CN103917293B - 生物检测系统和使用方法 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种生物检测系统及使用方法，其中生物检测系统包括用于结合至少两种液体微滴的至少一个混合器或液桥以及用于检测是否已发生两个成分液体正确混合或结合的错误校正系统。

Description

生物检测系统和使用方法

技术领域

本发明涉及生物成分的检测。

背景技术

聚合酶链反应（PCR）系统或热循环仪通常包括样本块、加热盖、以及加热和冷却元件。然后这些部件由机载控制系统控制或监测。实时PCR系统或热循环仪通常还包括用于检测由附接至核酸样本的一个或多个探针发出的电磁辐射的光学检测系统。实时PCR系统还能够包括用于控制和监测系统部件并分析由光学检测系统产生的数据的外部计算机或控制系统。

当前标准PCR系统和实时PCR系统是基于孔的系统。这些系统接收在包括多个孔的样本支持设备中的样本。样本在载入PCR系统中之前制备或与试剂混合。然后PCR系统循环孔中样本的温度。另外，实时PCR系统为电磁或荧光发射监测孔中样本。

因为对遗传信息和基因组信息的使用和需求增大，所以对PCR扩增和分析的需求也增大了。具体地，改善PCR系统的生产能力已经变得越来越重要了。虽然每一代PCR系统能够略微更快地循环样本温度，但是该技术没有跟上其它遗传和基因组分析仪器的性能改进。例如，脱氧核糖核酸（DNA）测序仪器发展至样本制备和PCR扩增是对测序实验在时间和成本方面最具限制性的步骤的程度

另外，当前PCR系统对基于孔的技术的依赖限制了这些系统的总生产能力。当前系统能够以大约40分钟循环样本的温度。因此，使用具有384个孔的最大的基于孔的样本支持设备所产生的最大总样本生产能力是大约每小时500个样本。而且，当前PCR系统接收已经在样本支持设备中制备或混合样本。因此这些系统依赖于耗时且有时有人工步骤的基于孔的样本制备。

发明内容

一种用于检测生物目标的系统，该系统包括用于提供第一液体的第一液体输入、用于提供第二液体的第二液体输入、与第一液体输入和第二液体输入流体联通的至少一个混合器、以及至少一个检测器，其中混合器配置成将第一液体分段成至少一个第一液体微滴且将第二液体分段成至少一个第二液体微滴并由第一液体微滴和第二液体微滴生成混合微滴，其中检测器配置成检测混合微滴中存在或不存在至少一个第一液体微滴和至少一个第二液体微滴。在一些实施方式中，该系统可以包括与混合器流体联通的第三液体输入，其中混合器配置成将第三液体分段成至少一个第三液体微滴。然后，该系统可以混合第一微滴、第二微滴、和第三微滴以形成混合微滴。另外，在一些实施方式中，第一液体包括第一荧光染料，第二液体包括第二荧光染料，而第三液体包括第三荧光染料，第一、第二、和第三荧光染料中的每种在激发时发出荧光，其中由每个染料发出的荧光都可以从由其它染料发出的荧光光谱地分辨。在一些实施方式中，该系统可以包括至少一个热循环仪、自动采样器、液体充电装置，诸如例如可以包括或不包括电极的静态棒。

本文还提供了用于检测至少三种液体的正确混合的方法，该方法包括将第一液体、第二液体和第三液体混合在一起，每种液体均可与其它液体混合，从而形成混合样本微滴，第一液体包括第一荧光染料，第二液体包括第二荧光染料，第三液体包括第三荧光染料，第一、第二和第三荧光染料中的每种在激发时发出荧光，其中由每种染料发出的荧光都可以从由其它染料发出的荧光光谱地分辨；使混合样本微滴在导管中移动；用激发源照射导管中的混合样本微滴；以及检测来自混合样本微滴的发射从而确定在混合样本微滴中第一、第二和第三荧光染料中的每种是否存在。

本文提供了用于检测系统中微滴的方法，该方法包括使混合样本微滴在导管中移动；用激发源照射导管中的混合样本微滴；以及检测来自混合样本微滴的发射从而确定在混合样本微滴中第一、第二和第三荧光染料中每种是否存在。在该方法的一些实施方式中，第一液体包括第一微滴，第一微滴包含在基本上与第一液体不可混合的载体流体中，第二液体包括第二微滴，第二微滴包含在载体流体中，第三液体包括第三微滴，第三微滴包含在载体流体中。混合样本微滴可以包含在与混合样本微滴基本上不可混合的载体流体中。混合样本微滴可以在导管与其它三个导管的交叉处形成，其它导管中的每个分别在其中包含第一液体、第二液体和第三液体。激发源可以包括一个或多个LED。激发源包括一个或多个蓝色LED，每个蓝色LED发出激发第一、第二和第三荧光染料中的每种的单一波长的激发束。该检测包括使用第一检测器检测来自第一荧光染料的发射、使用第二检测器检测来自第二荧光染料的发射、以及使用第三检测器检测来自第三荧光染料的发射。在一些实施方式中，该方法可以还包括在混合样本微滴在导管中移动时进行跟踪以及基于检测到的发射接受或拒绝由混合样本微滴的下游处理生成的数据。另外，该方法可以还包括形成包括混合样本微滴的一连串微滴以及检测来自一连串微滴中每个微滴的发射。在一些实施方式中，该方法可以还包括形成包括混合样本微滴的一连串微滴，一连串微滴包括编组，每个编组包括多个间隔开的微滴，其中第一间隔设置在每个编组中相邻微滴之间，而相邻编组由与第一间隔不同的第二间隔间隔开。另外，本文中提供的方法可以包括基于检测的发射确定在混合样本微滴中第一液体、第二液体、和第三液体已发生正确混合；以及从混合样本微滴的下游处理收集数据。可替代地，该方法可以包括基于检测的发射确定在混合样本微滴中第一液体、第二液体和第三液体已发生不正确混合；以及记录错误的发生；由第一液体、第二液体和第三液体形成新的混合样本微滴；以及忽略由混合样本微滴的下游处理生成的数据。在一些实施方式中，第一和第二染料包括被动参考染料，而第三染料包括报告染料。

本文还提供了用于检测至少三个液体适当混合的系统，该系统包括：导管系统，包括用于运送混合样本微滴的至少一个主导管；混合样本微滴，在主导管中且包括第一液体、第二液体和第三液体，第一液体包括第一荧光染料，第二液体包括第二荧光染料，第三液体包括第三荧光染料，第一、第二和第三荧光染料中的每种在激发时发出荧光，其中由每个染料发出的荧光都可以从由其它染料发出的荧光光谱地分辨；以及光学检测系统，包括激发源以及检测器，激发源用于照射主导管中混合样本微滴的激发源，检测器用于检测来自混合样本微滴的发射从而确定第一、第二和第三荧光染料中的每种是否在混合样本微滴中存在。混合样本微滴可以包含在与混合样本微滴基本上不可混合的载体流体中。如权利要求24所述的系统，其中导管系统还包括在其中包含第一液体的第一辅助导管、在其中包含第二液体的第二辅助导管、以及在其中包含第三液体的第三辅助导管；其中第一、第二和第三辅助导管在配置成形成混合样本微滴的交叉处与主导管相交。激发源可以包括具有不同波长或相同波长的一个或多个LED或一个或多个激光器或一个或多个光源。另外，检测器可以包括用于检测来自第一荧光染料的发射的第一检测器、用于检测来自第二荧光染料的发射的第二检测器、以及用于检测来自第三荧光染料的发射的第三检测器。第一检测器、第二检测器、以及第三检测器中每个都可以包括相机，诸如带或不带滤光片的数码相机或光谱相机。该系统可以还包括信号处理系统，该信号处理系统用于监控由检测器生成的信息并且确定在混合样本微滴中第一液体、第二液体和第三液体是否已发生正确混合，第一和第二染料包括被动参考染料以及第三染料包括报告染料。该系统可以还包括混合样本微滴的一连串微滴，该一连串微滴包括在主导管中，一连串微滴包括编组，每个编组包括多个间隔开的微滴，其中第一间隔设置在每个编组中相邻微滴之间，而相邻编组由与第一间隔不同的第二间隔间隔开。另外，该系统可以包括保持主导管的导管支承板；以及保持激发源的激发源支承板；其中导管支承板与激发源支承板彼此平行设置使得主导管与激发源彼此对齐，并且主导管的至少一部分暴露至从激发源发出的辐射，其中导管支承板可以或可以不保持多个主导管，而激发源支承板保持多个激发源。此外，该系统可以包括多个导管支承板、多个激发板、和其中保持多个导管支承板和多个激发支承板的外壳。在一些实施方式中，该系统包括连接至检测器并配置成从主导管接收荧光发射的光纤。

本文还提供了一个控制单元，该单元包括编程用于执行一种方法的处理器，该方法包括：将第一液体、第二液体和第三液体混合在一起，每个液体均可与其它液体混合，从而形成混合样本微滴，第一液体包括第一荧光染料，第二液体包括第二荧光染料，第三液体包括第三荧光染料，第一、第二和第三荧光染料中的每种在激发时发出荧光，其中由每个染料发出的荧光都可以从由其它染料发出的荧光光谱地分辨；使混合样本微滴在导管中移动；用激发源照射导管中的混合样本微滴；以及检测来自混合样本微滴的发射从而确定在混合样本微滴中第一、第二和第三荧光染料中的每种是否存在。该处理器可以是计算机。

本文还提供了一种在其上存储程序的计算机可读介质，该程序包括一套用于执行方法的指令，该方法包括：将第一液体、第二液体和第三液体混合在一起，每个液体均可与其它液体混合，从而形成混合样本微滴，第一液体包括第一荧光染料，第二液体包括第二荧光染料，第三液体包括第三荧光染料，第一、第二和第三荧光染料中的每种在激发时发出荧光，其中由每种染料发出的荧光都可以从由其它染料发出的荧光光谱地分辨；使混合样本微滴在导管中移动；用激发源照射导管中的混合样本微滴；以及检测来自混合样本微滴的发射从而确定在混合样本微滴中第一、第二和第三荧光染料中的每种是否存在。

通过参考纳入

在本说明书中提到的所有公开、专利、和专利应用在本文中以相同程度通过参考纳入，如同每个单独公开、专利、和专利应用特殊并单独地表明以通过参考纳入本文。

附图说明

本发明的新特征随所附权利要求中的特质提出。通过参考以下对提出利用本发明的原则的说明性实施方式的详细描述以及附图可获得对本发明的特征和优点的更好的理解，在附图中：

图1是根据各种实施方式的瓣阀打开方法的示意图；

图2根据各种实施方式的液体/板处理系统的示意图；

图3电离电极构件的仰视参数模型图；

图4a是地电极的仰视图；图4b是图4a所示地电极的侧视图；图4c是图4a和4b所示地电极的立体顶部视角参数模型图；

图5是电极构件的立体底部视角参数模型图；

图6是示出用于高生产能力PCR扩增和分析的系统的示意图；

图7A和7B示出液桥的各种实施方式；

图8是用于4导管进入液桥的支承结构的一个实施方式；

图9A和9B示出堆叠的液体桥的示例；

图10A和10B示出液桥基板的示例；

图11示出共用油腔的一个示例；

图12示出桥后诊断系统的一个实施方式；

图13是用于检测连续流PCR系统中光谱和空间信息的系统的一个实施方式的侧视图的示意图；

图14是示出计算机系统的框图；

图15是一个系统的示意图，该系统包括用于高生产能力PCR扩增和分析的方法的一个或多个独特软件模块；

图16是根据各种实施方式的示意图，示出文件如何在图形用户界面（GUI）与仪器之间传输；

图17根据各种实施方式的流程图，示出使用文件传输协议（FTP）服务器上传文件的方法的流程图；以及

图18是系统的一个实施方式的原理图。

具体实施方式

仪器

本文提供一种PCR仪器，在一些实施方式中为连续流96-线路PCR仪器，该仪器能从不同位置对不同流体或气体进行采样。在一些实施方式中，该仪器从至少两个分离的位置对相同流体或不同流体进行采样。在一些实施方式中，3个不同的样本可以结合。在一些实施方式中，样本可以与不同流体结合，诸如例如，同时分离定位的优质混合物（master-mix）、样本和原始物和/或探针，并且在微通道几何结构中（例如在液桥或其它适当混合器中）混合这些流体从而形成混合微滴。然后混合微滴可以向下游流至热循环仪，微滴的成分可以在热循环仪进行进一步处理。在一些实施方式中，微滴可以包含，例如核酸的至少一个模板，然后可以经受进行扩增的条件。然后微滴及其成分可以经过数据采集系统，在数据采集系统处，可从微滴测量所需参数，诸如例如，位于微滴中的染料或多个染料的浓度或强度、微滴的粘度、微滴的体积、微滴的浑浊度、微滴的光密度、微滴的尺寸、或任何其它适当参数。

本文提供的仪器可以包含若干不同的独立部件，每个部件在本文中进一步讨论。

自动采样器

在各种实施方式中。本文提供的系统可以包括流体采样设备。在一些实施方式中，该流体采样设备可以是自动的。在一些实施方式中，自动采样设备可以配置成从流体容器抽取流体的微滴或分段块。流体可以是带电流体或者可以是不带电流体。流体的抽取和采集可以或者以连续操作或者以分批操作模式执行。例如，流体采样设备可以包括，例如在第2010/0304443号和第2010/0294048号美国专利申请中所述的设备，该申请通过参考完全纳入本文。在第2010/0304443号和第2010/0294048号美国专利申请中所述的设备可以配置成从容器中抽取分段的流体样本，其中分段的流体样本由不可混合的载体流体包围。

在一些实施方式中，流体采样设备可以还包括至少一个机器人系统以控制流体采样设备。该机器人系统可以控制采样设备的运动从而控制从流体容器的样本采集。在一些实施方式中，采用流体采样设备抽取带电流体的驱动力可以由一个或多个泵提供。示例性的泵在第WO2007/091229号国际专利申请公开中示出，该公开通过参考完全纳入本文。在一些实施方式中，流体采样设备可以配置成采用第2010/0120635号美国专利申请公开中所述的静水虹吸效应抽取流体，该公开通过参考完全纳入本文。

在一些实施方式中，本文提供了一种用于产生小体积微滴的方法。在一些实施方式中，小体积微滴可以使用如先前在第2010/0304443号和第2010/0294048号美国专利申请公开中所述的抽取头生成，该公开通过参考完全纳入本文。本文提供了一个系统，该系统在连续流下操作使得第一流体与该流体经过的通路连续接触，使得第一流体将第二流体分段为离散体积且包围第二流体，由此防止第二流体与通路接触。该系统的连续流使在不将空气吸入系统的情况下采集位于不同孔中的样本成为可能。例如，在一些实施方式中，样本通过采用流体的连续流的从孔至孔移动样本抽取头吸入系统，诸如例如，油，使得空气不会吸入系统中。在一些实施方式中，流体或多个流体可以在使用或不使用防护流体的情况下被吸入系统。在一些实施方式中，抽取头可以包括配置成防止空气进入系统的防护屏障，诸如例如，瓣阀。在一些实施方式中，该防护屏障可以使用机器人、压力、运动、或者用于打开和关闭防护屏障的任何其它合理机制来控制打开和关闭。在一些实施方式中，抽取头可以同时使用防护流体和瓣阀来抽取和/或分段样本流体。在可以使用防护管的实施方式中，该系统可以包括围绕至少一个采样管安装的较大口径管。防护管可以提供在油中包裹至少一个采样管的防护流体。进入防护管的油连续流可以匹配或略微超过吸入系统的样本流。在这样一个实施方式中，连续流线路的样本管的尖端可以包裹在为连续流系统提供的油中。防护流体可以由至少两个独立防护泵控制，而在一些实施方式中，可以由至少三个独立控制的防护泵控制。这样的系统允许样本抽取头在不将任何空气吸入系统的情况下从孔至孔自由移动。

图1是根据各种实施方式的瓣阀打开方法1300的示意图。为了便于使用瓣阀/护套（需要在采样能够进行前打开），尖端安装在双Z轴上。次级轴1320安装在初级轴1310上。护套/瓣阀安装在初级轴1310上，而尖端安装在次级轴1320上。

在方法1300的步骤1中，机器头在空中移动至所需孔之上。

在步骤2中，初级轴1310使尖端（带套和次级轴1320）降低并进入每个孔中覆盖样本的油覆盖层。

在步骤3中，然后次级轴1320延伸尖端（推开阀）使得尖端位于样本之上。同时初级轴1310上升相等距离。合起来的效果是次级轴1320在空间上静止的，而初级轴1310向上移动。结合瓣阀的几何结构，该运动允许每个（96孔板）孔中使用额外的30μl体积的样本。

在步骤4中，次级轴1320进一步下降入孔中并完成瓣阀的开启。次级轴1320暂停直至触发采样。

在步骤5中，在要求的精确时间下，次级轴1320浸入流体中并吸取约75nl流体（样本/原始物-探针、优质混合物大约为150nl）。吸取流体的量取决于所采用的流速以及尖端在流体中的时间。

在步骤6中，然后尖端从样本缩回并暂停以准备再次采样（如果需要）。如果下一样本需要从相邻孔（或者换板）采样，那么尖端缩回护套，并且然后初级轴1310将采样头移出至空气中。带套运动与出套运动相反。

图2根据各种实施方式的液体/板处理系统的示意图。在系统1400中，液体/板处理提供沿15轴的运动。作为参考，系统1400分为3个采样系统和一个板处理系统。每个阶段运动的方向由箭头示出。注意，示出多腔单元的采样臂。但是，为了清晰，优质混合物单元和单尖端单元的采样臂被描绘为不可见。另外，优质混合物单元安装在外壳的顶部上。单独的轴为：

·单尖端采样

οX轴

οY轴

ο初级Z轴（Z1）

ο次级Z轴（Z2）

·多腔采样

οX轴

οY轴

ο初级Z轴（Z1）

ο次级Z轴（Z2）

ο旋转轴

·优质混合物采样

οX轴

ο初级Z轴（Z1）

ο次级Z轴（Z2）

·板处理

οY轴

οX1轴（托盘1-单尖端）

οX2轴（托盘2-多腔）

单尖端系统包括96个尖端，每个尖端能够进入96孔板或384孔板上的单一孔。因此，系统1400能够在单次运动中从96孔板采样或者在4次运动中从384孔板采样。多腔系统包括4束24尖端。每束中的所有24个线路能够进入单一孔。束中每个线路被布置为针对单尖端线路中的一个—在桥中汇合。在一些实施方式中，液桥线路直接流入热循环仪中。在一些实施方式中，来自液桥的输出可以被捕获至容器单元中，然后在容器单元进行进一步处理或者从容器单元中抽取以进行进一步处理。多腔头安装在旋转单元上。因此，通过4次旋转和浸入，在托盘2（多腔侧）上的4个孔可以针对整个96孔板进行排列。类似的16个机器人运动（4个多腔旋转乘以4个单尖端运动）能够允许托盘2上的4个孔可以针对整个384孔板进行排列。

当采样设备的尖端暴露至不同样本时，尖端之间可能发生遗留。在一些实施方式中，当采样管暴露至集中样本时，可能发生过度样本遗留/污染。样本污染通过将采样管暴露至样本的面积减至最小来减少。采样管暴露至样本的面积可以用各种方式减至最小。在一些实施方式中，采样管的减小部分可以从防护管延伸。在管的实施方式中，这种管可以通过将采样管的至少一部分插入防护管中制造。在一些实施方式中，采样管可能在外表面受到侵蚀。那么采样管可以置于防护管内部。在一些实施方式中，防护管的内表面也会受到侵蚀。将采样管置于防护管中可以生成至少局部密封，该密封防止采样管的外表面受污染。在一些实施方式中，内管与外管之间的摩擦力导致两个管之间的密封。在一些实施方式中，粘合剂可用于在采样管与防护管之间形成密封。可以使用的粘合剂示例包括，例如胶、环氧树脂、油灰、或任何其它适当的粘合剂。一旦已在采样管与防护管之间形成密封，结合管可以切割以暴露采样管的末端。在一些实施方式中，结合管可以进行激光器切割以确保尖端末端上的光滑修整。生成巢式采样管结构可以导致壁横截面积减少达92%。

微滴静态充电

在各种实施方式中，配置成为包含在流体容器中的流体充电的流体充电系统包括电离电极和地电极。电离电极和地电极可以与流体容器相邻放置。电离电极和地电极可以是相对的，使得流体容器放置在电离电极与地电极之间。电离电极和地电极配置成产生离子场，该离子场接触包含在流体容器中流体，由此对流体进行充电。静态充电系统的各种实施方式在序号为___（代理人卷号LT00400PRO），标题为“流体充电的系统和方法”的未决美国申请中描述，该申请通过参考完全纳入本文。

在各种实施方式中，为包含在容器中的流体充电的方法包括在电离电极与地电极之间制造离子场。包含流体的容器可以相邻电离电极和地电极设置并设置在电离电极与地电极之间。由电离电极和地电极制造的离子场接触包含在流体容器中的流体，由此对流体进行充电。本文公开的设备、系统、和方法可以用于在各种流体中产生净电荷。

以本文公开的设备、系统、和方法充电的流体可以在充电后与其它流体混合。由以本文公开的设备、系统、和方法充电的流体携带的净电荷可以提高在下游设备、系统、和方法中流体的混合程度。例如，当在微流体系统中与不可混合载体流体中的流体块或微滴混合时，携带净电荷的流体可以展示出与其它可混合流体的改善混合。以这种方式，净电荷可以减少在微流体系统中观测到的能够不利地影响流体混合的不希望的静电效应。

在各种实施方式中，流体充电系统可以包括配置成从流体容器抽取充电流体的一个或多个流体采样设备，诸如以下所述及所示。在各种实施方式中，流体采样设备可以包括配置成从流体容器抽取充电流体的一个或多个管，诸如例如，毛细管。在各种实施方式中，流体采样设备可以包括一个或多个防护套，其中每个防护套围绕配置成从流体容器抽取充电流体的一个或多个管，诸如例如，毛细管。在各种实施方式中，一个或多个流体采样设备可以与流体容器连续或不连续流体连通。

包括流体采样设备的流体充电系统可以还包括至少一个机器人系统以控制流体采样设备。机器人系统可以控制采样设备的运动以控制从流体容器的样本采集。在各种实施方式中，采用流体采样设备抽取带电流体的驱动力可以由一个或多个泵提供。示例性的泵在第WO2007/091229号国际专利申请公开中示出，该公开通过参考完全纳入本文。在各种实施方式中，流体采样设备可以配置成采用第2010/0120635号美国专利申请公开中所述的静水虹吸效应抽取流体，该公开通过参考完全纳入本文。

在各种实施方式中，电离电极可以包括发射极板以及连接至发射极板的一个或多个发射极引脚。发射极板可以由导电金属材料制成，诸如例如，不锈钢合金。发射极引脚可以由包含钨的陶瓷材料或金属材料制成。例如，发射极引脚可以包括碳化钨，诸如例如，由碳化钨或硬质碳化钨（硬质）复合材料制成的发射极引脚。可替代地，发射极引脚可以由包括例如钨的金属合金制成。

在操作中，输送至电离电极的电流集中在发射极引脚的尖端并且电离包括周围空气或其它气态大气的原子和/或分子，从而产生离子云。离子云从发射极引脚发射并沿着根据静电的物理原理在电离电极与地电极之间建立的静电场朝地电极移动。这在电离电极与地电极之间产生了离子场。离子场的极性与提供至电离电极的电流的极性相同。虽然在本文的图中示出的离子场示出具有正极性（+）符号，但是应理解的是，在各种实施方式中，离子场可以具有负极性。接触离子场的材料以与离子场相同的极性充电。

流体充电系统用于对将在微流体系统中与其它流体混合的流体进行充电。该系统包括通过高压电缆连接至电离电极构件的费舍尔（Fraser）型7330静电发生器。电离电极构件包括十字形电极，十字形电极包括十字形不锈钢发射极板和5个（5）钨发射极引脚。电离电极通过高压导线连接至100兆欧电阻单元。电离电极构件具有图3中示出的尺寸和配置（尺寸单位为毫米）。地电极包括安置在非导电丙烯酸固定器上的圆形铝静电接地板。地电极具有图4a、4b、和4c中示出的尺寸和配置（尺寸单位为毫米）。地电极连接至静电发生器上的接地片。

在各种实施方式中，流体容器可以设置在电极之间且和电极相邻使得离子场接触包含在流体容器中的流体，从而使流体充电。发射极引脚可以连接至发射极板的朝向流体容器的打开顶端的侧部，促进由电离电极制造的场与包含在流体容器中的流体之间的接触从而使流体充电。虽然在本文的某些图中示出的电离电极示出与流体容器的打开顶端相邻设置，但是应理解的是，在各种实施方式中，电离电极可以与任何区域或打开或关闭的流体容器的端不相邻设置，假如电离电极和地电极以互相间隔开的关系设置。

图5示出相邻玻璃流体容器设置的电离电极和地电极。电离电极和地电极是相对的，使得流体容器设置在电离电极与地电极之间。玻璃流体容器具有基本上与地电极的直径相匹配的直径，地电极和固定器被确定尺寸从而安置和支承流体容器。4个（4）流体采样设备通过电离电极的发射极板的打开的四分之一圆区域设置。4个（4）流体采样设备围绕配置成从流体容器抽取流体的管的防护套。

在各种实施方式中，流体采样设备可以与配置成将带电和/或混合的流体分配至容器的流体分配设备流体联通，诸如例如，艾普多夫（eppendorf）管、小瓶、烧杯、烧瓶、离心管毛细管、冷冻小瓶、包、通道、杯、容器、微量滴定板、缩微卡等。带电流体从流体容器至其它容器的运输可以采用例如泵、液体静压力、毛细力等完成。

在各种实施方式中，本文中公开的流体充电系统可以用于为微流体处理网络和系统提供带电流体。带电流体可以在微流体处理网络或系统中与其它流体混合。流体可以在其中混合的微流体处理网络和系统在例如第2005/0092681号、第2005/0272144号、第2008/0277494号、第2010/0015606号、第2010/0029512号、第2010/0109320号、和第2010/0297748号美国专利申请公开中进行了描述，这些公开全部通过参考纳入本文。本文公开的流体充电系统可以与诸如这些文件中描述的那些微流体处理网络和系统流体联通。

在各种实施方式中，本文公开的流体充电系统用于为包括液桥的微流体处理网络和系统提供带电流体。全部通过参考纳入本文的第2008/0277494号、第2010/0015606号、第2010/0029512号、第2010/0109320号、和第2010/0297748号美国专利申请公开描述了包括液桥的微流体处理网络和系统。液桥是在其中形成微滴的设备。在液桥中形成的微滴包裹在不可混合载体流体中。通常，液桥由与充满不可混合载体流体的腔室相通的入口形成。载体流体不能与通过入口流入腔室中的流体微滴相混合。流体微滴变大，直至大到足以跨越在入口与和腔室相通的出口之间的空间间隙。例如，通过调整流速或通过将一个或多个额外流体微滴加入第一流体微滴，导致在入口与出口之间形成不稳定的液桥，该液桥随后从入口断裂，完成微滴形成。在从入口断裂后，流体微滴进入由来自腔室的载体流体包围的出口。

本文公开的流体充电系统可以配置成向液桥提供带电流体。例如，流体充电系统的流体采样设备可以与液桥流体联通。在各种实施方式中，液桥可以配置成将带电流体分段成微滴。在各种实施方式中，液桥可以配置成将带电流体的微滴与可与带电流体混合的其它流体的微滴相混合（可以是不带电或带电的，例如，如本文中所述）。如本文中所用，术语“微滴”是指液体的相对小的微流体量或者块（plug），因为微滴在导管或腔室中的不可混合载体液体中悬浮和/或流动，诸如例如，在微流体处理网络或系统中。

本文还提供了微滴静电充电的微滴混合方法。在一些实施方式中，带电微滴，例如静态带电液体，可以朝向第二微滴引导。微滴可以采用本文中提供的方法和系统充电。第二微滴可以是带电的或者不带电的。随着带电微滴接近第二微滴，带电微滴可以引起等待中的第二微滴中的电荷分离。然后电荷分离可以导致带电微滴和第二微滴变得更加互相吸引，并且促进两个微滴的结合。第二微滴中的电荷分离，连同带电微滴可以导致两个微滴以比当两个微滴都不带电时更有效的方式混合。在一些实施方式中，带电微滴可以与至少两个微滴结合，其中至少一个微滴可以带电。在一些实施方式中，第一微滴可以是带电的，而第二和第三微滴可以是不带电的。在一些实施方式中，第一微滴和第二微滴可以是带电的，而第三微滴可以是不带电的。

在一些实施方式中，微滴可以是带电的或者不带电的，从而防止微滴结合。在一些实施方式中，通过防止液体结合或者通过指示微滴可以流过的路径，微滴充电在微滴排序上可以是有用的。

流体充电系统的其它实施方式在序号为__（代理人卷号LT00400PRO）的未决美国申请中描述，该申请通过参考完全纳入本文。

流体抽吸系统

图6是示出用于根据各种实施方式的高生产能力PCR扩增和分析的系统200的示意图。系统200包括PCR系统210和处理器220。PCR系统210进一步包括液体处理系统230、流体抽吸系统240、桥后检测系统250、热循环仪260、和终点检测系统270。系统200在连续流原则下操作。恒定油流通过热循环仪（TC线路242）保持并且该油流输送混合微滴。为了满足生产能力要求，要求液桥上游（从采样尖端至桥）的流比通过热循环仪流快。引流线路241安装至桥并放出多余的油。TC线路242和引流线路241二者都以固定流速操作。要求这些线路在增加至线路的微滴沿每个线路提高压降时受控。在TC线路242和引流线路241中的混合流等于优质混合物、样本和原始物-探针线路中的流。

此外，该抽吸系统包括一些分系统，这些分系统用于使该系统充油并放掉空气。图6示出总示意图（单一线路系统），示出TC线路242、引流线路241以及硬件部件所在之处。

如果PCR系统在连续流下操作，穿过空气在孔至孔之间移动系统会导致将空气抽取至系统中。这通过使用护套/瓣阀来避免。这些直径较大的管围绕采样管安装，并且将采样管包裹在油中。进入护套中的油连续流（由3个独立的防护泵驱动）匹配（或略微超出）吸入系统尖端中的流，确保连续流线路总是包裹在油中。因此，尖端能够在不将任何空气吸入系统的情况下从孔至孔自由移动。

液桥技术

在各种实施方式中，配置成将从流体容器抽取的带电流体分段成微滴的液桥包括与流体采样设备流体联通的第一进入口、与不可混合流体源流体联通的第二进入口、排出口、和腔室。进入口和排出口通向腔室且可以被构成和设置，以使得在第一进入口与排出口之间形成的流体微滴中的流体不稳定性将从流体容器吸入的流体分段为由不可混合流体隔开的流体微滴。流体微滴可以通过排出口从腔室抽取。

在各种实施方式中，配置成将从流体充电系统中的流体容器抽取的带电流体与可能可与带电流体混合的一个或多个额外流体混合的液桥包括与流体采样设备流体联通的第一进入口、与一个或多个额外流体源流体联通的一个或多个额外进入口、排出口、和腔室。进入口和排出口通向腔室且可以进行构成和设置，使得在第一进入口形成的第一流体微滴与在一个或多个额外进入口处形成的一个或多个额外流体微滴接触并混合，从而形成混合流体的不稳定索状桥。不稳定索状桥破裂，由此形成由通过排出口从腔室抽取的不可混合载体流体隔开的合流体微滴。由从流体容器抽取的流体携带的净电荷改善带电流体与一个或多个额外流体的混合。液桥的一个实施方式在图7A和7B中示出（来自斯托克斯（Stokes）LB专利申请）。对液桥的更详细描述可以在第2008/0277494号和第2010/0029512号美国专利申请公开以及第PCT/IE07/000013号和第PCT/US10/24180号PCT申请中找到，这些申请中每个均通过参考纳入本文。

在各种实施方式中，配置成将从流体充电系统中的流体容器抽取的带电流体与可与带电流体混合的一个或多个额外流体混合的液桥包括腔室、一个或多个进入口、第一排出口、和第二排出口。进入口和排出口可以通向腔室。进入口可以与流体采样设备以及一个或多个额外流体的源流体联通。进入口可以连续提供从流体容器抽取的带电流体以及一个或多个额外流体的流体微滴，其中微滴可以由不可混合载体流体隔开。第一排出口可以配置成抽取进入腔室的不可混合载体流体的一部分。进入口和排出口可以被构成和设置，以使得通过进入口运输的拖后微滴与在腔室中进入口处形成的居前微滴接触并混合，由此形成由不可混合载体流体隔开的、可以通过第二排出口从腔室抽取的混合流体微滴。由从流体容器抽取的流体携带的净电荷改善带电流体与一个或多个额外流体的混合。

在一些实施方式中，液桥包括用于在包含流体的贮液器与液桥之间提供流体联通的至少两个通道、管、毛细管、或者任何其它适当导管。在一些实施方式中，该机构可以是PTFE管。PTFE管可以进行分层，使得多个管通过一个管在其它管之上进行堆叠。在一些实施方式中，导管可以使用支承件进行堆叠。在一些实施方式中，支撑件或防波板可以是光滑的。可替代地，防波板可以在支承件/具有起伏的防波板上。起伏的模式可以在导管自身中产生起伏，其中然后这些起伏可以为管或导管中流动的微滴，例如样本和化验微滴，提供自然停止。以这种方式，在进入液桥之前，微滴可以被停止或保持就位。微滴保持/停止中的保持可以允许所有必需的微滴在混合在一起之前进入液桥。在一些实施方式中，可以使用10个单个PTFE零件。在一些实施方式中，可以使用涂覆PTFE的铝零件。防波板/支承件的示例可见图8。在一些实施方式中，液桥可以还包括具有变宽内直径的PTFE管，从而当微滴接近液桥时减慢微滴速度。

在一些实施方式中，液桥可以是单桥。在一些实施方式中，桥可以通过将单个桥置于另一单个桥进行堆叠。图9A和9B分别示出孤立的堆叠的液桥以及连接至系统的堆叠的液桥。在一些实施方式中，任意数量的桥可以结合以形成具有单桥腔的堆叠的液桥。在一些实施方式中，单腔可以由任意适当数量的桥构造。在一些实施方式中，单腔可以包括至少2个、至少4个、至少8个、至少12个、至少16个、至少20个、至少24个、至少30个、至少50个、至少75个、至少90个、至少96个、至少120个桥。

在一些实施方式中，结合液桥腔可以通过加工包含至少一个“桥”的基板来形成。这种基板可以是精确加工的基板，诸如特征装配在其上的聚碳酸酯件。基板可以进行加工，使得特征在基板的两面二者上以帮助基板堆叠。图10A示出带4个桥的单基板。图10B示出彼此堆叠的多个基板。

用于在贮液器与液桥之间提供流体联通的毛细管、管、通道或其它适当机构可以通过热成型PTFE毛细管生成。基板可以设计为具有弯曲通道路径，管结合至该弯曲通道路径内。热成型包含将管置于与基板中建立的路径类似的几何路径中，在精确位置施加阻止带，加热至240摄氏度30分钟，然后冷却管。在拆下后，管保持路径的形状。然后预成型管能够快速地装配至基板中。形成在管上的阻止带防止管尖端在液桥中延伸过远。

如图11中可见，堆叠的液桥可以具有包括共用油腔的几何结构。如图11中可见，堆叠的液桥中每个“桥”都包括防波板1110、入口管1130和出口管1140。桥包括共用油腔1100，在共用油腔1100中，油在桥间自由流动。另外，可以存在阻止块1120，从而阻止微滴在桥之间的运动。但是，油在共用油腔中是自由流动的。因此，阻止块可以以一定间隔排列，使得它们可以在混合期间限制微滴损失或运动。另外，在一些实施方式中，阻止块可以用于堵塞混合区域。在阻止块与液桥之间的间隔小到足以防止微滴损失从液桥进入共用油腔中，但是允许油流入液桥。

离开液桥的微滴流分为多个包（在堆叠的液桥的情况下）。微滴流可以根据机器人取得一个样本的时间戳分开。出于方便，这些包称为微滴编组（carriages）。使用编组-编组之间的间隔至少是微滴之间间隔的两倍—使个体液体的确定更简单，并且事实上使微滴流中的错误易于确定。例如，编组2的微滴2（每个编组5个微滴）可以比连续流的微滴12更易于确定。同样地，错误也能轻松地确定。如果在5个微滴的编组中只有4个微滴，那么很明显发生了错误；如果出现6个，那么一个微滴未混合或者已混合然后分为两个微滴。

对分段液桥和混合液桥的结构和操作的进一步描述在第2008/0277494号以及第2010/0029512号美国专利申请公开中，这些申请公开通过参考纳入本文。

桥后错误校正

在本文提供的系统的一些实施方式中，该系统还包括桥后诊断系统。在一些实施方式中，该系统可以用于检测正常微滴、丢失的微滴、未混合的微滴、合并的微滴。在一些实施方式中，该系统可以用于检测微滴编组中空气的存在。图12是桥后微滴诊断系统的示例。

在一些实施方式中，桥后检测系统是桥后错误校正检测系统。在一些实施方式中，桥后校正系统可以包括至少一个发光二极管（LED）。在一些实施方式中，该系统可以包括照亮来自桥的输出线路的一排蓝色发光二极管（LED）（在液桥与热循环仪之间）。可以使用任何适当激发源，包括但不限于LED、激光器、或任何其它适当激发源。在一些实施方式中，至少一个、至少两个、至少三个检测器可以用于监测从微滴发出的光。在一些实施方式中，检测器可以是PMT、或相机、或检测器阵列。在一些实施方式中，3个相机（例如巴斯勒（Basler）相机）可以用于监测由蓝色LED激发的荧光波长。在一些实施方式中，可以对至少一个、至少两个、至少三个波长进行监控。在一些实施方式中，检测的成分、染料、荧光发射可能来自激发检测系统的每个微滴中的同一个。在一些实施方式中，从微滴检测的辐射中的两个可以具有相同波长，而第三个可以具有不同波长。仅出于示例的目的，该系统可以能够检测原始物-探针微滴中的FAM/VIC、优质混合物微滴中的ROX以及加入样本微滴的第三染料（即ALEXA）作为参考。如果检测系统从微滴获得全部3个波长，那么这就视为混合且有效的微滴。但是，在一些情况下，桥将不会正确混合微滴。这通过确定主微滴中的成分中的一个或多个的缺失来发现。在单微滴（或编组）发生错误的情况下，那么该微滴（或整个编组）将进行重新采样。另外，检测系统可以用于测量微滴中的荧光水平，从而基于微滴成分帮助进行微滴排序。

在该系统的一些实施方式中，桥后检测系统可以包括至少一个LED或一排LED，该至少一个LED或一排LED照亮从至少一个液桥或至少一个堆叠的液桥到热循环仪之前的输出线路。在一些实施方式中，检测系统使用任何合适的激发源，包括但不限于激光器（包括光纤耦合激光器和自由空间激光器）、电磁辐射、白光、过滤光。与LED相对的是延伸成阵列的光纤。一个相机（Basler）监测光纤阵列，并且通过光强度的变换检测通过LED的微滴。然后该系统可以计数编组中微滴的数量，并且将该数量与预期数量相比较。如果数量不匹配，那么将指示发生错误，而编组将进行重新采样。

在一些实施方式中，离开桥的微滴流分为包或编组（根据机器人取得一个样本的时间戳）。当编组或微滴列之间的间隔至少是微滴之间间隔的两倍时，定义了编组。通过将微滴分为编组可以促进个体液体的确定以及微滴流中的错误。出于示例的目的，编组2的微滴2（每个编组5个微滴）可以比连续流的微滴7更易于确定。类似的错误也能轻松地确定。如果在5个微滴的编组中只有4个微滴，那么很明显发生了错误；如果出现6个，那么一个微滴未混合或者已混合然后分为两个微滴。

在一些实施方式中，编组/微滴流中微滴的数量是已知的和/或预期的。在一些实施方式中，编组中微滴的数量是未知的。在一些实施方式中，编组中微滴数量的任何变化指示错误，包括微滴多于预期、微滴少于预期或者来自一个编组中的微滴出现在第二编组中。那么存在、不存在或双微滴错误可以通过指示已发生错误来解决。该指示可以是整个微滴流/编组错误、该编组以及相邻编组错误、编组中一个微滴错误、或编组中多个微滴错误。

在一些实施方式中，该系统的微滴检测可以采用荧光检测来完成。在一些实施方式中，微滴的吸光度能够进行检测，而不是检测荧光发射。在这样的实施方式中，单相机、LED、和相关光纤可以用于首先计数编组中的所有微滴。在一些实施方式中，然后检测系统可以也用于获得与微滴长度相对应的峰宽度。在一些实施方式中，该系统可以获得微滴直径、微滴体积、微滴尺寸或任何其它适当参数。在这样的实施方式中，如果编组具有多余或少于微滴/编组预定数量的微滴，那么该编组失效并被拒绝且重新进行采样。在一些实施方式中，微滴的长度将根据存在成分微滴的数量而变化，然后由混合器或液桥结合成混合微滴。在一些实施方式中，编组可以进行分析并计算标准偏差。然后标准偏差可以除以编组中微滴的均值。在一些实施方式中，如果计算结果或者在设定阈值之上或者在设定阈值之下，编组可以通过或失效。如果编组失效，那么该编组进行重新采样。在一些实施方式中，错误检测可以使用与微滴编组相对的单微滴进行。

在一些实施方式中，微滴通过光源与检测系统之间可以用作检测方法。微滴通过光源与检测系统之间可以引起远离基线测量的唯一信号。虽然该信号在一些实施方式中可以变化，但是观察的信号可以是尖锐的尖峰（有时随后是略微在基线之上的信号），然后是尖锐的低谷。微滴的前缘将光强度聚焦在检测器上，从而产生尖峰。略微较高的信号可以是油与水信号之间折射率不同的结果。微滴的后缘可以远离检测器聚焦光强度，导致尖锐的低谷。当微滴通过检测器时，基线返回正常。在一些实施方式中，微滴的前缘可以导致引导光从检测器远离，而前缘将光聚焦在检测器上。在一些实施方式中，信号可以是峰、谷、峰和谷二者、或者信号从基线的增大，其中为信号稳定一段时间，随后是信号返回基线或从基线减小，一段稳定期，随后增大返回至基线。在一些实施方式中，空气微滴或任何其它类型的微滴可以使用本文中描述的基于空气微滴的唯一信号的方法和系统进行确定。

在一些实施方式中，光源是白光或过滤光，并且使用非过滤的检测源。所使用光的波长可以或可以不影响所检测的微滴信号的形状。在一些实施方式中，该系统可以用于基于尖峰之间的间隔来确定是否所有成分已结合至混合微滴中，尖峰支架之间的间隔可以与微滴的宽度相关联。

在一些实施方式中，荧光或吸光度检测可以共同使用并应用于终点测量。这可以充当额外的质量控制措施以获得桥后错误检测未捕捉到的任何错误。以这种方式，因素的结合可以用于突出任何可疑数据。

在一些实施方式中，终点检测系统可以包括自由空间光谱仪系统。在一些实施方式中，采集硬件是滨松（Hamamatsu）Orca相机。96个热循环仪线路由488nm激光器线路进行照明。该激光器线路由光谱仪/相机进行成像并分解成其组分波长。然后合适的波长可以根据微滴的成分进行测量。微滴可以基于由桥后检测模块生成的时间戳认定，然后为微滴生成原始荧光数据。在一些实施方式中，然后可以应用光谱补偿为染料渗滤进行补偿。在一些实施方式中，其它补偿方法可以用于为染料渗滤进行补偿，包括背景/基线减少，或任何其它适当的补偿方法。

为了保持连续流PCR系统的高生产能力，PCR系统需要能够同时检测在两个或更多微通道中的荧光。跨两个或更多微通道测量荧光在终点检测系统上施加了若干限制。

例如，随着微通道数量的增加，检测器的视场也需要增大。这些微通道能够紧密地捆绑或者对齐在一起成为透明微通道或管的阵列。但是，在管之间必须保持一定厚度的壁，以防止相邻微通道之间的串扰。结果，检测器的视场是管直径和管阵列壁厚的函数。为了保持在管阵列边缘上的管的高荧光采集效率，能够使用增大的束长度。增大从管阵列至检测器的束长度可以增大终点检测系统的整体物理尺寸。

在一些实施方式中，该系统可以能够在单次步骤中从两个或更多微通道检测光谱信息。但是，为了将那光谱信息分配至正确样本，发出那光谱信息的具体管可以位于管阵列中。结果，检测系统可以提供除光谱信息之外的空间信息。

图13是根据各种实施方式的系统3300侧视图的示意图，系统3300用于检测连续流PCR系统中的光谱和空间信息。系统3300包括激光器3310、直线发生器3320、管阵列3330、成像透镜3340、光谱仪3350、和成像器3360。激光器3310发出电磁辐射3311的入射束。

直线发生器3320从激光器3310接收入射束3311。直线发生器3320将入射束3311转换至电磁辐射3321的入射直线。换言之，直线发生器3320将入射束3311的功率分布从不均匀分布转换为均匀分布。例如，直线发生器3320是鲍威尔透镜（Powelllens）。在各种实施方式中，直线发生器3320是衍射直线发生器。

管阵列3330从直线发生器3320接收入射直线3321。管阵列3330包括与PCR系统的一个或多个微通道流体联通的一个或多个透明管。在各种实施方式中，一个或多个光学元件3322置于直线发生器3320与管阵列3320之间，从而将入射直线3321从直线发生器3320引导至管阵列3330。如图13所示，例如，一个或多个光学元件3322允许将系统3300包装在总体较小的体积中。在各种实施方式中，镜3325也置于直线发生器3320与管阵列3330之间，从而将入射直线3321从直线发生器3320引导至管阵列3330。例如，镜3325允许管阵列3330在系统3300中水平放置。

成像透镜3340从管阵列3330接收反射的电磁辐射3331并且聚焦反射的电磁辐射3331。在各种实施方式中，一个或多个光学元件（未示出）置于管阵列3330与成像透镜3340之间以将反射的电磁辐射3331从管阵列3330引导至成像透镜3340。在各种实施方式中，镜3325置于管阵列3330与成像透镜3340之间以将反射的电磁辐射3331从管阵列3330引导至成像透镜3340。例如，成像透镜3340是具有可变孔径的宽光圈透镜。在各种实施方式中，成像透镜3340包括一个或多个滤光器（未示出）。例如，一个或多个滤光器从反射的电磁辐射3331去除入射直线3321的反射。

光谱仪3350从成像透镜3340接收聚焦的反射的电磁辐射（未示出）。光谱仪3350从聚焦的反射的电磁辐射检测光谱强度。例如，在一些实施方式中，光谱仪3350能够检测在400纳米与800纳米之间的光谱波长。在一些实施方式中，光谱仪可以使得其能够检测任何适当波长。

成像器3360从成像透镜3340接收聚焦的反射的电磁辐射。成像器3360检测光谱强度的位置。例如，成像器3360是CCD相机。

在各种实施方式中，系统3300还包括处理器（未示出）。该处理器从光谱仪3350接收光谱强度并从成像器3360接收位置。该处理器从光谱强度和位置为移动穿过管阵列3330的样本确定强度值。

热循环

在一些实施方式中，该系统可以与热循环仪流体联通。在一些实施方式中，该系统在连续流原则下操作。在一些实施方式中，恒定油流可以通过热循环仪（TC线路）保持并且该油流可以输送混合微滴。在一些实施方式中，为了满足生产能力要求，液桥上游（从采样尖端至桥）的流比通过热循环仪流快。引流线路可以安装至放出多余油的桥。TC线路和引流线路二者都以固定流速操作。要求这些线路在增加至线路的微滴沿每个线路提高压降时受控。在TC线路和引流线路中的混合流等于优质混合物、样本和原始物-探针线路中的流。此外，该抽吸系统将包括一些子系统，这些子系统用于使该系统充油并放掉空气。图6示出总示意图（单一线路系统），示出TC线路、引流线路以及硬件部件所在之处。图7中还示出我们推荐的软件架构示意图。

热循环仪包括4个24线路热循环仪。在每个块之前具有预热块。每个块使用PID控制保持在其设定点。

电润湿/蒸发

在该系统的一些实施方式中，可以使用热循环仪。热块可以在有或没有其他材料的情况下用于在样本进入/离开热区域时操纵样本的热梯度。在一些实施方式中，使用联机水浴提供在进入热循环预热阶段之前更有效的管放电以及热步骤。在一些实施方式中，水浴可以用于替代现有预热块。

在一些实施方式中，在进入热循环仪预热部分的管上的任何静电荷可以通过使用静电发生器和/或电路进行控制。在一些实施方式中，导电的PTFE管可以用于提供更有效的管放电。在一些实施方式中，热循环仪构件中未经过阳极处理的部件可以用于提供更有效的管放电。在一些实施方式中，可以向油添加添加剂从而提高电导率，或者使用具有较好电导率的替代油。另外，在一些实施方式中，表面活性剂可以用于操纵微滴油的界面张力，界面张力会提供对蒸发更有抵抗力的界面。在该系统的一些实施方式中，该系统可以考虑在正压下通过热循环仪抽吸/处理样本。在一些实施方式中，可以对湿度/在该系统上的当地外部压力的环境控制进行控制从而产生不利于蒸发的条件。

检测

在该系统的一些实施方式中，可以存在终点检测。在一些实施方式中，该系统可以包括实时检测。在一些实施方式中，该系统可以包括自由空间光谱仪系统。例如，采集硬件可以是滨松（Hamamatsu）Orca相机。96个热循环仪线路由488nm激光线照明。该激光线可以由光谱仪/相机成像并且转变为其组成波长。在一些实施方式中，适当的波长根据微滴的内容测量。微滴可以根据由桥后检测模块产生的时间戳确定，然后为微滴产生原始荧光数据。然后可以施加光谱补偿从而为渗滤染料进行补偿。

在另一实施方式中，可以使用单检测器，即，单相机和滤光轮或与我们的终点系统相似但增加滤光器的光谱相机。在一些实施方式中，检测器可以是光谱仪、滤光轮/相机结合、声光可协调滤光器和相机、光电二极管、光电二极管阵列、PMT、以及CCD/CMOS/数码相机。

微滴分配或采集

使用微流体阀和液桥，微滴流能够进行控制。仅出于示例目的，所需要的微滴能够通过该微滴在一连串微滴中所在的位置进行确定。在这样的实施方式中，所需要的微滴能够基于光学检测系统进行确定，其中该光学检测系统可以基于任何适当参数确定所需要的微滴，参数包括但不限于染料颜色和/或浓度、浑浊度、光密度、粘度、电荷、极性、扩散的光衍射、或任何其它适当参数。一旦所需要的微滴已由检测系统确定，信号可以发送至位于检测系统上游的微流体阀以指导通过该系统的微滴流。在一些实施方式中，该阀可以与至少两个微流体通道流体联通，其中允许单微滴在任何给定的时间行进通过通道。在一些实施方式中，该阀可以与至少3个微流体通道流体联通。在一些实施方式中，微流体通道中的一个可以与用于采集微滴的采集系统流体联通。微滴转换系统可以按如下所述工作。在一些实施方式中，由液桥生成的微滴通过初级微流体通道发送，在该通道中所需参数可以进行检测。该微滴可以是由不可混合流体（诸如油）包围的水状微滴。可替代地，该微滴可以是由不可混合流体包围的油微滴的乳状液微滴，其中不可混合流体是水状流体。微滴的特性确定该系统是否指示该微滴向下发送至次级通道A以便采集或通过次级通道B或者进行进一步处理或者作为废物采集。一旦微滴通过阀进入其适当的次级通道，新的微滴就会通过检测系统。此外，该系统可以检测所需参数的存在或不存在，并且指示第二微滴至其适当的次级通道。在一些实施方式中，在微滴之间具有用于微滴检测系统的30秒延时。

光学器件

该系统的光学器件使得该系统能够同时从96个通道进行测量。该光学系统的适当实施方式可以在序号为__（代理人卷号：LT00398PRO）、标题为光学系统和使用方法的美国专利申请中找到，该申请通过参考纳入本文。

图13是根据各种实施方式的用于检测连续流PCR系统中光谱和空间信息的系统3300的侧视图的示意图。系统3300包括激光器3310、直线发生器3320、管阵列3330、成像透镜3340、光谱仪3350、和成像器3360。激光器3310发出电磁辐射3311的入射束。

直线发生器3320从激光器3310接收入射束3311。直线发生器3320将入射束3311转换至电磁辐射3321的入射直线。换言之，直线发生器3320将入射束3311的功率分布从不均匀分布转换为均匀分布。例如，直线发生器3320是鲍威尔棱镜（Powelllens）。在各种实施方式中，直线发生器3320是衍射直线发生器。

管阵列3330从直线发生器3320接收入射直线3321。管阵列3330包括与PCR系统的一个或多个微通道流体联通的一个或多个透明管。在各种实施方式中，一个或多个光学元件3322置于直线发生器3320与管阵列3320之间从而将入射直线3321从直线发生器3320引导至管阵列3330。如图13所示，例如，一个或多个光学元件3322允许将系统3300包装在总体较小的体积中。在各种实施方式中，镜3325也置于直线发生器3320与管阵列3330之间从而将入射直线3321从直线发生器3320引导至管阵列3330。例如，镜3325允许管阵列3330在系统3300中水平放置。

成像透镜3340从管阵列3330接收反射的电磁辐射3331并且聚焦反射的电磁辐射3331。在各种实施方式中，一个或多个光学元件（未示出）置于管阵列3330与成像透镜3340之间以将反射的电磁辐射3331从管阵列3330引导至成像透镜3340。在各种实施方式中，镜3325置于管阵列3330与成像透镜3340之间以将反射的电磁辐射3331从管阵列3330引导至成像透镜3340。例如，成像透镜3340是具有可变孔径的宽光圈透镜。在各种实施方式中，成像透镜3340包括一个或多个滤光器（未示出）。例如，该一个或多个滤光器从反射的电磁辐射3331去除入射直线3321的反射。

光谱仪3350从成像透镜3340接收聚焦的反射的电磁辐射（未示出）。光谱仪3350从聚焦的反射的电磁辐射检测光谱强度。例如，光谱仪3350能够检测在400纳米与800纳米之间的光谱波长。

成像器3360从成像透镜3340接收聚焦的反射的电磁辐射。成像器3360检测光谱强度的位置。例如，成像器3360是CCD相机。

在各种实施方式中，系统3300还包括处理器（未示出）。该处理器从光谱仪3350接收光谱强度并从成像器3360接收位置。该处理器从光谱强度和位置为移动穿过管阵列3330的样本确定强度值。

软件

图14是示出计算机系统100的框图，本教导的实施方式可以在其上实施。计算机系统100包括用于交流信息的总线102或其它通信结构，以及与总线102联接用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包括存储器106，存储器106可以是随机存取存储器（RAM）或其它动态储存装置，存储器106联接至总线102，用于确定将由处理器104执行的指令和库调用。存储器106还可以用于在执行将由处理器104执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。计算机系统100还包括联接至总线102并用于为处理器104存储静态信息和指令的只读存储器（ROM）108或其它静态存储设备。提供诸如磁盘或光盘的存储设备110并联接至总线102，用于存储信息和指令。

参照图6，图6是示出根据各种实施方式的用于高生产能力PCR扩增和分析的系统200的示意图。系统200包括PCR系统210和处理器220。PCR系统210进而包括液体处理系统230、流体抽吸系统240、桥后检测系统250、热循环仪260、和终点检测系统270。

处理器220与PCR系统210相通。处理器220能够包括但不限于计算机、微处理器、微控制器、特定用途集成电路（ASIC）、或者能够执行指令以及发送和接收数据或控制通信的任何设备。

处理器220指示液体处理系统230为PCR实验获取多个样本和多个试剂。在各种实施方式中，处理器220指示液体处理系统230用移液管从位于液体处理系统230的托盘231上的第一样本支持设备（未示出）吸取样本、用移液管从位于液体处理系统230的托盘232上的第二样本支持设备（未示出）吸取化验试剂、以及用移液管从容器233吸取优质混合物试剂。

处理器220指示流体抽吸系统240保持通过多个微通道的输送流体的连续流。输送流体或油是用于围绕系统200输送样本的被动缓冲液。图6示出多个微通道的单个微通道。该单个微通道或管包括引流线路241和热循环仪线路242。引流线路241用于排出多余的输送流体并且以恒定低速保持通过微通道的输送流体的连续流。热循环仪线路242用于输送混合样本通过系统200。

为了从液体处理系统230接收多个样本和多个试剂作为多个微通道中的微滴，处理器220指示流体抽吸系统240保持输送流体的连续流。通过流体抽吸系统240的输送流体的连续流从液体处理系统230的尖端235将样本微滴通过流体抽吸系统240的线路245吸上来。同样地，例如，通过流体抽吸系统240的输送流体的连续流从液体处理系统230的尖端236将化验试剂微滴通过流体抽吸系统240的线路246吸上来并且从液体处理系统230的尖端237将优质混合物试剂微滴通过流体抽吸系统240的线路247吸上来。

接合点249是用于为单一微通道混合样本和试剂的示例性液桥。线路245、246、和247在接合点249相会。通过精确的定时控制，处理器220指示液体处理系统230在特定时间使用尖端235、236、和247选择样本、化验试剂、和优质混合物微滴，使得流体抽吸系统240同时将这些微滴吸引至接合点249。因为样本、化验试剂、和优质混合物微滴同时到达接合点249，所以它们在随输送流体的连续流移动混合。混合物产生混合样本微滴。该混合样本微滴离开接合点249并进入热循环仪线路242。该混合样本微滴继续以恒定流速在热循环仪线路242中随输送流体的连续流移动。

为了确定是否每个混合样本微滴都正确混合，处理器220样本样本从桥后检测系统250为多个混合样本微滴中的每个混合样本微滴接收一个或多个桥后检测值。桥后检测系统250，例如，在热循环仪线路242中以处理器220选择的精确时间步骤检测混合样本微滴。在各种实施方式中，桥后检测系统250是光学系统，该光学系统包括一个或多个照明光源和一个或多个相机。在各种实施方式中，使用一个相机且一个或多个桥后检测值包括由每个混合样本微滴吸收或反射的电磁辐射的强度。

在各种实施方式中，桥后检测系统250使用三个相机。那么由处理器220接收的一个或多个桥后检测值包括由每个混合样本微滴的样本的第一染料发出的电磁辐射的第一强度、由每个混合样本微滴的化验试剂的第二染料发出的电磁辐射的第二强度、由每个混合样本微滴的预混合试剂的第三染料发出的电磁辐射的第三强度。在各种实施方式中，一个或多个桥后检测值还包括混合样本微滴的时间戳，所以处理器能够确定用于生成混合样本微滴的样本和试剂。

在各种实施方式中，如果处理器220从一个或多个桥后检测值确定该混合样本微滴混合不正确，那么处理器220指示液体处理系统230对混合样本微滴的样本和化验试剂再次取样。换言之，如果处理器220确定混合样本微滴的一个或多个桥后检测值不表示合适的混合物，那么处理器指示液体处理系统230对用于生成混合样本微滴的样本和试剂再次取样。

最后，处理器220针对多个混合样本微滴中的每个混合样本微滴从终点检测系统270接收一个或多个终点检测值。处理器220使用一个或多个终点检测值分析PCR实验。在各种实施方式中，终点检测系统270也是光学检测系统。例如，终点检测系统270是确定空间和光谱信息二者的超光谱成像系统。因此，在各种实施方式中，一个或多个终点检测值包括微通道的位置以及从该微通道检测到的光谱强度值。微通道的位置允许处理器220确定混合样本微滴，而检测到的光谱强度值提供PCR实验的结果衡量标准。

图15是系统400的示意图，系统400包括根据各种实施方式执行用于高生产能力PCR扩增和分析的方法的一个或多个不同的软件模块。系统400包括液体处理模块410、流体抽吸模块420、桥后检测模块430、热循环仪模块440、和终点检测模块450。

为了能够进行系统操作，具有以下软件控制元件：流体抽吸系统、液体处理/板处理系统、桥后检测、热循环仪、终点检测、和辅助设备。流体抽吸系统包括五个流量传感器、5个泵和多于40个的水平传感器和阀。液体处理/板处理系统包括板堆叠装置、条码阅读器、和15轴线采样单元。桥后检测包括3个巴斯勒（Basler）相机。热循环仪包括每个都具有独立变性块的4个24线路温度控制热循环仪（TC）。终点检测包括一个滨松（Hamamatsu）Orca相机和一个激光器。

·流体抽吸系统

a.5×流量传感器

b.5×泵

c.40+水平传感器和阀

·液体处理/板处理系统

a.OEM板堆叠装置

b.条码阅读器

c.15轴采样单元

·桥后检测

a.1×巴斯勒（Basler）相机

·热循环仪

a.4个24线温度控制TC，每个TC具有独立的变性块

·终点检测

a.1×滨松（Hamamatsu）Orca相机

b.1×激光器

·辅助设备

a.于2010年12月XX日提交，标题为高生产能力qPCR控制和

分析系统的LT00399，其通过参考完全纳入本文。

在一些实施方式中，该系统可以采用两个不同的ASCII.csv文件控制。该命令文件以BARCODETRAY1_BARCODETRAY2_cmds.csv的格式命名，而体积文件（volumefile）命名为BARCODETRAY1_vols.csv。命令文件包括一系列将由该仪器采样的孔组合。体积文件包括关于板上每个孔的内容（体积和组分）的信息。在收到RUN命令后，该仪器读取每个存在板的条形码。该仪器将搜索匹配的命令和体积文件，并且如果存在，处理该项目。结果以BARCODETRAY1_BARCODETRAY2_rslts.csv的格式输出。

在图15中，示出液体路径点PI至P6。托盘T1和T2二者能够进入全部6个路径点。在我们的当前迭代中，PI和P6未使用，P2用于条形码阅读，P3用于上堆叠/下堆叠至板更换装置上的栈（Hotel）1中。P4以与栈（Hotel）2类似的方式使用，而P5由孟山都（Monsanto）机器人使用进行加载以及卸载板。

图形用户界面（GUI）

在一些实施方式中，该系统可以提供用于GUI和仪器之间的互动。在一些实施方式中，该互动包括控制板堆叠装置的命令，还包括传输文件。在一些实施方式中，为了传输文件，使用文件传输协议（FTP）设置。具有用于存储文件以及等待客户端连接的FTP服务器。GUI作为客户端以连接至FTP服务器并传输文件。该仪器也能够连接至同一FTP服务器并传输文件。

为了控制板堆叠装置，使用定制传输控制协议（TCP）界面。该仪器充当服务器并且等待GUI连接至该仪器。在建立连接后，该仪器可以发送并接收预先定义的TCP命令以控制该仪器。

FTP

命令文件和体积文件能够使用GUI生成和修改。然后这些文件传输至该仪器。文件使用FTP服务器进行传输。该过程在图16中示出。图16是示出根据各种实施方式的文件如何在图形用户界面（GUI）与仪器之间传输的示意图。命令文件和体积文件能够使用GUI生成和修改。然后这些文件传输至该仪器。文件使用FTP服务器进行传输。

图17是示出根据各种实施方式用于使用文件传输协议（FTP）服务器上传文件的方法的流程图。为了上传文件，GUI发送TCP命令至仪器，要FTP服务器的地址。一旦仪器已回应该信息，GUI连接至仪器并上传文件。如果该文件已经存在于FTP服务器上，那么将询问使用者是否想保存该文件或者覆盖该文件。

为了下载文件，GUI发送TCP命令至仪器，要FTP服务器的地址。一旦仪器已回应该信息，GUI连接至仪器并显示可以下载文件的列表。使用者选择文件，然后GUI将其下载至本地计算机的预定义位置。

为了上传文件，GUI发送TCP命令至仪器，要FTP服务器的地址。一旦仪器已回应该信息，GUI连接至仪器并上传文件。如果该文件已经存在于FTP服务器上，那么将询问使用者是否想保存该文件或者覆盖该文件。

为了下载文件，GUI发送TCP命令至仪器，要FTP服务器的地址。一旦仪器已回应该信息，GUI连接至仪器并显示可以下载文件的列表。使用者旋转文件，然后GUI将其下载至本地计算机的预定义位置。

换板

板堆叠装置允许仪器使用者同时加载多个板，并且在不必单独明确地加载和运行每个板组合的情况下运行这些板。该堆叠装置分为两个隔间。每个隔间都装满板。在运行时间，使用者告知GUI运行哪个组合。GUI不知道哪些板在堆叠装置中。通过一系列TCP命令指示仪器在堆叠装置和仪器之间适当的传输并且为板编制条形码，GUI能够指示仪器运行所有选择的组合。

该系统的光学器件使得该系统能够同时从96个通道进行测量。该光学系统的适当实施方式可以在序号为__（代理人卷号：LT00399PRO）、标题为“高生产能力qPCR控制和分析”的美国专利申请中找到，该申请通过参考纳入本文。

本文还提供了用于检测至少3个液体适当混合的方法，该方法包括将第一液体、第二液体、和第三液体混合在一起，每个液体均可与其它液体混合，从而形成混合样本微滴，第一液体包括第一荧光染料，第二液体包括第二荧光染料，而第三液体包括第三荧光染料，第一、第二、和第三荧光染料中每个在激发时发出荧光，其中由每个染料发出的荧光都可以从由其它染料发出的荧光光谱地分辨；移动在导管中的混合样本微滴；用激发源照射导管中的混合样本微滴；以及检测来自混合样本微滴的发射从而确定在混合样本微滴中第一、第二、和第三荧光染料中每个是否都存在。

本文提供了用于检测系统中液体的方法，该方法包括使混合样本微滴在导管中移动；用激发源照射导管中的混合样本微滴；以及检测来自混合样本微滴的发射从而确定在混合样本微滴中第一、第二、和第三荧光染料中的每一种是否都存在。在该方法的一些实施方式中，第一液体包括第一微滴，第一微滴包含在基本上与第一液体不可混合的载体流体中，第二液体包括第二微滴，第二微滴包含在载体流体中，第三液体包括第三微滴，第三微滴包含在载体流体中。混合样本微滴可以包含在与混合样本微滴基本上不可混合的载体流体中。混合样本微滴可以在导管与其它3个导管的交叉点处形成，其它导管中每个分别在其中包含第一液体、第二液体、和第三液体。激发源可以包括一个或多个LED。激发源包括一个或多个蓝色LED，每个蓝色LED发出激发第一、第二、和第三荧光染料中每个的单波长的激发束。该检测包括使用第一检测器检测来自第一荧光染料的发射、使用第二检测器检测来自第二荧光染料的发射、以及使用第三检测器检测来自第三荧光染料的发射。在一些实施方式中，该方法可以还包括在混合样本微滴在导管中移动时进行跟踪以及基于检测的发射接受或拒绝由混合样本微滴的下游处理生成的数据。另外，该方法可以还包括形成包括混合样本微滴的一连串微滴以及检测来自一连串微滴中每个微滴的发射。在一些实施方式中，该方法可以还包括形成包括混合样本微滴的一连串微滴，一连串微滴包括编组，每个编组包括多个间隔开的微滴，其中第一间隔设置在每个编组中相邻微滴之间，而相邻编组由与第一间隔不同的第二间隔间隔开。另外，本文中提供的方法可以包括基于检测的发射确定在混合样本微滴中第一液体、第二液体、和第三液体已发生适当混合；以及从混合样本微滴的下游处理收集数据。可替代地，该方法可以包括基于检测的发射确定在混合样本微滴中第一液体、第二液体、和第三液体已发生不适当混合；以及记录错误的发生；由第一液体、第二液体、和第三液体形成新的混合样本微滴；以及忽略由混合样本微滴的下游处理生成的数据。在一些实施方式中，第一和第二染料包括被动参考染料，而第三染料包括报告染料。

实施例：

实施例1：

在该系统的一些实施方式中，可以存在进行桥后诊断检测的替代方法。在这样用于后错误校正的替代方法的实施方式中，使用单相机并且检测微滴时间峰宽度（与微滴长度相对应）。使用微滴缝宽度方法并纳入+/-7%的公差，能够确定错误的微滴编组。使用9微滴编组（3倍3个反应）。

微滴技术检查用于使编组通过或不合格。然后计算9微滴编组的标准偏差。如果该标准偏差高于基于设定公差的设定阈值，那么该编组被拒收。结果在表1、2、和3中示出。

表1

表2

通过通过通过不合格不合格不合格

表3

实施例2

该系统的一个实施方式的原理图

图18示出本文中所述系统的原理图的实施方式。

·图形用户界面模块：

该程序的该部分由使用者观看，从而进入机器以及该程序的所有构件。GUI模块的布局将由主程序的功能性指示。

·来自SB：

ο每次运行前需要机器设置？或需要间歇地设置？

ο每次运行前需要图像校准？或需要间歇地图像校准？

·来自孟山都（Monsanto）：

ο该机器需要随机进入-逐孔进入-或该机器将为每次运行进入整个板？

ο结果应在屏幕上绘制或在后台生成？

ο孟山都（Monsanto）数据库采用说明格式？来自该数据库的什么信息应通过程序至报告生成步骤？

图像校准模块/强度数据模块

这些模块将基于现有的Matlab代码。它们将用于从相机获取荧光强度数据并且将其格式规定为适合数据分析的一系列数值。

·技术：

ο成像源相机或替代品：

■驱动程序的兼容性

·检测方法

ο光纤或替代品（例如当前数码设置）

ο3个相机

ο仅终点或入口/出口测量

·其它问题？

系统控制模块（命令列表/阶段运动）

程序的这部分将用平台控制流速，并还将为以正确顺序生产一系列混合微滴控制定位阶段。

泵/传感器：

·该系统将使用8（或12）个HNP泵或传感器组合：

ο热循环仪线路

ο初级引流线路

οTAQ引流线路

ο替代构架

ο替代构件

■带流控制阀的大泵、

阶段

·设备

ο标准阶段

ο替代阶段

■更贵

■更强健

■更快

■需要驱动程序

·浸入高度

ο高速浸入

ο增量浸入

ο传感器测量接口

·次级浸入/包裹的尖端

·流速和浸入时间相互依赖。锁定流速。

方法

·两倍/三倍中的分析

οNTC的位置

·微滴如何确定

ο编组间隔

ο尖峰微滴

■作用阶段运动

数据分析模块

该模块将基于现有的Matlab代码。该模块将接受已经正确形成格式的强度和时间数据。它将分析该数据，寻找离散的微滴。然后这些微滴将与同样加载入该程序的原始物/样本对相关联。然后将计算FAM/VIC的强度并且以正确的格式生成报告。将包括编组中的错误（微滴过多/过少）。

·测量位置

ο在混合器之后

ο循环7

ο循环42

·数据流形成

ο列/编组使用间隔

ο列/编组使用尖峰下降

·数据分析方法

ο终点强度

ο使用ROX正常化

ο使用ROX和循环7正常化

·生成报告格式

οVIC对FAM图

ο布尔（Boolean）数据表

·异常处理

报告生成模块

该模块向文件和GUI二者输出有格式的数据。

·输出文件/数据的格式

ο记录了什么-丢弃了什么

ο与孟山都（Monsanto）数据库兼容

·意外报告

意外处理

该模块用作数据分析模块与阶段控制模块之间的环节。它还将检测该系统物理构件的形成并采取适当行动。

·微滴流错误

ο每个编组中微滴不足

■行动：例如重复编组并记录

■行动：例如增加浸入尖端向下

ο每个编组微滴过多

■动作：例如重复编组并记录

■动作：减少原始物浸入时间

ο检测无微滴

■动作：例如中止运行

ο其它可能的错误

·构件错误

ο阶段动作未检测

ο流速在公差外

ο流传感器无噪音

ο

整体系统架构

该系统将需要离开计算机运行。架构必须允许构件达到该计算机并且连接至该计算机。在实验室环境下，优势是将计算机连接至平台的外露电缆尽可能少。

·构件表：

ο用于数据分析和生成报告的强力计算机

ο处理所有构件的充足端口/连接器：

■示例：

·3×火线（Firewire）相机

·8×RS-232，用于8个传感器

·1×RS-232，用于8个泵

·2×USB，用于6个阶段

虽然本发明的优选实施方式已经在本文示出并描述，但是对本领域的技术人员显而易见的是这种实施方式仅当作示例提供。在未脱离本发明的情况下，本领域的技术人员将想到很多变化、改变、和替代物。应理解的是，对本文中描述的本发明的实施方式的各种替代选择可以在实践本发明过程中使用。意图是以下权利要求限定本发明的范围，并且由此涵盖在这些权利要求及其等同物范围内的方法和结构。

Claims (40)

1.一种用于检测生物目标的系统，所述系统包括：

第一液体输入，用于提供样本；

第二液体输入，用于提供第一试剂；

第三液体输入，用于提供第二试剂；

至少一个混合器，与所述第一液体输入、所述第二液体输入和所述第三液体输入流体联通，其中所述混合器被配置成将所述样本分段成至少一个样本微滴、将所述第一试剂分段成至少一个第一试剂微滴以及将所述第二试剂分段成至少一个第二试剂微滴，并由所述样本微滴、所述第一试剂微滴和所述第二试剂微滴产生混合微滴；以及

至少一个检测器，其中所述检测器被配置成检测所述混合微滴中存在或不存在荧光染料。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述系统包括热循环仪。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述系统包括自动采样器。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述系统包括流体充电装置。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述流体充电装置是静态棒。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述静态棒包括电极。

7.一种用于检测至少三种液体的正确混合的方法，所述方法包括：

将样本分段成至少一个样本微滴、将第一试剂分段成至少一个第一试剂微滴以及将第二试剂分段成至少一个第二试剂微滴，所述样本、所述第一试剂和所述第二试剂中的每一种均可与其它液体混合，

将所述样本微滴、所述第一试剂微滴和所述第二试剂微滴混合在一起从而形成混合样本微滴，所述样本包括第一荧光染料，所述第一试剂包括第二荧光染料，所述第二试剂包括第三荧光染料，所述第一荧光染料、所述第二荧光染料和所述第三荧光染料中的每一种在激发时发出荧光，其中由每种染料发出的荧光能够从由其它染料发出的荧光中光谱地分辨；

使混合样本微滴在导管中移动；

用激发源照射所述导管中的混合样本微滴；以及

检测来自所述混合样本微滴的发射以确定在所述混合样本微滴中所述第一荧光染料、所述第二荧光染料和所述第三荧光染料中的每一种是否存在。

8.一种用于检测系统中微滴的方法，所述方法包括：

使混合样本微滴在导管中移动；

用激发源照射所述导管中的混合样本微滴；以及

检测来自所述混合样本微滴的发射以确定在所述混合样本微滴中第一荧光染料、第二荧光染料和第三荧光染料中的每一种是否存在。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

将所述样本分段成至少一个样本微滴，所述样本微滴包含在与所述第一液体不可混合的载体流体中；

将第一试剂分段成至少一个第一试剂微滴，所述第一试剂微滴包含在所述载体流体中；

将第二试剂分段成至少一个第二试剂微滴，所述第二试剂微滴包含在所述载体流体中；以及

将所述样本微滴、所述第一试剂微滴和所述第二试剂微滴混合在一起从而形成混合样本微滴。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述混合样本微滴包含在与所述混合样本微滴不可混合的载体流体中。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述混合样本微滴在所述导管与其它三个导管的交叉处形成，其它导管中的每一个里面分别包含有所述样本、所述第一试剂和所述第二试剂。

12.如权利要求8所述的方法，其中所述激发源包括一个或多个LED。

13.如权利要求8所述的方法，其中所述激发源包括一个或多个蓝色LED，所述每个蓝色LED发出激发所述第一荧光染料、所述第二荧光染料和所述第三荧光染料中的每一种的具有单一波长的激发光束。

14.如权利要求8所述的方法，其中所述检测包括使用第一检测器检测来自所述第一荧光染料的发射、使用第二检测器检测来自所述第二荧光染料的发射、以及使用第三检测器检测来自所述第三荧光染料的发射。

15.如权利要求8所述的方法，还包括在所述混合样本微滴在所述导管中移动时进行跟踪以及基于检测到的发射接受或拒绝由所述混合样本微滴的下游处理生成的数据。

16.如权利要求8所述的方法，还包括形成包含所述混合样本微滴的一连串微滴以及检测来自所述一连串微滴中的每个微滴的发射。

17.如权利要求8所述的方法，还包括形成包含所述混合样本微滴的一连串微滴，所述一连串微滴包括编组，所述每个编组包括多个间隔开的微滴，其中第一间隔设置在每个编组中的相邻微滴之间，所述相邻的编组通过与所述第一间隔不同的第二间隔间隔开。

18.如权利要求8所述的方法，还包括：

基于检测到的发射确定在所述混合样本微滴中已发生所述第一液体、所述第二液体和所述第三液体的正确混合；以及

从所述混合样本微滴的下游处理收集数据。

19.如权利要求8所述的方法，还包括：

基于检测到的发射确定在所述混合样本微滴中已发生所述第一液体、所述第二液体和所述第三液体的不正确混合；以及

记录错误的发生；

由所述第一液体、所述第二液体和所述第三液体形成新的混合样本微滴；以及

忽略由所述混合样本微滴的下游处理生成的数据。

20.如权利要求8所述的方法，其中所述第一染料和所述第二染料包括被动参考染料，所述第三染料包括报告染料。

21.一种用于检测至少三种液体的正确混合的系统，所述系统包括：

导管系统，包括用于运送混合样本微滴的至少一个主导管；

混合样本微滴，位于所述主导管中且包括包括第一荧光染料的样本，包括第二荧光染料的第一试剂，以及包括第三荧光染料的第二试剂，所述第一荧光染料、所述第二荧光染料和所述第三荧光染料中的每一种在激发时发出荧光，其中由每种染料发出的荧光能够从由其它染料发出的荧光中光谱地分辨；以及

光学检测系统，包括激发源以及检测器，所述激发源用于照射所述主导管中的混合样本微滴，所述检测器用于检测来自所述混合样本微滴的发射以确定所述第一荧光染料、所述第二荧光染料和所述第三荧光染料中的每一种是否存在于所述混合样本微滴中。

22.如权利要求21所述的系统，其中所述混合样本微滴可以包含在与所述混合样本微滴不可混合的载体流体中。

23.如权利要求21所述的系统，其中所述导管系统还包括第一辅助导管、第二辅助导管以及第三辅助导管，所述第一辅助导管中包含有所述样本，所述第二辅助导管中包含有所述第一试剂，所述第三辅助导管中包含有所述第二试剂；其中所述第一辅助导管、所述第二辅助导管和所述第三辅助导管在被配置成形成所述混合样本微滴的结合处与所述主导管相交。

24.如权利要求21所述的系统，其中所述激发源包括一个或多个LED。

25.如权利要求21所述的系统，其中所述激发源包括一个或多个激光器。

26.如权利要求21所述的系统，其中所述激发源包括一个或多个光源。

27.如权利要求26所述的系统，其中所述一个或多个光源处于不同波长下。

28.如权利要求21所述的系统，其中所述检测器包括用于检测来自所述第一荧光染料的发射的第一检测器、用于检测来自所述第二荧光染料的发射的第二检测器、以及用于检测来自所述第三荧光染料的发射的第三检测器。

29.如权利要求28所述的系统，其中所述第一检测器、所述第二检测器、以及所述第三检测器中的每一个都包括相机。

30.如权利要求29所述的系统，其中至少一个相机是数码相机。

31.如权利要求29所述的系统，其中至少一个相机是光谱相机。

32.如权利要求21所述的系统，还包括信号处理系统，所述信号处理系统用于监控由所述检测器生成的信息并且确定在所述混合样本微滴中是否已发生所述第一液体、所述第二液体和所述第三液体的正确混合。

33.如权利要求21所述的系统，其中所述第一染料和所述第二染料包括被动参考染料，所述第三染料包括报告染料。

34.如权利要求21所述的系统，还包括包含所述混合样本微滴的一连串微滴，所述一连串微滴位于所述主导管中，所述一连串微滴包括编组，所述每个编组包括多个间隔开的微滴，其中第一间隔设置在每个编组中的相邻微滴之间，而相邻的编组通过与所述第一间隔不同的第二间隔间隔开。

35.如权利要求21所述的系统，还包括：

导管支承板，保持主导管；以及

激发源支承板，保持激发源；其中所述导管支承板与所述激发源支承板彼此平行设置使得所述主导管与所述激发源彼此对齐并且所述主导管的至少一部分暴露至从所述激发源发出的辐射。

36.如权利要求35所述的系统，其中所述导管支承板保持多个主导管，所述激发源支承板保持多个激发源。

37.如权利要求21述的系统，还包括多个导管支承板、多个激发板、以及容纳所述多个导管支承板和所述多个激发支承板的外壳。

38.如权利要求21所述的系统，还包括光纤线缆，所述光纤线缆连接至所述检测器并被配置成从所述主导管接收荧光发射。

39.一个控制单元，所述控制单元包括被编程为执行方法的处理器，所述方法包括：

将样本、第一试剂和第二试剂混合在一起，所述样本、所述第一试剂和所述第二试剂中的每一种均可与其它液体混合，从而形成混合样本微滴，所述样本包括第一荧光染料，所述第一试剂包括第二荧光染料，所述第二试剂包括第三荧光染料，所述第一荧光染料、所述第二荧光染料和所述第三荧光染料中的每一种在激发时发出荧光，其中由每种染料发出的荧光能够从由其它染料发出的荧光中光谱地分辨；

使混合样本微滴在导管中移动；以及

检测来自所述混合样本微滴的发射以确定在所述混合样本微滴中所述第一荧光染料、所述第二荧光染料和所述第三荧光染料中的每一种是否存在。

40.如权利要求39所述的控制单元，其中所述处理器包括计算机。