CN104918704A - 用于容纳生物样本的箱体以及相对应的使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于容纳生物样本的箱体，其包含底座、衬底以及盖子。所述衬底包含多个反应区，所述反应区沿着所述衬底的表面设置并且经配置以接收一或多个生物样本。所述盖子包含面向下的表面，所述盖子经配置以附接到所述底座上从而提供容纳所述衬底的凹穴，并且经配置使得所述盖子的所述面向下的表面平行于或大致平行于所述衬底表面。所述盖子可以包括填充端口，所述填充端口沿着内表面设置并且经配置以用于在所述盖子附接到所述底座上时至少部分地填充所述凹穴。所述底座可以包括位于其面向上的表面上的多个突出部，其中所述衬底通过在所述突出部中的至少一些与所述衬底之间的物理接触而附接到所述底座上。

Description

用于容纳生物样本的箱体以及相对应的使用方法

技术领域

本发明大体上涉及用于观察、测试和/或分析一或多个生物样本的系统、装置以及方法，且更详细地说涉及用于观察、测试和/或分析生物样本阵列的系统、装置以及方法。

背景技术

用于生物反应和生物化学反应的系统已经被用来实时地且在后运行或终点分析法期间监测、测量和/或分析此类反应。此类系统可以包含光学阅读机，其通常用于测序、基因分型、聚合酶链反应(PCR)以及其它生物化学反应中以监测进展并且提供定量数据。例如，光激发光束可以用于实时PCR(qPCR)反应以照射杂交探针或分子信标从而提供指示靶基因或其它核苷酸序列的量的萤光信号。另外，终点光学阅读机可以用来在已经完成反应之后提供数据以例如用于数字PCR(dPCR)分析。对每次测试或实验提供更大数目的反应的需求增加已经产生能够同时进行更多数目的反应的仪器。

分析、测试或实验中的采样位点数目的增加已经导致微量滴定板以及提供更小样本体积的其它样本格式。另外，例如dPCR等技术已经增加了对用以在大量测试样本的所有或大部分中含有或者零个或者一个靶核苷酸序列的更小样本体积的需求。存在对将以高密度样本格式提供可靠数据的系统以及样本格式的需要。

附图说明

本发明的实施例可以在结合附图阅读时从以下详细描述中得到更好的理解。仅仅用于说明性目的此类实施例描绘了本发明的新颖且非显而易见的方面。附图包含以下图式：

图1是根据本发明实施例的用于处理多个生物样本的系统。

图2是包括多个通孔的根据本发明实施例的样本保持器。

图3是容纳图2中示出的样本保持器的根据本发明实施例的箱体的透视图。

图4是容纳图2中示出的样本保持器的根据本发明实施例的箱体的底座的透视图。

图5是根据本发明实施例的箱体的横截面图，其示出了设置在底座与盖子之间的样本保持器。

图6是图4中示出的不具有样本保持器的底座的透视图。

图7是图6中示出的底座的顶视图。

图8是图6中示出的底座的底视图。

图9是根据本发明实施例的盖子的底部的透视图。

图10是图9中示出的盖子的顶部的透视图。

图11A是图9中示出的盖子的底视图。

图11B到11D是图11A中示出的盖子的部分的截面视图。

图12A到12C是根据本发明实施例的塞子组合件的透视图。

图13是根据本发明实施例的箱体的透视图，其示出了图12C中示出的塞子组合件的附接。

图14是根据本发明实施例的且容纳图5中示出的箱体的托架的顶部的透视图。

图15是图14中示出的且容纳图4中示出的四个底座和样本保持器的托架的顶视图。

图16是根据本发明的方法的流程图。

图17是根据本发明的另一个实施例的箱体的分解透视图。

图18是图17中示出的箱体的透视图。

图19是图17中示出的箱体的正视图。

图20是图17中示出的底座的正视图，其示出了附接到底座上的样本板。

图21是图20中示出的不具有样本板的底座的正视图。

图22是图21中示出的底座的截面视图。

图23是根据本发明的另一个实施例的箱体的透视图。

图24是图23中示出的箱体的正视图。

图25是图23中示出的底座的截面视图。

图26是图23的箱体中示出的不具有样本板的底座的透视图。

图27是图26的箱体中示出的具有样本板和附加密封件的底座的透视图。

图28是图23的箱体中示出的盖子的正视透视图。

图23是图23的箱体中示出的盖子的透视图，其示出了盖子的内表面。图30是结合根据本发明实施例的箱体使用的光学阅读机。

具体实施方式

本发明的实施例大体上涉及用于监测或测量大量小样本或溶液的生物反应的装置、仪器、系统以及方法。实施例包含聚合酶链反应(PCR)过程或方案的使用，PCR方法或方案可以包含但不限于等位基因特异性PCR、不对称PCR、连接介导PCR、多重PCR、巢式PCR、实时PCR(qPCR)、基因组步移、桥式PCR、数字PCR(dPCR)等。

尽管根据本发明实施例的装置、仪器、系统以及方法适用于处理大量样本或溶液的任何PCR过程或方案，但是本发明实施例尤其较好的适用于dPCR。在dPCR中，含有相对少量的靶多核苷酸或核苷酸序列的溶液被细分为大量极小的测试样本或体积，使得这些样本或体积的绝大部分或者含有靶核苷酸序列的一个分子或者不含有任何靶核苷酸序列。当样本随后在PCR方案、程序或实验中进行热循环时，含有靶核苷酸序列的样本大大扩增且产生正检测信号，而不含有靶核苷酸序列的样本不扩增且不产生检测信号或产生低于预定阈值的信号。使用泊松(Poisson)统计，原始溶液中的靶核苷酸序列的数目可以与产生正检测信号的样本的数目相关。在一些实施例中，qPCR以及dPCR过程或方案均使用相同的装置、仪器、系统和方法来实施。

在各种实施例中，本文所描述的装置、仪器、系统以及方法可以用来检测含有所关注生物组分的样本或溶液中所含有的一或多种类型的所关注生物组分。这些所关注生物组分可以是任何合适的生物靶，包含但不限于，DNA序列(包含无细胞DNA)、RNA序列、基因、寡核苷酸、分子、蛋白质、生物标记、细胞(例如，循环肿瘤细胞)，或任何其它合适的靶生物分子。在各种实施例中，此类生物组分可以在以下应用中结合一或多种PCR方法或系统来使用：例如，胎儿诊断、多重dPCR、病毒检测和定量标准、基因分型、测序验证、突变检测、转基因生物体检测、稀有等位基因检测和/或拷贝数变化。

根据本发明的实施例，含有一或多个生物靶的样本或溶液可以包含于多个小样本体积或反应体积中，例如，当每一体积是从1微微升到1微升时。用于本文所揭示的本发明实施例的样本或溶液通常图示为包含于位于衬底材料中的通孔中；然而，可以使用其它形式的样本或反应位点，包含位于在衬底中形成的孔或凹口内的反应体积、分布在衬底表面上的溶液的斑点，或其它类型的反应腔室或格式，例如，位于测试位点或微流体系统的体积内、或位于小珠粒或球体内或其上的样本或溶液。

为了进行根据本发明实施例的dPCR方案、程序、过程或实验，可以用简单且经济的方式将初始样本或溶液划分成数万、数十万或甚至数百万个反应位点，每一反应位点具有几纳升、约一纳升或小于一纳升(例如，微微升的10's或100's或更小)的体积。因为靶核苷酸序列的数目可能极小，在此类情况下还可能重要的是初始溶液的全部含量占正被处理的样本体积或腔室中的一者且包含于其中。例如，当在初始溶液中仅存在几个靶核苷酸(例如，少于1000、100，或10个靶核苷酸)时，这些靶核苷酸的许多或全部可能潜在地包含于没有被成功加载到反应位点中的一者中的小的残留流体体积中。因此，初始溶液的有效转移有助于减少稀有等位基因或靶核苷酸的计数中的误算的几率，或甚至更糟地因为稀有等位基因或靶核苷酸均未分布到指定反应位点中的一者中而完全遗漏这些靶的几率。因此，可以使用本发明的实施例来以使样本或溶液的全部或基本上全部包含于预定反应位点中的一者中的方式将初始样本溶液有效地分布且加载到大量反应位点或通孔中。

参考图1，用于生物分析的系统100包括样本保持器、衬底、或板102，其经配置以保持多个生物样本。在某些实施例中，系统100可以进一步包括以下组件中的任何或全部：用于固持、定位和/或支撑样本保持器102的托架或支撑框架104、用于接收样本保持器102的底座或支架103、用于监测和/或测量生物样本的一或多个生物过程的光学系统106、用于维持和/或循环生物样本和/或样本保持器102的热环境的热控制器108、设置在样本保持器之上用于生物样本和/或样本保持器102周围或其内的环境控制的经加热的盖109，以及具有相关联电子存储器和算法的用于控制、监测和/或测量生物样本中发生的一或多个生物过程的一或多个电子处理器110。在各种实施例中，系统100包括仪器，所述仪器包含以下组件中的一些或全部的组合：托架104、底座103、光学系统106、热控制器108、经加热的盖109和/或一或多个电子处理器110。

在某些实施例中，系统100和样本保持器102适合于在多个生物样本上执行实时PCR过程。在其它实施例中，系统100和样本保持器102适合于执行其它生物或生物化学过程，例如测序或基因分型测量。在所图示的实施例中，光学系统106包括用于照射样本保持器102和相关联生物样本的激发系统112，以及用于接收来自生物样本的发射的发射光学系统114，所述发射例如由于存在于生物样本中的一或多个荧光染料或探针分子且响应于激发光束而产生的萤光信号导致。激发光学系统112包含激发源118、透镜120、122、124，以及分束器128。激发光学系统112还可以包含一或多个滤光器130，其用于限制由生物样本接收的光的波长范围。发射光学系统114包含光学传感器132、透镜124、134、分束器128。发射光学系统114还可以包含一或多个滤光器138，其用于限制由光学传感器132接收的光的波长范围。另外，光学系统106可以包含一或多个窗140，其经配置以隔开系统100的多个部分从而例如减少或消除在生物样本处理期间不必要的热或光效应。

在某些实施例中，样本保持器102设置在罩壳、外壳或箱体150内，罩壳、外壳或箱体可以经密封以例如减少或防止生物样本的蒸发。在某些实施例中，一或多个样本保持器102或样本箱150通过托架104固持、定位和/或支撑，所述托架经配置以用于在系统100内对准和/或传输样本保持器102。

参考图2，样本保持器102可以包含包括相对表面的衬底以及设置在一个或两个表面上方的多个反应区、孔或瓶体154。在图2中示出的所图示实施例中，反应区154包括设置在样本保持器102的相对表面之间的多个通孔。在某些实施例中，通孔154沿着二维阵列彼此均匀间隔开。替代地，通孔154可以被分组在多个子阵列158中(例如)以便于将样本加载到不同组通孔中。例如，在图2中示出的所图示实施例中，样本保持器102包括4×12个子阵列，而每一子阵列包括8×8个个体通孔154，在样本保持器102上总共3072个通孔154。通孔154可以经设定尺寸使得含有生物样本和/或参比染料的液体通过表面张力或毛细作用力保持在通孔154内，如图2的放大视图中所图示。可以通过用亲水涂层涂覆通孔154的壁来增强此效果。在某些实施例中，样本保持器102的外表面包括疏水材料或涂层，其经配置以减少或消除在位于不同通孔154中的样本之间的交叉污染或混合。用于支撑生物样本的通孔布置的各种方面以及优点在USPN6,306,578、USPN 6,893,877、USPN 7,682,565中进一步揭示，所述专利中的每一者的全部内容就好像在本文中完全阐述一样在此以全文引用的方式并入本文中用于所有目的。

在某些实施例中，用于样本保持器(例如，样本保持器102)的初始样本或溶液可以划分成几百、几千、数万、数十万或甚至数百万个反应位点，每一反应位点具有例如几纳升、约一纳升或小于一纳升(例如，微微升的10's或100's或更小)的体积。

在图2中示出的所图示实施例中，样本保持器102具有矩形形状；然而，样本保持器102可以具有其它形状，例如正方形或圆形形状。在某些实施例中，样本保持器102具有正方形形状以及15毫米×15毫米的总尺寸。在此类实施例中，样本保持器102可以含有具有13毫米×13毫米的尺寸的活性区域、活性区或活性分区。如本文所用，术语“活性区域”、“活性区”或“活性分区”意指反应区、通孔或溶液体积包含于或分布在其上的样本保持器(例如，样本保持器102)的表面区域、区或分区。在某些实施例中，样本保持器102的活性区域可以增大至14毫米×14毫米或更大，例如，15毫米×15毫米的衬底尺寸。

在图2的所图示实施例中，通孔154可以具有320微米的特征直径以及在相邻通孔之间500微米的孔距。在其它实施例中，通孔154具有75微米的特征直径以及在相邻通孔之间125微米的孔距。在又其它实施例中，通孔154具有小于或等于75微米的特征直径，例如小于或等于60微米或小于或等于50微米的特征直径。在其它实施例中，通孔154具有小于或等于20微米、小于或等于10微米，或小于或等于1微米的特征直径。通孔之间的孔距可以小于或等于125微米，例如小于或等于100微米、小于或等于30微米，或小于或等于10微米。

在某些实施例中，样本保持器102包括衬底，衬底具有在样本保持器102的相对表面之间的300微米或约300微米的厚度，其中每一通孔154可以具有为1纳升、33纳升的体积或约1纳升、约33纳升的体积或1.3纳升与33纳升之间的某个体积。替代地，例如通过减小通孔154的直径和/或样本保持器102衬底的厚度，每一通孔154的体积可以小于或等于1纳升。例如，每一通孔154可以具有小于或等于1纳升、小于或等于100微微升、小于或等于30微微升，或小于或等于10微微升的体积。在其它实施例中，通孔154的一些或全部的体积在1纳升到20纳升的范围内。在某些实施例中，样本保持器102包括类似于或相当于在2012年11月7日提交的共同待决的第61/612,087号美国专利申请案(代理人案号LT00655 PRO)或美国专利申请案(代理人案号LT00655 PRO2)中所描述的衬底的衬底，所述申请案两者以全文引用的方式并入本文中。例如，通孔154可以具有六边形形状或以六边形图案布置。另外，通孔154的阵列可以经布置以在孔图案中具有下降处，如在LT00655 PRO 2申请案中所论述。

在某些实施例中，通孔154的密度是每平方毫米至少100个通孔。也预期更高密度。例如，通孔154的密度可以是每平方毫米多于或等于150个通孔、每平方毫米多于或等于200个通孔、每平方毫米多于或等于500个通孔、每平方毫米多于或等于1,000个通孔,或每平方毫米多于或等于10,000个通孔。

有利地，具有活性区域的全部通孔154可以通过光学系统同时进行成像以及分析。在某些实施例中，活性区域包括超过12,000个通孔154。在其它实施例中，活性区域包括至少25,000个、至少30,000个、至少100,000个、至少1,000,000个通孔，或至少10,000,000个通孔。

在某些实施例中，通孔154包括以第一特征直径、厚度或体积为特征的第一多个通孔以及以不同于第一特征直径、厚度或体积的第二特征直径、厚度或体积为特征的第二多个通孔。在通孔大小或尺寸上的此类变化可以用来例如同时分析两个或更多个可以具有不同浓度的不同核苷酸序列。另外或替代地，单个衬底102上的通孔104大小上的变化可以用来增加过程或实验的动态范围。例如，样本保持器102可以包括通孔154的两个或更多个子阵列，其中每一组以不同于另一组或其余组通孔154的直径或厚度的直径或厚度为特征。每一组可以经设定大小以提供不同动态范围的计数的靶多核苷酸。子阵列可以定位在衬底102的不同部分上或可以经散布使得两个或更多个子阵列在样本保持器102的整个活性区域上或在样本保持器102的活性区域的共用部分上延伸。

在某些实施例中，通孔154中的至少一些在它们的壁的全部或一部分上成锥形或倒角。已经发现倒角和/或锥形通孔的使用减小了相邻通孔154之间的平均距离或总面积，而不超出对溶液位点或测试样本之间的最小间隔的光学限制。这使得减少了在加载过程期间在衬底102的表面上留下的液体溶液的量。因此，可以获得更高加载效率，同时仍然维持在用于光学系统的相邻溶液位点或测试样本之间的较大有效间隔。

在图2中示出的所图示实施例中，样本保持器102还可以包括字母数字字符160、条形码162或其它符号表示，从这些字母数字字符、条形码或符号表示中可以导出或确定关于个体保持器102的信息。此类信息包含但不限于通孔154中的一些或全部所含有的反应剂和/或当使用样本保持器102时要遵循的方案。在某些实施例中，发射光学系统114经配置使得光学传感器132可以用来读取字符160和/或条形码162。另外，发射光学系统114可经配置以提供图像，所述图像在单个帧中含有样本保持器102的含有通孔154以及字母数字字符160或条形码162中的任一者或两者的部分。在一些实施例中，发射光学系统114经配置以提供图像，所述图像在单个帧中含有两个或更多个样本保持器102的含有用于每一样本保持器102的通孔154以及用于相同样本保持器102的字母数字字符160或条形码162中的任一者或两者的部分。

参考图3，在某些实施例中，箱体150包括具有顶部表面168的底座164以及盖子170，所述盖子以密封方式接合底座164的顶部表面168以形成用于容纳样本板102的罩壳，以便至少部分地使生物样本与外部环境隔开或分隔。箱体150还可以任选地包括位于底座164与盖子170之间的垫片或密封件171。另外参考图4到8，底座164包括底部表面172和侧壁174，所述底部表面和侧壁连同盖子170一起形成凹穴、腔室或罩壳176，其具有足够的深度以将样本板102完全容纳在凹穴176内部并且全部在顶部表面168和盖子170下方，如图5中所图示。底座164可以进一步包括一或多个填充端口178，用于在盖子170附接到底座164上之后将流体注入到凹穴176中。底部表面172可以包括完全或大体上平坦的表面。替代地，底部表面172可以包含一或多个凹口180。例如，在图5中示出的所图示实施例中，凹口180位于接近填充端口178，且经配置以提供扩大的工作体积，以用于当凹穴176充满液体时允许使用移液管或类似装置使流体进入以及空气离开。

在某些实施例中，经密封箱体150通过填充端口178注入密封流体或在本质上疏水的液体，其有利地密封更亲水性的生物样本但是不与所述生物样本混合。此类密封流体或液体在箱体150中的使用可以用来进一步密封通孔154内的生物样本并且减少或消除在高温(例如，从90℃到100℃的较高温度)下的热循环期间生物样本的蒸发。合适的密封流体包含但不限于由3M公司市售的Fluorinert^TM，例如全氟己烷(C₆F₁₄)。

底座164还可以包括位于底部表面172之上和/或与所述底部表面整合的多个凸台、突出部、压凹接合位点或支撑垫182。支撑垫182可经配置以接合且固定样本保持器102。替代地，一些支撑垫182可经配置以沿着其长度简单地接触或支撑样本保持器102，从而例如减少或防止样本保持器102的变形或弯曲。支撑垫182可以另外经配置以在样本保持器102的底部表面与底座164的底部表面172之间维持预定间隔。可以选择支撑垫182的数目以在通过支撑垫182中的一些或全部接合样本保持器102时维持样本保持器102的预定平坦度。在某些实施例中，一些支撑垫182在侧向方向(例如，沿着平行于底部表面172的平面)上接合样本板102，而其余的支撑垫182经配置以仅沿着样本板102的底部表面接触板102。在其它实施例中，通过工具或器具的使用来在侧向方向上移位支撑垫182的一些材料而由支撑垫182中的至少一些接合样本板102。在其它实施例中，通过设置在样本板102与支撑垫182之间的粘合剂、环氧树脂或焊接材料的使用来提供在板102与支撑垫182中的至少一些之间的接合。

在某些实施例中，除多个支撑垫182之外或代替所述多个支撑垫，底座164包括经配置以接收样本保持器102的外围部分的一或多个轨条。例如，可以沿着相对侧壁174设置一对轨条。可以沿着每一侧壁174的全部长度设置轨条。替代地，可以沿着每一侧壁174的仅一部分设置轨条。另外，可以沿着相对侧壁174和/或沿着底座164的其它壁174包含一或多个支撑垫182。

底座164可以由具有相对高热导率和/或高热扩散率的材料制成，例如，具有至少50到200W·m^-1·K^-1的热导率和/或至少约8x10^-5m²·s^-1的热扩散率的材料。合适的材料包含但不限于例如铝、铜、银或金等金属材料或例如石墨等半金属。此类材料的使用有助于为底座164的底部表面172提供均匀的温度(低热不均匀性或TNU)或预定温度分布，这继而在样本保持器102上提供均匀的或预定的温度分布。

在某些实施例中，通过将样本保持器102的底部表面定位于接近底座164的底部表面172且同时防止在样本保持器102的整个范围上底部表面172与样本保持器102之间的接触来进一步增强样本保持器102上低TNU或预定温度分布的提供。为了满足这些条件，在某些实施例中，样本保持器102设置为与底座164的底部表面172相距小于300微米的标称距离。在其它实施例中，所述标称距离小于250微米、小于200微米，或小于100微米。

当箱体或支撑垫材料的热导率比凹穴176内部用来减少生物测试样本从通孔154中蒸发的密封流体的热导率高得多时，支撑垫182与样本保持器102之间的接触可以在保持器上产生热点。例如，上文所列举的Fluorinert^TM FC-70材料具有0.07W·m^-1·K^-1的热导率，这与普通金属的大于200W·m^-1·K^-1的热导率形成对比。在某些实施例中，通过将支撑垫182配置为具有与样本保持器102的较小总接触面积而解决了热点的问题。

通过提供较小数目的支撑垫且通过将个体支撑垫配置为具有与样本保持器102的较小接触面积可以实现较小的总接触面积。支撑垫182的数目的下限受设计约束的影响以维持少量的样本保持器102的弯曲或屈曲。在所图示的实施例中，例如，如图6和7中所见，支撑垫182中的至少一些在侧向方向上成锥形；其中支撑垫182靠近侧壁174相对较宽且朝向支撑垫182的尖端在宽度上逐渐变细。以此方式，维持支撑垫182的刚性，而将与样本保持器102的接触面积维持在低水平处，这提供了到热点中的低水平的热传递。

在某些实施例中，在装运至客户之前样本保持器102固定或附接到底座164上，(例如)以减少或消除在样本加载以及由客户或终端使用者在系统100中使用期间人类与样本保持器102的接触。在此类实施例中，可以利用工具或特定器具使得少量支撑垫材料侧向地移位(例如，沿着平行于底部表面172的平面)，其中经侧向地移位的材料的量足以固定、保持或锁定样本保持器102但是足够小以消除样本保持器102的弯曲或变形。替代地，经侧向地移位的材料的量为足以固定、保持或锁定样本保持器102并且足以使样本保持器102的弯曲或变形在预定水平下或低于预定水平的量。

在某些实施例中，底座164的外表面包括多个对准特征184，用以在系统100内对准并对齐箱体150、样本保持器102和/或通孔154。例如，使用两个对准特征184a来沿着垂直于样本保持器102的长边中的一者的轴线对齐或对准箱体150，同时使用对准特征184b来沿着平行于样本保持器102的长边的轴线对齐或对准箱体150。

参考图9到11，盖子170包括外表面188以及内表面190，所述内表面包含与底座164的顶部表面168相连接的框边192。盖子170的至少一些部分包括透明的或相对透明的材料，以提供对通孔154以及包含于其中的生物或参考样本的光学进入。盖子170可以由生物相容性材料制成或在盖子170与包含于通孔154中的生物样本隔开时由其它材料制成。用于盖子170的合适的材料包含但不限于：玻璃、丙烯酸酯类、苯乙烯类、聚乙烯、聚碳酸酯和聚丙烯。在某些实施例中，所述材料包括环烯烃聚合物(COP)。在某些实施例中，盖子170可以包含小透镜阵列或衍射光学元件(未示出)，其经配置以调节引导至通孔154或从所述通孔引出的光。盖子170可以装配有附接到其上的密封件171。替代地，以与盖子170分离的方式向客户或使用者提供密封件171，随后在使用之前将所述密封件和所述盖子附接到彼此上并且与底座164一起应用。密封件171可以在至少一个表面上包含粘合材料以用于粘合到底座164和/或盖子170上。密封件170可以任选地包含设置在粘合材料上的可移除非粘性层194，其在使用前被移除。

在某些实施例中，内表面190包括用以控制或处理上文所论述的密封流体中的气泡的表面轮廓、形状或外形200，所述气泡可能来自例如在包含于通孔154中的生物样本的处理期间或对所述生物样本进行的实验。此类实施例利用气泡因浮力而朝向液体介质的顶部定位或移动的自然趋势。在用密封流体填充凹穴176期间或由于例如在高温下的热循环期间从流体自身除气而可能发生将气泡引入到密封流体中。

在某些实施例中，外形200以及内表面190包括中心分区210、外围分区212、侧面分区214、第一端部分区220以及第二端部分区222。每一分区可以进一步划分。例如，在图11中示出的所图示实施例中，第一端部分区220包括第一区域230、第二区域232以及第三区域234。在论述分区210、212、214、220、222以及区域230、232、234的形状和位置时，将采用坐标系，其中有关内表面190的位置比有关外表面188的位置更为正。

当与箱体150的其它组件以及样本保持器102一起组装时，中心分区210优选地适合用于多个通孔154以及其中希望或需要光学监测或检测的样本保持器102的任何其它特征的光学检测，并且位于在所述多个通孔以及所述任何其它特征上。例如，中心分区210还可以在字母数字字符160和/或条形码162上延伸以使得它们可用于光学检测。在中心分区210内的外表面188和内表面190可以是光学平坦的并且平行于彼此。替代地，在中心分区210内的表面188、190可以是光学平坦的并且具有相对于彼此的小偏移角，(例如)以减少或消除在表面之间的多个反射，这些反射可能降低通过光学传感器132接收的数据信号的图像质量。取决于用于系统100的成像规格，在表面之间的偏移角可以大于或等于0.1度且小于或等于0.5度、1度、2度或5度。在一些实施例中，取决于用于系统100的成像规格，表面188、190中的任一者或两者可以具有相对于样本保持器102的顶部表面的偏移角，例如具有大于或等于0.1度且小于或等于0.5度、1度、2度或5度的偏移角。

在图11中所图示的实施例中，槽道250具有底部表面，其全部在图9和11B到11D中示出的坐标系的中心分区210下方，其中沿着外表面188的法线的正方向(z轴)在从外表面188到内表面190的方向上。因此，当箱体150安装在系统100中，其中外表面188在内表面190之上时，凹穴中的任何气泡都将趋向于位于槽道250中而不是在中心分区210的区域中。在某些实施例中，当从下方观看(例如，如从图11A中的视图可见)时，槽道250包围或围封中心分区210；然而，可能存在其它配置。

在某些实施例中，中心分区210的至少部分设置在最小值、坐标或深度240处，且槽道250的至少一部分设置在最大值、坐标或深度242处。在所图示的实施例中，分区212、214、222形成通道、沟或槽道250。槽道250可以具有沿着整个槽道的恒定深度。替代地，例如如图11中所示，槽道250可以具有在深度上变化的底部表面轮廓。例如，分区220的区域230和234具有等于最小深度240的深度，而槽道250的其余分区和区域具有小于最小深度的深度。在此类实施例中，在凹穴176中的任何气体或气泡将趋向于优先于内表面190的其它分区而位于区域230、234中。如图11A中所见，端部分区220还可以大体上比槽道250的其它部分更宽，以进一步提供扩大的区域用于气泡或气体在密封流体填充的凹穴176内的收集，(例如)从而防止第一端部分区220充满气体或气泡，这些气体或气泡随后可能溢出到内表面190的不必要的部分中。另外，可以有利地配置第一端部分区220的扩大，以维持箱体150的相对较小的整体大小，同时还提供足够大的体积以收集预期体积的气泡或夹带气体。为了帮助保持箱体150的大小相对较小，中心分区210包含突出部分252，其提供对字母数字字符160的高品质光学进入，所述突出部分不在样本保持器102的整个宽度上延伸。因此，第一端部分区220的区域230、234具有相比于槽道250的其它部分扩大的宽度或体积，而区域232的宽度较小且可以等于或约等于槽道250的其它部分的宽度。

在某些实施例中，第一端部分区220可以具有在其整个长度上恒定的深度或基本上恒定的深度。替代地，如在图11A和11B中示出的所图示实施例中，第一端部分区220的区域230、234可以由区域232分隔，其中区域232具有小于区域230、234中任一者的深度的深度。区域230、234可以具有相同的深度或区域230、234中的一者可以具有小于另一者的深度；然而，在此类实施例中，区域232具有小于区域230、234的深度的深度。区域232的深度可以是恒定的或变化的。例如，区域232可以具有朝向区域230、234中的一者倾斜或朝向区域230、234两者倾斜的轮廓，如图11B中所图示。第二端部分区222可以具有恒定深度或具有改变的或朝向侧面分区214中的一者倾斜的深度。替代地，第二端部分区可以具有朝向两个侧面分区234倾斜的轮廓，如图11D中所图示。两个侧面分区214可以具有相比于彼此相同的或不同的深度轮廓。在所图示的实施例中，侧面分区214两者的深度均小于第一端部分区220的最大深度。每一侧面分区214的全部或一部分可以具有变化的深度或沿着由此形成的通道的斜率。例如，侧面分区的一者或两者可以从在第二端部分区222处或靠近第二端部分区的最小深度值倾斜且增加到在第一端部分区220处或靠近第一端部分区的最大深度。

参考图12和13，在特定实施例中，箱体150包含塞子组合件300，所述塞子组合件包括塞子302以及可拆卸地耦合或接合到塞子302上的塞子起子304。塞子起子304用来向塞子302施加驱动力或驱动扭矩，作为用于密封或堵塞箱体150的填充端口178的装置。作为一种提供更紧凑型单元的手段，在某些实施例中需要在塞子302插入到填充端口178中之后使塞子起子304与所述塞子分离。为便于施加驱动力或驱动扭矩，塞子起子304可以包括多节的近端306(例如)以允许直接手动地施加驱动力或驱动扭矩。另外或替代地，塞子起子304的近端可以包括允许应用工具或器具用于提供所需驱动力或驱动扭矩的配置。

塞子起子304可以使用环氧树脂308耦合或附接到塞子302上，如图12C中所图示。替代地，可以使用胶或其它类型的粘合剂、焊接点、焊缝等提供塞子起子304到塞子302的耦合或附接。塞子302包括具有第一图案322的近端312，而塞子起子304包括具有第二图案或形式324的远端314。第一图案322和第二图案324彼此补足，其方式为使得允许图案以允许向塞子起子304施加力或扭矩用于驱动塞子302以便填塞或密封箱体150的填充端口178的方式接合。在所图示的实施例中，第一图案322具有菲利普型十字头螺丝的形式，而第二图案324具有菲利浦型十字头螺丝刀的尖端部分的形式。替代地，第一图案322可以具有菲利浦型十字头螺丝刀的尖端部分的形式，而第二图案324可以具有菲利普型十字头螺丝的形式。可以替代地使用其它类型的标准螺栓或螺丝头图案，包含但不限于槽式、凹头、六角凹头、六角形头、单向螺丝头、扳手头式、Trox等。替代地，图案322、324可以是自定义图案以及其补体。

在特定实施例中，在塞子起子304与塞子302之间的接合足够强，使得可以向塞子起子304施加足以填塞或密封箱体150的填充端口178的驱动力或驱动扭矩。通常，在塞子起子304与塞子302之间的接合足够强，使得驱动力或驱动扭矩不断开或不损坏接合和/或图案322、324。除这些特征之外，在塞子起子304与塞子302之间的接合还足够弱使得可以施加分离力或破断力或扭矩以断开、分离或解耦塞子起子304与塞子302之间的接合，其方式为使得不干扰或损坏使用驱动力或驱动扭矩在填充端口178处产生的密封。在某些实施例中，分离力或分离扭矩仅略大于驱动力或驱动扭矩。例如，分离力或分离扭矩可以小于或等于驱动力或驱动扭矩的120％、小于或等于驱动力或驱动扭矩的150％、小于或等于驱动力或驱动扭矩的200％，或小于或等于驱动力或驱动扭矩的400％。在某些实施例中，分离力或分离扭矩与驱动力或驱动扭矩属于不同类型或在不同方向。例如，在所图示的实施例中，塞子302包含螺纹远端，其使用绕通过塞子302和塞子起子304两者的伸长轴线的驱动扭矩拧入填充端口178中。一旦塞子302已经固定到填充端口178中，就可以绕不同轴线(例如，绕垂直于所述伸长轴线的轴线)施加分离扭矩。替代或另外，可以作为分离力向塞子起子304施加垂直于伸长轴线的侧向力。

参考图14到15，托架104可经配置以支撑或保持多个样本保持器102，例如图15中示出的四个样本保持器102。托架104包括经配置以容纳四个单独的样本保持器102中的每一者的近端或顶部侧面400，以及经配置以连接或接合热控制器108和/或经配置以连接或接合每一样本保持器102与接合热控制器108的远端或底部侧面402。在不同情况下，系统100可经配置以使用同一托架容纳一个、两个、三个或四个样本保持器。例如，系统100可以包含一或多个传感器，其经配置以感测多少样本保持器102存在于托架104上或在所述托架中，然后做出适当的调整以测试用于处理生物样本的方案、光学系统配置或性能、图像处理算法、数据演示算法,和/或系统100的其它机械元件、电气元件、热元件,或光学元件或子系统。

在某些实施例中，系统100包含经配置以保持多于或少于四个样本保持器102的一或多个托架。在其它实施例中，系统100包含经配置以保持其它类型的样本保持器的一或多个另外的托架。例如，系统100可以包含经配置以容纳用来保持48个、96个和/或384个个体样本的格式的另外的样本保持器。在此类实施例中，可以为每一样本保持器格式提供不同的托架，其中每一托架包括第一部分(例如，底部侧面)，其与托架104的所述部分相同或几乎相同，而其中每一托架还包括第二部分(例如，顶部侧面)，其具有不同结构以容纳不同类型的样本保持器中的每一者。

参考图16，在某些实施例中，方法500包含元素505，其包括提供样本保持器102。方法500还包含元素510，其包括在底座164上或在所述底座内定位、放置或安装样本保持器102。方法500进一步包含元素515，其包括将一或多个生物样本加载到通孔154中的至少一些中。方法500另外包含元素520，其包括通过将盖子170附接到底座164上或在所述底座上方来将样本保持器102围封在凹穴176内。方法500还包含元素525，其包括经由填充端口178用流体填充凹穴176。方法500进一步包含元素530，其包括通过施加第一力或扭矩将塞子组合件300附接到填充端口178上。方法500另外包含元素535，其包括施加第二力或扭矩以折断、分离或断开塞子组合件300且其后从塞子组合件300移除塞子起子304。方法500还包含元素540，其包括将箱体150(包含底座164、样本保持器102以及盖子170)安装到仪器100中。方法500进一步包含元素545，其包括操作仪器以引起并监测通孔154中的一或多者中的生物反应。

关于方法500的元素510，样本保持器102可以定位在支撑垫182上使得样本保持器102的底部表面172平行于或基本上平行于底座164的底部表面172。支撑垫182中的至少一些可以包括近端部分，其具有顶部表面且附接到侧壁174中的一者上和/或与所述侧壁中的一者整合，且包括远端部分，其形成具有顶部表面的梯级，所述顶部表面经设置比近端部分的顶部表面更靠近底部表面172。远端部分的宽度可以小于近端部分的宽度，(例如)以减少在样本保持器102与支撑垫182之间的物理接触的量。在此类支撑垫上，样本保持器102位于支撑垫182的远端梯级部分上并且可以或者接触支撑垫近端部分的侧壁或者在远端梯级部分与支撑垫近端部分之间具有间隙。在后面这种情况下，可以使用工具来侧向地移位支撑垫近端部分的一些材料以提供在支撑垫近端部分与样本保持器102之间的保持力。另外或替代地，样本保持器102可以放置在支撑垫182上，所述支撑垫经配置以仅仅接触样本保持器102的底部侧面，(例如)以帮助减少或防止样本保持器102的正面和背面(即，通孔154所定位到其中的面)的弯曲或膨胀。在某些实施例中，可以在支撑垫182的一些或全部上使用粘合剂以将样本保持器102固定到底座164。在又其它实施例中，使用样本保持器102的上部表面上的向下力，从而例如在支撑垫182中的至少一些附近以样本保持器102上的向下力来将样本保持器102固定到底座164。例如，可以当在方法500的元素520处附接盖子170时通过所述盖子将向下力施加到样本保持器102的外围部分上。向下力可以直接地施加到样本保持器102上通过定位在样本保持器102的顶部上(例如，定位在样本保持器102的外围部分上方)的中间间隔物、密封件或垫片来施加。在一些实施例中，在将样本保持器102定位在底座164上或在所述底座内之前将样本加载到通孔154中的至少一些中。

关于方法500的元素515，可以使用一或多个传统移液管将生物样本加载到通孔154中的一或多者中。替代地，可以使用定制加载器，例如，包括允许同时加载一个以上通孔154的多个移液管尖端的加载器。在某些实施例中，加载器可以包括第13/170,563号美国专利申请案中所揭示的加载器，所述申请案就好像完全阐述一样在此以全文引用的方式并入本文中。生物样本可以包含一或多个核苷酸序列、氨基酸序列或其它生物大分子，包含但不限于寡核苷酸、基因、DNA序列、RNA序列、多肽、蛋白质、酶类等。另外，生物样本可以包含用于控制或监测生物反应的其它分子，包含但不限于引物、杂交探针、报告探针、淬灭分子、分子信标、荧光染料、化学缓冲液、酶类、去污剂等。另外或替代地，生物样本可以包含一或多个基因组、细胞、细胞核等。

关于方法500的元素520，盖子170可以围绕底座164的外围区域(例如，沿着底座164的顶部表面168)附接到底座164上。可以使用粘合剂将盖子170直接附接到底座164上。替代地，可以使用垫片171来附接盖子170，其中粘合剂已经涂覆到垫片171的顶部和底部表面和/或涂覆到底座164和/或盖子170上的配合表面的部分上。可以就在附接盖子170之前由使用者涂覆粘合剂或可以在制造盖子170、底座164和/或垫片171期间涂覆粘合剂。在某些实施例中，在粘合层顶部上涂覆在附接盖子170之前移除的可移除非粘性层，例如在密封件171上的图3、9和10中示出的可移除非粘性层194。

关于方法500的元素525、530和535，可以将移液管、针或类似填充装置插入到填充端口178中。填充装置的尖端插入到底座164的底部表面172中的凹口180附近中，例如使得液体可以进入到凹口180中且空气通过在填充装置尖端后方的插入端口178离开。替代地，可以在底座164或盖子170中提供分离的通风端口以允许箱体150的凹穴176中的空气从与填充端口178不同的或额外的位置离开。在此类实施例中，填充装置可经配置以形成具有插入端口178的密封件。一旦凹穴176已经充满或几乎充满密封流体或液体，可以从填充端口178移除或抽出填充装置，在此之后可以堵塞或密封填充端口178和/或任何存在的通风端口，以便使经填充的凹穴176与外部环境隔开和/或防止或阻止空气进入凹穴176或液体离开所述凹穴。填充端口可以使用如本文中在上文所描述的塞子组合件300来密封。替代地，可以使用本领域中已知的任何类型的塞子或密封件。在某些实施例中，填充端口178包含阀门，其允许在填充期间插入填充装置且随后在抽出填充装置后作为填充端口178的密封件而自动地闭合。另外，如果结合了任何分离的通风端口，那么这些通风端口也可以具有阀门(例如，止回阀)以在填充之后维持闭合的凹穴176。在一些实施例中，填充端口178包括自愈隔膜，其可以通过填充装置(例如，注射针头)刺穿且随后在移除填充装置后保持密封。

关于方法500的元素540和545，仪器100经配置以接收箱体150，所述箱体包含样本保持器102及其生物样本。在某些实施例中，一或多个箱体150安装在托架104上或在所述托架中，在此之后托架104连同一或多个箱体150一起通过仪器100接收。仪器100随后用来对容纳在通孔154内的生物样本执行一或多个生物过程或实验。仪器100可经配置用于对包含于样本保持器102的通孔154中的样本中的一或多者进行qPCR、dPCR、终点PCR、测序、基因分型或其它此类程序。在某些实施例中，一或多个样本保持器102和/或箱体150可以通过仪器100或相关联的光学系统106同时处理。如本文中在上文所论述的，一或多个箱体150可以安装或附接到托架104上，其随后通过仪器100接收。另外，仪器100可经配置以同样接收其它类型的样本格式，包含但不限于容纳48个样本孔、96个样本孔和384个样本孔的微量滴定板。

参考图17到21，在某些实施例中，罩壳、外壳或箱体600包括底座602以及经配置以密封方式接合底座602的盖子或盖604。底座602和盖子604可以接合在一起以形成凹穴或腔室608，所述凹穴或腔室可以接收或容纳样本保持器、衬底、平面构件或板610。样本保持器610可以是底座602的一部分，或可以与底座602分离和/或不同并且经配置以通过底座602安装或保持。箱体600可以进一步包括设置在底座602与盖子604之间的粘合剂、密封件或垫片612，(例如)以密封凹穴608和样本保持器610或使所述凹穴和样本保持器与外部环境隔开。

在某些实施例中，样本保持器610与底座602附接或接合。可以在底座602的制造或组装期间通过制造商附接或接合样本保持器610。在其它实施例中，例如在样本保持器610已经加载有含有生物物质的样本或溶液之后通过使用者将样本保持器610附接或接合到底座602上。替代地，在加载含有生物物质的样本或溶液之前将样本保持器610附接到底座上。在这些实施例中的任一者中，可以使用经配置以接收样本保持器610和/或底座602的加载机构或系统将样本引入到样本保持器610中。例如，可以使用比如第61/612,008号或第61/723,658号美国专利申请案中所揭示的加载机构来加载具有一或多个生物样本的样本保持器610。

参考图17和20，底座602可以包括内面622，所述内面含有多个凸台、突出部、压凹接合位点和/或支撑垫620(例如，在所图示实施例中的突出部620a和620b)，其经配置以将样本保持器610保持和/或定位在底座602和凹穴608内。突出部620可以配置有上文关于突出部182所论述的特征中的一或多者。例如，可以压凹接合一或多个突出部182使得来自所述突出部的材料变形或移动以将样本保持器610牢固地保持在底座602内。另外或替代地，可以使用粘合剂、环氧树脂或胶将样本保持器610胶合到一或多个突出部182上。在某些实施例中，结合玻璃或硅样本保持器610使用胶合以便避免对此类保持器材料造成的可能开裂或损坏，可能开裂或损坏可能因使用由突出部620产生的压接力或保持力而引起。

参考图20到22，底座602可以包括两组突出部602a和602b，每一组突出部具有与另一组不同的几何结构。在所图示的实施例中，突出部620b比突出部620a更长或从表面622伸出更多，其(例如)经配置使得当样本保持器610搁置或位于突出部620a的顶部上时样本保持器610的边中的一些或全部通过突出部620b的边来接合或保持。可以选择突出部620a的高度以将样本保持器610保持或维持在底座602的底部内面622上方的预定高度处。另外，可以选择突出部620a的高度以及样本板210的厚度以将样本保持器610保持或维持在盖子604的上部内面下方的预定距离处可以选择因此在样本保持器610与底座602之间以及在样本保持器610与盖子604之间产生的间隙，以提供样本保持器610和/或保持在其中的溶液或样本的预定热绝缘和/或热均匀性。

突出部620a中的每一者可以定位在样本保持器610的边中的一些或全部的中心处或靠近所述中心。突出部620b中的每一者可以定位在样本保持器610的转角中的一些或全部处或靠近所述转角。替代地，两个或更多个突出部620a可以沿着样本保持器610的一或多个边定位，(例如)以提供对样本保持器610的额外的支撑、沿着样本保持器610的减少的热不均匀性，和/或样本保持器610的减少的变形。

在所图示的实施例中，突出部620a的形状经配置以允许充分足够的区域来将一滴胶或粘合剂放置在顶部表面上，同时维持在样本保持器610与突出部620a之间的相对较小接触面积，由此减小在样本保持器610与底座602之间因在其间的物理接触而导致的热传递。另外，突出部620a的形状可经配置以减少样本保持器610上被突出部620a接触的区域或活性区域的量，这可能另外不利地减少样本保持器610的活性区域的大小和/或样本保持器610上可用以保持样本的反应位点的数目。

粘合剂或胶可以涂覆到突出部620a或突出部620b中的一些或全部上，或突出部620a和620b中的一些或全部的组合上。另外或替代地，突出部620b中的一或多者可以被卷曲、变形、弯曲或移动以便向样本保持器610的一或多个边施加保持力。

再次参考图17和20，底座602可经配置以接收密封件612，所述密封件例如呈垫片或粘合剂形式，其经配置以密封凹穴608。在某些实施例中，密封件612提供对凹穴608的不透流体的密封(例如，气密或液密密封)。例如，密封件612可经配置以提供不透流体的密封，使得凹穴608内的液体(例如Fluorinert)不会在使用期间(例如，样本在PCR实验或处理中在样品保持器610中的热循环期间)渗漏出。在所图示的实施例中，底座602包括经配置以接收密封件612的面624。如图22中所示，面624可以包含经配置以容纳密封件612的插入凹槽或通道624a。

参考图17到19，盖子604包括内面(在图式中不可见)，其经配置以接合底座602的面624或与所述面连接。为了帮助在底座602与盖子604之间提供密封，箱体600进一步包括夹钳机构625。在所图示的实施例中，闩扣或夹钳机构625包括设置在盖子604上的多个夹钳或夹片626，以及经配置以接收夹片626以便产生在配合部分之间的密封的多个相对应的凹痕或凹槽628。多个夹片626和凹痕628可以沿着底座602和盖子604的两个或更多个边设置。在所图示的实施例中，多个夹片626和凹痕628可以沿着底座602和盖子604的全部四个边设置。在某些实施例中，盖子604包括一或多个夹片626并且底座602包括一个以上相对应的凹痕628。在某些实施例中，箱体600和/或夹钳机构625经配置以提供盖子604到底座602的永久的或固定的连接，以便使包含于样本保持器610中的样本与周围环境隔开，(例如)从而减少或消除因PCR或类似扩增过程而产生的高拷贝DNA扩增子向周围实验室环境中的释放，由此减少了对扩增的靶或污染物的环境暴露或将所述环境暴露减到最少。

参考图19，盖子604包括外围部分630、中心部分632以及围绕外围部分630的边设置的多个夹片626。盖子604可以进一步包括标识区域634，其经配置以接收含有字母数字字符、条形码、QR码(快速响应码)或其它类型的标记或记号的单独的标识。替代地，标识区域634经配置以直接接收字母数字字符、条形码、QR码,或其它类型的标记或记号。另外或替代地，标识区域634可以包括RFID标签、全息标签、衍射光栅,或其它在表面、体积或标签上或在其中的用于记录信息的方式。包含在标识区域634中的信息可以包含但不限于箱体600相关的信息(例如仪器相容性、几何大小或配置、材料特性等)、样本保持器610相关的信息(例如反应位点的大小、密度、几何配置、材料特性等)、包含于样本保持器610中的样本和/或反应剂相关的信息等。

中心部分632可以是清晰的或透明的以便提供对样本保持器610的光学进入。中心部分632的内面和外面可以具有光学质量的光洁度(平坦度和表面粗糙度)，以便提供样本保持器610和/或包含于其中的样本的小像差图像。外围部分630也可以是透明的或半透明的；然而，外围部分630的内表面和/或外表面的光学质量可以低于中心部分632的光学质量。外围部分630可以在其区域的全部或一部分上包括磨砂的、半透明的或不透明的材料或表面，而不是透明的材料或表面。

在某些实施例中，中心部分632是可以任选地由与外围部分630不同的材料制成的单独的窗或部分。在此类实施例中，外围部分配置有配合孔口，其经配置以接收窗632。外围部分可以包含围绕一或多个边设置且经配置以提供用于接收窗632的嵌体的凸架或梯级。可以将胶、粘合剂和/或密封剂涂覆到窗632与盖子604的外围部分630之间的配合表面上，(例如)以密封凹穴608和样本保持器610或使所述凹穴和样本保持器与外部环境隔开。

在其它实施例中，中心部分632以及外围部分630可以具有整体构造和/或可以包括单个材料。在此类实施例中，中心部分632可以经过模制、机械加工、抛光，或以与外围部分630不同的方式或途径进行其它处理。例如，外围部分630以及中心部分632可以由共模铸成，其中模具表面在对应于盖子604的中心部分632的模具区中具有与在对应于盖子604的外围部分630的模具区中不同的纹理、结构或粗糙度。替代地，部分630、632在模制之后可以具有共同的表面结构，但随后经过机械加工或处理(例如，抛光或化学处理)以提供在中心部分632与外围部分630之间的不同的表面特性。例如，中心部分632可以在模制和/或机械加工之后进行抛光以提供具有相对低光学像差的光学质量的窗，而外围部分630则根本不进行处理。在其它实施例中，外围部分630在模制或机械加工之后还进行抛光，但是以引起比中心部分632更低质量或更粗糙表面的方式来进行。替代地，外围部分630在模制或机械加工之后进行处理以提供半透明的、不透明的或粗糙化的表面，这可以用来提供与中心部分632不同的特性。例如，外围部分630可以经过粗糙化以散射光和/或以提供在与粘合剂、密封件或垫片612接触时更好地粘合或密封的表面。在其它实施例中，外围部分630继续为不透明的和/或例如通过涂覆或涂刷外围部分630的一或多个表面，或通过在外围部分630的全部或部分上诱发化学反应(例如，交联聚合反应)而提供其它有利的特性。

在某些实施例中，样本保持器610包括板，所述板包括多个通孔，其类似或相当于样本保持器102。样本保持器610可以包括衬底，衬底具有在样本保持器610的相对表面之间的300微米或约300微米的厚度，其中每一通孔可以具有为1纳升、33纳升的体积或约1纳升、约33纳升的体积或1.3纳升与33纳升之间的某个体积。替代地，例如通过减小通孔的直径和/或样本保持器610衬底的厚度，每一通孔的体积可以小于或等于1纳升。例如，每一通孔可以具有小于或等于1纳升、小于或等于100微微升、小于或等于30微微升，或小于或等于10微微升的体积。在其它实施例中，通孔的一些或全部的体积在1纳升到20纳升的范围内。在某些实施例中，样本保持器610包括类似于或相当于在2012年11月7日提交的第61/612,087号共同待决的美国专利申请案(代理人案号LT00655 PRO)或美国专利申请案(代理人案号LT00655 PRO 2)中所描述的衬底的衬底，所述申请案两者以全文引用的方式并入本文中。例如，通孔154可以具有六边形形状或以六边形图案布置。

在附接底座602之前可以使样本保持器610填充或加载包含生物样本的样本流体。替代地，可以在样本保持器610已经附接到底座602上和/或与所述底座整合的情况下使样本保持器610填充或加载包含生物样本的样本流体。在此类实施例中，可以使用类似或相当于第61/612,008号或第61/723,658号美国专利申请案中所揭示的加载器的加载器，所述申请案两者以全文引用的方式并入本文中。

在将盖子604附接到底座602上之前，可以使凹穴608充满或部分地充满流体，例如Fluorinert^TM或其它合适的液体。盖子604的内表面(在图式中不可见)可以包含适合于在使用期间处置或管理由包含于凹穴608中的液体形成的气泡分布的表面结构。例如，盖子604的内表面可以包含类似或相当于上文关于图11A到11D所论述的盖子170的表面结构的表面结构。

参考图23到25，在某些实施例中，罩壳、外壳或箱体700包括底座702以及经配置以密封方式接合底座702的盖子或盖704。适当时，箱体700以及其元件可以结合上文关于箱体600所论述的特征、实施例、尺寸和/或功能，且反之亦然。

底座702和盖子704可以接合在一起以形成凹穴或腔室708，所述凹穴或腔室可以接收或容纳样本保持器、衬底、平面构件或板710。样本保持器710可以是底座702的一部分，或可以与底座702分离和/或不同并且经配置以通过底座702安装或保持。箱体700可以进一步包括设置在底座702与盖子704之间的粘合剂、密封件或垫片712，(例如)以密封凹穴708和样本保持器710或使所述凹穴和样本保持器与外部环境隔开。

样本保持器710可以如上文关于样本保持器610所论述的构造、加载并且附接或接合到底座702。在某些实施例中，样本保持器710包括板，所述板包括多个通孔并且包含上文所论述的样本保持器102、610的一或多个特征或实施例。在附接底座702之前可以使样本保持器710填充或加载包含生物样本的样本流体。替代地，可以在样本保持器710已经附接到底座702上和/或与所述底座整合的情况下使样本保持器710填充或加载包含生物样本的样本流体。在此类实施例中，可以使用类似或相当于第61/612,008号或第61/723,758号美国专利申请案中所揭示的加载器的加载器，所述申请案两者以全文引用的方式并入本文中。

参考图26和27，底座702可以包括多个凸台、突出部、压凹接合位点和/或支撑垫720，其经配置以将样本保持器710保持和/或定位在底座702和凹穴708内。突出部720可以如或类似于突出部620来配置。底座702可经配置以接收密封件712，所述密封件例如呈垫片或粘合剂形式，其经配置以密封凹穴708。密封件712可以包含一或多种粘合材料，其经配置以将盖子704接合、密封和/或固定到底座702上。在某些实施例中，一或多种粘合材料经配置以提供盖子704到底座702的永久的或固定的连接，以便使包含于样本保持器710中的样本与周围环境隔开，(例如)从而减少或消除因PCR或类似扩增过程而产生的高拷贝DNA扩增子向周围实验室环境中的释放，由此减少了对污染物的环境暴露或将所述环境暴露减到最少。

在某些实施例中，密封件712提供对凹穴708的不透流体的密封(例如，气密或液密密封)。例如，密封件712可经配置以提供不透流体的密封，使得凹穴708内的液体(例如Fluorinert^TM)不会在使用期间(例如，样本在PCR实验或分析中在样品保持器710中的热循环期间)渗漏出。在所图示的实施例中，底座702包括经配置以接收密封件712的表面或面724。表面724可以是平坦的，如图26中所示。替代地，表面724可以包含经配置以容纳密封件712的插入凹槽或通道，例如，如图22中示出的用于底座602的凹槽624a所示。

再次参考图23和24，盖子704包括外围部分730、中心部分732以及标识区域734，所述标识区域经配置以接收含有字母数字字符、条形码、QR码(快速响应码)或其它类型的标记或记号的单独的标识。部分730、732以及标识734可以包含上文关于部分630、632以及标识634(其在上文关于盖子604所论述)所论述的各种方面以及实施例。另外参考图28到29，盖子704还包括内表面或面742以及外表面或面743。内表面742可经配置以接合底座702的表面724和/或密封件712或与其连接。内表面742可以包括底座或底板区域744以及伸出或突起部分748，所述伸出或突起部分从底座区域744偏移且当盖子704附接到底座702上时定位于靠近样本保持器710。可以选择在伸出部分748与样本保持器710之间的间隙以减少在样本保持器710上的对流和/或以减少在样本保持器710上的热不均匀性。外表面743包含台阶或参考区域743a，其可以是平坦的或近似平坦的。外表面743还可以包含当盖子704附接到底座702上时定位在样本保持器710上的中心区域743b。相对于参考区域743a，中心区域743b可以是凹痕式的或朝向内表面742偏移。替代地，区域743a以及743b可以形成连续的和/或平坦的表面(例如)以提供更大的刚性。

内表面742的底座区域744和/或外表面743的参考区域743a可以包含填充端口740，其经配置以用于将液体引入到在盖子704附接到底座702之后形成的凹穴708中。引入的流体可以用液体完全填充或部分地填充凹穴708，所述液体经配置以减少或防止(例如)在PCR分析或实验中的热循环期间样本从样本保持器710蒸发。填充端口740可以经配置使得在填充凹穴708期间形成的空气或气泡趋向于(例如)因浮力作用而远离伸出部分748、朝向底座区域744并且向外通过填充端口740转移。在将流体添加到凹穴708中之后，可以例如使用塞子密封填充端口740。在某些实施例中，塞子包括环氧树脂或可以在应用之后例如使用紫外辐射硬化的其它合适的材料。因此，填充端口740可以有利地定位在盖子704上，以便当箱体700水平地定向并且处于在实验或分析期间其所具有的相同定向上时促进凹穴708中的夹带气体或气泡的净化。

参考图30，箱体600、700可以结合光学阅读机800一起使用，所述光学阅读机可以相当于或类似于第61/659,029号美国专利申请案中所揭示的光学阅读机，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。光学阅读机800可以包括光源810、具有样本保持器610或710的箱体600或700、成像透镜812、传感器814以及光学器件，所述光学器件用于将光从光源810引导到样本保持器610、710上且用于将从包含于样本保持器610、710中的样本发射的光引导到传感器814。光学阅读机还可以包含热控制器以及用以操作阅读机和/或热控制器的一或多个处理器。

以上以如此完整、清晰、简明并且准确的术语展示了用于执行本发明所涵盖的最佳模式、以及制造并使用本发明的方式和过程的最佳模式的描述，从而使得所涉及的所属领域的技术人员能够制造并使用本发明。然而，本发明容许与上文所讨论的完全等效的修改和替代性构造。因此，并不意图将本发明限制于所揭示的具体实施例。相反，意图涵盖属于本发明的精神和范围内的所有修改和替代性构造，本发明的精神和范围通常由所附权利要求书表示，所附权利要求书特别指出并清楚要求本发明的标的物。

以下列出的共同未决的美国申请案就好像完全阐述一样在此以全文引用的方式并入本文中：

用于与本文档中所描述的各种实施例相关的方法的示例性系统包含在以下美国临时专利申请案中所描述的那些系统：

2012年3月16日提交的生命技术案卷号LT00655 PRO、第61/612,087号美国临时申请案；以及

2012年11月7日提交的生命技术案卷号LT00655 PRO 2、第61/723,759号美国临时申请案；以及

2012年3月16日提交的生命技术案卷号LT00656 PRO、第61/612,005号美国临时申请案；以及

2012年3月16日提交的生命技术案卷号LT00657 PRO、第61/612,008号美国临时申请案；以及

2012年11月7日提交的生命技术案卷号LT00657 PRO 2、第61/723,658号美国临时申请案；以及

2012年11月7日提交的生命技术案卷号LT00668 PRO、第61/723,738号美国临时申请案；以及

2012年6月13日提交的生命技术案卷号LT00699 PRO、第61/659,029号美国临时申请案；以及

2012年11月7日提交的生命技术案卷号LT00749 PRO、第61/723,710号美国临时申请案；以及

2013年3月7日提交的生命技术案卷号LT00749 PRO 2、第61/774,499号美国临时申请案；以及

2012年11月7日提交的生命技术案卷号LT00746 DES、第29/436,636号美国设计申请案；以及

2013年3月8日提交的生命技术案卷号LT00746 DES、第29/448,100号美国设计申请案。

所有这些申请案也以全文引用的方式并入本文中。

Claims (20)

1.一种用于容纳多个生物样本的箱体，所述箱体包括：

底座；

可附接到所述底座上的衬底，所述衬底包括沿着所述衬底的第一表面设置的多个反应区，所述反应区经配置以接收一或多个生物样本；以及

盖子，所述盖子包括：面向下的表面，所述盖子经配置以附接到所述底座上使得所述底座与盖子一起提供容纳所述衬底的凹穴，所述盖子在使用期间经配置使得所述盖子的所述面向下的表面平行于或大致平行于所述衬底的所述第一表面；

沿着所述盖子的内表面设置的填充端口，所述填充端口经配置以用于在所述盖子附接到所述底座上时至少部分地填充所述凹穴。

2.根据权利要求1所述的箱体，其中所述面向下的表面包含中心区域以及围绕所述中心区域设置的凹进区域，所述中心区域经配置以覆盖所述反应区，所述凹进区域在垂直于所述面向下的表面的方向上从所述中心区域偏移。

3.根据权利要求2所述的箱体，其中所述中心区域是透明的以提供对所述多个反应区的光学进入。

4.根据权利要求1所述的箱体，其中所述衬底包括与所述第一表面相对的第二表面，并且所述多个反应区包括设置在所述第一表面与所述第二表面之间的多个通孔，所述通孔经配置以接收一或多个生物样本。

5.根据权利要求1所述的箱体，其进一步包括流体，其中所述盖子附接到所述底座上并且所述流体与所述第一表面、所述第二表面以及所述盖子的面向下的表面接触。

6.根据权利要求2所述的箱体，其中所述凹进区域经配置以接收来自所述中心区域的在所述盖子附接到所述底座上时通过所述凹穴中的流体释放的气体。

7.根据权利要求1所述的箱体，其中所述底座包括靠近所述底座的面向上的表面的外围设置的多个支撑垫，其中支撑垫将所述衬底维持在所述底座的所述面向上的表面上方。

8.根据权利要求7所述的箱体，其中所述衬底通过在所述衬底与所述支撑垫中的一或多者之间的接触力来维持。

9.根据权利要求7所述的箱体，其中支撑垫包括第一组支撑垫以及不同于所述第一组支撑垫的第二组支撑垫，其中所述衬底通过在所述衬底与所述第一组支撑垫之间的接触力来保持，并且在所述衬底与所述面向上的表面之间的间隔通过所述第二组支撑垫来维持。

10.根据权利要求6所述的箱体，其中所述所接收的气体包括多个气泡。

11.根据权利要求1所述的箱体，其中大致平行意味着所述盖子的面向下的表面平行于所述衬底的所述第一表面，偏差在3度范围内。

12.根据权利要求1所述的箱体，其进一步包括位于所述底座的面向上的表面上的多个突出部，其中所述衬底通过在所述突出部中的至少一些与所述衬底之间的物理接触而附接到所述底座上。

13.根据权利要求12所述的箱体，其中所述多个突出部包括第一组突出部以及第二组突出部，所述衬底的表面设置在所述第一组突出部的每一突出部的顶部表面上，所述衬底设置在所述第二组突出部的至少两个突出部之间。

14.根据权利要求13所述的箱体，其中所述第一组突出部从所述底座的所述面向上的表面伸出第一距离，并且所述第二组突出部从所述底座的所述面向上的表面伸出第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。

15.一种用于容纳多个生物样本的箱体，所述箱体包括：

底座；

可附接到所述底座上的衬底，所述衬底包括沿着所述衬底的第一表面设置的多个反应区，所述反应区经配置以接收一或多个生物样本；以及

盖子，所述盖子包括：面向下的表面，所述盖子经配置以附接到所述底座上使得所述底座与盖子一起提供容纳所述衬底的凹穴，所述盖子在使用期间经配置使得所述盖子的所述面向下的表面平行于或大致平行于所述衬底的所述第一表面；

位于所述底座的面向上的表面上的多个突出部，其中所述衬底通过在所述突出部中的至少一些与所述衬底之间的物理接触而附接到所述底座上。

16.根据权利要求15所述的箱体，其中所述多个突出部包括第一组突出部以及第二组突出部，所述衬底的表面设置在所述第一组突出部的每一突出部的顶部表面上，所述衬底设置在所述第二组突出部的至少两个突出部之间。

17.根据权利要求16所述的箱体，其中所述第一组突出部从所述底座的所述面向上的表面伸出第一距离，并且所述第二组突出部从所述底座的所述面向上的表面伸出第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。

18.一种方法，其包括：

提供用于容纳多个生物样本的箱体的组件，所述箱体包括：

底座；

衬底，所述衬底包括沿着第一表面设置的多个反应区；以及

盖子，所述盖子包括面向下的表面以及沿着内表面设置的填充端口；

用一或多个生物样本加载所述反应区中的至少一些；

在加载之后，将所述盖子附接到所述底座上以形成容纳所述衬底的凹穴，使得所述盖子的所述面向下的表面平行于或大致平行于所述衬底的所述第一表面；

用流体至少部分地填充所述凹穴使得所述流体覆盖所述衬底的所述第一表面。

19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括将所述衬底附接到所述底座上，使得在所述衬底的面向下的表面与所述底座的面向上的表面之间存在间隙。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述底座的所述面向上的表面包括位于所述底座的面向上的表面上的多个突出部，其中所述衬底通过在所述突出部中的至少一些与所述衬底之间的物理接触而附接到所述底座上。