述分析仪器的接收站中的相关联的槽接收。

15.根据权利要求1到14中的任一项所述的容器，其中，所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的一个或两个具有这样一部分，该部分配置为接纳粘贴到该部分的标签。

16.根据权利要求15所述的容器，其中，所述标签是可人读标签和可机读标签中的一种或两种。

17.根据权利要求15所述的容器，其中，所述可机读标签选自由条形码和射频(RF)标识符组成的组。

18.根据权利要求1到17中的任一项所述的容器，其包括荧光化合物，所述荧光化合物结合到所述分析物特异性受体的图案或与所述分析物特异性受体的图案相互作用，所述荧光化合物能通过相干或不相干的入射光束来感应，以便以差不多不定向的方式发荧光并再发出改变波长的光，所发出的光通过结合到所述分析仪器的光电检测器检测。

19.根据权利要求1到17中的任一项所述的容器，其包括化学发光化合物，所述化学发光化合物结合到所述分析物特异性受体的图案或与所述分析物特异性受体的图案相互作用，所述化学发光化合物能通过相干或不相干的入射光束来感应，以便以差不多不定向的方式化学发光并发出光，所发出的光通过结合到所述分析仪器的光电检测器检测。