CN104114282A - 用于生物分析的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物分析系统。该系统包括被配置成容纳多个样本保持器中的任意一个的可互换组件，每个单独的样本保持器被配置成接收多个样本。该系统也包括被配置成使所述多个样本循环通过一系列温度的控制系统。系统还包括被配置成检测从多个样本发射的荧光信号的光学系统。具体地，该光学系统可包括：单个场透镜、激发源、光学传感器、以及多个滤波器部件。激发源可以是一个或多个发光二极管。场透镜可以是双凸透镜。

Description

用于生物分析的系统和方法

技术领域

本发明通常涉及用于观察、测试、和/或分析一个或多个生物样本的系统、设备和方法，更具体地涉及观察、测试、和/或分析生物样本的阵列的系统、设备和方法。

背景技术

通常，越来越需要自动化生物分析系统来提高效率。例如，在自动化生物样本处理仪器上的进步允许更快、更高效、高生产率地分析样本。这些类型的系统可比先前的系统试验更多数目的样本。

然而，也越来越需要具有更大灵活性的生物分析系统来处理低生产率和高生产率的样本分析，同时仍提供更快更有效率的自动化系统。

发明内容

在本发明的实施方式中，提供了一种生物分析系统。该系统包括被配置成容纳多个样本保持器中的任意一个的可互换组件，每个单独的样本保持器被配置成接收多个样本。系统也包括被配置成使所述多个样本循环通过一系列温度的控制系统。系统还包括被配置成检测从多个样本发射的荧光信号的光学系统。具体地，该光学系统可包括：单个场透镜、激发源、光学传感器、以及多个滤波器部件。激发源可以是一个或多个发光二极管。场透镜可以是双凸透镜。

在另一个实施方式中，多个样本保持器可包括，例如，96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列。在可选的实施方式中，样本保持器是通孔阵列。通孔阵列可包括48个位置，每个位置包括具有8个通孔乘8个通孔维度的子阵列。

在另一个实施方式中，光学系统可进一步配置成确认样本保持器适当地放置在可互换组件上。

在进一步的实施方式中，样本保持器还可包括标识符，该标识符涉及存储与样本保持器相关的数据的数据文件。光学系统进一步可被配置成使标识符成像以确认所述正确的样本保持器被放置在可互换组件上。

在进一步的实施方式中，生物系统还可包括被配置成将激发源维持在限定的温度范围中的温度控制系统。温度控制系统可包括被配置成间歇操作以将激发源维持在限定的温度范围中的风扇。

在本发明的一个实施方式中，提供了一种生物分析系统。该系统包括热循环仪。该热循环仪包括块组件，光学系统，用户界面，和处理器。块组件可被配置成接收多个样本并使所述多个样本循环通过一系列温度。光学系统可包括被配置成检测从多个样本中的每一个发射的荧光水平的光学传感器。用户界面可被集成在外部表面热循环仪设备上。处理器可被程序化以处理检测的荧光水平并在集成的用户界面上实时显示荧光水平，其中用于显示荧光水平的参数基于用户偏好是可改变的。

例如，在另一个实施方式中，参数可以为选择接收多个样本的一个或多个样本保持器、选择一个或多个样本保持器中的一个或多个孔、选择一个或多个孔中的一个或多个染料、或它们的组合。例如，一个或多个样本保持器可包括96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列。

在另一个实施方式中，处理器可被程序化从而以实时扩增曲线的形式显示荧光水平。

在进一步的实施方式中，块组件是可互换块组件，其可容纳96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列中的任何一个组成的组中选择的多个样本保持器，其中处理器被程序化从而以实时扩增曲线的形式为多个样本保持器中的任何一个显示所述荧光水平。

在本发明的一个实施方式中，提供了一种生物分析系统。该系统包括被配置成容纳一个或多个壳体的块组件，其中每个壳体被配置成容纳接收多个样本的样本保持器。该系统也包括盖包括。盖可具有具有接触表面的框架、压板、密封材料、和热源。密封材料可被配置成接触块组件以在样本保持器和压板之间形成空气的封闭空间。热源可被配置成加热空气的封闭空间以防止(a)一个或多个壳体上的冷凝以及(b)当样本保持器循环通过一系列温度防止样本保持器的热不均匀性。

在另一个实施方式中，密封材料是形成至框架的接触表面上的垫圈。垫圈可被配置并可被布置以接触块组件并且不接触样本保持器。

在另一个实施方式中，块组件还可包括被成形为容纳一个或多个壳体的载体，其中密封材料被布置以形成至载体。

在进一步的实施方式中，一个或多个壳体可包括导热材料。导热材料是从由铝、石墨、锌、铍、不锈钢、和它们的组合组成的组中选择的。

在进一步的实施方式中，压板可包括一个或多个透明板，其每一个直接放置在相应的样本保持器上。透明板之一可与相应的样本保持器具有大体上相同的大小。透明板也可相对样本保持器成角度放置以防止光穿过一个或多个透明板反射，此外，透明板可以是玻璃板。

在本发明的一个实施方式中，提供了一种生物分析系统。该系统包括被配置成容纳一个或多个壳体的块组件，其中每个壳体被配置成容纳接收多个样本的样本保持器。该系统也包括数据文件和填充站。数据文件具有用于将所述多个样本布置在到所述一个或多个样本保持器上的多个样本位置上的指令。例如，该指令可以是样本加载指令、每个样本的试验定义、样本位置定义、和它们的组合。

填充站可包括配置成执行指令的处理器，其中填充站被配置成根据执行的指令用多个样本加载每个样本保持器。处理器可进一步被配置成用从由更新的样本位置、更新的定位位置、和它们的组合组成的组中选择的信息修改接收的数据文件。

在另一个实施方式中，壳体中的每一个被构造并被布置以接受壳体盖从而封闭加载的样本保持器中的每一个并在每个壳体和相应的壳体盖中提供密封的内部。每个壳体或每个相应的壳体盖可被配置成将与样本不混溶的液体接收至密封的内部。不混溶的液体可以是全氟烃、碳烃化合物、油、或硅油

在另一个实施方式中，该系统还可包括用于从填充站向块组件转移加载的样本保持器的自动设备。

在进一步的实施方式中，至少一个样本保持器包括标识符，该标识符可以是条形码。

在本发明的一个实施方式中，提供了一种生物分析系统。该系统包括块组件、存储指令的数据文件、和处理器。块组件可被配置成容纳加载有多个样本的一个或多个样本保持器，其中样本保持器包括标识符。光学系统可被配置成(a)检测从多个样本发射的荧光信号以及(b)使标识符成像以识别数据文件并识别样本保持器。

在实施方式中，处理器执行识别的数据文件的指令从而使所述多个样本循环通过一系列温度。例如，该指令可以是样本加载指令、每个样本的试验定义、样本位置定义、或它们的组合。

本发明的附加的方面、特征、和优点在下面的描述和权利要求中陈述，尤其是当结合附图考虑时相似的部分具有相似的参考数字。

附图说明

当结合附图阅读时，通过下面的详细描述可更好地理解本发明的实施方式。该实施方式仅用于说明的目的来描述本发明的新颖的和不明显的方面。附图包括以下图形：

图1是示出可实现本教导的实施方式的示例性仪器的框图。

图2是示出可实现本教导的实施方式的计算机系统的框图。

图3是根据本发明的实施方式的用于处理生物样本的系统。

图4是根据本发明的实施方式的样本保持器。

图5是根据本发明的实施方式的用户界面上的主屏幕截图。

图6是根据本发明的实施方式的用户界面上的实验视图屏幕截图。

图7是根据本发明的实施方式的用户界面上的时间视图屏幕截图。

图8是根据本发明的实施方式的用户界面上的曲线图屏幕截图。

图9A是根据本发明的实施方式的块组件和加热盖的分解的立体图。

图9B是根据本发明的实施方式的加热盖的仰视图。

图10A是根据本发明的实施方式的加热盖的分解的顶部立体图。

图10B是根据本发明的实施方式的连接加热盖的顶部立体图。

图11是根据本发明的实施方式的连接加热盖的底部立体图。

图12是示出了根据本发明的实施方式的填充站和块组件之间的工作流的流程图。

图13是示出了根据本发明的实施方式的热循环仪中的工作流的流程图。

图14是示出了根据本文所述的各种实施方式的网络调度系统的框图。

图15A是根据本文所述的各种实施方式的用于网络调度系统的示例性状态的图形用户界面(GUI)。

图15B是根据本文所述的各种实施方式的用于网络调度系统的另一个示例性状态的GUI。

图16是根据本文所述的各种实施方式的示例性日历的GUI。

图17是根据本文所述的各种实施方式的示例性增加预约的GUI。

具体实施方式

下面的描述提供了通常针对用于准备、观察、测试、和/或分析生物样本阵列的系统、设备和方法。该描述不打算限制本发明的范围，而仅仅是提供实施方式的描述。

与本文所述的各种实施方式有关的示例性系统、方法和设备包括美国临时专利申请号______(案卷号：LT00578PRO1)、美国临时专利申请号_____(案卷号：LT00581PRO)、美国临时专利申请号_____(案卷号：LT00582DES)、美国临时专利申请号_____(案卷号：LT00583PRO)、和美国临时专利申请号______(案卷号：LT00584.1PRO)，以上所有申请都是在2011年9月30日提交的，并且以上所有申请都通过引用整体地并入本文。

系统综述

为了准备、观察、测试、和/或分析生物样本阵列，根据各种实施方式的可利用的仪器的实例是热循环仪设备，如端点聚合酶链反应(PCR)仪器或定量的或实时的PCR仪器。图1是示出可实现本教导的实施方式的热循环仪100的框图。热循环仪100可包括加热盖110，这将在下面更详细地描述，加热盖110放置在装有多个包含在样本保持器(未示出)中的生物样本112的样本块114上，这也在下面更详细地描述。

在各种实施方式中，样本保持器可具有被配置成接收多个样本的多个样本区、或孔，其中孔可在样本保持器中通过孔和加热盖110之间的盖、帽、密封膜或任何其他密封机制密封。样本保持器的一些实例可包括，但不限制为，任何尺寸的多孔板、卡片或阵列，包括但不限制为24孔微量滴定板、48孔微量滴定板、96孔微量滴定板、384孔微量滴定板、缩微卡、通孔阵列、或大体上平的保持器，如玻璃或塑料片。样本保持器的各种实施方式中的孔可包括以规则或不规则的模式形成在样本保持器基底的表面上的凹陷、凹刻、脊、和它们的组合。样本或反应体积也可位于形成在基底中的孔或凹刻中、分布在基底的表面上的溶液斑点中、或其他类型的反应室或格式中，如位于微流体系统的测试点或体积中、或位于小珠子或小球体中或在小珠子或小球体上的样本或溶液。

在另一个实施方式中，初始样本或溶液可被分为数百、数千、数万、数十万、或甚至数百万个反应点，例如，每个反应点具有几纳升、大约一纳升、或小于一纳升的体积(例如，10或100皮升或更小)。

热循环仪100也可包括样本块114、用于加热和冷却的元件116、热交换器118、控制系统120和用户界面122，其中部件114、116和118可包含在热块组件中根据本教导的热块组件的各种实施方式包括图3中PCR仪器的部件314-318。热块组件可具有可互换特征以使热块组件可被配置成容纳多种样本保持器中的任意一个，以及上面所阐述的它们关联的样本块。

在实施方式中，用于加热和冷却的元件116可以是热电设备，例如，Peltier设备。用于热块组件中的热电设备的数目可依据多种因素，包括但不限于成本、期望的独立区域的数目、以及样本保持器的大小。例如，用于保存48孔微量滴定板的样本块的尺寸可设置为容纳单个热电设备，然而为具有更多孔的板配置的样本块可容纳不止一个热电设备(例如，四个热电设备)。此外，如果期望在样本块上控制多个区域，则热电设备的数目可从单个热电设备变化到，例如，样本块上的每个样本区域(例如，孔、通孔、反应点等)一个热电设备。

在可替代的实施方式中，热循环仪100可具有双侧热组件，用于加热和冷却的元件116和热交换器118可设置在样本块114和相关的样本112的上面(上侧)和下面(下侧)。在这样的实施方式中，设置在样本块114和相关的样本112上面的双侧热组件的上侧，可代替样本112上面的热覆盖件110。这样的配置可从样本的上面和下面提供更均匀的加热。对于实时热循环仪，上侧可具有透明结构部分以允许激发光源和发射的荧光通过。上述部分可由任何透明材料(例如，包括塑料和玻璃)制成。

热循环仪100也可具有光学系统124。在图1中，光学系统124可具有发射电磁能量的照明源(未示出)；光学传感器、检测器、或成像器(未示出)，以从样本保持器中的样本112接收电磁能量；以及用于将电磁能从每个DNA样本引导到成像器中的光学器件。光学系统在下文更详细地讨论。

控制系统120可用于控制光学系统124、热覆盖件110、和热块组件的功能，其中热块组件可包括样本块114、用于加热和冷却的元件116、和热交换器118。控制系统120可通过图1中的热循环仪100的用户界面122访问终端用户。

参考图2，计算机系统200可提供对图1中的热循环仪100功能的控制，以及用户界面功能。此外，图2的计算机系统200可提供数据处理、显示和报告准备功能。所有这些仪器控制功能可在本地专用于PCR仪器。因此，计算机系统200可作为图1所示的控制系统120。图2的计算机系统200也可提供部分或全部的控制、分析、和报告功能的远程控制，随后将更详细地描述。

在可替代的实施方式中，计算机系统200可作为热循环仪100和其他可响应由计算机系统200发送到热循环仪100上的指令的热循环仪之间的控制系统。例如，热循环仪100可以是实时热循环仪，而其他热循环仪是终端热循环仪。例如，对于高通量基因分型需要，用户可热循环电连接至实时热循环仪100的终端热循环仪上的多个通孔板，然后是实时热循环仪100上的短的最终检测。利用计算机系统200(在下面讨论)的通信能力的内置能力，终端热循环仪上的热循环条件可动态调整以提高生产率而不牺牲性能。获得该性能的一种方法将是在实时热循环仪100上运行控制板。利用来自实时热循环仪100的荧光数据，可实时运行算法以确定基因分型性能。一旦有把握在实时热循环仪100上获得期望的性能，热循环条件就可通过计算机系统200分配以调整或停止电连接的终端热循环仪上的运行。其优点将是减少在终端热循环仪上的热循环时间，并且因此提高了生产率能力。

图2的计算机系统也可以任何一种形式体现，例如机架式安装的计算机、主机、超级计算机、服务器、客户端、台式计算机、笔记本电脑、平板计算机、手持式计算设备(例如，PDA、蜂窝电话、智能电话、掌上电脑等)，机群网格，上网本，嵌入式系统，或任何其他类型的专用或通用计算设备(可能是期望的或适合于给定应用或环境)。此外，计算机系统200可包括传统的网络系统或与LIS/LIMS基础设施的集成，该传统的网络系统包括客户机/服务器环境和一个或多个数据库服务器。一些传统的网络系统包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，并且包括无线和/或有线元件，该网络系统在本领域是已知的。此外，客户机/服务器环境、数据库服务器和网络在本领域是有据可查的。根据本文所述的各种实施方式，计算机系统200可被配置成连接至分布式网络中的一个或多个服务器。计算机系统200还可传输待存储在分布式网络中的信息，该信息可被其他连接至该分布式网络的客户机访问。

图2的计算机系统200还包括联接至总线202用于存储待由处理器204执行的指令的存储器206，该存储器可以是随机存取存储器(RAM)或其他动态存储器。存储器206也可用于在执行待由处理器204执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。计算机系统200还包括联接至总线202用于存储用于处理器204的静态信息和指令的只读存储器(ROM)208或其他静态存储设备。

计算机系统200也可包括存储设备210，例如磁盘、光盘、或固态驱动器，该存储设备210被提供并联接至总线202用于存储信息和指令。存储设备210可包括介质驱动器和可移动存储接口。介质驱动器可包括支持固定的或可移动的存储介质的驱动器或其他机制，例如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、CD或DVD驱动器(R或RW)、闪盘驱动器或其他可移动的或固定的介质驱动器。如这些实例所示，存储介质可包括计算机可读的存储媒介，该存储媒介中存储有特定的计算机软件、指令或数据。

在可选的实施方式中，存储设备210可包括其他类似的媒介以允许计算机程序或其他指令或数据加载到计算机系统200中。例如，该媒介可包括允许将软件和数据从存储设备210传送至计算机系统200的可移动存储单元和接口(如程序盒式磁盘和盒式磁盘接口)，可移动存储器(例如，闪速存储器或其他可移动存储模块)和存储器插槽，以及其他的可移动存储单元和接口。

图2的计算机系统200也可包括通信接口218。通信接口218可用于允许软件和数据在计算机系统200和外部设备之间传送。通信接口218的实例可包括调制解调器、网络接口(诸如以太网或其他NIC卡)、通信端口(例如，USB端口、RS-232C串行端口)、PCMCIA插槽和卡、蓝牙等。通过通信接口218传送的软件和数据可以是能够被通信接口218接收的电子的、电磁的、光学的和其他信号的信号形式。这些信号可以通过如无线介质、导线或电缆、光纤、或其他通信介质的信道由通信接口218发送和接收。信道的一些实例包括电话线、蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域网或广域网、和其他通信信道。

计算机系统200可通过总线202联接至显示器212(如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD))，以向计算机用户显示信息。例如，包括字母数字和其他键的输入设备214联接至总线202以向处理器204传递信息和命令选择。输入设备也可以是配置有触摸屏输入功能的显示器(如LCD显示器)。另一种类型的用户输入设备是光标控制216，如用于向处理器204传递方向信息和命令选择以及用于控制光标在显示器212上移动的鼠标、轨迹球或光标方向键。该输入设备通常具有在两个轴上的两个自由度(第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y))从而允许设备在平面中指定位置。计算机系统200提供数据处理并提供该数据的置信水平。符合本教导的实施方式的某些实现，数据处理和置信度由计算机系统200提供以响应处理器204执行包含在存储器206中的一个或多个指令的一个或多个序列。该指令可从另一个计算机可读介质(如存储设备210)读入存储器206。执行包含在存储器206中的指令序列导致处理器204进行本文所述的进程状态。可选择地，硬连线电路可用于代替软件指令或与软件指令结合从而实现本教导的实施方式。因此本教导的实施方式的实现不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

本文所用的术语“计算机可读介质”和“计算机程序产品”通常是指涉及向处理器204提供用于执行的一个或多个序列或一个或多个指令的任何介质。当执行时，该指令(通常被称做“计算机程序代码”(其可以以计算机程序的形式或其他分组的形式分组))能够使计算机系统200进行本发明的实施方式的特征和功能。永久的计算机可读介质的这些和其他特征可采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。例如，非易失性介质包括固盘、光盘或磁盘，如存储设备210。易失性介质包括动态存储器，如存储器206。传输介质包括同轴电缆、铜线、及光纤，包括包含总线202的电线。

例如，计算机可读介质的常见形式包括：软盘、柔性盘、硬盘、磁带、或任何其他磁性介质、CD-ROM、任何其他光学介质，穿孔卡片、纸带、任何其他具有孔模式的物理介质、RAM、PROM、和EPROM、FLASH-EPROM、或任何其他存储器芯片或盒、如下所述的载波、或者任何其他计算机可从中读取的介质。

各种形式的计算机可读介质可涉及向处理器204携带一个或多个指令的一个或多个序列以执行。例如，该指令首先可携带在远程计算机的磁盘上。远程计算机可将该指令加载到其动态存储器中并使用调制解调器通过电话线路发送该指令。本地计算机系统200的调制解调器可接受电话线路上的数据并使用红外发射器将信号转换为红外信号。联接至总线202的红外检测器可接收携带在红外信号中的数据并将该数据放置在总线202上。总线202将该数据携带到存储器206，处理器204从该存储器206获取指令并执行指令。由存储器206接收的指令可选地在处理器204执行之前或执行之后存储在存储设备210上。

应当理解的是，为了清楚起见，参考不同的功能单元和处理器，上面的描述中已经描述了本发明的实施方式。然而，可以使用任何合适的不同功能单元之间的功能分配、处理器或域而不偏离本发明将是显而易见的。例如，所示的待由单独的处理器或控制器运行的功能可由相同的处理器或控制器来运行。因此，参考具体的功能单元仅被视作参考合适的设备以提供所描述的功能性，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。

光学系统设计

如上文所述和图1所示，热循环仪100可包括光学系统124。、

图3示出用于监视和/或测量生物样本的一个或多个生物处理的光学系统的某些部件。在图3所示的实施方式中，系统300配置有样本保持器302，其中，例如，系统300和保持器302可适用于在多个生物样本上执行实时PCR处理以及执行其他生物或生物化学处理(如排序或基因分型测量值)。

在某些实施方式中，样本保持器302布置在可密封的外壳或盒350中，例如，以减少或阻止生物样本蒸发。此外，一个或多个样本保持器302或样本盒350可由载体304保持、定位和/或支撑，载体304配置成用于在系统300中校准和/或输送样本保持器302。

在图3的实施方式中，提供了光学系统306，其包括用于照亮样本保持器302和相关生物样本的激发系统312、以及用于从生物样本接收发射的发射光学系统314，例如，由于一个或多个荧光染料或存在于生物样本中并响应激发光束的探针分子产生的荧光信号。

激发光学系统312可包括激发源318、透镜322、324、和分束器328。激发光学系统312也可包括用于限制由生物样本接收的光的波长范围的一个或多个光学滤波器330。例如，激发源可以是一个或多个发光二极管(LEDs)、卤素灯、或任何其他能够照亮正在测试的用于检测从其发射的荧光的生物样本的光源。

发射光学系统314可包括光学传感器332、透镜324、334和分束器328。发射光学系统314也可包括用于限制由光学传感器332接收的光的波长范围的一个或多个光学滤波器338。

在某些实施方式中，选择透镜组合或透镜系统324、334以提供预定的光学结果或图像质量。例如，为了降低系统成本或为了简化发射光学系统314的设计，透镜334可包括商用相机透镜。这种透镜可在某些观察条件下能够提供很高的图像质量(例如，具有低色和单色像差的图像)。然而，并入用于提供如此高的图像质量的这种相机透镜设计中的更高阶像差的谨慎平衡可由引入成像系统中的其他透镜干扰。例如，在图3所示的实施方式中，诸如透镜324的场镜添加到发射光学系统314中。透镜324对激发光学系统312和发射光学系统314是共用的，从而提供大致上更紧凑的光学系统并有效地将荧光能量从样本传递到检测系统中。

此外，光学系统306可包括一个或多个视窗340，配置为隔离系统300的部分，例如以降低或消除生物样本处理过程中不需要的热效应或光学效应。

视窗340可布置成平行于样本保持器302的表面和/或垂直于光学轴342。可替代地，视窗340可相对于样本保持器302以角度布置和/或与光学轴342成锐角布置，例如以减少光从激发光束311逆反射回到光学传感器332。视窗340也可包括抗反射涂层以减少光从激发光束311逆反射回到光学传感器332。抗反射涂层可用于倾斜窗口340的附加物或作为倾斜窗口340的替代物。

光学系统306还可包括配置成在规定的温度范围内维持激发光源318的温度控制系统。在实施方式中，温度控制系统是具有控制器的风扇，该控制器配置成间歇地操作风扇以维持激发源在规定的温度范围中，从而防止来自激发源的光谱移动和强度变化。通过间歇地操作风扇、或脉动式操作风扇，处理器防止激发源温度太接近室温而难以控制。另一方面，间歇的风扇操作也防止激发源温度变得过高，结果缩短激发源的寿命。

如上所述，参考图1，热块组件可具有可互换特征从而热块组件可配置成容纳于多个样本块114的任何一个，并且作为结果，容纳于样本保持器，包括：例如，标准微量滴定96孔板、384孔板、缩微卡(低密度阵列)、通孔阵列(高密度阵列)、或大致上平的保持器(如玻璃或塑料片)。

通常，为了在单个系统中实现这种可互换性，场镜组合将是必要的以容纳与样本保持器的不同实例相关的样本体积的变化，具体地，考虑容纳和通孔高密度阵列与其他类型的样本保持器之间的设计和孔体积的变化所需的灵活性。然而，已经惊奇地发现，该灵活性可使用单场透镜324(见图3)获得。在实施方式中，单场透镜可以是定制的双凸透镜。

关于通孔阵列，图4示出了包括平的基底的样本保持器402，其中基底包括多个通孔454。在某些实施方式中，通孔454沿着二维阵列彼此均匀隔开。可选地，例如，通孔454可分组为多个子阵列458以便于将样本装载到不同组的通孔454中。例如，在图4所示的实施方式中，样本保持器402具有4乘12的子阵列的尺寸，其中每个子阵列可具有8乘8的单个通孔454的尺寸，在样本保持器402上总计3072个通孔454。通孔454可被确定尺寸以使得包含生物样本和/或参考染料由表面张力或毛细作用力保持在通孔中，如图4的放大视图所示。该效应可通过使用亲水涂层涂覆通孔454的壁来加强。在某些实施方式中，样本保持器402的外表面包括疏水材料或涂层，配置成降低或消除位于各个通孔454的样本之间的交叉污染或混合。用于支持生物样本的通孔排列的各个方面和优点进一步在在USPN6306578；USPN6893877；USPN7682565中公开，以上每个专利的全部内容通过引用其整体并入本文，用于如完全记载于本文的所有目的。

图4的样本保持器402也可包含字母数字字符460、条形码462或其他可推断或确定出与单个样本保持器402有关的信息的标识符。该信息包括但不限制为：一些或全部通孔454包含的试剂和/或当使用样本保持器402时要遵循的协议、试验定义、样本定位、位置映射、或它们的组合。

在某些实施方式中，发射光学系统314(见图3)被配置使得光学传感器332(见图3)可用于读取字符460和/或条形码462。此外，发射光学系统314可被配置成提供在单个帧中包含一个或多个样本保持器402的部分的图像，其中样本保持器402包含通孔454以及用于每个成像的样本保持器的字母数字字符460或条形码462的任何一个或全部。

此外，上述图像也可用于确认一个或多个样本保持器适当地放置在块组件中。该确认是重要的，由于许多原因，包括，例如，改变样本保持器为通孔高密度阵列或从通孔高密度阵列改变样本保持器。

用户界面特征

如上文所总结的和如图1所示，热循环仪100可包括用户界面122。可将用户界面集成在热循环仪100的外部表面上。而且如上文在图1中所总结的，热循环仪100可包括控制系统120、加热盖、和热块组件，其中控制系统120可用于控制检测系统的功能。控制系统120可通过热循环仪100的用户界面122由终端用户访问。用户界面122上的主屏幕的实例提供在图5中。

用户界面122可仅仅是用于向具有单独的输入设备的计算机用户显示信息的阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，其中输入设备用于向控制系统120上的处理器传递信息和命令选择。例如，输入设备可包括字母数字和其他键。输入设备也可包括用于向处理器传递方向信息和命令选择以及用于控制光标在界面上的移动的光标控制(例如，鼠标)、轨迹球或光标方向键。

在另一个实施方式中，如图5所示，用户界面122也可以是配置有触摸屏输入功能的显示器，如LCD显示器。例如，应当认识到配置有触摸屏输入功能的显示器可由用户使用以选择功能、通过触摸屏键盘输入文字或字符、或操纵数据和数据视图。

参考图6，当实验在测试样本上运行时，用户界面可提供具有多标签视图的触摸屏以允许从多个可能的视图进行选择。例如，在图6中，用户可从实验视图、时间视图和曲线视图中进行选择。图6示出实验视图，而图7示出时间视图以及图8示出曲线视图。

使用从测试样本发射的并且在光学系统的光学传感器上检测到的荧光水平，控制系统120(或计算机系统200)可具有处理器204，处理器204被编程以处理，例如，检测到的荧光水平并在集成的用户界面122上实时显示荧光水平，其中用于显示荧光水平的参数基于用户偏好是可改变的。

例如，这些用于显示荧光水平的可改变/可选择的参数可包括：选择接收多个样本的一个或多个样本保持器、选择一个或多个样本保持器中的一个或多个孔、选择一个或多个孔中的一个或多个染料、或它们的组合。当用户从一个或多个样本保持器中进行选择以接收多个样本时，用户可从多个样本保持器和相应的样本块中进行选择，例如，其包括96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列。

在实施方式中，处理器204可被编程从而以实时扩增曲线的形式显示荧光水平，例如，通过图8的曲线视图屏幕所示。如上所述，配置有触摸屏输入功能的显示器可由用户使用以操纵数据和数据视图。例如，用户能够通过在扩增曲线中触摸期望的扩增曲线而选择特定样本的扩增曲线进行观察。在另一个实例中，用户可通过触摸显示器上表示缩放命令的方式放大扩增曲线中的数据。此外，可显示在用户界面122上的其他曲线是数据的三维可视化。在这些实例中，配置有触摸屏输入功能的显示器可用于在三维曲线中改变立体图以使得用户可以以另一种可提供更多信息的方式可视化数据。

加热盖设计

如上文所概述的并如图1所示，热循环仪100可包括加热盖110。

参考图9A，提供了包括块组件510和加热盖530的系统500。块组件510可被配置成容纳一个或多个样本保持器516。在另一个实施方式中，块组件510可被配置成容纳一个或多个壳体514，每个被配置成容纳一个或多个样本保持器516，其中样本保持器516接收多个样本。壳体514可包括导热材料，例如铝、石墨、锌、铍、不锈钢、或它们的组合。

在另一个实施方式中，块组件510可被配置成接收载体512，载体512可容纳一个或多个壳体514，每个壳体配置成容纳样本保持器516，其中样本保持器516接收多个样本。该实施方式在图9A中示出。载体512可被模制、挤压、或通过任何类似的方式加工。载体512可注射成型。载体512可包括聚合物或塑料。聚合物可以是不发荧光的。聚合物可包括聚苯硫醚和/或其他类似的有机聚合物。

加热盖530可包括具有接触表面534的框架532，其中接触表面534面向块组件510、载体512、壳体514和样本保持器516。加热盖530也可包括压板536、加热压板536的加热源540、密封元件538、和用于从光学系统向样本保持器516中的样本的光通过的透明板542(也参考图11)。当在块组件510的上表面511上定位时，载体512可配置成接收样本保持器516并将样本保持器516与透明板542对准以允许保持器上的样本从光学系统接收穿过板的光。

载体512也可包括位于载体框架的内壁515上的边(未图示)，边被配置成接收存入载体512中的样本保持器516，以使得即使载体不在块组件的适当位置时，保持器也将位于载体中的适当位置上。例如，边允许从填充站向用于进行热循环的系统500传输(手动或自动传输)载体512，保持器516位于载体512中的适当位置。

上表面511也可提供从上表面511伸出的一个突出或多个突出并成形为匹配相应的样本保持器516的大小，以使得当载体512与块组件510相接时，突出将从载体512中转移样本保持器516并维持保持器516在循环期间与载体512隔开。在循环期间载体与保持器的这种隔开能够有助于降低由载体512与保持器516的接触引起的任何热不均匀性。

密封元件538可提供在接触表面534上，以使得密封元件538接触块组件510、或载体512，从而在样本保持器516和压板536之间形成封闭的空气体积。在某些实施方式中，接触表面534直接接触块组件510或载体512。

热源540可进行操作以加热封闭的空气体积从而防止一个或多个壳体514上的凝结。当样本保持器循环通过一系列温度，来自热源540的热量也可防止样本保持器516的热不均匀性。热不均匀性引起样本基于其在样本保持器中的方位在循环温度中变化。防止所述热不均匀性在提供一致的热循环和一致的相应测试结果中是关键特征。压板536和热源540的示例方位提供在图10A和图10B中。具体地，图10A示出不连接的压板536和热源540，图10B示出在最终连接方位中位于压板536上的热源540用于包含在块组件中。压板536可包括压板边缘537以及热源可包括加热器边缘541

热源540可以是单个加热元件或多于一个的加热元件。热源540可包括具有一个温度传感器(例如，单个热敏电阻)的加热区域。热源可包括具有多个温度传感器的多个加热区域。多个加热区域中的每个加热区域可具有其自相关的温度传感器。多个加热区域可提供在单个加热元件中或多个加热元件中。例如，多个加热元件中的每个加热元件可作为多个加热区域中的一个以使得每个区域可被独立地控制。通过提供一个加热元件或组成多个加热区域的多个加热元件，每个加热区域的温度可被控制从而使加热盖530中的热不均匀性(TUN)最小化。

在某些实施方式中，通过改变压板536、热源540、或压板536和热源540的厚度可使TUN最小化。例如，可减小压板的厚度以减小热源540和样本之间的质量，从而增加可在热源540和样本之间转移的热量。也可通过增加热源540的厚度使TUN最小化从而增加向样本转移的热量。在某些实施方式中，压板536和热源540的厚度都可改变以最小化TUN。

在实施方式中，可在压板边缘537减小压板厚度以最小化边缘效应(例如，热损耗)，从而在边缘537增加可在热源540和样本之间转移的热量，以更好地匹配通过压板536的剩余部分的热量转移。也可通过增加热源540的加热器边缘541的厚度使TUN最小化从而增加向样本转移的热量。通过增加加热器边缘541的厚度，热源在边缘541强化以补偿边缘效应，例如，由于临近周围环境引起的热损耗。在某些实施方式中，压板536的压板边缘537和热源540的加热器边缘541的厚度都可被改变以最小化TUN。

例如，在图9A中示出的另一个实施方式中，密封元件538可以是形成在接触框架532的接触表面534上的垫圈。例如，当垫圈538接触块组件510时，垫圈538将接触块组件本身或载体512。加热盖530可通过以下方式接合块组件510，通过向块组件510移动加热盖、通过移动块组件510与加热盖530相接、或者通过移动加热盖和块组件以彼此相接。在该实施方式中，垫圈不接触壳体514或样本保持器516以形成封闭体积。除了垫圈以外，密封元件538也可以是任何种类的能够与块组件形成密封并维持密封的密封材料，例如，弹簧元件或弹簧元件组。例如，弹簧元件可以是叶片弹簧或叶片弹簧组。

在其他实施方式中，可具体地定位接触表面534和/或密封元件538以接触壳体514或样本保持器516，从而密封样本保持器516本身。例如，样本保持器可具有由反应点盖密封的单个反应点，其中反应点盖包括但不限制为帽、膜、玻璃和塑料。加热盖的压力(通过使表面534和/或密封元件538与壳体514或样本保持器516接触而简化)能够向样本保持器516和其反应点盖施加压力，以帮助维持密封的反应点。

现在参考图9B，替代使用密封元件或接触表面形成加热盖压板和样本保持器之间的封闭体积，接触突出531可接触载体512上的边缘513(见图9A)以形成封闭体积。

在图11中示出的另一个实施方式中，密封材料538可以是形成在位于透明板542的外侧的接触表面534上的柔性材料。柔性材料538可以是任何橡胶(例如，硅橡胶)。柔性材料538可使用粘合剂(例如，氰基丙烯酸酯或任何类似的速效粘合剂)粘附在接触表面上。

在实施方式中，当盖530位于块组件510之上时，透明板542可直接放置在相应的样本保持器516的上面。此外，至少一个透明板542可具有与相应的样本保持器516大体上相同的大小。在另一个实施方式中，每个透明板542可具有与相应的样本保持器516大体上相同的大小。在另一个实施方式中，一个或多个透明板542相对于其相应的样本保持器516成角度地放置。透明板的角度防止从光学系统的激发源穿过一个或多个透明板的光的反射。例如，角度可在3度和8度之间。在另一个实施方式中，透明板是玻璃板。

高密度填充

在实施方式中，填充装置可用于向各个样本保持器的孔中加载多个样本。在通孔阵列的情况下，因为阵列孔的尺寸非常小和相应的难以加载样本，因而自动填充装置是有益的，尤其是当有多种样本加载到样本保持器中。用于将生物样本加载到样本保持器上的填充装置的各个方面和优点在美国专利申请序列号11/393,047中进一步公开，其中每一个的全部内容通过引用其整体并入本文，用于如完全记载于本文的所有目的。

在实施方式中，提供了具有将多个样本排列在一个或多个样本保持器上的多个样本位置、或孔上的指令的数据文件。填充站包括配置成执行指令的处理器，下文中的填充站根据执行的指令加载每个具有多个样本的样本保持器。图12提供了在填充站将样本加载到通孔样本保持器(“开放阵列”)中并将加载的样本保持器转移到块组件中用于热循环的工作流的流程图。

在图12的流程图中，填充站1200接收用于加载的开放阵列1210。填充站1200也接收上述数据文件1212。数据文件1212可包括指令，例如，样本加载指令、每个样本的试验定义、样本位置定义、位置映射指令、或它们的组合。试验定义可包括待在每个样本上进行的试验类型。样本位置定义可包括关于在开放阵列1210上加载特定样本的位置的指令。位置映射指令可包括用于将样本定位在特定的开放阵列上的指令。样本位置定义和位置映射指令可作为数据文件1212的部分或者作为单独的文件1214和1216被提供。根据与用于填充站1200中的开放阵列的数目结合提供的指令，填充站将样本加载到开放阵列中以符合给定的参数。

所有上述指令都可从各种来源(例如，包括外部计算机系统、远程监视设备、服务器、光盘驱动器、或闪速存储器)提供给填充站1200。指令也可通过由用户直接输入到设置在填充站1200上的界面中提供。

在实施方式中，保持开放阵列1210的壳体可被构造和布置以接受壳体盖，从而封闭每个加载的样本保持器并在每个壳体和相应的壳体盖中提供密封的内部。壳体盖或壳体本身也能够配置成将与样本不混溶的液体接收到密封的内部。例如，不混溶的液体可以是全氟烃、烃、油、或硅酮油。例如，通过在壳体或壳体盖上提供填充口或注射位置，可将液体引入壳体内部。填充口或注射位置的尺寸可设置为接收用于引入不混溶液体的注射器。填充口或注射位置可进一步配置成在不可混溶液体引入后被塞紧以将液体限制在密封的壳体内部。

然后，数据文件1212可被修改以包括最初提供的试验定义与样本加载后更新的样本和定位位置。该修改数据文件1218可与加载的开放阵列1220一起递送至热循环仪的块组件1222。在实施方式中，可提供自动化设备以从填充站向块组件转移加载的样本保持器。例如，该自动化设备可以是机械臂。

热循环工作流

参考图13的流程图，一旦修改的数据文件和加载的开放阵列被递送至热循环仪，热循环仪被配置成在步骤1300将开放阵列加载到块组件中。一旦加载，热循环仪的光学系统(见图3)便可被配置以使得光学系统上的光学传感器(见图3)可被用于读取开放阵列上的标识符。例如，标识符可包括开放阵列上的字符和/或条形码(见图4)。此外，如上面所讨论的，光学系统可被配置成为每个成像的开放阵列提供包含字母数字字符和/或条形码的图像。例如，该图像可用于确认一个或多个开放阵列适当地放置在块组件中并且，如图13的步骤1310所提供的，确认正确的开放阵列已经加载到块组件中。

在步骤1320，根据样本加载后更新的样本和定位位置，热循环仪上的处理器/控制系统可为了正确的试验定义查阅递送的修改实验文件。基于提供在恢复的修改实验文件中的信息和/或指令，热循环仪上的处理器/控制系统在步骤1330可选择合适的协议，用于使加载的样本热循环通过一系列温度，并在步骤1340确认选择的协议与加载到开放阵列中的样本兼容。

在步骤1350，处理器/控制系统做出关于选择的协议与加载的样本的兼容性的错误确定。如果步骤在1350出现错误，则处理器/控制系统程序化为向用户递送关于观察到的错误类型的错误信息。例如，错误类型可包括遗漏的数据或实验文件、不完整的数据或实验文件、或检测到的数据或实验文件中的试验定义和通孔中实际的试验定义之间的差异。错误信息能够以电子方式递送到可由用户观察的任何位置。信息能够以可由用户观察的任何形式递送，例如，包括文字信息或电子邮件信息。例如，如前面所讨论的，位置可包括集成在热循环仪上的用户界面、外部接口(例如计算机)、通过网络连接直接连接或连接到可由用户访问的网络服务器或分布式网络的远程监视设备(例如PAD或便携式电脑)。

在步骤1360，如果处理器/控制系统在协议兼容性中没有观察到错误，则处理器被配置成通过使样本循环通过一系列温度而启动热循环运行。

如果在热循环运行期间检测到错误(步骤1362)，则处理器/控制系统再一次被配置成向用户递送关于观察到的错误类型的信息。例如，错误类型可包括功率骤增、由电压峰值引起的仪器故障、或由于热不精确性引起的仪器故障。

如果处理器/控制系统在运行期间没有检测到错误，并且热循环仪完成运行(步骤1364)，处理器/控制系统被程序化为在步骤1370通过信息警告用户。再一次，该信息可以由用户观察的任何形式递送，例如，包括文字信息或电子邮件信息，并且以电子方式被递送到可由用户观察和访问的任何位置。

图14示出了根据本文所述的各种实施方式的用于仪器的调度系统1400的框图。调度系统1400可由用户使用以预约时间来使用仪器执行用户的实验或测试。根据各种实施方式，调度系统1400包括用于存储调度数据的存储器1402。存储器1402也可存储可由处理器执行的用于接收和更新调度数据的指令。

调度系统1400也可包括用于向用户显示调度数据的调度图形用户界面(GUI)1404。在一些实施方式中，调度GUI包括在仪器上。在其他实施方式中，调度GUI1404可显示在另一个连接至仪器、或与仪器通信的计算系统上。调度系统1400也可包括基于网络的调度接口1406。基于网络的调度接口1406与仪器的处理器通信。

图15A示出了示例性的基于网络的用户界面1500，用来访问具有网络功能的仪器的调度系统。根据本文所述的实施方式，仪器被分配IP地址。客户端浏览器可使用分配给生物分析系统的IP地址通过网络、或者任何客户端/服务器系统访问调度系统。根据示例性的基于网络的界面1500，可显示仪器的识别信息1502。例如，根据各种实施方式，信息可包括型号、名称、操作固件版本、序列号、或块类型。调度数据也可通过点击图标1504选择调度应用而访问。

此外，如上文所提及的，仪器的状态可由图标1504表示。在图15A所示的实例中，状态图标1506显示仪器是空闲的。基于网络的用户界面1500也可显示实验信息1508，包括正在仪器上运行的实验名称和仪器完成其运行的剩余时间。在各种实施方式中，基于网络的界面1500可允许用户实时监视正在仪器上运行的实验的进度。例如，用户能够访问并查看正在仪器中进行热循环的样本的放大数据。

图15B示出基于网络的用户界面1500的另一个实例。此处，状态图标1504表示仪器当前正在运行。实验信息1508示出运行中的实验的名称以及进度、或者在实验结束之前的剩余时间。

图16示出了根据本文所述的各种实施方式的基于网络的调度图形用户界面1600。用户可通过网络(如因特网)访问仪器的调度数据。调度数据表示用户预约的仪器时间。

图17示出示例性的增加预约GUI1700。用户可使用增加预约GUI1700输入用户想要预约仪器的期望时间。用户也可输入联系信息和可由其他使用调度系统的用户查看的其他说明。

本发明的其他方面也可描述如下：

在可选的实施方式1中，提供了一种生物分析系统，该生物分析系统包括：可互换组件，其被配置成容纳多个样本保持器中的任意一个，每个单独的样本保持器被配置成接收多个样本；控制系统，被配置成使所述多个样本循环通过一系列温度；以及光学系统，被配置成检测从所述多个样本发射的荧光信号，其中光学系统包括：单个场透镜；激发源；光学传感器以及多个滤波器部件。

在可选的实施方式2中，提供了实施方式1所述的生物分析系统，其中，多个样本保持器是从由96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列组成的组中选择的。

在可选的实施方式3中，提供了上述实施方式中的任何一个所述的生物分析系统，其中光学系统还配置成确认样本保持器适当地放置在可互换组件上。

在可选的实施方式4中，提供了上述实施方式中的任何一个所述的生物分析系统，其中样本保持器还包括标识符，该标识符涉及存储与样本保持器相关的数据的数据文件，以及其中光学系统还被配置成使标识符成像以确认正确的样本保持器被放置在可互换组件上。

在可选的实施方式5中，提供了上述实施方式中的任何一个所述的生物分析系统，其中激发源是一个或多个发光二极管。

在可选的实施方式6中，提供了上述实施方式中的任何一个所述的生物分析系统，其还包括温度控制系统，被配置成将激发源维持在限定的温度范围中。

在可选的实施方式7中，提供了上述实施方式中的任何一个所述的生物分析系统，其还包括温度控制系统，该温度控制系统包括被配置成间歇操作以将激发源维持在限定的温度范围中的风扇。

在可选的实施方式8中，提供了上述实施方式中的任何一个所述的生物分析系统，其中场透镜是双凸透镜。

在可选的实施方式9中，提供了上述实施方式中的任何一个所述的生物分析系统，其中样本保持器是通孔阵列。

在可选的实施方式10中，提供了上述实施方式中的任何一个所述的生物分析系统，其中样本保持器是通孔阵列，该通孔阵列包括48个位置，每个位置包括具有8个通孔乘8个通孔的维度的子阵列。

在可选的实施方式11中，提供了一种生物分析系统，其包括：热循环仪，该热循环仪包括：块组件，被配置成接收多个样本并使所述多个样本循环通过一系列温度；光学系统，包括被配置成检测从多个样本中的每一个发射的荧光水平的光学传感器；用户界面，集成在外部表面热循环仪设备上；以及处理器，被程序化为处理所检测的荧光水平并在集成的用户界面上实时显示荧光水平，其中用于显示荧光水平的参数基于用户偏好是可改变的。

在可选的实施方式12中，提供了实施方式11所述的生物分析系统，其中，参数是从由选择接收多个样本的一个或多个样本保持器、选择一个或多个样本保持器中的一个或多个孔、选择一个或多个孔中的一个或多个染料、或它们的组合组成的组中选择的。

在可选的实施方式13中，提供了实施方式11-12中的任何一个所述的生物分析系统，其中提供了一个或多个样本保持器，该一个或多个样本保持器是从由96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列组成的组中选择的。

在可选的实施方式14中，提供了实施方式11-13中的任何一个所述的生物分析系统，其中处理器被程序化从而以实时扩增曲线的形式显示荧光水平。

在可选的实施方式15中，提供了实施方式11-14中的任何一个所述的生物分析系统，其中块组件是可互换块组件并且被配置成容纳从由96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列组成的组中选择的多个样本保持器中的任何一个，以及其中处理器被程序化从而以实时扩增曲线的形式为多个样本保持器中的任何一个显示荧光水平。

在可选的实施方式16中，提供了一种生物分析系统，其包括：

块组件，被配置成容纳一个或多个壳体，其中每个壳体被配置成容纳接收多个样本的样本保持器；盖，其包括：具有接触表面的框架；压板；密封材料，配置成接触块组件以在样本保持器和压板之间形成空气的封闭空间；以及热源，被配置成加热空气的封闭空间以防止(a)在一个或多个壳体上冷凝以及(b)当样本保持器循环通过一系列温度防止样本保持器的热不均匀性。

在可选的实施方式17中，提供了实施方式16所述的生物分析系统，其中密封材料是形成至框架的接触表面上的垫圈。

在可选的实施方式18中，提供了实施方式16-17中的任何一个所述的生物分析系统，其中密封材料是被配置并被布置以接触块组件并且不接触样本保持器的垫圈。

在可选的实施方式19中，提供了实施方式16-18中的任何一个所述的生物分析系统，其中块组件还包括被成形为容纳一个或多个壳体的载体，其中密封材料被布置以形成至载体。

在可选的实施方式20中，提供了实施方式16-19中的任何一个所述的生物分析系统，其中一个或多个壳体包括导热材料。

在可选的实施方式21中，提供了实施方式16-20中的任何一个所述的生物分析系统，其中一个或多个壳体包括从由铝、石墨、锌、铍、不锈钢、和它们的组合组成的组中选择的导热材料。

在可选的实施方式22中，提供了实施方式16-21中的任何一个所述的生物分析系统，其中压板包括一个或多个透明板，该一个或多个透明板中的每一个直接放置在相应的样本保持器上。

在可选的实施方式23中，提供了实施方式16-22中的任何一个所述的生物分析系统，其中压板包括与相应的样本保持器具有大体上相同的大小的一个或多个透明板。

在可选的实施方式24中，提供了实施方式16-23中的任何一个所述的生物分析系统，其中压板包括相对样本保持器成角度放置以防止光穿过一个或多个透明板反射的一个或多个透明板。

在可选的实施方式25中，提供了实施方式16-24中的任何一个所述的生物分析系统，其中压板包括一个或多个透明玻璃板。

在可选的实施方式26中，提供了一种生物分析系统，其包括：块组件，被配置成容纳一个或多个壳体，其中每个壳体被配置成容纳加载有多个样本的样本保持器；数据文件，具有用于将所述多个样本布置在到所述一个或多个样本保持器上的多个样本位置上的指令；填充站，具有配置成执行指令的处理器，其中填充站被配置成根据执行的指令用多个样本加载每个样本保持器。

在可选的实施方式27中，提供了实施方式26所述的生物分析系统，其中一个或多个壳体中的每一个被构造并被布置以接受壳体盖从而封闭加载的样本保持器中的每一个并在每个壳体和相应的壳体盖中提供密封的内部。

在可选的实施方式28中，提供了实施方式26-27中的任何一个所述的生物分析系统，其中每个壳体或每个相应的壳体盖被配置成将不与样本混溶的液体接收至密封的内部。

在可选的实施方式29中，提供了实施方式26-28中的任何一个所述的生物分析系统，其还包括用于从填充站向块组件转移加载的样本保持器的自动设备。

在可选的实施方式30中，提供了实施方式26-29中的任何一个所述的生物分析系统，其中指令从由样本加载指令、每个样本的试验定义、样本位置定义、和它们的组合组成的组中选择。

在可选的实施方式31中，提供了实施方式26-30中的任何一个所述的生物分析系统，其中至少一个样本保持器包括标识符。

在可选的实施方式32中，提供了实施方式26-31中的任何一个所述的生物分析系统，其中标识符是条形码。

在可选的实施方式33中，提供了实施方式26-32中的任何一个所述的生物分析系统，其中，处理器被配置成用从由更新的样本位置、更新的定位位置、和它们的组合组成的组中选择的信息修改接收的数据文件。

在可选的实施方式34中，提供了实施方式26-33中的任何一个所述的生物分析系统，其中每个壳体或相应的壳体盖中的每一个被配置成将不与样本混溶的液体接收至密封的内部，其中不混溶的液体是全氟烃、碳烃化合物、油、或硅油。

在可选的实施方式35中，提供了一种生物分析系统，其包括：

块组件，被配置成容纳加载有多个样本的一个或多个样本保持器，其中该样本保持器包括标识符；存储指令的数据文件；光学系统，被配置成(a)检测从多个样本发射的荧光信号以及(b)使标识符成像以识别数据文件并识别样本保持器；以及处理器，执行识别的数据文件的指令从而使所述多个样本循环通过一系列温度。

在可选的实施方式36中，提供了实施方式35所述的生物分析系统，其中指令是从由样本加载指令、每个样本的试验定义、样本位置定义、和它们的组合组成的组中选择的。

在可选的实施方式37中，提供了实施方式35-36中的任何一个所述的生物分析系统，其中，标识符是条形码。

本教导的各种实现的描述用于说明和描述的目的被呈现。其是不详尽的并且不限制本发明为公开的精确形式。根据上述教导修改和变形是可能的或者可以从本教导的实施获得。此外，所述的实现包括软件，但是本教导可由软件和硬件的组合或者单独的硬件实现。本教导可用面向对象或非面向对象编程系统实现。

Claims (37)

1.一种生物分析系统，包括：

可互换组件，被配置成容纳多个样本保持器中的任意一个，每个单独的样本保持器被配置成接收多个样本；

控制系统，被配置成使所述多个样本循环通过一系列温度；以及

光学系统，被配置成检测从所述多个样本发射的荧光信号，其中所述光学系统包括：

单个场透镜；

激发源；

光学传感器；以及

多个滤波器部件。

2.如权利要求1所述的生物分析系统，其中，

所述多个样本保持器是从由96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列组成的组中选择的。

3.如权利要求1所述的生物分析系统，其中，

所述光学系统还配置成确认所述样本保持器适当地放置在所述可互换组件上。

4.如权利要求1所述的生物分析系统，

其中所述样本保持器还包括标识符，所述标识符涉及存储与所述样本保持器相关的数据的数据文件，以及

其中所述光学系统进一步被配置成使所述标识符成像以确认所述正确的样本保持器被放置在所述可互换组件上。

5.如权利要求1所述的生物分析系统，其中，

所述激发源是一个或多个发光二极管。

6.如权利要求1所述的生物分析系统，还包括：

温度控制系统，被配置成将所述激发源维持在限定的温度范围中。

7.如权利要求6所述的生物分析系统，其中，

所述温度控制系统包括被配置成间歇操作以将所述激发源维持在限定的温度范围中的风扇。

8.如权利要求1所述的生物分析系统，其中，

所述场透镜是双凸透镜。

9.如权利要求2所述的生物分析系统，其中，

所述样本保持器是通孔阵列。

10.如权利要求9所述的生物分析系统，其中，

所述通孔阵列包括48个位置，每个位置包括具有8个通孔乘8个通孔维度的子阵列。

11.一种生物分析系统包括：

热循环仪，所述热循环仪包括:

块组件，被配置成接收多个样本并使所述多个样本循环通过一系列温度；

光学系统，包括被配置成检测从所述多个样本中的每一个发射的荧光水平的光学传感器；

用户界面，集成在外部表面热循环仪设备上；以及

处理器，被程序化以处理所检测的荧光水平并在集成的所述用户界面上实时显示所述荧光水平，其中用于显示荧光水平的参数基于用户偏好是可改变的。

12.如权利要求11所述的生物分析系统，其中，

所述参数是从由选择接收所述多个样本的一个或多个样本保持器、选择所述一个或多个样本保持器中的一个或多个孔、选择所述一个或多个孔中的一个或多个染料、或它们的组合组成的组中选择的。

13.如权利要求12所述的生物分析系统，其中，

所述一个或多个样本保持器是从由96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列组成的组中选择的。

14.如权利要求11所述的生物分析系统，其中，

所述处理器被程序化从而以实时扩增曲线的形式显示荧光水平。

15.如权利要求12所述的生物分析系统，其中，

所述块组件是可互换块组件并且被配置成容纳从由96孔块、384孔块、低密度阵列、和通孔阵列组成的组中选择的多个样本保持器中的任何一个，以及

所述处理器被程序化从而以实时扩增曲线的形式为所述多个样本保持器中的任何一个显示所述荧光水平。

16.一种生物分析系统，包括：

块组件，被配置成容纳一个或多个壳体，其中每个壳体被配置成容纳接收多个样本的样本保持器；

盖，包括：

具有接触表面的框架；

压板；

密封材料，配置成接触所述块组件以在所述样本保持器和所述压板之间形成空气的封闭空间；以及

热源，被配置成加热所述空气的封闭空间以(a)防止在所述一个或多个壳体上冷凝以及(b)当所述样本保持器循环通过一系列温度防止所述样本保持器的热不均匀性。

17.如权利要求16所述的生物分析系统，其中，

所述密封材料是形成至所述框架的接触表面上的垫圈。

18.如权利要求17所述的生物分析系统，其中，

所述垫圈被配置并布置以接触所述块组件并且不接触所述样本保持器。

19.如权利要求16所述的生物分析系统，其中，

所述块组件还包括载体，被成形为容纳所述一个或多个壳体，其中所述密封材料被布置以形成至所述载体。

20.如权利要求16所述的生物分析系统，其中，

所述一个或多个壳体包括导热材料。

21.如权利要求20所述的生物分析系统，其中，

所述导热材料是从由铝、石墨、锌、铍、不锈钢、和它们的组合组成的组中选择的。

22.如权利要求16所述的生物分析系统，其中，

所述压板包括一个或多个透明板，所述一个或多个透明板中的每一个直接放置在相应的样本保持器之上。

23.如权利要求22所述的生物分析系统，其中，

所述一个或多个透明板的每一个与相应的样本保持器具有大体上相同的大小。

24.如权利要求22所述的生物分析系统，其中，

所述一个或多个透明板相对所述样本保持器成角度放置以防止光穿过所述一个或多个透明板反射。

25.如权利要求22所述的生物分析系统，其中，

所述透明板是玻璃板。

26.一种生物分析系统，包括：

块组件，被配置成容纳一个或多个壳体，其中每个壳体被配置成容纳加载有多个样本的样本保持器；

数据文件，具有用于将所述多个样本布置到所述一个或多个样本保持器上的多个样本位置上的指令；

填充站，具有配置成执行所述指令的处理器，其中所述填充站被配置成根据所执行的指令用多个样本加载每个样本保持器。

27.如权利要求26所述的生物分析系统，其中，

所述一个或多个壳体中的每一个被构造并被布置以接受壳体盖，从而封闭所加载的样本保持器中的每一个并在每个壳体和相应的壳体盖中提供密封的内部。

28.如权利要求27所述的生物分析系统，其中，

每个壳体或每个相应的壳体盖被配置成将与所述样本不混溶的液体接收至所述密封的内部。

29.如权利要求26所述的生物分析系统，还包括用于从所述填充站向所述块组件转移加载的样本保持器的自动设备。

30.如权利要求26所述的生物分析系统，其中，所述指令从由样本加载指令、每个样本的试验定义、样本位置定义、和它们的组合组成的组中选择。

31.如权利要求26所述的生物分析系统，其中，

至少一个样本保持器包括标识符。

32.如权利要求31所述的生物分析系统，其中，

所述标识符是条形码。

33.如权利要求26所述的生物分析系统，其中，

所述处理器被配置成用从由更新的样本位置、更新的定位位置、和它们的组合组成的组中选择的信息修改所接收的数据文件。

34.如权利要求28所述的生物分析系统，其中，

所述不混溶的液体是全氟烃、碳烃化合物、油、或硅酮油。

35.一种生物分析系统，包括：

块组件，被配置成容纳加载有多个样本的一个或多个样本保持器，其中所述样本保持器包括标识符；

存储指令的数据文件；

光学系统，被配置成(a)检测从所述多个样本发射的荧光信号以及(b)对所述标识符成像以识别所述数据文件并识别所述样本保持器；以及

处理器，执行所述识别的数据文件的指令从而使所述多个样本循环通过一系列温度。

36.如权利要求35所述的生物分析系统，其中，

所述指令是从由样本加载指令、每个样本的试验定义、样本位置定义、和它们的组合组成的组中选择的。

37.如权利要求35所述的生物分析系统，其中，所述标识符是条形码。