CN103946364B - 用于多重分析的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用于样本处理的系统和方法。可提供能够接收样本以及执行样本制备、样本测定和检测步骤中的一个或多个步骤的设备。所述设备能够执行多种测定。所述设备可包括一个或多个能够执行样本制备、样本测定和检测步骤中的一个或多个步骤的模块。所述设备能够使用较小体积的样本来执行所述步骤。
Description
交叉引用
本申请案主张提申于2011年9月25日的PCT申请案第PCT/US2011/53188号;提申于2011年9月25日的PCT申请案第PCT/US2011/53189号;提申于2011年9月26日的美国专利申请案第13/244,197号;提申于2011年9月26日的美国专利申请案第13/244,946号;提申于2011年9月26日的美国专利申请案第13/244,386号的优先权,这些申请案通过引用方式以全文并入本文中。
【专利背景】
大多数临床决策都基于实验室和健康检测数据,但是用于收集此类数据的方法和基础结构严重限制了数据本身的质量和效用。在实验室检测中,几乎所有的错误都与人为或分析前处理错误有关,而且检测过程可能需要数天到数周才能完成。很多时候,等到执业医师得到数据以有效地治疗患者或确定最适当的干预的时候,他或她通常已经由于在访视或患者分诊时无法得到所述数据而被迫经验性或预防性地对患者给予了治疗。在患者分诊时更早地取得更高质量的检测信息使疾病进展的更早期干预和更好的管理得以实现,从而提高疗效和降低医疗成本。
用于临床检测的现有系统和方法从患者、医疗护理专业人员、纳税人和保险公司的角度来看,均受重大缺点之害。当今消费者可以在诊所或其它专门地点进行某些专门的检测。如果要进行检测医生最终要依赖于其结果,则将实物样本运送到对样本进行检测的地点。例如,这些样本可包括来自静脉抽血并且通常是在专门地点从受试者采集的血液。这些地点的可达性和静脉穿刺过程本身是检测的依从性和频率中的主要障碍。访视采血仪的可能性,对针头的恐惧——在例如往往具有易滚动静脉的儿童和老年人中尤为如此,以及关联于抽取大量血液的困难,驱使人们即使在需要时也不愿得到检测。因此,常规的取样和检测方法冗长繁琐,并且需要大量的时间来提供检测结果。此类方法不仅受到用以让受试者提供实物样本的采集仪的时间安排上的困难和/或有限的可达性的阻碍,而且还受到集中实验室中样本分批处理和运行实验室检测中相关周转时间的阻碍。因此,在抵达采集仪、获得样本、运送样本、检测样本以及报告和交付结果中所涉及的总周转时间变得令人无法接受并严重限制了由医疗专业人员及时提供最了解情况的护理。这通常会导致对症治疗,而不是对深层疾病状况或疾病进展机理的治疗。
此外,传统技术对某些诊断是有问题的。一些检测可能对时间极度敏感,但却需要数天或数周才能完成。在这样的一段时间里,疾病可能进展超过治疗点。在一些情况下,在初步结果后需要后续检测,这因为患者必须返回到专门地点而需要额外的时间。这损害了医疗专业人员提供有效治疗的能力。此外,只能在有限的地点和/或不经常地进行检测降低了可以定期监控患者状态或者患者能够快速地或根据需要尽可能频繁地提供样本的可能性。对于某些诊断或状况,这些缺陷不可避免地造成对不断变化和恶化的生理状况缺乏充分的医疗响应。由于在从采集仪向进行样本分析之处运送此类样本的时候经常发生的样本降解,传统的系统和方法还会影响临床检测的完整性和质量。例如,分析物以一定的速度衰变和分析的时间延迟可导致样本完整性的丧失。不同的实验室还以不同的质量标准进行工作,这可能会导致不同程度的错误。此外,在各样本采集仪和实验室对样本的手工制备和分析使前期人为错误有可能发生。这些缺点和常规设置中所固有的其它缺点使得难以进行具有高质量和可靠性的纵向分析,特别是对慢性疾病管理尤为如此。
此外,此类常规分析技术往往不具成本效益。在取得检测结果中过度的时间滞后导致诊断和治疗的延误,这可能对患者的健康具有不利影响;随着疾病进一步进展,患者继而需要额外的治疗,并且过于频繁地以未曾预料到的某种形式的住院治疗而告终。为政府的健康计划做出贡献的付款方,比如健康保险公司和纳税人等,最终要为治疗本来可以通过更容易获得和更快速的临床检测结果而避免的问题付出更多。
【专利摘要】
能够及时地检测疾病或疾病的发病以对其加以管理和治疗是一种患者和提供者所共同深为追求,但又尚未在当前的医疗保健体系中实现的能力,在当前体系中,检测太频繁地伴随着致命预后。
可能期望提供用于样本采集、样本制备、测定和/或检测的,改进的系统和方法。本文的至少一些具体实例可提供执行样本采集、制备、测定或检测步骤之中一个或多个步骤的系统和设备。本文的至少一些具体实例可提供在提供护理之时和之处用于快速、频繁和/或更准确的诊断、持续监控以及治疗的便利和引导的系统和方法。
根据本文所述的一个具体实例,一种系统可包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或检测仪,其中,所述系统配置用于执行(a)选自由样本处理、离心、分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本制备程序,和(b)选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;并且其中,所述多种类型的测定借助于包含在系统内的隔离(包括但并不限于流体隔离)的测定单元而进行。在一些具体实例中,分离包括磁分离。
本文所述的附加具体实例可涉及一种系统,包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或检测仪,其中,所述系统配置用于执行(a)选自由样本处理、离心、分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本制备程序,和(b)选自由以下各项所组成的群组中的一种或多种类型的测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;并且其中,所述系统配置用于处理或测定体积小于或等于250 l的样本,且该系统具有小于或等于15%的变异系数。在一些具体实例中,分离包括磁分离。
根据本文所述的另一个具体实例可提供一种系统,所述系统包括:准备仪,配置用于进行样本准备;和测定仪,配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;并且其中该系统配置用于在4小时或更短时间内进行所述样本准备和所述多种类型的测定。
在本文所述的一些具体实例中,可提供一种系统,包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或检测仪,其中,所述系统配置用于(a)准备样本用于至少一种物理或化学测定;和(b)进行所述至少一种物理或化学测定,并且其中所述多个模块中的至少一个单个模块包括配置用于对所述样本进行细胞计数的细胞计数仪。
本文所述的附加具体实例涉及一种系统,包括:样本准备仪、测定仪和/或探测仪;以及具有计算机可执行命令的控制单元,所述计算机可执行命令用于借助所述样本准备仪、测定仪和探测仪中的至少一个在指定地点执行服务点服务,其中,样本准备仪包括配置用于采集生物样本的样本采集单元,并且其中该系统配置用于以小于或等于15%的变异系数来测定生物样本。
根据本文所述的具体实例,一种系统可包括:壳体;以及在所述壳体内的多个模块,所述多个模块中的单个模块包括选自由样本准备仪、测定仪和探测仪所组成的群组中的至少一个仪器,其中所述系统包括液体处理系统,配置用于在所述单个模块内或从所述单个模块向所述系统的壳体内另一单个模块转移样本或试剂器皿。
根据本文所述的附加具体实例,可提供一种随插即用系统。该系统可包括:支撑结构,其具有配置用于支撑多个模块之中的模块安装台,所述模块(a)可从所述安装台拆卸或者可与多个模块中的至少另一模块互换;(b)配置成不借助于所述系统中的另一模块进行(i)选自包含样本处理、离心、磁分离在内的群组中的至少一种样本准备程序,或(ii)选自由以下各项所组成的群组中的至少一种类型的测定,这些项目为:免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;以及(c)配置成与控制器电气、电磁或光电通信,所述控制器配置用于向所述模块或所述多个模块中的单个模块提供一个或多个指令以促进至少一种样本准备程序或至少一种类型的测定的执行。
本文所述的另一具体实例可涉及一种系统,包括:样本准备仪、测定仪和/或探测仪;以及具有计算机可执行命令的控制单元,所述计算机可执行命令组态用于在指定地点执行服务点服务,其中该系统配置用于进行选自由如下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项目为:免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
另外,本文所述的具体实例可包括一种系统,包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪,其中,所述系统配置用于执行(a)选自由样本处理、离心、磁分离所组成的群组中的至少一种样本准备程序,和(b)选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项目为:免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;并且其中,所述多种类型的测定借助于包含在系统内的三个或更多个测定单元而进行。
根据系统的另一具体实例,可提供一种系统,所述系统包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪,其中,所述该系统配置用于执行(a)选自由样本处理、离心、磁分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本准备程序,和(b)选自由以下各项所组成的群组中的一种或多种类型的测定,这些项目为:免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;并且其中,所述系统配置用于处理或测定体积小于或等于250μl的样本,且该系统有小于或等于15%的变化系数。
此外,本文所述的具体实例可涉及一种系统,包括:测定仪,配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的至少一种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;并且其中当用所述系统进行所述至少一种类型的测定时,其变异系数小于或等于10%。
根据本文所述的附加具体实例,一种系统可包括:测定仪,配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;以及控制单元,其具有计算机可执行命令以进行所述多种类型的测定,其中该系统配置用于测定体积小于或等于250μl的生物样本。
根据本文所述的附加具体实例,可提供一种系统,所述系统包括:准备仪,配置用于进行样本准备;以及测定仪,配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合,其中该系统配置用于在4小时或更短时间内进行所述样本准备和所述多种类型的测定。
此外,本文所述的具体实例可涉及一种系统,包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪,其中,所述系统配置用于执行(a)选自由样本处理、离心、磁分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本准备程序,以及(b)选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;并且其中,所述系统配置用于处理或测定体积小于或等于250μl的样本,且其中所述系统配置用于从所述样本中检测多种分析物,所述多种分析物的浓度彼此相差超过一个数量级。
系统的另一具体实例可提供一种系统,包括:样本准备仪、测定仪和/或探测仪;以及具有计算机可执行命令的控制系统,所述计算机可执行命令组态用于在指定地点执行服务点服务,其中该系统配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
在本文所述的一个具体实例中,系统可具有硬件和/或软件用以检测来自多种信号类型的信号。光信号类型包括但不限于荧光、冷光、吸光度、浊度、前向散射和/或侧向散射。电信号类型包括但不限于电化学电势和/或电阻抗。机械信号类型包括但不限于液体流变性(黏弹性)、渗透压、相分离和/或移动性。热信号类型包括但不限于温度变化。
举非限制性示例而言,该系统的一个具体实例可使用至少两种不同的信号类型来测量至少两种不同的分析物类型。又或者,该系统的另一具体实例可使用至少两种不同的信号类型来测量至少两种不同的分析物。分析物类型可包括但不限于晶体、元素、有形成分、有机分子化合物、无机分子化合物、生物体、颗粒或其它一种或多种分析物。或者,该系统的一个具体实例可测量至少三种不同的信号类型。又或者,当检测两种不同的信号类型时,系统的一个具体实例可配置成检测至少一个光信号类型和至少一个除电信号以外的其它信号类型(诸如热信号或机械信号)的任何组合。又或者,当只检测单一信号类型或单一信号类型内的多个信号时,该系统可具有硬件和/或软件用以测量多种分析物,每种分析物来自不同的分析物类型,诸如但不限于选自以下类别之中的至少两个类别,这些类别为:晶体、元素、有形成分、有机分子化合物、无机分子化合物、生物体、颗粒或其它一种或多种分析物。
根据本文所述的附加具体实例,一种系统包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪;其中系统配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、微观测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合,其中,所述多种类型的测定中的至少一种为细胞计数或凝集。
根据本文所述的附加具体实例,一种系统可包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪;细胞计数仪,配置用于对一个或多个样本进行细胞计数,其中系统配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的至少一种测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
本文所述的另一具体实例可提供一种系统,包括:样本准备仪、测定仪和探测仪;以及具有计算机可执行命令的控制单元,所述计算机可执行命令用于借助所述样本准备仪、测定仪和探测仪中的至少一个而在指定地点执行服务点服务,其中,样本准备仪包括配置用于采集生物样本的样本采集单元,并且其中该系统配置用于以小于或等于10%的变异系数来测定生物样本。
在本文所述的一些具体实例中,可提供一种系统,包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪,其中,所述系统配置用于进行(a)选自由样本处理、离心、磁分离所组成的群组中的至少一种样本准备程序,和(b)至少一种物理或化学测定,并且其中该系统配置用于测定体积小于或等于250μl的生物样本。
根据本文所述的具体实例提供的一种系统可包括:安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪,其中,所述系统配置用于执行(a)选自由样本处理、离心、磁分离、物理分离和化学分离所组成的群组中的多种样本准备程序,和(b)选自由以下各项所组成的群组中的至少一种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
此外,本文所述的一些具体实例可提供一种系统,包括:壳体;以及在所述壳体内的多个模块,所述多个模块中的单个模块包括选自由样本准备仪、测定仪和探测仪所组成的群组中的至少一个仪器,其中所述系统包括液体处理系统,配置用于在所述单个模块内或从所述单个模块向所述系统的壳体内另一模块转移样本或试剂容器。
上述系统或本文其它各处的系统可单独地或组合地包括液体处理系统,其中所述液体处理系统包括配置用于摄取、分发和/或转移所述生物样本的移液管。
上述系统或本文其它各处的系统可包括成像装置,该成像装置配置用于对由收集的生物样本、生物样本的处理、和在上述或本文其它各处的系统上进行的反应所组成的群组中的一个或多个进行单独或组合的成像。该成像装置可以是对电磁辐射及关联的空间维度和/或时间维度加以探测和/或记录的相机或传感器。
上述或本文其它各处的系统可单独或组合地配置用于从所述样本中探测多种分析物,所述多种分析物的浓度彼此相差超过一个数量级。
上述或本文其它各处的系统中可单独或组合地可提供样本采集单元,所述样本采集单元配置用于从受试者抽取液体或组织样本。
上述或本文其它各处的系统可单独或组合地具有小于或等于10%的变异系数。
可提供用于在服务点地点处理样本的自动化方法,所述方法包括:向上述或本文其它各处的系统单独或组合地提供样本;以及允许所述系统处理所述样本以产生指示所述处理完成的可探测信号。
在单独或组合地实施上述或本文其它各处的方法时,处理步骤可评估样本的组织学或样本的形态学。单独或组合地在上述或本文其它各处的方法中,处理步骤可评估分析物在样本中的表达和/或浓度。
单独或组合地在上述或本文其它各处的系统中,样本准备仪可包括配置用于从受试者采集生物样本的样本采集单元。
支撑结构可以是封闭所述多个模块的壳体,所述壳体单独或组合地在上述或本文其它各处的系统中选择性地提供电源或通信单元。
上述或本文其它各处的系统可单独或组合地储存和/或经由包含在系统中的通信单元向外部装置传输代表图像的电子数据。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统可单独或组合地更包括一个离心机。
上述或本文其它各处的系统可单独或组合地配置用于经由包含在所述系统中的通信单元与外部装置进行双向通信,其中所述通信单元配置用于向所述外部装置发送数据和接收来自所述系统的指令。
可以提供一种对怀疑存在于来自受试者的生物样本中的分析物的表达或浓度加以探测的方法,所述方法包括:单独或组合地向上述或本文其它各处的系统提供生物样本;以及进行选自由以下各项所组成的群组中的至少一种类型的测定以便产生指示所述分析物的表达或浓度的可探测信号,这些项为免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地还包括生成报告的步骤,该报告包含与所述分析物的表达或浓度的时间相关变化有关的信息。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地还包括生成报告的步骤,该报告包含与基于所述分析物的表达或浓度的时间相关变化对所述受试者的身体状况的诊断、预后和/或治疗有关的信息。
在一些情况下,化学处理选自由加热和层析法所组成的群组中。在一些具体实例中,受体测定包括蛋白质测定。在一些具体实例中,本文所提供的系统单独或组合地配置用于自动操作。
在一些具体实例中,系统单独或组合地被配置用于从样本中探测多种分析物,所述多种分析物的浓度彼此相差超过一个数量级。所述多种分析物的浓度可彼此相差超过两个数量级。在一些情况下,所述多种分析物的浓度可彼此相差超过三个数量级。多种类型的测定可借助于包含在系统内的四个或更多个测定单元来进行。在一些情况下,系统配置用于从受试者抽取液体或组织样本。在一个具体实例中,系统配置用于从受试者的手指抽取血液样本。
在一些具体实例中,系统单独或组合地具有小于或等于5%的变异系数。在其它具体实例中,系统单独或组合地具有小于或等于3%的变异系数。在其它具体实例中,系统单独或组合地具有小于或等于2%的变异系数。在一些情况下,变异系数根据确定,其中‘σ’是标准差,而‘μ’是整个样本测量中的平均值。
在一些情况下,本文提供的系统配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
在一些情况下,本文提供的系统具有整个样本测定中正或负5%、或者整个样本测定中正或负3%、或者整个样本测定中正或负1%、或者整个样本测定中正或负5%、或者整个样本测定中正或负3%、或者整个样本测定中正或负1%的准确度。在一些具体实例中,至少一种类型的测定的变异系数为小于或等于5%、或者小于或等于3%、或者小于或等于2%。
在一些情况下,系统还可包括安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪。所述单个模块可包括样本准备仪、测定仪和探测仪。在一些情况下,系统还包括样本准备仪、测定仪和探测仪。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统单独或组合地配置用于进行选自由样本处理、离心、磁分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本准备程序。化学处理可选自由加热和层析法所组成的群组中。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统单独或组合地包括计算机可执行命令。所述计算机可执行命令可由与系统通信的服务器提供。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统单独或组合地包括选自由样本处理、离心、磁分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本准备程序。此类系统可配置成以至少0.25次测定/小时、或至少0.5次测定/小时、或至少1次测定/小时、或至少2次测定/小时的速率测定样本。此类系统可包括具有计算机可执行命令的控制单元,用于在指定地点进行服务点服务。该计算机可执行命令可由与系统通信的服务器提供。在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统单独或组合地配置成在至少约6小时、或5小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或1分钟、或30秒、或10秒、或5秒、或1秒、或0.1秒的时间段内分析样本和向远程系统报告结果。对此类系统而言,多种分析物的浓度可彼此相差超过两个数量级或三个数量级。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统单独或组合地配置用于将分析物的浓度与对医学治疗的符合性和不符合性相关联。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统单独或组合地包括样本准备仪以及一个或多个样本采集单元。该一个或多个样本采集单元可包括手术刀刀片和/或针头。该针头可包括微型针头。该一个或多个样本采集单元可配置用于采集生物样本。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统单独或组合地包括样本准备仪、测定仪和探测仪。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统单独或组合地配置用于借助包含在系统内的液体隔离测定单元进行多种类型的测定。在一些情况下,多种类型的测定可在未经处理的组织样本上进行。在一个示例中,未经处理的组织样本包括未经处理的血液。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于进行细胞计数。在其它具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于进行凝集和细胞计数。在其它具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于进行凝集、细胞计数和免疫测定。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置成以小于或等于10%、或者小于或等于5%、或者小于或等于3%的变异系数测定生物样本。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于进行至少一种物理或化学测定,比如细胞计数。在一些情况下,该至少一种物理或化学测定还包括凝集。在一些情况下,该至少一种物理或化学测定还包括免疫测定。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于处理或测定体积小于或等于的生物样本。在其它具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于处理或测定体积小于或等于的样本。在其它具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于处理或测定体积小于或等于的样本。在其它具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于处理或测定体积小于或等于500纳升(nL)的样本。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地作为服务点系统。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的两种或更多种类型的测定,这些项目为免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。在一些情况下,该系统单独地或与其它系统组合地配置用于进行选自所述组中的三种或更多种类型的测定。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于借助包含在系统内的液体隔离测定单元进行至少一种类型的测定。在一些情况下,该液体隔离测定单元为吸头。在一些情况下,每个吸头具有至多250微升(l,本文也作「ul」)、或至多100 l、或至多或至多或至多500纳升(nl)的体积。
在一些具体实例中,多个模块中的单个模块包括液体摄取或保留系统。在一些情况下,该液体摄取和/或保留系统为移液管。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于与服务点服务器进行双向通信。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有液体处理系统,该液体处理系统具有小于或等于10%、或者小于或等于5%、或者小于或等于3%、或者小于或等于10%、或者小于或等于5%、或者小于或等于3%的变异系数。在一些具体实例中,液体处理系统包括光纤。
在一些具体实例中,液体处理系统包括液体摄取和/或保留系统。在一些情况下,液体处理系统包括移液管。在一些具体实例中,液体处理系统单独地或与其它系统结合地附接至上述系统的多个模块中的每一单个模块。在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括壳体,该壳体包含用于支撑多个模块的支架。该壳体的尺寸可不超过3m3或不超过2m3。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括具有程序化命令的控制系统,用于在指定地点执行服务点服务。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括液体处理系统。在一些情况下,该液体处理系统包括选自由正排量式移液管、排气式移液管和吸取式移液管所组成的群组中的移液管。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括多个模块。在一些情况下,单个模块包括液体处理吸头,该液体处理吸头配置用于进行选自由以下各项所组成的群组中的一种或多种程序,这些项目为:离心、样本分离、免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。在一些情况下,核酸测定选自由核酸扩增、核酸杂交和核酸序列排定所组成的群组中。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括多个模块,且所述多个模块中的每一单个模块包括:(a)液体处理系统,配置用于在所述单个模块内或从所述单个模块向所述系统内另一模块转移样本,(b)多个测定单元,配置用于进行多种类型的测定,和(c)探测器,配置用于探测生成自所述测定的信号。在一些情况下,所述多种类型的测定选自由以下各项所组成的群组中,这些项目为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括多个模块,且每一单个模块包含离心机。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地还包括提供由所述系统的至少一个模块进行的样本准备程序或测定的子集的模块。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括含有热块的测定仪。
在一些具体实例中,样本包括选自由以下各项所组成的群组中的至少一种材料,这些项目为液体样本、组织样本、环境样本、化学样本、生物样本、生化样本、食品样本或药物样本。在一些情况下,样本包括血液或其它体液、或组织。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于与服务点服务器的双向通信。在一些情况下,双向通信是无线的。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括多个模块,且多个模块的每个构件均可与另一模块交换。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括含有分立测定单元的测定仪。在一些情况下,该分立测定单元是液体隔离测定单元。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地配置用于以小于或等于10%、或者小于或等于5%、或者小于或等于3%的变异系数进行纵向分析。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括含有光纤的液体处理系统。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括含有移液管的液体处理系统。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括图像分析器。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地在该系统的壳体中包含至少一个相机。在一些情况下,该至少一个相机是耦荷器(CCD)相机。在一些情况下,该至少一个相机是无镜头相机。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括含有程序化命令的控制器,用于在指定地点进行服务点服务。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地是配置用于提供服务点服务的随插即用系统。在一些情况下,服务点服务是向持有来自受试者护理员处方的受试者提供医护点服务,所述处方是为探测来自所述受试者的生物样本中的分析物的表达或浓度而开具的。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括多个模块,且多个模块的每个构件包括与配置用于进行至少一种样本准备程序或至少一种类型的测定仪相通信的通信交流车。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括支撑结构。在一些情况下,该支撑结构是支架。在一些情况下,该支架不包括电力或通信线缆;在其它情况下,支架包括电力或通信线缆。在一些具体实例中,该支撑(或支持)结构包括一个或多个安装台。在一些情况下,该支撑结构包括与所述一个或多个安装台中的一个安装台相通信的通信交流车。
在一些具体实例中,该通信交流车用于向系统的单个模块提供电力。在一些具体实例中,该通信交流车用于实现系统(例如,随插即用系统)的控制器与系统的单个模块之间的通信。在一些情况下,该通信交流车用于实现系统的多个模块之间的通信,或者用于实现多个系统的多个模块之间的通信。
在一些具体实例中,系统单独或组合地包括多个模块,且多个模块中的每一单个模块与该系统的控制器进行无线通信。在一些情况下,无线通信选自由蓝牙通信、射频(RF)通信和无线网络通信所组成的群组中。
在一些具体实例中,一种用于处理样本的方法单独或与其它方法组合地包括单独或组合地提供上述系统。该系统包括多个模块,所述多个模块配置用于在同一模块内同时进行(a)选自由样本处理、离心、磁分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本准备程序,和/或(b)选自由以下各项所组成的群组中的至少一种类型的探测,这些项目为免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。接下来,该系统(或系统的控制器)针对(a)所述至少一种样本准备程序或(b)所述至少一种类型的测定的资源不可用性或故障的存在进行探测。在探测到至少一个模块内的故障时,所述系统使用该系统内或与该系统通信的另一系统内的另一模块来进行所述至少一种样本准备程序或所述至少一种类型的测定。
在一些情况下,系统在服务点地点处理样本。
在一些情况下,系统与另一系统进行无线通信。
在一些情况下,系统的多个模块彼此通过电子、电磁或光电通信。
在一些情况下,系统的多个模块彼此无线通信。
本文所述的一个具体实例包括液体处理装置,该装置包括:多个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从该移液管喷嘴移除的吸头相连接;多个可个别移动的柱塞,其中至少一个柱塞处在移液管头内且可在移液管头内移动;以及配置用于实现多个柱塞中的单个柱塞的独立移动的马达。
本文所述的另一具体实例包括液体处理装置,该装置包括:多个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从该移液管喷嘴移除的吸头相连接;多个可个别移动的柱塞,其中至少一个柱塞处在移液管头内且可在移液管头内移动;以及配置用于实现多个柱塞中的单个柱塞的独立移动的致动器。
本文所述的又一个具体实例包括液体处理装置,该装置包括:多个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从所述移液管喷嘴移除的吸头相连接,其中液体处理装置能够分发和/或吸取0.5微升(「uL」)至5毫升(「mL」)的液体,同时以5%或更小的变异系数发挥作用。
根据本文所述的具体实例可提供一种液体处理装置,该装置包括:至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从所述嘴移除的吸头相连接;在所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动;以及至少一个马达,配置用于允许多个柱塞的基本上不与可移除吸头平行的移动。
本文所述的另一具体实例提供一种液体处理装置,包括:至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从所述喷嘴移除的吸头相连接;在所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,且其中该柱塞配置成可在移液管头内移动;以及至少一个驱动器,配置用于允许基本上不与可移除吸头平行的多个柱塞的移动。
本文所述的又一具体实例可提供一种液体处理装置,包括:至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从所述喷嘴移除的吸头相连接,其中所述至少一个移液管头具有终止于移液管喷嘴的给定长度的液体路径,并且其中液体路径的长度可以调节而不影响当吸头与移液管喷嘴相接合时从吸头的液体移动。
本文所述的另一具体实例提供一种液体处理装置,包括:至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从所述喷嘴移除的吸头相连接,其中所述至少一个移液管头具有终止于移液管喷嘴的给定长度的液体路径,并且其中液体路径的长度可以调节而不影响当吸头与移液管喷嘴相接合时从吸头的液体移动。
此外,本文所述的具体实例可包括一种液体处理装置,包括:可移除的吸头;和至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从所述移液管喷嘴移除的吸头相连接,其中该装置可操作地连接到配置用于在吸头内和/或穿过吸头摄取图像的图像摄取仪器。
本文所述的一个具体实例可涉及一种样本处理装置,其包括:样本准备仪、测定仪和/或探测仪;具有计算机可执行命令的控制单元,用于借助所述样本准备仪、测定仪和探测仪中的至少一个在指定地点执行服务点服务;以及至少一个移液管,其具有移液管喷嘴,该移液管喷嘴配置成与可从所述移液管喷嘴移除的吸头相连接,其中所述移液管配置用于在所述准备仪、测定仪和/或探测仪之内或之间运送不超过250uL的液体。
根据本文所述的附加具体实例可提供一种液体处理装置。该液体处理装置可包括:多个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可从所述移液管喷嘴移除的吸头相连接,其中液体处理装置能够分发和/或吸取1uL至5mL的液体,同时以4%或更小的变异系数发挥作用。
根据本文所述的另一具体实例,液体处理装置可包括:可操作地连接至基座的至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴配置成与可移除的吸头相连接;以及处在所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动,其中移液管喷嘴可相对基座移动,从而使该移液管喷嘴能够具有(a)回缩位置,和(b)延伸位置,其中移液管喷嘴在所述延伸位置上比在回缩位置上更远离基座。
另外,本文所述的具体实例可涉及一种液体处理装置,包括:支撑体,由此延伸出多个移液管头,所述多个移液管头包括正排量式移液管头,其包括配置成与第一可移除式吸头相连接的正排量式移液管喷嘴;以及排气式移液管头,其包括配置成与排气式移液管吸头相连接的排气式移液管喷嘴。
本文所述的具体实例可涉及一种液体处理装置,包括:多个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;多个柱塞,其中至少一个柱塞处在所述多个移液管头中的一个移液管头内,并配置成可在移液管头内移动,并且所述多个柱塞可独立移动;以及马达,其配置用于允许多个柱塞的独立移动。
本文所述的附加具体实例可提供一种液体处理装置,包括:多个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;多个吸头移除装置,其中至少一个吸头移除装置配置成可相对于移液管喷嘴移动并且配置用于从移液管喷嘴移除个别选择的吸头,并且所述多个吸头移除装置可独立移动;以及马达,其配置用于允许多个吸头移除装置的独立移动。
根据本文所述的另一具体实例可提供一种液体处理装置,所述装置包括:多个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中该液体处理装置的高度、宽度和长度的尺寸各不超过20cm。
本文所述的具体实例可涉及一种液体处理装置,包括:多个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中该液体处理装置能够分发和/或吸取1uL至3mL的液体,同时以5%或更小的变异系数发挥作用。
此外,根据本文所述的具体实例,一种液体处理装置可包括:至少一个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;以及至少一个包括转子和定子的马达,其中转子配置成绕着旋转轴旋转,其中旋转轴基本上垂直于可移除式吸头。
本文所述的另一具体实例可涉及一种液体处理装置,包括:至少一个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;处在所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中柱塞配置成可在移液管头内移动;以及至少一个马达,其配置用于允许基本上不与可移除式吸头平行的多个柱塞的移动。
根据本文所述的附加具体实例,一种液体处理装置可包括:至少一个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;以及处在所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中柱塞配置成可在移液管头内移动,并且其中柱塞包括第一区段和第二区段,其中第一区段的至少一部分配置成相对第二区段滑动,从而允许柱塞延伸和/或塌缩。
本文所述的另一具体实例可涉及一种液体处理装置,包括:至少一个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中所述至少一个移液管头具有终止于移液管喷嘴的给定长度的液体路径,并且其中液体路径的长度可以调节而不影响当吸头与移液管喷嘴接合时从吸头的液体移动。
根据本文所述的具体实例,一种液体处理装置可包括:可操作地连接至基座的至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;以及处在所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动,其中移液管喷嘴可相对于基座移动,从而使该移液管喷嘴能够具有(a)回缩位置,和(b)延伸位置,其中移液管喷嘴在所述延伸位置比在回缩位置更加远离基座。
此外,本文所述的具体实例可涉及一种液体处理方法,包括:提供可操作地连接至基座的至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;提供处在所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动;以及在将移液管头在基本上不与第一方向平行的第二方向上平移之前和/或于此同时地相对于基座在第一方向上缩回移液管喷嘴。
本文所述的另一具体实例可提供一种液体处理方法,包括:提供可操作地连接至基座的至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;相对于基座缩回和/或延伸该移液管喷嘴;以及在所述缩回和/或延伸期间利用吸头来分发和/或吸取液体。
根据本文所述的一些具体实例,一种液体处理装置可包括:支撑体,由此延伸多个移液管头,所述多个移液管头包括所述多个移液管头中的第一移液管头,所述第一移液管头包括配置成与第一可移除式吸头相连接的第一移液管喷嘴;所述多个移液管头中的第二移液管头,包括配置成与第二可移除式吸头相连接的第二移液管喷嘴;其中第一可移除式吸头配置用于存留第一体积的液体,而第二可移除式吸头配置用于存留第二体积的液体,其中第一体积为约250微升,而第二体积为约2mL。
本文所述的具体实例可涉及一种液体处理装置,包括:支撑体,由此延伸出多个移液管头,所述多个移液管头包括正排量式移液管头,其包括配置成与第一可移除式吸头相连接的正排量式移液管喷嘴;和排气式移液管头,其包括配置成连接到排气式移液管吸头的排气式移液管喷嘴。
本文所述的另一具体实例可提供一种在装置内运送组件的方法,包括:提供多个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中单个的移液管头能够用吸头分发和/或吸取液体;使用所述多个移液管头中的至少一个移液管头来接合样本处理组件;以及使用所述多个移液管头中的至少一个移液管头来运送该样本处理组件。
根据本文所述的另一具体实例可提供一种液体处理装置,包括:可移除式吸头;以及至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中该装置可操作地连接到向吸头内提供光照的光源。
此外,本文所述的具体实例可涉及一种液体处理装置,包括:可移除式吸头;以及至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中该装置可操作地连接到配置用于在吸头内和/或穿过吸头摄取图像的图像摄取仪器。
根据本文所述的具体实例,一种液体处理装置可包括:可移除式吸头;至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;以及可操作地连接到所述可移除式吸头和/或所述至少一个移液管头的处理器,其中该装置配置成基于来自处理器的指令来改变和/或保持可移除式吸头的位置。
根据本文所述的具体实例可提供一种液体处理装置,包括:可移动支撑结构;共享所述可移动支撑结构的多个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中所述多个移液管头从中心到中心相隔小于或等于4mm。
在一些具体实例中,上述液体处理装置单独或与其它系统组合地,以小于或等于约10%的变异系数进行操作。在一些情况下,该液体处理装置能够计量50uL或更小的液体体积。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括一个或多个具有在某一方向上可灵活移动的移液管喷嘴的移液管。在一些情况下,移液管喷嘴为弹簧加载式。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有如下的可移除式吸头:其为具有内表面、外表面、和开口端的移液管吸头。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有针对每个柱塞的螺线管,用以确定是否要移动单个的柱塞。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有驱动器(或致动装置)。在一些情况下,该驱动器包括马达。马达可导致选定的致动装置的驱动。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有液体处理装置。该液体处理装置可配置用于在单个的液体孔口吸取或分发不超过250uL液体。该液体处理装置可配置用于吸取和/或分发经由手指针刺从受试者采集的液体。在一些情况下,手指针刺是在服务点装置上。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有多个柱塞,所述柱塞能够从移液管喷嘴移除至少一个单独选定的吸头。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括多个处在该系统的移液管头外部的外部驱动装置,其中所述多个外部驱动装置能够从移液管喷嘴移除至少一个单独选定的吸头。在一些情况下,附加的马达允许该多个外部驱动装置的独立移动。在一些情况下,该外部驱动装置是环绕移液管头的至少一部分的套环。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地还包括多个开关,单个开关具有接通位置和关断位置,其中接通位置允许与该单个开关相关联的柱塞响应于由马达造成的移动而移动,并且其中关断位置不允许与该单个开关相关联的柱塞响应于由马达造成的移动而移动。在一些情况下,该开关为螺线管。在一些情况下,该开关通过可操作地连接到附加马达的凸轮操作。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有至少一个吸头结构。该至少一个吸头移除结构位于移液管头内且配置成可在移液管头内移动。在一些情况下,该至少一个吸头移除结构位于移液管头的外部。在一些情况下,该至少一个吸头移除结构是环绕移液管头的至少一部分的套环。在一些情况下,移液管头能够吸取和/或分发至少150uL。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有液体处理系统。该液体处理装置具有不超过1cm、或2cm、或3cm、或4cm、或5cm、或6cm、或7cm、或8cm、或9cm、或10cm的高度。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括多个柱塞。至少一个柱塞位于所述多个移液管头中的一个移液管头内,并且配置成可在该移液管头内移动。在一些情况下,该多个柱塞可独立地移动。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地具有液体处理装置,该装置能够分发和/或吸取不超过0.5uL或1uL的最小增量。
在一些具体实例中,上述系统单独或组合地包括多个柱塞,其中至少一个活塞位于所述多个移液管头中的一个移液管头内,并且配置成可在该移液管头内移动。在一些些情况下,所述多个柱塞可独立地移动。在一些情况下,该系统包括配置用于允许所述多个柱塞独立移动的马达。
在一些具体实例中,包含在上述系统中的多个移液管头中的单个移液管头能够分发和/或吸取1uL至3mL的液体。
在一些情况下,上述的液体处理装置单独或组合地具有拥有水平旋转轴的马达(或其它驱动器)。在一些情况下,该液体处理装置的可移除式吸头垂直对准。在一些情况下,该液体处理装置包括位于所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动;以及至少一个马达,其配置用于允许基本上与可移除式吸头不平行的多个柱塞的移动。在一些情况下,柱塞能够在基本上垂直于可移除式吸头的方向上移动。在一些情况下,柱塞能够在水平方向上移动,并且其中所述可移除式吸头垂直对准。
在一些具体实例中,上述液体处理装置包括第一区段和第二区段。所述第一区段配置成在所述第二区段内滑动。该液体处理装置还可包括围绕该液体处理装置的柱塞的散热器。
在一些具体实例中,液体处理装置包括至少一个移液管头,其中单个移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中所述至少一个移液管头具有终止于移液管喷嘴的给定长度的液体路径,并且其中液体路径的长度在吸头与移液管喷嘴接合时可以调节而不影响从吸头的液体移动。
移液管喷嘴可相对于可操作地连接到所述至少一个移液管头的基座移动,从而调节液体路径长度。在一些情况下,该液体路径是使用硬性组件形成的。在一些情况下,该液体路径是在不使用软性组件的情况下形成的。
在一些情况下,液体处理装置还包括移液管头内的通气端口。该通气端口能够具有敞开位置和闭合位置。在一些情况下,通气螺线管确定通气端口是处于敞开位置还是闭合位置。阀门可确定通气端口是处于打开位置还是闭合位置。该阀门的工作循环可具有小于或等于50ms的周期。
在一些情况下,该通气端口耦合到正压源以用于排出液体。该通气端口可耦合到负压源以用于吸取液体。
在一些情况下,该通气端口耦合到大气条件。该通气端口可耦合到能够提供正压或负压的可转换泵。压力源能够在较长的一段时间内提供正压或负压。在一些情况下,可移除式吸头包括两个开口,每个开口都具有嵌入式被动阀。在一些情况下,嵌入式被动阀配置用于允许液体在一个方向上流动经过第一开口,经过吸头主体,并经过第二开口。
在一些情况下,在回缩位置与延伸位置之间存在至少2cm的垂直差异。
在一些具体实例中,移液管喷嘴可相对于所述至少一个柱塞移动。在一些情况下,在回缩位置与延伸位置之间调节移液管喷嘴会改变终止于移液管喷嘴的液体路径长度。该液体路径仅使用硬性组件形成。
在一些具体实例中,所述柱塞包括第一分段和第二分段,其中当移液管喷嘴处于回缩位置时,所述第一分段的至少一部分位于所述第二分段内,并且其中当移液管喷嘴处于延伸位置时,所述第一分段不在所述第二分段内。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地包括在用吸头分发和/或吸取液体之前和/或与此同时地相对于基座延伸移液管喷嘴。
在一些具体实例中,一种液体处理方法包括:提供可操作地连接到基座的至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;在所述多个移液管头中的一个移液管头内提供至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动;以及在将移液管头在基本上不平行于第一方向的第二方向上进行平移之前和/或与此同时,在第一方向上相对于基座缩回移液管喷嘴。第一方向和第二方向可基本上垂直。在一些情况下,第一方向是基本上竖直的方向,而第二方向是基本上水平的方向。
在一些具体实例中,一种液体处理方法包括:提供可操作地连接到基座的至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;相对于基座缩回和/或延伸移液管喷嘴;以及在所述缩回和/或延伸期间用吸头分发和/或吸取液体。在一些情况下,该方法还包括在所述多个移液管头中的一个移液管头内提供至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动和/或实现所述分发和/或吸取。在一些情况下,该方法还包括提供导致所述至少一个柱塞在移液管头内移动的马达。在一些情况下,基座支持至少一个移液管头。在一些情况下,移液管喷嘴可在直线方向上滑动。移液管喷嘴可相对于基座在竖直方向上缩回和/或延伸。
在一些具体实例中,一种液体处理装置包括第一移液管头和第二移液管头。在一些情况下,第一移液管头为正排量式移液管头,而第二移液管头为排气式移液管头。
在一些具体实例中,一种用于在设备内运送组件的方法包括:提供多个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中单个的移液管头能够用吸头分发和/或抽取液体;使用所述多个移液管头中的至少一个移液管头接合样本处理组件;以及使用所述多个移液管头中的至少一个移液管头运送该样本处理组件。在一些情况下,样本处理组件是样本准备单元或其组件、测定单元或其组件、和/或探测单元或其组件。在一些情况下,样本处理组件是多个可移除式吸头和/或容器的支座。在一些情况下,使用一个或多个移液管头与硬件组件的特征之间的压配来拾取硬件组件。在一些情况下,使用由一个或多个移液管头和硬件组件的特征所提供的抽吸来拾取硬件组件。
在一些具体实例中,一种液体处理装置包括:可移除式吸头;以及至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中该装置可操作地连接到向吸头内提供光照的光源。在一些情况下,该吸头形成波导,其能够通过吸头向其中所含的液体提供光,或者能够通过吸头从液体传输光信号。在一些情况下,可移除式吸头由光学透明材料形成。在一些情况下,液体处理装置还包括位于所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动。在一些情况下,移液管喷嘴形成有透明表面和/或反射表面。在一些情况下,光源在该装置内。在一个示例中,光源在至少一个移液管头内。在一些情况下,吸头包括传导所述光的纤维。在一个示例中,该纤维由光学透明材料形成。在一些情况下,纤维沿可移除式吸头的长度延伸。在一些情况下,该光纤嵌入可移除式吸头内。
在一些具体实例中,一种液体处理装置包括可移除式吸头;以及至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中该装置可操作地连接到配置用于在吸头内和/或穿过吸头摄取图像的图像摄取仪器。
在一些情况下,该图像摄取仪器位于装置内。在一些情况下,该图像摄取仪器位于至少一个移液管头内。
在一些情况下,该图像摄取仪器与所述装置形成一体。在一些情况下,该图像摄取仪器是相机。
在一些具体实例中,该图像摄取器器能够摄取电磁辐射并随可见光谱、红外光谱、紫外光谱、伽马光谱中的一个或多个光谱生成图像。
在一些情况下,液体处理装置还包括位于所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞,其中该柱塞配置成可在移液管头内移动。图像摄取仪器可位于柱塞的末端。该柱塞可包括透光材料(或由其形成)。该柱塞可由透明材料制成。
在一些情况下,移液管喷嘴形成有透明表面和/或反射表面。
在一些情况下,液体处理装置还包括位于该装置上的处理器。
在一些情况下,液体处理装置还包括位于图像摄取仪器上的处理器。
在一些具体实例中,一种液体处理装置包括:可移除式吸头;至少一个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴;以及可可操作地连接到所述可移除式吸头和/或所述至少一个移液管头的处理器,其中该装置配置用于基于来自处理器的指令来改变和/或保持可移除式吸头的位置。
在一些情况下,可移除式吸头包括处理器。在一些情况下,所述至少一个移液管头包括处理器。在一些实现中,该装置的第一可移除式吸头的第一处理器与第二可移除式吸头的第二处理器进行通信。
在一些具体实例中,一种液体处理装置包括:可移动支撑结构;共享所述可移动支撑结构的多个移液管头,其中单个的移液管头包括配置成与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴,其中所述多个移液管头从中心到中心相隔小于或等于4mm。
在一些情况下,液体处理装置还包括多个柱塞,其中至少一个柱塞位于所述多个移液管头中的一个移液管头内,并且配置成可在移液管头内移动。
在一些情况下,液体处理装置还包括多个由换能器驱动的隔膜,所述隔膜能够实现液体通过可移除式吸头的分发和/或吸取。
在一些情况下,所述多个移液管头可沿支撑结构移动,以便使所述多个移液管头之间的横向距离可变。
本文所述的具体实例提供了一种用于借助服务点系统来诊断或治疗受试者的方法,包括(a)认证受试者;(b)借助于三维成像装置获得受试者的三维描绘;(c)借助于包含处理器的计算机系统向与受试者远程通信的医疗保健提供者显示该三维描绘,其中该系统通信地耦合至所述三维成像装置;以及(d)借助于所显示的受试者的三维描绘来诊断或治疗受试者。
本文所述的另一具体实例提供了一种用于诊断或治疗受试者的服务点系统,包括:服务点,其具有用于提供受试者的动态三维空间庙会的三维成像装置;以及远程计算机系统,其被配置用于与所述三维成像装置通信并且配置用于检索受试者的动态三维空间描绘,其中该远程计算机系统又或者配置用于认证受试者。
本文所述的具体实例提供一种用于借助医护点系统诊断或治疗受试者的方法,包括:认证受试者;借助于三维成像装置获得受试者的三维描述;向医疗保健提供者的计算机系统的显示器提供该三维描述,所述计算机系统通信地耦合到所述三维成像装置,所述医疗保健提供者与受试者进行远程通信;以及借助于在该计算机系统的显示器上的三维描述来诊断或治疗受试者。
本文所述的附加具体实例提供了一种用于诊断或治疗受试者的服务点系统,包括:服务点设备,其具有用于提供受试者的动态三维空间描述的三维成像装置;以及与该三维成像装置通信的远程计算机系统,该远程计算机系统用于认证受试者,并于所述认证之后检索受试者的动态三维空间描述。
此外,本文所述的具体实例可针对一种用于测量受试者体脂百分比的方法,包括:提供具有触摸式屏幕的服务点设备;在触摸式屏幕的第一侧上放置第一手指并在触摸式屏幕的第二侧上放置第二手指;引导电流从服务点通过受试者的身体,其中该电流通过第一手指和第二手指被引导通过受试者的身体;以及通过借助被引导通过受试者身体的电流测量第一手指与第二手指之间的电阻来确定受试者的体脂百分比。
根据本文所述的另一具体实例可提供一种用于诊断受试者的方法,所述方法包括:提供具有触摸式屏幕的服务点设备;在触摸式屏幕的第一侧上放置第一手指并在触摸式屏幕的第二侧上放置第二手指;引导电流从服务点通过受试者的身体,其中该电流通过第一手指和第二手指被引导通过受试者的身体;借助于被引导通过受试者的身体的电流来测量第一手指与第二手指之间的电阻;以及基于测定的电阻诊断受试者。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地包括使受试者与该受试者所选定的医疗保健提供者联系。
在一些情况下,诊断或治疗受试者包括使受试者与该受试者的医疗保健提供者联系。在一些情况下,诊断包括实时提供诊断。
在一些具体实例中,三维成像装置是服务点系统的一部分。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地还包括在诊断或治疗之前识别受试者。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地包括通过验证受试者的指纹来识别受试者。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地包括使用触摸式屏幕显示器来诊断或治疗受试者。
在一些情况下,诊断或治疗包括从受试者采集样本。在一些情况下,在医疗保健提供者的地点从受试者采集样本。该样本可以在受试者的地点从受试者采集。
在一些情况下,服务点系统包括图像识别模块,用于分析受试者的动态三维空间描述的至少一部分以供治疗。在一些情况下,借助于生物特征扫描、受试者的保险卡、受试者的姓名、受试者的驾照、受试者的身份证、借助护理点系统中的相机拍摄的受试者图像、以及手势识别装置中的一种或多种来执行认证。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地包括通过使受试者与该受试者所选定的医疗保健提供者联系来诊断受试者。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地还包括将受试者的三维描述与受试者特定信息相结合。所述结合可借助于处理器而做出。在一些情况下,服务点系统包括图像识别模块,用于分析受试者的动态三维空间描述的至少一部分以供治疗。
在一些情况下,系统包括触摸式屏幕。该触摸式屏幕可能是电容式触摸式屏幕或电阻式触摸式屏幕。在一些情况下,该触摸式屏幕是至少60点的触摸式屏幕。
在一些具体实例中,对于一种或多种上述方法或者本文所提供的其它方法而言,第一手指在受试者的第一只手上而第二手指在受试者的第二只手上。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地包括通过提供受试者的体脂百分比来诊断受试者。
根据本文所述的具体实例,一种容器可包括:配置用于接纳和拘限样本的主体,其中该主体包括内表面、外表面、开口端以及锥形封闭端,其中该容器配置成与移液管相接合并包括软性材料,该软性材料延伸穿过开口端并具有狭缝/开口,该狭缝/开口配置成在没有物体插过狭缝/开口时阻止液体穿过软性材料。
本文所述的具体实例可涉及一种容器,包括:配置用于接纳和拘限不超过约100μL样本的主体,其中该主体包括内表面、外表面和开口端,其中该容器包括软性材料,该软性材料延伸穿过开口端并具有狭缝/开口,该狭缝/开口配置成在没有物体插过狭缝/开口时阻止液体穿过软性材料。
根据本文所述的附加具体实例可提供一种容器,所述容器包括:配置用于接纳和拘限样本的主体,其中该主体包括内表面、外表面、第一端口、第二端口和在第一端口与第二端口之间的通路,其中该容器包括延伸穿过所述通路的材料,该材料能够具有(1)熔融状态,配置成在没有物体插过该材料时阻止液体穿过该材料,和(2)固体状态,配置成阻止液体和所述物体穿过所述材料。
另外,本文所述的具体实例可提供一种注塑模板,包括含有平坦表面和多个凸出物的基底板;以及包含多个缺口的反模,其中凸出物配置成可定位在缺口内,其中所述多个凸出物中的单个凸出物包括第一直径的圆柱形部分,以及与该圆柱形部分接触的漏斗形部分,其中与圆柱形部分接触的漏斗形部分的一端具有所述第一直径,而与所述平坦表面接触的漏斗形部分的第二端口具有第二直径。
根据本文所述的附加具体实例,一种系统可包括:配置用于接纳和拘限样本的容器,其中该容器包括内表面、外表面、开口端和相对的封闭端;以及配置成通过开口端延伸至容器中的吸头,其中该吸头包括第一开口端和第二开口端,其中第二开口端插入到容器中,其中该容器或该吸头还包括,又或者处在封闭端或靠近封闭端之处的凸出表面特征,该凸出表面特征阻止吸头的第二开口端接触容器的封闭端的内表面的底部。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处提供的容器包括软性材料。在一些情况下,该软性材料为薄膜。在一些情况下,该软性材料由硅基材料形成。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处提供的容器包括配置成在开口端接触主体的封盖,其中所述封盖的至少一部分延伸到主体的内部之中。在一些情况下,封盖包括软性材料所穿行延伸的通路。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处提供的容器包括主体,该主体具有第一直径的拥有开口端和封闭端的圆柱形部分,以及与开口端接触的漏斗形部分,其中与开口端接触的漏斗形部分的一端具有第一直径,而漏斗形部分的第二端口具有第二直径。在一些情况下,第二直径小于第一直径。在其它情况下,第二直径大于第一直径。在其它情况下,第二直径等于第一直径。在一些情况下,漏斗形部分的第二端口配置成与可移除式封盖相接合。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处提供的容器包括是薄膜的软性材料。在一些情况下,该软性材料由硅基材料形成。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处提供的容器包括配置成在开口端接触主体的封盖,其中封盖的至少一部分延伸到主体的内部之中。在一些情况下,封盖包括软性材料所穿行延伸的通路。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处提供的容器包括主体,该主体具有第一直径的拥有开口端和封闭端的圆柱形部分,以及与开口端接触的漏斗形部分,其中与开口端接触的漏斗形部分的一端具有第一直径,而漏斗形部分的第二端口具有第二直径。在一些情况下,第二直径小于第一直径。在其它情况下,第二直径大于第一直径。在一些情况下,漏斗形部分的第二端口配置成与可移除式封盖相接合。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处提供的容器包括延伸穿过所述通路的材料,该材料能够具有(1)熔融状态,配置成在没有物体插过材料时阻止液体穿过该材料,和(2)固体状态,配置成阻止液体和所述物体穿过所述材料。在一些情况下,该材料是蜡。在一些情况下,该材料具有介于约50℃和60℃之间的熔点。在一些情况下,当材料处于熔融状态时,所述物体能够插过所述材料并从该材料中移除。在一些情况下,该材料配置成当材料处于熔融状态时允许所述物体插入材料和将其从材料中移除。在一些具体实例中,当物体被从材料中移除时,该物体的至少一部分涂层有所述材料。
在一些具体实例中,注塑模板包括含有平坦面表面和多个凸出物的基底板;以及包括多个缺口的反模,其中凸出物配置成可定位在缺口内,其中所述多个凸出物中的单个凸出物包括第一直径的圆柱形部分,以及与该圆柱形部分接触的漏斗形部分,其中与圆柱形部分接触漏斗形部分的一端具有所述第一直径,而与平坦表面接触的漏斗形部分的第二端口具有第二直径。在一些情况下,多个凸出物布置成数组。在一些情况下,所述凸出物的体积小于或等于100微升(「uL」)、50uL、20uL、10uL或1uL。在一些情况下,所述缺口包括圆柱形部分和接触该圆柱形部分的漏斗形部分。
在一些具体实例中,以上所提供的系统,诸如容器,单独或组合地包括一体形成于容器内表面的底部上的表面特征。在一些具体实例中,表面特征为容器内表面的底部上的多个隆起物。
在一些具体实例中,以上所提供的装置单独或组合地包括含有多个凹坑的平面基底板;以及具有以上或本文其它各处所提供的配置的多个吸头,其中所述吸头至少部分地插入到所述多个凹坑之中并且由基底板支撑。在一些情况下,该装置形成微量滴定板。
在本文所述的一些具体实例中,可提供一种离心机,所述离心机包括:具有底面的基座,所述基座配置成绕着正交于底面的轴旋转,其中该基座包括配置成在延伸穿过基座的轴上折迭的一个或多个翼部,其中翼部包括在轴的一侧上的基座的整个部分,其中翼部包括用以容纳样本容器的腔体,其中样本容器在基座静止时朝向第一定向,并且被配置成在基座旋转时朝向第二定向。
根据本文所述的具体实例,一种离心机包括:具有底面和顶面的基座,所述基座配置成绕着正交于底面的轴旋转,其中该基座包括配置成绕着枢轴枢转的一个或多个斗部,该枢轴配置用于允许斗部的至少一部分向上枢转越过顶面,并且其中所述斗部包括用以容纳样本容器的腔体,其中该腔体被配置成在基座静止时朝向第一定向,并且配置成在基座旋转时朝向第二定向。
此外,本文所述的具体实例可涉及一种离心机,包括:具有底面和顶面的基座,所述基座配置成绕着正交于底面的轴旋转,其中该基座包括配置成绕着枢轴枢转的一个或多个斗部,并且所述斗部附接到配置成在直线方向上移动的配重,从而导致斗部枢转,并且其中所述斗部包括用以容纳样本容器的腔体,其中该腔体被配置成在基座静止时朝向第一定向,并且配置成在基座旋转时朝向第二定向。
根据本文所述的另一具体实例,一种离心机可包括:无刷马达组合,其包括配置成绕着对于定子之旋转轴旋转的转子;以及基座,其包括配置用于容纳一个或多个液体样本的一个或多个腔体,所述基座固定到转子,其中该基座关于所述定子旋转并且正交于无刷马达旋转轴的平面与正交于基座旋转轴的平面是共面的。
本文所述的具体实例可涉及一种离心机,包括:无刷马达组合,其包括配置成绕着对于定子之旋转轴旋转的转子,其中无刷马达具有在旋转轴方向上的高度;以及基座,其包括配置用于容纳一个或多个液体样本的一个或多个腔体,所述基座固定到转子,其中该基座关于所述定子旋转并且所述基座具有在旋转轴方向上的高度,并且其中无刷马达组合的高度不超过基座高度的两倍。
根据本文所述的另一具体实例可提供一种系统,所述系统包括:安装在支撑结构上的至少一个模块,其中所述至少一个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪;以及控制器,其可操作地耦合到所述至少一个模块和电子显示器,所述电子显示器具有用于使受试者能够与该系统进行交互的图形用户界面(GUI),其中所述系统配置用于执行(a)选自由样本处理、离心、磁分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本准备程序,和(b)选自由以下各项所组成的群组中的多种类型的测定,这些项为免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
本文所述的具体实例可涉及一种系统,包括:支撑结构,其具有配置用于支撑多个模块中的一个模块的安装台,单个模块配置用于执行(i)选自由样本处理、离心、磁分离所组成的群组中的至少一种样本准备程序,和/或(ii)选自由以下各项所组成的群组中的至少一种类型的测定,这些项为免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合;控制器,其可操作地耦合到所述多个模块,其中该控制器配置用于向所述模块或所述多个模块中的单个模块提供一个或多个指令以便促进所述至少一个样本准备程序或所述至少一种类型的测定的执行;以及电子显示器,其可操作地耦合到所述控制器,所述电子显示器具有用于使受试者能够与该系统进行交互的图形用户界面(GUI)。
上述或本文其它各处的系统单独或组合地可包括安装在支撑结构上的多个模块,所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和/或探测仪。单个模块可配置用于执行所述至少一个样本准备程序和/或所述至少一种类型的测定,而不借助于上述或本文其它各处的系统(单独或组合地)中的另一模块。
在单独的或组合的上述或本文其它各处的一些系统中,控制器可安装于支撑结构上。
在单独的或组合的上述或本文其它各处的系统中提供的GUI可配置用于向所述受试者提供引导问卷。
在单独的或组合的上述或本文其它各处的系统中,该引导问卷可包括一个或多个图形和/或文本项目。在一些具体实例中,该引导问卷可配置用于从所述受试者采集选自由饮食摄取、锻炼、健康状况和精神状况所组成的群组中的信息。
在单独的或组合的上述或本文其它各处的系统中,电子显示器可安装在支撑结构上。在一些具体实例中,电子显示器可安装在远程系统的支撑结构上,所述远程系统诸如为单独的或组合的上述或本文其它各处的系统。根据本文所述的一些具体实例,该电子显示器可以是交互式显示器。在单独的或组合的上述或本文其它各处的系统中,交互式显示器可以是电容式触摸显示器或电阻式触摸显示器。
通信模块可以可操作地耦合到所述控制器,该通信模块用于使系统能够与远程系统通信,该远程系统可包括单独的或组合的上述或本文其它各处的系统。
上述或本文其它各处的系统单独或组合地还可包括可操作地耦合到控制器的数据库,所述数据库用于储存与所述受试者的饮食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况有关的信息。
本文所述的具体实例涉及评价从受试者采集的生物样本的方法,所述方法包括:(a)接收从置于受试者身上或体内或者在零售网点的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据;和(iii)以电子方式将数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置以供执行所述后续定性和/或定量评价;以及(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述定性和/或定量评价。
根据本文所述的另一具体实例,一种评价从受试者采集的生物样本的方法可包括:(a)接收代表所述生物样本的图像和/或与所述生物样本或其一部分进行的物理过程或化学反应的图像的电子数据,所述数据传输自置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,其中所述准备产生代表所述生物样本的图像和/或所述物理过程或化学反应的图像的电子数据;和(iii)将代表所述图像的电子数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置以供执行所述后续定性和/或定量评价;其中该处理生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的代表图像的电子数据,以及(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的代表图像的电子数据,以提供所述生物样本的所述定性和/或定量评价。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
根据本文所述的另一具体实例可提供一种评价从受试者采集的多种类型的生物样本的方法。该方法可包括:(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理多种类型的生物样本,这些步骤为:(i)接收多种类型的生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述多种类型的生物样本的所述后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)以电子方式将数据传输至向授权的分析设施和/或其附属装置以供执行所述后续定性和/或定量评价;以及(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述多种类型的生物样本的所述定性和/或定量评价。
本文所述的附加具体实例可涉及一种评价在指定地点从受试者采集的生物样本的方法,所述方法包括:(a)在所述指定地点采集和处理生物样本,其中该样本由如下设备采集,该设备配置用于(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置的医疗保健提供者以供执行所述后续定性和/或定量评价;和(b)向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据;以及(c)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述定性和/或定量评价。
此外,本文所述的具体实例可涉及一种评价从受试者采集的生物样本的方法,所述方法包括:(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据;以及(iii)将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置的医疗保健提供者以供执行所述后续定性和/或定量评价;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述定性和/或定量评价;以及(c)验证(x)受试者是否收到来自医疗保健专业人员的处方要求进行所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价,或者(y)对所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价的处方是否在支付者或处方医师对所述后续定性和/或定量评价的规则限制内,和/或(z)对于所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价,受试者是否在健康保险的保障范围内;其中所述验证步骤在步骤(a)和/或(b)之前、之后或与其同时地执行。
根据本文所述的另一具体实例可提供一种进行从受试者采集的生物样本的病理学研究的方法。该方法可包括:(a)接收代表所述生物样本、与所述生物样本或其一部分进行的物理过程和/或化学反应的图像的电子数据,其中该数据接收自置于受试者体内或身上或指定的样本采集仪的设备,其中该设备配置用于:(i)接收所述生物样本;(ii)准备采集的生物样本用于后续的定性和/或定量评价,其中所述准备产生代表所述生物样本和/或化学反应的图像的电子数据;和(iii)将所述代表图像的电子数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置的病理学家;以及(b)由授权的分析设施和/或其附属装置的病理学家分析该电子数据,以提供所述定性和/或定量评价。
本文所述的附加具体实例可涉及一种进行从受试者采集的生物样本的病理学研究的方法,所述方法可包括:(a)接收来自置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备的、代表所述生物样本和/或与来自所述生物样本的至少一种组分进行的化学反应的图像的电子数据,其中该设备配置用于:(i)接收所述生物样本;(ii)准备采集的生物样本用于后续的定性和/或定量评价,其中所述准备产生代表所述生物样本和/或化学反应的图像的电子数据;以及(iii)将所述代表图像的电子数据传输至授权的分析设施的病理学家;(b)由授权的分析设施的病理学家分析该电子数据,以提供所述后续定性和/或定量评价。
此外,本文所述的具体实例可涉及一种评价从受试者采集的生物样本的方法,所述方法包括:(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,和(iii)以电子方式将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
本文所述的附加具体实例可涉及一种评价从受试者采集的生物样本的方法,所述方法包括:(a)接收从置于受试者体内或身上或在零售商仪点的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)以电子方式将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价。
根据本文所述的附加具体实例,一种评价生物样本的方法可包括:(a)借助于设备,处理从受试者采集的生物样本,其中该设备置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪,其中所述处理生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备配置用于(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以及(iii)将数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;(b)在授权的分析设施和/或其附属装置传输来自所述设备的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价;以及(c)验证受试者是否有医疗保险保障覆盖,其中所述验证步骤在步骤(a)和/或(b)之前、之后或与其同时地进行。
根据本文所述的另一具体实例可提供一种评价从受试者采集的生物样本的方法。该方法可包括:(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的、代表所述生物样本和/或与来自所述生物样本的至少一种组分进行的化学反应的图像的电子数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收所述生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,其中所述准备产生代表所述生物样本和/或化学反应的图像的电子数据;以及(iii)将所述代表图像的电子数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;其中所述处理生成所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价所必需的代表图像的电子数据,以及(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的代表图像的电子数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
附加的具体实例可涉及一种评价从受试者采集的生物样本的方法,所述方法包括:(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置的医疗保健提供者;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价;(c)验证受试者是否收到来自医疗保健专业人员的处方要求进行所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价,其中所述验证步骤在步骤(a)和/或(b)之前、之后或者与其同时地进行。
另外,本文所述的具体实例可涉及一种评价生物样本的方法,所述方法包括:(a)借助于设备,处理从受试者采集的生物样本,该受试者已收到处方要求进行生物样本的后续定性和/或定量评价,其中该设备置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪,其中所述处理生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备配置用于(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,以及(iii)将数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;(b)从所述设备传输数据,用于在授权的分析设施和/或其附属装置进行分析以便提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价;以及(c)验证对所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价的处方是否在支付者或处方医师对所述后续定性和/或定量评价的规则限制内,其中所述验证步骤在步骤(a)和/或(b)之前、之后或之与其同时地进行。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
本文所述的另一具体实例提供一种评价从受试者采集的生物样本的方法,所述方法包括:(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的信息,以及(iii)以电子方式将数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价,其中所述生物样本的后续定性和/或定量评价产生对选自以下各项中的一种或多种分析物的存在或浓度的确定,这些项目有:钠、钾、氯化物、TCO2、阴离子间隙、离子钙、葡萄糖、尿素氮、肌酸酐、乳酸盐、血细胞比容、血红蛋白、pH值、PCO2、PO2、HCO3、碱剩余、二氧化硫、高岭土ACT、硅藻土ACT、PT/INR、cTnl、CK-MB、或BNP。
另外,本文所述的具体实例可涉及一种评价从受试者采集的多种类型的生物样本的方法,所述方法包括:(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理多种类型的生物样本,这些步骤为:(i)接收多种类型的生物样本;(ii)准备生物样本用于后续的定性和/或定量评价,以产生所述多种类型的生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)以电子方式将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置,分析从所述设备传输的数据,以提供所述多种类型的生物样本的所述后续定性和/或定量评价。
在上述或本文其它各处的任何方法的单独或组合实施中,可以实现所述生物样本的定性和/或定量评价,而无须将所述样本从采集样本的站点运送到授权的分析设施和/或其附属装置。
上述或在本文其它各处的方法可单独或组合地包括这样的方法——其中生物样本选自由如下各项所组成的群组中,这些项目为:血液、血清、血浆、鼻拭子采检或鼻咽冲洗、唾液、尿液、泪液、胃液、脊髓液、粪便、黏液、汗水、耳垢、油、腺体分泌物、脑脊髓液、组织、精液、和阴道分泌物、咽拭子采检、呼吸、毛发、指甲、皮肤、活检、胎盘液、羊水、脐带血、emphatic fluid、体腔液、痰液、黏液、脓液、微生物群、胎粪、乳汁和/或其它排泄物。
任何上述或本文其它各处的方法可单独或组合地实施,其中生物样本具有250微升(uL)或更小的体积。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,所述方法还可包括由授权的分析设施的健康护理专业人员和/或由软件程序提供监督的步骤。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的方法可单独或组合地还包括在所述分析之前、之后或与其同时地验证所述受试者的保险资格。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地还包括基于所述定性和/或定量评价而生成包含所述受试者的治疗分析的报告。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,所述分析可确定存在于生物样本中的分析物的存在或浓度。
以上或在本文其它各处提供的方法可单独或组合地包括选自由以下各项所组成的群组中的分析物,这些项目为:蛋白质、核酸、药物、药物代谢物、气体、离子、颗粒、小分子及其代谢物、元素、毒素、脂质、碳水化合物、朊病毒、有形成分以及其等组合。
根据以上或在本文其它各处所述的任何方法的单独或组合实施,指定的样本采集仪可以是零售站点或医生办公室。在一些具体实例中,当单独或组合地实施以上或在本文其它各处所述的任何方法时,指定的样本采集仪可以是受试者的家。在上述或在本文其它各处的单独或组合的方法中,指定的样本采集仪可能是雇主的站点、提供者办公室或医院。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,可提供聚集数据以产生随时间推移的纵向分析。
以上或本文其它各处所述的方法可单独或组合地利用从手指针刺采集的生物样本。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,生物样本的处理在一些情况下不涉及对选择用于确定心肌标志物、化学成分、血气、电解质、乳酸盐、血红蛋白、凝血或血液学的一种或多种分析物的表达或浓度水平的显示。
以上或本文其它各处所述的方法可单独或组合地包括一种装置,该装置配置用于验证受试者是否在针对所述生物样本的所述定性和/或定量评价的医疗保险的保障范围内。
在上述或本文其它各处的任何方法的单独或组合实施中,该装置可配置用于验证受试者是否收到来自医疗保健专业人员的处方要求进行所述生物样本的所述定性和/或定量评价。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的方法可单独或组合地包括一种装置,该装置配置用于在接收生物样本、以电子方式传输数据或分析所传输的数据之前验证受试者的身份。在一些具体实例中,受试者身份的验证可包括接收受试者的基因标志。在单独或组合的上述或本文其它各处所述的一些方法中,可以通过来自受试者的生物样本的核酸扩增来获得基因标志。在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,受试者身份的验证可包括受试者的一种或多种生物特征测量。在单独或组合的上述或本文其它各处所述方法的一些具体实例中,受试者身份的验证可由授权的技术人员进行。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,可在接收生物样本、以电子方式传输数据或分析所传输的数据之前验证授权技术人员的身份。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,该装置可配置用于接收一个或多个暗盒,所述暗盒配置用于由医疗护理专业人员所要求的定性和/或定量评价。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的一种或多种方法可单独或组合地提供具有所述装置可读的一个或多个识别符的暗盒。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地还包括从所述装置接收识别符信息。
上述或本文其它各处的方法的单独或组合执行还可包括基于接收的识别符信息向所述装置提供一个或多个操作规程,其中所述操作规程影响生物样本的准备。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,所述装置可包含在壳体内。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地包括涉及生物样本的临床相关性或缺乏相关性的确定的定性和/或定量评价。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,指定的样本采集仪可能是零售商地点。在包括单独或组合的上述或本文其它各处的方法在内的本文所述的一些具体实例中,指定的样本采集仪为连锁商店、药店、超市或百货商店。在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中,指定的样本采集仪可以是受试者的家。
上述或本文其它各处的方法的单独或组合执行可包括含有代表样本的电子位的数据。在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中,该数据可被聚集并可用于随时间推移的纵向分析以便促进诊断、治疗和/或疾病预防。
在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中,生物样本可具有250微升(「uL」)或更小的体积。在一些具体实例中,在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中的生物样本可以是血液、血清、唾液、尿液、泪液、胃液和/或消化液、粪便、黏液、汗液、耳垢、油、腺体分泌物、精液或阴道分泌物。在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,生物样本可以是组织样本。上述或本文其它各处的方法可单独或组合地包括从手指针刺采集的生物样本。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地包括基于所述生物样本的所述定性和/或定量评价而生成报告。在一些具体实例中,上述或本文其它各处的一种或多种方法的单独或组合执行可进一步包括将所述报告传输至附加的医疗护理专业人员。所述附加的医疗护理专业人员可能已向受试者提供处方要求进行单独或组合的上述或本文其它各处的方法中的所述生物样本的所述定性和/或定量评价。在一些情况下,在上述或本文其它各处的方法的单独或组合执行中,附加的医疗护理专业人员处在与授权的分析设施不同的地点。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,处理可包括添加一种或多种试剂或固定剂。
在一些具体实例中,数据在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中传输至基于云计算的基础设施。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地包括图像,其中该图像为视频图像。在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,该数据可包括代表图像和/或音频信号的电子数据。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,支付者可从指定的样本采集仪收到电子账单。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,授权的分析设施的医疗护理专业人员可从指定的样本采集仪收到电子支付。
在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中利用到的装置可配置成基于以下各项中的至少一项来额外地准备生物样本,这些项为:生物样本的预先准备、在授权的分析设施和/或其附属装置对数据的分析。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合执行中,授权的分析设施可与样本采集仪相分离。
当单独或组合地实施上述或本文其它各处的一种或多种方法时,生物样本的准备可以是自动化的。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地还包括监督所述后续定性和/或定量评价。在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中,监督步骤可以由授权的分析设施的医疗护理专业人员和/或通过软件程序进行。在一些具体实例中,从所述装置传输数据在单独或组合的上述或本文其它各处的一些方法中也可用于监督所述后续定性和/或定量评价。上述或本文其它各处的方法可单独或组合地提供,其中由授权的分析设施的医疗护理专业人员和/或通过软件程序提供监督。
在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中利用到的数据可代表生物样本和/或其任何部分。在一些具体实例中,所述数据可代表所采集的生物样本的准备。所述数据可包括对采集到的生物样本进行准备所处于的一个或多个条件的信息。所述一个或多个条件可包括以下组中所列出的一个或多个特性:生物样本的量、生物样本的浓度、生物样本的质量、温度或湿度。
在单独或组合的上述或本文其它各处的一些方法中,数据代表由装置运行的反应。所述数据可包括反应速率的信息。在一些情况下,所述数据可包括关于涉及生物样本的对照反应和化学反应的信息。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中,此类方法还可包括(c)监督(i)-(iii)中的一个或多个步骤以提高所述评价的质量,其中所述监督在步骤(i)-(iii)中的任何步骤之前、之后或与其同时地进行。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地还包括(iv)监督(i)-(iii)中的一个或多个步骤以提高所述评价的质量,其中所述监督在步骤(i)-(iii)中的任何步骤之前、之后或与其同时地进行。
在一些具体实例中,可单独或组合地提供上述或本文其它各处的方法,其中所述监督是对代表生物样本和/或其任何部分的数据进行的监督。监督可以是对代表生物样本和/或其任何部分的数据进行的监督。监督可以是对代表所采集的生物样本的准备的数据进行的监督。在一些实例中,监督是对代表所采集的生物样本的准备的数据进行的监督。监督可以是对准备采集到的生物样本所处于的一个或多个条件的信息进行的监督。在单独或组合的上述或本文其它各处的方法中,监督可以是对准备采集到的生物样本所处于的一个或多个条件的信息进行的监督。监督可以是对代表由装置运行的化学反应的数据进行的监督。在一些具体实例中,监督可以是对代表由该装置运行的化学反应的数据进行的监督。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
在上述或本文其它各处的方法的单独或组合执行中,由医疗保险公司提供医疗护理保障覆盖。
上述或本文其它各处的方法可单独或组合地包括涉及选自以下各项中的一种或多种类型的化学反应的准备步骤,这些项目为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定或渗透压测定。
根据单独或组合的上述或本文其它各处的方法,所述设备还可配置用于通过以电子方式传输代表受试者的一种或多种生物特征测量的数据来处理生物样本。
在单独或组合的一些上述或本文其它各处的方法中,生物样本的处理不包含对属于心脏标志物、血气、电解质、乳酸盐、血红蛋白和凝血因子等类别的三种或更多种分析物的表达或浓度水平的分析。
在一些具体实例中,生物样本的处理在上述或本文其它各处的方法的单独或组合实施中不包含对属于以下各项的三种或更多种分析物的表达或浓度水平的分析,这些项为:钠、钾、氯化物、TCO2、阴离子间隙、离子钙、葡萄糖、尿素氮、肌酸酐、乳酸盐、血细胞比容、血红蛋白、pH值、PCO2、PO2、HCO3、碱剩余、二氧化硫、高岭土ACT、硅藻土ACT、PT/INR、cTnl、CK-MB以及BNP。
在上述或本文其它各处的一些方法的单独或组合实施中,样本采集仪可以是以下一种或多种:医院、诊所、军事场所或受试者家中。
在一些具体实例中,对于单独或组合的上述或本文其它各处的方法,可在分析之后将数据显示在触摸式屏幕上。
上述或本文其它各处的方法可包括身体各部位的成像数据,该数据可用于与生化分析同时进行分析。
本文所述的具体实例可涉及一种评价从受试者采集的生物样本的系统,所述系统包括:(a)通信单元,其配置用于从置于受试者体内或身上或者在指定的样本采集仪的设备接收数据,其中该设备配置用于处理生物样本,从而生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备包括(i)配置用于接收生物样本的样本采集单元;(ii)配置用于准备生物样本以供后续定性和/或定量评价的样本准备单元;以及(iii)配置用于向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据的传输单元;和(b)处理器,其在所述授权的分析设施和/或其附属装置处理所述数据以供所述生物样本的定性和/或定量评价,并且其中所述处理器与包含受试者的一个或多个医疗记录和/或保险信息的记录数据库进行通信。
本文所述的附加具体实例可涉及一种评价从受试者采集的生物样本的系统,所述系统包括:(a)通信单元,其配置用于从置于受试者体内或身上或者在指定的样本采集仪的设备接收数据,其中该设备配置用于处理生物样本,从而生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备包括(i)配置用于接收生物样本的样本采集单元;(ii)配置用于准备生物样本以供后续定性和/或定量评价的样本准备单元;以及(iii)配置用于向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据的传输单元;和(b)处理器,其在所述授权的分析设施和/或其附属装置处理所述数据以供所述生物样本的后续定性和/或定量评价,并且其中所述处理器与包含受试者的一个或多个医疗记录的记录数据库进行通信,并且/或者其中该处理器与包含受试者的保险信息的支付者数据库进行通信。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
根据本文所述的另一具体实例,可提供一种评价从受试者采集的血液样本的系统。该系统可包括:(a)通信单元,其配置用于从置于受试者体内或身上或者在指定的样本采集仪的设备接收数据,其中该设备配置用于处理血液样本,从而生成所述血液样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备包括(i)配置用于接收血液样本的样本采集单元;(ii)配置用于准备生物样本以供后续定性和/或定量评价的样本准备单元,其中该样本准备单元允许向血液样本中添加至少一种试剂;以及(iii)配置用于向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据的传输单元;和(b)处理器,其在授权的分析设施和/或其附属装置处理所述数据以供所述血液样本的后续定性和/或定量评价,并且其中所述处理器访问包含受试者的一个或多个医疗记录的记录数据库,并且/或者其中该处理器访问包含受试者的保险信息的支付者数据库。
根据本文所述的附加具体实例,可提供一种用于快速评价从受试者采集的生物样本以辅助疾病的诊断、治疗或预防的系统。该系统可包括:通信单元,用于从设备接收代表所述生物样本和/或与来自所述生物样本的至少一种组分进行的化学反应的图像的电子数据;所述设备置于受试者体内或身上或者在指定的样本采集仪,其中所述设备用于处理生物样本,从而生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的代表所述生物样本的图像的电子数据,并且其中该设备在壳体内包括(i)用于接收生物样本的样本采集单元;(ii)用于准备生物样本以供后续定性和/或定量评价的样本准备单元,其中生物样本的准备是自动化的;(iii)用于记录生物样本的图像和/或与来自所述生物样本的至少一种组分进行的化学反应的成像单元,和(iv)用于传输代表所述图像和/或化学反应的电子数据的传输单元;和处理器,其处理所述代表图像的电子数据以供所述生物样本的后续定性和/或定量评价。
在上述或本文其它各处的系统的单独或组合实施中,所述处理器可配置成与包含受试者的保险信息的支付者数据库进行通信。
以上或本文其它各处所述的系统可单独或组合地包括如下设备,该设备配置用于接收与所述定性和/或定量评价相关的信息以及又或者在所述设备上显示所述信息。
在上述或本文其它各处的系统的单独或组合实施中,所述设备可包括如下处理单元,该处理单元配置用于验证受试者是否有对于该生物样本的所述定性和/或定量评价的医疗保险保障覆盖。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统可单独或组合地包括如下设备,该设备配置用于验证受试者是否收到来自医疗护理专业人员的处方要求进行该生物样本的所述定性和/或定量评价。
在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,所提供的处理器可在提供所述定性和/或定量评价之前访问记录数据库。又或者,在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,该处理器在提供所述定性和/或定量评价之前访问支付者数据库。
在提供所述定性和/或定量评价之前,以上或本文其它各处所述系统可单独或组合地确定要访问哪些记录数据库。
在上述或本文其它各处的系统的单独或组合实施中,该设备可配置用于接收一个或多个暗盒,所述暗盒配置用于由医疗护理专业人员开处方要求进行的定性和/或定量评价。
在一些具体实例中,该设备包含在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中的壳体内。
在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,所述定性和/或定量评价可涉及对生物样本的临床相关性或其缺乏相关性的确定。
在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,指定的样本采集仪为连锁商店、药店、超市或百货商店。在一些具体实例中,指定的样本采集仪是受试者的家。
上述或本文其它各处的系统可单独或组合地包括具有250uL或更小体积的生物样本。生物样本可以是血液、血清、唾液、尿液、泪液、胃液和/或消化液、粪便、黏液、汗液、耳垢、油、腺体分泌物、精液或阴道分泌物。在一些情况下,生物样本可以是组织样本。
在单独或组合的上述或本文其它各处的一些系统中,该生物样本可从手指针刺采集。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统可利用指定的样本采集仪,其可以是零售商。在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,指定的样本采集仪可能是雇主的站点、提供者办公室或医院。
在单独或组合的上述或本文其它各处的一些系统中,授权的分析设施可与样本采集仪相分离。
在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,医疗护理专业人员可访问用于所述后续定性和/或定量评价以及/或者监督所述后续定性和/或定量评价的用户界面。
在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,处理器可进一步提供对所述后续定性和/或定量评价的监督。
在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,样本准备单元可包括(i)移液管,以及又或者包括(ii)以下一种或多种:离心机、磁分离器、过滤器、容器、器皿、测定单元、试剂单元、加热器、热控制器、细胞计数器、电磁源、温度传感器、运动传感器或针对电性质的传感器。
在一些具体实例中,上述或本文其它各处的系统可单独或组合地包含图像。该图像可以是静态的。在一些具体实例中,该图像可以是视频图像。上述或本文其它各处的系统可单独或组合地包括配置用于无线传输代表图像的电子数据的传输单元。
在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中,数据可包括代表图像和音频信号的电子数据。
在单独或组合的上述或本文其它各处的系统中的设备可配置用于接收一个或多个暗盒,所述暗盒配置用于定性和/或定量分析。在一些具体实例中,暗盒可具有可由所述设备读取的一个或多个识别符。
在单独或组合的上述或本文其它各处的一些系统中,至少一种组分可以是由碳水化合物、脂质、蛋白质或其等组合所组成的生物分析物。
在对上述或本文其它各处的系统的单独或组合利用中,可无需生物样本而进行化学反应。
在一些具体实例中,对于单独或组合的上述或本文其它各处的系统,可在分析之后将数据显示在触摸式屏幕上。
上述或本文其它各处的系统可包括身体各部位的成像数据,其被处理用于与生化分析同时进行分析。
本文所述的一些具体实例可涉及一种进行从受试者采集的生物样本的病理学研究的方法,所述方法可包括:(a)接收来自置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备的、代表所述生物样本和/或与该生物样本的至少一种组分进行的化学反应的图像的电子数据,其中该设备配置用于:(i)接收所述生物样本;(ii)准备采集的生物样本用于后续定性和/或定量评价,其中所述准备产生代表所述生物样本和/或化学反应的图像的电子数据;以及(iii)将所述代表图像的电子数据传输至授权的分析设施的病理学家;和(b)由授权的分析设施的病理学家分析该电子数据,以提供所述后续定性和/或定量评价。
本文所述的一个具体实例涉及一种评价从受试者采集的生物样本的方法。该方法包括(a)接收从置于受试者体内或身上或者在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)以电子方式将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价。这可能与传统设备形成对比——传统设备可能仅传输分析结果,而不是用于样本的后续定性和/或定量评价的数据。此类仅传输结果的传统设备可能无法在针对受试者的疾病诊断、治疗和/或预防中被一个或多个医疗护理专业人员所依赖。
在一些具体实例中,生物样本的处理不包含对属于心脏标志物、血气、电解质、乳酸盐、血红蛋白和凝血因子等类别的三种或更多种分析物的表达或浓度水平的分析。在一些情况下,生物样本的处理不包含对属于以下各项中的三种或更多种分析物的存在或浓度水平的分析,这些项目为:钠、钾、氯化物、TCO2、阴离子间隙、离子钙、葡萄糖、尿素氮、肌酸酐、乳酸盐、血细胞比容、血红蛋白、pH值、PCO2、PO2、HCO3、碱剩余、二氧化硫、高岭土ACT、硅藻土ACT、PT/INR、cTnl、CK-MB以及BNP。
根据本文所述的另一具体实例提供一种评价从受试者采集的生物样本的方法。该方法包括(a)接收从置于受试者体内或身上或在零售商站点的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)以电子方式将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价。
本文所述的附加具体实例为一种评价生物样本的方法,所述方法包括:(a)借助于设备,处理从受试者采集的生物样本,其中该设备置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪,其中所述处理生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备配置用于(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,以及(iii)向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据;(b)在所述授权的分析设施和/或其附属装置传输来自所述设备的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价;以及(c)验证受试者是否有医疗保险保障覆盖,其中所述验证步骤在步骤(a)和/或(b)之前、之后或与其同时地进行。
本文所述的另一具体实例为一种评价从受试者采集的生物样本的方法,所述方法包括(a)接收代表所述生物样本和/或在设备上进行的化学反应的图像的电子数据,其中该电子数据从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为:(i)接收所述生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,其中所述准备产生代表所述生物样本和/或化学反应的图像的电子数据;以及(iii)向授权的分析设施和/或其附属装置传输所述代表图像的电子数据;其中所述处理生成所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价所必需的代表图像的电子数据,以及(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的代表图像的电子数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价。
根据本文所述的又一具体实例提供一种评价从受试者采集的生物样本的系统。该系统包括(a)通信单元,其配置用于从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备接收数据,其中该设备配置用于处理生物样本,从而生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备包括(i)配置用于接收生物样本的样本采集单元;(ii)配置用于准备生物样本以供后续定性和/或定量评价的样本准备单元;以及(iii)配置用于向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据的传输单元;和(b)处理器,其在授权的分析设施和/或其附属装置处理所述数据以供所述生物样本的后续定性和/或定量评价,并且其中所述处理器与包含受试者的一个或多个医疗记录的记录数据库进行通信,并且/或者其中该处理器与包含受试者的保险信息的支付者数据库进行通信。
此外,提供一种评价从受试者采集的生物样本的方法。该方法包括(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,以产生所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置的医疗护理提供者;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价;以及(c)验证受试者是否收到来自医疗护理专业人员的处方要求进行所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价,其中所述验证步骤在步骤(a)和/或(b)之前、之后或与其同时地进行。
本文所述的附加具体实例涉及一种评价生物样本的方法,所述方法包括(a)借助于设备,处理从受试者采集的生物样本,该受试者已经收到要求进行生物样本的后续定性和/或定量评价的处方,其中所述设备置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪,其中所述处理生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备配置用于(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,以及(iii)向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据;(b)从所述设备传输数据,用于在授权的分析设施和/或其附属装置进行分析,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价;以及(c)验证对于所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价的处方是否在支付者或处方医师对所述后续定性和/或定量评价的规则限制内,其中所述验证步骤在步骤(a)和/或(b)之前、之后或与其同时地进行。
根据本文所述的一个具体实例阐明了一种评价从受试者采集的生物样本的方法。该方法包括(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理生物样本,这些步骤为(i)接收生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,以产生述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的信息,以及(iii)以电子方式向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述生物样本的所述后续定性和/或定量评价,其中所述生物样本的后续定性和/或定量评价产生对属于选自以下各项中的一种或多种的分析物的存在或浓度的确定,这些项为:钠、钾、氯化物、TCO2、阴离子间隙、离子钙、葡萄糖、尿素氮、肌酸酐、乳酸盐、血细胞比容、血红蛋白、pH值、PCO2、PO2、HCO3、碱剩余、二氧化硫、高岭土ACT、硅藻土ACT、PT/INR、cTnl、CK-MB、或BNP。
在另一具体实例中,本发明提供一种评价从受试者采集的血液样本的系统,所述系统包括(a)通信单元,其配置用于从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备接收数据,其中该设备配置用于处理血液样本,从而生成所述血液样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,并且其中该设备包括(i)配置用于接收血液样本的样本采集单元;(ii)配置用于准备生物样本以供后续定性和/或定量评价的样本准备单元,其中该样本准备单元允许向血液样本中添加至少一种试剂;以及(iii)配置用于向授权的分析设施和/或其附属装置传输数据的传输单元;和(b)处理器,其在授权的分析设施和/或其附属装置处理所述数据以供所述血液样本的后续定性和/或定量评价,并且其中所述处理器访问包含受试者的一个或多个医疗记录的记录数据库,并且/或者其中该处理器访问包含受试者的保险信息的支付者数据库。
提供了评价从受试者采集的多种类型的生物样本的另一方法。该方法包括(a)接收从置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪的设备传输的数据,其中该设备配置用于通过如下步骤处理多种类型的生物样本,这些步骤为:(i)接收多种类型的生物样本;(ii)准备生物样本用于后续定性和/或定量评价,以产生所述多种类型的生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的数据,以及(iii)以电子方式将该数据传输至授权的分析设施和/或其附属装置;和(b)在授权的分析设施和/或其附属装置分析从所述设备传输的数据,以提供所述多种类型的生物样本的所述后续定性和/或定量评价。
在一些具体实例中,生物样本的处理不涉及针对心脏标志物、化学成分、血气、电解质、乳酸盐、血红蛋白、凝固或血液学的确定而选定的一种或多种分析物的存在或浓度水平的显示。在一些具体实例中,生物样本的处理不涉及属于以下各项的三种或更多种分析物的存在或浓度水平的显示,这些项目为:钠、钾、氯化物、TCO2、阴离子间隙、离子钙、葡萄糖、尿素氮、肌酸酐、乳酸盐、血细胞比容、血红蛋白、pH值、PCO2、PO2、HCO3、碱剩余、二氧化硫、高岭土ACT、硅藻土ACT、PT/INR、cTnl、CK-MB以及BNP。在后续分析之后,此类信息可传输回所述设备,例如用于显示、储存或分析。
此外,在一些具体实例中,所述设备配置用于验证受试者是否有针对该生物样本的所述定性和/或定量评价的医疗保险保障覆盖。所述设备可包括配置用于验证受试者是否有针对该生物样本的所述定性和/或定量评价的医疗保险保障覆盖的处理单元。该设备可配置用于验证受试者是否收到来自医疗护理专业人员的处方要求进行该生物样本的所述定性和/或定量评价。
在一些情况下,处理器在提供所述定性和/或定量评价之前访问记录数据库。处理器可在提供所述定性和/或定量评价之前访问支付者数据库。在一些具体实例中,所述系统在提供所述定性和/或定量评价之前确定要访问哪些记录数据库。
在一些具体实例中,所述设备配置用于在接收生物样本、以电子方式传输数据或分析所传输的数据之前验证受试者的身份。受试者身份的验证可包括接收受试者的基因标志。基因标志可以通过来自受试者的生物样本的核酸扩增来获得。受试者身份的验证可包括受试者的一种或多种生物特征测量。受试者身份的验证可由授权的技术人员进行。授权的技术人员的身份可在接收生物样本、以电子方式传输数据或分析所传输的数据之前得到验证。
根据本文所述的一些具体实例,所述设备可配置用于接收一个或多个暗盒,所述暗盒配置用于由医疗护理专业人员所要求的定性和/或定量评价。该设备可配置用于接收一个或多个暗盒,所述暗盒配置用于由医疗护理专业人员所要求的定性和/或定量评价。所述暗盒可具有可由该设备读取的一个或多个识别符。在一些情况下,所提供的方法还可包括从所述设备接收识别符信息。此类方法还可进一步包括基于接收到的识别符信息向所述设备提供一种或多种规程,其中所述规程实现生物样本的准备。规程可从服务器无线地提供,以促进生物样本的准备和/或处理。该规程可从云或从任何外部设备提供。
在一些具体实例中,该设备可包含在壳体内。
所述定性和/或定量评价可涉及对生物样本的临床相关性或其缺乏相关性的确定。
在本文所述的一些具体实例中,指定的样本采集仪是零售商仪点。指定的样本采集仪可以是连锁商店、药店、超市或百货商店。指定的样本采集仪可以是受试者的家。
在一些具体实例中,数据包括代表样本的电子位。该数据可被聚集并用于随时间推移的纵向分析,以促进诊断、进展治疗和/或疾病预防。该数据还可用于并可见于随时间推移的纵向分析,以促进诊断、进展治疗和/或疾病预防,以及更好地理解疾病进展或消退,或者理解包括治疗或生活方式改变在内的干预的功效。
生物样本可具有250uL或更小的体积。生物样本是血液、血清、唾液、尿液、泪液、胃液和/或消化液、粪便、黏液、汗液、耳垢、油、腺体分泌物、精液或阴道分泌物。生物样本可以是组织样本。生物样本可从手指针刺采集。
在一些具体实例中,一种方法可进一步包括基于所述生物样本的所述定性和/或定量评价而生成报告。该方法还可包括将所述报告传输至额外的医疗护理专业人员。在一些情况下,所述额外的医疗护理专业人员向受试者提供处方要求其进行所述生物样本的所述定性和/或定量评价。所述额外的医疗护理专业人员可处在与授权的分析设施不同的地点。
在一些具体实例中,处理包括添加一种或多种试剂或固定剂。
根据本文所述的一个具体实例,可将数据传输至基于云计算的基础设施。图像可以是视频图像。数据可包括代表图像和/或音频信号的电子数据。基于云计算的基础设施可自我学习。可以将数据供给可基于所采集的数据进行重新拟合和重新调整的模型。基于云计算的基础设施可以执行分析。
在一些具体实例中,处理器访问支付者数据库。支付者可从指定的样本采集仪接收电子账单。授权的分析设施的医疗护理专业人员可从指定的样本采集仪接收电子支付。
所述设备可配置成基于生物样本的预先准备、在授权的分析设施或其附属装置对数据的分析之中的至少一个,来额外地准备生物样本。
在一些具体实例中,授权的分析设施与样本采集仪相分离。
生物样本的准备可以是自动化的。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
可以提供进一步包括监督所述后续定性和/或定量评价的方法。监督步骤可由授权的分析设施的医疗护理专业人员和/或通过软件程序进行。从设备传输数据也可用于监督所述后续定性和/或定量评价。所述监督可由授权的分析设施的医疗护理专业人员和/或通过软件程序来提供。可以提供可由医疗护理专业人员访问的、用于所述后续定性和/或定量评价和/或监督所述后续定性和/或定量评价的用户界面。处理器还可提供对所述后续定性和/或定量评价的监督。通过无限制的例子,这些监督可能与某些设备相关联,示例如图1-23所示。一个特例子是,提供最终检测结果的分析站点远程遥控这些设备。
在一些具体实例中,数据代表生物样本和/或其任何部分。所述数据可代表所采集的生物样本的准备。所述数据可包括对所采集的生物样本进行准备所处于的一个或多个条件的信息。一个或多个条件可包括以下组中所列出的一个或多个特性:生物样本的量、生物样本的浓度、生物样本的质量、温度或湿度。所述数据可代表由设备运行的反应。所述数据可包括反应的速率、质量和/或执行的信息。所述数据可包括关于控制反应和涉及生物样本的化学反应的信息。采集的数据可以是作为化学反应的结果的光子。数据的其它示例可包括电子、光子、强度、频率、颜色、声音或温度。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
在一些具体实例中,所提供的方法进一步包括(c)监督(i)-(iii)中的一个或多个步骤以提高所述评价的质量,其中所述监督在步骤(i)-(iii)中的任何步骤之前、之后或与其同时地进行。此外,所提供的方法进一步包括(iv)监督(i)-(iii)中的一个或多个步骤以提高所述评价的质量,其中所述监督在步骤(i)-(iii)中的任何步骤之前、之后或与其同时地进行。所述监督可以是对代表生物样本和/或其任何部分的数据的监督。所述监督可以是对代表所采集的生物样本的准备的数据的监督。所述监督可以是对进行所采集的生物样本的准备所处于的一个或多个条件的信息的监督。所述监督可以是对代表由设备运行的反应的数据的监督。所述监督可以是对代表发生在系统内的反应运行的数据的监督。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
在一些具体实例中,由医疗保险公司和/或雇主提供医疗护理保障覆盖。
在一些具体实例中,准备步骤涉及选自以下各项之中的一种或多种类型的反应,这些项目为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、光谱分析(例如,质谱、红外光谱、X-射线光电子能谱)、电泳测定、核酸定序、凝集测定、层析测定、凝血功能测定、电化学测定、组织学测定、或细胞分析(包括死亡细胞和/或活细胞分析)、分子生物学测定、化学测定、浊度测定、凝血功能测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血功能测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定、显微测定、形貌测定、量热测定和/或其它类型的测定或其等组合。
设备还可配置用于通过以电子方式传输代表受试者的一种或多种生物特征测量的数据来处理生物样本。
在一些具体实例中,样本采集仪为以下一种或多种:医院、诊所、急诊室、军事场所或受试者的家中。
本文所述的一个具体实例可涉及一种用于快速评价从受试者采集的生物样本以辅助疾病的诊断、治疗或预防的系统,所述系统包括:通信单元,用于从设备接收代表所述生物样本和/或与来自所述生物样本的至少一种组分进行的化学反应的图像的电子数据;所述设备置于受试者体内或身上或在指定的样本采集仪,其中所述设备用于处理生物样本,从而生成所述生物样本的后续定性和/或定量评价所必需的代表所述生物样本的图像的电子数据,并且其中该设备在壳体内包括(i)用于接收生物样本的样本采集单元;(ii)用于准备生物样本以供后续定性和/或定量评价的样本准备单元,其中生物样本的准备是自动化的;(iii)用于记录生物样本的图像和/或与来自所述生物样本的至少一种组分进行的化学反应的成像单元;以及(iv)用于传输代表图像和/或化学反应的电子数据的传输单元;和处理器,其处理代表图像的所述电子数据以供所述生物样本的后续定性和/或定量评价。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
在一些具体实例中,样本准备单元可包括(i)移液管,以及又或者包括(ii)以下一种或多种:离心机、磁分离器、过滤器、容器、器皿、测定单元、试剂单元、加热器、热控制器、细胞计数器、电磁源、温度传感器、运动传感器或针对电性质的传感器。
所述图像可以是静态的和/或视频图像。所述数据可包括代表图像和音频信号的电子数据。
生物样本可以是选自以下各项的一种或多种:血液、血清、唾液、尿液、泪液、胃液和/或消化液、粪便、黏液、汗液、耳垢、油、腺体分泌物、精液或阴道分泌物。在一些具体实例中,生物样本具有250uL或更小的体积。生物样本的组分可以是由碳水化合物、脂质、蛋白质或其等组合物组成的生物分析物。化学反应可无需生物样本而进行。
传输单元可配置用于无线地传输代表图像的电子数据。
设备可配置用于接收一个或多个配置用于定性和/或定量评价的暗盒。在一些具体实例中,暗盒可具有一个或多个可由所述设备读取的识别符。
在本文所述的一个具体实例中提供了一种系统,其包括壳体,在该壳体中包含(i)安装在支撑结构上的多个模块,其中所述多个模块中的单个模块包括:样本准备仪,其配置用于实现至少一种样本准备程序;以及测定仪,其配置用于进行一种或多种类型的测定,其中所述测定仪配置用于接纳多个可单独寻址的测定单元,每个测定单元彼此液体隔离,并且每个测定单元配置用于进行一种或多种类型的测定,其中在所述可单独寻址的测定单元内进行的给定类型的测定被配置成产生可探测信号;探测系统,其配置用于探测与多种类型的测定相关联的多个信号;以及样本处理系统,其配置用于将所述可单独寻址的测定单元从所述测定仪转移到让所述信号可由所述探测系统探测到的位置。如本文所述,所述系统可配置用于进行(a)选自由样本处理、离心、分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本准备程序,和(b)多种类型的测定。
应当理解,以下特征中的一个或多个特征可适合与本文所述的任何具体实例一同使用。举非限制性示例而言,探测系统和/或样本处理系统与单个模块成为一体。又或者,探测系统和/或样本处理系统与单个模块相分离并被包含在壳体内。又或者,所述壳体还包含配置用于进行细胞计数测定的细胞计数仪,其中样本处理系统配置用于将所述可单独寻址的测定单元从所述测定仪移动到包含在所述壳体内的细胞计数仪。又或者,该系统包括接收来自共同样本的等分部分的细胞计数仪。又或者,所述壳体具有以下特性中的一个或多个特性:(a)体积小于或等于2m3;(b)占地面积小于或等于1.5m2;或(c)横向尺寸或高度小于或等于约1.5m。又或者,探测系统包括多个探测器,所述多个探测器中的单个探测器探测来自进行于给定的可寻址测定单元中的给定类型的测定的独特信号,并且其中样本处理系统配置用于将产生所述独特的可探测信号的可单独寻址测定单元聚集到让该信号可被单个探测器探测到的范围内。又或者,样本处理系统配置用于在所述多个模块中的单个模块之间转移样本或试剂。又或者,所述可探测信号选自由光信号、热信号、电信号、化学信号和音频信号所组成的群组中。又或者,每个单个模块包括通信通信交流车,该通信通信交流车配置成与控制器通信,该控制器被程序化用于控制所述单个模块的执行以实现所述至少一种样本准备程序和多种类型的测定。又或者,通信通信交流车向单个模块提供电力。又或者,所述多个模块中的至少一个模块配置用于执行与所述系统的任一其余模块不同的测定。又或者,所述控制器被程序化用于(i)接收来自所述单个模块的响应以评价样本或系统性能的指针,以及(ii)基于所述评价,根据需要向所述系统发送指令以利用在同一模块、系统内的另一个模块、或与该系统通信的另一系统内的另一功能来实现所述至少一种样本准备程序和多种类型的测定。又或者,所述控制器在所述系统之外。又或者,所述控制器与支撑结构成为一体。又或者,所述评价识别一个或多个仪的故障,并且其中所述指令实时地实现所述故障的纠正。
在本发明的具体实例中,用于为网络设备探测网络连接性的计算机实施方法包括:连接到网络提供者;借助于网络提供者来对具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器进行网络可达性探测(「ping」);借助于网络提供者来对具有静态一致资源定位器(URL)的第二服务器进行网络可达性探测;以及基于所述网络设备是否从所述第一服务器接收到响应和/或所述网络设备是否从所述第二服务器接收到响应来确定是否保持与所述网络提供者的连接性。在一个具体实例中,确定是否与所述网络提供者保持连接性所基于的是所述网络设备是否从所述第一服务器接收到响应以及所述网络设备是否从所述第二服务器接收到响应。
在一些情况下,所述计算机实施方法还包括基于选自由以下各项所组成的群组中的的至少一个准则而连接到另一网络提供者,这些项为:另一网络提供者的频宽、与另一网络提供者保持连接性的成本、借助另一网络提供者传输信息的成本、另一网络提供者的下载速率和另一网络提供者的上传速率。在一个具体实例中,所述至少一个准则基于位置、基于时间或基于频宽。应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。对于诊断性仪器与远程服务器、设备、或任何用途的其它系统之间的交流沟通来说,网络连接技术可以提供更高的网络可靠性和(或)性能。
在一个具体实例中,对所述第一服务器进行网络可达性探测包括向第一服务器发送网络可达性探测(「ping」)封包。在另一具体实例中,对所述第二服务器进行网络可达性探测包括向第二服务器发送网络可达性探测封包。在又一具体实例中,如果第一服务器响应于对所述第一服务器进行网络可达性探测而向网络设备作出响应并且/或者第二服务器响应于对所述第二服务器进行之网络可达性探测而向网络设备作出响应,则保持与网络提供者的连接性。在另一具体实例中,所述计算机实施方法还包括如果第一服务器不响应于对所述第一服务器进行网络可达性探测而向网络设备作出响应并且/或者第二服务器不响应于对所述第二服务器进行网络可达性探测而向网络设备作出响应,则连接到另一网络提供者。在又一具体实例中,网络提供者选自由无线路由器、蓝牙路由器、有线路由器、胞状网络路由器、射频(RF)设备和光电设备所组成的群组中。
在一些情况下,所述计算机实施方法还包括:连接到附加网络提供者;借助于附加网络提供者来对第一服务器进行网络可达性探测;借助于附加网络提供者来对第二服务器进行网络可达性探测;以及基于网络设备是否从第一服务器接收到响应和/或网络设备是否从第二服务器接收到响应来确定是否与附加网络提供者保持连接性。在一个具体实例中,确定是否与附加网络提供者保持连接性是基于网络设备是否从第一服务器接收到响应以及网络设备是否从第二服务器接收到响应。在另一具体实例中,连接到所述第二网络提供者包括终止与所述网络提供者的连接性。
在一个具体实例中,所述网络提供者选自由无线路由器、蓝牙路由器、有线路由器、蜂窝网络路由器、射频(RF)设备和光电设备所组成的群组。在另一具体实例中,同时地对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。
在一些具体实例中,用于为网络设备探测网络连接性的计算机实施方法包括:连接到网络提供者;将第一数据包从网络设备引导至具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器,其中第一数据包借助于网络提供者而得到引导;将第二数据包从网络设备引导至具有静态一致资源定位器(URL)的第二服务器,其中第二数据包借助于网络提供者而得到引导;以及基于对网络设备从第一服务器和第二服务器接收的一个或多个数据包的比较,来确定是否与所述网络提供者保持连接性。在一个具体实例中,第一服务器包括网域名称系统(DNS)服务器。在另一具体实例中,第一数据包是回送请求包。在又一具体实例中,第二数据包是回送请求包。在另一具体实例中,将所述第一数据包从所述网络设备引导至所述第一服务器包括对第一服务器进行网络可达性探测。在又一具体实例中,将所述第二数据包从所述网络设备引导至所述第二服务器包括对第二服务器进行网络可达性探测。在另一具体实例中,如果由网络设备接收的所述一个或多个数据包中的第一接收数据包与引导至第一服务器的第一数据包相同,则保持与网络提供者的连接性。在又一具体实例中,如果由网络设备接收的所述一个或多个数据包中的第二接收数据包与引导至第二服务器的第二数据包相同,则保持与网络提供者的连接性。应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。对于诊断性仪器与远程服务器、设备、或任何用途的其它系统之间的交流沟通来说,网络连接技术可以提供更高的网络可靠性和(或)性能。
在一些情况下,计算机实施方法还包括从第一服务器接收第一接收数据包和/或从第二服务器接收第二接收数据包。在一个具体实例中,如果第一接收数据包的校验和与预定数据包相匹配,则保持与网络提供者的连接性。在另一具体实例中,如果第二接收数据包的校验和与预定数据包相匹配,则保持与网络提供者的连接性。在一个具体实例中,计算机实施方法还包括如果第一接收数据包不同于第一数据包并且/或者第二接收数据包不同于第二数据包,则连接到另一网络提供者。
在一些情况下,计算机实施方法还包括:连接到另一网络提供者;将第一数据包从网络设备引导至第一服务器,其中第一数据包借助于所述另一网络提供者而得到引导;将第二数据包从网络设备引导至第二服务器,其中第二数据包借助于所述另一网络提供者而得到引导;以及基于对网络设备从第一服务器和第二服务器接收的一个或多个数据包的比较,来确定是否与另一网络提供者保持连接性。在一个具体实例中,连接到所述另一网络提供者包括终止与所述网络提供者的连接性。应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。对于诊断性仪器与远程服务器、设备、或任何用途的其它系统之间的交流沟通来说,网络连接技术可以提供更高的网络可靠性和(或)性能。
在一个具体实例中,连接到所述网络提供者包括定位所述网络提供者。在一个具体实例中,所述网络提供者选自由无线路由器、蓝牙路由器、有线路由器、胞状网络路由器、射频(RF)设备和光电设备所组成的群组中。
在一个具体实例中,所述计算机实施方法还包括基于选自由以下各项所组成的群组中的至少一个准则来确定是否与网络提供者保持连接性,这些项为:频宽、与网络提供者保持连接性的成本、借助于网络提供者传输信息的成本、下载速率以及上传速率。在一个具体实例中,所述至少一个准则基于位置、基于时间或基于频宽。
在一些情况下,所述计算机实施方法还包括基于选自由以下各项所组成的群组中的至少一个准则而连接到另一网络提供者,这些项为:另一网络提供者的频宽、与另一网络提供者保持连接性的成本、借助于另一网络提供者传输信息的成本、另一网络提供者的下载速率以及另一网络提供者的上传速率。在一个具体实例中,根据下载速率或上传速率与预定限度的比较而保持与网络提供者的连接性。在一个具体实例中,网络设备选自由个人计算机(PC)、平板PC、板型PC、服务器、大型机和智能型手机所组成的群组中。
在一些具体实例中,用于为网络设备选择网络提供者的计算机实施方法包括:连接到网络提供者;借助于网络提供者来对具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器和具有静态一致资源定位器(URL)的第二服务器进行网络可达性探测;以及基于选自由以下各项所组成的群组中的任一网络终止条件而终止与所述网络提供者的连接,这些项为:(a)网络设备在所述网络可达性探测之后未从所述第一服务器和/或所述第二服务器接收到响应,(b)另一网络提供者的网络频宽(或者延迟、性能或成本相关因子)高于所述网络提供者的网络频宽,(c)另一网络提供者的网络成本低于所述网络提供者的网络成本,(d)由另一网络提供者提供的网络进出比由所述网络提供者提供的网络进出更强健,(e)网络设备与另一网络提供者之间的连接性是经由有线连接而网络设备与所述网络提供者之间的连接性是经由无线连接,和(f)另一网络提供者比所述网络提供者更接近于网络设备。在一个具体实例中,基于选自所述组中的至少任何两个网络终止条件而终止与所述网络提供者的连接。在另一具体实例中,基于选自所述组中的至少任何三个网络终止条件而终止与所述网络提供者的连接。在又一具体实例中,计算机实施方法还包括连接到另一网络提供者。在另一具体实例中,网络设备与第一网络提供者之间的连接性是经由有线或无线的网络进出点。在又一具体实例中,同时地对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。对于诊断性仪器与远程服务器、设备、或任何用途的其它系统之间的交流沟通来说,网络连接技术可以提供更高的网络可靠性和(或)性能。
在一些具体实例中,用于为网络设备建立网络连接性的计算机实施方法包括以下步骤:(a)连接到第一网络提供者;(b)借助于第一网络提供者,对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测;和(c)如果第二网络提供者满足所述第一网络提供者所未满足的准则,则优先于所述第一网络提供者而选择所述第二网络提供者。在一个具体实例中,所述选择响应于网络可达性探测。在另一具体实例中,所述准则是基于位置、基于时间或基于频宽的准则。在又一具体实例中,所述第一服务器具有静态互联网络协议(IP)地址。在另一具体实例中,所述第二服务器具有静态一致资源定位器(URL)。在又一具体实例中,所述准则选自由以下各项所组成的群组中,这些项为:(a)网络设备是否在所述网络可达性探测之后从所述第一服务器和/或所述第二服务器接收到响应,(b)所述第二网络提供者的网络频宽是否高于所述第一网络提供者的网络频宽,(c)所述第二网络提供者的网络成本是否低于所述第一网络提供者的网络成本,(d)由所述第二网络提供者提供的网络进出是否比由所述第一网络提供者提供的网络进出更强健,(e)是否所述网络设备与所述第二网络提供者之间的连接性经由有线连接而所述网络设备与所述第一网络提供者之间的连接性经由无线连接,和(f)所述第二网络提供者是否比所述第一网络提供者更接近于网络设备。应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。对于诊断性仪器与远程服务器、设备、或任何用途的其它系统之间的交流沟通来说,网络连接技术可以提供更高的网络可靠性和(或)性能。
在一些具体实例中,用于为网络设备建立网络连接性的计算机实施方法包括:连接到第一网络提供者;定位第二网络提供者,该第二网络提供者基于一个或多个预定的网络连接性准则而具有比第一网络提供者更高等级的优先次序;以及连接到第二网络提供者。在一个具体实例中,所述定位包括对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。在另一具体实例中,所述第一服务器具有静态互联网络协议(IP)地址。在又一具体实例中,所述第二服务器具有静态一致资源定位器(URL)。在另一具体实例中,所述一个或多个预定的网络连接性准则选自由网络频宽、网络成本和网络设备与网络提供者的接近性所组成的群组中。在又一具体实例中,所述一个或多个预定的网络连接性准则基于位置、基于时间或基于频宽。应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。对于诊断性仪器与远程服务器、设备、或任何用途的其它系统之间的交流沟通来说,网络连接技术可以提供更高的网络可靠性和(或)性能。
在一些具体实例中,本文中所提供的方法的一个或多个步骤是借助处理器来进行的。在一个示例中,网络设备借助处理器连接到第一网络提供者。在一些具体实例中,任何网络可达性探测、选择和定位均借助于一个或多个处理器来进行,所述一个或多个处理器可位于本文提供的网络设备之中或者位于远程,诸如在远程计算机系统之中。
在本发明的另一具体实例中,用于为网络设备建立网络连接性的系统包括用于定位网络提供者的网络连接性控制器,该网络连接性控制器具有用于执行机器可读码的处理器,其配置用于:建立与网络提供者的连接;借助于网络提供者来对具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器进行网络可达性探测;借助于网络提供者来对具有静态一致资源定位器(URL)的第二服务器进行网络可达性探测;以及基于所述网络设备是否从所述第一服务器接收到响应和/或所述网络设备是否从所述第二服务器接收到响应而确定是否与所述网络提供者保持连接性。该系统还包括图形用户界面(GUI),用于向用户显示网络提供者列表,所述网络提供者列表是借助于一个或多个网络连接性准则而生成的。在一个具体实例中,所述一个或多个网络连接性准则选自由以下各项所组成的群组中,这些项为:另一网络提供者的频宽、与另一网络提供者保持连接性的成本、借助于另一网络提供者传输信息的成本、另一网络提供者的下载速率以及另一网络提供者的上传速率。在另一具体实例中,所述一个或多个网络连接性准则基于位置、基于时间或基于频宽。在又一具体实例中,所述机器可读码配置用于基于所述网络设备是否从所述第一服务器接收到响应以及所述网络设备是否从所述第二服务器接收到响应来确定是否与所述网络提供者保持连接性。应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。对于诊断性仪器与远程服务器、设备、或任何用途的其它系统之间的交流沟通来说,网络连接技术可以提供更高的网络可靠性和(或)性能。
在本发明的另一具体实例中,计算机可读取媒体包含实施方法的码,该方法包括:建立与网络提供者的连接;借助于网络提供者来对具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器进行网络可达性探测;借助于网络提供者来对具有静态一致资源定位器(URL)的第二服务器进行网络可达性探测;以及基于所述网络设备是否从所述第一服务器接收到响应和/或所述网络设备是否从所述第二服务器接收到响应来确定是否与所述网络提供者保持连接性。在一些情况下,借助于处理器来建立与网络提供者的连接。
在本文所描述的又一具体实例中,设备包括安装在该设备上的多个网络连接性接口,其中所述接口中的至少两个接口使用不同的连接技术;可程序处理器,其经程序化用以:a)使用所述网络连接性接口中的第一接口来引导第一网络连接性请求以验证端对端连接性;b)使用所述网络连接性接口中的第一接口来引导第二网络连接性请求以验证端对端连接性;以及基于网络连接性请求的状态来确定是否将网络连接性切换到所述网络连接性接口中的另一接口。
在一个具体实例中,提供一种用于对与饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况有关的问题的用户响应进行标定的计算机实施方法,该方法包括:(a)借助于计算机系统和可操作地耦合到该计算机系统的交互式显示器向用户呈现询问,所述询问涉及所述用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况;(b)借助于所述计算机系统和交互式显示器接收来自所述用户的对所述询问的响应;以及(c)借助于计算机处理器,基于一组参考信息来解译所述响应,其中所述参考信息组包括所述饮食摄取的饮食份量、所述锻炼的费力程度、所述健康状况的现状或所述精神状况的现状的图片描绘。该方法可继步骤(c)之后包括监测所述用户的健康。
在另一具体实例中,提供一种用于对与饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况有关的问题的用户响应进行标定的计算机实施方法,该方法包括:(a)借助于计算机系统和可操作地耦合到该计算机系统的交互式显示器向用户呈现询问,所述询问涉及所述用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况;(b)借助于所述计算机系统和交互式显示器接收来自所述用户的对所述询问的响应;以及(c)借助于该计算机系统,基于具有一组参考信息的标定矩阵来解译所述响应,该参考信息组借助于所述饮食摄取的饮食份量、所述锻炼的费力程度、所述健康状况的现状或所述精神状况的现状的图片描绘而得以生成。该方法可继步骤(c)之后包括监测所述用户的健康。
在又一具体实例中,本文所提供的是一种计算机可读取媒体,其包括机器可执行码,该码实现一种用于对与饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况有关的问题的用户响应进行标定的方法,包括:(a)借助于计算机系统和可操作地耦合到该计算机系统的交互式显示器向用户呈现询问,所述询问涉及所述用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况;(b)借助于所述计算机系统和交互式显示器接收来自所述用户的对所述询问的响应;及(c)借助于所述计算机系统,基于一组参考信息来解译所述响应,其中所述参考信息组包括所述饮食摄取的饮食份量、所述锻炼的费力程度、所述健康状况的现状或所述精神状况的现状的图片描绘。用于对与饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况有关的问题的用户响应进行标定的所述方法可继步骤(c)之后包括监测所述用户的健康。
在另一具体实例中,提供一种用于对与饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况有关的问题的用户响应进行标定的系统,该系统包括:交互式显示器,其配置用于向用户呈现机器生成的图形项目;和可操作地耦合到所述交互式显示器的计算机系统,所述计算机系统具有包含机器可执行码的内存位置,所述码借助于所述计算机系统的处理器实现一种方法,包括:(a)借助于所述计算机系统和交互式显示器向用户呈现询问,所述询问涉及所述用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况;(b)借助于所述计算机系统和交互式显示器接收来自所述用户的对所述询问的响应;及(c)借助于所述计算机系统,基于一组参考信息来解译所述响应,其中所述参考信息组包括所述饮食摄取的饮食份量、所述锻炼的费力程度、所述健康状况的现状或所述精神状况的现状的图片描绘。该方法可继步骤(c)之后包括监测所述用户的健康。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及参考信息的方法、系统或计算机可读取媒体中,通过向用户提供至少两个图片元素的选择来获得该参考信息,其中所述图片元素描绘饮食份量、费力程度、健康状况的现状或精神状况的现状。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及参考信息的方法、系统或计算机可读取媒体中,利用该参考信息来产生标定矩阵,以标定用户对关于用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况的询问的响应。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及交互式显示器的方法、系统或计算机可读取媒体中,所述交互式显示器为电容式触控显示器或电阻式触控显示器。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及参考信息的方法、系统或计算机可读取媒体中,在针对用户的关于用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况的询问之前,获得或呈现该参考信息。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及参考信息的方法、系统或计算机可读取媒体中,在针对用户的关于用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况的询问之后,获得或呈现该参考信息。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及参考信息的方法、系统或计算机可读取媒体中,与针对用户的关于用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况的询问同时地获得或呈现该参考信息。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及用户对关于用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况的询问的响应的方法、系统或计算机可读取媒体中,借助于驻留在计算机系统的内存位置上的标定矩阵来解译该回应。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及用户对关于用户的饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况的询问的响应的方法、系统或计算机可读取媒体中,借助于交互式显示器上的图形用户界面(GUI)向用户呈现询问。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及GUI的方法、系统或计算机可读取媒体中,GUI包括可定制菜单屏,该菜单屏包含对以下应用中的至少一种、两种、三种或四种应用的选择,这些应用为:(a)饮食摄取组件,包括关于用户饮食的信息和用于输入食物、饮料或其它相关信息的界面;(b)费力程度组件,具有与用户的活动习惯或日程安排相关的信息和用于输入用户特定活动信息、锻炼或其它用户特定活动相关信息的界面;(c)健康状况组件,具有关于用户健康的信息,以及用于响应询问或输入与用户的健康状况相关的信息的界面;(d)精神状况组件,具有关于用户精神状况的信息,以及用于响应询问或输入与用户的精神状况相关的信息的界面;和(e)标定问卷组件,其中向用户呈现关于饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况的图片元素的至少一个选择,并且使用用户对图片元素的选择来建立标定矩阵以解译用户对饮食摄取的饮食份量、锻炼的费力程度、健康状况现状或精神状况现状的感知。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及标定矩阵的方法、系统或计算机可读取媒体中,标定矩阵驻留在计算机系统的内存位置上。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及用户对关于饮食摄取、锻炼、健康状况或精神状况的问题的响应的方法、系统或计算机可读取媒体中,使用用户对所述饮食摄取的饮食份量、所述锻炼的费力程度、所述健康状况的现状或所述精神状况的现状的感知的内部标定矩阵来解译所述响应。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及内部标定矩阵的方法、系统或计算机可读取媒体中,内部标定矩阵储存在计算机系统的内存位置上。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及可定制菜单屏的方法、系统或计算机可读取媒体中,所述可定制菜单屏包含至少两种所述应用的选择。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及系统的方法、系统或计算机可读取媒体中,所述系统为配置用于进行有关样本的一种或多种测定的服务点系统。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及服务点系统的方法、系统或计算机可读取媒体中,所述服务点系统配置用于进行有关样本的一种、两种、三种或更多种测定。
在一个具体实例中,提供了一种创建用于个人受试者的记录的数据储存库的方法,该方法包括:使用处理器将受试者的基因标志与受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因标志通过以下步骤获得:(i)获得包含受试者的至少一种核酸分子的生物样本,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因标志,其中所述基因标志指示出受试者的身份;以及将基因标志和记录储存在一个或多个数据库内。可以使用该方法来创建用于个人受试者的记录的数据储存库。该方法还可包括为至少一个附加的受试者重复上述步骤。该方法还可包括在样本处理设备上进行所述至少一种核酸分子的核酸扩增。
在另一具体实例中,提供了一种验证个人身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的个人的预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的个人的生物样本而获得所述基因标志,所述服务点地点包括样本处理设备,该样本处理设备配置用于接收来自于个人的生物样本以及处理该样本以产生所述基因标志,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份。所述处理器和所述内存单元可以是或者可以不是同一设备的一部分。
在又一具体实例中,提供了一种验证个人身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的个人的预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析个人的生物样本而获得所述基因标志,在从个人采集生物样本和完成所述基因标志与所述预先采集的基因标志的比较之间的时间量不超过24小时,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份。所述处理器和所述内存单元可以是或者可以不是同一设备的一部分。
在另一具体实例中,提供了一种验证个人身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的个人的预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析个人的生物样本而获得所述基因标志,在从个人采集生物样本和完成所述基因标志与所述预先采集的基因标志的比较之间的时间量不超过24小时,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份。所述处理器和所述内存单元可以是或者可以不是同一设备的一部分。
在又一具体实例中,提供了一种将个人的基因标志与医疗记录相关联的方法,包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的个人的预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的个人的生物样本而获得所述基因标志,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了所述个人的身份,所述预先采集的基因标志具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且,个人身份的验证允许基因标志与所述一个或多个医疗记录的关联。
在另一具体实例中,提供了一种为个人提供对安全地点或设备的使用权的方法,包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的个人的预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的个人的生物样本而获得所述基因标志,所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份,并且如果经验证的个人身份属于被允许使用安全地点或设备的包含一个或多个身份在内的一组身份,则为个人提供对安全地点或设备的使用权。
在又一具体实例中,提供了一种验证个人身份的方法,包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的个人的预先采集的基因标志相比较,以及将个人的动态生物签章与储存在内存单元中的个人的预先采集的动态生物签章相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的个人的一种或多种生物样本来获得所述基因标志和所述动态生物标识,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配,以及所述动态生物标识与所述预先采集的动态生物标识之间的一定程度的变化,验证了个人的身份。
在另一具体实例中,提供了一种创建用于个人受试者的记录的、具有唯一识别符的数据储存库的方法,该方法包括:使用处理器,将受试者的基因标志与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因标志是所述受试者的唯一标示符,并且其中所述基因标志通过以下步骤获得:(i)获得包含受试者的至少一种核酸分子的生物样本,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因标志,其中所述基因标志指示出所述受试者的身份,将该基因标志和记录储存在一个或多个数据库中;以及使用该基因标志作为提供对所述一个或多个数据储存库中记录的访问的索引。
在又一具体实例中,提供了一种用于创建用于个人受试者的记录的数据储存库的系统,该系统包括:样本采集单元,配置用于获得疑似包含受试者的至少一种核酸分子的生物样本;标识生成器,配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因标志,其中所述基因标志指示出所述受试者的身份;处理器,配置用于将所述基因标志与个人的至少一个记录相关联;以及一个或多个数据库,配置用于储存所述基因标志和记录。
在另一具体实例中,提供了一种用于验证个人身份的系统,该系统包括:样本处理设备,配置用于接收来自于个人的生物样本;内存单元,配置用于储存个人的预先采集的基因标志;处理器,配置用于将个人的基因标志与预先采集的基因标志相比较;样本采集单元,配置用于获得疑似包含受试者的至少一种核酸分子的生物样本;标识生成器,配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因标志,其中所述基因标志指示出所述受试者的身份;其中,通过分析提交于服务点地点的个人的生物样本来获得该基因标志,所述服务点地点包含样本处理设备,该样本处理设备配置用于接收来自于个人的生物样本以及处理该样本以产生所述基因标志,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份。
在又一具体实例中,本文提供了一种用于验证个人身份的系统,该系统包括:内存单元,配置用于储存个人的预先采集的基因标志;和处理器,配置用于将个人的基因标志与预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析个人的生物样本而获得所述基因标志,在从个人采集生物样本和完成所述基因标志与所述预先采集的基因标志的比较之间的时间量不超过24小时,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份。
在另一具体实例中,提供了一种用于将个人的基因标志与医疗记录相关联的系统,该系统包括:记忆单元,配置用于储存个人的预先采集的基因标志;和处理器,配置用于将个人的基因标志与预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析个人的生物样本而获得所述基因标志,所述基因标志与预先采集的基因标志之间的匹配验证了所述个人的身份,所述预先采集的基因标志具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且个人身份的验证允许了基因标志与所述一个或多个医疗记录的关联。
在一些具体实例中,提供了一种用于为个人提供对安全地点或设备的使用权的系统,该系统包括:记忆单元,配置用于储存个人的预先采集的基因标志;和处理器,配置用于将所述个人的基因标志与所述预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析个人的生物样本而获得所述基因标志,所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份,并且如果经验证的个人身份属于被允许使用安全地点或设备的包含一个或多个身份在内的一组身份,则为个人提供对安全地点或设备的使用权。该系统还可包括样本采集单元,配置用于获得疑似包含受试者的至少一种核酸分子的生物样本;以及标识生成器,配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因标志,其中所述基因标志指示出所述受试者的身份。
在又一具体实例中,提供了一种验证个人身份的系统,该系统包括:一个或多个内存单元,配置用于储存所述个人的预先采集的基因标志和预先采集的蛋白标识;和处理器,配置用于将所述个人的基因标志与所述预先采集的基因标志相比较,以及将所述个人的蛋白标识与所述个人的预先采集的蛋白标识相比较,其中通过分析提交于服务点地点的所述个人的一种或多种生物样本来获得所述基因标志和所述蛋白标识,并且其中所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配,以及所述蛋白标识与所述预先采集的蛋白标识之间的属于可接受范围内的一定程度的变化,验证了所述个人的身份。
在另一具体实例中,提供了一种用于创建用于个人受试者的记录的、具有唯一识别符的数据储存库的系统,该系统包括:标识生成器,配置用于从来自个人受试者的至少一种核酸分子生成基因标志,其中所述基因标志指示出受试者的身份;处理器,配置用于将所述基因标志与受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因标志是受试者的唯一识别符;以及一个或多个数据库,配置用于储存基因标志和记录,其中所述基因标志是对所述一个或多个数据库中的记录的索引。该系统还可包括样本采集单元,配置用于获得疑似包含受试者的至少一种核酸分子的生物样本。
在又一具体实例中,提供了一种有形计算机可读取媒体,其包含机器可执行码,该码用于实现创建用于个人受试者的医疗记录的数据储存库的方法,该方法包括:使用处理器将受试者的基因标志与受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因标志通过以下步骤获得:(i)获得包含受试者的至少一种核酸分子的生物样本,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因标志,其中所述基因标志指示出所述受试者的身份;以及将所述基因标志和记录储存在一个或多个数据库中,从而创建用于个人受试者的记录的数据储存库。
在另一具体实例中,提供了一种有形计算机可读取媒体,其包含机器可执行码,该码用于实现验证个人身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的所述个人的预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的所述个人的生物样本而获得所述基因标志,所述服务点地点包含样本处理设备,该样本处理设备配置用于接收来自所述个人的生物样本以及处理所述样本以产生所述基因标志,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份。
在又一具体实例中,提供了一种有形计算机可读取媒体,其包含机器可执行码,该码用于实现验证个人身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的所述个人的预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析个人的生物样本而获得所述基因标志,在从个人采集生物样本和完成所述基因标志与所述预先采集的基因标志的比较之间的时间量不超过24小时,并且所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了个人的身份。
在另一具体实例中,提供了一种有形计算机可读取媒体,其包含机器可执行码,该码用于实现验证个人身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的所述个人的预先采集的基因标志相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的个人的生物样本而获得所述基因标志,所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配验证了所述个人的身份,预先采集的基因标志具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且,个人身份的验证允许基因标志与所述一个或多个医疗记录的关联。
在又一具体实例中,提供了一种有形计算机可读取媒体,其包含机器可执行码,该码用于实现验证个人身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将个人的基因标志与储存在内存单元中的所述个人的预先采集的基因标志相比较,以及将个人的蛋白标识与储存在内存单元中的所述个人的预先采集的蛋白标识相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的个人的一种或多种生物样本来获得所述基因标志和所述蛋白标识,所述基因标志与所述预先采集的基因标志之间的匹配,以及所述蛋白标识与所述预先采集的蛋白标识之间属可接受范围内的一定程度的变化,验证了所述个人的身份。
在另一具体实例中,提供了一种有形计算机可读取媒体,其包含机器可执行码,该码用于实现创建用于个人受试者的记录的、具有唯一识别符的数据储存库的方法,该方法包括:使用处理器,将受试者的基因标志与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因标志是所述受试者的唯一识别符,并且其中所述基因标志通过以下步骤获得:(i)获得包含受试者的至少一种核酸分子的生物样本,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因标志,其中所述基因标志指示出所述受试者的身份;将所述基因标志和记录储存在一个或多个数据库中;以及使用所述基因标志作为提供对所述一个或多个数据库中的记录的访问的索引。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处描述的生物样本可经由手指针刺、手术刀、拭子或呼吸捕获来获得。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处描述的生物样本可含有选自由以下各项所组成的群组中的至少一种材料,这些项为:血液、血清、唾液、尿液、胃液、泪液、粪便、精液、阴道分泌物、来源于肿瘤组织的间质液、眼内液、汗液、黏液、耳垢、油、腺体分泌物、毛发、指甲、皮肤、脊髓液、血浆、鼻拭子或鼻咽冲洗液、脊髓液、脑脊液、组织、咽拭子、呼吸、活检、胎盘液、羊水、脐带血、有力的流体、体腔液、痰液、脓液、微生物群、胎粪、乳汁及其任何组合。
在一些具体实例中,以上或本文其它各处描述的生物样本可通过样本处理设备的样本采集单元来获得。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及生成基因标志的系统、方法或有形计算机可读取媒体中,样本处理设备可生成基因标志。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及生成基因标志的系统、方法或有形计算机可读取媒体中,基因标志可在处于不同于样本处理设备的地点的外部设备上生成。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及生物样本采集的系统、方法或有形计算机可读取媒体中,生物样本可在服务点地点获得。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及样本处理设备的系统、方法或有形计算机可读取媒体中,样本处理设备可位于服务点地点。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及一个或多个数据库的系统、方法或有形计算机可读取媒体中,所述一个或多个数据库可使用基因标志作为至少一个医疗记录的唯一识别符。
在一些具体实例中,在以上或本文其它各处描述的涉及预先采集的基因标志的系统、方法或有形计算机可读取媒体中,预先采集的基因标志可与个人的至少一个医疗记录相关联。
提供本概述用于介绍简化形式的概念选集,这些概念在以下具体具体实例中进一步描述。本概述并不旨在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征,也并不旨在用于限制要求保护的主题的范围。
援引并入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用而以相同程度并入本文,犹如每一单个出版物、专利或专利申请特别地和个别地被指出为通过引用而并入。
【图式简单说明】
本文描述的至少一些具体实例的新颖特征在随附的申请专利范围中具体阐述。通过参考对在其中利用到至少一些具体实例原理的示例说明性具体实例加以阐述的详细描述和附图,可以获得对本文描述的具体实例的特征和优点更好的理解,在附图中:
图1示出了根据本文描述的一个具体实例,包含样本处理设备和外部控制器的系统的示例。
图2示出了样本处理设备的示例。
图3示出了具有样本准备仪、测定仪、探测仪和液体处理系统的模块的示例。
图4提供了支撑具有垂直布置的多个模块的支架的示例。
图5提供了支撑具有数组布置的多个模块的支架的示例。
图6图示了具有交错布置的多个模块。
图7示出了具有多个模块的样本处理设备的示例。
图8示出了支撑一个或多个模块的多个支架。
图9示出了带有与控制器通信的一个或多个组件的模块的示例。
图10示出了具有安装于机架中(例如,包括安装在支架上)的多个模块的系统。
图11示出了图示并行处理常规的多个标绘图。
图12示出了正排量式移液管的分解图。
图13示出了处于全吸取位置的正排量式移液管的侧视图。
图14示出了处于全分发位置的正排量式移液管的侧视图。
图15示出了排气式移液管的外视图。
图16示出了排气式移液管的横截面图。
图17示出了移液管吸头与喷嘴之间的接口的特写。
图18示出了驱动移除装置的示例。
图19A示出了根据本文描述的一个具体实例的多头移液管。
图19B示出了移液管的侧视图。
图20示出了排气式移液管的横截面图。
图21示出了带有移除装置的多个移液管。
图22示出了根据本文描述的一个具体实例的多头移液管的示例。
图23提供了根据本文描述的另一具体实例提供的多头移液管的示例。
图24提供了根据本文描述的一个具体实例,可用于核酸测定的容器的示图。
图25图示了根据本文描述的另一具体实例的用于使用容器的方法。
图26A提供了根据本文描述的一个具体实例,可用于离心的容器的示图。
图26B提供了根据本文描述的一个具体实例,可用于离心的吸头的示图。
图27提供了可用于液体处理的吸头的示图。
图28示出了容腔的示例。
图29图示了根据本文描述的一个具体实例的大体量处理吸头的示例。
图30为可提供比色示值读数的测定吸头的示例。
图31图示了用于处理或分级分离样本(诸如血液样本)的样本吸头的示例。
图32为当前反应吸头的示例。
图33图示了迷你吸头喷嘴与迷你吸头之间的接口。
图34提供了迷你吸头的示例。
图35提供了根据本文描述的一个具体实例,具有微型吸头的微型卡和基底板的示图。
图36示出了根据本文描述的一个具体实例提供的离心机的示例。
图37提供了根据本文描述的一个具体实例的离心机的另一示例。
图38示出了根据本文描述的另一具体实例提供的离心机的额外示例。
图39示出了包含通过网络与外部设备通信的设备的系统。
图40图示了根据本文描述的一个具体实例提供的处理样本的方法。
图41A示出了具有主网桥和并串联SPI(串行外设界面)从属网桥的SPI网桥规程。图41B示出了SPI网桥的示例。图41C示出了模块组件图,该模块组件图具有互联模块销以及主网桥和从属网桥的各种组件。图41D示出了连接到主网桥的从属网桥。图41E示出了一种设备,其具有安装在该设备的通信通信交流车的SPI链接上的多个模块。
图42示出了服务点系统的操作矩阵。
图43为服务点系统和/或该服务点系统的一个或多个模块的操作矩阵的示例。
图44示出了操作矩阵和常规矩阵。
图45A-图45C示出了具有常规和处理状态的操作矩阵的示例。
图46示出了根据本文描述的一个具体实例提供的处于回缩位置的液体处理装置的示例。
图46A示出了处于完全回缩位置的,如先前所述的收缩的液体处理装置。
图46B示出了处于完全Z-下降位置的,回缩的液体处理装置。
图47示出了根据本文描述的一个具体实例,处于延伸位置的液体处理装置的示例。
图48示出了液体处理装置的前视图。
图49示出了液体处理装置的侧视图。
图50示出了液体处理装置的另一侧视图。
图51示出了液体处理装置的背面透视图。
图52提供了用于承载样本处理组件的液体处理装置的示例。
图53示出了用于承载样本处理组件的液体处理装置的侧视图。
图54示出了根据本文描述的一个具体实例的凸轮开关布置的示例。图54A示出了处于零位的二元凸轮的示例,其中凸轮旋转了0度。图54B示出了处于位置1的二元凸轮的示例,其中凸轮旋转了22.5度。图54C示出了处于位置5的二元凸轮的示例,其中凸轮旋转了112.5度。图54D示出了处于位置15的二元凸轮的示例,其中凸轮旋转了337.5度。图54E示出了根据本文描述的一个具体实例的安装有马达的选择凸轮。
图55示出了根据本文描述的一个具体实例,使用一个或多个光源的液体处理装置的示例。图55A示出了多个移液管头。图55B示出了液体处理装置的侧面剖视图。图55C示出了可提供于液体处理装置内的光源的特写。图55D示出了柱塞和移液管喷嘴的特写。图55E示出了液体处理装置的透视图。
图56示出了根据本文描述的一个具体实例,具有显示器的服务点设备。该显示器包括图形用户界面(GUI)。
图57示出了列出样本准备示例的表格。
图58示出了列出可能的测定的示例的表格。
图59示出了吸头接口的示例,其包括螺纹装置的示例。
图60提供了使用按压配合接口的喷嘴-吸头界面的额外示例。
图61示出了内螺纹拾取界面的示例。
图62图标了O形环吸头拾取界面的示例。
图63提供了扩张/收缩智能材料吸头拾取接口的示例。
图64提供了扩张/收缩弹性体偏转吸头拾取接口的示例。
图65提供了真空夹持器吸头拾取接口的示例。
图66提供了根据本文描述的一个具体实例的移液管模块的示例。
图67A示出了处于全分发位置的,具有升起的滑闸的模块化移液管的示例。
图67B示出了处于全分发位置的,具有降下的滑闸的模块化移液管的示例。
图68A提供了磁控件的示例的俯视图。
图68B提供了磁控件的侧视图。
图69提供了比色皿和比色皿托架的示例。
图70A示出了根据本文描述的一个具体实例的托架(例如,比色皿)的示例。
图70B示出了托架(例如,比色皿)的附加视图。
图71示出了吸头的示例。
图72示出了小瓶条带的示例。
图73示出了小瓶条带的另一示例。
图74A-图74D示出了分光光度计。
图75A示出了涉及实验室、样本采集仪和医疗保健专业人员的操作规程。
图75B示出了具有与实授权设备(例如,但不限于CILA或ISO认证的实验室)通信的处理设备的零售商。
图76示出了处理设备,该处理设备可放置在指定的样本采集仪,并被配置成通过网络与一个或多个其它设备通信。
图77A图示了处理设备的各种示例性组件。
图77B图示了设备的另一示例。
图78示出了样本采集、处理和分析方法的示例。
图79示出了与支付者和样本采集仪通信的实验室福利管理者。
图80示出了根据本文描述的一个具体实例提供的实验室福利体系。
图81示出了根据本文描述的一个具体实例的实验室福利管理者/批发商模型的示例。
图82示出了提供样本处理、分析和监督的系统的示例。
图83示出了根据本文描述的一个具体实例,用于将网络赋能设备(本文也称「网络设备」)连接到网络的方法。
图84示出了根据本文描述的一个具体实例,用于将网络设备连接到网络的方法。
图85示出了根据本文描述的一个具体实例,用于生成网络提供者的排序表的方法。
图86示出了根据本文描述的一个具体实例的,具有电子设备和网络提供者的系统。
图87示出了根据本文描述的一个具体实例的通用计算机硬件平台的功能框图图标。
图88示出了根据本文描述的一个具体实例的,与第二网络赋能设备通信的第一网络赋能设备。
【实施方式】
虽然本文已示出和描述了各种具体实例,但对于本领域技术人员显然的是,此类具体实例仅以示例的方式提供。本领域技术人员可以想到许多变更、变化和替代,而不与本发明相背离。应当明白,在本发明的实施中可以采用本文描述的具体实例的各种备选方案。
本文所用的术语「模块」是指包括被配置成更大的设备或装置的一部分的一个或多个部件或独立单元的设备、组件或装置。在一些情况下,模块独立地并且独立于另一模块而工作。在其它情况下,模块与其它模块(例如,模块中的模块)协同工作,以执行一个或多个任务,诸如测定生物样本。
本文所用的术语「样本处理系统」是指配置用于帮助样本成像、探测、定位、重新定位、保留、摄取和存放的设备或系统。在一个示例中,具有移液能力的机器人是样本处理系统。在另一示例中,可能具有或可能不具有(其它)机器人能力的移液管是样本处理系统。由样本处理系统处理的样本可以包括或者可以不包括液体。样本处理系统可能能够运送体液、分泌物或组织。样本处理系统可能能够运送设备内并不一定是样本的一种或多种物质。例如,样本处理系统可能能够运送可与一种或多种样本反应的粉末。在一些情况下,样本处理系统为液体处理系统。液体处理系统可包括各种类型的泵和阀或者移液管,所述移液管可包括但不限于正排量式移液管、排气式移液管和吸取式移液管。样本处理系统可借助于本文其它各处描述的机器人来运送样本或其它物质。
本文所用的术语「医疗保健提供者」是指向受试者提供医学治疗和/或医学建议的医生或其它医疗保健专业人员。医疗保健专业人员可包括与医疗保健系统相关联的人员或实体。医疗保健专业人员的示例可以包括医生(包括全科医生和专科医生)、外科医生、牙科医生、听力专家、言语病理医生、医师助理、护士、助产士、药士/药剂师、营养师、治疗师、心理医生、按摩师、临床医官、理疗师、抽血师、职业治疗师、验光师、急诊医疗技师、辅助医疗人员、医学实验室技师、医疗假肢技师、放射科技师、社工,以及受训提供一些类型的医疗保健服务的众多其它人力资源。医疗保健专业人员可能有资质或者可能无资质开处方。医疗保健专业人员可能工作于或隶属于医院、医疗保健地点和其它服务提供点,或者还可以工作于学术培训、研究和管理部门。一些医疗保健专业人员可以在私人或公共处所、小区中心或者聚集场所或机动单元为患者提供护理和治疗服务。小区保健工作者可以在正式医疗保健装置以外的地方工作。医疗保健服务管理者、医疗记录与健康信息技术员以及其它支持人员也可以是医疗保健专业人员或隶属于医疗保健提供者。医疗保健专业人员可以是为个人、家庭或小区提供预防性、治疗性、宣传性或康复性医疗保健服务的个人或装置。
在一些具体实例中,医疗保健专业人员可能已经熟悉受试者或已与受试者进行过沟通。受试者可能是医疗保健专业人员的患者。在一些情况下,医疗保健专业人员可能已给受试者开处方嘱咐其经受临床测试。医疗保健专业人员可能已指令或建议受试者经受在服务点地点或由实验室进行的临床测试。在一个示例中,医疗保健专业人员可以是受试者的基础保健医生。医疗保健专业人员可以是受试者的任何类型的医师(包括被称为执业医师的全科医生,或者患者自己又或者通过远程医疗服务选择和连接的医师,和/或专科医师)。医疗保健专业人员可以是医疗护理专业人员。
本文所用的术语「支架」是指用于安装多个模块的框架或外壳。该支架配置用于允许将模块紧固到支架或与支架相接合。在一些情况下,将支架的各尺寸是标准化的。在一个示例中,模块之间的间距标准化为至少约0.5英寸、或1英寸、或2英寸、或3英寸、或4英寸、或5英寸、或6英寸、或7英寸、或8英寸、或9英寸、或10英寸、或11英寸、或12英寸的倍数。
在生物样本背景下所用的术语「细胞」包含尺寸大体上与单个细胞相似的样本,包括但不限于囊泡(诸如,脂质体)、细胞、病毒体以及与诸如小珠、纳米颗粒或微球等小颗粒相结合的物质。特性包括但不限于大小;形状;诸如细胞移动或增殖等时间变化和动态变化;粒度;细胞膜是否完整;细胞内含物,包括但不限于蛋白质含量、蛋白质修饰、核酸含量、核酸修饰、细胞器含量、核结构、核内容物、内部细胞结构、内部囊泡含量、离子浓度、以及诸如类固醇或药物之类的其它小分子的表达;以及细胞表面(细胞膜和细胞壁)标志物,包括蛋白质、脂质、碳水化合物及其修饰。
本文描述的一个具体实例提供了用于样本或健康参数的多用途分析的系统和方法。可以采集样本并且可在设备上进行一个或多个样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。本文描述的各具体实例可适用于以下阐述的任何特定的应用、系统和设备。本发明可作为独立系统或方法来应用,或者作为集成系统的一部分来应用,诸如应用于涉及服务点医疗保健的系统之中。在一些具体实例中,系统可包括外部定向成像技术(诸如超音波或MRI),或者与外围设备相集成用于集成成像以及其它健康探测或服务。应该明白,本文描述的不同的具体实例可以单个地、共同地、或相互结合地理解和实施。
根据本文描述的一个具体实例,可提供用于一种或多种多用途分析和/或样本处理的系统。
图1图标了系统的实例。系统可包含一个或多个样本处理设备100,所述样本处理设备100可配置用于接收样本以及/或者循序地或同时地进行一个或多个样本或一种或多种类型样本的多用途分析。分析可以发生在系统内。分析可以发生在或者可以不发生在设备上。系统可以包含一个、两个、三个或更多个样本处理设备。所述样本处理设备可以与彼此或外部设备通信或者可以不与之通信。分析可以发生在或者可以不发生在外部设备上。可借助于软件程序和/或医疗保健专业人员影响分析。在一些情况下,外部设备可以是控制器110。
用于多用途分析的系统可包含一组或多组样本处理设备。样本处理设备组可包含一个或多个设备100。设备可以根据地理、关联实体、设施、空间、路由器、集线器、保健提供者来分组,或者可以具有任何其它分组方式。在各组内的设备可以彼此通信或者可以彼此不通信。在各组内的设备可以与一个或多个外部设备通信或者可以不与其通信。
样本处理设备可包含一个、两个或更多个模块130。模块可以可移除地提供给设备。模块可能能够实现样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。在一些具体实例中,每个模块均可能能够实现样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。在一些具体实例中,一个或多个模块可由支撑结构120(诸如支架)支撑。可为设备提供零个、一个、两个或更多个支架。
模块可以包含一个、两个或更多个组件140,所述组件140可能能够实现样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。模块组件还可以包括可实现样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤的试剂和/或容器或容器。模块组件可以协助样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。设备可以包含未提供于模块内的一个或多个组件。在一些情况下,组件可能仅对样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤中的一个步骤有用。在本文其它各处更加详细地提供了组件的示例。组件可以具有一个或多个子组件。
在一些情况下,可在包含一组或多组设备的系统中提供层级结构,一组设备包含一个或多个设备,一个设备可以又或者包含一个或多个支架,该支架可以包含一个或多个模块,一个设备可以包含一个或多个模块,一个模块和/或设备可包含一个或多个组件,以及/或者一个组件可包含该组件的一个或多个子组件。层级结构的一个或多个层次是可选的,并且不一定需要在该系统中提供。备选地,可以在系统内提供本文描述的层级结构的所有层次。在此适用于层级结构的一个层次的任何讨论亦可适用于层级结构的其它层次。
根据本文描述的一个具体实例,提供一种样本处理设备。样本处理设备可包含一个或多个组件。该样本处理设备可配置用于接收样本和/或进行一个或多个样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤可以自动进行,而无需人为干预。
在一些具体实例中,设备可以是暗盒或包含暗盒。该暗盒可从大设备上移除。备选地,暗盒可以永久地附接到设备或与设备成为一体。设备和/或暗盒(两者)可以是诸如贴剂或丸剂等一次性用品的组件。
暗盒可以是通用暗盒,其可以配置用于相同的探测选择。可以通过远程规程或机载规程将通用暗盒动态地程序化用于某些探测。在一些情况下,暗盒可以载有所有试剂,并且又或者地具有通过双向通信系统的服务器端(或本地)控制。在这种情况下,设备或暗盒可不需要管道、可替换液舱或者需要人工维护、校准并且由于人工干预和处理步骤而损害质量的其它具体实例。
在一些具体实例中,暗盒包含化学反应包,用于局部地生成热量以增强动力学,或用于冷却混合物。暗盒可具有温度控制下的隔离区域(例如,具有用于核酸探测的高温的区域),而不影响暗盒/设备的其它部分。暗盒还可以基于外部或内部刺激而转变成不同配置。刺激可经由暗盒主体上的或者作为暗盒的一部分的传感器而得到感测。诸如RFID标签等更多种普通传感器也可以是暗盒的一部分。例如,如果样本采集和分析是在两个不同的地点进行(例如,针对重症监护中的患者,从患者采集样本并继而将其转移至设备用于分析),则暗盒可以配备生物计量传感器。这允许将患者样本与该暗盒相联系,从而防止错误。暗盒可以具有电互连和/或液体互联以在暗盒上的不同容器、吸头等之间传递信号和/或液体。暗盒还可以包含探测器和/或传感器。
具有反馈、自学习以及感测装置的智能暗盒设计实现了具有服务点实用性的紧凑形状因子、废物减少以及更高的效率。
在一个具体实例中,可在原位利用单独的外部机器人系统来实时地根据需要组装新的暗盒。备选地,这种能力可以是设备或暗盒的一部分。
图2示出了设备200的示例。设备可以具有样本采集单元210。设备可包括一个或多个支撑结构220,该支撑结构220可以支撑一个或多个模块230a、230b。设备可包括壳体240,该壳体240可以支撑或包含设备的其余部分。设备还可包括控制器250、显示器260、功率单元270以及通信单元280。设备可能能够通过通信单元与外部设备290通信。设备可具有处理器和/或内存,该处理器和/或内存可能能够实现一个或多个步骤或者为待由该设备执行的一个或多个步骤提供指令,并且/或者该处理器和/或内存可能能够储存一个或多个指令。
样本采集
设备可包含样本采集单元。该样本采集单元可配置用于接收来自于受试者的样本。该样本采集单元可配置成直接从受试者接收样本,或者可以配置成间接地接收已经从受试者采集到的样本。
在从受试者的样本采集中可使用一个或多个采集装置。采集装置在样本的采集中可使用一种或多种原理。例如,样本采集装置可使用重力、毛细管作用、表面张力、吸取、真空力、压差、密度差、热差、或样本采集中的任何其它机制或者其组合。
可以通过多种方式从受试者抽取体液并将其提供给设备,这些方式包括但不限于:手指针刺、切开、注射、抽吸、擦拭、移液、呼吸、和/或本文其它各处描述的任何其它技术。可以使用体液采集器来提供体液。体液采集器可包括手术刀、毛细管、试管、移液管、注射器、针头、微型针头、泵、雷射、多孔膜或本文其它各处描述的任何其它采集器。体液采集器可集成到暗盒中或集成到设备上——诸如,通过在暗盒主体或者一个或多个容器上包含手术刀和/或毛细管,或者通过可以直接从患者吸取生物样本的移液管。采集器可直接地或远程地由人操纵或自动化操纵。实现自动化操作或远程人为操纵的一种手段可以是通过将相机或其它感测设备并入采集器本身或设备或暗盒或其任何组件,并使用该感测设备来引导样本采集。
在一个具体实例中,手术刀刺穿受试者的皮肤并例如使用重力、毛细管作用、吸取、压差和/或真空力抽取样本。手术刀或任何其它体液采集器可以是设备的一部分、设备的暗盒的一部分、系统的一部分、或独立组件。在另一具体实例中,可使用雷射来刺穿皮肤或从患者切下组织样本。雷射还可用于麻醉样本采集位点。在又一具体实例中,传感器可以穿过皮肤进行光学测量,而不是创伤性地地获得样本。在一些具体实例中,贴片可以包含多个微型针头,所述微型针头可以刺穿受试者的皮肤。在需要时,可以通过各种机械的、电气的、机电的或其它已知的启用机制或此类方法的任何组合来启用手术刀、贴片或任何其它体液采集器。
在一些情况下,体液采集器可以是穿刺设备,该穿刺设备可提供在一次性用品上或者可以是一次性用品。该穿刺设备可用于将样本或关于样本的信息传达到可以处理样本的非一次性设备。备选地,一次性穿刺设备本身可以处理和/或分析样本。
在一个示例中,可穿刺受试者的手指(或受试者身体的其它部位)以获得体液。该体液可使用毛细管、移液管、拭子、滴器或本领域已知的任何其它机制来采集。毛细管或移液管可以与设备和/或设备的暗盒相分离,其可以插入或附接到设备,或者可以是设备和/或暗盒的一部分。在不需要启用机制(身体以外)的另一具体实例中,受试者可以简单地向设备和/或暗盒提供体液,例如,像可以利用唾液样本或手指针刺样本进行地那样。
可以通过多种方式从受试者抽取体液并将其提供给设备,这些方式包括但不限于:手指针刺、切开、注射和/或移液。体液可使用静脉方法或非静脉方法来采集。体液可使用体液采集器来提供。体液采集器可包括手术刀、毛细管、试管、移液管、注射器、静脉抽血器或本文其它各处描述的任何其它采集器。在一个具体实例中,手术刀刺穿皮肤并例如使用重力、毛细管作用、吸取或真空力抽取样本。手术刀可以是读取器设备的一部分、暗盒的一部分、系统的一部分或独立组件,该独立组件可以是一次性的。在需要时,可以通过多种机械的、电气的、机电的或任何其它已知的启用机制或此类方法的任何组合来启用手术刀。在一个具体实例中,可穿刺受试者的手指(或受试者身体的其它部位)以获得体液。受试者身体的其它部位的示例可包括但不限于:受试者的手、手腕、手臂、躯干、腿、脚、耳朵或颈部。体液可使用毛细管、移液管或本领域已知的任何其它机制来采集。毛细管或移液管可与设备和/或暗盒相分离,或者可以是设备和/或暗盒或容器的一部分。在不需要启用机制的另一具体实例中,受试者可以简单向设备和/或暗盒提供体液,例如,像可以利用唾液样本进行地那样。采集的液体可以放置在设备内。可将体液采集器附接到设备、可移除地附接到设备或者可以与设备分开提供。
在一些具体实例中,可以直接向设备提供样本,或者可以使用额外的容器或组件,这些额外的容器或组件可以用作用于将样本提供至设备的管道或装置。在一个示例中,可将排泄物擦拭到暗盒上,或者可以将其提供至暗盒上的容器。在另一示例中,尿杯可从设备的暗盒、设备或设备的外围装置脱出。备选地,可将小容器从设备的暗盒或暗盒的外围装置推出、脱出和/或扭出。尿液可以直接提供至小容器或者从尿杯提供。在又一示例中,可将鼻腔拭子采检插入暗盒中。暗盒可以包括可与鼻腔拭子采检相互作用的缓冲剂。在一些情况下,暗盒可包括一个或多个储罐或储液器,该储罐或储液器具有一种或多种试剂、稀释剂、洗涤剂、缓冲剂或任何其它溶液或材料。组织样本可以放置在滑块上,该滑块可嵌入暗盒内以处理样本。在一些情况下,组织样本可以通过任何装置(例如,开口、托盘)提供至暗盒,并且在暗盒内自动地准备好滑块。可以将液体样本提供至暗盒,并且可以又或者将暗盒准备作为暗盒内的滑块。向暗盒或其中的容器提供样本的任何描述亦可适用于无需暗盒而直接向设备提供样本。在本文中被描述为由暗盒执行的任何步骤可无需暗盒而由设备来执行。
用于样本采集的容器可配置用于从范围广泛的不同生物基质、环境基质和任何其它基质获得样本。该容器可配置成通过使诸如手指或手臂等身体部分与容器相接触而直接从该身体部分接收样本。样本还可通过样本转移设备引入,该样本转移设备可以又或者设计用于样本向容器或暗盒内或设备内的转移过程中的单步处理。采集容器可针对所处理的每种不同的样本基质(诸如尿液、排泄物或血液)而设计和定制。例如,密封容器可以从传统尿杯扭开或弹出,以使其可被直接放置在暗盒内而无需吸移样本。用于样本采集的容器可配置用于从手指针刺(或其它穿刺位点)获得血液。采集容器可配置具有一个或多个进入端口,每个进入端口连接到一个或多个隔离腔室。采集容器可仅配置具有连接到一个或多个隔离腔室的单一进入端口。采集到的样本可以经由毛细管作用流入腔室中。每个隔离腔室可包含一种或多种试剂。每个隔离腔室可包含与其它腔室不同的试剂。腔室中的试剂可涂层于腔室壁上。试剂可在腔室的某些区域中存放,以及/或者以梯度形式存放,以控制试剂在样本中混合与分布。腔室可以包含抗凝剂(例如,肝素锂、EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸)。可将腔室布置成使得各腔室间不发生样本的混合。可将腔室布置成使得在各腔室间发生适量混合。每个腔室可以是相同或不同的大小和/或体积。腔室可配置用于以相同或不同的速率用样本加以填充。腔室可以经由可具有阀门的开口或端口连接至进入端口。这样的阀门可配置用于允许液体在一个方向或两个方向上流动。该阀门可以是被动式或主动式。样本采集容器在某些区域可以是透明的或不透明的。样本采集容器可配置成具有一个或多个不透明区域,以允许对样本采集过程的自动评估和/或人工评估。通过装有用以与样本采集容器相接的吸头或容器的样本处理系统,可由设备提取每个腔室中的样本。每个腔室中的样本可由柱塞挤出腔室。可以单个地或同时地从每个腔室中提取或排出样本。
样本可采集自环境或任何其它来源。在一些情况下,样本不是从受试者采集的。样本的示例可以包括可被检测的液体(诸如液体、气体、凝胶)、固体或半固体材料。在一个场景中,可以检测食物产品以确定该食物是否可以安全食用。在另一场景中,可以检测环境样本(例如,水样本、土壤样本、空气样本)以确定是否有任何污染物或毒物。此类样本可使用包括本文其它各处描述的那些装置在内的任何装置来采集。备选地,可将此类样本直接提供至设备、暗盒或容器。
采集到的液体可放置在设备内。在一些情况下,采集到的液体放置在设备的暗盒内。采集到的液体可放置在设备的任何其它区域中。设备可配置用于接收样本,无论其是直接来自于受试者、来自于体液采集器或是来自于任何其它装置。设备的样本采集单元可配置用于接收样本。
体液采集器可附接到设备、可移除地附接到设备或可以与设备分开提供。在一些情况下,体液采集器与设备成为一体。体液采集器可以附接到或者可移除地附接到设备的任何部分。体液采集器可与设备的样本采集单元液体连通,或者被致使与其液体连通。
暗盒可以插入到样本处理设备之中或以其它方式与该设备相接。暗盒可以附接到设备。暗盒可从设备移除。在一个示例中,可将样本提供至暗盒的样本采集单元。样本可以经由或者可以不经由体液采集器提供至样本采集单元。体液采集器可以附接到暗盒、可移除地附接到暗盒,或者可以与暗盒分开提供。体液采集器可以与样本采集单元成为一体,或者可以不与其成为一体。继而,可将暗盒插入到设备之中。备选地,可将样本直接提供至设备,该设备可以使用或者可以不使用暗盒。暗盒可包含一种或多种试剂,所述试剂可在设备的操作中使用。所述试剂可自包含于暗盒内。试剂可通过暗盒提供至设备,而无需通过试管和/或缓冲剂储罐将试剂泵入设备。备选地,设备上可能已经提供了一种或多种试剂。暗盒可以包含壳体和可插入试管、容器或吸头。容器或吸头可用于储存运行探测所需的试剂。可将一些容器或吸头预装载到暗盒上。其它容器或吸头可储存在设备内,根据需要可能处于冷却环境中。在探测时,设备可以通过使用设备内的机器人系统,根据需要而将随载储存的容器或吸头与特定暗盒组装起来。
体液采集器或任何其它采集装置可以是一次性的。例如,体液采集器可使用一次并丢弃。体液采集器可具有一个或多个一次性组件。备选地,体液采集器可以重复使用。体液采集器可重复使用任何次数。在一些情况下,体液采集器可同时包括可重复使用组件和一次性组件。为了降低丢弃的环境影响,暗盒或其它体液采集器的材料可由可分解材料或其它「绿色」材料制造。
可基于识别卷标或标记和/或其它通信手段来识别插入到系统或设备中的任何组件。基于对此类组件的识别,系统可以确保所述组件适于使用(例如,未超过其有效期)。系统可以交叉引用包含有关所述组件的数据和信息的机载数据库和/或远程数据库。
插入系统或设备中的组件可包括机载传感器。此类传感器可响应于温度、湿度、光照、压力、振动、加速以及其它环境因素。此类传感器可对绝对水平、暴露水平持续时间、累积暴露水平以及其它因素组合敏感。当所述组件插入系统或装置之中或与用户界面相接时,系统或设备可以读取此类传感器和/或与此类传感器通信,从而基于一组规则来确定所述一个或多个组件如何和是否适合在该系统/设备中使用。
样本采集单元和/或设备的任何其它部分可能能够接收单一类型的样本或者多种类型的样本。例如,样本采集单元可能能够接收两种不同类型的体液(例如,血液、泪液)。在另一示例中,样本采集单元可能能够接收两种不同类型的生物样本(例如,尿液样本、粪便样本)。多种类型的样本可能是或者可能不是液体、固体和/或半固体。例如,样本采集单元可能能够接纳一种或多种、两种或更多种或者三种或更多种体液、分泌物和/或组织样本。
设备可能能够接收单一类型的样本或多种类型的样本。该设备可能能够处理单一类型的样本或多种类型的样本。在一些情况下,可以使用单一的体液采集器。备选地,可以使用多个和/或不同的体液采集器。
样本
在本文描述的一个具体实例中,样本可由设备所接收。样本的示例包括各种液体样本。在一些情况下,样本可以是来自于受试者的体液样本。样本可以是含水样本或气体样本。样本可以是凝胶。样本可包括一种或多种液体组分。在一些情况下,可提供固体或半固体样本。样本可包括从受试者采集的组织。样本可包括受试者的体液、分泌物和/或组织。样本可以是生物样本。该生物样本可以是体液、分泌物和/或组织样本。生物样本的示例可包括但不限于:血液、血清、唾液、尿液、胃液和消化液、泪液、粪便、精液、阴道分泌物、来源于肿瘤组织的间质液、眼内液、汗液、黏液、耳垢、油、腺体分泌物、呼吸、脊髓液、毛发、指甲、皮肤细胞、血浆、鼻腔拭子采检(nasal swab)或鼻咽冲洗液、脊髓液、脑脊液、组织、咽拭子采检、活检、胎盘液、羊水、脐带血、有力的流体、体腔液、痰液、脓液、微生物、胎粪、乳汁和/或其它排泄物。样本可提供自人或动物。样本可提供自哺乳动物、脊椎动物,诸如鼠类、猿猴、人类、农场动物、运动动物或宠物。样本可采集自活体受试者或死亡的受试者。
样本可以是从受试者新鲜采集的,或者可以已经经受一些形式的预处理、储存或运输。样本可在不经受干预或很长时间的情况下从受试者提供至设备。受试者可以接触设备、暗盒和/或容器以提供样本。
受试者可以提供样本,并且/或者该样本可从受试者采集。受试者可以是人或动物。受试者可以是哺乳动物、脊椎动物,诸如鼠类、猿猴、人类、农场动物、运动动物或宠物。受试者可以是活的或死的。受试者可以是患者、临床受试者或临床前受试者。受试者可以经受诊断、治疗和/或疾病管理或者生活方式保健或预防保健。受试者可以是或者可以不是在医疗保健专业人员的护理下的受试者。
可通过穿刺受试者的皮肤或者不穿刺受试者的皮肤而从受试者采集样本。可通过受试者的孔口采集样本。可从受试者采集组织样本,无论其是内部组织样本还是外部组织样本。样本可从受试者的任何部位采集,这些部位包括但不限于,受试者的手指、手、手臂、肩膀、躯干、腹部、腿、脚、颈部、耳朵或头部。
在一些具体实例中,样本可以是环境样本。环境样本的示例可包括空气样本、水样、土壤样本或植物样本。
额外的样本可包括食物产品、饮料、制造材料、纺织品、化学品、治疗物或任何其它样本。
设备可接纳和/或处理一种类型的样本。备选地,设备可接纳和/或处理多种类型的样本。例如,设备可能能够接纳一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种、十种或更多种、十二种或更多种、十五种或更多种、二十种或更多种、三十种或更多种、五十种或更多种、或者一百种或更多种类型的样本。设备可能能够同时地和/或在不同时间接纳和/或处理来自不同或相同基质的这些数目的样本类型中的任何数目的样本类型。例如,设备可能能够准备、测定和/或探测一种或多种类型的样本。
可以从受试者或者从另一来源提供任何体积的样本。体积的示例可包括但不限于:约10mL或更小、5mL或更小、3mL或更小、1μL或更小、500μL或更小、300μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、170μL或更小、150μL或更小、125μL或更小、100μL或更小、75μL或更小、50μL或更小、25μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、5μL或更小、3μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、250nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、20nL或更小、10nL或更小、5nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、或者1pL或更小。样本的量可以是约1滴样本。样本的量可以是约1-5滴样本、1-3滴样本、1-2滴样本或少于1滴样本。样本的量可以是从刺破的手指或手指针刺采集的量。任何体积,包括本文所描述的那些体积,均可提供至设备。
样本至设备
样本采集单元可与设备成为一体。样本采集单元可以与设备相分离。在一些具体实例中,样本采集单元可从设备移除和/或插入。样本采集单元可提供在暗盒中或者可以不提供于其中。暗盒可以是或者可以不是可从设备移除和/或插入的。
样本采集单元可配置用于接收样本。样本采集单元可能能够包含和/或拘限样本。样本采集单元可能能够将样本传送至设备的另一部分。
样本采集单元可与设备的一个或多个模块液体连通。在一些情况下,样本采集单元可与设备的一个或多个模块处于永久的液体连通。备选地,可致使样本采集单元进入和/或脱离与模块的液体连通。样本采集单元可以选择性地与一个或多个模块液体隔离或者可以不与其液体隔离。在一些情况下,样本采集单元可与设备的每个模块液体连通。样本采集单元可与每个模块处于永久的液体连通,或者可以进入和/或脱离与每个模块的液体连通。
样本采集单元可以选择性地进入和/或脱离与一个或多个模块的液体连通。可以根据一个或多个规程或者一组指令来控制液体连通。样本采集单元可进入与第一模块的液体连通而脱离与第二模块的液体连通,且反之亦然。
类似地,样本采集单元可与设备的一个或多个组件液体连通。在一些情况下,样本采集单元可与设备的一个或多个组件处于永久的液体连通。备选地,样本采集单元可以进入和/或脱离与设备组件的液体连通。样本采集单元可以选择性地与一个或多个组件液体隔离或者可以不与其液体隔离。在一些情况下,样本采集单元可与设备的每个组件液体连通。样本采集单元可与每个组件处于永久的液体连通,或者可以进入和/或脱离与每个组件的液体连通。
可提供一种或多种装置用于从样本采集单元向探测仪点转移样本。在一些具体实例中,可以使用流通装置。例如,信道或管道可以将样本采集单元与模块的探测仪点连接起来。通道或管道可以具有或者可以不具有可选择性地允许或阻挡液体流动的一个或多个阀门或装置。
可用于从样本采集单元向探测仪点转移样本的另一装置可以使用一个或多个液体隔离的组件。例如,样本采集单元可将样本提供至可在设备内移动的一个或多个吸头或容器。该一个或多个吸头或容器可转移至一个或多个模块。在一些具体实例中,该一个或多个吸头或容器可经由机械臂或设备的其它组件而被运送到一个或多个模块。在一些具体实例中,可在一个模块中收纳吸头或容器。在一些具体实例中,模块处的液体处理装置可以操作吸头或容器。例如,模块处的移液管可以汲取和/或吸取提供给模块的样本。
设备可配置用于接纳单一样本,或者可配置用于接纳多个样本。在一些情况下,所述多个样本可以是或者可以不是多种类型的样本。例如,在一些情况下,单一设备每次可以处理单一样本。例如,设备可接收单一样本,并且可利用该样本执行一个或多个样本处理步骤,诸如样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。在接纳新样本之前,设备可以完成处理或分析样本。
在另一示例中,设备可能能够同时处理多个样本。在一个示例中,设备可同时接收多个样本。所述多个样本可以是或者可以不是多种类型的样本。备选地,设备可以依次接收样本。样本可以一个接一个地提供至设备,或者可以在经过任何时间量之后提供至设备。设备可能能够开始对第一样本的样本处理,在所述样本处理期间接收第二样本,并与第一样本并行地处理第二个样本。第一样本和第二样本可以是或者可以不是相同类型的样本。设备可能能够并行处理任何数目的样本,包括但不限于:多于和/或等于约1个样本、2个样本、3个样本、4个样本、5个样本、6个样本、7个样本、8个样本、9个样本、10个样本、11个样本、12个样本、13个样本、14个样本、15个样本、16个样本、17个样本、18个样本、19个样本、20个样本、25个样本、30个样本、40个样本、50个样本、70个样本、100个样本。
在一些具体实例中,设备可包含一个、两个或更多个模块,所述模块可能能够并行处理一个、两个或更多个样本。可并行处理的样本的数目可以由设备中可用模块和/或组件的数目来确定。
当同时处理多个样本时,样本可在任何时刻开始和/或结束处理。样本不必在同时开始和/或结束处理。第一样本可在第二样本仍在处理中时即已完成处理。第二样本可在第一样本已开始处理之后才开始处理。当样本已完成处理时,可以向设备添加额外的样本。在一些情况下,设备可能能够通过在各样本已完成处理时向设备添加样本而持续运行。
可以同时提供多个样本。所述多个样本可以是或者可以不是相同类型的样本。例如,可向设备提供多个样本采集单元。例如,一个、两个或更多个手术刀可被提供在设备上,或者可进入与设备的样本采集单元的液体连通。多个样本采集单元可以同时地或在不同时刻接收样本。可以使用多个本文描述的任何样本采集装置。可以使用相同类型的样本采集装置或不同类型的样本采集装置。
可以依次提供多个样本。在一些情况下,可以使用多个样本采集单元或单一样本采集单元。可以使用本文描述的样本采集装置的任何组合。设备可每次接纳一个样本、每次接纳两个样本或更多个样本。样本可在经过任何时间量之后提供至设备。
模块
设备可以包含一个或多个模块。模块可能能够执行样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤中的一个或多个、两个或更多个或者全部三个步骤。图3示出了模块300的示例。模块可以包含一个或多个、两个或更多个或者三个或更多个样本准备仪310,和/或测定仪320,和/或探测仪330。在一些具体实例中,提供了多个样本准备仪、测定仪和/或探测仪。模块还可包括液体处理系统340。
模块可以包括一个或多个样本准备仪。样本准备仪可以包括一个或多个配置用于化学处理和/或物理处理的组件。此类样本准备过程的示例可包括稀释、浓缩/富集、分离、分选、过滤、裂解、层析分析、温育或任何其它样本准备步骤。样本准备仪可包括一个或多个样本准备组件,诸如分离系统(包括但不限于离心机)、用于磁分离的磁体(或其它磁场感应器械)、过滤器、加热器或稀释剂。
可为模块提供一个或多个测定仪。测定仪可包括一个或多个组件,该一个或多个组件配置用于执行一个或多个下列测定或步骤:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及/或者其它类型的测定或其等组合。测定仪可配置用于蛋白质测定,包括免疫测定和酶学测定或者涉及与蛋白质组分相互作用的任何其它测定。形貌测定在一些情况下包括形态测定。包括在该模块中的其它组件的示例为(但不限于)一种或多种以下组件:温度控制单元、加热器、热块、细胞计数器、电磁能源(例如,X射线、光源)、测定单元、试剂单元和/或支座。在一些具体实例中,模块包括一个或多个能够执行核酸测定和蛋白质测定(包括免疫测定和酶学测定)的测定仪。在一些具体实例中,模块包括一个或多个能够执行荧光测定和细胞计数的测定仪。
测定仪可能位于或者可能不位于与准备仪相分离之处。在一些情况下,测定仪可以集成在准备仪内。备选地,它们可以是不同的仪,并且样本或其它物质可从一个仪传送至另一个仪。
可提供测定单元,并且其可以具有本文其它各处进一步描述的一种或多种特性。测定单元可能能够接纳和/或拘限样本。测定单元可彼此液体隔离或液压独立。在一些具体实例中,测定单元可具有吸头规格。测定吸头可以具有内表面和外表面。测定吸头可具有第一开口端和第二开口端。在一些具体实例中,测定单元可作为数组提供。测定单元可以是可移动的。在一些具体实例中,单个测定单元可相对于彼此和/或设备的其它组件移动。在一些情况下,一个或多个测定单元可同时移动。在一些具体实例中,测定单元可具有涂层在表面上的一种试剂或其它试剂。在一些具体实例中,可将一系列试剂涂层或沈积在表面上,诸如在吸头表面上,并且所述一系列试剂可用于连续反应。备选地,测定单元可包含小珠或其它表面,并有试剂或其它反应物涂层或吸收于其上,或者吸收或黏附于其中。在另一示例中,测定单元可包含用可溶解的试剂或其它反应物涂层或形成的小珠或其它表面。
可提供试剂单元,并且其可具有如本文其它各处进一步描述的一种或多种特性。试剂单元可能能够接纳和/或拘限试剂或样本。试剂单元可彼此液体隔离或液压独立。在一些具体实例中,试剂单元可具有容器规格。试剂容器可具有内表面和外表面。试剂单元可具有开口端和封闭端。在一些具体实例中,试剂单元可作为数组提供。试剂单元可以是可以动的。在一些具体实例中,单个试剂单元可相对于彼此和/或设备的其它组件移动。在一些情况下,一个或多个试剂单元可同时移动。试剂单元可配置用于接纳一个或多个测定单元。试剂单元可具有内部区域,测定单元可以至少部分地插入该内部区域之中。
可为测定单元和/或试剂单元提供支座。在一些具体实例中,该支座可具有暗盒规格或微型卡规格。在一些具体实例中,支座可具有贴片规格或者可以集成到贴片或可植入式感测分析单元内。在模块内可以提供一个或多个测定/试剂单元支座。该支座可塑形用于支撑一个或多个测定单元和/或试剂单元。该支座可保持测定单元和/或试剂单元在垂直方向上对准。该支座可允许测定单元和/或试剂单元被移动或可移动。测定单元和/或试剂单元可从支座移除以及/或者放置在支座上。设备和/或系统可以包含美国专利公开案第2009/0088336号中提供的一种或多种特性、组件、特征或步骤,该文献通过引用整体并入本文。
模块可以包括一个或多个探测仪。探测仪可以包括一个或多个传感器,所述传感器可以探测视觉信号/光信号、红外信号、热/温度信号、紫外信号、沿电磁频谱的任何信号、电信号、化学信号、音频信号、压力信号、运动信号或任何其它类型的可探测信号。本文提供的传感器可以包括或者可以不包括本文其它各处描述的任何其它传感器。探测仪可位于与样本准备仪和/或测定仪相分离之处。备选地,监测仪可以通过与样本准备仪和/或测定仪相集成的方式定位。
在一些具体实例中,样本可在被提供至测定仪之前提供至一个或多个样本准备仪。在一些情况下,样本可在被提供至测定仪之后提供至样本准备。样本可以在其被提供至样本准备仪和/或测定仪之前、之后或在此期间经受探测。
可为模块提供液体处理系统。液体处理系统可以允许样本、试剂或液体的移动。液体处理系统可以允许液体的分发和/或吸取。液体处理系统可以从选定位置汲取期望的液体并且/或者可在选定位置分发液体。液体处理系统可以允许两种或更多种液体的混合和/或反应。在一些情况下,液体处理装置可以是移液管。在本文其它各处更详细地提供了移液管或液体处理装置的示例。
本文对液体处理系统的任何描述亦可适用于其它样本处理系统,且反之亦然。例如,样本处理系统可以运送任何类型的样本,包括但不限于体液、分泌物或组织样本。样本处理系统可能能够处理液体、固体或半固体。样本处理系统可能能够接纳、存放和/或移动样本,以及/或者对设备内的样本处理有用的和/或必需的、设备内的任何其它物质。样本处理系统可能能够接纳、存放和/或移动容器(例如,测定单元、试剂单元),所述容器可包含样本和/或设备内的任何其它物质。
液体处理系统可以包括吸头。例如,可将移液管吸头可移除地连接到移液管。吸头可与移液管喷嘴相接。在本文其它各处更详细地提供了吸头/喷嘴接口的示例。
液体处理系统的另一示例可使用流通设计。例如,液体处理系统可包含一个或多个通道和/或管道,液体可通过该通道和/或管道流动。该通道或管道可包含一个或多个阀门,所述阀门可以选择性地停止和/或允许液体的流动。
液体处理系统可以具有可导致液体隔离的一个或多个部分。例如,液体处理系统可以使用可与设备的其它组件液体隔离的移液管吸头。液体隔离的部分可以是可移动的。在一些具体实例中,液体处理系统吸头可以是如本文其它各处描述的测定吸头。
模块可以具有壳体和/或支撑结构。在一些具体实例中,模块可以具有支撑结构,该模块的一个或多个组件可以置于该支撑结构上。该支撑结构可以支撑模块的一个或多个组件的重量。组件可以提供于支撑结构上方、支撑结构的侧边和/或支撑结构下方。支撑结构可以是基底板,该基底板可以连接和/或支撑模块的各个组件。支撑结构可以支撑模块的一个或多个样本准备仪、测定仪和/或探测仪。模块可以是自包含的。多个模块可以一起移动。模块的各个组件可能能够一起移动。模块的各个组件可以彼此连接。模块的组件可以共享公共支座。
模块可以是封闭的或敞开的。模块的壳体可将模块封闭于其中。壳体可以完全地封闭模块或者可以部分地封闭模块。壳体可以形成在模块周围的气密封闭。备选地,壳体不必是气密的。壳体可以使模块内或者一个或多个组件内的温度、湿度、压力或其它特性能够得到控制。
可为模块提供电连接。模块可以电连接到设备的其余部分。多个模块可以彼此电连接或者可以不彼此电连接。当模块插入/附接到设备时,模块可进入与设备的电连接。设备可以为模块提供功率(或电力)。当从设备移除模块时,其可以从电源断开。在一种情况下,当模块插入到设备中时,模块与设备的其余部分电连接。例如,模块可以插入设备的支座中。在一些情况下,设备的支座(例如,壳体)可以为模块提供电力和/或功率。
模块可能还能够与设备的其余部分形成液体连接。在一个示例中,模块可以液体连接到设备的其余部分。备选地,模块可以例如经由本文公开的液体处理系统而进入与设备的其余部分的液体连通。模块可在该模块插入/附接到设备时进入液体连通,或者可在该模块插入/附接到设备之后的任何时刻选择性地进入液体连通。模块可在该模块从设备移除时断开与设备的液体连通,以及/或者在该模块附接于设备的情况下选择性地断开与设备的液体连通。在一个示例中,模块可以处于或者可以进入与设备的样本采集单元的液体连通。在另一示例中,模块可以处于或者可以进入与设备的其它模块的液体连通。
模块可具有任何大小和形状,包括本文其它各处描述的那些大小和形状。模块可具有等于或小于设备的大小。设备模块可封闭小于或等于约4m3、3m3、2.5m3、2m3、1.5m3、1m3、0.75m3、0.5m3、0.3m3、0.2m3、0.1m3、0.08m3、0.05m3、0.03m3、0.01m3、0.005m3、0.001m3、500cm3、100cm3、50cm3、10cm3、5cm3、1cm3、0.5cm3、0.1cm3、0.05cm3、0.01cm3、0.005cm3、或0.001cm3的总体积。模块可具有本文其它各处描述的任何体积。
模块和/或模块壳体可以具有覆盖设备横向面积的占地面积。在一些具体实例中,设备占地面积可小于或等于约4m2、3m2、2.5m2、2m2、1.5m2、1m2、0.75m2、0.5m2、0.3m2、0.2m2、0.1m2、0.08m2、0.05m2、0.03m2、100cm2、80cm2、70cm2、60cm2、50cm2、40cm2、30cm2、20cm2、15cm2、10cm2、7cm2、5cm2、1cm2、0.5cm2、0.1cm2、0.05cm2、0.01cm2、0.005cm2、或0.001cm2。
模块和/或模块壳体可以具有小于或等于约4m、3m、2.5m、2m、1.5m、1.2m、1m、80cm、70cm、60cm、50cm、40cm、30cm、25cm、20cm、15cm、12cm、10cm、8cm、5cm、3cm、1cm、0.5cm、0.1cm、0.05cm、0.01cm、0.005cm或0.001cm的横向尺寸(例如,宽度、长度或直径)或高度。该横向尺寸和/或高度可以彼此不同。备选地,它们可以是相同的。在一些情况下,模块可以是高而薄的,或者可以是矮而宽的。高度与横向尺寸的比率可以大于或等于100:1、50:1、30:1、20:1、10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:30、1:50或1:100。模块和/或模块壳体可以成比例地高而薄。
模块和/或模块壳体可具有任何形状。在一些具体实例中,模块可具有矩形或正方形的横截面形状。在其它具体实例中,模块可具有圆形、椭圆形、三角形、梯形、平行四边形、五边形、六边形、八边形或任何其它形状的横截面形状。模块可具有圆形、椭圆形、三角形、矩形、正方形、梯形、平行四边形、五边形、六边形、八边形或任何其它形状的纵截面形状。模块可以具有或者可以不具有箱形形状。
可以为设备提供任何数目的模块。设备可配置成接纳固定数目的模块。备选地,设备可配置成接纳可变量目的模块。在一些具体实例中,设备的每个模块可具有相同的组件和/或配置。备选地,设备的不同模块可具有不同的组件和/或配置。在一些情况下,不同的模块可具有相同的壳体和/或支撑结构规格。在另一示例中,不同的模块仍可具有相同的总尺寸。备选地,它们可以具有不同的尺寸。
在一些情况下,设备可具有单一模块。该单一模块可配置用于每次接纳单一样本,或者可能能够同时或依次接纳多个样本。该单一模块可能能够执行一个或多个样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。该单一模块可以被换出以提供不同功能,或者可以不被换出。
模块和模块组件的进一步细节和说明在本文的其它各处进一步描述。此类模块的任何此类具体实例可以结合其它具体实例或单独地提供。
支架
在本文描述的一个具体实例中,提供了一种具有多个模块的系统。该系统配置用于测定生物样本,诸如来自于受试者的液体和/或组织样本。
在一些具体实例中,系统包含安装在支撑结构上的多个模块。在一个具体实例中,支撑结构是具有多个安装台的支架,所述多个安装台中的一个单个的安装台用于支撑一个模块。
在一个具体实例中,支架包含控制器,该控制器通信地耦合到所述多个模块。如下所述,在一些情况下,控制器通信地耦合到液体处理系统。控制器配置用于控制模块的操作以便准备和/或处理样本,诸如通过本文描述的一种或多种技术来测定样本。
所述多个模块中的单个模块包含样本准备仪、测定仪和/或探测仪。系统配置用于执行(a)选自由样本处理、离心、分离、物理分离和化学分离所组成的群组中的多个样本准备程序,和(b)选自由以下各项所组成的群组中的至少一种类型的测定,这些项目为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及/或者其它类型的测定或其等组合。在一些具体实例中,分离包括磁分离,举例而言,诸如借助于磁场的分离。
在一个具体实例中,支撑结构为支架型结构,用于可移除地保持或固定多个模块中的单个模块。支架型结构包括多个机架,所述机架配置用于接纳和可移除地固定模块。在一个示例中,如图4中所示,支架400可以具有一个或多个模块410a、410b、410c、410d、410e、410f。模块可具有垂直布置,其中它们位于彼此之上。例如,六个模块可以堆栈在彼此之上。模块可以具有水平布置,其中它们彼此相邻。在另一示例中,模块可以形成数组。图5图标了具有形数组的多个模块510的支架500的示例。例如,模块可以形成M个模块高和/或N个模块宽的垂直数组,其中M、N为正整数。在其它具体实例中,支架可以支撑模块的数组,其中形成了模块的水平数组。例如,模块可以形成N个模块宽和/或P个模块长的水平数组,其中N和P为正整数。在另一示例中,可由支架支撑模块的三维数组,其中模块形成M个模块高、N个模块宽和P个模块长的组块,其中M、N和P为正整数。支架可能能够支撑具有任何数目的配置的任何数目的模块。
在一些具体实例中,支架可具有一个或多个机架,每个机架配置用于接纳一个或多个模块。当机架已接纳模块时,设备可能能够操作。即使一个或多个机架尚未接纳模块,设备仍可能能够操作。
图6示出了支架安装配置的另一具体实例。可以彼此相邻地提供一个或多个模块600a、600b。可提供任何数目的模块。例如,模块可以垂直地堆栈在彼此顶上。例如,N个模块可以垂直堆栈在彼此之上,其中N为任何正整数。在另一示例中,模块可以彼此水平连接。可提供模块之间的垂直和/或水平连接的任何组合。模块可以彼此直接接触或者可以具有连接接口。在一些情况下,可向该堆/组添加模块或从其移除模块。该配置可能能够适应任何数目的模块。在一些具体实例中,模块的数目可以受设备壳体的限制,或者可以不受其限制。
在另一具体实例中,支撑结构安设在第一模块下方,并且相继的模块可借助或不借助安设在每个模块上的安装构件而安装在彼此之上。安装构件可以是模块之间的连接接口。在一个示例中,每个模块包括磁安装构件,用于将第一模块的顶面固定到第二模块的底面。可以采用其它连接接口,所述接口可包括磁特征、黏合剂、滑动特征、锁定特征、系杆、扣接件、钩与环紧固件、扭转特征或插头。模块可以彼此机械连接和/或电气连接。以这种方式,模块可以堆栈在彼此之上或彼此的旁边以形成用于测定样本的系统。
在其它具体实例中,一种用于测定样本的系统包含壳体和该壳体内的多个模块。在一个具体实例中,壳体是具有多个安装台的支架,所述多个安装台中的一个单个的安装台用于支撑一个模块。例如,支架可与壳体形成一体。备选地,壳体可以包含或包围支架。壳体和支架可以由单独的零件形成或者可以不由其形成,这些单独的零件可以彼此连接或者可以不彼此连接。所述多个模块中的单个模块包括选自由样本准备仪、测定仪和探测仪所组成的群组中的至少一个仪。系统包含液体处理系统,该液体处理系统配置用于在单个模块内转移样本或试剂容器或者将样本或试剂容器从该单个模块转移至系统壳体内的另一模块。在一个具体实例中,液体处理系统是移液管。
在一些具体实例中,在设备内或设备之间可以共享所有模块。例如,设备可以将它的模块中的一个、一些或所有模块作为专用模块。在这种情况下,可以根据需要而将样本从一个模块运送到另一模块。这种移动可以是顺序的或随机的。
任何模块都可以是共享资源,或者可以包含指定的共享资源。在一个示例中,指定的共享资源可能是所有模块都不可用的资源,或者可能是在有限数目的模块中可用的资源。共享资源可以或不可以从设备移除。共享资源的示例可以包括细胞计数仪。
在一个具体实例中,系统还包含细胞计数仪,用于对一个或多个样本执行细胞计数。细胞计数仪可由支架支撑并通过样本处理系统可操作地耦合到多个模块中的每个模块。
细胞计数测定通常用于光学测量单个细胞的特性。被监测的细胞可以是活细胞和/或死细胞。通过使用适当的染料、染色剂或其它标记分子,可以使用细胞计数来确定特定蛋白质、核酸、脂质、碳水化合物或其它分子的表达、数量和/或修饰。可通过细胞计数测量的性质还包括细胞功能或活性的测量,包括但不限于:吞噬作用、小分子的主动运输、有丝分裂或减数分裂、蛋白质转译、基因转录、DNA复制、DNA修复、蛋白质分泌、细胞凋亡、趋化性、移动性、黏附性、抗氧化活性、RNAi、蛋白质或核酸降解、药物反应、传染性以及特定途径或酶的活性。细胞计数还可用于确定关于细胞群体的信息,包括但不限于:细胞计数、总群体百分比以及上述任何特性在样本群体中的变化。本文所描述的测定可用于测量每个细胞的一个或多个上述特性,这有利于确定不同特性之间的相关性或其它关系。本文所描述的测定还可用于例如通过利用特定于不同细胞系的抗体标记混合的细胞群体,而独立地测量多个细胞群体。
细胞计数可能对于实时确定细胞的特性是有用的。可以连续地和/或在不同时间点监测细胞的特性。不同时间点可以是有规律的或无规律的时间间隔。不同时间点可以依据预定时间表,或者可由一个或多个事件触发。细胞计数可以使用本文所描述的一种或多种成像技术或其它感测技术来探测细胞中随时间推移的变化。这可以包括细胞移动或形态。可以分析样本的运动学或动力学。可以为细胞提供时序分析。这样的实时探测对于凝集、凝血、凝血酶原时间的计算可能是有用的。可以根据基于时间的分析来查明一种或多种分子和/或疾病的存在、对疾病和/或药物的回应。
在一个示例中,细胞计数分析是通过流式细胞仪或通过显微镜进行的。流式细胞仪通常使用流性液体介质,该介质循序地将单个细胞承载至光学探测器。显微微通常使用光学手段来探测静止细胞,一般通过记录至少一个放大图像来进行探测。应该明白,流式细胞仪和显微微并不是完全相斥的。作为示例,流式细胞仪测定使用显微术来记录经过光学探测器的细胞的图像。许多靶标、试剂、测定和探测方法对于流式细胞仪和显微微可以是相同的。正因为如此,除非另有规定,本文提供的描述应被认为适用于这些形式和本领域已知其它形式的细胞计数分析。
在一些具体实例中,可测量多达约10,000个任何给定类型的细胞。在其它具体实例中,测定不同数目的任何给定类型的细胞,包括但不限于:多于和/或等于约10个细胞、30个细胞、50个细胞、100个细胞、150个细胞、200个细胞、300个细胞、500个细胞、700个细胞、1000个细胞、1500个细胞、2000个细胞、3000个细胞、5000个细胞、6000个细胞、7000个细胞、8000个细胞、9000个细胞、10000个细胞。
在一些具体实例中,在微液体通道内执行细胞计数。例如,在单一通道中或者并行地在多个通道中执行流式细胞仪分析。在一些具体实例中,流式细胞仪依次地或同时地测量多个细胞特性。在一些情况下,细胞计数可发生在本文描述的一个或多个吸头/或容器内。细胞计数可以与细胞分选相结合,其中经探测的满足特定的一组特性的细胞从流中转移出来,并被采集用于储存、额外的分析和/或处理。此类分选可以基于不同的几组特性,诸如3路或4路分选,来分离多个细胞群体。
图7示出了根据本文描述的一个具体实例,具有多个模块701-706和细胞计数仪707的系统700。所述多个模块包括第一模块701、第二模块702、第三模块703、第四模块704、第五模块705和第六模块706。
细胞计数仪707通过样本处理系统708可操作地耦合到多个模块701-706的每个模块。如本文所描述,样本处理系统708可以包括移液管,诸如正排量式、排气式或吸取式移液管。
如在上文以及本文描述的其它具体实例中所述,细胞计数仪707包括用于对样本执行细胞计数的细胞计数器。细胞计数仪707可对样本执行细胞计数,而同时模块701-706中的一个或多个模块对另一样本执行其它准备和/或测定程序。在一些情况下,细胞计数仪707在样本已于模块701-706中的一个或多个模块内经历样本准备之后,对样本执行细胞计数。
系统700包括具有多个机架(或安装台)的支撑结构709。所述多个机架用于将模块701-706对接到支撑结构709。如图所示,支撑结构709为支架。
每个模块借助于附接构件固定到支架709。在一个具体实例中,附接构件是紧固到模块或机架的挂钩。在这样的情况下,该挂钩配置用于滑入模块或机架的插座之中。在另一具体实例中,附接构件包括紧固件,诸如螺丝紧固件。在又一具体实例中,附接构件由磁性材料形成。在这样的情况下,模块和机架可以包括相反极性的磁性材料,以便提供吸引力来将模块固定到机架。在另一具体实例中,附接构件包括机架中的一个或多个轨道或导轨。在这样的情况下,模块包括用于与一个或多个轨道或导轨配合的一个或多个结构,从而将模块固定到支架709。又或者,可由导轨提供功率。
可允许模块与支架配合的结构的示例可以包括一个或多个销钉。在一些情况下,模块直接从支架接收功率。在一些情况下,模块可以是在内部为设备供电的功率源,如锂离子电池或者以燃料电池为动力的电池。在一个示例中,模块配置成借助于导轨与支架配合,而模块的功率直接来自于导轨。在另一示例中,模块借助于附接构件(导轨、销钉、挂钩、紧固件)与支架配合,但是无线地——诸如感应地(即,感应耦合)——向模块提供功率。
在一些具体实例中,与支架配合的模块不一定需要销钉。例如,可以在模块与支架或其它支座之间提供感应电通信。在一些情况下,可以使用无线通信,诸如借助于ZigBee通信或其它通信协议。
每个模块都可从支架709移除。在一些情况下,一个模块可用同样的、相似的或不同的模块替换。在一个具体实例中,通过将模块滑出支架709而从支架移除该模块。在另一具体实例中,通过扭转或转动模块从而使模块的附接构件从支架709脱离,而从支架709移除该模块。从支架709移除模块可终止模块与支架709之间的任何电连接性。
在一个具体实例中,通过使模块滑入机架而将模块附接到支架。在另一具体实例中,通过扭转或转动模块从而使模块的附接构件接合支架709,而将模块附接到支架。将模块附接至支架709可以在模块与支架之间建立电连接。所述电连接可用于向模块或者从模块向支架或向设备提供功率,以及/或者在模块与一个或多个其它模块或者系统700的控制器之间提供通信通信交流车。
可占用或不占用支架的每个机架。如图所示,支架709的所有机架均由模块占用。然而,在一些情况下,支架709的一个或多个机架未被模块占用。在一个示例中,第一模块701已从支架移除。在这样的情况下,系统700可在不带有被移除的模块的情况下操作。
在一些情况下,机架可配置用于接纳系统700被配置成要使用的模块类型的子集。例如,机架可配置用于接纳能够运行凝集测定而非细胞计数测定的模块。在这样的情况下,该模块可以是「专用」于凝集的。在其它情况下,机架可配置用于接纳系统700被配置成要使用的所有类型的模块,范围从探测仪到支持电气系统。
每个模块可配置成与其它模块相独立地发挥功能(或执行)。在一个示例中,第一模块701配置成与第二模块702、第三模块703、第四模块704、第五模块705、第六模块706相独立地执行。在其它情况下,模块配置成与一个或多个其它模块一起执行。在这样的情况下,模块可以支持一个或多个样本的并行处理。在一个示例中,在第一模块701准备样本的同时,第二模块702对相同的或不同的样本进行测定。这可以支持对模块间停工期的最小化和消除。
支撑结构(或支架)709可以具有服务器类型配置。在一些情况下,支架的各尺寸是标准化的。在一个示例中,模块701-706之间的间距标准化为至少约0.5英寸、或1英寸、或2英寸、或3英寸、或4英寸、或5英寸、或6英寸、或7英寸、或8英寸、或9英寸、或10英寸、或11英寸、或12英寸的倍数。
支架709可以支撑模块701-706中的一个或多个模块重量。此外,支架709具有选定的重心,使得模块701(顶部)被安装在支架709上,而不生成可导致支架709旋转或翻倒的力臂。在一些情况下,支架709的重心安排在支架的垂直中点与支架的底部之间,垂直中心为从支架709的底部到支架顶部的50%。在一个具体实例中,如沿着远离支架709的底部的纵轴所测量,支架709的重心安排在从支架709的底部测量的支架高度的至少约0.1%、或1%、或10%、或20%、或30%、或40%、或50%、或60%、或70%、或80%、或90%、或100%之处。
支架可以具有多个机架(或安装台),所述机架配置用于接纳一个或多个模块。在一个示例中,支架709具有六个安装台,用于允许将模块701-706中的每个模块安装到支架。在一些情况下,机架位于支架的同一侧上。在其它情况下,机架位于支架的交替的两侧上。
在一些具体实例中,系统700包括电气连接性组件,用于将模块701-706彼此电连接。电气连接性组件可以是通信交流车,诸如系统通信交流车。在一些情况下,电气连接性组件还使模块701-706能够彼此通信和/或与系统700的控制器通信。
在一些具体实例中,系统700包括控制器(未示出),用于借助模块701-706中的一个或多个模块促进样本的处理。在一个具体实例中,控制器促进模块701-706中样本的并行处理。在一个示例中,控制器指挥样本处理系统708在第一模块701和第二模块702中提供样本,以便同时运行对样本的不同测定。在另一示例中,控制器指挥样本处理系统708在模块701-706中的一个模块内提供样本,并且还向细胞计数仪707提供样本(比如,样本的有限体积的一部分),从而使得对样本的细胞计数和一个或多个其它样本准备程序和/或测定并行地进行。以这样的方式,系统将模块701-706以及细胞计数仪707间的停工期最小化——如果不是将其消除的话。
多个模块中的每个单个模块可包括样本处理系统,用于向单个模块的各处理模块和测定模块提供样本以及从其移除样本。此外,除了用于借助模块促进对样本的处理和/或测定的其它组件之外,每个模块可包括各种样本处理和/或测定模块。每个模块的样本处理系统可与系统700的样本处理系统708相分离。亦即,样本处理系统708向和从模块701-706转移样本,而每个模块的样本处理系统向和从包括在每个模块内的各种样本处理和/或测定模块转移样本。
在图7图示的示例中,第六模块706包括样本处理系统710,该样本处理系统710包括吸取式移液管711和正排量式移液管712。第六模块706包括离心机713、分光光度计714、核酸测定(诸如,聚合酶链锁反应(PCR)测定)仪715和PMT716。分光光度计714的示例在图70(参见下文)中示出。第六模块706还包括暗盒717,该暗盒717用于保持多个吸头,所述多个吸头用于促进向和从第六模块的每个处理或测定模块的样本转移。
在一个具体实例中,吸取式移液管711包括1个或多个、或者2个或更多个、或者3个或更多个、或者4个或更多个、或者5个或更多个、或者6个或更多个、或者7个或更多个、或者8个或更多个、或者9个或更多个、或者10个或更多个、或者15个或更多个、或者20个或更多个、或者30个或更多个、或者40个或更多个、或者50个或更多个头。在一个示例中,吸取式移液管711是具有八个头的8头移液管。吸取式移液管711可以是如本文所述的其它具体实例中所描述的那样。
在一些具体实例中,正排量式移液管712具有小于或等于约20%、15%、12%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.3%、或0.1%或更小的变异系数。该变动系数根据σ/μ而确定,其中「σ」是标准差,而「μ」是整个样本测量中的平均值。
在一个具体实例中,所有模块彼此相同。在另一具体实例中,至少一些模块彼此不同。在一个示例中,第一、第二、第三、第四、第五和第六模块701-706包括正排量式移液管和吸取式移液管以及各种测定,诸如核酸测定和分光光度计。在另一示例中,模块701-706中的至少一个可具有与其它模块不同的测定和/或样本准备仪。在一个示例中,第一模块701包括凝集测定但不包括核酸扩增测定,而第二模块702包括核酸测定但不包括凝集测定。模块可以不包括任何测定。
在图7图示的示例中,模块701-706包括相同的测定和样本准备(或操纵)仪。然而,在其它具体实例中,每个模块包括本文描述的任何数目和组合的测定和处理仪。
模块可以相对于彼此垂直或水平地堆栈。如果两个模块沿着平行于、基本上平行于或几乎平行于重力加速度矢量的平面定向,则它们是关于彼此垂直定向的。如果两个模块沿着正交于、基本上正交于或几乎正交于重力加速度矢量的平面定向,则它们是关于彼此水平定向的。
在一个具体实例中,模块垂直堆栈,即,一个模块在另一模块的上面。在图7图示的示例中,支架709被定向成使得模块701-706相对于彼此垂直地安设。然而,在其它情况下,模块相对于彼此水平地安设。在这样的情况下,可将支架709定向成使得模块701-706可以彼此并排地水平坐落。
在一些具体实例中,模块701-706通过通信通信交流车(「通信交流车」)而彼此和/或与系统700的控制器通信,该通信通信交流车可以包括用于促进模块和/或控制器间的通信的电子电路和组件。通信通信交流车包括在系统700的模块和/或控制器之间传输数据的子系统。通信交流车可以使系统700的各组件进入与系统700的中央处理器(CPU)、内存(例如,内部存储器、系统缓存)和储存位置(例如,硬盘)的通信。
通信通信交流车可以包括具有多个连接的并行电线,或者提供逻辑功能作为并行电通信交流车的任何物理布置。通信通信交流车可以包括并行连接和位串行连接,并且能够以多点(即,电并联)或菊炼拓扑结构联机,或者通过交换式集线器连接。在一个具体实例中,通信通信交流车可以是第一代通信交流车、第二代通信交流车或第三代通信交流车。通信通信交流车允许在每个模块与其它模块和/或控制器之间的通信。在一些情况下,通信通信交流车支持在多个系统间的通信,诸如,在与系统700相似或相同的多个系统间的通信。
系统700可包括一个或多个串行通信交流车、平行通信交流车或者自修复通信交流车。通信交流车可包括主调度器,该主调度器控制数据流量,诸如前往或来自模块(例如,模块701-706)、控制器和/或其它系统的流量。通信交流车可包括外部通信交流车,其将外部设备和系统连接至主系统板(例如,主板);以及内部通信交流车,其将系统的内部组件连接至系统板。内部通信交流车将内部组件连接至一个或多个中央处理器(CPU)和内部存储器。
在一些具体实例中,通信交流车可以是无线通信交流车。
在一些具体实例中,系统700包括选自由以下各项所组成的群组中的一个或多个通信交流车,这些项为:媒体通信交流车、计算机自动测量与控制(CAMAC)通信交流车、工业标准结构(ISA)通信交流车、扩展ISA(EISA)通信交流车、低引脚数通信交流车、MBus、微通道通信交流车、多通信交流车、NuBus或IEEE1196、OPTi局部通信交流车、外围设备互联(PCI)通信交流车、并行先进技术附件(ATA)通信交流车、Q-通信交流车、S-100通信交流车(或IEEE696)、SBus(或IEEE1496)、SS-50通信交流车、STE通信交流车、STD通信交流车(用于STD-80[8-位]和STD32[16-/32-位])、单通信交流车、VESA局部通信交流车、VME通信交流车、PC/104通信交流车、PC/104Plus通信交流车、PC/104Express通信交流车、PCI-104通信交流车、PCIe-104通信交流车、1-线通信交流车、超传输通信交流车、互集成电路(I2C)通信交流车、PCI Express(或PCIe)通信交流车、串行ATA(SATA)通信交流车、串行外围接口通信交流车、UNI/O通信交流车、SMBus、2-线或3-线接口、自修复弹性接口通信交流车以及其变体和/或其组合。
在一些情况下,系统700包括串行外围接口(SPI),其为系统700的一个或多个微处理器与外围组件或I/O组件(例如,模块701-706)之间的接口。SPI可用于将2个或更多个、或者3个或更多个、或者4个或更多个、或者5个或更多个、或者6个或更多个、或者7个或更多个、或者8个或更多个、或者9个或更多个、或者10或更多个、或者50个或更多个、或者100个或更多个SPI兼容性I/O组件附接至一个微处理器或多个微处理器。在其它情况下,系统700包括RS-485或其它标准。
在一个具体实例中,提供具有SPI桥接的SPI,该SPI桥接具有并联和/或串联拓扑。这样的桥接允许在不激增芯片选择的情况下选择SPI I/O通信交流车上的许多SPI组件之一。这是通过应用以下所述的适当控制信号从而允许在SPI通信交流车上菊式炼接设备或为设备进行芯片选择而实现的。然而,它不保持并行数据通路,从而在SPI组件与微处理器之间没有需要传输的菊炼数据。
在一些具体实例中,在微处理器与以并行和/或串行(或串联)拓扑相连的多个SPII/O组件之间提供SPI桥接组件。该SPI桥接组件支持使用MISO和MOSI线的并行SPI,以及通往其它从属设备的串行(菊炼)局部芯片选择连接(CSL/)。在一个具体实例中,本文提供的SPI桥接组件解决了与针对多从属设备的多芯片选择相关联的任何问题。在另一具体实例中,本文提供的SPI桥接组件支持针对4个SPI使能设备(CS1/–CS4/)的4个、8个、16个、32个、64个或更多个单个芯片选择。在又一具体实例中,本文提供的SPI桥接组件支持与外部地址线设置(ADR0–ADR1)的4倍级联。在一些情况下,本文提供的SPI桥接组件提供了对用于控制或数据的多达8个、16个、32个、64个或更多个一般输出位加以控制的能力。本文提供的SPI桥接组件在一些情况下支持对用于控制或数据的多达8个、16个、32个、64个或更多个一般输出位的控制,并可以用于对主仪的设备标识和/或对主仪的诊断通信。
图41A示出了根据本文描述的一个具体实例,具有主桥接和并串联SPI从属桥接的SPI桥接规程。SPI通信交流车通过向SPI桥接中添加局部芯片选择(CSL/)、模块选择(MOD_SEL)和选择数据输入(DIN_SEL)而得到增强,从而允许添加包括必要系统特征和非必要系统特征在内的各种系统特征,诸如多个从属设备的级联、设备芯片选择的虚拟菊式炼接从而将模块至模块的信号计数保持在可接受水平、对模块标识和诊断的支持、以及在保持与嵌入式SPI兼容从属组件保持兼容性的同时与模块上的非SPI组件通信。图41B示出了根据本文描述的一个具体实例的SPI桥接的示例。该SPI桥接包括内部SPI控制逻辑、控制缓存器(如图所示,为8位)和各输入和输出引脚。
在并串联配置中每个从属桥接都连接至主仪(本文也称「SPI主仪」或「主桥接」)。每个从属桥接的MOSI引脚连接至主桥接的MOSI插脚,并且从属桥接的MOSI引脚彼此连接。类似地,每个从属桥接的MISO引脚连接至主桥接的MISO引脚,并且从属桥接的MISO引脚彼此连接。
每个从属桥接可以是模块(例如,图7的模块701-706中的一个)或模块中的组件。在一个示例中,第一从属桥接是第一模块701,第二从属桥接是第二模块702,并以此类推。在另一示例中,第一从属桥接是模块的组件(例如,图9的组件910中的一个)。
图41C示出了根据本文描述的一个具体实例,具有相互连接的模块引脚和主桥接与从属桥接的各个组件的模块组件图。图41D示出了根据本文描述的一个具体实例的,连接到主桥接的从属桥接。每个从属桥接的MISO引脚与主桥接的MOSI引脚电通信。每个从属桥接的MOSI引脚与主桥接的MISO引脚电通信。第一从属桥接(左)的DIN_SEL引脚与第一从属桥接的MOSI引脚电通信。第一从属桥接的DOUT_SEL引脚与第二从属桥接(右)的DIN_SEL引脚电通信。通过使每个附加的从属桥接的DIN_SEL引脚进入与前一从属桥接的DOUT_SEL引脚的电通信,可以连接附加的从属桥接作为第二从属。在这样的情况下,从属桥接以并串联配置连接。
在一些具体实例中,在断言模块选择线(MOD_SEL)时,被引向连接的SPI桥接的CLK脉冲捕获移位至桥接中的DIN_SEL位的状态。DIN_SEL位的数目对应于在并串联SPI链接上连接在一起的模块的数目。在一个示例中,如果两个模块以并串联配置连接起来,则DIN_SEL的数目等于2。
在一个具体实例中,在模块选择序列期间锁存「1」的SPI桥接成为「选定模块」,其被设置成在随后的组件选择序列期间接收8位控制字。每个SPI桥接可以访问多达4个级联的SPI从属设备。此外,每个SPI桥接可以具有8位GP接收端口和8位GP传输端口。「组件选择」序列向「选定模块」SPI桥接控制缓存器中写入8位字,以支持与特定SPI设备的后续事务或者经由SPI桥接GPIO端口读写数据。
在一个具体实例中,通过断言局部芯片选择线(CSL/)并继而将MOSI传输的数据字的第一字节时钟输入到控制缓存器中而进行组件选择。在一些情况下,控制缓存器的格式为CS4CS3CS2CS1AD1AD0R/W N。在另一具体实例中,第二字节是要传输或接收数据。当CSL/被解除断言时,循环完成。
在SPI事务中,随组件选择序列之后,开始后续的SPI从属数据事务。SPI CS/(其可称为SS/)按照CS4、CS3、CS2或CS1的真状态而被路由到4个可能的桥接设备之一。跳线位AD0、AD1与控制缓存器的AD0、AD1进行比较,允许模块上多达4个SPI桥接。
图41E示出了根据本文描述的一个具体实例的设备,其具有安装在设备的通信通信交流车的SPI链接上的多个模块。图中示出了3个模块,即,模块1、模块2和模块3。每个模块包括一个或多个SPI桥接,该一个或多个SPI桥用于使模块的各组件进入与SPI链接的电连接,包括与SPI链接电通信的主控制器(包括一个或多个CPU)。模块1包括与SPI桥接00、SPI桥接01、SPI桥接10和SPI桥接11中的每一个电通信的多个SPI从属设备。此外,每个模块包括接收数据控制器、传输数据控制器和模块ID跳线器。
在其它具体实例中,模块701-706配置成借助于无线通信通信交流车(或接口)彼此通信和/或与系统700的一个或多个控制器通信。在一个示例中,模块701-706借助于无线通信接口彼此通信。在另一示例中,模块701-706中的一个或多个模块借助于无线通信通信交流车与系统700的控制器通信。在一些情况下,模块701-706和/或系统的一个或多个控制器之间仅通过无线通信通信交流车进行通信。这样可以有利地排除对用于接纳模块701-706的机架中的有线界面的需求。在其它情况下,系统700包括有线接口,该有线接口与系统700的无线接口协同工作。
虽然系统700如图所示具有单一支架,但系统(诸如系统700)可以具有多个支架。在一些具体实例中,系统具有至多1个、或2个、或3个、或4个、或5个、或6个、或7个、或8个、或9个、或10个、或20个、或30个、或40个、或50个、或100个、或1000个、或10000个支架。在一个具体实例中,系统具有安设于并排式配置之中的多个支架。
图8示出了多支架系统的示例。例如,第一支架800a可连接和/或邻接到第二支架800b。每个支架可包括一个或多个模块810。在另一具体实例中,系统包括多个支架,该多个支架相对于彼此垂直安设——即,一个支架在另一支架的顶上。在一些具体实例中,支架可形成垂直数组(例如,一个或多个支架高和一个或多个支架宽)、水平数组(一个或多个支架宽,一个或多个支架长)或者三维数组(一个或多个支架高,一个或多个支架宽和一个或多个支架长)。
在一些具体实例中,模块可根据支架配置而安设在支架上。例如,如果垂直定向的支架被彼此邻接地放置,则模块可以沿着支架垂直安设。如果水平定向的支架被放置于彼此的顶上,则模块可以沿着支架水平安设。支架可经由包括先前针对模块所描述的那些连接接口在内的任何种类的连接接口而彼此连接。支架可以彼此连接或者可以不彼此连接。支架可以彼此机械连接和/或电连接。
在另一具体实例中,系统包括多个支架,并且所述多个支架之中的每个支架针对诸如样本处理等不同用途而配置。在一个示例中,第一支架针对样本准备和细胞计数而配置,并且第二支架针对样本准备和凝集而配置。在另一具体实例中,支架水平地(即,沿着与力加速度矢量正交的轴)安设。在又一具体实例中,系统包括多个支架,并且所述多个支架之中的两个或更多个支架针对诸如样本准备或处理等相同的用途而配置。
在一些情况下,具有多个支架的系统包括单一的控制器,该控制器配置用于指挥(或促进)每个支架中的样本处理。在其它情况下,多个支架之中的每个单个的支架包括控制器,该控制器配置用于促进所述单个支架中的样本处理。控制器可以彼此网络通信或电通信。
具有多个支架的系统可以包括通信交流车(或接口),该通信交流车(或接口)用于使多个支架彼此通信。这允许支架间的并行处理。例如,对于包括借助于通信交流车彼此可交换地耦合的两个支架的系统而言,系统在两个支架中的第一个中处理第一个样本,同时系统在两个支架中的第二个中处理第二个样本。
具有多个支架的系统可以包括一个或多个样本处理系统,该一个或多个样本处理系统用于向和从支架转移样本。在一个示例中,系统包括三个支架和两个样本处理系统,以便向和从第一、第二和第三支架中的每个支架转移样本。
在一些具体实例中,样本处理系统为机器人或机械臂,其用于促进在支架间、在支架中的模块间和/或在模块内的样本转移。在一些具体实例中,每个模块可以具有一个或多个机器人。所述机器人对于移动不同模块内或不同模块间的组件或者系统的其它组件可能是有用的。在其它具体实例中,样本处理系统为驱动器(例如,电动马达、气动驱动器、液压驱动器、线性驱动器、梳状驱动器、压电驱动器和放大压电驱动器、热双压电芯片、微镜器械和电活性聚合物)设备,用于促进支架或支架中的模块间的样本转移。在其它具体实例中,样本处理系统包括移液管,诸如正排量式、吸取式或排气式移液管,其可以又或者具有机器人能力或者拥有移液能力的机器人。一个或多个机器人对于将采样系统从一个位置转移到另一位置可能是有用的。
机械臂(这里也称「臂」)配置用于向和从模块转移样本,或者在一些情况下在支架间转移样本。在一个示例中,臂在支架中的多个垂直定向的模块间转移样本。在另一示例中,臂在支架中的多个水平定向的模块间转移样本。在又一示例中,臂在支架中的多个水平和垂直定向的模块间转移样本。
每个臂可以包括样本操纵设备(或构件),用于在向和从模块和/或一个或多个其它支架转移期间支撑样本。在一个具体实例中,样本操纵设备配置用于支撑具有样本的吸头或容器(例如,容器、小瓶)。样本操纵设备可配置用于支撑样本支座,诸如微型卡或暗盒。备选地,操纵设备可以具有可允许操纵设备充当样本支座的一个或多个特征。样本操纵设备可以包括或者可以不包括平台、夹持器、磁体、紧固件或者对转移可能有用的任何其它装置。
在一些具体实例中,臂配置用于从一个机架向另一机架转移模块。在一个示例中,臂将模块从第一支架中的第一机架转移到第二支架中的第一机架,或者从第一支架中的第一机架转移到第二支架中的第二机架。
臂可以具有一个或多个驱动装置,该驱动装置可允许臂转移样本和/或模块。例如,可以提供一个或多个马达,该马达可以允许臂的移动。
在一些情况下,臂可以沿着轨道移动。例如,可以提供垂直的和/或水平的轨道。在一些情况下,机械臂可以是具有运动锁定安装件的磁性安装件。
在一些具体实例中,机器人——诸如机械臂——可提供在设备壳体内。机器人可提供在支架内和/或模块内。备选地,它们可以在支架和/或模块的外部。它们可以允许设备内、轨道间、模块间或模块内组件的移动。机器人可以移动一个或多个组件,包括但不限于样本处理系统,诸如移液管、容器/吸头、暗盒、离心机、细胞计数器、相机、探测单元、热控制单元、测定仪或系统或者本文其它各处描述的任何其它组件。组件可在模块内、支架内或设备内移动。即使设备内没有提供支架或模块,组件在设备内可能仍然是可移动的。机器人可以移动一个或多个模块。模块在设备内可能是可移动的。机器人可以移动一个或多个支架,支架在设备内可能是可移动的。
机器人可使用一个或多个不同的驱动装置进行移动。此类驱动装置可以使用机械组件、电磁、磁性、热性质、压电性质、光学器械或任何其它性质或者其组合。例如,驱动装置可以使用马达(例如,线性马达、步进马达)、导螺杆、磁道或任何其它驱动装置。在一些情况下,机器人可以是电子控制的、磁控的、热控的或光控的。
图68A提供了控制机器人或其它对象的位置的磁方式的示例。俯视图标出了磁体6800的数组。可邻接于磁体提供线圈支撑结构6810。线圈支撑结构可由导电性弱磁材料制成。
磁体数组可以包括磁体条带或磁体的m×n数组,其中m和/或n大于或等于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、40、50或100。
图68B提供了磁性控件的侧视图。线圈支撑结构6810可在其上具有1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个导电线圈6820。线圈支撑结构可以邻接磁体6800的数组。
可以提供被动阻尼以及使用导电磁性材料。
驱动装置可能能够以非常高的精度移动。例如,机器人可能能够以约0.01nm、0.05nm、0.1nm、0.5nm、1nm、5nm、10nm、30nm、50nm、75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1μm、1.5μm、2μm、3μm、4μm、5μm、7μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、40μm、50μm、75μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、500μm、750μm、1mm、2mm或3mm内的精度移动。
机器人可能能够在任何方向上移动。机器人可能能够在横向方向(例如,水平方向)和/或垂直方向上移动。机器人可能能够在水平面和/或垂直面内移动。机器人可能能够在x、y和/或z方向上移动,其中x轴、y轴和z轴彼此正交。一些机器人可以仅在一个维度、两个维度、和/或三个维度内移动。
随插即用
在本文描述的一个具体实例中,描述了随插即用系统。随插即用系统配置用于测定来自受试者的至少一个样本,诸如组织样本或液体样本。
在一些具体实例中,随插即用系统包含具有安装台的支撑结构,该安装台配置用于支撑多个模块中的模块。模块可从安装台拆卸。在一些情况下,模块可以可移除地拆卸——亦即,模块可从安装台拆卸并回到其在安装台上的初始位置。备选地,模块可以用另一模块替换。
在一个具体实例中,模块配置用于在不借助系统中的另一模块的情况下执行(a)选自由样本处理、离心、磁分离所组成的群组中的至少一种样本准备程序,或(b)选自由如下各项所组成的群组中的至少一种类型的测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及/或者其它类型的测定或其等组合。
在一个具体实例中,模块配置成与控制器电通信、电磁通信或者光电通信。控制器配置用于向模块或多个模块中的单个模块提供一个或多个指令,以促进至少一种样本准备程序或至少一种类型的测定的执行。
在一个具体实例中,系统与控制器通信,以便协调或促进样本的处理。在一个具体实例中,控制器是系统的一部分。在另一具体实例中,控制器相对于系统位于远程。在一个示例中,控制器与系统进行网络通信。
在一个具体实例中,模块配置成耦合到支撑结构。该支撑结构可以是具有多个机架的支架,该多个机架用于接纳多个模块。支撑结构是配置用于接纳模块的系统的一部分。在一个具体实例中,模块可热插拔——亦即,模块可在系统正在处理其它样本时与另一模块互换或从支撑结构移除。
在一些具体实例中,在用户将第一模块热调换为第二模块后,系统能够探测和识别第二模块并更新可由系统使用的模块列表。这允许系统确定有哪些资源可由系统使用以处理样本。例如,如果细胞计数模块调换为凝集模块并且系统没有其它的细胞计数模块,则系统将了解到该系统无法对样本执行细胞计数。
多个模块可以包括相同的模块或不同的模块。在一些情况下,多个模块是针对各种准备和/或处理功能而配置的多功能(或多用途)模块。在其它情况下,多个模块可以是针对比多功能模块更少的功能而配置的特定用途(或特定功能)模块。在一个示例中,一个或多个模块是针对细胞计数而配置的特定用途模块。
在一些具体实例中,系统配置用于在无需任何用户输入的情况下探测模块的类型。这样的随插即用功能有利地使得用户能够将模块插入系统以供使用,而无需输入任何命令或指令。
在一些情况下,控制器配置用于探测模块。在这样的情况下,当用户将模块插入系统时,系统探测模块并确定模块是多用途模块还是特定用途模块。在一些情况下,系统能够通过使用电子识别符来探测模块,该电子识别符可包括唯一识别符。在其它情况下,系统能够借助于物理识别符探测模块,所述物理识别符诸如为条形码或配置用于通过系统通信交流车提供诸如RFID号码或唯一ID之类的唯一无线电射频识别(RFID)码的电子组件。
系统可以自动地或根据来自用户或者与该系统通信的另一系统或电子组件的请求而探测模块。在一个示例中,当用户将模块701输入系统700后,系统700探测该模块,这可以允许系统700确定模块的类型(例如,细胞计数模块)。
在一些情况下,系统还配置用于确定模块的位置,这可以允许系统构建模块的虚拟地图,举例而言,比如用于促进并行处理(参见下文)。在一个示例中,系统700配置用于探测模块701-706中每个模块的物理位置。在这样的情况下,系统700了解到第一个模块701位于系统700的第一个埠(或机架)之中。
模块可以具有相同的组件或不同的组件。在一个具体实例中,每个模块具有相同的组件,诸如在以上图7的背景下描述的那些组件。也就是说,每个模块包括移液管和各种样本处理仪。在另一具体实例中,模块具有不同的组件。在一个示例中,一些模块配置用于细胞计数测定,而其它模块配置用于凝集测定。
在另一具体实例中,共享模块可以是专用的冷却或加热单元,该专用冷却或加热单元根据需要为设备或其它模块提供冷却或加热能力。
在又一具体实例中,共享资源模块可以是可充电电池组。电池的示例可包括但不限于:锌-碳、锌-氯、碱性、氧-氢氧化镍、锂、氧化汞、锌-空气、氧化银、NiCd、铅酸、NiMH、NiZn或锂离子。这些电池可以是或不是可热插拔的。可充电电池可以与外部功率源耦合。可充电电池模块可在设备插入外部功率源时进行再充电,或者可以从设备中取出电池模块并在设备之外的专用再充电仪进行再充电,或者将其直接插入外部电源。该专用再充电仪可以是所述设备或者可以操作地连接至所述设备(例如,可以通过无直接物理接触的感应来进行再充电)。再充电仪可以是太阳能再充电仪或者可以由其它清洁电源或常规电源供电。再充电仪可由常规发电机供电。电池模块可以为设备或成组的设备提供不断电供应系统(UPS),以防来自外部供应的电力中断。
在另一具体实例中,共享资源模块可以是「计算中心」,或者是通过适当冷却而装配在一起成为模块的一些高性能通用或专用处理器,该模块专门用于在设备内的高性能计算或者由一些设备所共享。
在又一具体实例中,模块可以是高性能和/或高容量储存设备的组合,用于在设备上提供大量的储存空间(例如,1TB、2TB、10TB、100TB、1PB、100PB或更大),以供所有模块、可能与所述设备共享资源的其它设备中的模块共享,甚至由外部控制器共享用于将大量数据本地缓存到设备或者物理地点或一些地点或者任何其它设备群组。
在另一具体实例中,共享模块可以是卫星通信模块,该卫星通信模块能够提供从设备或者可能正在共享资源的其它设备与卫星进行通信的通信能力。
在又一具体实例中,模块可以是互联网络由器和/或无线路由器,其向设备或者被允许共享该设备资源的成组设备提供完整路由和/或热点能力。
在一些具体实例中,模块可以单独地或与本文提供的其它模块(或系统)结合地充当设备或者被允许共享该设备资源的成组设备的「数据中心」,从而针对给定位置或地点或者多个位置或地点提供高性能计算、高容量储存、高性能网络、卫星通信能力或设备中其它形式的专用通信能力。
在一个具体实例中,共享模块可以是与设备协同使用的无线或有线外设的再充电器。
在一个具体实例中,共享模块可以是小型冷藏或温度控制储存单元,用于为设备储存样本、暗盒或其它供给。
在另一具体实例中,模块可配置用于自动地分发处方或其它药物。该模块还可以具有其它组件,诸如使得药物的包装和分发安全而有效的包装封口机和卷标打印机。模块可被远程程序化或在设备中程序化以自动地分发药物——这基于对生物样本的实时诊断或者确定此类需求的任何其它算法或方法。系统可以具有药学决策支持分析,用以围绕治疗决策、剂量和其它药学相关决策支持而对模块予以支持。
模块可以具有可调换组件。在一个示例中,模块具有正排量式移液管,该移液管可与相同类型的移液管或者诸如吸取式移液管之类的不同类型的移液管调换。在另一示例中,模块具有测定仪,该测定仪可与相同类型的测定仪(例如,细胞计数测定仪)或不同类型的测定仪(例如,凝集测定仪)调换。模块和系统配置用于识别模块和模块中的组件,以及鉴于耦合至系统的模块和每个模块中的组件而更新或修改处理常规,诸如并行处理常规。
在一些情况下,模块可以在设备之外并通过设备的通信交流车(例如,经由USB埠)连接至设备。
图9示出了具有一个或多个组件910的模块900的示例。模块可具有一个或多个控制器。组件910经由通信交流车(「通信交流车」)彼此电耦合和/或电耦合到控制器,举例而言,所述通信交流车例如是在以上图7的背景下描述的通信交流车。在一个示例中,模块900包括选自由以下各项所组成的群组中的一个或多个通信交流车,这些项为:媒体通信交流车、计算机自动测量与控制(CAMAC)通信交流车、工业标准结构(ISA)通信交流车、扩展ISA(EISA)通信交流车、低引脚数通信交流车、MBus、微通道通信交流车、多通信交流车、NuBus或IEEE1196、OPTi局部通信交流车、外围设备互联(PCI)通信交流车、并行先进技术附件(ATA)通信交流车、Q-通信交流车、S-100通信交流车(或IEEE696)、SBus(或IEEE1496)、SS-50通信交流车、STE通信交流车、STD通信交流车(用于STD-80[8-位]和STD32[16-/32-位])、单通信交流车、VESA局部通信交流车、VME通信交流车、PC/104通信交流车、PC/104Plus通信交流车、PC/104Express通信交流车、PCI-104通信交流车、PCIe-104通信交流车、1-线通信交流车、超传输通信交流车、互集成电路(I2C)通信交流车、PCI Express(或PCIe)通信交流车、串行ATA(SATA)通信交流车、串行外围接口通信交流车、UNI/O通信交流车、SMBus、自修复弹性接口通信交流车以及其变体和/或其组合。在一个具体实例中,通信通信交流车配置用于将组件910彼此通信耦合并通信耦合至控制器。在另一具体实例中,通信通信交流车配置用于将组件910通信耦合至控制器。在一个具体实例中,通信通信交流车配置用于将组件910彼此通信耦合。在一些具体实例中,模块900包括电力通信交流车,该电力通信交流车为组件910中的一个或多个组件提供电力。电力通信交流车可以与通信通信交流车相分离。在另一具体实例中,借助于通信通信交流车为一个或多个组件提供电力。
在一个具体实例中,组件910可以是可调换的,诸如可热插拔的。在另一具体实例中,组件910可从模块900移除。组件910针对样本准备、处理和探测而配置。组件910中的每个组件可配置用于借助一个或多个样本处理、准备和/或探测常规来处理样本。
在图示的示例中,模块900包括6个组件910:第一组件(组件1)、第二组件(组件2)、第三组件(组件3)、第四组件(组件4)、第五组件(组件5)和第六组件(组件6)。模块900通常包括1个或多个、或者2个或更多个、或者3个或更多个、或者4个或更多个、或者5个或更多个、或者6个或更多个、或者7个或更多个、或者8个或更多个、或者9个或更多个、或者10个或更多个、或者20个或更多个、或者30个或更多个、或者40个或更多个、或者50个或更多个、或者100个或更多个组件910。借助于通信地(和电气地)耦合至组件910的控制器,组件910被配置用于样本的串行和/或并行处理。
在一个示例中,组件1是离心机,组件2是分光光度计,组件3是核酸测定仪,并且组件4是PMT仪,组件5是吸头固定器,并且组件6是样本洗涤仪。
在一个具体实例中,组件配置用于按顺序处理样本。在这样的情况下,样本依次在组件(即,组件1、组件2等)中得到处理。在另一具体实例中,样本处理不一定是按次序的。在一个示例中,样本首先在组件4中处理,继而在组件1中处理。
在一个具体实例中,组件910并行地处理样本。亦即,组件可以在一个或多个其它组件处理某一样本或不同样本时处理该样本。在一个示例中,组件1处理样本,同时组件2处理样本。在另一具体实例中,组件910依次地处理样本。亦即,当一个组件处理样本时,另一组件不处理样本。
在一些具体实例中,模块900包括样本处理系统,该样本处理系统配置用于向和从组件910转移样本。在一个具体实例中,样本处理系统是正排量式移液管。在另一具体实例中,样本处理系统是吸取式移液管。在又一具体实例中,样本处理系统是排气式移液管。在另一具体实例中,样本处理系统包括一个或多个吸取式移液管、正排量式移液管和排气式移液管。在又一具体实例中,样本处理系统包括吸取式移液管、正排量式移液管和排气式移液管中的任何两个。在另一具体实例中,样本处理系统包括吸取式移液管、正排量式移液管和排气式移液管。
组件910可以经由本文提供的通信交流车架构而连接。在一个示例中,组件910经由在图41A-图41E的背景下描述的并-串联配置而连接。亦即,每个组件910可以连接到SPI从属桥接,而该SPI从属桥接转而连接到主桥接。在其它具体实例中,组件910以串联(或菊炼)配置连接。在其它具体实例中,组件910以并联配置连接。
在一些具体实例中,组件910可与其它组件调换。在一个具体实例中,每个组件可与相同的组件(即,具有相同功能的另一组件)调换。在另一具体实例中,每个组件可与不同的组件(即,具有不同功能的组件)调换。当模块900关闭后,组件910可热插拔或者可移除。
图10示出了根据本文描述的一个具体实例,具有多个模块的系统1000,所述多个模块安装到系统1000的机架。该系统包括第一模块(模块1)、第二模块(模块2)和第三模块(模块3)。系统1000包括通信通信交流车(「通信交流车」),用于使系统1000的控制器与每个模块通信。系统1000的通信通信交流车(本文也称「系统通信交流车」)还配置用于使模块彼此通信。在一些情况下,系统1000的控制器是可选的。
继续参照图10,每个模块包括由Mxy标示的多个仪(或子模块),其中「x」标示模块而「y」标示仪。每个模块又或者包括控制器,该控制器经由通信交流车(本文也称「模块通信交流车」)通信地耦合至每个仪。在一些情况下,控制器通过模块通信交流车通信地耦合到系统通信交流车。
模块1包括第一仪(M11)、第二仪(M12)、第三仪(M13)和控制器(C1)。模块2包括第一仪(M21)、第二仪(M22)、第三仪(M23)和控制器(C2)。模块3包括第一仪(M31)和控制器(C3)。模块的控制器经由通信交流车通信地耦合到每个仪。所述仪选自由准备仪、测定仪和探测仪所组成的群组中。准备仪配置用于样本准备;测定仪配置用于样本测定;并且探测仪配置用于分析探测。
在一个具体实例中,每个模块通信交流车配置用于允许如此地将仪移除——使得模块在没有被移除的仪的情况下仍可以发挥功能。在一个示例中,可从模块1移除M11,同时允许M12和M13发挥功能。在另一具体实例中,每个仪可与另一仪热调换——亦即,可以在不移除模块或关闭系统1000的情况下将一个仪用另一仪替换。
在一些具体实例中,仪可从模块移除。在其它具体实例中,仪可由其它仪替换。在一个示例中,M11由M22替换。
就特定模块而言,每个仪可以是不同的,或者两个或更多个仪可以是相同的。在一个示例中,M11是离心机而M12是凝集仪。作为另一示例,M22是核酸测定仪而M23是x射线光电子能谱仪。
两个或更多个模块可具有相同的仪配置或不同的配置。在一些情况下,模块可以是专用模块。在图10图标的具体实例中,模块3具有单一仪M31,该单一仪M31通信地耦合至C3。
系统1000包括样本处理系统,用于向和从模块转移样本。该样本处理系统包括正排量式移液管、吸取式移液管和/或排气式移液管。该样本处理系统由系统1000的控制器来控制。在一些情况下,样本处理系统可由另一样本处理系统调换,诸如由专门用于某些用途的样本处理系统调换。
继续参照图10,每个模块包括样本处理系统,用于向和从仪转移样本。该样本处理系统包括正排量式移液管、吸取式移液管和/或排气式移液管。该样本处理系统由模块中的控制器来控制。备选地,样本处理系统由系统1000的控制器来控制。
并行处理和动态资源共享
在本文所述的另一个具体实例中,提供了用于处理样本的方法。该方法用于准备样本和/或执行一个或多个样本分析。
在一些具体实例中,一种用于处理样本的方法包括提供具有如本文所述的多个模块的系统。所述系统的模块配置用于同时执行(a)选自由样本处理、离心、磁分离和化学处理所组成的群组中的至少一种样本准备程序,和/或(b)选自由以下各项所组成的群组中的至少一种类型的测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及/或者其它类型的测定或其等组合。接下来,系统针对(a)所述至少一种样本准备程序或(b)所述至少一种类型的测定的资源不可用性或故障的存在进行探测。在探测到至少一个模块内的故障之后,系统使用该系统的或者与该系统通信的另一系统的另一模块来执行所述至少一种样本准备程序或所述至少一种类型的测定。
在一些具体实例中,图7的系统700配置用于分配资源共享以促进样本准备、处理和探测。在一个示例中,模块701-706中的一个模块配置用于执行第一样本准备程序,而模块701-706中的另一模块配置用于执行不同于第一样本准备程序的第二样本准备程序。这使得系统700能够在系统700对第二样本或第一样本的一部分进行处理的同时在第一模块701中处理第一样本。在模块(或模块内的组件)中的处理常规需要不同的时间段来完成的情况下,这有利地减少或消除模块之间的停工期(或停滞期)。即使处理常规在相同的时间段内完成,但在所述时段不重迭的情况下,并行处理使系统能够在多种情况下优化系统资源。这可能适用于其中一个模块在另一模块之后投入使用或者如果一个模块具有不同于另一模块的起始时间的情况。
系统700包括用于促进样本转移、准备和探测的各种设备和装置。样本处理系统708使得样本能够向和从模块701-706中的每个模块转移。样本处理系统708使得样本能够在该样本的一部分或不同的样本被转移到另一模块或从另一模块转移的同时在一个模块中得到处理。
在一些情况下,系统700配置用于探测模块701-706中的每个模块以及确定配置用于接纳模块的机架是空的还是已被模块占用。在一个具体实例中,系统700能够确定系统700的机架是被诸如配置用于执行多种探测的模块之类的通用或多功能模块所占用,还是被诸如配置用于执行选择探测的模块之类的专用模块所占用。在另一具体实例中,系统700能够确定机架或机架中的模块是否有缺陷或出故障。该系统继而可以使用其它模块来执行样本处理或探测。
「多功能模块」配置用于诸如样本准备和处理等一系列广泛用途。多功能模块可配置用于至少2种、或3种、或4种、或5种、或6种、或7种、或8种、或9种、或10种、或20种、或30种、或40种、或50种用途。「特殊用途模块」是配置用于一种或多种选择用途或用途的子集的模块,比如用于至多1种、或2种、或3种、或4种、或5种、或6种、或7种、或8种、或9种、或10种、或20种、或30种、或50种用途。此类用途可包括样本准备、处理和/或探测(例如,测定)。模块可以是多功能模块或特殊用途模块。
在一些情况下,特殊用途模块可包括其它模块中所不包括的样本准备程序和/或探测。备选地,特殊用途模块包括其它模块中所包括的样本准备程序和/或探测的子集。
在图7图示的示例中,模块706可以是特殊用途模块。特殊用途例如可以包括选自细胞计数测定、凝集测定、显微测定和/或本文其它各处描述的任何其它测定之中的一种或多种测定。
在一个示例中,模块配置用于仅执行细胞计数。该模块配置成供系统700用以执行细胞计数。该细胞计数模块可配置成在对样本执行细胞计数之前准备和/或处理样本。
在一些具体实例中,提供了配置用于并行处理多个样本的系统。所述样本可以是不同的样本或同一样本的部分(例如,血液样本的部分)。并行处理使该系统能够在当系统资源本会无法使用时的情况下对此类资源加以使用。通过这种方式,该系统配置用于最小化或消除诸如准备和/或测定常规等处理常规之间的停滞期。在一个示例中,在该系统对不同模块中的相同或不同样本进行离心的同时,该系统测定(例如,通过细胞计数的方式)第一模块中的第一样本。
在一些情况下,该系统配置成在系统处理第一模块的第二组件中的第二样本的同时处理第一模块的第一组件中的第一样本。第一样本和第二样本可以是大量样本的部分,比如血液样本的部分,或者是不同样本,比如来自第一受试者的血液样本和来自第二受试者的血液样本,或者来自第一受试者的尿样和来自第一受试者的血样。在一个示例中,在系统对第一模块中的第二样本进行离心的同时,系统测定第一模块中的第一样本。
图11示出了图示根据本文所述的具体实例的并行处理常规的多个标绘图。每个标绘图图示了作为时间(横坐标,或「x轴」)的函数的、单个模块中的处理。在每个模块中,随时间推移的阶跃升高对应于处理的起始,而随时间推移的阶跃降低则对应于处理的终止(或完成)。顶部的标绘图示出了第一模块中的处理,中间的标绘图示出了第二模块中的处理,而底部的标绘图示出了第三模块中的处理。第一、第二和第三模块为同一系统(例如,图7的系统700)的部分。备选地,第一、第二和/或第三模块可以是独立系统的部分。
在图示的示例中,当第一模块处理第一样本时,第二模块处理第二样本并且第三模块处理第三样本。第一模块和第三模块同时开始处理,但处理时间不同。举例而言,如果第一模块借助不同于第三模块的测定或准备常规(例如,在第一模块中为离心,而在第三模块中为细胞计数)来处理样本,则可能是这种情况。此外,第一模块花费两倍长的时间来完成。在这段时间内,第三模块处理第二样本。
第二模块在比第一模块和第三模块的起始时间更晚的时刻开始处理样本。举例而言,如果第二模块需要不同于第一模块和第三模块的时段来完成样本处理,或者如果第二模块遭遇故障,则可能是这种情况。
所述模块可具有相同的尺寸(例如,长度、宽度、高度)或不同的尺寸。在一个示例中,一个通用或特殊用途模块具有不同于另一通用或特殊用途模块的长度、宽度和/或高度。
在一些情况下,用于处理生物样本的系统和模块配置成与其它系统通信以促进样本处理(例如,准备、测定)。在一个具体实例中,系统例如通过诸如无线网络路由器、蓝牙、射频(RF)、光电或其它无线通信模式之类的无线通信接口的方式与另一系统通信。在另一具体实例中,系统通过诸如有线网络(例如,互联网络或内部网络)之类的有线通信方式与另一系统通信。
在一些具体实例中,处于预定区域中的服务点设备彼此通信以促进网络连接性,比如通往互联网络或内部网络的连接性。在一些情况下,多个服务点设备借助于内部网络,比如由所述多个服务点设备中的一个所建立的内部网络,而彼此进行通信。这可以允许多个服务点设备的子集无需直接(例如,有线的、无线的)网络连接而连接到网络——所述多个服务点设备的所述子集借助于连接到网络的服务点设备的网络连接性而连接到网络。借助于此类共享的连接性,服务点设备无需连接到网络即可检索数据(例如,软件、数据文件)。例如,未连接到广域网络的第一服务点设备可通过与第二服务点设备形成局域连接或点对点连接来检索软件更新。第一服务点设备继而可以借助于第二服务点设备的网络连接性来连接到广域网络(或云)。备选地,第一服务点设备可直接从第二服务点设备检索软件更新的副本。
在共享连接性的一个示例中,第一服务点设备连接(例如,无线连接)到第二服务点设备。第二服务点设备借助于第二服务点设备的网络接口而连接到网络。第一服务点设备可通过第二服务点设备的网络连接而连接到网络。还应当了解,本文的设备可使用任何网络连接性硬件和/或软件来实现本文所述的网络连接性技术。这包括与图83-图88关联地以文字和图标描述的网络连接性技术。
基于记录的日志和故障恢复
本文描述的另一具体实例提供了用于使诸如服务点设备等设备和系统能够保持事务记录和/或操作记录日志的方法。此类方法例如使本文所提供的系统和设备能够从故障状况中恢复。
在一些情况下,服务点设备和模块具有对此类设备的操作的状态加以表征的操作状态,举例而言,所述操作诸如为样本离心、从第一组件到第二组件的样本转移或者核酸扩增。在一个具体实例中,操作状态是服务点设备的操作的状态的单独(或离散)状况。
操作状态可以捕获诸如设备层次或系统层次等各层次上的操作。在一个示例中,操作状态包括使用设备(例如,移液管)。在另一个示例中,操作状态包括移动设备的组件(例如,将移液管向左移动两英寸)。
在一些具体实例中,服务点设备具有处理目录(或操作目录),该目录具有一个或多个操作矩阵。所述一个或多个矩阵中的每个矩阵具有服务点系统(或设备)或者系统的一个或多个模块的离散操作状态。处理目录可由服务点系统或设备生成,或者由位于该服务点系统或设备上或与其相关联的另一系统生成。在一个示例中,处理目录在初始系统启动或设置之后生成。在另一示例中,处理目录根据用户或诸如维护系统等其它系统的请求而生成。
在一个具体实例中,服务点系统生成处理目录,该处理目录配置用于记录与服务点系统的一个或多个离散操作状态相对应的操作数据。所述一个或多个离散操作状态可选自由样本准备、样本测定和样本探测所组成的群组中。接下来,服务点系统的操作数据被循序地记录在处理目录中。
在一些情况下,操作数据是实时记录的。亦即,当探测到服务点系统的操作状态中的改变或更新时,可以记录操作数据。
在一些情况下,操作数据在服务点系统执行与该服务点系统的操作状态相对应的处理常规之前记录在样本处理目录中。在其它情况下,操作数据在服务点系统执行处理常规之后记录在样本处理目录中。作为一个备选方案,操作数据在服务点系统正在执行处理常规的同时记录在样本处理目录中。在一些情况下,记录数据在事务之前、事务进行期间或其完成之后得到记录,以便为了整体系统层次记录或者为了系统完整性和系统恢复的目的而提供对跨时间和空间的每个动作的最细粒度层次的记录。
服务点系统配置用于记录服务点系统和/或服务点系统的模块的各组件的各处理常规的进展。在一些情况下,当处理常规已由服务点系统完成时,服务点系统在处理目录中作出记录。
处理目录可通过储存于服务点系统或与该服务点系统相关联的另一系统上的一个或多个矩阵的方式来提供。在一些情况下,服务点设备(例如,图7中的系统700)或模块(例如,图7中的第一模块701)可包括具有该服务点设备或模块的离散操作状态的操作矩阵。该操作矩阵包括服务点系统的单个模块或模块的组件的离散状态,即,状态1、状态2、状态3,等等。操作矩阵的行(如果是行矩阵的话)或列(如果是列矩阵的化)为每个模块或组件而保留。此外,每个状态可包括一个或多个子状态,并且每个子状态可包括一个或多个子状态。例如,具有第一状态(状态1)的模块可具有执行各种功能的组件。各组件的状态具有由状态mn标示的状态,其中「m」标示模块而「n」标示该模块的组件。在一个示例中,对于服务点设备的第一模块而言,第一组件可具有第一状态——状态11,而第二组件可具有第二状态——状态12;并且对于服务点设备的第二模块而言,第一组件可具有第一状态——状态21,而第二组件可具有第二状态——状态22。每个模块可具有任何数目的组件(或子模块),比如至少1个组件(例如,单一离心机)、至少10个组件或者至少100个组件。
图42示出了根据本文描述的一个具体实例的服务点系统的操作矩阵。该操作矩阵可用于服务点系统,或者系统的模块,或者系统或任何模块的任何组件。该操作矩阵包括第一列和第二列,第一列具有对应于序列号(「Sequence No.」)的数字,而第二列具有对应于系统的操作状态(例如,「状态1」)的字符串。每个操作状态包括一个或多个常规——常规n,其中「n」是大于或等于1的整数。在图示的示例中,第一状态(「状态1」)包括至少3个常规——「常规1」、「常规2」和「常规3」。在一个具体实例中,常规包括一个或多个指令,所述指令单独地或与其它常规关联地使系统或系统中的模块符合系统的特定状态。
矩阵可位于(或储存在)服务点设备的控制器的物理储存介质或与该控制器相关联的物理储存介质上。该物理储存介质可以是服务点设备的数据库的一部分。所述数据库可包括选自由中央处理器(CPU)、硬盘和内存(例如,闪存)所组成的群组中的一个或多个组件。所述数据库可以随载于设备上和/或包含在设备内。备选地,数据可从设备传输到外部设备和/或云端计算基础结构。矩阵可通过具有一个和多个行和列的一个或多个电子表格、数据文件的方式来提供。备选地,矩阵可由存在于服务点设备上或与其相关联的控制器或其它系统的内存或其它储存位置之中的一个或多个行和一个或多个列来定义。
图43是服务点系统和/或服务点系统的一个或多个模块的操作矩阵的示例。该操作矩阵包括模块的3个处理状态,即,「离心样本」、「对样本执行细胞计数」和「对样本进行凝集测定」。每个处理状态包括一个或多个常规。例如,第一处理状态(「离心样本」)具有如图所示的六个常规,即,「从样本处理系统移除样本」、「在离心吸头中提供样本」,等等。常规以时间增加的顺序列出。即,「从样本处理系统移除样本」常规在「在离心吸头中提供样本」常规之前执行。
在一些情况下,以一维矩阵(即,列矩阵或行矩阵)提供操作数据。在其它情况下,以二维矩阵提供操作数据,其中行对应于常规而列对应于单个系统或系统模块。
操作矩阵允许服务点系统以系统中最细粒度层次的细节来确定系统已进行了什么处理常规。在系统记录故障状况(例如,断电、系统崩溃、模块崩溃)之前的特定状态中完成了哪些处理常规的情况下,这有利地使系统能够从故障状况恢复。
在一些具体实例中,一种用于更新服务点系统的操作记录日志的方法包括访问该服务点系统的操作记录日志,该操作记录日志配置用于记录与服务点系统的一个或多个离散操作状态相对应的操作数据。该操作记录日志可由服务点系统、服务点系统的控制器、或者服务点系统的或与服务点系统(统称为「所述系统」)相关联的另一系统所访问。所述一个或多个离散操作状态包括一个或多个预定的处理常规(例如,离心、PCR、一种或多种测定)。接下来,所述系统生成要由服务点系统来执行的一个或多个处理常规。所述处理常规对应于服务点系统的一个或多个操作状态。所述系统继而在操作日志中记录对应于所述一个或多个处理常规的数据。
在一些情况下,操作记录日志可以是所述系统的操作系统的一部分。备选地,操作记录日志是驻留在系统或云上的软件或其它计算机实施应用。
在一些情况下,日志实现(或驻留)于硬盘上或不属于硬盘的一部分的闪存盘上。除了外部电源之外,日志系统可单独地由电池供电,从而在发生系统崩溃或来自外部源或其它来源的供电中断的情况下向日志系统提供不断电供应系统。在其它情况下,操作日志驻留于诸如远程系统之类的另一系统的储存介质(硬盘、闪存盘)上。
在另一具体实例中,一种用于借助服务点系统来处理样本的方法包括访问该服务点系统的操作日志。所述操作日志具有与所述服务点系统的一个或多个离散操作状态相对应的操作数据。所述一个或多个离散操作状态包括一个或多个预定处理常规。所述系统循序地执行来自所述一个或多个预定处理常规的处理常规,并且从所述操作日志移除与所述服务点系统的操作状态的已完成处理常规相对应的数据。
在一个具体实例中,对应于已完成处理常规的数据在循序执行处理常规之前、之后或在此期间从操作日志被移除。
在一些具体实例中,一种用于还原服务点系统的操作状态的计算机辅助方法包括在该服务点系统的故障状况之后访问样本处理目录;从该样本处理目录识别出服务点系统的最后时刻的操作状态;从所述一个或多个预定样本处理常规识别出最后时刻的样本处理常规,所述最后时刻的样本处理常规对应于服务点系统的最后时刻操作状态;以及执行选自所述一个或多个预定样本处理常规的下一时刻处理常规,所述下一时刻处理常规紧随所述最后时刻样本处理常规。所述样本处理目录配置用于记录与所述服务点系统的一个或多个离散操作状态相对应的操作数据。在一些情况下,在循序选自一个或多个预定样本处理常规的样本处理常规完成之后,将所述操作数据记录在样本处理目录中。服务点系统的所述一个或多个操作状态选自由样本准备、样本测定和样本探测所组成的群组中。在一些情况下,故障状况选自由系统崩溃、断电、硬件故障、软件故障以及操作系统故障所组成的群组中。
在其它具体实例中,一种用于还原服务点系统的操作状态的计算机辅助方法包括在该服务点系统的故障状况之后访问该服务点系统的操作日志。接下来,从所述操作日志循序地回放与操作数据相对应的一个或多个处理常规。所述一个或多个处理常规在无需服务点系统执行所述一个或多个处理常规的情况下得到回放。当来自所述一个或多个处理常规的某一处理常规与所述服务点系统在故障状况之前的操作状态相对应时,系统停止回放所述一个或多个处理常规。系统继而将所述服务点系统还原至故障状况之前的操作状态。在一些情况下,操作日志具有与所述服务点系统的一个或多个离散操作状态相对应的操作数据。所述一个或多个离散操作状态包括一个或多个预定处理常规。
图44示出了计划矩阵和常规矩阵。计划矩阵和常规矩阵可以是服务点系统的一个或多个操作矩阵的部分。计划矩阵包括要由服务点系统或服务点系统的模块(「所述系统」)来执行的预定常规。计划的常规(「计划」)按照这样的计划要由所述系统执行的顺序从上到下循序列出。常规矩阵包括已由所述系统执行的常规(或计划)。当系统执行特定常规时,系统将该常规记录在常规矩阵中。常规按照它们的执行顺序被记录在常规矩阵中。列表底部的常规是最后时刻执行的常规。在一些情况下,一旦完成历程所必需的步骤中的一个或多个步骤已由所述系统完成,就将该常规标记为已完成。
在一个示例中,所述系统在故障状况之后访问常规矩阵,以确定最后时刻执行的常规。所述系统继而开始处理在最后时刻执行的常规之后选择的计划(来自计划矩阵)。在图标的示例中,所述系统通过在离心机中提供离心吸头而开始处理。
在一个具体实例中,系统提供了用于指示在故障状况之前所要完成的最后时刻处理常规的指针。图45A示出了具有处理状态的操作矩阵。每个处理状态具有常规矩阵中的一个或多个常规。在图示的示例中,以黑色文本示出已完成的常规,并以灰色文本示出尚未完成的常规。如上文所述,待完成的常规可通过参考计划矩阵来填入。水平箭头是标记紧随最后时刻常规的常规矩阵中的位置的指针。在故障状况之后,系统在水平箭头所指示的位置开始处理。在此,系统在离心机中提供离心吸头。在其它情况下,系统包括标记当前的和待完成的处理常规的位置的指针。在图45B中,水平箭头是标记尚未完成的处理常规(「在离心吸头中提供样本」)的位置的指针。系统可能正在0%至小于100%的完成度之间执行这样的处理常规。一旦完成,水平箭头就递增至下一常规(箭头沿常规矩阵递增)。在故障状况之后,系统在水平箭头所指示的位置开始处理。作为另一备选方案,系统包括标记紧随当前处理常规的待完成处理常规的位置的指针。在图45C中,水平箭头是标记接下来所要处理的处理常规(「在离心机中提供离心吸头」)的位置的指针。在图标的示例中,系统仍在执行前一处理常规(如以灰色示出的「在离心机中提供离心吸头」)。如上文所述,待完成常规可通过参考计划矩阵来填入。
在一些具体实例中,追踪处理常规还可包括追踪一个或多个组件的精确位置。追踪处理常规可包括追踪与追踪该处理常规有关的每个步骤或位置。例如,追踪组件的位置可保持对组件已经移动的精确距离的追踪(例如,追踪每mm、μm、nm、或更小)。即使组件尚未到达它的目的地,但它已在其行程上移动的距离仍可得到追踪。因此,即使出现错误,组件的精确位置仍可以是已知的,并且对于确定接下来的步骤可能是有用的。在另一示例中,可以追踪某对象已被离心的时间量——即使离心处理尚未完成。
组件
设备可包括一个或多个组件。这些组件中的一个或多个可能是模块组件,其可提供给模块。这些组件中的一个或多个不是模块组件,并且可以提供给该设备,但却是在模块之外。
设备组件的示例可包括液体处理系统、吸头、容器、微型卡、测定单元(其可以是吸头或容器的形式)、试剂单元(其可以是吸头或容器的形式)、稀释单元(其可以是吸头或容器的形式)、洗涤单元(其可以是吸头或容器的形式)、降污设备、裂解设备、过滤器、离心机、温度控件、探测器、壳体/支座、控制器、显示器/用户界面、电源、通信单元、设备工具和/或设备识别符。
设备组件中的一个、两个或更多个也可以是模块组件。在一些具体实例中,一些组件可同时提供于设备层次和模块层次上,并且/或者设备和模块可能是相同的。例如,设备可具有其自己的电源,而模块亦可具有其自己的电源。
图2提供了设备200的高层次图示。该设备可具有壳体240。在一些具体实例中,该设备的一个或多个组件可包含在设备壳体内。例如,该设备可包括一个或多个支撑结构220,该支撑结构220可具有一个或多个模块230a、230b。该设备还可具有样本采集单元210。设备可具有能够允许该设备与一个或多个外部设备290通信的通信单元280。该设备还可包括功率单元270。设备可具有显示器/用户界面260,该显示器/用户界面260对设备的操作者或用户可以是可见的。在一些情况下,用户界面260向受试者显示诸如图形用户界面(GUI)之类的用户界面。该设备还可具有可向该设备的一个或多个组件提供指令的控制器250。
在一些具体实例中,设备上的显示单元可以是可拆卸的。在一些具体实例中,显示单元还可具有CPU、内存、图形处理器、通信单元、可充电电池和其它外设,从而使得能够像「平板计算机」或「板型计算机」那样对其进行操作,以使其能够与设备无线通信。在一些具体实例中,分离的显示器/平板可以是在处于一个位置或一个组中的所有设备之间共享的资源,因此一个「平板」可以控制、输入1个、2个、5个、10个、100个、1000个或更多个设备以及与其交互。
在一些具体实例中,分离的显示器可充当医疗保健专业人员的配套设备,不仅用于控制所述设备,而且还充当触控输入设备,用来采集患者签章、弃权和其它授权,以及与其它患者和医疗保健专业人员合作。
壳体可包围(或封闭)该设备的一个或多个组件。
样本采集单元可与一个或多个模块液体连通。在一些具体实例中,样本采集单元可以选择性地与所述一个或多个模块液体连通。例如,样本采集单元可以选择性地进入与模块的液体连通和/或脱离与该模块的液体连通。在一些具体实例中,样本采集单元可以与模块液体隔离。液体处理系统可以协助将样本从样本采集单元运送到模块。液体处理系统可在样本采集单元与模块保持液体隔离或液压隔离的同时运送液体。备选地,液体处理系统可允许样本采集单元液体连接到模块。
通信单元可能能够与外部设备通信。在通信单元与外部设备之间可提供双向通信。
电力单元可以是内部电源,或者可以连接到外部电源。
对诊断设备和一个或多个设备组件的进一步描述可在本文其它各处更详细地讨论。
液体处理系统
设备可具有液体处理系统。如先前所述,本文对液体处理系统的任何讨论可适用于任何样本处理系统或反之亦然。在一些具体实例中,液体处理系统可包含在设备壳体内。液体处理系统或液体处理系统的多个部分可包含在模块壳体内。液体处理系统可允许液体的采集、递送、处理和/或运送,干试剂的溶解,液体和/或干试剂与液体的混合,以及非液体组分、样本或材料的采集、递送、处理和/或运送。液体可以是样本、试剂、稀释剂、洗涤剂、染料或任何其它可由设备使用的液体。由液体处理系统处理的液体可包括均质液体,或者在其中含有颗粒或固体组分的液体。由液体处理系统处理的液体可在其中具有至少一部分液体。液体处理系统可能能够处理干试剂的溶解、液体和/或液体中的干试剂的混合。「液体」可以包括但不限于不同的液体、乳液、悬浊液等等。不同的液体可使用不同的液体转移设备(吸头、毛细管,等等)来处理。液体处理系统,包括但不限于移液管,也可用于在设备周围运送容器。液体处理系统可能能够处理流动材料,包括但不限于液体或气态液体,或者它们的任何组合。液体处理系统可分发和/或吸取液体。液体处理系统可分发和/或吸取样本或其它液体,所述样本或其它液体可能是体液或任何其它类型的液体。样本可包括漂浮在液体内的一种或多种微粒或固体物质。
在一个示例中,液体处理系统可使用移液管或类似的设备。液体处理设备可以是液体处理系统的一部分,并且可以是移液管、注射器或任何其它设备。液体处理设备可具有含内表面和外表面以及开口端的部分。液体处理系统也可包含一个或多个移液管,其中每个移液管具有多个孔口,通过该孔口可同时发生通气和/或液体流动。在一些情况下,含内表面和外表面以及开口端的部分可以是吸头。吸头可能是或者可能不是可从移液管喷嘴移除的。开口端可采集液体。液体可通过同一开口端分发。备选地,液体可通过另一端分发。
所采集的液体可以选择性地包含在液体处理设备内。当需要时,可从液体处理设备分发液体。例如,移液管可以选择性地吸取液体。移液管可吸取选定量的液体。移液管可能能够致动搅拌装置以在吸头内或容器内混合液体。移液管可合并有吸头或容器,从而创造出连续流动回路用于进行混合,包括对非液体形式的材料或试剂的混合。移液管吸头也可通过对多种液体的同时或依次(诸如在2-部分底物反应中)计量递送来促进混合。液体可包含在移液管吸头内,直至期望从移液管吸头分发液体。在一些具体实例中,可以分发液体处理设备内的全部液体。备选地,可以分发液体处理设备内液体的一部分。可以分发液体处理设备内选定量的液体,或将其保留在吸头中。
液体处理设备可包括一个或多个液体处理孔口和一个或多个吸头。例如,液体处理设备可以是带有移液管喷嘴和可移除/可分离的移液管吸头的移液管。吸头可连接到液体处理孔口。吸头可能可从液体处理孔口移除。备选地,吸头可以一体地形成于液体处理孔口上或者可以永久地固定到液体处理孔口。当与液体处理孔口相连接时,吸头可形成不漏液体的密封。在一些具体实例中,液体处理孔口能够接纳单一吸头。备选地,液体处理孔口可配置用于同时接纳多个吸头。
液体处理设备可包括一个或多个液体隔离或液压独立的单元。例如,液体处理设备可包括一个、两个或更多个移液管吸头。移液管吸头可配置用于接纳和拘限液体。吸头可以彼此液体隔离或液压独立。包含在吸头内的液体可以彼此或者与设备内的其它液体液体隔离或液压独立。液体隔离或液压独立的单元可相对设备的其它部分和/或相对于彼此移动。液体隔离或液压独立的单元可单个地移动。
为了分发和/或吸取液体,液体处理设备可包括一种、两种、三种、四种或更多种类型的装置。例如,液体处理设备可包括正排量式移液管和/或排气式移液管。液体处理设备可包括压电或声学分发器以及其它类型的分发器。液体处理设备可包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个正排量式移液管。液体处理设备可能能够从移液管喷嘴/吸头计量(吸取)非常小的液体液滴。液体处理设备可包括1个或多个、2个或更多个、4个或更多个、8个或更多个、12个或更多个、16个或更多个、20个或更多个、24个或更多个、30个或更多个、50个或更多个、100个或更多个排气式移液管。在一些具体实例中,可使用相同数目的正排量式移液管和排气式移液管。备选地,可提供多于正排量式移液管的排气式移液管,或反之亦然。在一些具体实例中,一个或多个正排量式移液管可整合成「翼片」式(或模块化)移液管规格以节省空间以及提供额外的自定义配置。
在一些具体实例中,液体处理装置,诸如本文其它各处所述的移液管(例如,正排量式移液管、排气式移液管、压电式移液管、声学移液管或者其它类型的移液管或液体处理装置),可具有汲取通过或不通过空气「塞」分离的若干种不同液体的能力。液体处理设备可具有通过使封闭的液体往复运动从而破坏非搅动层,来促进/加速与附接到表面(例如,移液管吸头表面)的试剂进行反应的能力。所述往复运动可气动驱动。该运动可等效于或可比于微量滴定板的用以加速ELISA测定中的结合反应的轨道移动。
液体处理设备可包括一个或多个基座或支座。基座和/或支座可支撑一个或多个移液管头。移液管头可包括移液管主体和移液管喷嘴。移液管喷嘴可配置成与可移除式吸头相接和/或连接到可移除式吸头。基座和/或支座可使液体处理设备的一个或多个移液管头彼此连接。基座和/或支座可支撑和/或承载移液管头的重量。基座和/或支座可允许移液管头一起移动。一个或多个移液管头可从基座和/或支座延伸。在一些具体实例中,一个或多个正排量式移液管和一个或多个排气式移液管可共享基座或支座。
正排量式移液管
图12示出了根据本文描述的一个具体实例提供的正排量式移液管的分解图。正排量式移液管可包括下部,该下部包括正排量式移液管吸头1200、喷嘴1202和槽孔套筒1204。正排量式移液管还可包括内部部分,该内部部分包括筒夹1212、筒夹套筒1214、筒夹弹簧1216、和筒夹帽和锤1218。正排量式移液管可包括上部,该上部包括带锤片轴销1222的螺纹螺旋管1220、基座1228和DC齿轮马达1230。
正排量式移液管可允许具有高精确度和高准确度的液体分发或吸取。例如,通过使用正排量式移液管,可将分发或吸取的液体量控制在约1mL、500微升(μL,本文也使用「ul」)、300μL、200μL、150μL、100μL、50μL、30μL、10μL、5μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、10pL、或1pL以内。
正排量式移液管可具有低变异系数(CV)。例如,CV可以是10%或更小、8%或更小、5%或更小、3%或更小、2%或更小、1.5%或更小、1%或更小、0.7%或更小、0.5%或更小、0.3%或更小、0.1%或更小、0.05%或更小、0.01%或更小、0.005%或更小、或者0.001%或更小。在一些情况下,具有这样的变异系数的正排量式移液管可配置用于处理小于或等于10mL、5mL、3mL、2mL、1mL、0.7mL、0.5mL、0.4mL、0.3mL、250μL、200μL、175μL、160μL、150μL、140μL、130μL、120μL、110μL、100μL、70μL、50μL、30μL、20μL、10μL、7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10pL、5pL、1pL的样本(例如,液体)体积。在其它情况下,具有这样的变异系数的正排量式移液管配置用于处理大于10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、100mL或更大的样本体积。
正排量式移液管可通过收集定量的液体分发和/或吸取液体,并通过改变收集有液体的腔室的体积以将液体排出。正排量式移液管可在不收集空气的情况下收集液体。在另一个具体实例中,单一的移液管可能能够通过用空气「塞」分离收集的液体,来收集多种数量或类型的液体。正排量式移液管的吸头可以包括可直接排开液体的柱塞。在一些具体实例中,正排量式移液管的吸头可作为微量注射器而发挥功能,其中内部柱塞可直接排开液体。
正排量式移液管可具有多种规格。例如,柱塞可基于各种致动机制而上下滑动。对带有锤片轴销1222的螺纹螺旋管1220的使用可有利地允许对分发和/吸取的体积进行很大程度的控制。这在处理体积很小的液体的情况下可能非常有用。螺纹螺旋管可机械地耦合至马达1230。马达可旋转,从而导致螺纹螺旋管旋转。在一些具体实例中,螺纹螺旋管可直接联接到马达,从而使螺纹管的旋转量与马达的旋转量相同。备选地,螺纹螺旋管可间接耦合到马达,从而使螺旋管的转动量相对于马达的转动量成一定比例。
锤片轴销1222可穿过螺纹螺旋管1220定位。该锤片轴销可具有关于螺纹螺旋管的正交定向。例如,如果螺纹螺旋管垂直对准,则锤片轴销可水平对准。锤片轴销可在两个点上穿过螺纹螺旋管。在一些具体实例中,螺纹螺旋管和锤片轴销可定位在槽孔套筒1204内。锤片轴销的一端可适合于套筒的槽内。在一些具体实例中,槽孔套筒可具有两个槽,并且锤片轴销可具有两个端。锤片轴销的第一端口可位于套筒的第一槽内,而锤片的第二端口可位于套筒的第二槽内。所述槽可阻止锤片轴销旋转。因此,当螺纹螺旋管被马达转动时,锤片轴销可沿着槽上下移动。
由于锤片轴销1222又或者可穿过筒夹帽和锤1218。筒夹帽可直接地或间接地连接到筒夹。筒夹可能能够通入和穿过移液管喷嘴1202的至少一部分。由于锤片轴销可沿槽上下移动,因此筒夹也可沿槽上下移动。筒夹销上下移动的量可与锤片轴销所移动的量相同。备选地,筒夹销移动的距离可与锤片轴销所移动的距离成一定比例。筒夹销可直接地或间接地耦合至锤片轴销。
筒夹较佳地不直接接触移液管吸头所采集和/或分发的液体。备选地,筒夹可接触液体。筒夹可接触柱塞,该柱塞可较佳地直接接触移液管吸头所采集和/或分发的液体。备选地,柱塞可以不直接接触液体。筒夹可上下移动的量可以决定分发的液体的量。
螺纹螺旋管的使用可提供对所分发和/或吸取的液体量的很高程度的控制。使螺纹旋转的大运动量可转化成使锤片轴销上下滑动的小运动量,并从而导致移液管吸头内的柱塞上下滑动。
正排量式移液管可具有全吸取位置和全分发位置。当移液管处于全吸取位置时,筒夹可处在顶部位置。当移液管处于全分发位置时,筒夹可处在底部位置。移液管可能能够在全吸取位置与全分发位置之间转变。移液管可能能够具有全吸取位置与全分发位置之间的任何位置。移液管可具有部分吸取位置和部分分发位置。移液管可通过模拟方式平滑地停止在其间的任何位置。备选地,移液管可通过数字方式以固定增量停止在其间的特定位置。为了吸取或抽入液体,移液管可从分发位置移动到吸取位置(例如,让筒夹组合朝马达向上移动)。为了分发或喷出一些液体,移液管可从吸取位置移动到分发位置(例如,让筒夹组合远离马达向下移动)。
图13示出了位于顶部位置(例如,全吸取位置)的正排量式吸头的外侧视图和侧截面图。为清楚起见,未示出移液管吸头。马达1300可耦合至螺旋管1310。螺旋管可位于马达的下方。螺旋管可位于马达与正排量式吸头之间。筒夹组合1320可位于螺旋管内。螺旋管可环绕或包围筒夹组合。
在筒夹组合1320与螺旋管1310之间可提供柱塞弹簧1330。筒夹组合可具有搁板或凸出部,在该搁板或凸出部上可支撑或安置柱塞弹簧的一端。移液管喷嘴1340可具有另一搁板或凸出部,在该搁板或凸出部上可支撑或安置柱塞弹簧的一端。柱塞弹簧可位于移液管喷嘴与筒夹的顶部之间。
当正排量式移液管处在其全吸取位置时,柱塞弹簧可处于延伸状态。当移液管处在吸取位置时,柱塞弹簧可将筒夹组合保持在上部位置。
图14示出了位于底部位置(例如,全分发位置)的正排量式吸头的外侧视图和侧截面图。马达1400可耦合至螺旋管1410。螺旋管可位于马达的下方。螺旋管可位于马达与正排量式吸头之间。筒夹组合1420可位于螺旋管内或至少部分地位于螺旋管的下方。螺旋管可环绕或包围筒夹组合。
柱塞弹簧1430可至少部分地提供在筒夹组合1420与螺旋管1410之间。筒夹组合可具有搁板或凸出部,在该搁板或凸出部上可支撑或安置柱塞弹簧的一端。移液管喷嘴1440可具有另一搁板或凸出部,在该搁板或凸出部上可支撑或安置柱塞弹簧的一端。柱塞弹簧可位于移液管喷嘴与筒夹的顶部之间。柱塞弹簧可包围筒夹组合的至少一部分。
当正排量式移液管处在其全分发位置时,柱塞弹簧可处于压缩状态。筒夹组合可朝吸头向下推动,从而压缩弹簧。移液管可具有两个(或更多个)柱塞和/或筒夹,它们支持两种材料的吸取/分发以及随后的混合;例如,处理环氧树脂——其为由两种不同化学物质形成的共聚物;混合和计量可关于体积和时间得到精细控制。
正排量式吸头柱塞1450可连接到筒夹组合1420。柱塞可位于筒夹组合的下方。柱塞可位于筒夹组合与吸头之间。正排量式吸头柱塞可包括细长部分,该细长部分可能能够至少部分地延伸穿过移液管吸头。在一些具体实例中,细长部分可长至足以在处于全分发位置时完全地延伸穿过移液管吸头。在一些具体实例中,当处于全分发位置时,柱塞的细长部分可延伸到移液管吸头之外。柱塞的端部可以直接接触或者可以不直接接触正排量式移液管所吸取和/或分发的液体。在一些具体实例中,柱塞可以具有可安置在筒夹组合上的凸出部或搁板。柱塞上下移动的量可与筒夹组合上下移动的量相同。
移液管吸头可具有如本文其它各处所述的任何吸头配置。例如,移液管吸头可具有如图14或图27所示的正排量式吸头。该正排量式吸头可配置用于拘限和接纳任何体积的液体,包括本文其它各处所述的液体体积。
排气式移液管
图15示出了根据本文描述的一个具体实例提供的排气式移液管的外部视图。排气式移液管可包括移液管吸头1500和用于将该移液管吸头从移液管喷嘴1520移除的外部移除装置1510。
排气式移液管可允许具有高精确度和高准确度的液体分发或吸取。例如,通过使用排气式移液管,可将分发或吸取的液体量控制在约3mL、2mL、1.5mL、1mL、750μL、500μL、400μL、300μL、200μL、150μL、100μL、50μL、30μL、10μL、5μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL或1nL之内。在一些具体实例中,正排量式移液管可具有比排气式移液管更高的准确度和/或精确度。
在一些具体实例中,一个或多个移液管,比如一个或多个排气式移液管、正排量式移液管和吸取式移液管,可具有低变异系数(CV)。例如,CV可以是15%或更小、12%或更小、10%或更小、8%或更小、5%或更小、3%或更小、2%或更小、1.5%或更小、1%或更小、0.7%或更小、0.5%或更小、0.3%或更小、或者0.1%或更小。在一些情况下,具有这样的变异系数的移液管(例如,正排量式移液管、排气式移液管或者吸取式移液管)可配置用于处理小于或等于10mL、5mL、3mL、2mL、1mL、0.7mL、0.5mL、0.4mL、0.3mL、250μL、200μL、175μL、160μL、150μL、140μL、130μL、120μL、110μL、100μL、70μL、50μL、30μL、20μL、10μL、7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10pL、5pL、1pL的样本(例如,液体)体积。在其它情况下,具有这样的变异系数的移液管(例如,正排量式移液管、排气式移液管或者吸取式移液管)配置用于处理大于10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、100mL或者更高的样本体积。本文提供的移液管的各种类型和组合(例如,正排量式移液管、排气式移液管或者吸取式移液管)配置成在处理本文阐述的样本体积的同时,具有这样的变异系数。
排气式移液管可具有低变异系数(CV)。例如,CV可以是10%或更小、8%或更小、5%或更小、3%或更小、2%或更小、1.5%或更小、1%或更小、0.7%或更小、0.5%或更小、0.3%或更小、0.1%或更小、0.05%或更小、0.01%或更小、0.005%或更小、或者0.001%或更小。在一些情况下,具有这样的变异系数的排气式移液管可配置用于处理小于或等于10mL、5mL、3mL、2mL、1mL、0.7mL、0.5mL、0.4mL、0.3mL、250μL、200μL、175μL、160μL、150μL、140μL、130μL、120μL、110μL、100μL、70μL、50μL、30μL、20μL、10μL、7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10pL、5pL、1pL的样本(例如,液体)体积。在其它情况下,具有这样的变异系数的排气式移液管配置用于处理大于10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、100mL、或更高的样本体积。
排气式移液管可通过由气密套筒内的柱塞的移动生成真空,而导致液体被分发和/或吸取。当柱塞向上移动时,在柱塞所留下的空缺的空间内形成真空。空气从吸头上升从而填充留下的空缺的空间。吸头空气继而被液体所取代,所述液体可被抽入吸头并可用于运送和分发到其它各处。在一些具体实例中,排气式移液管可能经受不断改变的环境,比如温度。在一些具体实例中,为了提供改善的准确度,可对环境加以控制。
排气式移液管可具有多种规格。例如,排气式移液管可以是可调节的或固定的。吸头可以是圆锥形或圆柱形。移液管可以是标准的或锁定的。移液管可以是电子控制的或自动控制的,或者可以是手动的。移液管可以是单信道的或多信道的。
图16示出了排气式移液管的剖面图。所述排气式移液管可包括移液管吸头1600和用于将该移液管吸头从移液管喷嘴1620移除的外部移除装置1610。移除装置可定位成与移液管吸头的端部相接触。移除装置可在移液管吸头的上方定位在与分发和/或吸取液体的移液管端部相对的端部处。移液管吸头可具有搁架或凸出部,在该搁架或凸出部上可安置所述移除装置。
移液管吸头可具有本文其它各处所描述的任何规格的任何吸头。例如,吸头可以是核酸吸头、离心提取吸头、大体量处理吸头、显色吸头、血液吸头、迷你吸头、微吸头、毫微吸头、毫微微吸头、微微吸头等,或者可以具有图24至图34中所描述的任何吸头的特征或特性。
图17图示了移液管吸头1700与喷嘴1720之间的接口的特写。移除装置1710可定位于成与移液管吸头相接触。
移液管喷嘴可以具有可与移除装置相接触的凸出部1730或搁板。喷嘴搁板可避免移除装置向上移动太远。喷嘴搁板可为移除装置提供期望的位置。
移液管喷嘴还可具有一个或多个密封组件1740。所述密封组件可以是一个或多个O形环或本领域已知的其它相似材料。当移液管吸头附接于喷嘴时,该密封组件可接触移液管吸头。该密封组件可允许在移液管吸头与喷嘴之间形成不漏液体的密封。该密封组件可在无外力的情况下保持移液管吸头附接于喷嘴。移液管吸头可以摩擦配合到移液管喷嘴。
在移液管喷嘴内可提供内部通道1750或腔室。移液管吸头可具有内表面1760和内部区域1770。移液管喷嘴的内部通道可与移液管吸头的内部区域液体连通。柱塞可移动通过移液管喷嘴的通道和/或移液管吸头的内部区域。该柱塞可允许液体从移液管吸头的吸取或分发。该柱塞可以直接接触液体或者可以不直接接触液体。在一些具体实例中,可在柱塞与液体之间提供空气。
图18示出了移除装置1810的致动的示例。该移除装置可导致移液管吸头1800从喷嘴1820处被移除。移除装置可提供在移液管吸头和喷嘴之外。为了从喷嘴推离移液管吸头,可使移除装置向下移动。备选地,可使移液管喷嘴向上移动,从而导致移液管吸头被移除装置卡住并被推离。移除装置可相对移液管喷嘴移动。
移除装置可在移液管吸头的顶部接触移液管吸头。移除装置可在移液管吸头的侧面接触移液管吸头。移除装置可部分地或完全地围绕移液管吸头。
图19A示出了多个具有外部移除装置的移液管。例如,可以提供8个移液管头。在其它具体实例中,可以使用包括本文其它各处所述的移液管头在内的任何其它数目的移液管头。
图19B示出了移液管头的侧视图。该移液管头可包括移液管吸头1900。移液管吸头可以可移除地耦合到移液管喷嘴1920。可以提供外部移除装置1910。外部移除装置可处在与移液管吸头的接触之中,或者可以接触到移液管吸头。移液管喷嘴可耦合到移液管的支座1930。移液管支座可耦合到马达1940或其它驱动装置。
图20示出了排气式移液管的截面图。该排气式移液管可包括移液管吸头2000和用于将移液管吸头从移液管喷嘴2020移除的外部移除装置2010。移除装置可定位成与移液管吸头的端部接触。移除装置可定位在移液管吸头上方的与分发和/或吸取液体的移液管吸头的端部相对的端部处。移液管吸头可具有搁板或凸出部,在该搁板或凸出部上可安置移除装置。
移除装置2010可上下移动,以便将移液管吸头从喷嘴移除。移除装置可以耦合到可允许移除装置上下移动的驱动装置。在一些具体实例中,移除装置可直接耦合到驱动装置。备选地,移除装置可间接耦合到驱动装置。在移除装置与驱动装置之间可提供一个或多个开关,所述开关可确定移除装置是否响应于驱动装置。所述开关可以是螺线管或其它装置。
排气式移液管还可包括内部柱塞2030。该柱塞可移动通过移液管喷嘴的内部部分。柱塞可以耦合到可允许柱塞上下移动的驱动装置。在一些具体实例中,柱塞可直接耦合到驱动装置。备选地,柱塞可间接耦合到驱动装置。在柱塞与驱动装置之间可提供一个或多个开关,所述开关可确定柱塞是否响应于驱动装置。所述开关可以是螺线管或其它装置。
图20A示出了处于下位的柱塞以及处于下位的移除装置,从而相对于移液管喷嘴向下推动吸头。
图20B示出了处于中间位置的柱塞以及处于上位的移除装置,从而允许吸头附接到移液管喷嘴。
图20C示出了处于上位的柱塞以及处于上位的移除装置,从而允许吸头附接到移液管喷嘴。
图21示出了多个具有移除装置的移液管。例如,可以提供8个移液管头。在其它具体实例中,可使用包括本文其它各处所述的移液管头在内的任何其它数目的移液管头。
可以提供用于移液管的支撑结构2100。可以提供可让柱塞延伸通过的一个或多个移液管套筒2110。可以提供根据本文描述的具体实例的弹簧2120。当柱塞向下移动时,弹簧可被压缩。当柱塞处于上位时,弹簧可以是延伸的。
可以提供一个或多个开关装置,诸如螺线管2130。可以为多个移液管提供驱动装置,诸如马达2140。驱动装置可耦合到移液管的柱塞和/或移除装置。在一些具体实例中,驱动装置可直接耦合到柱塞和/或移除装置。备选地,驱动装置可间接地连接到柱塞和/或移除装置。在一些具体实例中,可以在驱动装置与柱塞和/或移除装置之间提供一个或多个开关。所述开关可确定柱塞和/或移除装置是否响应于驱动装置。在一些具体实例中,所述开关可以是螺线管。
在一些具体实例中,可使用单一驱动装置来控制用于多头移液管的每个移液管活塞。可以为每个移液管活塞提供开关,从而使得对每个移液管活塞的致动均可得到单独控制。一些实例中,移液管活塞可以动态改变其容量,从而使利用抽吸技术(但不限于此技术)分配所需样本容量的性能得以优化;例如,活塞可以是管内的管,其可膨胀以便动态地控制体积。在一些具体实例中,可以为成组的移液管活塞提供开关,以使得对移液管活塞组中的每组之间的致动均可得到单独控制。可以使用单一驱动装置来控制每个移液管活塞。在一些具体实例中,可以使用单一驱动装置来控制成组的移液管活塞。备选地,每个移液管活塞可连接到其自己单独的驱动装置。因此,可以为移液管活塞提供1个、2个、3个、4个或更多个驱动装置(比如马达)。
图22示出了根据本文描述的一个具体实例的多头移液管的示例。所述多头移液管上的单个移液管头可以单独地驱动,或者可以具有可单独驱动的组件。例如,用于移液管头中的一个移液管头的移除装置2200可处于上位,而其它移除装置2210可处于下位。针对这一个移液管头的诸如螺线管2220之类的开关可以脱开,而针对其它移液管头的开关可以接合。因此,当诸如马达2230之类的驱动装置被接合从而向下移动移除装置以将移液管吸头从移液管喷嘴移除时,这个脱开的开关可导致这一个移除装置不随其它移动装置一起向下移动。脱开的移除装置可保持在其原位。这可导致该移液管吸头留在脱开的移液管上,而其它移液管吸头则从其它移液管上被移除。
在另一示例中,用于所述移液管头中的一个移液管头的柱塞2250可处于上位,而其它柱塞2260可处于下位。针对这一个移液管头的诸如螺线管之类的开关可以脱开,而针对其它移液管头的开关可以接合。因此,当诸如马达之类的驱动装置被接合从而向下移动柱塞以便分发液体或将移液管吸头从移液管喷嘴移除时,这一个脱开的开关可导致这一个柱塞不随其它柱塞一起向下移动。所诉脱开的柱塞可保持在其原位。这可导致该移液管吸头在其它移液管吸头从其它移液管上被移除时保留在脱开的移液管上,或者当液体在其它移液管被分发时可阻止液体从脱开的移液管分发。
在一些具体实例中,脱开的开关可阻止移除移液管吸头或分发液体。在一些具体实例中,脱开的开关可阻止移液管吸头被拾取。例如,接合的开关可导致移液管头向下驱动以拾取移液管吸头,而与脱开的开关相耦合的移液管头则保持在回缩位置中。在另一示例中,接合的开关可导致一个或多个拾取移液管头的装置驱动以拾取头,而脱开的开关则阻止一个或多个移液管吸头拾取装置的操作。
在一些附加的具体实例中,脱开的开关阻止移液管吸头吸取液体。例如,接合的开关可导致内部柱塞或其它装置向上移动从而吸取液体。脱开的开关可导致柱塞保持在其原位。因此,多头移液管中液体的吸取可在使用一个或多个驱动装置的同时得到单独控制。
可以在移液管喷嘴之外或在移液管喷嘴的内部提供移除装置。本文对任何类型的移除装置的任何描述亦可指其它类型的移除装置。例如,对于可单独驱动的外部移除装置的描述亦可适用于可具有柱塞形式或其它可在喷嘴内提供的形式的内部移除装置。
驱动装置可配置用于驱动多个移液管中的组件。例如,驱动装置可配置用于驱动移除装置。驱动装置可能能够驱动第一移除装置和第二移除装置二者。可在驱动装置与第一移除装置之间操作地提供第一螺线管。可在驱动装置与第二移除装置之间操作地提供第二螺线管。第一螺线管可以接合或脱开,以便确定驱动装置所引起的驱动是否可以导致移除装置的移动。第二螺线管可以接合或脱开,以便确定驱动装置所进行的驱动是否可以导致移除装置的移动。第一螺线管和第二螺线管可以彼此独立地接合或脱开。用于由驱动装置所控制的单个移液管或移液管组的螺线管中的每个螺线管可回应于从控制器接收到的一个或多个信号而接合或脱开。
在一些具体实例中,驱动装置可位于移液管的顶部。驱动装置可位于与移液管吸头相对的一端处的支撑结构上。驱动装置可位于与移液管喷嘴相对的一端处的支撑结构上。驱动装置可包括一个或多个可平行于一个或多个移液管吸头定向的轴杆。驱动装置可以具有可与沿一个或多个移液管吸头的高度延伸的轴线平行的旋转轴。
图23示出了根据本文描述的另一具体实例提供的多头移液管2300的示例。驱动装置2310可位于移液管的任何部分上。例如,驱动装置可位于支撑结构的一侧。备选地,其可位于支撑结构的顶部或底部上。驱动装置可位于与移液管喷嘴2320相对的支撑结构的一侧。驱动装置可包括一个或多个可垂直于一个或多个移液管吸头2340定向的轴杆2330。驱动装置可以具有可与沿一个或多个移液管吸头的高度延伸的轴线垂直的旋转轴。例如,移液管吸头可具有垂直定向,而驱动装置可拥有具有水平定向的轴杆或旋转轴。备选地,驱动装置轴杆或轴可相对于一个或多个移液管吸头呈任何角度。
一个或多个移液管头或移液管支座2350可具有弯曲配置。例如,移液管支座可具有与垂直组件2350b相遇的水平组件2350a。在一些具体实例中,液体可以仅提供给移液管的垂直组件。备选地,液体可以流向或者可以不流向移液管的水平组件。移液管可以具有可与两个或更多个喷嘴或吸头联接的单一活塞或柱塞,并且可以使用阀门或开关来支持通过一个或多个所述喷嘴或吸头的吸取/分发。
可以提供一个或多个开关2360。开关可以是可单独控制的。本文其它各处所述的开关和控件的示例均可适用。驱动装置可能能够驱动一个或多个移液管驱动组件,诸如移液管吸头移除器、一个或多个移液管吸头安装器、一个或多个液体分发装置、以及/或者一个或多个液体吸取装置。开关可以确定一个或多个所述移液管驱动组件是否移动。
具有侧面安装的驱动装置可减小多头移液管的一个或多个尺寸。例如,侧面安装的驱动装置可在保持相同的桶体积并因此保持移液管容量的同时减小多头移液管的垂直尺寸。根据移液管在设备和/或模块内的期望位移或者设备和/或模块中的其它拘束条件,可以选择顶部安装的、侧面安装的或底部安装的驱动装置。
具有导致所有移液管驱动组件的驱动的单一驱动装置也可减小多头移液管的尺寸。单一驱动装置可控制多个移液管驱动组件。在一些具体实例中,可提供一个或多个驱动装置来控制多个移液管驱动组件。
图46示出了根据本文描述的另一具体实例提供的,处于收缩位置的液体处理装置的示例。该液体处理装置可包括一个或多个吸头4610、4612、4614。在一些具体实例中,可提供多种吸头类型。例如,可以提供正排量式吸头4610、排气式喷嘴吸头4612,并且可以提供排气式微型喷嘴吸头4614。可以提供支撑一个或多个移液管头的基座4620。正排量式马达4630可耦合到正排量式移液管头4635。
液体处理装置可包括多支管4640。该多支管可包括一个或多个通气端口4642。通气端口可液体连接到移液管头的液体路径。在一些具体实例中,每个移液管头可具有通气端口。在一些情况下,每个排气式移液管头可具有通气端口。管道4644可连接到多支管。又或者,该管道可将多支管连接到正压源或负压源、周围大气、或者可逆的正/负压源。
可以为液体处理装置提供散热器4650。散热器可提供等温控制。在一些具体实例中,散热器可与多个移液管头热连通。散热器可协助均衡多个移液管头的温度。
液体处理装置可具有一个或多个支撑部分。在一些具体实例中,所述支撑部分可包括上蛤壳式件4660和下蛤壳式件4665。
图46A示出了处于完全回缩位置的,如先前所述的收缩的液体处理装置。图46B示出了处于完全Z-下降位置的,收缩的液体处理装置。在完全Z-下降位置,整个下蛤壳式件4665可相对于上蛤壳式件4660而降低。下蛤壳式件可支撑移液管头和喷嘴。移液管头和喷嘴可随下蛤壳式件一起移动。下蛤壳式件可包括支撑移液管头的前部4667和支撑驱动装置和开关装置的后部4668。
图47示出了根据本文描述的具体实例,处于延伸位置的液体处理装置的示例。该液体处理装置可包括一个或多个吸头4710、4712、4714。可以提供正排量式吸头4710,可以提供排气式喷嘴吸头4712和排气式微型喷嘴吸头4714。该液体处理装置还可包括一个或多个喷嘴4720、4722、4724。可以提供正排量式喷嘴4720、排气式喷嘴4722以及排气式微型喷嘴4724。喷嘴可与它们相应的吸头相接。在一些情况下,喷嘴可经由压入配合或任何其它接合装置连接到它们相应的吸头。可以提供一个或多个吸头排出器4732、4734。例如,可提供常规的吸头排出器4732,用于移除排气式吸头4712。可提供一个或多个微型排出器4734,用于移除排气式迷你吸头4714。排出器可形成套环。排出器可被设计用于将吸头推开。排出器可位于喷嘴的下方。
液体处理装置可处于完全Z-下降位置,其中下蛤壳式件4765相对于上蛤壳式件4760降低。此外,可以提供Z-离合杆4770,所述Z-离合杆4770可以接合任何或所有的移液管,以进行个别化的和/或组合的喷嘴下降(即,喷嘴延伸)。图47示出了所有的喷嘴都下降的示例。然而,喷嘴可以单个地选择,以便确定要下降哪个喷嘴。喷嘴可以响应于诸如马达之类的单一驱动装置而下降。开关装置可确定哪些移液管与杆接合。图示的离合杆4770示出了喷嘴处于下降位置,且离合杆被降低。可以提供Z-马达编码器4780。所述编码器可允许对马达移动位置进行追踪。
根据一些具体实例,可以提供x轴滑块4790。该x轴滑块可允许液体处理装置横向移动。在一些具体实例中,液体处理装置可沿轨道滑动。
图48示出了液体处理装置的前视图。在一些具体实例中可提供保护板4810。该保护板可保护移液管头的各部分。保护板可保护移液管头的液体途径。在一个示例中,可以为将移液管腔连接至喷嘴的硬管道提供保护板。保护板可连接到散热器,或者可与散热器合并为一体。
如上所述,可以提供多种类型的移液管和/或吸头。可以使用一个或多个正排量式移液管和/或一个或多个排气式移液管。在一些情况下,保护板可以仅遮盖排气式移液管。备选地,保护板可以遮盖正排量式移液管,或者可以遮盖这二者。
图49示出了液体处理装置的侧视图。液体处理装置可包括移液管头,所述移液管头可包括喷嘴头4902,该喷嘴头4902可配置用于连接至吸头4904。吸头可以可移除地连接到移液管喷嘴。
一个或多个移液管喷嘴可由喷嘴-下降轴杆4920所支撑。可以提供Z-马达4922,其在被驱动时可导致一个或多个喷嘴下降(例如,延伸)。可以提供一个或多个螺线管4924,或者可以提供其它开关装置用于选择性地将Z-马达与喷嘴-下降轴杆相连接。当螺线管处于「开」位置时,Z-马达的驱动可导致喷嘴-下降轴杆降低或上升。当螺线管处于「关」位置时,z-马达的驱动不会导致喷嘴-下降轴杆的移动。
可以提供穿过移液管头并终止于移液管喷嘴的管道4910。该管道可具有带硬性内管道4910a和硬性外管道4910b的部分。在一些情况下,硬性内管道可以是可移动的,而硬性外管道则是固定的。在其它具体实例中,硬性内管道可以是可移动的或固定的,并且硬性外管道可以是可移动的或固定的。在一些具体实例中,内管道可以是相对外管道可移动的。管道的总长度可以是可变的。
在液体处理装置内可以提供柱塞4930。所述柱塞可在移液管腔内提供计量。可以提供移液管腔4935的延伸部。在一些情况下,移液管腔的延伸部可与管道4910处于液体连通。备选地,管道与移液管腔不处于液体连通。在一些具体实例中,移液管腔与管道彼此平行。在其它具体实例中,移液管腔与管道彼此基本上不平行。它们可能基本上彼此垂直。管道可具有基本上垂直的定向,而移液管腔可具有基本上水平的定向,或反之亦然。在一些具体实例中,移液管和吸头可以在诸如多内腔管道布置中以推/拉方式发挥作用,以便同时地或循序地吸取和分发。
可以提供一个或多个阀4937用于控制通往移液管的通气端口入径。在一些情况下,阀可对应于关联的移液管。阀可以确定通气端口是敞开的还是封闭的。阀门可以确定通气端口敞开的程度。通气端口可与诸如正压源或负压源之类的压力源相连通。通气端口可与周围大气相连通。通气端口可以提供从多支管通往管道4910的入径。
可以提供用于个别计量的离合杆4940。该离合杆可以连接到可用于驱动液体计量的马达。又或者,可以提供导轴4942。可以提供与离合杆连通的一个或多个螺线管4945或其它开关装置。所述螺线管或其它开关装置可被提供用于选择性地将马达与柱塞4930相连接。当螺线管处于「开」位置时,计量马达的驱动可导致柱塞被接合并且移动,从而分发和/或吸取液体。当螺线管处于「关」位置时,计量马达的驱动不会导致柱塞的移动。可以提供多个柱塞,每个柱塞关联于其相应的螺线管,所述螺线管可选择性地处于开或关位置。因此,当马达被驱动时,只有与「开」螺线管相关联的柱塞才可作出回应。
图50示出了液体处理装置的另一侧视图。该视图包括用于计量的马达5010的视图。所述马达可用于计量排气式移液管内的液体。还图标了用于马达的编码器5020。所述编码器可允许对马达移动的追踪。这确保了柱塞位置始终是已知的。
图51图标了液体处理装置的背面透视图。该液体处理装置可包括泵5110。所述泵可与移液管腔液体连通。在一些情况下,所述泵可以进入或脱离与移液管腔的液体连通。所述泵可与多支管和/或通气端口液体连通。所述泵可抽吸液体或空气(或者实现液体或空气的移动)。
所述泵可提供正压和/或负压。所述泵可以是可逆泵,其可能能够既提供正压又提供负压。所述泵可在包含活塞的移液管中被驱动,以允许移液管吸取或分发任何体积的液体,而不受限于给定的活塞尺寸所能生成的正排量。这个因素与大体积吸头相结合,可以允许小移液管吸取或分发大体积的液体用于某些应用。所述泵可允许移液管在无需马达或活塞的情况下发挥功能,同时仍然通过脉宽调制而提供精细的控制。
液体处理装置还可包括具有一个或多个阀门的累积器5120,所述一个或多个阀门可连接到压力源或环境条件。又或者,该累加器可以连接到可提供正压或负压的可逆泵。
多头液体处理装置——诸如多头移液管,可能能够同时在若干个移液管喷嘴上拾取多个吸头/容器。例如,多个移液管喷嘴可以延伸以便拾取多个吸头/容器。所述多个移液管喷嘴可单独控制以确定要拾取哪些吸头/容器。多个吸头/容器可同时被拾取。在一些情况下,所有移液管喷嘴可基本上同时地拾取移液管吸头/容器。
在一些具体实例中,移液管不包括柱塞。可以使用正压和/或负压在移液管中或借助于移液管移动样本(例如,液体)。在一些情况下,借助于气体或真空相应地提供正压或负压。可以使用具有一个或多个真空泵的真空系统来提供真空。可以借助于加压空气来提供正压。可以使用压缩机来对空气加压。
尺寸/范围
移液管的一个或多个尺寸(例如,长度、宽度或高度)可小于或等于约1mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、112mm、12cm、15cm、20cm、25cm、30cm或者本文其它各处所述的任何其它尺寸。一个或多个尺寸可能相同,或者可能会有所不同。例如,移液管的高度可不超过1mm、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、5.5cm、6cm、6.5cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、15cm、17cm、20cm、25cm或30cm。
在一些具体实例中,移液管可具有1cm3或更小、5cm3或更小、8cm3或更小、10cm3或更小、15cm3或更小、20cm3或更小、25cm3或更小、30cm3或更小、35cm3或更小、40cm3或更小、50cm3或更小、60cm3或更小、70cm3或更小、80cm3或更小、90cm3或更小、100cm3或更小、120cm3或更小、150cm3或更小、200cm3或更小、250cm3或更小、300cm3或更小、或者500cm3或更小的总体积。
移液管可具有一个或多个移液管头。在一些具体实例中,移液管的单个移液管头可能能够分发任何体积的液体。例如,所述单个移液管头可能能够分发和/或吸取不超过和/或等于约10mL、5mL、3mL、2mL、1mL、0.7mL、0.5mL、0.4mL、0.3mL、250μL、200μL、175μL、160μL、150μL、140μL、130μL、120μL、110μL、100μL、70μL、50μL、30μL、20μL、10μL、7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10pL、5pL、1pL或本文其它各处所述的任何其它体积的液体。移液管可能能够在具有诸如本文其它各处所述的那些尺寸等任何尺寸的同时,分发不超过和/或等于诸如本文所述的那些液体体积等任何液体体积。在一个示例中,液体处理装置可具有不超过20cm的高度、宽度和/或长度以及可能能够吸取和/或分发至少150μL的移液管头。
液体处理系统可能能够以高精确度和/或准确度分发和/或吸取液体。例如,液体处理系统的变异系数可小于或等于20%、15%、12%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1.5%、1%、0.7%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、0.1%、0.07%、0.05%、0.01%、0.005%或0.001%。液体处理装置可能能够在以本文所述的变异系数值发挥功能的同时分发和/或吸取液体。所述液体处理系统可能能够将所分发的液体体积控制在5mL、3mL、2mL、1mL、0.7mL、0.5mL、0.3mL、0.1mL、70μL、50μL、30μL、20μL、10μL、7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10pL、5pL或1pL之内。例如,所述液体处理装置可能能够分发和/或吸取不超过本文所述的任何体积的最小增量。
所述液体处理系统可能能够在具有一个或多个其它所述特征(例如,具有本文所述的任何尺寸或者能够分发和/或吸取本文所述的任何体积)的同时,以本文所述的任何变异系数进行操作和/或将所分发的液体体积控制在本文所述的任何值。例如,液体处理装置可能能够在以4%或更小的变异系数发挥功能的同时分发和/或吸取1μL-3mL的液体。
液体处理装置可包括一个移液管头或多个移液管头。在一些具体实例中,所述多个移液管头可包括第一移液管头和第二移液管头。所述第一移液管头和第二移液管头可能能够以及/或者配置用于分发和/或吸取相同量的液体。备选地,所述第一移液管头和第二移液管头可能能够以及/或者配置用于分发不同量的液体。例如,所述第一移液管头可配置用于分发和/或吸取多达第一体积的液体,并且所述第二移液管头可配置用于分发和/或吸取多达第二体积的液体,其中所述第一体积和第二体积是不同的或相同的。在一个示例中,所述第一体积可约为1mL,而第二体积可约为250μL。
在另一示例中,所述液体处理装置可包括多个移液管头,其中第一移液管头可包括配置用于与第一可移除式吸头相连接的第一移液管喷嘴,并且第二移液管头可包括配置用于与第二可移除式吸头相连接的第二移液管喷嘴。第一可移除式吸头可配置用于保存多达第一体积的液体,而第二可移除式吸头可配置用于保存多达第二体积的液体。所述第一体积和第二体积可以是相同的或者可以是不同的。所述第一体积和第二体积可具有本文其它各处所述的任何值。例如,第一体积可约为1mL,而第二体积可约为250μL。
可以为液体处理装置提供多个移液管头。所述多个移液管头可间隔开任何距离。在一些具体实例中,所述液体处理装置可小于或等于约0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、12mm、15mm、20mm、30mm或50mm。移液管头之间的距离可以是移液管头的从中心到中心的距离。移液管头从中心到中心之间的距离可以是移液管头的节距。
移液管头可共享支撑结构。在一些具体实例中,支撑结构可以是可移动的支撑结构。一个、两个或更多个移液管头可沿该支撑结构移动,从而使得移液管头之间的横向距离可以是可变的。在一些情况下,移液管头的节距可以是可变的,以便包含或受限于一个或多个先前所述的尺寸。在一个示例中,移液管头可沿支座滑动,从而使得移液管头从中心到中心的距离可以变化。每个所述移液管头可以是可变的,从而使它们间隔开相同的距离;或者可以是可单个变化的,从而使得它们可间隔开各种距离。当移液管头位置变化时,移液管头之间的横向距离比例可以保持不变,或者可以改变。移液管、翼片或喷嘴可改变其相对位置(移入或移出、扩张或收缩),以便根据需要获得不同的节距,并且可以每一次访问多个平面中的资源。
在一些具体实例中,移液管(例如,正排量式移液管、吸取式移液管、排气式移液管)的形状因素可适合于所谓的「微型」移液管。在此类情况下,可针对贯穿水平配置或蛤壳式配置的空间而减小或优化形状因素。系统或设备可包括一个或多个微型移液管。所述微型移液管可以是模块化的,并且可从具有所述微型移液管的支撑结构移除。
在一些具体实例中,微型移液管配置用于处理1uL、0.9uL、0.8uL、0.7uL、0.6uL、0.5uL、0.4uL、0.3uL、0.2uL、0.1uL、10nL、1nL的样本。
在一些具体实例中,提供了这样的微型移液管——其支持与不可复制实验室规程的微液体限制处理截然相反的,在服务点地点对各种化学成分的宏观尺度规程和/或处理。在一些情况下,规程和/或处理选自但不限于:离心、分离、沉淀、变性、提取、凝聚、絮凝、色层分析、基于柱的处理、溶析、稀释、混合、温育、细胞裂解、细胞固定、加热、冷却、样本分配、单独的处理或测定或探测系统、模块化、样本利用率、沉降、固相上分析物的浓缩、免疫测定、核酸扩增、核磁共振、显微镜检查、光谱测定、热量测定、定序、病理监督和分析、以及培养。
移液管配置
液体处理装置可以是移液管。在一些具体实例中,液体处理装置可包括一个或多个移液管头。液体处理装置可包括支撑体,以及由此延伸的所述一个或多个移液管头。如先前所述,支撑体可支撑所述一个或多个移液管头的重量。支撑体可包含用于在一个维度或多个维度上单个地或一起移动所述移液管头的装置。支撑体可允许所述移液管头一起移动。支撑体还可以是灵活的或「蛇形的」和/或机器人性质的,从而允许移液管头在多个(或无限个)方向平面中的大范围移动。这样的移动范围可允许移液管充当拥有一种或多种液体处理功能或非液体处理功能的设备的机器人末端效应器。支撑体可使移液管头彼此连接。共享的支撑体可以与移液管头形成一体或者可以不与其形成一体。支撑体还可以支撑或者可以不支撑驱动装置。支撑体可能能够或者可能不能够支撑可操作地连接到一个或多个移液管头的驱动装置的重量。
移液管头可包括配置用于与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴。移液管头还可包括移液管主体。移液管喷嘴可与移液管主体同轴。移液管主体可支撑移液管喷嘴。移液管喷嘴可包括开口。移液管头还可包括处于其中的液体路径。液体路径可以包含在或者可以不包含在移液管主体内。液体路径可穿过移液管主体。液体路径可具有给定的长度。液体路径可终止于移液管喷嘴。液体路径可处于内管道中。内管道可以是硬性的或软性的。
移液管喷嘴可以通过任何方式与可移除式吸头相连接。例如,移液管喷嘴可与可移除式吸头相连接以形成不漏液体的密封。可移除式吸头可摩擦配合移液管喷嘴。吸头可沿移液管喷嘴的外表面、移液管喷嘴的内表面,或者在移液管喷嘴的凹槽或中间部分内与移液管喷嘴相接。备选地,移液管喷嘴可沿吸头的外表面、吸头的内表面,或者在吸头的凹槽或中间部分内与吸头相接。
在一些具体实例中,可在移液管头内提供柱塞。该柱塞可允许液体的分发和/或吸取。柱塞可在移液管头内移动。移液管可能能够从储存在移液管中或拾取自移液管之外的储存区的一组挑选的柱塞中加载期望的柱塞。柱塞可沿液体路径移动。柱塞可保持在相同的定向,或者可具有不同的定向。在备选的具体实例中,可以提供换能器驱动的隔膜,该隔膜可起到使液体通过吸头得到分发和/或吸取的作用。可以使用备选的分发和/或吸取装置,其可以包括可耦合至液体路径的正压源和/或负压源。
在一些具体实例中,移液管头的吸头可具有长度。吸头的方向可以沿着吸头的长度。在一些具体实例中,液体处理装置可包括具有转子和定子的马达。转子可配置成绕着旋转轴旋转。旋转轴可具有相对于吸头的任何定向。例如,旋转轴可基本上平行于吸头。备选地,旋转轴可基本上不与吸头平行。在一些情况下,旋转轴可基本上垂直于吸头,或者相对于吸头成任何其它角度,包括但不限于15度、30度、45度、60度或75度。在一个示例中,旋转轴可以是水平的,而可移除式吸头可以垂直地对准。备选地,旋转轴可以是垂直的,而可移除式吸头则水平地对准。这种配置可提供「弯曲的」移液管配置,其中吸头相对于马达是弯曲的。马达对于计量吸头内的液体可能是有用的。在一些具体实例中,马达可允许一个或多个柱塞在移液管头内的移动。
在一些具体实例中,液体处理装置可包括马达,该马达可能能够允许基本上不平行于可移除式吸头的多个柱塞的移动。备选地,所述多个柱塞的移动可基本上平行于可移除式吸头。在一些情况下,所述多个柱塞的移动可基本上垂直于可移除式吸头,或者成任何其它角度,包括但不限于本文其它各处所述的那些角度。在一个示例中,柱塞可能能够在水平方向上移动,而可移除式吸头则垂直地对准。备选地,柱塞可能能够在垂直方向上移动,而可移除式吸头则水平地对准。
液体路径可终止于移液管喷嘴。在一些情况下,可在柱塞处提供液体路径的另一终点。在一些具体实例中,液体路径可以是弯曲的或弯折的。液体路径的第一部分可具有与该液体路径的第二部分不同的定向。所述第一部分和第二部分可基本上彼此垂直。所述第一部分和第二部分的角度可彼此相对固定,或者可以是可变的。
驱动
液体处理装置可包括驱动装置。在一些具体实例中,可以为液体处理装置提供单一的驱动装置。备选地,可以提供多个驱动装置。在一些情况下,可以根据特定用途(例如,吸头移除、柱塞控制、开关控制)而仅提供单一驱动装置。备选地,可以针对特定用途而提供多个驱动装置。在一个示例中,驱动装置可以是马达。马达可包括转子和定子。转子可能能够绕着旋转轴旋转。
诸如马达之类的单一驱动装置对于个别化的分发和/或吸取可能是有用的。液体处理装置可包括多个移液管头。可以提供多个柱塞,其中至少一个柱塞可以在移液管头内并且可以配置成可在移液管头内移动。在一些情况下,每个所述移液管头均可在其中具有一个或多个柱塞。所述多个柱塞可以是可独立移动的。在一些情况下,柱塞可沿移液管头内的液体路径移动。驱动装置可以可操作地连接到柱塞。驱动装置可允许多个柱塞的独立移动。又或者,这样的柱塞的移动可导致液体的分发和/或吸取。单一马达或其它驱动装置可控制多个柱塞的独立移动。在一些情况下,单一马达或其它驱动装置可控制所述多个柱塞中的所有柱塞的独立移动。
诸如马达之类的单一驱动装置对于吸头从移液管喷嘴的个别化的移除可能是有用的。液体处理装置可包括多个移液管头。可以提供多个吸头移除装置,其中至少一个吸头移除装置配置用于从移液管喷嘴移除单个地选定的吸头。吸头移除装置可以配置成可相对于移液管喷嘴移动,以便实现所述移除。吸头移除装置可以是可独立移动的。备选地,吸头移除装置不需要移动,但可以是可单独控制的,以便允许吸头的移除。驱动装置可以可操作地连接到吸头移除装置。驱动装置可允许多个吸头移除装置的独立移动。单一马达或其它驱动装置可控制多个吸头移除装置的独立运动。在一些情况下,单一马达或其它驱动装置可控制所述多个吸头移除装置中的所有吸头移除装置的独立移动。
在一些具体实例中,吸头移除装置可在移液管头内。内部吸头移除装置可以配置成可在移液管头内移动。例如,吸头移除装置可以是柱塞。在其它具体实例中,吸头移除装置可以在移液管头之外。例如,吸头移除装置可以是环绕移液管头的至少一部分的套环。所述套环可接触移液管喷嘴、移液管主体和/或移液管吸头的一部分。外部移除装置的另一示例可以是剥离板。吸头移除装置在导致吸头从移液管被移除时可以接触或者可以不接触吸头。
诸如马达之类的单一驱动装置对于移液管喷嘴的个别化的回缩和/或延伸可能是有用的。液体处理装置可包括多个移液管头。移液管头可包括移液管喷嘴,所述移液管喷嘴相对于支撑体可以是或者可以不是可移动的。多个移液管喷嘴可以是可独立移动的。驱动装置可以可操作地连接到移液管头的移液管喷嘴或其它部分,从而可允许移液管喷嘴的回缩和/延伸。驱动装置可允许多个移液管喷嘴的独立移动。单一马达或其它驱动装置可控制多个移液管喷嘴的独立移动。在一些情况下,单一马达或其它驱动装置可控制所述多个移液管喷嘴中的所有移液管喷嘴的独立移动。
在一些具体实例中,吸头可基于移液管喷嘴的位置而连接到该移液管喷嘴。例如,移液管喷嘴可延伸并下降从而接触吸头。移液管喷嘴和吸头可以彼此压力配合。如果选定的移液管喷嘴是独立可控的处于延伸位置,则连接到装置的吸头可以是可控的。例如,可以选定一个或多个移液管喷嘴,使其延伸。吸头可连接到延伸的移液管喷嘴。因此,单一驱动装置可允许对吸头的独立选择和连接/拾取。
备选地,单一马达或其它驱动装置可控制单一的柱塞、吸头移除装置和/或移液管喷嘴的独立移动。在一些情况下,可以提供多个驱动装置来控制多个柱塞、吸头移除装置和/或移液管喷嘴的移动。
液体处理装置可包括一个或多个开关。单个的开关可具有开位置和关位置,其中所述开位置可允许响应于由驱动装置所引起之移动的行动或移动,并且其中关位置不允许响应于由驱动装置所引起之移动的行动或移动。开关的开位置可允许驱动装置与诸如柱塞、吸头移除装置和/或移液管喷嘴移动装置之类的液体处理装置的另一部分之间的可操作连接。开关的关位置可不允许驱动装置与诸如柱塞、吸头移除装置和/或移液管喷嘴移动装置之类的液体处理装置的另一部分之间的可操作连接。例如,关位置可允许驱动装置移动,但选定的液体处理装置的其它部分不提供响应。在一个示例中,当开关处于开位置时,与该单个开关相关联的一个或多个柱塞可响应于由马达所引起的移动而移动,并且当开关处于关位置时,与该单个开关相关联的一个或多个柱塞不被允许响应于由马达所引起的移动而移动。在另一示例中,当开关处于开位置时,与该单个开关相关联的一个或多个吸头移除装置可响应于马达所引起的移动而导致吸头被移除,并且当开关处于关位置时,一个或多个吸头移除装置不可响应于马达所引起的移动而导致吸头被移除。类似地,当开关处于开位置时,与该单个开关相关联的一个或多个移液管喷嘴可响应于马达所引起的移动而延伸和/或缩回,并且当开关处于关位置时,与该单个开关相关联的一个或多个移液管喷嘴不被允许响应于马达所引起的移动而延伸和/或缩回。
开关可以是二元开关,其可仅具有开位置和关位置。一种、两种或更多种驱动可在开关处于开位置时发生,而在开关处于关位置时则不可发生。在备选的具体实例中,开关可具有多个位置(例如,3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个位置)。开关可以全关、全开或者部分地开启。在一些具体实例中,开关可具有不同程度的压下。不同的开关位置可能允许或者可能不允许不同的驱动组合。在一个示例中,当马达被驱动时,处于位置0的开关可能不允许柱塞和吸头移除装置的驱动,处于位置1的开关可允许柱塞的驱动而不允许吸头移除装置的驱动,处于位置2的开关可能不允许柱塞的驱动而允许吸头移除装置的驱动,并且处于位置3的开关可允许柱塞的驱动并且允许吸头移除装置的驱动。在一些具体实例中,开关可包括控制销,该控制销可延伸不同的程度以代表开关的不同位置。
在一些具体实例中,开关可以是螺线管。该螺线管可具有开位置和/或关位置。在一些具体实例中,螺线管可具有针对开位置的延伸组件和针对关位置的回缩组件。可以为每个移液管头提供单一螺线管。例如,单一螺线管可以允许或者可以不允许单个的与该螺线管相关联的柱塞、与该螺线管相关联的吸头移除装置或者与该螺线管相关联的移液管喷嘴的移动。
开关的另一示例可包括对一个或多个二元凸轮的使用。图54示出了凸轮-开关布置的示例。凸轮-开关布置可包括多个二元凸轮5410a、5410b、5410c、5410d。所述二元凸轮可具有一个或多个凸出段5420以及一个或多个缺口段5422。可以提供一个或多个控制销5430。在一些具体实例中,每个凸轮可具有与其可操作地连接的控制销。
单个控制销5430可接触单个的二元凸轮5410。在一些具体实例中,可在控制销上提供偏置力,该偏置力可导致控制销保持与凸轮表面相接触。因此,控制销可接触凸轮的凸出段5420或凸轮的缺口段5422。凸轮可以旋转,从而导致接触控制销的凸轮部分改变。凸轮可具有旋转轴。随着凸轮的旋转,控制销可接触凸出段或缺口段,这可以导致控制销作出响应而移动。当控制销接触凸出段时,与控制销接触缺口段的情况相比,控制销轴可从凸轮的旋转轴进一步延伸。
可以提供多个凸轮。在一个示例中,每个凸轮可共享旋转轴。在一些示例中,凸轮可具有共同的轴杆。凸轮可配置成以相同速率旋转。凸轮可在围绕凸轮的不同角度具有凸出段和缺口段。例如,图54A示出了具有一个凸出段和一个缺口段的第一凸轮5410a。第二凸轮5410b可具有两个凸出段和两个缺口段。第三凸轮5410c可具有四个凸出段和四个缺口段。第四凸轮5410d可具有八个凸出段和八个缺口段。在一些情况下,可以提供任何数目的凸轮。例如,可以提供n个凸轮,其中n是任何正整数。可以提供从第一凸轮直至第n凸轮。可以提供多个凸轮中的任何选定的凸轮i。在一些情况下,第i凸轮可具有2i1个凸出段和2i1个缺口段。凸出段和缺口段可径向均匀分布在凸轮周围。可从凸轮凸出或可不从凸轮凸出的控制销的配置可形成二元配置。
图54A示出了处于位置0的二元凸轮的示例,其中凸轮旋转0度。每个控制销正在接触缺口部分,这允许每个控制销具有回缩位置。图54B示出了处于位置1的二元凸轮的示例,其中凸轮旋转了22.5度。除第四控制销之外的每个控制销都正在接触缺口部分。第四控制销正在接触凸出段,这导致第四控制销延伸。可以产生二元读数,其中回缩的销为0,而延伸的销为1。图54C示出了处于位置5的二元凸轮的示例,其中凸轮旋转了112.5度。第一控制销和第三控制销正在接触缺口部分,而第二销和第四销正在接触凸出部分。第二销和第四销是延伸的。图54D示出了处于位置15的二元凸轮的示例,其中凸轮旋转了337.5度。每个控制销正在接触凸轮的凸出段。每个控制销均处于延伸位置,因此每个都具有读数1。凸轮可以旋转任意量,这可以允许延伸和回缩的销的任何组合。
延伸的控制销可允许在驱动装置与液体处理装置的另一部分之间的可操作连接。例如,针对特定凸轮的延伸的控制销可允许马达移动与这一单个凸轮相关联的柱塞、吸头移除装置和/或移液管喷嘴。
图54E示出了根据本文描述的具体实例的,安装有马达的选择凸轮。一个或多个凸轮5410可与一个或多个控制销5430一起提供。凸轮可共享轴杆5440。可以提供带有编码器的马达5450。滑轮5460可以将马达可操作地连接到凸轮。在一些具体实例中,马达可能能够旋转,这可导致凸轮旋转。轴杆可以旋转,这可导致凸轮一起旋转。凸轮可旋转到期望的位置以提供延伸的控制销的期望布置。延伸的控制销可允许在另一马达与移液管的另一部分之间的可操作连接。还可以提供无附件的移液管主体5470。在一些具体实例中,延伸的控制销可以是处于开位置的开关,而回缩的控制销可以是处于关位置的开关,或反之亦然。
在一些具体实例中,吸取和分发彼此独立地得到控制。这可以借助于单个驱动装置来实现。在一个示例中,一个驱动装置提供样本(例如,液体)吸取,而另一驱动装置提供样本分发。
通气
一个或多个液体处理装置可包括通气孔。例如,移液管可包括通气孔。例如,移液管喷嘴和/或移液管吸头可包括通气开口。通气开口可允许内部柱塞装置在内部移动,而不会排出或吸取液体。在一些具体实例中,通气开口可允许柱塞在不导致液体路径内的液体沿该液体路径大幅移动的情况下移动。例如,通气孔可能能够允许柱塞在不排出液体的情况下在移液管喷嘴或吸头内向下移动。柱塞可以一直接触液体或者可以不一直接触液体。在一些情况下,柱塞可以向下移动而不排出液体,直到柱塞接触液体。在另一示例中,通气开口可允许柱塞远离液体向上移动并抽入空气,同时允许液体留在移液管喷嘴或吸头内其原来的位置。
通气孔可允许提高的移液管准确度和/或精确度。通气孔可包含在排气式移液管中。通气孔可通过根据环境条件而允许排放出可导致液体的固有不准确度的空气,来提高排气式移液管的准确度和/或精确度。备选地,可以为正排量式移液管包含通气孔。通气可降低与可变条件相关联的不准确度。通气孔可允许弹出填充有液体的移液管吸头,而不从吸头损失液体。在不损失液体的情况下使液体填充的吸头排气可在吸头从移液管脱开时支持吸头的温育,从而空出移液管以执行其它任务。在一个具体实例中,移液管吸头可被排气,并于随后被拾取用于内部液体的进一步处理。
在一些具体实例中,液体处理装置可包括一个或多个通气端口。在一些情况下,一个或多个移液管头可具有通气端口。在一个示例中,液体处理装置的每个移液管头可具有通气端口。每个特定类型的移液管头(例如,排气式移液管头)可具有通气端口。
通气端口可能能够具有敞开位置和封闭位置。在一些情况下,可使用开关来确定通气端口时处于敞开位置还是封闭位置。在一个示例中,开关可以是螺线管、阀门或者本文其它各处所述的任何其它开关装置。通气端口开关可具有一种或多种提供给本文其它各处所述的任何其它开关装置的特性,或反之亦然。通气端口开关可以是二元开关,或者可具有多个位置。通气端口可以是敞开的或者是封闭的,或者可以具有不同的敞开度。通气端口是敞开或是封闭,或者通气端口的敞开程度可由控制器来控制。在一个示例中,通气螺线管可确定通气端口是处于敞开位置还是封闭位置。在另一示例中,阀门可确定通气端口是处于敞开位置还是封闭位置。阀门、螺线管或任何其它的开关可进行工作循环。工作循环可具有任何周期,包括但不限于5s或更少、3s或更少、2s或更少、1s或更少、500ms或更少、300ms或更少、200ms或更少、100ms或更少、75ms或更少、60ms或更少、50ms或更少、40ms或更少、30ms或更少、20ms或更少、10ms或更少、5ms或更少、或者1ms或更少的周期。工作循环可根据来自控制器的一个或多个指令来控制。
在一些具体实例中,通气螺线管、阀门或其它开关可以确定通气孔可敞开的程度。例如,开关可以仅确定通气端口是敞开还是封闭。备选地,开关可以确定通气端口是否敞开到中间程度,比如敞开约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%。通气端口可敞开到固定程度,或者可以敞开沿连续范围的任何程度。敞开程度可回应于来自控制器的一个或多个信号而受到控制。控制器可用于确定要在液体路径中提供的压力的期望程度。
通气端口可耦合至压力源。压力源可以是正压源或负压源。正压源对于液体从移液管头内的排出可能是有用的。负压源对于液体向移液管头中的吸取可能是有用的。在一些情况下,通气端口可耦合到大气条件。例如,通气端口可选择性地将移液管头的内部与环境空气相连接。
正压或负压可通过本领域已知的任何技术来递送。在一个示例中,通气端口可耦合至能够递送正压或负压的可逆泵。所述泵可能能够长时间递送正压或负压。例如,所述泵可递送正压直至所有液体都被排出。所述泵可在与期望的一样长的时间内递送正压,以便允经移液管头排出许期望量的液体。在另一示例中,所述泵可在与期望的一样长的时间内递送负压,以便允许经移液管头吸取期望量的液体。可逆泵可允许在选定的条件下在提供正压与负压之间进行转换。
可以通过液体来提供正压或负压。例如,可以通过空气或另一气体来提供负压。在其它具体实例中,可以通过液体或任何其它液体来提供正压或负压。
在一些情况下,移液管头具有单一通气端口。备选地,移液管头可具有多个通气端口。多个通气端口可连接至正压源、负压源、环境条件或它们的任何组合。
回缩
液体处理装置可包括一个或多个移液管头,其中单个的移液管头具有指定长度的液体路径。液体路径可完全处于移液管头之内,或者移液管头的一个或多个部分可处于移液管头之外。液体路径长度可终止于移液管喷嘴。液体路径长度可终止于液体处理装置的孔口。在一些情况下,液体路径长度可终止于连接到液体处理装置的吸头的末端。在一些情况下,液体路径长度可终止于柱塞的末端(例如,更靠近吸头的柱塞末端)。备选地,液体路径长度可终止于移液管头或者基座或支座的末端。液体路径可具有两个或更多个终止末端,所述终止末端可以是上述终止位置的任何组合。在一些情况下,液体路径长度可由两个终止末端所决定。
液体路径的长度可以是可调节的。在一些情况下,当吸头与移液管喷嘴接合时,液体路径的长度可以是可调节的,而不会影响从吸头的液体移动。液体路径长度可以在吸头内的液体保持在基本上相同的位置的同时得到调节。液体路径长度可增大和/或减小。
可以通过改变液体路径的1个、2个或更多个终止点的位置来调节液体路径长度。在一个示例中,液体路径可具有两个终止点:更靠近吸头或液体被排出和/或吸取的点的一个远程终止点,和更远离吸头或液体被排出和/或吸取的点的一个近端终止点。可以移动远程终止点,从而调节液体路径长度。备选地,可以移动近端终止点,从而调节液体路径长度。在一些情况下,可以彼此相对地移动远程终止点和近端终止点,从而调节液体路径长度。
在一个示例中,远程终止点可以是移液管喷嘴,近端终止点可以是更靠近移液管喷嘴的活塞末端。移液管喷嘴可连接到在其中可包含液体的吸头。移液管喷嘴可相对于柱塞和/或移液管头的其余部分缩回或延伸。可以调节移液管头的液体路径长度。在一些情况下,使移液管喷嘴延伸和/或缩回无需引起吸头内液体的大幅移动。在另一示例中,可以朝向或远离吸头驱动柱塞。这也可导致移液管头的液体路径长度得到调节。可以在不引起吸头内液体的大幅移动的情况下驱动柱塞。
如先前所述,液体处理装置可包括至少一个连接到基座的移液管头,其中单个的移液管头包含配置用于与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴。柱塞可提供于移液管头之内,并且可配置成在移液管头内可移动。移液管喷嘴可以是相对于基座可移动的,从而使移液管喷嘴能够具有回缩位置和延伸位置——在其中移液管喷嘴比在回缩位置中离基座更远。移液管喷嘴可以相对于柱塞、相对于马达、相对于移液管头的其余部分、相对于开关或相对于液体处理装置的任何其它部分是可移动的。在缩回位置与延伸位置之间调节移液管喷嘴可改变终止于移液管喷嘴的液体路径长度。在一些情况下,可以仅使用硬性组件来形成液体路径长度。
在回缩位置与延伸位置之间可以提供位置上的任何差异。例如,回缩位置与延伸位置之间可存在不超过和/或等于约1mm、3mm、5mm、7mm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、4cm、5cm或10cm的差异。位置上的差异可以是在垂直方向上、水平方向上或它们的任何组合的方向上。位置上的差异可以是在平行于吸头长度的方向上、垂直于吸头长度的方向上或它们的任何组合的方向上。
在一些具体实例中,这可以通过排气——诸如本文其它各处所述的通气装置或其它装置来实现。通气端口可沿液体路径定位。
液体路径可由一个或多个组件形成。在一些具体实例中,液体路径可完全由硬性组件形成。在其它具体实例中,液体路径可由软性组件形成。备选地,液体路径可由硬性组件和软性组件的组合而形成。液体路径可由硬性组件形成而不使用软性组件。液体路径可由软性组件形成而不使用硬性组件。
硬性组件的示例可包括硬管、管道、导管或通道。液体路径可由单一硬性组件或多个硬性组件形成。多个硬性组件可以是或者可以不是可彼此相对移动的。硬性组件可相对于彼此滑动。在一个示例中,可以提供处在伸缩式配置中的多个硬性组件,其中一个或多个硬性组件可在另一硬性组件内滑动。可以通过彼此相对地移动一个或多个硬性组件来改变液体路径的长度。
软性组件的示例可包括可弯曲的管、管道、导管或通道。例如,可以使用可弯曲的塑料管。液体路径可由单一软性组件或多个软性组件形成。多个软性组件可以是相对于彼此可移动的。例如,它们可彼此相对滑动,并且/或者可具有伸缩式布置。
液体处理装置可在一个或多个移液管头内具有柱塞。柱塞可以配置成可在移液管头内移动。柱塞可以是沿液体路径可移动的。柱塞可以是在垂直方向和/或水平方向上可移动的。柱塞可以是在平行于吸头长度和/或垂直于吸头长度的方向上可移动的。柱塞可与液体路径的一个或多个壁形成不漏液体的连接。因此,由于柱塞可沿液体路径移动,可以改变和/或保持液体路径内的压力。
柱塞可由硬性组件、软性组件或它们的任何组合而形成。柱塞可由单一的整体件形成。备选地,柱塞可由多个区段形成。例如,柱塞可包括第一区段和第二区段。第一区段的至少一部分可配置成相对于第二区段滑动,从而允许柱塞延伸和/或收缩。在一个示例中,第一区段可配置成在第二区段内滑动。可以提供伸缩式配置。柱塞的长度可以是固定的或者可以是可变的。柱塞可具有任何数目的区段(例如,1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个区段),所述区段可以是或者可以不是相对于彼此可移动的。柱塞可形成双针和/或多针配置。
在一些具体实例中,散热器可包围柱塞。散热器可协助将柱塞保持在期望的温度或在期望的温度范围内。这在期望精确控制分发和/或吸取的体积时可能是有益的。散热器可协助减少和/或控制液体处理装置的诸如柱塞等一个或多个组件的热膨胀。在其它具体实例中,可使用移液管喷嘴和/或吸头来向和/或从移液管传热,以便进行加热和/或冷却操作。还可使用移液管来递送/施加冷空气以控制暗盒、容器、吸头等的温度。可利用泵来实现此功能。
本文所述的具体实例可涉及一种液体处理方法,其可包括提供具有本文所述特征中的一个或多个特征的液体处理装置。例如,所述方法可包括提供至少一个可操作地连接到基座的移液管头,其中单个的移液管头包括配置用于与可移除式吸头相连接的移液管喷嘴。该方法还可包括相对于基座缩回和/或延伸移液管喷嘴。该方法可包括将移液管喷嘴缩回和/或延伸任何距离,该距离可由控制器决定。
又或者,所述方法可包括用吸头分发和/或吸取液体。吸取和/或分发可发生在移液管喷嘴缩回和/或延伸之时。吸取和/或分发可发生在移液管喷嘴在垂直方向上、水平方向上、平行于吸头长度的方向上、垂直于吸头长度的方向上、远离/朝向基座的方向上、或它们的任何组合的方向上缩回和/或延伸之时。
分发和/或吸取的速度可取决于移液管喷嘴缩回和/或延伸的速度,或反之亦然。在具有小体积液体和小容器的系统中,在缩回和/或延伸移液管喷嘴期间进行分发和/或吸取可能是有益的。例如,可以提供小容器,其中液体处于或接近该容器的最顶层。当吸头与容器处液体表面的顶部相遇时,如果未发生吸取,则可能会发生溢流。如果在吸头遇到液体并下降到容器之中时发生吸取,则吸取可防止溢流的发生。在一些具体实例中,分发和/或吸取可以以足以防止溢流或足以具有任何其它期望效果的速率而发生。
在一些具体实例中,移液管喷嘴可在平移移液管头之前、之后和/或与此同时地延伸和/或缩回。移液管喷嘴可在第一方向上延伸和/或缩回,并且移液管头平移可在第二方向上发生。第一方向和第二方向可能基本上彼此平行或者可能不基本上彼此平行。在一些情况下,第一方向和第二方向可能基本上彼此不平行。第一方向和第二方向可能基本上彼此垂直。在一个示例中,第一方向为基本上垂直的方向,而第二方向为基本上水平的方向。在另一示例中,第一方向基本上平行于吸头的长度,而第二方向基本上垂直于吸头的长度。
移液管喷嘴可在用吸头分发和/或吸取液体之前、之后和/或与此同时地相对于基座延伸和/或缩回。液体可在平移移液管头之前、之后和/或与此同时地被分发和/或吸取。
在一个示例中,可在平移移液管头之前和/或与此同时地缩回移液管喷嘴。继而可在用吸头分发和/或吸取液体之前和/或与此同时地延伸移液管喷嘴。在平移移液管头的同时,可将移液管吸头缩回足够的量以清除可能遇到的任何物体。移液管吸头可充分延伸,以便与所要吸取的液体相接触以及/或者将液体分发到指定位置。
在移液管头的平移发生时,移液管喷嘴可以延伸和/或缩回或者可以不延伸和/或缩回。在一些情况下,一起平移的多个移液管头中的单个移液管喷嘴可以一起延伸和/或缩回或者可以不一起延伸和/或缩回。在一些情况下,单个的移液管喷嘴可独立地缩回和/或延伸。移液管喷嘴可基于所要移动的已知路径而延伸和/或缩回,所述已知路径可能包括需要清除的已知障碍物或者可能不包括该障碍物。移液管喷嘴可基于传感器所提供的一个或多个测量(例如,如果传感器在移液管头的平移期间遇到阻碍)而延伸和/或缩回。
在一些情况下,移液管可包括一个或多个传感器,用于向操作移液管的控制系统提供各种数据。在一个示例中,所述一个或多个传感器提供使移液管能够延伸和缩回的位置测量。在另一示例中,所述一个或多个传感器提供温度、压力、湿度、导电性数据。在又一示例中,所述一个或多个传感器包括用于从移液管内取得图像、视频和/或录音的相机。
多头移液管可具有多个移液管头。一个或多个所述移液管头和/或每个移液管头可包括移液管喷嘴。一个或多个所述移液管头和/或每个移液管头可具有与其相连接的移液管吸头。一个或多个所述移液管头和/或每个移液管头可能能够接纳或连接到移液管吸头。在一个示例中,每个移液管头可连接到一个移液管吸头。在其它示例中,每个移液管头可能能够连接到一个或多个移液管吸头。移液管吸头可压入配合到移液管头上并且/或者可用本领域中已知的任何其它装置来连接,这些装置包括但不限于:磁性件、扣接件、勾环紧固件、弹性物、系杆、滑动装置、锁定装置、夹具、驱动机械组件和/或黏合剂。
可成行提供一个或多个移液管头。例如,可以成行提供1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多个、或者12个或更多个移液管头。可成列提供一个或多个移液管头。例如,可以成列提供1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多个、或者12个或更多个移液管头。可以提供移液管的数组,其中所述数组具有成行的1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个更或多个、或者12个或更多个移液管头以及成列的1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多个、或者12个或更多个移液管头。在一些具体实例中,移液管头可布置成交错的行,直线的、弯折的或弯曲的行,同心形状,或者任何其它配置。移液管头可配置成和/或尺寸设定成匹配于本文其它各处所述的微型卡上的一种或多种排列。
多头移液管可具有拥有本文其它各处所述的移液管头配置的排气式移液管。备选地,多头移液管可具有拥有本文其它各处所述的移液管头配置的正排量式移液管。备选地,多头移液管可既包括排气式移液管又包括正排量式移液管。在一个区域中可提供一个或多个排气式移液管,并且在另一区域中可提供一个或多个正排量式移液管。备选地,可以穿插排气式移液管和正排量式移液管。可以以一种规格提供排气式移液管,并且可以以另一规格提供正排量式移液管。例如,可以提供一行排气式移液管,并且可以提供单一的正排量式移液管。在一个具体实例中,一排8个头的排气式移液管可与单一的正排量式移液管一起提供。
可在同一移液管支座上提供一个或多个排气式移液管和一个或多个正排量式移液管。备选地,它们可以提供在不同的移液管支座上。排气式移液管和正排量式移液管可相对于彼此处在固定位置。备选地,它们可以是可彼此相对移动的。
在设备内可提供1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管和/或其它液体处理装置。液体处理装置可在该设备内具有固定位置。备选地,液体处理装置可以是可在设备内移动的。
在模块内可提供1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管和/或其它液体处理装置。液体处理装置可在该模块内具有固定位置。备选地,液体处理装置可以是可在模块内移动的。在一些具体实例中,液体处理装置可以是可在模块之间移动的。又或者,可在模块之外但在设备之内提供液体处理装置。
液体处理装置可将样本或其它液体从设备和/或模块的一部分转移到另一部分。液体处理装置可在模块之间转移液体。液体处理装置可使液体能够从设备的一部分被运送到另一部分,从而实现一个或多个样本处理步骤。例如,液体可在设备的第一部分中经受样本准备步骤,并且可通过由液体处理系统转移到设备的第二部分,其中可以发生额外的样本准备步骤、测定步骤或探测步骤。在另一示例中,液体可在设备的第一部分中经受测定,并且可由液体处理系统转移到设备的第二部分,其中可以发生额外的测定步骤、探测步骤或样本准备步骤。在一些情况下,液体处理装置配置用于转移液体、固体或半固体(例如,凝胶)。因此,术语「液体处理」不必限于液体,而是可以囊括不同黏度或稠度的物质。
液体处理可允许在液体被包含在一个或多个移液管吸头和/或容器内的情况下对液体的转移。包含液体的吸头和/或容器可从设备的一部分移动到另一部分。例如,移液管吸头可在设备的一个部分中汲取液体,并且移动到设备的第二部分,在该处液体可被分发。备选地,设备的各部分可相对于液体处理装置而移动。例如,设备的一部分可移动到移液管,在该处移液管可汲取液体。继而设备的另一部分可移动到移液管,在该处移液管可分发液体。类似地,液体处理装置可以是可移动的,以便在不同的位置拾取和/或移除移液管吸头和/或容器。
液体处理吸头
在一个示例中,移液管喷嘴可配置用于接纳一种或多种类型的移液管吸头。移液管喷嘴可塑形成与一种或多种类型的移液管吸头互补。在一些具体实例中,移液管吸头可具有拥有相同直径的末端,即使其它移液管吸头形状或尺寸可以变化。在另一个示例中,移液管喷嘴可具有一个或多个塑形特征,所述塑形特征可根据移液管吸头而选择性地接触移液管吸头。例如,移液管喷嘴可具有接触第一类型移液管吸头的第一部分,以及接触第二类型移液管吸头的第二部分。在此类情况下,移液管喷嘴可具有相同的配置。备选地,移液管喷嘴可经特殊塑形以适合一种类型的移液管吸头。不同的移液管喷嘴可用于不同的移液管吸头。
移液管吸头可以由可使一个或多个信号能够从移液管吸头被探测到的材料形成。例如,移液管吸头可以是透明的,并且可允许对移液管吸头内液体的光学探测。可以在移液管吸头附接到移液管喷嘴时以任何其它方式对移液管吸头进行光学读取或探测。备选地,可以在移液管吸头已从移液管喷嘴移除时以任何其它方式对移液管吸头进行光学读取或探测。当由探测器读取时,移液管吸头可能具有包含于其中的液体或者可能不具有液体。移液管吸头可具有如本文其它各处所更详细描述的一种或多种配置、尺寸、特性或特征。
在一些具体实例中,移液管吸头可接收或发射来自光源的光。吸头可发挥透镜的功能以聚焦移液管所发射的光。在一些具体实例中,光源可以可操作地连接到液体处理装置。光源可在液体处理装置之外,或者可在液体处理装置之内。在一些具体实例中,可在液体处理装置的移液管头内提供一个或多个光源。在一些具体实例中,多个移液管头或每个移液管头可具有光源。多个光源可以是或者可以不是独立可控的。可以控制或者可以不控制光源的一个或多个特性,包括但不限于:光源是开还是关、光源的亮度、光的波长、光的强度、照明角度、光源位置。光源可向吸头中提供光。
光源可以是任何能够沿电磁波谱发射能量的器械。光源可沿可见光谱发光。在一个示例中,光源可以是发光二极管(LED)(例如,砷化镓(GaAs)LED、砷化铝镓(AlGaAs)LED、砷化镓磷(GaAsP)LED、磷化铝镓铟(AlGaInP)LED、磷化镓(III)(GaP)LED、氮化铟镓(InGaN)/氮化镓(III)(GaN)LED、或磷化铝镓(AlGaP)LED)。在另一示例中,光源可以是雷射,例如垂直腔面发射雷射(VCSEL)或者其它合适的光发射器,诸如磷化铟镓铝(InGaAIP)激光器、磷化镓砷/磷化镓(GaAsP/GaP)雷射、或砷化镓铝/砷化镓(GaAIAs/GaAs)雷射。光源的其它示例可包括但不限于电子激发光源(例如,阴极射线发光、电子受激发光(ESL灯泡)、阴极射线管(CRT监视器)、数码管、白炽光源(例如,碳丝灯、常规白炽灯泡、卤素灯、碳硅棒、能斯脱灯)、电致发光(EL)光源(例如,发光二级管-有机发光二级管、聚合物发光二级管、固态照明、LED灯、电致发光片、电致发光线)、气体放电光源(例如,荧光灯、感应照明、空心阴极灯、氖灯和氩灯、电浆子灯、氙气闪光灯)、或者高强度放电光源(例如,炭弧灯、陶瓷放电金属卤化物灯、汞介质-弧碘灯、汞蒸汽灯、金属卤化物灯、钠蒸汽灯、氙弧灯)。备选地,光源可以是生物发光光源、化学发光光源、磷光光源、荧光光源。
光源可能能够以任何光谱发射电磁波。例如,光源可具有落入10nm至100μm之间的波长。光波长可落入100nm至5000nm、300nm至1000nm、或400nm至800nm之间。光波长可小于和/或等于10nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1500nm、1750nm、2000nm、2500nm、3000nm、4000nm或5000nm。
可以提供多个光源中的一个或多个光源。在一些具体实例中,多个光源中的每一个可以是相同的。备选地,一个或多个所述光源可以是不同的。光源所发出的光的光特性可以是相同的或者可以是不同的。光源可以是独立可控的。
吸头可形成波导,该波导能够通过吸头向包含于其中的液体提供光,或者能够通过吸头而从液体传输光信号。吸头可能能够从光源向包含于其中的液体传输光。光源可以是红外光。红外光可用于加热吸头之中或其它各处的样本或反应。吸头可能能够传输光。吸头可由透光材料形成。在一些具体实例中,吸头可传输电磁波谱中所有的波。备选地,吸头可传输电磁波谱中选定的波。例如,吸头可传输选定波长的光。吸头可以或不可以沿吸头的整个长度传输光。吸头的一部分或整个吸头可由透光材料形成。吸头可以是透明的、半透明的和/或不透明的。
在一些具体实例中,吸头可包括能够传导光的纤维。所述纤维可由光学透明材料形成。所述纤维可以沿可移除式吸头的一部分或整个长度延伸。光纤可嵌入在可移除式吸头中。光纤可嵌入在不透明吸头、透明吸头和/或半透明吸头内。
移液管喷嘴可由透明和/或反射表面形成。移液管喷嘴可配置成允许通过移液管喷嘴的光传输。例如,来自光源的光可穿过移液管喷嘴到达吸头。在一些具体实例中,移液管喷嘴可具有反射表面。来自吸头的光可由移液管喷嘴反射回吸头中,从而在吸头内或邻近吸头处创造出高照明度。
图55示出了使用一个或多个光源的液体处理装置的示例。图55A示出了多个移液管头。每个移液管头可包括喷嘴5510。可以为每个移液管头提供弹射套筒5512。
图55B示出了在底部位置具有柱塞5520的液体处理装置的侧面剖视图。该装置可包括移液管壳体5530。可以提供螺线管5540,该螺线管5540可影响弹射套筒5512或柱塞5520的驱动。
图55C示出了可在液体处理装置内提供的光源的特写。例如,可以在移液管壳体内提供LED5550或其它光源。本文对LED的任何描述亦可适用于任何其它光源,且反之亦然。LED可位于柱塞5520的末端。LED可位于柱塞的顶端或柱塞的底端。LED可与柱塞同轴。LED可与柱塞成为一体或可以是与柱塞分离的零件。LED可以直接接触或者可以不直接接触柱塞。在一些具体实例中,LED可随柱塞一起移动。备选地,LED可保持固定,而柱塞可以是可移动的。
可以提供可协助对准和/或控制柱塞位置的柱塞固定器5560。柱塞固定器可具有一个或多个可将柱塞置于延伸或回缩位置的特征5565。当柱塞处于延伸位置时,其可位于比柱塞处于回缩位置时更靠近移液管喷嘴和/或吸头之处。
图55D示出了柱塞5520和移液管喷嘴5510的特写。在一些情况下,可在移液管头上提供O形环5570。柱塞可由透光材料形成。在一些具体实例中,柱塞可由透明材料形成。柱塞可以是可发挥光导功能的光管柱塞。柱塞可将来自光源的光传输至吸头和/或包含在吸头内的液体。柱塞可以或可以不将来自吸头内液体的光传输到另一位置。
图55E示出了液体处理装置的透视图。
液体处理装置可以可操作地连接到图像摄取仪器。图像摄取仪器可能能够摄取吸头内的液体的图像。备选地,图像摄取仪器可能能够摄取通过吸头的图像。图像摄取仪器可在液体处理装置之外,或者可在液体处理装置之内。在一些具体实例中,可在液体处理装置的移液管头内提供一个或多个图像摄取仪器。在一些具体实例中,多个移液管头或每个移液管头可具有图像摄取仪器。在一些具体实例中,图像摄取仪器可与装置一体形成。所述装置本身可能能够发挥图像摄取仪器的功能。在一些具体实例中,吸头和/或柱塞可能能够发挥图像摄取仪器的镜头的功能。吸头和/或柱塞可由透光材料形成,所述透光材料可经塑形用于提供期望的光学效应。
多个图像摄取仪器可以是或者可以不是独立可控的。图像摄取仪器可以是相同的,或者可以是不同的。
对图像摄取仪器的任何描述均可适用于任何电磁谱探测器械。图像摄取仪器可能能够摄取电磁辐射并且沿着以下各项中的一项或多项生成图像,这些项为:可见光谱、红外光谱、紫外光谱或伽马光谱。在一些具体实例中,图像摄取仪器为相机。对相机或本文其它各处所述的其它探测器械的任何描述均可适用。在一个示例中,图像摄取仪器可以是数字相机。图像摄取仪器还可包括耦荷器(CCD)或光电倍增管和光电管,或者光监测器或其它探测器械,诸如扫描显微镜(无论其为背向光照式或是正向光照式)。在一些情况下,相机可使用CCD、CMOS,可以是无透镜(计算式)相机(例如,弗兰肯相机(Frankencamera))、开源相机,或者可以使用本领域已知的或以后开发的任何其它视觉探测技术。相机可包括一个或多个如下特征,所述特征可在使用中使相机聚焦,或者可以摄取可于后期聚集的图像。在一些具体实例中,成像器械可采用2-D成像、3-D成像和/或4-D成像(包含随时间的变化)。成像器械可摄取静态图像。所述静态图像可摄取于1个或多个时间点。成像器械还可摄取视频和/或动态图像。可在1个或多个时间段内连续摄取视频图像。对成像器械和/或探测单元的任何其它描述亦可适用。
在一个示例中,图像摄取仪器可位于柱塞的末端。在一些示例中,图像摄取仪器可位于柱塞的底端或顶端。图像摄取仪器可与柱塞同轴。图像摄取仪器可与柱塞成为一体,或者可以是与柱塞分离的零件。图像摄取仪器可以直接接触或者可以不直接接触柱塞。在一些具体实例中,图像摄取仪器可随柱塞一起移动。备选地,图像摄取仪器可保持固定,而柱塞可以是可移动的。图像摄取仪器可位于如图55B和图55C中所提供的光源所在的位置上,或者邻接或接近光源。
柱塞和/或吸头可包括透光材料。柱塞和/或吸头可由透明材料制成。柱塞和/或吸头可经塑形以具有期望的光学性质。柱塞和/或吸头可以是图像摄取仪器的透镜。柱塞和/或吸头的移动可以影响或者可以不影响图像摄取仪器所捕获的图像的聚焦。图像摄取仪器可指向沿吸头长度的纵向方向。备选地,图像捕获装置可指向垂直于吸头长度的横向方向,或者成任何其它角度。
在一些具体实例中,图像摄取仪器可能能够摄取吸头内的液体的图像。备选地,图像摄取仪器可能能够摄取器械内的任何样本的图像。在一些具体实例中,图像摄取仪器可摄取位于吸头末端的样本的图像。例如,样本可位于移液管喷嘴对面的吸头的末端。图像摄取仪器可摄取样本的通过吸头的图像。样本可以是液体样本、组织样本或者本文其它各处所述的任何其它样本。在一些具体实例中,图像摄取仪器可与光源协同操作。光源可照亮样本,这允许图像摄取仪器摄取样本的图像。
处理器可以可操作地连接到液体处理装置的吸头。处理器可位于液体处理装置之内、与吸头相关联的移液管头之内、或者吸头本身之上。液体处理装置可基于来自处理器的指令而改变和/或保持可移除式吸头的位置。处理器可以连接到液体处理装置上或其附近的对环境条件(诸如温度、湿度或蒸汽压)进行测量的传感器,并且可以调节液体处理设备的运动以针对此类条件作出补偿或优化。
在一个示例中,可提供多个吸头,其中所述多个吸头中的单个吸头可具有位于吸头上的和/或可操作地连接到吸头的处理器。在一些具体实例中,每个吸头可具有在其上或可操作地连接的处理器。吸头处理器可能能够与控制器通信和/或彼此通信。例如,第一可移除式吸头的第一处理器可与第二可移除式吸头的第二处理器通信。
在一些具体实例中,基于所述通信,吸头的位置可以是可控的。当吸头与移液管头接合时,吸头的位置可以是可控的。备选地,当吸头与移液管头分离时,吸头的位置可以是可控的。当吸头与移液管头接合时和/或当吸头与移液管头分离时,吸头可能能够改变和/或保持其位置。
吸头可包括1个、2个或更多个开口。吸头可以呈任何可与移液管或者一个或多个移液管喷嘴相接的有用形状。吸头可采取诸如圆柱形、椭圆形、正方形、「T」形或圆形等许多形式。单一吸头可具有多个子隔室或腔。这样的子隔室可用于容纳诸如试剂等各种有用化学物质。诸如试剂等有用化学物质可以以液体、固体、薄膜或其它形式存放于吸头或任何其子隔室之中或之上。吸头可包含可按照命令(例如,当刺破时)而释放的诸如试剂等化学物质的囊泡。吸头还可用于诸如试剂和/或样本过滤之类的化学和物理处理步骤。一个或多个所述开口可包括开关,诸如阀门。在一个示例中,吸头可具有两个开口,其中每个开口可包括嵌入式被动阀。诸如嵌入式被动阀之类的开关可配置用于允许液体在一个方向上流动通过第一开口,继而通过吸头主体,进而通过第二开口。阀门可控制液体流动的方向。液体可完全流动通过吸头,或者可以流动通过吸头的一部分。例如,吸头可在一个开口处具有开关,这允许液体朝在某个方向上流动(例如,允许液体流入吸头以允许吸取,同时不允许液体脱离吸头;或者允许液体流出吸头以允许分发,同时不允许将液体吸入吸头)。阀门可得到控制,以确定液体流动的方向、液体流动的数量级、或者是否允许任何液体流动。
液体处理系统可能能够同时分发和/或吸取一种或多种液体。在一些情况下,液体处理系统可同时分发、吸取和/或运送多种类型的液体。液体处理可提供针对一个或多个并发步骤或探测而追踪和处理不同液体的模块化技术。
多用途运送
液体处理装置对于分发、吸取和/或转移一种或多种液体可能是有用的。液体处理装置对于包括非液体处理功能在内的一种或多种额外功能也可能是有用的。组件或吸头的连接可允许液体处理设备发挥能够执行一种或多种非液体处理功能的机器人的功能。备选地,可以采用移液管本身来通过一个或多个驱动装置执行一种或多种此类非液体功能。此类非液体处理功能可包括传递动力以移动组件、工具或其它物体(诸如比色皿主体)或者暗盒或试样或它们的任何组件的能力。当与允许大范围移动的软性支撑体(本文所述)或其它配置相结合时,装置可能能够在装置之内或者甚至在装置之外的多个维度上执行此类功能。
例如,液体处理装置对于将组件从设备内的一个位置转移到另一位置可能是有用的。可被转移的组件可以是样本处理组件。样本处理组件可以是其样本准备单元或组件、其测定单元组件和/或其探测单元或组件。组件的示例可包括但不限于吸头、容器、支撑结构、微型卡、传感器、温度控制仪器、图像摄取单元、光学器械、细胞计数器、离心机或本文其它各处所述的任何其它组件。
液体处理装置可拾取样本处理组件。液体处理装置可将样本处理组件移动到设备的不同位置。液体处理装置可将样本处理组件卸放到其在装置内的新位置。
液体处理装置可能能够在模块内转移样本处理组件。液体处理装置可以局限于或者可以不局限于模块。备选地,液体处理装置可能能够在模块之间转移样本处理组件,且不必局限于单一模块。在一些情况下,液体处理装置可能能够在支架内转移样本处理组件并且/或者可局限于支架。备选地,液体处理装置可能能够在支架之间转移样本处理组件,并且不必局限于单一支架。
液体处理装置可使用各种装置来拾取和移动样本处理组件。例如,可以使用在一个或多个移液管头与样本处理组件的特征之间的压入配合来拾取样本处理组件。例如,移液管喷嘴可通过压入配合布置而与吸头相接。可以使用相同的压入配合布置来允许移液管喷嘴与样本处理组件的特征接合。备选地,压入配合接口可存在于液体处理装置的任何其它部分与样本处理组件之间。在一些情况下,样本处理组件的压入配合特征可以凸出,以便与液体处理装置相遇。样本处理组件的压入配合特征可具有与液体处理装置的压入配合部分互补的形状。
接合装置的另一示例可以是压力驱动装置,诸如抽吸装置。可以使用由一个、两个或更多个移液管头所提供的吸力来拾取样本处理组件。吸力可由一个或多个移液管头提供,可由柱塞的内部驱动或耦合到液体路径的负压源提供。提供吸力的移液管头可接触样本处理组件的任何部分,或者可接触样本处理组件的特定特征。样本处理组件的特征可以凸出以与液体处理装置相遇,或者可以不凸出。
接合装置的额外示例可以是磁性装置。液体处理装置可包括磁体,该磁体可被接通以便与样本处理组件的磁体相接。当希望卸放样本处理组件时,可以关闭该磁铁。可以使用本领域已知的额外装置,包括但不限于黏合剂、勾环紧固件、螺丝、或者锁槽配置。
在一些具体实例中,可提供组件移除装置以协助卸放样本处理组件。备选地,可不需要单独的组件移除装置。在一些情况下,可使用吸头移除装置作为组件移除装置。在另一示例中,可使用柱塞作为组件移除装置。备选地,可提供单独的组件移除装置。组件移除装置可使用重力、摩擦力、压力、温度、黏性、磁性原理或任何其它原理。大量的吸头可储存在设备内,作为在需要时所要利用的移液管或机器人的共享资源。吸头可储存在当需要时所使用的斗仓、暗盒、储囊之中。备选地,吸头可以以镶套方式储存以节约设备内的空间。在另一具体实例中,模块可配置用于提供所需的额外吸头或任何其它资源作为设备中的共享模块。
液体处理装置可在任何数目的接口与样本处理组件相接。例如,液体处理装置可与样本处理组件在1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个界面相接。每个接口可以是相同种类的接口,或者可以是各种接口(例如,压入配合、抽吸、磁性,等等)的任何组合。接口的数目和/或类型可取决于样本处理组件。液体处理装置可配置成用一种类型的接口与样本处理组件相接,或者可以具有多种类型的接口。液体处理装置可配置用于拾取和/或转移单一类型的样本处理组件,或者可能能够拾取和转移多种类型的样本处理组件。在应用各种类型吸头的协助下,液体处理装置可以为样本处理组件或与样本处理组件一起促进或执行包括物理和化学处理步骤在内的各种样本处理任务。
图52提供了用于承载样本处理组件的液体处理装置的示例。所述样本处理组件可以是比色皿托架5210。所述比色皿托架可具有一个或多个接口特征5212,所述接口特征5212可配置用于与液体处理装置相接。在一些具体实例中,所述接口特征可接触液体处理设备的移液管喷嘴5220。多个接口特征可接触多个移液管喷嘴。
在一些具体实例中,吸头移除装置5230对于将比色皿托架从移液管喷嘴移除可能是有用的。多个吸头移除装置可同时或依次得到驱动。
图53示出了对承载样本处理组件有用的液体处理装置的侧视图。比色皿托架5310可与液体处理装置相接。例如,喷嘴5320可与比色皿托架接合。喷嘴可具有相同的形状和/或配置。备选地,喷嘴可具有不同的配置。比色皿托架可具有一个或多个互补形状5330,所述互补形状5330可配置用于接纳喷嘴。喷嘴可通过摩擦力和/或真空辅助而与载体接合。喷嘴可用于排气式移液管。
比色皿托架可与一个或多个比色皿5340或其它类型的容器相接。比色皿可具有如图70A-图70B中所示的配置。
液体处理装置还可与一系列连接的容器相接。图69中示出了一种这样的配置,其中液体处理装置可与拾取端口6920相接,以便拾取容器条带。
在一些具体实例中,提供了可与用于各种处理和分析功能的移液管相接的微型容器。在一些情况下,可在服务点地点执行所述各种处理和分析功能。
拾取界面
液体处理设备可配置用于与吸头或任何其它组件相接。如先前所述,液体处理设备可包括移液管喷嘴,该移液管喷嘴可压入配合到移液管吸头。可以使用额外的装置来将吸头或其它组件连接到液体处理设备,所述装置包括但不限于:磁性件、扣接件、勾环紧固件、弹性物、系杆、滑动装置、锁定装置、夹具、驱动机械组件和/或黏合剂。组件或吸头的连接可允许液体处理设备发挥能够执行一种或多种液体处理或非液体处理功能的机器人的功能。此类功能可包括传递动力以移动诸如暗盒之类的工具或其它物体的能力。当与软性支撑体(如上所述)相结合时,设备可能能够跨大移动范围执行此类功能。
移液管喷嘴可能能够与单一吸头和/或容器相接。例如,特定的移液管喷嘴可配置用于与特定的吸头和/或容器相接。备选地,单一移液管喷嘴可能能够与多个吸头和/或容器相接。例如,相同的移液管喷嘴可能能够与大的和小的移液管吸头和/或容器相接。移液管喷嘴可能能够与具有不同配置、尺寸、体积容量、材料和/或大小的吸头和/或容器相接。
在一个示例中,可使用一个或多个旋转装置。此类旋转装置可包括将吸头拧到移液管喷嘴上。此类螺纹装置可采用外螺纹和/或内螺纹。图59包括螺纹装置的示例。可以提供移液管喷嘴5900。吸头5910可配置用于连接到移液管喷嘴。吸头可直接地或经由接口5920连接到移液管喷嘴。在一些情况下,接口可以是螺母或其它连接器。接口5920可以以任何方式连接到移液管喷嘴5900,这些方式包括压入配合、螺丝或本文其它各处所述的任何其它连接装置。类似地,接口5920可通过压入配合、螺丝或本文其它各处所述的任何其它连接装置连接到吸头5910。
在一个示例中,移液管吸头5910可具有外螺纹坡道5930。诸如螺母之类的界面5920可具有互补的内螺纹坡道5940。在一个备选具体实例中,移液管吸头可具有内螺纹坡道,并且诸如螺母之类的界面可具有互补的外螺纹坡道。移液管吸头可能能够拧入接口的内部部分。移液管吸头的外表面的一部分可接触接口的内表面。
在一个备选具体实例中,移液管吸头可能能够拧在接口的外部部分上。移液管吸头的内表面的一部分可接触接口的外表面。在这样的具体实例中,接口可在其外表面上具有外螺纹坡道和/或在其外表面上具有内螺纹坡道。移液管吸头可相应地在其内表面上具有互补的内螺纹坡道或者在其内表面上具有互补的外螺纹坡道。
在额外的具体实例中,吸头表面的一部分可嵌入接口中,或者接口的一部分可嵌入吸头中。
移液管喷嘴的一部分可在接口内,或者移液管喷嘴的一部分可在界面之外。在一些具体实例中,移液管喷嘴表面的一部分可嵌入接口的一部分内,或者接口表面的一部分可嵌入移液管喷嘴的一部分内。
移液管喷嘴5900可具有一个或多个法兰5950或其它表面特征。表面特征的其它示例可包括凹槽、凸出物、隆起物或槽道。法兰可配合到吸头5910的法兰座之中。法兰可配合到法兰座之中以阻止旋转。这个接口可配置成一旦吸头被正确拧入,就阻止界面和吸头的旋转。
在备选的具体实例中,可以不需要接口5920。吸头可直接拧入移液管喷嘴。吸头可直接拧到喷嘴上或者喷嘴的内部。吸头的外表面可接触喷嘴的内表面,或者吸头的内表面可接触喷嘴的外表面。在备选具体实例中,吸头表面的一部分可嵌入移液管喷嘴内,或者移液管喷嘴表面的一部分可嵌入吸头内。
吸头可具有1个、2个或更多个外螺纹坡道。可以提供任何数目的外螺纹坡道。可以提供1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个螺纹坡道。螺纹坡道可以是外螺纹坡道、内螺纹坡道或它们的任何组合。螺纹坡道可以径向等距地间隔开。移液管吸头可具有1个、2个或更多个法兰座。可以提供1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个法兰座。法兰座可以径向等距地间隔开。备选地,法兰座之间的间距可以有所不同。法兰座可以径向定位在螺纹坡道触及移液管吸头的末端之处。备选地,法兰座可定位在关于螺纹坡道的任何位置。
移液管喷嘴可具有1个、2个或更多个法兰或本文其它各处所述的其它表面特征。可以提供1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个法兰。法兰可以径向等距地间隔开。备选地,法兰之间的间距可以有所不同。法兰可配置成配合到法兰座之中。在一些具体实例中,可在法兰与法兰座之间提供一一对应。第一法兰可配合到第一法兰座之中,并且第二法兰可配合到第二法兰座之中。法兰座可具有与法兰互补的形状。在一些具体实例中,法兰可具有相同的形状,并且法兰座可配合在任何法兰之上。备选地,法兰可具有不同的形状和/或配置,从而使特定的法兰座可对应于特定的法兰。
在备选具体实例中,可在移液管喷嘴内提供一个或多个法兰。在移液管喷嘴上可塑造互补的法兰座。
法兰可压入配合到法兰座中。法兰与法兰座之间的连接可以是紧固的。备选地,法兰与法兰座之间的连接可以是宽松的,从而使法兰可滑出法兰座。
图60提供了根据本文描述的具体实例而提供的喷嘴-吸头接口的附加示例。拾取器和接口可使用一种或多种在圆珠笔类型的配置中所采用的特征、特性或方法。喷嘴6000可配置成与吸头6002接触。一个或多个拾取爪6004可配置用于拾取吸头。拾取爪可具有一个或多个可夹持或拾取吸头的爪齿6006或其它组件
在一些情况下,套环6008可配合在拾取爪6004之上。爪齿6006可伸出套环。所述套环可具有爪压缩直径6010。所述爪可在拾取器套环内滑动。因此,所述齿可从套环延伸出不同的量。爪压缩直径可将齿压缩到一起。当套环在齿上滑动时,这可使齿能够夹持诸如吸头等物体。
可以提供棘轮装置6012。所述棘轮装置可在爪的一部分之上滑动。一个或多个爪销6014可在棘轮内引导爪。例如,爪销可保持爪沿棘轮纵向移动,而不是左右滑动。
可以提供爪弹簧6016,所述爪弹簧6016可协助在纵向方向上沿所述爪提供力。在一些情况下,可以提供可允许喷嘴在纵向方向上移动的喷嘴弹簧6018。又或者,喷嘴弹簧可具有比爪弹簧更小的直径。爪弹簧可环绕在喷嘴的一部分的外部。可以提供一个或多个盖6020。
包括喷嘴6000、爪6004、套环6008、盖6020和关联部分在内的拾取器组合可接近吸头6002。所述组合可下压以便拾取接合该吸头。爪的一个或多个齿6006可摄取吸头的凸缘。套环可部分地位于齿之上以便压缩该齿使其倚靠吸头。在拾取器压紧步骤中,套环可进一步向下滑动以将齿进一步绷紧在吸头周围。
继而可以拉起组合。在拾取器锁定步骤中,齿可以卡在吸头的凸缘上。喷嘴可促使吸头倚靠于齿,从而形成密封。整个组合可在移液功能中使用。例如,移液管和连接的吸头可以吸取、分发和/或转移液体。在移液功能期间,爪可以锁定在套环之中。
为了移除吸头,可在卸放接合步骤中下压组合。在卸放拉离步骤中,组合可被提升,且套环相对于爪向上滑动,从而允许齿在吸头周围松开。整个组合可在吸头仍然在下降的同时被提升,从而使吸头从拾取组合分离。
图61示出了内螺纹拾取界面的示例。吸头6100可拧入移液管的螺纹部分6110。所述部分可以是移液管喷嘴或者是吸头与移液管喷嘴之间的接口。吸头可包括一个或多个法兰6120或其它表面特征。如本文其它各处所述,可以提供任何数目或配置的法兰。法兰可以与一个或多个可使吸头围绕螺纹部分旋转的装置相接合。备选地,螺纹部分可以转动而吸头保持静止,又或者使用法兰将其固定就位。螺纹部分可包括一个或多个可拧入吸头内的螺丝6130。备选地,吸头可在其外表面上包括一个或多个螺丝,并且可拧入螺纹部分之中。螺纹部分可包括一个或多个液体通路6140。所述液体通路可进入与吸头的内部6150的液体连通。
图62图示了O形环吸头拾取器的示例。吸头6200可由移液管喷嘴6210拾取。吸头的一部分可配合到喷嘴的一部分内。例如,吸头的外表面的一部分可接触喷嘴的内表面。备选地,喷嘴的一部分可配合到吸头的一部分内。例如,吸头的内表面的一部分可接触喷嘴的外表面。
喷嘴可以具有一个或多个可接触吸头6200的O形环6220。O形环可由弹性材料形成。O形环可提供在移液管喷嘴的圆周周围。备选地,可以提供弹性材料且无需将其提供在移液管喷嘴的整个圆周周围。例如,可在移液管喷嘴内的一个或多个间隙处提供一个或多个橡皮球或相似的弹性凸出物。移液管喷嘴可具有一个或多个凹槽,一个或多个O形环可配合到所述凹槽之中。备选地,吸头可在其外表面上具有一个或多个凹槽,一个或多个O形环或其它材料可配合到所述凹槽之中。
可以在喷嘴和/或吸头的一部分之间提供高摩擦和/或软性材料。这可使吸头能够压入配合到喷嘴中,或者让喷嘴压入配合到吸头中。在一些情况下,喷嘴和吸头二者均可具有O形环或类型材料。O形环可确保在吸头与喷嘴之间的液体密封。
移液管喷嘴可具有内部搁板或平坦靠板6230。平坦靠板可提供物理阻挡以使吸头座合于适当的位置。
图63提供了膨胀/收缩智能材料吸头拾取器的示例。吸头6300可由移液管喷嘴6310拾取。吸头的一部分可配合到喷嘴的一部份内。例如,吸头的外表面的一部分可接触喷嘴的内表面。备选地,喷嘴的一部分可配合到吸头的一部分内。例如,吸头的内表面的一部分可接触喷嘴的外表面。
喷嘴可以包括由当相应地遭受到磁场或电场时可收缩的磁致伸缩或电致伸缩智能材料制成的套环。可以结合电磁线圈、磁场操纵或者生成电流的电源,以便控制材料的收缩和膨胀。
为了拾取吸头,喷嘴可下降至吸头周围并且可以活化套环,从而导致套环收缩并夹持该吸头。套环可牢固地夹持吸头。套环的收缩可充分牢固地夹持吸头,以确保严密的液体密封。为了释放吸头,可以使套环去活化以使其膨胀并释放该吸头。
移液管喷嘴可具有内部搁板或平坦靠板6320。平坦靠板可提供物理阻挡,以使吸头座合在适当的位置。
在一个备选具体实例中,喷嘴的智能材料可插入吸头的一部分内。可以活化所述材料以导致所述材料膨胀并从内部夹持吸头。可以使所述材料去活化以导致所述材料收缩并释放吸头。
图64提供了膨胀/收缩弹性体偏转吸头拾取器的示例。吸头6400可由移液管喷嘴6410拾取。吸头的一部分可配合到喷嘴的一部份内。例如,吸头的外表面的一部分可接触喷嘴的内表面。备选地,喷嘴的一部分可配合到吸头的一部分内。例如,吸头的内表面的一部分可接触喷嘴的外表面。
喷嘴可包括硬性材料6420和弹性材料6430。所述硬性材料可以是硬性块或固体材料。吸头可由弹性材料包围。硬性块可居于包围吸头的弹性材料之上。
驱动器可提供力6440,该力6440可压缩硬性块6420。可朝向吸头挤压硬性块。挤压硬性块可压缩弹性体6430,从而导致可使弹性体的内腔室缩小的鼓胀效应。使内腔室收缩可导致弹性体牢固地夹持吸头6400。在第一方向上(例如,朝向吸头)压缩弹性体可导致弹性体在第二方向上(例如,垂直于吸头)膨胀,这可以导致吸头周围的弹性体的压缩。
为了卸放吸头,可以移除力6440,这可导致硬性块从吸头移开,并且可将弹性体从其压缩状态释放出来。
图65提供了真空夹持器吸头拾取器的示例。可以提供具有大头部6502的吸头6500。所述大头部可具有较大的平坦表面积。
吸头可与喷嘴6510接合。喷嘴可具有一个或多个位于其中的洞道6520。在一些情况下,可提供1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个穿过喷嘴的洞道。洞道可以等距径向间隔开,或者以不同间距径向间隔开。洞道可具有相同的或不同的直径。洞道的第一端口可耦合到压力源,而通道的第二端口可面向吸头的头部6502。压力源可以是负压源。洞道可连接到较低压力区域,从而创造出可作用于吸头的扁平头上的吸力。吸力可以提供可向上作用的拉力,以便将吸头固定到喷嘴。
在一些具体实例中,可提供O形环6530。O形环或其它弹性构件可位于喷嘴与吸头的头之间。可以在喷嘴和/或吸头中提供一个或多个凹槽或搁板以容纳O形环。O形环可允许在喷嘴与吸头之间形成密封。这可在喷嘴内的液体路径6540与吸头内的液体路径6550之间提供不漏液体的密封。
为了从喷嘴卸放吸头,所述洞道可从负压抽吸压力源断开。备选地,可以关闭压力源本身。
此类喷嘴-吸头连接和接口是仅以示例的方式提供的。附加的吸头-喷嘴接口以及/或者本文所述的吸头-喷嘴接口的变更或组合均可得到实现。
模块化液体处理
在一些具体实例中,本文其它各处所述的液体处理装置配置中的一种或多种配置可以以模块化的方式实现。例如,可以以模块化规格提供一个或多个移液管头。在一些具体实例中,单一移液管模块可在其上具有单一移液管头和/或喷嘴。备选地,单一移液管模块可在其上具有2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管头和/或喷嘴。移液管模块可彼此相邻地堆栈以形成多头配置。单个的移液管模块可以是可移除的、可替换的和/或可调换的。单个的移液管模块可各自具有相同的配置或者可具有不同的配置。在一些情况下,不同的移液管模块可用其它移液管模块换出,以便提供不同的功能性。
图66提供了根据本文描述的具体实例的移液管模块的示例。所述移液管模块可包括安装在支座6610上的移液管主体6600。所述支座可包括一个或多个导杆6612、轨道、螺丝或类似的特征。移液管主体可能能够沿导杆或类似特征滑动。本文对导杆的任何描述均可适用于可引导移液管主体的运动的任何其它特征。在一些情况下,移液管主体可能能够沿导杆相对于支座向上和/或向下移动。
在一些情况下,支座还可包括导螺杆6614。所述导螺杆可与移液管主体的驱动接口6602相互作用。所述驱动接口可接触导螺杆,从而由于导螺杆可以转动,因此驱动装置可与螺丝的齿相接合并且可导致移液管主体相应地向上或下移动。在一些具体实例中,驱动接口可以是弹簧加载式挠曲件。该弹簧加载式挠曲件可以偏靠螺丝,从而提供与螺丝的牢固而柔韧的接触。弹簧加载式挠曲件可配置用于精确的运动约束。螺丝可响应于驱动装置而转动。在一些具体实例中,驱动接口可借助于磁体而连接到移液管活塞,从而提供充足的自由度以限制磨损和延长装置的寿命。在一些具体实例中,驱动装置可以是马达,其可包括本文其它各处所述的任何类型的马达。马达可直接连接到螺丝或者可经由耦合而连接。驱动装置可响应于来自控制器的一个或多个指令而移动。控制器可在移液管模块之外,或者可本地提供在移液管模块上。
移液管主体6600可包括机壳。又或者,机壳可以是梭型蛤壳式机壳。喷嘴6620可连接到移液管主体。喷嘴可从移液管主体延伸。在一些具体实例中,喷嘴可从移液管主体向下延伸。喷嘴相对于移液管主体可具有固定位置。备选地,喷嘴可从移液管主体延伸和/或缩回。喷嘴可具有位于其中的液体通路。液体通路可连接到移液管活塞。对本文其它各处所述的柱塞、压力源或液体通路的任何描述均可使用在模块化移液管之中。在一些具体实例中,移液管主体可支撑马达6630、齿轮系、阀门6632、导螺杆、磁性活塞安装块、活塞腔体块和阀门安装件6634以及/或者其它组件。可在移液管主体的机壳内提供一个或多个本文所述的组件。
移液管主体还可包括导轨6640。所述导轨可允许移液管的一部分相对于移液管主体移动。在一个示例中,移液管喷嘴可相对于移液管主体而向上或向下移动。移液管喷嘴可以连接到可沿导轨移动的内部组合。在一些具体实例中,导轨6640可配置用于与可阻止移液管主体旋转的另一装置相接。导轨可由外部机壳所约束,这可以约束绕导杆的旋转。
图67A示出了处于全分发位置的,具有回缩的滑闸的模块化移液管的示例。移液管主体6700可相对于支座6710处于向上的位置。移液管主体可以包括可与导螺杆6714接合的驱动接口6702。当滑闸缩回时,驱动接口可处于导螺杆的顶部。安装件可具有导杆6712,该导杆6712可协助于相对所述安装件引导移液管主体。
图67B示出了处于全分发位置的,具有降下的滑闸的模块化移液管的示例。移液管主体6700可相对于支座6710处于向下的位置。移液管主体可以包括可与导螺杆6714接合的驱动接口6702。当滑闸下降时,驱动接口可处于导螺杆的底部。安装件可具有导杆6712,该导杆6712可协助于相对所述安装件引导移液管主体。
安装件可以是完全回缩的、完全降下的,或者具有任何介于其间的位置。螺丝可以转动从而导致移液管主体相对安装件上升或下降。螺丝可在第一方向上转动从而导致移液管主体上升,并且可在第二方向上转动从而导致移液管主体下降。螺丝可在任何点停止转动以便提供移液管主体的位置。移液管主体可随喷嘴一起下降,这可以允许以较小的相对运动实现较大的复杂性。
在液体处理系统中可提供多个移液管模块。移液管模块可具有翼片配置。可提供薄翼片形状因子从而使得任何数目的翼片可以以模块化的方式并排堆栈以形成在其中每个喷嘴可独立地工作或移动的移液系统。单一翼片可以由可被选择用于特定化操作的多个工具(喷嘴、末端效应器,等等)所组成,从而使整体组合所需的空间最小化。在一些具体实例中,翼片还可发挥用于保存在容器和/或暗盒中的样本和/或试剂的冷冻箱、制冷器、加湿器、和/或恒温箱的功能。
多个移液管模块可以位于或者可以不位于彼此相邻之处。在一些具体实例中,移液管模块可以是狭窄的并且可紧挨着彼此堆栈,以形成多头移液管配置。在一些具体实例中,移液管模块可具有小于或等于1μm、5μm、10μm、50μm、100μm、300μm、500μm、750μm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.5cm、2cm、3cm或5cm的宽度。可以将任何数目的移液管模块放置在一起。例如,可以将1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多个、12个或更多个、15个或更多个、20个或更多个、25个或更多个、30个或更多个、50个或更多个、70个或更多个、100个或更多个移液管模块放置在一起。额外的移液管模块可单独地放置或者放置在一起,并且又或者可以具有拥有不同尺寸和容量的不同的喷嘴。
单独的移液管模块可彼此相邻地放置并且可以彼此接触或者可以不彼此接触。放置在一起的移液管模块可以共享或者可以不共享公共支座。移液管模块的移液管主体可能能够相对移液管安装件彼此独立地向上或向下移动。移液管模块的喷嘴可能能够相对其他移液管模块独立地延伸和/或缩回。
各移液管模块可具有相同或不同的配置。移液管喷嘴的移液管喷嘴可能是相同的或者可能不同。移液管模块可能能够与多种类型的吸头或与专用的吸头相接。移液管模块可具有相同或不同程度的灵敏度或变异系数。移液管模块可具有相同或不同的用于控制液体吸取和/或分发的装置(例如,排气式、正排量式、内部柱塞、垂直柱塞、水平柱塞、压力源)。移液管模块可具有相同或不同的用于拾取或移除吸头的装置(例如,压入配合、拧入、智能材料、弹性材料、按压配合,或者本文其它各处所述的或另外的任何其它接口)。
模块化移液管可以具有可分解为多种功能的运动。例如,运动可分解为(1)活塞和活塞块在(z)方向上的运动,以便吸取和分发液体,以及(2)滑闸组合在(z)方向上的运动,以便允许移液管模块在各种高度与物体接合并且当在当沿(xy)方向上移动时提供余隙。在一些具体实例中,(z)方向可以是垂直方向,并且(xy)方向可以是水平方向。活塞和活塞块的运动可平行于滑闸组合的运动。备选地,活塞和活塞块的运动可以是非平行的和/或垂直的。在其它具体实例中,活塞和活塞块的运动和/或滑闸组合的运动可以是水平的,或者可具有任何其它定向。
例如,如图66中所示,活塞运动可通过对水平堆栈的齿轮系和导螺杆的使用而在非常紧凑的扁平封装中实现。可以使用恒力弹簧、压缩弹簧或波形弹簧来消除该组合中的间隙,并因此可为吸取和分发提供显著改善的准确度/精确度。系统可使用伴随各种弹簧的准确的或非常精确的运动约束,以便允许组合即使在每一单个组件的位置或大小中存在误差的情况下仍精确地操作。
与吸头、喷嘴或活塞直接作用的所有组件可安装到单一的「滑闸组合」,并且这一整个的组合可如一个零件般移动。滑闸组合可包括图66中所示的移液管主体6600。各组件可随滑闸组合一起移动,这可区别于在其中仅有喷嘴移动的传统移液管。这种设计可允许这些组件到关键的活塞/喷嘴区域的简单硬性的连接,而无需在若干个部件之间的复杂联接或相对移动。它还可以提供将未来的组件和功能集成于其上的可扩展「平台」。
活塞可封装在腔体中。活塞所封装在的腔体可由单块金属切割而成,并且任何阀或喷嘴可直接安装到此块。这可简化移液活动可能直接涉及的组件的安装,并且可用很小的未使用体积来提供可靠的气密密封。这可有助于减小移液的变异系数。本文其它各处所述的任何变异系数值均可由移液管实现。
滑闸组合可有意地在绕滑闸导杆的旋转中欠约束。这可有助于容忍设备中的未对准,因为滑闸可具有足够的自由度而从一侧到另一侧(例如,xy平面)枢转到与吸头或其它接口对象接合所需的任何位置中。
滑闸组合中的组件可装入两块「蛤壳式件」中。滑闸组合的一些、一半以上、或所有的组件可装入所述蛤壳式件内。蛤壳式件可包括通往可将组件固定就位的滑闸机壳的两个对称的半部。其还可包括具有用于组件安装的深槽的单一半部,以及完成将组件固定就位这一过程的扁平的第二半部。蛤壳式件的各部分可以是或者可以不是对称的,或者可以具有或可以不具有相同厚度。这些设计可允许组合包括大量的小组件,而无需针对每个组件的复杂安装方法。所述蛤壳式件的设计还可允许以下组装方法:其中组件可被简单地卸放到它们的正确位置,并且继而可使蛤壳式件的第二半部就位并紧固,从而将一切对象锁定就位。此外,这种几何结构本身适合于将PCB布线板直接集成到蛤壳式机壳组件之中以促进设备内组件接线的方法。
对蛤壳式件的任何描述可应用于滑闸组合的多部件壳体或外壳。滑闸组合的壳体可由结合在一起形成壳体的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个部件所形成。蛤壳式件可以是二部件滑闸壳体的示例。蛤壳式件的各部分可以由或者可以不由铰链连接。蛤壳式件的各部分可彼此分离。
在一些具体实例中,每个喷嘴/吸头/活塞/滑闸可结合成非常薄而扁平的单一模块(或翼片)。这可允许若干个翼片以设定的距离彼此堆栈,以创造任意大小的移液管。根据需要,可将期望数目的翼片堆栈在一起,这可以允许移液管根据需要而增大或缩小。这种模块化方法在机械设计中可提供巨大的灵活性,这是因为其将功能性和组件分解成了可互换的部件。其还可使这种设计中的模块化组件能够快速适配和集成到新的移液管系统中;因此,相同的基本模块化组件可能能够完成种类繁多的具有不同需求的任务。由于随载于每个移液管翼片上的快速而独立的喷嘴及活塞控制,功能性的模块化还可使更高效的设备规程成为可能。这种设计可在对设备的服务中提供优势,因有可以独立地调换有缺陷的翼片,而不必需要整个新移液器。一个或多个所述翼片可以是相对于其它位置可独立移动和/或移除的。
容器/吸头
系统可包含一个、两个或更多个容器和/或吸头,或者可以含有可包含一个、两个或更多个容器和/或吸头的设备。设备的一个或多个模块可包含一个、两个或更多个容器和/或吸头。
容器可具有内表面和外表面。容器可具有第一端口和第二端口。在一些具体实例中,所述第一端口和第二端口可彼此相对。所述第一端口或第二端口可以敞开。在一些具体实例中,容器可具有敞开的第一端口和封闭的第二端口。在一些具体实例中,容器可具有一个或多个额外的末端或凸出部,它们可以是敞开的或封闭的。在一些具体实例中,容器可以用于容纳基底板以供测定或反应。在其它具体实例中,所述基底板自身可以发挥某种容器的功能,从而消除了对单独的容器的需求。
容器可具有任何横截面形状。例如,容器可具有圆形横截面形状、椭圆横截面形状、三角形横截面形状、正方形横截面形状、矩形横截面形状、梯形横截面形状、五边形横截面形状、六边形横截面形状或八边形横截面形状。横截面形状可沿容器的整个长度保持不变,或者可以变化。
容器可具有任何横截面尺寸(例如,直径、宽度或长度)。例如,横截面尺寸可小于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm或3cm。横截面尺寸可以指容器的内部尺寸或外部尺寸。横截面尺寸可沿容器的整个长度保持不变,或者可以变化。例如,敞开的第一端口可以比封闭的第二端口具有更大的横截面尺寸,或反之亦然。
容器可具有任何高度(其中高度可以是与横截面维度正交的方向上的维度)。例如,高度可小于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。在一些具体实例中,高度可以是在容器的第一端口与第二端口之间测量的。
容器的内部可具有约1000μL或更小、500μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、175μL或更小、150μL或更小、100μL或更小、80μL或更小、70μL或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、300nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、10nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、250pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、10pL或更小、5pL或更小、或者1pL或更小的体积。
容器的一个或多个壁可具有相同的厚度或沿容器的高度变化的厚度。在一些情况下,所述壁的厚度可小于和/或等于约1μm、3μm、5μm、10μm、20μm、30μm、50μm、75μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、1.5mm、2mm或3mm。
可以提供可具有相同的形状和/或大小或者不同的形状和/或大小的一个或多个容器。
容器可由单一整体件形成。备选地,容器可由两个或更多个容器零件形成。所述两个或更多个容器零件可以永久地彼此接附,或者可以选择性可从彼此分离。容器可包括主体和盖。备选地,一些容器可以仅包括主体。
容器可配置用于容纳和/或拘限样本。容器可配置成与液体处理系统相接合。可以使用本领域已知的任何液体处理系统,诸如移液管,或者使用本文其它各处描述的具体实例。在一些具体实例中,容器可以配置成与可连接到液体处理设备(诸如移液管)的吸头相接合。容器可配置用于在容器内部中接纳吸头的至少一部分。吸头可至少部分地插入到容器中。在一些具体实例中,吸头可配置成进入容器直抵容器的底部。备选地,吸头可配置成不超过部分地插入到容器中。
容器材料可以是不同的类型,这取决于相应过程所需的性质。材料可包括但不限于:聚合物、半导体材料、金属、有机分子、陶瓷、复合材料、迭层材料等。材料可以是硬性的或软性的,或者能够在这两者之间转变。容器材料可包括但不限于聚苯乙烯、聚碳酸酯、玻璃、金属、丙烯酸、半导体材料等,并且可以包括若干种类型的涂层之一。通过在容器壁上引入功能化孔隙,容器材料可渗透选择性的种类。这允许了某些分子种类穿过该材料。容器材料还可覆有涂层,以防止吸收诸如水之类的物质。可以使用其它涂层来实现特定的光学特性,诸如透射、反射、荧光等。
容器可具有不同的几何形状,包括但不限于矩形、圆柱形、六边形,并且可以根据应用而包括但不限于诸如穿孔、渗透膜、微粒或凝胶等属性。容器可包含微液体信道或电路,它们又或者在硅基底板上。
容器还可以是主动式的,并执行一组任务。容器可包含主动式运送器,用以将液体/悬浊液泵过薄膜/隔障。
容器可设计成具有特定光学性质——透明、不透明、荧光或与电磁频谱的任何部分相关的其它性质。通过设计材料以使其在电磁频谱的红外部分中强烈吸收,可将容器设计成充当局部加热的反应器。
容器壁可设计成通过吸收、散射、干扰等而回应于不同的电磁辐射。光学特性和嵌入式传感器的组合可导致容器能够充当自包含式分析器——例如,容器壁上的光敏材料和嵌入式传感器会将容器转变成能够测量光信号变化的分光光度计。
在一些具体实例中,容器可以被认为是智能容器,其可通过「取样」周围的液体而改变其性质。容器可允许单元之间的优选离子转移——与细胞类似,通过电和/或化学触发器发送信号。它们还可以响应于外部和/或内部刺激而影响对其内部液体的容纳。响应于刺激还可以导致容器的大小/形状的改变。容器可以响应于外部或内部刺激而自适应,并且可能通过更改测定动态范围、信号强度等而支持反射探测。
容器还可以嵌有不同的传感器或具有嵌入其中的不同的传感器,诸如环境(温度、湿度等)、光学、声学或电磁传感器。容器可以安装有微小的无线相机,以便实时传输关于其内容物的,或者备选地关于在其中发生的过程的信息。备选地,容器可包含另一类型的一个或多个探测器,该探测器向中央处理器无线地传输数据。
容器可以设计成一系列不同体积,范围从数微升到数毫升。跨不同长度和时间尺度处理液体涉及操纵和/或利用各种力——水动力、惯性力、重力、表面张力、电磁力等。容器可设计成利用某些力而非其它力,以便以特定方式操纵液体。示例包括在毛细管中使用表面张力来转移液体。诸如混合和分离之类的操作需要不同的策略,这取决于体积——容器可设计成特别地利用某些力。混合在处理小体积时特别重要,这是因为不存在惯性力。可以采取新颖的混合策略——比如在外力下使用磁性颗粒、剪切诱导混合等——来实现高效的混合。
容器因其在处理小体积和大体积液体中固有的灵活性而提供了超越微液体芯片的灵活性。与微液体器械相比,这些容器的智能设计允许处理更大范围的体积/尺寸。另外,容器可以利用微液体器械所无法利用的力——从而在处理中提供更大的灵活性。通过切换到不同大小,容器还可以提供动态改变尺度的能力。在「智能容器」的概念中,同一容器可以改变容积和其它物理属性,以利用不同的力来处理液体。这样的驱动可被程序化,以及从外部驱动,或者由内部液体的变化所发起。
容器的功能性可以超出液体容纳——不同的容器可以经由表面特征或外部驱动而连通,并且参与跨容器边界液体/种类运送。容器因此成为液体容纳、处理和运送的载体——与细胞类似。容器可以响应于外部驱动和/或内部液体成分变化而融合。在这一具体实例中,容器可被视为功能单元,其能够执行一个或若干个专门功能——分离,诸如等电聚焦、透析等。容器可以用来取样某些液体并生成关于转化、终点等的信息。
容器可充当自包含式分析单元,带有内置的探测器和信息交换装置(通过嵌入容器壁内部的传感器和发射器)。容器壁可用传统材料和/或有机半导体材料制成。容器可集成有其它传感器/驱动器,以及与其它容器相接。在本具体实例中,容器可被视为能够容纳、处理、测量和通信的系统。
容器还可具有样本提取、采集和液体转移功能性。在本具体实例中,容器会表现得像储存在暗盒中的移液管,并且能够向特定位置转移液体。示例包括用于核酸扩增测定的病毒运送培养基,其中容器同时用来采集和运送该病毒运送培养基。另一示例是为了采集手指针刺样本而从设备伸出的比色皿。
容器可设计用于容纳/处理多种样本类型,包括但不限于血液、尿液、排泄物等。不同的样本类型可能需要容器特性——材料、形状、大小等之中的改变。在一些具体实例中,容器执行所含样本的样本采集、处理和分析。
容器或子容器可以密封或以其它方式包含其内部的试剂。移液管可在需要时采取行动——比如通过打破包含试剂的密封——从容器释放出试剂以供化学反应或其它过程。容器可由玻璃或其它材料组成。原本会被吸收到传统聚合物吸头中或在暴露于环境时会降解的试剂可能需要容器中的此类分隔或密封。
容器(例如吸头)可具有内表面和外表面。容器(例如吸头)可具有第一端口和第二端口。在一些具体实例中,所述第一端口和第二端口可彼此相对。所述第一端口和/或第二端口可以敞开。容器(例如吸头)可包括连接第一端口和第二端口的通路。在一些具体实例中,容器(例如吸头)可包括一个或多个额外的端或凸出物。例如,容器(例如吸头)可具有第三端、第四端或第五端。在一些具体实例中,一个或多个额外的端可以敞开或封闭,或者是它们的任何组合。
容器(例如吸头)可具有任何横截面形状。例如,容器可具有圆形横截面形状、椭圆横截面形状、三角形横截面形状、正方形横截面形状、矩形横截面形状、梯形横截面形状、五边形横截面形状、六边形横截面形状、或八边形横截面形状。横截面形状可沿容器(例如吸头)的整个长度保持不变,或者可以变化。
容器(例如吸头)可具有任何横截面尺寸(例如,直径、宽度或长度)。例如,横截面尺寸可小于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm或3cm。横截面尺寸可以指容器(例如吸头)的内部尺寸或外部尺寸。横截面尺寸可沿容器(例如吸头)的整个长度保持不变,或者可以变化。例如,敞开的第一端口可以比敞开的第二端口具有更大的横截面尺寸,或反之亦然。第一端口与第二端口的横截面尺寸比可小于和/或等于约100:1、50:1、20:1、10:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:10、1:20、1:50或1:100。在一些具体实例中,横截面尺寸的改变可以以不同速率变化。
容器(例如吸头)可具有任何高度(其中高度可以是与横截面维度正交的方向上的维度)。例如,高度可小于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。在一些具体实例中,高度可以是在吸头的第一端口与第二端口之间测量的。
容器(例如吸头)的内部可具有约1000μL或更小、500μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、175μL或更小、150μL或更小、100μL或更小、80μL或更小、70μL或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、300nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、10nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、250pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、10pL或更小、5pL或更小、或者1pL或更小的体积。
容器(例如吸头)的一个或多个壁可具有相同的厚度或沿容器(例如吸头)的高度而变化的厚度。在一些情况下,壁的厚度可以小于和/或等于约1μm、3μm、5μm、10μm、20μm、30μm、50μm、75μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、1.5mm、2mm或3mm。
可以提供一个或多个可具有相同的形状和/或大小或者不同的形状和/或大小的容器(例如吸头)。本文描述的各具体实例中的任何一个均可具有如本文其它各处描述的容器和/或吸头的一个或多个特征。
吸头可由单一整体件形成。备选地,吸头可由两个或更多个吸头零件形成。所述两个或更多个吸头零件可以永久地彼此附接,或者可以选择性地从彼此分离。还可以将化学成分或传感器物理地集成到吸头中,从而有效地实现在容器(例如吸头)上的完整实验室探测。容器(例如吸头)可以各自单独地提供不同的准备、测定或探测功能。容器(例如吸头)可在单一容器或吸头内提供多个功能或所有功能。
容器(例如吸头)可由可以是硬性、半硬性或软性的材料所形成。容器(例如吸头)可由导电性、绝缘性、或包含有嵌入的材料/化学成分/等的材料所形成。容器(例如吸头)可由相同材料或不同材料形成。在一些具体实例中,容器(例如吸头)可由透明、半透明或不透明材料形成。吸头的内表面可涂层释放到液体中的反应物;此类反应物可经板涂、冻干等。容器(例如吸头)可以由可允许探测单元探测与容器(例如吸头)内的样本或其它液体相关的一个或多个信号的材料形成。例如,容器(例如吸头)可以由可允许一个或多个电磁波长从其穿过的材料形成。此类电磁波长的示例可包括可见光、IR、远IR、UV或者沿电磁频谱的任何其它波长。所述材料可允许选定的波长或者一个或多个波长范围穿过。在本文其它各处提供了波长的示例。容器(例如吸头)可以是透明的,以允许对包含在其中的样本或其它液体的光学探测。
容器(例如吸头)可形成波导。容器(例如吸头)可允许光垂直穿过。容器(例如吸头)可允许光沿容器的长度穿过。容器(例如吸头)可允许光光以任何角度进入和/或行进。在一些具体实例中,容器(例如吸头)可允许光以选定的角度或角度范围进入和/或行进。容器和/或吸头可以形成一个或多个可聚焦、准直和/或分散光的光学器械。
可以将材料选择成不可渗透一种或多种液体。例如,材料可能对于样本和/或试剂是不可渗透的。材料可以是可选择性地渗透的。例如,材料可允许空气或其它选定的液体通过。
用来形成容器和/或吸头的材料的示例可包括:功能化玻璃、Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、SiN4、改良硅,或者范围广泛的凝胶或聚合物中的任一种,诸如(聚)四氟乙烯、(聚)偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ABS或其组合。在一个具体实例中,测定单元可包含聚苯乙烯。材料可包括任何形式的塑料或丙烯酸。材料可以是硅基的。根据本发明可使用其它适当的材料。在此描述的任何材料,诸如适用于吸头和/或容器的那些材料,均可用于形成测定单元。透明的反应位点可能是有利的。另外,在其中存在允许光到达光探测器的光透射窗口的情况下,表面可以有利地是不透明和/或较佳地是光散射性的。
容器和/或吸头可具有感测其中液位的能力。例如,容器和/或吸头可具有电容式传感器或压力计。容器可采用本领域已知的任何其它技术来探测容器内的液位。容器和/或吸头可能能够以高精确度感测液位。例如,容器和/或吸头可能能够探测到精度约为1nm、5nm、10nm、50nm、100nm、150nm、300nm、500nm、750nm、1μm、3μm、5μm、10μm、50μm、75μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1mm以内的液位。
吸头可辅助于样本的分发和/或吸取。吸头可配置用于选择性地包含和/或拘限样本。吸头可配置成与液体处理设备相接合。可以使用本领域已知的任何液体处理系统,比如移液管,或者使用本文其它各处描述的具体实例。吸头可连接到液体处理设备,以形成不漏液体的密封。在一些具体实例中,吸头可插入到容器中。吸头可至少部分地插入到容器中。吸头可以包括可决定吸头可以插入到容器中多远的表面形状或特征。
容器和/或吸头可独立地形成,而且可从彼此分离。容器和/或吸头可以是可相对于彼此独立移动的。备选地,两个或更多个容器和/或吸头可以彼此相连接。它们可共享公共支座。例如,所述两个或更多个容器和/或吸头可以是由相同材料切割而成——例如,切割到公共基底板中。在另一示例中,两个或更多个容器和/或吸头可彼此相邻地直接联接,使得它们彼此直接接触。在又一示例中,一个或多个联接组件可将两个或更多个容器和/或吸头联接到一起。联接组件的示例可包括杆、条带、链、环、弹簧、片或块。联接的容器和/或吸头可形成条带、数组、曲线、圆、蜂窝、交错行或任何其它配置。容器和/或连接可由光学透明、半透明和/或不透明材料形成。在一些情况下,材料可阻止光进入容器和/或腔体内的空间。本文对容器和/或吸头的任何讨论均可适用于比色皿,且反之亦然。比色皿可以是一种类型的容器。
图69提供了容器条带的示例。容器条带提供了可共同联接的多个容器的示例。容器条带6900可具有一个或多个腔体6910。腔体可直接在其中接纳样本、液体或其它物质,或者可以接纳可配置成在其中拘限或接纳样本、液体或其它物质的容器和/或吸头。腔体可形成行、数组,或者如本文其它各处描述的任何其它布置。腔体可经由容器条带主体而彼此相连。
容器条带可包括一个或多个拾取接口6920。拾取接口可接合样本处理装置,比如液体处理装置。拾取界面可与一个或多个移液管喷嘴相接。可以使用本文其它各处描述的任何接口配置。例如,移液管喷嘴可压入配合到拾取界面中。备选地,拾取接口可与移液管的一个或多个其它组件相接。
容器条带对于比色分析或细胞计数可能是有用的。容器条带对于本文其它各处描述的任何其它分析可能是有用的。
图70A和70B提供了比色皿7000的另一示例。比色皿提供了可共同联接的多个槽道的示例。比色皿托架可具有由一个、两个或多个零件形成的主体。在一个示例中,比色皿可具有顶部主体部分7002a和底部主体部分7002b。顶部主体部分可在其上具有一个或多个表面特征,诸如腔体、槽道、凹槽、通路、孔穴、凹坑或任何其它表面特征。底部主体部分不需要包括任何表面特征。底部主体部分可以是无腔体的实心部分。顶部和底部主体部分可以合在一起形成比色皿主体。顶部和底部主体部分可具有相同的占位面积,或者可具有不同的占位面积。在一些情况下,顶部主体部分可以比底部主体部分更厚。备选地,底部主体部分可以比顶部主体部分更厚或与其厚度相等。
比色皿7000可具有一个或多个腔体7004。所述腔体可直接在其中接纳样本、液体或其它物质。腔体可形成行、数组,或者如本文其它各处描述的任何其它布置。腔体可经由比色皿主体而彼此相连。在一些情况下,腔体的底部可由底部主体部分7002b形成。腔体的壁可由顶部主体部分7002a形成。
比色皿还可包括一个或多个液体连接的腔体7006。该腔体可配置用于在其中接纳样本、液体或其它物质,或者可以接纳可配置用于在其中拘限或接纳样本、液体或其它物质的容器和/或吸头(例如,比色皿)。腔体可形成行、数组,或者如本文其它各处描述的任何其它布置。腔体可经由通过比色皿主体的通路7008彼此液体连接。
通路7008可连接两个腔体、三个腔体、四个腔体、五个腔体、六个腔体、七个腔体、八个腔体或更多个腔体。在一些具体实例中,可提供多个通路。在一些情况下,通路的一部分可由顶部主体部分7002a形成,并且通路的一部分可由底部主体部分7002b形成。通路可定向在与其所连接到的腔体7006的定向不平行(例如,平行)的方向上。例如,通路可以是水平定向的,而腔体可以是垂直定向的。又或者,通路可允许液体从液体连接的一个腔体流到另一腔体。
比色皿可包括一个或多个拾取接口。又或者,拾取接口可以是比色皿的一个或多个腔体7004、7006。拾取接口可接合样本处理装置,比如液体处理装置。拾取界面可与一个或多个移液管喷嘴相接。可以使用本文其它各处描述的任何界面配置。例如,移液管喷嘴可压入配合到拾取界面中。备选地,拾取接口可与移液管的一个或多个其它组件相接。
比色皿对于比色分析或细胞计数可能是有用的。比色皿对于本文其它各处描述的任何其它分析可能是有用的。
比色皿可由包括本文其它各处描述的那些材料在内的任何材料所形成。又或者,比色皿可由透明、半透明、不透明材料或其任何组合所形成。比色皿可阻止包含在其中的化学品从一个腔体穿通到另一腔室。
图71示出了根据本文描述的一个具体实例的吸头的示例。吸头7100可能能够与包括本文描述的任何示例在内的微型卡、比色皿托架和/或条带相接。
吸头可以包括可存放样本的狭窄部分7102、样本体积区7104和/或喷嘴插入区7106。在一些情况下,吸头可包括一个或多个所述区。样本存放区可具有比样本体积区更小的直径。样本体积区可具有比喷嘴插入区更小的体积。样本存放区可具有比喷嘴插入区更小的体积。
在一些具体实例中,在喷嘴插入区7106的末端处可提供凸缘7108或表面。该凸缘可从喷嘴插入区的表面凸出。
吸头可包括一个或多个连接区域,诸如可在各种类型的区之间提供的漏斗形区域7110或阶梯形区域7112。例如,在样本存放区7102与样本体积区7104之间可提供漏斗形区域。在样本体积区7104与喷嘴插入区之间可提供阶梯形区域7112。在连接区域之间可以提供或者可以不提供任何类型的连接区域。
样本存放区可包括开口,通过所述开口可以吸取和/或分发液体。喷嘴插入区可包括开口,移液管喷嘴可以又或者插入到所述开口中。可以使用如本文其它各处描述的任何类型的喷嘴-吸头界面。喷嘴插入区的开口可具有比样本存放区的开口更大的直径。
吸头可由透明、半透明和/或不透明材料形成。吸头可由硬性或半硬性材料形成。吸头可由本文其它各处描述的任何材料形成。吸头可以涂层或者可以不涂层一种或多种试剂。
吸头可用于核酸探测或者本文其它各处描述的任何其它探测、测定和/或过程。
图72提供了探测条带的示例。该探测条带可包括探测条带主体7200。探测条带主体可由实心材料形成,或者可由空心壳或任何其它配置形成。
探测条带可包括一个或多个腔体7210。在一些具体实例中,腔体可在主体中作为行来提供。腔体可以又或者以直行、以数组(例如,m x n数组,其中m、n是大于零的整数,包括但不限于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或更大)来提供。腔体可定位成交错的行、同心圆或任何其它布置。
腔体可直接在其中接纳样本、液体或其它物质,或者可以接纳可配置用于在其中拘限或接纳样本、液体或其它物质的容器和/或吸头。腔体可配置用于接纳吸头,诸如图71中图示的吸头,或者本文其它各处描述的任何其它吸头和/或容器。探测条带可以又或者是核酸探测条带,其可配置用于接纳和支撑核酸吸头。
腔体可具有锥形开口。在一个示例中,腔体可包括顶部部分7210a和底部部分7210b。所述顶部部分可以是锥形的,并且可具有直径比底部部分更大的开口。
在一些具体实例中,腔体可配置成接纳用于汲取的移液管喷嘴。一个或多个移液管喷嘴可与探测条带的一个或多个腔体相接合。1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管喷嘴可同时与探测条带的对应腔体相接合。腔体的锥形开口对于喷嘴汲取可能是有用的。移液管喷嘴可以压入配合到腔体中,或者可以以本文描述的任何其它方式与腔体相接。
在探测条带中可提供一个或多个样本和/或试剂。探测条带可具有狭窄的型面。多个探测条带可彼此相邻定位。在一些情况下,多个彼此相邻的探测条带可形成腔体的数组。探测条带可以针对模块化配置而被换出。探测条带和/或试剂可以是彼此可独立移动的。探测条带可在其中具有不同的样本,所述不同的样本可能需要保持在不同条件下和/或按不同调度安排运送到设备的不同部分。
图73示出了探测条带的另一示例。探测条带可具有主体7300。主体可由单一整体件或多个零件形成。主体可具有模塑的形状。主体可形成多个彼此相连的圆形零件7310a、7310b或者彼此相连的各种形状。圆形零件的主体可以彼此直接相连,或者在主体之间可提供一个或多个条带或空间。
探测条带可包括一个或多个腔体7330。在一些具体实例中,腔体可在主体中作为行来提供。腔可以又或者以直行、以数组(例如,m x n数组,其中m、n是大于零的整数,包括但不限于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或更大)来提供。腔体可定位成交错的行、同心圆或任何其它布置。
腔体可直接在其中接纳样本、液体或其它物质,或者可以接纳可配置用于在其中拘限或接纳样本、液体或其它物质的容器和/或吸头。腔体可配置用于接纳吸头,诸如图71中图示的吸头,或者本文其它各处描述的任何其它吸头和/或容器。探测条带可以又或者是核酸探测条带,该条带可配置用于接纳和支撑核酸吸头。
探测条带主体7330可模塑在腔体7330周围。例如,如果腔体具有圆形横截面,则该腔体周围的探测条带主体部分7310a、7310b可具有圆形横截面。备选地,探测条带主体不需要匹配于腔体形状。
在一些具体实例中,探测条带可包括外部拾取插座7320。一个或多个移液管喷嘴可接合探测条带的一个或多个外部拾取插座。1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管喷嘴可同时与探测条带的对应拾取插座相接合。拾取插座可具有一个或多个腔体7340或通孔,所述腔体或通孔可能能够与移液管喷嘴相接。移液管喷嘴可以压入配合到腔体中,或者可以以本文描述的任何其它方式与插座相接。
在探测条带中可提供一个或多个样本和/或试剂。所述一个或多个样本可直接处在腔体内,或者可以提供在可放置于探测条带的腔体中的吸头和/或容器之中。探测条带可具有狭窄的型面。多个探测条带可彼此相邻定位。在一些情况下,多个彼此相邻的探测条带可形成腔体的数组。探测条带可以针对模块化配置而被换出。探测条带可以是彼此可独立移动的。探测条带和/或试剂可在其中具有不同的样本,所述样本可能需要保持在不同条件下和/或按不同调度安排运送到设备的不同部分中。
核酸容器/吸头
图24示出根据本文描述的一个具体实例提供的容器的示例。在一些情况下,容器对于等温和不等温核酸测定(诸如但不限于:LAMP、PCR、实时PCR)或其它核酸测定可能是有用的。备选地,容器可用于其它目的。
容器可包括配置用于接纳和拘限样本的主体2400,其中主体包含内表面、外表面、开口端2410和封闭端2420。容器可配置为与移液管相接合。容器可包括延伸穿过容器横截面的软性材料2430。软性材料可跨容器的开口端延伸。
软性材料可以具有或者可以不具有狭缝、孔穴或其它形式的开口。软性膜可配置用于防止当不存在插过狭缝的物体时液体穿过软性膜。在一些具体实例中,软性材料可以是膜。软性材料可以是由硅基材料或者任何弹性或可变形材料形成的隔片。在一些具体实例中,软性材料可以是自愈合材料。诸如吸头等物体可穿过软性材料插入。吸头可穿过软性材料中的狭缝或开口插入,或者可穿透软性材料。图24从外视图和剖视图示出了穿过软性材料插入到容器中的吸头的示例。吸头的插入可允许样本通过吸头分发到容器和/或从容器吸取样本。当吸头被移除时,软性膜可再密封,或者狭缝可充分封闭以防止液体穿过软性膜。
容器的主体可具有第一开口端2410和第二闭合端2420。第一端口的横截面尺寸,比如直径,可以比第二端口的横截面尺寸更大。封闭端可具有锥形形状、圆形形状或扁平形状。
在一些具体实例中,容器的主体可具有第一直径的、具有开口端2442和闭合端2444的圆柱形部分2440,以及接触开口端的漏斗形部分2450,其中漏斗形部分的一端可接触开口端,并且可具有第一直径,而漏斗形部分的第二端口2452可具有第二直径。在一些具体实例中,漏斗形部分的第二端口可接触具有两个开口端并可具有第二直径的另一个圆柱形部分2460。在一些具体实例中,第二直径可以比第一直径更大。备选地,第一直径可以比第二直径更大。在一些具体实例中,容器主体的开口端可配置成与可移除式盖2470相接合。在一些具体实例中,额外的圆柱形部分的末端或漏斗形部分的第二端口可配置成与所述盖相接合。
在一些具体实例中,容器还可包括盖2470。盖可配置成在主体的开口端接触主体。在一些具体实例中,盖的至少一部分可延伸到主体的内部之中,或者可包围主体的一部分。备选地,主体的一部分可延伸到盖的内部之中,或者可包围盖的一部分。盖可具有两个或更多个末端。在一些具体实例中,一个、两个或更多个末端可以敞开。例如,盖可具有第一端口2472和第二端口2474。通路可穿过盖延伸。盖的直径可以沿盖的整个长度保持不变。备选地,盖的直径可以变化。例如,更加远离主体的盖的末端可具有比要与主体相接合的盖的末端更小的直径。
可以在容器的主体内提供软性膜2430。备选地,软性膜可提供在容器的盖内。软性膜可夹在容器的主体与盖之间。在一些情况下,软性膜可同时提供在容器的主体和盖内,或者可提供多个软性膜,所述多个软性膜可以以任何方式分布在容器的主体与盖之间。在一些具体实例中,主体可包含软性材料穿过其延伸的内部部分,或者盖可包含软性材料穿过其延伸的通路。
一个或多个吸头可插入到容器中。在一些具体实例中,吸头可特别设计用于插入到核酸容器中。备选地,本文其它各处描述的任何吸头均可插入到核酸容器中。在一些情况下,移液管吸头可插入到核酸容器中。
吸头2480可具有下部2482和上部2484。所述下部可具有细长的形状。下部可具有比上部更小的直径。在下部与上部之间可提供一个或多个连接特征2486。
吸头的下部可至少部分地插入到容器中。吸头可通过容器的盖和/或通过容器的软性材料插入。吸头可进入容器主体的内部。吸头可穿过软性材料的狭缝或开口。备选地,吸头可刺穿软性材料。
在一些具体实例中,吸头和/或容器可具有任何其它类型的可减少污染的屏障。屏障可包括软性材料或膜、薄膜、油(例如,矿物油)、蜡、凝胶,或者可防止包含在吸头和/或容器内的样本、液体或其它物质穿过屏障的任何其它材料。屏障可防止吸头和/或容器内的物质被环境污染、雾化和/或蒸发,和/或污染设备的其它部分。屏障可允许样本、液体或其它物质仅在期望的条件和/或时间穿过屏障。
图25示出了根据本文描述的另一具体实例提供的容器的示例。在一些情况下,容器可用于等温和不等温核酸测定(例如LAMP、PCR、实时PCR)或其它核酸测定。备选地,容器可用于其它目的。容器可以包括或者可以不包括本文其它各处描述的容器的特征或特性。
容器可包含配置用于接纳和拘限样本的主体2500,其中主体包含内表面、外表面、第一端口2510和第二端口2520。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。一个或多个所述末端可以闭合。在一些具体实例中,第一端口可以敞开,而第二端口可以闭合。通路可在第一端口与第二端口之间延伸。
容器可包括跨通路延伸的材料2530,该材料能够具有(1)第一状态,其配置用于防止当不存在插入到材料中的物体时液体穿过材料,和(2)第二状态,其配置用于防止液体和物体穿过材料。第一状态可以是熔化状态,而第二状态可以是固态。例如,当处于熔融状态时,材料可允许吸头穿过,同时阻止液体穿过。液体可通过穿过材料的吸头来分发和/或吸取。当材料处于熔融状态时,吸头可能能够穿过材料插入和从材料移除。当处于固态时,材料可以足够坚实以阻止吸头穿过,并且可阻止液体穿过。
在一些具体实例中,材料可由蜡形成。材料可具有选定的熔点。例如,材料具有低于和/或等于约30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或75℃的熔点。材料可具有50到60℃之间的熔点。当材料的温度足够高时,材料可进入熔化状态。当材料的温度被降到足够低时,材料可凝固成固态。
当诸如吸头之类的物体穿过材料从容器移除时,该物体的一部分可被材料所涂层。例如,如果吸头插入到熔化的蜡中,并继而从蜡中移除,则插入到蜡中的吸头的部分在移除时可被蜡涂层。这可以有利地密封吸头并减少或防止污染。另外,密封可防止生物危害或化学危害材料逸出容器。
图25A示出了核酸扩增/蜡组合容器的示例。该容器可具有蜡屏障2530和含水或冻干的试剂2550。屏障可包括放置在试剂之上的熔化的蜡,其在此处于运输/储存温度下凝固。
图25B示出了加热容器以熔化蜡并准备样本的第二步骤。可以使用移液管/喷嘴2540可来将容器放置在加热块上。可以使用本领域已知的其它装置来向蜡递送热量。可以提供蜡屏障2530,其中蜡在加热步骤期间熔化。在蜡屏障下方可提供含水或冻干的试剂2550。
图25C示出了向容器引入样本的步骤。吸头2560(诸如移液管吸头)可穿透熔化的蜡屏障2530。在屏障下方可提供含水或冻干的试剂2550。移液管吸头可以包含可存放在蜡层下方的DNA样本2570。在蜡层下方存放可防止污染。包含DNA的样本可存放在试剂层中。又或者,当吸头从容器移除时,吸头可具有被蜡涂层的部分。
图25D示出了扩增步骤。在试剂和样本层2550之上可提供蜡屏障2530。蜡在扩增期间可保持为熔化的屏障。在测定期间,扩增可在蜡层下进行。在扩增期间或之后可取得浊度或其它读数,以指示出产物的水平。
图25E图示了扩增后的蜡凝固步骤。在试剂和样本层2550之上可提供蜡屏障2530。取得测定读数后,容器可以冷却,并且蜡可以重新凝固,从而为通过核酸扩增(例如PCR、实时PCR、LAMP)生成的DNA提供了包容屏障。
图25F示出了移除容器的步骤。可以使用移液管/喷嘴2540来移除完全包含的用过的容器。容器可包含已凝固的蜡屏障2530。容器还可包含准备好处置的核酸扩增产物2550。移液管/喷嘴可从加热块移除容器,或者可将容器移至设备的另一部分。
移液管/喷嘴可以通过容器的开口端与容器相接合。在一些具体实例中,移液管/喷嘴可与容器形成密封。移液管/喷嘴可压入配合到容器。备选地,可以使用额外的装置来允许移液管/喷嘴选择性地与容器接合和/或脱开。
离心容器/吸头
图26示出了根据本文描述的一个具体实例提供的容器的示例。在一些情况下,该容器可用于离心。容器可配置用于插入到离心机中。可以使用任何本领域已知的离心机。离心机的示例在本文其它各处更详细地得到描述。容器可以是离心容器。备选地,容器可用于其它目的。
容器可包含配置用于接纳和拘限样本的主体2600,其中该主体包含内表面、外表面、第一端口2608和第二端口2610。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。一个或多个所述末端可以闭合。在一些具体实例中,第一端口可以敞开,而第二端口可以闭合。通路可在第一端口与第二端口之间延伸。
容器的一个或多个端2610可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,容器的横截面尺寸,比如直径,可以跨容器的长度而变化。在一些情况下,具有封闭端的容器的下部2620可以比更靠近开口端的容器的另一上部2630具有更小的直径。在一些具体实例中,可以提供容器的一个或多个额外部分2640,所述额外部分2640可位于所述下部与上部之间。在一些具体实例中,所述一个或多个额外部分的直径可以介于下部和上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域2650、阶梯形区域或脊2660可连接不同直径的各部分。备选地,各部分可逐渐过渡为具有不同的直径。在一些具体实例中,容器的开口端可以比容器的封闭端具有更大的横截面尺寸。
与离心机相接的容器可用于超出常规分离之外的若干个目的。与离心机相接的容器可设计用于分离或者用于特定的测定。可使用离心机执行的测定的示例包括红血球沉降率、红血球抗体筛查等。用于这些应用的容器可专门带有嵌入式传感器/探测器和传输数据的能力。示例包括带有内置相机的吸头,该相机可在红血球堆积期间传输图像。离心机容器还可设计成通过使用磁性的和/或非磁性小珠而针对离心混合做出优化。比色皿的离心允许在小通道内部的强制流动,这对于诸如液体聚焦和基于尺寸的分离等应用可能是有用的。容器还可设计用于处理远小于传统离心机的体积,其中容器设计对于避免破坏诸如细胞等脆弱的生物种类而言是关键的。离心机容器还可配备用于在无需封盖住整个离心机的情况下防止雾化的特征。
在一个具体实例中,容器可被视为两件式部件,其具有充当盖板的顶部特征,用于防止以气溶胶形式从容器的任何液体损失。备选地,容器可配备鸭喷嘴隔阀,以防气溶胶泄漏。
图26还示出了根据本文描述的一个具体实例提供的吸头。吸头可用于从容器分发和/或吸取样本或其它液体。吸头可配置成至少部分地插入到容器中。在一些具体实例中,吸头可以是离心机提取吸头。
吸头可配置用于接纳和拘限样本,其中吸头包含内表面、外表面、第一端口2666和第二端口2668。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。在一些具体实例中,第一端口和第二端口可以敞开。通路可在第一端口与第二端口之间延伸。
吸头的一个或多个端2668可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,吸头的横截面尺寸,比如直径,可以跨吸头的长度而变化。在一些情况下,处在第二端口的吸头的下部2670可以比更靠近第一端口的吸头的另一上部2675具有更小的直径。在一些具体实例中,可以提供吸头的一个或多个额外部分2680,所述额外部分2680可位于下部与上部之间。在一些具体实例中,所述一个或多个额外部分的直径可介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域2690、阶梯形区域或者嵴2695可连接不同直径的部分。备选地,各部分可逐渐过渡以具有不同的直径。在一些具体实例中,吸头的第一端口可以比吸头的第二端口具有更大的横截面尺寸。在一些具体实例中,吸头的下部可以是狭窄的,而且可以沿吸头的整个长度具有基本上相似的直径。
吸头可配置用于穿过容器的开口端延伸到容器中。吸头的第二端口可插入到容器中。具有更小直径的吸头的末端可穿过容器的开口端插入。在一些具体实例中,吸头可完全插入到容器中。备选地,吸头可仅部分地插入到容器中。吸头可具有比容器更大的高度。吸头的一部分可凸出到容器之外。
容器或吸头可包含凸出表面特征,所述凸出表面特征可防止吸头的第二端口接触到容器的封闭端的内表面底部。在一些具体实例中,凸出表面特征可以处在或靠近容器的封闭端。在一些具体实例中,凸出表面特征可位于沿容器的下半部、容器的下1/3、容器的下1/4、容器的下1/5、容器的下1/10、容器的下1/20或容器的下1/50之处。凸出表面特征可位于容器的内表面上。备选地,凸出表面特征可位于吸头的外表面上。在一些情况下,凸出表面特征可同时位于容器的内表面和吸头的外表面上。
在一些具体实例中,凸出表面特征可包括一个或多个隆起物、脊或阶梯。例如,容器可包括一体形成于容器的底部内表面上的表面特征。该表面特征可包括容器的底部内表面上的1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个隆起物。表面特征可彼此均匀地间隔开。例如,可以以放射状图案提供所述隆起物或其它表面特征。隆起物或其它表面特征可连续地或间断地环绕容器的内表面或吸头的其它表面。
备选地,凸出表面特征可以是容器或吸头的形状的一部分。例如,容器可塑形成具有不同的内径,并且吸头可塑形成具有不同的外径。在一些具体实例中,容器的内表面可形成阶梯,在其上可安置吸头。容器和/或吸头的型面可如此塑形:使得可以基于容器和吸头的内部和外部横截面尺寸而防止吸头接触到容器的底部。
容器和/或吸头可塑形用于防止当吸头已插入到其最远可到达处时吸头在容器内的摆动。备选地,容器和吸头可塑形成允许一些摆动。在一些具体实例中,当吸头完全插入到容器中时,吸头可与容器形成密封。备选地,吸头与容器之间无需形成密封。
在一些具体实例中,可通过期望的量防止吸头接触容器的底部。这一间隙可使液体能够在吸头与容器之间自由流动。这一间隙可防止吸头与容器之间的液体阻塞。在一些具体实例中,可防止吸头接触容器的底部,以在沿容器的期望高度上提供吸头。在一些具体实例中,可以分离容器内液体或样本的一种或多种组分,并且吸头可定位用以分发和/或吸取液体或样本的期望组分。例如,可向容器的底部提供液体或样本具有较高密度的部分,并且可向容器的上部提供具有较低密度的部分。根据吸头是要将液体或样本汲取或递送到较高密度部分还是较低密度部分,吸头可相应地定位得更靠近容器的底部和/或上部。
在一些具体实例中,可向离心容器和/或吸头提供其它特征,所述其它特征可允许吸头与容器之间在沿容器的期望高度上的液体流动。例如,吸头可包含将吸头的外表面与在第一和第二端口之间的吸头的通路相连接的一个或多个开口、通路、狭缝、通道或管道。开口可允许液体流动,即使吸头的末端接触到容器的底部。在一些具体实例中,沿吸头的高度可提供多个开口。沿吸头的高度可提供一个或多个开口,以允许液体在容器内的期望高度上流动。
吸头可配置用于执行色层分析。在这个过程中,混合物溶解在被称为「流动相」的液体中,该液体承载着混合物穿过保存被称为「固定相」的另一材料的结构。混合物的各种成分以不同的速度行进,从而导致它们分离。分离是基于流动相与固定相之间的差异分配。化合物分配系数中的细微差异导致固定相上的差异滞留,并因此改变分离。吸头可配置用于执行粒径排阻层析,其中溶液中的分子通过其尺寸而不是通过分子量来分离。这可以包括凝胶过滤色层分析、凝胶渗透色层分析。吸头可配置用于实现对带电颗粒的质量电荷比的测量,从而执行质谱分析。即,该过程将化学品电离以生成带电分子,而离子继而根据它们的质量电荷比而得到分离,可能是由使用电磁场的分析器来分离。吸头可充当电极。
本文提供的系统和设备,诸如服务点系统(包括模块),配置用于随美国专利公开案第2009/0088336号(「MODULAR POINT-OF-CARE DEVICES,SYSTEMS,AND USES THEREOF」)中提供的容器和吸头一起使用,该文献通过引用完整并入本文。
正排量式吸头
图27也示出了根据本文描述的一个具体实例提供的吸头2700。吸头可用于从容器分发和/或吸取样本或其它液体。吸头可能能够提供和/或汲取准确且精确的液体量,具有高灵敏度。吸头可配置成至少部分地插入到容器中。在一些具体实例中,吸头可以是正排量式吸头。
该吸头可配置用于接纳和拘限样本,其中吸头包含内表面、外表面、第一端口2702和第二端口2704。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。在一些具体实例中,第一端口和第二端口可以敞开。通路可在所述第一端口与第二端口之间延伸。
吸头的一个或多个端2704可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,吸头的横截面尺寸,比如直径,可以跨吸头的长度而变化。在一些情况下,处在所述第二端口的吸头的下部2710可以比更靠近所述第一端口的吸头的另一上部2720具有更小的直径。在一些具体实例中,可以提供吸头的一个或多个额外部分2730,所述额外部分2730可位于所述下部与上部之间。在一些具体实例中,所述一个或多个额外部分的直径可以介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域2740、阶梯形区域或者脊2750可连接不同直径的各部分。备选地,各部分可逐渐过渡以具有不同的直径。在一些具体实例中,吸头的第一端口可以比吸头的第二端口具有更大的横截面尺寸。在一些具体实例中,吸头的下部可以是狭窄的,而且可以沿吸头的整个长度具有基本上相似的直径。
在一些具体实例中,可提供柱塞2760,该柱塞2760可以是可至少部分地插入到正排量式吸头内的。在一些具体实例中,吸头的尺寸和/或形状可以如此塑造:使得柱塞可被拦阻而无法一直进入到吸头的第二端口。在一些具体实例中,吸头可被内部搁板2770所拦阻。可以阻止吸头进入吸头的下部2710。柱塞的末端2765可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。
柱塞可以配置成可在吸头内移动。柱塞可沿吸头的高度移动。在一些具体实例中,柱塞可以是可移动的,以便分发和/或吸取期望体积的样本或其它液体。
正排量式吸头可具有可能能接纳任何体积的液体的内部体积。例如,正排量式吸头可具有的内部体积可包含少于和/或等于约1nL、5nL、10nL、50nL、100nL、500nL、1μL、5μL、8μL、10μL、15μL、20μL、30μL、40μL、50μL、60μL、70μL、80μL、100μL、120μL、150μL、200μL、500μL或本文其它各处描述的任何其它体积。
吸头可包含如本文其它各处描述的正排量式吸头的一个或多个特性。
额外的容器/吸头
图28示出了根据本文描述的一个具体实例提供的容腔的示例。容腔可以是容器的示例。在一些情况下,容腔可用于各种测定。容腔可配置用于包含和/或拘限一种或多种试剂。在一些具体实例中,在容腔内可发生一个或多个反应。备选地,容腔可用于其它目的。在一些具体实例中,可提供多个容腔。在一些具体实例中,可提供384个容腔。例如,容腔可提供为一行或多行、一列或多列,或者数组。容腔可具有4.5μm的直径,并且可被提供有384个间隔。备选地,容腔可具有任何其它间隔或大小。
容腔可包含配置用于接纳和拘限样本的主体,其中该主体包含内表面、外表面、第一端口2806和第二端口2808。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。一个或多个所述末端可以闭合。在一些具体实例中,第一端口可以敞开,而第二端口可以闭合。通路可在第一端口与第二端口之间延伸。
容腔的一个或多个端2808可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,容器的横截面尺寸,比如直径,可以跨容器的长度而变化。备选地,容器的横截面尺寸无需大幅变化。容器尺寸可逐渐过渡为具有不同的直径。在一些具体实例中,容器的开口端可以比容器的封闭端具有更大的横截面尺寸。备选地,容器的开口端和闭合端可具有基本上相似或相同的横截面尺寸。
在一些具体实例中,容腔的一个或多个末端可具有凸缘2810、脊或类似的表面特征。在一些具体实例中,可以在容腔的开口端处或与其靠近之处提供凸缘。可在容腔的外表面上提供凸缘。在一些具体实例中,凸缘可以接合可支撑容腔的搁架。在一些具体实例中,凸缘可以接合可覆盖容腔的盖。毛细管和比色皿是液体包容/处理单元的特例,因为它们是为特定任务而设计。毛细管在本文提供的系统(例如血液计量型毛细管)中可仅利用毛细力来将液体转移到特定位置。比色皿使用毛细力和/或外力的组合在特别设计的信道中运送液体。比色皿和毛细管可经表面处理或加工,以便增强诸如光学透明度、表面张力等某些性质,或者供添加或涂层诸如抗凝剂、蛋白质等其它物质。可以与特定容器相结合地使用不同类型的小珠,以进一步扩展和/或增强容器中的处理。示例包括以下:a)可以使用小珠来增强混合;b)可使用带有涂层的抗体的磁珠。小珠分离通过外部EM场实现;c)可以使用非磁性珠作为亲和柱;d)可以使诸如聚苯乙烯珠之类的普通小珠功能化,以捕获特定靶标;和e)可以使用长链PEG珠来制成线状结构。
图29也示出了根据本文描述的一个具体实例提供的吸头2900。吸头可以是可用于分发和/或吸取样本或其它液体的大体量处理吸头。吸头可配置用于至少部分地插入到容器中。备选地,吸头可配置用于在不插入到容器中的情况下分发和/或吸取样本或其它液体样本。
吸头可配置用于接纳和拘限样本,其中吸头包含内表面、外表面、第一端口和第二端口。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。在一些具体实例中,第一端口和第二端口可以敞开。通路可在所述第一端口与第二端口之间延伸。
吸头的一个或多个端可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,吸头的横截面尺寸,比如直径,可以跨吸头的长度而变化。在一些情况下,处在第二端口的吸头的下部2910可以比更靠近第一端口的吸头的另一上部2920具有更小的直径。在一些具体实例中,可以提供吸头的一个或多个额外部分2930,所述额外部分2930可位于所述下部与上部之间。在一些具体实例中,所述一个或多个额外部分的直径可以介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域、阶梯形区域或脊2940可连接不同直径的各部分。备选地,各部分可逐渐过渡为具有不同的直径。在一些具体实例中,吸头的第一端口可以比吸头的第二端口具有更大的横截面尺寸。在一些具体实例中,吸头的下部可具有逐渐变化的直径。在一些具体实例中,可以沿吸头下部的长度提供直径中的大幅差异。大体量处理吸头可以比本文描述的一种或多种其它类型的吸头具有更大的内部体积。
图30示出了根据本文描述的一个具体实例提供的吸头3000的另一示例。吸头可以是配置用于提供比色示值读数的测定吸头(即,显色吸头),其可用于分发和/或吸取样本或其它液体。显色吸头可使用探测系统读取。探测系统可从本文其它各处更详细描述的具体实例中的任一个并入。吸头可配置用于至少部分地插入到容器中。
吸头可配置用于接纳和拘限样本,其中吸头包含内表面、外表面、第一端口和第二端口。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。在一些具体实例中,第一端口和第二端口可以敞开。通路可在所述第一端口与第二端口之间延伸。
吸头的一个或多个端可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,吸头的横截面尺寸,比如直径,可以跨吸头的长度而变化。在一些情况下,处在第二端口的吸头的下部3010可以比更靠近第一端口的吸头的另一上部3020具有更小的直径。在一些具体实例中,可以提供吸头的一个或多个额外部分3030,所述额外部分3030可位于所述下部与上部之间。在一些具体实例中,所述一个或多个额外部分的直径可以介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域3040、阶梯形区域或脊3050可连接不同直径的各部分。
备选地,各部分可逐渐过渡为具有不同的直径。在一些具体实例中,吸头的第一端口可以比吸头的第二端口具有更大的横截面尺寸。在一些具体实例中,可以提供吸头的相对狭窄的下部。该下部的横截面直径不需要大量改变或变化。吸头的下部可以是可使用探测系统读取的。探测系统可能能够探测关于吸头内样本或其它液体的一个或多个信号。
图31提供了根据本文描述的另一具体实例提供的吸头3100。吸头可以是可用于分发和/或吸取样本或其它液体的血液吸头。吸头可配置用于至少部分地插入到容器中。吸头可配置作为「浸杆(dip stick)」,其可以用来诸如通过使用用试剂功能化的薄尖探针而快速探测多个靶标。在一些具体实例中,包含在血液吸头内的液体可以是血液。
吸头可配置用于接纳和拘限样本,其中吸头包含内表面、外表面、第一端口和第二端口。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。在一些具体实例中,所述第一端口和第二端口可以敞开。通路可在第一端口与第二端口之间延伸。
吸头的一个或多个端可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,吸头的横截面尺寸,比如直径,可以跨吸头的长度而变化。在一些情况下,处在第二端口的吸头的下部3110可以比更靠近第一端口的吸头的另一上部3120具有更小的直径。在一些具体实例中,可以提供吸头的一个或多个额外部分3130,所述额外部分3130其可位于所述下部与上部之间。在一些具体实例中,所述一个或多个额外部分的直径可以介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域3140、阶梯形区域或脊3150可连接不同直径的各部分。备选地,各部分可逐渐过渡成具有不同的直径。在一些具体实例中,吸头的第一端口可以比吸头的第二端口具有更大的横截面尺寸。在一些具体实例中,吸头的下部可具有逐渐变化的直径。在一些具体实例中,可以沿吸头下部的长度提供直径中的大幅差异。
图32提供了根据本文描述的又一个具体实例提供的吸头3200。吸头可以是可用于分发和/或吸取样本或其它液体的当前反应吸头。吸头可配置用于至少部分地插入到容器中。在一些具体实例中,在吸头内可发生一个或多个反应。
吸头可配置用于接纳和拘限样本,其中吸头包含内表面、外表面、第一端口和第二端口。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。在一些具体实例中,吸头可不完全封闭通路。例如,槽销数组可以通过沾吸方法吸上液体并将其递送到移液管。在一些具体实例中,所述第一端口和第二端口可以敞开。通路可在第一端口与第二端口之间延伸。
吸头的一个或多个端可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,吸头的横截面尺寸,诸如直径,可以跨吸头的长度而变化。在一些示例中,出在第二端口的吸头的下部3210可以比更靠近第一端口的吸头的另一上部3220具有更小的直径。在一些具体实例中,可以提供吸头的一个或多个额外部分3230,所述额外部分3230可位于下部与上部之间。在一些具体实例中,所述一个或多个额外部分的直径可以介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域、阶梯形区域或脊3240可连接不同直径的各部分。备选地,各部分可逐渐过渡成具有不同的直径。在一些具体实例中,吸头的第一端口可以比吸头的第二端口具有更大的横截面尺寸。在一些具体实例中,吸头的下部可具有逐渐变化的直径,或者可具有基本上相同的直径。
举例而言,在美国专利公开案第2009/0088336号(「MODULAR POINT-OF-CAREDEVICES,SYSTEMS,AND USES THEREOF」)中提供了额外的吸头,该文献通过引用完整并入本文。
迷你吸头
图33示出了根据本文描述的一个具体实例提供的迷你吸头喷嘴3300和迷你吸头3310的示例。
迷你吸头喷嘴3300可配置用于与迷你吸头3310相接。在一些具体实例中,迷你吸头喷嘴可连接到迷你吸头。迷你吸头可以是可附接迷你吸头喷嘴和可从其拆卸的。迷你吸头喷嘴可至少部分地插入到迷你吸头中。迷你吸头喷嘴可与迷你吸头形成不漏液体的密封。在一些具体实例中,迷你吸头喷嘴在其外表面上可包括密封O形环3320或其它密封特征。在其它具体实例中,迷你吸头在其内表面之内可包括密封O形环或其它密封特征。
迷你吸头喷嘴可配置用于与诸如移液管等液体处理设备相接。在一些具体实例中,迷你吸头喷嘴可直接连接到液体处理装置喷嘴或孔口。迷你吸头喷嘴可与液体处理设备形成不漏液体的密封。在其它具体实例中,迷你吸头喷嘴可以连接到可与液体处理设备相连的吸头或其它中间结构。
图34示出了根据本文描述的一个具体实例提供的迷你吸头的示例。例如,根据本文描述的一个具体实例,单独的迷你吸头可用于包含、分发和/或吸取少于和/或等于约1pL、5pL、10pL、50pL、100pL、300pL、500pL、750pL、1nL、5nL、10nL、50nL、75nL、100nL、125nL、150nL、200nL、250nL、300nL、400nL、500nL、750nL、1μL、3μL、5μL、10μL或15μL的体积。迷你吸头还可用于如本文其它各处描述的任何其它体积。
迷你吸头可配置用于接纳和拘限样本,其中迷你吸头包含内表面3402、外表面3404、第一端口3406和第二端口3408。在一些具体实例中,一个或多个所述末端可以敞开。在一些具体实例中,所述第一端口和第二端口可以敞开。通路可在第一端口与第二端口之间延伸。
迷你吸头的一个或多个端3408可以是圆形的、锥形的、扁平的,或者具有任何其它几何形状。在一些具体实例中,迷你吸头的横截面尺寸,比如直径,可以跨吸头的长度而变化。在一些示例中,处在第二端口的吸头的下部3410可以比更靠近第一端口的吸头的另一上部3420具有更小的直径。在一些具体实例中,可以提供吸头的一个或多个额外部分,所述额外部分可位于所述下部与上部之间。在一些具体实例中,所述一个或多个额外部分的直径可以介于下部与上部的直径大小之间。备选地,在下与上部之间不提供中间的额外部分。一个或多个漏斗形区域、阶梯形区域或脊3430可连接不同直径的各部分。备选地,各部分可逐渐过渡为具有不同的直径。在一些具体实例中,吸头的第一端口可以比吸头的第二端口具有更大的横截面尺寸。在一些具体实例中,吸头的下部可具有逐渐变化的直径,或者可具有基本上相同的直径。容器可由硬性的和/或多孔的和/或半渗透的屏障所覆盖,以便防止液体的雾化、蒸发等,从而防止设备的任何污染。容器可设计成具有在POS设备中处理小体积(少于10uL)液体的能力,从而减少样本需求。容器可以不仅设计用于包含液体,而且还用于充当执行涉及小体积液体的单元操作的地点,所述单元操作包括但不限于:分离、混合、反应等。容器可设计成具有特殊的表面性质和/或特征,以实现特殊过程的执行。将单元操作分散在单个容器之中将会导致样本浪费减少、较低的资源/较低的消耗、以及化学过程的更高效执行。
微型卡
图35提供了根据本文描述的一个具体实例的微型卡的示例。微型卡可包括一个或多个基底板3500,所述基底板配置用于支撑一个或多个吸头,所述吸头又或者可以是在本文中互换使用的迷你吸头或容器。所述吸头或容器可具有本文其它各处描述的任何其它吸头或容器的特性或规格。
微型卡可以又或者形成暗盒或被包括在暗盒内。暗盒可以是可插入样本处理设备和/或可从其移除的。微型卡可以是可插入样本处理设备和/或可从其移除的。
基底板可具有基本上为平面的配置。在一些具体实例中,基底板可具有上表面和下表面。上表面和下表面可具有平面配置。备选地,上表面和/或下表面可具有弯折表面、弯曲表面、带有脊的表面或其它表面特征。上表面和相对的下表面可彼此平行。备选地,上表面和下表面可具有其中它们不彼此平行的配置。在一些具体实例中,平面基底板可具有多个凹坑或腔体。
基底板可具有本领域已知的任何形状。例如,基底板可具有基本上为正方形或矩形的形状。备选地,基底板可具有圆形、椭圆形、三角形、梯形、平行四边形、五边形、六边形、八边形或任何其它形状。
基底板可具有任何横向尺寸(例如,直径、宽度、长度)。在一些具体实例中,一个或多个横向尺寸可以是约0.1mm、0.5mm、1mm、5mm、7mm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm、5.5cm、6cm、6.5cm、7cm、7.5cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、15cm或20cm。横向尺寸可以是相同的,或者可以有所不同。
基底板可具有任何高度(其中高度可以是在与横向维度正交的方向上的维度)。例如,高度可以小于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、4cm或5cm。
基底板可由任何材料形成。基底板可由硬性、半硬性或软性材料形成。在一些具体实例中,基底板包括金属,诸如铝、钢、铜、黄铜、金、银、铁、钛、镍或者其任何合金或组合,或本文其它各处描述的任何其它金属。在其它具体实例中,基底板可包括硅、塑料、橡胶、木材、石墨、钻石、树脂或任何其它材料,包括但不限于本文其它各处描述的那些材料。基底板的一个或多个表面可以用或者可以不用材料涂层。例如,腔体的一个或多个部分可用橡胶材料涂层,该橡胶材料可夹持住容器和/或吸头并防止它们滑脱。
基底板可以是基本上实心或空心的。基底板可由在其中提供有一个或多个腔体的实心材料形成。备选地,基底板可具有贝壳状结构。基底板可包括笼状或网状结构。基底板可以包括一个或多个可将腔体联接在一起的组件。联接组件可包括杆、链、弹簧、片、块或任何其它组件。
基底板可配置用于支撑一个或多个吸头或容器。基底板3500可包含一个或多个腔体3510,所述腔体3510配置用于接纳一个或多个吸头或容器。腔体可在基底板上具有任何布置。例如,腔体可形成一个或多个行以及/或者一个或多个列。在一些具体实例中,腔体可形成m x n数组,其中m、n是整数。备选地,腔体可形成交错的行和/或列。腔体可形成直线、弯折线、弯曲线、同心图案、随机图案,或者具有本领域已知的任何其它配置。
在基底板上可提供任何数目的腔体。例如,可在微型卡的单一基底板上提供大于和/或等于约1个腔体、4个腔体、6个腔体、10个腔体、12个腔体、24个腔体、25个腔体、48个腔体、50个腔体、75个腔体、96个腔体、100个腔体、125个腔体、150个腔体、200个腔体、250个腔体、300个腔体、384个腔体、400个腔体、500个腔体、750个腔体、1000个腔体、1500个腔体、1536个腔体、2000个腔体、3000个腔体、3456个腔体、5000个腔体、9600个腔体、10000个腔体、20000个腔体、30000个腔体或50000个腔体。
腔体可全部具有相同尺寸和/或形状,或者可以有所不同。在一些具体实例中,腔体可部分地延伸到基底板中而不突破基底板。腔体可具有内壁和底部表面。备选地,腔体可延伸穿过基底板。腔体可以具有或者可以不具有底部表面或部分底部表面或者搁板。
腔体可具有任何几何形状。例如,腔体的横截面形状可包括圆形、椭圆形、三角形、四边形(例如,正方形、矩形、梯形、平行四边形)、五边形、六边形、八边形或任何其它形状。腔体的横截面形状可沿腔体的高度保持不变或者变化。腔体的横截面形状对于基底板上的所有腔体可以是相同的,或者可以在基底板上的各腔体之间变化。腔体的横截面形状可以与容器和/或吸头的外部形状互补,或者可以不与其互补。腔体可形成为容腔,或者可由比色皿形成,或者可具有类似于微量滴定板的规格。
腔体可具有任何横截面尺寸(例如,直径、宽度或长度)。例如,横截面尺寸可大于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm或3cm。横截面尺寸可以指腔体的内部尺寸。横截面尺寸可以沿腔体的整个高度保持不变,或者可以变化。例如,腔体的敞开的上部可以比封闭的底部具有更大的横截面尺寸。
腔体可具有任何高度(其中高度可以是在与横截面维度正交的方向上的维度)。例如,高度可以小于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm、3cm、4cm或5cm。腔体的高度可以小于基底板的厚度。备选地,当腔体延伸一直穿过时,腔体的高度可以等于基底板的厚度。
腔体的底部可具有任何形状。例如,腔体的底部可以是圆形的、扁平的或锥形的。腔体的底部可与一个或多个容器和/或吸头的一部分互补。腔体的底部可与一个或多个容器和/或吸头的下部互补。在一些具体实例中,腔体可以包含一个或多个可允许腔体与多个容器和/或迷你吸头相接合的表面特征。不同的容器和/或吸头可以接合腔体的不同表面或部分。备选地,腔体可塑形用于接纳特定容器和/或吸头。
腔体的内部可具有约1000μL或更小、500μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、175μL或更小、150μL或更小、100μL或更小、80μL或更小、70μL或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、300nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、10nL或更小、或者1nL或更小的体积。
腔体可塑形用于容纳特定吸头或容器。在一些具体实例中,腔体可塑形用于容纳多个不同类型的吸头和/或容器。腔体可具有内表面。内表面的至少一部分可接触容器和/或吸头。在一个示例中,腔体可具有一个或多个搁板或内表面特征,所述搁板或内表面特征可允许具有第一配置的第一容器/吸头配合在腔体内以及允许具有第二配置的第二容器/吸头配合在腔体内。具有不同配置的第一容器/吸头和第二容器/吸头可接触腔体的内表面的不同部分。
在一些具体实例中,腔体可接纳一个或多个容器和/或迷你吸头。容器和/或吸头可卡扣配合到腔体中。备选地,容器和/或迷你吸头可平滑地滑入和滑出腔体,可压入配合到腔体中,可扭转到腔体中,或者可具有与腔体的任何其它相互作用。
备选地,腔体不需要接纳容器和/或吸头。腔体自身可以形成可包含和/或拘限一种或多种液体的容器。例如,腔体自身可以是样本容器,或者可包含任何其它液体——包括试剂。腔体可设计成使得光不穿过腔体。在一些情况下,液体或选定的化学品不穿过腔体壁。
腔体可以全都在基底板的同一侧上具有开口。在一些具体实例中,腔体可全都向基底板的上表面敞开。备选地,一些腔体可向基底板的下表面和/或基底板的侧表面敞开。
在一些具体实例中,腔体可使用光刻技术、蚀刻、雷射蚀刻、钻孔、机械加工或本领域已知的任何其它技术来形成。腔体可切割到基底板中。
一个或多个容器和/或迷你吸头可插入到腔体中。单个的腔体可配置用于接纳单一容器和/或吸头。备选地,单个的腔体可配置用于同时接纳多个容器和/或迷你吸头。腔体可全都由容器和/或迷你吸头所填充,或者一些腔体可以是空的。
容器和/或吸头可至少部分地插入到腔体中。容器和/或吸头可延伸到基底板的表面之外。例如,如果基底板的腔体在基底板的上表面上具有开口,则容器和/或吸头可延伸到基底板的上表面之外。容器和/或迷你吸头的至少一部分可从基底板凸出。备选地,容器和/或吸头的一部分不从基底板凸出。容器和/或吸头从基底板凸出的程度可取决于容器和/或吸头的类型或者腔体配置。
在一些备选具体实例中,容器和/或迷你吸头可一直延伸穿过基底板。容器和/或迷你吸头可在基底板的两个或更多个表面之上延伸。在一些具体实例中,容器和/或吸头可至少部分地延伸到基底板的下表面之外。
容器和/或迷你吸头可由基底板支撑,使得它们彼此平行。例如,容器和/或吸头可全都具有垂直对准。容器和/或迷你吸头可对准成与基底板的平面正交。容器和/或吸头可以与基底板的顶部表面和/或底部表面正交。备选地,容器和/或吸头不需要彼此平行。
在一些具体实例中,每个腔体可具有提供在其中的容器和/或吸头。备选地,可有意地让一些腔体敞开。一个或多个控制器可追踪腔体是被占用还是空着。一个或多个传感器可确定腔体是被占用还是空着。
容器和/或吸头可选择性地放置在基底板和/或从基底板移除。容器和/或迷你吸头可从基底板的腔体移到设备的另一部分或移到基底板的另一腔体。容器和/或迷你吸头可从设备的另一部分或从基底板的另一腔体放置到基底板的腔体中。容器和/或迷你吸头在基底板上的位置可以更改或交换。在一些具体实例中,每个腔体可以是可单个寻址的。每个容器和/或吸头可以是可单个寻址和/或可单个移动的。容器和/或迷你吸头可以彼此独立地寻址和/或移动。例如,单一容器和/或迷你吸头可以相对于其它容器和/或迷你吸头寻址和/或移动。多个容器和/或迷你吸头可以同时移动。在一些情况下,单一容器和/或迷你吸头可以逐一移动。单个的容器和/或迷你吸头可以是可相对于彼此和/或腔体移动的。
容器和/或吸头可使用液体处理设备从基底板移除和/或放置在基底板上。容器和/或吸头可使用无需与人交互的另一自动化过程来移除和/或放置。备选地,容器和/或吸头可以手动移除和/或放置。容器和/或吸头可以在自动化过程或手动过程中单个地移动。
微型卡可包括多个不同类型的容器和/或吸头。微型卡可包括至少2种、至少3种、至少4种、至少5种、或至少6种或者更多种不同类型的容器和/或吸头。备选地,微型卡可包括所有相同类型的容器和/或吸头。微型卡可包括选自以下各项的一个或多个容器和/或吸头,这些项为:核酸容器、核酸吸头、离心容器、离心吸头、正排量式吸头、容腔、大体量处理吸头、显色吸头、血液吸头、当前反应吸头、3μL迷你吸头、5μL迷你吸头、10μL迷你吸头或15μL迷你吸头、或任何其它吸头/容器,或者其组合。微型卡可包括一个或多个容器和/或吸头,所述容器和/或吸头配置用于执行一种或多种以下测定:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定,以及/或者其它类型的测定或者其等组合。由基底板支撑的容器和/或吸头可支持1种、2种、3种、4种、5种、6种或更多种测定。
测定单元
根据本文描述的一个具体实例,测定仪或者模块或设备的任何其它部分可包括一个或多个测定单元。测定单元可配置用于执行生物或化学反应,该反应产生可探测信号,该信号指示出一种或多种分析物的存在或缺失以及/或者一种或多种分析物的浓度。测定单元可配置用于运行测定,所述测定可包括如本文其它各处描述的任何类型的测定。测定可在测定单元内发生。
可探测信号可包括光信号、可视信号、电信号、磁信号、红外信号、热信号、运动、重量或声音。
在一些具体实例中,可提供多个测定单元。在一些具体实例中,可提供一行或多行测定单元和/或一列或多列测定单元。在一些具体实例中,可提供测定单元的m x n数组,其中m、n是整数。测定单元可提供为彼此交错的行或列。在一些具体实例中,它们可具有任何其它配置。
可以提供任何数目的测定单元。例如,可以存在大于和/或等于约1、2、3、4、5、8、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100、120、150、175、200、250、300、400、500或1000个测定单元。
测定单元可提供在暗盒、卡中,或者具有任何其它支撑结构。测定单元可具有相同的定向。备选地,测定单元可具有不同的定向。在一些示例中,测定单元可保持在垂直定向。在其它示例中,测定单元可具有水平或垂直的定向,或者任何其它角度的定向。测定单元可随时间推移而保持不变或者可以变化。
测定单元可以是彼此液体隔离或液压独立的。测定单元可以包含和/或拘限可彼此液体隔离的样本或其它液体。测定单元内包含的样本和/或其它液体可以是相同的,或者在各单元之间可以有所不同。系统可能能够追踪每个测定单元包含着什么。系统可能能够追踪每个测定单元的位置和历史。
测定单元可以是相对于彼此或者设备或模块的另一部分可独立移动的。因此,包含在其中的液体和/或样本可以是相对于彼此或者设备或模块的其它部分可独立移动的。测定单元可以是可单独寻址的。可以追踪每个测定单元的位置。测定单元可被单独地选择用于容纳和/或提供液体。测定单元可被单独地选择用于运送液体。液体可以单独地向测定单元提供或从测定单元移除。液体可以单独地使用测定单元分发和/或吸取。测定单元可以是可独立探测的。
本文对单个测定单元的任何描述亦可适用于成组的测定单元。一组测定单元可包括一个、两个或更多个测定单元。在一些具体实例中,一组内的测定单元可同时移动。可以追踪各组测定单元的位置。液体可从一组或多组测定单元同时递送和/或吸取。探测可针对一组或多组测定单元内的测定单元而同时发生。
测定单元可具有如本文其它各处描述的任何吸头或容器的形式或特性。例如,测定单元可以是本文描述的任何吸头或容器。本文对测定单元的任何描述亦可适用于吸头或容器,或者对吸头或容器的任何描述亦可适用于测定单元。
在一些具体实例中,测定单元可以是测定吸头。测定吸头可具有第一端口和第二端口。第一端口和第二端口可彼此相对。第一端口和/或第二端口可以敞开或闭合。在一些具体实例中,第一端口和第二端口二者都可以敞开。在备选具体实例中,测定单元可具有三个、四个或更多个端。
测定吸头可具有内表面和外表面。通路可连接测定吸头的第一端口和第二端口。该通路可以是管道或通道。测定吸头的第一端口和第二端口可以彼此液体连通。测定吸头的第一端口的直径可以大于测定吸头的第二端口的直径。在一些具体实例中,测定吸头的第一端口的外径可以大于测定吸头的第二端口的外径。测定吸头的第一端口的内径可以大于测定吸头的第二端口的内径。备选地,测定吸头的直径在第一端口和第二端口可以是相同的。在一些具体实例中,可以保持测定吸头的第二端口处于第一端口之下。备选地,第一端口与第二端口的相对位置可以变化。
如先前关于吸头和/或容器所述,测定单元可使用液体处理设备来拾取。例如,移液管或其它液体处理设备可连接到测定单元。移液管喷嘴或孔口可与测定单元的一端相接。在一些具体实例中,可在液体处理设备与测定单元之间形成不漏液体的密封。测定单元可附接到液体处理设备和/或从其分离。可以使用任何其它自动化设备或过程来移动或操纵测定单元。可以在无人为干预的情况下移动或操纵测定单元。
液体处理设备或任何其它自动化设备可能能够拾取或卸放单个的测定单元。液体处理设备或其它自动化设备可能能够同时拾取或卸放多个测定单元。液体处理设备或其它自动化设备可能能够选择性地拾取或卸放多个测定单元。在一些具体实例中,液体处理设备可能能够使用一个、两个或更多个测定单元来选择性地吸取和/或分发样本。对于如本文先前描述的液体处理系统的任何描述均可适用于测定单元。
在一个具体实例中,测定单元可由模制塑料形成。测定单元可以是市售的,或者可以通过定制生产而制成为具有精确的形状和大小。单元可涂层有捕获试剂——涂层所使用的方法与用来涂层微量滴定板的那些方法类似,但具有的优点在于:可以通过将它们放置在大容器中,加入涂层试剂,使用筛、固定器等进行处理以恢复该零件并根据需要洗涤它们,来对它们进行成批处理。在一些具体实例中,捕获试剂可提供在测定单元的内表面上。
测定单元可提供硬性支座,在其上可以固定反应物。测定单元还可被选择用于提供关于与光的相互作用的适当特性。例如,测定单元可以由如下材料制成,所述材料诸如为:功能化玻璃、Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、SiN4、改良硅,或者范围广泛的凝胶或聚合物中的任一种,诸如(聚)四氟乙烯、(聚)偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ABS或其组合。在一个具体实例中,测定单元可包含聚苯乙烯。根据本发明可使用其它适当的材料。在此描述的任何材料,比如适用于吸头和/或容器的那些材料,均可用来形成测定单元。透明的反应位点可以是有利的。另外,在其中存在允许光到达光探测器的光透射窗口的情况下,表面可以有利地是不透明的和/或较佳地是光散射性的。
反应物可固定在测定单元的捕获表面上。在一些具体实例中,捕获表面提供在测定单元的内表面上。在一个示例中,捕获表面可提供在测定吸头的下部。试剂可以是对于探测体液样本中的目标分析物有用的任何物质。例如,此类反应物包括但不限于:核酸探针、抗体、细胞膜受体、单克隆抗体和与特定分析物反应的抗血清。可使用多种市售的反应物,诸如许多为特定分析物特别开发的多克隆和单克隆抗体。
本领域技术人员将意识到,存在许多方式来将各种反应物固定到可让反应发生的支座上。固定可以是共价或非共价的,经由连接体部分,或将其栓固到固定部分。接附核酸或蛋白质分子例如抗体到固体支撑上的非限制性示例的结合部分,包括链霉亲和素或抗生物素蛋白/生物素联接、氨基甲酸酯联接、酯联接、酰胺、硫醇酯、(N)-功能化的硫脲、功能化的马来酰亚胺、氨基、二硫化物、酰胺、腙联接等等。另外,使用本领域已知的方法,甲硅烷基部分可以接附核酸直接到基底板(例如玻璃)上。表面固定也可以通过聚-L离胺酸系链实现,其提供了与表面的电荷间耦合。
在并入捕获表面的最后步骤之后,可以干燥测定单元。例如,干燥可以通过被动暴露于干燥气氛,或者通过使用真空歧管和/或通过歧管应用清洁的干燥空气来执行。
在一些具体实例中,可向在其上提供有捕获表面的测定单元提供小珠或其它基底板,而不是使用测定单元上的捕获表面。可以提供一个或多个带有捕获表面的自由流动基底板。在一些具体实例中,带有捕获表面的自由流动基底板可提供在液体内。在一些具体实例中,小珠可以是磁性的。小珠可涂层有本领域已知的一种或多种试剂。可以将磁珠保持在测定单元内的期望位置。磁珠可使用一个或多个磁体来定位。
小珠可用于进行一种或多种测定,包括但不限于免疫测定、核酸测定或任何本文其它各处描述的其它测定。小珠可在反应(例如,化学、物理、生物反应)期间使用。小珠可在一个或多个样本准备步骤期间使用。小珠可用一种或多种试剂涂层。小珠自身可由试剂形成。小珠可用于纯化、混合、过滤或任何其它过程。小珠可由透明材料、半透明材料和/或不透明材料形成。小珠可由导热材料或热绝缘材料形成。小珠可由导电材料或电绝缘材料形成。小珠可加速样本准备和/或测定步骤。小珠可以提供可与一种或多种样本或液体反应的增大的表面积。
在备选具体实例中,可向测定单元提供小珠或其它固体材料。小珠可配置成在某些条件下溶解。例如,小珠可在与液体接触时或者在与分析物或其它试剂接触时溶解。小珠可在特定温度下溶解。
小珠可具有任何大小或形状。小珠可以是球形的。小珠可具有小于或等于约1nm、5nm、10nm、50nm、100nm、200nm、300nm、500nm、750nm、1μm、2μm、3μm、5μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、1.2mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm或5mm的直径。小珠可具有相同的大小或不同的大小。小珠可包括微粒或纳米颗粒。
对于在测定单元、处理单元和/或试剂单元中的小珠任何描述均可适用于处在装置中任何位置的小珠。小珠可在任何吸头/容器(包括本文描述的那些吸头/容器)、比色皿、毛细管、通道、储罐、储液器、腔室、导管、试管、管道中、在表面上或任何其它位置储存和/或使用。小珠可提供在液体中,或者可与液体相分离。
在测定单元内可提供反应位点。在一些具体实例中,可在测定单元的表面(诸如内表面)上提供反应位点。反应位点可提供在测定单元所包含的液体内。反应位点可在测定单元内的基底板上。反应位点可在自由浮动于测定单元内的基底板的表面上。反应位点可以是测定单元内的基底板。
测定单元可具有任何尺寸,包括本文其它各处针对吸头和/或容器描述的那些尺寸。测定单元可能能够包含和/或拘限小体积的样本和/或其它液体,包括本文其它各处提到的体积。
测定单元可从液体处理装置拾取和/或移除。例如,测定吸头或其它测定单元可由移液管喷嘴拾取。所述测定吸头或其它测定单元可由移液管喷嘴卸放。在一些具体实例中,可以选择性地单个拾取和/或卸放测定单元。可以选择性地拾取和/或卸放一组或多组测定单元。可以使用自动装置来拾取和/或卸放测定单元。可以在无需人为干预的情况下拾取和/或卸放测定单元。移液管可根据在本文其它各处提供的描述拾取和/或卸放测定单元。
可以使用液体处理装置在设备和/或模块内移动测定单元。例如,可使用移液管头来运送测定吸头或其它测定单元。可以在水平方向和/或垂直方向上运送测定吸头或其它测定单元。可以在任何方向上运送测定吸头和/或测定单元。可以使用液体处理装置来单个地移动测定单元。可以使用液体处理装置同时移动一组或多组测定单元。
测定单元的形状和/或大小可设成允许由探测单元进行探测。探测单元可提供在测定单元的外部或内部,或者与测定单元相集成。在一个示例中,测定单元可以是透明的。测定单元可允许由探测单元对光信号、音频信号、可视信号、电信号、磁信号、运动、加速度、重量或任何其它信号的探测。
探测器可能能够探测来自单个测定单元的信号。探测器可以区分从每一个单个的测定单元接收的信号。探测器可以单个地追踪和/或跟踪来自每一个单个的测定单元的信号。探测器可能能够同时探测来自一组或多组测定单元的信号。探测器可以追踪和/或跟踪来自一组或多组测定单元的信号。
测定单元可由任何材料形成。测定单元可由包括本文其它各处针对吸头和/或容器描述的那些材料在内的任何材料组成。测定单元可由透明材料组成。
处理单元
根据本文描述的一个具体实例,准备仪和/或测定仪或者模块或设备的任何其它部分可包括一个或多个处理单元。处理单元可配置用于为了生物或化学反应的执行而准备样本和/或用于执行该生物或化学反应,所述生物或化学反应产生可探测信号,该信号指示出一种或多种分析物的存在或缺失以及/或者一种或多种分析物的浓度。处理单元可用于准备测定样本,或者执行如在一个或多个本文其它各处所述的样本准备或处理步骤中提供的关于样本或相关试剂的任何其它过程。处理单元可具有如本文其它各处描述的测定单元的一个或多个特性。处理单元可发挥如本文其它各处描述的测定单元的功能。
可探测信号可包括光信号、可视信号、电信号、磁信号、红外信号、热信号、运动、重量或声音。
在一些具体实例中,可提供多个处理单元。在一些具体实例中,可提供一行或多行处理单元和/或一列或多列处理单元。在一些具体实例中,可提供处理单元的m x n数组,其中m、n是整数。处理单元可提供为彼此交错的行或列。在一些具体实例中,它们可具有任何其它配置。
可提供任何数目的处理单元。例如,可以存在大于和/或等于约1个、2个、3个、4个、5个、8个、10个、15个、20个、25个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个、120个、150个、175个、200个、250个、300个、400个、500个或1000个处理单元。
处理单元可提供在暗盒、卡中,或者具有任何其它支撑结构。处理单元可具有相同的定向。备选地,处理单元可具有不同的定向。在一些示例中,处理单元可保持在垂直定向上。在其它示例中,处理单元可具有水平或垂直的定向,或者任何其它角度的定向。处理单元可随时间推移保持不变或者可以变化。
在一些情况下,移液管、吸头或二者都可与暗盒或卡相集成。在一些情况下,吸头或移液管,或者吸头或移液管的组件与暗盒或卡相集成。
处理单元可以是彼此液体隔离的或液压独立的。处理单元可以包含和/或拘限可彼此液体隔离的样本或其它液体。处理单元内包含的样本和/或其它液体可以是相同的,或者可以在各单元之间有所不同。系统可能能够追踪每个处理单元包含了什么。系统可能能够追踪每个处理单元的位置和历史。
处理单元可以是相对于彼此或者设备或模块的另一部分可独立移动的。因此,包含在其中的液体和/或样本可以是相对于彼此或者设备或模块的其它部分可独立移动的。处理单元可以是可单独寻址的。可以追踪每个处理单元的位置。可以单独地选择处理单元用于接纳和/或提供液体。可以单独地选择处理单元用于运送液体。液体可以单独地向处理单元提供或从处理单元移除。液体可以单独地使用处理单元来分发和/或吸取。处理单元可以是可独立探测的。
本文对单个处理单元的任何描述亦可适用于成组的处理单元。一组处理单元可包括一个、两个或更多个处理单元。在一些具体实例中,一组内的处理单元可同时移动。可以追踪各组处理单元的位置。液体可同时从一组或多组处理单元递送和/或吸取。探测可同时针对一组或多组处理单元内的处理单元发生。
处理单元可具有如本文其它各处描述的任何吸头或容器的形式或特性。例如,处理单元可以是本文描述的任何吸头或容器。本文对处理单元的任何描述亦可适用于吸头或容器,或者对吸头或容器的任何描述亦可适用于处理单元。
在一些具体实例中,处理单元可以是处理吸头。处理吸头可具有第一端口和第二端口。第一端口和第二端口可彼此相对。第一端口和/或第二端口可以敞开或闭合。在一些具体实例中,第一端口和第二端口全都可以敞开。在备选具体实例中,处理单元可具有三个、四个或更多个端。
处理吸头可具有内表面和外表面。通路可连接处理吸头的第一端口和第二端口。通路可以是导管或通道。处理吸头的第一端口和第二端口可以彼此液体连通。处理吸头的第一端口的直径可以大于处理吸头的第二端口的直径。在一些具体实例中,处理吸头的第一端口的外径可以大于处理吸头的第二端口的外径。处理吸头的第一端口的内径可以大于处理吸头的第二端口的内径。备选地,处理吸头的直径在第一端口和第二端口可以是相同的。在一些具体实例中,处理吸头的第二端口可保持低于第一端口。备选地,第一端口与第二端口的相对位置可以变化。
在一些具体实例中,处理单元可以是容器。处理单元可具有第一端口和第二端口。第一端口和第二端口可彼此相对。第一端口和/或第二端口可以敞开或闭合。在一些具体实例中,处理单元的第二端口可保持低于第一端口。备选地,第一端口与第二端口的相对位置可以变化。处理单元的开口端可以朝上定向,或者可保持高于封闭端。
在一些具体实例中,处理单元可具有盖或封闭件。盖或封闭件可能能够阻塞处理单元的开口端。可以选择性地应用盖或封闭件来闭合或打开处理单元的开口端。盖或封闭件可具有如本文其它各处说明的或如本领域已知的一种或多种配置。盖或封闭件可形成气密密封,所述气密密封可将试剂单元的内容物与周围环境分隔开。盖或封闭件可包括薄膜、油(例如,矿物油)、蜡或凝胶。
如先前关于吸头和/或容器所描述,可以使用液体处理设备来拾取处理单元。例如,移液管或其它液体处理装置可连接到处理单元。移液管喷嘴或孔口可与处理单元的一端相接。在一些具体实例中,液体处理设备与处理单元之间可形成不漏液体的密封。处理单元可附接到液体处理设备和/或从液体处理设备分离。可以使用任何其它自动化设备或过程来移动或操纵处理单元。可以在无人为干预的情况下移动或操纵处理单元。
液体处理设备或任何其它自动化设备可能能够拾取或卸放单个的处理单元。液体处理设备或其它自动化设备可能能够同时拾取或卸放多个处理单元。液体处理设备或其它自动化设备可能能够选择性地拾取或卸放多个处理单元。在一些具体实例中,液体处理设备可能能够使用一个、两个或更多个处理单元来选择性地吸取和/或分发样本。针对如本文先前所述的液体处理系统的任何描述均可适用于处理单元。
在一个具体实例中,处理单元可由模制塑料形成。处理单元可以是市售的,或者可以通过注塑成型而制成为具有精确的形状和大小。单元可涂层有捕获试剂——涂层所使用的方法与用来涂层微量滴定板的那些方法类似,但具有的优点在于:可以通过将它们放置在大容器中,加入涂层试剂并使用滤筛、固定器等进行处理以恢复该零件并根据需要洗涤它们,来对它们进行成批处理。在一些具体实例中,捕获试剂可提供在处理单元的内表面上。
处理单元可提供硬性支座,在其上可以固定反应物。处理单元还可被选择用于提供关于与光的相互作用的适当特性。例如,处理单元可以由如下材料制成,所述材料诸如为:功能化玻璃、Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、SiN4、改良硅,或者范围广泛的凝胶或聚合物中的任一种,诸如(聚)四氟乙烯、(聚)偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ABS或其组合。在一个具体实例中,处理单元可包含聚苯乙烯。根据本发明可使用其它适当的材料。在此描述的任何材料,比如适用于吸头和/或容器的那些材料,均可用来形成处理单元。透明的反应位点可以是有利的。另外,在其中存在允许光到达光探测器的光透射窗口的情况下,表面可以有利地是不透明的和/或较佳地是光散射性的。
反应物可固定在处理单元的捕获表面上。在一些具体实例中,捕获表面提供在处理单元的内表面上。在一个示例中,捕获表面可提供在处理吸头或容器的下部之中。
在并入捕获表面的最后步骤之后,可以干燥处理单元。例如,干燥可以通过被动暴露于干燥气氛,或者通过使用真空歧管和/或通过歧管应用清洁的干燥空气来执行。
在一些具体实例中,可向在其上提供有捕获表面的处理单元提供小珠或其它基底板,而不是使用处理单元上的捕获表面。可以提供一个或多个带有捕获表面的自由流动基底板。在一些具体实例中,带有捕获表面的自由流动基底板可提供在液体内。在一些具体实例中,小珠可以是磁性的。小珠可涂层有本领域已知的一种或多种试剂。可以将磁珠保持在处理单元内的期望位置。磁珠可使用一个或多个磁体来定位。
小珠可用于进行一种或多种测定,包括但不限于免疫测定、核酸测定或任何本文其它各处描述的其它测定。小珠可在反应(例如,化学、物理、生物反应)期间使用。小珠可在一个或多个样本准备步骤期间使用。小珠可用一种或多种试剂涂层。小珠自身可由试剂形成。小珠可用于纯化、混合、过滤或任何其它过程。小珠可由透明材料、半透明材料和/或不透明材料形成。小珠可由导热材料或热绝缘材料形成。小珠可由导电材料或电绝缘材料形成。小珠可加速样本准备和/或测定步骤。小珠可以提供可与一种或多种样本或液体反应的增大的表面积。
在备选具体实例中,可向测定单元提供小珠或其它固体材料。小珠可配置成在某些条件下溶解。例如,小珠可在与液体接触时或者在与分析物或其它试剂接触时溶解。小珠可在特定温度下溶解。
小珠可具有任何大小或形状。小珠可以是球形的。小珠可具有小于或等于约1nm、5nm、10nm、50nm、100nm、200nm、300nm、500nm、750nm、1μm、2μm、3μm、5μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、1.2mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm或5mm的直径。小珠可具有相同的大小或不同的大小。小珠可包括微粒或纳米颗粒。
处理单元可具有任何尺寸,包括本文其它各处针对吸头和/或容器描述的那些尺寸。处理单元可能能够包含和/或拘限小体积的样本和/或其它液体,包括本文其它各处提到的体积。
处理单元可从液体处理装置拾取和/或移除。例如,处理吸头或其它处理单元可由移液管喷嘴拾取。所述处理吸头或其它处理单元可由移液管喷嘴卸放。在一些具体实例中,可以选择性地单个拾取和/或卸放处理单元。可以选择性地拾取和/或卸放一组或多组处理单元。可以使用自动装置来拾取和/或卸放处理单元。可以在无需人为干预的情况下拾取和/或卸放处理单元。移液管可根据在本文其它各处提供的描述拾取和/或卸放处理单元。
可以使用液体处理装置在设备和/或模块内移动处理单元。例如,可使用移液管头来运送处理吸头/容器或其它处理单元。可以在水平方向和/或垂直方向上运送处理吸头/容器或其它处理单元。可以在任何方向上运送处理吸头/容器和/或测定单元。可以使用液体处理装置来单个地移动处理单元。可以使用液体处理装置同时移动一组或多组处理单元。
处理单元的形状和/或大小可设成允许由探测单元进行探测。探测单元可提供在处理单元的外部或内部,或者与处理单元相集成。在一个示例中,处理单元可以是透明的。处理单元可允许由探测单元对光信号、音频信号、可视信号、电信号、磁信号、化学信号、生物信号、运动、加速度、重量或任何其它信号的探测。
探测器可能能够探测来自单个处理单元的信号。探测器可以区分从每一个单个的处理单元接收的信号。探测器可以单个地追踪和/或跟踪来自每一个单个的处理单元的信号。探测器可能能够同时探测来自一组或多组处理单元的信号。探测器可以追踪和/或跟踪来自一组或多组处理单元的信号。
在一些具体实例中,磁性颗粒或超顺磁性纳米颗粒可以与容器以及微型化磁共振协同使用,以实现特定单元操作。磁性颗粒或超顺磁性纳米颗粒可通过外部磁场或通过移液管/液体转移设备来操纵。磁珠可用于分离(当涂层有抗体/抗原/其它捕获分子时)、混合(通过由外部磁场搅拌)、集中分析物(通过选择性地分离分析物,或通过分离杂质)等。所有这些单元操作可高效地在小体积中以高效率执行。
试剂单元
根据本文描述的一个具体实例,测定仪或者模块或设备的任何其它部分可包括一个或多个试剂单元。试剂单元可配置用于包含和/或拘限可在测定中使用的试剂。试剂单元内的试剂可用于生物或化学反应。在可与试剂发生的反应之前、之后或与此同时,试剂单元可储存一种或多种试剂。生物和/或化学反应可以在试剂单元之外发生或者可以不在试剂单元之外发生。
试剂可包括在本文其它各处更详细描述的任何试剂。例如,试剂可包括样本稀释剂、探测器偶联物(例如,酶标记的抗体)、洗涤溶液和酶底物。可以根据需要而提供额外的试剂。
在一些具体实例中,可提供多个试剂单元。在一些具体实例中,可提供一行或多行试剂单元和/或一列或多列试剂单元。在一些具体实例中,可提供试剂单元的m x n数组,其中m、n是整数。试剂单元可提供为彼此交错的行或列。在一些具体实例中,它们可具有任何其它配置。
可提供任何数目的试剂单元。例如,可以存在大于和/或等于约1个、2个、3个、4个、5个、8个、10个、15个、20个、25个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个、120个、150个、175个、200个、250个、300个、400个、500个或1000个试剂单元。
又或者,可以提供相同数目的试剂单元和测定单元。一个或多个试剂单元可对应于一个测定单元。一个或多个测定单元可对应于一个试剂单元。一个或多个试剂单元可以是可相对于测定单元移动的。备选地,一个或多个测定单元可以是可相对于试剂单元移动的。测定单元可以是可相对于试剂单元单独移动的。
试剂单元可提供在暗盒、卡中,或者具有任何其它支撑结构。试剂单元可具有相同的定向。例如,试剂单元可以具有一个或多个可面向同一方向的开口端。备选地,试剂单元可具有不同的定向。在一些示例中,试剂单元可保持垂直定向。在其它示例中,试剂单元可具有水平或垂直定向,或者任何其它角度的定向。试剂单元可以随时间推移保持不变或者可以变化。试剂单元可与测定单元一起提供在支撑结构上。备选地,试剂单元可提供在不同于测定单元的单独的支撑结构上。试剂单元和测定单元可被支撑在支撑结构的单独的部分中。备选地,它们可以掺混在支撑结构上。
试剂单元可以是彼此液体隔离或液压独立的。试剂单元可以包含和/或拘限可彼此液体隔离的样本或其它液体。试剂单元内包含的样本和/或其它液体可以是相同的,或者在各单元之间可以有所不同。系统可能能够追踪每个测定单元包含着什么。系统可能能够追踪每个测定单元的位置和历史。
试剂单元可以是相对于彼此或者设备或模块的另一部分可独立移动的。因此,包含在其中的液体和/或样本可以是相对于彼此或者设备或模块的其它部分可独立移动的。试剂单元可以是可单独寻址的。可以追踪每个试剂单元的位置。试剂单元可被单独地选择用于容纳和/或提供液体。试剂单元可被单独地选择用于运送液体。液体可以单独地向试剂单元提供或从试剂单元移除。试剂单元可以是可独立探测的。
本文对单个试剂单元的任何描述亦可适用于成组的试剂单元。一组试剂单元可包括一个、两个或更多个试剂单元。在一些具体实例中,一组内的试剂单元可同时移动。可以追踪各组试剂单元的位置。液体可从一组或多组试剂单元同时递送和/或吸取。探测可针对一组或多组测定单元内的测定单元而同时发生。
试剂单元可具有如本文其它各处描述的任何吸头或容器的形式或特性。例如,试剂单元可以是本文描述的任何吸头或容器。本文对试剂单元的任何描述亦可适用于吸头或容器,或者对吸头或容器的任何描述亦可适用于试剂单元。
在一些具体实例中,试剂单元可以是容器。试剂单元可具有第一端口和第二端口。第一端口和第二端口可彼此相对。第一端口和/或第二端口可以敞开或闭合。在一些具体实例中,第一端口可以敞开而第二端口可以闭合。在备选具体实例中,测定单元可具有三个、四个或更多个端。容器可以被隔片和/或屏障所覆盖,以防止蒸发和/或雾化,从而防止试剂损失和设备污染。容器可以是一次性的。这消除了对于外部地从公共来源填充试剂的需求。这还允许了更好的质量控制和试剂处理。此外,这减少了设备和周边的污染。
试剂单元可具有内表面和外表面。通路可连接试剂单元的第一端口和第二端口。通路可以是导管或通道。测定吸头的第一端口和第二端口可以彼此液体连通。试剂单元的第一端口的直径可以大于试剂单元的第二端口的直径。在一些具体实例中,试剂单元的第一端口的外径可以大于试剂单元的第二端口的外径。备选地,直径可以是相同的,者或第二端口的外径可以大于第一端口的外径。试剂单元的第一端口的内径可以大于试剂单元的第二端口的内径。备选地,试剂单元的直径和/或内径在第一端口和第二端口可以是相同的。在一些具体实例中,试剂单元的第二端口可保持低于第一端口。备选地,第一端口与第二端口的相对位置可以变化。试剂单元的开口端可以朝上定向,或者可保持比封闭端更高。
在一些具体实例中,试剂单元可具有盖或封闭件。盖或封闭件可能能够阻塞试剂单元的开口端。可以选择性地应用盖或封闭件来闭合或打开试剂单元的开口端。盖或封闭件可具有如在本文其它各处说明的或者如本领域已知的一种或多种配置。盖或封闭件可形成气密密封,所述气密密封可将试剂单元的内容物与周围环境分隔开。
如先前关于吸头和/或容器所描述,可以使用液体处理设备来拾取试剂单元。例如,移液管或其它液体处理设备可连接到试剂单元。移液管喷嘴或孔口可与试剂单元的一端相接。在一些具体实例中,液体处理设备与试剂单元之间可形成不漏液体的密封。试剂单元可附接到液体处理设备和/或从液体处理设备分离。液体处理设备可将试剂单元从一个位置移动到另一位置。备选地,试剂单元不连接到液体处理设备。可以使用任何其它自动化设备或过程来移动或操纵测定单元。可以在无人为干预的情况下移动或操纵试剂单元。
试剂单元可配置用于接纳测定单元。在一些具体实例中,试剂单元可包括开口端,测定单元的至少一部分可穿过该开口端插入。在一些具体实例中,测定单元可完全插入在试剂单元内。试剂单元的开口端可具有比测定单元的至少一个开口端更大的直径。在一些情况下,试剂单元的开口端的内径可以比测定单元的至少一个开口端的外径更大。在一些具体实例中,试剂单元可以塑形为或者可以包括一个或多个特征,所述一个或多个特征可允许测定单元在试剂单元内插入期望的量。测定单元可能能够或者可能不能够完全插入到试剂单元中。
测定单元可向试剂单元分发液体和/或从试剂单元吸取液体。试剂单元可以提供可由测定单元汲取的液体,比如试剂。测定单元可以又或者向试剂单元提供液体。液体可通过试剂单元的开口端和测定单元的开口端转移。测定单元和试剂单元的开口端可允许测定单元和试剂单元的内部部分彼此液体连通。在一些具体实例中,测定单元在所述分发和/或吸取期间可位于试剂单元之上。
备选地,试剂单元于测定单元之间的液体转移可由液体处理设备来完成。一个或若干个此类液体转移可同时发生。液体处理设备在一个具体实例中可以是移液管。
在一个示例中,可在试剂单元中提供用于化学反应的试剂。测定单元可被置入试剂单元之中并可从试剂单元吸取试剂。化学反应可在测定单元内发生。来自反应的过量液体可从测定单元分发。测定单元可汲取洗涤溶液。洗涤溶液可从测定单元排出。洗涤步骤可发生1次、2次、3次、4次、5次或更多次。又或者,可将洗涤溶液汲取和/或分发到试剂单元。这可以降低背景信号干扰。探测器可探测来自测定单元的一个或多个信号。降低的背景信号干扰可允许增加从测定单元探测到的信号的灵敏度。可以采用测定吸头规格,其可有利地提供便利的液体排出,以改善洗涤条件。
液体处理设备或任何其它自动化设备可能能够拾取或卸放单个的测定单元。液体处理设备或其它自动化设备可能能够同时拾取或卸放多个测定单元。液体处理设备或其它自动化设备可能能够选择性地拾取或卸放多个测定单元。在一些具体实例中,液体处理设备可能能够使用一个、两个或更多个测定单元来选择性地吸取和/或分发样本。针对如本文先前所述的液体处理系统的任何描述均可适用于测定单元。
在一个具体实例中,试剂单元可由模制塑料形成。处理单元可以是市售的,或者可以通过注塑成型而制成为具有精确的形状和大小。单元可涂层有捕获试剂——涂层所使用的方法与用来涂层微量滴定板的那些方法类似,但具有的优点在于:可以通过将它们放置在大容器中,加入涂层试剂并使用滤筛、固定器等进行处理以恢复该零件并根据需要洗涤它们,来对它们进行成批处理。在一些具体实例中,捕获试剂可提供在试剂单元的内表面上。备选地,试剂单元可以是无涂层的,或者可涂有其它物质。
试剂单元可提供硬性支座。试剂单元可被选择用于提供关于与光的相互作用的适当特性。例如,试剂单元可以由如下材料制成,所述材料诸如为:功能化玻璃、Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、SiN4、改良硅,或者范围广泛的凝胶或聚合物中的任一种,诸如(聚)四氟乙烯、(聚)偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ABS或其组合。在一个具体实例中,测定单元可包含聚苯乙烯。根据本发明可使用其它适当的材料。在此描述的任何材料,比如适用于吸头和/或容器的那些材料,均可用来形成试剂单元。透明的反应位点可以是有利的。另外,在其中存在允许光到达光探测器的光透射窗口的情况下,表面可以有利地是不透明的和/或较佳地是光散射性的。
试剂单元可以提供或者可以不提供捕获表面,诸如针对测定单元描述的那些捕获表面。类似地,试剂单元可以采用或者可以不采用小珠或其它基底板来提供捕获表面。又或者,针对测定单元或处理单元的关于小珠或其它捕获表面的任何描述亦可适用于试剂单元。
试剂单元可以具有或者可以不具有反应位点。本文对测定单元的反应位点的任何描述亦可适用于试剂单元。
试剂单元可具有任何尺寸,包括本文其它各处针对吸头和/或容器描述的那些尺寸。试剂单元可能能够包含和/或拘限小体积的样本和/或其它液体,包括本文其它各处提到的体积。
试剂单元可以固定在设备和/或模块内。备选地,试剂单元可以是相对于设备和/或模块可移动的。可以使用液体处理装置或任何其它自动化过程来拾取和/或移动试剂单元。例如,试剂单元可由移液管喷嘴以诸如其它各处针对测定单元所描述的方式来拾取。
测定单元与试剂单元之间可发生相对移动。测定单元和/或试剂单元可相对于彼此移动。测定单元可相对于彼此移动。试剂单元可相对于彼此移动。测定单元和/或试剂单元可以是可相对于设备和/或模块单独移动的。
试剂单元的形状和/或大小可设成允许由探测单元进行探测。探测单元可提供到试剂单元的外部或内部,或者与试剂单元相集成。在一个示例中,试剂单元可以是透明的。试剂单元可允许由探测单元对光信号、音频信号、可视信号、电信号、磁信号、运动、加速度、重量或任何其它信号进行探测。
探测器可能能够探测来自单个试剂单元的信号。探测器可以区分从每一个单个的试剂单元接收的信号。探测器可以单独追踪和/或跟踪来自每一个单个的试剂单元的信号。探测器可能能够同时探测来自一组或多组试剂单元的信号。探测器可以追踪和/或跟踪来自一组或多组试剂单元的信号。备选地,探测器不需要探测来自单个试剂的信号。在一些具体实例中,设备和/或系统可保持追踪试剂单元内所提供的试剂或其它液体的身份,或者与试剂或其它液体相关联的信息。
如先前所提及,试剂单元可在其中包括一种或多种试剂。试剂可包括洗涤缓冲液、酶底物、稀释缓冲液或偶联物(诸如酶标记的偶联物)。酶标记的偶联物的示例可包括多克隆抗体、单克隆抗体,或者可用酶来标记,其与适当的底物反应时可产生可探测的信号。试剂还可包括DNA扩增剂、样本稀释剂、洗涤溶液、样本预处理试剂(包括诸如洗涤剂等添加剂)、聚合物、螯合剂、白蛋白结合试剂、酶抑制剂、酶(例如,碱性磷酸酶、辣根过氧化物酶)、抗凝剂、红血球凝集剂或抗体。本文其它各处描述的试剂的任何其它示例也可包含和/或拘限在试剂单元内。
稀释
根据本文描述的一个具体实例,设备和/或模块可允许一种或多种稀释剂的使用。稀释剂可包含在一个或多个试剂单元中,或者在可包含和/或拘限稀释剂的任何其它单元中。稀释剂可提供在吸头、容器、腔室、容器、通道、试管、储液器或者设备和/或模块的任何其它组件中。稀释剂可储存在液体隔离或液压独立的组件中。液体隔离或液压独立的组件可以是固定的,或者可以配置成相对于设备和/或模块的一个或多个部分移动。
在一些具体实例中,稀释剂可储存在稀释剂单元中,该稀释剂单元可具有如本文其它各处描述的试剂单元的任何特性。稀释剂单元可储存在与其余的试剂单元相同的位置,或者可相对于其余的试剂单元远程地储存。
可以采用本领域已知的任何稀释剂示例。稀释剂可能能够稀释或稀化样本。在大多数情况下,稀释剂不导致与样本发生化学反应。设备可采用一种类型的稀释剂。备选地,设备可以具有多种类型的稀释剂可用,或者采用多种类型的稀释剂。系统可能能够追踪稀释剂和/或各种类型的稀释剂。因此,系统可能能够取用期望类型的稀释剂。例如,吸头可汲取期望的稀释剂。
在一些具体实例中,可向样本提供稀释剂。稀释剂可稀释样本。随着稀释剂的添加,样本的浓度可变得降低。稀释的程度可根据一个或多个规程或指令来控制。在一些情况下,规程或指令可从诸如服务器等外部设备提供。备选地,规程或指令可随载地提供在设备或者暗盒或容器上。因此,服务器和/或设备可能能够进行可变的稀释控制。通过控制稀释程度,系统可能能够探测一种或多种分析物的存在或者其可在宽范围内变化的浓度。例如,样本可具有第一分析物,其具有可在第一范围内探测到的浓度;以及第二分析物,其具有可在第二范围内探测到的浓度。可以分割样本,并且可以对其施加或者可以不对其施加不同量的稀释剂,以便使样本的各部分达到第一分析物和第二分析物的可探测范围。类似地,样本可以经受或者可以不经受不同程度的富集,以便使分析物达到探测所期望浓度。
稀释和/或富集可允许探测具有宽浓度范围的一种、两种、三种或更多种分析物。例如,可以从样本探测出相差1个或多个、2个或多个、3个或多个、4个或多个、5个或多个、6个或多个、7个或多个、8个或多个、9个或多个、或者10个或更多个量级程度的分析物。
在一些具体实例中,样本可在测定吸头或本文其它各处描述的其它类型的吸头中与稀释剂结合。测定吸头可吸取稀释剂。测定吸头可从试剂单元汲取稀释剂。稀释剂可以在或者可以不在测定吸头内与样本结合。
在另一示例中,稀释剂和/或样本可在试剂单元或本文其它各处描述的其它类型的容器中结合。例如,可以向试剂单元中的样本添加稀释剂,或者可以向试剂单元中的稀释剂添加样本。
在一些具体实例中,可以提供一个或多个混合装置。备选地,不需要单独的混合装置。将样本与稀释剂相结合的测定单元、试剂单元或者任何其它吸头、容器或隔室可能能够移动,从而实现混合。
可以结合不同量的稀释剂和/或样本,以达到期望的稀释水平。规程可决定所要结合的稀释剂与样本的相对比例。在一些具体实例中,样本与稀释剂的比例可以小于和/或等于约1:1000000、1:100000、1:10000、1:1000、1:500、1:100、1:50、1:10、1:5、1:3、1:2、1:1,或者大于和/或等于2:1、3:1、5:1、10:1、50:1、100:1、500:1、1000:1、10000:1、100000:1或1000000:1。可以使用测定吸头从试剂单元汲取稀释的样本,在该测定吸头可发生一个或多个化学反应。
可以根据一组或多组指令来提供期望量的稀释剂。在一些具体实例中,所提供的稀释量可由液体处理系统来控制。例如,测定吸头可汲取期望量的稀释剂并将其分发到期望的位置。可以以高灵敏度控制由测定吸头汲取的稀释剂的体积。例如,所汲取的稀释剂的量可具有本文其它各处讨论的液体或样本的任何体积。在一些具体实例中,测定吸头可在一轮中汲取期望量的稀释剂。备选地,为了达到期望的稀释程度,测定吸头可多次汲取和分发稀释剂。
样本的稀释可在样本预处理步骤期间发生。样本可在经历化学反应之前得到稀释。备选地,稀释可发生在化学反应期间和/或化学反应之后。一个实例中,所有的稀释过程在暗盒板上进行。另一个实例中,将暗盒插入模块后,所有的稀释过程在暗盒的不同位置进行。或者,将暗盒插入模块前,所有的稀释过程在暗盒的不同位置进行。又或者,将暗盒插入模块前,某些稀释过程在暗盒的不同位置进行。
根据测定需求,可以针对每个测定实时优化稀释因子。在一个具体实例中,可以通过所要执行的所有测定的知识来执行对稀释规程的实时确定。这样的优化可以对使用相同稀释的多个测定加以利用。前述稀释规程可导致经最终稀释的样本的精确度更高。
洗涤
根据本文描述的一个具体实例,设备和/或模块可允许洗涤。洗涤溶液可包含在一个或多个试剂单元中,或者在可包含和/或拘限洗涤溶液的任何其它单元中。洗涤溶液可提供在吸头、容器、腔室、容器、通道、试管、储液器或者设备和/或模块的任何其它组件中。洗涤溶液可储存在液体隔离或液压独立的组件中。液体隔离或液压独立的组件可以是固定的,或者可以配置成相对于设备和/或模块的一个或多个部分移动。
在一些具体实例中,洗涤溶液可储存在洗涤单元中,该洗涤单元可具有如本文其它各处描述的试剂单元的任何特性。洗涤单元可储存在与其余的试剂单元相同的位置,或者可相对于其余的试剂单元远程地储存。
可以采用本领域已知的任何洗涤溶液示例。洗涤溶液可能能够清除未结合的和/或未反应的反应物。例如,化学反应可在包含分析物的样本与已固定的反应物之间发生,其可导致分析物结合到表面。可以洗涤掉未结合的分析物。在一些具体实例中,反应可导致光信号、光或任何其它种类信号的发射。如果未反应的反应物留在附近,则它们可能导致造成干扰的背景信号。可能期望清除未反应的反应物,以便减小造成干扰的背景信号和允许对结合的分析物的读取。在一些情况下,洗涤溶液不导致在洗涤溶液与样本之间发生化学反应。
设备可采用一种类型的洗涤溶液。备选地,设备可以具有多种类型的洗涤溶液可用,或者采用多种类型的洗涤溶液。系统可能能够追踪洗涤溶液和/或各种类型的洗涤溶液。因此,系统可能能够取用期望类型的洗涤溶液。例如,吸头可汲取期望的洗涤溶液。
在一些具体实例中,可向样本提供洗涤溶液。洗涤溶液可稀释样本。随着洗涤溶液的添加,样本的浓度可变得更低。洗涤的程度可根据一个或多个规程或指令来控制。通过控制洗涤程度,系统可能能够以期望的灵敏度来探测一种或多种分析物的存在或浓度。例如,增加的洗涤量可以清除可导致造成干扰的背景噪声的不期望的试剂或样本。
在一些具体实例中,洗涤溶液可提供到测定吸头或者本文其它各处描述的其它类型的吸头。测定吸头可吸取洗涤溶液。测定吸头可从洗涤单元汲取洗涤溶液。洗涤溶液可以通过测定吸头分发回去,或者可以不通过测定吸头分发回去。测定吸头的同一开口可吸取和分发洗涤溶液。例如,测定吸头可具有底部开口,该底部开口可用来汲取和排出洗涤溶液。测定吸头可同时具有底部开口和顶部开口,其中底部开口可具有比顶部开口更小的直径。与测定吸头的底部封闭时的情况相比,通过底部开口排出洗涤溶液可允许洗涤溶液的更有效排出。
在另一示例中,洗涤溶液和/或样本可在试剂单元或本文其它各处描述的其它类型的容器中结合。例如,可以向试剂单元中的样本添加洗涤溶液,或者可以向试剂单元中的洗涤溶液添加样本。洗涤溶液可以以任何方式排出。在一些具体实例中,洗涤溶液和/或样本的结合物可由测定吸头汲取。
可以根据一组或多组指令来提供期望量的洗涤溶液。在一些具体实例中,所提供的洗涤溶液量可由液体处理系统来控制。例如,测定吸头可汲取期望量的洗涤溶液并将其分发。可以以高灵敏度控制由测定吸头汲取的洗涤溶液体积。例如,汲取的洗涤溶液的量可具有本文其它各处讨论的液体或样本的任何体积。在一些具体实例中,测定吸头可在一轮中汲取期望量的洗涤溶液。备选地,为了达到期望的洗涤程度,测定吸头可多次汲取和分发洗涤溶液。
可以发生不同数目的洗涤循环,以便提供期望的探测灵敏度。规程可决定洗涤循环的数目。例如,可以发生大于和/或等于约1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个洗涤循环。洗涤溶液可使用测定吸头从洗涤单元汲取,并且可从测定吸头排出。
洗涤可在经历化学反应之后发生。备选地,洗涤可发生在化学反应期间和/或在化学反应之前。
污染消减
根据本文描述的一个具体实例,设备和/或模块可允许防止和/或减少污染。例如,可以提供触吸垫。触吸垫可由吸收性材料形成。例如,触吸垫可以是海绵、织物、凝胶、多孔材料、毛细管,或者具有可将可能接触到垫的液体吸收或吸去的任何特征。测定吸头可接触到触吸垫,这可以导致液体被触吸垫从接近该垫的测定吸头吸收。在一些具体实例中,可以以使得测定吸头不接触垫的先前已被接触过的部分的方式,将测定吸头带至触吸垫。在一些情况下,不将液体放置在与先前已被触吸的液体相同的位置。可以以如此方式将测定吸头带至垫:使得接触点间隔开来,从而每当测定吸头接触到垫时都使用不同的接触点。一个或多个控制器可决定测定吸头接下来可接触的触吸垫的位置。控制器可保持追踪垫上的哪些点已被测定吸头接触。测定垫可以是吸收性的。
测定吸头可被垫擦拭。可以将来自测定吸头的过量液体或不期望的液体从测定吸头移除。例如,测定吸头的开口端(诸如底部端)可接触到触吸垫。垫可由吸收性材料形成,该吸收性材料可将液体从测定吸头吸去。因此,由于测定吸头或设备的其它组件可在模块和/或设备各处移动,可以减少过量液体或不期望的液体污染模块和/或设备的其它部分的可能性。
污染防止和/或减少装置的另一个示例可包括对测定吸头或设备的其它组件施加涂层或覆盖层。例如,可让测定吸头接触熔化的蜡、油(诸如矿物油)或凝胶。在一些具体实例中,蜡、油或凝胶可硬化。当材料冷却和/或暴露于空气时可发生硬化。备选地,它们无需硬化。诸如蜡、油或凝胶之类的涂层表面可以足够有黏性,以保持在测定吸头或设备的其它组件上。在一个示例中,测定吸头的开口端可与涂层材料接触,该涂层材料可覆盖测定吸头的开口端,从而密封测定吸头的内容物。
污染防止和/或减少的额外示例可以是用以接纳用过的测定吸头的废物室、可将一个或多个盖放在测定吸头的用过部分上的组件、加热器或风扇、或者发射到一个或多个组件或子系统上的紫外光、或者可减少污染的可能性的任何其它组件。在一些具体实例中,设备的液体处理组件不需要定期除污,这是因为设备的固定组件通常不直接接触样本。液体处理设备可能能够例如通过使用移液管从储罐吸取清洁剂(例如乙醇)而周期性地自清洁。液体处理装置以及其它设备资源也可以通过包括UV照射在内的多种其它方法除污、灭菌或消毒。
过滤器
设备和/或模块可包括其它组件,所述其它组件可允许如本文其它各处描述的一种或多种功能。例如,设备和/或模块可具有过滤器,该过滤器可允许按颗粒大小、密度或任何其它特征来分离样本。例如,具有小于阈值大小的颗粒大小的颗粒或液体可以穿过过滤器,而具有大于阈值大小的大小的其它颗粒则不能穿过。在一些具体实例中,可提供多个过滤器。多个过滤器可具有相同的大小或不同的大小,这可以允许将不同大小的颗粒分选到任何数目的组中。
离心机
根据本文描述的一些具体实例,系统可包括一个或多个离心机。设备可在其中包括一个或多个离心机。例如,可以在设备壳体内提供一个或多个离心机。模块可具有一个或多个离心机。设备的一个、两个或更多个模块可在其中具有离心机。离心机可由模块支撑结构所支撑,或者可包含在模块壳体内。离心机可具有紧凑、扁平且仅需很小占位面积的形状因子。在一些具体实例中,离心机可针对供服务点应用而得到微型化,但仍然能够以高速率旋转,等于或超过约10000rpm,而且能够承受高达约1200m/s2或更大的重力。
离心机可配置用于接纳一个或多个样本。离心机可用于分离和/或纯化不同密度的材料。此类材料的示例可包括病毒、细菌、细胞、蛋白质、环境成分或其它成分。离心机可用来浓缩细胞和/或颗粒以供后续测量。
离心机可以具有可配置用于接纳样本的一个或多个腔体。腔体可配置用于直接在腔体内接纳样本,使得样本可接触腔体壁。备选地,腔体可以配置用于接纳在其中可包含样本的样本容器。本文对腔体的任何描述均可适用于可以接纳和/或包含样本或样本容器的任何配置。例如,腔体可包括材料内的缺口、斗部规格、具有中空内部的凸出物、配置成与样本容器互连的构件。对腔体的任何描述亦可包括可以具有或者可以不具有凹面或内表面的配置。样本容器的示例可包括本文其它各处描述的任何容器或吸头设计。样本容器可具有内表面和外表面。样本容器可具有至少一个配置用于接纳样本的开口端。开口端可以是可封闭或可密封的。样本容器可具有封闭端。样本容器可以是液体处理装置的喷嘴,该装置可充当离心机,以使液体在喷嘴、吸头或附接至这样的喷嘴的另一容器之中旋转。
离心机可具有1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、8个或更多个、10个或更多个、12个或更多个、15个或更多个、20个或更多个、30个或更多个、或者50个或更多个配置用于接纳样本或样本容器的腔体。
在一些具体实例中,离心机可配置用于接纳小体积的样本。在一些具体实例中,腔体和/或样本容器可配置用于接纳1000μL或更小、500μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、175μL或更小、150μL或更小、100μL或更小、80μL或更小、70μL或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、300nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、10nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、10pL或更小、5pL或更小、或者1pL或更小的样本体积。
在一些具体实例中,离心机可具有封盖,所述封盖可将样本包含在离心机内。封盖可防止样本雾化和/或蒸发。离心机又或者可具有薄膜、油(例如,矿物油)、蜡或凝胶,它们可将样本包含在离心机内和/或防止其雾化和/或蒸发。可以提供薄膜、油、蜡或凝胶作为可包含在离心机的腔体和/或样本容器内的样本之上的一个层。
离心机可配置成绕着旋转轴旋转。离心机可能能够以任何转数/分钟来旋转。例如,离心机的旋转速率可高达100rpm、1000rpm、2000rpm、3000rpm、5000rpm、7000rpm、10000rpm、12000rpm、15000rpm、17000rpm、20000rpm、25000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、70000rpm或100000rpm。在一些时间点,离心机可保持静止,而在其它时间点,离心机可以旋转。静止的离心机不旋转。离心机可配置成以可变速率旋转。在一些具体实例中,可控制离心机以期望的速率旋转。在一些具体实例中,旋转速度的变化率可以是可变和/或可控的。
在一些具体实例中,旋转轴可以是垂直的。备选地,旋转轴可以是水平的,或者可具有介于垂直与水平之间的任何角度(例如,约15、30、45、60或75度)。在一些具体实例中,旋转轴可处于固定方向上。备选地,旋转轴可在设备的使用期间变化。当离心机正在旋转时,旋转轴角度可以变化或者不可以变化。
离心机可包含基座。基座可具有顶部表面和底部表面。基座可配置成绕着旋转轴旋转。旋转轴可与基座的顶部表面和/或底部表面正交。在一些具体实例中,基座的顶部表面和/或底部表面可以是平坦的或弯曲的。顶部表面和底部表面可以是或者可以不是基本上彼此平行的。
在一些具体实例中,基座可具有圆形形状。基座可具有任何其它形状,包括但不限于椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形或八边形形状。
基座可具有高度和一个或多个横向维度(例如,直径、宽度或长度)。基座的高度可平行于旋转轴。横向维度可垂直于旋转轴。基座的横向尺寸可以大于高度。基座的横向尺寸可以比高度大2倍或更多、3倍或更多、4倍或更多、5倍或更多、6倍或更多、8倍或更多、10倍或更多、15倍或更多、或者20倍或更多。
离心机可具有任何大小。例如,离心机可具有约200cm2或更小、150cm2或更小、100cm2或更小、90cm2或更小、80cm2或更小、70cm2或更小、60cm2或更小、50cm2或更小、40cm2或更小、30cm2或更小、20cm2或更小、10cm2或更小、5cm2或更小、或者1cm2或更小的占位面积。离心机可具有约5cm或更小、4cm或更小、3cm或更小、2.5cm或更小、2cm或更小、1.75cm或更小、1.5cm或更小、1cm或更小、0.75cm或更小、0.5cm或更小、或者0.1cm或更小的高度。在一些具体实例中,离心机的最大尺寸可以是约15cm或更小、10cm或更小、9cm或更小、8cm或更小、7cm或更小、6cm或更小、5cm或更小、4cm或更小、3cm或更小、2cm或更小、或者1cm或更小。
离心机基座可配置用于接纳驱动装置。驱动装置可以是马达,或者是可使离心机能够绕旋转轴旋转的任何其它装置。驱动装置可以是无刷马达,其可包括无刷马达转子和无刷马达定子。无刷马达可以是感应马达。无刷马达转子可包围无刷马达定子。转子可配置成绕着对于定子之旋转轴旋转。
基座可连接到或者可并入无刷马达转子,这可导致基座围绕定子旋转。基座可附在转子上,或者可与转子形成一体。基座可围绕定子旋转,并且与马达的旋转轴正交的平面可以和与基座的旋转轴正交的平面共面。例如,基座可具有与基座旋转轴正交的平面,该平面基本上穿过基座的上表面与下表面之间。马达可具有与马达旋转轴正交的平面,该平面基本上穿过马达中心。基座平面和马达平面可以基本上共面。马达平面可以在基座的上表面与下表面之间经过。
无刷马达组合可包括转子和定子。马达组合可包括电子组件。无刷马达向转子组合中的集成可缩小离心机组合的总尺寸。在一些具体实例中,马达组合不延伸超过基座高度。在其它具体实例中,马达组合的高度不大于基座高度的1.5倍、基座高度的2倍、基座高度的2.5倍、基座高度的3倍、基座高度的4倍或基座高度的5倍。转子可被基座所包围,使得转子不暴露于基座外。
马达组合可实现离心机的旋转而无需主轴/轴杆组合。转子可包围定子,而定子可电连接到控制器和/或电源。
在一些具体实例中,腔体可配置成在基座静止时具有第一定向,而在基座旋转时具有第二定向。第一定向可以是垂直定向,而第二定向可以是水平定向。腔体可具有任何定向,其中腔体可以与垂直和/或旋转轴呈大于和/或等于约0度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度或90度。在一些具体实例中,第一定向可以比第二定向更接近于垂直。第一定向可以比第二定向更接近于与旋转轴平行。备选地,无论基座是静止还是在旋转,腔体均可具有相同的定向。腔体的定向可取决于或者可不取决于基座旋转的速度。
离心机可配置用于接纳样本容器,并且可配置成在基座静止时让样本容器处于第一定向而在基座旋转时让样本容器处于第二定向。第一定向可以是垂直定向,而第二定向可以是水平定向。样本容器可具有任何定向,其中样本容器可以与垂直呈大于和/或等于约0度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度或90度。在一些具体实例中,第一定向可以比第二定向更接近于垂直。备选地,无论基座是静止还是在旋转,样本容器均可具有相同的定向。容器的定向可取决于或者可不取决于基座旋转的速度。
图36示出了根据本文描述的一个具体实例提供的离心机的示例。该离心机可包括具有底部表面3602和/或顶部表面3604的基座3600。该基座可包含一个、两个或更多个翼部3610a、3610b。
翼部可配置成在延伸穿过基座的轴上折迭。在一些具体实例中,该轴可形成穿过基座的割线。延伸穿过基座的轴可以是折迭轴,其可由一个或多个枢轴点3620形成。翼部可包含处于轴的一侧的基座的整个部分。基座的整个部分可以折迭,从而形成翼部。在一些具体实例中,基座的中心部分3606可与旋转轴相交,而翼部则不与旋转轴相交。基座的中心部分可以比翼部更靠近旋转轴。基座的中心部分可配置用于接纳驱动装置3630。驱动装置可以是马达,或者是可导致基座旋转的任何其它装置,并且可在本文其它各处进一步详细讨论。在一些具体实例中,翼部可具有达基座占位面积的约2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%或40%或者更大的占位面积。
在一些具体实例中,可提供穿过基座的多个折迭轴。折迭轴可彼此平行。备选地,一些折迭轴可以彼此正交,或者相对于彼此处于任何其它角度。折迭轴可延伸穿过基座的下表面、基座的上表面、或基座的下表面与上表面之间。在一些具体实例中,折迭轴可更靠近基座下表面地或者更靠近基座上表面地延伸穿过基座。在一些具体实例中,枢轴点可以处在或者更靠近于基座的下表面或基座的上表面。
在翼部中可提供1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个腔体。例如,翼部可配置用于接纳一个、两个或更多个样本或样本容器。每个翼部可能能够接纳相同数目的容器或不同数目的容器。翼部可包含配置用于容纳样本容器的腔体,其中样本容器在基座静止时朝向第一定向,并且被配置成当基座旋转时朝向第二定向。
在一些具体实例中,翼部可配置为相对于基座的中心部分成角度。例如,翼部可以在基座的中心部分的90与180度之间。例如,当基座静止时,翼部可以是垂直朝向的。翼部在垂直朝向时,可以与基座的中心部分成90度。当基座旋转时,翼部可以是水平朝向的。翼部在水平朝向时可以与基座的中心部分成180度。当基座旋转时,翼部可以从基座延伸形成基本上不间断的表面。例如,当基座旋转时,翼部可以延伸形成基座的底部表面和/或顶部表面的基本上连续的表面。翼部可配置成相对于基座的中心部分向下折迭。
翼部的枢轴点可包括一个或多个枢销3622。枢销可延伸穿过翼部的一部分和基座中心部分的一部分。在一些具体实例中,翼部和基座的中心部分可具有互锁特征3624、3626,所述互锁特征可防止翼部相对于基座的中心部分横向滑动。
翼部可具有重心3680,该重心定位成低于折迭轴和/或枢轴点3620。当基座静止时,翼部的重心可定位成比延伸穿过基座的轴更低。当基座旋转时,翼部的重心可定位成比延伸穿过基座的轴更低。
翼部可由两种或更多种具有不同密度的不同材料所形成。备选地,翼部可由单一材料形成。在一个示例中,翼部可具有轻质的翼盖3640和沉重的翼基座3645。在一些具体实例中,翼盖可由具有比翼基座更低密度的材料形成。例如,翼盖可由塑料形成,而翼基座由金属形成,例如,由钢、钨、铝、铜、黄铜、铁、金、银、钛或者其任何组合或合金形成。较重的翼基座可帮助将翼部质心提供在折迭轴和/或枢轴点的下方。
翼盖和翼基座可通过任何本领域已知的任何装置相连接。例如,可移提供紧固件3650,或者可以采用黏合剂、焊接、互锁特征、夹具、钩环紧固件或者任何其它装置。翼部又或者可包括嵌件3655。嵌件可由比翼盖更重的材料形成。嵌件可帮助将翼部质心提供在折迭轴和/或枢轴点的下方。
在翼盖或翼基座或者其任何组合内可提供一个或多个腔体3670。在一些具体实例中,腔体可配置用于接纳多个样本容器配置。腔体可具有内表面。内表面的至少一部分可接触样本容器。在一个示例中,腔体可具有一个或多个如下搁板或内表面特征:其可允许具有第一配置的第一样本容器配合在腔体内,以及具有第二配置的第二样本容器配合在腔体内。具有不同配置的第一样本容器和第二样本容器可接触腔体的内表面的不同部分。
离心机可配置用于接合液体处理设备。例如,离心机可配置用于连接到移液管或其它液体处理设备。在一些具体实例中,离心机与液体处理设备之间可形成水密密封。离心机可以与液体处理设备相接合,并且配置用于接收从液体处理设备分发的样本。离心机可以与液体处理设备相接合,并且配置用于从液体处理设备接收样本容器。离心机可以与液体处理设备相接合并允许液体处理设备从离心机汲取或吸取样本。离心机可以与液体处理设备相接合并允许液体处理设备拾取样本容器。
样本容器可配置用于接合液体处理设备。例如,样本容器可配置用于连接到移液管或其它液体处理设备。在一些具体实例中,样本容器与液体处理设备之间可形成水密密封。样本容器可与液体处理设备相接合,并且配置用于接收从液体处理设备分发的样本。样本容器可与液体处理设备相接合,并允许液体处理设备从样本容器汲取或吸取样本。
样本容器可配置成延伸出离心机翼部。在一些具体实例中,离心机基座可配置成允许样本容器在翼部折迭时延伸出离心机翼部,并允许翼部在折迭状态与延伸状态之间枢转。
图37示出了根据本文描述的另一具体实例提供的离心机的示例。离心机可包括具有底部表面3702和/或顶部表面3704的基座3700。基座可包含一个、两个或更多个斗部3710a、3710b。
斗部可配置成绕着延伸穿过基座的斗部枢轴枢转。在一些具体实例中,该轴可形成穿过基座的割线。斗部可配置成对于旋转点3720枢转。基座可配置用于接纳驱动装置。在一个示例中,驱动装置可以是马达,诸如无刷马达。驱动装置可包括转子3730和定子3735。转子又或者可以是无刷马达转子,而定子又或者可以是无刷马达定子。驱动装置可以是可导致基座旋转的任何其它装置,并且可在本文其它各处进一步详细讨论。
在一些具体实例中,可提供穿过基座的斗部的多个旋转轴。所述轴可以彼此平行。备选地,一些轴可以彼此正交或者相对于彼此成任何其它角度。斗部旋转轴可延伸穿过基座的下表面、基座的上表面,或者在基座的下表面与上表面之间。在一些具体实例中,斗部旋转轴可以更靠近基座的下表面地或者更靠近基座的上表面地延伸穿过基座。在一些具体实例中,旋转点可以处在或更靠近基座的下表面或基座的上表面。
在斗部中可提供1个、2个、3个、4个或更多个腔体。例如,斗部可配置用于接纳一个、两个或更多个样本或样本容器3740。每个斗部可能能够接纳相同数目的容器或不同数目的容器。斗部可包含配置用于接收样本容器的腔体,其中样本容器在基座静止时朝向第一定向,并且配置成在基座旋转时朝向第二定向。
在一些具体实例中,斗部可配置成相对于基座成角度。例如,斗部可以处在基座的0与90度之间。例如,当基座静止时,斗部可以是垂直朝向的。当基座静止时,斗部可向上定位越过离心机基座的顶部表面。当基座静止时,样本容器的至少一部分可延伸到基座的顶部表面以外。翼部在垂直朝向时,可以与基座的中心部分成90度。当基座旋转时,斗部可以是水平朝向的。斗部在水平朝向时,可以与基座成0度。当基座旋转时,斗部可以缩回到基座中,从而形成基本上不间断的顶部和/或底部表面。例如,当基座旋转时,斗部可以缩回,从而形成基座的底部和/或顶部表面的基本上连续的表面。斗部可配置成相对于基座向上枢转。斗部可以如此配置,使得斗部的至少一部分可以向上枢转越过基座的顶部表面。
斗部的旋转点可包括一个或多个枢销。枢销可延伸穿过斗部和基座。在一些具体实例中,斗部可定位在基座的如下各部分之间——所述各部分可防止斗部相对于基座横向滑动。
斗部可具有质心3750,该质心定位成低于旋转点3720。当基座静止时,斗部的质心可定位成低于旋转点。当基座旋转时,斗部的质心可定位成低于旋转点。
斗部可由两种或更多种具有不同密度的不同材料形成。备选地,斗部可由单一材料形成。在一个示例中,斗部可具有主体3715和内部嵌件3717。在一些具体实例中,主体可由具有比嵌件更低密度的材料形成。例如,主体可由塑料形成,而嵌件由金属形成,例如由钨、钢、铝、铜、黄铜、铁、金、银、钛或者其任何组合或合金形成。较重的嵌件可帮助将斗部质心提供在旋转点下方。斗部材料可包括密度较高的材料和密度较低的材料,其中密度较高的材料定位成低于旋转点。斗部的质心可以如此定位:使得当离心机静止时斗部自然摆动,开口端向上并且较重端向下。斗部的质心可以如此定位:使得当离心机以某一速度旋转时斗部自然缩回。当速度处于预定的速度时,斗部可以缩回,该预定速度可包括任何速度或者其它各处提到的任何速度。
在斗部内可提供一个或多个腔体。在一些具体实例中,腔体可配置用于接纳多个样本容器配置。腔体可具有内表面。内表面的至少一部分可接触样本容器。在一个示例中,腔体可具有一个或多个如下搁板或内表面特征:其可允许具有第一配置的第一样本容器配合在腔体内,并且具有第二配置的第二样本容器配合在腔体内。具有不同配置的第一样本容器和第二样本容器可接触腔体的内表面的不同部分。
如先前所述,离心机可配置用于接合液体处理设备。例如,离心机可配置用于连接到移液管或其它液体处理设备。离心机可配置用于接纳通过液体处理设备分发的样本,或者提供要由液体处理设备吸取的样本。离心机可配置用于接纳或提供样本容器。
如先前所提及,样本容器可配置用于接合液体处理设备。例如,样本容器可配置用于连接到移液管或其它液体处理设备。
样本容器可配置成延伸出斗部。在一些具体实例中,离心机基座可配置成允许样本容器在斗部被提供于回缩状态时延伸出斗部,并且允许斗部在回缩与凸出状态之间枢转。延伸出离心机顶部表面的样本容器可允许更容易地向和/或从离心机转移样本或样本容器。在一些具体实例中,斗部可配置成缩回到转子中,从而创造出紧凑的组合以及在操作期间减少阻力,且具有诸如降低噪音和发热以及需要更低功率等额外的益处。
在一些具体实例中,离心机基座可包括一个或多个信道或其它类似结构,诸如凹槽、导管或通路。对通道的任何描述亦可适用于任何类似的结构。通道可包含一个或多个滚珠轴承。滚珠轴承可穿过通道滑动。通道可以敞开、封闭或部分敞开。信道可配置成防止滚珠轴承从通道脱落。
在一些具体实例中,可将滚珠轴承在转子内放置在密封/封闭轨道中。这种配置对于动态平衡离心机转子是有用的,特别是当同时离心不同体积的样本时尤为如此。在一些具体实例中,滚珠轴承可以在马达外部,从而使总体系统更加强健和紧凑。
通道可环绕离心机基座。在一些具体实例中,信道可沿离心机基座的周长环绕基座。在一些具体实例中,信道可以处在或更靠近于离心机基座的上表面或离心机基座的下表面。在一些情况下,通道对离心机基座的上表面和下表面可以是等距的。滚珠轴承可沿离心机基座的周长滑动。在一些具体实例中,信道可以在离旋转轴一定距离之处环绕基座。通道可形成圆,其中旋转轴在圆的基本中心处。
图38示出了根据本文描述的另一具体实例提供的离心机的额外示例。离心机可包括具有底部表面3802和/或顶部表面3804的基座3800。基座可包含一个、两个或更多个斗部3810a、3810b。斗部可连接到模块框架3820,后者可连接到基座。备选地,斗部可直接地连接到基座。斗部还可接附到配重3830。
模块框架可连接到基座。模块框架可在边界连接到基座,该边界可与基座形成连续的或基本上连续的表面。基座的顶部、底部和/或侧部表面的一部分可与模块框架形成连续的或基本上连续的表面。
斗部可配置成绕着延伸穿过基座和/或模块框架的斗部枢轴枢转。在一些具体实例中,该轴可形成穿过基座的割线。斗部可配置成绕着斗部枢轴3840枢转。基座可配置用于接纳驱动装置。在一个示例中,驱动装置可以是马达,诸如无刷马达。驱动装置可包括转子3850和定子3855。在一些具体实例中,转子可以是无刷马达转子,而定子可以是无刷马达定子。驱动装置可以是可导致基座旋转的任何其它装置,并且可在本文其它各处进一步详细讨论。
在一些具体实例中,可提供穿过基座的斗部的多个旋转轴。所述轴可以彼此平行。备选地,一些轴可以彼此正交或相对于彼此处于任何其它角度。斗部旋转轴可以延伸穿过基座的下表面、基座的上表面,或者在基座的下表面与上表面之间。在一些具体实例中,斗部旋转轴可更靠近基座的下表面地或更靠近基座的上表面地延伸穿过基座。在一些具体实例中,斗部枢轴可以处在或更靠近基座的下表面或基座的上表面。斗部枢轴可以处在或更靠近模块框架的下表面或模块框架的上表面。
在斗部中可提供1个、2个、3个、4个或更多个腔体。例如,斗部可配置用于接纳一个、两个或更多个样本或样本容器。每个斗部可能能够接纳相同数目的容器或不同数目的容器。斗部可包含配置用于接收样本容器的腔体,其中样本容器在基座静止时朝向第一定向,并且配置成在基座旋转时朝向第二定向。
在一些具体实例中,斗部可配置为相对于基座成角度。例如,斗部可以在基座的0与90度之间。例如,斗部在基座静止时可以是垂直朝向的。斗部在基座静止时可向上定位越过离心机基座的顶部表面。在基座静止时,样本容器的至少一部分可延伸到基座的顶部表面以外。翼部在垂直朝向时可以与基座的中心部分成90度。当基座旋转时,斗部可以是水平朝向的。斗部在水平朝向时可以与基座成0度。当基座旋转时,斗部可以缩回到基座和/或框架模块中,从而形成基本上不间断的顶部表面和/或底部表面。例如,当基座旋转时,斗部可以缩回,从而与基座和/或框架模块的底部表面和/或顶部表面形成基本上连续的表面。斗部可配置成相对于基座和/或框架模块向上枢转。斗部可以如此配置:使得斗部的至少一部分可以向上枢转越过基座和/或框架模块的顶部表面。
斗部可锁定在多个位置,以便支持离心管的卸放和拾取,以及当离心机容器处在离心机斗部中时将液体吸取和分发进和出离心机容器。实现这一点的一个手段是一个或多个马达,其驱动与离心机转子相接触的转轮以精细地定位和/或锁定转子。另一方法可以是使用形成于转子上的凸轮(CAM)形状,而无需额外的马达或转轮。来自移液管的附件,诸如接附到移液管喷嘴的离心机吸头,可以下压到转子上的凸轮形状上。凸轮表面上的这个力可促使转子旋转到期望的锁定位置。这个力的持续施加可以使转子能够被严格保持在期望位置。可以向转子添加多个此类凸轮形状,以支持多个锁定位置。当转子被一个移液管喷嘴/吸头保持时,另一移液管喷嘴/吸头可与离心机斗部相接,以便卸放或拾取离心机容器或执行其它功能,比如从离心机斗部中的离心机容器吸取或分发。
斗部枢轴可包括一个或多个枢销。枢销可延伸穿过斗部以及基座和/或框架模块。在一些具体实例中,斗部可定位在基座和/或框架模块的如下各部分之间:所述各部分可防止斗部相对于基座横向滑动。
斗部可附接到配重。配重可配置成在基座开始旋转时移动,从而引起斗部枢转。当基座开始旋转时,可由施加在配重上的离心力引起配重移动。配重可配置成当基座开始以阈值速度旋转时从旋转轴移开。在一些具体实例中,配重可以在直线方向或路径上移动。备选地,配重可以沿弯曲路径或任何其它路径移动。斗部可在配重枢轴点3860处附接到配重。可以使用一个或多个枢销或凸出物,其可允许斗部相对于配重旋转。在一些具体实例中,配重可以沿水平直线路径移动,从而导致斗部向上或向下枢转。配重可以在与离心机的旋转轴正交的直线方向上移动。
配重可位于模块框架和/或基座的各部分之间。模块框架和/或基座可配置成防止配重滑出基座。模块和/或基座可限制配重的路径。配重的路径可被限制在直线方向。可以提供一个或多个可限制配重路径的导销3870。在一些具体实例中,导销可穿过框架模块和/或基座以及配重。
可以向配重提供偏置力。偏置力可通过弹簧3880、弹性结构、气动装置、液压装置或任何其它装置来提供。偏置力可在基座静止时将配重保持在第一位置,而来自离心机旋转的离心力可在离心机以阈值速度旋转时导致配重移动到第二位置。当离心机回到静止或速度降到预定的旋转速度以下时,配重可返回到第一位置。当配重处在第一位置时,斗部可具有第一定性;而当配重处在第二位置时,斗部可具有第二定向。例如,当配重处在第一位置时,斗部可具有垂直定向;而当配重处在第二位置时,斗部可具有水平方向。配重的第一位置可以比配重的第二位置更靠近旋转轴。
在斗部内可提供一个或多个腔体。在一些具体实例中,腔体可配置用于接纳多个样本容器配置。腔体可具有内表面。内表面的至少一部分可接触样本容器。在一个示例中,腔体可具有一个或多个搁板或内表面特征,所述搁板或内表面特征可允许具有第一配置的第一样本容器配合在腔体内,以及具有第二配置的第二样本容器配合在腔体内。具有不同配置的第一样本容器和第二样本容器可接触腔体的内表面的不同部分。
如先前所述,离心机可配置用于接合液体处理设备。例如,离心机可配置用于连接到移液管或其它液体处理设备。离心机可配置用于接纳通过液体处理设备分发的样本,或者提供要由液体处理设备吸取的样本。离心机可配置用于接纳或提供样本容器。
如先前所提及,样本容器可配置用于接合液体处理设备。例如,样本容器可配置用于连接到移液管或其它液体处理设备。
样本容器可配置成延伸出斗部。在一些具体实例中,离心机基座和/或模块框架可配置成允许样本容器在斗部被提供于回缩状态中时延伸出斗部,并且允许斗部在回缩状态与凸出状态之间枢转。延伸出离心机顶部表面的样本容器可允许更容易地向和/或从离心机转移样本或样本容器。
在一些具体实例中,离心机基座可包括一个或多个信道或者其它类似结构,诸如凹槽、导管或通路。对通道的任何描述亦可适用于任何类似的结构。通道可包含一个或多个滚珠轴承。滚珠轴承可穿过通道滑动。通道可以敞开、封闭或部分敞开。信道可配置成防止滚珠轴承从通道脱落。
通道可环绕离心机基座。在一些具体实例中,信道可沿离心机基座的周长环绕基座。在一些具体实例中,信道可以处在或更靠近于离心机基座的上表面或离心机基座的下表面。在一些情况下,通道对于离心机基座的上表面和下表面可以是等距的。滚珠轴承可沿离心机基座的周长滑动。在一些具体实例中,信道可以在离轴旋转一定距离之处环绕基座。通道可形成圆,其中旋转轴在圆的基本中心处。
可以使用本领域已知的离心机配置的其它示例,包括各种摆动斗部配置。例如,参见美国专利第7,422,554号,该文献特此通过引用而全文并入。例如,斗部可以向下摆动而不是向上摆动。斗部可以摆动以向侧面而不是向上或向下凸出。
离心机可以封闭在壳体或外壳内。在一些具体实例中,离心机可以完全封闭在壳体内。备选地,离心机可具有一个或多个敞开区段。壳体可以包括可移动部分,所述可移动部分可允许液体处理设备或其它自动化设备接近离心机。液体处理设备和/或其它自动化设备可在离心机中提供样本、取用样本、提供样本容器或取用样本容器。可以在离心机的顶部、侧部和/或底部准许此类取用。
样本可从腔体分发和/或汲取。样本可使用液体处理系统来分发和/或汲取。液体处理系统可以是本文其它各处描述的移液管,或者是本领域已知的任何其它液体处理系统。样本可使用吸头来分发和/或汲取,所述吸头具有本文其它各处描述的任何配置。样本的分发和/或吸取可以是自动化的。
在一些具体实例中,可将样本容器提供到离心机或将其从离心机移除。样本容器可以在自动化过程中使用设备插入离心机或从离心机移除。样本容器可从离心机的表面延伸,这可以简化自动化的拾取和/或取回。样本可能已在样本容器内提供。备选地,样本可从样本容器分发和/或汲取。样本可使用液体处理系统从样本容器分发和/或汲取。
在一些具体实例中,来自液体处理系统的吸头可至少部分地插入到样本容器和/或腔体中。吸头可以是可从样本容器和/或腔体插入和移除的。在一些具体实例中,样本容器和吸头可以是如先前所述的离心容器和离心吸头,或者具有任何其它容器或吸头配置。在一些具体实例中,可将比色皿(诸如在图70A和图70B中所描述的比色皿)放置在离心机转子中。这种配置可提供某些与传统吸头和/或容器相比的优点。在一些具体实例中,比色皿可用一个或多个具有专门的几何形状的信道来形成图案,从而使得离心过程的产物自动分离到单独的隔室中。一个这样的具体实例可以是具有锥形信道的比色皿,该通道终止于一个由狭窄的开口分隔开的隔室中。上清液(例如,来自血液的血浆)可被离心力迫使进入隔室,同时红血球留在主通道中。比色皿可以更加复杂,具有若干个通道和/或隔室。通道可以是隔离的或相连的。
在一些具体实例中,可将一个或多个相机放置在离心机转子中,从而使得其可以在转子旋转时对离心机容器的内容物成像。相机图像可以例如通过使用无线通信方法而得到实时分析和/或通信。这种方法可用来追踪沈降率/细胞堆积——比如用于ESR(红血球沉降率)测定,其中对RBC(红血球)沉淀速度加以测量。在一些具体实例中,可将一个或多个相机定位在转子外,所述相机可以在转子旋转时对离心机容器的内容物成像。这可以通过使用与相机和旋转中的转子同步定时的频闪光源来实现。在转子旋转时对离心机容器内容物的实时成像可允许在离心过程完成后停止旋转转子,从而节省时间,并且有可能防止内容物的过度堆积和/或过度分离。
热控制单元
根据本文所述的一些具体实例,系统可包括一个或多个热控制单元。设备可在其中包括一个或多个热控制单元。例如,可以在设备壳体内提供一个或多个热控制单元。模块可具有一个或多个热控制单元。设备的一个、两个或更多个模块可在其中具有热控制单元。热控制单元可由模块支撑结构所支撑,或者可以包含在模块壳体内。热控制单元可提供于设备层次(例如,设备中所有模块的整体)、支架层次(例如,支架中所有模块的整体)、模块层次(例如,模块内)和/或组件层次(例如,模块的一个或多个组件内)。
热控制单元可配置用于加热和/或冷却样本或其它液体或模块温度或整个设备的温度。对控制样本温度的任何讨论亦可涉及本文的任何其它液体,包括但不限于试剂、稀释剂、染料或洗涤液体。在一些具体实例中,可提供单独的热控制单元组件来加热和冷却样本。备选地,相同的热控制单元组件既可加热又可冷却样本。
热控制单元可用于改变和/或维持样本的温度,以保持样本处于所期望的温度或在期望的温度范围内。在一些具体实例中,热控制单元可能能够将样本维持在目标温度的1℃内。在其它具体实例中,热控制单元可能能够将样本维持在目标温度的5℃、4℃、3℃、2℃、1.5℃、0.75℃、0.5℃、0.3℃、0.2℃、0.1℃、0.05℃或0.01℃内。可以将期望的目标温度程序化。可以随着时间推移而改变或维持期望的目标温度。目标温度曲线可以说明期望的目标温度随时间推移的变化。目标温度曲线可动态地从外部设备(诸如服务器)提供,可机载地从设备提供,或者可由设备的操作者输入。
热控制单元可能能够顾及设备外部的温度。例如,一个或多个温度传感器可以确定设备外部的环境温度。热控制单元可以操作以达到目标温度,从而补偿不同的外部温度。
目标温度随时间推移可保持不变或者可以改变。在一些具体实例中,目标温度可以以循环方式改变。在一些具体实例中,目标温度可以暂时改变,并继而保持不变。在一些具体实例中,目标温度可以遵循本领域已知的针对核酸扩增的曲线。热控制单元可以控制样本温度,以使其遵循针对核酸扩增的已知曲线。在一些具体实例中,温度可以在30-40摄氏度的范围内。在一些情况下,温度范围可以是0-100摄氏度。例如,对于核酸测定,可以达到高达100摄氏度的温度。在一个具体实例中,温度范围是约15-50摄氏度。在一些具体实例中,该温度可用于温育一个或多个样本。
热控制单元可能能够快速改变一个或多个样本的温度。例如,热控制单元可以以大于和/或等于1℃/分、5℃/分、10℃/分、15℃/min、30℃/分、45℃/分、1℃/秒、2℃/秒、3℃/秒、4℃/秒、5℃/秒、7℃/秒或10℃/秒的速度斜升或斜降样本的温度。
系统的热控制单元可包含热电器械。在一些具体实例中,热控制单元可以是加热器。加热器可提供主动加热。在一些具体实例中,可以改变或维持向加热器提供的电压和/或电流,以提供期望的加热量。热控制单元可以是电阻加热器。加热器可以是热块。
热块可具有一个或许多个开口以支持探测器和/或光源的并入。热块可具有用于内含物成像的开口。可以填充和/或覆盖热块中的开口以改善块的热性能。
加热器可以具有或者可以不具有提供主动冷却的组件。在一些具体实例中,加热器可与散热器热连通。散热器可以得到被动冷却,并且可以允许热量消散至周围环境。在一些具体实例中,散热器或加热器可以诸如利用强制液体流动而得到主动冷却。散热器可以包含或者可以不包含一个或多个表面特征,诸如鳍片、凸脊、隆起物、凸出物、凹槽、通道、孔穴、板片或任何可以增加散热器表面积的其它特征。在一些具体实例中,可以使用一个或多个风扇或泵来提供强制液体冷却。
在一些具体实例中,热控制单元可以是珀尔贴器械(Peltier Device),或者可以并入珀尔贴器械。
热控制单元又或者可以并入液体流动以提供温度控制。例如,可以向热控制单元提供一种或多种经加热液体或经冷却液体。在一些具体实例中,经加热液体和/或经冷却液体可以包含在热控制单元内,或者可以流动通过热控制单元。通过对热管的使用,可以增强空气温度控制,以便快速升温至期望的水平。通过使用强制对流,可使热传递更快地进行。强制对流传热还可用于通过交替鼓吹热空气和冷空气而对特定区域进行热循环。需要特定温度和温度循环的反应可在吸头和/或容器上进行,其中诸如通过IR加热器而精细地控制吸头的加热和冷却。
在一些具体实例中,热控制单元可以使用传导、对流和/或辐射来向样本提供热量或从样本移除热量。在一些具体实例中,热控制单元可直接与样本或样本固定器物理接触。热控制单元可直接与容器、吸头、微型卡或容器、吸头或微型卡的壳体物理接触。热控制单元可以接触传导性材料,该传导性材料可直接与样本或样本固定器物理接触。例如,热控制单元可以接触这样的传导性材料——该传导性材料可直接与容器、吸头、微型卡或者用以支撑容器、吸头或微型卡的壳体物理接触。在一些具体实例中,热控制单元可以由高热导率材料形成,或者包括高热导率材料。例如,热控制单元可以包括金属,诸如铜、铝、银、金、钢、黄铜、铁、钛、镍或者其任何组合或其合金。例如,热控制单元可以包括金属块。在一些具体实例中,热控制单元可以包括塑料或陶瓷材料。
可以将一个或多个样本带至热控制单元和/或从热控制单元移除。在一些具体实例中,可使用液体处理系统将样本带至热控制单元和/或从热控制单元移除。可使用任何其它自动化过程将样本带至热控制单元和/或从热控制单元移除。可以在无需人为干预的情况下向和从热控制单元输送样本。在一些具体实例中,可以手动地向和从热控制单元转移样本。
热控制单元可配置成与小体积的样本热连通。例如,热控制单元可配置成与具有如本文其它各处所述体积的样本热连通。
热控制单元可与多个样本热连通。在一些情况下,热控制单元可以保持每个相同的样本相对于彼此处于相同的温度。在一些情况下,热控制单元可以热连接至散热器,该散热器可以均匀地向多个样本提供热量。
在其它具体实例中,热控制单元可以向多个样本提供不同的热量。例如,可将第一样本保持在第一目标温度,并且可将第二样本保持在第二目标温度。热控制单元可以形成温度梯度。在一些情况下,单独的热控制单元可以保持不同样本处于不同的温度,或者沿单独的目标温度曲线操作。多个热控制单元可以是可独立操作的。
可以在热控制单元处或靠近热控制单元处提供一个或多个传感器。可以在与热控制单元热连通的样本处或靠近该样本处提供一个或多个传感器。在一些具体实例中,传感器可以是温度传感器。可以使用本领域已知的任何温度传感器,包括但不限于温度计、热电偶或IR传感器。传感器可向控制器提供一个或多个信号。基于该信号,控制器可向热控制单元发送信号以更改(例如,增高或降低)或更改样本的温度。在一些具体实例中,控制器可直接控制热控制单元以更改或维持样本温度。控制器可与热控制单元相分离,或者可以是热控制单元的一部分。
在一些具体实例中,传感器可以周期性地向控制器提供信号。在一些具体实例中,传感器可以向控制器提供实时反馈。控制器可以周期性地或者响应于反馈而实时地调节热控制单元。
如先前所述,热控制单元可用于核酸扩增(例如,等温及非等温核酸扩增,诸如PCR)、温育、蒸发控制、冷凝控制、获得期望的黏度、分离或本领域已知的任何其它用途。
细胞计数器
根据本文所述的一些具体实例,系统可以包括一个或多个细胞计数器。设备可以在其中包括一个或多个细胞计数器。例如,可在设备壳体内提供一个或多个细胞计数器。模块可以具有一个或多个细胞计数器。设备的一个、两个或更多个模块可以在其中具有细胞计数器。细胞计数器可由模块支撑结构来支撑,或者可以包含在模块壳体内。备选地,细胞计数器可提供在模块外部。在一些情况下,细胞计数器可提供在设备内并且可由多个模块共享。细胞计数器可以具有本领域已知的或今后开发的任何配置。
在一些具体实例中,细胞计数器可具有小体积。例如,细胞计数器可具有小于或等于约0.1mm3、0.5mm3、1mm3、3mm3、5mm3、7mm3、10mm3、15mm3、20mm3、25mm3、30mm3、40mm3、50mm3、60mm3、70mm3、80mm3、90mm3,100mm3、125mm3、150mm3、200mm3、250mm3、300mm3、500mm3、750mm3或1m3的体积。
细胞计数器可具有小于或等于约0.1mm2、0.5mm2、1mm2、3mm2、5mm2、7mm2、10mm2、15mm2、20mm2、25mm2、30mm2、40mm2、50mm2、60mm2、70mm2、80mm2、90mm2,100mm2、125mm2、150mm2、200mm2、250mm2、300mm2、500mm2、750mm2或1m2的占位面积。细胞计数器可以具有小于或等于0.05mm、0.1mm、0.5mm、0.7mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、15mm、17mm、20mm、25mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、100mm、150mm、200mm、300mm、500mm或750mm的一个或多个尺寸(例如,宽度、长度、高度)。
细胞计数器可以接纳小体积的样本或其它液体。例如,细胞计数器可以接纳约500μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、175μL或更小、150μL或更小、100μL或更小、80μL或更小、70μL或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、300nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、10nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、250pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、10pL或更小、5pL或更小或者1pL或更小的样本体积。
细胞计数器可以利用一种或多种照明技术,包括但不限于明视场、暗视场、前向照明、斜射照明、后向照明、相位衬度和差分干涉显微术。可以使用任何照明源来实现聚焦,包括但不限于暗视场成像。暗视场成像可利用不同波段的各种照明源来执行。暗视场成像可利用物镜外的光波导来执行。由成像系统所产生的图像可以是单色的和/或彩色的。成像系统可被配置成无光学器械,从而降低成本和尺寸。
细胞计数器(以及其它模块)可配置成合并图像处理算法,以便从样本中的细胞和其它元素的图像中提取定量信息,从而支持有报告价值的计算。在拒绝时,图像处理和分析可包括但不限于:a)图像获取、压缩/解压缩和质量改进,b)图像分割,c)图像拼接,和d)定量信息提取。
探测单元
根据本文所述的一些具体实例,系统可以包括一个或多个探测单元。设备可以在其中包括一个或多个探测单元。例如,可在设备壳体内提供一个或多个探测单元。模块可具有一个或多个探测单元。设备的一个、两个或更多个模块可在其中具有探测单元。探测单元可由模块支撑结构来支撑,或着可以包含在模块壳体内。备选地,探测单元可提供在模块外部。
探测单元可用于探测由设备上的至少一种测定所产生的信号。探测单元可用于探测在设备中的一个或多个样本准备仪产生的信号。探测单元可能能够探测在设备的样本准备或测定中的任何阶段产生的信号。
在一些具体实例中,可提供多个探测单元。多个探测单元可同时和/或依次操作。多个探测单元可包括相同类型的探测单元和/或不同类型的探测单元。多个探测单元可根据同步的调度安排来操作,或者彼此独立地操作。
探测单元可以在从中探测到信号的组件之上,在从中探测到信号的组件的下方,在从中探测到信号的组件的侧面,或集成到从中探测到信号的组件之中,或者可以具有与从中探测到信号的组件相关的不同定向。例如,探测单元可与测定单元通信。探测单元可接近从中探测到信号的组件,或者可以远离从中探测到信号的组件。探测单元可以处在离从中探测到信号的组件1mm或更远、1cm或更远、10cm或更远之内。
探测单元可具有固定位置,或者可以是可移动的。探测单元可以是可相对于要从中探测信号的组件移动的。例如,探测单元可移动至与测定单元通信,或者测定单元可移动至与探测单元通信。在一个示例中,提供传感器用于在探测到测定时相对于探测器定位测定单元。
探测单元可包括一个或多个光学传感器或视觉传感器或声波传感器或磁传感器或放射性传感器或这些传感器的一些组合。例如,探测单元可包括显微术、目视检查、经由照相胶片,或者可以包括对诸如数字相机、耦荷器(CCD)、过冷CCD数组、光电探测器或其它探测器械等电子探测器的使用。光探测器还可包括如下非限制性示例:包括光电二极管、光电倍增管(PMT)、光子计数探测器或雪崩光电二极管、雪崩光电二极管数组。在一些具体实例中,可使用PIN二极管。在一些具体实例中,PIN二极管可以耦合至放大器以创造出具有可与PMT相比的灵敏度的探测器械。一些测定可生成如本文所述的发光。在一些具体实例中,对荧光或化学发光予以探测。在一些具体实例中,探测组合可包括成束地连接到CCD探测器或连接到PMT数组的多个光缆。光纤束可由分立的光纤或融合在一起形成密实束的许多小光纤所构建。此类密实束可从市场购得,并且很容易接合到CCD探测器。在一些具体实例中,光缆可以直接并入测定单元或试剂单元。例如,本文其它各处所述的样本或吸头可以包含光缆。在一些具体实例中,用于探测或分析(诸如图像处理)的电子传感器可以内建到移液管或液体处理系统的其它组件之中。
一个或多个探测单元可配置用于探测可探测的信号,该信号可以是光信号,包括但不限于光致发光、电致发光、声致发光、化学发光、荧光、磷光、偏振、吸光度、浊度或散射。在一些具体实例中,在化学反应期间可以采用一个或多个标记物。标记物可以允许可探测信号的生成。探测标记物的方法是本领域技术人员公知的。因此,举例而言,在标记物为放射性标记物的情况下,用于探测的手段可包括闪烁计数器或者如在放射自显影术中的照相胶片。在标记物为荧光标记物的情况下,可以通过用适当波长的光激发荧光染料,并例如通过,显微术、目视检查、经由照相胶片,通过使用诸如数字相机、耦荷器(CCD)或光电倍增管和光电管之类的电子探测器或其它探测器械探测产生的荧光,来探测所述荧光标记物。在一些具体实例中,可使用成像器械,诸如相机。在一些情况下,相机可以使用CCD、CMOS,可以是无透镜相机(例如,弗兰肯相机(Frankencamera))、微透镜数组相机、开源相机,或者可以使用本领域已知的或今后开发的任何其它视觉探测技术。相机可获取非常规图像,例如,全息图像、断层成像或干涉成像、傅立叶变换光谱,所述图像可继而借助于或不借助于计算方法而得到解译。相机可以包括一个或多个如下特征:其可在使用期间使相机聚焦,或者可以摄取可于后期聚焦的图像。在一些具体实例中,成像器械可采用2-D成像、3-D成像和/或4-D成像(包含随时间的变化)。成像器械可以摄取静态图像。用以实现3-D和4-D成像的光学规程可能是本领域技术人员所知的若干种规程之中的一种或多种,例如,结构化照明显微术(SLM)、数位全像显微术(DHM)、共聚焦显微术、光场显微术等。可以在一个或多个时间点摄取静态图像。成像器械还可以摄取视频图像和/或动态图像。可以在一个或多个时间段内连续摄取视频图像。成像设备可以从以任意扫描模式(例如,光栅扫描)扫描样本的光学系统采集信号。在一些具体实例中,成像器械可在对图像的摄取中使用设备的一个或多个组件。例如,成像器械可以使用吸头和/或容器来辅助摄取图像。吸头和/或容器可以发挥光学器械的功能,以便辅助摄取图像。
探测单元可能还能够摄取音频信号。可以连通一个或多个图像摄取音频信号。音频信号可随一个或多个静态图像或视频图像一起捕获和/或与之相关联。备选地,可以独立于图像而摄取音频信号。
在一个示例中,可使用PMT作为探测器。在一些情况下,低至每秒100次的计数率和高达10000000次的计数率是可测量的。PMT的线性响应范围(例如,计数率与每单位时间的光子数成正比的范围)可以是约每秒1000-3000000次计数。在一个示例中,测定具有在低端约200-1000次计数/秒和在高端约10000-2000000次计数/秒的可探测信号。在一些情况下,对于蛋白质生物标志物,计数率与结合于捕获表面的碱性磷酸酶成正比,并且还与分析物浓度也成正比。
在另一示例中,探测器可包括相机,该相机可以实时成像。备选地,相机可以以选定的时间间隔或者当由事件触发时拍摄快照。类似地,相机可以以选定的时间间隔或当由事件触发时拍摄视频。在一些具体实例中,相机可以同时对多个样本进行成像。备选地,相机可以成像选定视图,继而移到下一位置成像不同的选定视图。
探测单元可具有这样的输出:其为数字形式,并且通常是所探测信号的一对一或一对多变换,例如,图像强度值是与在曝光时间中到达相机传感器的光子数目的正乘方成比例的整数。备选地,探测单元可以输出模拟信号。示例性探测器的可探测范围可适合于所使用的探测器。
探测单元可能能够摄取和/或成像来自沿电磁频谱任何之处的信号。例如,探测单元可能能够摄取和/或成像可见信号、红外信号、近红外信号、远红外信号、紫外信号、伽玛射线、微波和/或其它信号。探测单元可能能够摄取大频率范围上的声波,例如,音频、超音波。探测单元可能能够测量具有宽量值范围的磁场。
光探测器还可包括光源,诸如电灯泡、白炽灯泡、电致发光灯、雷射、雷射二极管、发光二级管(LED)、气体放电灯、高强度放电灯、自然日光、化学发光光源。其它光源的示例如本文其它各处所提供。光源可以照亮组件以便辅助探测结果。例如,光源可以照亮测定以便探测结果。例如,测定可以是如常用于核酸测定的荧光测定或吸光度测定。探测器还可以包含用以将光源递送至测定的光学器械,诸如透镜、反光镜、扫描或电流镜、棱镜、光纤光学器械或液体光导。探测器还可以包含用以将光从测定单元递送至探测单元的光学器械。
光学探测单元可用于探测一个或多个光信号。例如,探测单元可用于探测提供发光的反应。探测单元可用于探测提供荧光、化学发光、光致发光、电致发光、声致发光、吸光度、浊度或偏振的反应。探测单元可能能够探测与色彩强度和相位或其空间或时间梯度相关的光信号。例如,探测单元可配置用于探测选定的波长或波长范围。光学探测单元可配置成在样本之上移动,并且可使用反光镜来同时扫描样本。
在一些具体实例中,探测系统可以包含用于探测受试者的特定参数的光学或非光学探测器或传感器。此类传感器可包括针对温度、电信号的传感器,针对被氧化的或被还原的化合物(例如,O2、H2O2和I2)或可氧化/可还原有机化合物的传感器。探测系统可以包括测量声波、声压变化和声速的传感器。
温度传感器的示例可以包括温度计、热电偶或IR传感器。温度传感器可以使用或者可以不使用热成像。温度传感器可以接触或者可以不接触要感测其温度的对象。
针对电性质的传感器的示例可以包括可探测或测量电压水平、电流水平、电导率、阻抗或电阻的传感器。电性质传感器还可以包括电位器或安培计传感器。
在一些具体实例中,标记物可选定为可由探测单元探测。标记物可选定为由探测单元选择性地探测。在本文其它各处更详细地讨论了标记物的示例。
可以根据一个或多个调度安排或探测到的事件而触发任何传感器。在一些具体实例中,传感器可在其从一个或多个控制器接收到指令时得到触发。传感器可以连续感测并可以指示出在何时感测到某一状况。
一个或多个传感器可向控制器提供指示出所测量之性质的信号。一个或多个传感器可向同一控制器或向不同的控制器提供信号。在一些具体实例中,控制器可具有硬件模块和/或软件模块,该硬件模块和/或软件模块可以处理传感器信号以便为控制器解译该信号。在一些具体实例中,信号可经由有线连接提供给控制器,或者可以无线提供。控制器可以提供于全系统层次、设备组层次、设备层次、模块层次或模块的组件层次或者如本文其它各处所述的任何其它层次之上。
基于来自传感器的信号,控制器可以实现组件中的变化或维持单元的状态。例如,控制器可以改变热控制单元的温度,更改离心机的转速,确定规程以对特定的测定样本运行,移动容器和/或吸头,或者分发样本和/或吸取样本。在一些具体实例中,基于来自传感器的信号,控制器可以维持设备的一个或多个状况。来自传感器的一个或多个信号还可允许控制器确定设备的当前状态和追踪已经发生了或正在进行什么动作。这可以影响或者可以不影响要由设备执行的未来动作。在一些情况下,传感器(例如,相机)对于探测可包括设备错误或故障的状况可能是有用的。传感器可以探测可导致数据采集错误或故障的状况。传感器在为了试图纠正探测到的错误或故障而提供反馈的过程中是有用的。
在一些具体实例中,可针对设备的特定动作或状况而考虑来自单一传感器的一个或多个信号。备选地,可针对设备的特定动作或状况而考虑来自多个传感器的一个或多个信号。可以基于一个或多个信号被提供的时刻而对其进行评估。备选地,可基于随时间推移采集的信息而对一个或多个信号进行评估。在一些具体实例中,控制器可具有硬件模块和/或软件模块,该硬件模块和/或软件模块可以以互相依赖的或独立的方式处理一个或多个传感器信号,从而为控制器解译所述信号。
在一些具体实例中,多种类型的传感器或探测单元对于测量同一性质可能是有用的。在一些情况下,多种类型的传感器或探测单元可以用于测量同一性质,并且可以提供验证所测量的性质的方式,或者作为粗略的第一测量,该第一测量可继而用于细化第二测量。例如,可以同时使用相机和分光镜或其它类型的传感器来提供比色读数。可以经由荧光和另一类型的传感器来观察核酸测定。可以使用吸光度或荧光而以低灵敏度测量细胞浓度,目的在于在执行高灵敏度细胞计数之前配置同一或另一探测器。
控制器还可向外部设备提供信息。例如,控制器可将测定读数提供给外部设备,该外部设备可进一步分析该结果。控制器可将由传感器提供的信号提供给外部设备。控制器可将此类数据作为从传感器采集的原始数据来传递。备选地,控制器可在向外部设备提供来自传感器的信号之前对所述信号进行处理和/或预处理。控制器可以对接收自传感器的信号执行任何分析,或者可以不执行任何分析。在一个示例中,控制器可将信号转换成期望的规格,而不执行任何分析。
在一些具体实例中,可在设备的壳体内部提供探测单元。在一些情况下,一个或多个探测单元,诸如传感器,可提供在设备的壳体之外。在一些具体实例中,设备可能能够进行外部成像。例如,设备可能能够执行MRI、超音波或其它扫描。这可能利用或者可能不利用设备之外的传感器。在一些情况下,其可利用外设,该外设可与设备通信。在一个示例中,外设可以是超音波扫描仪。外设可通过无线连接和/或有线连接而与设备通信。可使设备和/或外设极为接近(例如,在1m、0.5m、0.3m、0.2m、0.1cm、8cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1cm、0.5cm内)或接触所要扫描的区域。
相机
本文所述的相机可以是耦荷器(CCD)相机、过冷CCD相机或其它光学相机。此类相机可形成在具有一个或多个相机的芯片上,诸如相机数组的一部分。此类相机可包括一个或多个光学组件,例如用于摄取光、使光聚焦、使光偏振、滤除不需要的光、使散射最小化、改善图像质量、提高信噪比。在一个示例中,相机可包括一个或多个透镜和反光镜。此类相机可具有彩色传感器或单色传感器。此类相机还可包括诸如微处理器和数字信号处理器之类的电子组件,用于一个或多个以下任务:图像压缩、使用计算方法提高动态范围、自动曝光、最优相机参数的自动确定、图像处理、与相机同步地触发闪光灯、让联机控制器补偿温度变化对相机传感器性能的影响。此类相机还可包括机载内存用以缓冲以高帧率获取的图像。此类相机可以包括用于图像质量改善的机械特征,诸如冷却系统或抗振系统。
相机可提供在本文描述的服务点系统、设备和模块的各个位置上。在一个具体实例中,相机可提供在模块中,用于成像包括样本准备和测定在内的各处理常规。这可以使系统能够探测故障,执行质量控制评估,执行纵向分析,执行过程优化以及使操作与其它模块和/或系统同步。
在一些情况下,相机包括选自由以下各项所组成的群组中的一个或多个光学组件,这些项为:透镜、反光镜、绕射光栅、棱镜和用于引导和/或操纵光的其它组件。在其它情况下,相机是配置用于在不具有一个或多个透镜的情况下操作的无透镜相机。无透镜相机的一个示例是弗兰肯相机。在一个具体实例中,无透镜相机使用(或采集)反射光或散射光,并进行计算机处理以推断物体的结构。
在一个具体实例中,无透镜相机具有至多约10纳米(「nm」)、至多约100nm、至多约1μm、至多约10μm、至多约100μm、至多约1mm、至多约10mm、至多约100mm或至多约500mm的直径。在另一具体实例中,物透镜相机具有介于约10nm与1mm之间或介于约50nm与500μm之间的直径。
本文提供的相机配置用于快速图像摄取。采用此类相机的系统可以以延迟方式或以实时方式提供图像,在延迟方式中存在从摄取到图像的时点到将其向用户显示的时点的延迟,而在实时方式中从摄取到图像的时点到将其向用户显示的时点存在低延迟或无延迟。在一些情况下,本文提供的相机配置用于在低照明条件或基本上低照明条件下操作。
在一些情况下,本文提供的相机由光波导形成,所述光波导配置用于引导光谱中的电磁波。此类光波导可形成于光波导数组之中。光波导可以是平面波导,其可以包括用于引导光的一个或多个光栅。在一些情况下,相机可具有向相机传感器承载光的光纤像束、传像管或面板。
相机可作为探测单元使用。相机对于成像一个或多个样本或样本的一部分也可能是有用的。相机对于病理学可能是有用的。相机对于探测样本中一种或多种分析物的浓度也可能是有用的。相机对于成象样本和/或样本中的分析物随时间推移的运动或变化可能是有用的。相机可以包括可连续摄取图像的视频相机。相机还可以又或者一次或多次摄取图像(例如,周期性地、以预定间隔(定期或不定期间隔)、回应于一个或多个探测到的事件)。例如,相机对于摄取细胞形态、利用造影剂(例如,荧光染料、金纳米颗粒)标记的细胞中实体的浓度和空间分布的变化和/或运动可能是有用的。细胞成像可包括随时间推移而摄取的图像,所述图像对于分析细胞运动和形态变化以及相关联的疾病状态或其它状况可能是有用的。相机对于摄取样本运动学、动力学、形态学或组织学可能是有用的。此类图像对于受试者的诊断、预后和/或治疗可能是有用的。成像器械可以是相机或传感器,该相机或传感器探测和/或记录电磁辐射以及相关联的空间维度和/或时间维度。
相机对于设备操作者与设备的交互可能是有用的。相机可用于设备操作者与另一个人之间的通信。相机可允许电话会议和/或视频会议。相机可允许可能身处不同地点的个人之间的面对面交流的模拟。可以储存样本或其组分或者涉及该样本或其组分的测定或反应的图像,从而支持后续的反射探测、分析和/或复核。可以使用图像处理算法来分析装置内或远程采集的图像。
相机对于受试者的生物特征测量(例如,腰围、颈围、臂围、腿围、身高、体重、体脂、BMI)和/或识别又或者可以通过成像而表征的受试者或设备操作者(例如,面部识别、视网膜扫描、指纹、手印、步态、运动)也可能是有用的。嵌入式成像系统还可通过系统摄取受试者的超音波或MRI(磁共振成像)。如本文其它各处所述,相机对于安全应用也可能是有用的。相机对于成像设备的一个或多个部分以及对于探测设备内的错误也可能是有用的。相机可以成像和/或探测设备的一个或多个组件的机械故障和/或正常运行。相机可用于捕捉问题、纠正问题或者从探测到的状况中学习。例如,相机可以探测吸头中是否存在气泡——该气泡的存在可能造成读数偏差或可能导致错误。相机还可用于探测吸头是否未正确地结合到移液管。相机可以摄取组件的图像并确定组件是否正确定位,或者确定组件定位在何处。相机可用作伴随控制器的反馈回路的一部分,以确定具有亚微米分辨率的组件位置并调节系统配置来顾及精确位置。
动态资源共享
设备的一个或多个资源可得到共享。资源共享可发生在设备的任何层次上。例如,模块的一个或多个资源可在模块内共享。在另一示例中,设备的一个或多个资源可在模块之间共享。支架的一个或多个资源可在支架内共享。设备的一个或多个资源可在支架之间共享。
资源可包括设备的任何组件、设备内提供的试剂、设备内的样本或设备内的任何其它液体。组件的示例可包括但不限于液体处理装置、吸头、容器、测定单元、试剂单元、稀释单元、洗涤单元、污染消减装置、过滤器、离心机、磁分离器、恒温箱、加热器、热块、细胞计数器、光源、探测器、壳体、控制器、显示器、电源、通信单元、识别符或者本领域已知的或本文其它各处所述的任何其它组件。组件的其它示例可以包括试剂、洗涤剂、稀释剂、样本、标记物或者对于实现化学反应可能有用的任何液体或物质。模块可包括1个、2个、3个、4个、5个或更多个在此所列的资源。设备可包括1个、2个、3个、4个、5个或更多个在此所列的资源。模块可包括不同的资源,或者可包括相同的资源。设备可包括模块内未提供的一个或多个模块。
可能期望使用可能不可现成获得的资源。当资源正被使用、预定安排被使用、不存在或不可操作时,该资源可能是不可现成获得的。例如,在模块内可能期望离心样本,然而该模块可能不具有离心机,离心机可能正在使用中,并且/或者离心机可能遭受错误。设备可以确定模块内是否有额外的离心机可用。如果在模块内有额外的离心机可用,则设备可以使用可用的离心机。这可适用于模块内的任何资源。在一些具体实例中,一个模块内的资源可能能够弥补另一模块中的不足。例如,如果需要两个离心机,但是有一个不能使用,则可以使用另一离心机来同时地或依次地适应两次离心。
在一些情况下,期望的资源在选定的模块内可能是不可用的,但是在另一模块中可能是可用的。可以使用在该另一模块中的资源。例如,如果在第一模块中的离心机损坏、正在使用中或不存在,则可以使用第二模块中的离心机。在一些具体实例中,可将样本和/或其它液体从第一模块转移到第二模块以便使用资源。例如,可将样本从第一模块转移到第二模块以便使用离心机。一旦已使用了资源,样本和/或其它液体可转移回第一模块,可以保留在第二模块,或者可以转移至第三模块。例如,样本可以转移回第一模块,以便使用第一模块中可用的资源进一步处理。在另一示例中,如果所需要的资源在第二模块中可用,则相同的样本可以保留在第二模块中进一步处理。在又一示例中,如果所需要的资源在第一模块和第二模块中均不可用,或者通过使用第三模块的资源而某种方式改进了调度安排,则样本和/或其它液体可转移至第三模块。
样本和/或其它液体可在模块间转移。在一些具体实例中,如本文其它各处更详细地描述的那样,机械臂可在模块之间往复运送样本、试剂和/或其它液体。样本和/或其它液体可使用液体处理系统来转移。样本和/或其它液体可于吸头、容器、单元、隔室、腔室、试管、导管或任何其它液体容纳装置和/或转移装置内在模块之间转移。在一些具体实例中,液体在模块之间转移时可包含在液体隔离的或液压独立的容器内。备选地,它们可以流过模块之间的导管。导管可提供模块之间的液体连通。每个模块可具有液体处理系统或装置,该液体处理系统或装置可能能够控制模块内样本和/或液体的移动。在第一模块中的第一液体处理装置可将液体提供至模块间液体输送系统。在第二模块处的第二液体处理装置可从模块间液体输送系统汲取液体并可转移液体,以便支持对第二模块中资源的使用。
在备选具体实例中,一个或多个资源可在模块之间转移。例如,机械臂可在模块之间往复运送资源。可以使用其它装置来将资源从第一模块转移至第二模块。在一个示例中,第一模块可包含试剂单元内的试剂。试剂和试剂单元可以转移至可使用该试剂和试剂单元的第二模块。
资源可以提供在可处于所有模块外部的设备内。样本和/或其它液体可转移至该资源,并且该资源可以得到使用。可以使用机械臂或本文其它各处所述的任何其它转移装置将样本和/或液体转移至模块外部的资源。备选地,外部资源可转移至一个或多个模块。在一个示例中,可在设备内但在所有模块之外提供细胞计数器。为了取用该细胞计数器,可以从模块到细胞计数器往复运送样本。
模块内、模块之间或模块外部的设备内的这样的资源分配可以动态地发生。设备可能能够追踪有哪些资源是可用的。基于一个或多个规程,设备可能能够实时确定资源是可用的还是不可用的。设备可能还能够确定在同一模块内、不同模块内或设备内的其它各处中是否有另一资源可用。设备可根据一组或多组规程来确定是要等待使用目前不可用的资源,还是要使用另一可用资源。设备可能能够追踪资源在将来是否会变得不可用。例如,可以调度安排在样本已温育预定长度的时间之后使用离心机。离心机可能从预定使用时间开始到预期使用结束都是不可用的。规程可顾及将来不可用的资源。
在一些具体实例中,来自一个或多个传感器的信号可以辅助于对资源状态和/或资源可用性的实时确定。一个或多个传感器和/或探测器可能能够提供关于资源和/或过程的状态的实时反馈或更新。系统可以确定是否需要对调度安排作出调整和/或是否使用另一资源。
规程可以包括一组或多组指令,该一组或多组指令可以确定在何时使用何种资源。规程可以包括使用相同模块内、不同模块内或模块外部的资源的指令。在一些具体实例中,规程可以包括一组或多组优先级或准则。例如,如果相同模块内的资源是可用的,则可以使用该资源而非使用在另一模块内提供的模块。与使用资源的样本更为接近的资源可具有较高优先级。例如,如果正在对第一模块内的样本执行一个或多个步骤,并且资源在第一模块内可用,则可以使用该资源。如果在第一模块内有资源的多个副本可用,则可以使用最靠近于样本的资源的副本。如果资源在第一模块内不可用,则可以使用与第一模块最为靠近的模块中的可用资源。在另一示例中,还可以针对确定模块的使用而考虑到当前和将来的可用性。该信息可来自于云、控制器、设备,或者来自于模块本身。在一些具体实例中,完成速度可具有高于接近性的优先级(例如,试图将样本保持在同一模块内)。备选地,接近性可具有高于速度的优先级。其它准则可包括但不限于接近性、速度、完成时间、更少的步骤或更少的能耗量。该准则可以具有按优先级排列的任何等级,或者任何其它指令或规程集可以确定资源和/或调度安排的使用。
壳体
根据本文所述的一些具体实例,系统可包括一个或多个设备。设备可具有壳体和/或支撑结构。
在一些具体实例中,设备壳体可以完全封闭设备。在其它具体实例中,设备壳体可部分地封闭设备。设备壳体可包括1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个壁,所述壁可以至少部分地封闭设备。设备壳体可包括底部和/或顶部。设备壳体可将设备的一个或多个模块包含在壳体内。设备壳体可将电子组件和/或机械组件包含在壳体内。设备壳体可将液体处理系统包含在壳体内。设备壳体可将一个或多个通信单元包含在壳体内。设备壳体可包含一个或多个控制器单元。设备用户界面和/或显示器可包含在壳体内,或者可以安设在壳体的表面上。设备可以包含或者可以不包含电源或者与电源的接口。电源可以提供或接合在壳体内、壳体外部,或者并入壳体内。
设备可以是或者可以不是气密的或液体密闭的。设备可以阻止或者可以不阻止光或其它电磁波从设备外部进入壳体或从设备内逃逸出壳体。在一些情况下,单个模块可以是或者可以不是气密的或液体密闭的,并且/或者可以阻止或者可以不阻止光或其它电磁波进入模块。
在一些具体实例中,设备可由支撑结构来支撑。在一些具体实例中,支撑结构可以是设备壳体。在其它具体实例中,支撑结构可从设备下方支撑设备。备选地,支撑结构可从一侧或多侧或者从顶部支撑设备。支撑结构可集成在设备内或在设备的各部分之间。支撑结构可连接设备的各部分。本文对设备壳体的任何描述亦可适用于任何其它支撑结构,或反之亦然。
设备壳体可以完全或部分地封闭整个设备。设备壳体可封闭小于或等于约4m3、3m3、2.5m3、2m3、1.5m3、1m3、0.75m3、0.5m3、0.3m3、0.2m3、0.1m3、0.08m3、0.05m3、0.03m3、0.01m3、0.005m3、0.001m3、500cm3、100cm3、50cm3、10cm3、5cm3、1cm3、0.5cm3、0.1cm3、0.05cm3或0.01cm3的总体积。设备可具有本文其它各处所述的任何体积。
设备和/或设备壳体可以具有覆盖设备的横向面积的占位面积。在一些具体实例中,设备占位面积可以小于或等于约4m2、3m2、2.5m2、2m2、1.5m2、1m2、0.75m2、0.5m2、0.3m2、0.2m2、0.1m2、0.08m2、0.05m2、0.03m2、100cm2、80cm2、70cm2、60cm2、50cm2、40cm2、30cm2、20cm2、15cm2、10cm2、7cm2、5cm2、1cm2、0.5cm2、0.1cm2、0.05cm2或0.01cm2。
设备和/或设备壳体可具有小于或等于约4m、3m、2.5m、2m、1.5m、1.2m、1m、80cm、70cm、60cm、50cm、40cm、30cm、25cm、20cm、15cm、12cm、10cm、8cm、5cm、3cm、2cm、1cm、0.5cm、0.1cm、0.05cm或0.01cm的横向尺寸(例如,宽度、长度或直径)或高度。横向尺寸和/或高度可以彼此不同。备选地,它们可以是相同的。在一些情况下,设备可以是高而薄的设备,或者可以是矮而宽的设备。高度与横向尺寸的比率可以大于或等于100:1、50:1、30:1、20:1、10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:30、1:50或1:100。
设备和/或设备壳体可具有任何形状。在一些具体实例中,设备可具有矩形或正方形的横向截面形状。在其它具体实例中,设备可具有圆形、椭圆形、三角形、梯形、平行四边形、五边形、六边形、八边形或任何其它形状的横向截面形状。设备可具有圆形、椭圆形、三角形、矩形、正方形、梯形、平行四边形、五边形、六边形、八边形或任何其它形状的纵向截面形状。设备可以具有或者可以不具有箱形形状。设备可以具有或者可以不具有扁平的平面形状和/或圆形形状。
设备壳体和/或支撑结构可由硬性、半硬性或软性材料形成。设备壳体可由一种或多种材料形成。在一些具体实例中,设备壳体可以包括聚苯乙烯、可塑性塑料或可加工塑料。设备壳体可包括聚合物材料。聚合物材料的非限制性示例包括聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和玻璃。设备壳体可以是不透明材料、半透明材料、透明材料,或者可以包括是其任意组合的部分。
设备壳体可由单一整体件或多个零件形成。设备壳体可包含多个零件,该多个零件可永久地彼此贴固或者可移除地彼此附接。在一些情况下,壳体的一个或多个连接特征可仅包含在该壳体内。备选地,设备壳体的一个或多个连接特征可在设备壳体的外部。设备壳体可以是不透明的。设备壳体可以阻止不受控制的光进入设备。设备壳体可以包括一个或多个透明的部分。设备壳体可以允许受控光进入设备的选定区域。
设备壳体可以包含一个或多个可移动部分,所述一个或多个可移动部分可以用于接纳样本进入设备。备选地,当向设备提供样本时,设备壳体可以是静态的。例如,设备壳体可包括开口。设备开口可以保持敞开或可以是可关闭的。设备可以包括一个或多个可移动的托盘,该托盘可以接纳一个或多个样本或者设备的其它组件。托盘在水平和/或垂直方向上可以是可平移的。开口可与在其中的液体处理系统的一个或多个部分液体连通。开口可以选择性地敞开和/或关闭。设备壳体的一个或多个部分可以选择性地敞开和/或关闭。
在一些具体实例中,设备壳体可配置用于接纳暗盒或样本采集单元。在一些具体实例中,设备壳体可配置用于接纳或采集样本。设备壳体可配置用于直接从受试者或环境采集样本。设备壳体可与受试者或环境相接触。有关样本采集的额外细节可在本文的其它各处描述。
在一些具体实例中,壳体可包围本文其它各处所述的一个或多个支架、模块和/或组件。备选地,壳体可以一体地形成本文其它各处所述的一个或多个支架、模块和/或组件。例如,壳体可以为设备提供电力和/或能量。壳体可以从壳体的能量储存单元、能量生成单元和/或能量输送单元向设备供能。壳体可以提供设备和/或外部设备之间的连通。
控制器
可以在本文所述的系统的任何层次上提供控制器。例如,可以为系统、成组的设备、单一设备、模块、设备的组件和/或组件的一部分提供一个或多个控制器。
系统可以包含一个或多个控制器。控制器可以向一个或多个设备、设备的模块、设备的组件和/或组件的部分提供指令。控制器可以接收可从一个或多个传感器探测到的信号。控制器可接收由探测单元提供的信号。控制器可包含本地内存或者可以访问远程内存。内存可以包含具有用以执行如本文其它各处所述的一个或多个步骤的代码、指令、语言的有形计算机可读取媒体。控制器可以是处理器或者使用处理器。
全系统控制器可提供在一个、两个或更多个设备的外部,并且可以向或从所述一个、两个或更多个设备提供指令或接收信号。在一些具体实例中,控制器可与选定的设备组通信。在一些具体实例中,控制器可与处在相同地理位置或不同地理位置上的一个或多个设备通信。在一些具体实例中,全系统控制器可提供在服务器或另一网络设备上。图39示出了通过网络与外部设备通信的多个设备的示例。在一些情况下,外部设备可以包含控制器,或者可以是与其它设备通信的控制器。在一些具体实例中,全系统控制器可以提供在设备上,该设备可与其它设备具有主从关系。
根据本文所述的另一具体实例,设备可以包含一个或多个控制器。控制器可以向设备的一个或多个模块、设备的组件和/或组件的部分提供指令。设备层次控制器可以接收可从一个或多个传感器和/或探测单元探测到的信号。
控制器可以包含本地内存或者可以访问设备上的远程内存。内存可以包含具有用以执行本文其它各处所述的一个或多个步骤的代码、指令、语言的有形计算机可读取媒体。设备可以具有可储存一个或多个规程的本地内存。在一些具体实例中,控制器可以提供在云端计算基础设施上。控制器可以分散遍布于一个或多个硬设备。用于控制器的内存可以提供在一个或多个硬设备上。规程可以机载地生成和/或储存在设备上。备选地,可从诸如外部设备或控制器之类的外部来源接收规程。规程可以储存在云端计算基础设施或点对点基础设施上。内存还可储存从设备的探测单元采集的数据。数据可储存用于对探测到的信号的分析。一些信号处理和/或数据分析可发生在者可不发生在设备层次。备选地,信号处理和/或数据分析可以发生在诸如服务器之类的外部设备上。信号处理和/或数据分析可以使用云端计算基础设施而发生。信号处理和/或数据分析可发生在与设备所处之处不同的位置,或者在相同的地理位置。
设备层次控制器可提供在设备内,并且可以向或从一个、两个或更多个支架、模块、模块的组件或组件的部分提供指令或接收信号。在一些具体实例中,控制器可与选定的模块组、组件或部分进行通信。在一些情况下,设备层次控制器可以提供在与其它模块通信的模块内。在一些具体实例中,设备层次控制器可以提供在模块上,该模块可与其它模块具有主从关系。模块控制器可以是可插入设备中和/或可从设备移除的。
设备层次控制器可以从全系统控制器或者从向一个或多个设备提供指令的控制器接收指令。该指令可以是可储存在设备的本地内存上的规程。备选地,可响应于接收到的指令由设备执行指令,而无需将指令储存在设备上或仅将其暂时储存在设备上。在一些具体实例中,设备可以仅储存最近接收的规程。备选地,设备可以储存多个规程,并能够在稍后的时间引用这些规程。
设备可将有关探测到的信号的信息从探测单元提供至外部来源。接收信息的外部来源可以与规程的来源相同或者可以不相同。设备可以提供关于从探测单元探测到的信号的原始信息。这样的信息可以包括测定结果信息。设备可以提供对采集到的传感器信息的一些处理。设备可以本地执行或者可以不执行对采集到的传感器信息的分析。发送至外部来源的信息可以包括或者可以不包括经处理的数据和/或经分析的数据。
设备层次控制器可以命令设备作为服务点设备而执行。服务点设备可以在远离另一位置的位置执行一个或多个动作。设备层次控制器可以命令设备直接与受试者或环境交互。设备层次控制器可允许设备由设备的操作者来操作,该操作者可能是或可能不是医疗保健专业人员。设备层次控制器可以命令设备直接接收样本,其中一些附加分析可以远程地发生。
根据本文所述的额外的具体实例,模块可以包含一个或多个控制器。控制器可以向模块的一个或多个组件和/或组件的部分提供指令。模块层次控制器可以接收可从一个或多个传感器和/或探测单元探测到的信号。在一些示例中,每个模块可具有一个或多个控制器。每个模块可具有一个或多个微控制器。每个模块可以具有可独立控制每个模块的不同操作系统。模块可能能够彼此独立地操作。一个或多个模块可具有一个或多个微控制器,所述一个或多个微控制器控制不同的外围设备、探测系统、机器人、移动、工作平台、液体驱动、样本驱动或模块内的任何其它动作。在一些情况下,每个模块可具有内建图形能力,用于对图像的高性能处理。在额外的具体实例中,每个模块可以具有它们自己的控制器和/或处理器,该控制器和/或处理器可允许使用多个模块进行并行处理。
控制器可以包含本地内存,或者可以访问模块上的远程内存。内存可包含具有用以执行本文其它各处所述的一个或多个步骤的码、指令、语言的有形计算机可读取媒体。模块可以具有可储存一个或多个规程的本地内存。规程可以机载地生成和/或储存在模块上。备选地,可以从诸如外部模块、设备或控制器之类的外部来源接收规程。内存还可储存从模块的探测单元采集的数据。数据可储存用于对探测到的信号的分析。一些信号处理和/或数据分析可发生或者可不发生在模块层次。备选地,信号处理和/或数据分析可以发生在设备层次或诸如服务器之类的外部设备处。信号处理和/或数据分析可以发生在与模块所处之处不同的位置或相同的地理位置上。
模块层次控制器可提供在模块内,并且可以向或从模块的一个、两个或更多个组件或组件的部分提供指令或接收信号。在一些具体实例中,控制器可与选定成组组件或部分组进行通信。在一些情况下,模块层次控制器可提供在与其它组件通信的组件内。在一些具体实例中,模块层次控制器可提供在组件上,该组件可与其它组件具有主从关系。模块控制器可以是可插入模块中和/或可从模块移除的。
模块层次控制器可以从全设备控制器、全系统控制器或者从向一个或多个设备提供指令的控制器接收指令。指令可以是可储存在模块的本地内存上的规程。备选地,可响应于接收到的指令由模块执行指令,而无需将指令储存在模块上或仅将它们暂时储存在模块上。在一些具体实例中,模块可以仅储存最近接收到的规程。备选地,模块可以储存多个规程,并且能够在稍后的时间引用这些规程。
模块可将有关探测到的信号的信息从探测单元提供至设备或外部来源。接收该信息的设备或外部来源可以与规程的来源相同或者可以不同。模块可以提供关于从探测单元探测到的信号的原始信息。这样的信息可以包括测定结果信息。模块可以提供对采集的传感器信息的一些处理。模块可以本地执行或者可以不执行对采集的传感器信息的分析。发送至设备或外部来源的信息可以包括或者可以不包括经处理的数据和/或经分析的数据。
模块层次控制器可以命令模块作为服务点模块而执行。模块层次控制器可以命令模块直接与受试者或环境交互。模块层次控制器可允许模块由设备的操作者所操作,该操作者可能是或者可能不是医疗保健专业人员。
控制器可提供在如本文描述的系统的任何层次(例如,高层次系统、设备组、设备、支架、模块、组件、组件的部分)。控制器在其层次可具有或者可不具有内存。备选地,它可以访问和/或使用处于任何其它层次的内存。控制器可以与相同层次或不同层次上的额外的控制器进行通信,或者可以不与其通信。控制器可以与在下方或上方紧邻它们的层次上的或者在高于或低于它们的多个层次上的额外的控制器进行通信。控制器可以通信,以便接收和/或提供指令/规程。控制器可以通信,以便接收和/或提供采集的数据或基于该数据的信息。
用户界面
设备可以具有显示器和/或用户界面。在一些情况下,借助于显示器,诸如通过图形用户界面(GUI),向受试者提供用户界面,所述图形用户界面可使受试者能够与设备进行交互。显示器和/或用户界面的示例可以包括触摸式屏幕、视频显示器、LCD屏、CRT屏、等离子屏、光源(例如,LED、OLED)、遍及或跨越设备、模块或其它组件的基于IR LED的表面、基于像素感测(pixelsense)的表面、基于红外相机或其它摄取技术的表面、投影仪、投影屏、全息图、按键、鼠标、按钮、旋钮、滑动装置、操纵杆、音频组件、语音激活、扬声器、麦克风、相机(例如,2D、3D相机)、多重相机(例如,可能对于摄取姿势和运动是有用的)、具有内置屏幕的眼镜/隐形眼镜、视频摄取、触感接口、温度传感器、身体传感器、身体质量指数传感器、运动传感器和/或压力传感器。在此对显示器和/或用户界面的任何描述均可适用于任何类型的显示器和/或用户界面。显示器可以向设备的操作者提供信息。用户界面可以向操作者提供信息和/或从操作者接收信息。在一些具体实例中,此类信息可包括视觉信息、音频信息、感觉信息、热信息、压力信息、运动信息或任何其它类型的信息。在向使用服务点系统或信息系统或着通过触摸或其它方式与系统沟通的用户提供反馈的过程中,可以使用声音、视频和颜色编码信息(诸如,红色LED指示模块正处于使用中)。在一些具体实例中,用户界面或设备的其它传感器可能能够探测是否有人正在靠近设备,并且醒来。
图56图示了具有显示器5601的服务点设备5600。显示器配置用于向受试者提供图形用户界面(GUI)5602。显示器5601可以是触控显示器,诸如电阻式触控显示器或电容式触控显示器。设备5600配置用于与远程设备5603通信,举例而言,该远程设备诸如为个人计算机、智能型手机、平板计算机或服务器。设备5600具有中央处理器(CPU)5604、内存5605、通信模块(或接口)5606以及硬盘驱动器5607。在一些具体实例中,设备5600包括用于图像和视频摄取的相机5608(或者在一些情况下为多个相机,诸如用于三维成像)。设备5600可包括用于摄取声音的录音机。借助于显示器5601可向受试者提供图像和/或视频。在其它具体实例中,相机5608可以是运动感知输入设备(例如,)。
可将一个或多个传感器并入设备和/或用户界面。传感器可提供在设备壳体上、设备壳体外部或设备壳体内。可以并入本文其它各处所述的任何传感器类型。传感器的一些示例可包括光学传感器、温度传感器、运动传感器、深度传感器、压力传感器、电特性传感器、陀螺仪或加速度传感器(例如,加速计)。
在一个示例中,设备包括加速计,该加速计探测设备于何时未被安设在理想表面(例如,水平表面)上,比如设备于何时翻倒。在另一示例中,加速计探测设备于何时被移动。在此类情况下,可关闭设备以防止对设备各组件的损害。在一些情况下,设备的一个具体实例在关闭之前借助于设备上的相机拍摄设备上或设备周围预定区域的照片(参见图56)。
用户界面和/或传感器可以提供在设备的壳体上。它们可以集成到设备的壳体内。在一些具体实例中,用户界面可形成设备的壳体的外层。当观察设备时,用户界面可以是可见的。当操作设备时,用户界面可以是选择性可视的。
用户界面可以显示与设备的操作和/或从设备采集的数据有关的信息。用户界面可以显示与可在设备上运行的规程有关的信息。用户界面可包括与提供自设备外部的来源或提供自设备的规程有关的信息。用户界面可显示与受试者和/或受试者的医疗保健可及性有关的信息。例如,用户界面可以显示与受试者身份和受试者的医疗保险有关的信息。用户界面可以显示与设备的调度和/或处理操作有关的信息。
用户界面可能能够从设备的用户接收一种或多种输入。例如,用户界面可能能够接收关于一种或多种要由设备执行的测定或程序的指令。用户界面可从用户接收关于要在设备内发生的一个或多个样本处理步骤的指令。用户界面可接收关于一种或多种要对其进行探测的分析物的指令。
用户界面可能能够接收关于受试者身份的信息。受试者身份信息可由受试者或设备的另一操作者输入,或者由用户界面本身来成像或以其它方式摄取。此类标识可以包括生物计量信息、颁发的身份证或其它可唯一标识的生物学特征或标识特征、材料或数据。用户界面可以包括一个或多个传感器,该一个或多个传感器可以辅助接收关于受试者的标识信息。用户界面可以具有关于受试者身份的一个或多个问题或指令,受试者可对这些问题或指令作出响应。
在一些情况下,用户界面配置用于向受试者显示问卷,该问卷包括关于受试者的饮食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况(参见上文)的问题。问卷可以是引导问卷,具有关于受试者的饮食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况的多个问题。问卷可借助于设备的显示器上的用户界面,诸如图形用户界面(GUI),而呈现给受试者。
用户界面可能能够接收与受试者的状况、习惯、生活方式、饮食、锻炼、睡眠模式或任何其它信息有关的附加信息。该附加信息可由受试者或设备的另一操作者直接输入。可通过来自于用户界面的一个或多个问题或指令来提示受试者,并且其可以输入信息以作出响应。问题或指令可涉及受试者生活的定性体现(例如,患者感觉如何)。在一些具体实例中,由受试者提供的信息不是定量的。在一些情况下,受试者还可提供定量信息。由受试者提供的信息可能涉及或者可能不涉及来自受试者的样本内的一个或多个分析物水平。该调查还可采集有关由受试者所经受的或当前采取的治疗和/或用药的信息。用户界面可以提示使用调查或类似技术的受试者。该调查可包括图形、图像、视频、音频或其它媒体特征。该调查可具有或者可不具有固定的问题和/或指令集。该调查(例如,问题的顺序和/或内容)可根据受试者的回答而动态地改变。
关于受试者的标识信息和/或关于受试者的附加信息可储存在设备中和/或传输到外部设备或云端计算基础设施。此类信息在对关于采集自受试者的样本的数据的分析中可能是有用的。此类信息对于确定是否继续进行样本处理也可能是有用的。
用户界面和/或传感器可能能够采集关于受试者或环境的信息。例如,设备可以通过屏幕、热传感器、光学传感器、运动传感器、深度传感器、压力传感器、电特性传感器、加速度传感器、本文所述的或本领域已知的任何其它类型的传感器来采集信息。在一个示例中,光学传感器可以是多孔径相机,该多孔径相机能够采集多个图像并计算从此点的深度。光学传感器可以是如本文其它各处所述的任何类型的相机或成像设备。光学传感器可以摄取受试者的一个或多个静态图像和/或受试者的视频图像。
设备可以采集受试者的图像。图像可以是受试者的2D图像。设备可以采集受试者的多个图像,所述多个图像可用于确定受试者的3D表示。设备可以采集受试者的一次性图像。设备可以采集受试者的随时间推移的图像。设备可以以任何频率采集图像。在一些具体实例中,设备可以实时地连续采集图像。设备可以采集受试者的视频。设备可以采集关于受试者的任何部分的图像,这些部分包括但不限于受试者的眼睛或视网膜、受试者的面部、受试者的手、受试者的指尖、受试者的躯干和/或受试者的全身。所采集的受试者的图像对于识别受试者和/或对受试者疾病的诊断、治疗、监测或预防可能是有用的。在一些情况下,图像对于确定受试者的身高、胸围、体重或身体质量指数可能是有用的。设备还可以摄取受试者的身份证、保险卡或关联于受试者的任何其它物体的图像。
设备还可以采集受试者的音频信息。此类音频信息可包括受试者的语音或受试者的一种或多种生物过程的声音。例如,音频信息可以包括受试者心跳的声音。
设备可以采集关于受试者的生物计量信息。例如,设备可以采集关于受试者体温的信息。在另一示例中,设备可以采集关于受试者的脉搏率的信息。在一些情况下,设备可以扫描受试者的一部分,诸如受试者的视网膜、指纹或手印。设备可以确定受试者的体重。设备还可从受试者采集样本,并对受试者的DNA或其一部分进行定序。设备还可从受试者采集样本,并在其上进行蛋白质组学分析。此类信息可用于设备的操作。此类信息可涉及受试者的诊断或身份。在一些具体实例中,设备可采集关于设备的操作者的信息,该操作者可能与受试者不同或相同。此类信息对于验证设备操作者的身份可能是有用的。
在一些情况下,由设备采集的此类信息可用于识别受试者。可出于保险或治疗目的而验证受试者的身份。受试者识别可与受试者的医疗记录绑定。在一些情况下,由设备从受试者和/或样本采集的数据可与受试者的记录相关联。受试者身份还可与受试者的医疗保险(或其它支付者)记录绑定。
电源
设备可以具有电源或者连接到电源。在一些具体实例中,电源可在提供在设备之外。例如,可以从输电网/公共设施提供电力。可以从外部储能系统或储库提供电力。可以由外部产能系统提供电力。在一些具体实例中,设备可包括插头或能够将设备电连接至外部电源的其它连接器。在另一示例中,设备可使用身体的自然电脉冲来给设备供电。例如,设备可接触受试者、由受试者佩戴和/或由受试者吞服,该受试者可向设备提供一些电力或者可以不提供电力。在一些具体实例中,设备可以包括一个或多个压电组件,该压电组件可以是可移动的,并且能够向设备提供电力。例如,设备可以具有配置用于放置在受试者身上的贴片配置,从而当受试者移动和/或贴片折曲时生成电力并提供给设备。
设备可以又或者具有内部电源。例如,可在设备上提供本地能量储存。在一个具体实例中,本地能量储存可以是一个或多个电池或超级电容。本领域已知的或今后开发的任何电池化学成分均可用作电源。电池可以是一次电池或二次(可再充电)电池。电池的示例包括但不限于:锌-碳、锌-氯、碱性、氧-氢氧化镍、锂、氧化汞、锌-空气、氧化银、NiCd、铅酸、NiMH、NiZn或锂离子。内部电源可以是独立的或可以与外部电源相耦合。在一些具体实例中,设备可包括能量生成器。能量生成器可独立地提供,或者可以与外部电源和/或内部电源相耦合。能量生成器可以是如本领域已知的传统发电机。在一些具体实例中,能量生成器可以使用可再生能源,包括但不限于:太阳能光伏、太阳热能、风能、水能或地热能。在一些具体实例中,可通过核能或通过核聚变生成电力。
每个设备可连接至电源或具有电源。每个模块可连接至电源或具有其自己的本地电源。在一些情况下,模块可连接至设备的电源。在一些情况下,每个模块可具有其自己的本地电源,并且可能能够独立于其它模块和/或设备而操作。在一些情况下,模块可能能够共享资源。例如,如果在一个模块中的电源损坏或受损,则该模块可能能够接入另一模块或设备的电源。在另一示例中,如果特定模块正在消耗较大量的功率,则该模块可能能够接入另一模块或设备的电源。
又或者,设备组件可以具有电源。本文关于模块和/或设备的电源的任何讨论亦可涉及处于诸如系统、设备组、支架、设备组件或设备组件的部分等其它层次上的电源。
通信单元
设备可以具有通信单元。设备可能能够使用通信单元与外部设备通信。在一些情况下,外部设备可以是一个或多个同类设备。外部设备可以是云端计算基础设施、云端计算基础设施的一部分,或者可以与云端计算基础设施交互。在一些情况下,设备可与之通信的外部设备可以是服务器或如本文其它各处所述的其它设备。
通信单元可允许设备与外部设备之间的无线通信。备选地,通信单元可提供设备与外部设备之间的有线通信。通信单元可能能够向/从外部设备无线地传输和/或接收信息。通信单元可允许设备与一个或多个外部设备之间的单向通信和/或双向通信。在一些具体实例中,通信单元可将设备所采集或确定的信息传输至外部设备。在一些具体实例中,通信单元可以接收来自于外部设备的规程或者一个或多个指令。设备可能能够与选定的外部设备通信,或者可能能够与种类繁多的外部设备自由地通信。
在一些具体实例中,通信单元可允许设备通过网络进行通信,所述网络诸如有局域网络(LAN)或广域网络(WAN),比如互联网络。在一些具体实例中,设备可经由诸如胞状网络或卫星网络之类的电信网络进行通信。应当了解,通信单元可使用任何网络连接性硬件和/或软件来实现本文描述的网络连接性技术。这包括如文中以及关联于图83-图88的图标中所述的网络连接性技术。
可由通信单元使用的技术的一些示例可包括蓝牙或RTM技术。备选地,可以使用各种通信方法,诸如利用调制解调器的拨号有线网络、诸如TI、ISDN等直接链接或者电缆线路。在一些具体实例中,无线连接可使用诸如蜂窝网络、卫星网络或呼叫器网络、GPRS之类的示例性无线网络,或者使用诸如以太网络或在LAN上的讯标环之类的局部数据传送系统。在一些具体实例中,通信单元可包含无线红外通信组件,用于发送和接收信息。
在一些具体实例中,在通过网络(诸如无线网络)传输信息之前,可对信息进行加密。在一些具体实例中,加密可以是基于硬件的加密。在一些情况下,可在硬件上对信息进行加密。任何或所有信息——可以包括用户数据、受试者数据、探测结果、识别符信息、诊断信息或任何其它类型信息——均可根据基于硬件和/或基于软件的加密而得到加密。加密还可以又或者基于受试者特定信息。例如,受试者可能有某一样本正由设备处理,并且受试者的密码可用于加密关于受试者样本的数据。通过利用受试者特定信息加密受试者的数据,只有受试者能够取回该数据。例如,只有当受试者在网仪上输入密码时解密才能发生。在另一示例中,由设备所传输的信息可通过当时特定于设备操作者的信息而得到加密,并且只有当操作者输入操作者的密码或者提供操作者特定信息时才能取回。
每个设备可具有通信单元。每个模块可具有其自己的本地通信单元。在一些情况下,模块可与设备共享通信单元。在一些情况下,每个模块可具有其自己的本地通信单元,并且可能能够独立于其它模块和/或设备进行通信。模块可以使用其通信单元与外部设备、设备或其它模块进行通信。在一些情况下,模块可能能够共享资源。例如,如果在一个模块中通信单元损坏或受损,则该模块可能能够接入另一模块或设备的通信单元。在一些情况下,设备、支架、模块、组件或设备组件的部分可能能够共享一个或多个路由器。层级结构中的各个层次和/或组件可能能够彼此通信。
又或者,设备组件可具有通信单元。在此关于模块和/或设备的通信单元的任何讨论亦可涉及处在诸如系统、设备组、支架、设备组件或设备组件的部分等其它层次上的通信单元。
设备、模块和组件识别符
设备可以具有设备识别符。设备识别符可以标识设备。在一些具体实例中,设备识别符可以是对每一设备唯一的。在其它具体实例中,设备识别符可以标识设备或设备内提供的模块/组件的类型。设备识别符可指示设备能够执行的功能。在这样的情况下,设备识别符可以是或者可以不是唯一的。
设备识别符可以是设备上形成的物理物体。例如,设备识别符可由光学扫描仪或成像设备(诸如相机)读取。设备识别符可由本文其它各处所述的一种或多种类型的传感器读取。在一个示例中,设备识别符可以是条形码。条形码可以是1D或2D条形码。在一些具体实例中,设备识别符可以发射一种或多种可以标识设备的信号。例如,设备识别符可以提供红外信号、热信号、超音波信号、光学信号、音频信号、电信号、化学信号、生物信号或者可指示设备身份的其它信号。设备识别符可使用射频识别(RFID)标签。
设备识别符可储存在设备的内存中。在一个示例中,设备识别符可以是计算机可读取媒体。设备识别符可无线地通信或者经由有线连接来通信。
设备识别符可以是静态的或可改变的。设备识别符可以随着为设备提供的一个或多个模块的可能的改变而改变。设备识别符可基于设备的可用组件而改变。当由设备的操作者命令时,设备识别符可以改变。
可以提供设备识别符以允许将设备集成到全系统通信内。例如,外部设备可与多个设备通信。外部设备可经由设备识别符将一个诊断设备与另一诊断设备区分开来。外部设备可以基于诊断设备的识别符而向其提供专门的指令。外部设备可以包括内存,或者可以与可对有关各设备的信息保持记录的内存通信。设备的设备识别符可在内存中与从该设备采集的或与该设备相关联的信息相链接。
在一些具体实例中,识别符可提供在模块上或组件层次上,以便唯一地标识出系统层次上的设备中的每个组件。例如,各模块可以具有模块识别符。模块识别符可以是或者可以不是对每一模块唯一的。模块识别符可以具有设备识别符的一种或多种特性。
模块识别符可允许设备或系统(例如,外部设备、服务器)标识提供于其中的模块。例如,模块识别符可以标识模块的类型,并且可允许设备自动地探测由模块提供的组件和能力。在一些情况下,模块识别符可以唯一地标识模块,并且设备可能能够追踪与特定模块相关联的特定信息。例如,设备可能能够追踪模块的使用年限并估计可能需要于何时更新或替换某些组件。模块可与它作为其一部分的设备的处理器通信。
备选地,模块可与外部设备的处理器通信。模块识别符可在全系统层次上提供相同的信息。在一些具体实例中,系统而非设备可以追踪与模块识别符相关联的信息。
当模块识别符连接至设备或与设备相接时,模块识别符可传送至设备或系统。例如,在模块已安装在支撑结构上之后,模块识别符可传送至设备或系统。备选地,当模块尚未连接至设备时,模块识别符可远程地传送。
可以在本文描述的任何其它层次(例如,外部设备、设备组、支架、设备组件、组件部分)上提供识别符。本文提供的识别符的任何特性亦可适用于此类识别符。
系统
图39提供了根据本文所述的一个具体实例的诊断系统的图标。一个、两个或更多个设备3900a、3900b可通过网络3920与外部设备3910进行通信。设备可以是诊断设备。设备可以具有如本文其它各处所述的任何特征或特性。在一些示例中,设备可以是桌上型设备、手持设备、贴片和/或丸剂。设备可配置用于接纳样本以及执行一个或多个样本准备步骤、测定步骤或探测步骤。设备可包含如本文其它各处所述的一个或多个模块。
在一些具体实例中,贴片或丸剂配置用于操作地耦合(或链接)至行动设备,诸如网络设备,该行动设备配置用于与另一设备和/或网络(例如,内部网络或互联网络)进行通信。在一些情况下,贴片配置用于与循环通过受试者身体或安设于受试者体内(比如在受试者的组织内)的丸剂进行通信。在其它情况下,丸剂是具有纳米级、微米级或更大尺寸的颗粒。在一个示例中,丸剂是纳米颗粒。贴片和/或丸剂可以包括机载电子器械,以允许贴片和/或丸剂与另一设备通信。
系统可以包括任何数目的设备3900a、3900b。例如,系统可包括1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、10个或更多个、20个或更多个、50个或更多个、100个或更多个、500个或更多个、1000个或更多个、5000个或更多个、10000个或更多个、100000个或更多个或者1000000个或更多个设备。
设备可以相联成设备组或者可以不相联成设备组。设备可以与1个、2个、3个、10个或任何数目的组相联。设备可以是组,子组、亚子组的一部分,在系统中对子分组不设限制。在一些具体实例中,设备组可包括处在特定地理位置的设备。例如,设备组可以指在同一房间内或同一建筑内的设备。设备组可包括在同一零售商位置、实验室、诊所、医疗保健设施或任何其它位置内的设备。设备组可以指在同一城镇或城市内的设备。设备组可包括在特定半径内的设备。在一些情况下,设备组可包括使用同一通信埠的设备。例如,设备组可以包括使用同一路由器、互联网络集线器、电信塔、卫星或其它通信端口的设备。
备选地,设备组可包括与同一实体或实体的部门相关联的设备。例如,设备组可与实验室、医疗保健提供者、医疗设施、零售商、公司或其它实体相关联。
本文关于全系统层次的任何描述均可涉及整体全域系统,该全域系统可包括任何设备或与任何设备通信。备选地,本文对系统的任何描述亦可涉及设备组。
如本文其它各处所述,可以提供网络3920。例如,网络可包括局域网络(LAN)或诸如互联网络之类的广域网络(WAN)。在一些具体实例中,设备可经由诸如蜂窝网络或卫星网络之类的电信网络进行通信。
设备可使用诸如蓝牙或RTM技术之类的无线技术与网络进行通信。备选地,可使用各种通信方法,诸如利用调制解调器的拨号有线连接、诸如TI、ISDN之类的直接联机或者电缆线。在一些具体实例中,无线连接可使用诸如蜂窝网络、WIMAX、WIFI、卫星或呼叫器网络、GPRS之类的示例性无线网络,或者使用诸如以太网络或在LAN上的讯标环的局部数据传送系统。在一些具体实例中,设备可使用红外通信组件进行无线通信。
根据本文所述的一个具体实例,可提供外部设备3910。外部设备可以是本文其它各处所述的或本领域已知的任何网络设备。例如,外部设备可以是服务器、个人计算机、笔记本计算机、平板计算机、行动设备、行动电话、卫星电话、智能型手机(例如,iPhone、Android、Blackberry、Palm、Symbian、Windows)、个人数字助理(PDA)、呼叫器或任何其它设备。在一些情况下,外部设备可以是另一诊断设备。可以在诊断设备之间提供主从关系、点对点或分布式关系。应当了解,设备3910可使用任何网络连接性硬件和/或软件来实现本文所述的网络连接性技术。这包括如文中以及关联于图83-图88的图标中所述的网络连接性技术。
外部设备可具有处理器和内存。外部设备可以访问本地内存或与内存通信。内存可以包括一个或多个数据库。
对外部设备的任何描述亦可适用于任何云端计算基础设施。外部设备可以指一个或多个可包括处理器和/或内存的设备。该一个或多个设备可以彼此通信或者可以不彼此通信。
在一些具体实例中,外部设备可发挥控制器的功能或者可以包含控制器,并执行如本文其它各处所述的控制器的一种或多种功能。外部设备可发挥全系统控制器的功能,可以控制成组的设备,或者可以控制单个设备。
在一个示例中,外部设备可以将数据储存在内存中。此类数据可以包括分析物阈值数据。此类数据可以包括对于执行分析和/或校准可能有用的曲线或其它信息。外部设备还可接收和/或储存从样本处理设备接收的数据。此类数据可包括与由样本处理设备探测到的一个或多个信号相关的数据。在一些具体实例中,可在样本处理设备上执行一个或多个诊断和/或校准。此类诊断和/或校准可以使用和/或访问机载地储存在设备上或储存在外部设备(诸如服务器)上的曲线或其它数据。
图1示出了根据本文所述的一个具体实例,与控制器110通信的设备100的示例。
设备可具有如本文其它各处所述的任何特定、结构或功能。例如,设备100可包含一个或多个支撑结构120。在一些具体实例中,支撑结构可以是支架或如本文其它各处所述的任何其它支撑物。在一些情况下,设备可以包括单一支撑结构。备选地,设备可以包括多个支撑结构。多个支撑结构可以彼此连接或者可以不彼此连接。
设备100可包含一个或多个模块130。在一些情况下,支撑结构120可包含一个或多个模块。在一个示例中,模块可具有可安装在支架支撑结构上的翼片规格。每个设备或支撑结构可被提供以任何数目的模块。不同的支撑结构可具有不同数目或类型的模块。
设备100可包含一个或多个组件140。在一些情况下,模块130可包含模块的一个或多个组件。支架120可包含模块的一个或多个组件。每个设备、支架或模块可被提供以任何数目的组件。不同的模块可具有不同数目或类型的组件。
在一些示例中,设备可以是桌上型设备、手持设备、可佩带设备、可吞服设备、可植入设备、贴片和/或丸剂。设备可以是便携式的。设备可以放置在诸如柜台、桌子、地板等表面或任何其它表面之上。设备可安装或附接至墙壁、天花板、地面和/或任何其它结构。设备可直接由受试者佩戴,或者可并入受试者的服装内。
设备可以是自包含的。例如,设备可以包含本地内存。该本地内存可提供给整体设备,或者可提供给一个或多个模块,或者可分布在一个或多个模块上。本地内存可包含在设备的壳体内。本地内存可提供在模块的支座上或模块的壳体内。备选地,设备的本地内存可提供在模块之外但又在设备壳体之内。设备的本地内存可以由设备的支撑结构所支撑,或者可以不由其支撑。本地内存可提供在设备的支撑结构之外,或者可以集成在设备的支撑结构内。
一个或多个规程可储存在本地内存中。可将一个或多个规程递送至本地内存。本地内存可包括用于对探测到的信号的机载分析的信息的数据库。备选地,本地内存可储存与探测到的信号相关的信息,所述探测到的信号可提供至外部设备用于远程分析。本地内存可包括对探测到的信号的一些信号处理,但该信号可传输至外部设备用于分析。外部设备可以是或者可以不是相同的设备控制器。
本地内存可能能够储存非暂时性计算机可读取媒体,其可包括能够执行本文所述步骤的码、逻辑或指令。
设备可包含本地处理器。该处理器可能能接收指令和提供信号以执行该指令。处理器可以是中央处理器(CPU),该中央处理器可以执行有形计算机可读取媒体的指令。在一些具体实例中,处理器可包括一个或多个微处理器。处理器可能能够与设备的一个或多个组件进行通信,并实现设备的操作。
处理器可提供给整体设备,或者可提供给一个或多个模块,或者可分布在一个或多个模块上。处理器可以包含在设备的壳体内。处理器可提供在模块的支座上或模块的壳体内。备选地,设备的处理器可提供在模块之外,但又在设备壳体之内。设备的处理器可以由设备的支撑结构所支撑,或者可以不由其支撑。处理器可提供在设备的支撑结构之外,或者可以集成在设备的支撑结构内。
控制器110可与设备100通信。在一些具体实例中,控制器可以是全系统控制器。控制器可与任何设备通信。控制器可选择性地与一组设备通信。例如,系统可包括一个、两个或更多个控制器,其中一个控制器可专用于一组设备。控制器可能能够单个地与每个设备通信。在一些情况下,控制器可与成组的设备,而不区分组内的设备。控制器可与设备或设备组的任何组合进行通信。
控制器可提供在设备之外。控制器可以是与设备通信的外部设备。如本文其它各处所述,外部设备可以是任何种类的网络设备。例如,控制器可以是服务器、行动设备或另一诊断设备,该另一诊断设备可与设备具有主从关系。
在备选实施具体实例中,控制器可本地提供至设备。在这种情况下,设备可以是完全自包含的,无需外部通信。
控制器可包含内存或者可与内存通信。可将一个或多个规程储存在控制器内存上。这些规程可储存在设备之外。可将规程储存在内存和/或云端计算基础设施中。规程可在控制器侧更新,而无需更改设备。控制器内存可包括与设备、样本、受试者和/或从设备采集的信息相关的信息的数据库。从设备采集的信息可包括在设备内探测到的信号的原始数据。从设备采集的信息可包括对探测到的信号的一些信号处理。备选地,从设备采集到的信息可包括可能已经机载地在设备上执行的分析。
控制器内存可能能够储存非暂时性计算机可读取媒体,该介质可包括能够执行本文所述步骤的代码、逻辑或指令。
控制器可包含处理器。处理器可能能够接收指令并提供信号以执行该指令。处理器可以是中央处理器(CPU),该中央处理器可以执行有形计算机可读取媒体的指令。在一些具体实例中,处理器可包括一个或多个微处理器。控制器的处理器可能能够分析从设备接收的数据。控制器的处理器可能还能够选择一个或多个规程以提供给设备。
在一些具体实例中,控制器可提供在单一外部设备上。单一外部设备可能能够向诊断设备提供规程和/或接收从诊断设备采集的信息。在一些情况下,控制器可提供在多个设备上。在一个示例中,单一外部设备或多个外部设备可能能够向诊断设备提供规程。单一外部设备或多个外部设备可能能够接收从诊断设备采集的信息。单一外部设备或多个外部设备可能能够分析从诊断设备采集的信息。
备选地,系统可使用云端计算。控制器的一个或多个功能可由计算机网络提供,而不是局限于单一外部设备。在一些具体实例中,网络或多个外部设备可与诊断设备通信,以及向或从诊断设备提供指令或接收信息。可以使用多个处理器和储存设备来执行控制器的功能。控制器可提供在这样的环境中:该环境支持对可配置计算资源(例如,网络、服务器、储存、应用和服务)的共享池的方便的按需访问,所述可配置计算资源可通过最小的管理工作量或服务提供者交互而快速供应和释放。
可在诊断设备与控制器之间提供通信。通信可以是单向通信。例如,控制器可将规程下推至设备。在另一示例中,设备可以发起对来自控制器的规程的请求。或者,设备可以仅向控制器提供信息,而不要求来自控制器的规程。
较佳地,可在诊断设备与控制器之间提供双向通信。例如,可从设备之外的来源提供规程。规程可以基于或者可以不基于由设备提供的信息。例如,规程可以基于或者可以不基于提供给设备的输入,其可以以某种方式确定由设备提供给控制器的信息。输入可由设备的操作者手动地确定。例如,操作者可指定操作者希望设备执行的一个或多个探测。在一些情况下,可自动地确定输入。例如,可以基于样本的特性、哪些模块可用或已被使用、有关受试者的以往记录、预期探测的调度安排或任何其它信息而自动地确定要运行的探测。
在一些具体实例中,设备可请求来自于控制器的特定协议。在一些其它具体实例中,设备可向控制器提供信息,并且控制器可基于该信息而选择一个或多个协议以提供给设备。
设备可以基于来自一个或多个传感器的一个或多个探测到的信号而提供在设备采集的信息。可将感测的信息提供至控制器。所述感测的信息可以是或者可以不是在协议的操作期间采集的。在一些具体实例中,控制器可基于在第一协议期间采集的信息而提供附加协议。基于所述采集的信息,可在附加协议启始之前完成第一协议,或者在第一协议完成之前启始附加协议。
可以提供反馈系统,其中可基于在协议期间或在协议完成后采集的信息而提供或改变协议。可以并行地、依次地或以其任何组合来运行一个或多个协定。设备可执行迭代过程,其可使用指令、基于指令执行的动作、从执行的动作采集的数据,其又或者可以影响后续的指令,等等。协议可导致设备执行一个或多个动作,包括但不限于,样本采集步骤、样本准备步骤、测定步骤和/或探测步骤。
在系统内,设备可能能够与一个或多个实体通信。例如,设备可与实验室福利管理者通信,所述实验室服务管理者可从设备采集信息。实验室福利管理者可分析从设备采集的信息。设备可与协议提供者通信,所述协议提供者可向设备提供一个或多个指令。协议提供者和实验室福利管理者可以是相同的实体或者可以是不同的实体。设备可以又或者与支付者(诸如保险公司)通信。设备可以又或者与医疗保健提供者通信。设备可直接与这些实体中的一个或多个实体通信,或者可通过另一方与它们间接地通信。在一个示例中,设备可与实验室福利管理者通信,实验室福利管理者可与支付者和医疗保健提供者通信。
在一些具体实例中,设备可以使受试者能够与医疗保健提供者进行通信。在一个示例中,设备可以允许由设备拍摄受试者的一个或多个图像,并提供给受试者的医生。受试者可以或者不可以在设备上看到医生。受试者的图像可用于识别或诊断目的。如本文其它各处所述,可以使用关于受试者识别的其它信息。受试者可与医生实时通信。备选地,受试者可以查看由医生提供的记录。受试者可以有利地与受试者自己的医生通信,这可以为受试者提供额外的舒适和/或人际互动的感觉。备选地,受试者可与诸如专科医生等其它医疗保健提供者通信。
在一些具体实例中,系统内的诊断设备可共享资源。例如,系统内的设备可以彼此通信。设备可彼此直接链接,或者可通过网络进行通信。设备可直接链接到共享资源,或者可通过网络与共享资源进行通信。共享资源的示例可以是打印机。例如,多个设备可与单一打印机通信。共享资源的另一示例是路由器。
多个设备可共享附加的外设。例如,系统内的多个设备可与可以摄取受试者的一个或多个生理参数的外设进行通信。例如,设备可与血压测量设备、称重器具、脉搏率测量设备以及超音波图像摄取设备或任何其它外围设备进行通信。在一些情况下,多个设备和/或系统可与计算机、行动设备、平板计算机或对于与受试者交互可能有用的任何其它设备进行通信。此类外部设备对于经由调查而从受试者采集信息可能是有用的。在一些具体实例中,系统的一个或多个控制器可以确定哪个设备可在任何给定时刻使用哪个外设。
系统可能能够进行动态资源分配。在一些具体实例中,动态资源分配可以是全系统的,或者是在一组设备内。例如,多个设备可连接至多个共享资源。在一个示例中,设备A和设备B可连接至打印机X,而设备C和设备D可连接至打印机Y。如果打印机X出现问题,则设备A和设备B可能能够使用打印机Y。设备A和设备B可能能够与打印机Y直接通信。备选地,设备A和设备B可能不能够与打印机Y直接通信,但可能能够通过设备C和设备D与打印机Y通信。对于路由器或其它共享资源,情况也可以是这样。
方法
用于处理样本的方法
在一些具体实例中,单一设备——诸如模块或具有一个或多个模块的系统——被配置用于执行选自由样本准备、样本测定和样本探测所组成的群组中的一个或多个常规。样本准备可包括物理处理和化学处理。在一些情况下,单一设备是单一模块。在其它情况下,单一设备是如上所述具有多个模块的系统。
图40示出了可在一种方法中执行的一个或多个步骤的示例。该方法可以由或者可以不由单一设备执行。
该方法可包括样本采集4000、样本准备4010、样本测定4020、探测4030和/或输出4040的步骤。这些步骤中的任何步骤都是可选的。此外,这些步骤可以按任何顺序发生。一个或多个所述步骤可以重复一次或多次。
在一个示例中,当样本被采集之后,其可经历一个或多个样本准备步骤。备选地,当样本被采集之后,其可直接进入样本测定步骤。在另一示例中,探测步骤可直接发生在采集样本之后。在一个示例中,探测步骤可包括拍摄样本的图像。该图像可以是数字图像和/或视频。
在另一示例中,当样本已经历一个或多个样本准备步骤之后,其可进入样本测定步骤。备选地,其可直接进入探测步骤。
在样本已经历一个或多个测定步骤之后,该样本可继续进行探测步骤。备选地,样本可以返回到一个或多个样本准备步骤。
在样本已经历探测步骤之后,其可以被输出。输出可包括显示和/或传输在探测步骤期间采集的数据。在探测后,样本可经历一个或多个样本准备步骤或样本测定步骤。在一些情况下,在探测后,可以采集额外的样本。
在样本已得到显示和/或传输之后,可执行额外的样本准备步骤、样本测定步骤和/或探测步骤。在一些情况下,可以响应于传输的数据而向设备发送协议,该协议可以实现额外的步骤。在一些情况下,可以响应于探测到的信号而机载地生成协定。分析可机载地发生在设备上,或者可基于传输的数据而远程地发生。
单一设备可能能够执行一个或多个样本处理步骤。在一些具体实例中,术语「处理」包含准备样本、测定样本以及探测样本以生成数据用于后续离板(即,设备外)或板上(即,设备上)分析之中的一种或多种处理。样本处理步骤可包括样本准备程序和/或测定——包括本文其它各处所述的任何样本准备程序和/或测定在内。样本处理可包括本文所述的一个或多个化学反应和/或物理处理步骤。样本处理可包括对样本的组织学、形态学、运动学、动力学和/或状态的评估,这可以包括针对细胞的此类评估或本文所述的其它评估。在一个具体实例中,单一设备配置用于选自由以下各项所组成的群组中的一个或多个样本准备程序,这些项为:样本的称重或体积测量、离心、样本处理、分离(例如,磁分离)、利用磁珠和/或纳米颗粒的其它处理、试剂处理、化学分离、物理分离、化学分离、温育、抗凝、凝聚、去除样本的部分(例如,物理去除血浆、细胞、裂解产物)、固体物质的分散/溶解、选定细胞的浓缩、稀释、加热、冷却、混合、一种或多种试剂的添加、干扰因素的去除、细胞涂片的准备、粉碎、研磨、活化、超音波处理、微柱处理和/或本领域已知的任何其它类型的样本准备步骤,包括但不限于图57中所列的那些步骤。在一个示例中,单一模块配置用于执行多个样本准备程序。在另一示例中,单一系统——诸如系统700——配置用于执行多个样本准备程序。在另一具体实例中,单一设备配置用于执行选自由以下各项所组成的群组中的1种或多种、或者2种或更多种、或者3种或更多种、或者4种或更多种、或者5种或更多种、或者10种或更多种测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定、和/或其它类型的测定或者其等组合。在一些情况下,单一设备配置用于执行多种类型的测定,其中至少一种测定是细胞计数或凝集。在其它情况下,单一设备配置用于执行多种类型的测定,包括细胞计数和凝集。在一个示例中,系统700配置用于借助细胞计数仪707来执行细胞计数。单一设备可配置用于执行包括本文其它各处所述的数目在内的任何数目的测定,在领域上涉及化学-常规化学、血液学(包括基于细胞的测定、凝血和男性疾病学)、微生物学-细菌学(包括「分子生物学」)、化学-内分泌学、微生物学-病毒学、诊断免疫学-普通免疫学、化学-尿液分析、免疫血液学-ABO血型与Rh型、诊断免疫学-梅毒血清学、化学-毒理学、免疫血液学-抗体探测(输血)、免疫血液学-抗体探测(非输血)、组织兼容性、微生物学-分支杆菌学、微生物学-真菌学、微生物学-寄生虫学、免疫血液学-抗体识别、免疫血液学-兼容性探测、病理学-组织病理学、病理学-口腔病理学、病理学-细胞学、放射生物测定、或临床细胞遗传学。单一设备可配置用于对一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、或任何数目(包括本文其它各处所述的数目)的以下所列项目的测量,这些项目为:蛋白质、核酸(DNA、RNA、其杂交体、microRNA、RNAi、EGS、反义链)、代谢物、气体、离子、粒子(其可包括晶体)、小分子及其代谢物、元素、毒素、酶、脂质、碳水化合物、朊病毒、有形成分(例如,细胞实体(例如,整个细胞、细胞碎片、细胞表面标记物))。单一设备可能能够执行各种类型的测量,包括但不限于成像、光谱测定/光谱学、电泳、色层分析、沉降、离心或图58中提到的任何其它测量。
本文所提供的能够执行本文所述的两个或更多个样本准备程序或测定类型的系统或设备,与使用两个或更多个独立的系统或设备来执行相同的样本准备程序或测定类型之中的两个或更多个样本准备程序或测定类型相比,可以提供各种优势。
在一个示例中,在本文提供的设备中两个或更多个样本准备程序或测定类型的执行可以允许使用比在两个或更多个系统或设备中执行相同的样本准备程序或测定类型所需的样本量更少量的样本。例如,在本文提供的系统或设备中,可以在用于执行对样本的不同测定或准备程序的系统的不同模块、单元或其它组件之间高效地运送样本,从而导致很少的样本机械损失甚至无样本机械损失。如果是在一个或多个独立的设备中执行相同的测定或样本准备程序,则将需要更大量的样本。
在另一示例中,本文提供的能够执行两个或更多个样本准备程序或测定类型的系统或设备可以对从受试者获得的单一样本执行该两个或更多个样本准备程序。因此,通过向本文提供的系统或设备提供来自受试者的单一样本,可以很容易地从单一设备提供来自与样本相关的多个测定或样本准备步骤的信息。因此,与单一受试者有关的大量信息可以由本文提供的单一设备快速而高效地提供。相反,如果使用两个或更多个独立的系统或设备来执行相同的两个或更多个样本准备程序或测定类型,则通常将耗费长得多的时间来执行相同的样本准备程序或测定类型。就传统实验室设备而言,通常仅当来自多个受试者的多个样本可用于加载设备时,样本准备程序或测定类型才得以执行。因为累积来自多个受试者的多个样本需要花费时间,所以在独立的系统或设备上执行两个或更多个样本准备程序或测定类型通常会比采用本文提供的系统或设备花费长得多的时间。
在其它示例中,本文所提供的能够执行两个或更多个样本准备程序或测定类型的系统或设备可以比在相同的样本准备程序或测定类型是在两个或更多个不同设备上执行的情况下所能执行的更准确和/或更精确地执行样本处理过程或测定类型。本文提供的系统或设备的使用由于如下原因而可以增加准确性和/或精确性,这些原因有:在执行样本准备或测定过程中人工操作者参与的减少、在执行样本准备或测定过程中的人工操作者参与的复杂性的降低、样本的人工处理的减少、样本准备或测定的人工监督的减少,等等。因此,在一些具体实例中,在本文提供的系统或设备上执行两个或更多个样本准备程序和/或测定与相同的样本准备程序和/或测定在两个或更多个独立的系统上的执行相比具有更低的变异系数。
在又一示例中,本文所提供的能够执行两个或更多个样本准备程序或测定类型的系统或设备可以处理一种或多种基质类型的样本(例如,血液、尿液、唾液)。这可能是有利的,以便例如在单一设备上分析来自单一受试者的多个样本类型,以便从单一设备获得与受试者有关的各种类型的信息。因此,与使用两个或更多个不同的设备来处理两种或更多种基质类型的样本的情况相比,本文提供的能够执行两个或更多个样本准备程序或测定类型的系统或设备允许对来自单一受试者的多种类型的样本进行更快速、更方便、更准确和/或更精确的分析。
在另一示例中,本文所提供的能够执行两个或更多个样本准备程序或测定类型的系统或设备可以比在使用两个或更多个独立的设备或系统进行相同的样本准备程序或测定类型的情况下更低的成本来执行两个或更多个样本准备程序或测定类型。
在一些情况下,样本的组织学包含样本的静态信息以及样本随时间的变化。在一个示例中,所采集的样本包含细胞,该细胞在样本被采集之后增殖(或分裂)或转移。
在另一具体实例中,单一设备配置用于执行一种或多种类型的样本探测常规,诸如本文其它各处所描述的那些常规。
在一些具体实例中,多用途或多功能设备配置用于准备和处理样本。此类设备可包括1个或多个、或者2个或更多个、或者3个或更多个、或者4个或更多个、或者5个或更多个、或者6个或更多个、或者7个或更多个、或者8个或更多个、或者9个或更多个、或者10个或更多个、或者20个或更多个、或者30个或更多个、或者40个或更多个、或者50个或更多个、或者100个或更多个模块,作为单一系统或彼此通信的多个系统的一部分。模块可以彼此液体连通。备选地,模块可以彼此液体隔离或液压独立。在这样的情况下,样本转移设备可以使样本能够向和从模块转移。此类设备可以接纳1个或多个、或者2个或更多个、或者3个或更多个、或者4个或更多个、或者5个或更多个、或者6个或更多个、或者7个或更多个、或者8个或更多个、或者9个或更多个、或者10个或更多个、或者20个或更多个、或者30个或更多个、或者40个或更多个、或者50个或更多个、或者100个或更多个样本。在一个具体实例中,设备以批量的方式接纳样本(例如,一次向设备提供5个样本)。在另一具体实例中,设备以连续的方式接纳样本。在一些具体实例中,液体隔离或液压独立的模块彼此液压隔离。
在一个具体实例中,并行地处理样本。在另一具体实例中,循序地(或一个接一个地)处理样本。本文提供的设备可以准备和分析相同的样本或多个不同的样本。在一个示例中,本文提供的设备处理相同的血液、尿液和/或组织样本。在另一示例中,本文提供的设备处理不同的血液、尿液和/或组织样本。
在一些具体实例中,用于处理样本的设备接纳体积至少约1纳升(nL)、或10nL、或100nL、或1微升(μL)、或10μL、或100μL、或1毫升(mL)、或10mL、或100mL、或1升(L)、或2L、或3L、或4L、或5L、或6L、或7L、或8L、或9L、或10L、或100L、或1000L的样本。在另一具体实例中,用于处理样本的设备接纳质量至少约1纳克(ng)、或10ng、或100ng、或1微克(μg)、或10μg、或100μg、或1毫克(mg)、或10mg、或100mg、或1克(g)、或2g、或3g、或4g、或5g、或6g、或7g、或8g、或9g、或10g、或100g、或1000g的样本。
设备可借助于一个模块或多个模块来执行样本准备、处理和/或探测。例如,设备可在第一模块(例如,图7的第一模块701)中准备样本,并在与第一模块相分离的第二模块(例如,图7的第二模块702)中运行(或执行)测定。
设备可接纳一个样本或多个样本。在一个具体实例中,系统接纳单一样本并准备、处理和/或探测该单一样本。在另一具体实例中,系统接纳多个样本,并同时准备、处理和/或探测所述多个样本中的一个或多个样本。
在一些具体实例中,设备的一个或多个模块彼此液体隔离或液压独立。在一个具体实例中,系统700的多个模块701-706相对于彼此液体隔离。在一个示例中,通过密封的方式(诸如液体密封或压力密封)提供液体隔离。在一些情况下,此类密封为密闭密封。在其它具体实例中,系统的一个或多个模块彼此液体耦合。
在一些情况下,具有多个模块的设备配置成彼此通信。例如,具有多个模块的第一设备(诸如设备1000)与另一设备(诸如具有多个模块的同样的或类似的设备)进行通信。以这样的方式,两个或更多个设备可以彼此通信,以便例如促进资源共享。
在一个示例中,提供了如同图7的系统700的两个支架型设备。所述设备配置成诸如通过直接链接(例如,有线网络)或无线链接(例如,蓝牙、WiFi)的方式而彼此通信。当两个支架型设备中的第一个处理样本的一部分(例如,血液等分试样)时,所述两个支架型设备中的第二个对同一样本的另一部分执行样本探测。第一支架型设备继而将其结果传输至第二支架型设备,第二支架型设备将信息上传至服务器,该服务器处于与第二支架型设备而不是第一支架型设备的网络通信之中。
本文提供的设备和方法配置用于随服务点系统一同使用。在一个示例中,设备可部署在医疗保健提供者的地点(例如,药店、医生办公室、诊所、医院),用于样本准备、处理和/或探测。在一些情况下,本文提供的设备仅配置用于样本采集和准备,而处理(例如,探测)和/或诊断则在由认证和授权实体(例如,政府认证)认证的远程地点执行。
在一些具体实例中,用户将样本提供至具有一个或多个模块的系统,诸如图7的系统700。用户将该样本提供至系统的样本采集模块。在一个具体实例中,样本采集模块包括一个或多个手术刀、针头、微型针头、静脉抽血器、手术刀、杯子、拭子、洗涤剂、桶、篮、工具包、可渗透基质或本文其它各处所述的任何其它样本采集装置或方法。接下来,系统将样本从样本采集模块引导至一个或多个处理模块(例如,模块701-706)以便进行样本准备、测定和/或探测。在一个具体实例中,借助于样本处理系统,诸如移液管,将样本从采集模块引导至所述一个或多个处理模块。接下来,在所述一个或多个模块中处理样本。在一些情况下,在一个或多个模块中测定样本,并于随后使其经受一个或多个探测常规。
在一些具体实例中,在一个或多个模块中进行处理之后,系统将结果传送到与该系统通信的用户或系统(例如,服务器)。其它系统或用户继而可以取用该结果以帮助治疗或诊断受试者。
在一个具体实例中,系统配置用于与其它系统——诸如相似的或同样的系统(例如,支架,诸如在图7的背景下描述的支架)或包括服务器在内的其它计算机系统——进行双向通信。
本文提供的设备和方法通过支持并行处理而可以有利地降低服务点系统的能源足迹或碳足迹。在一些情况下,系统——诸如图7的系统700——具有的足迹是其它服务点系统的至多10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或99%。
在一些具体实例中,提供了用于探测分析物的方法。在一个具体实例中,处理常规包括探测分析物的存在或缺失。该处理常规借助于本文提供的系统和设备而得到促进。在一些情况下,分析物关联于生物过程、生理过程、环境条件、样本状况、病症或病症的阶段,诸如自身免疫性疾病、肥胖症、高血压、糖尿病、神经元和/或肌肉退行性疾病、心脏病和内分泌疾病之中的一种或多种。
在一些情况下,设备一次处理一个样本。然而,本文提供的系统配置用于多重样本处理。在一个具体实例中,设备一次或以重迭的时间处理多个样本。在一个示例中,用户将样本提供至具有多个模块的设备,诸如图7的系统700。该设备继而借助于设备的一个或多个模块来处理样本。在另一示例中,用户将多个样本提供至具有多个模块的设备。该设备继而通过在第一模块中处理第一样本的同时在第二模块中处理第二样本,来借助多个模块同时处理样本。
系统可以处理相同类型的样本或不同类型的样本。在一个具体实例中,系统同时处理相同样本的一部分或多部分。如果期望对相同样本的各种测定和/或探测规程,则这可能是有用的。在另一具体实例中,系统同时处理不同类型的样本。在一个示例中,系统在该系统的不同模块中,或者在具有用于处理血液和尿液样本的处理仪的单一模块中,同时地处理血液和尿液样本。
在一些具体实例中,一种用于借助服务点系统(诸如图7的系统700)来处理样本的方法包括:接纳探测准则或参数,以及基于该准则而确定探测顺序或调度安排。探测准则接纳自与服务点系统通信的用户、系统或服务器。该准则可基于期望的或预定的效果来选择,这些效果诸如为:最少的时间、成本、组件使用、步骤和/或能量。服务点系统按照探测顺序或调度安排来处理样本。在一些情况下,反馈回路(与传感器耦合)使服务点系统能够监测样本处理的进展并保持或改变探测顺序或调度安排。在一个示例中,如果系统探测到处理耗费了比调度安排中阐述的预定时间量更长的时间,则系统加速所述处理或调整任何并行的处理,诸如在系统的另一模块中的样本处理。反馈回路允许实时或伪实时(例如,缓存的)监测。在一些情况下,反馈回路可提供允许反射探测,其可在开始或完成另一探测和/或测定或感测一个或多个参数之后,导致后续探测、测定、准备步骤和/或其它过程的启始。此类后续探测、测定、准备步骤和/或其它过程可自动启始,而无需任何人为干预。
在一些具体实例中,服务点系统可基于初始参数和/或期望效果而坚持预定探测顺序或调度安排。在其它具体实例中,可以实时地修改该调度安排和/或探测顺序。可以基于一个或多个探测到的状况、一个或多个要运行的附加过程、一个或多个不再要运行的过程、一个或多个要修改的过程、一个或多个资源/组件利用率修改、一个或多个探测到的错误或警报状况、一个或多个资源和/或组件的不可用性、由用户提供的一个或多个后续输入或样本、外部数据或者任何其它原因,而修改调度安排和/或探测顺序。
在一些示例中,可以在向设备提供一个或多个初始样本之后,向设备提供一个或多个附加样本。附加样本可来自同一受试者或不同的受试者。附加样本可以是与初始样本相同类型的样本或不同类型的样本(例如,血液、组织)。可以在设备上处理一个或多个初始样本之前、之后和/或与此同时地提供附加样本。可以为附加样本提供相对于彼此和/或初始样本相同的和/或不同的探测或期望的准则。附加样本可与初始样本依次和/或并行处理。附加样本可使用一个或多个与初始样本相同的组件,或者可以使用不同的组件。鉴于初始样本的一个或多个探测到的状况,可能需要或者可能不需要附加样本。
在一些具体实例中,系统借助于诸如手术刀、手术刀或液体采集容器等样本采集模块来接纳样本。系统继而加载或取用规程,以便执行来自多个潜在处理常规的一个或多个处理常规。在一个示例中,系统加载离心规程和细胞计数规程。在一些具体实例中,规程可从外部设备加载到样本处理设备。备选地,规程可能已经在样本处理设备上。可以基于一个或多个期望的准则和/或处理常规来生成规程。在一个示例中,生成规程可包括生成针对每个输入过程的一个或多个子任务的列表。在一些具体实例中,每个子任务要由一个或多个设备的单一组件来执行。生成规程还可包括生成列表的顺序、定时和/或分配一个或多个资源。
在一个具体实例中,规程提供了特定于样本或样本中组分的处理细节或说明。例如,离心规程可包括适合于预定样本密度的旋转速率和处理时间,其支持样本与可能和样本的期望组分一同存在的其它材料的依赖于密度的分离。
规程包含在系统中,诸如包含在系统的规程储存库中,或者从与该系统通信的另一系统(诸如数据库)中检索。在一个具体实例中,系统与数据库服务器进行单向通信,该数据库服务器根据系统对一个或多个处理规程的请求而向系统提供规程。在另一具体实例中,系统与数据库服务器进行双向通信,这使系统能够向数据库服务器上传用户特定处理常规,以供用户或可能使用到该用户特定处理常规的其它用户将来使用。
在一些情况下,处理规程可由用户调整。在一个具体实例中,用户可借助于规程引擎来生成处理规程,该规程引擎向用户提供面向定制针对特定用途的规程的一个或多个选项。该定制可发生在使用规程之前。在一些具体实例中,该规程可在规程正被使用的同时得到修改和更新。
借助于规程,系统对样本进行处理,这可以包括准备样本、测定样本和探测在样本中所关注的一种或多种组分。在一些情况下,系统执行关于处理后的样本或多个样本的数据分析。在其它情况下,系统在处理期间执行数据分析。在一些具体实例中,机载地,亦即在系统上,执行数据分析。在其它具体实例中,使用系统之外的数据分析系统来执行数据分析。在这样的情况下,在处理样本的同时或在处理之后将数据引导至分析系统。
准确度、灵敏度、精确度和变异系数
准确度是准确性的程度。精确度是再现性的程度。准确度是对测量与预定目标测量、结果或参考(例如,参考值)的贴近度的衡量。精确度是多次测量彼此的贴近度。在一些情况下,使用再现性的平均程度来量化精确度。准确度可使用相对于预定值的偏差或分散来量化。
在一些具体实例中,系统具有不论正在处理的样本的类型如何,都保持不变的灵敏度。在一些情况下,系统可能能够在约1个分子(例如,核酸分子)、5个分子、10个分子或者在约1pg/mL、5pg/mL、10pg/mL、50pg/mL、100pg/mL、500pg/mL、1ng/mL、5ng/mL、10ng/mL、50ng/mL、100ng/mL、150ng/mL、200ng/mL、300ng/mL、500ng/mL、750ng/mL、1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、150μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、500μg/mL、750μg/mL、1mg/mL、1.5mg/mL、2mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL、7mg/mL、10mg/mL、20mg/mL或50mg/mL在范围内探测分析物或信号。在一些具体实例中,系统——包括该系统的一个或多个模块在内——具有特定于样本的灵敏度。也就是说,系统探测的灵敏度取决于一个或多个特定于样本的参数,诸如样本的类型。
在一些具体实例中,系统具有不论至少一个特定于样本的样本参数(诸如样本的类型)如何,都保持不变的准确度。在一个具体实例中,系统具有至少约20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%,55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或91%、或92%、或93%、或94%、或95%、或96%、或97%、或98%、或99%、或99.9%、或99.99%、或99.999%的准确度。模块和/或组件可以具有任何准确度,包括本文其它各处所描述的那些准确度。在一些具体实例中,系统——包括该系统的一个或多个模块在内——具有特定于样本的准确度。也就是说,系统的准确度取决于至少一个特定于样本的样本参数,诸如样本的类型。在这样的情况下,系统可能能够针对一种类型的样本提供比另一类型的样本更准确的结果。
在一些具体实例中,系统具有不论至少一个特定于样本的样本参数(诸如样本的类型)如何,都保持不变的精确度。在其它具体实例中,系统具有特定于样本的精确度。在这样的情况下,系统以比另一类型的样本更高的精确度处理一种类型的样本。
变异系数是标准差与平均值的绝对值之间的比率。在一个具体实例中,系统具有小于或等于约20%、15%、12%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.3%或0.1%的变异系数(CV)(本文也称「相对标准差」)。在另一具体实例中,系统中的模块具有小于或等于约20%、15%、12%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.3%或0.1%的变异系数。在又一具体实例中,处理常规具有小于或等于约20%、15%、12%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.3%或0.1%的变异系数。
本文提供的系统具有适合纵向趋势分析的变异系数,该纵向趋势分析诸如为涉及在预定时间段内对相同变量的重复观察的调查研究。在一个示例中,可将来自利用具有小于约15%的CV的第一系统和具有小于约15%的CV的第二系统处理的样本的结果关联起来,以便评估受试者的健康或治疗的趋势。
本文提供的系统具有适合于处理具有如下浓度范围的样本的动态范围,所述浓度范围超过100个数量级或更多、50个数量级或更多、30个数量级或更多、10个数量级或更多、7个数量级或更多、5个数量级或更多、4个数量级或更多、3个数量级或更多、2个数量级或更多或者1个数量级或更多。在一个示例中,系统对样本进行两次处理,第一次处理约0.1mL的样本体积,而第二次处理约10mL的样本体积。两种情况的结果都落入以上所述的准确度、精确度和变异系数内。此外,本文提供的系统配置用于探测超过1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个或更多个数量级范围(「动态范围」)内的信号。在一些情况下,通过稀释来支持动态范围。在一个具体实例中,使用动态反馈来确定样本稀释的水平。
样本处理速率
在一个具体实例中,服务点系统或该系统内的一个或多个模块配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内离心样本。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行细胞计数测定。在又一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行免疫测定。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行核酸测定。在又一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行受体测定。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行比色测定。在又一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行酶学测定。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行质谱分析法(或质谱法)测定。在又一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行红外光谱测定。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行X射线光电子能谱测定。在又一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行电泳测定。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行核酸定序(例如,单分子定序)测定。在又一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行凝集测定。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行层析测定。在又一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行凝血测定。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行电化学测量。在又一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行组织学测定。在另一具体实例中,服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样本执行活细胞分析(测定)。
在一个具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内执行选自由以下各项所组成的群组中的任何一种测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定和/或其它类型的测定或者其组合。在另一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟的时间段内执行选自由以下各项所组成的群组中的任何两种测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定和/或其它类型的测定或者其组合。在又一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟的时间段内执行选自由以下各项所组成的群组中的任何三种测定,这些项为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定和/或其它类型的测定或者其组合。
在一个具体实例中,服务点系统,诸如图7的系统700,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内处理至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个样本。在另一具体实例中,并行工作的多个服务点系统被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内处理至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个样本。
在一个具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样本和处理样本。在另一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样本、处理样本和提供(或传送)处理的结果。
在一个具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集多个样本和处理样本。在另一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集多个样本、处理样本和提供(或传送)处理的结果。
在一个具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样本和测定样本。在另一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样本、测定样本和提供(或传送)测定的结果。
在一个具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样本、准备样本和测定样本。在另一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样本、准备样本、测定样本和提供(或传送)测定的结果。
在一个具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样本和对样本执行多种测定。在另一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样本、对样本执行多种测定和提供(或传送)测定的结果。
在一个具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集多个样本和对样本执行多种测定。在另一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集多个样本、对样本执行多种测定和提供(或传送)测定的结果。
处理系统,诸如服务点系统,可被配置用于采集一个或多个样本并定序来自于样本的基因标志。可以定序整个基因组或者可以定序基因组的选定部分。该处理系统可配置用于在至多约48小时、36小时、24小时、18小时、12小时、8小时、6小时、5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集和定序样本。在另一具体实例中,处理系统,诸如服务点系统,被配置用于在至多约48小时、36小时、24小时、18小时、12小时、8小时、6小时、5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集多个样本、对样本执行多种测定和提供(或传送)测定的结果。
本文提供的系统配置用于借助该系统的数据储存模块或耦合至该系统的外部储存系统来储存数据。在一些情况下,对在样本处理期间或之后采集和/或生成的数据进行压缩,并将其储存在诸如硬盘、内存或高速缓存等物理储存介质中。在一个具体实例中,借助于无损压缩来压缩数据。这可以最小化或消除数据保真度的任何损失。
本文描述的处理系统配置用作服务点系统。在一个具体实例中,服务点系统是医护点系统。医护点系统可以使用在服务点地点,诸如受试者的地点(例如,住宅或企业场所或体育赛事场所或安检场所或战斗地点)、医疗保健提供者(例如,医生)的地点、药房或零售商、诊所、医院、急诊室、疗养院、临终关怀场所或实验室。零售商可以是药房(例如,零售药房、临床药房、医院药房)、药店、连锁店、超市或杂货店。零售商的示例包括但不限于Walgreen、CVS Pharmacy、Duane Reade、Walmart、Target、Rite Aid、Kroger、Costco、Kaiser Permanente或Sears。在一些情况下,服务点系统(包括但不限于医护点系统)部署在由认证或授权实体(例如,政府认证实体)指定使用的任何地点。在其它情况下,服务点系统可使用在或嵌入在交通工具中,诸如在轿车、船舶、卡车、公共汽车、飞机、摩托车、厢式车、流动医疗车、机动单元、救护车、消防车/卡车、急救护理车或配置用于将受试者从一点运送到另一点的其它交通工具中。样本采集仪可以在样本获取场所和/或健康评估和/或治疗地点(其可包括本文其它各处所描述的任何样本采集场所,包括但不限于急诊室、医生办公室、急救仪、筛查棚(可处在远程地点)、走进某人的住宅以提供家庭护理的医疗保健专业人员)。
系统(设备)或系统(设备)的组合可位于/放置于战略服务点地点。地点可基于以下各种目标来选择和优化,这些目标诸如但不限于疾病患病率、疾病发展速率、预计发病率、估计的爆发风险、人口统计、政府政策法规、消费者、医生和患者偏好、在所述地点对其他技术的使用、安全和风险估计、安全威胁,等等。设备可以定期重新安置,以便频繁地(诸如,每天、每周、每月、每年,等等)提高总体效用。可以更新系统以提高性能和/或增加功能。系统可以以模块为基础而在模块上更新。系统更新可经由硬件和/或经由软件而发生。可以经由支持翼片和/或模块抽出和插入的特征来以最小停工期更新系统。
此外,可从受试者采集样本或由受试者提供样本的服务点地点可以是远离分析设施的地点。样本采集仪可具有独立于实验室的设施。样本可以是或者可以不是在服务点地点从受试者新鲜采集。备选地,样本可在其它地点从受试者采集并被带至服务点地点。在一些具体实例中,在将样本提供至设备之前,不对样本提供样本准备步骤。例如,在将样本提供至设备之前无需准备载玻片。备选地,在将样本提供至设备之前,可对样本执行一个或多个样本准备步骤。
服务点地点处的样本采集仪可以是血液采集中心或任何其它体液采集中心。样本采集仪可以是生物样本采集中心。在一些具体实例中,样本采集仪可以是零售商。样本采集仪的其它示例可包括医院、诊所、医疗保健专业人员办公室、学校、日间护理中心、健康中心、辅助生活住所、政府机关、流动医疗护理单元、或住宅。例如,样本采集仪可以是受试者的住宅。样本采集仪可以是在其中由设备接收来自受试者的样本的任何地点。采集仪可以是移动中的地点,诸如在患者身上或伴随患者,或者在机动单元或交通工具中,或者伴随流动医生。可将任何地点指定为样本采集仪。所述制定可由任何主体做出,该主体包括但不限于实验室、关联于实验室的实体、政府装置或监管装置。在此关于样本采集仪或服务点地点的任何描述均可涉及或适用于零售商、医院、诊所或本文提供的任何其它示例,且反之亦然。
在各具体实例中所述的服务点系统,诸如医护点系统,被配置用于与各种类型的样本结合使用,所述样本诸如有组织样本(例如,皮肤、器官部分)、液体样本(例如,气息、血液、尿液、唾液、脑脊液)和来自受试者的其它生物样本(例如,排泄物)。
本文所述的服务点系统配置用于在用户可接近服务点系统的位置处理样本。在一个示例中,服务点系统位于受试者的住宅,并且在受试者的住宅中从受试者采集样本和进行处理。在另一示例中,服务点系统位于药店,并且在药店中从受试者采集样本和进行处理。在又一示例中,服务点系统位于医疗保健提供者的地点(例如,医生办公室),并且在医疗保健提供者的地点从受试者采集样本和进行处理。在另一示例中,服务点系统机载地位于运输系统(例如,交通工具)上,并且在运输系统上从受试者采集样本和进行处理。
在一些具体实例中,样本处理系统可部署在中心实验室之外的地点(例如,在学校、住宅、战地医院、诊所、企业、交通工具,等等)。在一些具体实例中,样本处理系统可部署在具有除实验室服务之外的主要用途的地点(例如,在学校、住宅、战地医院、诊所、企业、交通工具,等等)。在一些具体实例中,样本处理系统可部署在并非专门用于处理从多个样本获取地点接收的样本的地点。在一些具体实例中,样本处理系统可位于距离从受试者获得样本的位置小于约1千米、500米、400米、300米、200米、100米、75米、50米、25米、10米、5米、3米、2米或1米之处。在一些具体实例中,样本处理系统可位于与从受试者获得样本之处相同的房间、建筑物或园区内。在一些具体实例中,样本处理系统可在受试者身上或在受试者体内。在一些具体实例中,样本直接从受试者提供至样本处理系统。在一些具体实例中,可以在从受试者采集样本的48小时、36小时、24小时、12小时、8小时、6小时、4小时、3小时、2小时、1小时、45分钟、30分钟、15分钟、10分钟、5分钟、1分钟、或30秒内将样本提供至样本处理系统。
在一些具体实例中,样本处理系统可以是便携式的。在一些具体实例中,样本处理系统可具有小于约4m3、3m3、2m3、1m3、0.5m3、0.4m3、0.3m3、0.2m3、0.1m3、1cm3、0.5cm3、0.2cm3或0.1cm3的总体积。在一些具体实例中,样本处理系统可具有小于约1000kg、900kg、800kg、700kg、600kg、500kg、400kg、300kg、200kg、100kg、75kg、50kg、25kg、10kg、5kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、25g、10g、5g或1g的质量。在一些具体实例中,样本处理系统可配置用于流动样本处理。
在一些具体实例中,由服务点系统在服务点系统的位置执行包括诊断和/或治疗在内的后样本处理分析。在其它具体实例中,后样本处理分析在远离样本采集和处理地点之处远程地执行。在一个示例中,后样本处理分析在医疗保健提供者的地点执行。在另一示例中,后样本处理分析在处理系统的地点执行。在又一示例中,后样本处理分析在服务器上(例如,在云上)执行。
后样本处理分析可在实验室进行或通过隶属于实验室的实体来进行。实验室可以是能够执行临床探测或分析采集数据的实体或设施。实验室可以提供受控条件,在该受控条件下可以进行科学研究、实验和测量。实验室可以是医学实验室或临床实验室,在其中可以从事关于临床试样的探测或者可以进行有关从临床试样采集的数据的分析,以便获取适合于疾病的诊断、预后、治疗和/或预防的、关于患者健康的信息。临床试样可以是从受试者采集的样本。较佳地,如本文其它各处所进一步详述,可在位于与实验室分开之设施的样本采集仪从受试者采集临床试样。可使用放置在指定的样本采集仪或受试者身上或体内的设备从受试者采集临床试样。
在一些具体实例上,实验室可以是认证实验室。认证实验室可以是经授权的分析设施。本文对实验室的任何描述均可适用于经授权的分析设施,且反之亦然。在一些情况下,实验室可由政府装置认证。实验室可以接受由监管装置作出的认证或监督。在一个示例中,实验室可由诸如医疗保险和医疗补助服务中心(CMS)之类的实体加以认证。例如,经授权的分析设施可以是临床实验室改进修正案(CLIA)认证的实验室或其在任何外国管辖区内的等同实体。
在其它具体实例中,后处理分析在设备上执行。接收样本和/或处理样本的同一设备还可执行后处理分析。备选地,接收样本和/或处理样本的设备不执行后处理分析。在一些情况下,后处理分析可在设备上和设备外发生。
在一个具体实例中,借助于服务点系统的后处理模块来执行后处理分析。在另一具体实例中,借助于服务点系统之外的后处理系统来执行后处理分析。在一个示例中,此类后处理系统可位于经授权执行后处理分析的医疗保健提供者或其它实体处。
在一些情况下,服务点系统安设在支付方或实体的地点。在一个示例中,服务点系统安设在为服务点系统的使用提供(或者将会提供)支付的医疗保健提供者的地点。在另一示例中,服务点系统安设在为服务点系统的使用提供(或者将会提供)支付的药店。
在一个具体实例中,后处理系统支持诊断,诸如疾病诊断。在另一具体实例中,后处理系统支持治疗。在又一具体实例中,后处理系统支持诊断和治疗。后处理系统对于疾病诊断、治疗、监测和/或预防可能是有用的。
在一个示例中,后处理系统支持药物筛选。在这种情况下,服务点系统从受试者采集样本(例如,尿样),并诸如通过执行离心和一种或多种测定来处理该样本。接下来,服务点系统生成数据以供后续的后处理分析——包括标识(或标记)在样本中是否发现预定药物。后处理分析在系统上进行。备选地,后处理分析在远离服务点系统位置的地点进行。
在一些情况下,服务点系统用于临床试验,诸如用于疗法的开发。此类临床试验包括旨在允许为健康干预(例如,药物、诊断、设备、治疗方案)收集安全性(或者更具体地,关于药物不良反应和其它治疗的不良影响的信息)和功效数据而实施的一个或多个规程。本文提供的服务点系统和信息系统可用于通过探测或通过综合EMR(电子医疗记录)系统或同时通过这两者来促进患者在临床试验中的登记。
在一些情况下,本文提供的服务点系统配置用于临床前开发(或试验)。在一个示例中,使用服务点系统,诸如图7的系统700,来处理样本并收集数据以供可用于临床前开发的可行性探测、迭代探测和安全性之用。此类试验可包括动物探测。本文描述的服务点系统有利地支持以支持利用给定样本执行许多探测的处理速率使用小样本体积的探测。借助于本文提供的服务点系统的临床前试验支持对治疗药物或其代谢物或治疗方案的功效和/或毒性的评估。
本文提供的服务点系统可以又或者用于生物毒素探测。服务点系统可处理环境或产品样本,并且可以探测一种或多种毒素。本文描述的服务点系统有利地支持以支持利用给定样本执行许多探测的处理速率使用小样本体积的探测。借助于本文提供的服务点系统的毒素探测支持对环境(例如,受污染的水、空气、土壤)或产品(例如,食物和/或饮料产品、建筑材料和/或任何其它产品)中的威胁的评估。
本文提供的服务点系统,诸如图7的系统700,支持系统发育分类、亲子鉴定、法医鉴定、依从性或非依从性监测、监测药物不良反应(ADR)、开发个体化医疗、疗法或治疗系统和方法的校准、评估疗法或治疗系统和方法的可靠性、以及/或者趋势分析(例如,纵向趋势分析)。借助于以上所述的服务点系统的依从性或非依从性探测可以改善耐受依从性,这可以降低与遵守特定疗法相关联的医疗保健成本。
作为个体化医疗的一部分,受试者使用服务点系统来从受试者采集样本和处理该样本。在一个示例中,从受试者采集尿样并针对一种或多种预定药物的存在而对其进行探测。在一些情况下,样本的采集、样本的处理和后处理分析提供了特定于受试者(或个体化)的护理。在一些情况下,在从受试者采集样本并进行处理之后,服务点系统或后处理系统向受试者或医疗保健提供者传送通知或警报。在一个示例中,如果服务点系统确定监测的药物(或药物的代谢物)的浓度高于和/或低于预定限度,则系统向受试者的医生传送警报。
在一个具体实例中,服务点系统用于处理样本并执行后处理分析以生成由其它系统使用的数据。在另一具体实例中,服务点系统用于处理样本并将后处理数据引导至另一系统,以利用该后处理数据进行后处理分析。在这样的情况下,分析的结果配置成诸如如果满足某些访问要求,则与其它系统或个人共享。在一个示例中,后处理数据或后处理分析的结果由支付者(例如,保险公司)、医疗保健提供者、实验室、诊所、其它服务点设备或模块和/或受试者所共享。
服务点系统可以用于接纳、处理和/或分析小体积的样本,该体积可包括本文其它各处所述的体积。服务点系统还可用于提供快速结果。服务点系统可能能够在短时间量之内处理和/或分析样本,该时间量可包括本文其它各处所述的时间长度。
本文提供的系统配置用作服务点系统。此类系统配置用于在诸如受试者的住宅或医疗保健提供者的地点之类的各个地点采集和处理一个或多个样本。在一些具体实例中,本文提供的系统,诸如图7的系统700,在样本处理常规之间具有至多约2小时、1小时、30分钟、10分钟、5分钟、1分钟、30秒、1秒或0.5秒的停工期。在一些情况下,系统在停工期中重置。在其它具体实例中,本文提供的系统,诸如图7的系统700,配置用于在处理之后的至多约10分钟、9分钟、8分钟、7分钟、6分钟、5分钟、4分钟、3分钟、2分钟、1分钟、30秒、10秒、5秒、1秒、0.5秒、0.1秒、或0.01秒、或0.001秒的时间段内将数据传输至后处理系统。在一个示例中,系统700采集和处理第一样本并将数据传输至后处理系统。系统700能够在系统700传输数据0.5秒之后接纳第二样本用于处理。
在一些情况下,系统,诸如图7的系统700,配置用于每采集常规接纳1个、或2个、或3个、或4个、或5个、或6个、或7个、或8个、或9个、或10个样本。在其它情况下,系统,诸如图7的系统700,配置用于在样本采集仪之间至多约10分钟、9分钟、8分钟、7分钟、6分钟、5分钟、4分钟、3分钟、2分钟、1分钟、30秒、10秒、5秒或1秒的时间段中每次接纳1个样本。
在一些具体实例中,多个样本可包括多种类型的样本。在其它情况下,多个样本可包括相同类型的样本。多个样本可从相同的受试者或从不同的受试者采集。多个样本可在相同时间或在不同时间点采集。可以为多个样本提供这些的任何组合。
在一些具体实例中,服务点系统,诸如图7的系统700,配置用于诸如借助与通信系统(诸如网络或电话系统)耦合的音频和/或可视媒体来进行远程治疗。在一个示例中,受试者将样本提供至服务点系统,该服务点系统处理该样本以生成被处理的数据。接下来,系统与远程医疗保健提供者建立通信链接,该医疗保健提供者审查受试者的数据并提供诊断。医疗保健提供者继而在治疗中帮助受试者。在一个具体实例中,医疗保健提供者由受试者选定。
在一些具体实例中,系统的至少一个组件由聚合物材料构建。聚合物材料的非限制性示例包括聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯(ABS)和玻璃。
系统和系统的子组件可通过多种方法制造,所述方法包括但不限于冲压、注塑成型、压花加工、铸造、吹塑成型、机械加工、焊接、超音波焊接和热黏合。在一个具体实例中,设备通过注塑成型、热黏合和超音波焊接来制造。设备的子组件可通过热黏合、超音波焊接、摩擦配合(压入配合)、黏合剂而彼此贴固,或者在例如玻璃或半硬性或非硬性聚合物基底板之类特定基底板的情况下,两组件之间自然黏合。
设备使用和识别方法
该设备可配置用于仅执行样本处理和数据生成。备选地,设备可配置用于执行样本处理、数据生成以及后续的定性和/或定量评价。在其它具体实例中,同一设备可根据逐个情况来执行样本处理、数据生成、以及/或者定性和/或定量评价。例如,可以根据逐个探测、根据逐个样本、根据逐个患者、根据逐个客户、根据逐个操作者和/或根据逐个位置而应用这些设备功能性的任何组合。
在设备接收样本之前、之后和/或与此同时,可以验证受试者的身份。样本可能已经从受试者采集。受试者的身份还可以在设备处理样本之前、之后和/或与此同时得到验证。这可以包括在设备准备样本和/或在设备测定样本之前、之后和/或与此同时验证受试者的身份。
在一些具体实例中,受试者可与支付者相关联。例如,支付者——诸如医疗保险公司、政府支付者或如本文所述的任何其它支付者,可以为受试者提供保险覆盖。支付者可以支付受试者的部分或全部医疗账单。本文对受试者的保险覆盖范围和/或验证保险覆盖范围的任何描述亦可适用于由任何支付者支付的任何其它保险覆盖。可以验证受试者的保险覆盖范围。例如,系统可以验证受试者是有保险覆盖范围权限的会员。系统还可以验证受试者根据保险有资格进行某些探测和/或项目。例如,某些受试者有资格进行免费的糖尿病检测或基因检测。在一些情况下,不同的受试者可能有资格进行不同的检测。此类检测的可得性可以针对单个受试者或针对人群组而定制。此类检测资格可以基于针对保险公司生成的一组规则或指导方针。此类保险会员资格和/或检测资格验证可以通过软件系统实现。
受试者可到达服务点并登记。在一些具体实例中,登记可包括验证受试者的身份。登记还可包括为受试者确定支付者,比如受试者是否具有医疗保险覆盖。这些程序在服务点可以是自动化的。服务点可包括医生的办公室、零售商仪点或本文其它各处所述的任何其它服务点。在一些具体实例中,可以使用设备来登记受试者。备选地,可以使用可与所述设备通信或者可不与其通信的外部设备来登记受试者。登记受试者可允许系统访问受试者的一个或多个预先存在的记录。
在一些具体实例中,当受试者到达服务点时,可以验证受试者的身份证明。在一些具体实例中,从受试者采集的样本可伴随或不伴随受试者到达服务点。受试者的身份证明可以使用设备来验证,和/或由服务点的人员来验证。例如,在服务点的人员可以查看受试者的身份证和/或保险卡。设备可能会或者可能不会摄取受试者的图像和/或从受试者采集一个或多个生物计量参数。设备可以评估与受试者相关联的一个或多个特性以便于辅助识别受试者,所述特性包括但不限于受试者的外貌、面部识别、视网膜扫描、指纹扫描、手印扫描、体重、身高、胸围、语音、步态、移动、比例、蛋白质组数据、基因数据、分析物水平、心率、血压、电生理读数和/或体温。可供评估的受试者的一个或多个特性可包括受试者的一个或多个生理参数,该生理参数可包括以上所列的一个或多个特性(例如,心率、血压、电生理读数、体温)。设备可从采集自受试者的样本生成受试者的基因标志,并将该基因标志与预存的受试者基因标志相比较。设备还可从采集自受试者的样本生成受试者的蛋白标识,并将该蛋白标识与预存的受试者蛋白标识相比较。在一些具体实例中,当基因标志与预存的基因标志匹配时,受试者的身份证明可得到验证。可能要求精确匹配或近似匹配。当蛋白标识与预存的蛋白标识之间的差异落入可接受范围内时,受试者的身份证明可得到验证。受试者的身份证明可以使用来自受试者的一个或多个生物样本的静态和动态签章验证的组合来验证。例如,受试者的基因标志可以是静态的,而受试者的蛋白标识可以是动态的。动态签章的其它示例可包括一种或多种分析物水平,以及/或者受试者的其它生理特性。
身份验证可包括将一种或多种静态和/或动态签章信息与相关于受试者的先前储存的信息进行比较。先前储存的信息可由设备访问。先前储存的信息可载于设备上或在设备之外。身份验证还可并入无需特定于受试者的一般知识。例如,当受试者是完全长大的成年人时,如果受试者的身高大幅改变,则验证可以针对动态签章标记可能的问题;但当受试者是生长中的儿童或青少年时,如果受试者的身高在可接受的范围内改变,则可以不标记问题。一般知识可载于设备上或在设备之外。一般知识可储存在一个或多个内存中。在一些具体实例中,设备和/或外部设备可能能够对网络上所提供的公共信息进行数据挖掘。
验证可以机载地在设备上发生。备选地,受试者的身份证明可在服务点采集并可在另一实体或地点进一步验证。所述另一实体或地点可在无人工干预的情况下自动地验证身份和/或保险覆盖,或者在或有人工干预的情况下对此进行验证。验证可以使用软件程序机载地或在离板地发生。在一些示例中,实验室、医疗护理专业人员或支付者可以验证受试者身份。设备、实验室、医疗护理专业人员和/或支付者可能能够访问受试者信息,例如电子健康记录。验证可以快速和/或实时地发生。例如,验证可以在1小时或更短、30分钟或更短、20分钟或更短、15分钟或更短、10分钟或更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短时间内发生。验证可以是自动化的,而无需任何人工干预。
系统可以为了系统的记录、为了保险覆盖范围而验证受试者的身份,以便降低成本、节约时间、防范欺诈或者任何其它目的。验证可由设备来执行。验证可由与设备通信的实体或外部设备来执行。验证可发生在任何时间。在一个示例中,可以在准备受试者的样本用于探测之前验证受试者的身份。可以在向设备和/或暗盒提供样本之前验证受试者的身份。受试者身份的验证可以在验证受试者的保险覆盖范围之前、之后或与此同时地提供。受试者身份的验证可以在验证受试者已收到要经受所述定性和/或定量评价的处方之前、之后或与此同时地提供。该验证可通过与医疗服务提供者、实验室、支付者、实验室福利管理者或任何其它实体的通信而进行。验证可通过访问一个或多个数据储存单元而发生。所述数据储存单元可包括电子医疗记录数据库和/或支付者数据库。电子医疗记录数据库可包括与受试者的健康、医疗记录、病史或治疗有关的任何信息。
验证可快速和/或实时地发生。例如,验证可以在10分钟或更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短时间内发生。验证可以是自动化的,而无需任何人工干预。
验证可以包括由受试者提供的信息。例如,验证可包括扫描受试者的身份证和/或保险卡。验证可包括拍摄受试者和/或受试者面部的照片。例如,验证可包括拍摄受试者的二维或三维快照。可以使用如下相机:其可提供受试者的二维数字图像并且/或者可能能够创制受试者的三维或四维图像。在一些具体实例中,可同时使用多个相机。受试者的四维图像可包含随时间的变化。验证可包括拍摄受试者面部的照片用于身份识别。验证可包括拍摄受试者面部的另一部分的照片用于身份识别,所述部分包括但不限制于患者的全身、手臂、手、腿、躯干、脚或身体的任何其它部分。验证可以采用可摄取附加视觉信息和/或音频信息的视频摄影机和/或麦克风。验证可包括比较受试者的移动(例如,步态)或语音。
受试者的验证可包括输入与受试者相关的个人信息,诸如受试者的姓名、保险单号码、关键问题的答案和/或任何其它信息。验证可包括采集受试者的一个或多个生物计量读数。例如,验证可包括指纹、手印、足印、视网膜扫描、温度读数、体重、身高、音频信息、电读数或任何其它信息。生物计量信息可通过设备采集。例如,设备可具有触摸式屏幕,受试者可将其手掌置于触摸式屏幕上以便由设备读取。触摸式屏幕可能能够扫描受试者的一个或多个身体部分,以及/或者接收来自从受试者的温度读数、电读数和/或压力读数。
在一些具体实例中,触摸式屏幕可能能够测量受试者的身体质量指数。这样的测量可基于来自受试者的电读数。在一个示例中,可以提供一种用于测量受试者的体脂百分比的方法,该方法包括提供触摸式屏幕,以及将第一手指放置在触摸式屏幕的第一侧上并将第二手指放置在触摸式屏幕的第二侧上。可以引导电流通过受试者的身体,其中,该电流经过第一手指和第二手指而被引导通过受试者的身体。借助于被引导通过受试者身体的电流,通过测量第一手指与第二手指之间的电阻,可以确定受试者的体脂百分比。触摸式屏幕可以是电容式触摸式屏幕或电阻式触摸式屏幕。在一个示例中,触摸式屏幕可以是至少60点触摸式屏幕。第一手指可以在受试者的第一只手上,而第二手指可以在受试者的第二只手上。
备选地,设备可从其它设备接收生物计量信息。例如,设备可以从可与设备分离的称重器具接收受试者的体重。该信息可从所述其它设备直接(例如,通过有线或无线连接)发送,或者可以手动键入。
验证还可包括基于采集自受试者的样本的信息。例如,验证可包括受试者的基因标志。当向设备提供样本时,设备可使用该样本的至少一部分来确定受试者的基因标志。例如,设备可以执行一个或多个核酸扩增步骤并且可以确定受试者的关键基因标记。这可以形成受试者的基因标志。受试者的基因标志可于在设备上处理样本之前、之后或与此同时地获得。受试者的基因标志可储存在一个或多个数据储存单元上。例如,受试者的基因标志可储存在受试者的电子医疗记录中。受试者的采集的基因标志可与已储存在记录中的受试者的基因标志(如果其存在)相比较。受试者的任何其它唯一标识特性均可用于验证受试者的身份。
用于核酸(包括DNA和/或RNA)扩增的方法是本领域中已知的。扩增方法可以涉及温度变化,诸如热变性步骤;或者可以是不需要热变性的等温过程。聚合酶链锁反应(PCR)使用多个循环的变性、引子对与相反链的黏着和引子延伸,从而指数地增加靶序列的拷贝数。可以通过施加热、增加局部金属离子浓度(例如US6277605)、超音波辐射(例如WO/2000/049176)、施加电压(例如,US5527670、US6033850、US5939291和US6333157)以及施加电磁场并结合与磁响应材料结合的引子(例如,US5545540)来实现黏着的核酸链的变性,上述专利及专利申请特此通过引用整体并入。在称为RT-PCR的变化形式中,使用逆转录酶(RT)从RNA生成互补DNA(cDNA),然后通过PCR扩增cDNA以产生DNA的多个拷贝(例如,US5322770和US5310652,其特此通过引用整体并入)。
恒温扩增方法的一个例子是链置换扩增,通常称为SDA,它使用以下循环:引子对序列黏着至靶序列的相对链,在dNTP的存在下引子延伸以产生半硫代磷酸化引子延伸产品双链体,核酸内切酶介导的半修饰限制性核酸内切酶识别位点的切口产生,和聚合酶介导的从缺口3'端的引子延伸以置换现有的链并生成用于下一轮引子黏着、切口产生和链置换的链,导致产物的几何扩增(例如,US5270184和US5455166,其特此通过引用整体并入)。嗜热SDA(tSDA)在基本相同的方法中在更高的温度下使用嗜热性核酸内切酶和聚合酶(欧洲专利第0684315号,其特此通过引用整体并入)。
其它扩增方法包括滚环扩增(RCA)(例如,Lizardi,「Rolling CircleReplication Reporter Systems」,美国专利第5,854,033号);依赖解旋酶的扩增(HDA)(例如,Kong等,「Helicase Dependent Amplification Nucleic Acids」,美国专利申请公开案第US2004-0058378A1号);及环介导的等温扩增(LAMP)(例如,Notomi等,「Process forSynthesizing Nucleic Acid,」美国专利第6,410,278号),其特此通过引用整体并入。在一些情况下,等温扩增使用通过RNA聚合酶从启动子序列开始的转录,例如可被引入寡核苷酸引物中。在本领域中常用的基于转录的扩增方法包括基于核酸序列的扩增,也称为NASBA(例如US5130238);依赖于使用RNA复制酶扩增探针分子本身的方法,通常被称为Qβ复制酶方法(例如,Lizardi,P.等(1988)Biotechnol.6,1197-1202);自动维持序列复制(例如,Guatelli,J.等(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA87,1874-1878;Landgren(1993)Trends inGenetics9,199-202;和HELEN H.LEE等,NUCLEIC ACID AMPLIFICATION T ECHNOLOGIES(1997));和用于产生额外的转录模板的方法(例如,US5480784和US5399491),其特此通过引用整体并入。进一步的等温核酸扩增方法包括使用含有非规范核苷酸(例如尿嘧啶或RNA核苷酸)的引物与在非规范核苷酸处切割核酸以暴露针对其它引物的结合位点的酶(例如DNA糖基化酶或RNaseH)的组合(例如,US6251639、US6946251和US7824890),其特此通过引用整体并入。等温扩增过程可以是线性的或指数的。
用于受试者身份识别的核酸扩增可包括多个核酸序列,例如大约或大于约10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、50、100或更多的靶序列的连续、并行或同时扩增。在一些具体实例中,受试者的整个基因组或整个转录组得到非特异性地扩增,其产物是针对一个或多个识别序列特征的探针。识别序列特征包括可作为在个体之间进行区分的基础的核酸序列的任何特征。在一些具体实例中,使用大约或超过约10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、50、100或更多的识别序列,以所选的统计显著性唯一地识别个体。在一些具体实例中,统计显著性为大约或小于约10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8、10-9、10-10、10-11、10-12、10-13、10-14、10-15或更小。识别序列的示例包括限制性片段长度多态性(RFLP;Botstein,等,Am.J.Hum.Genet.32:314-331,1980;WO90/13668),单核苷酸多态性(SNPs;Kwok,等,Genomics31:123-126,1996),随机扩增多态性DNA(RAPD;Williams等,Nucl.Acids Res.,18:6531-6535,1990),简单序列重复(SSRs;Zhao和Kochert,Plant Mol.Biol.21:607-614,1993;Zietkiewicz,等.Genomics20:176-183,1989),扩增片段长度多态性(AFLP;Vos,等,Nucl.Acids Res.,21:4407-4414,1995),短串联重复(STRs),可变数目串联重复(VNTR),微卫星(Tautz,Nucl.Acids Res.,17:6463-6471,1989;Weber和May,Am.J.Hum.Genet.44:388-396,1989),反转录转座子间扩增多态性(IRAP),长散布组件(LINE),长串联重复(LTR),可移动组件(ME),反转录转座子微卫星扩增多态性(REMAP),基于反转录转座子的插入多态性(RBIP),短散布组件(SINE),和序列特异性扩增多态性(SSAP)。识别序列的另外的例子在本领域中是已知的,例如在US20030170705中,其通过引用并入本文。基因标志可以由单一类型(例如,SNPs)的多个识别序列组成,或可包括任何数目或组合的两个或两个以上不同类型的识别序列的组合。
基因标志可以用于任何需要一个或多个受试者的身份识别的过程,如父系或母系亲子鉴定、移民和继承纠纷、动物育种试验、双胞胎卵型检测、人类和动物的近亲繁殖试验;移植匹配性评价,如骨髓移植;人类和动物的遗骸的鉴定;培养细胞的质量控制;法医探测如精液样本、血迹和其它生物材料的法医分析;通过探测杂合性丢失对肿瘤的遗传构成的表征;和确定特定识别序列的等位基因频率。用于产生基因标志的样本包括来自犯罪现场的证据、血液、血迹、精液、精斑、骨骼、牙齿、毛发、唾液、尿液、粪便、指甲、肌肉或其它软组织、香烟、邮票、信封、头皮屑、指纹、含有任何这些材料的项目、以及其等组合。在一些具体实例中,生成和比较两个或两个以上的基因标志。在一些具体实例中,一个或多个基因标志与一个或多个已知的基因标志如包含在数据库中的基因标志进行比较。
基因标志可由接收样本的设备来生成。基因标志可由准备样本和/或运行一种或多种测定的设备来生成。从设备采集的数据可以发送到可生成基因标志的外部设备。基因标志可在设备和外部设备上联合生成。
系统还可以验证受试者是否已从医疗护理专业人员收到要经受临床试验的指令。因此,系统可以验证受试者是否已接到来自医疗护理专业人员的处方要求其进行生物样本的定性和/或定量评价。例如,系统可验证受试者是否已从医疗护理专业人员收到要进行探测的处方。系统可验证受试者是否已从医疗护理专业人员收到要向设备提供样本的指令。系统还可以验证受试者是否得到授权前往特定的服务点经受探测。验证可借助于设备而发生。验证可发生在任何时间。在一个示例中,可以在准备受试者的样本用于探测之前验证受试者的进行探测的授权。可以在向设备和/或暗盒提供样本之前验证受试者的进行探测的授权。对受试者的授权的验证可在验证受试者的身份证明之后提供。对受试者的授权的验证可在验证受试者具有针对临床探测的保险覆盖范围之前或之后提供。系统可以验证受试者是否得到针对样本的定性和/或定量评价的医疗保险的覆盖,其中该验证步骤在借助于设备处理生物样本或从设备传输数据之前、之后或与此同时地执行。该验证可通过与医疗服务提供者、实验室、支付者、实验室福利管理者或任何其它实体的通信而进行。验证可以快速和/或实时地发生。例如,验证可以在10分钟或更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短时间内发生。验证可以是自动化的,而无需任何人工干预。
该系统还可以验证受试者是否具有对发生一个或多个样本处理步骤的保险覆盖(和/或由任何其它支付者提供的保险覆盖)。系统可以验证受试者是否具有保险覆盖,以及受试者是否具有对特定要求的探测的保险覆盖。系统可以验证受试者是否具有向设备提供样本的保险覆盖范围。系统还可以验证受试者是否具有针对前往服务点并经受一种或多种探测的保险覆盖范围。验证可发生在任何时间。在一个示例中,可以在准备受试者的样本用于探测之前验证受试者的保险覆盖范围。可以在向设备和/或暗盒提供样本之前验证受试者的保险覆盖范围。对受试者的保险覆盖范围的验证可在验证受试者的身份证明之后提供。对受试者的保险覆盖范围的验证可在验证受试者已收到要进行临床探测的处方之前或之后提供。该验证可通过与医疗护理提供者、实验室、支付者、实验室福利管理者或任何其它实体的通信而进行。验证可借助于设备而发生。验证可快速和/或实时地发生。例如,验证可以在10分钟或更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短时间内发生。验证可以是自动化的,而无需任何人工干预。
系统还可以验证临床探测是否适合于受试者。系统可验证对于定性和/或定量评价的处方是否在一组规则限制内。此类规则限制可形成指导方针。此类规则限制可能是支付者、处方医生或其它出具处方的医疗护理专业人员、实验室、政府或监管装置或任何其它实体的规则限制。这样的验证可取决于受试者的一个或多个已知特性,包括但并不限于性别、年龄、或既往病史。可以提供临床决策支持系统。该系统可能能够访问一个或多个医疗记录,或访问关联于受试者的信息。该系统可能还能够访问一般医疗数据。系统可能能够访问与受试者的身份、受试者的保险覆盖范围、受试者的既往和当前医学治疗、受试者的生物特征和/或提供给受试者的处方有关的记录。系统可能能够访问电子健康记录和/或调出患者的记录和病史。该系统还可以调出支付者记录,诸如与受试者有关的保险和财务信息。验证可借助于设备而发生。
在确定探测的适当性的过程中,系统可以提供附加的前端决策支持。例如,如果医生为受试者预定了与前一周相同的探测,并且其不是需要在一周内重复的探测类型,则系统可确定该探测是不恰当的。在另一示例中,如果探测以某种方式与先前的探测冲突或者鉴于受试者正经受的治疗将会是不恰当的,则系统可确定该探测是不适当的。
在一些具体实例中,系统可能能够在提供定性和/或定量评价之前访问一个或多个记录数据库和/或支付者数据库。在一些情况下,系统可能能够在提供所述定性和/或定量评价之前,和/或在访问所述数据库之前,确定要访问哪些记录数据库和/或支付者数据库。此外,系统可能能够访问可能特定于或者可能不特定于受试者或受试者的同等群体的一般信息。系统可能能够对公共信息进行网络抓取和/或挖掘,所述公共信息可包括诸如互联网络之类的网络上的信息。系统可以基于受试者的身份、受试者的支付者信息、关于样本采集的信息、提议的定性和/或定量评价以及/或者任何其它信息而做出这样的确定。
在一个示例中,不适当的探测可能是针对男性受试者的妊娠试验或针对女性受试者的PSA(前列腺特异性抗原)水平探测。这样的探测可能超出支付者或处方医生的规则限制之外。这样的预订错误可通过审查预订的探测和关联于受试者的信息而被探测到。此类关联于的信息可包括受试者的医疗记录或关于受试者的识别信息。在一个示例中,在准备受试者的样本用于探测之前验证探测的适当性。受试者的探测适当性可在向设备和/或暗盒提供样本之前、之后或与此同时地验证。受试者的探测适当性的验证可在验证受试者的身份和/或保险覆盖范围之后或之前提供。该验证可通过与医疗护理提供者、实验室、支付者、实验室福利管理者或任何其它实体的通信而进行。临床决策支持系统可快速地和/或实时地运行。例如,验证可以在10分钟或更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短时间内发生。临床决策支持系统可以是自动化的,而无需任何人工干预。
在一些具体实例中,合格人员可协助采集受试者的身份和/或向设备提供来自受试者的样本。合格人员可以是已经受过使用设备的培训的获授权的技术人员。合格人员可以是设备的指定操作者。合格人员可以是或者可以不是医疗护理专业人员。在一些具体实例中,可以验证合格人员的身份。合格人员的身份可在接收生物样本、从设备电子地传输数据和/或分析所传输的数据之前、之后或与此同时地验证。合格人员的身份可在验证受试者的身份之前、之后或与此同时地验证。合格人员的身份可使用本文其它各处所述的一种或多种技术来验证。
系统可能能够提供一个或多个实验室报告。该实验室报告可提供给医疗护理专业人员。在一些情况下,实验室报告可提供给受试者。实验室报告可经由样本处理设备上的用户界面来提供。备选地,实验室报告可提供给一个或多个外部设备。实验室报告可以包括可纵向查看的数据。该数据可包括随时间推移而采集的信息。此类随时间推移的信息可以包括生化数据、分析物水平、生理信息、生活方式信息、医疗护理和治疗信息、和/或任何其它可由设备采集的信息。一个或多个示图或图表可以示出信息随时间推移的变化或稳定性。还可以显示一个或多个预计趋势。
在一些情况下,借助于在通过引用而整体并入本文的、属于Michelson等人的美国专利申请案第12/412,334号(「METHODS AND SYSTEMS FOR ASSESSING CLINICALOUTCOMES」)中所提供的方法(例如,多变量方法)来准备实验室报告(或者受试者的健康、状况或康乐的报告或与之有关的报告)。在一个示例中,实验室报告包括关于受试者的状况(例如,健康状况或疾病状况)的进展的轨迹、速度和/或加速度的详情。该轨迹可指示出进展到临床结果的可能性。实验室报告可借助于异步数据管理来准备。
在一些具体实例中,可以在样本处理设备上显示纵向数据。样本处理设备可处理样本和向外部设备传输数据。分析可在设备之外发生,或者机载地在设备上发生。分析的结果可包括一个或多个实验室报告、电子医疗记录、实验室分析、医疗咨询、医疗参考或任何其它显示,其可以显示在样本处理设备上。本文对实验室报告和/或上述列表上的任何其它项目的任何描述均可适用于提及上述列表上的任何其它项目。备选地,实验室报告、电子医疗记录或任何其它显示可以在样本处理设备之外的设备上显示。
数据的显示可包括随时间推移而呈现的纵向数据。此类纵向数据可说明数值变化、数值变化速率、数值变化的速率的速率或者其任何进一步的变化速率。此类纵向数据可包括预测性数据和/或过去的估计数据。此类信息可包括随时间推移示出此类数据的示图或图表。此类信息包括示出图像随时间变化的视频。此类数据可包括评价信息。此类信息可包括与诊断、预后和/或治疗有关的信息。
纵向分析可因所采集的数据的低变异系数而成为可能。纵向显示和/或分析可基于具有拥有本文其它各处所述任何数值的变异系数的数据。在一些情况下,纵向分析可因探测的高频率而成为可能。在一些情况下,高频率的探测可由诸如药店、医生办公室、诊所、医院、超市或受试者的住宅或办公室之类的便利服务点地点所支持。
系统可包括自动化临床决策支持。临床决策支持可包括前端临床决策支持系统和/或后端临床决策支持系统。在前端系统的一个示例中,当为受试者预订了探测时,临床决策支持系统可指示出探测对于受试者是否合适/不合适,受试者是否已经受过探测(例如,如果最近进行过探测,则它可能会示出探测结果而不是进行探测),以及/或者受试者是否正在经受过多的探测。临床决策支持还可以为受试者推荐附加的探测。在一些具体实例中,数据可实时提供在用户界面上,比如在触摸式屏幕上。显示的数据可针对查看数据的个人而定制,或者可基于所述数据而定制。例如,显示及关联的临床决策支持可基于生化数据而为医疗护理专业人员定制。定制的健康报告或治疗分析可基于相关临床决策支持系统的最佳实施而显示定制的建议,以及例如通过对数据的治疗分析、纵向分析和其它多变量(多元)分析而对疾病的发生、进展和消退提供更好的洞察。治疗分析报告可包括来自现有EMR系统分析的信息或本文所述的针对受试者的任何探测的任何结果,以及/或者任何预后或治疗计划或另外专为给定的受试者定制的健康建议。
在后端系统的一个示例中,临床决策支持系统可参考一个或多个指导方针或规则。指导方针/规则可根据医疗保健专业人员、根据受试者、根据医疗保险公司或其它支付者、根据医院、诊所或其它医疗实体或者任何其它团体来定制。在一些情况下,指导方针/规则可基于生化数据而定制。临床决策支持系统可取得生化数据,并基于生活方式信息、饮食信息或者包括本文其它各处所述信息在内的任何其它可采集到的信息,为受试者定制建议。在一些情况下,后端临床决策支持可取得数据(例如,包括生化数据)并定制一个或多个财务事项。此类财务事项可包括保险公司和/或医疗保健专业人员的报销,或对一项或多项服务的收费。
临床决策支持可链接到一个或多个受试者记录。临床决策支持可链接到受试者的医疗记录和/或支付者记录。临床决策支持可集成对附加的一般知识的使用。临床决策支持可周期性地或连续地更新,以适应最新的临床知识。临床决策支持可包括与一种或多种疾病的诊断、治疗、监测和/或预防相关联的最佳实施或数据。在一个示例中,临床决策支持系统可具有与糖尿病护理相关联的一个或多个说明。通过链接受试者的记录,临床决策支持系统可能能够提供个人化的受试者护理。例如,通过将受试者的医疗记录与临床决策支持系统相链接,临床决策支持系统可能能够基于与受试者有关的附加信息来预订附加的探测或建议接下来的步骤,所述附加信息包括但不限于受试者的病史、受试者的家族病史、关于这些受试者的人口统计信息(年龄、性别)、关于受试者的生活方式信息(受试者的饮食、锻炼、习惯)、可能的环境考虑(例如,受试者是否生活在暴露于特定毒素或具有某些疾病的较高风险的地区)和/或任何其它关于受试者的信息。
临床决策支持系统可能还能够提供基于人群的临床决策支持。临床决策支持系统可能能够为一个或多个同等群体提供支持。这样的群体可按任何方式划分。例如,所述群体可以基于年龄、性别、生活方式、地域、职业、病史、家族病史或任何其它因素。该临床决策支持系统可使用流行病学模型来提供决策支持。从流行病学来源收集的信息可以应用于一个或多个患者群体。
在一个示例中,个人可到达并进行资格探测以查验他们是否有资格进行一个或多个探测。该个人继而可被预先筛选并可以回答问卷。该问卷可包括关于受试者的生活方式(例如,饮食、锻炼、习惯)和/或病史的问题。医生可以进行对该个人的医生检查。在一些情况下,问卷包括关于受试者的饮食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况的问题。受试者的健康状况可能是受试者的生理状况,或者与之相关。受试者的精神状况可能相关于受试者的情绪或抑郁障碍,诸如抑郁症。该问卷可以是引导问卷,其具有多个针对受试者的饮食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况的问题或与之相关的问题。在一些情况下,问卷借助于如下系统(或子系统)向受试者呈现,该系统配置用于了解受试者的答复并响应于受试者的答复而专门定制后续的问题。该问卷可借助于诸如图形用户界面(GUI)之类的用户界面,在设备的显示器上向受试者呈现。
在一些具体实例中,可由设备和/或系统做出对生活方式的建议并传回给客户。此类建议可在完成问卷之前、之后或与此同时地提供。此类建议可基于在问卷、医疗记录、生化数据和/或探测结果内收集到的信息而做出。
设备可借助于参考信息来解译受试者对问题的响应。在一些情况下,参考信息包括对饮食摄取的食物份量、锻炼的费力水平、健康状况的现状和/或精神状况的现状的图片描绘。该参考信息可以包括在储存于设备的内存位置(例如,高速缓存、硬盘驱动器、闪存)中的标定矩阵之中。
设备和/或医疗保健人员可采集关于个人的生物计量信息(例如,血压、体重、体温)。这可以与可由设备处理的采集自受试者的样本的探测相结合。所有的信息均可链接,并且可由临床决策支持系统访问。在一些具体实例中,所有的信息可在单一受试者的记录内链接。这样的程序对于年度体检或预防保健可能是有用的。这样的程序对于诊断、治疗或监测疾病可能也是有用的。
临床决策支持可提供改善的患者分诊。例如,临床决策支持系统可基于患者的信息(例如,分析物水平、生理信息、附加信息或它们的任何组合)而对受试者的状况作出诊断或建议。通过并入受试者特定信息,可以更好地缩窄此类患者状况或者可以分配更精确/准确的概率。临床决策支持可能还能够标记一个或多个危急情况,并可导致向受试者和/或受试者的医疗保健提供者提供警报。临床决策支持系统可能能够标记一个或多个可能需要加快的进一步分析的状况,以及制定一个或多个进程来辅助进一步分析。
受试者的医疗保健提供者可能能够访问临床决策支持系统和/或关联于受试者的附加记录。例如,受试者可向设备提供样本,而该设备可运行一个或多个探测。临床决策支持系统可以向受试者的基础保健医生提供探测结果。基础保健医生可能能够查看受试者的探测结果和/或过去的探测结果。基础保健医生可能还能够查看由临床决策支持系统所提供的附加信息。在一些具体实例中,临床决策支持系统可能能够为基础保健医生提供该基础保健医生的专业知识以外的专业信息。例如,如果基础保健医生有癌症患者,则临床决策支持系统可以利用特定于癌症的信息来辅助该基础保健医生。临床决策支持系统可向医生提供一个或多个建议。决策可以包括推荐的一个或多个由医生进行的干预。当医生要求时,当探测到特定状况时,当临床决策支持完成分析时,或根据日程安排,可以向医生提供这样的建议。在一些具体实例中,可以在医生的办公室中提供设备。受试者可能能够向医生办公室中的设备提供样本,并且医生可在受试者正在拜访医生的办公室时接收一个或多个探测结果。
临床决策支持系统可确定给定的医疗保健专业人员的护理质量。在一些情况下,医生的护理质量可由临床决策支持系统来确定,以便提供给一个或多个支付者(例如,医疗保险公司)。护理质量可以基于在受试者与医疗保健专业人员的互动期间受试者数据的改变来确定。此类改变可包括生活方式的改变、生化数据的改变、来自患者的反馈,或者任何其它信息。
可以提供可有利地适应反射探测的方法。基于一个或多个探测结果,可以在设备上运行附加的探测。这样的探测及后续探测可实时安排。由于探测结果可机载地在设备上提供,或者可以自动地离板进行,并且可导致后续的探测使用该设备自动地进行。后续探测可以对已经进行过一个或多个初始探测的同一样本执行。备选地,设备可基于所需要的探测而请求来自受试者的附加样本。在执行第一探测之后,如果需要第二探测,则它可以被快速启始。在一些具体实例中,第二探测在从第一探测完成时起的4小时或更短、3小时或更短、2小时或更短、1小时或更短、30分钟或更短、15分钟或更短、10分钟或更短、5分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、15秒或更短、5秒或更短、1秒或更短、或者0.1秒或更短的时间内启始。这可以有利地允许多个探测发生,而无需受试者多次前往样本采集仪。这还可以有利于地允许多个探测发生,而无需医生嘱咐额外的步骤。实现疾病的诊断、监测、治疗和/或预防所需的时间量可以大大减少。这样的反射程序可在受试者拜访医生期间使用。这样的反射程序可以在受试者会见医生之前,受试者正在会见医生时,和/或受试者已经会见医生之后发生。该反射程序可以使用临床决策支持。
在一些情况下,当探测被预订时,医疗保健专业人员可以进行反射,并确定附加的探测或步骤。备选地,设备和/或临床决策支持可提供反射探测。例如,如果某一数值超出范围(例如,样本的分析物的水平在预期范围之外),则医疗保健专业人员可以通过触摸式屏幕对同一样本进行反射分析。备选地,所有探测均可自动对样本运行,并且如果医疗保健专业人员因某事项超出范围而想要进行另一探测,则可以显示数据。在一些情况下,所显示的数据可以仅包括医疗保健专业人员所预订的数据。备选地,可以显示由临床决策支持认为相关的额外数据。
在一些情况下,可向医疗保健专业人员提供一个或多个实验室报告。在一些情况下,实验室报告可显示在样本处理设备上,或者显示在任何外部设备上。实验室报告和/或实验室预订系统可针对反射分析而定制。在一个示例中,订单可允许用户预订探测,并且还可以示出用于输入和/或显示期望何种反射分析的字段。报告可示出针对结果进行的反射分析。还可以显示反射分析的结果。
临床决策支持可能能够进行自学习。在一些具体实例中,可以监测受试者的反应、受试者对一种或多种治疗的反应,并且这样的数据可由临床决策支持系统访问。临床决策支持的自学习可针对个人受试者。例如,临床决策支持可了解到特定受试者对特定类型的药物反应不良。临床决策支持的自学习还可以广义化。例如,临床决策支持系统可知晓特定人口统计学人群或具有特定特性的人群可能会或可能不会对特定治疗有良好反应的模式。临床决策支持可利用受试者的记录、其它患者的记录、一般健康信息、公共信息、医疗数据和统计数据、保险信息或其它信息。一些信息可在互联网络上(例如,网仪、文章、期刊、数据库、医学统计)公开获得。临床决策支持系统可以又或者抓取网仪或数据库以更新信息。可由临床决策支持系统采集/访问的附加信息可以包括实体自己的试验和关于药物有效性和/或毒性的信息。在一些具体实例中,自学习可发生在云上。当收集到额外数据时,可将其上传到云,并且其可由临床决策支持系统所访问。
设备对于辅助药物和/或用药处方可能是有用的。例如,设备可用于在书写药物处方之前检查受试者体内的分析物水平。设备可确定药物浓度。设备可用于周期性地对受试者进行探测,以便计量受试者采用了多少用药,而不考虑在何时做出了用药的重新配方。设备可用于在提供药物的处方之前、之后或与此同时地探测该药物在受试者体内的存在或水平。此类用以确定药物水平和/或分析物水平的探测对于探测药物的功效和安全性可能是有用的。在已向受试者开具药物处方之后,设备对于基于药效动力学曲线确定药物是否安全或有效可能是有用的。这样的探测对于探测受试者服用药物的依从性和/或非依从性可能也是有用的(例如,如果药物水平过高,则受试者可能服药过量;如果药物水平过低,则受试者可能未按照其本应该的频率用药)。设备对于随时间推移监测受试者体内的药物水平以确定受试者是否遵从服药安排可能是有用的。药物和/或分析物水平可与依从性和/或非依从性相关联。设备的组件,诸如翼片,可储存药品——其可能是片剂或液体形式。这些药品可基于探测结果、历史数据、医师医嘱、医疗指导和/或其它所需的医疗记录而分发给受试者。药品可由设备根据需要自动地包装、密封和标记,并继而分发给受试者。
如果探测到某些状况,则可向医疗保健专业人员和/或受试者提供一个或多个警报。例如,如果设备对受试者具有毒性或有害影响,以及/或者如果受试者没有遵守规定,则可以提供适当的警报。
样本或其一部分可由设备存档以用于稍后的探测。这个过程可如一组程序和/或规则所定义的那样,由探测结果、设备错误或其它因素触发。可对存盘的样本加以封装以便维持样本的完整性,并且可以将其储存在冷藏室中。存盘的样本可根据需要而由设备自动地密封在容器中并标记。存盘的样本稍后可由相同的设备进行分析,或者转移到另一设备,或者寄送到另一探测设施。使用存盘样本的探测结果可与来自初始样本探测的任何先前的探测结果相结合。
本文所述的设备对于远程医疗可能是有用的。如本文其它各处所述,该设备对于验证受试者和/或设备操作者的身份可能是有用的。设备和/或系统可能能够确认受试者的身份、访问支付者信息、确定受试者是否收到要进行探测的医嘱、确定探测是否在一组规则之内、访问临床决策支持系统、分发处方药物或者执行其它步骤。
设备可能能够执行对受试者健康状况和/或医疗状况的定性和/或定量分析。例如,设备可能能够处理受试者的样本,这对于确定受试者的一种或多种分析物水平可能是有用的。分析物的存在和/或浓度可用于评估受试者的健康状况和/或验证受试者的身份。设备可能还能够采集受试者的一种或多种生理测量。此类信息对于评估受试者的健康和/或验证受试者的身份可能也是有用的。在一些情况下,可以采集关于受试者的生活方式和/或习惯的额外的定性信息,并将其用于评估受试者的健康。如本文任何各处所述的采集到的任何关于受试者的信息对于评估受试者的健康(例如,对受试者的诊断、治疗和/或疾病预防)均可能是有用的。
由设备所采集的与受试者相关的任何信息均可由受试者的医生或其它医疗保健专业人员访问。在一些具体实例中,受试者的医生可能只可以访问由设备采集的信息的子集。本文对医生的任何描述均可适用于受试者的基础保健医生或其它医疗保健专业人员。受试者的医生可能处在与受试者不同的地点。备选地,受试者的医生可能处在与受试者相同的地点。受试者的医生可能能够评估受试者健康的状态而无需当面见到受试者本人。设备可提供在服务点地点。设备可以有利地使受试者能够前往服务点地点并进行关于受试者的信息的采集,该信息可由医生赖以评估受试者的健康状态。医生可以是受试者的基础保健医生,这可以使受试者能够与熟悉受试者及受试者病史和状况的医生维持私人关系。
在另一具体实例中,当患者与医疗保健提供者讲不同的语言时,设备可执行实时语言解译服务。例如,访问某国家的人士可前往设备地点(如零售地点),与在医疗上最相关的、有资格的或可接见的医疗保健人员联系,而所述医疗人员可能不能够讲访问者的语言。在这种情况下,设备可自动探测这种障碍,或者设备可向患者或医疗保健提供者提示语言首选项并自动提供翻译服务。
在又一个具体实例中,可将设备放置在其中有大量人口可能从来无法接触到高素质健康保健人员的偏远和欠发达地区、乡村或地点。在这个示例中,设备在外部控制器或云的帮助下自动地使来自发达世界的医疗保健专家与身处偏远和乡村地区的患者相联系,并且不仅基于口头语言,而且还使用设备或模块中的相机、成像分析和运动探测以及其它传感器,基于手语、身体语言和肢体动作来执行语言和其它文化解译。
在另一具体实例中,设备可使用外部控制器和云来克服建立在会妨碍向某些人口提供医疗护理的当地习俗的基础上的文化障碍。例如,在其中只允许女性医疗保健专业人员与女性患者接触的某些地区中,该设备可以探测患者的性别,并自动地或通过手动验证而将女性患者与身处远程或本地位置的女性医疗保健提供者相连接,从而支持获得更大范围的医疗保健服务——在这些地点原本不可能或者很少有机会接触到这样的服务。设备可使用图像采集、识别、语音以及使用相机和图像分析及面部识别的其它物理线索,来提供这种能力。
在一些具体实例中,医生可通过设备而从远程地点或者在相同的地点与受试者实时互动。在其它具体实例中,医生和患者不需要实时互动——相关于受试者的信息可经由设备采集,并可由医生在另一时间访问。医生可以决定需要做出哪些后续行动(如果有的话),或者是否应当安排实时的当面或远程访问。
可以提供可摄取受试者的图像的一个或多个相机。如本文其它各处所述的任何类型的相机或相机的组合对于摄取图像均可以是有用的。在一些具体实例中,相机可摄取受试者的静态图像或受试者的视频图像。在一个示例中,可由设备摄取受试者的串流视频,其可以被发送给处于远程地点的医生。相机可在或者可不在医生所处的地点摄取医生图像并将医生图像发送到设备。医生的图像可由处于医生地点的样本处理设备来摄取。备选地,医生的图像可由任何其它类型的设备来摄取。例如,受试者和医生可经由设备进行视频会议。该视频会议可示出受试者及医生的二维图像,或者受试者及医生的三维图像。在备选的具体实例中,可以使用音频信息来进行受试者与医生之间的电话会议。一个或多个静态和/或视频图像可被摄取并在受试者和/或医生之间发送。
在一些具体实例中,会议可在任何数目的当事方之间提供。例如,可以允许在双方(例如,受试者与受试者的医生,或者受试者的基础保健医生与专科医生)、三方(例如,在受试者、受试者的基础保健医生以及专科医生之间)、四方、五方、六方或更多方之间进行会议。当咨询受试者的一个或多个专科医生或其它医疗保健提供者时,这可能是有用的。如果受试者希望在会议上联入家庭成员或朋友,则这可能也是有用的。每一当事方可处在不同的地点,或者一些当事方可处在相同的地点。
受试者和/或医生(或本文所述的任何当事方或当事方的组合)之间的交谈可经由设备实时地发生。备选地,受试者可查看受试者医生的预录视频。受试者可记录来自受试者的陈述和/或其它信息。受试者的录像视频可发送给受试者的医生,该医生可以实时地或在以后的时间查看录像视频。本文对受试者-医生互动的任何描述亦可适用于本文其它各处所述的任何其它当事方、若干个当事方或当事方的组合。
此外,如本文其它各处所述,可以摄取受试者、受试者的一部分或采集自受试者的样本的图像。这样的图像对于识别目的可能是有用的。
摄取的图像对于其它目的也可能是有用的。例如,可以摄取受试者的图像,并且可以出于健康和/或医疗目的而分析和评估受试者的身高和/或腰围的改变或不变。例如,受试者胸围的突然增大或减小可发出危险信号,或者与收集到的关于样本的其它信息一起评估以确定是否存在健康问题。可以分析受试者的步态,以便确定受试者是否在跛行或者在以指示出损伤的方式移动。可以储存和分析受试者的面部表情,以便确定受试者是否处于特定的心理状态中。
还可以采集身体的一部分的图像,以评估受试者的健康状态。例如,受试者皮肤上的皮疹或损伤、受试者皮肤上的痣、受试者咽喉的图像或者任何其它类型的图像可由设备采集和/或可由医生查看。医生可基于采集到的受试者皮肤的一个或多个图像来评估皮肤病状况。医生可以访问受试者的孔口的一个或多个图像。在一些具体实例中,发送的图像可以是二维图像。发送的图像还可以是三维图像,其对于查看一种或多种特征(例如,皮疹是否肿胀)可能是有用的。
在另一示例中,可将采集自受试者的样本的图像发送给医生。例如,可以将组织样本、体液样本或其它样本的一个或多个图像发送给医生。图像还可以包括处于各个处理阶段的样本。设备可能有利地能够快速产生图像,从而使医生不必在与受试者互动时等待这样的图像。在一些具体实例中,这样的图像可由受试者的基础保健医生、病理学家或其它医疗保健专业人员访问。
这样的图像可以相对于针对受试者采集的较早期图像而得到分析。这样的图像还可以以独立的方式分析,而无需回顾针对受试者采集的历史图像。在一些具体实例中,可以对采集自受试者的一个或多个图像执行趋势分析。这样的趋势分析可能会延伸很长的一段时间(例如,关于受试者身上的痣的历史数据以及其在多次访视中如何改变),或延伸较短的时间(例如,样本在一次访视的过程中如何反应)。可以分析来自受试者的多次访视或来自受试者的一次访视的图像。
在一些具体实例中,可以提供一种用于借助设备来诊断或治疗受试者的方法。该方法可包括验证受试者和借助于三维成像设备获得受试者的三维表示。三维成像设备可以是本文其它各处所述的任何相机或多个相机。在一些具体实例中,三维成像设备可使用多个透镜。三维成像设备可包括光学、运动和/或音频摄取技术。系统可包括图像识别模块,该模块用于分析受试者的动态三维空间表示的至少一部分以用于治疗。图像识别可以机载于设备上或者可以不机载于设备上。该方法可包括将所述三维表示提供至医疗保健提供者的计算机系统的显示器,该计算机系统通信地耦合到三维成像设备,医疗保健提供者与受试者远程通信。该方法还可包括借助于计算机系统显示器上的三维表示来诊断或治疗受试者。
在一些情况下,向医生显示的三维图像可以是受试者的被成像部分的实际三维图像。备选地,该三维图像可以代表被摄取的受试者。这可以包括经简化或经更改的图像。在一些具体实例中,三维表示可包括从受试者采集的其它信息的视觉指示。例如,可以生成这样的三维图像:其示出受试者皮肤上的皮疹,以及可对皮疹的不同区域处的热量或在皮疹的不同部分处探测到的分析物的浓度加以指示的颜色指示。三维图像可包括计算机生成的模型。
医疗保健提供者可能已由受试者选定。在一些具体实例中,医疗保健提供者是受试者自己的基础保健医生。诊断可实时地提供。在一些具体实例中,诊断可以包括将三维表示与受试者特定信息相结合。在一些具体实例中,可通过验证受试者的身份来认证受试者。这样的身份识别验证可以使用本文其它各处所述的任何技术。在一些情况下,受试者可经由指纹或基因标志而得到验证。受试者可通过触摸设备的触摸式屏幕而得到验证。认证步骤可借助于生物计量扫描、受试者的保险卡、受试者的姓名、受试者的驾驶执照、受试者的身份证、借助护理点系统中的相机拍摄的受试者的图像以及手势识别设备之中的一种或多种来进行。
可以提供服务点系统用于诊断或治疗受试者。该系统可包括:服务点设备,其具有用于提供受试者的动态三维空间表示的三维成像设备;以及与所述三维成像设备通信的远程计算机系统,该远程计算机系统用于认证受试者,以及在所述认证之后检索受试者的动态三维空间表示。该系统可包括图像识别模块,该图像识别模块用于分析受试者的动态三维空间表示的至少一部分,以用于治疗。
从受试者采集的其它生理数据对于评估受试者的健康可能是有用的。例如,受试者的血压水平、心率和/或体温可由医生评估以及/或者鉴于与受试者相关的其它信息来评估,以便评估受试者的健康。受试者的体重也可用于评估受试者的健康。例如,如果受试者突然增加或减轻体重,则这可能被医生认为是一个指示。
与受试者的样本相关的物理数据对于评估受试者的健康可能是有用的。例如,可以处理来自受试者的样本,并且采集到的数据可由受试者的医生访问。在一些具体实例中,可在医生查看由设备采集到的数据之前,对该数据执行一个或多个分析步骤。
此外,如本文其它各处所述,可以采集与受试者的生活方式和/或习惯相关的信息。如本文其它各处所述,此类信息可从图形用户界面采集。在一些情况下,如本文其它各处所述,此类信息可以以调查的形式采集。在一些情况下,此类信息可以经由可能能够与设备进行通信的外部设备来采集。外部设备可以是计算机、服务器、平板计算机、行动设备或者本文其它各处所述的任何其它类型的网络设备。此类信息可储存在设备中和/或从样本处理设备传送。此类信息可由受试者的医生或其它医疗保健专业人员访问。
所采集的任何与受试者相关的信息均可由受试者的一个或多个医生访问,并且可由医生藉此评估受试者的健康。让设备处在服务点地点可以允许受试者前往对受试者而言便利的服务点地点之一。这可扩宽受试者对各个医生的可及性。例如,如果受试者在第一地点生活并拥有受试者所喜欢的基础保健医生,如果受试者搬迁到第二地点,则受试者仍然可以主要与同一基础保健医生互动。这还可以为受试者和医生的时间安排提供灵活性。例如,受试者可在受试者有空的时候或在对受试者方便的时间向样本处理设备提供信息。当医生在其日程安排中有时间时,医生可能能够访问与受试者有关的信息。如果/当必要时,可以安排医生与受试者之间的当面和/或实时会面或会议,但很多前期的数据收集和分析可在这样的会面之前发生,从而使这样的会面更加有效。
异步数据管理
本文所述的系统可以又或者使用异步数据管理。异步数据管理可使用本文所述的样本处理设备。备选地,异步数据管理还可发生在本文所述的样本处理设备的环境之外。
可以储存关于受试者的数据。这些数据可包括受试者的医疗记录。此类医疗记录可跨越一段时间长度(例如,多次诊视),或者可以来自单一时间点或很短的时间(例如,单次诊视)。此类数据可由一方或多方访问。例如,受试者的医生可能能够访问与受试者相关的信息。
在一些具体实例中,一方或多方可能能够控制谁有权访问受试者的信息,以及授权访问的是哪些信息。例如,受试者可决定哪些医生或医疗保健装置有权访问受试者的数据。受试者可能希望选择受试者的医生和/或专科医生。受试者可以指定其它各方有权访问哪些数据。例如,受试者可以决定某些医疗保健专业人员仅有权访问医疗数据的某个子集。受试者可决定专科医生仅有权访问该专科医生的领域内的或与该专科医生评估受试者的健康相关的数据。可以授权不同的当事方访问信息的不同子集。备选地,受试者可选择授权不同的当事方访问相同的信息。在某些情况下,受试者可选择授权访问所有的信息。
在一些具体实例中,其它当事方可以决定谁可以有权访问受试者的信息。例如,医生办公室可采集关于受试者的信息。医生和/或与受试者相关联的实体可决定谁有权访问该信息,以及其它当事方对信息的哪些部分具有信息访问权。在一些情况下,医生可决定受试者有权访问哪些信息。在一些情况下,信息采集实体可决定谁有权访问受试者的哪些信息。任何其它当事方都可以是指定的当事方,其决定谁有权访问受试者的信息。
访问权的授权者可以决定其它当事方可以在何时能够访问选定的信息。例如,受试者、医生或任何其它当事方都可以是访问权的指定授权者。授权者可以提供向另一当事方提供的访问权的失效时间和/或日期。在一些情况下,授权者可以指定另一当事方可访问信息的起始时间和/或终止时间。在一些情况下,授权者不需要指定失效时间,并且可以选择在任何时间撤消访问权。
在一些情况下,医生可能希望与另一医疗保健提供者、受试者或受试者的关联方共享信息。在一个示例中,医生可能希望从诸如某特定领域的专科医生等另一医疗保健提供者获得第二意见。医生可能需要获得受试者对共享信息的批准。备选地,医生可能有权力共享信息的某些部分。第一当事方(例如,医生)可向第二当事方(例如,专科医生)以第一格式提供选定的数据。在一个示例中,医生可能能够提供图表或数据的其它可视描绘,同时包括记录医生想法的视频和/或音频。共享的和/或提供的数据可以涉及可对原始数据授予的访问权。
第二当事方可以查看第一格式的数据。第二当事方可能能够将数据从第一格式更改成第二格式。第二当事方可能能够插入或更改提供给该第二当事方的一些数据。例如,第二当事方可查看伴随医生想法的记录的图表或数据的其它可视描绘。第二当事方可能能够在任何点停止记录并插入医生自己的想法。例如,可以提供示出视觉体现(例如,数据)和音频体现(例如,医生的备注)的视频。第二当事方可能能够停止视频并记录第二当事方自己的声音和想法,其可插入到视频中。类似地,第二当事方可能能够更改和操纵示出的数据。例如,第二当事方可能能够在数据的显示中写入第二当事方自己的备注或观点。
除了添加或插入附加信息之外,第二当事方可能能够更改以第一格式提供的数据。例如,第一当事方可以绘制关于数据的备注。第二当事方可能能够更改该备注——例如,改变趋势线的形状,或者更改等式。拥有第二格式的数据可由第二当事方和第一当事方访问。在一些情况下,第二当事方可将第二当事方处的数据发送回第一当事方。对发送数据的任何提及均可包括提供对原始数据的访问权。原始数据可储存在一个或多个数据库中,或在其它内存中。原始数据可储存在云端计算基础设施中。
此类更改可以异步地发生。例如,第一当事方可向第二当事方发送拥有第一格式的信息。在信息已被发送后,第二当事方可以在另一时间做出到第二格式的此类更改。第二当事方继而可以将拥有第二格式的信息发送至第一当事方。该信息可在已做出更改之后发送。此类更改可以操纵底层实时数据。对发送信息的讨论可涉及发送对底层实时数据的访问权。在一些情况下,每次只有一方可以访问数据以更改数据。备选地,多方可以同时地访问数据和/或更改数据。
在一些具体实例中,可以从样本处理设备采集数据。样本处理设备还可以包括可允许用户向一个或多个其它当事方提供访问权的界面。例如,可以提供发送键或界面,在其中用户可以选择要向一个或多个指定的接收者发送和/或提供访问权的信息,以及/或者时间限制。设备还可以包括相机和/或麦克风,用户可通过它们来记录可伴随数据的一个或多个评论和/或备注。用户可能还能够经由设备的触摸式屏幕或其它用户界面添加评论或备注。
数据可储存在云上。设备的用户可能能够选择哪些当事方有权访问信息。选定的接收者可能能够访问储存在云上的数据。选定的接收者可能能够经由一个或多个设备访问数据,所述一个或多个设备可包括样本处理设备、计算机、平板计算机、行动设备或者本文其它各处所述的任何其它类型的网络设备。
在备选具体实例中,此类更改可实时发生。例如,可以发生视频会议,在其中多个当事方可同时查看相同的信息。该会议可允许一个或多个所述当事方更改信息——例如,添加备注、绘制图表或者在以其它方式操纵信息。所述一个或多个当事方可操纵底层信息,或者信息的视觉表示。
设备校准和/或维护
在一些具体实例中,设备可能能够执行机载校准和/或控制。设备可能能够执行一个或多个诊断步骤(例如,准备步骤和/或测定步骤)。如果结果超出预期范围之外,则可以清洗和/或替换设备的一部分。结果对于校准设备可能也是有用的。机载校准和/或控制可无需人工干预而发生。校准和控制可在设备壳体内发生。
该设备可能还能够执行机载维护。如果在校准、设备操作、诊断探测期间或任何其它时间点探测到需要设备修理和/或维护的状况,则设备可制定一个或多个自动化程序以执行所述维护和/或修理。对维护的任何描述可包括修理、清洗和/或调节。例如,设备可探测到组件松脱并可自动地绷紧该组件。设备还可探测到模块中的洗涤剂或稀释剂水平不足,并提供添加更多洗涤剂或稀释剂的警报,或者从另一模块调来洗涤剂或稀释剂。
系统可配置成在某些模块被移除和/或出故障之后仍继续运行。
校准和/或维护可以定期发生。在一些具体实例中,设备校准和/或维护可自动地以定期或不定期的间隔发生。设备校准和/或维护可在从设备探测到一个或多个状况时发生。例如,如果一个组件疑似出现故障时,设备可在相关的组件上运行诊断。设备校准和/或维护可根据设备的操作者的指令而发生。设备校准和/或维护还可根据来自外部设备的自动化指令而发生。外部设备或控件可维持针对多个设备的设备校准调度安排和/或设备维护调度安排。设备校准和/或维护可按基于时间的调度安排或基于使用的调度安排而发生。例如,比其它设备使用得更频繁的设备可得到更频繁的校准和/或维护,并且/或者反之亦然。
在一些具体实例中,设备可定期得到校准和质量控制。包含一个或多个硬件单元在内的每个模块可通过利用校准暗盒来周期性地校准。该校准暗盒可包含一系列标准液体,经正确校准的系统会对此给出已知的响应。可以读取、分析对这些标准的模块结果,并且如有必要,则可基于其偏差或缺失来确定模块状态并对此做出修正。校准标准可储存在设备中或作为暗盒单独引入。
在一些具体实例中,一些模块可针对环境中的任何改变而自动修正。例如,移液管上的温度传感器可自动地触发在所需活塞运动中的调节,以针对温度波动做出修正。一般而言,在其中具有关于性能的反馈可供使用的模块可以对随时间推移的任何改变做出自动修正。
在一些具体实例中,可以校准细胞计数器的输出测量,以匹配于来自判定设备或根据需要利用其它技术的设备的结果。
设备安全性
在样本处理设备上可提供一个或多个安全特征。该设备可具有一个或多个运动传感器,所述运动传感器可确定设备于何时改变定向或移动。设备可能能够探测是否有人正试图打开设备。例如,一个或多个传感器可探测是否有该设备的部分被拆开。设备可能能够探测到设备是否跌落或翻倒。设备可能能够感测设备的任何运动或设备附近的任何运动。例如,设备可能能够感测是否有物体或人到达设备的一定距离内(例如,使用运动传感器、光学传感器、热传感器和/或音频传感器)。设备可能能够确定该设备是否未插电,或者在设备上是否发生错误。对于可能因设备篡改而发生的动作的任何描述均可适用于任何如本文所述的其它设备状况,并且反之亦然。
在一些具体实例中,如果有人试图打开设备,或者如果有人进入设备的接近范围内,则可提供警报。在一些情况下,如果设备壳体遭到破坏,则可提供警报。类似地,如果设备跌落、翻倒,或者如果探测到错误,则可提供警报。设备可以包含稳定系统,该稳定系统又或者拥有冲击吸收和抑制能力,以便例如在处于高速行驶的车辆上移动时防止其翻倒。在一些情况下,如果设备探测到该设备正在被打开、接近或篡改时,则设备上的相机可摄取设备周围环境的图像。设备可以摄取试图打开该设备的个人的图像。关联于设备的数据可以发送到云或外部设备。可以从设备传输与设备篡改相关联的设备,比如篡改设备的个人的图像。与该设备相关联的、可包括一个或多个图像的数据可以储存在设备中。在设备不能够立即传输数据的情况下,一旦设备能够传输并且/或者连接到网络,即可传输该数据。
设备可包括一个或多个可能能够记录和/或转播声音的麦克风或音频探测设备。例如,如果设备被篡改,则麦克风可采集音频信息,并且该音频信息可储存在设备上或者可从设备传输。
设备可包括一个或多个位置感测设备。例如,该设备可在设备内具有GPS追踪器。当探测到任何对设备的篡改时,可以从设备传输设备的位置。该位置可以传输到外部设备或云。在一些情况下,一旦探测到篡改,即可持续广播设备的位置,或者以一个或多个间隔或在探测到其它事件时广播。所有者或与该设备相关联的实体可能能够跟踪设备的位置。在一些情况下,可以提供多个位置传感器,从而即使设备被拆开,并且/或者一个或多个位置传感器被发现和损毁,仍然有可能追跟踪设备的其它部件。在某个特定时刻该设备不能够传输设备位置的情况下,该设备可能能够储存设备位置,并在其一旦能够传输时传输该设备位置。
在一些具体实例中,可将设备设计成使得其只能从内部打开,或者设计成只从内部打开。例如,在一些具体实例中,该设备在设备的外部没有紧固件或螺钉。任何机械紧固和/或敞开特征均可以在设备的内部。设备可从壳体内机械锁定。壳体的外部部分可不包括任何外部紧固/锁定装置。设备可根据来自控制器的一个或多个指令从内部打开。例如,设备可具有一个或多个触摸式屏幕或其它用户界面,所述触摸式屏幕或其它用户界面可接受来自用户的指令以打开设备。设备可具有一个或多个通信单元,所述通信单元可接收来自外部设备的指令以打开设备。根据所述指令,设备内的一个或多个敞开装置可致使设备敞开。在一些情况下,设备可能需要电力来使设备敞开。在一些情况下,设备可能仅在通电时才能打开。备选地,当由本地储能系统或产能系统供电时,设备可以打开。在一些情况下,设备仅在其接收到来自已被识别或认证的用户的指令时才可打开。例如,仅有某些用户可被授予致使设备打开的权力。
设备可具有一个或多个本地储能系统。该储能系统可允许设备的一个或多个部分即使在该设备与外部能源相分离的情况下仍然运行。例如,如果该设备未插电,则一个或多个储能系统可允许设备的一个或多个部分运行。在一些情况下,储能系统可以允许设备的所有部分运行。在其它示例中,本地储能系统可允许某些信息从设备传输到云。本地储能系统可能足以为可以摄取设备周围环境和/或篡改设备的个人的一个或多个图像的相机供电。本地储能系统可能足以为可指示设备位置的GPS或其它位置传感器供电。本地储能系统可能足以例如在基于记录的日志方法中保存和/或传输设备的状态,从而使该设备可以在其中止之处重新开始或知晓需要执行哪些步骤。本地储能系统可能足以为传输单元供电,该传输单元可将关于该设备的信息发送至云和/或外部设备。
在一个具体实例中,设备和外部控制器保持一种安全机制——通过该安全机制,任何可物理接近设备的未经授权人员都不能够检索探测信息和将其链接回个人,从而保护患者健康数据的隐私。这样的一个示例是,设备摄取用户的识别信息,将其发送到外部设备或云,从云接收密钥并从设备擦除所有的患者信息。在这样的场景中,如果设备向外部设备发送任何有关该患者的进一步的数据,则其将会涉及通过已从外部设备获得的密钥来链接。
分光光度计
图74A-图74D示出了跟据本文所述的具体实例的分光光度计7400。分光光度计7400可以是在图7的背景下描述的分光光度计714。分光光度计7400包括探测块7401(「块」),该探测块具有雷射二极管、滤光器、传感器(用于探测电磁辐射)和印刷电路板。在一些情况下,分光光度计7400包括具有一个或多个处理器的控制器。诸如氙灯光源之类的光源位于邻接块7401的隔室7402之中。块7401包括样本插座(或入口)端口或信道7403,其配置用于接纳第一耗材7404或第二耗材7405。第一耗材7404是比色皿,而第二耗材是吸头。耗材7404和7405配置成通过本文所提供的各种样本处理系统(例如,机器人)来移动、承载和操纵。比色皿包括样本架。
参照图74C,第一耗材7404配置用于安装在端口7403中。第一耗材7404的单个样本架7406配置用于以直接视线或借助光学器械放置在光源7407(例如,氙灯光源)的视线上。光从单个的样本架传到探测器7408(例如,CCD传感器)以供探测。参照图74D,第二耗材7405插入到端口7403中以供样本探测。来自雷射二极管7409的光被导向第二耗材7405。光继而传到滤光器7410,其被移入发源于第二耗材7405的光的路径之中。光继而被导向传感器7408。可以使用光学器械将来自第一耗材7404或第二耗材7405的光导向传感器7408。
耗材7404和7405配置用于保持样本用于探测。耗材7404和7405可在使用后丢弃。在一些情况下,分光光度计7400配置用于一次保持一个耗材,然而在一些情况下,分光光度计7400可在处理期间保持多个耗材。在一些情况下,可以使用非消耗性的样本架。
在一个具体实例中,液体处理设备可用于将测定容器转移至分光光度计中,在其中对样本的光学特性进行测量。该特性可包括但不限于吸光度、荧光性、浊度等。分光光度计可包括一个或多个传感器,所述传感器能够同时处理一个或多个样本。类似地,可以同时测量一个或多个信号(吸光度、浊度等)。
分光光度计可包括PCB板,该PCB板连接至外部计算机和/或处理单元。备选地,该计算机可以是PCB板本身的一部分。计算机可在来自分光光度计传感器的数据由所述板进行处理之后接收这些数据。计算机可程序化用于实时分析从板发送的数据。在一个具体实例中,计算机分析的结果可向板提供反馈。该反馈可包括获取时间的变化,用以计算平均值的获取数目等。在一些具体实例中,该反馈可以用来自动校准分光光度计组件。
测定
受体结合测定
受体:
在一些具体实例中,分析仪被配置为进行基于受体的分析。通常,基于受体的分析包括探测在两个结合配偶体—分析物受体和分析物之间的相互作用。通常,在一对给定的结合配偶体中的一个是已知的(分析物受体)而另一个进行探测(分析物)的基础上区分在这对结合配偶体中的分析物受体和分析物。同样地,在其它具体实例中,本文所述的典型的分析物受体可作为分析物被探测,在另外的具体实例中,如本文所述的典型的分析物可作为分析物受体用于探测各自的结合配偶体。在一些具体实例中,分析物受体、分析物或两者都包含蛋白质。分析物受体包括但不限于:天然的或合成的蛋白质、细胞受体蛋白质、抗体、酶、多肽、多核苷酸(例如,核酸探针、引物和适配体)、脂质、有机或无机小分子、抗原(例如,用于抗体探测)、金属结合配体,和任何对目标分析物具有结合亲和力的其它天然的或合成的分子。在一些具体实例中,分析物受体对分析物的结合亲和力为KD小于约5×10-6M、1×10-6M、5×10-7M、1×10-7M、5×10-8M、1×10-8M、5×10-9M、1×10-9M、5×10-10M、1×10-10M、5×10-11M、1×10-11M或更低。
在一些具体实例中,分析物受体为包含识别结构的肽,该识别结构与诸如蛋白质的分析物上的目标结构结合。各种识别结构是本领域公知的,且可使用本领域已知的方法进行准备,包括通过噬菌体展示文库(参见,例如,Gururaja等(2000)Chem.Biol.7:515-27;Houimel等,(2001)Eur.J.Immunol.31:3535-45;Cochran等(2001)J.Am.Chem.Soc.123:625-32;Houimel等(2001)Int.J.Cancer92:748-55,各自通过引用并入本文)。各种识别结构均为本领域已知的(参见,例如,Cochran等,(2001)J.Am.Chem.Soc.123:625-32;Boer等,(2002)Blood100:467-73;Gualillo等,(2002)Mol.Cell Endocrinol.190:83-9,各自特此通过引用并入本文),包括例如用于生成识别结构(例如对蛋白质上的目标结构具有亲和力的聚合物)的组合化学方法(参见,例如,Barn等,(2001)J.Comb.Chem.3:534-41;Ju等,(1999)Biotechnol.64:232-9,各自特此通过引用并入本文)。
在一些具体实例中,分析物受体为肽、多肽、寡肽或蛋白质。所述肽、多肽、寡肽或蛋白质可以由天然存在的胺基酸和肽键或合成的拟肽结构组成。因此,如本文所用的「胺基酸」或「肽残基」包括天然存在的和合成的胺基酸二者。例如,高苯丙胺酸、瓜胺酸和正白胺酸被认为是用于本文所述的至少一些具体实例的胺基酸。侧链可以是(S)或(R)构型。在一些具体实例中,胺基酸为(S)或L-构型。如果使用非天然存在的侧链,可使用非胺基酸的取代基,例如以防止或延缓体内降解。可以合成,或在一些情况下重组准备含有非天然存在的胺基酸的蛋白质;参见,例如,van Hest等,FEBS Lett428:(1-2)68-701998年5月22日和Tang等,Abstr.Pap AM.Chem.S218:U138第2部分1999年8月22日,这两篇都特此通过引用并入本文。
在一些具体实例中,分析物受体是细胞信号传导分子,其为信号传导途径的一部分,如受体蛋白质。受体蛋白质可以是膜相关蛋白质(例如,细胞外膜蛋白、细胞内膜蛋白、内在膜蛋白或瞬变膜相关蛋白)、胞质蛋白质、伴侣蛋白质或与一个或多个细胞器相关的蛋白质(例如核蛋白、核包膜蛋白、线粒体蛋白质、高尔基体和其它转运蛋白、内体蛋白质、溶酶体蛋白质等)。受体蛋白质的例子包括但不限于:激素受体,类固醇受体,细胞因子受体,如IL1-α、IL-β、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21、CCR5、CCR7、CCR-1-10、CCL20,趋化因子受体,如CXCR4,黏附受体和生长因子受体,包括但不限于,PDGF-R(血小板衍生生长因子受体)、EGF-R(表皮生长因子受体)、VEGF-R(血管内皮生长因子)、uPAR(尿激酶纤溶酶原活化因子受体)、ACHR(乙酰胆碱受体)、IgE-R(免疫球蛋白E受体)、雌激素受体、甲状腺激素受体、CD3(T细胞受体复合物)、BCR(B细胞受体复合物)、CD4、CD28、CD80、CD86、CD54、CD102、CD50、ICAMs(例如ICAM1、2和3),类鸦片受体(μ和κ)、FC受体、5-羟色胺受体(5-HT、5-HT6、5-HT7)、β-肾上腺素能受体、胰岛素受体、瘦素受体、TNF受体(组织坏死因子)、他汀类受体、FAS受体、BAFF受体、FLT3配体受体、GMCSF受体和纤连蛋白受体。受体蛋白质的其它实例包括整合素家族的受体。整合素受体家族的成员作为由各种α和β亚基组成的异二聚体起作用,并介导细胞的细胞骨架和细胞外基质之间的相互作用(综述于Giancotti和Ruoslahti,Science285,1999年8月13日)。α和β亚基的不同的组合产生了广泛的配体特异性,细胞类型特异性因子的存在可以进一步提高所述配体特异性。已知整合素聚簇可活化大量细胞内途径,例如RAS、Rab、MAP激酶途径和PI3激酶途径。在一些具体实例中,分析物受体是由选自以下整合素的β整合素和α整合素组成的异二聚体:β1、β2、β3、β4、β5、β6、α1、α2、α3、α4、α5和α6,或是MAC-1(β2和CD11b)或αVβ3。受体蛋白质可能是一个或多个细胞信号传导途径的成员,包括但不限于MAP激酶、PI3K/Akt、NFkB、WNT、RAS/RAF/MEK/ERK、JNK/SAPK、p38MARK、Src家族激酶、JAK/STAT和/或PKC信号传导途径。
在一些具体实例中,分析物受体为抗体,且基于受体的分析被称为是以一种或多种抗原作为分析物的免疫分析。备选地,免疫分析可包括使用抗原作为分析物受体,以便探测作为分析物的目标抗体的存在。本文所用的术语「抗体」是指免疫球蛋白分子和免疫球蛋白分子的免疫活性部分,即,包含特异性结合抗原(与抗原发生「免疫反应」)的抗原结合单元(「Abu」或复数「Abus」)的分子。在结构上,最简单的天然存在的抗体(例如,IgG)包括4条多肽链—两个重(H)链和两个轻(L)链,链间通过二硫键连接。免疫球蛋白代表一个大家族的分子,其包括几种类型的分子,例如IGD、IgG、IgA、IgM和IgE。术语「免疫球蛋白分子」包括,例如,杂合抗体或改变的抗体,及其片段。基于其分子结构的类型,抗原结合单元可大致分为「单链」(「Sc」)和「非单链」(「Nsc」)型。
术语「抗体」和「抗原结合单元」还包括免疫球蛋白分子及其片段,其可以是人、非人(脊椎动物或无脊椎动物来源的)、嵌合体或人源化的。嵌合抗体和人源化抗体的概念的描述请参阅Clark等,2000年及其中所引用的参考文献(Clark,(2000)Immunol.Today21:397-402)。嵌合抗体包括可操作地连接到人抗体的恒定区的非人抗体的可变区,例如小鼠或大鼠来源的VH和VL结构域(参见例如美国专利第4,816,567号)。在一些具体实例中,本发明的抗体是人源化的。本文所用的「人源化」抗体是指包含人框架区(FR)和来自非人(通常是小鼠或大鼠)抗体的一个或多个互补决定区(CDR)的抗体。提供CDR的非人抗体被称为「供体」,而提供框架的人免疫球蛋白称为「受体」。人源化主要依靠将供体CDR移植到受体(人)VL和VH框架上(Winter,美国专利第5,225,539号)。这种策略被称为「CDR移植」。常常需要所选受体框架残基「回复突变」为相应的供体残基来重新获得在初始移植构建体中失去的亲和力(美国专利第5,530,101号;美国专利第5,585,089号;美国专利第5,693,761号;美国专利第5,693,762号;美国专利第6,180,370号;美国专利第5,859,205号;美国专利第5,821,337号;美国专利第6,054,297号;美国专利第6,407,213号)。人源化抗体最好也将包含免疫球蛋白恒定区的至少一部分,通常是人免疫球蛋白恒定区的至少一部分,因此一般包含人Fc区。非人类抗体的人源化方法是本领域中公知的,基本上可以按照Winter及其同事的方法进行(Jones等,1986,Nature321:522-525;Riechmann等,1988,Nature332:323-329;Verhoeyen等,1988,Science,239:1534-1536)。人源化鼠单克隆抗体的其它例子在本领域中也是已知的,例如抗体结合人蛋白C(O'Connor等,1998,Protein Eng11:321-8)、白血球介素2受体(Queen等,1989,Proc Natl Acad Sci,USA86:10029-33)和人表皮生长因子受体2(Carter等,1992年,Proc Natl Acad Sci,USA89:4285-9)。在一个替代具体实例中,本发明的抗体可以是完全人抗体,即该抗体的序列完全是或基本上是人的序列。用于生成完全人抗体的许多方法在本领域中是已知的,包括使用转基因小鼠(Bruggemann等,1997,CurrOpin Biotechnol8:455-458)或人抗体文库加上选择方法(Griffiths等,1998,Curr OpinBiotechnol9:102-108)。此外,人源化抗体可包含在接受抗体和引入的CDR或框架序列中都未发现的残基。进行这些修饰以进一步完善和优化抗体的性能并最小化引入人体时的免疫原性。
「非单链抗原结合单元」(「Nsc Abus」)是含有轻链多肽和重链多肽的异多聚体。Nsc Abus的实例包括但不限于:(i)通过异源二聚化序列稳定的ccFv片段;(ii)包含至少一个ccFv片段的任何其它单价和多价分子;(iii)由VL、VH、CL和CH1结构域组成的Fab片段;(iv)由VH和CH1结构域组成的Fd片段;(v)由抗体的一个臂的VL和VH结构域组成的Fv片段;(vi)F(ab')2片段,即包含在铰链区由二硫键连接的两个Fab片段的二价片段;(vii)双体抗体;及(viii)在Little等,(2000)Immunology Today或在美国专利第7429652号中所描述的任何其它Nsc Abus。
如上所述,Nsc Abus可以是「单价」或「多价」的。前者每个抗原结合单元具有一个结合位点,而后者包含能够结合一个以上相同或不同种类的抗原的多个结合位点。根据结合位点的数目,Nsc Abus可以是二价的(具有两个抗原结合位点)、三价的(具有三个抗原结合位点)、四价的(具有四个抗原结合位点)等等。
多价Nsc Abus可以基于它们的结合特异性进一步分类。「单特异性」Nsc Abus是能够结合一种或多种同类抗原的分子。「多特异性」Nsc Abus是对至少两种不同的抗原具有结合特异性的分子。虽然这样的分子通常将只结合两种不同的抗原(即双特异性Abus),但是当在本文中使用时,该表述也包括具有额外的特异性的抗体,如三特异性抗体。双特异性抗原结合单元的实例包括有一个臂针对肿瘤细胞抗原而另一个臂针对细胞毒性触发分子的抗原结合单元,如抗CD3/抗恶性B-细胞(1D10)、抗CD3/抗p185HER2、抗CD3/抗p97、抗CD3/抗肾细胞癌、抗CD3/抗OVCAR-3、抗CD3/L-D1(抗结肠癌)、抗CD3/抗黑素细胞刺激激素类似物、抗FcγRI/抗CD15、抗p185HER2/FcγRIII(CD16)、抗EGF受体/抗CD3、抗CD3/抗CAMA1、抗CD3/抗CD19、抗CD3/MoV18、抗FcγR/抗HIV;用于体外或体内肿瘤探测的双特异性Abus,例如抗CEA/抗EOTUBE、抗CEA/抗DPTA、抗-p185HER2/抗半抗原;作为疫苗佐剂的BsAbs(参见Fanger等,同上);和作为诊断工具的双特异性Abus,例如抗兔IgG/抗铁蛋白、抗-辣根过氧化物酶(HRP)/抗激素、抗生长素抑制素/抗P物质、抗神经细胞黏附分子(NCAM)/抗CD3、抗叶酸结合蛋白(FBP)/抗CD3、抗泛癌相关抗原(AMOC-31)/抗CD3;有一个臂特异性结合肿瘤抗原而一个臂结合毒素的双特异性Abus,如抗皂草素/抗-Id-1、抗CD22/抗皂草素、抗CD7/抗皂草素、抗CD38/抗皂草素、抗CEA/抗蓖麻毒素A链、抗干扰素-α(IFN-α)/抗杂交瘤独特型、抗CEA/抗长春花生物碱;用于转化酶活化的前药的BsAbs,如抗CD30/抗碱性磷酸酶(其催化磷酸丝裂霉素前药转化为丝裂霉素醇);可以用作纤维蛋白溶解剂的双特异性Abus,如抗纤维蛋白/抗组织纤溶酶原活化因子(tPA),抗纤维蛋白/抗尿激酶型纤溶酶原活化因子(uPA);用于将免疫复合物靶向至细胞表面受体的双特异性抗原结合单元,例如抗低密度脂蛋白(LDL)/抗Fc受体(例如,FcγRI、FcγRII或FcγRIII);用于传染病的治疗的双特异性Abus,如抗CD3/抗单纯疱疹病毒(HSV)、抗-T-细胞受体:CD3复合物/抗流感、抗HRP/抗FITC、抗CEA/抗-β-牛乳糖苷酶(参见Nolan等,同上)。三特异性抗体的实例包括抗CD3/抗CD4/抗CD37、抗CD3/抗CD5/抗CD37和抗CD3/抗CD8/抗CD37。
「单链抗原结合单元」(「Sc Abu」)是指单体Abu。尽管Fv片段的两个域由单独的基因编码,但是可以制得一个合成接头,使它们能够成为蛋白质单链(即单链Fv(「scFv」),如Bird等(1998)Science242:423-426和Huston等,1988)PNAS85:5879-5883)BY RECOMBINANTMETHODS中所述。其它Sc Abus包括通过异源二聚化序列稳定的抗原结合分子,和dAb片段(Ward等,(1989)Nature341:544-546),dAb片段由VH结构域和一个分离的互补性决定区(CDR)组成。连接肽的一个例子是四个甘胺酸后跟一个丝胺酸的序列,对于15个胺基酸的总长度,这5个胺基酸的序列重复出现两次,该连接肽在一个V区的羧基末端和另一个V区的氨基末端之间桥连约3.5纳米。也可以使用其它连接序列,并且它们可以提供额外的功能,例如用于连接药物或固体支持物的工具。优选的单链抗原结合单元包含连接在一起并通过一对异源二聚化序列得到稳定化的VL和VH区。scFv可以以任何顺序进行组装,例如,VH-(第一异源二聚化序列)-(第二异源二聚化序列)-VL,或VL-(第一异源二聚化序列)-(第二异源二聚化序列)-VH。如果一种抗体或Abu与抗原结合的亲和力或亲合力大于它与包括多肽或其它物质的其它参考抗原结合的亲和力或亲合力,则该抗体或Abu与该抗原「特异性结合」或发生「免疫反应」。
在一些具体实例中,分析物受体是酶且目标分析物为该酶的底物,或者分析物受体是酶的底物且分析物为作用于该底物的酶,从而通过酶对底物的活性,例如通过产生可探测到的产物来实现探测。许多在对各种底物的活性的探测中有用的或通过对各种底物的活性可探测的酶在本领域中是已知的,并且包括但不限于,蛋白酶、磷酸酶、过氧化物酶、硫酸酯酶、肽酶、糖苷酶、水解酶、氧化还原酶、裂解酶、转移酶、异构酶、连接酶和合酶。特别感兴趣的是有生理学意义的类别的酶。这些酶包括但不限于,蛋白激酶、肽酶、酯酶、蛋白质磷酸酶、异构酶、糖基化酶、合成酶、蛋白酶、脱氢酶、氧化酶、还原酶、甲基化酶等。感兴趣的酶还包括参与生成或水解酯类(有机和无机均可)、糖基化和水解酰胺的酶。任何类别均可以进一步细分,如在激酶中,其中激酶对于肽和蛋白质中的丝胺酸、苏胺酸和/或酪胺酸残基的磷酸化可能是特异性的。因此,酶可以是,例如,来自激酶的不同功能组的激酶,包括环状核苷酸调节的蛋白激酶、蛋白激酶C、Ca2+/CaM调节的激酶、细胞周期蛋白依赖性激酶、ERK/MAP激酶和蛋白质酪胺酸激酶。激酶可能是信号传导途径中有效地磷酸化寡肽底物的蛋白质激酶,如ERK激酶、S6激酶、IR激酶、P38激酶和AbI激酶。对于这些激酶,底物可以包括寡肽底物。其它感兴趣的激酶可包括,例如,Src激酶、JNK、MAP激酶、细胞周期蛋白依赖性激酶、P53激酶、血小板衍生生长因子受体、表皮生长因子受体和MEK。
尤其是,用于本发明中的酶包括任何表现出酶活性的蛋白质,例如,脂肪酶、磷脂酶、硫酸脂酶、脲酶、肽酶、蛋白酶和酯酶,包括酸性磷酸酶、葡萄糖苷酶、葡萄糖醛酸酶、半乳糖苷酶、羧酸酯酶和荧光素酶。在一个具体实例中,所述酶之一是水解酶。在另一个具体实例中,所述酶中的至少两种是水解酶。水解酶的实例包括:碱性和酸性磷酸酶、酯酶、脱羧酶、磷脂酶D、P-木糖苷酶、β-D-岩藻糖苷酶、硫葡萄糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、α-D-半乳糖苷酶、α-D-葡萄糖苷酶、β-D-葡萄糖苷酶、β-D-葡萄糖醛酸酶、α-D-甘露糖苷酶、β-D-甘露糖苷酶、β-D-呋喃果糖苷酶和β-D-葡糖苷酸酶(β-D-glucosiduronase)。在一些具体实例中,酶的产物直接在反应中产生可探测的特征(例如颜色、浊度、光波长的吸光度、荧光、化学发光、电导或温度的变化)。在一些具体实例中,酶的产物通过结合具有可探测标记的第二分析物受体而间接地探测。
在一些具体实例中,用于探测分析物的分析物受体为适配体。适配体可以位于小珠或其它表面上,如微数组型表面上。术语「适配体」用来指由于其特异性结合一种或多种目标分析物的能力而被选择的肽、核酸或其组合。肽适配体为亲和性试剂,通常包含在支架蛋白的表面上展示的一个或多个可变环结构域。核酸适配体是特异性结合的寡核苷酸,是能够选择性地与预定目标分析物形成复合物的寡核苷酸。这种复合是目标特异性的,意思是其它材料,例如可能伴随着目标分析物的其它分析物,不会以同样大的亲和力与该适配体复合。一般认为,复合和亲和力只是程度的问题;然而,在本文中「目标特异性的」意味着适配体与目标结合的亲和力程度远高于它与污染材料的结合。因此,特异性在本文中的含义类似于例如用于抗体的特异性的含义。适配体可以通过任何已知的方法准备,包括合成、重组和纯化方法。另外,术语「适配体」还包括「二级适配体」,其含有从两个或更多已知的适配体与给定的目标相比较而获得的共有序列。
通常,核酸适配体的长度是约9个至约35个核苷酸。在一些具体实例中,核酸适配体的长度至少为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、80、90、100个或更多个核酸。虽然适配体的寡核苷酸一般是单股或双股的,但可以预期适配体有时可以呈现三股或四股结构。在一些具体实例中,核酸适配体是环状的,如在US20050176940中。适配体的特异性结合寡核苷酸应包含序列赋予的特异性,但可能会延伸有侧翼区和以其它方式被衍生或修饰。可以分离发现与目标分析物结合的适配体,定序,然后再合成为常规的DNA或RNA部分,或可能是修饰的寡聚体。这些修饰包括但不限于引入:(1)修饰的或类似形式的糖(例如,核糖和脱氧核糖);(2)替代的连接基团;或(3)嘌呤和嘧啶碱基的类似形式。
核酸适配体可包括DNA、RNA、官能化或修饰的核酸碱基、核酸类似物、修饰或替代骨架化学实体或其等组合。适配体的寡核苷酸可包含常规碱基腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶或尿苷。引入嘌呤和嘧啶的类似形式的合成适配体包括在术语适配体内。嘌呤和嘧啶的「类似」形式是在本领域中通常已知的那些,其中有许多被用作化学治疗剂。嘌呤和嘧啶的类似形式(即碱基类似物)的非限制性实例包括吖丙啶基胞嘧啶、4-乙酰胞嘧啶、5-氟尿嘧啶、5-溴尿嘧啶、5-羧甲基氨基甲基-2-硫尿嘧啶、5-羧甲基-氨基甲基尿嘧啶、肌苷、N6-异戊烯腺嘌呤、1-甲基腺嘌呤、1-甲基假尿嘧啶、1-甲基鸟嘌呤、1-甲基肌苷、2,2-二甲基鸟嘌呤、2-甲基腺嘌呤、2-甲基鸟嘌呤、3-甲基胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、N6-甲基腺嘌呤、7-甲基鸟嘌呤、5-甲基氨甲基尿嘧啶、5-甲氧基氨基甲基-2-硫尿嘧啶、β-D-甘露糖基辫苷、5-甲氧基尿嘧啶、2-甲基-硫代-N6-戊烯腺嘌呤、尿嘧啶-5-氧基乙酸甲酯、假尿嘧啶、辫苷(queuosine)、2-巯基胞嘧啶、5-甲基-2-巯基尿嘧啶、2-巯基尿嘧啶、4-巯基尿嘧啶、5-甲基尿嘧啶、尿嘧啶-5-氧乙酸、5-戊炔基尿嘧啶和2,6-二氨基嘌呤。在脱氧核糖核酸中使用尿嘧啶(以下简称为「dU」)作为胸腺嘧啶的取代碱基在本发明中被认为是嘧啶的「类似」形式。
适配体的寡核苷酸可以含有在本领域中已知的核糖或脱氧核糖的类似形式,包括但不限于2'取代的糖,例如2'-O-甲基-核糖、2'-O-烯丙基-核糖、2'氟-核糖或2'-迭氮基-核糖、碳环糖类似物、α-异头糖、差向异构的糖如阿拉伯糖、木糖或来苏糖、吡喃糖、呋喃糖、景天庚酮糖、锁定核酸(LNA)、肽核酸(PNA)、无环类似物和脱碱基核苷类似物如甲基核苷。
适配体也可包括其合成中的中间体。例如,任何通常存在的羟基可以用膦酸基团、磷酸基团取代,经由标准保护基保护,或活化以准备与其它的核苷酸或底物的额外连接。5'末端的OH通常是游离的,但可被磷酸化;在3'末端的OH取代基也可被磷酸化。羟基也可以衍生为标准保护基。一个或多个磷酸二酯键可以用替代连接基团取代。这些替代连接基团包括但不限于如下具体实例,其中P(O)O被替换为P(O)S(「硫代磷酸酯」)、P(S)S(「二硫代磷酸酯」)、P(O)NR2(「氨基磷酸酯」)、P(O)R、P(O)OR'、CO或CH2(「formacetal」),其中每个R或R'独立地是H或取代的或未取代的烷基(1-20C),又或者含有醚键(-O-)、芳基、烯基、环烷基、环烯基或芳烷基。
用于本发明的适配体的一个具体的具体实例是以如在美国专利第5,270,163号和第5,475,096号中所公开的RNA适配体为基础的,所述专利通过引用并入本文。上述专利公开了SELEX方法,其涉及使用相同的一般选择方案,从候选寡核苷酸的混合物中选择和结合、分离和扩增的逐步重复,以实现结合亲和力和选择性的几乎任何所需标准。从优选含有随机化序列的片段的核酸混合物开始,SELEX方法包括以下步骤:在有利于结合的条件下将混合物与目标如目标分析物接触,将未结合的核酸从已与目标分子特异性结合的那些核酸中分离,解离核酸-目标复合物,扩增从核酸-目标复合物中解离的核酸以得到配体富集的核酸混合物,然后重复结合、分离、解离和扩增的步骤所需的多个循环,以产生对目标分子具有高度特异性、高亲和力的核酸配体。在一些具体实例中,采用负筛选,其中将多个适配体暴露于分析物或在待分析的样本中可能与目标分析物同时出现的其它材料,且仅保留未结合的适配体。
SELEX方法包括高亲和力的含有修饰核苷酸的核酸配体的识别,该修饰核苷酸对配体赋予改进的特性,如提高的体内稳定性或改善的递送特性。这样的修饰的实例包括在核糖和/或磷酸和/或碱基位置上的化学取代。在一些具体实例中,两个或更多的适配体连接形成一个多价的适配体分子。多价适配体分子可以包含适配体的多个拷贝,每个拷贝针对相同的分析物,两个或更多个不同的适配体针对不同的分析物,或这些的组合。
分析物受体可用于在本文所述的任何探测方案中探测分析物。在一个具体实例中,分析物受体共价地或非共价地偶联在底物上。分析物受体可以偶联在其上的底物的非限制性的实例包括微数组、微珠、移液管吸头、样本转移装置、比色皿、毛细管或其它试管、反应室或任何可与本探测系统兼容的其它合适的形式。生物芯片微数组的生产可以采用各种半导体制造技术,如固相化学、组合化学、分子生物学和机器人技术。一种通常使用的方法是用于在一个芯片上生产含有数百万个分析物受体的微数组的光刻制造工艺。备选地,如果预先合成分析物受体,可以通过使用诸如微通道泵送、「喷墨」点印、模板冲压或光致交联等技术将它们连接到数组表面。一个示例性的光刻工艺开始于用光敏化合物涂层石英芯片,以防止在石英芯片和产生的DNA探针的第一核苷酸之间发生偶联。光刻掩模用来阻止或允许光透射到芯片表面的特定位置上。该表面然后与可能含有腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶或鸟嘌呤的溶液接触,且只在玻璃上已通过照明脱保护的那些区域发生偶联。偶联的核苷酸具有光敏保护基,使该循环可以重复。以这种方式,通过重复脱保护和偶联的循环,在合成探针的同时创建了微数组。该过程可重复直到探针达到其全长。市售的数组通常制造为每个数组超过130万个独特特征的密度。根据实验的要求和每个数组所需的探针的数目,每个芯片可以切成数十或数百个的单个数组。
也可以使用其它方法来产生附着有分析物受体的涂层的固体表面。涂层的固体表面可以是Langmuir-Bodgett膜、功能化的玻璃、锗、硅、PTFE、聚苯乙烯、砷化镓、金、银、膜、尼龙、PVP、聚合物塑料或本领域中已知的、能够在其表面上引入诸如氨基、羧基、Diels-Alder反应物、巯基或羟基等官能团的任何其它材料。然后这些基团可以共价连接到交联剂,使得随后分析物受体和目标分析物结合将发生在溶液中而没有来自生物芯片的阻碍。典型的交联基团包括乙二醇低聚物、二胺和胺基酸。备选地,可以使用酶促过程,如在US20100240544中所述,将分析物受体偶联到数组上。
在一些具体实例中,分析物受体偶联到微珠的表面上。用于偶联分析物受体如寡核苷酸的微珠在本领域中是已知的,并且包括磁性和非磁性珠。微珠可以用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或更多的染料进行标记,以方便微珠的编码和与之连接的分析物受体的识别。微珠的编码可用于在一个数组中区分至少10、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、5000种或更多种不同的微珠,每个微珠对应于对不同分析物具有特异性的不同的分析物受体。
在一些具体实例中,分析物受体偶联到反应室例如吸头的表面上。例如,吸头的内表面可用对单一分析物具有特异性的分析物受体进行涂层。备选地,吸头的内表面可用对不同分析物具有特异性的两种或更多种分析物受体进行涂层。当两种或更多种不同的分析物受体被偶联到相同的吸头内表面时,每种不同的分析物受体可偶联在不同的已知位置,例如沿着吸头的轴在不同的位置形成不同排列的环或带。在这种情况下,通过吸取样本到吸头并使包含在样本中的分析物与沿着吸头涂层在连续位置的分析物受体结合,可在相同的样本中分析多种不同的分析物。然后可以如本文所述使结合事件可视化,条带图案中每个条带的位置对应于特定已知的分析物。
分析物:
分析物受体可用作诊断和预后试剂、用作发现新型治疗的试剂、用作监测个体中药物反应的试剂以及用作发现新治疗靶点的试剂。分析物受体可用于探测一种或多种目标分析物。术语「分析物」是指任何类型的生物分子,包括,例如,简单的中间代谢物、糖类、脂质和激素以及诸如复杂的碳水化合物、磷脂、核酸(例如,DNA、RNA、mRNA、miRNA、rRNA、tRNA)、多肽和肽之类的大分子。分析物的进一步的非限制性实例包括药物、候选药物、前药、药剂、药物代谢物、诸如表达的蛋白质和细胞标记之类的生物标记物、抗体、血清蛋白质、胆固醇和其它代谢物、电解质、金属离子、多糖、基因、蛋白质、糖蛋白、糖脂、凝集素、生长因子、细胞因子、维生素、酶、酶底物、酶抑制剂、类固醇、氧和在生理液体中发现的其它气体(例如,CO2)、细胞、细胞成分、细胞黏附分子、植物和动物产物、细胞表面标记物(例如,细胞表面受体和在此确定为受体蛋白质的其它分子)以及细胞信号传导分子。蛋白质分析物的非限制性实例包括膜相关蛋白质(例如,细胞外膜蛋白、细胞内膜蛋白、内在膜蛋白或瞬变膜相关蛋白)、胞质蛋白、伴侣蛋白、与一种或多种细胞器相关的蛋白质(例如,核蛋白质、核膜蛋白质、线粒体蛋白质、高尔基体和其它转运蛋白、内体蛋白质、溶酶体蛋白质等)、分泌的蛋白质、血清蛋白质和毒素。待探测的分析物的非限制性实例包括脂连蛋白、丙胺酸氨基转移酶(ALT/GPT)、甲胎蛋白(AFP)、白蛋白、碱性磷酸酶(ALP)、甲胎蛋白、载脂蛋白A-I(Apo A-I)、载脂蛋白B(Apo B)、载脂蛋白B/载脂蛋白A-1之比值(Apo B/A1)、天冬胺酸氨基转移酶(AST/GOT)、(11-脱氢-血栓烷B2)、碳酸氢盐(CO2)、直接胆红素(DBIL)、总胆红素(TBIL)、血尿素氮(BUN)、羟基端胶原蛋白交联(β-CrossLaps)、钙、癌抗原125(CA125)、癌抗原15-3(CA15-3)、癌抗原19-9(CA19-9)、癌胚抗原(CEA)、氯化物(Cl)、全血细胞计数及分类(CBC)、C-肽、C-反应蛋白(CRP-hs)、肌酸激酶(CK)、肌酐(血清)、肌酐(尿液)、细胞色素P450、胱抑素-C,D-二聚体、硫酸脱氢表雄酮(DHEA-S)、雌二醇、F2异前列腺素、因子V Leiden、铁蛋白、纤维蛋白原(质量)、叶酸、促卵泡激素(FSH)、游离脂肪酸/非酯化脂肪酸(FFA/NEFA)、果糖胺、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、葡萄糖、HbA1c和估计的平均葡萄糖(eAG)、HDL2子类、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、高密度脂蛋白颗粒数(HDL-P)、高灵敏度C-反应蛋白(hs-CRP)、同型半胱胺酸、胰岛素、铁和TIBC、乳酸脱氢酶(LDH)、瘦素、脂蛋白(a)胆固醇(Lp(a)chol)、脂蛋白(a)质量(Lp(a)质量)、脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PLA2)、直接低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、低密度脂蛋白颗粒数(LDL-P)、黄体生成素(LH)、镁、亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)、微量白蛋白、髓过氧化物酶(MPO)、N-端b型钠尿肽前体(NT-proBNP)、非高密度脂蛋白胆固醇、ω-3脂肪酸谱、骨钙素、甲状旁腺激素(PTH)、磷、钾(K+)、总前列腺特异性抗原(总PSA)、凝血素、抵抗素、性激素结合球蛋白(SHBG)、小致密低密度脂蛋白(sdLDL)、小致密低密度脂蛋白/低密度脂蛋白胆固醇比值(sd LDL/LDL-C比值)、钠(NA+)、T摄取、睾酮、促甲状腺激素(TSH)、甲状腺素(T4)、总胆固醇(TCHOL)、总蛋白、甘油三酯(TRIG)、三碘甲状腺原胺酸(T3)、T4(游离)、尿酸、维生素B12、25-羟基-维生素D、凝血因子(例如,因子I(纤维蛋白原)、因子II(凝血酶原)、因子III(组织促凝血酶原激酶)、因子IV(钙)、因子V(促凝血球蛋白原)、因子VI(不再认为具有止血活性)、因子VII(转变加速因子)、因子VIII(抗血友病因子)、因子IX(血浆凝血激素成分;Christmas因子)、因子X(stuart因子)、因子XI(血浆凝血激素先质)、因子XII(hageman因子)、因子XIII(血纤蛋白稳定因子))。
在一些具体实例中,分析物是细胞信号传导分子,诸如蛋白质。可作为分析物探测的蛋白质的非限制性实例包括激酶、磷酸酶、脂质信号分子、衔接蛋白/支架蛋白、GTP酶活化蛋白、异构酶、脱乙酰酶、甲基化酶、脱甲基酶、肿瘤抑制基因、胱天蛋白酶、细胞凋亡中涉及的蛋白质、细胞周期调控因子、分子伴侣、代谢酶、膜泡运输蛋白、细胞因子、细胞因子调控因子、泛素化酶、黏附分子、细胞支架/收缩蛋白、异源三聚体G蛋白、小分子量GTP酶、鸟苷酸交换因子、羟化酶、蛋白酶、离子通道、分子转运蛋白、转录因子/DNA结合因子、转录调节因子和转译调节因子。分析物可以是任何细胞信号传导途径的成员,包括但不限于MAP激酶、PI3K/Akt、NFkB、WNT、RAS/RAF/MEK/ERK、JNK/SAPK、p38MAPK、Src家族激酶、JAK/STAT和/或PKC信号传导途径。信号分子的实例包括但不限于,HER受体、PDGF受体、Kit受体、FGF受体、Eph受体、Trk受体、IGF受体、胰岛素受体、Met受体、Ret、VEGF受体、TIE1、TIE2、FAK、Jak1、Jak2、Jak3、Tyk2、Src、Lyn、Fyn、Lck、Fgr、Yes、Csk、Abl、Btk、ZAP70、Syk、IRAKs、cRaf、ARaf、BRAF、Mos、Lim激酶、ILK、Tpl、ALK、TGFβ受体、BMP受体、MEKKs、ASK、MLKs、DLK、PAKs、Mek1、Mek2、MKK3/6、MKK4/7、ASK1、Cot、NIK、Bub、Myt1、Wee1、酪蛋白激酶、PDK1、SGK1、SGK2、SGK3、Akt1、Akt2、Akt3、p90Rsks、p70S6激酶、Prks、PKCs、PKAs、ROCK1、ROCK2、Auroras、CaMKs、MNKs、AMPKs、MELK、MARKs、Chk1、Chk2、LKB-1、MAPKAPKs、Pim1、Pim2、Pim3、IKKs、Cdks、Jnks、Erks、IKKs、GSK3α、GSK3β、Cdks、CLKs、PKR、PI3-激酶1类、2类、3类、mTor、SAPK/JNK1,2,3、p38s、PKR、DNA-PK、ATM、ATR、受体酪胺酸蛋白磷酸酶(RPTP)、LAR磷酸酶、CD45、非受体酪胺酸磷酸酶(NPRTP)、SHPs、MAP激酶磷酸酶(MKP)、双特异性磷酸酶(DUSP)、CDC25磷酸酶、低分子量酪胺酸磷酸酶、眼睛缺乏(EYA)酪胺酸磷酸酶、Slingshot磷酸酶(SSH)、丝胺酸磷酸酶、PP2A、PP2B、PP2C、PP1、PP5、肌醇磷酸酶、PTEN、SHIPs、肌微管素、磷酸肌醇激酶、磷脂酶、前列腺素合成酶、5-脂氧合酶、鞘氨醇激酶、鞘磷脂酶、衔接蛋白/支架蛋白、Shc、Grb2、BLNK、LAT、PI3-激酶的B细胞衔接蛋白(BCAP)、SLAP、Dok、KSR、MyD88、Crk、CrkL、GAD、Nck、Grb2相关结合物(GAB)、Fas相关死亡域(FADD)、TRADD、TRAF2、RIP、T-细胞白血病家族、IL-2、IL-4、IL-8、IL-6、干扰素β、干扰素α、细胞因子信号传导抑制剂(SOC)、Cbl、SCF泛素化连接酶复合体、APC/C、黏附分子、整合素、免疫球蛋白样黏附分子、选择蛋白、钙黏蛋白、连环蛋白、点状黏附激酶、p130CAS、胞衬蛋白、肌动蛋白、桩蛋白、肌球蛋白、肌球蛋白结合蛋白、微管蛋白、eg5/KSP、CENPs、β-肾上腺素能受体、蕈毒碱受体、腺苷酸环化酶受体、小分子量GTP酶、H-Ras、K-Ras、N-Ras、Ran、Rac、Rho、Cdc42、Arfs、RABs、RHEB、Vav、Tiam、Sos、Dbl、PRK、TSC1,2、Ras-GAP、Arf-GAPs、Rho-GAPs、胱天蛋白酶、胱天蛋白酶2、胱天蛋白酶3、胱天蛋白酶6、胱天蛋白酶7、胱天蛋白酶8、胱天蛋白酶9、Bcl-2、Mcl-1、Bcl-XL、Bcl-w、Bcl-B、A1、Bax、Bak、Bok、Bik、Bad、Bid、Bim、Bmf、Hrk、Noxa、Puma、IAPB、XIAP、Smac、survivin、Plk1、Cdk4、Cdk6、Cdk2、Cdk1、Cdk7、细胞周期蛋白D、细胞周期蛋白E、细胞周期蛋白A、核苷转运蛋白、Ets、Elk、SMADs、Rel-A(p65-NFKB)、CREB、NFAT、ATF-2、AFT、Myc、Fos、Sp1、Egr-1、T-bet、β-连环蛋白、HIFs、FOXOs、E2Fs、SRFs、TCFs、Egr-1、β–连环蛋白、STAT1、STAT3、STAT4、STAT5、STAT6、细胞周期蛋白B、Rb、p16、p14Arf、p27KIP、p21CIP、分子伴侣、Hsp90s、Hsp70、Hsp27、代谢酶、乙酰辅酶A羧化酶、ATP柠檬酸裂合酶、一氧化氮合酶、小窝蛋白、转运必需内体分选复合物(ESCRT)蛋白、囊泡蛋白分选(Vsps)、羟化酶、脯氨酰-羟化酶PHD-1,2和3、天冬酰胺羟化酶FIH转移酶、Pin1脯氨酰异构酶、拓扑异构酶、脱乙酰酶、组蛋白脱乙酰酶、长寿蛋白、组蛋白乙酰化酶、CBP/P300家族、MYST家族、ATF2、DNA甲基转移酶、DMNT1、DMNT3a、DMNT3b、组蛋白H3K4脱甲基酶、H3K27、JHDM2A、UTX、VHL、WT-1、p53、Hdm、PTEN、泛素蛋白酶、尿激酶型纤溶酶原活化因子(uPA)和uPA受体(uPAR)系统、组织蛋白酶、金属蛋白酶、酯酶、水解酶、分离酶、钾离子信道、钠离子信道、多耐药性蛋白质、P-糖蛋白、p53、WT-1、HMGA、pS6、4EPB-1、eIF4E-结合蛋白、RNA聚合酶、起始因子、延伸因子。
在一些具体实例中,目标分析物可选自由宿主产生的内源性分析物或对于宿主而言为外来的外源性分析物。合适的内源性分析物包括但不限于自身抗原(其是自身免疫反应的靶标)以及癌症或肿瘤抗原。在自身免疫疾病的治疗或预防中有用的自身抗原的示例性实例包括但不限于与以下疾病相关的抗原:糖尿病、关节炎(包括类风湿关节炎、幼年型类风湿关节炎、骨关节炎、银屑病性关节炎)、克隆氏病、溃疡性结肠炎、结膜炎、角膜结膜炎、溃疡性结肠炎、哮喘、过敏性哮喘、皮肤型红斑狼疮、硬皮病、阴道炎、直肠炎、药疹、麻风病复发反应、麻风结节性红斑、自身免疫性葡萄膜炎、过敏性脑脊髓炎、多发性硬化症、重症肌无力、系统性红斑狼疮、自身免疫性甲状腺炎、皮炎(包括特应性皮炎和湿疹性皮炎)、韦格纳肉芽肿、慢性活动性肝炎、Stevens-Johnson综合征、特发性口炎性腹泻、扁平苔癣、Graves眼病、结节病、原发性胆汁性肝硬化、后葡萄膜炎、综合征(包括综合征继发的干燥性角结膜炎)、脱发(alopecia greata)、因节肢动物叮咬反应引起的过敏性反应、急性出血坏死性脑病、特发性双侧进展性感音神经性听力丧失、再生障碍性贫血、纯红血球贫血、特发性血小板减少症、多发软骨炎和肺间质纤维化。其它自身抗原包括由用于系统性红斑狼疮治疗的核小体衍生的自身抗原。分析物的进一步的非限制性实例包括U1-RNP、原纤蛋白(硬皮病)、胰腺β细胞抗原、GAD65(糖尿病相关)、胰岛素、髓磷脂碱性蛋白、髓磷脂蛋白脂质蛋白质、组蛋白、PLP、胶原蛋白、葡萄糖-6-磷酸异构酶、瓜胺酸化蛋白和肽、甲状腺抗原、甲状腺球蛋白、促甲状腺激素(TSH)受体、各种tRNA合成酶、乙酰胆碱受体(AchR)的成分、MOG、蛋白酶-3、髓过氧化物酶、表皮钙黏蛋白、乙酰胆碱受体、血小板抗原、核酸,核酸:蛋白质复合体、关节抗原、神经系统抗原、唾液腺蛋白质、皮肤抗原、肾脏抗原、心脏抗原、肺抗原、眼抗原、红血球抗原、肝脏抗原以及胃抗原。
在一些具体实例中,分析物与癌症的存在或其它肿瘤生长有关。通过与分析物受体结合探测的癌症和肿瘤相关分析物的实例包括但不限于gp100、MART、Melan-A/MART-1、TRP-1、Tyros、TRP2、MC1R、MUC1F、MUC1R、BAGE、GAGE-1、gp100In4、MAGE-1、MAGE-3、MAGE4、PRAME、TRP2IN2、NYNSO1a、NYNSO1b、LAGE1、p97黑素瘤抗原、p5蛋白质、gp75、癌胚抗原、GM2和GD2神经节苷脂、cdc27、p21ras、gp100Pmel117、etv6、aml1、亲环蛋白b(急性淋巴细胞白血病);Imp-1、EBNA-1(鼻咽癌);MUC家族、HER2/neu、c-erbB-2、MAGE-A4、NY-ESO-1(卵巢癌);前列腺特异性抗原(PSA)及其抗原表位PSA-1、PSA-2和PSA-3、PSMA、HER2/neu、c-erbB-2、ga733糖蛋白(前列腺癌);Ig-独特型(B细胞淋巴瘤);E-钙黏蛋白、α-连环蛋白、β-连环蛋白、γ-连环蛋白、p1120ctn(神经胶质瘤);p21ras(膀胱癌);p21ras(胆管癌);HER2/neu、c-erbB-2(非小细胞肺癌);HER2/neu、c-erbB-2(肾癌);病毒产物诸如人乳头瘤病毒蛋白质(宫颈鳞状细胞癌和食道鳞状细胞癌);NY-ESO-1(睾丸癌);MUC家族、HER2/neu、c-erbB-2(乳腺癌);p53、p21ras(宫颈癌);p21ras、HER2/neu、c-erbB-2、MUC家族、Cripto-1蛋白、Pim-1蛋白(结肠癌);结直肠癌相关抗原(CRC)——CO17-1A/GA733、APC(结直肠癌);癌胚抗原(CEA)(结直肠癌;绒毛膜癌);亲环蛋白b(上皮细胞癌);HER2/neu、c-erbB-2、ga733糖蛋白(胃癌);甲胎蛋白(肝细胞癌);Imp-1、EBNA-1(霍奇金淋巴瘤);CEA、MAGE-3、NY-ESO-1(肺癌);亲环蛋白b(淋巴细胞衍生的白血病);MUC家族、p21ras(骨髓瘤);以及HTLV-1表位(C细胞白血病)。
在一些具体实例中,分析物是外来抗原。外来抗原包括但不限于,移植抗原、变应原以及来自于病原性生物体的抗原。移植抗原可由来自于例如心脏、肺、肝脏、胰腺、肾脏、神经移植物成分的供体细胞或组织而产生,或在无外源性抗原的情况下由携带加载自身抗原的MHC的供体抗原呈递细胞而产生。变应原的非限制性实例包括Fel d1(即,家猫的猫皮肤和唾液腺变应原);Der p L Der p II或Der fi(即,来自屋尘螨的主要蛋白质变应原);以及来源于以下的变应原:草、树木和杂草(包括豚草)花粉;真菌和霉菌;食物,诸如鱼、贝类、螃蟹、龙虾、花生、果仁、面筋、鸡蛋和牛奶;带刺昆虫,诸如蜜蜂、黄蜂和大黄蜂以及chimomidae(非叮咬蚋);其它昆虫,诸如家蝇、果蝇、丝光绿蝇、螺旋蝇、谷物象鼻虫、家蚕、蜜蜂、非叮咬蚋幼虫、蜡螟幼虫、粉虱、蟑螂以及Tenibrio molitor甲虫的幼虫;蜘蛛和螨虫,包括屋尘螨;在诸如猫、狗、牛、猪、羊、马、兔子、大鼠、豚鼠、老鼠、以及沙鼠之类的哺乳动物的皮屑、尿液、唾液、血液或其它体液中发现的变应原;空气通常携带的颗粒物;乳胶;以及蛋白质去污剂添加剂。
在一些具体实例中,分析物是病原体或其产物或片段。典型的病原体包括但不限于,病毒、细菌、朊病毒、原生动物、单细胞生物体、藻类、病原性生物体的卵、微生物、孢囊、霉菌、真菌、蠕虫、变形虫、病原性蛋白质、寄生虫、藻类以及类病毒。许多病原体及其标记物是本领域已知的(参见,例如,Foodborne Pathogens:Microbiology and MolecularBiology,Caister Academic Press,eds.Fratamico,Bhunia,and Smith(2005);Maizels等,Parasite Antigens Parasite Genes:A Laboratory Manual for MolecularParasitology,Cambridge University Press(1991);National Library of Medicine;US20090215157和US20070207161)。病毒的示例性实例包括引起包括但不限于以下疾病的病毒:麻疹、流行性腮腺炎、风疹、脊髓灰质炎、肝炎(例如,甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒肝炎病毒以及戊型肝炎病毒)、流感、腺病毒、狂犬病、黄热病、EB病毒和其它病毒,诸如乳头瘤病毒、埃博拉病毒、流感病毒、日本脑炎、登革病毒、汉坦病毒、仙台病毒以及人免疫缺陷病毒(HIV)。来源于此类病毒的任何合适的抗原在本发明的实施中都是有用的。例如,来源于HIV的示例性逆转录病毒抗原包括但不限于诸如gag、pol和env基因的基因产物、Nef蛋白质、逆转录酶和其它HIV成分之类的抗原。单纯疱疹病毒抗原的示例性实例包括但不限于诸如即刻早期蛋白、糖蛋白D和其它单纯疱疹病毒抗原成分之类的抗原。水痘带状疱疹病毒抗原的非限制性实例包括诸如9PI、gpII以及其它水痘带状疱疹病毒抗原成分之类的抗原。日本脑炎病毒抗原的非限制性实例包括诸如蛋白质E、M-E、M-E-NS1、NS1、NS1-NS2A以及日本脑炎病毒抗原成分之类的抗原。肝炎病毒抗原的示例性实例包括但不限于诸如乙型肝炎病毒的S、M和L蛋白质、乙型肝炎病毒的pre-S抗原以及其它肝炎(例如,甲型肝炎、乙型肝炎和丙型肝炎)、病毒成分如病毒DNA和/或病毒RNA之类的抗原。流感病毒抗原的示例性实例包括但不限于,诸如血凝素和神经胺酸酶(neurarnimidase)以及其它流感病毒成分之类的抗原。麻疹病毒抗原的示例性实例包括但不限于,诸如麻疹病毒融合蛋白和其它麻疹病毒成分之类的抗原。风疹病毒抗原的示例性实例包括但不限于,诸如蛋白质E1和E2以及其它风疹病毒成分之类的抗原;轮状病毒抗原诸如VP7sc以及其它轮状病毒成分。巨细胞病毒抗原的示例性实例包括但不限于,诸如包膜糖蛋白B以及其它巨细胞病毒抗原成分之类的抗原。呼吸道合胞体病毒抗原的非限制性实例包括诸如RSV融合蛋白、M2蛋白以及其它呼吸道合胞体病毒抗原成分之类的抗原。狂犬病病毒抗原的代表性实例包括但不限于,诸如狂犬病糖蛋白、狂犬病核蛋白以及其它狂犬病病毒抗原成分之类的抗原。乳头瘤病毒抗原的示例性实例包括但不限于,L1和L2衣壳蛋白以及与宫颈癌相关的E6/E7抗原。病毒抗原的其它实例请参见,例如,Fundamental Virology,第二版,Fields,B.N.和Knipe,D.M.编着,1991,Raven Press,纽约。
真菌的示例性实例包括Acremoniuin spp.、曲霉属的种(Aspergillus spp.)、Epidermophytoni spp.、甄氏外瓶霉(Exophiala jeanselmei)、Exserohilunm spp.、紧密着色霉(Fonsecaea compacta)、裴氏着色霉(Fonsecaea pedrosoi)、尖孢镰孢菌(Fusariumoxsporum)、蛙粪霉属的种(Basidiobolus spp.)、双极霉属的种(Bipolaris spp.)、Blastomyces derinatidis、假丝酵母属的种(Candida spp.)、Cladophialophoracarrionii、Coccoidiodes immitis、耳霉属的种(Conidiobolus spp.)、隐球菌属的种(Cryptococcus spp.)、弯孢属的种(Curvularia spp.)、腐皮镰孢菌(Fusarium solani)、白地霉(Geotrichum candidum)、荚膜组织胞浆菌capsulatum变种(Histoplasmacapsulatum var.capsulatum)、荚膜组织胞浆菌duboisii变种(Histoplasma capsulatumvar.duboisii)、威尼克外瓶霉(Hortaea werneckii)、Lacazia loboi、龙眼焦腐病菌(Lasiodiplodia theobromae)、Leptosphaeria senegalenisis、Piedra iahortae、花斑癣(Pityriasis versicolor)、(Pseudallesheria boydii)、Pyrenochaeta romeroi、无根根霉菌(Rhizopus arrhizus)、短帚霉(Scopulariopsis brevicaulis)、Scytalidiumdimidiatum、申克孢子丝菌(Sporothrix schenckii)、毛癣菌属的种(Trichophytonspp.)、毛孢子菌属的种(Trichosporon spp.)、Zygomcete真菌、灰马杜拉分枝菌(Madurella grisea)、足马杜拉分枝菌(Madurella mycetomatis)、秕糠马拉癣菌(Malassezia furfur)、小孢子癣菌属的种(Microsporum spp.)、罗萨梯新龟甲形菌(Neotestudina rosatii)、Onychocola canadensis、巴西副球孢子菌(Paracoccidioidesbrasiliensis)、疣状瓶霉(Phialophora verrucosa)、结节菌(Piedraia hortae)、Absidiacoryinbifera、微小根毛霉(Rhizomucor pusillus)以及无根根霉菌(Rhizopusarrhizus)。因此,可用于本发明的组合物和方法中的示例性真菌抗原包括但不限于,假丝酵母抗原成分;隐球菌真菌抗原,诸如荚膜多糖以及其它隐球菌真菌抗原成分;组织胞浆菌属真菌抗原,诸如热休克蛋白60(HSP60)以及其它组织胞浆菌属真菌抗原成分;球孢子菌真菌抗原,诸如内孢囊抗原以及其它球孢子菌真菌抗原成分;以及癣真菌抗原,诸如毛癣菌素以及其它球孢子菌真菌抗原成分。
细菌的示例性实例包括引起包括但不限于以下的疾病的细菌:白喉(例如,白喉棒杆菌(Corynebacterium diphtheria))、百日咳(例如,百日咳博德特氏菌(Bordetellapertussis))、炭疽病(例如,炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis))、伤寒、鼠疫、志贺杆菌病(例如,痢疾志贺氏菌(Shigella dysenteriae))、肉毒中毒(例如,肉毒梭菌(Clostridium botulinum))、破伤风(例如,破伤风梭菌(Clostridium tetani))、结核病(例如,结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis))、细菌性肺炎(例如,流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、霍乱(例如,霍乱弧菌(Vibrio cholerae))、沙门氏菌病(例如,伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi))、消化性溃疡(例如,幽门螺杆菌(Helicobacterpylori))、军团菌病(例如,军团菌属的种(Legionella spp.))以及莱姆病(例如,布氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi))。其它病原菌包括大肠杆菌(Escherichia coli)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)以及酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)。细菌的进一步实例包括表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)、葡萄球菌属的种(Staphylococcus sp.)、肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)、肠球菌属的种(Enterococcussp.)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、乳酸杆菌属的种(Lactobacillus sp.)、单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)、诺卡氏菌属的种(Nocardia sp.)、马红球菌(Rhodococcus equi)、猪红斑丹毒丝菌(Erysipelothrix rhusiopathiae)、疮疱丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)、放线菌属的种(Actinomyces sp.)、动弯杆菌属的种(Mobiluncus sp.)、消化链球菌属的种(Peptostreptococcus sp.)、淋病奈瑟氏球菌(Neisseria gonorrhoeae)、脑膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitides)、黏膜炎莫拉氏菌(Moraxella catarrhalis)、韦荣氏球菌属的种(Veillonella sp.)、伴放线放线杆菌(Actinobacillus actinomycetemcomitans)、鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、布鲁氏菌属的种(Brucella sp.)、弯曲杆菌属的种(Campylobacter sp.)、二氧化碳嗜纤维菌属的种(Capnocytophaga sp.)、人心杆菌(Cardiobacterium hominis)、啮蚀艾肯氏菌(Eikenella corrodens)、土拉热弗朗西丝氏菌(Francisella tularensis)、杜克嗜血菌(Haemophilus ducreyi)、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)、金氏金氏菌(Kingella kingae)、侵肺军团菌(Legionellapneumophila)、多杀巴斯德氏菌(Pasteurella multocida)、肉芽肿克雷伯氏菌(Klebsiella granulomatis)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、柠檬酸杆菌属的种(Citrobacter sp.)、肠杆菌属的种(Enterobacter sp.)、大肠杆菌(Escherichia coli)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、变形杆菌属的种(Proteus sp.)、Salmonellaenteriditis、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、志贺氏菌属的种(Shigella sp.)、黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens)、小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)、鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)、气单胞菌属的种(Aeromonas sp.)、类志贺邻单胞菌(Plesiomonas shigelloides)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)、创伤弧菌(Vibrio vulnificus)、不动杆菌属的种(Acinetobactersp.)、黄杆菌属的种(Flavobacterium sp.)、洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderiacepacia)、类鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pseudomallei)、嗜麦芽黄单胞菌(Xanthomonas maltophilia)、嗜麦芽糖寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophila)、脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)、拟杆菌属的种(Bacteroides sp.)、普雷沃氏菌属的种(Prevotella sp.)、梭杆菌属的种(Fusobacterium.sp.)以及减少螺菌(Spirillumminus)。因此,可用于本文所述的组合物和方法中的细菌抗原包括但不限于:百日咳细菌抗原,诸如百日咳毒素、丝状血凝素、百日咳杆菌黏附素、F M2、FIM3、腺苷酸环化酶以及其它百日咳细菌抗原成分;白喉细菌抗原,诸如白喉毒素或类毒素以及其它白喉细菌抗原成分;破伤风细菌抗原,诸如破伤风毒素或类毒素以及其它破伤风细菌抗原成分;链球菌细菌抗原,诸如M蛋白以及其它链球菌细菌抗原成分;革兰氏阴性杆菌细菌抗原,诸如脂多糖以及其它革兰氏阴性细菌抗原成分;结核分枝杆菌细菌抗原,诸如霉菌酸、热休克蛋白65(HSP65)、30kDa的主要分泌蛋白、抗原85A以及其它分支杆菌抗原成分;幽门螺杆菌细菌抗原成分;肺炎球菌细菌抗原,诸如肺炎球菌溶血素、肺炎球菌荚膜多糖以及其它肺炎球菌细菌抗原成分;流感嗜血菌细菌抗原,诸如荚膜多糖以及其它流感嗜血菌细菌抗原成分;炭疽细菌抗原,诸如炭疽保护性抗原以及其它炭疽细菌抗原成分;立克次氏体细菌抗原,诸如rompA以及其它立克次氏体细菌抗原成分。本文所述的细菌抗原还包括任何其它细菌、分支杆菌、支原体、立克次氏体或衣原体抗原。
引起疾病的原生动物以及其它寄生物的示例性实例包括但不限于,疟疾(例如,恶性疟原虫(Plasmodium falciparum))、钩虫、绦虫、蠕虫、鞭虫、癣、线虫、蛲虫、蛔虫、丝虫(filarids)、盘尾丝虫病(例如,盘尾丝虫(Onchocerca volvulus))、血吸虫病(例如,血吸虫属的种(Schistosoma spp.))、弓形体病(例如,弓形虫属的种(Toxoplasma spp.))、锥虫病(例如,锥虫属的种(Trypanosoma spp.))、利什曼病(利什曼原虫属的种(Leishmaniaspp.))、贾第虫病(例如,蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia))、变形虫病(例如,溶组织内变形虫(Entamoeba histolytica))、丝虫病(例如,马来丝虫(Brugia malayi))以及旋毛虫病(例如,旋毛虫(Trichinella spiralis))。因此,可用于本文所述的一些具体实例的组合物和方法中的抗原包括但不限于:恶性疟原虫抗原,诸如裂殖子表面抗原、子孢子表面抗原、环子孢子抗原、配子母细胞/配子表面抗原、血液阶段抗原pf155/RESA以及其它疟原虫抗原成分;硕大利什曼原虫以及其它利什曼原虫抗原,诸如gp63、脂磷聚糖及其相关蛋白质以及其它利什曼原虫抗原成分;弓形虫抗原,诸如SAG-1、p30以及其它弓形虫抗原成分;血吸虫抗原,诸如麸胱甘肽-S-转移酶、副肌球蛋白以及其它血吸虫抗原成分;以及克氏锥虫抗原,诸如75-77kDa抗原、56kDa抗原以及其它克氏锥虫抗原成分。
在一些具体实例中,分析物是药物或药物代谢物。系统的特征是具有在同一系统上运行任何类型的测定的能力。
探测
在一些具体实例中,使用一种或多种可探测的标记物或卷标来探测一种或多种分析物受体与一种或多种目标分析物的结合。通常标记物是可被直接(即,初级标记物)或间接(即,次级标记物)探测到的分子;例如标记物可以是可视化的和/或可测量的或可以其它方式识别的,以便可以得知它的存在或不存在。标记物可直接或间接地偶联到一个或多个分析物受体、分析物或标签(例如,探针)上,该标记物与分析物或分析物受体之一或两者相互作用。通常,标记物提供可探测的信号。在本发明中有用的标记物的非限制性实例包括荧光染料(例如,异硫氰酸荧光素、得克萨斯红、罗丹明等等)、酶(例如,LacZ、CAT、辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶、I2-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷酶以及葡萄糖氧化酶、乙酰胆碱酯酶及其它常用作可探测酶的酶)、量子点标记物、发色团标记物、酶标记物、亲和配体标记物、电磁自旋标记物、重原子标记物、用纳米颗粒光散射标记物或其它纳米颗粒标记的探针、异硫氰酸荧光素(FITC)、TRITC、罗丹明、四甲基罗丹明、R-藻红蛋白、Cy-3、Cy-5、Cy-7、得克萨斯红、Phar-Red、别藻蓝蛋白(APC)、诸如FLAG或HA表位的附加表位以及酶标签和半抗原偶联物(诸如洋地黄毒苷或二硝基苯基)或能够形成诸如链霉亲和素/生物素、抗生物素蛋白/生物素或抗原/抗体复合物(包括,例如,兔IgG和抗-兔IgG)之类的复合物的结合对的成分;磁性粒子;电子标记物;热标记物;发光分子;磷光分子;化学发光分子;荧光团,诸如伞形酮、荧光素、罗丹明、四甲基罗丹明、曙红、绿色荧光蛋白、赤藓红、香豆素、甲基香豆素、芘、孔雀石绿、芪、荧光黄、级联蓝、二氯三嗪基胺荧光素、丹磺酰氯、藻红蛋白、诸如包括铕和铽的那些络合物的镧系元素荧光络合物、分子信标及其荧光衍生物、诸如鲁米诺的发光材料;光散射或电浆子共振材料,诸如金或银颗粒或量子点;包括14C、123I、124I、131I、125I、Tc99m、32P、35S或3H在内的放射性同位素标记或重同位素;或球壳;以及利用产生本领域技术人员已知的标记物的任何其它信号标记的探针,例如,如在Principles of FluorescenceSpectroscopy,Joseph R.Lakowicz(编着),Plenum Pub Corp,第二版(1999年7月)和Richard P.Hoagland的Molecular Probes Handbook的第六版中所述的。可同时使用两种或多种不同的标记物以探测单一测定中的两种或多种分析物。在一些具体实例中,在单一测定中使用大约或多于约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20种或更多种不同的标记物。
在一些具体实例中,标记物是酶,其活性产生具有可探测信号的产物。用于灵敏探测的底物可以是比色的、放射性的、荧光的或化学发光的。在酶作用于显色底物上之后,常规比色底物产生新的颜色(或光谱吸收的变化)。通常,比色底物产生光谱吸收的变化。在一些具体实例中,酶是辣根过氧化物酶,其底物包括但不限于3,3′-二氨基联苯胺(DAB)、3-氨基-9-乙基咔唑(AEC)以及Bajoran紫。在一些具体实例中,酶是碱性磷酸酶,其底物包括但不限于固红和Ferangi蓝。各种其它酶标记物以及相关发色团是本领域已知的,并且可从商业供货商(诸如Thermo Fisher Scientific)处购买到。酶学测定的非限制性实例为酶联免疫吸附测定(ELISA)。用于执行ELISA的方法是本领域已知的,且可以类似地应用于本文所述的至少一些方法中。在暴露于标记的第二分析物受体之前,分析物可以被或可以不被未标记的第一分析物受体结合(例如,夹心ELISA),并且特异性地结合到该分析物或第一分析物受体上。在典型的ELISA测定中,连接至酶的分析物受体为抗体。在抗体被替换为另一分析物受体时,可执行相似的测定。
合适的荧光标记物包括但不限于,荧光素、罗丹明、四甲基罗丹明、曙红、赤藓红、香豆素、甲基香豆素、芘、孔雀石绿、芪、荧光黄、级联蓝TM、得克萨斯红、IAEDANS、EDANS、BODIPY FL、LC Red640、Cy5、Cy5.5、LC Red705以及俄勒冈绿。合适的光学染料在RichardP.Haugland的1996年版的Molecular Probes Handbook中进行了描述,在此特意通过引用并入。合适的荧光标记物还包括但不限于,绿色荧光蛋白(GFP)、增强型GFP(EGFP)、蓝色荧光蛋白(BFP)、增强型黄色荧光蛋白(EYFP)、荧光素酶、β-半乳糖苷酶以及海肾。荧光标记物的进一步的实例在WO92/15673;WO95/07463;WO98/14605;WO98/26277;WO99/49019;美国专利第5,292,658号;美国专利第5,418,155号;美国专利第5,683,888号;美国专利第5,741,668号;美国专利第5,777,079号;美国专利第5,804,387号;美国专利第5,874,304号;美国专利第5,876,995号;以及美国专利第5,925,558号中有描述,通过引用将其并入本文。
在一些具体实例中,在本发明中使用的标记物包括:Alexa-Fluor染料(AlexaFluor350、Alexa Fluor430、Alexa Fluor488、Alexa Fluor546、Alexa Fluor568、AlexaFluor594、Alexa Fluor633、Alexa Fluor660、Alexa Fluor680)、级联蓝、级联黄以及R-藻红蛋白(PE)(Molecular Probes)(Eugene,Oreg.)、FITC、罗丹明以及得克萨斯红(Pierce,Rockford,Ill.)、Cy5、Cy5.5、Cy7(Amersham Life Science,Pittsburgh,Pa.)。用于Cy5PE、Cy5.5PE、Cy7PE、Cy5.5APC、Cy7APC的串联偶联规程是本领域已知的。可评估荧光探针偶联的定量以确定标记的程度,并且包括染料光谱特性的规程也是本领域公知的。在一些具体实例中,荧光标记物偶联到氨基葡聚糖连接体上,该连接体偶联到结合组件或抗体上。其它的标记物列于以下公司的在线和硬拷贝目录中并可以通过该目录获得:BD Biosciences、Beckman Coulter、AnaSpec、Invitrogen、Cell Signaling Technology、Millipore、eBioscience、Caltag、Santa Cruz Biotech、Abcam和Sigma,通过引用将其内容并入本文。
标记物可与分析物受体、分析物或此两者结合,它们的结合可以是共价的或非共价的。探测可由来自于标记物的可探测信号的增强或降低产生。在一些具体实例中,增强或降低的程度与分析物的量相关。在一些具体实例中,用标记化合物处理包含待分析的分析物的样本以将分析物与诸如荧光卷标的标记物偶联。之后可通过探测标记物来测定结合,例如通过测量荧光,以探测一种或多种分析物的存在以及又或者探测其量,诸如与偶联到数组的分析物受体或偶联到编码的小球的分析物受体相结合。在一些具体实例中,利用标记化合物处理样本以将分析物与连接体偶联。结合后,利用诸如荧光卷标的标记物将连接体功能化,并且通过探测卷标来测定阳性事件,诸如荧光的增强。在一些具体实例中,分析物受体的分析物结合域由包含诸如荧光标记的标记物的探针结合;与分析物结合后,释放探针,这导致来自于标记物的可探测信号的可测量的降低(例如,荧光的降低)。在一些具体实例中,分析物受体是荧光标记的,并且由利用猝灭剂标记的探针部分地结合,该猝灭剂靠近荧光标记;与分析物结合后,释放补充探针,导致与分析物受体偶联的标记物的荧光有可测量的增强。在一些具体实例中,分析物受体由探针结合,其杂交封闭了包含二级结构的域;与分析物结合后,释放探针,并且使得二级结构对于用来产生可测量信号的标记物诸如嵌入染料而言是可用的。可用于探测结合对中的分析物受体与分析物之间的结合的标记物可以包括,例如,荧光素、四甲基罗丹明、得克萨斯红或本领域已知的任何其它荧光分子。探测到的标记物的水平将随着被测定的混合物中目标分析物的量而变化。
在一些具体实例中,置换探针偶联到亲和对的一个成员如生物素上。之后可探测分子偶联到亲和对的另一个成员例如抗生物素蛋白上。在将探测混合物加至包含分析物受体的测定单元后,添加可探测分子。可探测分子的量将随着探测混合物中存在的目标分子的量而相反地变化。在另一具体实例中,置换探针将是生物素标记的,并且可通过添加荧光标记的抗生物素蛋白来探测;之后抗生物素蛋白自身将连接到另一荧光标记的、生物素偶联的化合物上。在置换寡核苷酸上的生物素基团还可用于结合连接抗生物素蛋白的报告酶;之后该酶将催化导致可探测化合物沈积的反应。备选地,该报告酶将催化不溶性产物的产生,该不溶性产物将局部猝灭固有荧光固体表面的荧光。在置换测定的另一具体实例中,置换探针将利用可免疫探测的探针如洋地黄毒苷进行标记。之后置换探针将由特异识别该探针的第一组抗体结合。之后这些第一抗体将由荧光标记的或偶联到报告酶的第二组抗体识别和结合。
在一些具体实例中,在一种或多种目标分析物(例如,抗原)的存在下,分析物受体如抗体诱导凝集反应。涉及使用抗体的典型的凝集反应包括(i)混合多克隆抗体与包含与抗体相应的抗原的样本,并观察免疫凝集物的形成;(ii)混合单克隆抗体与包含具有至少两种抗原功能的抗原(二价或多价抗原)的样本,并观察免疫凝集物的形成;(iii)混合至少两种不同的单克隆抗体与包含单价抗原的样本,并观察免疫凝集;(iv)上述任意反应,但应用偶联到诸如胶乳颗粒、胶体等颗粒上的抗体或其它如本文所述的合适的分析物受体;以及(v)上述任意反应,但应用到细胞表面上存在的抗原上,在这种情况下,每个物理单位的抗原数通常为100个或更多,并且在这种情况下,可由单克隆抗体或其它如本文所述的合适的分析物受体凝集这些细胞,即使每个抗原分子都是单价的。在诸如玻璃或塑料板之类的固体基底表面上或在诸如微量滴定板、比色皿、吸头、毛细管或其它合适的容器中的溶液中可观察凝集反应。固体表面或容器较佳地着色为与凝集物的颜色形成对比。在一些具体实例中,固体表面或容器是光学透明的,从而可通过颜色、对比度、吸光度的变化或如本文所述的任何其它合适的标记的探测来测量凝集。在一些具体实例中,在液体流中测量凝集,其中通过中断液体的流动来确定凝集的存在。在一些具体实例中,凝集反应是血细胞凝集反应。在一些具体实例中,凝集反应是凝集抑制反应,其中分析物(例如,小分子、药物或药物代谢物)的存在抑制或减慢了凝集反应的速度,诸如在凝集靶标(例如,涂层有分析物的小球)的存在下,通过竞争与分析物受体(例如,抗体)的结合。
如本文所述的受体结合测定可与一种或多种其它测定相结合,诸如用于本文所述的系统的至少一个具体实例中的不同样本或相同样本。可对一个或多个样本同时或连续地进行不同的测定。
在一些具体实例中,可同时测定多种分析物。多种分析物可在单独的容器或同一容器中进行分析。可使用不同的探测器测定同一分析物。这可允许系统在该分析物的不同浓度范围上保持高精确度。
核酸杂交测定
在一些具体实例中,分析物是在核酸杂交反应中探测的目标核酸(例如DNA、RNA、mRNA、miRNA、rRNA、tRNA及其杂合体)。样本中的目标核酸可以是来自获取样本的个体的核酸,或者来自提供样本的个体是其宿主的来源,例如如本文描述的病原体。一般而言,杂交是指其中一种或多种多核苷酸反应形成复合体的反应,该复合体是通过核苷酸残基的碱基之间的氢键键合而稳定化。氢键键合可通过Watson Crick碱基配对、Hoogstein结合或以任何其它序列特异性方式发生。复合体可包含形成双重结构的两股、形成多股复合体的三股或更多股、一自杂交股或它们的任意组合。杂交反应可构成更广泛的过程中的一个步骤,例如扩增过程(例如PCR、连接酶链反应、自我持续序列复制)的起始,或核酸内切酶对多核苷酸的酶切。能够与给定序列杂交的序列被称作给定序列的「互补序列」。在一些具体实例中,在目标核酸(分析物)和核酸探针之间发生杂交。在一些具体实例中,目标核酸在与探针杂交前被修饰,例如通过将衔接子连接到目标核酸的一端或两端,从而生成修饰的目标核酸。在包含衔接子的修饰的核酸中,探针可以仅与衔接子序列、仅与目标核酸序列、或与衔接子和目标核酸序列两者杂交。核酸探针的用途的非限制性示例包括探测指示感染的病毒或细菌核酸序列的存在,探测与疾病和癌症相关的哺乳动物基因的变体或等位基因的存在,对一个或多个基因座进行基因分型(例如单核苷酸多态性),确定法医样本中发现的核酸的来源,和亲子鉴定。
本发明的核酸探针可包含DNA、RNA、修饰的核苷酸(例如甲基化的或标记的核苷酸)、修饰的骨架化学实体(例如含吗啉环的骨架)、核苷酸类似物、或其中两种或更多种的组合。探针可以是完整基因或基因片段或其表达产物的编码股或互补股。探针的核苷酸序列可以是与生物样本中的核酸序列具有充足的互补性,从而在所需杂交条件下允许探针与生物样本中的目标核酸杂交的任何序列。理想地,探针将仅与样本中的核酸靶标杂交,而且将不会非特异性地与样本中的其它非互补核酸或样本中的目标核酸的其它区域结合。杂交条件可以根据杂交反应中所需的严格程度而变化。例如,如果杂交条件是针对高严格性的,探针将仅与样本中与其具有极高程度互补性的核酸序列结合。低严格性杂交条件将允许探针与样本中的某些核酸序列杂交,这些核酸序列与探针序列具有一定的互补性,但不像在高严格性时发生杂交所需的那样与探针序列高度互补。杂交条件将取决于生物样本、探针类型和靶标而变化。技术人员将会知道如何为本发明方法的特定应用优化杂交条件,或者备选地,如何设计核酸探针以供在一组指定条件下最佳使用。
核酸探针可以是商业获得的或可以根据本领域公知的标准核苷酸合成规程进行合成。备选地,可以根据分子生物学领域中的标准方法(Sambrook等1989.MolecularCloning:A Laboratory Manual,第二版,Cold Spring Harbor Laboratory Pres,ColdSpring Harbor,N.Y.),通过从生物材料分离和纯化核酸序列而产生探针。可以根据公知的核酸扩增程序(例如聚合酶链锁反应)扩增核酸探针。此外,可以通过本领域中的标准规程将本发明的探针与本发明的任何标记物连接。
进一步预期,本发明也包括核苷酸杂交方法,其中核酸探针用作酶催化的延伸反应例如PCR和引物延伸标记反应(例如原位和体外PCR以及其它基于引物延伸的反应)的引物。此外也包括原位杂交方法。
可以与本发明的核酸探针连接的标记物包括但不限于半抗原、生物素、洋地黄毒苷、异硫氰酸荧光素(FITC)、二硝基苯基、氨基甲基香豆素乙酸、乙酰基氨基芴和汞-巯基-配体复合体、发色染料、荧光染料和如本文描述的任何其它合适的标记物,例如与分析物受体的标记组合描述的。在一些具体实例中,通过探测杂交反应例如PCR的产物而间接探测杂交。例如,可用能够探测扩增的核酸的染料或染色剂(例如嵌入或沟结合染料)探测扩增产物,该染料例如是溴化乙锭、SYBR绿、SYBR蓝、DAPI、吖啶黄素、氟香豆素、玫瑰树碱、道诺霉素、氯喹、偏端霉素D、色霉素、碘化丙啶、Hoeste、SYBR金、吖啶、原黄素、吖啶橙、胡米铵、光辉霉素、多吡啶钌、氨茴霉素和本领域已知的其它合适的染色剂。在一些具体实例中,各自具有不同目标核酸和不同标记的多个探针同时与一种样本杂交,例如大约或超过约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个或更多个不同探针。
在一个具体实例中,核酸探针与基底共价或非共价偶联。可与核酸探针偶联的基底的非限制性示例包括微数组、微珠、移液管吸头、样本转移装置、比色皿、毛细管或其它试管、反应室或与本探测系统兼容的任何其它合适的形式。生物芯片微数组的生产可使用多种半导体制造技术,例如固相化学、组合化学、分子生物学和机器人技术。一种常用的方法是用于生产在一个芯片上具有数百万个核酸探针的微数组的光刻法制造工艺。备选地,如果预先合成核酸探针,可以使用例如微通道泵送、「喷墨」点印、模板冲压或光致交联技术将它们连接到数组表面上。一个示例性的光刻工艺开始于用光敏化合物涂层石英芯片,以防止在石英芯片和产生的DNA探针的第一核苷酸之间发生偶联。光刻掩模用来阻止或允许光透射到芯片表面的特定位置上。该表面然后与可能含有腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶或鸟嘌呤的溶液接触,且只在玻璃上已通过照明脱保护的那些区域发生偶联。偶联的核苷酸具有光敏保护基,使该循环可以重复。以这种方式,通过重复脱保护和偶联的循环,在合成探针的同时创建了微数组。该过程可重复直到探针达到其全长。市售的数组通常制造为每个数组超过130万个独特特征的密度。根据实验的要求和每个数组所需的探针的数目,每个芯片可以切成数十或数百个的单个数组。
也可以使用其它方法来产生附着有核酸探针的涂层的固体表面。涂层的固体表面可以是Langmuir-Bodgett膜、功能化的玻璃、锗、硅、PTFE、聚苯乙烯、砷化镓、金、银、膜、尼龙、PVP、聚合物塑料或本领域中已知的、能够在其表面上引入诸如氨基、羧基、Diels-Alder反应物、巯基或羟基等官能团的任何其它材料。然后这些基团可以共价连接到交联剂,使得随后核酸探针和目标核酸分析物结合将发生在溶液中而没有来自生物芯片的阻碍。典型的交联基团包括乙二醇低聚物、二胺和胺基酸。备选地,可以使用酶促过程,如在US20100240544中所述,将核酸探针偶联到数组上。
在一些具体实例中,核酸探针偶联到微珠的表面上。用于偶联核酸探针的微珠在本领域中是已知的,并且包括磁性和非磁性珠。微珠可以用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或更多的染料进行标记,以方便微珠的编码和与之连接的核酸探针的识别。微珠的编码可用于在一个数组中区分至少10、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、5000种或更多种不同的微珠,每个微珠对应于对不同的目标核酸分析物具有特异性的不同的核酸探针。
在一些具体实例中,核酸探针偶联到反应室例如吸头的表面上。例如,吸头的内表面可用对单一目标核酸分析物具有特异性的核酸探针进行涂层。备选地,吸头的内表面可用对不同的目标核酸分析物具有特异性的两种或更多种不同的核酸探针进行涂层。当两种或更多种不同的核酸探针被偶联到相同的吸头内表面时,每种不同的核酸探针可偶联在不同的已知位置,例如沿着吸头的轴在不同的位置形成不同排列的环或带。在这种情况下,通过吸取样本到吸头并使包含在样本中的核酸分析物与沿着吸头涂层在连续位置的核酸探针结合,可在相同的样本中分析多种不同的核酸分析物。然后可以如本文所述使结合事件可视化,条带图案中每个条带的位置对应于特定已知的核酸分析物。
在一些具体实例中,核酸杂交反应是定序反应。定序反应可直接由样本核酸进行,或可涉及预扩增步骤,例如反转录和/或PCR。使用模板依赖性合成的序列分析可以包括许多不同过程。例如,最早的DNA定序方法之一是四色链终止Sanger定序法,其中使用模板分子群体来创造互补片段群体。在四种天然存在的核苷酸的存在下,使用染料标记的终止子核苷酸的亚群,例如双脱氧核糖核苷酸,进行引物延伸,其中各个类型的终止子(ddATP、ddGTP、ddTTP、ddCTP)包含不同的可探测标记。结果,创造了一组嵌套片段,其中这些片段越过引物在模板中的各个核苷酸处终止,而且以允许识别终止核苷酸的方式标记。该嵌套片段群然后进行基于大小的分离,例如使用毛细管电泳,并且识别与各个不同大小的片段相关联的标记,以识别终止核苷酸。因此,移动穿过分离系统中的探测器的标记序列提供对合成片段的序列信息的直接读取,并且基于互补性,获得作为基础的模板的序列信息(参见,例如美国专利第5,171,534号,为所有目的通过引用全文并入本文)。
模板依赖性定序方法的其它示例包括合成定序方法,其中随着其向生长中的引物延伸产物上添加,反复识别个体核苷酸。在合成定序的一个种类中,在允许添加单碱基并且几乎没有或完全没有越过该碱基的延伸的条件下,核酸合成复合体与一种或多种核苷酸接触。然后查询或观察该反应,以确定碱基是否掺入,并且提供该碱基的身份。在合成定序的第二个种类中,在不间断的反应过程(例如无洗涤步骤)中实时观察核苷酸向生长中的新生股的添加。
合成定序的一个示例是焦磷酸定序,这是通过测定在得到的合成混合物中定序反应副产物即焦磷酸的存在而识别核苷酸的掺入的一种方法。具体而言,引物、聚合酶模板复合体与单一类型的核苷酸接触。如果该核苷酸掺入,聚合反应在三磷酸链的α和β磷酸之间裂解三磷酸核苷,释放焦磷酸。然后使用化学发光酶报告系统确定释放的焦磷酸的存在,该系统将焦磷酸与AMP转化为ATP,然后使用荧光素酶测量ATP,以产生可测量的光信号。如果探测到光,则碱基已掺入,如果探测不到光,则碱基未掺入。在适当的洗涤步骤后,多种碱基循环地与该复合体接触,以依次识别模板核酸中随后的碱基。参见,例如美国专利第6,210,891号,为所有目的通过引用全文并入本文。
在相关的方法中,引物/模板/聚合酶复合体固定在基底上,并且复合体与标记的核苷酸接触。复合体的固定可以通过引物序列、模板序列和/或聚合酶进行,且可以是共价或非共价的。一般而言,优选的具体实例,特别是根据本发明的具体实例,通过聚合酶或引物和基底表面之间的连接提供复合体的固定。多种类型的连接可用于这种接附,包括例如使用例如生物素-PEG-硅烷联接化学过程提供生物素化的表面组分,接着对欲固定的分子进行生物素化,随后通过例如链霉亲和素桥进行连接。其它合成偶联化学过程以及非特异性蛋白吸附也可用于固定。在备选的构型中,提供了带有和不带可去除的终止子基团的核苷酸。掺入后,标记物与复合体偶联,因此可以探测。在带有终止子的核苷酸情况下,带有可独立识别的标记物的所有四种不同的核苷酸与复合体接触。由于终止子的存在,标记的核苷酸的掺入阻止了延伸,且向复合体添加标记物。然后从掺入的核苷酸中除去标记物和终止子,且在适当的洗涤步骤后重复这一过程。在未终止的核苷酸的情况下,向复合体添加单一类型的标记的核苷酸,以确定其是否将掺入,正如焦磷酸定序一样。在除去核苷酸上的标记基团和适当的洗涤步骤后,各种不同的核苷酸在同一过程中通过反应混合物循环。参见,例如美国专利第6,833,246号,为所有目的通过引用全文并入本文。
在又一个合成定序方法中,随着模板依赖性合成的进行,实时观察不同标记的核苷酸的掺入。具体而言,随着荧光标记的核苷酸的掺入,观察独立的固定的引物/模板/聚合酶复合体,从而允许随其添加实时识别各个添加的碱基。在这一方法中,标记基团连接于在掺入期间裂解的核苷酸的一部分上。例如,通过将标记基团连接于在掺入期间去除的磷酸链的一部分,即核苷多磷酸上的β、γ或其它末端磷酸基团上,标记物未掺入到新生股中,而是产生了天然DNA。个体分子的观察一般涉及将复合体光学限制在极小的照明体积内。通过光学限制复合体,创造了一监测区域,其中随机扩散的核苷酸存在极短的时间,而掺入的核苷酸由于已被掺入而在观察体积内保持更长的时间。这导致与掺入事件相关的特征信号,其特征也在于所添加的碱基所特有的信号谱。在相关的具体实例中,相互作用的标记组分,例如荧光共振能量转移(FRET)染料对,被提供到聚合酶或复合体的其它部分及掺入的核苷酸上,从而掺入事件使标记组分互相靠近,且产生特征信号,该信号也是所掺入的碱基所特有的(参见,例如美国专利第6,056,661号、第6,917,726号、第7,033,764号、第7,052,847号、第7,056,676号、第7,170,050号、第7,361,466号、第7,416,844号和公开的美国专利申请案第2007-0134128号,其全部公开内容为所有目的特此通过引用全文并入本文。可以使用光探测器代替CCD相机来探测散射的变化。荧光和透射率的组合可用来增强信号。
如本文描述的核酸杂交测定可以与一种或多种其它测定组合,例如对本文描述的系统的至少一个具体实例内的不同样本进行,或对同一样本进行。可同时或依次对一个或多个样本执行不同测定。
电泳
在一些具体实例中,系统包括使分析物经历电泳过程。本发明可用于分离、探测和测定一个或多个具有生物、生态或化学意义的样本中的一种或多种分析物。特别感兴趣的是大分子,例如蛋白质、多肽、糖和多糖,遗传材料,例如核酸和多核苷酸,碳水化合物,细胞材料,例如细菌、病毒、细胞器、细胞碎片、代谢物,药物,如本文描述的任何其它分析物,及其组合。目标蛋白质包括血浆中存在的蛋白质、白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原、凝血因子、激素、干扰素、酶、生长因子和本文描述的其它蛋白质。可以使用本发明分离和探测的其它化学品包括但不限于药品,例如抗生素,以及农用化学品,例如杀虫剂和除草剂。
电泳可包括使用凝胶和/或毛细管。可以在使用或不使用分子基质(在本文中也称作筛分基质或介质,以及分离基质或介质)来产生分离的情况下,进行电泳分离。在不使用基质作为毛细管电泳过程的一部分时,该技术通常称为毛细管区带电泳(CZE)。在基质与毛细管电泳过程结合使用时,该技术通常称为毛细管凝胶电泳(CGE)。在电泳过程中使用的基质的非限制性示例包括线性聚合物溶液,例如聚(环氧乙烷)溶液、交联的聚丙烯酰胺和琼脂糖。合适的基质可以处于液体、凝胶或颗粒形式。
在电泳中,分离缓冲液一般如此选择,使得其有助于溶解或悬浮样本中存在的物质。液体一般是同时包含阴离子和阳离子物质的电解质。较佳地,电解质包含约0.005-10莫耳/公升的离子物质,更佳地约0.01-0.5莫耳/公升的离子物质。用于典型电泳系统的电解质的示例包括水与有机溶剂和盐的混合物。可以与水混合产生适当电解质的代表性材料包括:无机盐,例如磷酸盐、碳酸氢盐和硼酸盐;有机酸,例如乙酸、丙酸、柠檬酸、氯乙酸及其对应的盐等;烷基胺,例如甲胺;醇,例如乙醇、甲醇和丙醇;多元醇,例如链烷二醇;含氮溶剂,例如乙腈、吡啶等;酮,例如丙酮和甲基乙基酮;以及烷基酰胺,例如二甲基甲酰胺、N-甲基和N-乙基甲酰胺等。以上离子和电解质物质仅为了说明目的而提供。本领域熟练的研究人员能够由上述物质和可选的物质例如胺基酸、盐、碱等配制电解质,以产生用于毛细管电泳系统的合适的支持电解质。电泳分离使用的电压对于本发明不是关键,且可以广泛变化。毛细管电泳的典型电压是约500V-30,000V,较佳约1,000-20,000V。
在一些具体实例中,电泳过程是毛细管电泳过程。在典型的毛细管电泳过程中,充满缓冲液的毛细管悬挂在两个装满缓冲液的储液器之间。横越毛细管的两端施加电场。生成电场的电位在千伏的范围。包含一种或多种组分或物质的样本一般在高电位端且在电场的影响下引入。备选地,使用压力或真空注射样本。同一样本可以引入到多个毛细管中,或者各毛细管中可以引入不同样本。一般地,毛细管数组保持在导引装置中,且毛细管的吸入端浸在包含样本的小瓶中。样本被毛细管吸入后,毛细管的末端从样本小瓶中移走,并浸没在可处于普通容器中或单独的小瓶中的缓冲液中。样本朝低电位端迁移。在迁移期间,样本的组分被电泳分离。分离后,由探测器探测组分。可在样本仍处于毛细管中时或在样本已离开毛细管后实现探测。
毛细管电泳的通道长度这样选择,使得其有效实现物质的适当分离。通常,信道越长,样本穿过毛细管迁移所花费的时间越长。因此,可以在更大距离上使物质彼此分离。但是,较长的信道使得带变宽,且导致过长的分离时间。通常,对于毛细管电泳,毛细管约10cm到约5米长,且较佳约20cm到约200cm长。在一般使用聚合物分离基质的毛细管凝胶电泳中,更佳的通道长度是约10cm到约100cm长。
毛细管的内径(即孔径大小)不是关键的,虽然小孔径毛细管在高度多任务应用中更有用。本发明扩展到范围广泛的毛细管大小。一般而言,毛细管的内径范围可以约为5-300微米,较佳约20-100微米。毛细管长度的范围通常可以约为100-3000mm,较佳约300-1000mm。
合适的毛细管是由坚固且耐用的材料构造的,使其在毛细管电泳的正常条件下反复使用时可以保持其物理完整性。它一般由非导体材料构成,使得可以横越毛细管施加高电压而不生成过多的热。无机材料,例如石英、玻璃、熔融石英,和有机材料,例如聚四氟乙烯、氟化乙烯/丙烯聚合物、聚氟乙烯、芳纶、尼龙(即聚酰胺)、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等,可以有利地用来制造毛细管。
在穿过毛细管壁实现激发和/或探测时,如下面更详细描述的,特别有利的毛细管是由透明材料构造的。在穿过毛细管壁实现激发的情况下,在暴露于用来照射目标物质的光时基本不显示荧光,即显示的荧光低于背景水平的透明毛细管是特别有用的。一种这样的毛细管可从Polymicro Technologies(Phoenix,Ariz.)得到。或者,可以在不透明的或发荧光的毛细管的壁上形成透明的不发荧光的部分,以便能够穿过毛细管壁进行激发和/或探测。例如,熔融石英毛细管通常在外毛细管表面上提供聚酰亚胺涂层,以增强其抗破裂性。已知该涂层当暴露于波长低于600nm的光时发射宽荧光。如果不首先除去该涂层而使用透壁激发方案,则荧光背景可以掩盖弱的分析物信号。因此,可以通过任何方便的方法除去发荧光聚合物涂层的一部分,例如通过在硫酸中煮沸,通过使用加热的探头(例如通电的丝线)氧化,或通过用小刀刮去。在内径大约0.1mm或更小的毛细管中,有用的透明部分的宽度为约0.01mm到约1.0mm。
凝血测定
在一些具体实例中,本文描述的系统包括对分析物进行凝血测定。凝血测定包括但不限于探测一种或多种凝血因子和测量凝血时间的测定。凝血测定的读出一般是凝块的形成、凝块形成速度或凝块形成的时间。凝血因子包括因子I(纤维蛋白原)、因子II(凝血酶原)、因子III(组织凝血激素)、因子IV(钙)、因子V(促凝血球蛋白原)、因子VI(不再认为具有止血活性)、因子VII(转变加速因子)、因子VIII(抗血友病因子)、因子IX(血浆凝血激素成分;Christmas因子)、因子X(stuart因子)、因子XI(血浆凝血激素先质)、因子XII(hageman因子)和因子XIII(血纤蛋白稳定因子)。出血性病状例如血友病(其中十二种凝血因子中的一种或多种可能有缺陷)的诊断可以通过范围广泛的凝血试验来实现。另外,已开发数种探检测来监控溶栓治疗的进展。已开发其它检测来对溶栓前或高凝状态发出信号,或监测在心肺旁路手术期间对患者施用鱼精蛋白的效果。凝血试验也可用于监控口服和静脉内抗凝血治疗。在本发明中有用的三种诊断性凝血试验的示例是活化部分凝血激素时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)和活化凝血时间(ACT)。
APTT探测评估了凝血的内源性共同途径。出于这个原因,APTT经常用来监控静脉内肝素抗凝血治疗。特别地,其测量向柠檬酸盐处理的血样中添加活化剂(例如钙)和磷脂后形成纤维蛋白凝块的时间。肝素施用具有抑制凝块形成的效果。
PT探测评估了凝血的外源性共同途径(例如在钙离子和组织促凝血酶原激酶的存在下凝血酶原向凝血酶的转化),且可以用来监控口服抗凝血治疗。口服抗凝剂香豆素抑制凝血酶原的形成。因此,该探测基于向血样添加钙和组织促凝血酶原激酶。
ACT探测评估了凝血的内源性共同途径。它经常用来监控通过肝素治疗的抗凝。ACT探测基于向未添加外源抗凝剂的新鲜全血添加内源性途径的活化剂。
凝血测定可使用浊度测量法。在凝血测定分析的一个示例中,将全血样本收集到含有柠檬酸盐的负压容器(vacutainer)中,然后离心。用向其中添加了足够过量的钙以中和柠檬酸盐的效果的血浆进行该测定。对PT探测,组织促凝血酶原激酶作为干试剂提供,在使用前重建。该试剂对热敏感,因此用设备保持在4℃。将样本和试剂的等分试样转移到在37℃加热的比色皿中,基于光密度的变化进行测量。
作为浊度法的备选,Beker等(参见Haemostasis(1982)12:73)引入了发色PT试剂(Thromboquant PT)。该测定基于由凝血酶从修饰的肽Tos-Gly-Pro-Arg-pNA水解对硝基苯胺,且通过分光光度计监测。也可通过液体流动的变化或破坏来测量凝血,例如根据流速降低、两点间流动时间延长和形成液体流动的阻碍,例如在毛细管中进行测量。可与探测结果进行比较的正常凝血结果的标准将随使用的方法而不同,并且是本领域已知的或可使用对照样本(例如来自正常个体)确定。
细胞计数
在一些具体实例中,测定系统配置为执行细胞计数测定。细胞计数测定一般用于光学、电学或声学地测量个体细胞的特征。对于本公开内容而言,「细胞」可包含通常与个体细胞大小类似的非细胞样本,包括但不限于囊泡(例如脂质体)、细胞小群体、病毒体、细菌、原生动物、结晶、通过脂质和/或蛋白质的聚合形成的实体、以及与小颗粒例如珠或微球结合的物质。此类特征包括但不限于大小;形状;粒度;光散射图样(或光学特性曲线);细胞膜是否完整;细胞内部内容物的浓度、形态和时空分布,包括但不限于蛋白质含量、蛋白质修饰、核酸含量、核酸修饰、细胞器含量、核结构、核含量、细胞内部结构、内部囊泡含量(包括pH)、离子浓度和其它小分子例如类固醇或药物的存在;和细胞表面(细胞膜和细胞壁二者)标记物,包括蛋白质、脂质、碳水化合物,及其修饰。通过使用适当的染料、染色剂或其它标记分子,无论是以纯形式、与其它分子偶联还是固定在或结合于纳米颗粒或微米颗粒上,可利用细胞计数确定特定蛋白质、核酸、脂质、碳水化合物或其它分子的存在、量和/或修饰。可通过细胞计数测量的性质还包括细胞功能或活性的测量,包括但不限于吞噬作用、抗原呈递、细胞因子分泌、内部和表面分子的表达的变化、与其它分子或细胞或基底的结合、小分子的主动转运、有丝分裂或减数分裂;蛋白质转译、基因转录、DNA复制、DNA修复、蛋白质分泌、凋亡、趋化性、迁移性、黏附、抗氧化活性、RNAi、蛋白质或核酸降解、药物反应、传染性和特定途径或酶的活性。细胞计数也可用来确定关于细胞群体的信息,包括但不限于细胞计数、总群体百分比和样本群体中任何上述特征的变化。本文描述的测定可用来对各个细胞测量一种或多种上面的特征,其可以有利于确定不同特征之间的相关性或其它关系。本文描述的测定也可用来独立测量多个细胞群体,例如通过用对不同细胞系特异性的抗体标记混合细胞群体。显微术模块可允许用装置执行组织学、病理学和/或形态学分析,而且也利于同时基于物理和化学特征对目标的评估。可以将组织匀浆,洗涤,放置在比色皿或载玻片上,干燥,染色(例如使用抗体),孵育,然后成像。当与本文其它部分描述的数据传输技术结合时,这些创新推动将来自CMOS/CDD或类似物的图像传输给有执照的病理学家进行检查,这是使用仅执行流式细胞术的传统装置所不可能的。细胞计数器可以测量表面抗原和细胞形态学;与传统血液学实验室装置相比,表面抗原使得能够更灵敏且特异性地探测。细胞测定的判读可以通过门控一个或多个测量而自动化;门控阀值可以由专科医生设置和/或基于统计方法从训练数据学习;门控规则对于独立个体和/或个体群体可能是特异性的。
在一些具体实例中,细胞计数器模块并入到服务点装置中提供了一般由普通实验室装置和实验室测量的细胞属性的测量,以供接受过正规训练的医务人员进行判读和检查,从而改善了作临床决策的速度和/或质量。服务点装置因此可配置用于细胞计数分析。
细胞计数分析可通过例如流式细胞术或显微术进行。流式细胞术一般使用流动的液体介质,其依次携带个体细胞到光学、电学或声波探测器。显微术一般使用光学或声学手段来探测固定的细胞,通常通过记录至少一幅放大的图像。应当理解,流式细胞术和显微术不是完全不排斥的。作为一个示例,流式细胞术测定可使用显微术来记录探测器传递的细胞图像。流式细胞术和显微术的许多靶标、试剂、测定和探测方法可能是相同的。这样,除非另外规定,下面的描述应当应用于这些和其它形式的本领域已知的细胞计数分析。
可以通过驱动器,例如通过连接在马达上的凸轮,精细地定位显微镜物镜,以聚焦图像。物镜可以聚焦在样本的一个或多个平面上。经由图像分析程序通过计算数字图像的图像清晰度和其它方法,聚焦可以自动化。
流式细胞术
流式细胞术可用来测量例如细胞大小(前散射、导电性)、细胞粒度(在各种角度的侧散射)、DNA含量、染料染色和定量来自标记的标记物的荧光。流式细胞术可用来执行细胞计数,例如通过用荧光标记物来标记样本并流经传感装置。也可以对未标记的样本进行细胞计数。
较佳地,可测量任意给定类型的可达1000000个细胞。在其它具体实例中,可测量任意给定类型的各种数目的细胞,包括但不限于大于或等于约10个细胞、30个细胞、50个细胞、100个细胞、150个细胞、200个细胞、300个细胞、500个细胞、700个细胞、1000个细胞、1500个细胞、2000个细胞、3000个细胞、5000个细胞、6000个细胞、7000个细胞、8000个细胞、9000个细胞、10000个细胞、100000个细胞、1000000个细胞。
在一些具体实例中,可以在微液体通道中执行流式细胞术。流式细胞分析可以在单一通道中执行或在多个通道中平行执行。在一些具体实例中,流式细胞术可以依次或同时测量多个细胞特征。流式细胞术可以与细胞分选结合,其中满足一组特定特征的细胞的探测从流动的流转移,并收集以供储存、额外分析和/或处理。应当注意到,此类分选可基于不同组特征分出多个细胞群体,例如3或4路分选。
显微术
可以与本发明一起使用的显微术方法包括但不限于亮视野、斜面照明、暗视野、分散染色、相差、微分干涉对比(DIC)、偏振光、落射荧光、干涉反射、荧光、共焦(包括CLASS)、共焦雷射扫描显微术(CLSM)、结构照明、受激发射减损、电子、扫描探针、红外、雷射、广角、光场显微术、无透镜芯片上全像显微术、数字及传统全像显微术、扩展场深显微术、光散射成像显微术、反折积显微术、散焦显微术、定量相显微术、绕射相显微术、共焦拉曼显微术、扫描式声波显微术和X射线显微术。作为非限制性的示例,显微术使用的放大水平可包括高达2x、5x、10x、20x、40x、60x、100x、100x、1000x或更高的放大倍数。可行的放大水平将随使用的显微术类型而变化。例如,由一些形式的电子显微术产生的图像可涉及高达几十万倍的放大倍数。对同一样本可记录多幅显微图像,以生成时间分辨数据,包括视频。通过平行成像或通过记录包含多个细胞的一幅图像,个体或多个细胞可同时成像。显微镜物镜可以浸在介质中以改变其光学性质,例如通过油浸。显微镜物镜可依靠旋转的凸轮相对于样本移动以改变焦点。细胞计数数据可自动或手动处理,而且可进一步包括例如由病理学家为诊断目的对细胞或组织形态学的分析。
可使用成像和细胞计数法进行细胞计数。在可亮视野照明主体的情况下,较佳的具体实例是用白光从前方照亮主体并用成像传感器感测细胞。后续的数字处理将计数细胞。在细胞稀少或较小时,较佳的具体实例是连接特异性或非特异性的荧光标记,然后用雷射照亮主体场。共聚焦扫描成像是较佳的。较佳地,可计数任意给定类型的多达1000个细胞。在其它具体实例中,可计数任意给定类型的各种数目的细胞,包括但不限于多于或等于约1个细胞、5个细胞、10个细胞、30个细胞、50个细胞、100个细胞、150个细胞、200个细胞、300个细胞、500个细胞、700个细胞、1000个细胞、1500个细胞、2000个细胞、3000个细胞、5000个细胞。可使用可得到的计数算法计数细胞。可通过其特有的荧光、大小和形状识别细胞。
在一些显微术具体实例中,可通过使用白光光源以及分级聚光器创造Koehler照明来实现亮视野照明。与流式细胞术中的前向散射探测类似的性质的细胞亮视野图像可以显示细胞大小、细胞内的相致密材料和细胞中的着色特征(如果细胞先前已染色的话)。在一个示例具体实例中,Wright-Giemsa染色方法可用来染色人全血涂片。亮视野成像显示了人白血球特有的染色模式。特有形状的红血球也可以在这些图像中识别。
在一些显微术具体实例中,可通过使用基于环光的照明方案或其它可得到的外暗视野或经暗视野照明方案实现暗视野成像。暗视野成像可用于例如确定细胞的光散射性质,相当于流式细胞术中的侧散射,例如在对人白血球进行成像时。在暗视野图像中,散射更多光的细胞内部和外部特征显得较亮,而散射较少量的光的特征显得较暗。细胞例如颗粒性细胞具有一定粒度范围(100-500nm)的内部颗粒,这些颗粒可以散射大量光,且在暗视野图像中通常显得较亮。此外,任何细胞的外边界可散射光,且可表现为亮光的环。该环的直径可以直接给出细胞的大小。此外,显微术方法还可用来测量细胞体积。例如,可测量红血球体积。为增加准确度,可通过使用阴离子或两性离子表面活性剂将红血球转变成球体,并使用暗视野成像来测量各个球体的大小,由此可计算细胞体积。
在一些显微术具体实例中,可以用荧光标记物来标记可能低于显微镜受绕射限制的分辨极限的小细胞或有形成分;可用适当波长的光激发样本,并可捕获图像。标记的细胞发射的荧光的绕射图样可使用计算机分析来量化,而且与细胞大小相关联。用于这些具体实例的计算机程序在本文其它部分描述。为改善该方法的准确度,可通过使用阴离子和两性离子表面活性剂将细胞转变成球体。
可利用细胞成像对各细胞提取一种或多种以下信息(但不限于以下这些):
a.细胞大小
b.细胞粒度或光散射(俗称侧散射,基于流式细胞术用语)的定量测量
c.补偿了光谱通道之间的串扰后成像的各光谱通道中荧光的定量测量,或者荧光或其它染色的胞内分布模式
d.细胞形状,如通过标准和自定义的形状属性(例如体现比(embodiment ratio)、Feret直径、峰度、转动惯量、圆度、紧实度等)所量化的。
e.颜色、颜色分布和细胞形状,在细胞已用染料(未连接抗体或其它类型的受体)染色的情况下。
f.染色或散射的胞内模式,定义为生物学特征的定量指针的颜色或荧光,该生物学特征例如为形态学,例如暗视野图像中细胞内的颗粒密度,或多形核中性球的Giemsa-Wright染色图像中核仁裂片的数目和大小,等等。
g.在不同信道中获得的图像所显示的细胞特征的共定位。
h.个体细胞、细胞结构、细胞群体、胞内蛋白质、离子、碳水化合物和脂质或分泌物的空间位置(例如确定分泌的蛋白质的来源)。
可以设计范围广泛的基于细胞的测定来使用通过细胞计数收集到的信息。例如,可提供执行5部分白血球差示的测定。在这种情况下的可报告值可以是例如以下类型的白血球的细胞数目/微升血液:单核细胞、淋巴细胞、中性球、嗜碱性球和嗜酸性球。可报告值也可用来分类白血球分化,或识别T和B细胞群体。
荧光显微术
荧光显微术通常涉及用荧光标记物来标记细胞或其它样本,在下面更详细地描述。荧光标记的样本的显微成像可收集到关于在给定时刻或在一段时间内标记的靶标的存在、量和位置的信息。荧光也可用来增强探测细胞、细胞结构或细胞功能的灵敏度。在荧光显微术中,使用一束光来激发荧光分子,该荧光分子然后发射不同波长的光以供探测。激发荧光团的光源是本领域熟知的,包括但不限于氙灯、雷射、LED和光电二极管。探测器包括但不限于PMT、CCD和相机。
电子显微术
显微术的另一个非限制性示例使用电子束代替可见光,例如透射电子显微术(TEM)和扫描电子显微术(SEM)。在TEM中,一束电子穿过薄样本透射,且电子和标本之间的相互作用被绘图并放大。TEM因此能够成像到高达单个原子的分辨率。TEM衬比可使用亮视野成像模式,其中电子被样本吸收;衍衬模式,其中电子被样本散射;电子能量损失能谱法(EELS),它探测基于其电压已与样本的特定组分相互作用的电子;相衬或高分辨率透射电子显微术;绕射,它产生特有的绕射图样,可以计算分析该绕射图样以确定样本结构;三维成像,其中样本多次旋转并成像,以重建总体三维结构。
可通过形成分子的稀溶液或将较大样本切成至多数百纳米厚的层而准备用于TEM的样本。对于负染色EM,生物样本一般涂抹在网格上,干燥,用包含重金属例如锇、铅、铀或金的负染色试剂固定;一种这样的染色试剂是乙酸双氧铀。对于冷冻-EM,样本可嵌在玻璃状的冰中,并进一步冷却到液氮或液氦的温度。
在SEM中,聚焦的电子束在表面上形成光栅,以产生二次电子、背散射电子、X射线、光、电流和/或透射电子。SEM可以用来以大场深显现大小低于1nm的样本,以产生关于样本的3D表面结构的信息。使用背散射电子的SEM可以与标记物例如胶体金(例如连接到免疫标记物上)一起使用,以更好地探测特定靶标。
对于SEM,样本一般不含水。生物样本例如细胞可被固定,以在例如通过蒸发、加热或用临界点干燥干燥前保持其内部结构,其中水依次被有机溶剂接着被液态二氧化碳代替。导电样本通常几乎不需要或根本不需要额外的样本准备,仅需要安放在与扫描电子显微镜兼容的标本支架上。不导电样本可涂层一薄层导电材料,例如金、金/钯、铂、锇、铱、钨、铬或石墨,该材料可以增强信号、增加分辨率和降低照射期间静态电荷的累积。增加SEM样本导电性的其它方法包括用OTO染色方法染色。对于SEM成像,不导电样本不需要增加导电性。作为一些非限制性示例,环境SEM和场发射枪(FEG)SEM可用来对不导电样本成像。
试剂
可通过本领域已知的任何方法准备细胞以供细胞计数测定。细胞又或者固定、染色和/或用可探测标记物来标记。细胞可用本领域已知的多种方法固定,包括但不限于加热、冷冻、灌注、浸没和化学固定。化学固定可通过众多的试剂来实现,包括但不限于交联剂(例如甲醛、戊二醛、其它醛及其衍生物)、沈淀剂(例如乙醇和其它醇)、氧化剂(例如四氧化锇或高锰酸钾)、重铬酸钾、铬酸、含汞固定剂、乙酸、丙酮、苦味酸盐和HOPE固定剂。细胞也可以透化,例如通过使用表面活性剂,这对随后的内部标号或染色可能是有用的。
细胞可用任何光学可探测的染料、染色剂或着色剂染色,例如核酸染料(包括嵌入剂染料)、亲脂性染料、蛋白质染料、碳水化合物染料、重金属染色剂。此类染料和染色剂或染色过程包括但不限于耐酸杆菌染色、Alcian蓝染色、Alcian蓝/PAS染色、茜红、碱性磷酸酶染色、氨基苯乙烯基染料、钼酸铵、天青A、天青B、Bielschowsky染色、Bismark棕、碘化镉、碳菁、碳酰肼、碳吲哚菁、胭脂红、考马斯蓝、刚果红、结晶紫、DAPI、溴化乙锭、Diff-Quik染色、曙红、氯化铁、荧光染料、品红、姬姆萨染色、Golgi染色、Golgi-Cox染色、Gomori三色染色、Gordon Sweet染色、革兰氏染色、Grocott乌洛托品染色、苏木素、六胺、Hoechst染色剂、透明质酸酶Alcian蓝、三氯化铟、吲哚碳菁、吲哚二碳菁、碘、Jenner染色、硝酸镧、乙酸铅、柠檬酸铅、硝酸铅(II)、Leishman染色、Luna染色、Luxol快蓝、孔雀石绿、Masson Fontana染色、Masson三色染色、乌洛托品、甲基绿、亚甲基蓝、小胶质细胞染色、Miller弹性染色、中性红、尼罗蓝、尼罗红、Nissl染色、橙G、四氧化锇、Papanicolaou染色、PAS染色、PAS淀粉酶染色、高碘酸、Perls普鲁士蓝、磷钼酸、磷钨酸、铁氰化钾、亚铁氰化钾、Pouchet染色、碘化丙啶(PI)、普鲁士蓝、Renal Alcian蓝/PAS染色、Renal Masson三色染色、Renal PAS乌洛托品染色、罗丹明、Romanovsky染色、钌红、番红O、硝酸银、银染色、天狼星红、氯金酸钠、Southgate's Mucicannine、苏丹染色、Sybr绿、Sybr金、SYTO染料、SYPRO染色剂、硝酸铊、氨基硫脲、甲苯胺蓝、乙酸铀酰、硝酸铀酰、van Gieson染色、硫酸氧钒、von Kossa染色、WG染色、Wright-Giemsa染色、Wright染色、X-Gal和Ziehl Neelsen染色。细胞可以用无色染料前体处理,该前体在例如通过酶修饰(例如通过过氧化物酶或荧光素酶)或与离子(例如Fe离子、Ca2+或H+)结合而处理后转化成可探测的产物。
细胞可进一步用荧光标记物来标记。有用的荧光标记物包括天然和人工荧光分子,包括荧光蛋白、荧光团、量子点等。可以使用的荧光标记物的一些示例包括但不限于:1,5IAEDANS;1,8-ANS;5-羧基-2,7-二氯荧光素;5-羧基荧光素(5-FAM);荧光素酰胺(FAM);5-羧基萘酰荧光素;四氯-6-羧基荧光素(TET);六氯-6-羧基荧光素(HEX);2,7-二甲氧基-4,5-二氯-6-羧基荧光素(JOE);NEDTM;四甲基罗丹明(TMR);5-羧基四甲基罗丹明(5-TAMRA);5-HAT(羟色胺);5-羟色胺(HAT);5-ROX(羧基-X-罗丹明);6-羧基罗丹明6G;6-JOE;Light红610;Light红640;Light红670;Light红705;7-氨基-4-甲基香豆素;7-氨基放线菌素D(7-AAD);7-羟基-4-甲基香豆素;9-氨基-6-氯-2-甲氧基吖啶;ABQ;酸性品红;ACMA(9-氨基-6-氯-2-甲氧基吖啶);吖啶橙;吖啶红;吖啶黄;吖啶黄素;吖啶黄素Feulgen SITSA;自发荧光蛋白质;得克萨斯红及相关分子;噻二碳菁(DiSC3);噻嗪红R;噻唑橙;硫磺素衍生物;Thiolyte;Thiozole橙;Tinopol CBS(Calcofluor White);TMR;TO-PRO-1;TO-PRO-3;TO-PRO-5;TOTO-1;TOTO-3;TriColor(PE-Cy5);TRITC(四甲基罗丹明-异硫氰酸酯);纯蓝;TruRed;Ultralite;荧光素钠B;UvitexSFC;WW781;X-罗丹明;XRITC;二甲苯橙;Y66F;Y66H;Y66W;YO-PRO-1;YO-PRO-3;YOYO-1;相互螯合的染料例如YOYO-3、Sybr绿、噻唑橙;Alexa染料系列的成员(来自MolecularProbes/Invitrogen)例如Alexa Fluor350、Alexa Fluor405、430、488、500、514、532、546、555、568、594、610、633、635、647、660、680、700和750;Cy Dye荧光团系列的成员(GEHealthcare)例如Cy3、Cy3B、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7;染料荧光团的成员(DenovoBiolabels)例如Oyster-500、-550、-556、645、650、656;DY-Labels系列的成员(Dyomics)例如DY-415、-495、-505、-547、-548、-549、-550、-554、-555、-556、-560、-590、-610、-615、-630、-631、-632、-633、-634、-635、-636、-647、-648、-649、-650、-651、-652、-675、-676、-677、-680、-681、-682、-700、-701、-730、-731、-732、-734、-750、-751、-752、-776、-780、-781、-782、-831、-480XL、-481XL、-485XL、-510XL、-520XL、-521XL;ATTO系列荧光标记物的成员(ATTO-TEC GmbH)例如ATTO390、425、465、488、495、520、532、550、565、590、594、610、611X、620、633、635、637、647、647N、655、680、700、725、740;CAL系列或系列染料的成员(Biosearch Technologies)例如CAL金540、CAL橙560、570、CAL红590、CAL红610、CAL红635、570和670。
荧光标记物可以与靶向部分偶联,以允许特异性结合或定位到例如特定细胞群体,其中有许多是本领域已知的。非限制性示例包括抗体、抗体片段、抗体衍生物、适配体、寡肽例如核定位序列(NLS)、充当受体的特异性配体的小分子(包括许多激素和药物)、核酸序列(例如用于FISH)、核酸结合蛋白质(包括阻遏物和转录因子)、细胞因子、细胞膜特异性配体、酶、与酶特异性结合的分子(例如抑制剂)、脂质、脂肪酸以及特异性结合相互作用的成员,例如生物素/亚氨基生物素和抗生物素蛋白/链霉亲和素。
特异性标记的靶标可以是天然的或人造的,且可包含蛋白质、核酸、脂质、碳水化合物、小分子及其任意组合。这包括胞内和细胞表面标记。胞内标记包括细胞内的任何分子、复合体或其它结构。一些非限制性示例包括基因、着丝粒、端粒、核孔复合体、核糖体、蛋白酶体、内部脂质膜、代谢物例如ATP、NADPH及其衍生物、酶或酶复合体、蛋白伴侣、转译后修饰例如磷酸化或泛素化、微管、肌动蛋白丝及其它许多。细胞表面标记包括但不限于蛋白质,例如CD4、CD8、CD45、CD2、CRTH2、CD19、CD3、CD14、CD36、CD56、CD5、CD7、CD9、CD10、CD11b、CD11c、CD13、CD15、CD16、CD20、CD21、CD22、CD23、CD24、CD25、CD33、CD34、CD37、CD38、CD41、CD42、CD57、CD122、CD52、CD60、CD61、CD71、CD79a、CD95、CD103、CD117、CD154、GPA、HLA、KOR、FMC7。在一些具体实例中,靶标可以是细胞内的特定区域,例如靶向特定细胞器或膜约束的囊泡的内部。在一些具体实例中,靶标可以是遗传操作或其它操作的结果,例如将Lac结合位点克隆到基因序列中以供标记的Lac蛋白靶向结合。
细胞可通过多种手段进行标记,包括但不限于表面标记、细胞膜和/或细胞壁的透化、主动转运或其它细胞过程、穿过膜扩散、载体颗粒例如脂囊泡或其它疏水分子、和由细胞产生(例如对于重组荧光蛋白)。
在一些具体实例中,包含混合细胞群体的样本可在光学探测前进行处理,以富集用于探测目标细胞群体。富集的一些示例方法包括但不限于离心、分选(使用或不用标记)、非目标细胞的选择性杀死例如通过裂解、和选择性标记以改善目标细胞的探测。对于成像,细胞可悬浮在液体介质(对于流式细胞术是较佳的)中、附着在表面或限制在小体积中,例如在微液体孔或通道中。
可以向整个样本或样本的部分添加一种或多种试剂,例如细胞活化剂、刺激剂或抑制剂,以确定细胞/样本如何反应。此类试剂可以是非特异性的(例如细胞因子)或特异性的(例如抗原)或其组合。组织样本可以在一种或多种试剂的存在下,在不同环境条件下培养不同时间段并实时分析。培养条件可以基于测得的反应随时间变化,且根据需要随时间添加额外的试剂。同样地,使用这些技术可检查对某些药物的敏感性,例如抗生素抗性。可在试剂施用之前、期间和之后分析样本。可以随时间依次和/或重复暴露于一种或多种试剂。试剂浓度可以基于测得的反应进行滴定。
组织样本(例如来自活检)可以以多种方式匀浆,包括通过使用研磨机、粉碎机,被移液管/喷嘴驱动,或者用或不用珠(例如纳米尖珠)离心,将样本推挤穿过筛孔和/或微型柱,或超音波处理。荧光活化细胞分选(FACS)可与包含流动和/或其它细胞分离方法(例如磁力分离)一起执行。
光谱分析
光谱分析包括产生发光或改变光(例如着色化学)的任何和所有测定。这可包括以下一种或多种:分光光度法、荧光测定、光度测定、浊度法、浊度测定、折射测定、偏振测定和凝集测量。
分光光度法是指测量主体对电磁波(包括可见光、UV和红外线)的反射或透射。例如,分光光度法可用来例如通过在约260的波长处测量吸光度来测定样本中的核酸浓度;通过在约280的波长处测量吸光度来测定蛋白质浓度;和/或通过在约230的波长处测量吸光度来测定盐浓度。
分光光度法的其它示例可包括红外(IR)光谱分析。红外光谱分析的示例包括近红外光谱分析、远红外光谱分析、雷射拉曼光谱分析、拉曼共焦雷射光谱分析、傅里叶变换红外光谱分析和任何其它红外光谱分析技术。低于约650cm-1的频率一般用于远红外光谱分析,高于约4000cm-1的频率一般用于近红外光谱分析,而在约650到约4000cm-1之间的频率一般用于其它类型的IR光谱分析。IR光谱分析具有许多生物医学应用,包括癌症诊断、关节炎诊断、测定生物液体的化学成分、测定败血症状态等。IR光谱分析可用于固体样本,例如组织活检、细胞培养物或子宫颈抹片;或用于液体样本,例如血液、尿、滑液、黏液等。IR光谱分析可用来区分正常和癌变细胞,如美国专利第5,186,162号中所述,其通过引用并入本文。IR光谱分析也可用于血样,以探测多种实体器官癌症的标记。IR光谱分析也可用来确定患者中的细胞免疫,例如诊断免疫缺陷、自身免疫病、传染病、变态反应、超敏反应和组织移植兼容性。
IR光谱分析可用来测定血液中的葡萄糖水平,这对糖尿病患者是有用的,例如用于监控胰岛素反应。IR光谱分析进一步可用来测量血样中的其它物质,例如酒精水平、脂肪酸含量、胆固醇水平、血红蛋白浓度。IR光谱分析还可以区分来自健康人和关节炎患者的滑液。
荧光测定是指在用入射光激发荧光分子时测量由与主体偶联的荧光分子发射的光。荧光测定可使用如上面对细胞计数测定所述的任何荧光分子、标记和靶标。在一些具体实例中,荧光测定使用基于酶活性改变荧光的底物分子,例如从NAD+转化成NADH或反之亦然,或者由前体分子产生β-半乳糖苷酶。荧光测定可与偏振激发源一起使用,以测量主体的荧光偏振或各向异性,其可提供关于大小和/或结合态的信息。
比色法是指测量主体的透射颜色吸收,较佳地通过用白光逆光照亮主体,用成像传感器探测结果。示例包括一些使用氧化酶或过氧化物酶与在过氧化氢的存在下变得有颜色的染料相结合的测定。一种在人白血球的完整细胞悬浮液中测定过氧化物酶活性的方法在Menegazzi等,J.Leukocyte Biol52:619-624(1992)中公开,其通过引用全文并入本文。此类测定可用来探测分析物,包括但不限于醇、胆固醇、乳酸盐、尿酸、甘油、甘油三酯、谷胺酸盐、葡萄糖、胆碱、NADH。可以使用的一些酶包括辣根过氧化物酶、乳过氧化物酶、微过氧化物酶、乙醇氧化酶、胆固醇氧化酶、NADH氧化酶。比色测定的其它非限制性示例包括基于染料的测定,以测定蛋白质浓度,例如Bradford、Lowry、biureat和纳米-橙方法。样本的pH也可通过比色测定用指示剂染料确定,包括但不限于酚酞、百里酚酞、茜素黄R、靛蓝胭脂红、间甲酚紫、甲酚红、百里酚蓝、二甲酚蓝、2,2’,2「,4,4’-五甲氧基三苯基甲醇、苯紫红素4B、间胺黄、4-苯基偶氮二苯胺、孔雀石绿、喹哪啶红、橙IV、百里酚蓝、二甲酚蓝及其组合。
光度测定不使用照明方法,因为主体发射其自身的光子。发射的光可能较弱,而且可使用非常灵敏的传感器探测,例如光电倍增管(PMT)。光度测定包括产生化学发光的测定,例如使用荧光素酶的那些测定或使用过氧化物酶的一些测定。
对于浊度法,探测的较佳具体实例是用白光逆光照亮主体,用成像传感器探测结果。对于浊度法,测量透射光强度的下降。浊度法可用来例如测定溶液中的细胞浓度。在一些具体实例中,浊度法通过浊度测定进行测量。
浊度测定测量穿过悬浮液中的主体后透射或散射的光,该主体一般是与免疫球蛋白例如IgM、IgG和IgA结合的底物。
偏振测定一般测量主体的电磁波偏振。偏振测定分析包括可提供结构信息的圆偏光二色性和可提供关于主体的大小和/或形状的信息的光散射测定。光散射测定的一个非限制性示例使用动态光散射(DLS)。用于这些测定的主体不需要标记。
放射性测定
放射性测定使用至少一种放射性同种型作为可探测标记。放射性标记可用作成像或计算酶活性的标记。此类酶测定可在反应结束时测量(终点测定)或在反应过程内多次测量(时间过程测定)。作为一个非限制性示例,在γ磷酸上用32P标记的ATP可用来测定样本中存在的ATP酶的活性。在另一个具体实例中,标记的前体化合物或其它分子可被引入细胞或其它样本,以测量产物分子的合成(“脉冲「)。这样引入标记的前体之后可以添加前体的未标记形式(「追踪」)。脉冲-追踪测定的一些示例包括但不限于对胰岛素合成使用3H-白胺酸作为前体和对蛋白质合成使用35S-蛋胺酸作为前体。应当注意到,这些类型的测定未必需要使用放射性标记,如熟悉本领域的人所知的。
质谱法
在一些具体实例中,样本的至少一部分可通过质谱法进行分析。样本可作为固体、液体或气体提供给质谱仪,并且可使用多种电离技术中的任一种,包括基质辅助雷射解吸/电离(MALDI)、电喷雾(包括电喷雾、微喷雾和纳米喷雾)、电感耦合电浆子(ICP)、辉光放电、场解吸、快原子轰击、热喷雾、硅上解吸附/电离、大气压化学电离、DART、二次离子质谱法、火花电离、热电离和离子附着电离。电离可形成正或负离子。执行这些技术的方法是本领域熟知的。
对于固相和液相质谱法,可在由任何合适的材料组成的样本呈递设备上呈递样本,其可以是固体或液体。样本呈递表面可以附着有酶或酶复合体,其化学修饰样本或与样本结合。化学修饰的示例包括但不限于酶切、纯化和添加化学部分。
在MALDI中,样本一般与高度吸附的基质预混合,然后用雷射轰击进行电离。MALDI的样本一般是高分子质量的热不稳定的非挥发性有机化合物,较佳地高达30,000Da。样本可呈现在任何适当的挥发性溶剂中。对于正电离,可使用痕量的三氟乙酸。MALDI基质可以是任何溶解生物分子、在雷射轻易可达的频率吸收光能量且不与生物分子反应的材料。合适的基质包括烟酸、吡嗪酸、香草酸、琥珀酸、咖啡酸、甘油、尿素或tris缓冲液(pH7.3)。较佳的基质包括a-氰基-4-羟基肉桂酸、阿魏酸、2,5-二羟基苯甲酸、芥子酸(或芥酸)、3,5-二甲氧基、4-羟基-反式-肉桂酸、其它肉桂酸衍生物、龙胆酸及其组合。
在电喷雾电离(ESI)中,样本一般溶解在挥发性极性溶剂例如乙腈溶液中,并且在毛细管吸头被强电压(例如3-4kV,或对较小的样本较低,例如用于微喷雾和纳米喷雾时)雾化。ESI样本的质量范围一般是低于100Da到超过1Mda。雾化可通过让雾状气体流经毛细管吸头而增强,例如氮气。通过溶剂蒸发,用一般加热过的干燥气体例如氮气辅助,得到的带电荷的液滴的大小进一步下降。可向溶剂添加额外的试剂以帮助电离。作为非限制性示例,对于正电离,痕量的甲酸可帮助样本质子化,而对于负电离,痕量的氨或挥发性胺可帮助样本去质子化。
质谱法的分析物包括但不限于蛋白质、碳水化合物、脂质、小分子、及其修饰和/或组合。通常,蛋白质和肽用正电离分析,而糖和寡核苷酸用负电离分析。分析物可整体或分片分析。质谱法可用来测定混合物的组成、主体的总大小、化学结构和定序,例如寡肽或寡核苷酸的定序。在一些具体实例中,质谱法可用来确定结合相互作用,例如(但不限于)在蛋白质和配体(包括小分子、肽、金属离子、核酸和其它小分子)之间的结合相互作用。
在一些具体实例中,可使用串联质谱法,其中依次使用两个或多个分析器,它们用碰撞室隔开以分隔(fragment)受试离子。串联MS因此能够首先测定主体的总质量,接着基于主体如何分隔确定额外的结构信息。串联光谱法的示例包括但不限于四极–四极、扇形磁场–四极、扇形磁场–扇形磁场、四极–飞行时间。串联光谱法特别适合于确定结构,包括小有机分子的结构,以及肽或寡核苷酸定序。用于测量吸光度和/或荧光的双光源包括用于吸光度测量的宽带光源和用于荧光测量的雷射二极管。基于CCD的紧凑的分光光度计一般使用FPGA/CLPD来控制采集;但是,本文提供的光谱仪使用通用微处理器,其可提供通用计算方面的更大灵活性,以及远程更新固件的能力。另外,光谱仪可配备有通用相机,其能够在读取前查询样本,以确保样本/容器完整性。诸如此的反馈帮助减少灾难性的故障,且允许实时校正。
X射线光电子能谱法
X射线光电子能谱法(XPS)或化学分析电子能谱法(ESCA)是光电子谱分析方法,用于探测样本表面发射的光电子以确定其成分。光电子谱分析可根据光源进一步分类为XPS和UV光电子能谱法(UPS)。
ESCA涉及用紫外线或x射线照射样本表面并探测由样本元素发射的特有光电子。XPS具体是指使用x射线的ESCA。光电子被静电或磁分析器滤过,该分析器仅允许指定狭窄能量带的电子穿过到达探测器。发射的电子的结合能对各元素是独特的,允许表面上的各元素被识别。探测到的束的强度一般代表标本表面上或附近的给定化学成分的浓度。通过引用并入本文的美国专利第3,766,381号描述了这样的系统。ESCA和XPS可探测原子序数3或以上的任何元素,并可探测距表面多达10nm的样本组成。因此,ESCA和XPS特别适合于确定纯材料的经验式、探测低达ppm的污染物和探测样本表面各元素的化学态或电子态。在XPS中,发射的电子一般在固体样本中具有短的非弹性自由程。因此,可通过分析发射的电子从表面出现时的实时角度而确定关于元素量的进一步信息(例如元素从表面延伸的深度)。ESCA/XPS可用来分析样本,包括但不限于无机化合物、半导体、聚合物、金属合金、元素、催化剂、玻璃、陶瓷、颜料、纸、墨水、木头、植物部分、化妆品、牙齿、骨、医学植入物、生物材料、黏性油、胶、离子修饰材料。
另一种样本分析方法使用俄歇电子,称为俄歇电子能谱法(AES),其运行类似于ESCA,除了它使用一束电子来代替UV或X射线以外。
色层分析
层析方法使用混合物中溶质的不同性质来允许分离。许多不同的层析方法是本领域已知的,包括但不限于纸层析法、薄层层析法(TLC)、柱层析法、气相层析法、液相层析法、亲和层析法、置换层析法、离子交换层析法(阳离子和阴离子)、疏水作用层析法、粒径排阻层析法例如凝胶过滤、灌流层析法、推送柱层析法、逆相层析法、二维层析法、高效液相层析法、填充毛细管层析法、开管液相层析法、热解气相层析法、手性层析法等。
层析法一般依靠固体固定相和携带样本的流动相(溶剂)。固定相可包含固体聚合物,例如塑料、玻璃、其它聚合物、纸、纤维素、琼脂糖、淀粉、糖、硅酸镁、硫酸钙、硅酸、硅胶、弗罗里硅土(florisil)、氧化镁、氧化铝(矾土)、活性炭、硅藻土、珍珠岩、黏土或本领域已知的其它类似物质。固定相可被处理或以其它方式修饰,以具有减慢样本混合物中的至少一种溶质的流动性的特性。对于离子交换层析法,固定相可包含带电荷的残基,例如吸引带正电荷的溶质的阴离子。对于粒径排阻层析法,固定相可包含可减慢较小溶质与较大溶质相比的迁移的孔、坑道或其它结构。对于亲和层析法,固定相可包含特异性地识别一些溶质的结合部分。一般地,不同的溶质具有不同的分布平衡。因此,不同溶质将以不同速率移动跨越固定相,这取决于其一方面对固定相和另一方面对溶剂的相对亲和力。随着混合物组分(即分析物)的分离,它们开始形成移动的条带或区带,其可在固定相上探测,如在例如TLC上是典型的,或它们依次溶析,如对于柱层析方法而言是典型的但非必需的。
分离结果取决于许多因素,包括但不限于固定相选择、溶剂的极性、相对于欲分离的材料量的固定相尺寸(例如柱的长度和直径)和溶析速率。在一些情况下,可能需要长柱或连续排列的多个柱,以有效分离样本。当样本在固定相和溶剂之间具有相对低的分布平衡时,尤其是这样。在其它情况下,样本可以与吸附剂材料紧紧结合,而且可能需要不同的溶剂来从吸附剂溶析样本。作为一个非限制性的示例,分子量大于1000的蛋白质或肽在水性介质中与C-18烷基固定相紧紧结合。该结合如此强大,以致难以有效地用水从固定相移除蛋白质。一般地,有机溶析剂例如乙腈、醇(例如甲醇、乙醇或异丙醇)、其它相对极性的有机溶剂(例如DMF)或其混合物可用作溶析剂将蛋白质从固定相移除。其它示例包括结合层析柱,其中样本以如此高的亲和力结合固定相,使得需要用竞争结合剂来溶析样本。
层析方法可用来从混合物分离几乎任何物质。一些非限制性示例包括从生物样本例如血液分离特定激素、细胞因子、蛋白质、糖或小分子例如药物。分离的样本在溶析后可更容易探测,或可经历进一步分离、纯化或处理。例如,核酸可从样本分离并用作核酸扩增的模板。也可分离其它样本,例如从环境样本中分离毒素或从裂解的细胞中分离感兴趣的靶标。
离子交换层析法
离子交换层析法依赖于样本组分和固定相(例如在柱中填充的树脂)和/或流动相上的电荷之间的电荷-电荷相互作用。在阳离子交换层析法中,带正电荷的溶质与带负电荷的固定相分子结合,而在阴离子交换中,带负电荷的溶质与带正电荷的固定相结合。在典型的具体实例中,溶质在低离子强度的溶剂中与柱结合,然后使用梯度增加的较高离子强度的第二溶析溶剂溶析掉结合的分子。在一些示例中,梯度改变了溶析剂溶剂的pH或盐浓度。离子交换非常适合从混合样本中纯化核酸,核酸一般带负电荷。
用于阴离子交换层析法的常见树脂包括但不限于Q-树脂和二乙基氨基乙烷(DEAE)树脂。阳离子交换树脂包括但不限于S树脂和CM树脂。一些市售树脂包括Nuvia、UNOsphere、AG、Bio-Rex、Chelex、Macro-Prep MonoBeads、MiniBeads、Resource Q、SourceMedia、Capto IEX、Capto MMC、HiScreen IEX、HiPrep IEX、Sepharose Fast Flow、HiLoadIEX、Mono Q、Mono S和MacroCap SP。用于阴离子交换的缓冲液包括但不限于N-甲基呱嗪、呱嗪、L-组胺酸、bis-Tris、bis-Tris丙烷、三乙醇胺、Tris、N-甲基-二乙醇胺、二乙醇胺、1,3-二氨基丙烷、乙醇胺、呱嗪、1,3-二氨基丙烷、呱啶和磷酸盐缓冲液。用于阳离子交换的缓冲液包括马来酸、丙二酸、柠檬酸、乳酸、甲酸、丁二酸(butaneandioic acid)、乙酸、丙二酸、磷酸盐缓冲液、HEPES缓冲液和BICINE。
体积排阻层析法
体积排阻层析法(SEC)基于其体积分离溶质,且一般用于大分子或大分子复合体。在SEC中,固定相由多孔颗粒组成,使得小于孔径的分子可进入颗粒。因此,较小的溶质具有较长的流程和较长的穿过SEC柱的通过时间,并且与不能适合该孔的较大溶质分离。体积排阻层析法可使用水性或有机溶剂,它们分别可称作凝胶过滤或凝胶渗透层析。与体积已知的标准大分子相比时,体积排阻层析法也可用来确定关于溶质的一般体积信息。体积排阻层析法也受到溶质的形状的影响,使得一般不能进行精确体积测定。在一个示例中,体积排阻层析法可与动态光散射结合,以获得关于蛋白质和大分子的绝对体积信息。可基于目标溶质的体积而选择用于SEC的树脂,以增强层析柱上的分离。用于体积排阻层析法的市售树脂包括Superdex、Sepharcryl、Sepharose和Sephadex树脂。用于SEC的缓冲液的示例包括但不限于Tris-NaCl、磷酸盐缓冲盐水和Tris-NaCl-尿素。
亲和层析法
亲和层析法利用个体溶质通过例如螯合、免疫化学结合、受体-靶标相互作用和这些作用的组合对表面的亲和力的差异。适用的结合配偶体已知的任何样本(较佳地解离常数(Kd)为10-6或更少)可通过亲和层析法分离。在一些具体实例中,靶标可设计为包含人造结合部分,例如聚组胺酸、聚精胺酸、聚离胺酸、GST、MBP或其它肽标签(其可在色层分析之后去除)。亲和层析法的配体及其靶标分子包括但不限于生物素和抗生物素蛋白及相关分子、单克隆或多克隆抗体及其抗原、普鲁卡因胺(procainamide)和胆碱酯酶、N-甲基吖啶鎓和乙酰胆碱酯酶;对氨基苯甲脒和胰蛋白酶;对氨基苯酚-β-D-硫代半乳糖-吡喃糖苷和β-半乳糖苷酶;几丁质和溶菌酶;甲氨蝶呤和二氢叶酸还原酶;AND和醇脱氢酶;磺胺和碳酸酐酶;DNA和DNA聚合酶;互补核酸序列;氧化型麸胱甘肽和麸胱甘肽还原酶;对氨基苯甲脒和尿激酶;胰蛋白酶和大豆胰蛋白酶抑制剂;N6-氨基己酰基-3',5'-cAMP和蛋白激酶;胃酶抑素和肾素;4-氯苯甲胺和凝血酶;N-(4-氨基苯基)草胺酸和流感病毒;前白蛋白和视黄醛结合蛋白;后叶激素运载蛋白和加压素;离胺酸和纤溶酶原;肝素和抗凝血酶;环庚直链淀粉和人血清淀粉酶;皮质醇和皮质素传递蛋白;吡哆醛-5-磷酸和麸胺酸丙酮酸转胺脢;螯合剂和金属离子;螯合剂-Cu和超氧化物歧化酶;螯合剂-Zn和人纤维蛋白原;辅酶A和琥珀酸硫激酶;黄素和荧光素酶;磷酸吡哆醛和酪胺酸氨基转移酶;卟啉和血红素结合蛋白;离胺酸和核糖体RNA;聚尿苷和mRNA;伴刀豆球蛋白A和免疫球蛋白;3-磷酸-3-羟基丙酸酯和烯醇酶;D-苹果酸酯和延胡索酸水合酶;阿托品或眼镜蛇毒和胆碱能受体;6-氨基青霉烷酸和D-丙胺酸羧肽酶;植物凝集素和表皮生长因子受体;阿普洛尔和肾上腺素受体;生长激素和催乳素受体;胰岛素和胰岛素受体;雌二醇或己烯雌酚和雌激素受体;地塞米松和糖皮质激素受体;羟胆钙化醇和维生素D受体。合适的配体包括但不限于抗体、核酸、抗毒素、肽、螯合剂、酶抑制剂、受体促效剂和受体拮抗剂。本文使用的术语「抗体」是指免疫球蛋白例如IgA、IgG、IgM、IgD和IgE,无论起源是单克隆还是多克隆。用于亲和层析结合对的结合和溶析方法取决于使用的结合对,且通常是本领域熟知的。作为一个示例,带有聚组胺酸标记的溶质可使用树脂纯化,包括但不限于市售树脂例如Superflow Ni-NTA(Qiagen)或TalonCellthru Cobalt(Clontech)。聚组胺酸标记的溶质例如可以用包含咪唑或甘胺酸的缓冲液从此类树脂上溶析。用于离子交换层析法的缓冲液可这样选择,使得使用的结合对在缓冲液中可溶。缓冲液一般是单相的水性溶液,而且可以是极性或疏水的。
供靶向配体结合的树脂可基于靶向配体和将要使用的缓冲液而选择。
疏水性交互作用层析法
疏水性交互作用层析(HIC)依赖于溶质和固定相之间的疏水性交互作用。一般地,用高离子强度的缓冲液执行HIC,以增加疏水性交互作用的强度,而且通过降低缓冲液组合物的离子强度例如pH、离子强度、添加离液剂或有机试剂例如乙二醇而实现溶析。改变流动相的pH也可影响电荷,从而影响底物的疏水性,以产生更有效的分离。用于HIC的树脂的非限制性示例包括琼脂糖、琼脂糖凝胶、纤维素或二氧化硅颗粒,它们可以用苯甲基、包含2到50个碳原子的具有任意饱和程度的直链或支链烷基修饰,包括辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基和二十烷基。包含疏水性聚合物的树脂可具有特定用途,因为它们不需要用疏水性官能团覆盖树脂。此类固体疏水性聚合物包含缠绕的疏水性聚合物链的无光表面,该链的分子量为约10,000道耳顿到约10,000,000道耳顿。聚合物又或者可以是多孔的。合适的聚合物材料包括,例如聚乙烯、聚丙烯、聚醚砜、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷及其共混物。聚合物支持体可处于任何形式,包括例如颗粒、珠、卡片、片、纤维、中空纤维和半透膜。
电化学测量
液体样本的电化学分析通常使用浸在液体样本中的电极来进行分析物类型的电化学确定、分析物浓度的测量或二者。电极彼此间隔开,并且样本中的电解质提供电极之间的离子连通。在大多数情况下,样本在测量期间是静止的;在一些情况下,当样本处于液体运动中时,样本流经电化学探测器,比如在流动注射分析的情况中那样。电极的尺寸可限定测量所需的样本的体积。当样本体积不足以覆盖常规大小的电极的表面积时,关于样本体积的限制和快速测量的需求可能要求使用微电极。可通过电化学分析测量的样本包括但不限于诸如经处理或未经处理的血液或血浆等生物液体、生物样本溶液和液体环境样本。
电化学测量可用来测量可用于反应以实现向或从电极的电子或电荷转移的任何试剂。试剂包括但不限于:酶,诸如葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、β-羟基丁酸脱氢酶和乳酸脱氢酶;介体,诸如二茂铁、铁氰化物、醌等;辅酶,诸如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD),如果必要的话;离子载体;细胞;小分子,诸如葡萄糖;或者前述的组合。试剂通常包含酶和介体。介体是具有两种或更多种不同电活性电位的氧化态的化学种类,其允许电子/电荷向电极转移的可逆机制。酶与样本中的分析物反应,从而催化分析物的氧化。酶在氧化反应中还原,并且还原的酶通过介体再生。备选地,可使用离子种类和金属离子来代替酶,以在其与分析物反应时形成可电化学探测的化合物,诸如用于离子敏感电极的离子载体。
在其中测量液体样本中的电活性种类而根本不需要任何试剂的测定中,构成工作电极的导电层不需要有在其上沈积任何试剂。如众所熟知,电化学测量可通过使用与参比电极耦合的工作电极来进行。测量可涉及电位变化(电位测定)或电流生成(电流测定)。电极自身对分析物不展示特异性。通过具有仅与分析物混合物中多种分析物之中的一种反应的酶(在生物传感器的情况中),或者通过采用将会选择性地仅允许混合物中多种分析物之中的一种穿过过滤设备的过滤技术,可以给予电极特异性。在某些分析物(诸如脑中的多巴胺)的电化学测量中,在生物传感器的「虚设」电极中对干扰剂的确定是在其中电化学测量的执行无需在工作电极表面上使用任何试剂的一个示例。例如,参见通过引用而并入本文的美国专利第5,628,890号。
在电流测定测量中,在工作电极施加相对于参比电极的恒定电压,并测量工作电极与对电极之间的电流。电化电池的反应具有两个分量——催化性(葡萄糖反应分量)和感应电流性(溶液电阻分量)。如果溶液的电阻是最小化的,则电化电池的反应在任何给定的时间都将具有与溶液电阻分量相比显著更高的葡萄糖反应分量。因此,即使在短至一秒的测定时间内,都能够从电化电池反应获得与葡萄糖浓度的良好相关性。如果溶液的电阻高,则在工作电极处经历的电压将显著滞后于外加电压。与三电极系统相比,这一滞后对双电极系统显著更高。在双电极系统的情况下,工作电极与参比电极之间的iR值比三电极系统中的显著更高。在三电极系统中,工作电极与参比电极之间无电流流动,并且因而电压降较低。因此,一旦充电电流(法拉第电流)衰退到最小值(在两到三毫秒内),观察到的电流全是催化电流。在双电极系统中,充电电流直到工作电极处的电压达到稳态(达到外加电压)时才消弱。因此,在双电极系统中,存在反应曲线的慢衰退。
电化电池的通径可通过众多方法中的任一种用液体样本填充。例如,填充可通过毛细引力、化学辅助的芯吸或者真空来进行。备选地,液体样本可流经通径。填充电化电池的方式取决于应用,比如传感器的单次使用或在流动注射分析中的连续测量。
在一个示例中,电化学测量可用来测量血液样本中的葡萄糖水平,其可有助于确定所要施用的胰岛素量。葡萄糖通常在特异性地使用葡萄糖作底物的酶的存在下通过电流测定来测量。
当前使用的一种酶是葡萄糖氧化酶(GOD),这是因为它非常特定于葡萄糖,不与任何其它寡糖反应,而且对温度变化不敏感。但是,葡萄糖氧化酶具有对氧的存在非常敏感这一缺点。因此,血样的氧水平的变化可妨碍对葡萄糖水平的精确测量。为了降低或消除氧浓度的影响,可使用介体来加速电子转移。此类介体的一些非限制性示例包括二茂铁、其衍生物,以及锇络合物,诸如在通过引用而并入本文的美国专利第5,393,903号中所公开。
用于葡萄糖测定的备选酶可以是葡萄糖脱氢酶(GDH),其具有对氧的存在不敏感这一优点。但是,葡萄糖脱氢酶具有较低的葡萄糖特异性和受其它糖、寡糖和寡多糖(诸如麦芽糖)干扰的缺点,这导致对葡萄糖水平的过高估计。
多变量分析
本文提供的设备和系统可用于多变量分析。这可以支持受试者的临床结果的表征。本文提供的设备和系统可用来在临床结果的诊断、预后和治疗中帮助最终使用者。
本文提供的设备和系统可用于多变量分析,在一些情况下伴有概率或参照空间的帮助。在一些情况下,本文提供的系统和设备配置用于收集数据,以供与在Michelson等的美国专利申请案第12/412,334号(「METHODS AND SYSTEMS FOR ASSESSING CLINICALOUTCOMES」)中提供的方法一起使用,该文献通过引用完整并入本文。在一个示例中,系统700(包括模块701-706中的一个或多个)配置用于处理样本,以帮助确定受试者的治疗的轨迹、速度和/或加速或者状况(例如,健康或疾病状况)的进展。轨迹可指示出进展到临床结果的可能性。在另一示例中,系统700收集数据以供用于趋势分析。
在2011年1月21日提交的美国临时专利申请案第61/435,250号(「SYSTEMS ANDMETHODS FOR SAMPLE USE MAXIMIZATION」)以及美国专利公开案第2009/0088336号(「MODULAR POINT-OF-CARE DEVICES,SYSTEMS,AND USES THEREOF」)中描述的所有容器(例如,比色皿、吸头)、吸头、方法、系统和装置全都通过引用完整并入本文。
授权探测
现参考图75,现在将描述各种授权探测的一个或多个具体实例。应当理解,本文描述的设备和/或系统可配置成与一个或多个以下探测范式一起使用。本文的具体实例中的至少一些具体实例提供系统和方法,用于采集和传输关于样本且经常代表样本的数据,从而使得对样本的进一步分析不需要对样本的物理运输。本文描述的各种特征可应用于以下阐述的任何特定应用或者应用于任何其它类型的诊断或测定系统。本文的至少一些具体实例可作为独立的系统或方法来应用,或者作为集成系统的一部分,诸如在实验室、医疗保健专业人员和样本采集仪之间的系统中应用。应当理解,本文的具体实例的不同特征可以独立地、共同地、或彼此组合地理解。
图75A示出了系统的一个具体实例,其包含实验室8110、指定样本采集仪8120和医疗保健专业人员8100。设备8130可提供在指定样本采集仪。作为非限制性示例,设备8130可选自本文描述的任何设备。
在本文描述的一个具体实例中,样本采集仪可以是第一地点,而实验室可提供在第二地点。第一地点和第二地点可以是不同的地点。第一地点和第二地点可定位成使得它们彼此不接近。第一地点和第二地点可定位成使得它们彼此远离。医疗保健专业人员可提供在第三地点,尽管他/她可附属于实验室、被实验室雇用或与实验室签有合同。第三地点可以是与第一地点和第二地点不同的地点。第三地点可定位成使得其不接近第一地点或第二地点。实验室、医疗保健专业人员和样本采集仪可全都处在彼此不同的地点。在一个示例中,实验室、医疗保健专业人员和/或样本采集仪可以处在单独的设施处。备选地,它们中的一个或多个可以处在同一地点。
实验室可以是能够执行临床探测或分析采集到的数据的实体或设施或系统或设备。实验室可以提供受控条件,在该受控条件下可以进行科学研究、实验和测量。实验室可以是医学实验室或临床实验室,在其中可以进行关于临床试样的探测或者可以发生有关从临床试样采集的数据的分析,以便获取适合于疾病的诊断、预后、治疗和/或预防的、关于患者健康的信息。临床试样可以是从受试者采集的样本。较佳地,如本文其它各处所进一步详述,可在位于与实验室分离的设施处的样本采集仪从受试者采集临床试样。可以使用放置在指定的样本采集仪或受试者身上或体内的设备从受试者采集临床试样。
在一些具体实例中,实验室可以是认证实验室。认证实验室可以是经授权的分析设施。在一些具体实例中,经授权的分析设施可包括签约的分析设施。例如,认证实验室或其它实验室可向处在另一实验室(其可以是认证实验室)的专科医生发送图像以供分析。
本文对实验室的任何描述均可适用于经授权的分析设施,且反之亦然。在一些情况下,实验室可由政府装置或专业协会认证。实验室可接受监管装置的认证或监督。在一个示例中,实验室可以由实体认证,该实体诸如为医疗保险和医疗补助服务中心(CMS)、美国病理学家学会(College of American Pathologists)、ISO标准15189或17025或其等同实体。例如,经授权的分析设施可以是美国的临床实验室改进修正案(CLIA)认证的实验室或其在外国管辖区内的等同实体。又或者,应当理解,本文描述的设备、系统和/或方法的具体实例可配置成符合CLIA、ISO标准15189或17025、本文列出的任何认证标准和/或其它类似的标准或认证。
经授权的分析设施通常受到监督或监管。例如,实验室可具有由委员会认证的实体(其可包括一个或多个委员会认证的人员)做出的监督。在一些具体实例中,监督可包括验证一个或多个临床探测。监督还可包括评估一个或多个临床探测的执行、对该一个或多个临床探测做出校正、校准、运行控制、重复、调整或分析。监督可包括对一组或多组数据的评价,以提供针对临床探测的质量控制。经授权的分析设施可具有一个或多个有资格的人员来提供监督。例如,一个或多个病理学家或其它医疗保健专业人员可审验由设施处理的数据和/或分析。在授权的分析设施,受过训练的病理学家或其它认证医疗保健专业人员可提供监督。在一些情况下,提供监督的认证医疗保健专业人员可以是以下一种或多种:病理学认证的医生、在医疗保健专业人员负责的专业服务领域有实验室训练或经验的医生、或在此专业有经验或实验室训练的个人。
监督可进一步包括如下的认证医疗保健专业人员:其可在实验室中建立程序和规则、处理出现的问题和/或训练/评价实验室人员。监督还可包括但不限于:选择探测方法,验证探测程序和建立实验室的探测执行特性,登记参与HHS批准的能力验证计划,建立适合于所执行的探测的质量控制计划,建立分析执行的可接受水平的参数,确保在整个探测过程中始终保持这些水平,解决技术问题并确保在探测系统偏离建立的执行规范时采取补救行动,确保在已采取所有纠正行动之前不报告患者探测结果,确定训练需求并确保执行探测的每个个人接受定期在职训练和教育,评价所有探测人员的胜任能力并确保员工保持其执行探测程序的胜任能力(例如,还有用于员工评估的程序:直接观察例行探测执行,监控结果的记录/报告,审验中间探测结果、记录等,观察仪器维护的执行,评估探测执行,评估问题解决能力),和/或评价并记录负责中等复杂度探测的个人的表现(例如,在第一年期间每半年一次;此后至少每年一次,除非探测方法或仪器改变)。监督可包括审验和/或验证实验室程序或设备的功能性,以及/或者采集的和/或生成的数据的有效性。监督可确保其余事项的质量和/或将数据置于这样的状况中:此时医疗保健专业人员可以依靠它来提供诊断、治疗,包括但不限于预防性治疗。监督可包括凭经验来审验探测。监督可包括本文其它各处描述的一个或多个、两个或更多个或者任何数目的项目。
在一些情况下,监督可由监督软件程序而不是认证医疗保健专业人员来提供。在一些情况下,提供的一个、两个更或多个类型的监督可由监督软件程序来实现。可以采用监督软件程序和医疗保健专业人员的组合来提供监督。在一些情况下,一个、两个或更多个类型的监督可由医疗保健专业人员在软件程序上实现。例如,医疗保健专业人员可确定与软件程序相关联的程序和规则。在一些情况下,软件程序可以是自学习型的。软件程序可访问不断增大数据池和/或不断演进的规则或程序。
在一些具体实例中,监督软件程序可提供在设备上。监督软件程序可于样本采集仪提供,在设备上或者不在设备上。软件程序可提供在实验室,诸如授权的分析设施。软件程序可提供在授权的分析设施,并扩展以覆盖在远离授权的分析设施的地点上操作的设备。在一些情况下,设备可接收对监督软件程序的更新。更新可以由或者可以不由实验室提供。监督软件可储存在内存中,并且可包括计算机可读取媒体,该计算机可读取媒体包含可能能够执行步骤的码、指令或逻辑。本文中一些具体实例提供了对于在分析仪点的分析和在样本采集仪的监管依从性设备的操作的完整性的监督,从而使得由所述分析生成的结果可以被医疗保健专业人员利用来诊断或治疗所述受试者,其中监督单独使用处理器或与附属于授权的分析设施的个人相结合地执行。一些实体在分析站点提供分析整体性监督,并在样本采集站点提供监管兼容设备操作,医疗专业人员可以利用这些即时产生的检测结果对患者进行诊断或治疗,这些监督可以通过处理器单独完成,或者通过隶属于授权分析场所的使用人员来完成,而且这些授权分析场所可能是但不限于符合CLIA或ISO标准的实验室。
在一些情况下,监督软件可包括一个或多个算法,所述算法可以审验可执行的样本定性和/或定量评价。监督软件程序可寻找离群值,可确定定性和/或定量评价是否适当执行,可执行与记录或数据点的一个或多个比较,可执行对评价的统计分析,或者如本文其它各处所述的任何其它监督行动。监督软件可能能够执行一个或多个校准和/或诊断。监督软件可以远程启始并命令与分析仪点分离的设备执行一个或多个校准和/或诊断。又或者,监督软件可以在远离分析仪点的设备上运行,并于同时在分析仪点运行。
授权的分析设施的医疗保健专业人员可接收和/或查看数据。授权的分析设施的医疗保健专业人员可附属于或关联于授权的分析设施。在一些情况下,医疗保健专业人员可由授权的分析设施雇用或与其签有合同。医疗保健专业人员可位于授权的分析设施,可位于远离授权的分析设施之处,或在另一分析设施(例如医院、卓越中心、专业领导路径/小组)之中。在一些情况下,医疗保健专业人员在探测执行时或在授权的分析设施接收数据时并不需要始终在现场,但可在根据需要的基础上可以取得联系,以便提供咨询。可以联系到医疗保健专业人员,以便提供现场、电话和/或电子咨询的。
提供监督的医疗保健专业人员与可从授权的分析设施接收报告从而为受试者诊断、治疗、监控或预防疾病的医疗保健专业人员可以是不同的个人或相同的个人。例如,授权的分析设施的病理学家可以是与受试者的处方医师不同的个人。授权的分析设施的医疗保健专业人员可以是审验医疗保健专业人员或监督医疗保健专业人员。可接收报告的医疗保健专业人员可以是预订了受试者所经受的探测的医疗保健专业人员。不同的医疗保健专业人员可提供分析,并且不同的医疗保健专业人员可提供监督。备选地,相同的医疗保健专业人员可同时提供分析和监督。
指定的样本采集仪可以是服务点(POS)地点。本文对样本采集仪的任何公开内容亦可适用于服务点地点,且反之亦然。在其中可从受试者采集或由受试者提供样本的服务点地点可以是远离实验室的地点。样本采集仪可具有与实验室分离的设施。样本可以在或者可以不在样本采集仪从受试者新鲜采集。备选地,样本可在别处从受试者采集并被带到样本采集仪。在服务点地点的样本采集仪可以是血液采集中心或任何其它体液采集中心。样本采集仪可以是生物样本采集中心。在一些具体实例中,样本采集仪可以是零售商。零售商的示例在本文其它各处进一步详细提供。样本采集仪的其它示例可包括医院、诊所、医疗保健专业人员的办公室、学校、日间护理中心、健康中心、辅助生活住所、政府机关、流动医疗护理单元、机动单元、急救交通工具(例如,飞机、船舶、救护车)、或者住宅。例如,样本采集仪可以是受试者的住宅。样本采集仪可以在样本获取场所和/或健康评估和/或治疗地点(其可包括本文其它各处所述的任何样本采集仪,包括但不限于急诊室、医生办公室、急救仪、筛查棚(其可在远程地点)、走进某人的住宅提供家庭护理的医疗保健专业人员)。样本采集仪可以是在其中由设备接收来自受试者的样本的任何地点。任何地点均可指定为样本采集仪。指定可由任何当事方做出,所述当事方包括但不限于实验室、关联于实验室的实体、政府装置或监管装置。本文关于样本采集仪或服务点的任何描述均可涉及或适用于零售商、医院、诊所或本文提供的任何其它示例,且反之亦然。
在样本采集仪可提供设备。该设备可配置用于接纳样本。该设备可被称作样本采集设备。该设备还可被称作样本处理设备。该设备亦可被称作读取器设备。对读取器设备的任何描述均可适用于任何可能能够收样本和/或处理样本的设备。设备可接纳在样本采集仪从受试者采集的样本,或者接纳受试者或受试者的代理人携带至服务地点的样本。设备可直接从受试者采集样本,或者可以使用中间设备或技术从受试者采集样本。采集技术和装置的示例在本文其它各处更详细地描述。
在一些情况下,设备可放置在受试者体内或身上。例如,设备可被受试者吞服(例如,参见美国专利公开案第2006/0182738号、美国专利公开案第2006/0062852号、美国专利公开案第2005/0147559号、美国专利公开案第2010/0081894号,其全都特此通过引用而整体并入)。设备可以是丸剂,或者具有可穿过受试者的消化道的另一规格。又或者,设备可植入受试者体内。例如,设备可皮下植入受试者体内。在另一示例中,设备可由受试者佩戴。设备可通过带条、黏合剂、集成到服装中或任何其它技术而附接到受试者。设备可包含一个或多个可以穿透受试者皮肤的针或微型针头。设备可以是可由患者佩戴的贴片。设备可包括自动采血暗盒。暗盒可以是一次性的。可以使用一个或多个一次性组件从受试者采集样本。一次性组件可将该样本提供给非一次性设备。备选地,一次性组件可以是样本处理设备。
设备可以一次从受试者接收样本。备选地,设备可周期性地从受试者接收样本。这可以以定期排定的间隔进行,或者响应于一个或多个探测到的状况而进行。设备又或者可对受试者施用治疗。设备可对受试者施用一种或多种治疗剂。治疗剂可以以排定的间隔施用,或者响应于一个或多个探测到的状况而施用。治疗剂可响应于从样本探测到的一个或多个条件而施用。
在一些情况下,设备可在指定的样本采集仪提供给受试者。备选地,受试者可在任何其它地点获得或接触设备。
样本的示例可包括各种液体或固体样本。在一些情况下,样本可以是来自受试者的体液样本。样本可以是含水样本或气体样本。在一些情况下,可提供固体或半固体样本。样本可包括从受试者采集的组织和/或细胞。样本可以是生物样本。生物样本的示例可以包括但不限于血液、血清、血浆、鼻腔拭子或鼻咽冲洗液、唾液、尿液、胃液、脊髓液、泪液、粪便、黏液、汗水、耳垢、油、腺体分泌物、脑脊液、组织、精液、阴道分泌物、来源于肿瘤组织的间质液、眼内液、脊髓液、咽拭子、呼吸、毛发、指甲、皮肤、活检穿刺、胎盘液、羊水、脐带血、emphatic fluid、体腔液、痰液、脓液、微生物群、胎粪、乳汁和/或其它排泄物。样本可包括鼻咽冲洗液。受试者组织样本的示例可包括但不限于结缔组织、肌肉组织、神经组织、上皮组织、软骨、癌性样本或者骨。样本可提供自人或动物。样本可提供自哺乳动物、脊椎动物,诸如鼠类、猿猴、人、农场动物、运动动物或宠物。样本可采集自活着的或死亡的受试者。样本可从受试者新鲜采集或者可经历一些形式的预处理、储存或运输。
可从受试者采集一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、十种或更多种、十二种或更多种、十五种或更多种、或者二十种或更多种不同类型的样本。可以同时或在不同时间从受试者采集单一类型的样本或多种类型的样本。单一类型的样本或多种类型的样本可同时或在不同时间被设备接收或能够被接收。多种类型的样本可由设备并行地和/或依次地处理。例如,设备可能能够同时接收体液和组织,或者粪便样本和体液。在另一示例中,设备可能能够接收多种类型的体液,诸如血液和尿液。例如,设备可能能够接收一种或多种类型、两种或更多种类型、三种或更多种类型、四种或更多种类型、五种或更多种类型、六种或更多种类型、七种或更多种类型、八种或更多种类型、十种或更多种类型、或者二十种或更多种类型的体液。
可以使用设备的不同采集装置或相同采集装置来采集多种类型的样本。
受试者可提供样本,并且/或者样本可从受试者采集。受试者可以是人或动物。受试者可以是哺乳动物、脊椎动物,诸如鼠类、猿猴、人、农场动物、运动动物或宠物。受试者可以是活着的或死亡的。受试者可以是患者、临床受试者或临床前受试者。受试者可经历诊断、治疗、监测和/或疾病预防。受试者可受到或者可不受到医疗保健专业人员的护理。受试者可以是任何年龄的人、婴儿、幼儿、成年人或老年人。
从受试者可以提供任何体积的样本。体积的示例可包括但不限于约10mL或更小、5mL或更小、3mL或更小、1微升(μL,本文中也用「uL」)或更小、500μL或更小、300μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、170μL或更小、150μL或更小、125μL或更小、100μL或更小、75μL或更小、50μL或更小、25μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、5μL或更小、3μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、250nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、20nL或更小、10nL或更小、5nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、或者1pL或更小。样本的量可以是约一滴样本。样本的量可以是由刺破的手指或手指针刺采集的量。样本的量可以是由微型针头或静脉抽血器采集的量。可以向设备提供包括本文描述的体积在内的任何体积。
医疗保健专业人员可包括与医疗保健体系相关联的人员或实体。医疗保健专业人员可以是医疗保健提供者。医疗保健专业人员可以是医生。医疗保健专业人员可以是以系统化方式向受试者、家庭和/或小区提供预防性、治疗性、宣传性或康复性医疗保健服务的个人或装置。医疗保健专业人员的示例可包括医生(包括全科医生和专科医生)、牙科医生、听力专家、言语病理医生、医师助理、护士、助产士、药士/药剂师、营养师、治疗师、心理医生、按摩师、临床医官、理疗师、抽血师、职业治疗师、验光师、急诊医疗技师、辅助医疗人员、医学实验室技师、医疗假肢技师、放射科技师、社工,以及受训提供一些类型的医疗保健服务的众多其它人力资源。医疗保健专业人员可能有资质或者可能无资质开处方。医疗保健专业人员可能工作于或隶属于医院、医疗保健地点和其它服务提供点,或者还可以工作于学术培训、研究和管理部门。一些医疗保健专业人员可以在私人住宅为患者提供护理和治疗服务。小区保健工作者可以在正式医疗保健装置以外的地方工作。医疗保健服务管理者、医疗记录与健康信息技术员以及其它支持人员也可以是医疗保健专业人员或隶属于医疗保健提供者。
在一些具体实例中,医疗保健专业人员可能已经熟悉受试者或已与受试者进行过沟通。受试者可能是医疗保健专业人员的患者。在一些情况下,医疗保健专业人员可能已给受试者开处方嘱咐其经受临床探测。医疗保健专业人员可能已指令或建议受试者经受在样本采集仪或由实验室进行的临床探测。在一个示例中,医疗保健专业人员可以是受试者的基础保健医生。医疗保健专业人员可以是受试者的任何类型的医师(包括全科医生和专科医师)。
医疗保健专业人员可从授权的分析设施接收报告。接收报告的医疗保健专业人员可以是做出预订的医疗保健专业人员或在分析设施和/或样本采集仪的医疗保健专业人员。
实验室8110可与样本采集仪8120和医疗保健专业人员8100通信。实验室可与任何数目的样本采集仪和医疗保健专业人员通信。例如,实验室可与1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、5个或更多个、10个或多个、15个或更多个、20个或更多个、30个或更多个、50个或更多个、100个或更多个、200个或更多个、500个或更多个、1000个或更多个、5000个或更多个、10000个或更多个、100000个或更多个、或者1000000个或更多个样本采集仪和/或医疗保健专业人员通信。在一些系统中,可以提供1个、2个、3个、4个或更多个实验室,所述实验室可与任何数目的样本采集仪和/或医疗保健专业人员通信。实验室可以彼此通信或者可以不彼此通信。样本采集仪、实验室和/或医疗保健专业人员在地理上可分散在任何地点。在一些具体实例中,与实验室通信的样本采集仪和/或医疗保健专业人员可在同一地理区域(例如,城镇、城市、州、地区、国家)。备选地,与实验室通信的样本采集仪和/或医疗保健专业人员可分散在全球任何地方。
实验室可与医疗保健专业人员和样本采集仪以本领域已知的任何方式通信。在一些具体实例中,实验室可直接与位于样本采集仪或者受试者体内或身上的设备通信。此类通信可经由电子信号、射频信号、光信号、手机信号或任何可经由有线或无线连接传输的其它类型的信号。数据的任何传输或者对本文其它各处所述的电子数据或传输的描述均可经由电子信号、射频信号、光信号、手机信号或任何可经由有线或无线连接传输的其它类型的信号而发生。例如,数据可从样本采集仪电子传输到实验室,且反之亦然。数据可以从可处在样本采集仪或者在受试者体内或身上的设备传输到实验室,且反之亦然。类似地,数据可从实验室电子传输到医疗保健专业人员,且反之亦然。
通过举例的方式而非限制性地来说,通信可以通过网络进行,所述网络诸如为:局域网络(LAN)、诸如互联网络之类的广域网络(WAN)、个人局域网络、诸如电话网络之类的电信网络、行动电话网络、行动网络、无线网络、数据提供网络或任何其它类型的网络。通信可利用无线技术,诸如蓝牙或RTM技术。备选地,可利用各种通信方法,诸如利用调制解调器的拨号有线连接、诸如TI、ISDN之类的直接链接或者电缆线路。在一些具体实例中,无线连接可使用诸如胞状网络、卫星网络或呼叫器网络、GPRS之类的示例性无线网络,或者使用诸如以太网络或在LAN上的讯标环之类的局部数据传送系统。在一些具体实例中,设备可使用红外通信组件进行无线通信。为了提供通信,可以使用设备8130、个人计算机、服务器、膝上型计算机、平板计算机、行动电话、行动电话、卫星电话、智能型手机(例如,iPhone、Android、Blackberry、Palm、Symbian、Windows)、个人数字助理、蓝牙设备、呼叫器、固定电话或其它网络设备。此类设备可以是通信使能设备。还应当理解,设备8130可使用任何网络连接性硬件和/或软件来实现本文描述的网络连接性技术。这包括与图83-图88关联地以文字和图标描述的网络连接性技术。
实验室可与在样本采集仪或者在受试者体内或身上的设备通信。来自样本采集仪的设备可与实验室的任何通信使能设备通信。设备可向云端计算基础设施提供数据,该云端计算基础设施可由实验室的任何通信使能设备所访问。设备可向实验室传输数据。
由设备提供的数据可包括关于来自受试者的样本的数据。该数据可以是对于样本的定性和/或定量评价而言必要和/或充分的信息。数据可包括供监督的信息。数据可包括供分析的信息。数据可以是样本的电子表示。样本的电子表示可包括整个样本和/或其任何部分的电子表示。数据可以是电子数据。在一些情况下,数据可以是代表样本或反应或试剂的电子比特。数据可以是数字的和/或模拟的。数据可代表一个或多个关于、基于或属于样本的可测量参数。
数据可代表样本和/或其任何部分。在一些具体实例中,数据代表采集的生物样本的准备。数据可在样本准备之前、期间和/或之后采集。数据可随时间推移采集。数据可包含采集的生物样本的准备所发生于其中的一个或多个条件的信息。这样的条件的示例可包含下组中列出的一个或多个特性:生物样本量、生物样本浓度、生物样本质量、温度或湿度。这样的条件可包括环境条件。环境条件可以指样本和/或样本周围的条件。环境条件可在样本由设备接收、由设备准备和/或数据由设备传输之前、期间和/或之后提供。
数据可包括设备上样本准备、反应和/或对照/校准中可能涉及的样本、试剂、稀释剂、洗涤剂、染料或任何其它材料的量、浓度、比例、纯度或其它信息。样本和/或其它材料的物理和/或化学性质以及/或者化学反应可在一个或多个时间点测量,而且可聚集成数据。在一些具体实例中,数据可确定样本、试剂、稀释剂、洗涤剂、染料或任何其它材料是否适合用于设备供所述样本准备和/或允许后续的定性和/或定量评价。例如,数据可指示任何错误条件,而所述错误条件可指示出样本和/或任何其它材料已变坏,或在其它方面不合适。在一些情况下,数据在设备执行的任何过程期间采集。
在一些具体实例中,数据可以代表可由设备运行的化学反应。化学反应可包括与样本或不与样本的化学反应。化学反应可包括一种或多种可以与样本反应的试剂。化学反应可包括对照或校准反应。代表反应的数据可包括化学反应的一个或多个测量。数据还可包括化学反应的速率或速度,以及/或者化学反应的加速度。数据可包括化学反应的完成程度(例如,化学反应是否已开始,化学反应是否正在进行,化学反应是否完成,化学反应进展了多远——例如,10%、50%,等等)。数据可包含关于对照反应和涉及生物样本的化学反应的信息。这些反应可同时和/或循序发生。数据可关于一个或多个可能同时发生或者可能不同时发生的化学反应。数据可关于一个或多个可能同时发生或者可能不同时发生的样本准备步骤。数据还可包括物理处理,诸如离心、粉碎或本文所述的任何其它行动,其可通过数据比特来表示。数据可用于功能性地机载执行的监督、由医疗保健专业人员远程执行的监督和/或由配置用于给予这样的监督的外部设备执行的监督。
在一些示例中,数据可以是代表样本的一个或多个图像和/或音频数据。图像可以是数字图像或模拟图像。音频数据可以是数字的和/或模拟的。数据可包括代表样本的视频。图像可包括视频图像。数据可包括代表样本的数字图像和/或音频数据的电子数据。在一个示例中,数据可包括视频成像,该视频成像可摄取随时间推移的变化。例如,可提供视频,以便提供对诸如样本或基质中细胞或其它分子的裂解、凝集、混合、运动等动态行动的评价或测定。
数据可一次或多次采集。数据可在离散的时间点采集,或者可随时间推移连续采集。随时间推移采集的数据可得到聚集和/或分析。在一些情况下,数据可以聚集,并且可用于随时间推移的纵向分析,以便促进诊断、治疗和/或疾病预防。
数据可随时间推移从设备采集。指定样本的来自单一设备的聚集数据对于促进样本的定性和/或定量评价可能是有用的。例如,其对于确定样本如何随时间推移而反应和/或变化从而提供诊断、治疗和/或疾病预防可能是有用的。
在一些具体实例中,数据可显示在实验报告、医疗记录或任何其它类型的显示之中。通过对高完整性数据的纵向分析,显示可示出患者健康、提供者的护理水平、疾病消退、进展和/或发作,该数据可随时间推移通过描述的基础架构更频繁地获得或频繁地获得。
数据可从多个设备采集。来自多个设备的聚合数据对于促进样本的定性和/或定量评价可能是有用的。聚合数据可包括在多个设备接收的关于从单一受试者采集的样本的数据。备选地,聚合数据可包括在多个设备接收的关于从其它受试者采集的样本的数据。聚合数据可采集和/或储存在数据库中。可以访问该数据库以提供数据来执行将过去采集的数据考虑在内的纵向分析。可以监测趋势和随时间推移的变化。多个设备可以标准化,并且/或者可提供具有足够质量、精确度和/或准确度的数据,以便聚合数据并由此执行纵向分析。设备之间可提供非常小的变化或没有变化。设备还可以创造在其中可发生样本准备的标准化环境。标准化环境还可在化学反应期间提供。设备还可提供标准化的分析前步骤。多个设备可全球分布。这可以提供全球评价基础架构,该基础架构可更好地允许对疾病进展和/或消退的探测。通过令设备标准化,可以纵向分析数据,察看一个或多个受试者中的标志物随时间的速度。数据可以得到分析,并且/或者以实验报告或电子医疗记录或决策支持系统的形式显示给消费者、提供者和/或支付者(例如,健康计划、雇主、政府支付者,等等)。这样的显示可包括随时间显示数据,其可包括关于数值的变化、变化率或者变化率的速率的趋势分析或其它分析。
数据可具有适合随时间的纵向分析的质量。数据的合适质量对于可并入随时间推移采集的数据的实验报告和/或电子医疗记录可能是有用的。这可包括在长时间段(例如,多次访视,或基于多个样本)或较短时间段(在单一访视内,或基于单一接收的样本)内采集的数据。数据可具有供纵向分析的足够质量、精确度和/或准确度。例如,样本可从受试者多次采集。样本可在不同时间从受试者采集。样本可在预定间隔或根据预定调度安排来采集。备选地,可以在一个或多个条件或事件触发采集时,从受试者采集样本。样本的多次采集可允许在一段时间内分析样本,从而允许了纵向分析。在一些具体实例中,为了允许纵向分析,数据可具有高度的精确度和/或准确度。在一个示例中,数据可具有20%或更小、15%或更小、10%或更小、9%或更小、8%或更小、7%或更小、6%或更小、5%或更小、4%或更小、3%或更小、2%或更小、1%或更小、0.5%或更小、或者0.1%或更小的随时间变异系数。在一些情况下,多个设备可提供具有20%或更小、15%或更小、10%或更小、9%或更小、8%或更小、7%或更小、6%或更小、5%或更小、4%或更小、3%或更小、2%或更小、1%或更小、0.5%或更小、或者0.1%或更小的随时间变异系数的数据。
可以纵向分析随时间推移的数据。这可包括数据随时间的变化、数据随时间的变化率、数据随时间的变化率的变化率,或其任何导数。例如,可以采集和/或分析数据变化的速度和/或加速。数据值的增大和/或减小以及/或者各种变化率在确定诊断、治疗和/或疾病预防中可以是有益的。
设备能够处理从受试者采集的样本,以产出用于后续分析的数据。设备可配置用于促进样本从受试者的采集。设备可配置用于从受试者接收样本。设备可配置用于准备样本供临床探测,以探测和/或定量感兴趣的分析物。设备可包含一种或多种对于临床探测有用的试剂。准备或临床探测可包括与试剂的化学反应。设备可包括一个或多个探测器,所述探测器可能能够探测由处理样本生成的信号。设备可传输关于样本的数据。关于样本的数据可包括来自探测到的信号的原始数据,此类信号相关于未反应的样本、已经历了反应的样本和/或设备配置。在一些情况下,设备可预处理一些原始数据以使其成为期望的格式,并传输经预处理的数据。在一些情况下,设备可执行一个或多个分析步骤,并传输经分析的数据。备选地,设备不执行任何预处理和/或分析。预处理和/或分析可发生在实验室。在一些情况下,预处理和/或分析可同时发生在设备和实验室。实验室还可以包括可利用到其病理学家的医院,因此数据可以传输到卓越中心以便分析不同类型的具体状况。
在一个场景中,设备可执行样本准备步骤而不执行任何分析或接受任何监督。来自样本准备步骤的数据可发送到实验室,该实验室可执行分析,并且该实验室可以是包括监督的授权的分析设施。在另一场景中,设备可执行一个或多个样本准备步骤,并且可机载地执行分析。来自分析的数据可发送到授权的分析设施,所述授权的分析设施可提供监督。备选地,监督可机载地在设备上发生。
在一些具体实例中,监督可包括对处于原始形式、经预处理形式或分析后的数据的审验。监督可发生对样本的定性和/或定量评价。样本的定性评价的示例可包括但不限于对图像、视频或音频档的审验。样本的定量评价的示例可包括指示信号、一系列信号或分析物的存在或浓度水平的数值。监督可包括一个或多个、或者两个或更多个本文其它各处提供的示例。监督可由授权的分析设施的医疗保健专业人员来提供。在一些其它情况下,监督可由软件程序或自动化审验系统来提供。软件程序和/或自动化审验系统可受或者可不受诸如医疗保健专业人员(比如实验室主管)等有资格的人员的审验或照管。
设备可复制手动分析程序。在一些情况下,设备可自动执行多个步骤,诸如移液、准备滤液、加热和/或测量色彩强度。设备可与材料协同使用,以测量一种或多种分析物。设备可测量一种或多种分析物的存在或浓度。设备可包括包含试剂的组件,所述组件可充当反应单元。设备组件和可由设备采取的步骤的示例可以在本文其它各处更详细地描述。
实验室可与医疗保健专业人员通信。实验室可基于分析的数据而生成报告。在一些情况下,实验室可分析从设备提供的原始数据或经预处理的数据。备选地,实验室可从设备接收经分析的数据。实验室可从接收自设备的经分析的数据执行进一步分析和/或监督,或者可以不执行进一步分析和/或监督。
实验室和/或设备可生成报告,该报告可以以有意义的或期望的方式呈现经分析的数据。报告可具有这样的格式:其可以使报告的查看者能够依靠报告而作出医学决定。实验室和/或设备可将报告传输给医疗保健专业人员(或实验室主管)。在一些具体实例中,病理学家、其它医疗保健专业人员或其它有资格的人员可在向所述医疗保健专业人员传输报告之前审验该报告。审验医疗保健专业人员可在向预订医疗保健专业人员传输之前审验报告或对于生成该报告有用的定性和/或定量评价。审验或监督可在实验室发生在经分析的数据和/或报告上。备选地,审验或监督可机载地在设备上发生。接收报告的医疗保健专业人员可依靠或者可不依靠报告对受试者做出诊断、治疗和/或疾病预防。
实验室和/或设备还可向受试者提供报告。提供给受试者的报告可以与提供给医疗保健专业人员的报告相同或不同。提供给医疗保健专业人员的报告可具有更多细节,或反之亦然。提供给受试者和医疗保健专业人员的报告之间的格式可以有所不同或者可以相同。备选地,实验室和/或设备不向受试者提供报告。受试者可基于来自医疗保健专业人员的报告接收信息。设备或实验室在执行探测和/或作出分析时,或在发送给医生审验和/或在医师审验后,可以自动地直接提供实验报告给消费者。
数据和/或报告的任何传输可包含对云端计算基础结构的使用。发送方可向云端计算基础结构提供数据或在其上具有数据。一个和/或多个接收方(例如,医疗保健专业人员或患者)可访问云端计算基础结构。云端计算基础结构可提供在发送方一侧和/或接收方一侧。备选地,可以采用传统的固定式数据储存技术。
图75B示出了零售商8170,其具有与实验室8160通信的处理设备8172。实验室或读取器设备可与医疗保健专业人员8150通信。如先前所述,本文对零售商或样本采集仪的其它示例的任何讨论均可适用于任何类型的样本采集仪,且反之亦然。零售商可提供在第一地点,而医疗保健专业人员可提供在第二地点。第一地点和第二地点可以是不同的地点。在一些具体实例中,第一地点和第二地点彼此不贴近。实验室可提供在第三地点。第三地点可以是与第一地点和/或第二地点不同的地点。例如,第一、第二和第三地点不需要彼此贴近。第一、第二和/或第三地点可位于不同的设施中。备选地,第一、第二和/或第三地点可以全都是同一地点(服务点)。
零售商可以是出售产品或服务的实体。在一些具体实例中,产品或服务可涉及健康或医疗护理。例如,零售商可出售药品或医疗保健用品和/或保险。在一些具体实例中,零售商可以是药房(例如,零售药房、临床药房、医院药房)、药店、连锁店、超市或杂货店。零售商的示例可包括但不限于Walgreens、CVS Pharmacy、Duane Reade、Walmart、Target、RiteAid、Kroger、Costco、Kaiser Permanente或Sears。
零售商可提供在零售商地点。在一些具体实例中,零售商可处在与医疗保健专业人员和/或实验室地点不同的地理地点。备选地,医疗保健专业人员可提供在零售商地点。
零售商8170可在零售商的地点具有样本处理设备8172。在一些具体实例中,零售商可在零售商地点具有1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、或者10个或更多个样本处理设备。样本处理设备可以是服务点设备。样本处理设备可能能够与通信使能设备通信。例如,在零售商地点的样本处理设备可彼此通信。备选地,样本处理设备可与处在诸如其它样本采集仪或者受试者体内或身上等不同位置的其它读取器设备通信。样本处理设备可与诸如在实验室的计算机和/或生物计量设备等其它类型的通信使能设备通信。此类通信可以是有线的或无线的。
样本处理设备8172可配置用于接纳样本。样本处理设备可配置用于直接从受试者采集样本。样本处理设备可配置用于对受试者执行一个或多个样本准备步骤。样本处理设备可配置用于运行测定。在一些具体实例中,样本处理设备可配置用于运行一个或多个测定。样本处理设备可能能够对单一样本执行多重测定。当需要时,设备配置用于执行至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、20个、30个、40个、50个、100个、200个、500个、1000个或更多个测定。多个测定可同时并行运行。如果需要的话,一个或多个对照测定和/或校准器(例如,包括具有对测定/探测的校准器对照的配置)也可以并入设备中并行执行。在一些情况下,可以基于样本而依次地或者以依次和并行的任何组合来运行测定。读取器设备可实现一个、两个或更多个化学反应或其它处理探测(例如,粉碎)。样本处理设备可配置用于探测一个或多个关于样本的信号。样本可以是体液样本、生物样本或如本文其它各处提供的任何其它示例。
在一些具体实例中,样本处理设备8172可包含暗盒8174。暗盒可以是可从样本处理设备移除的。在一些具体实例中,样本可提供到样本处理设备的暗盒。备选地,样本可提供到样本处理设备的另一部分。暗盒和/或设备可包含样本采集单元,该样本收集单元可配置用于接纳样本。样本处理设备在本文其它各处进一步详细描述。暗盒和设备可集成为单一设备,或者可以是可分离的设备。设备可包括丸剂或贴片,所述丸剂或贴片可链接到行动设备或其它网络设备用于处理。
受试者8176可提供在零售商8170。受试者可将体液样本提供到样本处理设备8172和/或设备的暗盒8174。体液可以以多种方式从受试者抽取并提供到设备,所述方式包括但不限于手指针刺、采血、注射和/或移液。体液可使用静脉或非静脉方法采集。体液可使用体液采集器提供。体液采集器可包括手术刀、微型针头、多孔膜(例如用于丸剂)、毛细管、管、移液管、注射器、静脉抽血器或者本文其它各处描述的任何其它采集器。在一个具体实例中,手术刀刺破皮肤并例如使用重力、毛细管作用、吸取或真空力来取回样本。手术刀可以是样本处理设备的一部分、设备的暗盒的一部分、系统的一部分或独立的组件。当需要时,手术刀可通过多种器械、电气、机电或任何其它已知活化装置或此类方法的任何组合来活化。在一个示例中,可以刺破受试者的手指(或受试者身体的其它部分)以产出体液。体液可使用毛细管、移液管或本领域已知的任何其它装置来采集。毛细管或移液管可与设备和/或暗盒分开,或者可以是设备和/或暗盒的一部分。转移设备可不需要额外的处理步骤,并且可在单一步骤中预涂层抗凝剂或其它预处理。在其中不需要主动式装置的另一具体实例中,受试者可以例如像可对唾液样本发生的那样,或让刺破的身体部分直接接触表面,而简单地向设备和/或暗盒提供体液。采集的液体可放置在设备内。体液采集器可接附到设备、可移除地可接附到设备,或者可与设备分开提供。
暗盒8174可插入到样本处理设备8172中,或者以其它方式与样本处理设备相接。暗盒可从样本处理设备移除。在一个示例中,样本可提供到暗盒的样本采集单元。样本可直接提供到暗盒。样本可以经由或者可以不经由体液采集器提供到样本采集单元。体液采集器可接附到暗盒、可移除地可接附到暗盒,或者可与暗盒分开提供。体液采集器可以与样本采集单元成为一体,或者可以不与其成为一体。暗盒继而可以插入到样本处理设备中。备选地,样本可直接提供到样本处理设备,而样本处理设备可利用或者可不利用暗盒。暗盒可包含一种或多种试剂,所述试剂可用于样本处理设备的操作。备选地,一种或多种试剂可能已机载地提供于样本处理设备上。
暗盒可以是或者可以不是一次性的。暗盒可针对一种或多种类型的临床探测而特别地配置。例如,第一暗盒可具有第一配置以支持第一组探测,而第二暗盒可具有第二配置以支持第二组探测。备选地,可提供通用暗盒,其可配置用于相同的一组挑选的探测。在一些情况下,通用暗盒可通过远程或机载规程针对某些探测而动态程序化。
当暗盒插入到样本处理设备中时,暗盒的一个或多个组件可与样本处理设备的其它组件液体连通。例如,如果样本在暗盒采集,则可将该样本转移到样本处理设备的其它部分。类似地,如果一种或多种试剂在暗盒上提供,则可将所述试剂转移到样本处理设备的其它部分,或者可将样本处理设备的其它组件带至试剂。暗盒的一个或多个组件可以以自动化方式转移到样本处理设备的其它部分,且反之亦然。在一些具体实例中,试剂或暗盒的组件可机载地留在暗盒上。在一些具体实例中,不包括需要装管或维护(例如手动或自动维护)的射流。
样本处理设备可配置用于放置在受试者体内或身上。样本处理设备可通过设备的壳体从受试者接收样本。例如,如果样本处理设备是可吞服的或植入在受试者体内,则其可包括壳体或生物兼容性涂层。生物兼容性涂层可以是可让期望的样本透过的。样本可穿透样本处理设备的涂层或壳体,从而被样本处理设备所接收。如果样本处理设备是在受试者身上,则可通过设备的壳体和/或涂层来接收样本。备选地,可以使用可提供在设备上的一个或多个针或微型针头(其可以提供在设备的暗盒部分上,或者可以不提供在该部分上)来接收样本。
样本处理设备可配置用于促进样本采集、准备样本供临床探测,并且/或者可包含一种或多种对临床探测有用的试剂。在一些具体实例中,样本处理设备可配置用于运行从样本的一个或多个探测。可以执行使用样本或不使用样本的化学反应或其它处理步骤。在一些具体实例中,可以运行测定,诸如免疫测定或核酸测定。可由设备准备或运行的步骤和/或探测的示例可包括但不限于:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定和/或其它类型的测定、离心、分离、过滤、稀释、富集、纯化、沉淀、粉碎、温育、移液、运送、细胞裂解或其它样本准备步骤,或者其组合。样本处理可包括化学反应和/或物理处理。样本处理可包括组织学、形态学、运动学、动力学和/或样本状态的评估,其可包括针对细胞的此类评估。设备可执行这些步骤/探测中的1个或多个、2个或更多个、3个或更多个或者4个或更多个步骤/探测。
样本处理设备可配置用于对小体液样本执行一个、两个或更多个测定。如本文其它各处所述,一个或多个化学反应可发生在具有一定体积的样本上。例如,一个或多个化学反应可发生在具有小于飞升(femtoliter)体积的丸剂中。在一个实例中,样本采集单元配置用于接收一定体积的体液样本,其相当于单滴或更少的血液或间质液。样本采集单元可能能够采集一定体积的体液样本而不刺破受试者的皮肤。在一个示例中,可以照射光,以便光学地测量样本。在额外的示例中,可以使用超音波、MRI或扫描来执行无创分析。
设备可能能够在少量时间内执行所有的机载步骤。例如,从自受试者采集样本到传输数据和/或到进行分析可花费约3小时或更少、2小时或更少、1小时或更少、50分钟或更少、45分钟或更少、40分钟或更少、30分钟或更少、20分钟或更少、15分钟或更少、10分钟或更少、5分钟或更少、4分钟或更少、3分钟或更少、2分钟或更少、1分钟或更少、50秒或更少、40秒或更少、30秒或更少、20秒或更少、10秒或更少、5秒或更少、3秒或更少、1秒或更少、500ms或更少、200ms或更少、或者100ms或更少的时间。从在设备内接纳样本到由设备传输数据和/或进行分析的时间量可花费约3小时或更少、2小时或更少、1小时或更少、50分钟或更少、45分钟或更少、40分钟或更少、30分钟或更少、20分钟或更少、15分钟或更少、10分钟或更少、5分钟或更少、4分钟或更少、3分钟或更少、2分钟或更少、1分钟或更少、50秒或更少、40秒或更少、30秒或更少、20秒或更少、10秒或更少、5秒或更少、3秒或更少、1秒或更少、500ms或更少、200ms或更少、或者100ms或更少。
实验室、设备或者其它实体或软件可实时对数据执行分析。分析可包括对样本的定性和/或定量评价。实验室、设备或其它实体可在48小时或更少、36小时或更少、24小时或更少、12小时或更少、8小时或更少、6小时或更少、4小时或更少、3小时或更少、2小时或更少、1小时或更少、45分钟或更少、30分钟或更少、20分钟或更少、15分钟或更少、10分钟或更少、5分钟或更少、3分钟或更少、1分钟或更少、30秒或更少、15秒或更少、10秒或更少、5秒或更少、或者1秒或更少的时间内分析数据。分析可包括数据与一个或多个阈值的比较。分析可包括或者可不包括由病理学家或其它有资格的人员进行审验。计入分析的时间可包括或者可不包括基于数据生成报告的时间。计入分析的时间可包括或者可不包括向医疗保健专业人员传输报告所花费的时间。
设备8172可由实验室8160提供给样本采集仪8170。设备可出售给样本采集仪、由样本采集仪租借/租用,或者可将样本采集仪用作可让实验室在此进行样本采集和/或其它步骤的地点。
类似地,一个或多个暗盒8174可由实验室8160提供到样本采集仪8170。备选地,暗盒可由另一来源提供。暗盒可出售给样本采集仪、由样本采集仪租借/租用,或者可作为可让实验室在此采集样本和/或执行其它步骤的地点的一部分来利用。暗盒可来自与设备相同或不同的来源。
实验室8160可具有处理器8162和通信单元8164。实验室可提供在设施内。处理器和通信单元可提供在设施内。实验室可具有一个或多个处理器以及一个或多个通信单元。
处理器8162可配置用于为医疗保健专业人员8150生成报告。处理器可以处在具有执行处理的软件的服务器端。处理器可基于从样本处理设备8172接收的数据来生成报告,或者可提供监督或分析。处理器可执行样本的定性和/或定量评价。在一些具体实例中,处理器可将接收自样本处理设备的数据与阈值进行比较。阈值可以针对一种或多种分析物。所述比较可包括数据值是否大于、等于或小于阈值的比较。比较可包括数据值是否定性地和/或定量地与阈值相同。比较可包括数据的有关一个或多个储存值的一种或多种形式的统计或生理分析。示例可包括最佳拟合分析,以及/或者诸如曲线拟合、外推法、内推法、回归分析、最小二乘法、平均值计算、多变量、仿真分析或变分计算等分析。处理器可分析从样本处理设备接收的数据。处理器可配置用于执行数据的统计分析的一个或多个步骤。
在一些具体实例中,阈值可以指单一值。阈值可以是数值或字母数字值。阈值可以是字符串或任何其它形式的数据。阈值可以指一系列值和/或一组值。阈值可以指单一值或多个值。多个值可落在一个或多个连续谱内。备选地,多个值可以是离散的。阈值范围的示例可包括1-100单位或5-10单位,并且阈值组的示例可包括落在选自1单位、3单位、5单位、8单位、13个单位、20单位或50单位的列表内的值。单位可以指任何尺寸或可测量的量。此类值仅作为示例提供。在一些情况下,处理器可比较一个或多个图像、视频或音频文件或其它数据。处理器可针对一个或多个参考图像、视频或音频文件或其它数据作出此模拟较。算法可能能够评价文件或其它数据的一个或多个特征。在一些情况下,处理器可自动地将档分类,以供医疗保健专业人员查看。
处理器可能能够访问一个或多个数据储存单元8166a、8166b,所述数据储存单元可包含储存的信息。储存的信息可包括针对一种或多种分析物的阈值。阈值对于确定所述一种或多种分析物的存在或浓度可能是有用的。阈值对于探测在其中警报可能有用的情况可能是有用的。数据储存单元可包括任何其它关于样本准备或可对样本运行的临床探测的信息。数据储存单元可包括对于供医疗保健专业人员生成报告可能有用的记录或他信息。数据储存单元可能还能够储存计算机可读取媒体,所述计算机可读取媒体可包括用于让处理器执行一个或多个步骤的码、逻辑或指令。
在一些具体实例中,可在实验室8160提供数据储存单元8166a。处理器可能能够访问本地数据储存单元。在另一具体实例中,可远离实验室提供数据储存单元8166b。例如,数据储存单元可提供在样本采集仪8170,或者随医疗保健专业人员8150提供。数据储存单元可提供在设备上。备选地,数据储存单元可提供在任何其它地点。处理器可以利用数据储存单元地点的任何组合。例如,处理器可以访问可提供在实验室和实验室之外的数据储存单元。
在一些具体实例中,数据储存单元可以是电子医疗记录(EMR)或EMR数据库。数据储存单元可包含关联于受试者的信息。关联于受试者的信息可包括受试者的医疗记录、受试者的健康史、关联于受试者的识别信息、关联于受试者的支付信息、或者关联于受试者的任何其它信息。数据储存单元可以是支付者数据库。数据储存单元可包括关联于诸如健康保险公司或政府支付者之类的支付者的信息。这样的信息可包括关联于受试者的治疗记录、保险记录或财务信息。
可以在实验室8160提供一个或多个通信单元8164。实验室可以在与样本采集或处理中心或者提供者或医院办公室/地点相同的地点或不同的地点,或者实际上可以与样本采集或处理中心或者提供者或医院办公室/地点相同。本文对实验室的任何描述均可适用于本文提供的任何其它地点,且反之亦然。通信单元可配置用于从设备8172接收数据。通信单元可从处在样本采集仪8170的设备接收关于受试者的样本的数据。通信单元可从设备和/或样本采集仪接收关于受试者的信息。通信单元可接收关于受试者的识别信息。通信单元可从设备和/或与样本采集仪相关联的任何其它机器(例如,生物计量设备、行动设备)或实体接收信息。
通信单元8164可配置用于向设备8172和/或与样本采集仪8170相关联的任何其它机器或实体传输数据。在一些具体实例中,通信单元可向设备提供一个或多个规程。除了接收数据以外,通信可提供规程。该规程可实现样本采集,准备样本供临床探测,或者允许在设备上使用一种或多种试剂的化学反应。规程可实现临床探测在设备上的运行。规程可实现在设备上对分析物的存在和/或浓度的探测。对关于分析物的存在和/或浓度的探测和/或分析的任何描述均可包括和/或适用于评估疾病状况。规程可实现在设备上对原始数据的预处理和/或对数据的分析。
通信单元可允许样本采集仪与实验室之间的双向通信单元。通信单元可允许在样本采集仪或者在受试者体内或身上的样本处理设备与在实验室的处理器之间的双向通信。在一些具体实例中,可以基于由设备发送的数据而向设备发送一个或多个规程。由设备发送的数据可包括受试者识别信息、基于生成和/或探测到的关于样本或反应的信号的信息、设备标识信息、暗盒标识信息、或者任何其它从设备发送的信息。根据向设备提供的规程,可以从设备采集数据。规程可管理采集的数据类型和由设备执行的行动。在一些具体实例中,基于从设备采集的数据,可以向设备发送后续的一组、两组或更多组规程。来自设备的数据可提供反馈,该反馈可管理规程所命令的要由设备采取的进一步行动。
在本文描述的备选具体实例中,实验室不需要向设备发送规程。规程可本地储存在设备上。备选地,系统可向设备提供规程。规程可从设备之外的实体提供。规程可以在暗盒上。
实验室可具有输出单元,所述输出单元可向医疗保健专业人员显示或传输报告。输出单元可以是视频显示器。备选地,输出单元可以是通信单元。在一个示例中,输出单元可以是触摸式屏幕。触摸式屏幕可通过内置传感器而具有固有的成像能力,所述传感器可包括LED或其它光源。
设备可具有一个或多个识别符。设备可能能够将设备识别符传输至实验室。设备的一个或多个组件可具有识别符。例如,暗盒可具有一个或多个识别符。暗盒识别符可以是设备可读的。例如,当将暗盒提供到设备时,设备可自动读取暗盒识别符。设备可将暗盒识别符或其它组件识别符传输到实验室。设备、暗盒或其它组件识别符可相应地提供关于设备、暗盒或其它组件的配置和/或能力的信息。例如,识别符可指示出哪些试剂或设备组件是可用的。规程可基于接收到的或者从设备到实验室供审验的标识信息而从实验室传输到设备。规程可基于标识信息而在设备上运行。
识别符可以是形成于设备、暗盒或其它组件上的物理物体。例如,识别符可由光扫描仪读取。在一些具体实例中,相机可捕获识别符的图像,并且该图像可得到分析以便识别设备、暗盒或其它组件。在一个示例中,识别符可以是条形码。条形码可以是1D或2D条形码。在一些具体实例中,识别符可发射一种或多种信号,该信号可标识设备、暗盒或组件。例如,识别符可提供红外、超音波、光学、音频、电或其它信号,所述信号可指示出设备、暗盒或组件的身份。识别符可利用射频识别(RFID)标签。识别符可储存在设备、暗盒或其它组件的内存上。在一个示例中,识别符可以是计算机可读取媒体。
通信单元8164可配置用于向医疗保健专业人员150传输数据。在一些具体实例中,通信单元可传输基于与样本有关的数据而生成的报告或分析。通信单元可与医疗保健专业人员所使用的网络设备通信。例如,通信单元可能能够与医疗保健专业人员的计算机、平板计算机或行动设备通信。
备选地,另一实体或来源可生成报告和/或向医疗保健专业人员传输报告。例如,实验室可以分析由处在样本采集仪或者在受试者体内或身上的设备提供的,或者由实验室、医院、样本采集中心或本文描述的任何其它地点提供的数据。实验室、设备或另一实体可基于分析的数据而生成报告或分析。报告可包括随时间推移的纵向数据,其可包括一种或多种分析物的浓度或存在,或疾病状态随时间的变化。报告和/或分析可利用临床结果评估,诸如在美国专利公开案第2009/0318775号中描述的临床结果评估,该文献特此通过引用全文并入。实验室、设备、其它实体或额外的实体可将报告传输至医疗保健专业人员。多个回合的分析或数据处理可通过一个或多个实体而发生。所述各实体可提供在不同的设施。备选地,所述各实体中的一些实体可提供在相同的设施。
在一些具体实例中,处理器、通信单元和数据储存单元可提供在相同的机器上。备选地,处理器、通信单元和数据储存单元中的两种或更多种可提供在相同的机器上。机器可以是计算机或如本文其它各处描述的任何其它网络设备。处理器、通信单元和数据储存中的两种或更多种可位于坐落在实验室的计算机上。备选地,处理器、通信单元和数据储存可全都位于不同的机器上。在一些情况下,可提供多个处理器、通信单元和数据储存单元,它们可分布在一个或多个机器上。
图76示出了通过网络8202与一个或多个其它设备8204a、8204b通信的样本处理设备8200。
样本处理设备可在本文其它各处进一步描述。样本处理设备可配置用于接纳一个或多个暗盒。样本处理设备可配置用于从受试者接纳样本。样本处理设备可配置用于促进样本的采集,准备样本供临床探测,和/或实现使用一种或多种试剂的化学反应或者其它化学或物理处理。样本处理设备可配置用于探测一个或多个关于样本的信号。样本处理设备可配置用于运行探测。探测可包括运行一个或多个化学反应。样本处理设备可配置用于识别样本的一个或多个性质。在一些具体实例中,设备可不配置用于机载地在设备上执行样本的定性和/或定量评价。备选地,设备可执行这样的定性和/或定量评价。例如,样本处理设备可配置用于探测样本中(例如,在体液、分泌物、组织或其它样本中或者通过它们)的一种分析物或多种分析物的存在或浓度或者疾病状况。备选地,样本处理设备可配置用于探测信号,该信号可得到分析以探测样本中一种或多种分析物的存在或浓度(其可指示出疾病状况)或者疾病状况。信号可机载地在设备上或在另一地点分析。运行临床探测可包括或者可不包括对采集的数据的任何分析或比较。
样本处理设备8200可配置用于通过网络8202进行通信。样本处理设备可以包括可与网络相接的通信模块。样本处理设备可经由有线连接或无线地连接到网络。网络可以是局域网络(LAN)或广域网络(WAN),诸如互联网络。在一些具体实例中,网络可以是个人局域网络。网络可包括云。样本处理设备可无需中间设备而连接到网络。本文提供的对网络的任何其它描述均可适用。
在一些具体实例中,样本处理设备8200可通过网络8202与另一设备8204a、8204b通信。该另一设备可以是通信使能设备。例如,该另一设备可以是客户端计算机或包含视频显示器的行动设备,其中至少一个显示页包含数据。其它设备可以是任何类型的联网设备,包括但不限于:个人计算机、服务器计算机或膝上型计算机;个人数字助理(PDA),诸如基于Palm的设备或Windows CE设备;电话,诸如行动电话、智能型手机(例如,iPhone、Android、Blackberry等),或位置感知便携式电话(诸如GPS);漫游设备,诸如连接网络的漫游设备;无线设备,诸如无线电子邮件设备或能够与计算机网络无线通信的其它设备;或者任何其它类型的有可能通过网络进行通信和处理电子事务的网络设备。对提及的任何设备的任何讨论亦可适用于其它设备,包括本文其它各处描述的设备。样本处理设备可与一个或多个、两个或更多个、三个或更多个,或者任何数目的其它设备通信。此类通信可以是或者可以不是同时的。此类通信可包括向云端计算基础结构或任何其它类型的可由其它设备访问的数据储存基础结构提供数据。
可与样本处理设备8200通信的其它设备8204a、8204b可具有视频显示器。视频显示器可以包括可在其上以使用者可感知的方式显示信息的组件,举例而言,诸如计算机监视器、阴极射线管、液晶显示器、发光二极管显示器、触控板或触摸式屏幕显示器,以及/或者本领域已知的用于发射可视觉感知的输出的其它手段。视频显示器可根据本领域已知的硬件和软件而电子连接到客户端计算机。
在本文所述的具体实例中的一个实施中,显示页可包括驻留于内存中的计算机文文件,该计算机文文件可从服务器通过网络传输到客户端计算机或可将其储存在内存中的其它设备。客户端计算机可接收有形计算机可读取媒体,所述媒体可包含指令、逻辑、数据或码,所述指令、逻辑、数据或码可储存在客户端计算机的持久内存或暂时内存中,或者可以以某种方式影响或启始由客户端计算机进行的行动。类似地,一个或多个设备可跨网络与一个或多个客户端计算机通信,并且可以传输驻留于内存中的计算机文文件。一个或多个设备可以传送可提供对其他计算机文件的访问权的计算机文文件或链接。
在客户端计算机8204a、行动设备8204b或如本文其它各处所述的任何其它网络设备处,显示页可由驻留于所述客户端计算机、行动设备或网络设备的内存中的软件所解译,从而导致计算机文件以可由用户感知的方式显示在视频显示器上。本文描述的显示页可使用本领域已知的软件语言来创建,举例而言,所述软件语言诸如有:超文件标示语言(「HTML」)、动态超文件标示语言(「DHTML」)、可延伸超文件标示语言(「XHTML」)、可延伸标示语言(「XML」),或者可用来创建可在视频或其它显示器上以可由用户感知的方式显示的计算机文文件的另一软件语言。带有逻辑、编码、数据、指令的任何计算机可读取媒体可用来实现任何软件或步骤或方法。当网络包含互联网络时,显示页可包含本领域已知类型的网页。
根据本发明的显示页可包括嵌入式功能,所诉嵌入式功能包含储存在内存设备上的软件程序,举例而言,诸如VBScript子程序、JScript子程序、JavaScript子程序、Java小型应用程序、ActiveX组件、ASP.NET、AJAX、Flash小型应用程序、Silverlight小型应用程序或AIR子程序。
显示页可包含图形用户界面技术的公知特征,举例而言,诸如框架、窗口、滚动条、按钮、图标和超链接,以及诸如「指点」界面或触摸式屏幕界面等公知特征。指向和在图形用户界面按钮、图标、菜单选项或超链接上点击也被称为「选择」该按钮、选项或超链接。根据本发明的显示页还可并入多媒体特征、多点触控、像素感测、基于IR LED的表面、利用或不利用相机的基于视觉的交互。
用户界面可在视频显示器和/或显示页上显示。用户界面可显示基于经分析的关于样本的数据而生成的报告。报告可包括关于一种或多种分析物的存在或浓度的信息。用户界面可显示关于样本的原始数据或经分析数据。数据可包括关于一种或多种分析物的存在或浓度的信息。用户界面可显示警报。警报的一个示例可以是如果在设备上探测到错误,或者如果分析物浓度超过预定的阈值。
在一些具体实例中,可以在实验室设施提供一个或多个网络设备8204a、8204b。在实验室的网络设备可接收或访问由样本处理设备8200提供的数据。在一些其它具体实例中,可以在医疗保健专业人员地点提供一个或多个网络设备。在一些具体实例中,实验室设备和医疗保健专业人员设备都可能能够接收或访问由样本处理设备提供的数据。在额外的示例中,所述一个或多个网络设备可属于受试者。实验室、医疗保健专业人员或受试者中的一个或多个可具有能够接收或访问由样本处理设备提供的数据的网络设备。一个或多个实验室医疗保健专业人员和/或受试者,或者实验室、医疗保健专业人员和/或受试者的网络设备,可在获权访问数据之前经过认证。例如,为了访问数据,实验室人员、医疗保健专业人员和/或受试者可具有登录ID和/或密码。在一些具体实例中,数据可以发送到实验室人员、医疗保健专业人员和/或受试者的电子邮箱。
在一些具体实例中,样本处理设备可向云端计算基础结构提供数据。网络设备(例如,实验室、医疗保健专业人员或其它实体的网络设备)可访问云端计算基础结构。在一些具体实例中,可经由计算机网络而不是从本地计算机发生计算资源(数据、软件)的按需提供。网络设备可包含极少的软件或数据(或许仅含最低限度的操作系统和网络浏览器),从而充当连接到互联网络的基本显示终端。由于云可以是基础递送装置,因此基于云的应用和服务可支持任何类型的软件应用或服务。由样本处理设备提供和/或被网络设备访问的信息可分布在各个计算资源上。备选地,它们可储存在一个或多个固定数据储存单元或数据库中。
图77A图标了样本处理设备8300的高层示例。样本处理设备可提供在包括样本采集仪在内的任何地点。样本处理设备可在受试者体内或身上,或者可由受试者携带。样本处理设备可以容易地移动或者是可运输的。样本处理设备可随受试者移动。样本处理设备可以是桌上型设备或手持设备。样本处理设备可位于远离实验室之处。任何数目的样本处理设备可以在地理上以任何方式分布。例如,一个或多个样本采集仪可具有一个或多个设备。
样本处理设备8300可配置用于接纳可移除式暗盒8350。可移除式暗盒和/或设备可具有如本文其它各处描述的任何其它特性或组件。可移除式暗盒可配置用于接纳样本和/或将样本递送到设备。可移除式暗盒可具有提供于其上的一种或多种试剂。例如,图77B提供了在可移除式暗盒上提供的一种或多种试剂的示图。备选地,比如在图77A中所示,一种或多种试剂8370可机载地提供在设备上。设备可包含一个或多个试剂单元,所述试剂单元可包含和/或拘限一种或多种试剂。试剂可最初提供在设备上,试剂可提供到来自或处在暗盒上或者同时机载地处在设备上和暗盒内的试剂单元。
在其它具体实例中,样本处理设备不需要具有可移除式暗盒。一个或多个如针对暗盒描述的功能可由设备自身提供。
如本文其它各处所述,样本处理设备和/或暗盒可包含执行一个或多个化学反应和/或包括物理处理在内的其它处理步骤所需的所有试剂、液相试剂和固相试剂。例如,对于发光ELISA测定,设备内的试剂可包括样本稀释剂、探测器偶联物(例如三种酶标记的抗体)、用抗体结合物标记的表面、洗涤溶液和酶底物。根据需要可提供额外的试剂。在一些具体实例中,试剂可并入设备中以提供给样本预处理。预处理试剂的示例包括但不限于白血球裂解试剂、从样本中的结合因子释放分析物的试剂、酶和去污剂。预处理试剂也可以添加到设备内包含的稀释剂中。
试剂根据本发明包括但不限于洗涤缓冲液、酶底物、稀释缓冲液、偶联物、酶标记的偶联物、DNA扩增剂、样本稀释剂、洗涤溶液、样本预处理试剂,包括添加剂例如去污剂、聚合物、螯合剂、白蛋白结合试剂、酶抑制剂、酶、抗凝剂、红血球凝集剂、抗体、或其它在设备上运行测定所必需的材料。酶标记的偶联物可以是用酶标记的多克隆抗体或单克隆抗体,该酶与适当的底物反应时可产生可探测信号。此类酶的非限制性示例是碱性磷酸酶和辣根过氧化物酶。在一些具体实例中,试剂包含免疫测定试剂。可提供限定测定特异性的试剂,其又或者可包括例如单克隆抗体、多克隆抗体、蛋白质、核酸探针或其它聚合物例如亲和基质、碳水化合物或脂质。一般而言,试剂,特别是当与液体混合时相对不稳定的那些试剂,分开限制在设备和/或暗盒内的限定区域(例如试剂单元)中。
在一些具体实例中,试剂单元可包含小体积的试剂。例如,试剂单元可大致包含约5微升或更少到约1毫升的液体。在一些具体实例中,单元可包含约20-200微升的液体。在其它具体实例中,试剂单元包含100微升的液体。在一个具体实例中,试剂单元包含约40微升的液体。试剂单元可包括本文其它各处描述的任何体积,其可包括样本体积。试剂单元中液体的体积可根据运行的测定类型或提供的体液样本而变化。在一个具体实例中,试剂的体积无须预定,但必须超出已知的最小值。在一些具体实例中,试剂最初干燥储存,并且当在设备上运行的测定启始时溶解。
样本处理设备可包含显示器8310。显示器可以是视频显示器或其它类型的用户界面。显示器可发挥用户界面的功能。显示器可允许使用者操作样本处理设备。显示器可配置用于接纳来自使用者的与受试者身份、关于受试者的其它信息、关于样本的信息、关于一个或多个临床探测的信息、关于样本准备步骤的信息、关于实验室的信息和/或关于医疗保健提供者的信息相关的输入。
显示器可向设备操作者输出信息。在设备的操作中,显示器可提示操作者执行一个或多个步骤。显示器可显示关于采集的样本、受试者和/或与一个或多个执行的准备步骤或运行的化学反应相关的数据的信息。显示器可输出关于一个或多个可由设备实现的自动化过程的信息。显示器可针对探测到的错误或当满足一个或多个参数时(例如,某些探测到的信号超过预定的阈值)提供一个或多个警报。显示器可显示设备上的结果。
样本处理设备8300可包含一个或多个对于采集样本、准备样本以供临床探测和/或运行化学反应或其它探测或分析可能有用的组件。样本处理设备还可包含一个或多个对于探测一个或多个关于样本或设备组件的信号可能有用的组件。例如,样本处理设备可包括但不限于样本采集单元、离心机、磁分离器、过滤器、移液管或其它液体处理系统、容器、容器、测定单元、试剂单元、加热器、热块、细胞计数器、分光光度计、成像系统、显微仪、光源、光探测器、光度计、温度传感器、运动传感器或针对电性质的传感器。液体可经由诸如移液管、通道或泵之类的液体处理系统从一个组件转移到另一组件。
在一些具体实例中,液体处理系统可以是移液管。移液管可以是多头移液管。在一些情况下,每个移液管头可以是相同的类型的或者可以是不同的类型。例如,移液管头可以是排气式移液管和/或正排量式移液管。在一些情况下,液体处理系统可能能够拾取和/或移除一个或多个移液管吸头。移液管吸头可单个地添加或从移液管头移除。移液管头可将移液管吸头从第一位置转移到第二位置。移液管吸头可能能够连接到移液管头并与其形成不漏液体的密封,或者拧到其中或以其它方式附接。样本或其它液体可由移液管吸头吸取和/或分发。
移液管吸头可具有内表面和外表面。移液管吸头可具有第一端口和相对的第二端口。在一些具体实例中,第一端口和第二端口都可以是敞开的。在一些具体实例中,第一端口可具有比第二端口的直径更大的直径。移液管吸头可涂层有或者可不涂层有试剂和/或诸如抗体之类的捕捉结合物。在一些情况下,移液管吸头的内表面可涂层有试剂和/或捕捉结合物。化学反应可发生在移液管吸头内。化学反应可在吸头附接到移液管头时,或在吸头与移液管头分离时发生在移液管吸头内。备选地,化学反应可发生在一个或多个容器内。移液管可向容器递送样本或其它液体,或从容器吸取样本或其它液体。移液管吸头可能能够至少部分地插入到容器中。
可以利用移液管来转移设备内的样本或其它液体。移液管可协助样本的准备。移液管可协助化学反应的运行。
样本处理设备可能能够执行至少一个样本准备步骤,以及/或者运行1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多个、20个或更多个、30个或更多个、或者50个或更多个化学反应。设备可能能够执行1种或多种、2种或更多种、3种或更多种、4种或更多种、5种或更多种、6种或更多种、7种或更多种、8种或更多种、9种或更多种、10种或更多种、20种或更多种、30种或更多种、或者50种或更多种不同类型的测定。这些可以同时和/或依次发生。可发生的样本准备和/或化学反应可由规程所管理,该规程可以针对受试者的需求而个别化,以及/或者从服务器来回发送和/或本地储存或输入。受试者的需求可基于受试者已从医疗保健专业人员收到的处方或指令。设备可配置用于适应范围广泛的样本准备和/或化学反应。
样本处理设备8300可包括一个或多个探测器8360,所述探测器可能能够探测一个或多个关于样本的信号。探测器可能能够探测来自电磁频谱的所有发射。备选地,探测器可能能够探测来自电磁频谱的选定范围的发射。例如,光探测器可探测关于已在设备上发生的化学反应的光信号。电性质传感器或其它传感器可探测电压、电流、阻抗、电阻或样本的任何其它电性质。温度传感器可以确定样本可安置在其上的热块的温度。传感器可确定离心机的速度。传感器可确定移液管的位置、速度和/或加速度,以及/或者规程的成功执行。
一个或多个可探测信号可由探测器8360探测。可探测信号可以是发光信号,包括但不限于光致发光、电致发光、化学发光、荧光、磷光或来自电磁频谱的任何发射。在一些具体实例中,可在化学反应期间采用一个或多个标记物。标记物可允许可探测信号的生成。探测标记物的方法是本领域技术人员所公知的。因此,举例而言,当标记物是放射性标记物时,探测手段可包括闪烁计数器或者如在放射自显影术中的照相胶片。当标记物是荧光标记物时,其可以这样探测:通过用适当波长的光激发荧光染料,并例如通过显微术、目视检查、经由照相胶片、通过使用诸如数码相机、耦荷器(CCD)或光电倍增管和光电管等电子探测器或者其它探测设备,来探测产生的荧光。在一些情况下,相机可以利用CCD、CMOS,可以是无透镜相机(例如弗兰肯相机(Frankencamera))、开源相机,或者可以利用或本领域已知或今后开发的任何其它视觉探测技术。在一些具体实例中,成像设备可采用2D成像、3D成像和/或4D成像(包含随时间推移的变化)。类似地,酶标记物通过为酶提供适当的底物并探测产生的反应产物而得到探测。最后,简单的比色标记物经常通过观察关联于标记物的颜色而得到简单的探测。例如,偶联金经常呈粉红色,而各种偶联珠则呈微珠的颜色。
在一些具体实例中,可提供成像单元。成像单元的示例可包括如本文其它各处描述的任何探测器和/或光探测设备。例如,成像单元可以是可利用CCD、CMOS的相机,可以是无透镜相机(例如弗兰肯相机(Frankencamera))、开源相机,或者可以利用或本领域已知或今后开发的任何其它视觉探测技术。成像单元可摄取静态图像并且/或者可摄取运动图像。例如,成像单元可摄取一系列数字图像。成像单元可摄取视频图像。成像设备可以是探测和/或记录电磁辐射以及关联的空间和/或时间维度的相机或传感器。
在一个示例中,成像单元可摄取样本的一个或多个数字图像。例如,成像单元可摄取组织样本的图像。组织样本的照片可传输到病理学家或其它医疗保健专业人员。可以发生对组织样本的图像的分析和/或监督。分析和/或监督可机载地发生,或者远程地通过医疗保健专业人员或软件程序而发生。在其它示例中,成像单元可摄取样本的图像,以及/或者诸如伴随样本发生的化学反应或物理处理步骤之类的任何形式的样本准备的图像。例如,可以拍摄化学反应的视频。本文对数据的任何描述亦可适用于代表图像的数据,且反之亦然。
样本处理设备8300可具有处理器8330,该处理器可向设备的一个或多个组件提供指令。处理器可充当可以指令设备的一个或多个组件的控制器。例如,处理器可提供指令给移液管,以吸取或分发液体。处理器可提供对加热器(其又或者可以是加热和/或冷却设备)的温度加以控制的指令。处理器可提供指令给光探测器,以探测一个或多个信号。处理器还可接收指令和/或采集的数据。例如,处理器可根据一个或多个规程而行动。规程可机载地提供在设备上,或者可从设备之外的来源提供。处理器还可接收关于由设备探测到的信号的数据。处理器可分析或者可不分析由设备探测到的信号。处理器可将一个或多个探测到的信号与阈值进行比较,或者可以不进行比较。
在设备8300上可提供通信模块8340。通信单元可以是实验室或包括设备在内的设置的一部分。通信模块可允许设备与外部机器通信。例如,通信模块可从外部来源接收一个或多个规程或指令集。在一些具体实例中,外部来源可以是实验室。通信模块还可允许设备向外部机器传输数据。数据可经由传输单元传输。例如,设备可向实验室或医疗保健专业人员传输数据。设备可向云端计算基础结构传输数据,所述云端计算基础结构可由实验室、医疗保健专业人员或其它实体访问。通信模块可允许无线和/或有线通信。
样本处理设备8300还可包含电力模块8320。电力模块可将设备连接到外部电源,或者可被提供作为内部本地电源。例如,电力模块可将设备连接到输电网或公共设施。设备可以包括可连接到电插座的插头。设备可连接到任何其它外部电源,所述外部电源可包括诸如发电机等发电设备,或者任何可再生能源(例如,太阳能、风能、水能、地热能),或者能量储存源(例如,电池、超级电容器)。电力模块可以是本地电源。例如,电力模块可以是储能设备,诸如电池或超级电容器。可以使用任何本领域已知或今后开发的电池化学。备选地,本地电源可包括本地产能设备,诸如利用可再生能源的设备。电力模块可以提供电力来运行样本处理设备的其余部分。
设备的一个或多个组件可包含在壳体内。壳体可部分地或完全地包围设备的组件。在壳体上可提供显示器,从而使该显示器可以是可见的。
设备可以是桌上型设备。设备可以是便携式或佩戴式。多个设备可装在一个房间内。设备可具有小于、大于或等于约4m3、3m3、2.5m3、2m3、1.5m3、1m3、0.75m3、0.5m3、0.3m3、0.2m3、0.1m3、0.08m3、0.05m3、0.03m3、0.01m3、0.005m3、0.001m3、500cm3、100cm3、50cm3、10cm3、5cm3、1cm3、0.5cm3、0.1cm3、0.05cm3或0.01cm3的总体积。设备可具有覆盖设备的横向面积的占位面积。在一些具体实例中,设备占位面积可以小于、大于或等于约4m2、3m2、2.5m2、2m2、1.5m2、1m2、0.75m2、0.5m2、0.3m2、0.2m2、0.1m2、0.08m2、0.05m2、0.03m2、100cm2、80cm2、70cm2、60cm2、50cm2、40cm2、30cm2、20cm2、15cm2、10cm2、7cm2、5cm2、1cm2、0.5cm2、0.1cm2、0.05cm2或0.01cm2。设备可具有小于、大于或等于约4m、3m、2.5m、2m、1.5m、1.2m、1m、80cm、70cm、60cm、50cm、40cm、30cm、25cm、20cm、15cm、12cm、10cm、8cm、5cm、3cm、1cm、0.5cm、0.1cm、0.05cm或0.01cm的横向尺寸(例如宽度、长度或直径)或高度。横向尺寸和/或高度可彼此不同。备选地,它们可以是相同的。在一些情况下,设备可以是高而薄的设备,或者可以是矮而宽的设备。高度与横向尺寸的比率可以大于或等于100:1、50:1、30:1、20:1、10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:30、1:50或1:100。
设备可具有任何重量。设备可能能够由人手动地抬起。设备可能能够在人身上或体内。设备可模塑或安装到地面、墙壁、天花板和/或墙壁。设备的大小和/或形状可以是可由人吞服的。设备重量的示例可包括但不限于小于、大于或等于约20kg、15kg、10kg、8kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.7kg、0.5kg、0.3kg、0.1kg、0.05kg、0.01kg、5g、1g、0.5g、0.1g、0.05g或0.01g。
在一些具体实例中,上述方法单独或组合地借助于专利合作申请案第PCT/US11/53188号(代理人案卷号30696-740.601)中提供的一个或多个系统和设备而得以实现,该文献的内容全文并入本文。
图78示出了样本收集、处理和分析方法的示例。在这样的方法中可出现一个或多个以下步骤。步骤的顺序可以更改,或者一个或多个步骤可以是可选的,或者可以被另一步骤所替代。
该方法可包括从受试者采集样本8400,准备样本以供运行化学反应8410,允许与一种或多种试剂的化学反应8420,探测关于样本、化学反应和/或设备组件的信号8430,预处理探测到的信号而不执行分析,分析数据8450,基于数据生成报告8460,传输报告8470,提供报告给医疗保健专业人员8480,以及/或者在设备和/或屏幕或其它显示设备上显示报告。
这些步骤中的一个或多个步骤可由任何设备或实体提供。图中图示的划分仅以示例方式提供,并且决不是限制性的。例如,样本可在设备8490之外采集8400。备选地,样本可直接在设备采集,或可由设备采集。这可发生在样本采集仪。样本准备8410、化学反应8420或信号探测步骤8430可由设备8490执行。
在一些具体实例中,可以准备样本用于后续的定性和/或定量评价。这样的用于评价的样本准备步骤可包括样本准备8410、化学反应8420和/或信号探测8430步骤中的一个或多个。在一些具体实例中,样本可这样处理:通过接收样本8400,和/或准备样本供后续的定性和/或定量评价,以产出后续定性和/或定量评价所必需的数据。样本处理还可包括传输来自设备的数据。在一些情况下,数据可传输给授权的分析设施的医疗保健专业人员。
在这些步骤当中的1个、2个或所有步骤均可发生,并且所发生的步骤中的1个、2个或所有步骤可发生在位于样本采集仪的设备处。备选地,它们可发生在诸如实验室之类的另一实体处。靠近或位于受试者的主体(比如住宅)上的服务点地点可以是实验室或样本采集仪。
设备所采集的数据可处于原始状态。这包括在设备所探测的信号。数据又或者经受预处理8440。数据预处理不执行实际数据分析或与任何阈值的比较。数据预处理可涉及更改数据的格式。在一些情况下,数据预处理可发生在位于样本采集仪的设备8490处。经预处理的数据继而可传输到实验室。备选地,数据预处理8440可发生在实验室8492。原始数据可从设备发送至预处理可在其中发生的实验室。备选地,在此方法中无预处理发生。
根据本文所述的具体实例,可以发生数据分析8450。数据分析可包括对样本的后续定性和/或定量评价。定量和/或定性分析可涉及对生物样本的临床相关性或其缺失的确定。数据分析可包括数据与阈值的一个或多个比较。所述比较可用于确定一种或多种分析物的存在或浓度,或者可能对本文其它各处所述的分析方法和/或病理分析是有用的。数据分析可发生在实验室8492。在一些具体实例中,所述实验室可以是认证实验室。可被分析的数据可以是原始数据或经预处理的数据。设备可在不分析样本的情况下处理样本。数据分析不发生在这种场景中的设备上。在一些具体实例中,在设备上处理样本不会产生对1种或多种分析物、2种或更多种分析物、3种或更多种分析物、4种或更多种分析物、5种或更多种分析物、6种或更多种分析物、7种或更多种分析物、8种或更多种分析物、9种或更多种分析物、10种或更多种分析物、12种或更多种分析物、15种或更多种分析物、或者20种或更多种分析物的存在或浓度水平的确定。在一些情况下,在设备上处理样本不会产生对属于心脏标记物、血气、电解质、乳酸盐、血红蛋白或凝血因子的类别的1种或多种、或任何数目的分析物(包括本文其它各处所述的那些)的存在或浓度的确定。在一些具体实例中,在设备上处理样本不会产生对属于以下各项的1种或多种、2种或更多种、3种或更多种、或任何数目的分析物(包括本文其它各处所述的那些)的存在或浓度的确定,这些项为:钠、钾、氯化物、TCO2、阴离子间隙、离子钙、葡萄糖、尿素氮、肌酐、乳酸盐、红血球压积、血红蛋白、pH、PCO2、PO2、HCO3、碱剩余、sO2、高岭土ACT、硅藻土ACT、PT/INR、cTnl、CK-MB和BNP。在一些情况下,处理样本不包括对属于以下类别的1种或多种、或任何数目的分析物(包括本文其它各处所述的那些)的存在或浓度的显示,这些类别为:心脏标记物、血气、电解质、乳酸盐、血红蛋白或凝血因子。类似地,在一些情况下,处理样本不包括对属于以下各项的1种或多种、或任何数目的分析物(包括本文其它各处所述的那些)的存在或浓度的显示,这些项为:钠、钾、氯化物、TCO2、阴离子间隙、离子钙、葡萄糖、尿素氮、肌酐、乳酸盐、红血球压积、血红蛋白、pH、PCO2、PO2、HCO3、碱剩余、sO2、高岭土ACT、硅藻土ACT、PT/INR、cTnl、CK-MB和BNP。
数据分析可包括对样本的定性和/或定量评价。所述对样本的定性和/或定量评价可产生对1种或多种、2种或更多种、3种或更多种、4种或更多种、5种或更多种、6种或更多种、10种或更多种、15种或更多种、或者20种或更多种分析物的存在或浓度的确定。在一些示例中,分析物可属于在一种或多种以下类型的研究和/或分析中所涉及的类别,这些研究和/或分析为:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及/或者其它类型的测定或其等组合。所探测的分析物可涉及选自以下的一种或多种类型的反应:化学-常规化学、血液学(包括基于细胞的测定、凝血和男性疾病学)、微生物学-细菌学(包括「分子生物学」)、化学-内分泌学、微生物学-病毒学、诊断免疫学-一般免疫学、化学-尿液分析、免疫血液学-ABO血型组与Rh型、诊断免疫学-梅毒血清学、化学-毒理学、免疫血液学-抗体探测(输血)、免疫血液学-抗体探测(非输血)、组织兼容性、微生物学-分支杆菌学、微生物学-真菌学、微生物学-寄生虫学、免疫血液学-抗体识别、免疫血液学-兼容性探测、病理学-组织病理学、病理学-口腔病理学、病理学-细胞学、放射生物测定、和/或临床细胞遗传学。一种或多种测量可包括:蛋白质、核酸(DNA、RNA、其杂交体、microRNA、RNAi、EGS、反义股)、代谢物、气体、离子、粒子(其可包括晶体)、小分子及其代谢物、元素、毒素、酶、脂质、碳水化合物、朊病毒、有形成分(例如,细胞实体(例如,整个细胞、细胞碎片、细胞表面标记物))。在一些具体实例中,一种或多种分析物属于心脏标志物、血气、电解质、乳酸盐、血红蛋白或凝血因子的类别。在一些具体实例中,一种或多种分析物可包括钠、钾、氯化物、TCO2、阴离子间隙、离子钙、葡萄糖、尿素氮、肌酸酐、乳酸盐、红血球压积、血红蛋白、pH、PCO2、PO2、HCO3、碱剩余、sO2、高岭土ACT、硅藻土ACT、PT/INR、cTnl、CK-MB和/或BNP。
可分析的数据可从设备8490提供,或者可在分析之前在实验室8492或其它实体中进行修改。在本文所述的另一具体实例中,数据分析8450可发生在设备上,而不发生在实验室中。备选地,数据分析可同时发生在设备上或和实验室中,或者设备可以是实验室。分析可发生在服务点地点,比如住宅、办公室、医生办公室/医院、零售商仪点或其它服务点地点。本文对实验室地点或其它地点的任何描述均可适用于本文其它各处所述的任何其它服务点地点。
基于数据可生成报告8460。报告可基于经分析的数据8450,或者可基于在其原始的或经预处理的形式中的数据。报告可基于对样本的定性和/或定量评价而生成。报告可在诸如授权的分析设施之类的实验室8492中生成。备选地,报告可在设备处生成,或者由任何其它实体生成。可以传输报告8470。报告可由生成该报告的同一实体传输。备选地,不同实体可传输该报告。报告可由诸如授权的分析设施之类的实验室8492、设备8490、暗盒或任何其它实体来传输。
报告可由医疗保健专业人员8480接收。医疗保健专业人员可提供在与设备8490和/或实验室8492相分离的地点。医疗保健专业人员可能能够为了诊断、治疗受试者和/或为受试者提供疾病预防的目的而依赖于该报告。
因此,如先前所述,这些步骤中的任何一个或多个步骤可以是可选的。这些步骤中的任何一个或多个步骤可由设备8490在样本采集仪或在受试者体内或身上执行,或者可在实验室8492或在任何其它实体中执行。在一些具体实例中,可执行数据分析8450步骤的地点可以是经认证的,或者可接受审验或监督。
设备可配置用于处理样本。样本处理可包括接收样本8400和/或准备用于后续定性和/或定量评价的样本,以产生后续定性和/或定量评价所必需的。准备用于后续定性和/或定量评价的样本可包括一个或多个样本准备步骤8410、化学反应步骤或物理处理步骤8420、和/或探测步骤8430。处理样本可包括添加一种或多种试剂或固定剂。样本处理又或者还可以包括电子传输数据。数据可传输到授权的分析设施的医疗保健专业人员和/或显示在屏幕上。数据可同时传输和/或显示。
可通过本文其它各处所述的任何方式从受试者采集样本8400。例如,手指针刺可从受试者采集样本。在其它示例中,可以在手术室和/或急症室中采集排泄物、尿液或组织,或者可利用本文其它各处所述的任何其它样本采集装置。所采集的样本可提供给设备8490。样本采集可发生在样本采集仪或别处。样本可提供给样本采集仪处的设备。
又或者,可以为化学反应和/或物理处理步骤准备样本8410。样本准备步骤可包括以下的一种或多种:离心、分离、过滤、稀释、浓缩、纯化、沈淀、温育、移液、运输、色层分析、细胞裂解、细胞计数、粉碎、研磨、活化、超音波处理、微柱处理、用磁珠或纳米颗粒处理,或者其它样本准备步骤。样本可在设备内转移。样本准备可包括一个或多个用于将血液分离为血清和/或颗粒部分或者将任何其它样本分离为各种组分的步骤。样本准备可包括一个或多个用于稀释和/或浓缩血液或其它生物样本的步骤。样本准备可包括向样本添加抗凝剂或其它成分。样本准备还可包括样本的纯化。样本准备可涉及改变样本的密度和/或创造样本的密度分布。在一些情况下,可将样本的较高密度部分可与样本的较低密度部分相分离。样本准备可包括从样本的水性组分中分离出样本的固体组分。在一些示例中,样本准备可涉及离心、温育和/或细胞裂解。样本准备可包括促使样本流动,诸如层流。样本准备可包括将样本从设备的一部分运送到另一部分。样本准备可包括温育样本。样本准备可包括用于致使生物样本可在进行化学反应和/或运行测定之前适用的过程。样本准备步骤可致使生物样本准备好用于运行一种或多种临床探测,所述临床探测可包括添加一系列试剂、运行规程和/或运行测定。
又或者,样本可经历与试剂的化学反应8420。化学反应可发生在样本准备步骤之后。备选地,化学反应不必在样本准备步骤之后。样本准备步骤可在化学反应之前、之后和/或与此同时地发生。在一些具体实例中,准备用于定性和/或定量评价的样本可包括允许进行化学反应。可以发生如本文其它各处所述的一种或多种类型的测定。例如,样本准备步骤(或者例如,可在准备用于定性和/或定量评价的样本时发生的化学反应)可包括选自以下的化学反应类型中的一种或多种:免疫测定、核酸测定、受体测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及/或者其它类型的测定或其等组合。在一些具体实例中,可采用加热器和/或热块。化学反应可包括在期望的温度下提供样本。化学反应还可包括在化学反应之前、期间和/或之后维持和/或改变样本的温度。本文对化学反应的任何描述均可包括可在设备中发生的任何类型的反应。例如,化学反应可包括物理相互作用、化学相互作用、和/或其它物理相互作用或转变。在一些具体实例中,设备中的显示器(比如屏幕)或传感器可在外部进行成像。例如,设备可能能够进行MRI、超音波或其它扫描。
样本准备和/或化学反应可响应于一个或多个指令而发生。指令可本地储存在设备上,或者可从外部来源提供。在一些具体实例中,外部来源是实验室。在一些具体实例中,样本准备和/或化学反应程序可以是自学型的。例如,它们可能能够习得不同的方式来准备样本和/或使其准备好用于分析。在一些具体实例中,通过给定的一组参数,样本准备程序可能能够自我调节以利用各种样本准备技术。样本准备调节或维持可依赖于或者可不依赖于所探测到的与样本有关的,和/或与操作者所提供的参数和/或指令有关的信号。样本准备程序可以是自学习型的。一个或多个可提供进行样本准备和/或化学反应的指令的控制器可能能够自学习。
可以响应于可在设备上本地生成或可从外部来源提供的新的指令而做出调整。例如,新的指令可从外部来源更新和/或下推。可以存在这样的动态过程:在其中样本准备和/或化学反应和/或物理处理步骤根据可改变的指令而执行。本文关于样本准备和/或化学反应的任何描述亦可包括任何物理处理步骤。
可以从设备探测一种或多种信号8430。所述信号可在样本准备步骤已完成之后和/或在化学反应和/或物理处理步骤已发生之后探测。信号可基于可能经历过或者可能未经历过测定的样本的读数。信号可基于与设备相关的测量。
在一些情况下,可以发生一个或多个附加的样本准备步骤。例如,可以发生用于定性和/或定量评价的附加的样本准备。此类准备可基于以下至少一种而进行:生物样本的前期准备和/或由医疗保健专业人员做出数据分析。基于先前结果可发生反射探测。反射探测可在探测/分析之前、期间或之后以自动和动态的方式发生。先前的评价可产生可能是自动化的进一步探测。
又或者,数据可经历预处理8440。探测到的信号的原始数据可以经历或者可以不经历预处理。预处理可影响原始数据的格式。例如,预处理可使数据的格式规格化。预处理可将数据变为期望的形式。预处理可在不执行任何数据分析的情况下发生。在一些具体实例中,预处理可改变数据的形式,而不会改变数据的内容。在一些情况下,预处理不将数据与任何阈值作比较或执行任何估值判断。
如本文其它各处所述,可对数据进行分析8450。数据分析可包括对样本的后续定性和/或定量评价。又或者,可以基于原始数据、经预处理的数据或经分析的数据而生成报告。报告和/或数据可传输给医疗保健专业人员。软件系统可执行化学分析和/或病理分析,或者这些分析可分布于实验室、诊所以及推荐的/签约的专业人员的组合之中(例如,提供给一些疾病的专业专家的实验室和约翰·霍普金斯实验室(John’s Hopkins laboratory)或使他们作为认证实验室的一部分/在认证实验室中参与工作)。
在一些具体实例中,在将报告传输给医疗保健专业人员之前可对报告进行审验。在一些情况下,可在生成报告之前或之后对数据进行审验。审验可由一个或多个病理学家或其它有资格的人员执行。病理学家可与实验室8492相关联。病理学家可以或者可以不身处实验室设施。病理学家可被实验室雇佣。对于授权的分析设施,可经由监管装置提供监督。在一些具体实例中,实验室可以是经CLIA认证的实验室。经委员会认证的实体(其可包括经委员会认证的人员)可审验数据/报告并提供对质量控制的衡量和验证。在一些具体实例中,经委员会认证的实体可包括一个或多个病理学家。
在一些具体实例中,设备可以是经认证的设备。设备可处于监管装置的监督之下。经委员会认证的实体可审验设备的数据/报告并提供对质量控制、校准器性能、探测的衡量及验证。医疗保健专业人员可审验来自设备的数据/报告以及/或者提供对来自设备的数据/报告的监督。备选地,可以提供可审验设备所生成的数据的软件程序。软件程序可由医疗保健专业人员创建或在医疗保健专业人员的审验下创建。软件程序可由诸如医疗保健专业人员之类的授权人员来维护。
图82示出了提供样本处理、分析和监督的系统的示例。
图82(i)示出了可能能够执行样本处理8802步骤的设备8800的示例。该设备可能能够与实验室8810通信。所述实验室可能能够执行后续的分析8812步骤并且可提供监督8814。监督和/或分析可由医疗保健专业人员和/或软件程序来提供。该设备可通过包括本文其它各处所述的任何网络在内的网络8850与实验室通信。可提供云端计算基础结构。该设备可提供在受试者体内或受试者身上,或者提供在样本采集仪。实验室可以是授权的分析设施,诸如经CLIA认证的设施,其可以是设备或暗盒。
图82(ii)示出了可能能够执行样本处理步骤8822和分析步骤8824的设备8820的示例。该设备可能能够与实验室8830通信。所述实验室可能能够提供监督8832。监督可由医疗保健专业人员和/或软件程序来提供。该设备可通过包括本文其它各处所述的任何网络在内的网络8860与实验室通信。可提供云端计算基础结构。云端计算基础结构可以是系统/基础设施/设备的一部分。设备可提供在受试者体内或受试者身上,或者提供在样本采集仪。实验室可以是授权的分析设施,诸如经CLIA认证的设施。
图82(iii)示出了可能能够执行样本处理步骤8842、分析步骤8844和提供监督8846的设备8840的示例。在一些具体实例中,可由设备上的监督软件程序来提供监督。该设备可与包括本文其它各处所述的任何网络在内的网络8870通信。可提供云端计算基础结构。设备可提供在受试者体内或受试者身上,或者提供在样本采集仪。在一些具体实例中,该设备可由监管装置认证。在一些具体实例中,该设备可经CLIA认证。
在一些具体实例中,可提供用于评价生物样本的方法。该方法可包括机载地在设备上接收和/或准备样本。该方法可包括机载地在设备上执行分析。备选地,该方法可包括在设备之外和/或远离设备之处执行分析。例如,分析可发生在实验室或由实验室的附属装置进行。在一些具体实例中,分析可同时发生在设备上和设备外。
分析可由实验室的医疗保健专业人员或实验室的任何其它附属装置执行。分析可由软件程序执行。处理器可执行软件程序的一个或多个步骤,从而实现此类分析。在一些具体实例中,可由分析软件程序提供1种、2种或更多种类型的分析。在一些具体实例中,分析可同时由医疗保健专业人员和软件程序来执行。在一些示例中,分析可由设备所载的软件程序,由设备外的医疗保健专业人员,和/或由设备外的软件程序来执行。
该方法还可包括提供对分析的监督。该方法可包括机载地在设备上执行监督。备选地,该方法可包括在设备之外和/或远离设备之处执行监督。例如,监督可发生在实验室或由实验室的附属装置进行。在一些具体实例中,监督可同时发生在设备上和设备外。
在一些具体实例中,分析可由医疗保健专业人员来进行并且监督可由医疗保健专业人员来进行,分析可由医疗保健专业人员来进行并且监督可由软件程序来进行,分析可由软件程序来进行并且监督可由医疗保健专业人员来进行,或者分析可由软件程序来进行并且监督可由软件程序来进行。可以使用相同的医疗保健专业人员或不同的医疗保健专业人员来进行分析和/或监督。可以使用相同的软件程序或不同的软件程序来进行分析和/或监督。对于可执行监督的实验室、医疗保健专业人员、软件、和/或基础设施的任何描述亦可适用于分析,或反之亦然。
监督可由实验室的医疗保健专业人员或实验室的任何其它附属装置来执行。监督可由软件程序来执行。处理器可执行软件程序的一个或多个步骤,从而实现此类监督。在一些具体实例中,监督可同时由医疗保健专业人员和软件程序来执行。在一些示例中,监督可由机载于设备上的软件程序,由设备之外的医疗保健专业人员,和/或由设备之外的软件程序来执行。可以提供分析和监督的任何组合。
图79示出了与支付者8500和样本采集仪8520通信的实验室福利管理(LBM)实体8510。LBM可与处在支付者地点的支付者和处在服务点地点的样本采集仪通信。LBM可提供在处于LBM地点的设施处。LBM可处在与支付者和样本采集仪不同的地点。在一些具体实例中,样本采集仪可以是如本文其它各处所述的任何零售商、保险公司、实体或样本采集仪。例如,可在不同设施中提供支付者、LBM和服务点。
LBM8510可以是实体。例如,LBM可以是公司、企业、组织、合伙企业、工商企业,或者一个或多个可形成实体的个人。LBM可配置用于与关于财务事项和服务的一个或多个其它实体通信。LBM可提供关于财务事项和服务的指令以及管理财务流程。
支付者8500可以是可为受试者的一种或多种与健康或医疗相关的服务作出支付或部分支付的实体。支付者可与受试者或受试者的赞助者签订合同或达成协议以提供一些形式的医疗保险。支付者可以是公共支付者或私人支付者。在一些情况下,支付者可以是政府支付者或健康保险公司。政府支付者的示例可包括但不限于医疗保险、医疗补助、联邦政府雇员保健福利计划、退伍军人健康管理局、国家儿童健康保险计划、军队卫生系统/TRICARE、印第安健康服务,或者其它公费资助的健康保险计划。各种类型的私人支付者的示例可包括但不限于健康维护组织(HMO)、优选医疗服务组织(PPO)、独立诊所协会(IPA)、服务点(POS)计划,或者管理式医疗或损失补偿保险。健康保险公司的示例可包括但不限于Aetna、Blue Cross Blue Shield Association、CIGNA、Kaiser Permanente、Humana、Health Net、UnitedHealth Group或Wellpoint。
样本采集仪8520可以是服务点地点。可以在服务点地点提供样本采集仪。对服务点的任何讨论亦可适用于处在服务点地点的样本采集仪。服务点地点可以是远离LBM的地点,在该处可从受试者采集或由受试者提供样本。在一些具体实例中,样本采集仪可以是零售商。服务点地点和零售商的示例在本文其它各处进一步详细地提供。在一些具体实例中,样本采集仪可包括如本文其它各处进一步详述的设备。
LBM可接收来自样本采集仪的信息,并且/或者可接收来自支付者的信息。LBM可向样本采集仪提供信息,并且/或者可向支付者提供信息。LBM可以以本领域已知的或今后开发的任何方式,包括但不限于使用样本处理设备、网络设备、移动设备、电话、邮件、快递、投递或者本文其它各处所述的任何其它通信技术,与支付者和样本采集仪通信。通信可通过包括本文其它各处所述的任何网络形式在内的网络而发生。可在LBM与支付者之间以及在LBM与样本采集仪之间提供单向通信或双向通信。LBM、支付者和样本采集仪可具有一个或多个通信单元。通信单元可配置用于在LBM、支付者以及样本采集仪之间提供通信。通信单元可配置用于提供无线通信或有线通信。
LBM还可执行与支付者以及与样本采集仪的财务交易。在一些情况下,财务交易可以是双向财务交易,或者可以是单向财务交易。在一个示例中,支付者可支付LBM。LBM可支付样本采集仪。LBM提供给样本采集仪的付款可来源于LBM从支付者收到的付款。
LBM、支付者和样本采集仪可以具有可记录通信和/或支付的处理器和内存。LBM、支付者和样本采集仪可以与一个或多个可记录通信和/或支付的第三方交互。所述一个或多个第三方可以是财务装置。处理器可以访问一个或多个内存,所述内存可包含关于收到的或支出的付款的信息。例如,LBM可具有访问一个或多个内存或数据储存单元的处理器,所述内存或数据储存单元包含关于从支付者收到的付款以及提供给样本采集仪的付款的信息。
可以基于对提供于样本采集仪的设备的使用而提供付款。LBM可基于对设备的使用而要求来自支付者的付款。LBM可基于对设备的使用而向样本采集仪提供付款。备选地,LBM可基于对设备的使用而要求来自样本采集仪的付款。
LBM可以包括一个或多个包含受试者信息的数据储存单元,或者可具有访问受试者的信息的能力,所述信息包括:所述受试者的保险状况、先前进行的和有待进行的一个或多个临床探测的共同支付状况、关于受试者的医疗记录、关于受试者的付款信息、受试者的身份信息,或者与受试者或关联于受试者的财务交易相关联的其它信息。
在一些备选具体实例中,支付者可接收来自样本采集仪和/或LBM的电子账单。在一些情况下,医疗保健专业人员可接收来自样本采集仪和/或LBM的电子付款。
图80示出了根据本文所述的具体实例而提供的实验室福利体系。服务点8620可与实验室8630通信。服务点可以是样本采集仪,并且本文对服务点的任何描述亦可适用于样本采集仪,且反之亦然。服务点还可与LBM8610通信,而LBM8610还可与支付者8600通信。LBM和实验室可与医疗保健专业人员8640通信。受试者8650可向服务点提供样本。
服务点8620可以是样本采集中心,其可具有可配置用于促进从受试者8650采集生物样本的设备。如先前所述,样本可在服务点从受试者采集,或者可向服务点处的设备提供。
样本采集中心可能能够与实验室8630通信。实验室可以是认证实验室。样本采集中心可经由位于样本采集中心的样本处理设备与实验室通信。样本采集中心可以以附加的方式与实验室通信。设备所采集的数据可从服务点8620传输到实验室。此类数据可能与从受试者采集的样本有关。可以向实验室提供包括原始数据、经预处理的数据或经分析的数据在内的本文先前所述的任何类型的数据。
实验室可向服务点地点提供设备。在一个示例中,实验室可将设备出售或者出租/租借给样本采集中心。实验室可关于设备向样本采集中心的出售和/或出租而要求来自样本采集中心的付款。样本采集中心可根据设备的所有权或使用而向实验室提供付款。设备可由设备操作者来操作。操作者可附属于服务点地点。操作员可以是雇员或以其它方式附属于样本采集中心。操作者可能接受过或者可能未接受过关于设备使用的培训。样本采集中心可以是与实验室相分离的另一实体。样本采集中心可附属于服务点地点,或者可由单独的实体运营。样本采集中心可以是本文其它各处所述的任何服务点地点,包括但不限于零售商(例如,Blue Cross、Blue Shield、Health Net、Aetna、Cigna)、医院、医疗设施以及任何其它服务点。在一个示例中,设备可由与零售商或其它服务点相关联的技术人员或其它个人来操作。实验室可发挥作为设备的批发商的功能。备选地,可以提供一个或多个可从实验室购买设备并转而向服务点地点提供/出售设备的中间实体。
在一个备选示例中,实验室可关于在可位于服务点地点的样本采集中心提供设备而支付服务点地点。实验室可关于允许在服务点地点使用设备以及关于允许在服务点设立样本采集中心而支付服务点地点。例如,可允许实验室在零售商处租赁空间,实验室可在该处设立具有一个或多个设备的样本采集中心。设备可由接受过或未接受过设备使用培训的人员来操作。设备操作者可附属于实验室。设备操作者可以是或者可以不是实验室的雇员。设备和设备操作者可使用服务点地点作为远离实验室的样本采集仪。
实验室可向服务点地点提供暗盒。所述暗盒可配置用于插入到设备中或以其它方式与设备相接。暗盒可以是或者可以不是一次性的。实验室可以向或者可以不向服务地点提供一次性用品,以供与设备一起使用。本文对暗盒的任何描述亦可适用于一次性物品,且反之亦然。在一个示例中,实验室可将暗盒出售给样本采集中心。样本采集中心可附属于服务点地点和/或单独实体。样本采集中心可由服务点地点和/或单独实体来经营。实验室可关于暗盒向样本采集中心的出售而要求来自样本采集中心的付款。样本采集中心可关于暗盒向实验室提供付款。设备的操作者可附属于服务点地点。实验室可发挥暗盒的批发商的作用。备选地,可以提供一个或多个可从实验室购买暗盒并且转而向服务点地点提供/出售暗盒的中间实体。
在一个备选示例中,实验室不必关于在样本采集中心提供暗盒而要求来自样本采集中心的付款。设备可由接受过或未接受过设备使用培训的人员来操作。设备操作者可附属于实验室。设备操作者可能时或者可能不是实验室的雇员。设备和设备操作员可使用服务点地点作为远离实验室的样本采集仪。对于可由附属于实验室的个人操作的设备而言,可以将暗盒用作在服务点地点的样本采集服务的一部分。
实验室8630可能能够与医疗保健专业人员8640通信。医疗保健专业人员可位于与实验室和服务点相分离的地点。医疗保健专业人员可能具有或者可能不具有与受试者8650的现有关系。医疗保健专业人员可能已经为受试者开具处方,让其前往服务点地点并执行一个或多个探测。医疗保健专业人员可以具有或者可以不具有与服务点或与实验室的关系。在一些具体实例中,实验室可向医疗保健专业人员发送报告。医疗报告可基于从处在服务点的设备采集到的数据。医疗报告可基于对从设备采集的数据的分析。在一些具体实例中,数据分析可包括将所采集的数据与一个或多个阈值相比较以确定至少一种分析物的存在或浓度。在一些具体实例中,实验室可具有这样的处理器:该处理器可配置用于访问可具有与所述一个或多个阈值相关的信息的数据储存单元。分析可发生在实验室8630,并且报告可在实验室生成。备选地,分析可发生在设备中,并且报告可由设备或在实验室生成。
在一些具体实例中,报告可提供给受试者8650。传输给受试者的报告可以与提供给医疗保健专业人员8640的报告相同,或者可以不相同。报告可同时发送,或者医疗保健专业人员可首先接收到报告,或反之亦然。
可以提供可与支付者8600以及服务点8620通信的LBM8610。LBM可以与医疗保健专业人员8640和/或实验室8630通信,或者可以不与其通信。
实验室8630和LBM8610可以是独立的实体。实验室和LBM可以是独立的企业、公司、组织、装置、合伙企业、一个或多个个人,或者本文其它各处所述的任何其它类型的实体。实验室和LBM可注册成立为独立的法律实体。LBM可以是实验室福利管理者,而实验室可以是批发商。实验室和LBM可居于在独立的设施中。备选地,它们可共享设施。
LBM8610可基于对服务点8620处的设备的使用而向支付者8600收费。例如,每使用设备一次,LBM可收取支付者一定费用。费用的大小可取决于一个或多个因素,比如设备的使用类型(例如,对其存在和浓度进行了探测的分析物的数目、化学反应的数目、样本准备的量、所发生的反应的类型、所使用的设备组件的数目)、关于从设备采集的数据而进行的分析(例如,较为复杂的分析可产生与更简单的分析不同的费用)、支付者与受试者的关系、支付者与服务点的关系(若有的话)。LBM和支付者可以达成可确定支付者与LBM之间的支付计划的协议。
LBM8610可基于对处在服务点的设备的使用而向服务点8620提供付款。例如,每使用设备一次,LBM可向服务点提供付款。在另一示例中,LBM可根据设备位于服务点的时间量,向服务点提供付款。费用的大小可取决于一个或多个因素,诸如设备的使用类型(例如,对其存在和浓度进行了探测的分析物的数目、化学反应的数目、样本准备的量、所发生的反应的类型、所使用的设备组件的数目)、关于从设备采集的数据而进行的分析(例如,较为复杂的分析可产生与更简单的分析不同的费用)。LBM和服务点可以达成可确定服务点与LBM及LBM之间的支付计划的协议。在备选具体实例中,LBM可向实验室8630提供付款,本文对向服务点提供付款的任何描述亦可适用于实验室。LBM可向实验室提供付款而不是向服务点提供付款;或者除了向服务点提供付款之外,向实验室提供付款。
在一些具体实例中,LBM8610可将从支付者8600收取的付款分为技术费用和专业费用。在一个示例中,LBM可基于专业费用向医疗保健专业人员8640提供付款。LBM可基于技术费用向样本采集中心8620提供付款。在一些具体实例中,样本采集中心可由诸如零售商、医院或任何其它服务点之类的服务点来运营。在一些具体实例中,样本采集中心可由实验室来运营。付款可提供给服务点地点的实体,或者提供给可能正在运营服务点地点的样本采集中心的实验室。
LBM可作出如何划分来自支付者的付款的决定。技术费用和/或专业费用可基于LBM可能与医疗保健专业人员、服务点和/或实验室达成的协议。专业费用还可以或者备选地基于医疗保健专业人员可能与支付者和/或实验室达成的协议。
LBM可进一步将来自支付者的付款划分为交易费用。交易费用可以是转到LBM的金额。LBM可能能够保留支付者所支付的付款的一部分。
图81示出了根据本文所述的具体实例的实验室福利管理者/批发商模型的示例。诸如药房之类的零售商8700(或其它服务点)可具有一个或多个位于零售商仪点的样本处理设备。零售商技术人员可操作样本处理设备,并且可向设备8710中放置暗盒。暗盒可包含或者可不包含在零售商仪点处从受试者采集的样本。
实验室福利管理者8720可以是如本文其它各处所述的LBM。实验室福利管理者可以是实体。
可在模型内提供实验室福利管理者8720和批发商8730。实验室福利管理者和批发商可以是独立的实体。实验室福利管理者和批发商可以是独立的法人实体、企业实体、企业、合伙企业、组织和/或由一个或多个个人组成的团体。实验室福利管理者和批发商可居于不同的设施中或相同的设施中。
实验室福利管理者8720可与一个或多个支付者8740通信。实验室福利管理者可向支付者开具关于服务的发票。支付者可支付实验室福利管理者。例如,实验室福利管理者可从支付者要求$a的费用(例如,提供数值示例——$28),该支付者向实验室福利管理者支付$a。实验室福利管理者可保留LBM费用。例如,$b(例如,提供数值示例——$1)费用可由实验室福利管理者保留。
实验室福利管理者8720可偿付零售商8700该金额的余额。例如,实验室福利管理者可向零售商支付剩余的$c(例如,$27)。例如,$c可等于$a减去$b。
零售商还可具有与实验室福利管理者和/或批发商相关联的费用。例如,零售商可以具有该零售商可向实验室福利管理者支付的代理费。在一个示例中,代理费为$d(例如,提供数值示例——$8)。零售商还可出具订购单或支付产品。例如,零售商可支付对零售商仪点处的设备和/或暗盒的购买或使用。零售商可向实验室福利管理者支付。备选地,零售商可关于设备和/或暗盒的购买或使用而向批发商支付。在一个示例中,针对产品的付款可以是$e(例如,提供数值示例——$9)。
从实验室福利管理者的角度而言,遵循所述模型可能有财务效益。例如,实验室福利管理者可基于设备使用而收取LBM费用。例如,LBM费用可以是每笔交易$b。实验室福利管理者还可从零售商收取代理费。例如,实验室福利管理者可收取$d的管理费。在一些情况下,实验室福利管理者还可从零售商收取产品费。例如,实验室福利管理者可收取$e的产品费。
从零售商的角度而言,遵循所述模型可能有财务效益。例如,零售商可收取$c的服务收入。服务收入可通过实验室福利管理者来提供。实验室福利管理者可基于从支付者收取的付款而提供服务收入。实验室福利管理者可从收取自支付者的金额中扣除LBM费用,并且可将其余的金额传递给零售商作为服务收入。在附加的具体实例中,实验室福利管理者还可扣除可能提供给医疗保健专业人员或其它实体的专业费用,而将余额的其余部分转给零售商作为服务收入。因此,如图81中所示,可从$c的服务收入中提供总收入。零售商所负担的成本包括管理费(例如,所示的$d的费用)和/或产品费(例如,所示的$e的费用)。成本可约为$f(例如,提供数值示例——$17)。$f可等于$d加$e。零售商所承担的成本可低于服务收入。例如,图示了零售商的$g(例如,提供数值示例——$10)的毛利。在一些情况下,$g=$c减$f。
下表阐释了模型的示例。
任何美元金额均仅通过示例的方式提供,并且不应当被理解为具有限制性。可以针对各个美元值插入任何数值。
在一些具体实例中,受试者可能关联于支付者。举例而言,诸如健康保险公司、政府支付者或如本文所述的任何其它支付者之类的支付者可为受试者提供保险覆盖。支付者可支付受试者的一些或所有医疗账单。在一些具体实例中,当受试者到达服务点时,可以验证受试者的身份。受试者的身份可使用设备来验证和/或由服务点的人员来验证。例如,服务点的人员可查看受试者的身份证和/或保险卡。设备可以或者可以不摄取受试者的图像以及/或者从受试者采集一种或多种生物计量参数。验证可机载地发生在设备上。备选地,受试者的身份可在服务点采集,并且可在另一实体或地点进一步验证。例如,实验室、医疗保健专业人员或支付者可验证受试者身份。设备、实验室、医疗保健专业人员和/或支付者可能能够访问受试者信息,诸如电子健康记录。验证可快速和/或实时发生。例如,验证可在10分钟或更少、5分钟或更少、3分钟或更少、1分钟或更少、45秒或更少、30秒或更少、20秒或更少、15秒或更少、10秒或更少、5秒或更少、3秒或更少、1秒或更少、0.5秒或更少、或者0.1秒或更少的时间内发生。验证可以是自动化的,而无需任何人为干预。
系统可针对系统的记录、保险覆盖范围而验证受试者的身份,以便防止欺诈或用于任何其它目的。验证可由设备执行。验证可发生在任何时间。在一个示例中,可在准备受试者的样本供探测之前验证受试者的身份。可在向设备和/或暗盒提供样本之前验证受试者的身份。可在验证受试者的保险覆盖范围之前、之后或与此同时地提供受试者身份的验证。可在验证受试者已收到要经受所述定性和/或定量评价的处方之前、之后或与此同时地提供受试者身份的验证。验证可通过与医疗保健提供者、实验室、支付者、实验室福利管理者或任何其它实体的通信而进行。验证可通过访问一个或多个数据储存单元而发生。数据储存单元可包括电子医疗记录数据库和/或支付者数据库。验证可快速和/或实时发生。例如,验证可在10分钟或更少、5分钟或更少、3分钟或更少、1分钟或更少、45秒或更少、30秒或更少、20秒或更少、15秒或更少、10秒或更少、5秒或更少、3秒或更少、1秒或更少、0.5秒或更少、或者0.1秒或更少的时间内发生。验证可以是自动化的,而无需任何人为干预。
验证可包括由受试者提供的信息。例如,验证可包括扫描受试者的身份证和/或保险卡。验证可包括拍摄受试者和/或受试者面部的照片。例如,验证可包括拍摄受试者的二维或三维快照。可以使用可提供受试者的二维数字图像和/或可能能够创制受试者的三维或四维图像的相机。受试者的四维图像可包含随时间的变化。验证可包括拍摄受试者面部的照片用于识别。验证可包括拍摄受试者面部的另一部分的照片用于识别,所述部分包括但不限于患者的全身、手臂、手、腿、躯干、脚或身体的任何其它部分。验证可以采用可摄取额外的视觉和/或音频信息的视频摄影机和/或麦克风。验证可包括比较受试者的移动(例如,步态)或声音。
验证可包括录入与受试者有关的个人信息,诸如受试者的姓名、保险单号码、关键问题的答案和/或任何其它信息。验证可包括采集受试者的一种或多种生物计量读数。例如,验证可包括指纹、手印、脚印、视网膜扫描、温度读数、体重、身高、音频信息、电子读数或任何其它信息。生物计量信息可由设备采集。例如,设备可具有触摸式屏幕,受试者可将受试者的手掌置于其上以便由设备读取。触摸式屏幕可能能够扫描受试者的一个或多个身体部位,以及/或者接收来自受试者的温度读数、电读数和/或压力读数。备选地,设备可接收来自其它设备的生物计量信息。例如,设备可从与设备相分离的称重器具接收受试者的体重。信息可从其它设备直接发送(例如,通过有线或无线连接)或者可以手动录入。
验证还可包括基于从受试者采集的样本的信息。例如,验证可包括受试者的基因标志。当将样本提供给设备时,设备可使用样本的至少一部分来确定受试者的基因标志。例如,设备可执行一个或多个核酸扩增步骤,并且可确定受试者的关键基因标志物。这可形成受试者的基因标志。受试者的基因标志可在在设备上处理样本之前、之后或与此同时地获得。受试者的基因标志可储存在一个或多个数据储存单元上。例如,受试者的基因标志可储存在受试者的电子医疗记录中。所采集的受试者的基因标志可与已储存在记录中的受试者的基因标志(如果它存在的话)相比较。受试者的任何其它唯一识别特征均可用于验证受试者的身份。
用于核酸(包括DNA和/或RNA)扩增的方法是本领域中已知的。扩增方法可以涉及温度变化,诸如热变性步骤;或者可以是不需要热变性的等温过程。聚合酶链锁反应(PCR)使用多个循环的变性、引物对与相反股的黏着和引物延伸,从而指数地增加靶序列的拷贝数。可以通过施加热、增加局部金属离子浓度(例如US6277605)、超音波辐射(例如WO/2000/049176)、施加电压(例如,US5527670、US6033850、US5939291和US6333157)以及施加电磁场并结合与磁响应材料结合的引物(例如,US5545540)来实现黏着的核酸股的变性,上述专利及专利申请特此通过引用整体并入。在称为RT-PCR的变化形式中,使用逆转录酶(RT)从RNA生成互补DNA(cDNA),然后通过PCR扩增cDNA以产生DNA的多个拷贝(例如,US5322770和US5310652,其特此通过引用整体并入)。
恒温扩增方法的一个例子是链置换扩增,通常称为SDA,它使用以下循环:引物对序列黏着至靶序列的相对链,在dNTP的存在下引物延伸以产生双重半硫代磷酸化引物延伸产物,核酸内切酶介导的半修饰限制性核酸内切酶识别位点的切口产生,和聚合酶介导的从缺口3'端的引物延伸以置换现有的链并生成用于下一轮引物黏着、切口产生和链置换的片段,导致产物的几何扩增(例如,US5270184和US5455166,其特此通过引用整体并入)。嗜热SDA(tSDA)在基本相同的方法中在更高的温度下使用嗜热性核酸内切酶和聚合酶(欧洲专利第0684315号,其特此通过引用整体并入)。
其它扩增方法包括滚环扩增(RCA)(例如,Lizardi,「Rolling CircleReplication Reporter Systems」,美国专利第5,854,033号);依赖解旋酶的扩增(HDA)(例如,Kong等,「Helicase Dependent Amplification Nucleic Acids」,美国专利申请公开案第US2004-0058378A1号);及环介导的等温扩增(LAMP)(例如,Notomi等,「Process forSynthesizing Nucleic Acid,」美国专利第6,410,278号),其特此通过引用整体并入。在一些情况下,等温扩增使用通过RNA聚合酶从启动子序列开始的转录,例如可被引入寡核苷酸引物中。在本领域中常用的基于转录的扩增方法包括基于核酸序列的扩增,也称为NASBA(例如US5130238);依赖于使用RNA复制酶扩增探针分子本身的方法,通常被称为Qβ复制酶方法(例如,Lizardi,P.等(1988)Biotechnol.6,1197-1202);自动维持序列复制(例如,Guatelli,J.等(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA87,1874-1878;Landgren(1993)Trends inGenetics9,199-202;和HELEN H.LEE等,NUCLEIC ACID AMPLIFICATION T ECHNOLOGIES(1997));和用于产生额外的转录模板的方法(例如,US5480784和US5399491),其特此通过引用整体并入。进一步的等温核酸扩增方法包括使用含有非规范核苷酸(例如尿嘧啶或RNA核苷酸)的引物与在非规范核苷酸处切割核酸以暴露针对其它引物的结合位点的酶(例如DNA糖基化酶或RNaseH)的组合(例如,US6251639、US6946251和US7824890),其特此通过引用整体并入。等温扩增过程可以是线性的或指数的。
用于受试者身份识别的核酸扩增可包括多个核酸序列,例如大约、小于约或大于约10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、50、100或更多的靶序列的连续、并行或同时扩增。在一些具体实例中,受试者的整个基因组或整个转录组得到非特异性地扩增,其产物是针对一个或多个识别序列特征的探针。识别序列特征包括可作为在个体之间进行区分的基础的核酸序列的任何特征。在一些具体实例中,使用大约、小于约或超过约10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、50、100或更多的识别序列,以所选的统计显著性唯一地识别个体。在一些具体实例中,统计显著性为大约或小于约10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8、10-9、10-10、10-11、10-12、10-13、10-14、10-15或更小。识别序列的示例包括限制性片段长度多态性(RFLP;Botstein,等,Am.J.Hum.Genet.32:314-331,1980;WO90/13668),单核苷酸多态性(SNPs;Kwok,等,Genomics31:123-126,1996),随机扩增多态性DNA(RAPD;Williams等,Nucl.Acids Res.,18:6531-6535,1990),简单序列重复(SSRs;Zhao和Kochert,PlantMol.Biol.21:607-614,1993;Zietkiewicz,等.Genomics20:176-183,1989),扩增片段长度多态性(AFLP;Vos,等,Nucl.Acids Res.,21:4407-4414,1995),短串联重复(STRs),可变数目串联重复(VNTR),微卫星(Tautz,Nucl.Acids Res.,17:6463-6471,1989;Weber和May,Am.J.Hum.Genet.44:388-396,1989),反转录转座子间扩增多态性(IRAP),长散布组件(LINE),长串联重复(LTR),可移动组件(ME),反转录转座子微卫星扩增多态性(REMAP),基于反转录转座子的插入多态性(RBIP),短散布组件(SINE),和序列特异性扩增多态性(SSAP)。识别序列的另外的例子在本领域中是已知的,例如在US20030170705中,其通过引用并入本文。基因标志可以由单一类型(例如,SNPs)的多个识别序列组成,或可包括任何数目或组合的两个或两个以上不同类型的识别序列的组合。
基因标志可以用于任何需要一个或多个受试者的身份识别的过程,如父系或母系亲子鉴定、移民和继承纠纷、动物育种试验、双胞胎卵型检测、人类和动物的近亲繁殖试验;移植匹配性评价,如骨髓移植;人类和动物的遗骸的鉴定;培养细胞的质量控制;法医检测如精液样本、血迹和其它生物材料的法医分析;通过检测杂合性丢失对肿瘤的遗传构成的表征;和确定特定识别序列的等位基因频率。用于产生基因标志的样本包括来自犯罪现场的证据、血液、血迹、精液、精斑、骨骼、牙齿、毛发、唾液、尿液、粪便、指甲、肌肉或其它软组织、香烟、邮票、信封、头皮屑、指纹、含有任何这些材料的项目、以及其等组合。在一些具体实例中,生成和比较两个或两个以上的基因标志。在一些具体实例中,一个或多个基因标志与一个或多个已知的基因标志如包含在数据库中的基因标志进行比较。
系统还可验证受试者是否已从医疗保健专业人员接收到要经受临床探测的指令。系统因此可验证受试者是否已从医疗保健专业人员接收到要进行对生物样本的定性和/或定量评价的预订。例如,系统可验证受试者是否已从医疗保健专业人员接收到要接受探测的处方。系统可验证受试者是否已从医疗保健专业人员接收到要向设备提供样本的指令。系统还可验证受试者是否被授权前往特定服务点经受探测。验证可借助于设备而发生。验证可在任何时间发生。在一个示例中,可在准备受试者的样本以供探测之前验证受试者接受探测的授权。可在向设备和/或暗盒提供样本之前验证受试者接受探测的授权。对受试者的授权的验证可在验证受试者的身份之后提供。对受试者的授权的验证可在验证受试者具有针对临床探测的保险覆盖之前或之后提供。系统可验证受试者是否受到健康保险对于样本的定性和/或定量评价的覆盖,其中验证步骤在借助设备处理生物样本或从设备传输数据之前、之后或与此同时地执行。验证可通过与医疗保健提供者、实验室、支付者、实验室福利管理者或任何其它实体的通信而进行。验证可快速和/或实时发生。例如,验证可在10分钟或更少、5分钟或更少、3分钟或更少、1分钟或更少、45秒或更少、30秒或更少、20秒或更少、15秒或更少、10秒或更少、5秒或更少、3秒或更少、1秒或更少、0.5秒或更少、或者0.1秒或更少的时间内发生。验证可以是自动化的,而无需任何人为干预。
系统还可验证受试者是否具有对临床探测的保险覆盖。系统可验证受试者是否具有对于向设备提供样本的保险覆盖。系统还可验证受试者是否具有对于前往服务点并经受探测的保险覆盖。验证可在任何时间发生。在一个示例中,可在准备受试者的样本以供探测之前验证受试者的保险覆盖范围。可在向设备和/或暗盒提供样本之前验证受试者的保险覆盖范围。对受试者的保险覆盖范围的验证可在验证受试者的身份之后提供。对受试者的保险覆盖范围的验证可在验证受试者已接收到要接受临床探测的处方之前或之后提供。验证可通过与医疗服务提供者、实验室、支付者、实验室福利管理者或任何其它实体的通信而进行。验证可借助于设备而发生。验证可快速和/或实时发生。例如,验证可在10分钟或更少、5分钟或更少、3分钟或更少、1分钟或更少、45秒或更少、30秒或更少、20秒或更少、15秒或更少、10秒或更少、5秒或更少、3秒或更少、1秒或更少、0.5秒或更少、或者0.1秒或更少的时间内发生。验证可以是自动化的,而无需任何人为干预。
系统还可验证临床探测是否适合于受试者。系统可验证对定性和/或定量评价的预订是否在一组规则限制之内。此类规则限制可形成指导方针。此类规则限制可以是支付者、开处方的医生或其它做出预订的医疗保健专业人员、实验室、政府或监管装置或者任何其它实体的规则限制。此类验证可取决于受试者的一种或多种已知特性,包括但不限于性别、年龄或既往病史。可以提供临床决策支持系统。该系统可能能够访问与受试者相关联的一个或多个医疗记录或信息。系统可能能够访问与受试者的身份、受试者的保险覆盖范围、受试者过去和当前的医学治疗、受试者的生物特征和/或提供给受试者的处方相关的记录。系统可能能够访问电子健康记录和/或调出患者记录和历史。系统可能还能够调出支付者记录,诸如与受试者有关的保险和财务信息。验证可借助于设备而发生。
在一些具体实例中,在提供定性和/或定量评价之前,系统可能能够访问一个或多个记录数据库和/或支付者数据库。在一些情况下,系统可能能够在提供所述定性和/或定量评价之前,以及/或者在访问所述数据库之前,确定要访问哪个记录数据库和/或支付者数据库。系统可基于受试者的身份、受试者的支付者信息、所采集的关于样本的信息、所提议的定性和/或定量评价以及/或者任何其它信息而做出这样的确定。
在一个示例中,不适当的探测可能是针对男性受试者的妊娠试验或针对女性受试者的PSA(前列腺特异性抗原)水平探测。这样的探测可能超出支付者或处方医生的规则限制之外。这样的预订错误可通过审查预订的探测和关联于受试者的信息而被探测到。此类关联于的信息可包括受试者的医疗记录或关于受试者的识别信息。在一个示例中,在准备受试者的样本用于探测之前验证探测的适当性。受试者的探测适当性可在向设备和/或暗盒提供样本之前、之后或与此同时地验证。受试者的探测适当性的验证可在验证受试者的身份和/或保险覆盖范围之后或之前提供。该验证可通过与医疗护理提供者、实验室、支付者、实验室福利管理者或任何其它实体的通信而进行。临床决策支持系统可快速地和/或实时地运行。例如,验证可以在10分钟或更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短时间内发生。临床决策支持系统可以是自动化的,而无需任何人工干预。
在一些具体实例中,合格人员可协助采集受试者的身份和/或向设备提供来自受试者的样本。合格人员可以是已经受过使用设备的培训的获授权的技术人员。合格人员可以是设备的指定操作者。合格人员可以是或者可以不是医疗护理专业人员。在一些具体实例中,可以验证合格人员的身份。合格人员的身份可在接收生物样本、从设备电子地传输数据和/或分析所传输的数据之前、之后或与此同时地验证。合格人员的身份可在验证受试者的身份之前、之后或与此同时地验证。合格人员的身份可使用本文其它各处所述的一种或多种技术来验证。
网络连接性方法
应当理解,液体分析器、本文所述的一个或多个其它诊断设备、或其它硬件的一个或多个具体实例可使用一种或多种技术来增加维持网络连接性的可能性。应当理解,在至少一些具体实例中,网络赋能设备可以是带有和/或连接到支持如本文所述的连接性技术的网络连接性设备的液体分析器。在一些具体实例中,这可涉及液体分析器或其它诊断设备中的网络连接性模块。又或者,该网络连接性硬件和/或软件可以是液体分析器系统的一部分并且与液体分析器通信,但是,或者可能不物理耦合至液体分析器。不排除其它配置,只要液体分析器与网络连接性模块通信从而提供在网络连接性中提高的可靠度和/或性能。这提供了多种优势,包括但不限于:提高液体分析器、本文所述的一个或多个其它诊断设备或者其它硬件能够从和/或向远离处在服务点的设备的服务器或其它设备接收和/或传输诊断规程、标定规程、样本数据等的可能性。
本文所提供的方法当中的至少一些方法使得网络赋能电子设备能够连接和重新连接到网络,并且在一些情况下优化和/或改善其网络连接性。在某些情况下,本文所提供的方法使得网络赋能电子设备能够连接到鉴于本文所提供的一个或多个连接性准则(或规则)而为最优的网络。在其它情况下,如果未建立最优连接,则本文所提供的方法使得网络赋能电子设备能够鉴于变化中的条件而持续优化网络连接性。
本文所使用的术语「网络」是指局域网(LAN)、城域网(MAN)或广域网络(WAN)。在一些情况下,网络包括互联网络。网络包括有线和/或无线组件。
本文所使用的术语「路由器」是指跨一个或多个网络转发或中继数据包的设备。
本文所使用的术语「网络提供者」是指用于向电子设备提供网络连接性或促进电子设备的网络连接性的一个或多个计算机系统或设备。在一些情况下,网络提供者是一个路由器或多个路由器。
本文所使用的术语「电子设备」是指配置用于连接到网络的计算机设备。在一些情况下,电子设备是便携式电子设备。电子设备的示例包括智能型手机(例如,功能电话、电话、)、笔记本计算机、平板个人计算机(例如,)和桌上型计算机(例如,工作仪、服务器)、相机、游戏机(例如,Xbox)、电视机、音乐播放器(例如,MP3播放器、收音机、CD播放器)和视频播放器(例如,DVD播放器)。电子设备可以包括在其它组件中。例如,电子设备可以是住宅或商业建筑、车辆或飞机的一部分。
本文所使用的术语「网络赋能设备」是指配置用于借助网络而连接到、重新连接到一个或多个电子设备并与其进行通信的电子设备。在一些示例中,网络赋能设备(在本文中也称「网络设备」)包括智能型手机和个人计算机(PC)。作为示例,网络赋能设备是桌上型个人计算机(PC)、笔记本PC、大型计算机、机顶盒、个人数码助理、行动电话、媒体播放器、连网板、平板PC、板型PC或智能型手机。在一些情况下,网络赋能设备包括用于促进网络连接性的网络接口。网络接口例如包括用于通过有线连接而连接到网络的以太网络接口,或者用于连接到无线提供者的无线接口,该无线提供者转而提供与网络的连接性。网络赋能设备可包括多个无线接口。无线提供者可包括Wi-Fi(或WiFi)路由器以及一个或多个通道存取方法中的一个或多个。在一些情况下,通道存取方法选自分频多重存取(FDMA)、波长分工多重存取(WDMA)、正交分频多重存取(OFDMA)、基于正交的频分多任务(OFDM)、单载波FDMA(SC-FDMA)(或线性预编码OFDMA(LP-OFDMA))、时分多重存取(TDMA)、分码多重存取(CDMA)(或展频多重存取(SSMA))、直接序列CDMA(DS-CDMA)、跳频CDMA(FH-CDMA)、正交跳频多重存取(OFHMA)、多载波分码多重存取(MC-CDMA)、分空间多重存取(SDMA)、分封模式信道存取方法(例如,竞争为本的随机多重存取存取方法)、双工方法(例如,时分双工(TDD)、频分双工(FDD))、全球行动通信系统(GSM)、具有GPRS包的GSM、蓝牙分封模式通信、IEEE802.11b无线局域网络(WLAN)、高性能无线电局域网络(HIPERLAN/2)无线网络和G.hn。无线提供者可配置用于第二代无线电话技术(2G),第三代移动电信(3G),第四代移动无线标准(4G)或高级LTE(LTE)通信标准。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
网络赋能设备可包括多个接口。在一些情况下,网络赋能设备包括以太网络接口和用于与WiFi路由器、CDMA提供者和/或GSM提供者连接的无线接口。
在本文中网络参数背景下所使用的术语「静态」是指在有限的时间段内,例如在设定的或预定的时间段内,不发生改变的网络参数。静态互联网络协议(IP)地址是在预定的(或设定的)时间段内不发生改变的地址。在一些情况下,静态IP地址是专用IP地址。静态一致资源定位器(URL)是在预定的时间段内不发生改变的网络(或网仪)地址。在一些情况下,静态URL是专用URL,比如专用于实体(例如,企业、个人)的URL。静态URL可与实体的一个或多个服务器相关联。
本文所使用的术语「连接性」是指网络赋能电子设备处在与网络提供者——诸如路由器(例如,有线路由器、无线路由器)的网络通信之中。如果网络赋能设备能够与网络提供者通信,诸如对网络提供者进行网络可达性探测或者向网络提供者发送数据(例如,数据包)或从其接收数据,则网络赋能设备具有与网络提供者的连接性。
在本文所述的一个具体实例中,用于为网络赋能设备建立网络连接性的方法包括将网络赋能电子设备(在本文中也称「网络赋能设备」)连接到网络提供者。接下来,网络赋能设备借助于网络提供者来对具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器进行网络可达性探测(「ping」)。网络赋能设备还借助于网络提供者来对具有静态一致资源定位器(URL)的第二服务器进行网络可达性探测。可以同时地或循序地对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测(即,第一服务器在第二服务器之后,或者第二服务器在第一服务器之后)。接下来,网络赋能设备基于网络赋能设备是否接收到来自第一服务器的响应和/或网络赋能设备是否接收到来自第二服务器的响应,来确定是否与网络提供者保持连接性。在每一种情况下,所述响应可以是网络赋能设备对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测的确认。
在一些情况下,在对具有静态(或专用)URL(例如,「Google.com」)的第二服务器进行网络可达性探测时,与网络提供者通信的域名系统(DNS)服务器将URL解析为第二服务器的IP地址。继而将网络可达性探测(「ping」)封包发送至第二服务器(位于解析出的IP地址)。由第二服务器生成响应并将其发送到网络提供者,并于随后发送到网络赋能设备。来自第二服务器的响应的缺失可指示出第二服务器发生故障(或者不可用或不可达),或者指示出与网络提供者通信的DNS服务器发生故障。在这样的情况下,网络赋能设备可以对具有专用URL(例如,「Yahoo.com」)的第三服务器进行网络可达性探测。与网络提供者通信的DNS服务器将URL解析为第三服务器的IP地址。继而将网络可达性探测(ping)封包发送至第三服务器(位于解析出的IP地址)。如果网络赋能设备未从第三服务器接收到响应,则网络赋能设备可以得出结论:与网络提供者通信的DNS服务器发生故障。在这样的情况下,网络赋能设备连接到另一网络提供者并重复上述步骤。
在一些情况下,网络提供者选自由无线路由器、蓝牙路由器、有线路由器、蜂窝网络路由器、射频(RF)设备和光电设备所组成的群组中。第一服务器具有静态IP地址(例如,「123.123.123.123」),而第二服务器具有静态URL(例如,「Google.com」)。在一些情况下,例如网络更新时,静态URL得到更新。
在一些情况下,通过用户确定的IP地址,即,由操作网络赋能设备的用户所确定或提供的IP地址来标识第一服务器。在这样的情况下,用户可例如将第一服务器的IP地址输入到网络赋能设备的网络配置工具中。类似地,在一些情况下,通过用户确定的URL来指定第二服务器。例如,在网络配置工具中,用户提供定义第二服务器的URL的字符串。
在一个具体实例中,同时地对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。在另一具体实例中,在第二服务器之前对第一服务器进行网络可达性探测。在又一具体实例中,在第一服务器之前对第二服务器进行网络可达性探测。对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测涉及将网络可达性探测封包从网络赋能设备发送(或引导)至第一服务器和第二服务器中的每一个。在另一具体实例中,只对第一服务器或者第二服务器进行网络可达性探测。在这样的情况下,评估在对第一服务器或第二服务器进行网络可达性探测之后的响应,以确定是否与网络提供者保持连接性。
在一些具体实例中,对附加的服务器进行网络可达性探测。在一个具体实例中,对具有静态IP地址或专用(或静态)URL的第三服务器进行网络可达性探测。在另一具体实例中,对至少2个、或3个、或4个、或5个、或6个、或7个、或8个、或9个、或10个、或20个、或30个、或40个、或50个、或60个、或70个、或80个、或90个、或100个其它服务器进行网络可达性探测,其中每个服务器具有静态IP地址和/或专用URL。
在一些情况下,当对第一服务器进行网络可达性探测时,网络赋能设备向第一服务器发送网络可达性探测封包。类似地,在一些情况下,当对第二服务器进行网络可达性探测时,网络赋能设备向第二服务器发送网络可达性探测封包。网络可达性探测封包可包含一个或多个预定的字符或字符串(例如,「Hello world」)。在一些情况下,网络可达性探测封包包含带有机器编码数据的文件,诸如媒体文件(例如,编码的媒体文件)。
在一些情况下,如果未从第一服务器和第二服务器之一或全部二者接收到响应,则网络赋能设备连接到另一网络提供者(例如,路由器)。继而如上所述,网络赋能设备对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。
在一些情况下,如果从第一服务器和第二服务器之一或全部二者接收到响应,则网络赋能设备基于选自由以下各项所组成的群组中的至少一个预定的网络连接性准则(「网络连接性准则」)而连接到第二网络提供者,这些项为:另一网络提供者的频宽、与另一网络提供者保持连接性的成本、借助于另一网络提供者传输信息的成本、另一网络提供者的下载速率以及另一网络提供者的上传速率。例如,如果第二网络提供者支持比第一网络提供者更高的网络频宽,则网络赋能设备连接到第二网络提供者。在这样的情况下,可终止所有与第一网络提供者的连接。在一些情况下,网络赋能设备继续基于本文所提供的一个或多个网络连接性准则(或规则)来确定其它的网络提供者是否可以提供相对于第二网络提供者改善的网络连接性。
在一些具体实例中,如果响应于对第一服务器和第二服务器进行之网络可达性探测,第一服务器对网络赋能设备作出响应并且/或者第二服务器对网络赋能设备作出响应,则网络赋能设备与网络提供者保持连接性。在一个具体实例中,如果第一服务器和第二服务器两者都响应于网络赋能设备对第一服务器和第二服务器进行之网络可达性探测而对网络赋能设备作出响应,则保持连接性。在另一具体实例中,如果第一服务器和第二服务器中的任一个对网络赋能设备作出响应,则保持连接性。在一个示例中,来自第一服务器的响应足以使网络赋能设备保持与第一网络提供者的连接性。然而,在一些情况下,如果第一服务器未响应于网络赋能设备并且/或者第二服务器未响应于网络赋能设备,则网络赋能设备连接到另一网络提供者。
即使第一服务器和第二服务器响应了网络赋能设备,但如果一个或多个网络连接性准则未得到满足,则网络赋能设备可连接到另一网络提供者。在一个示例中,如果网络频宽低于预定限度,则网络赋能设备连接到另一网络提供者。在一些情况下,如果网络频宽低于诸如但不限于约100kbit/s、或500kbit/s、或1Mbit/s、或2Mbit/s、或5Mbit/s、或10Mbit/s的确定阈值,则网络赋能设备连接到另一网络提供者。在一个具体实例中,如果网络频宽低于预定限度(诸如用户定义的限度),则网络赋能设备连接到另一网络提供者。
在一个示例中,如果第一服务器和/或第二服务器未响应网络赋能设备,或者如果未满足一个或多个网络连接性准则(例如,高于预定限度的网络频宽),则网络赋能设备连接到第二网络提供者,并借助于第二网络提供者来循序地或同时地对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。
在一些情况下,连接到第二网络提供者包括终止与其它网络提供者的连接性。接下来,网络赋能设备基于网络设备是否从第一服务器接收到响应和/或网络设备是否从第二服务器接收到响应来确定是否保持与第二网络提供者的连接性。
在一些情况下,如果网络赋能设备未接收到来自第二服务器的响应,则网络赋能设备确定其不处在与域名系统(DNS)服务器的网络通信之中。这可能例如是由于发生故障的DNS服务器。在一些情况下,第一服务器是域名系统(DNS)服务器。
在一些情况下,第二服务器包括用于托管URL的一个或多个服务器。在一个示例中,第二服务器是用于托管URL的专用服务器。
根据本文所述的一个具体实例,图83示出了用于将网络赋能设备(在本文中也称「网络设备」)连接到网络的方法9100。在第一步骤9105中,网络设备连接到诸如有线或无线网络路由器等网络提供者。接下来,在第二步骤9110中,网络设备对具有静态IP地址的第一服务器进行网络可达性探测。在第三步骤9115中,网络设备对具有静态URL的第二服务器进行网络可达性探测。接下来,在第四步骤9120中,网络设备确定是否从第一服务器和第二服务器接收到响应(例如,网络可达性探测封包)。如果未从第一服务器和第二服务器接收到响应,则在第五步骤9125中,网络设备连接到另一网络提供者,并且重复方法9100。如果从第一服务器和第二服务器接收到回应,则在可选的第六步骤9130中,网络设备确定是否满足本文所提供的一个或多个网络连接性因素,诸如频宽、上传速率和/或下载速率。如果未满足一个或多个网络连接性因素,则网络设备连接到另一网络提供者并且重复方法9100。然而,如果满足了一个或多个网络连接性因素,则在第七步骤9135中,网络设备保持与网络提供者的连接(例如,有线连接、无线连接)。操作该网络设备的用户继而将根据需要使用网络,举例而言,诸如浏览全球信息网或者发送和接收电子邮件。
网络设备可使用相同的网络接口(例如,WiFi接口)或使用另一网络接口连接到另一网络提供者。在一个示例中,在步骤9105中,网络设备使用网络设备的第一无线接口(例如,WiFi接口)连接到WiFi路由器。在步骤9130之后,网络设备使用配置用于使网络设备能够与GSM或CDMA提供者通信的第二无线接口连接到GSM或CDMA提供者,并且使用第二无线接口重复方法9100。
作为对步骤9120的备选替代,网络设备确定具有静态URL的第二服务器是否接收到响应。在这样的情况下,如果接收到响应,则网络设备保持与网络提供者的连接。在这样的情况下,来自第一服务器的响应可用于各种网络诊断目的,比如上传速率和下载速率。
作为网络赋能设备对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测的备选替代或者与其协同,建立与网络提供者的连接性包括将数据包从网络赋能设备引导至第一服务器和第二服务器。在一些情况下,数据包可代替或协同网络可达性探测封包来使用。
在一些具体实例中,用于为网络设备建立网络连接性的方法包括连接到网络提供者以及将第一数据包引导至具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器。第一数据包借助于网络提供者而得到引导。亦即,网络提供者使得网络设备与第一服务器通信。接下来,网络设备将第二数据包引导至具有静态一致资源定位器(URL)的第二服务器。第二数据包借助于网络提供者而得到引导。亦即,网络提供者使得网络设备与第二服务器通信。该第一数据包和第二数据包相应地被循序地或同时地引导至第一服务器和第二服务器。在一些情况下,网络设备在将第一数据包引导至第一服务器之前,将第二数据包引导至第二服务器。接下来,网络设备基于对网络设备从第一服务器和第二服务器接收的一个或多个数据包的比较,来确定是否保持与网络提供者的连接性。在一些情况下,所述比较包括执行校验和,以确定在由网络设备所接收的数据包与第一数据包和第二数据包之间的相似度。
接下来,网络赋能设备确定是否从第一服务器和/或第二服务器接收到任何数据包。在一些情况下,如果网络设备未从第一服务器或第二服务器接收到数据包,则网络设备终止与网络提供者的连接,并且在有可用的另一网络提供者的情况下连接到该另一网络提供者。可能由于各种原因而未从第一服务器和/或第二服务器接收到数据包,举例而言,这些原因诸如有:网络提供者与第一和/或第二服务器之间的链接断开、网络发生故障、网络的完整性差或者第一和/或第二服务器功能失常。
在一些情况下,第一服务器是网域名称系统(DNS)服务器。在一个示例中,第一资料包和/或第二数据包是回送请求包。
在一些情况下,第二服务器包括用于托管URL的一个或多个服务器。在一个示例中,第二服务器是用于托管URL的专用服务器。
在一些情况下,网络赋能设备(在本文中也称「网络设备」)通过首先对第一服务器进行网络可达性探测而将第一数据包引导至第一服务器。成功地对第一服务器进行网络可达性探测后,该网络设备将第一数据包引导至第一服务器。类似地,网络设备通过首先对第二服务器进行网络可达性探测而将第二数据包引导至第二服务器。成功地对第二服务器进行网络可达性探测后,该网络设备将第二数据包引导至第二服务器。网络设备继而基于从第一服务器和第二服务器接收数据包所花的时间、将第一数据包和第二数据包上传到第一服务器和第二服务器所花的时间、或者接收到的数据包是否与传输到第一服务器和第二服务器的数据包相匹配,来确定各种网络连接性因素。
如果由网络设备接收的一个或多个数据包中的第一接收数据包与引导至第一服务器的第一数据包相同,则网络设备与网络提供者保持连接性。然而,在一些情况下,如果第一接收数据包与第一数据包有至少约1%、或5%、或10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或99%的相似,则网络设备保持连接性。可通过将数据包相互比较来评估这样的相似度,举例而言,如果数据包是字符串则通过将字符串相互比较来对此加以评估。
类似地,如果由网络设备接收的一个或多个数据包中的第二接收数据包与引导至第二服务器的第二数据包相同,则网络设备与网络提供者保持连接性。然而,在一些情况下,如果第二接收数据包与第二数据包有至少约1%、或5%、或10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或99%的相似,则网络设备保持连接性。
如果第一接收数据包的校验和与预定的资料包相匹配,则可以保持与网络提供者的连接。在一个示例中,如果第一接收数据包与预定的字符串(例如,「Hello world」)相匹配,则保持连接性。在其它情况下,如果第二接收数据包的校验和与预定的数据包相匹配,则保持与网络提供者的连接性。作为备选方案,如果第一数据包与第一接收数据包相匹配并且/或者第二数据包与第二接收数据包相匹配,则保持与网络提供者的连接性。在一些情况下,如果第一数据包和第二数据包全都相应地与第一接收数据包和第二接收数据包相匹配,则保持连接性。
在一些情况下,如果第一接收数据包不同于第一数据包并且/或者第二接收数据包不同于第二数据包,则网络赋能设备(本文中也称「网络设备」)连接到另一网络提供者。在一个示例中,该网络设备搜寻、查找和连接到另一网络提供者,诸如另一无线路由器。
第一数据包和第二数据包中之一或全部二者可用来确定由网络提供者所提供的网络的上传和下载速率。在一个示例中,网络赋能设备使用第一数据包上传到第一服务器和从第一服务器下载的速率以及/或者第二数据包上传到第二服务器和从第二服务器下载的速率来确定上传速率和下载速率,其可以是该网络的平均上传速率和下载速率。例如,上传速率使用向第一服务器和第二服务器的一个或多个上传速率进行平均,而下载速率使用从第一服务器和第二服务器的一个或多个下载速率进行平均。这转而可以使网络赋能设备能够确定是要保持与网络提供者的连接性,还是连接到另一网络提供者。
如果网络提供者未提供网络进出或者如果网络提供者所提供的网络进出不满足一个或多个网络连接性准则或因素(例如,上传速率、下载速率或网络成本),则网络设备连接到另一网络提供者并重复上文概述的方法。在一个示例中,如果网络设备连接到另一网络提供者,则该网络设备将第一数据包引导至第一服务器以及将第二数据包引导至第二服务器。第一数据包和第二数据包借助于另一网络提供者而被相应地引导(或发送至)第一服务器和第二服务器。在这样的情况下,网络设备还如上所述地基于对网络设备从第一服务器和第二服务器接收的一个或多个数据包的比较来确定是否保持与另一网络提供者的连接性。
在一些情况下,网络设备在连接到另一网络提供者之后终止其与其它网络提供者的连接。然而,在其它情况下,网络设备保持其与一个或多个其它网络提供者的连接(或连接性)。如果并且当改善的网络连接性变得可用时,这可使网络设备能够找到并建立该网络连接性。
根据本文所述的一个具体实例,图84示出了用于将网络赋能设备(在本文中也称为「网络设备」)连接到网络的方法9200。再次地,尽管不排除其它设备,但本文所述的网络设备可以是拥有支持本文所述连接性技术的网络连接性硬件和/或软件的液体分析器或其它诊断设备。
在本文所述的一个具体实例的第一步骤9205中,网络设备连接到诸如但不限于有线或无线网络路由器等网络提供者。接下来,在第二步骤9210中,网络设备将第一数据包引导至具有静态IP地址的第一服务器。在第三步骤9215中,网络设备将第二数据包引导至具有静态URL的第二服务器。接下来,在第四步骤9220中,网络设备确定是否从第一服务器和/或第二服务器接收到任何数据包。网络设备可持续地监控任何接收数据包或以预定的间隔来进行监控,比如每1秒、10秒、30秒、1分钟、5分钟或10分钟。在一些情况下,如果未接收到数据包,则在第五步骤225中,网络设备连接到另一网络提供者,并且重复方法200。在其它情况下,如果从第一服务器和第二服务器中的至少一个接收到数据包,则在第六步骤230中,网络设备确定由网络设备接收到的数据包是否与第一数据包或第二数据包相同。在一个示例中,如果由网络设备从第一服务器接收到第一接收数据包并且由网络设备从第二服务器接收到第二接收数据包,则网络设备确定第一接收数据包是否与第一数据包相同以及第二接收数据包是否与第二数据包相同。如果数据包不相同,则网络设备连接到另一网络提供者,并且重复方法9200。
在一个具体实例中,如果至少一个接收数据包与第一数据包或第二数据包相同,则保持与网络提供者的连接性。在另一具体实例中,如果来自第一服务器的第一接收数据包与第一数据包相同并且来自第二服务器的第二接收数据包与第二数据包相同,则保持与网络提供者的连接性。
在一些情况下,在第七步骤9235中,网络设备确定当网络设备通过网络提供者进出网络时是否满足本文所提供的一个或多个网络连接性因素,诸如频宽、上传速率和/或下载速率。在一些情况下,如果该一个或多个网络连接性因素未得到满足,则网络设备连接到另一网络提供者并且重复方法9200。然而,如果该一个或多个网络连接性因素得到满足,则在第八步骤9240中,网络设备保持与网络提供者的连接(例如,有线连接、无线连接)。操作该网络设备的用户继而可以根据需要使用网络。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
在一些具体实例中,连接到网络提供者首先必须在搜寻位置中定位网络提供者。在一个具体实例中,搜寻位置是由网络赋能设备的用户所确定的预定位置。预定位置可能是经营场所或居住场所,或者公共场所(例如,公园、街道)。在另一具体实例中,搜寻位置处于距用户位置的预定半径内。在一些情况下,搜寻位置具有的半径至少约1米(「m」)、或2m、或3m、或4m、或5m、或6m、或7m、或8m、或9m、或10m、或20m、或30m、或40m、或50m、或60m、或70m、或80m、或90m、或100m、或200m、或300m、或400m、或500m、或600m、或700m、或800m、或900m、或1000m、或2000m、或3000m、或4000m、或5000m。在一些情况下,搜寻位置由用户确定,或者当用户改变他或她的位置时由网络设备更新。
在一些情况下,一旦网络赋能设备已经连接到网络提供者,网络赋能设备基于选自由以下各项所组成的群组中的一个或多个网络连接性准则来确定是否保持与网络提供者的连接性,这些项为:网络频宽(「频宽」)、与网络提供者保持连接性的成本、借助于网络提供者传输信息的成本、下载速率以及上传速率。在一些情况下,如果其它网络提供者可提供改善的网络条件,则网络赋能设备关于另一网络提供者做出类似的确定并连接到其它网络提供者。
在一个示例中,网络设备连接到第一网络提供者(例如,无线路由器)并且对第一服务器(具有静态IP地址)和第二服务器(具有专用URL)进行网络可达性探测。当从第一服务器和第二服务器接收到响应时,该网络设备通过计算由第一网络提供者所提供的网络的上传速率和下载速率来确定经由第一网络提供者的网络进出是否为最优的(或优选的)。如果上传和下载速率高于预定限度,则网络设备保持其与第一网络提供者的连接,并且用户可以通过第一网络提供者进出网络。在一些情况下,网络设备还可连接到第二网络提供者并且对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。与第二网络提供者的连接可在网络设备仍然连接到第一网络设备的同时做出。备选地,网络设备可终止其与第一网络提供者的连接并连接到第二网络提供者。当从第一服务器和第二服务器接收到响应时,网络设备通过计算由第一网络提供者所提供的网络的上传速率和下载速率来确定经由第二网络提供者的网络连接性是否为最优的。如果上传和下载速率相对于由第一网络提供者所提供的上传和下载速率得到改善,则网络设备终止其与第一网络提供者的连接并且保持(或建立)其与第二网络提供者的连接。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
在一些情况下,当网络赋能设备具有使用多个网络提供者(例如,两个、五个或十个网络提供者)——诸如第一网络提供者或第二网络提供者——而与网络相连的选项时,如果网络赋能设备确定相比于使用第一网络提供者的网络条件,使用第二网络提供者的网络条件是最优的、改善的或优选的,则网络赋能设备使用第二网络提供者。如果网络赋能设备已借助于第一网络提供者和第二网络提供者对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测,且在全部两种情况下均由网络赋能设备接收到响应,则这种场景可能是相关的。网络赋能设备基于确定选自由以下各项所组成的群组中的至少一个网络连接性准则而使用第二网络设备(相对于第一网络设备),这些项为:第二网络提供者的频宽、与第二网络提供者保持连接性的成本、借助于第二网络提供者传输信息的成本、第二网络提供者的下载速率、第二网络提供者的上传速率以及连接性模式(即,有线连接性或无线连接性)。作为示例,如果网络赋能设备确定经由第二网络提供者连接和使用网络的成本低于经由第一网络提供者连接和使用网络的成本,则网络赋能设备经由第二网络提供者进出网络。作为另一示例,如果网络赋能设备确定经由第二网络提供者的网络频宽大于经由第一网络提供者的网络频宽,则网络赋能设备经由第二网络提供者进出网络。作为又一示例,如果经由第二网络提供者的网络进出是通过有线连接而经由第一网络提供者的网络进出是通过无线连接,并且有线连接相对无线连接是优选的,则网络赋能设备经由第二网络提供者进出网络。
在一些具体实例中,用于为网络设备建立网络连接性的方法包括:连接到网络提供者,以及借助于网络提供者来对具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器和/或具有静态(或专用)一致资源定位器(URL)的第二服务器进行网络可达性探测。接下来,基于选自由以下各项所组成的群组中的任一网络终止条件而终止与网络提供者的连接,这些项为:(a)网络设备在网络可达性探测之后未从第一服务器和/或第二服务器接收到响应,(b)另一网络提供者的网络频宽高于该网络提供者的网络频宽,(c)另一网络提供者的网络成本低于该网络提供者的网络成本,(d)由另一网络提供者提供的网络进出比该网络提供者提供的网络进出更强健,(e)网络设备与另一网络提供者之间的连接性是经由有线连接而网络设备与该网络提供者之间的连接性是经由无线连接,和(f)另一网络提供者比该网络提供者更接近于网络设备。在一些情况下,基于选自该组中的任何两个、或任何三个、或任何四个、或任何五个网络终止条件而终止与该网络提供者的连接。在其它情况下,基于所有的网络终止条件而终止与该网络提供者的连接。
网络设备与第一网络提供者之间的连接性是经由有线或无线网络进出点连接。亦即,在一些情况下,网络设备(本文中也称「网络赋能设备」)与第一网络提供者之间的连接性是通过有线连接(例如,同轴电缆、光电),而在其它情况下,与第一网络提供者的连接性是通过无线连接(例如,WiFi、蓝牙)。网络提供者经由与可进出网络的一个或多个机器的有线或无线连接而连接到网络,诸如一个或多个提供向全球信息网的网络进出的服务器。
在一些具体实例中,用于为网络设备建立网络连接性的方法包括将网络设备连接到第一网络提供者。接下来,网络设备借助于第一网络提供者来对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。在一些情况下,第一服务器和第二服务器中之一或全部二者具有静态IP地址。在其它情况下,第一服务器和第二服务器中之一或全部二者具有静态URL。在其它情况下,第一服务器具有静态IP地址且第二服务器具有静态URL。
接下来,如果第二网络提供者满足第一网络提供者所未满足的一个或多个准则,则网络设备终止其与第一网络提供者的连接,并于随后(或同时)建立与第二提供者的连接。在一个具体实例中,所述一个或多个准则选自由以下各项所组成的群组中,这些项为:(a)网络设备在进行网络可达性探测之后是否从第一服务器和/或第二服务器接收到响应,(b)第二网络提供者的网络频宽是否高于第一网络提供者的网络频宽,(c)第二网络提供者的网络成本是否低于第一网络提供者的网络成本,(d)由第二网络提供者所提供的网络进出是否比由第一网络提供者所提供的网络进出更强健,(e)是否网络设备与第二网络提供者之间的连接是经由有线连接而网络设备与第一网络提供者之间的连接是经由无线连接,和(f)第二网络提供者是否比第一网络提供者更接近于网络设备。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
在一些情况下,响应于网络设备对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测,如果网络设备未从第一服务器或第二服务器接收到响应,则终止网络设备与第一网络提供者之间的连接。备选地,如果网络设备未从第一服务器和第二服务器接收到响应,则终止连接。
在一些情况下,用于为网络赋能设备建立网络连接性的方法包括网络赋能设备连接到第一网络提供者(例如,无线路由器)和定位第二网络提供者。第二网络提供者基于一个或多个预定的网络连接性准则而具有比第一网络提供者更高等级的优先次序。例如,第二网络提供者具有比第一网络提供者更高的网络频宽。接下来,网络赋能设备连接到第二网络提供者。所述一个或多个预定的网络连接性准则选自由网络频宽、网络成本和网络设备与网络提供者的接近性所組成的群組中。
在一些情况下,网络赋能设备从由网络赋能设备所生成的网络提供者列表中选择网络提供者。该列表可包含预定位置内或预定搜寻半径内的网络提供者,所述半径诸如为至少约1米(「m」)、或2m、或3m、或4m、或5m、或6m、或7m、或8m、或9m、或10m、或20m、或30m、或40m、或50m、或60m、或70m、或80m、或90m、或100m、或200m、或300m、或400m、或500m、或600m、或700m、或800m、或900m、或1000m、或2000m、或3000m、或4000m、或5000m。可通过基于网络连接性因素确定的优先次序对网络提供者进行排序。备选地,可基于网络赋能设备在对第一服务器和/或第二服务器进行网络可达性探测之后是否接收到响应来排序网络提供者。在列表顶部的网络提供者可能已经接收到来自第一服务器和第二服务器两者的响应,而在列表底部的网络提供者可能尚未接收来自第一服务器或第二服务器的回应。该排序可以是加权排序。在一些情况下,可借助于网络连接性因素来对排序予以加权。在一个示例中,基于网络频宽加权——即,未加权等级次序x网络频宽/在列表中所有网络提供者间累加的总网络频宽。
等级次序可以保存在网络赋能设备的储存位置内,诸如保存在数据文件或内存位置内,并由用户手动地更新或以预定间隔来更新,所述间隔例如为每1秒或更多秒、或者2秒或更多秒、或者3秒或更多秒、或者4秒或更多秒、或者5秒或更多秒、或者10秒或更多秒、或者30秒或更多秒、或者1分钟或更多分钟,或者5分钟或更多分钟,或者10分钟或更多分钟,或者30分钟或更多分钟,或者1小时或更多小时、或者12小时或更多小时、或者1天或更多天。
在一个示例中,如果第一网络提供者支持比第二网络提供者更高的网络频宽,则第一网络提供者具有比第二网络提供者更高等级的优先次序。网络设备连接到来自列表的第一网络提供者,但持续地或间歇地确定网络连接是否为最优,或者是否另一网络提供者提供更优选的网络进出。如果通过第二网络提供者的网络进出相对于第一网络提供者是优选的,比如,如果第二网络提供者提供更便宜的互联网络进出或更高的网络频宽,则网络设备终止与第一网络提供者的连接并连接到第二网络提供者。
在一个具体实例中,仅当网络设备成功地对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测(即,网络提供者在对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测之后接收到响应)时,网络设备才连接到网络提供者。在一个具体实例中,第一服务器具有静态互联网络协议(IP)地址,而第二服务器具有静态(或专用)一致资源定位器(URL)。
在一些情况下,通过在预定的或用户选定的搜寻半径内搜寻其它网络提供者而定位第二网络提供者,该半径至少为约1米(「m」)、或2m、或3m、或4m、或5m、或6m、或7m、或8m、或9m、或10m、或20m、或30m、或40m、或50m、或60m、或70m、或80m、或90m、或100m、或200m、或300m、或400m、或500m、或600m、或700m、或800m、或900m、或1000m、或2000m、或3000m、或4000m、或5000m。该网络设备继而生成搜寻半径内的网络提供者的列表。
根据本文所述的一个具体实例,图85示出了用于生成网络提供者的排序表的方法9300。在第一步骤9305中,网络赋能设备搜寻网络提供者(例如,WiFi进出点、2G网络、3G网络、4G网络、4G LTE网络、5G网络和/或其它网络)。在一个具体实例中,在预定的搜寻半径内搜寻,例如半径至少约1米(「m」)、或2m、或3m、或4m、或5m、或6m、或7m、或8m、或9m、或10m、或20m、或30m、或40m、或50m、或60m、或70m、或80m、或90m、或100m、或200m、或300m、或400m、或500m、或600m、或700m、或800m、或900m、或1000m、或2000m、或3000m、或4000m、或5000m。在另一具体实例中,搜寻半径是用户选定的搜寻半径。在又一具体实例中,在预定的或用户选定的诸如建筑物(例如,购物中心、学校)等位置内进行搜寻。在另一具体实例中,搜寻半径由设备使用预可程序指令来选定。
接下来,在第二步骤9310中,网络赋能设备基于第一步骤9305中进行的搜寻而生成网络提供者的列表。在第三步骤9315中,网络赋能设备基于一个或多个主要网络连接性因素对网络提供者进行排序。在一个具体实例中,所述一个或多个主要网络连接性因素选自由以下各项所组成的群组中,这些项为:频宽、与网络提供者保持连接性的成本、借助于网络提供者传输信息的成本、下载速率、上传速率以及是否从第一服务器接收到网络可达性探测封包和/或是否从第二服务器接收到网络可达性探测封包(参见上文)。在一个示例中,以低于另一网络提供者的成本提供网络连接性的网络提供者具有较高等级。在另一具体实例中,所述一个或多个网络连接性因素包括与网络提供者的接近性。在这样的情况下,靠近网络赋能设备(例如,按信号强度衡量)的网络提供者比更加远离网络赋能设备的另一网络提供者具有更高的等级。网络赋能设备基于一个或多个主要网络连接性因素生成排序表。
在一个备选具体实例中,在第三步骤9315中,通过向在第二步骤310中生成的列表上的一个或多个网络提供者分配随机地位来生成网络提供者的排序表。这是借助于随机数发生器或伪随机数发生器而完成的。在这样的情况下,原本具有比另一网络提供者更低等级的网络提供者反而可能出现在网络提供者排序表的顶部。作为另一备选方案,第二步骤9310中的网络提供者列表以网络提供者被网络赋能设备所标识的次序填入,并排除第三步骤9315。在一个示例中,网络提供者列表以网络提供者响应网络赋能设备的次序填入,举例而言,比如以网络赋能设备对网络提供者进行网络可达性探测的次序填入。在这样的情况下,首先响应的即是列表上的第一个,第二回应的即是列表上的第二个,并以此类推。在另一具体实例中,网络提供者列表以网络赋能设备接收来自网络提供者的一些可标识材料的次序填入。可标识材料包括允许网络赋能设备标识每个网络提供者的文本或其它数据。
接下来,在第四步骤9320中,网络赋能设备基于一个或多个次要网络连接性因素来探测排序表上的网络提供者。所述一个或多个次要网络连接性因素选自由以下各项所组成的群组中,这些项为:频宽、与网络提供者保持连接性的成本、借助于网络提供者传输信息的成本、下载速率、上传速率、以及是否从第一服务器接收到网络可达性探测封包和/或是否从第二服务器接收到网络可达性探测封包(参见上文)。在一个示例中,如果排序表是随机填入的,则次要网络连接性因素有助于细化列表,以便标识优选的或更优选的网络提供者。举例而言,如果网络提供者提供预定限度或高于预定限度或大于排序表上其它网络提供者的上传速率、下载速率和/或网络频宽(「频宽」),则该网络提供者是优选的。
接下来,在第五步骤9325中,网络赋能设备基于第四步骤9320中的探测结果重新排序网络提供者的列表。在一些情况下,基于一个或多个次要网络连接性因素探测网络提供者不会造成对第二步骤9310和第三步骤9315中所生成的列表的任何重新排序。
在第六步骤9330中,网络赋能设备连接到处于第五步骤9325中所生成的经重新排序的列表的顶部的网络提供者。在一些情况下,重复方法9300以便持续地或定期地更新网络提供者列表,从而使最优选的网络提供者处于列表的顶部。在一个示例中,如果网络提供者的次序改变,则网络赋能设备连接到处在列表顶部的新的网络提供者。在其它情况下,手动地——比如通过来自于操作网络赋能设备的用户的请求而重复方法9300。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
在一个具体实例中,网络赋能设备将网络提供者列表储存在网络赋能设备的内存、缓存或其它储存位置(例如,硬盘)中的列表或数据文件之中。在其它具体实例中,网络赋能设备将网络提供者列表储存在服务器上。在一些情况下,列表得到持续更新,并且服务器包含网络提供者的最新列表。如果网络赋能设备具有全球定位服务(GPS)特征或者能够对其位置进行三角测量,则随同网络提供者列表提供网络赋能设备的位置使得能够生成优选网络提供者的作为位置的函数的映像。
网络连接性准则
本文所述的另一具体实例提供了网络连接性准则(或规则)。此类规则可以用来确定采用哪个网络提供者进行网络进出。例如,规则可以根据上传和下载速率而指定将要选定的网络提供者。在这样的情况下,网络赋能设备连接到网络提供者并对具有静态IP地址的第一服务器和具有静态URL的第二服务器进行网络可达性探测。将此针对任何其它网络提供者而重复。生成网络提供者列表,该列表具有使网络赋能设备能够成功地对第一服务器和第二服务器的网络提供者进行网络可达性探测。在本文所述的一个具体实例中,网络赋能设备从列表中选择提供最高上传和下载速率的网络提供者。
在一些具体实例中,网络连接性规则选自另一网络提供者的频宽、与另一网络提供者保持连接性的成本、借助于另一网络提供者传输信息的成本、另一网络提供者的下载速率和另一网络提供者的上传速率。
在一些具体实例中,网络连接性规则包括(a)网络设备是否在对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测之后从第一服务器和第二服务器接收到回应,(b)第二网络提供者的网络频宽是否高于第一网络提供者的网络频宽,(c)第二网络提供者的网络成本是否低于第一网络提供者的网络成本,(d)由第二网络提供者提供的网络进出是否比由第一网络提供者提供的网络进出更强健,(e)是否网络设备与第二网络提供者之间的连接性是经由有线连接而网络设备与第一网络提供者之间的连接是经由无线连接,和(f)第二网络提供者是否比第一网络提供者更接近于网络设备。
网络连接性规则可储存在可由网络赋能设备访问的网络位置上,或者储存在网络赋能设备的储存位置(例如,内存、硬盘、缓存)中。网络连接性规则可手动地或在预定时间更新,例如按预定间隔(例如,在系统或软件更新时)进行更新。网络连接性规则在一些情况下是用户定义的。在这样的情况下,用户修改用户的网络赋能设备的网络连接性规则。在一个示例中,用户定义出规定要使用支持最快网络进出和最低网络成本的网络提供者来建立网络连接性的规则。
在一些具体实例中,网络连接性规则(或准则)是动态的。在一个具体实例中,网络连接性规则可随网络赋能设备的位置而改变。在一个示例中,第一地理位置(例如,美国纽约)中的网络连接性规则不同于第二地理位置(例如,法国巴黎)中的网络连接性规则。
在一些情况下,网络赋能设备借助于诸如全球定位服务(GPS)等全球定位系统来确定网络赋能设备的位置和要在该位置使用的加载或下载网络连接性规则。在一些情况下,网络赋能设备加载预设(或默认)规则,并且一旦已使用默认规则建立了网络进出,则于随后利用位置特定规则来更新该规则。默认规则可储存在网络赋能设备上。
位置特定(基于位置的)规则可使用户能够优化在各地理位置上的网络连接性。可使用一系列不同于在另一位置优化网络进出的规则来优化在一个位置的网络进出。作为示例,可借助于GSM提供者而不是CDMA提供者来优化在巴黎的网络进出——尽管网络赋能设备可能能够通过GSM或CDMA提供者进出网络。举例而言,如果用户具有与GSM提供者的协议计划而没有与CDMA提供者的协议计划,则可能是这种情况。
在一些情况下,规则可能是基于时间的规则。基于时间的规则提供根据时间而改变的规则,比如根据每日的时间、每周的某天、每月的某周、每年的某月等等而改变。在一些情况下,网络赋能设备使用用于在上午探测网络连接性的一个或多个上午规则、用于在下午探测股网络连接性的一个或多个下午规则,以及用于在晚上探测网络连接性的一个或多个晚上规则。上午、下午和晚上规则可基于这些时间段的网络进出成本、上传速率和/或下载速率而改变。
在一些情况下,规则可以是基于频宽的规则,其中规则可基于网络赋能设备可得到的预定频宽水平而改变。例如,如果网络赋能设备已通过网络提供者耗尽其规定的频宽,则网络连接性规则可要求网络赋能设备使用另一网络提供者。一些规则可要求基于网络赋能设备可得到的频宽(即,可用数据或消耗数据)的某些网络连接性指导方针。在一个示例中,如果网络设备尚未通过第一网络提供者耗尽其配发的频宽(例如,每月10千兆比特),则网络设备将会使用第一网络提供者;然而,如果网络设备已经耗尽了其配发的频宽,则网络设备将会使用第二网络提供者。这在如果网络设备使用第一网络提供者则会产生超额使用费的情况下可能是有用的。
在一些具体实例中,网络赋能设备通过诸如另一网络赋能设备之类的对等设备连接到网络。因此,对等设备可表现为网络提供者。在这样的情况下,当某些条件得到满足时,网络赋能设备具有如下规则,该规则可要求网络赋能设备在满足某些条件时——诸如在通过对等设备的连接性比经由网络提供者的连接性更优选时,连接到对等设备。举例而言,如果网络赋能设备已耗尽了其针对特定网络提供者的配发频宽(或者其它使用限制),并且通过该网络提供者的网络连接性将会有过高成本,则可能会是这种情况。
图88示出了第一网络赋能设备9605和第二网络赋能设备9610。第二网络赋能设备9610已连接到网络提供者9615,该网络提供者9615转而连接到网络9620,诸如内部网络或互联网络。该连接可通过第一网络赋能设备9605和第二网络赋能设备9610的有线或无线网络接口。在所示的示例中,该连接是通过第一网络赋能设备9605和第二网络赋能设备9610的无线接口;第一网络赋能设备9605与第二网络赋能设备9610之间的连接是无线的(虚线双向箭头)。在一些情况下,第二网络赋能设备9610已成功地对具有静态IP地址的第一服务器和具有静态URL的第二服务器进行网络可达性探测。此外,第二网络赋能设备9610可能已满足某些网络连接性规则,诸如基于地理位置的规则(例如,第二网络赋能设备9610已基于第二网络赋能设备9610的地理位置而选定了网络提供者9615)。
在一些具体实例中,网络赋能设备连接到作为可信网络提供者的网络提供者(例如,路由器或对等设备)——即,网络赋能设备信任该网络提供者。这种信任借助于信任协议而建立。例如,用户可以生成可信网络提供者的列表,或者用户的网络赋能设备可以保持用户先前已选定使用的网络提供者的记录。
在其它情况下,可通过具有一个或多个为网络赋能设备提供信任协议的服务器的系统来提供信任协议。此类信任协议可以是基于位置的。信任协议可以包括在可手动或定期更新的网络赋能设备的连接性规则之中。
在一些具体实例中,第一网络赋能设备可以通过连接到可通信地耦合到网络的第二网络赋能设备而与网络(内部网络或互联网络)进行通信。在这样的情况下,第二网络赋能设备可能已连接到网络提供者,并成功地对具有静态IP地址的第一服务器和具有静态URL的第二服务器进行网络可达性探测。第一网络赋能设备可转而为第三、第四或更多个网络赋能设备提供网络连接性。在一些情况下,第一网络赋能设备可经由第二网络赋能设备的网络连接性来从网络接收更新(例如,规则更新、软件更新)。
网络信用
在本文所述的另一具体实例中,提供网络信用,用于使网络赋能设备能够通过已连接到网络的对等设备(例如,另一网络赋能设备)来连接到网络。在一些具体实例中,网络信用向网络赋能设备提供了为另一网络赋能设备提供网络连接性的激励;在这样的情况下,其它网络赋能设备可能更倾向于通过对等设备而不是非对等设备类型的网络提供者(例如,路由器)的网络连接性。
在一个非限制性实施例中,第一网络赋能设备连接到已通过路由器(例如,WiFi连接或通过CDMA进出点的连接)成功地连接到网络的第二网络赋能设备。在一些情况下,如果通过第二网络赋能设备的连接性比通过非对等设备类型网络提供者的连接性更便宜,或者如果第二网络赋能设备与非对等设备类型网络提供者相比提供优选的信号或频宽,则通过第二网络赋能设备的第一网络赋能设备的网络连接性可能是优选的。如果第一网络赋能设备已通过特定网络提供者(诸如第二网络赋能设备所连接到的路由器)耗尽其配发的频宽,则可能会是这种情况。作为向第一网络赋能设备提供网络连接的交换,第二网络赋能设备从第一网络赋能设备收到网络信用。
应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。例如,一个实例中,电子交流设备是液体分析仪、诊断设备、或所描述的其它检测设备的一部分,或者与这些设备相互联系。
在一些具体实例中,网络信用向网络赋能设备提供通过点对点连接性(例如,参见图88)连接到网络的激励。在一个具体实例中,网络信用是对未来付款的承诺,比如以预定费率或在点对点连接时由网络赋能设备的用户所同意的费率来付款。在另一具体实例中,网络信用是对未来网络使用的承诺。在这样的情况下,如果第一网络赋能设备为了网络进出而使用来自于第一网络赋能设备的网络信用来支付第二网络赋能设备,则第一网络赋能设备可在未来某一时间点向第二网络赋能设备提供网络进出。
网络信用可在网络赋能设备之间协商,以便免于受到进出使用限制,例如频宽和使用时间。例如,如果第一网络赋能设备为了网络进出而使用网络信用来支付第二网络赋能设备,则该网络信用可在未来某一时间点向第二网络赋能设备提供第一网络赋能设备的一定频宽(例如,2兆比特/秒,30分钟)。备选地,网络信用可以是支付预定或协商金额的承诺。在一些具体实例中,预定或协商金额低于通过非对等设备类型网络提供者的网络连接性的成本。
网络连接性系统
在本文所述的另一具体实例中,用于为网络设备建立网络连接性的系统包括配置用于定位网络提供者的网络连接性系统。该网络连接性系统配置用于建立与网络提供者的连接,借助于网络提供者来对具有静态互联网络协议(IP)地址的第一服务器进行网络可达性探测,借助于网络提供者来对具有静态一致资源定位器(URL)的第二服务器进行网络可达性探测,以及基于所述网络设备是否从所述第一服务器接收到响应和/或所述网络设备是否从所述第二服务器接收到响应来确定是否与所述网络提供者保持连接性。
在一些情况下,网络连接性系统是电子设备(诸如便携式电子设备)的一部分,或者关联于电子设备。网络连接性系统可以是更大系统的子系统。在一个示例中,网络连接性控制器是便携式电子设备中的网卡及相关软件。在另一示例中,网络连接性控制器是配置用于提供与电子设备的网络连接性的独立系统。
网络连接性系统包括选自由中央处理器(CPU)、内存(例如,闪存内存)、发射器和通信交流车(例如,串行通信交流车)所组成的群组中的一个或多个器械。发射器可以为射频(「RF」)发射器或光电发射器。所述一个或多个器械或组件可以互连起来,比如通过网络连接性系统中的电路或系统板(例如,主板)的方式互连。
根据本文所述的一个具体实例,图86示出了具有电子设备9405、第一网络提供者9410、第二网络提供者9415、第一服务器9420和第二服务器9425的系统9400。第一服务器9420通过第一网络9430(诸如,内部网络或互联网络9435)与第一网络提供者9410和第二网络提供者9415通信。第二服务器9425通过第二网络(诸如,互联网络9435)与第一网络提供者9410和第二网络提供者9415通信。第一服务器9420可连接到互联网络9435。
电子设备9405包括如下网络连接性系统,该系统用于如上所述地将电子设备9405连接到第一网络提供者9410并对第一服务器9420和第二服务器9425进行网络可达性探测或将第一数据包引导至第一服务器9420以及将第二数据包引导至第二服务器9425。网络控制器包括用于促进本文描述的各方法的计算机可执行命令(见下文)。
应该可以理解,任何设备均可能安装这里所描述的任何网络连接技术,示例如图1-23所示,但不限于此。例如一个实例中,电子设备9405本身就是液体分析仪、诊断设备、或所描述的其它检测设备,或者是这些设备的一部分,或者与这些设备相互联系。
在一些情况下,电子设备9405是便携式电子设备,诸如笔记本计算机、平板PC或智能型手机。在其它情况下,电子设备9405是固定式电子设备,例如桌上型计算机或服务器。电子设备9405可经由有线或无线通信模式连接到第一网络提供者9410和第二网络提供者。如图所示,电子设备9405经由无线通信而与第一网络提供者9410和第二网络提供者通信。
第一网络提供者9410和第二网络提供者9415是无线路由器。在其它情况下,第一网络提供者9410和/或第二网络提供者9415是有线路由器或配置用于促使电子设备9405与网络9435进行通信的其它设备。此外,系统9400可包括与网络9435通信的其它网络提供者。
在一个示例中,电子设备9405连接到第一网络提供者9410并对第一服务器9420和第二服务器9425进行网络可达性探测。如果电子设备9405接收到来自第一服务器9420和第二服务器9425的响应,则电子设备9405保持其与第一网络提供者的连接并且用户可以进出互联网络9435。否则,电子设备9405连接到第二网络提供者9410并对第一服务器9420和第二服务器9425进行网络可达性探测并且等待响应。
在从第一服务器9420和第二服务器9425二者接收到响应(比如经由第一网络提供者9410)的情况中,电子设备9405可鉴于本文中提供的各连接性因素来确定是否与第一网络提供者9410保持连接性。例如,如果第一网络提供者9410的网络速度低于预定限度(例如,100kbit/s),则电子设备9405终止与第一网络提供者9410的连接性,并连接到第二网络提供者9415。
电子设备9405或者电子设备9405的组件(例如,网络控制器)可包括随机存取内存(RAM),用于支持去往和来自中央处理器(CPU)以及去往和来自储存模块的快速信息传送,所述储存模块诸如为包括磁储存介质(即,硬盘)、快闪储存介质和光储存介质在内的一个或多个储存单元。此外,该系统可包括一个或多个储存单元、一个或多个CPU、一个或多个RAM、一个或多个只读内存(ROM)、一个或多个通信埠(COM PORT)、一个或多个输入/输出(I/O)模块,诸如I/O接口、用于使系统能够与包括其它系统和子系统在内的内部网络以及包括全球信息网在内的互联网络进行交互的网络接口。储存单元可包括一个或多个数据库,诸如关系数据库。在一些情况下,系统还包括用于储存信息(例如,网络提供者、网络连接性历史)的数据仓库和关系数据库中的一个或多个。图87示出了配置用于随同本文所提供的方法和系统来使用的通用计算机硬件平台的原理框图图标。
电子设备9405例如包括数据通信接口,用于数据包通信和/或对其他系统进行网络可达性探测,诸如服务器。在一些情况下,电子设备9405包括形式为一个或多个处理器的中央处理器(CPU),用于执行程序指令。电子设备9405可以包括内部通信通信交流车、程序储存和用于要由系统处理和/或通信的各种数据文件的数据储存,但系统亦可经由网络通信接收程序设计和数据。此类设备的硬件组件、操作系统和程序语言是常规性质的,并且假定本领域技术人员对此充分熟悉。当然,设备功能可以在许多类似的平台上以分布式的方式来实现,以便分散处理负载(见下文)。本文提供的电子设备和系统可以包括用于分散和/或分配任务的子系统和模块。
在一些具体实例中,电子设备9405包括网络控制器,该网络控制器具有用于执行上文提供的方法的处理器。该处理器配置用于执行机器可读码(源码或编译目标码)以促进本文所述的各具体实例中的方法。
在一些具体实例中,设备9405包括用户界面,用于向用户显示具有一个或多个网络提供者的列表。用户界面在一些情况下是图形用户界面(GUI)。在一个具体实例中,GUI示出了网络提供者的排序表,其中更优选的网络提供者处在列表的顶部。在另一具体实例中,GUI使用户能够从网络提供者列表选择网络提供者。在一些情况下,借助于如上文描述的一个或多个网络连接性准则而生成网络提供者列表。
因此,上文列出的方法的各具体实例可体现在程序设计中。技术的程序具体实例可被认为是「产品」或「制品」,通常形式为以某种类型的机器可读取媒体所承载或体现的可执行码和/或相关数据。「储存」类型的介质可包括计算机、处理器等或者其相关模块的任何或全部有形内存,诸如各种半导体内存、磁带驱动器、磁盘驱动器等等,其可在任何时间为软件程序设计提供非暂时性储存。全部软件或软件的几部分可以不时通过互联网络或各种其它电信网络来通信。此类通信例如可以支持将软件从一个计算机或处理器加加载到另一计算机或处理器中,例如,从管理服务器或主机加加载到应用服务器的计算机平台之中。可以承载软件元素的介质包括光波、电波和电磁波,诸如跨区域设备之间的物理接口、通过有线和光学陆上通讯线网络以及在各种空中链接上使用的介质。承载此类波的物理组件,诸如有线或无线链接、光学链接等,也可被看作是承载软件的介质。除非限制为非暂时性,否则本文所使用的有形「储存」媒体,诸如计算机或机器「可读取媒体」等术语是指参与向处理器提供用于执行的指令的任何媒体。
机器可读取媒体可采取许多形式,包括但不限于有形储存媒体、载波介质或物理传输介质。非易失性储存媒体例如包括光盘或磁盘,诸如在任何一个或多个计算机等中的任何储存设备,诸如可用于实施附图中所示的数据库等的储存媒体。易失性储存介质包括动态内存,诸如此类计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴线缆;铜线和光纤,包括构成计算机系统内之通信交流车的缆线。载波传输介质可采取电信号或电磁信号或者声波或光波的形式,诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的那些波。
因此,计算机可读取媒体的常见形式例如包括:软磁盘、软性磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁性媒体、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其它光学媒体、穿孔卡片纸带、任何其它具有孔洞图案的物理储存媒体、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它内存芯片或内存匣、载波传输数据或指令、传输此类载波的线缆或链接、或者可让计算机从其读取程序代码和/或数据的任何其它媒体。在向处理器输送一个或多个指令的一个或多个序列以供执行的过程中,可涉及这些计算机可读取媒体形式中的许多种形式。
方法步骤可由程序产品来实施,所述程序产品包括机器可执行指令,举例而言,诸如以由网络化环境中的系统或机器所执行的程序模块为形式的程序代码。一般而言,程序模块可包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的子程序、程序、对象、组件、数据结构等。机器可执行指令、相关数据结构和程序模块代表用于对本文所公开方法的步骤加以执行的程序代码的示例。此类可执行指令或相关数据结构的特定序列代表用于对此类步骤中所描述的功能加以实施的对应行动的实例。
在一些情况下,使用通往一个或多个具有处理器的远程计算机的逻辑连接,在网络化环境中实施本文提供的系统和方法。逻辑连接例如可以包括局域网络(LAN)和/或广域网络(WAN)。此类联网环境可见于办公范围或企业范围计算机网络、内部网络和互联网络中,并可使用多种不同的通信协议。本领域技术人员将领会到,此类网络计算环境可包含许多计算机系统组态类型,包括个人计算机、手持设备、多处理器系统、基于微处理器或可程序的消费类电子产品、网络个人计算机(PC)、服务器、小型计算机、大型计算机等等。
应当指出的是,虽然本文提供的流程图(例如,图83和图84)示出了方法步骤(本文也称「步骤」)的特定顺序,但应当理解,这些步骤的顺序可不同于描绘的顺序。此外,可以并发地或部分并发地执行两个或更多个步骤。此类变化形式可取决于所选的软件和硬件系统,以及取决于设计者的选择。应当理解,所有此类变化形式都处于本发明的范围内。同样地,本发明的软件和网络实施可利用具有用以完成各种数据库搜寻步骤、相关步骤、比较步骤和决策步骤的基于规则的逻辑和其它逻辑的标准程序设计技术来完成。
示例
示例1
设备位于具有处在设备的网络天线范围的无线范围内的三个WiFi路由器的区域中。网络设备连接到第一WiFi路由器。设备对具有静态IP地址的第一服务器和具有专用URL(例如,「Google.com」)的第二服务器进行网络可达性探测。在对第二服务器进行网络可达性探测时,与第一WiFi路由器网络通信的DNS服务器解析第二服务器的IP地址。继而,将网络可达性探测封包发送到处于解析出的IP地址的第二服务器。如果设备接收到来自于第一服务器和第二服务器的响应,则设备计算机保持与第一WiFi路由器的连接性。设备继而连接到互联网络以接收和/或传输期望的信息。如果设备未接收到来自于第一服务器和第二服务器中之一或全部二者的响应,则设备连接到第二WiFi路由器。通过无限制的例子,任何设备上均可能装置这里所描述的技术,并不限于图1-23所示范例。
示例2
用户在具有多个网络进出点(WiFi热点)的飞机上。用户的智能型手机自动地扫描并生成进出点列表。接下来,用户的智能型手机连接到第一网络进出点并对具有静态IP地址的第一服务器和具有专用URL的第二服务器进行网络可达性探测。对第二服务器进行之网络可达性探测必须使用以URL为目标地址的ping命令(例如,「ping www.Google.com」)。DNS服务器将解析该URL的IP地址,以继而利用解析出的IP地址来对第二服务器进行网络可达性探测。如果用户的智能型手机接收到来自于第一服务器和第二服务器二者的响应,则用户的智能型手机保持其与第一网络进出点的连接,并且用户进出网络。如果用户的智能型手机未接收到来自第一服务器和第二服务器中之一或全部二者的响应,则用户的智能型手机连接到第二网络进出点并重复上述步骤。虽然该示例是在无线使能电话的背景下描述的,但应当理解,同样的概念可适用于带有网络连接性硬件和/或软件的液体分析器或其它诊断设备,以实现本文所述的技术。
示例3
平板PC(例如,iPad)具有配置用于与一个或多个WiFi路由器通信的第一无线接口和配置用于与GSM提供者通信的第二无线接口。平板PC使用第一无线接口连接到WiFi路由器,并对具有静态IP地址的第一服务器和具有静态URL的第二服务器进行网络可达性探测。接下来,平板PC使用第二无线接口连接到GSM提供者,并对第一服务器和第二服务器进行网络可达性探测。平板PC继而借助于平板PC的处理器来评估经由WiFi路由器和GSM提供者的网络连接性,以确定经由WiFi路由器和/或GSM提供者的连接是否满足某些预定的网络连接性准则(或规则)。平板PC由于经由WiFi路由器的网络连接性提供较高的上传和下载速率并且比经由GSP提供者的连接性更便宜,而确定经由WiFi路由器的网络连接性为优选。平板PC继而使用WiFi路由器进行互联网络进出。虽然该示例是在平板PC的背景下描述的,但应当理解,同样的概念可适用于带有网络连接性硬件和/或软件的液体分析器或其它诊断设备,以实现本文所述的技术。
虽然上文是对本发明的优选具体实例的完整描述,但亦有可能使用各种备选方案、修改和等同项。因此,本发明的范围不应当参考以上描述而确定,相反,应当参考所附申请专利范围连同它们的等同项的全部范围来确定。任何特征(不论优选与否)均可与任何其它特征(不论优选与否)相结合。所附申请专利范围不应当被解释为包含装置加功能的限制,除非此类限制在给定的申请专利范围中用词组「用于…的装置」明确记载。应当理解,在本文描述中和贯穿随后的申请专利范围中所用的「一个」、「一种」和「所述」的含义包括复数参考,除非上下文另有明确所指。另外,在本文描述中和贯穿随后的申请专利范围中所用的「在…中」的含义包括「在…中」和「在…上」,除非上下文另有明确所指。最后,在本文描述中和贯穿随后的申请专利范围中所用的「和」和「或」的含义既包括连接性又包括分隔性并且可互换使用,除非上下文另有明确所指。因此,在使用术语「和」或者「或」的上下文中,此类连接词的使用并不排除「和/或」的含义,除非上下文另有明确所指。
此外,浓度、数量和其它数值数据可在本文中以范围格式呈现。应当理解,这样的范围格式仅仅是为了方便和简洁起见而使用,并且应当灵活地解释为不仅包括明确列为范围的限度的数值,而且还包括该范围内所包含的所有单个数值或子范围,犹如每个数值和子范围都被明确列出。例如,约1nm至约200nm的尺寸范围应当解释为不仅包括明确列出的约1nm和约200nm的限度,而且还包括诸如2nm、3nm、4nm的单个尺寸和诸如10nm至50nm、20nm至100nm等的子范围。
本文件包含受著作权保护的材料。例如,这里显示的所有图片均是版权资料。著作权所有者(本文的申请人)对于专利文件和公开内容如在美国专利和商标局的专利文件或记录中所呈现的传真复制并无异议,但除此之外保留所有的著作权权利。以下公告应当适用:Copyright2012Theranos,Inc。
Claims (19)
1.一种系统,包括:
壳体;以及其中,所述壳体包括:
(a)多个模块,所述多个模块中的单个模块包括样本准备仪、测定仪和探测仪,
其中,所述样本准备仪被配置成实现至少一种样本准备程序,所述测定仪被配置成进行一种或多种测定并且接纳多个测定单元,
其中,每个测定单元(a)彼此液体隔离,(b)被配置成进行所述一种或多种测定,并且(c)可独立地移动;
其中,所述单个模块可从所述壳体拆卸并且可与所述系统的另一个模块互换;
其中,在每个测定单元内进行的每个测定被配置成产生可探测信号;
以及其中,所述探测仪被配置成探测来自每个测定的信号;
以及(b)样本处理系统,包括移液管喷嘴,其中,所述移液管喷嘴被配置用于(i)与移液管吸头相接合以在所述单个模块内或从所述单个模块向所述系统的壳体内的另一模块转移样本或试剂以及(ii)与测定单元相接合以将每个测定单元从所述测定仪运送到所述信号可由所述探测仪探测到的位置。
2.如权利要求1所述的系统,进一步包括:
细胞计数仪,所述细胞计数仪配置用于对所述样本执行细胞计数。
3.如权利要求1所述的系统,其中,所述一种或多种测定是选自由以下各项所组成的群组中,这些项为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、层析测定、显微测定、形貌测定、量热测定、浊度测定、凝集测定、放射性同位素测定、黏度测定、凝血测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及其等组合。
4.如权利要求1所述的系统,其中,所述系统配置用于处理或测定具有小于或等于250μl的体积的样本。
5.如权利要求1-4中任一项所述的系统,其中,所述样本处理系统包括移液管,所述移液管配置用于摄取、分发、和/或转移生物样本。
6.如权利要求1-4中任一项所述的系统,还包括:
成像设备,所述成像设备配置用于对由采集到的生物样本、所述生物样本的处理以及在所述系统上执行的反应所组成的群组中的一项或多项进行成像。
7.如权利要求1-4中任一项所述的系统,其特征在于,
所述系统配置用于从所述样本中探测多种分析物或疾病状况,所述多种分析物的浓度彼此相差超过一个数量级。
8.如权利要求1-4中任一项所述的系统,其特征在于,
所述系统包括样本采集单元,所述样本采集单元配置用于从受试者抽取液体或组织样本。
9.如权利要求1-4中任一项所述的系统,其特征在于,
所述系统具有小于或等于15%的变异系数。
10.如权利要求1-4中任一项所述的系统,进一步包括:
具有计算机可执行命令的控制单元,配置用于在指定地点执行服务点服务。
11.如权利要求1-4中任一项所述的系统,其特征在于,
所述样本准备仪包括配置用于从受试者采集生物样本的样本采集单元。
12.如权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述成像设备是相机或传感器,用于对电磁辐射及关联的空间维度和/或时间维度进行探测和/或记录。
13.如权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述系统储存和/或经由包含在所述系统中的通信单元向外部装置传输代表所得到图像的电子数据。
14.如权利要求1-4中任一项所述的系统,还包括:
离心机。
15.如权利要求1-4中任一项所述的系统,配置用于经由包含在所述系统中的通信单元与外部设备进行双向通信,其中,所述通信单元配置用于向所述外部设备发送数据并用所述系统接收指令。
16.如权利要求1-4中任一项所述的系统,进一步包括:
具有计算机可执行命令的控制单元,用于借助所述样本准备仪、测定仪和探测仪中的至少一个在指定地点执行服务点服务;以及
其中,所述样本处理系统包括至少一个移液管,其具有移液管喷嘴,该移液管喷嘴配置成与可从所述移液管喷嘴移除的吸头相连接,其中,所述移液管配置用于在所述准备仪、测定仪和/或探测仪之内或之间运送不超过250uL的液体。
17.如权利要求16所述的系统,其特征在于,
所述移液管配置用于通过所述吸头分发和/或吸取不超过100uL的液体。
18.如权利要求16所述的系统,其特征在于,
所述吸头配置用于存留具有不大于100uL的体积的样本。
19.如权利要求16所述的系统,其特征在于,
具有计算机可执行命令的控制单元配置用于在由零售网点、受试者的家、健康评估/治疗地点、或办公室构成的组中选择的地点执行服务点服务。
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