CN104056668A - 爆炸性液体包装及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆炸性液体包装及其用途。进一步地，本发明涉及用于进行生物和化学反应的系统、装置和方法。特别地，本发明涉及用于向生物和化学试验递送试剂的爆炸性液体包装的用途。

Description

爆炸性液体包装及其用途

本申请是申请号为201080014718.6，申请日为2010年2月5日，发明名称为“爆炸性液体包装及其用途”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

该申请要求2009年2月6日提交的临时申请61/150,481的优先权，其全部以引用的形式并入本文。

技术领域

本发明涉及进行生物和化学反应的系统、装置和方法。特别地，本发明涉及用于向生物和化学试验递送试剂的爆炸性液体包装的用途。

背景技术

许多现有的在医学诊断中使用的液体试剂的储存方法是在灭菌塑料瓶中完成的，其经常需要用于船运、运输和在最终目的地的储存的冷链技术。尽管这些方法在大多数发达国家是可行的，但是这样的要求对于发展中国家形成了挑战并显现出较高的成本。在船运、海关、可靠性规定以及对于储存试剂的位置处的制冷设备持续供电期间可能存在问题。这些问题的任何一个都有可能将试剂暴露于高温、致使它们在临床应用上无效。而且，由于试剂是成批储存和递送的，所以对于单个的医学诊断测试经常需要熟练的检验科技师和精密的流体处理设备以精确地移液和等分。这种手动操作增加了样品之间的交叉感染、需要额外的处理时间、并且增加管理和处理诊断试验的成本。

根据诊断系统如何操作，可以使用精确的移液、或直接经储存液体试剂的瓶子通过管子、精密的泵和阀门完成向诊断试验盒的液体递送。这样的流体部件相加增加了诊断系统设计的成本和复杂性。此外，它们经常易于产生污染、出现故障（需要机械维修和/或替换件）、以及发生泄漏。因此需要其它的储存和递送试剂的方法。特别需要的是在环境温度下运输和储存试剂的结构和方法。

发明内容

本发明涉及进行生物和化学反应的系统、装置和方法。特别地，本发明涉及用于向生物和化学试验递送试剂的爆炸性液体包装的用途。在某些实施方案中，本发明提供了试验系统及其使用方法，其包括：液体包装部件，所述液体包装部件包括一个或多个液体储存舱室，其中所述液体储存舱室包含液体并盖有爆炸性 密封件；密封件爆炸部件，所述密封件爆炸部件配置为使所述爆炸性密封件爆炸；以及试验装置，所述试验装置配置为从所述液体储存部件接受液体。在某些实施方案中，所述爆炸性密封件为箔（例如，铝）层压板。在某些实施方案中，所述层压板包括夹在防护性塑料薄膜和热敏性密封剂之间的铝箔。在某些实施方案中，所述密封件为可剥离的或永久性的。在某些实施方案中，所述密封件爆炸部件包括柱塞，所述柱塞在多种条件下压缩所述液体储存舱室，从而使所述密封件爆炸（例如，通过剥离打开）。在某些实施方案中，所述柱塞被一个或多个电机驱动。在另外的实施方案中，所述柱塞被手动驱动。在某些实施方案中，所述液体包装部件与所述试验装置之内的腔室通过流体导管连接或直接接触。在某些实施方案中，所述液体包装部件包括一个或多个液体储存舱室。在某些实施方案中，所述液体储存舱室包含按体积计60%以下，优选50%以下的空气。在某些实施方案中，所述液体储存舱室包含400μl以下的空气。在某些实施方案中，所述液体包装部件进一步包括一个或多个定位销，以将液体储存舱室固定到所述液体包装部件。

在某些实施方案中，所述液体储存舱室包括滴料夹（tear-drop clamp），所述滴料夹横穿所述爆炸性密封件周界的一部分而提供均匀压力。在某些实施方案中，所述滴料夹对于与所述试验装置联通的所述爆炸性密封件的那部分不提供压力。在某些实施方案中，所述液体储存舱室包含进行生物或化学试验的试剂。在某些实施方案中，所述试验选自诊断试验或研究试验（例如，基于核酸的试验（例如，PCR）或基于蛋白质的试验）。

附图说明

图1为典型的(不透明的)高蒸气和氧气屏障铝(Al)箔层压板的横截面图，图示了作为屏障的Al箔薄板，和防止在处理和加工期间Al箔被损坏或撕裂的薄防护性塑料薄膜。

图2A-2C为显示在能够被压缩成型的高蒸气和氧气屏障层压板中怎样制造鼓泡（blister）（此处为半球形）的过程图。在图2A中，冷成型站包括具有通气孔的凸起塞子、具有通孔以允许凸起塞子穿过的剥离板、以及匹配的具有通气孔的凹进腔。将圆角半径机械加工到凹进腔以防止层压板薄膜在冷成型期间撕裂/箍缩。在图2B中，在剥离板上加压以牢固地保持层压板薄膜。然后，在凸起塞子上加压以产生鼓泡形状。在图2C中，液体可以被精确地等分入冷成型的鼓泡中（顶部图）；还显示了鼓泡的照片（底部图）。

图3为用液体冷成型的高蒸气、氧气和UV屏障（Al箔）层压板鼓泡的图。液滴顶点与层压板鼓泡的顶部处于相同的平面中。右侧显示典型的Al箔层压板的横截面。液体停留在鼓泡层压板的热敏密封剂侧。

图4为两类热密封件——可剥离的和永久性的。使用不同的密封剂材料在低温下制造可剥性密封件（顶部图）。它们具有低的剥离强度并被设计为在制造后被 打开。使用相似的密封剂材料在高温下典型地制造永久性的密封件（中间图），其具有较高的剥离强度。热密封也可以扩展至将层压板与硬塑料粘合，正如底部图像所示。

图5为用于将液体密封在冷成型鼓泡内所使用的轮廓（脉冲）热密封件压力机（左图）的设计示意图。上压板（右上图）承载可互换的热密封件（此处为圆形几何形状）带，其被设计为与鼓泡的几何形状匹配。下压板（右下图）承载可互换的硅/铝压力，其也被设计为与鼓泡的几何形状匹配。

图6A-6D为热密封冷成型的Al箔层压板鼓泡以储存液体的一般过程。图6A-6B在下压板放泄部（relief）中放置冷成型鼓泡。将箔层压板#2放置于顶部以使密封剂彼此面对面。图6C具有热密封件带的上压板降于鼓泡顶部，应用同步压力和加热，以便使两个层压板热密封（可剥离的）在一起。图6D最终包装的和热密封的鼓泡。

图7A-7B为储存在热密封的（可剥离的）Al箔层压板鼓泡中的液体的横截面图。在图7A中，热密封过程的参数为：x-鼓泡的边缘和热密封件带之间的距离；w-热密封件宽度。在图7B中，由于在两个箔层压板中存在Al箔层压板，所以液体流失没有经过薄膜而只是经过热密封件发生。其是鼓泡体积、环境温度、热敏密封剂材料性质（渗透性）、热密封件表面面积（w的函数）以及tseal（最终热密封件的厚度）的函数。

图8A-8E为显示使用双面胶带如何使包装的鼓泡与硬的、一次性（塑料）盒整合在一起的透视图和横截面图。在图8A中，显示盒和整合的鼓泡的透视图（左图为实体图；右图为透明图）的概念性示意图。在图8B中，双面粘合剂粘合于盒，其具有用于输入口的适当的裂缝。然后将包装的鼓泡粘合于双面粘合剂的反面。箔层压板#2延伸超过鼓泡并且具有与输入口对准的匹配裂缝。图8C作为图8B的替代性方法，其中冷成型的层压板不粘附地粘合于盒。图8D-8E为替代性方法——箔层压板#2被修剪为鼓泡的尺寸并且使用双面胶将包装的鼓泡粘合于盒。

图9A-9B为显示使用热密封件（可选择加入双面粘合剂）如何使包装的鼓泡与硬的、一次性（塑料）盒整合在一起的横截面图。在图9A中，将包装的鼓泡热密封于硬盒。冷成型的鼓泡层压板上的热敏密封剂与与硬盒材料相似。图9B为替代性方法——箔层压板#2粘附地粘合于硬盒。然后将冷成型的鼓泡层压板热密封于硬盒。

图10A-10B为使包装的鼓泡爆炸的机械卡紧机，以便向盒腔室递送液体。该实例的盒的初始状态示于图8E中。图10A-10B为横截面图（左图）和相应的俯视图（右图）。在鼓泡边缘周围和硬盒输入口周围放置机械夹以保证来自鼓泡的液体仅在一个方向上流动——从鼓泡流动至输入口。使用机械柱塞，以在鼓泡上提供均匀压力直到可剥离密封件破裂，从而使储存的液体逸出，进入输入口，并流入盒腔室。

图11为显示具有三个包装鼓泡的示例性硬盒与机械卡紧和爆炸模块如何接合的示意图。当前的设计显示三个分离的线性电机，这些电机操控每一个机械夹和柱塞组合，但是有可能被单一的线性步进电机驱动。

图12A-12B为显示具有可剥离的和永久的热密封件两者的整合的盒和包装的鼓泡的横截面图。图12A为盒的初始状态——图9B中显示相同的构造。图12B机械柱塞与冷成型鼓泡对准并压靠冷成型鼓泡。由于其剥离强度低，所以可剥离的密封件在随机位置破裂，液体从鼓泡中流入盒腔室。永久性热密封件并不爆炸。

图13A-13D为具有三个包装的箔层压板鼓泡的诊断盒的实例，所述包装的箔层压板鼓泡在底面上整合于诊断盒之内，其储存三个分离的水性和/或非水性液体。该图也阐明冻干试验珠（lyophilized assay bead）如何可以容易地整合于盒中以与各自的液体溶解。疏水性空气渗透膜在液体分配入各自的腔室中时提供空气的逸出点。图13A为盒的初始状态。在图13B中，鼓泡爆炸打开，从而使液体通过输入口和通道分配进入腔室3。冻干珠溶解。在图13C中，第二个鼓泡爆炸打开，从而使第二种液体以相似的方式分配。在图13D中，相似地第三个鼓泡爆炸打开。此处，该鼓泡具有非水性液体，其有助于通过使腔室3与两个腔室1分离而防止污染并防止逸出溢流。

图14A-14C为鼓泡压碎机的照片。图14A为3-鼓泡压碎机的前视图，其显示与各自的鼓泡匹配的三个滴料夹和柱塞。图14B为3-鼓泡压碎机的侧视图，其显示提供夹紧力的滴料夹和弹簧。此处，单独的步进电机驱动每一个柱塞。盒安装在铝板和安装板之间。图14C为盒的示意图，其显示三个各自的鼓泡（用同心灰色圆显示）、输入口、通道、和腔室的位置。

图15A-15C为示例性鼓泡压碎机构。图15A为在背部具有粘附地粘合的鼓泡的流体盒的横截面图。放置鼓泡以使得热密封件周界的顶部直接位于输入口下面。在图15B中，使用步进电机通过滴料夹向大部分的热密封件周界提供压力。然后，柱塞（也由步进电机驱动）压靠鼓泡并使离输入口最近的可剥离的热密封件爆炸。空气流入通道和腔室，然后液体试剂流入。图15C显示鼓泡和滴料夹位置的俯视图。另外的夹紧力防止夹紧区中的热密封件被爆炸打开。只有在x标记的位置热密封件才剥离打开，从而首先使空气逸出，然后使液体试剂逸出。

图16为改进的流体盒（前视图和后视图）的实例示意图，其显示三个鼓泡以及它们与流体盒和另外的塑料片（鼓泡防护件）如何接合，以便保证鼓泡仅爆炸于一个特定的位置——由x标记。

在图17A-17B中：图17A显示了三个滴料夹之一的照片，其显示内部的柱塞（具有放泄部）。在滴料夹外围的O型环保证与鼓泡表面紧密接触。图17B显示了鼓泡压碎机中放置的盒的照片。嵌入照片显示鼓泡相对于流体盒上的输入口的位置。

图18为显示压碎各自的鼓泡——洗脱、油、和细胞溶解所需要的力的图。该 图显示鼓泡和液体体积的大小似乎均影响爆炸打开鼓泡需要的力。竖柱显示标准偏差。

图19为对于两个不同鼓泡直径——0.55”和0.72”而言鼓泡冲击对液体体积填充能力的影响的数据图。

图20A-20B为用于确定给定鼓泡几何形状的死体积和填充体积的特征化盒的示意图。

图21为显示给定鼓泡几何形状中的液体体积对将其爆炸打开所需的负荷（力）的影响的数据图。

图22为冷成型鼓泡的图。

在图23A-23B中：图23A显示了箔层压板中冷成型的鼓泡的俯视示意图。两个定位孔被冲压穿过充当对准引导件的箔层压板对准。它们沿着冷成型的鼓泡的中心轴线（虚线）点被冲压并且位于圆的热密封件宽度（点划线）之外。图23B显示了箔层压板中冷成型鼓泡的正三轴测示意图，其显示鼓泡和两个定位孔。

图24为盖子的俯视示意图。三个孔冲压到盖子材料内——两个作为热密封过程的定位孔，然后与硬的测试盒整合并定位；第三个孔作为液体经过口。

图25A-25F为热密封过程的概要图，其显示冷成型的鼓泡（图25A）与盖子如何对准（图25B）。脉冲热密封机的下压板上的可伸缩的定位销有利于定位和对准（图25C-25F）。

在图26A-26C中：图26A显示了用于热封鼓泡的一般热密封件带的示意图。其具有几何形状为圆环的活性区域并在两侧带有标签延伸部，其覆盖有冷成型的鼓泡和盖子上的三个冲压孔。非活性区域用于电接触并且不促进热密封。图26B显示了热密封的鼓泡的俯视图，其显示热密封件的周界（由点划线勾出）以及其怎样覆盖三个冲压的孔。图26C显示了已经被冲压为需要的轮廓形状的热密封的鼓泡（即，在热密封件的周界周围修剪）。

图27显示了：（左图）具有粘合于其上的双面转移粘合剂的硬的试验盒的横截面图。具有三个冲压孔的包装的鼓泡可以粘合于硬的试验盒（右图所示）。粘合处于穿过鼓泡的相同的水平上，因此不存在如前形成的通道。

图28A-28C中：图28A显示了具有试剂的冷成型的鼓泡的俯视示意图。图28B-28C显示定位在各自鼓泡上的使用定位孔对准的机械夹的两个实施方案。来自夹子的压力施加于鼓泡的热密封件周界上。

具体实施方式

定义

为了便于理解本发明，定义如下术语：

“纯化的多肽”或“纯化的蛋白质”或“纯化的核酸”指感兴趣的多肽或核酸或其片段，其基本上不含（例如，包含大约50%以下，优选为大约70%以下， 更优选为大约90%以下）与该感兴趣的多肽或多核苷酸天然联系的细胞组分。

术语“分离的”指材料从其原始环境（例如，如果其是自然发生的则是自然环境）移出。例如，存在于活体动物中的自然发生的多核苷酸或多肽是未分离的，但是从一些或全部在自然系统中的共存材料分离的相同的多核苷酸或DNA或多肽是分离的。这样的多核苷酸可以是载体的一部分，并且/或者这样的多核苷酸或多肽可以是组合物的一部分，并且其仍然被分离，其中所述载体或组合物不是其自然环境的一部分。

“多肽”和“蛋白质”此处可互换使用并且包括以下描述的所有多肽。多肽的基本结构是公知的并且已经在本领域的无数教科书和其它出版物中进行了描述。在该上下文中，本文使用的该术语指包含在直链上通过肽键彼此连接的两个或多个氨基酸的任何肽或蛋白质。如本文使用的，该术语指短链（其在本领域通常指例如肽、寡肽和寡聚物）和长链（其在本领域通常指蛋白质，其有许多类型）。

特定多肽的“片段”指含有衍生自特定多肽的至少大约3-5个氨基酸，更优选至少大约8-10个氨基酸，甚至更优选至少大约15-20个氨基酸的氨基酸序列。

术语“用/作为…免疫识别的”指表位和多肽的存在，所述表位和多肽也存在于设计的多肽中并且对于设计的多肽是唯一的。免疫识别可以由抗体结合和/或结合中的竞争决定。表位的独特性也可以由已知数据库（例如GenBank）的对于编码表位的多核苷酸序列的计算机搜索并通过与其它已知蛋白质的氨基酸序列比较而确定。

如本文所使用，“表位”指多肽或蛋白质的抗原决定簇。可以想到，一个表位可以在空间结构中包含对于该表位是唯一的三个氨基酸。一般地，一个表位由至少五个这样的氨基酸组成，且通常更多，其由至少八到十个氨基酸组成。检查空间结构的方法是本领域公知的并且包括例如X射线晶体学和二维核磁共振。

“构象表位”是由在免疫识别结构中氨基酸的特定并列组成的，这样的氨基酸以连续的或非连续的顺序存在于相同的多肽上或存在于不同的多肽上。

多肽当其结合于抗体时与抗体是“免疫反应的”，这是因为在该多肽之内包含有特定表位的抗体识别。免疫反应性可以由抗体结合确定，更特别地，由抗体结合的动力学，和/或使用包括该抗体针对的表位的已知多肽作为竞争剂在结合中的竞争决定。用于确定多肽与抗体是否是免疫反应的方法是本领域所公知的。

如本文所使用，术语“含有感兴趣的表位的免疫原（immunogenic）多肽”指自然产生的感兴趣的多肽或其片段，以及通过其他方法制备的多肽，例如，通过化学合成或在重组生物体中的多肽的表达。

“纯化的产品”指已经从该产品正常联系的细胞成分中分离以及从可能存在于感兴趣的样品中的其它类型的细胞中分离的产品的制备。

如本文所使用的“分析物”是可能存在于包括感兴趣的生物分子、小分子、病原体等的测试样品中的待检测物质。所述分析物可以包括蛋白质、多肽、氨基 酸、核苷酸靶点等。所述分析物可以被溶解于体液（例如血液、血浆或血清、尿等）中。所述分析物可以在组织中、或者在细胞表面上、或者在细胞内。所述分析物可以处于分配于体液（例如血液、尿、乳汁）中的细胞上或细胞内，或者作为活组织检查样品得到。

如本文使用的“捕获试剂”指非标记的特定的结合成员，其对于三明治试验中的分析物，或者对于竞争试验中的指示剂或分析物，或者对于辅助的特定结合成员（其本身对于在间接试验中的分析物是特定的）是特定的。所述捕获试剂可以在试验进行前或试验进行期间直接或间接地结合在固相材料上，因而使得固定化的复合物从测试样品中分离。

“指示剂”包含“产生信号化合物”（“标记”），其能够产生可测量的信号并使得可测量的信号能够被外部方法检测。在某些实施方案中，所述指示剂与特定的结合成员轭合（“连接”）。除了成为特定结合对的抗体成员，所述指示剂也可以是任何特定结合对的成员，所述特定结合对包括半抗原-抗-半抗原系统例如生物素或抗-生物素、抗生物素蛋白或生物素、碳水化合物或外源凝集素、互补的核苷酸序列、效应物或受体分子、酶辅因子和酶、酶抑制剂或酶等等。免疫反应性特定结合成员可以是抗体、抗原、或抗体/抗原复合物，其能够结合于如在三明治试验中感兴趣的多肽、或者如在竞争试验中的捕获试剂、或者如在间接试验中的辅助特定结合成员。描述探针和探针试验时，可以使用术语“报道分子”。报道分子包括如上所述的信号生成化合物，其轭合于特定结合对的特定结合成员，例如咔唑或金刚烷。

各种预期的“信号生成化合物”（标记）包括发色团、催化剂例如酶、发冷光化合物例如荧光素和若丹明、化学发光化合物例如二氧杂环丁烷类（dioxetanes）、吖啶鎓类（aridiniums）、菲啶鎓类（phenanthridiniums）和鲁米诺（luminol）、放射性元素和直接视觉标记。酶的例子包括碱性磷酸酶、辣根过氧化物酶、β半乳糖苷酶等。特别的标记的选择不严格，但是其应当能够通过其自身或者与一种或多种附加物质结合而产生信号。

“固相”（“固相载体”）为本领域技术人员熟知并且包括反应托盘的孔壁、测试管、聚苯乙烯颗粒、磁性或非磁性颗粒、硝化纤维带、膜、微粒例如乳胶粒子等等。“固相”并不严格并且可以由本领域技术人员选择。因此，乳胶粒子、微粒、磁性或非磁性颗粒、膜、塑料管、微量滴定（microtiter）孔壁、玻璃或硅芯片都是适合的例子。可以预期并且在本发明的范围内，所述固相也可以包括任何适合的多孔材料。

如本文所使用，术语“检测（detect）”、“检测（detecting）”或“检测（detection）”可以描述发现或辨识的一般动作或可检测的标记的化合物的特定观察。

术语“多核苷酸”指核糖核酸（RNA）、脱氧核糖核酸（DNA）、修饰的RNA或DNA、或RNA或DNA模拟物的聚合体。该术语因此包括由自然产生的核碱基、 糖和共价核苷酸（主干）内连接组成的多核苷酸，以及具有起到相似功能的非自然产生部分的多核苷酸。这样的修饰或取代的多核苷酸为本领域公知的，并且出于本发明的目的而称其为“类似物”。

如本文使用，术语“核酸分子”指任何含有核酸的分子，其包括但不限于DNA或RNA。该术语包含包括任何已知DNA和RNA碱基类似物的序列，其包括但不限于，4-乙酰胞嘧啶、8-羟基-N6-甲基腺苷、氮丙啶胞嘧啶、假异胞嘧啶、5-（羧羟甲基）尿嘧啶、5-氟尿嘧啶、5-溴尿嘧啶、5-羧甲氨基甲基-2-硫代尿嘧啶、5-羧甲氨基甲基尿嘧啶、二氢尿嘧啶、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-甲基肌苷、5-甲基胞嘧啶、N6-甲基腺嘌呤、7-甲基鸟嘌呤、5-甲基氨基甲基尿嘧啶、5-甲氧基氨基甲基-2-硫代尿嘧啶、β-D-甘露糖化Q核苷（mannosylqueosine）、5’-甲氨基甲基尿嘧啶、5-甲氧基尿嘧啶、2-甲硫基-N6-异戊烯腺嘌呤、尿嘧啶-5-氧乙酸甲基酯、尿嘧啶-5-氧乙酸、氧丁氧核苷（oxybutoxosine）、假尿嘧啶、Q核苷（queosine）、2-硫代胞嘧啶、5-甲基2-硫代尿嘧啶、2-硫代尿嘧啶、4-硫代尿嘧啶、5-甲基尿嘧啶、N-尿嘧啶-5-氧乙酸甲基酯、尿嘧啶-5-氧乙酸、假尿嘧啶、Q核苷、2-硫代胞嘧啶、和2,6-二氨基嘌呤。

术语“核酸放大试剂”包括在放大反应中使用的常规试剂并且包括但不限于，一种或多种具有聚合酶活性的酶、酶辅因子（例如镁或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD））、盐、缓冲剂、脱氧核苷三磷酸（dNTPs；例如，脱氧腺苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸、脱氧胞苷三磷酸和脱氧胸苷三磷酸）以及其它调节聚合酶活性或引物特异性的试剂。

如本文使用的，术语“互补的”或“互补”被使用指与碱基配对原则关联的多核苷酸（即，核苷酸序列例如寡核苷酸或靶核酸）。互补可以是“部分的”，其中只有某些核酸碱基根据碱基配对原则配对。或者，在核酸之间可能有“完全的”或“总的”互补。核酸链之间的互补程度明显影响核酸链之间的杂化效果和强度。这在放大反应，以及取决于核酸之间结合的检测方法中尤为重要。

术语“同源性”指一致程度。可以是部分同源或完全同源。部分同一序列是与另一序列100%以下相同的序列。

如本文使用的，术语“杂交”被使用指互补核酸的配对。杂交以及杂交的强度（即，核酸之间联系的强度）被这样的因素影响：核酸间互补的程度、涉及条件的严格性、形成的杂交物的Tm、和核酸中的G:C比例。

如本文所使用的，术语“Tm”被使用指“溶解温度”。所述溶解温度是一些双链核酸分子变成半分离为单链时的温度。计算核酸Tm的方程式是本领域熟知的。如标准参考文献所示，当核酸在1M NaCl水溶液中时，可以通过方程式：Tm=81.5+0.41（%G+C）计算Tm值的简单估计（参见例如，Anderson和Young，Quantitative Filter Hybridization,in Nucleic Acid Hybridization（1985））。其它参考 文献包括更为复杂的计算，其考虑到结构以及序列的特点以计算Tm。

如本文使用的术语“严格性”被使用指温度、离子强度、和其它化合物的存在的条件，在此条件下进行核酸杂交。在“高严格性”的条件下，核酸碱基配对只发生在具有高频率互补碱基序列的核酸片段之间。因此当希望对彼此不完全互补的核酸在一起进行杂交或退火时通常需要“弱”或“低”严格性的条件。

术语“野生型”指具有从自然产生来源分离时的基因或基因产品的特征的基因或基因产品。野生型基因是最经常在种群中观察到的基因并且因此被任意地设计为基因的“正常”或“野生型”形式。相反，术语“修饰的”或“突变的”指在与野生型基因或基因产品相比时展现序列中的修饰或功能性质（即，改变的特征）的基因或基因产品。应注意到，自然产生的突变可以被分离；这些突变通过当与野生型基因或基因产品相比时所具有的改变的特征而进行识别。

如本文使用的术语“寡核苷酸”被定义为由两个或多个脱氧核糖核酸或核糖核酸组成的分子，优选至少5个核苷酸，更优选至少约10-15个核苷酸并且更优选至少约15至30个核苷酸或更长。准确的尺寸取决于许多因素，这些因素反过来又取决于寡核苷酸的最终功能或用途。所述寡核苷酸可以任何方式产生，包括化学合成、DNA复制、逆转录、或其组合。

由于使单核苷酸反应以形成寡核苷酸使得一个单核苷酸戊糖环的5’磷酸盐通过磷酸二酯键以一个方向连接于其临近的3’氧，因此如果其5’磷酸盐没有连接于一个单核苷酸戊糖环的3’氧则将寡核苷酸的一个末端称为“5’末端”，并且如果其3’氧没有连接于随后的单核苷酸戊糖环的5’磷酸盐则将寡核苷酸的一个末端称为“3’末端”。如本文使用的，核酸序列，即使是在更大的寡核苷酸的内部，也可以被称为具有5’和3’末端。如果当以5’至3’的方向沿着核酸的链移动时第一个区域的3’末端在第二个区域的5’末端之前，则沿着核酸链的第一个区域被称为另一区域的上游。

当两个不同的、非重叠的寡核苷酸退火成相同线性互补核酸序列的不同区域，并且一个寡核苷酸的3’端指向另一个的5’端时，前者可以被称为“上游”寡核苷酸，并且后者可以被称为“下游”寡核苷酸。

术语“引物”指当置于引起引物延伸的条件下时能够作为合成的起始点的寡核苷酸。寡核苷酸“引物”可以是自然发生的，如在纯化的限制性酶切消化中，或可以是合成制备的。

本发明的具体描述

本发明涉及进行生物和化学反应的系统、装置和方法。特别地，本发明涉及用于向生物和化学试验递送试剂的爆炸性液体包装的用途。

在某些实施方案中，本发明提供一次性的液体包装模块，其在密封的高蒸汽、氧气和UV屏障的层压板（例如，铝箔层压板）鼓泡中储存液体（水性和非水性的），并且具有通过使用提供的压力而使所述密封件爆炸从而递送流体的能力。

在某些实施方案中，这样的包装模块用于在试验装置将液体分配到通道和各自的流体腔室内，该试验装置例如为硬的（例如，塑料的一次性）诊断盒。在某些实施方案中，在一侧具有密封剂层的层压板是使用压力冷成型的，以便产生对于需要的液体体积具有合适大小的半球形鼓泡；液体精确地等分于形成的鼓泡中；将具有不同密封剂材料的次级平坦层压板置于顶部，并且使用热密封机制造周界热密封件（也可以使用例如超声波、无线电频率、和激光焊接技术制造密封件）。将包装的鼓泡对准并粘合到硬盒，其包括用于流体进入并将通道连接到流体腔室的输入口。通过在鼓泡上施加受控压力，热密封件可以被爆炸打开，从而使流体进入输入口，并且通过通道流入塑料盒中各自的腔室。诊断盒的一个实例用途是用于基于聚合酶链式反应（PCR）的感染的检测和分析，所述感染包括但不限于HIV、衣原体、以及淋病或其他感兴趣的病原体或分析物。

这种包装和递送液体的方法被设计和开发用于许多诊断和临床应用，但是其特别地用于其中冷藏和低温运输系统技术不是始终有效的定点照护和资源受限制的环境。由于将适当的液体试剂与测试包装，其使得医学诊断盒能够自给自足。高蒸汽、氧气和UV屏障层压板防止污染和少量液体体积的蒸发。将小袋爆炸并递送流体至第二位置的方法除去了另外的流体部件，例如泵、阀门和精密的液体计量装置的必要性。

本文公开的本发明的实施方案提供克服了与现有技术相关的挑战的许多益处：

·具有芯片上液体试剂的自给自足的测试盒

·使用低成本Al箔层压板的高蒸汽、氧气、和UV屏障储存鼓泡防止其使用前的污染和液体的蒸发

·除去复杂的和昂贵的流体处理部件，例如精密的泵、阀门、和管子

·消除了当与冻干试验珠结合时的低温运输系统技术

·通过在鼓泡上施加受控压力并爆炸其密封件而简化了液体递送机构

·在制造现场可以完成将试剂精密地等分入鼓泡，从而减少了在临床环境下的复杂性

I、液体储存部件

如上所描述，本发明的实施方案提供包括一个或多个具有爆炸性密封件的鼓泡的液体储存部件。在某些示例性实施方案中，所述鼓泡通过以下步骤制得并被利用于以下示例性应用中。本发明不限于这些示例性实施方案。如下更加详细的描述每个以下的步骤。

1、使用压力冷成型高蒸汽、氧气、和UV屏障层压板以制造半球形鼓泡；

2、将液体精密地等分入鼓泡（例如，在实验舱室环境中，使用手工操作的移液管）；

3、使用多种有效的热密封技术（例如电阻式、激光、无线电频率、超声波） 中的一种技术在冷成型的层压板鼓泡和次级层压板之间制造周界热密封件；

4、将包装的鼓泡与硬塑料盒整合；

5、通过将机械夹置于鼓泡的热密封件和塑料盒的输入口周围并且在半球形鼓泡上应用均匀压力直至鼓泡和输入口孔之间的密封件破裂，从而实现使鼓泡爆炸；并且

6、以与一个或多个包装的鼓泡整合的PCR诊断盒为实例，从而实现了自给自足诊断盒。

以下讨论描述了制造的示例性方法和鼓泡包装的用途。其它的加工技术和应用处于本领域技术人员的已知范围内。

A、对鼓泡进行冷成型

在某型实施方案中，选择可压缩（冷）成型的高蒸汽、氧气、其它气体、和UV屏障层压板并使用其制造液体储存于其中的鼓泡。由于不需要热（用于热成型应用），因此可以被冷成型的选择材料的选择显示降低生产成本的优势。这些高蒸汽和氧气屏障层压板可以被制造为透明的或不透明的。透明的层压板通过许多方法提供几乎同样的屏障保护，例如SiO_x和Al₂O₃，并且许多既可以是冷成型的也可以是热成型的；然而，透明的层压板成本是不透明层压板成本（替代地使用铝（Al）箔薄板作为屏障）的4-10倍。为了降低一次性塑料诊断盒的整体成本，本发明的某些实施方案使用不透明的Al或其它金属箔层压板。这样的层压板薄膜的总厚度范围典型地是从0.002”至0.012”。通常而言，它们由至少三个层压板组成——热敏性密封剂、Al箔薄膜、和塑料薄膜，以保护Al箔免受物理损坏（撕裂、刮擦）（例如，参见图1）。

在某些实施方案中，使用由凸起塞子、剥离板和凹进腔组成的冷成型站在层压板中形成所述鼓泡。层压板薄膜的热敏性密封剂侧（其被选择与将要储存在其中的液体相容）面向凸起塞子以用于随后的热密封过程。

图2A-2C显示在高蒸汽和氧气屏障层压板中如何对鼓泡进行冷成型的一种方法的过程图。使用在凹进腔和剥离板（两者均被机械加工为非常平坦和均匀的表面）之间施加的压力牢固的支撑住层压板薄膜。距离凹进腔边缘最小0.157”（4.0mm）优选地被稳固地保持平坦，以允许进行热密封过程，以便防止层压板起皱。然后，通过应用的压力，凸起塞子随后落在层压板薄膜上，从而产生半球形鼓泡。根据需要被储存于鼓泡中的液体的量设计凸起塞子和凹进腔的尺寸。凹进腔的直径为其中是凸起塞子的直径，t是箔层压板材的厚度。冷成型鼓泡的深度（h）取决于将凸起塞子推入至层压板材内多远，并且影响到鼓泡的总液体容积。通过许多不同的方案，包括但不限于，通过使用螺丝的手动加压、压缩空气、和步进电机，可以实现对于剥离板和凸起塞子所施加的压力。

鼓泡的形状取决于凸起塞子和凹进腔的形状，并不限于半球形（例如，椭圆形、正方形、矩形等）。在某些实施方案中，在凹进腔中机加工倒角（圆角半径） 以防止层压板薄膜在边缘处撕裂/箍缩。在某些实施方案中，为了防止在成型期间层压板薄膜对凸起塞子或凹进腔的静摩擦，在凸起塞子和凹进腔内钻削出非常小的通气孔。该通气孔允许在冷成型期间空气逸出，并且防止任何真空积聚。

在一个示例性实施方案中，如图2C所示，鼓泡的最终纵横比h/Ф₁为≥0.30。在冷成型后在层压板材中肉眼没有观察到裂纹或小孔。

在某些实施方案中，设计鼓泡具有顶部空间以允许鼓泡沿着传送机移动，这是因为他们将处于使用成形/填充/密封（F/F/S）机械的完全流水生产设备中。这显著地降低了在鼓泡边缘的边上溢出液体的任何机会。在F/F/S系统中，一个鼓泡网将落入流水线、加速和减速，其会引起液体的可能溢出。本发明的实施方案通过提供鼓泡中的死空间而克服这样的问题。

在某些实施方案中，试验盒包括一个或多个（例如，两个）有助于将鼓泡固定到盒上的定位销。

B、将液体等分入冷成型鼓泡内

在某些实施方案中，一旦鼓泡已经被冷成型，就可以将液体手动地（例如使用移液装置）或自动地使用液体调配工具（例如在制造期间）等分入其中。在一个示例性实施方案中，使用手动的移液装置（例如，PIPETMAN移液装置（0.1μL分辨率））存放需要的液体体积（范围从10μL至1.0mL）。在层压板材上的热敏密封剂薄膜通常是疏水的，从而使得水性液体具有相对高的接触角。此处，将液体装入鼓泡直至液滴的顶点与层压板材的顶部对准，如图3所示。

优选的是，所述液滴的顶点不应当高于箔层压板的顶部，这是因为在随后的热密封过程中该液体可能逸出/泄漏出鼓泡并进入热密封区域（即，鼓泡的周界）。这对非水性液体尤为有用，因为它们易于弄湿鼓泡的表面，从而产生与水性液体相比小的接触角。鼓泡的热敏表面也可以通过各种化学或物理方法进行表面处理，例如，表面活性剂或等离子体，以增加其亲水性（适合于水性液体）。设计处理方法以不影响密封剂薄膜的热密封质量。在某些实施方案中，所述水性液体包括使得优选通过降低其表面张力弄湿鼓泡表面的化学成分（例如，表面活性剂或清洁剂）。

C、对鼓泡进行（热）密封以储存液体

可以利用许多技术之一通过热敏密封剂对材料（例如，层压板与层压板、层压板与硬塑料、塑料与塑料）进行结合/密封，包括但不限于恒定热封机、脉冲热封机、激光焊接、无线电频率、和超声密封。此处描述的示例性方法是基于使用脉冲热封机，其中首先将机械压力施加到鼓泡的周界以将两个层压板薄膜夹在一起，从而产生液体密封和气密密封。然后打开热密封件带的动力，迅速地增加热量并使热敏密封剂熔解并将它们结合起来。关闭热量，但是在热密封件带冷却后只释放机械夹紧压力，密封件已经加固并具有好的强度和外观。与热量总是开着的恒定热封机相比，该方法的优点是：

（1）产生了更坚固的具有优良外观的密封件，和（2）在热密封过程中液体不会暴露于高温，高温能够引起液体蒸发，并且蒸气进入热密封件（密封强度差）。

热封机是四个参数的函数：

·时间——在预先设定的温度下热密封件带保持的时间长度，所述预先设定的温度取决于数个参数，包括层压板材和/或硬塑料的厚度以及需要的密封强度的类型。

·压力——施加在将要密封在一起的两种材料（例如，层压板与层压板、层压板与硬塑料）上的压力（psi）的量。

·温度——热密封件带的温度，其通常在200-500°F的范围。

·热敏性密封剂材料——用于相似或不同的两种层压板材的密封剂材料。

可以通过操作上述参数的组合制造两种类型的密封件：（1）可剥离性密封件，其具有较低的剥离强度并被设计通过手部手动地或借助于自动机器打开。它们在低温用不同的热敏密封剂材料制造。从制造商可以得到特别地旨在制造可剥离性密封件的各种热敏密封剂。（2）永久性密封件，其具有明显较强的剥离强度并被设计不被打开。在高温用相似的热敏密封剂材料制造这些密封件。图4显示通过选择合适的热密封温度和密封剂材料制造可剥离性和永久性热密封件的示意图。在某些实施方案中，层压板材可以热密封到具有相似材料性能的硬塑料材料。

在某些实施方案中，使用这些方法进行热密封并将液体储存于冷成型的鼓泡内部。在某些实施方案中，制造可剥离性密封件以允许随后当需要使用液体时使鼓泡爆炸。在某些实施方案中，设计和开发具有上压板和下压板以及远程用户操作模块（设定时间、温度、和压力同步）的轮廓（contour）脉冲热密封挤压机以制造热密封件（参见图5）。上压板支撑可互换的在鼓泡周围形成圆形周界密封件的圆形热密封件带（带宽，w）。所述热密封件带被设计以匹配鼓泡的几何形状。w越大，则密封强度越强，但是代价是制造密封件的挤压机需要更多的动力和力。热密封应用的w的典型值在从1/8”至1/4”的范围。下压板支撑可互换的被加工为特定的鼓泡几何直径的硅/铝压力板。在压力板和压板两者中提供放泄部以调节鼓泡并防止其在热密封过程中压碎。在示例性实施方案中使用的制造可剥离性密封件的一般热密封过程示意性的显示于图6A-6D。

在某些实施方案中，预先填充液体的冷成型鼓泡定位于下压板上，从而通过硅/铝压力板和放泄部承载。具有为可剥离性密封件特别设计的不同的密封剂的箔层压板#2置于顶部，以使得热敏密封剂面朝下（与图4中的顶部图像相似），以便于进行热密封。利用力使上压板落下，从而机械地夹住鼓泡。将对于热密封件带的动力打开至其预先设定的温度，持续简短的时间，直至制成热密封件。关闭对于热密封件带的动力，当其冷却时，升起上压板以释放机械夹。这产生具有可剥离性密封件的包装的热密封的鼓泡，其已经准备好与硬（塑料）盒整合。

图7A-7B显示包装的鼓泡的横截面图。热密封件参数（除了上述的鼓泡几何 尺寸）显示在图7A中。x是冷成型鼓泡的边缘和热密封件开始处之间的距离。此处，其被尽可能的缩小（≤0.01”）。如前所述，w是通过热密封件带制造的热密封件的宽度。在包装的和密封的鼓泡中的一些捕获的空气（其是可压缩的）是必须的，以使得外界空气压力变化（例如，在空运期间）不会引起鼓泡崩塌或爆炸。相似地，最小化捕获的空气有益于降低鼓泡和液体在爆炸期间可以被捕获的死体积空间的总体大小。

图7B显示描述随着时间流逝将如何且在何处会发生液体流失的相似的横截面图。由于两个箔层压板中存在Al箔，所以液体流失不会通过层压板材发生，而只会通过热密封的密封剂发生。这种液体流失是鼓泡体积、周围环境温度、热敏密封剂材料性质（渗透性）、热密封件表面面积（w的函数）、和t_seal——最终热密封件的厚度的函数。

D、将包装的鼓泡与硬盒进行整合

在某些实施方案中，热密封的鼓泡与实验装置（例如，硬盒）整合。在某些实施方案中，选择聚丙烯塑料作为硬盒的材料。聚丙烯对于诊断化学是有成本效益的、安全的和（生物）兼容的并且易于弃除。使用许多现存大容量技术（包括但不限于，喷注模制和真空成型）制造塑料盒。然后将鼓泡与硬盒整合。在某些实施方案中，（1）使用双面粘合剂，而在另外的实施方案中，（2）使用通过脉冲/持续热封机、激光焊接、无线电频率、或超声法进行密封。两种技术均在此处描述。

在某些实施方案中，当使用双面粘合剂时，选择三种方法之一将包装的鼓泡结合于硬盒。整合的鼓泡和盒的概念透视图和横截面图在图8A-8E中显示。

图8A显示与硬盒整合的鼓泡的概念性实体透视图（左图）和半透明透视图（右图）。所述盒具有一个输入口、通道和腔室，其被制造易于接近包装的鼓泡。一种疏水性空气渗透膜也被整合入盒以允许当鼓泡爆炸和液体填充盒通道和腔室时空气逸出。将鼓泡正好置于盒通道和腔室输入口之外。图8B-8E显示使用双面粘合剂（没有按比例画出）可以使鼓泡结合于盒的四种示例性方法的相应的横截面图。图8B显示具有随后与盒的输入口对准的裂缝的延伸的箔层压板#2的鼓泡。使用也具有用于输入口的裂缝的双面粘合剂将鼓泡的整个表面区域结合到盒。这是有利的，因为液体将仅在箔层压板上（与粘合剂存在最小接触（如果存在的话））流动，并且还保证在鼓泡和盒之间（其中液体会在爆炸后可能通过毛细作用进入其中）没有气隙。图8C显示图8B的略微修改，其中冷成型的鼓泡层压板没有粘附地结合到硬盒。图8D-8E显示具有在尺寸上剪裁为鼓泡几何形状的箔层压板#2的鼓泡。一旦鼓泡爆炸，则液体将再次（如果存在的话）具有与粘合剂的最小接触；然而，液体可能潜在地通过毛细作用进入箔层压板#2和硬盒之间。这可以由于使鼓泡爆炸所施加的（平面）压力（见下节）或通过图8E设计的修饰而得以避免。

将鼓泡结合于硬盒的一个替代性方法是首先使用热密封件，并选择加入一些 双面粘合剂。该方法的横截面图示于图9A-9B。

图9A显示使用热密封件可以如何使包装的鼓泡结合于硬盒。此处，热敏密封剂材料具有与盒材料紧密地匹配的特性，因此其可以被设计为永久性密封件（与可剥离性密封件相比具有较高的剥离强度）。图9B显示一种替代性方法，通过该方法使用热密封件和双面粘合胶带的组合将包装的鼓泡结合于盒。这样减少了一旦鼓泡被爆炸时可能捕获液体的任何气泡的机会。然而，其也引入了当液体通过通道和输入口流入盒腔室时接触粘合剂的可能性。

II、本发明在使用时的实施方案

在某些实施方案中，本发明提供使用本文描述的液体储存、试验和密封件爆炸装置进行试验的方法。本发明不限于以下描述的示例性系统和方法。

A、爆炸鼓泡并递送液体

当诊断盒准备好使用时，含有液体的鼓泡被爆炸打开，液体通过通道和输入口被引入盒腔室。在某些实施方案中，利用密封件爆炸部件爆炸密封件并递送液体至试验装置。整合盒和鼓泡系统的两种模式示于图8E和图9A中。有两种可能的爆炸机构，通过这些机构鼓泡可以被爆炸——（1）结合图8E，在鼓泡的周界和输入口应用机械夹以指定在可剥离性密封件上的爆炸位点并保证液体仅流向输入口，和（2）结合图9B，没有机械夹，只有爆炸鼓泡的柱塞；在可剥离性和永久性剥离强度中的差异是受到影响的。这些爆炸机构均在下文中详细描述。

图8E显示怎样借助于机械夹爆炸可剥离性密封件以向盒腔室内递送液体的模型。图10A-10B显示破裂的可剥离性密封件的横截面图和俯视图。

机械夹对准并压向可剥离性热密封件上和盒中输入口周围的硬盒，如图10B所示。机械夹的目的是：（1）提供防漏的密封件使得液体仅在指定区域中流动，（2）指定可剥离性密封件爆炸的始终如一的位置。随后机械柱塞将均匀的受控压力施加向包装的鼓泡直至可剥离性密封件爆炸。柱塞调节对于包装的鼓泡的压力的量以控制通过输入口流出爆炸鼓泡并通过通道流入盒腔室的液体体积——见图10A。竖直地放置盒使得鼓泡中的捕获气泡上升至与输入口相反的顶部。该爆炸机构允许使用者始终如一地知道鼓泡将如何爆炸和在何处爆炸以及液体将如何流动和在何处流动。其还允许使用者弥补冷成型鼓泡中捕获气泡的存在，并确保爆炸的位置发生在没有气泡（气泡上升至顶部）仅有液体的地方。仅用液体填充盒；任何可能被引入盒的气泡将上升至顶部并通过疏水性空气渗透膜离开。另外，夹使液体可以潜在地移动至的潜在死空气空间最小化，从而使死（液体）体积最小化。在液体损失上的这种节省的可以减少最初液体填充体积和鼓泡大小和几何形状，从而节省材料成本。

盒怎样与机械夹和柱塞接合的一种示例性方法的图显示于图11中。在某些实施方案中，硬盒具有多重（例如，两个或更多、三个或更多、四个或更多等等）包装的鼓泡，该包装的鼓泡通过盒固定器将其固定就位。单独的机械夹和柱塞被 适当地设计尺寸以匹配鼓泡的几何形状，并被线性步进电机单独地驱动。在某些实施方案中，使用单个线性步进电机驱动多重夹和柱塞。驱动这些机械模块的机构不限于步进电机，也可以延伸至产生可控的持续力的输出的任何其它机构。机械夹和柱塞与已经被预先结合到硬盒并与它们各自的输入口对准的鼓泡对准。

第二种爆炸方法影响可剥离性和永久性热密封件之间的剥离强度的差别。这种模式对整合的鼓泡和盒设计有效，例如，如图9A-9B所示。由于在鼓泡中储存液体的可剥离性密封件和将鼓泡与硬盒结合的永久性密封件之间的剥离强度存在差别，所以可以整个移除机械夹。图12A-12B显示整合的盒和来自图9B的鼓泡怎样与机械柱塞对准并联接的示例性横截面图。

当机械柱塞压靠冷成型的鼓泡时，可剥离性密封件爆炸，从而使液体通过输入口流入盒。永久性热密封件保持完整，从而防止液体泄漏出盒模块之外。

在某些实施方案中，鼓泡压碎模块被设计以对粘附地结合于塑料微流体试验盒的多重鼓泡进行压碎（见图13C）。可以根据试验需要调节鼓泡数量。鼓泡压碎机通过在指定位置剥离可剥离性密封件而对鼓泡进行压碎，并通过输入口分配液体于盒通道和腔室内。见图13A-13D。

在某些实施方案中，使用滴料夹指引鼓泡上可剥离性热密封件的剥离，使得爆炸始终发生在预先设计的位置。见图14A-14C。在某些实施方案中，鼓泡粘附地结合于盒的表面或使用其它密封技术结合并放置使得热密封件周界的顶部直接位于输入口下方（图14C）。因此，当压碎鼓泡时盒的定向是重要的（见图16B）。滴料夹横穿除了顶部的大部分热密封件周界而施加均匀的压力。施加的压力应当足够大以补偿任何热密封件质量的不同，使得爆炸具有总是在顶部剥离的天然趋势。这确保一旦危及热密封件，如图14C中x所示，则空气将首先逸出，然后是液体。在某些实施方案中，提供具有在“溢流”腔室中的小的出口孔的所述盒，所述小的出口孔允许液体从鼓泡进入盒通道。空气-液体顺序特别重要，因为在液体首先流出（即，放置鼓泡使得热密封件周界的底部在输入口之上）的位置压碎鼓泡导致气泡和将要分配入盒的液体的严重混合。

在某些实施方案中，所述夹紧机械直接地整合入一次性的微流体盒。例如，一旦鼓泡被结合到盒，则塑料材料（鼓泡防护件）的较小部分与微流体盒配合并提供必要的机械夹紧压力，以确保鼓泡热密封件仅在一个位置爆炸（如图15A-15C中x所示）。

在某些实施方案中，爆炸鼓泡的柱塞的形状近似于滴料形状并且尺寸稍微大于鼓泡，以确保其覆盖用于爆炸的整个表面区域。这种保证完成了鼓泡的压缩并使鼓泡内的死（捕获的）液体体积（其没有分配入盒）最小化。在某些实施方案中，柱塞具有切割进入顶部中的小的通道放泄部，其防止在压碎（即，当可剥离性热密封件剥离开时）期间形成的通道完全关闭，所述通道允许液体从鼓泡移动入输入口和盒。

在利用多重鼓泡的实施方案中，液体以指定的顺序爆炸以防止任何交叉污染，特别是在细胞溶解和洗脱腔室之间更是如此。另外，液体分配确保在通道和腔室网中没有气泡，因为它们可以干扰随后的试验过程。存在可能使用的两种示例性顺序方法。

方法1

1、爆炸洗脱鼓泡并填充通道和腔室。

2、爆炸细胞溶解鼓泡并填充腔室，确保其不溢流。

3、爆炸油鼓泡以填充洗脱和细胞溶解之间的通道和腔室缝隙。由于其是不混溶液体，将防止细胞溶解和洗脱试剂之间的交叉污染。

方法2

1、爆炸洗脱鼓泡并填充通道和腔室。

2、爆炸油鼓泡以填充通道和腔室的部分。这将产生洗脱和细胞溶解之间的液体缓冲区，或许细胞溶解鼓泡满溢并流入油腔室并且随后流入洗脱腔室。

3、爆炸细胞溶解鼓泡并填充通道和腔室。

4、从已经压碎的油鼓泡分配额外的油，以便填充细胞溶解和洗脱试剂之间的剩余的腔室缝隙。

在某些实施方案中，设计盒的方法和其竖直定向（其便于利用重力）允许已经进入盒的任何气泡浮向顶部以及溢流腔室的附近和内部。

B、示例性系统

图13A显示示例性整合的盒，其被设计用于诊断试验（例如，PCR试验），并具有包含体积范围在0.10mL至1.0mL的不同的水性和/或非水性液体的多重包装的鼓泡。该实施方案也显示冻干试验珠的整合，一旦鼓泡爆炸并且液体穿过输入口、流体通道并进入各自的腔室内，所述冻干试验珠则溶解。在某些实施方案中，包含疏水性空气渗透膜的溢流腔室也被整合入盒以允许空气在用液体填充腔室时通过。鼓泡一个接一个或同时（取决于应用）爆炸，将其储存的液体分配到硬盒内——见图13B-13D。由于盒被保持在竖直位置，如图所示，所以可能从鼓泡转移至硬盒的任何气泡容易地浮至通道和腔室的顶部，并进入溢流腔室。此处，液体填充腔室2是非水性液体，其有助于通过使腔室3中的液体与两个腔室1分离，从而防止任何污染以及溢流（US6,103,265；以引用的形式并入本文）。在某些实施方案中，爆炸和用适当的液体填充盒腔室的方案完全是自动的，如前文参考图11所述。

在某些实施方案中，竖直地放置盒，使得鼓泡中的液体由重力拉动下降，如图14A所示。这也确保一旦热密封件被爆炸打开，则空气将首先逸出，然后是液体。这使得喷注入盒通道和腔室内的气泡数量最小化。图16B中的插图显示鼓泡怎样直接放置于输入口之下。

C、应用

本发明实施方案的系统和方法发现用于许多诊断试验。实例包括但不限于，PCR医学诊断试验（例如，用于例如HIV的感染疾病）。在某些实施方案中，本发明的系统和方法发现用于在资源有限区域中进行试验，在这些区域中，温度受控的环境可能是不可得的。在某些实施方案中，试验被包装作为自给自足的单独的测试，其将具有所有在盒上的必要的（液体）试剂以完成患者分析。通过进一步与冷冻试验珠整合，避免了低温运输系统技术、节省了成本、并使得测试对大众更宽松和易于接受。

本发明实施方案的系统和方法在任何芯片工艺的实验室中具有许多优点和应用，其中相对少量的液体必须与测试盒储存。适合于使用本文描述的系统和方法的研究和诊断试验的实例如下描述。

i、样品

被怀疑含有用于纯化和/或分析的需要的材料的任何样品可以根据公开的方法进行测试。在某些实施方案中，所述样品是生物样品。这样的样品可以是细胞（例如，怀疑被感染病毒的细胞）、组织（例如，活组织检查样品）、血液、尿、精液、或其一部分（例如，血浆、血清、尿上清液、尿细胞微粒或前列腺细胞），这些样品可以取自患者或其它生物材料来源，例如，尸体解剖样品或法院材料。

在将样品与装置接触或作为装置或自动化系统的部件之前，所述样品可以被加工以对于需要的分子分离或丰富样品。使用标准实验室实践的各种技术可以被用于此目的，例如，离心、免疫捕捉、细胞溶解、和核酸靶标捕获。

在其它实施方案中，利用本发明实施方案的方法纯化和/或分析完整细胞（例如，原核或真核细胞）。

ii、核酸检测

核酸修饰/分析/检测方法的实例包括但不限于，核酸测序、核酸杂交、和核酸扩增。核酸测序技术的说明性非限定实例包括但不限于，链终止剂（Sanger）测序和染料终止剂测序。本领域普通技术人员将理解，由于RNA在细胞中较不稳定，并且更倾向于被核酸酶在试验中攻击，所以RNA通常在测序前被逆转录为DNA。核酸杂交技术的说明性非限定实例包括但不限于，原位混合法（ISH）、微阵列、和Southern或Northern印迹法。核酸可以在检测之前或随着检测被扩增。

核酸扩增技术的说明性非限定性实例包括但不限于，聚合酶链式反应（PCR）、反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）、转录介导的扩增（TMA）、连接酶反应（LCR）、链置换扩增（SDA）、和基于核酸序列的扩增（NASBA）。本领域普通技术人员将理解某种扩增技术（例如，PCR）需要在扩增前将RNA逆转录为DNA（例如，RT-PCR），而其它扩增技术直接扩增RNA（例如，TMA和NASBA）。

聚合酶链式反应（美国专利号4,683,195、4,683,202、4,800,159和4,965,188，其每一个以引用的形式并入本文）通常称为PCR，使用多周期改性、对相反链的引物配对进行退火、和引物延伸以便按照指数方式增加靶向核酸序列的拷贝数。 在被称作RT-PCR的变型中，使用反转录（RT）从mRNA制得互补的DNA（cDNA），然后通过PCR扩增cDNA以制备DNA的多份拷贝。对于其它各种PCR的排列见例如，美国专利号4,683,195、4,683,202和4,800,159；Mullis等人,Meth.Enzymol.155:335（1987）；和Murakawa等人,DNA7:287（1988），其每一个以其完整的引用的形式并入本文。

转录介导的扩增（美国专利号5,480,784和5,399,491，其每一个以其完整的引用的形式并入本文），通常称为TMA，在基本上恒定的温度、离子强度和pH条件下（在该条件下，靶序列的多份RNA拷贝自身催化地生成另外的拷贝）自身催化地合成靶核苷酸序列的多份拷贝。见例如，美国专利号5,399,491和5,824,518，其每一个以其完整引用的形式并入本文。在美国公开号20060046265（以其完整引用的形式并入本文）中描述的一个变型中，TMA任选地合并封闭部分、终止部分、和其它修饰部分的使用以改进TMA方法的敏感性和精确度。

连接酶链式反应（Weiss,R.,Science254:1292（1991），以其完全引用的形式并入本文），通常称为LCR，使用两套互补DNA寡核苷酸与靶核苷酸的相邻区域杂交。DNA寡核苷酸通过DNA连接酶在热变形、杂交和结扎的重复环节共价连接以制备可检测的双链结扎寡核苷酸产品。

链置换扩增（Walker,G.等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA89:392-396（1992）;美国专利号5,270,184和5,455,166，其每一个以其完全引用的形式并入本文），通常称为SDA，使用对与靶序列相反链的引物序列配对进行退火的循环、在dNTPαS存在下的引物延伸，以便制备双重半硫代磷酸酯（hemiphosphorothioated）引物延伸产品，半修饰的限制性核酸内切酶识别位点的核酸内切酶介导的切割，和聚合酶介导的从切割的3’端的引物延伸，来置换现有的链并制备用于下一轮引物退火、切割和链置换的链，从而实现产物的几何扩增。喜温的SDA（tSDA）在较高的温度下以基本上相同的方法使用喜温的核酸内切酶和聚合酶（欧洲专利号0684315）。

其它扩增方法包括但不限于，例如：基于核酸序列的扩增（美国专利号5,130,238，以其完全引用的形式并入本文），通常称为NASBA；一种使用RNA复制酶扩增它自身的探针分子的扩增（（Lizardi等人,BioTechnol.6:1197（1988），以其完全引用的形式并入本文），其通常称为Qβ复制酶；基于转录的扩增方法（Kwoh等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA86:1173（1989））;和，自保持序列复制（Guatelli等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA87:1874（1990），其每一个以引用的形式并入本文）。对于已知的扩增方法的进一步讨论参见Persing,David H.的Diagnostic Medical Microbiology:Principles and Applications中的“In Vitro Nucleic Acid Amplification Techniques”（Persing等人,Eds.）,pp.51-87（American Society for Microbiology,Washington,DC（1993））。

非扩增的或扩增的靶核苷酸可以通过任何常规手段检测。例如，靶mRNA可 以通过与可检测的标记探针的杂交和测量得到的杂交物而进行检测。说明性的非限定性检测方法的实例描述如下。

一种说明性检测方法，杂交保护测定（HPA）涉及将化学发光的寡核苷酸探针（例如，吖啶酯标记（AE）探针）杂交于靶序列，有选择地水解非杂交的探针上的化学发光标记，并且在光度计中测定由剩余的探针产生的化学发光。见，例如，美国专利号5,283,174和Norman C.Nelson等人,Nonisotopic Probing,Blotting,and Sequencing,ch.17（Larry J.Kricka ed.,2d ed.1995,其每一个以其完全引用的形式并入本文）。

另一个说明性检测方法提供用于实时扩增过程的定量评价。“实时”扩增过程的评价涉及在扩增反应期间连续地或定期地检测在反应混合物中的扩增子的量，并且使用该检测值计算最初存在于样品中的靶序列的量。基于实时扩增对最初存在于样品中的靶序列量进行检测的各种方法是本领域公知的。这些方法包括在美国专利号6,303,305和6,541,205中公开的方法，其每一个以其完整引用的形式并入本文。对最初存在于样品中的靶序列量进行检测的另外的方法（但其并非基于实时扩增）公开于美国专利号5,710,029中，以其完整引用的形式并入本文。

可以通过使用各种自身杂交探针（其大部分具有茎-环结构（stem-loop structure））实时检测扩增产物。标记这样的自身杂交探针使得它们发出不同的可检测信号，其取决于所述探针是否处于自身杂交的状态或通过杂交于靶序列的变化的状态。通过非限定性实例的方式，“分子炬（molecular torches）”是一种类型的自身杂交探针，其包括通过连接区（例如，非核苷连接子）连接的并在预先确定的杂交试验条件下彼此杂交的自身互补性的不同区域（称为“靶结合区”和“靶闭合区”）。在一个优选的实施方案中，分子炬包含位于靶结合区中的单链基区域，这些单链基区域的长度为从1至约20个碱基，并且这些单链基区域可以对在链置换条件下在扩增反应中存在的靶序列进行杂交。在链置换条件下，除了存在靶序列之外，分子炬的两个互补区域（可以是完全或部分互补）的杂交是有利的，所述靶序列将结合于存在于靶结合区中的单链区域并取代靶闭合区的所有或部分。分子炬的靶结合区和靶闭合区包括可检测的标记或相互作用的标记对（例如，发冷光的/淬火剂），放置它们使得当分子炬自身杂交而不是当分子炬杂交于靶序列时产生不同的信号，因此允许在非杂交的分子炬的存在下在测试样品中检测探针：靶标双连单位。分子炬和许多相互作用标记对是已知的（例如，美国专利号6,534,274，以其完全引用的形式并入本文）。

具有自身互补性的检测探针的另一个实例是“分子信标（molecular beacon）”（见美国专利号5,925,517和6,150,097，以其完全引用的形式并入本文）。分子信标包括具有靶互补序列的核酸分子、在存在于扩增反应中的靶序列不存在时以闭合结构保持探针的亲和对（affinity pair）（或核酸臂（nucleic acid arms））、以及当探针处于闭合结构时相互作用的标记对。靶序列和靶互补序列的杂交分离亲和对 的成员，因此将探针转换至开放结构。向开放结构的转换是可检测的，因为标记对的相互作用减少，所述标记对可以是，例如，荧光团和淬火剂（例如，DABCYL和EDANS）。

其它自身杂交探针对于本领域普通技术人员熟知的。通过非限定性实例的方式，具有相互作用标记的探针结合对（例如，见美国专利号5,928,862，以其完全引用的形式并入本文）可以适用于本文公开的组合物和方法。用于检测单核苷酸多态性（SNPs）的探针系统也可以被使用。另外的检测系统包括“分子开关（molecular switches）”（例如，见美国公开号20050042638，以其完全引用的形式并入本文）。其它探针，例如那些包含插入染料和/或荧光染料的探针，也可用于在本文公开的方法中检测扩增产物（例如，见美国专利号5,814,447，以其完全引用的形式并入本文）。

在某些实施方案中，检测方法是定性的（例如，存在或不存在特定的核酸）。在其它实施方案中，它们是定量的（例如，病毒负荷）。

iii、蛋白质检测

蛋白质检测方法的实例包括但不限于，酶分析、直接可视、和免疫测定。在某些实施方案中，免疫测定对纯化的蛋白使用抗体。这样的抗体可以是多克隆或单克隆的、嵌合的、人化的、单链或Fab片段，其可以是标记的或非标记的，其所有可以是通过熟知的方法和标准实验操作制备的。见例如，Burns,ed.,Immunochemical Protocols,3^rd ed.,Humana Press（2005）;Harlow and Lane,Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory（1988）;Kozbor等人,Immunology Today4:72（1983）; and Milstein,Nature256:495（1975）。在某些实施方案中，使用商业可得的抗体。

D、数据分析

在某些实施方案中，纯化和检测后，使用基于计算机的分析程序来将通过检测试验（例如，靶分子的存在、不存在或存在给定的量）生成的原始数据转化为临床医生或研究人员的预测值数据。在某些实施方案中，软件程序是整合入自动装置中的。在其它实施方案中，其是远程设置的。临床医生可以使用任何合适的手段得到数据。因此，在某些优选的实施方案中，本发明提供进一步的益处，即，不可能在遗传学或分子生物学方面得到训练的临床医生不需要理解原始数据。数据是以其最有用的形式直接提供给临床医生的。然后临床医生可以立即利用信息以优化受试者的治疗。

可以使用任何方法，使得能够向实验室或从实验室接受、处理、和传送信息，以指导试验、信息提供、个人医疗和受试者。例如，在本发明的某些实施方案中，从受试者得到样品（例如，活组织检查或血清或尿样品）并传递给服务站（例如，医疗机构的临床实验室、基因组剖析商业机构，等等），定位于世界任何部分（例如，与受试者居住的或信息最后使用的国家不同的国家）以生成原始数据。当样 品包含组织或其他生物样品时，受试者可以访问医学中心以得到样品并将其发送给剖析中心，或受试者可以自己收集样品（例如，尿样品）并将其直接发送给剖析中心。当样品包含预先确定的生物信息时，该信息可以直接通过受试者发送给剖析服务处（例如，一张含有通过计算机扫描的信息以及数据的信息卡，使用电子通讯系统将这些数据传送给剖析中心的计算机）。一旦被剖析服务处接收，样品被处理并且产生剖析（即，表达数据），特别用于受试者需要的诊断或预测信息。

然后以适合于处理的临床医生解释的格式准备剖析数据。例如，不是提供原始数据，准备的格式可能代表一种对于受试者的诊断或风险估计（例如，病毒负荷水平），以及所推荐的特别治疗选择。数据可以通过任何合适的方式展现给临床医生。例如，在某些实施方案中，剖析服务处生成报告，该报告可以打印给临床医生（例如，在治疗处）或在电脑显示器上展现给临床医生。

在某些实施方案中，信息首先在治疗处或在地区机构分析。然后将原始数据发送给中心处理机构用于进一步分析，并且/或者将原始数据转换为对于临床医生或患者有用的信息。中心处理机构提供保密优势（所有数据被储存在中心机构并具有统一的安全协议）、速度、和数据分析的一致性。然后中心处理机构可以控制受试者治疗之后的数据的流向。例如，使用电子通讯系统，中心机构可以向临床医生、受试者、或研究人员提供数据。

在某些实施方案中，受试者可以使用电子通讯系统直接获得数据。受试者可以选择基于结果的进一步的干预或咨询服务。在某些实施方案中，数据是用于研究用途的。例如，可以使用数据进一步优化作为疾病的特殊情况或阶段的有用的指标的标记的包含或消除。

E、组合物&试剂盒

在某些实施方案中，本发明的系统和/或装置被装箱为含有所有进行纯化和分析必须的所有部件（例如，用于进行试验的鼓泡密封件试剂和盒）。在其它实施方案中，附加的反应部件被提供在一起包装为试剂盒的分离的容器中。

本文公开的或本领域熟知的单独或与其它组合物组合的任何这些组合物，可以以试剂盒的形式提供。试剂盒可能进一步包含适合的控制和/或检测试剂。发现在本文描述的任何方法中使用的任何一种或多种试剂可以在试剂盒中提供。

实验

提供以下实例以演示和阐明本文公开的某种优选的实施方案以及组合物和方法的各个方面，但是其不被解释为对本发明要求保护的范围的限制。

实施例1

爆炸力

进行实验以确定爆炸打开鼓泡需要多少力。使用该信息以帮助确定正确类型的步进电机（其输出足够的力以将柱塞压向鼓泡）。使用Instron压缩仪器以摸索地爆炸打开鼓泡（即，没有滴料夹）。鼓泡参数描述如下：

·细胞溶解鼓泡

o0.72”直径

o0.20”行程（深度）

o液体体积=500μL

·油鼓泡

o0.72”直径

o0.18”行程（深度）

o液体体积=400μL

·洗脱鼓泡

o0.55”直径

o0.150”行程（深度）

o液体体积=150μL

图解数据示于图18。数据图显示爆炸打开洗脱、油、和细胞溶解鼓泡需要的平均负荷（力）。从相对狭窄的标准差看出，相对一致的力显示热密封质量是一致的。如果在鼓泡内部的鼓泡尺寸、密封件宽度或液体体积改变，则力将改变。

实施例2

加速老化实验

进行实验以定量将两个箔层压板结合在一起的热密封过程。热密封件的定量直接影响到爆炸打开鼓泡需要的力和通过蒸气的任何液体损失。在42-45℃（1-3%RH）下在强制对流烤箱中储存鼓泡数周。而且，为了模拟冷的装运运输系统，将鼓泡暴露于从室温（RT）至0℃达16小时、0℃至-20℃达8小时、-20℃至0℃达16小时，并返回至RT。通过定期的重量测量测定液体损失。用每一个液体试剂（洗脱、细胞溶解、和油）进行实验设计（DOE）以确定最佳时间和温度状况。预先确定了，范围在50-90psi的压力对于热密封件的质量影响很小或没有影响。没有液体的鼓泡也被热密封以确定鼓泡材料本身的任何物理变化，其可能引起重量改变。这作为在内部具有液体的鼓泡中观察到的重量损失的基线。

细胞溶解DOE

·时间=2、5、8s

·温度=191、211、232℃

洗脱DOE

·时间=2、5s

·温度=191、211℃

油DOE

·时间=2、5s

·温度=191、211℃

然而对于油鼓泡不希望有蒸气，油可能通过毛细作用到达热密封件表面上， 从而影响热密封件的质量。而且，希望确定对于所有三个鼓泡和液体均有效的通用时间和温度，因为其将特别有助于进行批量生产。重量损失数据显示以下观察：

细胞溶解鼓泡

·49天

·空鼓泡平均重量损失和标准偏差=0.0006g±0.0001

·液体鼓泡重量损失在0.0005–0.0013g之间变化

·观察——考虑到空鼓泡重量损失，实际的液体损失最多约0.0006g，其相当于0.6μL并表示非常好的热密封件

洗脱鼓泡

·36天

·空鼓泡平均重量损失和标准偏差=0.0002g±0.0001

·液体鼓泡重量损失在0.0001–0.0003g之间变化

·观察——考虑到空鼓泡重量损失，实际的液体损失是不重要的，其表示非常好的热密封件

油鼓泡

·20天

·空鼓泡平均重量损失和标准偏差=0.0001g±0.0001

·液体鼓泡重量损失在0.0000–0.0005g之间变化

·观察——考虑到空鼓泡重量损失，实际的液体损失最多约0.0003g，其相当于0.38μL并表示非常好的热密封件

实施例3

液体体积填充能力

进行试验以确定给定鼓泡的总液体体积填充能力。这取决于鼓泡直径和行程（深度）。使用该信息以确定没有溢流（即，溢流到热密封件周界上）的可以被安全地热密封于鼓泡中并影响鼓泡热密封过程的液体最大量。这对于优选地湿润箔层压板鼓泡表面的液体尤为有用。两个鼓泡直径特征是：0.55”和0.72”。具有各种行程的多重鼓泡（开始于箔层压板不会撕裂处的最大行程，并且深度逐渐减小）被冷成型并热密封为空的。使用精细表针刺穿箔层压板盖子并分配液体于空鼓泡内部，直至液体开始溢出。这被确定为对于鼓泡的液体体积填充能力。见图19。

数据图显示对于处于数个行程值的两个鼓泡直径的液体体积填充能力。在每一个数据点之上列出了最大体积。对于可以提供其它行程值的另外的数字解释的每一个鼓泡直径也确定了线性趋势线。

实施例4

死体积

当鼓泡完全被压碎，一定百分比的液体将总是残留在鼓泡内，这取决于鼓泡是怎样被压碎的——褶皱可以捕获少量液体。描述死体积特征是有用的，因为其 直接关系到应当处于鼓泡内部的体积（鼓泡液体体积=通道体积+腔室体积+死体积+估计的蒸发体积）。另外，这也有助于确定有多少液体分配入盒以及其对于试验是否充足。

为了确定死体积，在特征化的盒上压碎各种鼓泡。液体分配入预先校准的一个长通道内，以便使长度与液体体积相关联。因此，可以如下定义死体积。见图20A-20B对盒的描述和确定死体积的概念。

死体积=鼓泡中总起始体积-分配入通道的体积

测试以下类型的鼓泡：

·0.55”直径

o0.150”行程

o150μL

·0.72”直径

o0.135”、0.15”、0.18”和0.20”行程

o300、350、400、500、550、575和600μL

原始数据表示于

表1：“总体积填充能力”值采用自图19。该表显示平均分配体积，以及各自的死体积及其与总体积填充能力和实际分配液体体积两者的比值。其显示，对于较小的鼓泡产生较大的死体积，其还提供应当储存于鼓泡中的最小液体体积（即，等于死体积）的信息。其还显示对于测试的液体体积和行程，死体积相对恒定。

表1、显示对于每个鼓泡类型的分配体积的原始数据，及其各自的死体积（遗留在鼓泡中）。死体积与总液体体积填充能力和实际分配体积的比值也在此处给出。

实施例5

液体体积与力的关系

随着给定鼓泡中的液体体积的改变，其对于需要爆炸打开鼓泡的力的影响也将改变。这取决于存在于鼓泡中的空气的量。然而，空气可以被压缩，液体不能，并且空气体积越高，则爆炸可剥离性热密封件需要的力越大。鼓泡中空气的量优选为尽可能降低：（1）在较低的ATA（绝对大气压）运输期间，其中也许，货舱没有充分的增压，鼓泡中增加的空气量可以开始膨胀并开始剥离热密封件；（2）降低空气量将有助于实现爆炸打开鼓泡的恒定且均匀的力（即，空气越多意味着力的标准偏差越高）。

至今已经完成实验以确定给定鼓泡几何形状的液体体积怎样对力进行影响。此处，测试以下参数。

·0.72”直径鼓泡

·0.20”行程

·100、200、400和500μL液体体积（这相当于12、24、49和61%总体积填充能力–823μL）

得到的数据示于图21。数据图显示由于空气的体积较高，所以在低液体体积下力增加。此外，对于低体积标准偏差显著变大，这表示不同鼓泡之间的高可变性。这在实际实验中是不受欢迎的。当液体体积是400μL或更大时，力降低至更切实可行的值，并且横穿鼓泡的可变性几乎消失。

实施例6

另外的设计

该实施例描述另外的鼓泡包装设计。然而，由于原始传送，我们已经意识到该设计的问题。在某些实施方案中，在箔层压板和转移粘合剂之间结合过程期间产生小通道（例如，参见图8A-8E）。产生这些通道是因为转移粘合剂和箔层压板之间的台阶差（由箔层压板盖子的厚度引起）。这些通道的产生使得当鼓泡爆炸时的死体积增大，这是由于液体可以通过毛细作用进入这些位置。这对于确保结合技术使该通道最小化提出了高的要求。在某些实施方案中，利用使死体积最小化的修饰的鼓泡包装设计。

一旦鼓泡已经被冷成型，则通过鼓泡箔层压板冲压出两个定位孔，如图23A-23B所示。此处，通过鼓泡中心轴线点的定位孔在冷成型之后进行冲压。然而，在冷成型操作的同时进行该操作是可行的。放置定位孔使得它们处于圆形热密封件周界之外（图23A所示）。这些孔用于在热密封过程和整体的一次性制造/装配（例如，对包装的试剂鼓泡与硬测试盒进行整合和放置）期间对准鼓泡（即，将箔层压板#1对准箔层压板#2）。

在箔层压板#1和箔层压板#2（称为“盖子”）之间发生热密封。三个孔在进行热密封之前被冲压到盖子内。见图24。正如对于箔层压板#1，冲压两个孔以进行对准（用于热密封和随后的与硬测试盒的整合）。第三个孔是液体口孔，其在鼓泡 被压碎时充当液体的出口。其被恰好放置于圆形热密封件周界的外部。

为热密封过程制备冷成型的鼓泡和盖子，其简要地概述于图25A-25F。使用可伸缩的插脚通过冲压的定位孔放置和对准冷成型鼓泡与盖子。该方法可以随后被用作在制造期间的定位标记（对准）。

用于本申请的热密封件带为环形热密封件带并在侧面上带有延伸部，如图26A所示。这有利于蒸气和液体密封的热密封件带的结合，从而与三个冲压孔叠置。

尽管在图23A-26C中只显示了一个鼓泡，但是该方法可以被延伸至多重鼓泡的设计和制造，其中例如，对于给定的测试盒试验需要多于一个的鼓泡。

此外，该整体设计有利于容易地连接于测试盒（例如，使用转移粘合剂），因为在粘合剂结合期间，鼓泡没有经历高度的任何变化。液体经过口冲压孔和热密封件带的设计/几何形状有利于盖子与盒的平滑结合而没有液体泄漏或通道作用的机会。见图27。

由于箔层压板#1和盖子两者同样延伸穿过包装的鼓泡，所以当将鼓泡结合于硬的测定盒（通过双面转移粘合剂）时不存在台阶差，从而防止了任何通道的产生。

在爆炸鼓泡中机械夹的目的是：（1）帮助引导热密封件剥离过程以便使鼓泡爆炸并递送液体，（2）提供沿着冷成型鼓泡边缘的圆形热密封件周界的均匀的压力（使冷成型鼓泡和机械夹圈之间的缝隙最小化），使得剥离仅在向着液体通过口的方向发生，和（3）引导机械柱塞，该机械柱塞在鼓泡上施加力并最终将其剥离打开。参见图28A-28C。这使液体死体积最小化（例如，遗留在完整压碎的鼓泡里的液体体积），并且进一步确保鼓泡热密封件立即在一个感兴趣的方向上进行剥离。如果裂缝没有被最小化，则其会使剥离开始发生在随机的方向上，这增加了液体体积遗留，从而减少了可用于硬测试盒的实际体积，并且/或者当积极监测压碎和剥离打开鼓泡需要的力时，其可以提供多个实例以成功地向着液体通过口指引剥离。

以上说明书中提及的通过登记编号而被识别的所有出版物、专利、专利申请和序列以其完全引用的形式并入本文。尽管已经结合具体实施方案描述了本发明，但是应理解，要求保护的本发明不应当不适当地被限制于这些具体实施方案。没有显著地改变本文描述的组合物和方法的功能特征的本发明所描述的组合物和方法的修饰和变化旨在落于以下权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.一种试验系统，包括：

a）液体包装部件，所述液体包装部件包括两个或更多个液体储存舱室，其中每一个所述液体储存舱室包含液体和爆炸性周界密封件；

b）密封件爆炸部件，所述密封件爆炸部件配置为使所述液体储存舱室爆炸；以及

c）试验装置，所述试验装置包括至少两个输入口，所述至少两个输入口与所述两个或更多个液体储存舱室对准并关联，并且配置为从所述两个或更多个液体储存舱室接受液体。

2.根据权利要求1所述的试验系统，其中所述液体包装部件进一步包括一个或更多个定位销，以将所述液体包装部件固定到所述试验装置。

3.一种试验方法，包括：

将样品放置到由盒与液体包装部件构成的系统中，所述盒包括至少两个输入口、通道和腔室，所述液体包装部件包括两个或更多个液体储存舱室，所述两个或更多个液体储存舱室中的每一个均包含液体和爆炸性周界密封件，所述液体包装部件固定到所述盒，从而使所述两个或更多个液体储存舱室中的每一个均与一个输入口关联；并且

使一个液体储存舱室与密封件爆炸部件接触，以便在多种条件下使所述液体储存舱室爆炸，从而使所述液体输送到所述盒内。

4.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述液体储存舱室由箔层压板构成。

5.根据权利要求4所述的试验系统或试验方法，其中所述箔层压板在一个表面上进行处理，以增强其亲水性。

6.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述密封件爆炸部件包括柱塞，所述柱塞在多种条件下压缩所述一个或更多个液体储存舱室，从而使所述爆炸性密封件剥离打开。

7.根据权利要求6所述的试验系统或试验方法，其中所述柱塞由手动驱动或通过一个或更多个电机驱动。

8.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述液体包装部件和在所述试验装置之内的腔室通过流体导管而连接或者直接连接。

9.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述一个或更多个液体储存舱室中的每一个包含按体积计50%以下的空气。

10.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述一个或更多个液体储存舱室包括机械夹，所述机械夹向所述液体储存舱室的周界的一部分施加均匀压力。

11.根据权利要求10所述的试验系统或试验方法，其中所述夹不向旨在与所述试验装置联通的所述液体储存舱室的那部分施加压力。

12.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述一个或更多个液体储存舱室包含进行试验的试剂。

13.根据权利要求3所述的试验方法，其中所述液体包装部件进一步包括一个或更多个定位销，以将所述液体包装部件固定到所述试验装置或所述盒。

14.根据权利要求12所述的试验系统或试验方法，其中所述试剂为水性液体，该水性液体包含表面活性剂以降低其表面张力。

15.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述两个或更多个液体储存舱室中的每一个均包括用于定位或液体递送的一个或更多个孔。

16.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述液体储存舱室中的至少一个包含洗脱缓冲剂或细胞溶解缓冲剂，并且第二液体储存舱室包含油。

17.根据权利要求1所述的试验系统或根据权利要求3所述的试验方法，其中所述液体储存舱室由层压板薄膜和盖子材料组成，所述层压板薄膜的形状为形成具有周界的半球形鼓泡，所述盖子材料在所述周界处密封到所述层压板。

18.根据权利要求17所述的试验系统或试验方法，其中所述液体包装部件进一步包括置于所述鼓泡周围的夹。

19.根据权利要求3所述的试验方法，其中所述放置包括：放置包含与感染疾病相关的核酸的样品。

20.根据权利要求19所述的试验方法，其中所述放置包括：将所述样品放置到盒内，其中所述一个或更多个液体储存舱室之内的一个液体储存舱室包含洗脱缓冲剂或细胞溶解缓冲剂，并且所述一个或更多个液体储存舱室之内的一个液体储存舱室包含油。

21.根据权利要求20所述的试验方法，其中所述接触包括：在接触包含油的所述液体储存舱室之前，接触包含洗脱缓冲剂或细胞溶解缓冲剂的所述液体储存舱室。

22.根据权利要求3所述的试验方法，其中所述接触包括：将足以使所述爆炸性密封件爆炸的压力施加到所述液体储存舱室。