CN106459871A - 热循环仪盖子配置及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于热循环仪的盖子配置及其用途。核酸扩增设备可包括可以能够在打开与关闭配置之间移动的盖子组装件。所述盖子组装件可以包括其中的加热器。所述盖子中的加热器可具有可以能够适应样品容器的不同配置的可调节配置。任选地，所述加热器可以是当盖子打开时在热循环仪的外壳内可缩回的。
Description
交叉引用
本申请要求2014年5月21日提交的PCT/CN2014/078026的优先权。该申请的公开内容通过引用而全文并入于此。
背景技术
核酸扩增方法允许对来自诸如生物样品等复杂混合物的感兴趣的核酸进行选定的扩增和鉴别。感兴趣的核酸可以经由本领域已知的扩增方法进行扩增，诸如包括聚合酶链反应(PCR)的基于热循环的方法。在对感兴趣的核酸的扩增期间或之后，可以检测扩增的产物，并由终端用户解读检测结果。
可为可以能够进行核酸扩增的热循环设备提供盖子。所述盖子可用于将样品包含在该热循环设备内。
发明内容
存在对于热循环仪的改进的盖子配置的需要。改进的盖子配置可以有助于样品在热循环仪内迅速且有效的热循环。例如，所述盖子可以包括加热的部分，该加热的部分可接触容纳样品的样品容器和帮助控制所述样品的温度和/或允许检测所述容器内的样品。所述盖子可具有可适应具有不同形状或尺寸的不同样品容器的特征。所述盖子还可以允许用户打开盖子并添加或取出样品，同时降低用户接触所述加热的部分的风险。这些特征可以极大地提高在不同设置下进行热循环的能力，并使得热循环仪的装载和卸载简化。
本发明的方面涉及用于处理设备内的样品的装置，所述装置包括：盖子，其被配置为当所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动时围绕至少一个旋转轴旋转；以及加热器，其被配置为当所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动时该加热器沿着平面平移而不旋转，其中所述平移由所述盖子的旋转驱动，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器覆盖所述样品，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于打开位置时该加热器不覆盖所述样品。
在一些实施方式中，所述设备是热循环仪。所述热循环仪可用于进行实时核酸扩增，并且所述热循环仪包括被配置为在核酸扩增正在进行的同时检测来自样品的信号的检测器，其中所述信号与样品中存在的扩增的核酸的量相关。
所述样品可以包含在样品容器内。所述样品容器可以具有容器顶部。所述加热器可以被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器接触样品容器的容器顶部。
所述平移可以由盖子的旋转机械地驱动。所述盖子可以与沿着轨道放置的滑块销耦合，其中所述盖子的移动导致所述滑块销沿着所述轨道滑动。所述盖子可经由刚性连接件与所述滑块销耦合，所述刚性连接件能够相对于所述滑块销围绕轴进行枢转。所述刚性连接件可以能够相对于所述盖子围绕轴进行枢转。所述加热器可以与滑块销耦合并被配置为与所述滑块销一起滑动。
在一些实施方式中，所述装置可进一步包括与所述加热器连接的钢丝，其中所述加热器的所述平移导致钢丝改变长度。所述装置可进一步包括所述钢丝的导块。所述钢丝可以被配置为当所述盖子处于关闭位置时该钢丝弯曲。
本发明的另外的方面可以涉及用于进行核酸扩增的热循环仪，所述热循环仪包括：如前所述的装置；以及被配置用于生成针对所述加热器的指令以控制所述加热器的温度的处理器。
所述热循环仪可进一步包括被配置用于封装所述样品和所述处理器的外壳。所述盖子可以构成所述外壳的一部分。当所述盖子处于打开位置时，所述加热器可以在所述外壳内。
本发明的方面可以涉及用于控制样品访问(access)的方法，所述方法包括：提供具有如前所述的装置的设备；以及接收输入以使所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动。可以通过用户按压所述设备上的按钮手动接收所述输入。
可以根据本发明的另外的方面提供用于处理设备内的样品的装置。所述装置可以包括：盖子，其被配置为在打开位置与关闭位置之间移动；以及加热器，其被配置为可与盖子分离并且当所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动时该加热器沿着不同于盖子的路径移动，其中所述加热器的移动由所述盖子的移动机械地驱动，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器覆盖所述样品，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于打开位置时该加热器不覆盖所述样品。
在一些实施方式中，所述设备可以是热循环仪。所述热循环仪可用于进行实时核酸扩增，并且所述热循环仪包括被配置为在核酸扩增正在进行的同时检测来自样品的信号的检测器，其中所述信号与样品中存在的扩增的核酸的量相关。
所述样品可以包含在样品容器内。所述样品容器可以具有容器顶部。所述加热器可以被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器接触样品容器的容器顶部。
所述盖子可以与沿着轨道放置的滑块销耦合，其中所述盖子的移动导致所述滑块销沿着轨道滑动。所述盖子可经由刚性连接件与滑块销耦合，所述刚性连接件能够相对于所述滑块销围绕轴进行枢转。所述刚性连接件可以能够相对于所述盖子围绕轴进行枢转。所述加热器可以与滑块销耦合并被配置为与所述滑块销一起滑动。
所述装置可进一步包括与所述加热器连接的钢丝，其中所述加热器的移动导致所述钢丝改变长度。所述装置可进一步包括所述钢丝的导块。所述钢丝可以被配置为当所述盖子处于关闭位置时该钢丝弯曲。
本发明的其他方面可以涉及用于进行核酸扩增的热循环仪，所述热循环仪包括：如前所述的装置；以及被配置用于生成针对所述加热器的指令以控制所述加热器的温度的处理器。
所述热循环仪可进一步包括被配置用于封装所述样品和所述处理器的外壳。所述盖子可以构成所述外壳的一部分。当所述盖子处于打开位置时，所述加热器可以在外壳内。
此外，本发明的方面可以包括用于控制样品访问的方法，所述方法包括：提供具有如前所述的装置的设备；以及接收输入以使所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动。可以通过用户按压所述设备上的按钮手动接收所述输入。
根据本发明的其他方面，可以提供用于处理设备内的样品的装置。所述装置可以包括：盖子，其被配置为在打开位置与关闭位置之间移动；以及加热器，其被配置为当所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动时该加热器移动，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器(1)覆盖所述样品并且(2)经由力诱导组件接触所述盖子，所述力诱导组件朝着所述样品对所述加热器施加力，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于打开位置时该加热器(1)不覆盖所述样品并且(2)不经由所述力诱导组件接触所述盖子。
所述加热器可以被配置为沿着不同于所述盖子的路径移动。所述加热器的移动可由所述盖子的移动机械地驱动。所述力诱导组件可以是弹簧。所述弹簧可以是板弹簧。
所述加热器可以被配置为沿着与所述盖子在打开位置与关闭位置之间的路径不同的路径移动。
在一些实施方式中，所述设备可以是热循环仪。所述热循环仪可用于进行实时核酸扩增，并且所述热循环仪包括被配置为在核酸扩增正在进行的同时检测来自样品的信号的检测器，其中所述信号与样品中存在的扩增的核酸的量相关。
所述样品可以包含在样品容器内。所述样品容器可以具有容器顶部。所述加热器可以被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器接触样品容器的容器顶部。
本发明的方面可进一步涉及用于进行核酸扩增的热循环仪，所述热循环仪包括：如前所述的装置；以及被配置用于生成针对所述加热器的指令以控制所述加热器的温度的处理器。
所述热循环仪可进一步包括被配置用于封装所述样品和所述处理器的外壳。所述盖子可以构成所述外壳的一部分。当所述盖子处于打开位置时，所述加热器可以在外壳内。
本发明的另外的方面可以涉及用于控制样品访问的方法，所述方法包括：提供具有如前所述的装置的设备；以及接收输入以使所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动。可以通过用户按压所述设备上的按钮手动接收所述输入。
本发明的一个方面可以涉及用于在样品中进行核酸扩增的热循环仪，所述热循环仪包括：被配置为支撑其中含有样品的一个或多个样品容器的样品固定器(holder)；以及被配置为在打开位置与关闭位置之间移动的盖子，其中所述盖子包括与力诱导组件耦合的加热器，所述力诱导组件在所述盖子处于关闭位置时，在所述一个或多个样品容器的高度处于15mm与22mm之间时，使所述加热器接触所述一个或多个样品容器并对所述一个或多个样品容器施加力。
所述加热器可以被配置为当所述样品容器为具有平顶帽的0.2mL管时以及当所述样品容器为具有圆顶帽的0.2mL管时，该加热器接触所述一个或多个样品容器并对所述一个或多个样品容器施加力。所述加热器可以能够相对于所述盖子的外表面移动，其中所述移动的范围为至少4mm。所述加热器可以被配置为在移动过程中保持相对于盖子的外表面平行。
所述热循环仪可进一步包括被配置用于生成针对加热器的指令以控制所述加热器的温度的处理器。
在一些实施方式中，所述力诱导组件可以是一个或多个螺旋弹簧。所述力诱导组件可以是一个或多个板弹簧。
所述热循环仪可用于进行实时核酸扩增和监测，并且所述热循环仪进一步包括被配置为在核酸扩增正在进行的同时检测来自样品的信号的检测器。
所述热循环仪可进一步包括开关，其中机械地滑动该开关可以导致盖子从关闭位置移动至打开位置。所述盖子可以通过围绕轴旋转从关闭位置移动至打开位置。所述盖子可以在扭力弹簧的辅助下围绕所述轴旋转，所述扭力弹簧对所述盖子施加力以朝着打开位置移动。使所述盖子从打开位置移动至关闭位置可以导致所述盖子在没有进一步手动干预的情况下保持关闭。所述开关可以与卡箍(buckle)耦合，所述卡箍被配置为在盖子的一部分上滑动以使盖子保持关闭以及远离盖子的所述部分滑动以使盖子打开。所述卡箍可以与弹簧耦合，所述弹簧诱导对卡箍的力以使卡箍保持在盖子的所述部分上，直到用户滑动所述开关以克服所述弹簧施加的力。
当结合以下描述和附图考虑时，将会进一步地理解和明白本发明的其他目的和优点。尽管以下描述可包含描述本发明的特定实施方式的具体细节，但不应将其解释为对本发明范围的限制，而是应当解释为优选实施方式的范例。对于本发明的每个方面，如本文所建议的、本领域普通技术人员所知的许多更改都是有可能的。可以在本发明的范围内作出多种改变和修改而不偏离其精神。
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并入本文，其程度如同具体地且单独地指明每个单独的出版物、专利或专利申请均通过引用而并入。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求书中具体阐述。通过参考以下对其中利用到本发明原理的说明性实施方式加以阐述的详述和附图，将会获得对本发明的特征和优点的更好的理解，在附图中：
图1A示出了根据本发明的实施方式，用于进行核酸扩增反应的设备的示例。
图1B示出了根据本发明的实施方式，用于进行核酸扩增反应的设备的另一示例。
图2示出了可以在由根据本发明实施方式的设备所支持的样品容器内提供的样品。
图3示出了根据本发明实施方式的热循环的示例。
图4示出了根据本发明实施方式的设备和显示器的示例。
图5示出了根据本发明的实施方式，向包括储能装置的设备提供功率的示例。
图6示出了根据本发明的实施方式，用于进行核酸扩增反应的设备的示例。
图7示出了根据本发明实施方式的设备的盖子配置的示例。
图8示出了根据本发明实施方式的设备的盖子配置的另一个示例。
图9示出了用于根据本发明实施方式的设备的盖子和仪表板的外视图。
图10提供了根据本发明实施方式的设备的盖子配置的另一视图。
图11示出了根据本发明的实施方式处于打开位置的盖子的视图。
图12示出了根据本发明的实施方式处于打开位置的盖子的另一视图。
图13示出了根据本发明的实施方式的盖子释放机构的近视图。
图14示出了根据本发明的实施方式具有可调节部分的盖子配置的横断面视图。
图15示出了根据本发明的实施方式具有可调节部分的盖子配置的横断面视图。
图16示出了根据本发明的实施方式具有盖子的设备的多个视图。
图17示出了根据本发明的实施方式，其中盖子处于部分打开位置的设备的视图。
图18示出了根据本发明的实施方式，盖子处于打开位置的设备的视图。
图19示出了根据本发明的实施方式，盖子正在关闭的设备的视图。
图20示出了根据本发明的实施方式具有可缩回部分且盖子处于打开位置的设备。
图21示出了根据本发明的实施方式处于部分打开位置的盖子装置。
图22示出了根据本发明的实施方式处于打开位置的盖子装置。
图23示出了根据本发明的实施方式处于关闭位置的盖子装置。
图24示出了根据本发明实施方式的盖子装置的锁紧机构。
图25示出了根据本发明的实施方式，其中锁紧机构已被释放的盖子装置。
图26示出了根据本发明的实施方式正在打开的盖子装置。
图27示出了根据本发明的实施方式正在关闭的盖子装置。
图28示出了根据本发明的实施方式正在打开的盖子装置的另一视图。
图29示出了根据本发明的实施方式处于打开位置的盖子装置的另一视图。
图30示出了根据本发明的实施方式正在关闭的盖子装置的另一视图。
图31示出了根据本发明的实施方式，用于进行核酸扩增的设备可能具有的尺寸的示例。
具体实施方式
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是通过示例的方式提供的。本领域技术人员现在将会想到众多变更、改变和替换，而不会偏离本发明。应当理解，在实施本发明时可以采用本文所述的本发明实施方式的各种替代方案。
本发明提供了用于热循环仪设备的盖子配置及其用途。本文所描述的本发明的各个方面可适用于下文阐述的任何特定应用，或者适用于任何其他类型的核酸扩增系统。本发明可以作为独立的系统或方法来应用，或者作为集成式样品处理系统的一部分来应用。应当明白，本发明的不同方面可以单独地、共同地或彼此组合地具现。
热循环仪可以在其中含有一个或多个样品。所述样品可以提供于可由热循环仪内的支撑元件支撑的样品容器内。该支撑元件可以是加热和/或冷却块。该支撑元件可以用于控制热循环仪内样品的温度。任选地，可以提供检测器来检测所述样品。该检测器可以检测来自样品的信号，如光信号。所述热循环仪可具有封装热循环仪的一个或多个元件的外壳。
所述热循环仪可具有盖子。该盖子可提供于热循环仪的外壳上。该盖子可以打开或关闭。当盖子打开时，样品容器可插入到热循环仪中或从热循环仪中取出。当盖子关闭时，对样品容器和/或支撑元件的访问可被盖子阻挡。该盖子可以包括加热元件。该盖子的加热元件可以被配置为当盖子关闭时该加热元件接触由支撑元件支撑的样品容器。该盖子的加热元件可以辅助样品容器内样品的温度控制。任选地，该加热元件还可以用于允许检测器检测样品容器内的样品。例如，该加热元件可以控制容器顶部的温度并防止容器顶部的冷凝或成雾。这可以为检测器提供容器内样品的更清楚的探察(view)。
所述盖子可具有可允许热循环仪适应不同配置的样品容器的可调节组件。例如，该盖子可具有可允许圆顶和平顶的样品容器容纳在热循环仪内的加热可调节组件。该加热可调节组件可以接触不同类型的样品容器的顶部，并且可以能够针对样品容器的顶部的不同高度进行调节。这可有利地允许同一热循环仪适应不同的样品固定器。这种盖子配置可以为热循环仪的用户提供提高的灵活性。
所述盖子的加热部分可以随盖子移动。例如，如果盖子通过围绕轴进行枢转而打开和/或关闭，则加热部分可以随盖子移动。在另一个实施方式中，盖子的加热部分可以是与盖子的外表面可分离的。例如，如果盖子的外部通过围绕轴进行枢转而打开和关闭，则加热部分可以是可缩回的和/或在热循环仪外壳的一部分下方滑动。该加热部分可以能够在不旋转的情况下移动。该加热部分的运动可以由盖子的外部部分的移动来驱动。在一些实施方式中，该加热部分可以以当盖子打开时可阻止用户接触该加热部分的方式移动。这可以有利地降低用户烧伤或损伤的风险。
图1A示出了根据本发明的实施方式，用于进行核酸扩增反应的设备的示例。用于进行核酸扩增的设备100可以包括热循环仪110和任选的检测器120。热循环仪可被配置用于接受样品130。
热循环仪110可以能够接收样品130，样品130可以包含靶核酸。样品还可以包含检测扩增的靶核酸的试剂(例如，可检测的核酸结合剂)。样品还可以包含用于进行核酸扩增的其他试剂。根据要扩增的靶核酸的性质，其他试剂可以包括用于进行逆转录酶耦合的PCT的逆转录酶、dNTP、Mg2+离子。
样品130可以是生物样品。该生物样品可以取自受试者。例如，样品可以直接取自活的受试者。在一些实施方式中，生物样品可以包括呼出气、血液、尿液、排泄物、唾液、脑脊髓液和汗液。可以从受试者获得包含核酸的任何合适的生物样品。生物样品可以是固体物质(例如，生物组织)，或者可以是流体(例如，生物流体)。通常，生物流体可包括与活生物体相关的任何流体。生物样品的非限制性示例包括从受试者的任何解剖学位置(例如，组织、循环系统、骨髓)获得的血液(或血液的成分——例如，白细胞、红细胞、血小板)，从受试者的任何解剖学位置获得的细胞，皮肤、心脏、肺、肾、呼出气、骨髓、粪便、精液、阴道液、来源于肿瘤组织的组织液、乳腺、胰腺、脑脊液、组织、咽喉拭子、活检物、胎盘液、羊水、肝、肌肉、平滑肌、膀胱、胆囊、结肠、肠、脑、腔液、痰、脓、微生物群(micropiota)、胎粪、乳汁、前列腺、食道、甲状腺、血清、唾液、尿液、胃液和消化液、泪液、眼部液体、汗液、粘液、耳垢、油、腺体分泌物、脊髓液、毛发、指甲、皮肤细胞、血浆、鼻拭子或鼻咽洗液、脊髓液、脐带血、淋巴液(emphatic fluid)和/或其他排泄物或身体组织。
受试者可以是活的受试者或者死亡的受试者。受试者可以是人或动物。在一些情况下，受试者可以是哺乳动物。受试者的示例可以包括但不限于猿类、禽类、犬类、猫类、马类、牛类、羊类、猪类、海豚、啮齿类(例如，小鼠、大鼠)或昆虫。
可以通过本领域已知的任何手段从受试者获得生物样品。直接从受试者获得生物样品的手段的非限制性示例包括：访问循环系统(例如，经注射器或其他针而静脉内或动脉内进入)、收集分泌的生物样品(例如，粪便、尿液、痰、唾液等)、外科手术(例如，活检)、擦拭(例如，口腔拭子、口咽拭子)、移液和呼吸。而且，可以从受试者身上所需生物样品所处的任何解剖部位获得生物样品。
直接从受试者获得的生物样品通常可以指这样的生物样品：其从受试者获得后，除了用于从受试者收集生物样品以供进一步处理的任何手段之外未进行进一步处理。例如，通过以下步骤直接从受试者获得血液：访问受试者的循环系统，从受试者中取出血液(例如，通过针)，并使取出的血液进入贮器中。该贮器可包含试剂(例如，抗凝血剂)，以使得血液样品可用于进一步的分析。在另一示例中，可以使用拭子访问受试者的口咽表面上的上皮细胞。在从受试者获得生物样品后，可使含有生物样品的拭子与流体(例如，缓冲液)接触，以从拭子上收集生物流体。或者，在生物样品被提供给设备之前，可以对其进行预处理。
在一些实施方式中，生物样品在提供于反应器皿中时尚未纯化。在一些实施方式中，当生物样品提供至反应器皿时，生物样品的核酸尚未提取。例如，当将生物样品提供至反应器皿时，生物样品中的RNA或DNA可能未从生物样品中提取。而且，在一些实施方式中，在将生物样品提供至反应器皿之前，存在于生物样品中的靶核酸(例如，靶RNA或靶DNA)可能未经浓缩。或者，在将样品提供给设备之前，可以进行对样品的稀释或浓缩。
样品130可以具有待扩增的靶核酸。可以对靶核酸进行扩增以生成扩增产物。靶核酸可以是靶RNA或靶DNA。在靶核酸为靶RNA的情况下，靶RNA可以是任何类型的RNA。在一些实施方式中，靶RNA是病毒RNA。在一些实施方式中，病毒RNA可能对受试者有致病性。致病性病毒RNA的非限制性示例包括人类免疫缺陷病毒I(HIV I)、人类免疫缺陷病毒II(HIV II)、正粘病毒、流感病毒(例如，H1N1、H3N2、H5N1)、肝炎病毒(hepevirus)、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、庚型肝炎病毒、EB病毒(Epstein-Barr virus)、单核细胞增多症病毒、巨细胞病毒、SARS病毒、西尼罗热病毒、脊髓灰质炎病毒和麻疹病毒。
在靶核酸为靶DNA的情况下，靶DNA可以是任何类型的DNA。在一些实施方式中，靶DNA是病毒DNA。在一些实施方式中，病毒DNA可能对受试者有致病性。DNA病毒的非限制性示例包括单纯疱疹病毒、天花和水痘。在一些情况下，靶DNA可以是细菌DNA。细菌DNA可以是来自对受试者有致病性的细菌，举例而言，诸如结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)——一种已知引起结核病的细菌。
样品130还可以包括检测扩增的靶核酸的试剂。该试剂可以是可产生可检测信号的报告剂，该信号的存在或不存在指示出扩增产物的存在。可检测信号的强度可以与扩增产物的量成比例。例如，可检测信号可以与扩增产物的量成线性正比、成指数比例、成反比，或者与之具有任何其他类型的比例关系。在一些情况下，当生成了与最初扩增的靶核酸不同类型的核酸的扩增产物时，可检测信号的强度可以与最初扩增的靶核酸的量成比例。例如，在经由平行的逆转录和对由逆转录获得的DNA的扩增来扩增靶RNA的情况下，这两种反应所必需的试剂还可以包括可产生可检测信号的报告剂，该信号指示出存在扩增的DNA产物和/或扩增的靶RNA。可检测信号的强度可以与扩增的DNA产物和/或扩增的原始靶RNA的量成比例。使用报告剂还支持实时扩增方法，包括用于DNA扩增的实时PCR。
报告剂可以通过共价或非共价手段与包括扩增产物在内的核酸相连接。非共价手段的非限制性示例包括离子相互作用、范德华力、疏水相互作用、氢键键合及其组合。在一些实施方式中，报告剂可与初始反应物结合，并且报告剂水平的变化可用于检测扩增产物。在一些实施方式中，报告剂可以仅在核酸扩增进行时是可检测的(或不可检测的)。在一些实施方式中，光学活性染料(例如，荧光染料)可用作报告剂。用于检测扩增的靶核酸的试剂可以是核酸结合染料。该染料可以是DNA-嵌入染料。染料的非限制性示例包括：Eva绿、SYBR绿、SYBR蓝、DAPI、普罗匹定碘、Hoeste、SYBR金色、溴化乙锭、吖啶、原黄素、吖啶橙、吖啶黄素、荧光香豆素(fluorcoumanin)、玫瑰树碱、道诺霉素、氯喹、偏端霉素D、色霉素、二胺乙基苯菲、光辉霉素、多吡啶钌(ruthenium polypyridyls)、氨茴霉素、菲啶和吖啶、溴化乙锭、碘化丙锭、碘化己锭(hexidium iodide)、二氢乙锭(dihydroethidium)、乙锭同二聚体-1和-2、单叠氮乙锭(ethidium monoazide)和ACMA、Hoechst 33258、Hoechst 33342、Hoechst34580、DAPI、吖啶橙、7-AAD、放线菌素D、LDS751、羟茋巴脒(hydroxystilbamidine)、SYTOX蓝、SYTOX绿、SYTOX橙、POPO-1、POPO-3、YOYO-1、YOYO-3、TOTO-1、TOTO-3、JOJO-1、LOLO-1、BOBO-1、BOBO-3、PO-PRO-1、PO-PRO-3、BO-PRO-1、BO-PRO-3、TO-PRO-1、TO-PRO-3、TO-PRO-5、JO-PRO-1、LO-PRO-1、YO-PRO-1、YO-PRO-3、PicoGreen、OliGreen、RiboGreen、SYBR金色、SYBR绿I、SYBR绿II、SYBR DX、SYTO-40、-41、-42、-43、-44、-45(蓝)、SYTO-13、-16、-24、-21、-23、-12、-11、-20、-22、-15、-14、-25(绿)、SYTO-81、-80、-82、-83、-84、-85(橙)、SYTO-64、-17、-59、-61、-62、-60、-63(红)、荧光素、异硫氰酸荧光素(FITC)、异硫氰酸四甲基罗丹明(TRITC)、罗丹明、四甲基罗丹明、R-藻红蛋白、Cy-2、Cy-3、Cy-3.5、Cy-5、Cy5.5、Cy-7、Texas红、Phar-红、别藻蓝蛋白(APC)、Sybr绿I、Sybr绿II、Sybr金色、CellTracker绿、Eva绿、7-AAD、乙锭同二聚体I、乙锭同二聚体II、乙锭同二聚体III、溴化乙锭、伞形酮、曙红、绿色荧光蛋白、赤藓红、香豆素、甲基香豆素、芘、孔雀绿、茋、萤光黄、级联蓝(cascade blue)、二氯三嗪胺荧光素、丹磺酰氯、荧光镧系金属络合物如包含铕和铽的荧光镧系金属络合物、羧基四氯荧光素、5-和/或6-羧基荧光素(FAM)、5-(或6-)碘代乙酰氨基荧光素、5-{[2(和3)-5-(乙酰巯基)-丁二酰]氨基}荧光素(SAMSA-荧光素)、丽丝胺罗丹明B磺酰氯、5和/或6羧基罗丹明(ROX)、7-氨基-甲基-香豆素、7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酸(AMCA)、BODIPY荧光团、8-甲氧基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐、3,6-二磺酸-4-氨基-萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白(phycobiliproteins)、AlexaFluor 350、405、430、488、532、546、555、568、594、610、633、635、647、660、680、700、750和790染料、DyLight 350、405、488、550、594、633、650、680、755和800染料或其他荧光团。
在一些情况下，报告剂可以是在与扩增产物杂交时可具有光学活性的序列特异性寡核苷酸探针。由于探针与扩增产物的序列特异性结合，寡核苷酸探针的使用可以提高检测的特异性和灵敏度。探针可以连接至本文所述的任何光学活性报告剂(例如，染料)，并且还可以包括能够阻断相关联的染料的光学活性的猝灭剂。可用作报告剂的探针的非限制性示例包括TaqMan探针、TaqMan Tamara探针、TaqMan MGB探针或Lion探针。
报告剂可以是RNA寡核苷酸探针，其可包含光学活性染料(例如，荧光染料)和相邻地位于探针上的猝灭剂。染料与猝灭剂的紧密靠近可阻断染料的光学活性。探针可与待扩增的靶序列结合。一旦在扩增期间DNA聚合酶的外切核酸酶活性使探针断裂，则猝灭剂与染料分离，而游离的染料重新获得其光学活性，该活性随后可被检测到。
任选地，报告剂可以是分子信标(molecular beacon)。分子信标可以包括，例如，在发夹构象的寡核苷酸的一端上连接的猝灭剂。在该寡核苷酸的另一端是光学活性染料，例如，荧光染料。在发夹构型中，光学活性染料和猝灭剂足够紧密地接近，使得猝灭剂能够阻断染料的光学活性。然而，一旦与扩增产物杂交，该寡核苷酸即呈线性构象并与该扩增产物上的靶序列杂交。寡核苷酸的线性化导致光学活性染料与猝灭剂的分离，从而使得光学活性恢复，并且可被检测到。分子信标对扩增产物上的靶序列的序列特异性可改善检测的特异性和灵敏度。
在一些实施方式中，报告剂可以是放射性物质。放射性物质的非限制性示例包括14C、123I、124I、125I、131I、Tc99m、35S或3H。
在一些实施方式中，报告剂可以是能够生成可检测信号的酶。可检测信号可通过酶对其底物，或在酶具有多个底物的情况下对特定底物的活性来产生。可用作报告剂的酶的非限制性示例包括碱性磷酸酶、辣根过氧化物酶、I2-半乳糖苷酶、碱性磷酸酶、β-乳半乳糖苷酶、乙酰胆碱酯酶和萤光素酶。
样品130可以与在设备内的核酸扩增所必需的试剂一同提供。在一些情况下，试剂可以包括以下各项中的一项或多项：(i)逆转录酶，(ii)DNA聚合酶，以及(iii)针对靶核酸的引物组(例如，RNA)。试剂的一些示例可以包括市售的预混合物(例如，Qiagen One-StepRT-PCR或One-Step RT-qPCR试剂盒)，该市售的预混合物包含逆转录酶(例如，Sensiscript和Omniscript转录酶)、DNA聚合酶(例如，HotStarTaq DNA聚合酶)和dNTP。
在一些情况下，样品130可以在诸如反应器皿等样品容器内提供。样品的任何成分，包括靶核酸、检测扩增的靶核酸的试剂和/或用于核酸扩增的试剂，均可在反应器皿内提供以获得反应混合物。可以使用任何合适的反应器皿。在一些实施方式中，反应器皿包括主体，该主体可以包括内表面、外表面、开口端和相对的封闭端。在一些实施方式中，反应器皿可以包括帽。所述帽可被配置为在其开口端与主体接触，使得当进行接触时该反应器皿的开口端封闭。在一些情况下，所述帽永久地与反应器皿相关联，使得其在打开和关闭配置下保持附接至反应器皿。在一些情况下，所述帽是可移除的，以便在反应器皿打开时，帽与反应器皿分离。在一些实施方式中，反应器皿可被密封，任选地被气密密封。反应器皿可以是不漏流体的。
反应器皿可具有不同的大小、形状、重量和配置。在一些示例中，反应器皿可以是圆形或椭圆形的管状。在一些实施方式中，反应器皿可以是矩形、正方形、菱形、圆形、椭圆形或三角形。反应器皿可以是规则形状或不规则形状。在一些实施方式中，反应器皿的封闭端可具有锥形、圆形或平坦的表面。例如，可以提供平坦的帽、圆形的帽或锥形的帽。所述帽可以是圆顶帽。帽表面可以是平坦的、光滑的、脊状的、带沟通槽的，或者可以包括隆起部、凸出部、孔、凹陷或任何其他类型的特征。反应器皿类型的非限制性示例包括管、孔、毛细管、筒、皿、离心管或移液管尖头。
可以为反应器皿提供任何尺寸。反应器皿可被配置用于容纳不超过0.1mL、0.2mL或0.5mL的样品。反应器皿可被配置用于容纳不超过约0.01mL、0.03mL、0.05mL、0.07mL、0.1mL、0.12mL、0.15mL、0.17mL、0.2mL、0.22mL、0.25mL、0.27mL、0.3mL、0.32mL、0.35mL、0.37mL、0.4mL、0.42mL、0.45mL、0.47mL、0.5mL、0.52mL、0.55mL、0.6mL、0.7mL、0.8mL、0.9mL、1mL、1.1mL、1.2mL、1.3mL、1.5mL、1.7mL、2mL、2.5mL、3mL、3.5mL、4mL、5mL、6mL或7mL。反应器皿可被配置用于容纳多于本文所述的任何值。反应器皿可以具有被配置用于容纳不超过处于本文所述的两个值之间的范围内的容积。
反应器皿可以小于或等于约15mm、15.2mm、15.8mm、20.8mm、21.4mm、21.5mm、21.6mm、21.7mm、21.8mm、12.9mm或22mm高。反应器皿可以具有小于或等于约1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、27mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm或70mm的高度。反应器皿可以具有大于本文所述的任何值的高度。反应器皿可以具有处于本文所述的任何两个值之间的范围内的高度。
反应器皿可以具有不超过0.001mm2、0.005mm2、0.01mm2、0.03mm2、0.05mm2、0.1mm2、0.12mm2、0.15mm2、0.2mm2、0.3mm2、0.4mm2、0.5mm2、0.6mm2、0.7mm2、0.8mm2、0.9mm2、1mm2、1.1mm2、1.2mm2、1.3mm2、1.5mm2、1.7mm2、2mm2、2.2mm2、2.5mm2、3mm2、3.5mm2、4mm2、4.5mm2、5mm2、6mm2、7mm2、8mm2、9mm2、10mm2、12mm2、15mm2、17mm2、20mm2、22mm2、25mm2、30mm2、35mm2、40mm2或50mm2的横截面积。反应器皿可以具有小于本文所述的任何值的横截面积。反应器皿可以具有处于本文所述的任何两个值之间的范围内的横截面积。
反应器皿可由任何合适的材料构造而成，这样的材料的非限制性示例包括玻璃、金属、塑料及其组合。反应器皿可以由可允许光信号从反应器皿内离开反应器皿的光学透明或半透明材料制成。反应器皿可以由可过滤或者可不过滤离开反应器皿的光信号的材料制成。在一些情况下，反应器皿可以由可允许检测器探察反应器皿的内部的透明材料形成。在一些情况下，可以对反应器皿的内部成像。或者，可以检测和测量离开反应器皿的光信号的量。在一些情况下，反应器皿的帽或顶部表面可以是不透明的、半透明的或透明的。反应器皿的帽或顶部表面可以是清透的(clear)。该器皿的帽和/或顶部表面可以允许光信号穿过顶部离开反应器皿。离开顶部的光信号可以被过滤或可以不被过滤。离开顶部的光信号可以平行、集中或分散或可以不平行、集中或分散。
热循环仪可以能够接收反应器皿。反应器皿可以可移除地提供至热循环仪。反应器皿可以插入于设备内或者从设备中取出。反应器皿可以放置在热循环仪的支撑组件上或者从该支撑组件取下。
在备选实施方式中，可以将样品直接加载到设备中，而无需单独的反应器皿。在一些情况下，反应器皿或贮器可以直接内置于设备中。
热循环仪110可以接受在其中具有样品的反应器皿，或者可以直接接收样品。热循环仪可以能够交替加热和冷却样品。可以提供多个加热和冷却循环。可以为各个加热和冷却循环提供任何温度曲线(temperature profile)。
热循环仪可以利用传导、对流和/或辐射来加热和/或冷却样品。在一个示例中，可以提供加热块，其可以直接接触样品，或者可以接触包含样品的样品容器。该加热块可以能够加热和/或冷却样品。在一些情况下，可以使用电力来电阻加热热循环仪的加热/冷却系统。可以使用其他技术，诸如感应加热，来控制热循环仪的加热/冷却系统。在一些情况下，可以使用珀尔贴设备(Peltier device)来加热或冷却热循环仪中的样品。
本领域已知的任何类型的核酸扩增反应均可用于扩增靶核酸并生成扩增产物。此外，核酸的扩增可以是线性的、指数式的或其组合。扩增可以是基于乳剂的或可以是非基于乳剂的。核酸扩增方法的非限制性示例包括逆转录、引物延伸、聚合酶链反应、连接酶链反应、解旋酶依赖的扩增、非对称扩增、滚环扩增和多重置换扩增(MDA)。在一些实施方式中，扩增产物可以是DNA。在对靶RNA进行扩增的情况下，可通过RNA的逆转录来获得DNA并且可利用随后的DNA扩增来生成扩增的DNA产物。扩增的DNA产物可以指示在生物样品中存在靶RNA。在对DNA进行扩增的情况下，可以使用本领域中已知的任何DNA扩增方法。DNA扩增方法的非限制性示例包括聚合酶链反应(PCR)、PCR的变型(例如，实时PCR、等位基因特异性PCR、装配PCR、非对称PCR、数字PCR、乳液PCR、拨出PCR(dial-out PCR)、解旋酶依赖的PCR、巢式PCR、热启动PCR、反向PCR、甲基化特异性PCR、微引物PCR(miniprimer PCR)、多重PCR、巢式PCR、重叠-延伸PCR、热非对称交错PCR(thermal asymmetric interlaced PCR)、递降PCR)以及连接酶链反应(LCR)。在一些情况下，DNA扩增是线性的。在一些情况下，DNA扩增是指数式的。在一些情况下，DNA扩增采用巢式PCR来实现，其可改善检测扩增的DNA产物的灵敏度。
在一些实现方式中，本文所述的核酸扩增反应可平行进行。平行的扩增反应可以是可在同一反应器皿内并且可同时发生的扩增反应。平行的核酸扩增反应可以如下进行：例如，在反应器皿中包括对于各个核酸扩增反应所必需的试剂以获得反应混合物，并且使该反应混合物经受对于各个核酸扩增反应所必需的条件。例如，逆转录扩增和DNA扩增可如下平行地进行：在反应器皿中提供对于这两种扩增方法所必需的试剂以形成并获得反应混合物，并使该反应混合物经受适于进行这两个扩增反应的条件。由RNA的逆转录生成的DNA可以平行地进行扩增以产生扩增的DNA产物。任何合适数目的核酸扩增反应可以平行地进行。在一些情况下，平行地进行至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个或更多个核酸扩增反应。
当核酸扩增反应正在发生时，时间可能流逝。设备100的检测器120可以能够在核酸扩增反应正在发生的时间期间检测信号。检测器可以能够在不将样品130从设备移除的情况下检测信号。
在各个方面，检测器120可以检测扩增产物(例如，扩增的DNA产物、扩增的RNA产物)。扩增产物(包括扩增的DNA)的检测可采用本领域已知的任何合适的检测方法来实现。所使用的检测方法的具体类型可取决于，例如，具体的扩增产物，用于扩增的反应器皿的类型，反应混合物中的其他试剂，反应混合物中是否包括报告剂，以及是否使用报告剂，所使用的报告剂的具体类型。检测方法的非限制性示例包括光学检测、光谱检测、静电检测、电化学检测等。光学检测方法包括但不限于荧光测定法和紫外-可见光吸收。光谱检测方法包括但不限于质谱法、核磁共振(NMR)波谱法和红外光谱法。静电检测方法包括但不限于基于凝胶的技术，例如，凝胶电泳。电化学检测方法包括但不限于在扩增产物的高效液相色谱分离后对扩增产物的电化学检测。
检测器120可以能够检测来自样品130的光信号。该光信号可以是来自样品的荧光信号或其他发光信号。该光信号可以由样品响应于向该样品提供的刺激光而生成。刺激光可以由光源提供。光源可以位于设备100内。在一些情况下，光可由样品吸收，并且样品可以发射光。所发射的光可以处于与发射的光相同或不同的波长。在一些情况下，光信号可以是来自光源的光的反射。或者，光可以照射穿过样品，而检测器可以能够检测穿过样品的光。
在一些实施方式中，可将关于扩增产物(例如，扩增的DNA产物)的存在和/或量的信息输出至接收者。可以通过本领域已知的任何合适的手段输出关于扩增产物的信息。可以在核酸扩增正在进行的同时实时地提供这类信息。在其他情况下，一旦核酸扩增已经完成，即可提供该信息。在一些情况下，一些数据可以实时提供，而其他信息可以在扩增完成时呈现。
在一些实施方式中，这类信息可以非书面地提供给接收者。在一些实施方式中，这类信息可在报告中提供。报告可包括任何数目的所需元素，该元素的非限制性示例包括关于受试者的信息(例如，性别、年龄、种族、健康状况等)、原始数据、经处理的数据(例如，图形显示(例如，图、图表、数据表、数据汇总)、确定的循环阈值、靶多核苷酸起始量的计算值)，关于是否存在靶核酸的结论，诊断信息，预后信息，疾病信息，等等，及其组合。该报告可作为打印的报告(例如，硬拷贝)提供，或者可作为电子报告提供。在一些实施方式(包括其中提供电子报告的情况)中，这类信息可经由诸如监视器或电视、可操作地与用于获得扩增产物的单元连接的屏、平板计算机屏、移动设备屏等电子显示器输出。打印的报告和电子报告均可分别存储于文件或数据库中，使得它们可被访问以供与以后的报告进行比较。
此外，可使用任何合适的通信媒介(包括，例如，网络连接、无线连接或因特网连接)将报告传送至本地或远程位置的接收者。在一些实施方式中，可将报告发送至接收者的设备，诸如个人计算机、电话、平板计算机或其他设备。该报告可在线查看、保存在接收者的设备上或打印。也可以通过其他任何合适的信息传送手段传送报告，该手段的非限制性示例包括邮寄硬拷贝报告以供接收和/或供接收者查看。
此外，可将这类信息输出至各种不同类型的接收者。这类接收者的非限制性示例包括从中获得生物样品的受试者、医师、治疗受试者的医师、临床试验的临床监视者、护士、研究人员、实验室技术员、制药公司的代表、医疗保健公司、生物技术公司、医院、人类援助组织、医疗保健管理者、电子系统(例如，存储例如受试者的医疗记录的一台或多台计算机和/或一台或多台计算机服务器)、公共卫生工作者、其他医务人员和其他医疗设施。
可包括热循环仪110和任选的检测器120的设备100可以包括外壳。该外壳可以部分地或完全地封装该设备的组件。该外壳可以横向包围该设备的组件和/或在顶部和底部包围该设备的组件。该外壳可以任选地是刚性结构。例如，该外壳可以将热循环仪包含于其中。任选地，检测器也可被包含在外壳内。在其他实现方式中，该检测器可位于该设备的外壳之外。该检测器可以是该设备的组成部分。或者，该检测器可以是可从该设备移除或分离的。
在样品130与检测器120之间可以提供光路140。来自样品的信号可以经由该光路到达检测器。来自样品的光信号可以穿越光路以到达检测器。该光路可以包括样品与检测器之间的直接视线。在一些情况下，可以在样品与检测器之间提供一个或多个光学元件。光学元件的示例可以包括透镜、反射镜、棱镜、漫射器、聚光器、滤光片、分色镜(dichroics)、光纤或任何其他类型的光学元件。光学元件可以内置于样品容器中，如样品容器的帽中。可替代地或除此之外，光学元件可以提供于所述设备中，并与样品容器隔开。光学元件可以提供于或可以不提供于所述设备的盖子或所述设备的其他部分中。
任选地，光路140可以整个地提供于设备100的外壳内。该外壳可以将光路与周围环境光学地隔离。例如，该外壳可以是不透光的，使得在外壳内可以不提供或几乎不提供可能干扰光路的干扰光信号。来自外壳之外的光可以不能够进入外壳的内部。这可以有利地减小由检测器120检测到的光信号的不准确性。
在核酸扩增正在发生的同时，可以保持光路140。检测器可以能够经由光路，在核酸扩增正在发生的同时连续地或定期地检测来自样品的信号。
在一些情况下，所述检测器可以是所述设备的一部分并且可用于实时检测来自样品的信号。实时PCR可以使用所述设备发生。
在其他情况下，不需要将检测器内置于热循环仪中。检测器可以在热循环仪的外部。在一些情况下，样品可以从热循环仪中取出并可经受检测。任选地，检测不在核酸扩增发生的同时发生。检测可以在核酸扩增和/或热循环结束之后发生。因此，由热循环仪进行的PCR不必是实时PCR。本文关于热循环仪机载(on-board)的检测器和实时PCR的任何示例也可以适用于非实时PCR，或者用于不是实时PCR的PCR的热循环仪。
图1B示出了根据本发明的实施方式，用于进行核酸扩增反应的设备的另一示例。设备100可以包括热循环仪110和任选的检测器120。热循环仪可以能够接收多个样品130a-d。在样品与检测器之间可以提供光路140a-140d。
在一些实施方式中，可以向热循环仪提供多个样品130a-d。热循环仪可以能够接收多个样品。热循环仪可以能够接收加载于其中的样品数目，或者可以能够接收多于加载于其中的样品。热循环仪可以具有能够接收样品的部位，并且所述部位可以被全部被填充或者可以不被全部填充。例如，热循环仪可以能够接收8个样品，但是可在其中加载400个或更少、300个或更少、200个或更少、100个或更少、75个或更少、50个或更少、25个或更少、20个或更少、15个或更少、12个或更少、10个或更少、8个或更少、7个或更少、6个或更少、5个或更少、4个或更少、3个或更少、2个或更少、1个样品，或者不在其中加载样品。任选地，热循环仪可以接收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、11个或更多个、12个或更多个、13个或更多个、14个或更多个、15个或更多个、16个或更多个、20个或更多个、25个或更多个、30个或更多个、35个或更多个、40个或更多个、50个或更多个、100个或更多个、150个或更多个、200个或更多个、250个或更多个、300个或更多个、350个或更多个、400个或更多个、或500个或更多个样品。样品可以提供在可由热循环仪接受的反应器皿内。或者，样品可以直接提供至热循环仪而无需反应器皿，或者可以加载至内置于热循环仪内的反应器皿上。样品可以作为一行或多行、一列或多列、阵列、交错的行或列、同心圆、随机排列的或任何其他配置来提供。
热循环仪110可以具有一个或多个孔。所述孔可被配置用于接受反应器皿或直接接受样品。所述孔可以是位于支撑结构上的凹陷。在一些情况下，支撑结构可以是加热块/冷却块。例如，所述孔可以直接形成为加热单元本身。反应器皿可以插入孔中，并且可以直接接触加热单元。反应器皿和其中的样品可以经受传导加热和冷却。
反应器皿可以是反应器皿阵列的一部分。反应器皿阵列尤其可用于自动化方法和/或同时处理多个样品130a-d。例如，反应器皿可以是由许多孔组成的微孔板的孔。在另一示例中，反应器皿可被容纳在热循环仪的热块的孔中，其中热循环仪的热块包括各自能够接收样品器皿的多个孔。由反应器皿组成的阵列可包括任何适当数目的反应器皿。例如，阵列可包括至少约2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、25、35、48、96、144、384个或更多个反应器皿。反应器皿阵列的反应器皿部分还可以由流体处理设备单独寻址，使得该流体处理设备可正确辨识反应器皿，并将适当的流体材料分配到反应器皿中。流体处理设备可用于使流体材料向反应器皿的添加自动化。
反应器皿可以是可相对于彼此单独移动的。反应器皿可以是可从热循环仪110单独移除的。或者，反应器皿可以彼此连接。在一些情况下，可以提供成组或成条的反应器皿，其可以共同地相对于其他成组或成条的反应器皿而移动。或者，反应器皿可以相对于彼此或相对于热循环仪的其余部分静止。
如上面所讨论的，可以向热循环仪提供多个样品130a-d。热循环仪可以同时加热和冷却热循环仪内的样品。可以沿着相同的温度曲线控制每个样品。或者，可以为不同的样品提供不同的曲线。在一些情况下，样品的温度曲线可以是可单独控制的，或者可按逐组或逐区的方式控制。热循环仪可以包括加热/冷却块，该加热/冷却块可在各处具有相同的温度。或者，可以在加热/冷却块上提供温度梯度。可以将不同的样品置于沿着温度梯度的不同位置上以产生不同的热循环温度曲线。
每个样品130a-d可以提供信号，该信号可以是可由一个或多个检测器120检测的。本文对检测器的任何描述可以适用于单个检测器或多个检测器。例如，如果提供了8个样品，则单个检测器可以检测来自所有8个样品的信号，每个样品可以具有其自己的检测器(产生总共8个检测器)，或者多个样品可以由单个检测器来检测，其中可以整体提供多个检测器。检测器可以能够在样品的核酸扩增期间接收来自样品的光信号。检测器可以同时接收光信号。检测器可以连续地或定期地接收来自样品的光信号。在一些情况下，检测器可以按顺序或分步地循序接收来自样品的信号。
可以提供多个光路140a-140d。在一些情况下，可以在样品130a-d与检测器120之间提供个别的光路。光路可以优选地彼此不相干扰。在一些情况下，光路可以彼此光学地隔离。如前文所述，光路可以包括在样品与检测器之间的视线。在一个示例中，诸如相机等单个成像设备可以同时地对样品进行成像。在其他示例中，光路可以包括光学元件。例如，可以在每个样品与检测器之间提供单独的光纤路径。样品和光学检测器的多路化(multiplexing)可以允许设备同时加载多个样品和从所述多个样品扩增核酸。
或者，可以在多个样品130a-d与检测器120之间提供单个光路。
如前所述，热循环仪可以不具有内置于热循环仪中的检测器。该检测器可以是与热循环仪分开的或可分离的。对于热循环仪，来自样品的信号的实时检测可以发生或可以不发生。
图2示出了可以在由根据本发明实施方式的设备所支撑的样品容器内提供的样品。该样品容器可以是反应器皿210a、210b。该反应器皿可以由支撑设备200所支撑。该支撑设备可以具有一个或多个可向其中插入反应器皿的凹陷。该凹陷可以是孔。该反应器皿可在其中包含样品220a、220b。光信号230a、230b可以从样品发出并且可以离开反应器皿。
支撑设备可以具有一个或多个内置于其中的凹陷。支撑设备可以是加热和冷却设备。本文对加热的任何描述亦可适用于加热和冷却二者。在一些情况下，可以使用电阻传导加热来加热支撑设备。在一些情况下，支撑设备可以是珀尔贴设备，其可以能够加热和冷却其中的样品。支撑设备可以是固体块，或者可以包括空腔、通路、凹陷或其他特征。支撑设备可由金属材料形成。在一些情况下，支撑设备可由高热导率的材料形成。支撑设备本身可以是加热器，或者可以与加热器热连通。例如，支撑设备可以是位于加热块的顶部上的导热块。
支撑设备可在其中具有任何数目的凹陷。例如，支撑设备可以包括大于或等于约1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、18、20、24、30、35、40、48、50、60、70、80、90、96、100、120、144、150、200、250、300、384、400、500、700、1000、1536、2000个凹陷。支撑设备可以包括少于或等于约本文所述任何数目的凹陷。在一些情况下，凹陷的数目可以处于本文所述的任何两个值之间的范围内。凹陷的大小和/或形状可设置成用以接受一个或多个反应器皿210a、210b。反应器皿的外表面可以接触凹陷的内表面。所述接触可以是基本平齐的，使得反应器皿的外表面积的大部分接触凹陷。这可以改善包含于其中的样品与加热和冷却元件之间的热接触。
反应器皿210a、210b可以具有如本文其他部分所描述的任何特性或尺寸。在一些情况下，加载到热循环仪中的所有反应器皿可具有相同的特性。除此之外，可在其上加载不同类型的反应器皿。支撑件可以能够容纳单一类型的反应器皿或多种类型的反应器皿。例如，支撑件可以能够容纳平顶的反应器皿和圆顶的反应器皿。支撑件可以能够容纳被配置用于含有不同体积的样品的反应器皿(例如，0.1mL、0.2mL、0.5mL反应器皿)。支撑件可以能够容纳不同高度的反应器皿(例如，高度变化大于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、12mm、15mm、20mm、25mm、30mm、40mm或50mm或更多的反应器皿)。支撑件可以能够容纳具有不同横截面大小或形状的反应器皿。支撑件上的凹陷可以全部由反应器皿所填充。或者，可以剩下一个或多个空凹陷。用户可以具有由用户自行决定在其上加载反应器皿的选项。
反应器皿210a、210b可于其中包含样品220a、220b。样品可以具有如本文其他部分所描述的任何特性。样品可以是可包含靶核酸的反应混合物。样品还可以包含报告剂和/或核酸扩增所需的任何其他类型的试剂。反应器皿内的样品可以来自同一受试者或者来自不同的受试者。样品可以来自相同类型的受试者(例如，人类或相同类型的动物)或者来自不同类型的受试者。样品可以是相同类型的样品或者可以是不同类型的样品。例如，它们可以是不同类型的生物样品和/或收集自一个或多个受试者的不同部位。可以提供相同量的样品，或者可以提供不同量的样品。
可以从样品220a、220b提供光信号230a、230b。光信号可以离开反应器皿210a、210b。在一些情况下，光信号可以经由反应器皿的顶部离开。在其他情况下，光信号可以经由反应器皿的底部或侧面离开。在一些情况下，可以向支撑件中内置光学元件，所述光学元件可有助于允许光信号逃逸。
任何电压值均可用于热循环和/或检测。在一些实施方式中，可以使用低电压来进行热循环。在一些实施方式中，该低电压可以小于或等于约60V、50V、48V、40V、30V、24V、20V、18V、16V、15V、14V、13V、12V、11V、10V、9V、8V、7V、6V、5V、4V、3V、2V或1V以进行热循环。在一些情况下，可以使用小于或等于约50V、40V、30V、24V、20V、18V、16V、15V、14V、13V、12V、11V、10V、9V、8V、7V、6V、5V、4V、3V、2V或1V的低电压来进行热循环和检测的组合。
任何水平的功率均可用于热循环和/或检测。在一些情况下，可以使用低水平的功率来进行热循环，或者进行热循环和检测的组合。例如，可以使用约84W来进行热循环和检测。在一些情况下，低功率可以小于或等于约250W、200W、150W、130W、120W、110W、100W、90W、85W、84W、83W、80W、75W、70W、65W、60W、55W、50W、45W、40W、35W、30W、25W、20W、15W、10W、5W、1W、500mW、100mW、50mW、10mW、5mW或1mW。用于运行设备的功率的量可以小于或等于本文所述的任何值。或者，用于运行设备的功率的量可以大于或等于本文所述的任何值。用于运行设备的功率的量可以处于本文所述的任何两个值之间的范围内。用于运行热循环仪和检测器的功率的量可以具有小于本文所述的任何值的总量。用于运行热循环仪和检测器的功率的量可以具有大于本文所述的任何值的总量。用于运行热循环仪和检测器的功率的量可以处于本文所述的任何两个值之间的范围内。用于运行热循环仪的功率的量可以包括或可以不包括用于操作热循环仪的盖子(如热循环仪的加热的盖子)的功率的量。
图3示出了根据本发明实施方式的热循环的示例。热循环可以包括样品的加热和冷却。例如，可以存在用于模板变性的温度、用于引物退火的温度以及用于DNA合成的温度。所述设备的热循环仪可以控制温度，以便加热和冷却至这些温度。温度测量值仅通过示例的方式提供并且是非限制性的。类似地，时间量仅通过示例的方式提供并且是非限制性的。
热循环仪可以致使样品经历任何数目的热循环。核酸扩增可以发生在多个循环的过程中。热循环过程的示例如下文所提供，并且是非限制性的。本领域已知的任何类型的热循环技术均可被所述设备采用。
在这些多个方面的任何方面，可以使用针对靶核酸的引物组来进行核酸扩增反应。引物组通常包含一种或多种引物。例如，引物组可以包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或更多种引物。在一些情况下，引物组可以包含针对不同的扩增产物或不同的核酸扩增反应的引物。例如，引物组可以包含第一引物和与核酸链产物互补的第二引物，第一引物是生成与靶核酸的至少一部分互补的核酸产物的第一链所必需的，第二引物是生成与核酸产物第一链的至少一部分互补的核酸产物的第二链所必需的。
例如，引物组可以针对靶RNA。引物组可以包含可用于生成与靶RNA的至少一部分互补的核酸产物第一链的第一引物。在逆转录反应的情况下，核酸产物的第一链可以是DNA。引物组还可以包含可用于生成与核酸产物第一链的至少一部分互补的核酸产物第二链的第二引物。在与DNA扩增平行进行的逆转录反应的情况下，核酸产物的第二链可以是与自RNA模板产生的DNA链互补的核酸(例如，DNA)产物的一条链。
如有需要，可以使用任何合适数目的引物组。例如，可以使用约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个引物组。当使用多个引物组时，一个或多个引物组可以各自对应于特定的核酸扩增反应或扩增产物。
在一些实施方式中，使用DNA聚合酶。可以使用任何合适的DNA聚合酶，包括可商购的DNA聚合酶。DNA聚合酶通常指能够以模板结合的方式将核苷酸掺入到DNA链中的酶。DNA聚合酶的非限制性示例包括Taq聚合酶、Tth聚合酶、Tli聚合酶、Pfu聚合酶、VENT聚合酶、DEEPVENT聚合酶、EX-Taq聚合酶、LA-Taq聚合酶、Expand聚合酶、Sso聚合酶、Poc聚合酶、Pab聚合酶、Mth聚合酶、Pho聚合酶、ES4聚合酶、Tru聚合酶、Tac聚合酶、Tne聚合酶、Tma聚合酶、Tih聚合酶、Tfi聚合酶、Platinum Taq聚合酶、Hi-Fi聚合酶、Tbr聚合酶、Tfl聚合酶、Pfutubo聚合酶、Pyrobest聚合酶、Pwo聚合酶、KOD聚合酶、Bst聚合酶、Sac聚合酶、Klenow片段，以及它们的变体、修饰的产物和衍生物。对于某种热启动聚合酶，可能需要在94℃-95℃下2分钟至10分钟的变性步骤，这根据不同的聚合酶可能会改变热曲线。
根据本发明的一些实施方式，可以使用逆转录酶。可以使用任何合适的逆转录酶。逆转录酶通常指在与RNA模板结合时能够将核苷酸掺入到DNA链中的酶。逆转录酶的非限制性示例包括HIV-1逆转录酶、M-MLV逆转录酶、AMV逆转录酶、端粒酶逆转录酶，以及它们的变体、修饰的产物和衍生物。
在多个方面，使用引物延伸反应来生成扩增产物。引物延伸反应通常包括以下的循环：将反应混合物在变性温度下温育一段变性持续时间，以及将反应混合物在延伸温度下温育一段延伸持续时间。
变性温度可根据例如所分析的具体生物样品、生物样品中靶核酸的具体来源(例如，病毒颗粒、细菌)、所使用的试剂和/或所需的反应条件而变化。例如，变性温度可为约80℃至约110℃。在一些示例中，变性温度可为约90℃至约100℃。在一些示例中，变性温度可为约90℃至约97℃。在一些示例中，变性温度可以为约92℃至约95℃。在另外其他的示例中，变性温度可为约80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃或100℃。
变性持续时间可以根据例如所分析的特定生物样品、生物样品中靶核酸的特定来源(例如，病毒颗粒、细菌)、所使用的试剂和/或所期望的反应条件而变化。例如，变性持续时间可以少于或等于300秒、240秒、180秒、120秒、90秒、60秒、55秒、50秒、45秒、40秒、35秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、2秒或1秒。例如，变性持续时间可以不超过120秒、90秒、60秒、55秒、50秒、45秒、40秒、35秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、2秒或1秒。
延伸温度可以根据例如所分析的特定生物样品、生物样品中靶核酸的特定来源(例如，病毒颗粒、细菌)、所使用的试剂和/或所期望的反应条件而变化。例如，延伸温度可以为约30℃至约80℃。在一些示例中，延伸温度可以为约35℃至约72℃。在一些示例中，延伸温度可为约45℃至约65℃。在一些示例中，延伸温度可为约35℃至约65℃。在一些示例中，延伸温度可为约40℃至约60℃。在一些示例中，延伸温度可为约50℃至约60℃。在另外其他的示例中，延伸温度可以为约35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃。
延伸持续时间可以根据例如所分析的特定生物样品、生物样品中靶核酸的特定来源(例如，病毒颗粒、细菌)、所使用的试剂和/或所期望的反应条件而变化。例如，延伸持续时间可以少于或等于300秒、240秒、180秒、120秒、90秒、60秒、55秒、50秒、45秒、40秒、35秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、2秒或1秒。例如，延伸持续时间可以不超过120秒、90秒、60秒、55秒、50秒、45秒、40秒、35秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、2秒或1秒。
在所述多个方面的任何方面，可以进行多个循环的引物延伸反应。可以进行任何合适数目的循环。例如，进行的循环数可以少于约100、90、80、70、60、50、40、30、20、10或5个循环。进行的循环数可以取决于，例如，获得可检测的扩增产物(例如，指示在生物样品中存在靶RNA的可检测量的扩增DNA产物)所必需的循环数(例如，循环阈值(Ct))。例如，获得可检测的扩增产物(例如，指示在生物样品中存在靶RNA的可检测量的DNA产物)所必需的循环数可以少于约或为约100个循环、75个循环、70个循环、65个循环、60个循环、55个循环、50个循环、40个循环、35个循环、30个循环、25个循环、20个循环、15个循环、10个循环或5个循环。此外，在一些实施方式中，可检测量的扩增产物(例如，指示在生物样品中存在靶RNA的可检测量的DNA产物)能够以小于100、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10或5的循环阈值(Ct)获得。
扩增产生指示存在所扩增的靶核酸的可检测量的扩增产物所需的时间可以根据从中获得靶核酸的生物样品、将要进行的特定核酸扩增反应和所期望的扩增反应的特定循环数而变化。例如，靶核酸的扩增可以在120分钟或更短、90分钟或更短、60分钟或更短、50分钟或更短、45分钟或更短、40分钟或更短、35分钟或更短、30分钟或更短、25分钟或更短、20分钟或更短、15分钟或更短、10分钟或更短或者5分钟或更短的时段产生指示存在靶核酸的可检测量的扩增产物。
在一些实施方式中，靶RNA的扩增可以在120分钟或更短、90分钟或更短、60分钟或更短、50分钟或更短、45分钟或更短、40分钟或更短、35分钟或更短、30分钟或更短、25分钟或更短、20分钟或更短、15分钟或更短、10分钟或更短或者5分钟或更短的时段产生指示存在靶RNA的可检测量的扩增DNA产物。
在一些实施方式中，可以使反应混合物经受多个系列的引物延伸反应。所述多个系列中的单个系列可以包括多个循环的特定引物延伸反应，该反应的特征在于，例如，如本文其他部分所述的特定的变性和延伸条件。通常，例如，就变性条件和/或延伸条件而言，每个单个系列不同于所述多个系列中的至少一个其他单个系列。例如，就变性温度、变性持续时间、延伸温度和延伸持续时间中的任意一个、两个、三个或全部四个而言，单个系列可以不同于所述多个系列中的另一个单个系列。而且，多个系列可以包括任何数目的单个系列，例如，至少为约或大约2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个单个系列。
例如，多个系列的引物延伸反应可以包括第一系列和第二系列。第一系列，例如，可以包括超过十个循环的引物延伸反应，其中第一系列的每个循环包括(i)将反应混合物在约92℃至约95℃下温育不超过30秒，随后(ii)将反应混合物在约35℃至约65℃下温育不超过约一分钟。第二系列，例如，可以包括超过十个循环的引物延伸反应，其中第二系列的每个循环包括(i)将反应混合物在约92℃至约95℃下温育不超过30秒，随后(ii)将反应混合物在约40℃至约60℃下温育不超过约1分钟。在这一具体示例中，第一系列和第二系列在它们的延伸温度条件上不同。然而，该示例并非意在限制，因为可以使用不同延伸和变性条件的任意组合。
在一些实施方式中，斜变(ramping)时间(即，热循环仪从一个温度转变至另一温度所花的时间)和/或斜变速率可以是扩增中的重要因素。例如，扩增产生指示存在靶核酸的可检测量的扩增产物所需的温度和时间可根据斜变速率和/或斜变时间而变化。斜变速率可影响用于扩增的一个或多个温度和一个或多个时间。
任选地，斜变时间和/或斜变速率在循环之间可以是不同的。然而在一些情况下，循环之间的斜变时间和/或斜变速率可以是相同的。斜变时间和/或斜变速率可基于正在处理的一个或多个样品进行调整。
在一些情况下，例如可以根据样品的性质和反应条件来确定不同温度之间的斜变时间。也可根据样品的性质和反应条件来确定确切的温度和温育时间。在一些实施方式中，可使用多个热循环将单个样品处理(例如，使之经受扩增条件)多次，各个热循环在例如斜变时间、温度和/或温育时间上不同。随后可为该特定样品选择最好或最佳的热循环。这提供了针对被测试的特定样品或样品组合裁量热循环的鲁棒(robust)而高效的方法。
在一些实施方式中，靶核酸可以在引物延伸反应启动之前经受变性条件。在多个系列的引物延伸反应的情况下，靶核酸可以在执行所述多个系列之前经受变性条件，或者可以在所述多个系列之间经受变性条件。例如，靶核酸可以在多个系列中的第一系列与第二系列之间经受变性条件。这样的变性条件的非限制性示例包括变性温度曲线(例如，一个或多个变性温度)和变性剂。
进行多个系列的引物延伸反应的优点可能在于，与在相若的变性和延伸条件下的单一系列的引物延伸反应相比，多个系列的方法以较低的循环阈值产生指示在生物样品中存在靶核酸的可检测量的扩增产物。与在相若的变性和延伸条件下的单一系列相比，使用多个系列的引物延伸反应可以将这样的循环阈值减少至少约或大约1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％。
在一些实施方式中，可以在进行引物延伸反应之前预加热生物样品。预加热生物样品的温度(例如，预热温度)和持续时间(例如，预热持续时间)可以根据例如所分析的特定生物样品而变化。在一些示例中，可以将生物样品预加热不超过约60分钟、50分钟、40分钟、30分钟、25分钟、20分钟、15分钟、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、45秒、30秒、20秒、15秒、10秒或5秒。在一些示例中，可在约80℃至约110℃的温度下预加热生物样品。在一些示例中，可在约90℃至约100℃的温度下预加热生物样品。在一些示例中，可在约90℃至约97℃的温度下预加热生物样品。在一些示例中，可在约92℃至约95℃的温度下预加热生物样品。在另外其他的示例中，可在约80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃或100℃的温度下预加热生物样品。
在所述多个方面的任何方面，完成方法的要素所需的时间可以根据该方法的具体步骤而变化。例如，用于完成方法的要素的时间量可以为约5分钟到约120分钟。在其他示例中，用于完成方法的要素的时间量可以为约5分钟到约60分钟。在其他示例中，用于完成方法的要素的时间量可以为约5分钟到约30分钟。在其他示例中，用于完成方法的要素的时间量可以小于或等于120分钟，小于或等于90分钟，小于或等于75分钟，小于或等于60分钟，小于或等于45分钟，小于或等于40分钟，小于或等于35分钟，小于或等于30分钟，小于或等于25分钟，小于或等于20分钟，小于或等于15分钟，小于或等于10分钟，或者小于或等于5分钟。
自动化热循环仪可以能够精确地控制样品的温度以获得期望的温度曲线。自动化热循环仪可以能够将温度控制在大约正或负5摄氏度、4摄氏度、3摄氏度、2摄氏度、1.2摄氏度、1摄氏度、0.7摄氏度、0.5摄氏度、0.3摄氏度、0.1摄氏度、0.05摄氏度、0.01摄氏度、0.005摄氏度或0.001摄氏度内。自动化热循环仪可以能够有利地提供高质量的温度控制，同时以低电压和/或低功率运行。自动化热循环仪可以能够有利地提供高质量的温度控制，同时具有较小的尺寸。在一些情况下，可以使用热块。液体金属热块可以是可使用的热块的一个示例。可以任选地采用使用导热流体的加热系统。或者，可以不使用导热流体。在一些情况下，可以为热块提供高密度的加热和/或冷却元件。
对来自经历扩增的样品的信号的检测可以发生在整个过程中。该检测可以连续发生，或者在扩增过程期间的一个或多个点上发生。样品可以在整个过程中发射光信号。光信号可以与样品中扩增的靶核酸的量相关。在其他实现方式中，来自样品的信号的检测可在扩增完成之后发生。任选地，来自样品的信号的检测可以不在扩增和/或热循环正在进行的同时发生。
图4示出了根据本发明实施方式的设备和显示器的示例。设备400可以用于进行样品中的靶核酸的核酸扩增。样品可以加载到设备中。该设备的热循环仪可以交替加热和冷却样品。该设备可以包括检测器，该检测器可以能够实时检测与样品中的靶核酸的扩增相关的信号。
任选地，可以实时显示关于检测到的信号的数据。例如，可以在扩增正在发生的同时显示关于核酸扩增的进程和/或核酸扩增的结果的数据。在一些情况下，显示器410可以内置于设备中。例如，显示器可以提供于设备的外壳上。对显示器的任何描述可以适用于任何类型的输出模块。显示器可以包括视觉显示，以及任选的音频或触觉信息输出。显示器可以在屏幕上或其他类型的用户界面(UI)上显示信息。例如，可以在设备中内置屏幕。
在其他情况下，数据可以在单独的显示设备420上显示。所述单独的显示设备可以与设备400通信。在一些情况下，通信可以经由连接430而发生。该连接可以是硬接线连接或无线连接。在设备与显示设备之间可以发生直接通信。例如，可以发生蓝牙、红外线通信、无线电、WiFi或其他直接通信。在其他情况下，在设备与显示设备之间可以发生间接通信。例如，通信可以通过网络如局域网(LAN)或诸如因特网等广域网(WAN)而发生。在一些情况下，可以使用电信网络(例如，蜂窝电话网络、数据网络)。在一些示例中，可以使用3G或4G网络来进行通信。在通信中可以使用一个或多个中间设备，诸如中继设备(例如，塔)或路由器。或者，可以不使用中间设备。
设备400可以具有输入模块，该输入模块接收扩增存在于直接从受试者获得的生物样品中的靶核酸(例如，靶RNA、靶DNA)的用户请求。可使用能够接收这样的用户请求的任何合适的模块。该输入模块可包括，例如，包含一个或多个处理器的设备。输入模块可以内置于该设备中。输入模块可以集成到设备的外壳中或者是可从外壳之外访问的。
或者，输入模块可以与设备分离或者可以是可从设备分离的。输入模块可以通过诸如本文其他部分所述的那些连接而与设备通信。包含处理器的设备的非限制性示例包括：台式计算机、膝上型计算机、平板计算机(例如，iPad、Galaxy Tab)、蜂窝电话、智能电话(例如，iPhone、支持的电话)、个人数字助理(PDA)、视频游戏控制台、电视、音乐播放设备(例如，iPod)、视频播放设备、寻呼机和计算器。处理器可与一个或多个控制器、计算单元和/或计算机系统的其他单元相关联，或者在需要时植入固件中。如果在软件中实现，则例程(或程序)可存储于任何计算机可读存储器如RAM、ROM、闪速存储器、磁盘、激光盘或其他存储介质中。同样地，该软件可经由任何已知的传送方法传送到设备，该方法包括，例如，经通信信道，如电话线、因特网、本地内联网、无线连接等，或者经由便携式介质，如计算机可读磁盘、闪盘驱动器等。各个步骤可作为各种区组、操作、工具、模块或技术来实现，后者转而可以在硬件、固件、软件或其任意组合中实现。当在硬件中实现时，这些区组、操作、技术等中的一些或全部可在例如定制集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等中实现。
在一些实施方式中，输入模块被配置成接收进行靶核酸扩增的用户请求。输入模块可直接地(例如，通过输入设备，诸如由用户操作的键盘、鼠标或触摸屏)或间接地(例如，通过有线或无线连接，包括经因特网)接收用户请求。输入模块可经由输出电子器件向扩增模块提供用户的请求。在一些实施方式中，输入模块可包括用户界面(UI)，如图形用户界面(GUI)，该用户界面被配置成使得用户能够提供扩增靶核酸的请求。GUI可包括文本、图形和/或音频组件。GUI可在电子显示器上提供，该电子显示器包括含有计算机处理器的设备的显示器。这类显示器可包括电阻式或电容式触摸屏。
用户的非限制性示例包括由其获得生物样品的受试者、医务人员、临床医生(例如，医生、护士、实验室技术员)、实验室人员(例如，医院实验室技术人员、研究科学家、药学科学家)、临床试验的临床监视者，或医疗保健行业中的其他用户等。
如前文所述，所述系统包含可操作地连接至扩增模块的输出模块。在一些实施方式中，该输出模块可包含具有如上所述用于输入模块的处理器的设备。该输出模块可包括如本文所述的输入设备，并且/或者可包括用于与扩增模块通信的输入电子器件。在一些实施方式中，该输出模块可以是电子显示器，诸如在核酸扩增设备或单独的显示设备420上的显示器410。在一些情况下，该电子显示器可包括UI。在一些实施方式中，该输出模块是可操作地耦合至计算机网络如因特网的通信接口。在一些实施方式中，该输出模块可使用任何合适的通信媒介(包括计算机网络、无线网络、本地内联网或因特网)将信息传送至处于本地或远程位置的接收者。在一些实施方式中，该输出模块能够分析从扩增模块接收到的数据。该输出模块可以在扩增发生的同时实时分析信息。一些数据可在扩增完成之后得到分析。在一些情况下，该输出模块包括能够生成报告并将报告传送至接收者的报告生成器，其中该报告包含如本文其他部分所述的关于扩增产物的量和/或存在的任何信息。在一些实施方式中，该输出模块可响应于从扩增模块接收到的信息而自动地传送信息，例如以原始数据或由包含在扩增模块中的软件进行的数据分析的形式。或者，该输出模块可在接收来自用户的指令后传送信息。由输出模块传送的信息可以经电子方式进行查看或者由打印机打印出来。
输入模块、扩增模块和输出模块中的一个或多个可包含在同一设备中，或者可包含一种或多种相同的组件。例如，扩增模块也可包含输入模块、输出模块或两者都包含。在其他示例中，包含处理器的设备既可包含在输入模块中也可包含在输出模块中。用户可使用该设备来请求对靶核酸进行扩增，并且也可以用作将关于扩增产物的信息传送至接收者的工具。在一些情况下，包含处理器的设备可包含在全部三种模块中，使得该包含处理器的设备也可用于控制包含在扩增模块或任何其他模块中的仪器(例如，热循环仪、检测器、流体处理设备)，对该仪器提供指令，并接收从该仪器返回的信息。
图5示出了根据本发明的实施方式，向包括电池的设备提供功率的示例。该设备可以包括如本文其他部分所述的热循环仪510和检测器520。该设备还可以可操作地连接至储能装置530。
储能装置530可以是电池组。该电池组可以是便携式电池组。该电池组可以包括一个或多个电池。该电池可以是电化学储能装置。例如，该电池组可以包括单一电池单元或多个电池单元。该电池可以是锂基电池，诸如锂离子电池。该电池可以具有任何化学成分，包括但不限于铅酸电池、阀控式铅酸电池(例如，胶体电池、吸附式玻璃纤维毡电池)、镍镉(NiCd)电池、镍锌(NiZn)电池、镍金属氢化物(NiMH)电池或锂离子(Li-ion)电池。
储能装置530可以是设备500的一部分。在一个示例中，储能装置可以提供于设备的外壳内。储能装置可以是可从设备移除的，或者可以是设备的整体部分。在一些情况下，储能装置可以放置在设备的外壳内以及/或者从设备的外壳内移除。储能装置可以被调换或替换。在一些情况下，储能装置可以是可再充电的。储能装置可以是在位于设备内时可再充电的，或者可以被移除以进行再充电。
在另一示例中，储能装置可以直接附接至设备，但不位于设备的外壳内。例如，可以提供外部附接和/或连接。储能装置可以直接接触设备外壳。储能装置可以经由一个或多个连接器或机械紧固件而附接至设备并就位。储能装置可以单独地附接至设备。例如，能量存储可以附接至设备和从设备拆下。储能装置可以被调换。储能装置可以是可再充电的。储能装置可以是在附接至设备时可再充电的，或者可以分离以进行再充电。
储能装置可以经由一个或多个连接器而电连接至设备。例如，该连接器可以是导线、线缆或其他导电通路。任选地，该连接器可以是柔性导电通路。例如，储能装置可以插入到设备中，或者反之亦然。储能装置和设备可以彼此分离。对于设备而言，可以调换不同的储能装置。例如，设备可以插入到不同的储能装置中。储能装置可以是可再充电的。储能装置可以是在电连接至设备时可再充电的，或者可以分离以进行再充电。可以在储能装置与设备之间提供物理电连接。或者，储能装置可以无线地为设备供能。
储能装置可以使用任何电压V来为设备供能。在一些示例中，储能装置可以使用低电压来为设备供能。例如，储能装置可以提供不超过48、24或12V或本文其他部分所述的其他电压值来为设备供能。存储装置可以使用不超过总共48、24或12V(或者本文其他部分所述的任何其他电压值)来为设备的热循环仪和检测器供能。任选地，还可以使用不超过总共48、24或12V的电压来为设备的其他组件(例如，输入模块、输出模块、光源、处理器)供能。
储能装置可以在对设备充电时接收低电压的功率。例如，可以使用不超过48、24或12V或本文其他部分所述的其他电压值来对储能装置充电。储能装置可以任选地以与其所接收的电压相同的电压输出能量。
在一些情况下，当能量正在从外部功率源进入时，可以直接从该外部功率源为设备供能。在另一示例中，即使当能量正在从外部功率源进入时，也可以通过储能装置为设备供能，并且该外部功率源可以用于对储能装置充电。在一些情况下，当储能单元已被完全充电时，可以使用从外部功率源进入的能量来为设备供能。
如前文所述，可以使用任何低电压的功率来为设备供能。类似地，可以使用任何低电压的功率来对储能装置充电。任何提及的低电压可以包括50V或更小、40V或更小、35V或更小、30V或更小、25V或更小、24V或更小、22V或更小、20V或更小、19V或更小、18V或更小、17V或更小、16V或更小、15V或更小、14V或更小、13.5V或更小、13V或更小、12.5V或更小、12V或更小、11.5V或更小、11V或更小、10.5V或更小、10V或更小、9.5V或更小、9V或更小、8V或更小、7V或更小、6V或更小、5V或更小、4V或更小、3V或更小、2V或更小、1V或更小、500mV或更小、200mV或更小、100mV或更小、50mV或更小、10mV或更小、5mV或更小或者1mV或更小的电压。
所述设备可以能够在低功率下运行。组件的任何组合可以能够在低功率下运行。例如，热循环器和检测器可以能够在组合的低功率下运行。热循环器和检测器以及输入单元可以能够在组合的低功率下运行。热循环器、检测器、输入单元和输出单元可以能够在组合的低功率下运行。任何提及的低功率可以包括250W或更小、200W或更小、150W或更小、130W或更小、120W或更小、110W或更小、100W或更小、90W或更小、85W或更小、84W或更小、83W或更小、80W或更小、75W或更小、70W或更小、65W或更小、60W或更小、55W或更小、50W或更小、45W或更小、40W或更小、35W或更小、30W或更小、25W或更小、20W或更小、15W或更小、10W或更小、5W或更小、1W或更小、500mW或更小、100mW或更小、50mW或更小、10mW或更小、5mW或更小、1mW或更小的功率，或者本文其他部分所述的任何其他功率值。
图6示出了根据本发明的实施方式，用于进行核酸扩增反应的设备的示例。设备600可以具有外壳，该外壳可封装该设备的一个或多个组件。电池组可以封装在外壳内、位于外壳的外表面上，或者可以与设备的其余部分相分离。
该设备可以任选地具有盖子610。盖子可以打开以提供对支撑件630的访问，该支撑件可以能够接收一个或多个样品620。在一些情况下，盖子可以能够在打开位置与关闭位置之间移动。任选地，盖子可以横穿打开与关闭位置之间的一个或多个中间位置。在关闭位置期间，样品可被完全封装在外壳内。当盖子关闭时，用户可能不能够访问样品。当盖子关闭时，用户可能任选地不能看见样品和/或样品容器。或者，当盖子关闭时，用户可以通过盖子看见样品和/或样品容器。当盖子关闭时，样品可以至少部分地与周围环境分离。当处于关闭位置时，盖子可以平放在样品之上。盖子可以任选地形成外壳的一部分。当盖子处于关闭位置时，不可移除样品或者向设备添加样品。在打开位置期间，样品或样品容器可暴露于周围环境。当盖子处于打开位置时，可以移除样品或者向设备添加样品。当盖子打开时，用户可以能够访问样品。当盖子打开时，用户可以能够看见样品和/或样品容器。
盖子可以响应于来自用户的输入而打开和/或关闭。来自用户的输入可以包括手动操作设备。手动操作设备可以包括直接接触盖子，或接触可允许盖子打开和/或关闭的该设备的另一部分。该设备的其他部分可以包括按钮、开关、滑块、操纵杆、拉杆(lever)、触控板、触摸屏、旋钮或可接受用户输入的任何其他机构。来自用户的输入可经由对于设备而言可以是远程的设备控制器来提供。
支撑件630可以用于加热和/或冷却样品。支撑件可以根据具有一个或多个热循环的温度曲线来交替加热和冷却样品。可以使用同一支撑件来加热和冷却样品，或者可以使用多个支撑件来加热和冷却样品。一个或多个支撑件可以单独地或共同地加热和冷却样品。温度可以是任何温度曲线，包括本文其他部分所述的那些温度曲线。
可以根据预编程的指令来提供温度控制。在一些情况下，可以根据包含用以执行温度控制步骤的代码、逻辑或指令的非暂时性计算机可读介质来提供温度控制。在一方面，计算机可读介质可以包含机器可执行代码，该机器可执行代码在由一个或多个处理器执行时，实现扩增存在于从受试者获得的生物样品中的靶核糖核酸(RNA)的方法，该方法包括：(a)提供包含生物样品和对于进行核酸扩增所必需的试剂的反应器皿，以获得反应混合物，该试剂包含(i)DNA聚合酶和任选的逆转录酶，和(ii)针对靶核酸的引物组；及(b)使反应器皿中的反应混合物经历多个系列的引物延伸反应以由靶核酸生成扩增产物，每个系列包括两个或更多个如下的循环：(i)在以变性温度和变性持续时间为特征的变性条件下温育反应混合物，随后(ii)在以延伸温度和延伸持续时间为特征的延伸条件下温育反应混合物，其中就变性条件和/或延伸条件而言，单个系列不同于所述多个系列中的至少一个其他单个系列。
计算机可读介质可采取许多形式，包括但不限于有形(或非暂时性)存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括，例如，光盘或磁盘，如任何一个或多个计算机中的任何存储设备等等，例如可用于实现计算步骤、处理步骤等。易失性存储介质包括动态存储器，如计算机的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括构成计算机系统内的总线的导线。载波传输介质可采取电信号或电磁信号或者声波或光波如射频(RF)和红外(IR)数据通信过程中产生的那些的形式。因此，计算机可读介质的常见形式包括，例如：软盘、柔性盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔纸带、任何其他具有孔洞图案的物理存储介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或匣盒、传送数据或指令的载波、传送这类载波的电缆或链路，或者计算机可由其读取程序代码和/或数据的任何其他介质。这些计算机可读介质形式中的许多可参与将一个或多个指令的一个或多个序列传送至处理器以供执行。
任选地，可以为设备提供检测器。该检测器可以任选地提供于设备的外壳内。该检测器可以能够检测来自样品的光信号。该检测器可以能够在盖子关闭的同时检测光信号。该检测器可以能够在样品或样品容器并不暴露于设备的外部时检测光信号。该检测器可以能够在不可能移除样品或向设备添加样品时检测光信号。该检测器可以能够在支撑件正在加热和冷却样品的同时检测光信号。该检测器可以能够在核酸扩增正在样品内发生时检测光信号。检测可以根据非暂时性计算机可读介质而发生。
在本发明的一些实施方式中，所述设备可以包括显示器640。该显示器可以包括关于设备的运行和/或设备的运行状态的信息。该显示器可以包括或者可以不包括关于核酸扩增的进度的信息。在一些情况下，该显示器可以包括一些基于接收自检测器的信息而生成的信息。这可以包括在核酸扩增期间来自检测器的实时信息。
可以提供一个或多个控件650。所述一个或多个控件可以允许用户控制设备。该控件可以与显示器分开或者可以集成到显示器中。例如，该显示器可包括触摸屏，该触摸屏可以能够既显示信息又接收用户输入。该控件可以接收触觉输入、言语输入和/或视觉输入(例如，动作或手势)。该控件可以接收用户输入以打开或关闭设备。该控件可以接收用户输入以启动热循环模式或从多个选项中选择热循环模式。用户可以指定关于热循环模式的细节。用户可以提供关于核酸扩增的检测的输入。用户可以提供关于由核酸扩增的检测所产生的数据的显示和传送的输入。用户可以输入或者可以不输入关于不同能量模式和/或能量存储模式的信息。所述设备的显示和/或控制可以根据非暂时性计算机可读介质而发生。
所述设备可以包括功率连接器660。该功率连接器可以用于将设备连接至功率源。该功率源可以是并网功率源或离网功率源。该功率源可以是运载工具，诸如客运运载工具。该功率源可以是储能装置，诸如本文其他部分所述的电池组。该功率连接器可以包括插头、插针、接脚或其他形式的电连接器。该功率连接器可以能够接收低电压量来为设备供能。
图7示出了根据本发明实施方式的设备的盖子配置的示例。可提供如所示的盖子配置用于热循环仪，如具有一个或多个先前所述特征的热循环仪。可将盖子配置集成在所述设备的表面或外壳上。
盖子组装件700可以包括加热器780。关于加热器的任何描述可以适用于可用于加热和/或冷却的任何类型的温度控制装置。例如，盖子的加热器可以能够加热和冷却。该加热器可具有板配置。例如，该加热器可以是加热板。该加热器可以作为盖子组装件的一部分嵌入。
所述盖子组装件可以包括仪表板710。该仪表板可以是热循环仪的外壳或外表面的一部分。该仪表板可以任选地接受来自用户的输入。来自用户的输入可以用于控制盖子组装件700、加热器780、可支撑样品容器的支撑元件、内部加热器、检测器和/或热循环仪的任何其他组件。
加热器面板740可以是可构成盖子组装件的外表面的盖子组装件的一部分。该加热器面板的外表面可以与仪表板710的外表面成直线。该加热器面板和/或仪表板可以与设备的外表面成直线。当盖子关闭时，加热器面板可以与或可以不与设备外表面的轮廓线成直线。加热器面板可以平放，使得当盖子关闭时，盖子基本不从设备凸出。该加热器面板可以是在打开位置与关闭位置之间移动的盖子组装件的一部分。该加热器面板可以围绕轴进行枢转，以在打开位置与关闭位置之间移动。
可提供扭力弹簧730以影响加热器面板740相对于仪表板710的移动。加热器面板可以相对于仪表板围绕旋转轴旋转。可以通过加热器轴杆提供旋转轴。加热器轴杆可以经其轴向进行连接并进一步与仪表板连接。可以提供围绕旋转轴的扭力弹簧。在一些示例中，可将扭力弹簧安装到两个对称的加热器轴杆上。扭力弹簧可以对加热器面板产生力。在一些情况下，扭力弹簧提供对加热器面板的力以使加热器面板保持在打开位置。用户可以通过向下按压在加热器面板上来抵抗由扭力弹簧提供的力，以使加热器面板抵靠仪表板平放。任选地，可以提供可导致加热器面板保持关闭的闭锁机构。当闭锁机构被释放时，扭力弹簧可以导致加热器面板朝着打开位置移动。任选地，可以提供扭力弹簧的限制框架720。限制框架可以导致加热器面板在被扭力弹簧朝着打开位置推动时停在特定位置。限制框架可以限制加热器面板可以打开的程度。本文中关于扭力弹簧的任何描述均可适用于任何其他类型的力诱导机构。力诱导机构可以被配置为提供对加热器面板的力以保持在打开位置。力诱导机构可以提供可围绕旋转轴施加的力。力诱导机构可以是轴向力诱导机构，其可使加热器面板围绕旋转轴偏向特定方向。这种偏向或力可通过用户手动操作和/或闭锁或可与围绕旋转轴的方向相反的其他机构来抵抗。
可以提供加热器底部面板750。加热器底部面板可以相对于加热器面板740而得到支撑并且可以随加热器面板移动。加热器底部面板可以任选地相对于加热器面板静止。加热器底部面板可以基本平行于加热器面板。加热器底部面板可以相对于加热器面板呈一定角度。任选地，该角度在盖子在打开与关闭位置之间移动时不改变。
任选地，加热器780可安装在加热器底部面板的一部分的下方和/或加热器底部面板的两个垂直部分之间。加热器底部面板的垂直部分可以帮助引导加热器。加热器可以由一个或多个压缩弹簧760或其他的力诱导构件支撑。本文中关于压缩弹簧的任何描述均可适用于任何类型的力诱导构件。力诱导构件可以是提供直线方向(例如，并不是旋转/轴方向)的力的线性力诱导构件。力诱导构件可以向加热器提供远离盖子外表面的力。当盖子关闭时，力诱导构件可以向加热器提供向下的力。当盖子关闭时，力诱导构件可以向加热器提供朝向一个或多个样品的力。可以通过按压在加热器上的物体来抵抗由压缩弹簧施加的力。例如，当盖子关闭时，该物体可以是样品容器的帽/盖子。压缩弹簧可以允许加热器相对于加热器面板移动。当相对于加热器面板移动时，加热器可以任选地保持基本平行于加热器面板。当移动时，加热器可以任选地提供平移运动，同时不提供或几乎不提供旋转运动。压缩弹簧可以为加热器提供一系列垂直运动。压缩弹簧可以是力诱导组件，它可以诱导对加热器的力以使加热器在距加热器底部面板750水平分量对应于压缩弹簧的自然长度的距离处。可以对弹簧进行压缩以使加热器在距加热器底部面板更近的距离处。
任选地，可以提供可帮助支撑加热器780的加热板支座770。加热板支座可以提供于加热器与一个或多个压缩弹簧760或其他类型的力诱导组件之间。在一些实施方式中，加热器和加热板支座可通过连接螺钉固定到底部面板750上。
开关790可提供于所述设备上。开关可以覆盖在仪表板710和/或加热器面板740的一部分(可移动盖子的外表面)之上。开关可以与卡箍705连接。卡箍可以位于开关的下方并且可以被配置为随开关移动。卡箍可以包括可接触加热器底部面板750的一部分的凸出部。可以提供开关弹簧715或其他力诱导组件和弹簧压缩板725。关于开关弹簧的任何描述均可适用于可提供对抗卡箍的力的任何类型的力诱导组件。开关弹簧可以接触卡箍。开关弹簧可以提供对抗卡箍的力。这可以导致卡箍上的凸出部覆盖在加热器底部面板的所述部分之上。用户可以移动开关以抵抗由开关弹簧提供的力。远离加热器面板移动开关可导致开关弹簧压缩。远离加热器面板移动开关可抵抗由开关弹簧提供的力。远离加热器面板移动开关还可导致卡箍相应地移动。卡箍远离加热器面板的移动可导致卡箍的凸出部不再覆盖加热器底部面板的所述部分。这可以允许扭力弹簧730导致加热器面板打开。因此，用户可以将远离加热器面板移动开关以使加热器面板打开。开关可以任选地相对于加热器面板表面横向移动。在一些情况下，开关可以在远离加热器面板的方向上横向移动，以允许加热器面板打开。
关于开关的任何描述均可适用于可允许用户释放盖子的任何其他类型的机构(例如，按钮、闭锁、拉杆、操纵杆、滑块、旋钮、触控板、触摸屏)。开关可以是盖子释放机构。用户操作盖子释放机构可导致盖子从关闭位置移动至打开位置。盖子释放机构可以允许盖子在力诱导组件的辅助下自动地打开。与盖子释放机构的相互作用可以去除保持盖子关闭的力，并可以允许盖子打开。打开的盖子可以是盖子的自然状态，其可通过用户向下按压在盖子上以关闭盖子或通过盖子保持机构来抵抗，该盖子保持机构可以在使用盖子释放机构时被释放。当盖子打开时，它可由用户按压关闭，这可以允许盖子保持机构在盖子达到其关闭状态时啮合。当用户去除用户诱导的力时，盖子可以保持关闭，这由盖子保持机构来保持，直到使用盖子释放机构。
图8示出了根据本发明实施方式的设备的盖子配置800的另一视图。如前所述，螺钉835可用于使加热板和加热器支座与加热器底部面板连接。
此外，加热器轴杆845可以由仪表板来支撑。一个或多个扭力弹簧可以围绕加热器轴杆得到支撑，这可以影响加热器面板(盖子)的移动。加热器轴杆可以沿着或可以不沿着加热器面板的宽度完全地穿过。或者，加热器轴杆可以设置为仅部分地穿过。在一些实施方式中，可以提供多个加热器轴杆。加热器轴杆可以提供枢轴，当盖子在打开位置与关闭位置之间移动时，盖子可以围绕该枢轴旋转。
图9示出了用于根据本发明实施方式的设备的盖子和仪表板的外视图。可以提供盖子组装件900。盖子组装件可以包括盖子910(它还可以称为加热器面板)和仪表板920。盖子和/或仪表板可以提供于设备如热循环仪上。盖子和/或仪表板可以提供于设备的外壳上或集成到设备的外壳中。盖子和/或仪表板可以作为设备的外表面的一部分而暴露。盖子组装件可具有嵌入结构，并且可以高度集成。盖子组装件可以任选地具有小的占地面积(footprint)，这可使得盖子组装件可与许多可能需要加热器的便携式设备兼容。盖子组装件可以与不同类型的设备耦合，该不同类型的设备可以使用可以打开和关闭的盖子并可以包括嵌入其中的加热器。例如，盖子组装件可以提供于不同类型的热循环仪设备或其他不需要是热循环仪设备的设备上。盖子组装件可以作为单个单元而提供，或者盖子和仪表板可以作为分开的单元而提供。
在一些情况下，盖子组装件的占地面积可以小于或等于约1cm2、5cm2、10cm2、15cm2、20cm2、25cm2、30cm2、40cm2、50cm2、60cm2、70cm2、80cm2、90cm2、100cm2、110cm2、120cm2、130cm2、140cm2、150cm2、160cm2、170cm2、180cm2、190cm2、200cm2、220cm2、250cm2、300cm2、400cm2或500cm2。盖子组装件可以安装在便携式设备上。盖子组装件可以安装在具有本文其他部分所述的任意尺寸的设备上。
可以任选地提供开关930。该开关可以用于使盖子910打开。横向移动开关可以导致盖子打开。例如，使开关远离盖子滑动可以导致盖子打开。如前所述，关于开关的任何描述均可适用于可导致盖子打开和/或关闭的任何类型的机构。例如，开关可以是可导致盖子打开的盖子释放机构。当操作开关以释放盖子时，盖子可自动打开。盖子可以被迫关闭，并且盖子保持部件可以啮合以保持盖子关闭。盖子保持部件可以可操作地耦合至盖子释放机构，使得操作盖子释放机构可以导致盖子保持机构释放其对盖子的约束。
图10提供了根据本发明实施方式的设备的盖子配置的另一视图。可以提供盖子组装件1000的侧视图。盖子组装件可具有盖子和仪表板1020。可以提供可移动开关1030。该开关可以沿着有限的运动范围移动。任选地，可以为盖子组装件提供一个或多个连接件1040。该连接件可以用于将盖子组装件附接至设备。
盖子组装件的盖子可以打开和/或关闭。盖子组装件的盖子可以在打开位置与关闭位置之间移动。打开/关闭操作可以使用以下步骤中的一个或多个：
(1)向后滑动开关1030以释放盖子。开关可以移动有限的距离。在一些情况下，开关可以移动小于或等于约1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm或1cm以释放盖子。开关可以移动大于本文所述的任意距离。开关可以移动本文提供的任何两个值之间的一系列距离。在替代实施方式中，可以提供盖子释放机构的任何类型的操作，该操作可以包括滑动组件、扳动开关或拉杆、旋转或扭转组件、接触表面、手势、口头命令或其任意组合。
(2)与开关耦合的卡箍也可以对应于开关的移动向后移动。卡箍向后移动的量可以等于或可以对应于开关向后移动的量。当卡箍移动足够的距离时，扭力弹簧可以开始起作用。卡箍可任选地为盖子保持机构。移动卡箍可以导致卡箍不再施加力或控制盖子，这可使得扭力弹簧(例如，轴向力诱导组件)能够开始生效。这可导致盖子弹开。弹开的盖子可以包括外表面(例如，加热器面板)、加热器和/或压缩弹簧。盖子可以打开至预定的角度。可以提供可以在盖子打开至预定角度之后导致盖子停止的限位器或其他机构。加热器可以在不需要外力的情况下维持其在预定角度下的位置。例如，扭力弹簧可以对加热器施加力以保持打开，并且扭力弹簧的限制框架可导致加热器维持在最大打开位置。图11示出了根据本发明的实施方式处于打开位置的盖子1110的视图。盖子可以具有加热器1115。任选地，盖子可以随着加热器移动。当盖子围绕轴旋转时，加热器可以围绕相应的轴旋转移动。当开关1130向后充分移动时，盖子可以相对于仪表板1120打开。任选地，可以提供可连接盖子组装件与设备的一个或多个连接件1140。
(3)用户可以按压盖子以关闭加热器。图12示出了根据本发明的实施方式处于打开位置的盖子1210的另一视图。用户可以朝着仪表板1220向下按压盖子以关闭盖子/加热器。用户向下按压盖子可以抵抗轴向力诱导组件(例如，扭力弹簧)提供的力。可以提供开关1230。开关可以相对于仪表板横向移动。当向下按压以关闭盖子时，开关可滑动至将保持盖子关闭的位置。开关可以滑动以保持盖子关闭，而不需要用户操作。力诱导组件可以提供于开关上，该力诱导组件可以使开关偏向于将会保持盖子关闭的位置。如以下更详细描述的，向下按压盖子可通过足以使与开关耦合的卡箍与盖子啮合地抵抗这种偏向而允许盖子啮合。在替代实施方式中，用户可以操作开关以将盖子保持在关闭位置。当用户向后移动开关时，盖子可以被释放并且可以自动打开。
(4)当用户向下按压盖子时，底部面板可以压缩卡箍以使其朝着相反方向移动直到其到达凹痕/凹陷。图13示出了根据本发明实施方式的盖子释放机构的近视图。盖子的底部面板1310可包括钩状部分1315。该钩状部分可能遇到卡箍1330的凸出部分1335。卡箍的凸出部分可以覆盖在底部面板的钩状部分上。这可以阻止底部面板向上移动。开关1320可以如所示出的那样移动。向后移动开关可以导致卡箍相应地向后移动。这可导致卡箍的凸出部分缩回。当卡箍的凸出部分不再覆盖在底部面板的钩状部分上时，盖子可以打开。用户向后移动开关可以抵抗开关弹簧1340和可支撑开关弹簧的开关弹簧压缩板1350对卡箍施加的力。当用户向下按压盖子时，开关和卡箍可被弹簧向前推动。当盖子下降时，底部面板的弯曲钩状部分1315可越过卡箍的凸出部分1335。当向下按压钩状部分时，钩状部分的弯曲可以导致卡箍的凸出部分和卡箍的其余部分向后推动。可以抵靠开关弹簧向后按压卡箍，直到卡箍的凸出部分越过底部面板的弯曲钩状部分。这可以导致卡箍由于弹簧力和因为弯曲钩状部分不再阻挡卡箍的凸出部分而重新向前移动。
(5)在压缩弹簧1340的作用下，卡箍1330可以锁定加热器组件。因此，盖子组装件的盖子可保持关闭，直到用户向后推动开关1320。即使设备被轻轻摇动或重新定向，盖子也可任选地保持关闭。
图14示出了根据本发明的实施方式具有可调节部分的盖子配置的横断面视图。盖子可以被配置为适应不同类型的样品容器。盖子可以包括加热器。可能期望在不手动调节加热器的情况下在样品容器上打开和关闭盖子。在一些实施方式中，加热器高度可以自动调节以适应不同的样品容器。加热器的高度可以根据管的类型而变化。
盖子组装件1400可包括可以能够在打开与关闭位置之间移动的盖子面板1410。盖子面板可以构成盖子组装件的外表面。盖子面板可以与仪表板1420或设备的任何其他部分或表面成直线。可以提供可以向后移动以导致盖子打开的开关1430。通常可以使用力诱导组件，如抵靠与开关耦合的卡箍的弹簧1480，向前按压开关。卡箍可以包括可覆盖在盖子的底部面板的钩状部分1495上的凸出部分1490。盖子的底部面板可以附接至盖子面板和/或可随着盖子面板移动。例如，当盖子面板在打开与关闭位置之间移动时，底部面板可以相应地在打开与关闭位置之间移动。盖子面板可以围绕轴杆1470枢转以在打开位置与关闭位置之间移动。任选地，可以围绕轴杆提供扭力弹簧，该扭力弹簧可以使盖子面板偏向于打开位置。覆盖在底部面板的钩1495上的凸出部分1490可以保持盖子关闭。当开关使凸出部分远离钩移动时，扭力弹簧的偏向可开始生效，并且盖子可自动地打开。用户可以按压关闭盖子以使凸出部分与钩重新啮合并保持盖子关闭。
盖子可以包括加热板1450。该加热板可以随着盖子面板1410和/或底部面板移动。例如，当盖子面板处于打开位置时，加热板可以随着盖子移动并暴露。可以控制加热板的温度。在一些情况下，可以以本文其他部分针对温度控制所述的任何程度来控制加热板的温度。加热板可以用于加热和/或冷却。可将加热板的温度控制在0.01摄氏度、0.05摄氏度、0.1摄氏度、0.5摄氏度、1摄氏度、2摄氏度、3摄氏度、4摄氏度、5摄氏度、7摄氏度或10摄氏度以内。加热板可以与样品容器1440接触。样品容器可以被配置为在其中含有样品。样品容器可具有任何配置。例如，可以提供平顶样品容器。或者，如图15所示，可以提供圆顶样品容器。加热板可以接触样品容器的顶部。加热板可以加热和/或冷却样品容器和/或其中包含的样品。可以提供一个或多个力诱导组件，如弹簧1460，该弹簧可提供加热板高度的灵活性。该弹簧可以使加热器向下偏置。该弹簧可导致加热器压靠样品容器的顶部。该弹簧可确保加热器与样品容器顶部之间良好的接触。可以提供弹簧位移1465。
图15示出了根据本发明的实施方式具有可调节部分的盖子配置的横断面视图。如前所述，盖子组装件1500可具有盖子面板1510、仪表板1520、开关1530、开关弹簧1580、具有凸出部分1590的卡箍、具有钩状部分1595的底部面板、轴杆1570、加热器1550和/或加热器弹簧1560。
加热器1550可以被配置为接触样品容器1540的顶部。在一些情况下，样品容器可以是圆顶样品容器。样品容器可具有大于平顶样品容器1440的高度。弹簧1560可使加热器抵靠样品容器的顶部偏置。可以提供弹簧位移1565。
当第一样品容器1540的高度大于第二样品容器1440的高度时，第一设置的弹簧位移1565可小于第二设置的弹簧位移1465。在一些情况下，可以在底部面板的底面与可支撑样品容器的支撑构件1545的顶面之间提供高度。该高度可以是固定的。当样品容器顶部向上推动加热器更高地远离支撑构件时，可以提供较小的弹簧位移。
样品容器可具有延伸到支撑构件1545顶面以外的任何高度。例如，样品容器可具有延伸到支撑构件的上表面以外的小于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.1cm、1.2cm、1.3cm、1.4cm、1.5cm、1.7cm、2cm、2.5cm或3cm的高度。样品容器可具有大于本文提到的任何高度值的延伸到支撑构件的顶面以外的高度。样品容器可具有在本文所述的任何两个值之间的范围内的延伸到支撑构件的顶面以外的高度。加热器可以能够适应具有本文提到的任何高度值的样品容器。加热器可以能够适应广泛范围的高度。例如，加热器可以在大于或等于0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、7mm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm或5cm的范围内接触样品容器的顶部。在一些情况下，加热器可以能够适应具有平顶部和/或圆顶部的0.1mL、0.2mL或0.5mL样品容器。加热器可以能够适应大于样品容器高度的1％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％或50％的高度变化。
加热器可根据样品容器的高度被压缩不同的量。加热器可根据样品容器的顶面的形状(例如，平顶部与圆顶部)被压缩不同的量。不论所述的各种配置如何，加热器均可以接触样品容器的顶部。当设备内的容器的顶部在给定时刻为相同高度时，加热器可以以基本相同量的力(例如，以小于或等于1％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％、60％、70％或80％的力变化)接触顶部。加热器可以保持相对于加热器面板基本平行。不论压缩的程度如何，加热器均可以保持相对于加热器面板基本平行。或者，加热器相对于加热器面板的角度可以有一定的变化。
加热器可以能够提供任何范围的弹簧位移。例如，加热器可以能够提供小于1mm、3mm、5mm、7mm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm、6cm、7cm或8cm范围的弹簧位移。加热器可以能够提供大于本文所述的任何值的一系列弹簧位移。加热器可以能够提供处于本文所述的任何两个值之间的一系列弹簧位移。
盖子的加热器可以被配置为适应各种样品容器配置。这可以在不需要发送任何电信号或电控组件的情况下完成。在一些情况下，加热器可以使用机械配置来适应各种样品容器配置。例如，可以使用力诱导组件，如压缩弹簧。可以使用其他类型的力诱导组件，如弹性体、张力带、可压缩材料、泡沫形式、气球或囊状物。
图16示出了根据本发明的实施方式具有盖子的设备的多个视图。在一些实施方式中，该设备可以是核酸扩增设备。该设备可以是任何其他类型的设备。该设备可以包括盖子1610。加热器可以任选地提供于盖子中。可以提供设备的外壳1620的其余部分。外壳可以封装设备的一个或多个部分。外壳可以包括可有助于与周围环境换热的通风孔1630。可以提供可散热的一个、两个或更多个风扇。一个或多个风扇可以给为温度控制单元工作的散热器散热，并且一个或多个风扇可以给电路控制区域中的加热元件散热。风扇可以帮助确保设备可以适应温度变化。在一些实施方式中，盖子组装件可以具有可分离的热源和盖子。这可以减小热对盖子面板材料的影响，并且/或者还可以提高操作的安全性。
任选地，可以提供一个或多个支座1640，其可以提升设备的底面。这可以有助于与周围环境的换热。
可以提供开关1650。开关可以用于启动或关闭设备或控制设备的一个或多个功能。开关可以用于打开设备的盖子。开关可以用于控制设备的盖子1610的打开和/或关闭。
可以提供一个或多个连接端口1660。连接端口可以用于连接设备与一个或多个其他设备和/或功率源。连接端口可以是功率源连接端口、数据连接端口或任何其他类型的连接端口。设备可以连接至功率源、储能装置如电池组、计算机或其他设备、显示设备或任何其他类型的设备。在一些情况下，可以提供功率源输入操作面板。
在一些实施方式中，设备可具有多个隔室。例如，可以提供两个隔室，如上隔室和下隔室。上隔室和下隔室可以构成外壳的一部分。上隔室和下隔室和/或外壳的部件可以是彼此可分离的。
工作区可以位于上部。可以提供指示灯。指示灯可以提供关于设备状态的信息。指示灯可以指示设备是否在运行。
设备可具有约195mmx195mmx112mm的总尺寸。设备可具有如本文其他部分更详细描述的任何其他尺寸。设备可以是便携式的。设备的盖子部分可以是适合便携式设备的尺寸。
图17示出了根据本发明的实施方式，盖子1710处于部分打开位置的设备1700的视图。盖子可以相对于设备的外壳1720移动。盖子可以通过围绕一个或多个轴旋转而移动。盖子可以围绕轴杆旋转。盖子的取向可以随盖子打开而变化。
如前所述，可以提供一个或多个通风孔或换热组件1730。
可以提供开关1750。任选地，开关可以用于控制盖子1710的操作。可以移动开关以使盖子打开。按压该开关可以导致盖子的释放。在一些情况下，开关可以用于使盖子关闭。在其他情况下，用户可通过手动向下按压盖子来关闭盖子。如前所述，开关可以是盖子释放机构。手动操作盖子释放机构可以在不需要用户进一步干预的情况下使盖子打开。
开关可以位于设备的任何部分。开关可以位于设备的与盖子相同的表面上。例如，如果盖子在设备的顶面上，则开关也可位于设备的顶面上。或者，开关可以位于设备的与盖子不同的表面上。例如，盖子可以在设备的顶面上，而开关可以在设备的侧面上。开关可以相对于盖子横向移动，或者可以相对于盖子垂直移动。
图18示出了根据本发明的实施方式，盖子1810处于打开位置的设备1800的视图。盖子可以相对于外壳1820的其余部分打开。可以按压开关1850以使盖子打开。关于按压开关的任何描述可以适用于盖子释放机构的任何类型的操作。当盖子打开时，一个或多个样品容器1860可以是可访问的。当盖子打开时，样品容器可插入到设备中或从设备中取出。样品容器的顶部在盖子打开时可以是可探察的。
任选地，加热器在盖子打开时可以是不可探察的。当盖子打开时，加热器可以任选地不提供于盖子的底部上。
图19示出了根据本发明的实施方式，盖子1910正在关闭的设备的视图。在操作(例如，添加或取出样品容器，或探察样品容器)完成之后，可以关闭盖子。可以手动向下按压盖子以使其与外壳1920的其余部分成直线。在一些情况下，可以按紧盖子以使内部闭锁机构啮合。按压关闭盖子之后，用户可以使开关1950啮合以便再次打开盖子。
图20示出了根据本发明的实施方式具有可缩回部分2040且盖子2010处于打开位置的设备2000。可缩回部分可以是加热器。加热器可以用于加热和/或冷却在其中的一个或多个样品容器2025。当盖子关闭时，加热器可以接触样品容器。当盖子关闭时，加热器可以压靠样品容器的顶部。当盖子关闭时，样品容器可被加热器和盖子两者覆盖。当盖子关闭时，加热器可位于样品容器与盖子之间。当盖子关闭时，加热器和/或盖子可彼此基本平行(例如，在彼此小于或等于1度、3度、5度、10度、15度、20度或30度内)。
当盖子打开时，加热器可以缩回。盖子和加热器可以能够沿着独立的路径移动。例如，盖子和加热器可以在关闭与打开位置之间具有不同的路径。盖子可以在关闭与打开位置之间改变取向。盖子可以在关闭与打开位置之间围绕旋转轴旋转。盖子可以在关闭与打开位置之间遵循弯曲路径。加热器可以任选地在关闭与打开位置之间不改变方向。加热器可以在关闭与打开位置之间在不旋转或基本不旋转的情况下在一个方向上平移。加热器可以在关闭与打开位置之间遵循直线路径。加热器可以在直线方向上移动。加热器可以水平移动。加热器可以任选地没有或几乎没有垂直移动(例如，小于5度的垂直移动)。加热器可以任选地在关闭与打开位置之间保持相同的取向。当盖子打开时，加热器和/或盖子可以最后处于相对于彼此不同的角度(例如，相对于彼此大于或等于45度、50度、60度、70度、80度或90度)。加热器可以缩回到设备中。加热器可以缩回，使得其在设备的外壳/箱2030内。当盖子打开时，加热器可以在设备的外壳的表面下。当盖子可以旋转至打开位置时，加热器可以横向滑动以在设备的外壳下移动。这可以允许当盖子打开时样品容器暴露于用户。盖子的移动可以驱动加热器的移动。加热器缩回的速度可取决于盖子旋转的速度。加热器沿其横向路径的位置可取决于盖子沿其旋转路径的位置。盖子和加热器可以采用机械连接彼此连接，而不需要电信号或组件来驱动盖子和/或加热器的运动。盖子的移动可经由机械耦合导致加热器的移动。加热器可以缩回，使得当盖子打开时加热器不暴露于用户。加热器可以缩回，使得当盖子打开时加热器对用户基本是隐藏的。这可以防止当盖子打开时用户无意接触到加热器。这可以防止当加热器提供任何热或余热时用户被加热器烧伤。
可以为盖子2010和/或加热器2040提供一个或多个连杆。第一连杆2020可以用于连接盖子与轴杆或穿过盖子的旋转轴的其他组件。第一连杆可以任选地是弯曲的或弯的。第二连杆2070可以用于连接盖子与可以控制加热器移动的滑块。第二连杆可以任选地是直的。连杆可以被配置为使得盖子的移动将会驱动可缩回加热器的移动。盖子的旋转可以引起可缩回加热器的平移。盖子和可缩回加热器的移动可以同时发生。
设备可具有外壳/箱2030。可以提供一个或多个指示灯2015。指示灯可以指示设备的状态(例如，开或关，是否正在进行热循环等)。可以提供可用于释放盖子的开关2050。按压该开关可以导致盖子打开和/或加热器缩回。还可以提供一个或多个通风孔2050和/或连接端口(例如，输入面板)2060。
图21示出了根据本发明的实施方式处于部分打开位置的盖子装置。可以提供盖子打开/关闭机构。可以通过按压开关按钮打开盖子装置，这可以导致盖子的手动释放和打开。可以采用任何其他类型的盖子释放机构。打开体验可以提供令人愉悦的声音和/或触觉体验。来自另外的弹簧系统的声音可有助于用户的愉悦体验。当按压开关时，一个或多个转动辊可以同时移动。多个辊的转动可以确保施加均匀的力。这可以是方便且省力的。
盖子面板2100可以能够打开和关闭。盖子面板可以与滑块2110连接。力诱导组件如弹簧2120可以压靠滑块2110。该弹簧可以使滑块保持抵靠在前面位置的挡块/限位器(stop/limit)。在一些实施方式中，弹簧可被收拢(held back)(例如，当盖子关闭时)。当盖子打开时和/或当按下开关以打开盖子时，弹簧可被释放。弹簧可以使滑块向前移动到限位器，该限位器可以使盖子移动一定的角度并部分地打开。一旦盖子开始打开，则滑块可以在被弹簧按压时保持在基本固定的位置。当用户向下按压盖子以关闭盖子时，滑块可以以受限的方式移动。
可以提供转动辊2130。转动辊可具有固定的辊轴。可以采用可导致与转动辊类似的运动的任何其他类型的机构。可以提供第二滑块2140。第二滑块可以沿着滑块导轨移动。第二滑块可以经由连杆与盖子连接。盖子的移动可以导致第二滑块的移动。第二滑块可以沿着滑块导轨在大范围内滑动。盖子的钩2150可被释放，这可以使盖子打开。在一些情况下，选择开关可导致盖子被释放，这可以导致由于弹簧2120按压在第一滑块2110上而使盖子向前滑动并轻微旋转。盖子的轻微打开可以导致或可以不导致第二滑块和可缩回加热器的移动。
图22示出了根据本发明的实施方式处于打开位置的盖子装置。可以在使用开关释放盖子之后打开盖子装置。可以手动打开盖子。在可导致盖子旋转的扭力弹簧或类似的力诱导组件的辅助下，盖子可以打开至完全打开的位置。在其他实现方式中，可以采用致动器如马达或其他组件。在一些示例中，可以使用用户的手来手动打开盖子。
可以打开盖子面板2200。盖子面板可以旋转和/或重新定向以达到完全打开的位置。可以达到最大打开位置。最大打开位置可具有任何角度值，如小于或等于约170度、160度、150度、140度、130度、120度、110度、100度、90度、80度、70度、60度、50度、40度、30度、20度或10度。弹簧2220或其他力诱导组件可被释放，这可以导致第一滑块2210被提供在限制固定位置处。第二滑块2240可以沿着滑动导轨滑动。第二滑块可以响应于盖子面板的移动而滑动。第二滑块可以连接至盖子，使得盖子的移动拖动滑块沿着滑动导轨滑动。当盖子进一步打开时，滑块可以向后(例如，朝着盖子的铰链或旋转轴)移动。可以提供辊2230。
图23示出了根据本发明的实施方式处于关闭位置的盖子装置。用户可以按压盖子以使盖子回到关闭状态。可以向下按压盖子面板2300。可以锁定钩限制件。例如，盖子面板可以被钩锁关闭，使得其在不首先释放钩的情况下可能无法打开。第一滑块2310可以从限制挡块脱离。当盖子关闭时，第一滑块可向后移动。第一滑块可以抵抗由组件如弹簧2320诱导的力。弹簧可以被压缩。可以提供辊部分2330。可以提供钩状部分2350。
图24示出了根据本发明实施方式的盖子装置的锁紧机构。可以采用弹性钩组。锁定时，一个、两个、三个、四个、五个或更多个钩可以同时起作用以确保该限制的可靠性。钩可以有助于开关按钮的打开操作。
可以提供盖子面板2400。盖子面板可以包括钩状部分2420。盖子面板的钩状部分可以随着盖子移动。盖子面板的钩状部分可以附接至盖子面板。可以提供互补的钩2410。该互补的钩可以是弹性钩组2440的一部分。该弹性钩组可以包括可与盖子的钩部分啮合的任何数目的钩。
当向下按压盖子时，钩2410可以在盖子的钩状部分2420按压在其上时轻微打开。当达到锁定状态时(例如，当钩状部分2420落在钩2410下方时)，钩2410可以弹回。随后当向下彻底地按压盖子时，钩可以啮合并闭锁关闭。可能发出咔哒声或其他锁定确认。
图25示出了根据本发明的实施方式，其中锁紧机构已被释放的盖子装置。当盖子装置处于未锁定状态时，盖子面板2500可以部分打开。盖子面板的钩状部分2520可以从互补的钩2510脱离。该互补的钩可以是弹性钩组2540的一部分。在一个示例中，弹性钩组可以连接并支撑多个钩。钩状部分的脱离可以指示盖子被解锁并释放2530。可以驱动开关按钮2550以使弹性钩组垂直移动从而使盖子解锁。
图26示出了根据本发明的实施方式正在打开的盖子装置。盖子装置2600可以包括盖子面板2610。该盖子面板可以打开和关闭以暴露和覆盖一个或多个样品容器2620。当盖子面板打开时，样品容器可以被暴露和/或可从设备外部访问。在一些情况下，当盖子最初打开时，盖子可以部分地从设备的表面抬起。任选地，盖子可以在与加热器将缩回的方向相反的方向上轻微地向前移动。当盖子面板关闭时，样品容器可以是从设备外部无法访问的。
盖子面板2610可具有力诱导组件2630。该力诱导组件可以用于向下按压样品容器2620。该力诱导组件可以确保即使在盖子关闭之后样品容器仍被向下按压。这可以防止或减小在加热时容器内试剂溅出的可能性。在一些情况下，该力诱导组件可以包括板弹簧或其他类型的弹簧。可以提供任何数目的力诱导组件。例如，盖子中的一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、或六个或更多个板弹簧可以施加向下的力。该向下的力可以直接施加在样品容器上或可以施加在可将力传递至样品容器的热舌片2660上。钢丝2640可以与该热舌片连接。导块2650可以与钢丝连接。该导块可具有固定的位置。图26示出了自由状态的钢丝、热舌片、力诱导组件和/或样品容器。当力诱导组件不施加力时(例如，当不向下按压盖子时)可以提供该自由状态。
图27示出了根据本发明的实施方式正在关闭的盖子装置2700。当向下按压盖子面板2710时，热舌片2760可以下降并按压在样品容器2720上。当向下按压盖子时，盖子的一个或多个力诱导组件2730如板弹簧可以向下按压在热舌片上。力诱导组件可以导致热舌片压靠样品容器。力诱导组件可以允许热舌片适应不同高度的样品容器。例如，力诱导组件可以允许热舌片压靠平顶样品容器和/或圆顶样品容器。力诱导组件可以允许热舌片适应具有在支撑元件之上不同高度(如本文其他部分提到的任何高度值)的样品容器。热舌片可以是加热器，其可用于加热和/或冷却样品容器。该热舌片可以压靠样品容器以提供良好的热接触。
当热舌片2760向下按压在样品容器上时，导丝2740可在力的作用下弯曲。导丝的一端可连接至固定的导块2750。导丝可由金属或金属合金如钢形成。图27示出了按下状态的钢丝、热舌片、力诱导组件和/或样品容器。当力诱导组件施加力时可以提供该按下状态(例如，当不向下按压盖子时)。
图28示出了根据本发明的实施方式正在打开的盖子装置2800的另一视图。当盖子2810打开和/或关闭时，可缩回加热器(也称为热舌片)2830可以移动。当盖子在打开与关闭位置之间移动时，加热器可在缩回与伸出位置之间移动。当盖子处于打开位置时，加热器可以缩回并且可以不覆盖样品容器2840。因此，当盖子处于完全打开位置时，样品容器可以露出并且可被用户访问。当盖子处于关闭位置时，加热器可以伸出并且可以覆盖样品容器。因此，当盖子处于完全关闭位置时，样品容器可被加热器和盖子两者覆盖。样品容器可以是用户无法访问的。盖子可以处于部分打开和/或部分关闭状态。加热器在这些状态下可以部分缩回和/或伸出。
在一个实例中，可以提供处于关闭位置的盖子，其中盖子的外表面可以与设备的外表面成直线。样品容器可以被盖子和加热器覆盖。盖子可以移动至部分打开的位置(例如，自由状态)。盖子的顶面可以延伸高于设备的外表面。盖子可以轻微地向前(例如，与加热器将缩回的方向相反的方向)移动。盖子的取向可以从完全关闭轻微地改变为部分打开的状态(例如，小于15度、10度、8度、6度、5度、4度、3度、2度或1度)。当盖子处于最初部分打开的状态时，加热器可以任选地仍然覆盖样品容器。盖子可以穿过中间位置朝向完全打开的状态移动。当盖子围绕中间位置旋转时，加热器可以缩回以露出样品容器。盖子可以向上和向后旋转至完全打开的位置。加热器可以成直线地向后缩回至完全打开的位置。
可以提供导向滑块2820。导向滑块可以经由连杆连接至盖子。该滑块可以相对于连杆枢转。连杆相对于滑块的角度可以变化。导向滑块可以连接至加热器。可以提供滑块销以允许滑块与加热器接触。
加热器2830可以是与盖子2810可分离的热源。具有可分离的加热器可以减小热对盖子面板材料的影响并且还可以提高安全性。具有定向导丝的加热器的设计可以包括双重功能的导轨弹簧，其可以是简单且低成本的。而且，加热器移动的驱动力可以来自用户打开和/或关闭盖子。这可以提供一种实现加热器移动的可靠且节能的方式。因此，加热器可以响应于机械移动而缩回和/或伸出。实现加热器的移动可以不需要电力。
图28示出了自由状态的盖子组装件。因此，盖子面板可被释放，加热器可以不受约束，并且样品容器可以处于自由状态。在自由状态下，样品容器仍然可以被加热器覆盖。
图29示出了根据本发明的实施方式处于打开位置的盖子装置2900的另一视图。可以打开盖子面板2910。滑块2920可以响应于盖子面板的打开而向后移动。滑块移动可以由盖子面板的移动而驱动。可将滑块移动限制在一个或多个导轨上。可缩回加热器2930可以响应于盖子面板的打开而类似地缩回和向后移动。可缩回加热器可以与滑块耦合并且可以随着滑块向后移动。样品容器2940如试管可以露出。
盖子面板2910可以打开和/或关闭，并且加热器2930可以被驱动并可以诱导导丝如钢丝的收缩和/或拉伸。
图30示出了根据本发明的实施方式正在关闭的盖子装置3000的另一视图。可以向下按压盖子面板1030以使其关闭。当向下按压盖子面板时，滑块3020可被向前按压。加热器3030可以伸出。加热器可以与滑块啮合并且由于滑块位于前面的位置而可以伸出。加热器可以覆盖样品容器3040。
可按紧盖子3010，这可使加热器3030位于恰当位置并向下按压在样品容器3040上。可以完成测试的准备。
在一些实施方式中，所述可缩回部分可以是加热器，并可由盖子的移动驱动。可缩回加热器可以是与盖子可分离的和/或能够沿着独立路径移动。在替代实施方式中，盖子可以包括可随着盖子移动的加热器。可缩回部分可以是导热金属部分，其可与当向下按压盖子时随着盖子移动的加热器接触。导热可缩回部分可将热从盖子的加热器传导至下面的样品容器。盖子可以将可缩回部分按压在样品容器上，这可以有助于形成良好的热接触。
所述盖子可具有如本文所述的加热器。加热器可以随着盖子移动，或可以在不同于盖子的路径中移动。加热器可以如本文的各个实施方式中的任意实施方式所述进行配置。加热器可以用于在盖子关闭时加热和/或冷却样品容器。当盖子关闭时，加热器可以直接接触或可以不直接接触样品容器。加热器可以控制样品容器的顶部的温度。这可以有利地防止在样品容器的顶部上成雾和/或冷凝。这可以允许通过样品容器的顶部更容易地检测到信号。例如，光信号可以穿过样品容器从而可被一个或多个检测器检测到。这可在温度循环过程中实时发生。可精确地控制盖子加热器的温度(例如，在小于0.01摄氏度、0.05摄氏度、0.1摄氏度、0.5摄氏度、1摄氏度、2摄氏度、3摄氏度、5摄氏度、7摄氏度或10摄氏度内)。盖子加热器的温度可取决于设备内可用于加热和/或冷却样品的支撑构件的温度。盖子加热器的温度可匹配支撑构件的温度。盖子加热器的温度可以在支撑加热器的0.1％、0.5％、1％、3％、5％、7％、10％、15％、20％、25％、30％、40％或50％内。盖子加热器的温度可以保持小于支撑加热器的温度，大于支撑加热器的温度，或基本等于支撑加热器的温度。当支撑加热器的温度升高时，盖子加热器的温度也可升高。当支撑加热器的温度降低时，盖子加热器的温度也可降低。在一些情况下，样品沿着样品容器高度的温度曲线可以保持基本相同(例如，变化小于或等于0.1％、0.5％、1％、3％、5％或10％)。
图31示出了根据本发明的实施方式，用于进行核酸扩增的设备可能具有的尺寸的示例。该设备可以是便携式设备。该设备可以能够由人搬运和携带。该设备可以能够由人用单手搬运和携带。便携式设备可以能够经由客运运载工具来运输。便携式设备对于将设备部署至各个位置可能是期望的。便携式设备可以允许照护点(POC)核酸扩增。这可以允许身处偏远地区的个体更快地获得结果，而这可以有助于疾病的预后和治疗。
所述设备可以具有长度L、高度H和/或宽度W。该设备可以具有任何形状。例如，该设备可以具有基本上为矩形棱柱的形状、圆形形状、三角形形状、六边形形状、圆柱形形状或任何其他形状。该设备可以适配于所图示的尺寸之内，即使该设备的形状不会致使该设备充满整个尺寸。长度可以是指该设备的最大横向尺寸。高度可以是指该设备的底部与最高点之间的距离。宽度可以是指该设备在正交于长度的方向上的尺寸。本文对设备尺寸的任何描述也可指外壳的尺寸，该外壳可以至少部分地封装该设备的一个或多个组件。
该设备可以具有不超过约15cm的最大尺寸(例如，长度、宽度、高度、对角线、直径)。在一些情况下，该设备可以具有不超过10cm高的外壳。在另一示例中，该设备可以具有长度不超过16cm的外壳。该设备可以具有不超过约1mm、3mm、5mm、7m、10mm、12mm、15mm、17mm、20mm、25mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、97mm、100mm、105mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、270mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm、700mm或1m的最大尺寸。或者，该设备可以具有大于本文所述的任何尺寸值的最大尺寸。在一些情况下，该设备可以具有处于本文所述的任何两个值之间的范围中的最大尺寸。
可以为该设备组提供任何占地面积。占地面积可以包括该设备的横截面积。占地面积可以包括该设备在搁置于表面上时将会占据的表面的面积。在一些情况下，该设备可以具有小于或等于约1cm2、5cm2、10cm2、15cm2、20cm2、25cm2、30cm2、40cm2、50cm2、60cm2、70cm2、80cm2、90cm2、100cm2、120cm2、150cm2、200cm2、250cm2、300cm2、350cm2、400cm2、500cm2、600cm2、700cm2、800cm2、900cm2、1000cm2、1200cm2、1500cm2、1700cm2或2000cm2的占地面积。该设备可以具有大于或等于本文所述的任何值的占地面积。该设备可以具有处于本文所述的任何两个值之间的范围中的占地面积。
该设备可以具有任何体积。在一些情况下，电池可以具有小于约1cm3、5cm3、10cm3、15cm3、20cm3、25cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、120cm3、150cm3、200cm3、250cm3、300cm3、350cm3、400cm3、500cm3、600cm3、700cm3、800cm3、900cm3、1000cm3、1200cm3、1500cm3、1700cm3、2000cm3、2200cm3、2500cm3、3000cm3、3500cm3、4000cm3、4500cm3、5000cm3、5500cm3、6000cm3、7000cm3、8000cm3、9000cm3或10,000cm3的体积。该设备可以具有大于本文所述的任何体积的体积。该设备可以具有处于本文所述的任何两个值之间的范围中的体积。
该设备可以具有任何重量。例如，该设备的重量可以小于或等于约2kg。该设备的重量可以小于或等于约1mg、10mg、100mg、1g、10g、100g、200g、300g、400g、500g、600g、700g、800g、900g、1kg、1.1kg、1.2kg、1.3kg、1.4kg、1.45kg、1.5kg、1.55kg、1.6kg、1.65kg、1.7kg、1.75kg、1.8kg、1.85kg、1.9kg、2kg、2.1kg、2.2kg、2.5kg、2.7kg、3kg、3.5kg、4kg、4.5kg、5kg、6kg、7kg、8kg、9kg或10kg。该设备的重量可以大于本文所述的任何值。该设备可以具有处于本文所述的任何两个值之间的范围中的重量。
如本文所述的设备的任何尺寸或特性可以单独地或彼此组合地提供。例如，任何尺寸、占地面积、体积和/或重量可以彼此组合和/或与本文所述的任何电压、电流、功率相组合。该设备可以具有本文所述的任何特性，同时被配置用于进行核酸扩增和/或对核酸扩增的实时检测。该设备可以是具有本文所述的任何尺寸而同时能够在低电压的功率下运行的便携式设备。这可以有利地充分利用设备的便携性，不仅在大小上，而且还能够从宽范围的功率源供能和/或具有更长的电池寿命。
该设备可被配置用于接受任何数目的样品。例如，该设备可以包括任何数目的凹陷，诸如本文其他部分所述的凹陷。该设备可以具有如本文所述的任何数目的凹陷，同时具有所提供的任何尺寸。在一个示例中，该设备可具有8个凹陷。该设备的重量可以不超过每个凹陷0.5kg、0.4kg、0.3kg、0.25kg、0.2kg、0.15kg、0.12kg或0.1kg。该设备可以具有不超过每个凹陷约500cm2、300cm2、200cm2、150cm2、100cm2、70cm2、60cm2、50cm2、40cm2、30cm2、20cm2、10cm2、5cm2、1cm2、100mm2、10mm2或1mm2的占地面积。
该设备可被配置为使用小于或等于每个凹陷约25W、20W、17W、15W、14W、13W、12W、11W、10W、9W、8W、7W、6W、5W、4W、3W、2W、1W、500mW、100mW、50mW、10mW、5mW或1mW的功率运行。
由前文所述应当理解，尽管已经图示和描述了特定的实现方式，但本文中设想到并且可以对此作出各种修改。同时，本文并不旨在通过说明书中提供的特定示例来限制本发明。尽管已经参考前述说明书描述了本发明，但本文的优选实施方式的描述和图示不应以限制性的意义来解释。此外，应当理解，本发明的所有方面并不限于本文阐述的特定描绘、配置或相对比例，其取决于多种条件和变量。在本发明的实施方式的形式和细节方面的各种修改对于本领域技术人员将会是显而易见的。因此可以设想，本发明还应当覆盖任何这样的修改、改变和等同物。
Claims (70)
1.一种用于处理设备内的样品的装置，所述装置包括：
盖子，其被配置为当所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动时围绕至少一个旋转轴旋转；以及
加热器，其被配置为当所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动时该加热器沿着平面平移而不旋转，其中所述平移由所述盖子的旋转驱动，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器覆盖所述样品，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于打开位置时该加热器不覆盖所述样品。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述设备是热循环仪。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述热循环仪用于进行实时核酸扩增，并且所述热循环仪包括被配置为在核酸扩增正在进行的同时检测来自样品的信号的检测器，其中所述信号与样品中存在的扩增的核酸的量相关。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述样品包含在样品容器内。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述样品容器具有容器顶部。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器接触所述样品容器的所述容器顶部。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述平移由所述盖子的旋转机械地驱动。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述盖子与沿着轨道放置的滑块销耦合，其中所述盖子的移动导致所述滑块销沿着轨道滑动。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述盖子经由刚性连接件与所述滑块销耦合，所述刚性连接件能够相对于所述滑块销围绕轴进行枢转。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述刚性连接件能够相对于所述盖子围绕轴进行枢转。
11.根据权利要求8所述的装置，其中所述加热器与所述滑块销耦合并被配置为与所述滑块销一起滑动。
12.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括与所述加热器连接的钢丝，其中所述加热器的所述平移导致所述钢丝改变长度。
13.根据权利要求12所述的装置，其进一步包括所述钢丝的导块。
14.根据权利要求12所述的装置，其中所述钢丝被配置为当所述盖子处于关闭位置时该钢丝弯曲。
15.一种用于进行核酸扩增的热循环仪，所述热循环仪包括：
权利要求1的装置；以及
处理器，其被配置用于生成针对所述加热器的指令以控制所述加热器的温度。
16.根据权利要求15所述的热循环仪，其进一步包括被配置用于封装所述样品和所述处理器的外壳。
17.根据权利要求16所述的热循环仪，其中所述盖子构成所述外壳的一部分。
18.根据权利要求16所述的热循环仪，其中当所述盖子处于打开位置时，所述加热器在所述外壳内。
19.一种用于控制样品访问的方法，所述方法包括：
提供具有权利要求1的装置的设备；以及
接收输入以使所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动。
20.根据权利要求19所述的方法，其中通过用户按压所述设备上的按钮手动接收所述输入。
21.一种用于处理设备内的样品的装置，所述装置包括：
盖子，其被配置为在打开位置与关闭位置之间移动；以及
加热器，其被配置为可与所述盖子分离并且当所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动时该加热器沿着不同于所述盖子的路径移动，其中所述加热器的移动由所述盖子的移动机械地驱动，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器覆盖所述样品，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于打开位置时该加热器不覆盖所述样品。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述设备是热循环仪。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述热循环仪用于进行实时核酸扩增，并且所述热循环仪包括被配置为在核酸扩增正在进行的同时检测来自样品的信号的检测器，其中所述信号与样品中存在的扩增的核酸的量相关。
24.根据权利要求21所述的装置，其中所述样品包含在样品容器内。
25.根据权利要求24所述的装置，其中所述样品容器具有容器顶部。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器接触所述样品容器的所述容器顶部。
27.根据权利要求21所述的装置，其中所述盖子与沿着轨道放置的滑块销耦合，其中所述盖子的移动导致所述滑块销沿着轨道滑动。
28.根据权利要求27所述的装置，其中所述盖子经由刚性连接件与所述滑块销耦合，所述刚性连接件能够相对于所述滑块销围绕轴进行枢转。
29.根据权利要求28所述的装置，其中所述刚性连接件能够相对于所述盖子围绕轴进行枢转。
30.根据权利要求27所述的装置，其中所述加热器与所述滑块销耦合并被配置为与所述滑块销一起滑动。
31.根据权利要求21所述的装置，其进一步包括与所述加热器连接的钢丝，其中所述加热器的所述移动导致所述钢丝改变长度。
32.根据权利要求31所述的装置，其进一步包括所述钢丝的导块。
33.根据权利要求31所述的装置，其中所述钢丝被配置为当所述盖子处于关闭位置时该钢丝弯曲。
34.一种用于进行核酸扩增的热循环仪，所述热循环仪包括：
权利要求21的装置；以及
处理器，其被配置用于生成针对所述加热器的指令以控制所述加热器的温度。
35.根据权利要求34所述的热循环仪，其进一步包括被配置用于封装所述样品和所述处理器的外壳。
36.根据权利要求35所述的热循环仪，其中所述盖子构成所述外壳的一部分。
37.根据权利要求35所述的热循环仪，其中当所述盖子处于打开位置时，所述加热器在所述外壳内。
38.一种用于控制样品访问的方法，所述方法包括：
提供具有权利要求21的装置的设备；以及
接收输入以使所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动。
39.根据权利要求38所述的方法，其中通过用户按压所述设备上的按钮手动接收所述输入。
40.一种用于处理设备内的样品的装置，所述装置包括：
盖子，其被配置为在打开位置与关闭位置之间移动；以及
加热器，其被配置为当所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动时该加热器移动，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器(1)覆盖所述样品并且(2)经由力诱导组件接触所述盖子，所述力诱导组件朝着所述样品对所述加热器施加力，并且其中所述加热器被配置为当所述盖子处于打开位置时该加热器(1)不覆盖所述样品并且(2)不经由所述力诱导组件接触所述盖子。
41.根据权利要求40所述的装置，其中所述加热器被配置为沿着不同于所述盖子的路径移动。
42.根据权利要求40所述的装置，其中所述加热器的移动由所述盖子的移动机械地驱动。
43.根据权利要求40所述的装置，其中所述力诱导组件是弹簧。
44.根据权利要求43所述的装置，其中所述弹簧是板弹簧。
45.根据权利要求40所述的装置，其中所述加热器被配置为沿着与所述盖子在打开位置与关闭位置之间的路径不同的路径移动。
46.根据权利要求40所述的装置，其中所述设备是热循环仪。
47.根据权利要求46所述的装置，其中所述热循环仪用于进行实时核酸扩增，并且所述热循环仪包括被配置为在核酸扩增正在进行的同时检测来自样品的信号的检测器，其中所述信号与样品中存在的扩增的核酸的量相关。
48.根据权利要求40所述的装置，其中所述样品包含在样品容器内。
49.根据权利要求48所述的装置，其中所述样品容器具有容器顶部。
50.根据权利要求49所述的装置，其中所述加热器被配置为当所述盖子处于关闭位置时该加热器接触所述样品容器的所述容器顶部。
51.一种用于进行核酸扩增的热循环仪，所述热循环仪包括：
权利要求40的装置；以及
处理器，其被配置用于生成针对所述加热器的指令以控制所述加热器的温度。
52.根据权利要求51所述的热循环仪，其进一步包括被配置用于封装所述样品和所述处理器的外壳。
53.根据权利要求52所述的热循环仪，其中所述盖子构成所述外壳的一部分。
54.根据权利要求52所述的热循环仪，其中当所述盖子处于打开位置时，所述加热器在所述外壳内。
55.一种用于控制样品访问的方法，所述方法包括：
提供具有权利要求40的装置的设备；以及
接收输入以使所述盖子在打开位置与关闭位置之间移动。
56.根据权利要求55所述的方法，其中通过用户按压所述设备上的按钮手动接收所述输入。
57.一种用于在样品中进行核酸扩增的热循环仪，所述热循环仪包括：
样品固定器，其被配置为支撑其中含有样品的一个或多个样品容器；以及
盖子，其被配置为在打开位置与关闭位置之间移动，其中所述盖子包括与力诱导组件耦合的加热器，所述力诱导组件在所述盖子处于关闭位置时，在所述一个或多个样品容器的高度处于15mm与22mm之间时，使所述加热器接触所述一个或多个样品容器并对所述一个或多个样品容器施加力。
58.根据权利要求57所述的热循环仪，其中所述加热器被配置为当所述样品容器为具有平顶帽的0.2mL管时以及当所述样品容器为具有圆顶帽的0.2mL管时，该加热器接触所述一个或多个样品容器并对所述一个或多个样品容器施加力。
59.根据权利要求57所述的热循环仪，其中所述加热器能够相对于所述盖子的外表面移动，其中所述移动的范围为至少4mm。
60.根据权利要求59所述的热循环仪，其中所述加热器被配置为在移动过程中保持相对于所述盖子的外表面平行。
61.根据权利要求57所述的热循环仪，其进一步包括被配置用于生成针对所述加热器的指令以控制所述加热器的温度的处理器。
62.根据权利要求57所述的热循环仪，其中所述力诱导组件是一个或多个螺旋弹簧。
63.根据权利要求57所述的热循环仪，其中所述力诱导组件是一个或多个板弹簧。
64.根据权利要求57所述的热循环仪，其中所述热循环仪用于进行实时核酸扩增和监测，并且所述热循环仪进一步包括被配置为在核酸扩增正在进行的同时检测来自样品的信号的检测器。
65.根据权利要求57所述的热循环仪，其进一步包括开关，其中机械地滑动所述开关导致盖子从关闭位置移动至打开位置。
66.根据权利要求65所述的热循环仪，其中所述盖子通过围绕轴旋转从关闭位置移动至打开位置。
67.根据权利要求66所述的热循环仪，其中所述盖子在扭力弹簧的辅助下围绕所述轴旋转，所述扭力弹簧对所述盖子施加力以朝着打开位置移动。
68.根据权利要求65所述的热循环仪，其中使所述盖子从打开位置移动至关闭位置导致所述盖子在没有进一步手动干预的情况下保持关闭。
69.根据权利要求65所述的热循环仪，其中所述开关与卡箍耦合，所述卡箍被配置为在盖子的一部分上滑动以使盖子保持关闭以及远离盖子的所述部分滑动以使盖子打开。
70.根据权利要求69所述的热循环仪，其中所述卡箍与弹簧耦合，所述弹簧诱导对卡箍的力以使卡箍保持在盖子的所述部分上，直到用户滑动所述开关以克服所述弹簧施加的力。
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