CN107257920B - 用于微板注射器系统的液体和板传感器 - Google Patents

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Abstract

在样品分析装置中，注射器组件将试剂注射在样品上，来自样品的冷光被传输至检测器。组件可以朝向和远离样品移动。组件可以包括与一个或多个供应试剂或其它液体的贮液器连通的一个或多个针。组件可以包括用于与检测器通信的光导。可以提供药筒，在药筒中设置有组件、一个或多个贮液器以及一个或多个泵。药筒和/或装置可以构造成能够在装置外部进行清洗或装填。药筒和/或装置可以包括一个或多个类型的传感器，传感器构造成检测例如装置和/或药筒的一个或多个位置处的液体或气泡的存在。

Description

用于微板注射器系统的液体和板传感器
相关申请
本申请要求2014年12月10日提交的美国专利申请14/566708的优先权，该美国专利申请的全部内容并入本文作为参考。
技术领域
本发明总的来说涉及分析仪器，包括多模分析仪器和与这种仪器一起使用的药筒、以及与这种仪器和药筒相关的方法。特别地，本发明涉及利用这种仪器、药筒和方法测量来自样品的冷光发射，并且涉及解决与结合冷光测量的试剂和其它液体的使用相关的问题。
背景技术
已经开发出各种分析仪器用于进行基于光学的测量(例如荧光、冷光和光吸收)作为在生命科学领域中使用的化验的一部分。很多分析仪器被设计出来执行仅仅一种或几种专用类型的测量。另一方面，多模分析仪器，也称为多模读取器，被设计用于在单个仪器中执行多个分析化验。多模分析仪器可以设计为是可重构的，从而让用户能够选择不同类型的待执行的测量。一些多模分析仪器使用针对特定应用的药筒从而使得能够实现可重构。例如在美国专利公开No.2005/0012929、2005/0105080和2003/0048447中描述了多模分析仪器的实例。另外的实例包括上述美国专利No.8119066和美国专利申请公开No.2012/0077282。
在进行瞬时发光(flash luminescence)的情况下，试剂必须被注射到样品上以诱导发光反应。在使用药筒的多模读取器的情况下，需要将试剂注射功能和发光读取功能结合到单个药筒中。此外，因为发光实验需要流体系统来分配试剂液体，这种系统必须进行周期性地清洗和装填，并且可能要清洁或消毒。因此，发光实验可能会需要多种不同类型的液体流，这会导致对样品分析装置的光学部件的不期望的污染以及其它问题。例如，污染可能来自于静电加速的液滴、非受控液滴尺寸的产生、不期望地将液体分配或溢出到敏感光学部件、以及流体系统中泄露的发展。因此，对于解决这类问题的样品分析装置，包括那些使用发光药筒的样品分析装置还存在需求。
发明内容
为了全部地或部分地解决上述问题和/或本领域技术人员可能已经观察到的其它问题，本发明提供如下面的实施方式中示例性描述的方法、过程、系统、装置、仪器和/或器件。
根据一个实施例，一种样品分析装置包括：装置壳体；样品载架，其设置在所述装置壳体中并且构造成支撑样品；试剂贮液器；泵，其与所述试剂贮液器连通；注射器组件，其设置在所述装置壳体中并且包括注射器壳体和延伸穿过所述注射器壳体的注射器针，所述注射器针构造成经由所述泵与所述试剂贮液器连通；以及发光检测器，其位于所述装置壳体中以接收来自所述样品的光学信号。
根据另一实施例，所述的样品分析装置包括可移除地安装在所述样品分析装置处的发光药筒，所述发光药筒包括药筒壳体和设置在所述药筒壳体中的驱动器，所述药筒壳体包括药筒壳体开口，其中，贮液器支撑件和所述泵设置在所述药筒壳体中，所述注射器组件至少部分地设置在所述药筒壳体中，并且所述驱动器能够使所述注射器组件穿过所述药筒壳体开口并交替地朝向和远离所述样品载架移动。
根据另一实施例，一种在样品分析装置中使用的发光药筒，所述发光药筒包括：药筒壳体，其包括药筒壳体开口；贮液器支撑件，其设置在所述药筒壳体中并且构造成支撑试剂贮液器；泵，其与所述试剂贮液器连通；驱动器，其设置在所述药筒壳体中；注射器/读取器组件，其至少部分地设置在所述药筒壳体中并且包括：注射器/读取器壳体；注射器针，其延伸穿过所述注射器/读取器壳体并构造成经由所述泵与由所述贮液器支撑件支撑的试剂贮液器连通；以及光导，其延伸穿过所述注射器/读取器壳体并构造成与发光检测器连通，所述驱动器能够使所述注射器/读取器组件穿过所述药筒壳体开口并交替地朝向和远离所述药筒壳体移动；以及电连接器，其安装在所述药筒壳体处并且与所述驱动器和所述泵信号连通，所述电连接器构造成可移除地耦接至所述样品分析装置以从所述样品分析装置接收电力并且将信号传输至所述样品分析装置或从所述样品分析装置接收信号。
根据另一实施例，一种样品分析装置包括：根据本文公开的任何实施例所述的发光药筒；装置壳体；样品载架，其设置在所述装置壳体中；以及药筒支撑件，其构造成接纳所述发光药筒使得所述发光药筒可移除地安装在所述药筒支撑件上，所述药筒支撑件能够在内部药筒支撑件位置与外部药筒支撑件位置之间移动，在所述内部药筒支撑件位置，所述药筒支撑件完全地位于所述装置壳体中；在所述外部药筒支撑件位置，所述药筒支撑件至少部分地位于所述装置壳体外部，其中所述驱动器能够使所述注射器/读取器组件交替地朝向和远离所述样品载架移动；并且所述样品载架和所述药筒支撑件中的至少一者是可移动的以将所述注射器/读取器组件与容纳在所述样品载架上的样品对准。
根据另一实施例，一种样品分析方法包括：将注射器组件定位为与样品分析装置中的样品对准并且距所述样品期望的距离，所述注射器组件包括注射器壳体和延伸穿过所述注射器壳体的注射器针；通过操作泵将试剂从所述注射器针注射到所述样品，以建立所述试剂从试剂贮液器到所述注射器针的流动；以及在发光检测器处检测从所述样品发射的冷光。
根据另一实施例，所述样品分析装置包括药筒支撑件，所述方法还包括：将发光药筒装载在所述药筒支撑件上，所述发光药筒包括药筒壳体，所述药筒壳体包括药筒壳体开口，所述泵和所述试剂贮液器设置在所述药筒壳体中，所述注射器组件至少部分地设置在所述药筒壳体中并且延伸穿过所述药筒壳体开口；以及在使所述注射器组件与所述样品对准之前，通过操作所述药筒支撑件将所述发光药筒移动到所述样品分析装置的装置壳体中。
在阅读下面的附图和详细描述之后本领域技术人员将明白本发明的其它器件、装置、系统、方法、特征和优点。意图将所有这些附加的系统、方法、特征和优点包含在本说明书中，落入本发明的保护范围内并且受所附权利要求书的保护。
附图说明
参考附图可以更好地理解本发明。附图中的部件不一定是按比例绘制的，为了显示本发明的原理而进行了着重显示。在附图中，相同的附图标记表示所有不同视图中对应的部件。
图1A是根据一些实施例的药筒的部件实例的示意图。
图1B是根据一些实施例的用于荧光应用的药筒的部件实例的示意图。
图1C是根据一些实施例的用于光吸收应用的药筒的部件实例的示意图。
图2是根据一些实施例的具有一体式读取头的发光药筒的实例的示意图。
图3是根据一些实施例的具有一体式检测器的发光药筒的实例的示意图。
图4是根据一些实施例的药筒系统的实例的示意性俯视图。
图5是根据一些实施例的顶部和底部读取药筒系统的实例的示意图。
图6是图5所示药筒构造的示意性俯视图。
图7是根据一些实施例的瞬时荧光药筒系统的实例的示意图。
图8是根据一些实施例的瞬时发光药筒系统的实例的示意性俯视图。
图9A是根据一些实施例的样品分析系统或装置的实例的示意性俯视图。
图9B是图9A所示样品分析系统或装置的示意性侧视图。
图10是根据一些实施例的样品分析系统或装置的实例的示意图。
图11是根据一些实施例的注射器或注射器/读取器组件的实例的透视图。
图12A是当表面清洁并且没有气泡正在产生时，图11所示注射器或注射器/读取器组件的末端(远端)部分的透视图。
图12B是当因为分配液体/空气混合物而导致在相关注射器系统中已经产生气泡时，图11和图12A所示注射器或注射器/读取器组件的末端(远端)部分的透视图。
图13A是图10所示样品分析装置的示意性俯视图，其中药筒支撑件和装载于其上的发光药筒位于内部位置，即完全位于装置壳体内部。
图13B是图10和图13A所示样品分析装置的示意性俯视图，其中药筒支撑件和装载于其上的发光药筒已经被移动到外部位置，即至少部分地延伸到装置壳体内部之外。
图14是根据一些实施例的外部清洗/装填台架的实例的透视图。
图15是图14所示外部清洗/装填台架的透视图，其安装于药筒支撑件和/或发光药筒。
图16是根据一些实施例的电容性气泡传感器的实例的示意图，其与注射器针和相关流体线路(以横截面示出)操作性连通。
图17是根据一些实施例的发光药筒的注射器或注射器/读取器组件以及电子部件的实例的示意性横截面图。
图18是图10所示样品分析装置的侧视图，其中在发光药筒下方在装置壳体中设置有间隙传感器。
图19是根据一些实施例的发光药筒的侧视图，其中在药筒壳体中设置有液体传感器。
具体实施方式
根据本文公开的实施例，提供了一种样品分析装置，其中注射器组件将试剂注射在样品上。样品响应于试剂而发冷光，该冷光被传输至检测器。在一些实施例中，注射器组件可以朝向样品和远离样品运动，该运动可以利用驱动器以自动化方式进行。注射器组件可以包括一个或多个针，针与一个或多个供应试剂或其它液体的贮液器连通。在一些实施例中，注射器组件还包括用于与检测器通信的光导。在一些实施例中，可以提供药筒，其中设有注射器组件、一个或多个贮液器和一个或多个泵。药筒和/或样品分析装置可以构造成使得能够在装置外部进行清洗或装填。药筒和/或样品分析装置可以包括一种或多种传感器，传感器构造成进行检测，例如检测在样品分析装置和/或药筒的一个或多个位置中是否存在液体或气泡。
现在参考图1A、图1B和图1C，图中示出了在用于分析样品16中的目标14的装置12中使用的药筒10。样品16可以在装置12内部被保持在样品支撑件17，例如微板上。如图1所示，药筒10包括一个或多个光源18，光源分开地或组合地产生激励光20。药筒10设计为可移除地与装置12接合。药筒10具有第一光学系统22，该光学系统具有用于将激励光20引导至样品16的部件。光源18，例如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)，被透镜或孔隙准直以发出准直光束。第一光学系统22然后使激励光20透射通过诸如带通滤光器等滤光器24，然后借助于诸如二色分光器等反射器26将激励光20反射到药筒10之外到达读取头28。读取头28将激励光20朝向样品16引导。读取头28包含有可以上下移动的物镜30。物镜30将激励光20聚焦在样品16上。包含有目标14的样品16于是产生发射光32(或射出光32)，该发射光被引导至具有光电倍增管(PMT)96的光输出检测器36，如图1B所示，或者被引导至光电二极管38，如图1C所示。
此外如图1B和图1C所示，装置12是用于分析样品的系统的一部分。该系统包括结构50，结构50在本文中也称为壳体或装置壳体，该结构接合于(即，附接于)读取头28、检测器36、电源44和可移动的药筒支撑件52。可移动的药筒支撑件52将药筒10定位在装置12内，并且能够支撑多个药筒以及使每个药筒与读取头28和检测器36对准。药筒10具有用于从电源44向光源18提供电流供应的联接器46。在一些实施例中，药筒10安装在支撑件52上并且作为药筒10内部电子部件的终端的插塞与支撑件52中的插座连接。在该插座处可以得到电源44的多个低压输出线路，并且使线路与主装置控制器连接。联接器46的功能在于将药筒10与装置12中的其它部件连接起来，例如接收用于药筒光源18和其它电子部件的DC低压；建立用于LED电流调节的控制线路；建立用于药筒识别的控制线路；用于药筒10内的检测器(例如，用于将测量数据发送至控制器的光电二极管)的数据线路(例如，电子总线)；以及用于使光源18的脉冲与来自装置12内的(一个或多个)检测器和其它电路(例如，主装置控制器中的光子计数电路)的数据采集相同步的同步线路。在一些实施例中，联接器46由两部分构成：沿着药筒支撑件52延伸的印刷电路板，其提供用于一个或多个药筒10的插座；以及位于末端的柔性扁平线缆，其桥接跨过与主装置控制器的间隙(柔性的，因为药筒支撑件52可以移动)。电子总线或数据线功能被指定为SPI(串行外设借口)类型。
系统还可以具有诸如微板扫描台等样品支撑件载架(或样品载架)54，样品支撑件载架附接至用于在装置壳体(例如结构50)内水平地或竖直地移动样品支撑件17的结构。
现在参考图1B，在某些实施例中，例如用于荧光应用的药筒10，读取头28从目标14收集发射光32并且发射光32被准直返回到药筒10中。药筒10具有第二光学系统34，该光学系统从读取头28接收射出光32并且将射出光32从样品16引导至检测器36。从读取头28接收的发射光32透射通过反射器26，然后利用反射器48朝向药筒出口40引导，该药筒出口经由检测器口49与检测器36相交接。在离开药筒10之前，射出光32通过诸如带通滤光器等滤光器42被滤光，以消除从读取头28和样品16散射回来的激励光的影响。在射出光32已经通过反射器26之后的整个光路被完全地相对于药筒10的可能受激励光20的扩散散射影响的那些区域光学屏蔽。
现在参考图1C，在某些实施例中，诸如针对光吸收应用的药筒等药筒10与检测器36相对地设置在装置12中。根据该实施例，激励光20经由样品支撑件载架54中的孔隙56(即，窗口或光透明部分)和样品支撑件17中的孔隙58(即，窗口或光透明部分)透射通过样品16和样品支撑件载架54。来自目标14的发射光32被引导至检测器36(包含例如光电二极管38)。图1C所示用于测量吸收率的药筒10的构造仅仅是作为实例显示，并且可以采用其它构造，例如药筒10可以可选地位于装置12内部，例如位于与检测器36相同的近似平面内(例如并排)，并且如本领域技术人员结合本公开文本能够理解的，发射光32可以例如采用光导被中继至检测器36。在一些实施例中，如上述美国专利No.8119066进一步所述，光吸收药筒10可以是双波长吸收药筒或宽带光源吸收药筒。
所述一个或多个容纳在药筒10中的光源18可以是本领域技术人员公知的合适光源，例如发光二极管(LED)、激光二极管和氙气闪光灯模块。在一些实施例中，当药筒10用于荧光应用时，例如如图1B所示，光源18是一个或多个LED光源。
现在参考图2，图中示出了在用于分析样品16中的目标14的装置12中使用的药筒200。如图2所示，药筒200包括一体式读取头202和驱动器204，当从样品16接收发射冷光206时，驱动器沿着箭头205所示的方向将读取头202移动到样品16上方的检测位置。当发光药筒200不使用时，或者当装置12被装载新的样品支撑件17时，一体式读取头202还可以被驱动器204远离样品16地移动到待用位置。在一些实施例中，读取头202能够完全地缩回到药筒200中。在一些实施例中，出于节约测量时间的原因，当从一个样品16移动到下一个样品时读取头202不上下移动，而是当从一个样品16移动到下一个样品时读取头202将待在样品支撑件17上方附近。为了避开样品支撑件载架(未示出)的延伸超出样品支撑件上方水平的部分，当样品支撑件17移动进入或离开装置12时，一体式读取头202缩回。
在一些实施例中，一体式读取头202是刚性光导，其从样品支撑件17和样品16的上方位置在一体式读取头202的远端208处接收发射冷光206。发射冷光206然后在一体式读取头202的近端210离开一体式读取头202，并且被透镜212准直以产生准直光束218。
根据图2所示发光药筒200的实施例，装置12和发光药筒10可以构造成用于生物发光共振能量转移(BRET)型测量，其中冷光由两个波长带构成(例如，双发射药筒构造)并且可以利用双通道检测器同时进行检测。双发射药筒和双通道检测器的实例在上述美国专利No.8119066中进一步得到描述。如图2所示，准直发射光光束218被反射器214改变方向，经由透镜216朝向二色分光器88引导，并且分成两个波长带218a和218b。第一波长带218a穿过或透射分光器88，经由第一发射滤光器90(例如，带通滤光器)朝向检测器36行进。第二波长带218b被分光器88反射，并且在反射镜92处经由第二发射滤光器94(例如，带通滤光器)朝向检测器36反射。在一些实施例中，检测器36是具有两个检测器96和98(例如，光电倍增管)的双通道检测器，两个检测器96和98堆叠以形成该双通道检测器。另外，发光药筒200具有双出口100和102，其经由检测器口104和106与检测器96和98对准。
在一个可选实施例中，为了进行更宽范围的发光测量(不需要两个波长带的同时测量)，可以通过省略分光器88、反射镜92和第二发射滤光器94来简化药筒200。
图3是根据另一实施例的发光药筒300的实例的示意图。发光药筒300可以与装置12结合来使用，作为用于分析样品16中的目标14的系统。与图1A至图2所示上述药筒类似，发光药筒300设计为通过将发光药筒300装载(安置、安装)在药筒支撑件52上而可移除地与装置12接合，并且可以更换或替换为相同或不同类型的其它药筒。
发光药筒300包括药筒壳体304，药筒壳体的尺寸和构造使其能够可移除地装载或安置在药筒支撑件52上。发光药筒300还包括通过药筒壳体304的开口220而可移动的一体式发光检测器308。在典型实施例中，发光检测器308能够如箭头205所示以往复方式直线地移动，即，交替地朝向药筒壳体304(因此远离样品载架54)移动至选择的缩回位置以及远离药筒壳体304(因此朝向样品载架54)移动至选择的伸出位置。决定于药筒支撑件52的设计和位置，药筒支撑件52还可以包括开口，该开口容纳发光检测器308的朝向样品载架54的延伸部。为了致动和控制发光检测器308的移动，发光药筒300包括与发光检测器308耦接的检测器驱动器(或驱动机构，或驱动组件)204。检测器驱动器204可以以任何合适的方式安装在药筒壳体304处，在典型实施例中，检测器驱动器204容纳在药筒壳体304的内部。如本领域技术人员所认识的，检测器驱动器204可以具有任何构造，其适于使发光药筒300相对于药筒壳体304(因此相对于样品载架54和由样品载架54支撑的任何选择的样品16)移动(即，缩回和伸出)到任何选择的位置。在典型实施例中，检测器驱动器204包括与连杆机构或传动装置耦接的电动机(例如微型电动机)，连杆机构或传动装置转而与发光检测器308耦接。检测器驱动器204可以包括轴承或便于可靠并精确地致动发光检测器308所需的其它合适的部件。连杆机构或传动装置可以具有适于将电动机的旋转运动转变为发光检测器308的直线运动的任何构造。例如，连杆机构或传动装置可以包括一组齿轮，例如齿条和齿轮、一组斜齿轮、蜗杆和蜗轮等。
为了便于将发光药筒300装载在药筒支撑件52上以及随后从药筒支撑件52移除发光药筒300，以及防止在装载和移除的过程中损坏发光检测器308，检测器驱动器204可以将发光检测器308完全地缩回到药筒壳体304内部，使得发光检测器308的任何部分都不伸出到药筒壳体304的外部。当药筒支撑件52正在将发光检测器308(以及装载在药筒支撑件52上的任何其它药筒)移动到装置壳体50内的不同位置时，发光检测器308也可以被移动到完全缩回位置。然而，发光检测器308典型地在从多个样品16获取发光数据时不移动。也就是说，如别处所述，多个样品16可以设置在样品支撑件17的各个位置处，例如在支撑于样品载架54上的多阱板(multi-well plate)的不同阱中。发光检测器308可以被移动到距第一样品16期望的距离处，在图示的“顶部读取”实例中，该位置是第一样品16上方的期望高度处。该期望的距离典型地对于容纳在样品支撑件17中的全部样品16而言是相同的。因此，当样品载架54移动样品支撑件17以依次地将样品16逐一与发光检测器308对准来进行依次发光读取时，发光检测器308的位置典型地不需要进行调节。
在图示实施例中，发光检测器308在近端与远端之间是大致细长形的。在典型实施例中，发光检测器308是具有圆形横截面的柱体，但是在其它实施例中可以具有多边形(例如直线边的)横截面。作为实例，发光检测器308可以具有75mm的长度和11mm的外径。然而，可以理解，该实例不是限制性的，发光检测器308可以具有适于与发光药筒300和相关装置12一起使用的任何尺寸。远端(或光输出端)用作发光检测器308的光输入端，这里接收从样品16发射的冷光206。典型实施例中，近端在发光检测器308的整个行进范围内都保持位于药筒壳体304内。发光检测器308包括经由光输入端接收冷光206的活性检测部件312。
与使用位于发光药筒300外部的输出检测器36的情况(如同例如图2)相反，将发光检测器308与药筒壳体304一体化的优势在于，它使发光检测器308能够构造成结合发光测量进行专门的操作。也就是说，不像使输出检测器36位于外部的情况，一体式发光检测器308不需要适应可能装载在装置12中的任何其它可移除药筒的操作。因为发光检测器308不用于更宽范围的数据采集(例如，光吸收、荧光)，发光检测器308的构造可以针对专用于冷光测量的操作进行优化。因此，例如，发光检测器308可以被选择为对与冷光206典型地关联的波长范围具有最高的敏感度。作为实例，冷光206的波长可以处于从可见波长到约800nm的范围。
合适的检测器部件312的实例包括但不限于光电倍增管(PMT)和光电二极管。对于很多应用，考虑到其相对低成本、高增益、高频响应、大数字孔隙以及单个光子计数的能力，PMT会被认为是检测器部件312的优选类型。如本领域技术人员所认识的，PMT典型地包括包封在真空玻璃管中的一系列电极，例如位于玻璃管的光输入端的光电阴极、接下来是一系列中间极、接下来是阳极。一个或多个聚焦电极可以位于光电阴极和第一中间极之间。阳极典型地经由密封的电馈通结构与位于玻璃管的输出端的电连接器是信号连通的。在图示实施例中，发光检测器308还包括包围并因此保护检测器部件312的外部检测器壳体316。检测器壳体316提供稳定结构，检测器驱动器204可以直接耦接于该稳定结构。
在近端，发光检测器308可以包括电连接器320(例如，触头、端子、针、电线支撑件等)，该电连接器可以是检测器壳体316的一部分或者安装在检测器壳体316上。检测器部件312与电连接器320信号连通，使得发光检测器308产生的测量信号能够被输出至位于发光药筒300外部的信号处理电路(例如，数据采集电路)。在一些实施例中，检测器部件312可以与检测器壳体316大致一样长，使得检测器部件312的电连接器与图示电连接器320直接接触(或者两者是同一部件)。
在一些实施例中，发光检测器308可以在远端(光输入端)包括安装在检测器壳体316上的可调虹膜(或虹膜组件)324。可调虹膜324可以具有任何构造，其适于调节发光检测器308的数值孔径以及因此调节发光检测器308可以接收从样品16发射的冷光206的角度范围。可调虹膜324因此能用于使从目标样品16接收的冷光206的数量最大化，并且使从相邻样品16(例如，在多阱板的相邻阱中的样品16)接收的杂散光最小化。可调虹膜324还能用于适应不同种类和几何形状的样品支撑件17，例如不同的多阱板格式(例如，96阱、384阱、1536阱等)，从而确保针对不同的样品支撑件17优化光输入。虹膜324的调节还可以与发光检测器308的光输入端距样品16的距离的调节相结合地进行，以优化光输入。各种类型的可调虹膜324为本领域技术人员所公知。作为实例，可调虹膜324可以包括一组重叠遮光器(未示出)，该遮光器可以相对于彼此移动以限定可变直径的开口，冷光206经过该开口进入发光检测器308。可调虹膜324还可以包括移动遮光器的致动装置(未示出)。致动装置可以是手动或自动的。自动致动装置可以与检测器壳体316的电连接器320是信号连通的，以便从电源44接收电力。
如本公开文本上文所述，根据需要，在药筒支撑件52上装载可移除药筒可能需要将可移除药筒与药筒支撑件52以如下方式耦接：使可移除药筒的某些部件与电源44和/或电子控制器(或系统控制器，或主装置控制器)信号连通。作为实例，如图3示意性示出，发光药筒300包括第一电连接器942，药筒支撑件52包括第二电连接器944。可以通过将第一电连接器942与第二电连接器944可移除地接合或耦接来使发光药筒300与药筒支撑件52可移除地接合。为了该目的，第一电连接器942与第二电连接器944可以具有合适的互补构造(例如，插塞和插座，插入式和承插式连接器等)。检测器部件312以及可调虹膜324(如果提供并且如果通电的话)可以经由一根或多根电线或带状电缆952与第一电连接器942连通。电线或带状电缆952应该具有足够的长度，以适应发光检测器308在药筒壳体304内的行程。检测器驱动器204同样可以经由电线954与第一电连接器942连通。第二电连接器944转而与电源44和系统控制器74连通，如图中将药筒支撑件52与电源44和系统控制器74互联的各条虚线示意性示出。虚线可以代表任何合适的通信链接(有线或无线)。通过该构造，在药筒支撑件52上安装发光药筒300会使检测器驱动器204和可调虹膜324与电源44和系统控制器74信号连通，并且使检测器部件312与系统控制器74信号连通，这些连通都经由第一电连接器942和第二电连接器944之间的耦接实现。图3中其它的虚线表示电源44与药筒支撑件52和样品载架54之间、以及系统控制器74与药筒支撑件52和样品载架54之间的通信。
此外如图3示意性地示出，系统控制器74可以表示一个或多个模块，所述模块构造成对装置12和发光药筒300的各种功能方面进行控制、监视和/或时间设定、和/或从装置12和发光药筒300接收数据或其它信号。在典型实施例中，系统控制器74包括提供总体控制的电子主处理器362，并且可以包括一个或多个构造为用于专门的控制操作或特定信号处理任务的电子处理器。系统控制器74还可以包括一个或多个用于存储数据和/或软件的存储器和/或数据库364。系统控制器74还可以包括计算机可读介质366，该计算机可读介质包括用于执行本文所公开的任何方法的指令。系统控制器74的功能模块可以包括电路或其它类型的硬件(或固件)、软件或两者。在图示实例中，所述模块可以包括如下项目中的一个或多个：用于从发光检测器308接收测量信号的信号处理(或数据采集)电路368、用于控制发光药筒300的运动的检测器驱动控制器370、用于控制虹膜324的调节的虹膜控制器372、用于控制药筒支撑件52的运动的药筒支撑件驱动控制器以及用于控制样品载架54的运动的样品载架驱动控制器。系统控制器74还可以代表一种或多种用户接口设备，例如用户输入设备(例如，键盘、触摸屏、鼠标等)、用户输出设备(例如，显示屏、打印机、视觉指示器或报警器、声音指示器或报警器等)、受软件控制的图形用户界面(GUI)以及用于装载可以被电子处理器读取的介质的设备(例如，软件中嵌入的逻辑指令、数据等)。系统控制器74可以包括用于控制和管理系统控制器74的各种功能的操作系统(例如，微软
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软件)。
在用于分析样品16中的目标14的方法的一个实施例中，将发光药筒300装载(或安装)在药筒支撑件52上以将发光药筒300定位在装置壳体50中(图1B)。该装载步骤可以包括打开装置12的面板或门(例如，可能位于装置壳体50的一侧)以触及药筒支撑件52。药筒支撑件52首先被移动到至少部分地位于装置壳体50外部的位置，在将发光药筒300装载在药筒支撑件52上之后，然后可以在发光药筒300装载于药筒支撑件52上的情况下将药筒支撑件52移回到装置壳体50中。该装载步骤可能还会需要耦接如上所述的第一电连接器342和第二电连接器344，以建立用于传输电力、数据和控制信号的路径。在装载发光药筒300之前或之后，典型地通过首先将样品16装载在样品支撑件17上然后将样品支撑件17装载在样品载架54上，将样品16装载在样品载架54上。可以在诸如多阱板等合适的样品支撑件17上将多个样品16装载在一起。最后，药筒支撑件52和样品支撑件17将相对于彼此定位，使得样品16将与发光检测器308对准，决定于构造或者位于发光检测器308上方或者位于发光检测器308下方。在本文的上下文中，“对准”是指光学对准，即定位为建立足以从样品16获取发光数据的光学路径。
然后将发光检测器308朝向样品16移动直到发光检测器308的光输入端到达距样品16期望的距离(读取位置)。一体式发光检测器308的优点在于它可以移动至非常接近待测样品16，从而使从目标样品16收集的光最大化并且使从相邻样品收集的杂散光最小化。在一些实施例中，发光检测器308配备有虹膜324，该虹膜可以在准备数据采集时根据需要进行调节。在读取位置，发光检测器308接收(收集)从样品16发射的冷光206。发光检测器308将这些光学信号转变为电信号(检测器信号或测量信号)并且将电信号传输至系统控制器74的信号处理电路368。在多个样品16的情况下，样品载架54可以被移动以便依次将各个另外的样品16与发光检测器308对准，从而对全部样品16依次地进行发光测量。
在完成进行发光测量时，作为如本公开全文所述的模块化或可移除药筒，发光药筒300然后可以从药筒支撑件52移除，之后根据需要用另一个发光药筒300或不同类型的可移除药筒替换。在为了移除发光药筒300而根据需要移动药筒支撑件52通过装置壳体50之前，可以将发光检测器308缩回到完全位于药筒壳体304内部的位置，以在移动过程中保护发光检测器308。
可以在各种类型的发光测量技术(包括连续发光(glow luminescence)和瞬时发光)中应用上述发光药筒200和300。这些类型的测量可以例如与细胞凋亡研究、cAMP(环磷酸腺苷)测定、GPCR(G蛋白偶联受体)配体结合和免疫测定相结合来应用。在将样品支撑件17装载在样品载架54上并且将样品载架54移动到装置壳体50中之前或之后，可以将连续发光试剂(例如，荧光素酶、虫荧光素)添加到样品16。本领域技术人员基本上能够理解适合将连续发光试剂可控地添加到样品16的分配设备，这些设备可以是手动操作设备或自动设备。分配设备可以是装置12的一个部件，在该情况下分配设备可以受系统控制器74控制，或者分配设备可以是与装置12分离的设备。瞬时发光试剂(例如，水母发光蛋白质或其它发光蛋白质)可以由可设置于装置12上的注射器或与可移除药筒一体的注射器来分配。用于瞬时发光试剂的发光药筒200和300的应用实例将在下面结合图8进行描述。
现在参考图4，本发明的另一实施例，提供了用于在装置12中使用的药筒系统220，装置12用于分析样品(未示出)中的目标。如图4所示，装置12具有药筒支撑件232(即，滑动机构或药筒滑动件)，药筒支撑件构造成同时接纳多个不同药筒。根据该实施例，用于例如荧光、光吸收或冷光等期望应用的药筒由用户来选择，并且通过沿着箭头234所示方向将选择的药筒移动到分析位置A，而通过装置12选择性地与读取头28和输出检测器36对准。以该方式，单个仪器可以一次容纳多个应用药筒并且可以由用户选择应用，而不需要用户对仪器执行多个针对特定应用的调节，例如针对给定应用选择滤光器、分光器、孔隙和光导等的正确组合和调节。
再次参考图4，药筒系统220包括多个药筒，每个药筒可移除地与装置12接合。能够在药筒系统220中使用的药筒的实例包括一个或多个本文所述的药筒。药筒系统220中使用的示例性药筒在图4中示出为药筒222、药筒224、药筒226、药筒228和药筒230。然而，可以在药筒系统220中使用更多或更少的药筒，并且药筒不必具有相同的尺寸，使得可以在装置12中可以使用具有更复杂系统(和更大尺寸)或具有更简单系统(和更小尺寸)的药筒。装置12具有药筒支撑件232(即，滑动机构或药筒滑动件)，该药筒支撑件构造成接纳药筒(例如，药筒222、224、226、228和230)并且将各个药筒与检测器36和读取头28对准。
在一些实施例中，每个药筒具有诸如电可擦除的可编程只读存储器EEPROM等指示器，指示器指示药筒可以应用的检测类型以及用于特定药筒的对应参数。在一些实施例中，药筒支撑件232的特征在于药筒检测器，例如数据线功能或电子总线系统等，该药筒检测器使得仪器控制软件(未示出)能够识别药筒的插槽位置(即，药筒支撑件232上药筒的位置)并且识别存储在药筒的EEPROM中的任何针对特定应用的参数。
在一些实施例中，药筒支撑件232尺寸设定为使其能够移动通过装置壳体的前门或进入面板，并且药筒支撑件232上的每个药筒位置或“插槽”可以被触及以安装或移除药筒。在一些实施例中，一个药筒能够被从药筒支撑件232移除并且被替换为另一个药筒，或者作为选择，将新药筒安装在药筒支撑件232上的空插槽中，而不需要使用机械工具，或者使用简单的机械工具，例如用于解除紧固机构(例如，紧固夹子)的机械工具。
在一些实施例中，药筒系统220中的至少一个药筒具有一个或多个产生激励光的光源，例如本文所述的某些药筒。在一些实施例中，药筒系统220中的至少一个药筒具有一体式读取头和用于移动读取头的驱动器(未示出)，例如本文所述的某些药筒。在一些实施例中，药筒系统220中的至少一个药筒是诸如本文所述药筒的发光药筒。
现在参考图5，在另一实施例中，提供了在装置12中使用的顶部和底部读取药筒系统240，装置12用于分析样品16中的目标14。如图5所示，装置12具有支撑第一药筒242的第一药筒支撑件232和支撑第二药筒246的第二药筒支撑件244。第一药筒242和第二药筒246可以是本文所述的任何药筒。如上文结合图1B和图1C的描述中所提到的，第一药筒支撑件232和/或第二药筒支撑件244可以构造成支撑多个药筒，并且根据需要选择性地将一个或多个药筒与读取头28或250和/或检测器36对准，用于执行特定类型的测量。
根据图5所示实施例，第一药筒支撑件232和第一药筒242位于样品支撑件17上方。来自第一药筒242的激励光20被引导穿过第一读取头28到达样品16。来自样品16的发射光32然后被引导再次通过第一药筒242，这样如本文前文所述和/或如上述美国专利No.8119066所述，发射光32被引导至检测器36。发射光32可以如前所述被分成一个或多个波长带32a和32b。第二药筒支撑件244和第二药筒246位于样品支撑件17下方，来自第二药筒246的激励光248被引导穿过第二读取头250到达样品16。发射光252然后被引导再次通过第二药筒246，这里发射光252被分成发射光252a和252b并被远程中继至检测器36。在一些实施例中，光导254和256从第二药筒246底部将发射光252a和252b中继通过出口(未示出)到达检测器36。
在一些实施例中，诸如上文所述以及图2或图3所示的发光药筒200或300装载在第一药筒支撑件232上，并且因此位于样品支撑件17上方用于顶部读取，或者装载在第二药筒支撑件244上，并且因此位于样品支撑件17下方用于底部读取，或者两个发光药筒200或300可以分别装载在第一药筒支撑件232和第二药筒支撑件244上。
第一药筒242和第二药筒246的设计不依赖于该药筒是位于样品支撑件17上方或下方。然而，当使用图5所示药筒构造时，使用可移动检测器口支撑件258(例如，滑动件或选择器轮机构)，其将检测器36切换为看到来自第一药筒242和第一读取头28的发射光32a和32b，或者看到来自第二药筒246和第二读取头250的发射光252a和252b。离开光导254和256的发射光252a和252b被反射镜260a和260b反射到检测器36中。第一药筒242和第二药筒246之间的选择是通过沿着与检测器36垂直的轴线262移动可移动检测器口支撑件258来实现的。在图6中更详细地示出了该实施例。
根据图6所示实施例，可移动检测器口支撑件258位于第一药筒242的出口与检测器36的入口之间的间隙中。可移动检测器口支撑件258容纳孔隙264(例如，光通过部)和光关断部/遮光器266，该孔隙引导来自第一药筒242的发射光32a和32b，当例如为了进行维修或更换药筒而打开仪器前门时，光关断部/遮光器保护检测器36。可移动检测器口支撑件258还可以配备有光衰减滤光器268和270，光衰减滤光器使系统能够分析对于检测器36而言太强的信号。可移动检测器口支撑件258还可以配备有恒定的低功率光源，以便于监视检测器36在较长时间的操作中的功能和性能(未示出)。存在于检测器口支撑件258中的光源可以由LED构成并且通过来自光电二极管的反馈来稳定，如上述美国专利No.8119066所述。借助于发散玻璃将LED输出衰减到检测器36所能接受的程度。沿着可移动检测器口支撑件258的另一个位置可以容纳反射镜260a和260b，反射镜反射从可移动检测器口支撑件258上方和下方离开光导256和254的发射光252a和252b。当光导256和254在检测器口支撑件258上的位置与检测器36对准时，离开光导256和254的发射光252a和252b可以进入检测器36。
现在参考图7，本发明的另一实施例，提供了用于装置12中的瞬时荧光药筒系统280，装置12用于分析样品16中的目标14。瞬时荧光药筒系统280具有可以用于瞬时荧光应用的注射器药筒(即，第一药筒282)，瞬时荧光应用需要结合快速荧光读取来注射启动试剂。
对于典型的瞬时荧光应用，通常使用清底微板作为样品支撑件17(即，具有孔隙58的样品支撑件)使得可以从阱上方进行试剂注射并且同时从样品支撑件17下方测量荧光。因此，图7使用已经参考图5描述的顶部和底部读取药筒构造。根据图7所示实施例，注射器药筒282安装在第一药筒支撑件232上作为第一药筒(即，上方药筒)。第二药筒246位于第二药筒支撑件244上。第二药筒246可以是本文所述的任何类型，例如如本文所述和/或如上述美国专利No.8119066所述的某些药筒，但是构造成用于荧光应用。如再次所述，第一药筒支撑件232和/或第二药筒支撑件244可以构造成支撑多个药筒，并且根据需要选择性地将一个或多个药筒与读取头250和/或检测器36对准，用于执行特定类型的测量。
如图7所示，第一药筒282的特征在于试剂贮液器284、泵286以及与喷嘴290相连的管道系统288(可以是刚性的)。喷嘴290可以受驱动从第一药筒282内部向下移动而从上方接近样品支撑件17，如箭头292所示。喷嘴290与样品16和读取头250对准并且经由喷嘴290将试剂294传输至样品16。如参考图5所述，激励光248和发射光252被引导至样品16并且随后被引导至检测器36。可以在注射试剂294之前、之中以及之后进行样品测量。
使用可以在常规操作条件下容易地移除的注射器组件，例如本文所述的注射器药筒，提供了多个优点。也可以使用注射器药筒和外部接入台架作为精确分配装置。另外，消费者可以在仪器外罩外部容易地清洗/清洁药筒的管道系统以及装填(即装满)试剂，从而去除气泡。这可以在如下情况下发生：注射器药筒仍然插在药筒支撑件中，但是药筒支撑件移动穿过仪器门，并且在下方放有废液池。也可以在注射器药筒从药筒支撑件移除并且插入接入台架的情况下进行装填。两个策略降低了试剂意外地注入装置内部的风险。此外，可以使用安装在称重计顶部的外部接入台架在消费者所在位置针对消费者的溶剂校准注射器药筒的输出。
现在参考图8，本发明的另一实施例，提供了用于在装置12中使用的瞬时发光药筒系统800，装置12用于分析样品(未示出)中的目标。瞬时型发光的测量要求注射启动试剂(或瞬时发光试剂)、以及在几分之一秒之后测量冷光。用于该应用的药筒系统800的构造可以包括参考图7所述的注射器药筒282以及参考图2所述的发光药筒200。注射器药筒282和发光药筒200设置在参考图4所述的药筒支撑件232上的相邻插槽中。任何药筒组合都是可能的(包括例如上述美国专利No.8119066所述的多用途药筒)。然而，药筒典型地专用于单个(或仅仅几个)应用，除非包含另外的应用不会损坏所需要的性能。在一些实施例中，由于注射位置和读取位置是邻近的，发光药筒200和注射器药筒282被结合为单个双槽药筒。
如图8所示，发光药筒200与检测器36对准并且检测来自样品支撑件17上的第一目标14a(未示出)的发射光32，样品支撑件17位于药筒支撑件232下方。通过首先在图8所示分析位置将发光药筒200与检测器36对准来执行瞬时型发光测量。然后使药筒支撑件232位于固定位置直到样品分析完成。然后移动样品支撑件17以将第一样品16a与第一位置(即“注射位置”，位置A)的注射器药筒282对准。然后将启动试剂注射到第一样品16a上。在注射启动试剂之后，然后移动样品支撑件17使得样品支撑件17上的第一样品16a处于第二位置(即“读取位置”，位置B)，此时第一样品16a与发光药筒200内的发光读取头(未示出)对准。可以通过将样品支撑件17移动到注射器药筒282下方的注射位置(即“注射位置”，位置A)，并且将启动试剂注射到第二样品16b上来在第二样品16b(未示出)上进行测量。然后移动样品支撑件17使得样品支撑件17上的第二样品16b位于第二位置(即“读取位置”，位置B)，此时第二样品16b与发光药筒200内的发光读取头(未示出)对准。
根据另一实施例，在瞬时发光药筒系统800中应用上文参考图3所述和所示的发光药筒300，代替发光药筒200。在一些实施例中，发光药筒300和注射器药筒282可以集成在一起成为单个双槽药筒。瞬时发光药筒系统800可以按照与上文结合发光药筒200参考图8所述和所示的大致相同方式与发光药筒300操作。然而，由于发光药筒300包括一体式发光检测器308(图3)，而非单独的读取头202和外部输出检测器36(图2)，不需要将发光药筒300与输出检测器36对准。对于每个待测样品16，仅仅将样品载架54移动到注射位置A以便将样品16与注射器药筒282对准并且注射启动试剂，然后将样品载架54移动到读取位置B以便将样品16与发光检测器308对准并且对该特定样品16执行发光测量。
图9A和图9B分别是根据一些实施例的样品分析系统或装置900的另一实例的示意性俯视图和侧视图。图9B是图9A所示样品分析装置900的示意性侧视图。样品分析装置900包括构造成支撑一个或多个应用药筒(和/或接口药筒)904的药筒载架902。药筒载架902和应用药筒904可以设计为支持现有应用和技术，例如可以从Molecular Devices,LLC,Sunnyvale,California,USA获得的
Figure BDA0001327872960000211
ParadigmTM和
Figure BDA0001327872960000212
i3TM系统所提供的应用和药筒。应用药筒904还可以是构造成以借口药筒所指定的常见形状规格操作的将来的药筒，该接口药筒可以作为如下所述的应用药筒操作。
样品分析装置900还包括样品支撑件906，样品支撑件在图9A和图9B中示出为位于样品分析装置900的底板909下方并且位于培养室938内部。样品支撑件906可以实现为用于可移除地安装在x-y传输器上的多个样品的载架。样品可以放在布置成平面托盘结构上的样品支架或阱中。在本文所述的实例实施方式中，利用微板实现多样品支架，微板在本领域中作为在检测系统中典型地使用的样品支架而公知。但是本文所参考的微板并非是限制性的。本领域技术人员将理解还可以使用其它合适的样品支架。可以理解，样品支撑件906在本说明书中是指作为一个单元的微板和x-y传输器。
样品分析装置900包括利用氙气灯模块910以及LED轮928实现的光源。氙气灯模块910或LED轮928上的LED产生沿着激励光路941的激励光，利用策略性地设置在系统壳体中的导向光学装置引导该激励光通过系统。可以对引导和选择光学器件，例如激励光分光器913，进行控制以引导来自氙气灯模块910或LED轮928的选择的激励光。氙气灯模块910可以是任何合适的闪光灯(例如氙气闪光灯)和用于控制开/关状态、占空因数和任何其它参数的接口，可以针对系统900执行的应用有利地控制这些参数。LED轮928包括位于LED轮928周边的多个高功率LED，可以利用电动机使LED轮928旋转以在激励光路941中插入选择的LED。
利用安装在图9B中吸收读取器模块917上的吸收检测器(例如，诸如光电二极管)、第一PMT 912和第二PMT 914来实现样品分析装置900中的检测装置。吸收读取头917、底部荧光光学模块915和功能扩展模块908可以安装在壳体的底板909下方。另外，如图9B所示，吸收读取器组件917、底部荧光光学模块915和功能扩展模块908安装在容纳样品支撑件906的培养室938下方。
底板909可以包括四个开口。第一开口911a提供触及沿着激励光路的激励光，该激励光路与吸收透镜组件913a和样品载架上的样品对准以执行吸收测量。底板909中的第二开口911b提供触及针对顶侧荧光和发光测试所形成的光路，该光路与顶部荧光/发光透镜组件913b对准。底板909中的第三开口911c可以用来将光导插入培养室938使其非常接近样品载架中的选择的样品，该样品可以用来根据特定应用接收冷光发射光。底板909中的第四开口911d可以用来被功能扩展模块908中的部件使用。在一个实例实施方式中，功能扩展模块908可以是成像系统接口，其允许多模读取器900下面的细胞成像系统使用药筒上可获得的资源，例如如下所述的照明功能或流体注射功能。
第一PMT 912可以是能够在样品分析装置900执行的多数应用中使用的标准光电倍增管。第二PMT 914可以是专用的光电倍增管，例如，诸如UV/VIS(用于测量紫外光以及可见光)或UV/VIS/NIR(用于测量紫外光或近红外光以及可见光)。第二PMT 914可以指定为在实例实施方式中是可选的，使其在每个消费者规范中进行安装。
样品分析装置900包括构造成接收光和传输选择波长的光的激发单色器930和发射光单色器932。样品分析装置900还包括光学构造面板936，该光学构造面板可以用来构造光源与检测器之间的光路的方向和特性，以及控制光射入和射出激发单色器930和发射光单色器932。光学构造面板936可以包括：第一组光学口940，其用于引导到达和来自激发单色器930的激励光路941；以及第二组光学口942，其用于引导到达和来自发射光单色器932的发射光路。
激发单色器930可以受控制来将所接收的激励光分散为其组分波长，并且沿着激励光路941输出选择的一个波长。特定应用可以与特定波长的激励光操作。激发单色器930可以接收闪光灯模块910所产生的大致白光并且输出针对应用所选择的波长的激励光。
激发单色器930和发射光单色器932可以实现为构造成减法双单色器的双叠堆光栅。激发单色器930和发射光单色器932可以封闭在大致离壁(wall-off)腔室中，该腔室可以包括位于各个单色器的顶部和底部光栅之间的中间板168。
某些应用可能还需要测量在选择波长处从样品发射的光。从样品发射的光可以被引导至第二组光学口942。输入发射光946被从第二组光学口942引导至发射光单色器932。发射光单色器932将发射光942的选择波长组分朝向光学器件引导至第二组光学口942，该光学器件将发射光朝选择的检测器引导。
在这里参考图9A和图9B所述的实例实施方式中，激发单色器930和发射光单色器932可以实现为顶部和底部水平单色器。例如，在图9B中，发射光单色器932包括顶部水平，该顶部水平在光学构造面板936的发射单色器进入狭缝960处接收入射光946。发射光单色器932的顶部水平包括顶部光栅，该顶部光栅将发射光路946上的发射光分散到多个光路中，每个光路在发射光的组分波长处。光学构造面板936上的反射镜定位于一角度，用于接收发射光的选择波长组分。发射光的选择波长组分被引导至光学构造面板上的另一反射镜，该反射镜将发射光引导至发射光单色器932的下方水平光栅。发射光再次被分散成其组分波长，组分波长可以基本上被限制在为发射光单色器932的顶部水平所选择的波长。发射光单色器932的下方水平定位为将发射光的选择波长组分置于发射单色器离开狭缝962。
发射单色器进入狭缝960和发射单色器离开狭缝962适应发射光单色器的两个水平光栅结构。利用发射单色器进入狭缝960和发射单色器离开狭缝962可得到的双水平光路选项还可以适应由用作应用和/或接口药筒904的药筒的双通道光路形式。
应用药筒可以用来在实施样品分析装置900之前根据可得到的现有应用来执行测量，或者在实施样品分析装置900之后执行测量以适应样品分析装置900。接口药筒可以用来使用多种检测模式执行测量。因此，术语“接口药筒904”被用来代替术语“应用和/或接口药筒904”，除非上下文使得需要使用术语“应用和/或接口药筒904”。
接口药筒904包括布置为提供用于激励光路和发射光路的多个光路的光学部件，光路根据特定应用，或者根据他当时更具体地说根据特定检测模式是可选择的。例如，接口药筒904可以被移动到如下位置：将离开激励单色器930的激励光路944引导至样品支撑件906上的样品用于吸收测量。接口药筒904还可以包括光学器件路径，该路径引导激励光路944通过荧光测量光学器件，荧光测量光学器件将激励光引导至样品并且将样品产生的发射光引导至一个检测器。
接口药筒904还可以与滑动开关机构902相结合来使用，以构造光源与检测器之间的光学器件路径用于包括使用单色器、闪光灯模块910、LED轮928和任何检测器(光电二极管和PMT)的应用。接口药筒904和滑动开关机构902是可移动的，使得能够将接口药筒904和滑动开关机构902定位到适当位置以提供期望的光路。可以通过定位药筒载架902来移动接口药筒904，可以通过与滑动开关导轨922相结合通过电动机来移动滑动开关机构920。
作为构造的一个非限制性实例，图9A示出了滑动开关机构920选择性地可移动至五个不同位置A、B、C、D和E。在位置A，滑动开关机构920当没有被用于进行检测时阻挡到达PMT 912和/或914的光。在位置B，从底部荧光测量经由合适的光学部件(例如发射光纤)接收的发射光被引导至第一PMT 912。在位置C，上方药筒光路被引导至第一PMT 912，而不利用发射光单色器932。在位置D，可以形成一个或多个光路：顶部接口药筒光路可以被引导至第二PMT 914；下方应用(非接口)药筒光路可以被引导至第一PMT 912；顶部和下方应用(非接口)药筒光路可以分别被引导至第二PMT 914和第一PMT 912；并且顶部应用(非接口)药筒光路可以被引导至第二PMT 914。作为发光测量的情况下的进一步实例，位置C可以被用来将从样品发射的冷光引导至第一PMT 912，位置D可以被用来将从样品发射的冷光引导至第二PMT 914。
参考图9B，底部荧光光学模块915包括位于样品支撑件906下方的底部荧光读取头，而样品支撑件906位于底板909下方。通过该构造，底部荧光读取头可以被用来将激励光从样品支撑件906下方引导至样品，和/或从样品支撑件906下方接收从样品发射的荧光。诸如从光学构造面板936延伸的激励光纤和发射光纤等合适的光学部件可以与底部荧光光学模块915耦接，以将激励光从合适的光源发送至底部荧光读取头，并且将发射光从底部荧光读取头发送至合适的检测器。
关于与上文结合图9A和图9B所述的样品分析装置900一致的各种实施例的其它细节在上述美国专利申请公开No.2014/0191138中有描述。
图10是根据一些实施例的样品分析系统或装置1600的另一实例的示意图。样品分析装置1600通常可以包括将样品分析装置1600的各个部件包围起来的装置壳体。图10示出装置壳体的前壁1606(或其一部分)和底壁1608(或其一部分)。样品分析装置1600通常还可以包括构造成支撑一个或多个药筒的可移动药筒支撑件1612、以及用于支撑一个或多个待测样品1616或用于支撑样品支撑件1618的可移动样品载架1614，样品支撑件1618保持或容纳这种样品1616。例如，样品支撑件1618可以是提供容纳各个样品1616的多个阱1620的光学板。药筒支撑件1612可以在内部药筒支撑位置(图示)与外部药筒支撑位置之间移动，在内部药筒支撑位置，药筒支撑件1612完全地位于装置壳体内，在外部药筒支撑位置，药筒支撑件1612至少部分地位于装置壳体外部，以便于将一个或多个药筒装载于药筒支撑件上。类似地，样品载架1614可以在内部样品载架位置(图示)与外部样品载架位置之间移动，在内部样品载架位置，样品载架1614完全地位于装置壳体内，在外部样品载架位置，样品载架1614至少部分地位于装置壳体外部，以便于将一个或多个样品1616(或保持一个或多个样品1616的样品支撑件1618)装载于样品载架上。样品分析装置1600通常还可以包括一个或多个光学检测器1624，光学检测器构造成从可操作地装载于药筒支撑件1612上的一个或多个不同类型的药筒收集光学检测信号。通常，样品分析装置1600的任何或全部前述部件的结构和操作可以与上文结合本文中公开的其它实施例所述的一致。
图10还示出根据一些实施例的发光药筒1628的实例。与上述其它药筒类似，发光药筒1628的尺寸和构造使其可移除地装载(即安置或安装)在药筒支撑件1612上，并且可以根据需要更换或替换为相同或不同类型的其它药筒。发光药筒1628包括药筒壳体1632和注射器组件1636，注射器组件1636至少部分地设置在药筒壳体1632中并且可以通过药筒壳体1632的开口1638移动。在典型实施例中，注射器组件1636能够以往复方式直线地移动，注射器组件1636可以可选地伸出和缩回。因此，注射器组件1636可以交替地朝向和远离药筒壳体1632移动，因此可以交替地朝向和远离样品载架1614和任何样品1616移动，注射器组件1636可操作地与样品1616对准。决定于样品支撑件1612的设计和位置，药筒支撑件1612还可以包括供注射器组件1636移动的开口。
为了致动和控制注射器组件1636的移动，发光药筒1628包括与注射器组件1636耦接的驱动器1642(或驱动机构，或驱动组件)。驱动器1642可以以任何合适的方式安装在药筒壳体1632处，在典型实施例中，驱动器1642容纳在药筒壳体1632的内部。如本领域技术人员所认识的，驱动器1642可以具有任何构造，其适于使注射器组件1636相对于药筒壳体1632(因此相对于样品载架1614和由样品载架1614支撑的任何选择的样品1616)移动(即，缩回和伸出)到任何选择的位置。在典型实施例中，驱动器1642包括与连杆机构或传动装置耦接的电动机(例如微型电动机)，连杆机构或传动装置转而与注射器组件1636耦接。驱动器1642可以包括轴承或便于可靠并精确地致动注射器组件1636所需的其它合适的部件。连杆机构或传动装置可以具有适于将电动机的旋转运动转变为注射器组件1636的直线运动的任何构造。例如，连杆机构或传动装置可以包括一组齿轮，例如齿条和齿轮、一组斜齿轮、蜗杆和蜗轮等。
为了便于将发光药筒1628装载在药筒支撑件1612上以及随后从药筒支撑件1612移除发光药筒1628，以及防止在装载和移除的过程中损坏注射器组件1636，驱动器1642可以将注射器组件1636完全地缩回到药筒壳体1642内部，使得注射器组件1636的任何部分都不伸出到药筒壳体1632的外部。当药筒支撑件1612正在将注射器组件1636(以及装载在药筒支撑件1612上的任何其它药筒)移动到装置壳体内的不同位置时，注射器组件1636也可以被移动到完全缩回位置。然而，注射器组件1636典型地在从多个样品获取发光数据时不移动。也就是说，如别处所述，多个样品可以设置在样品支撑件1618的各个位置处，例如在支撑于样品载架1614上的多阱板的不同阱1620中。注射器组件1636可以被移动到距第一样品1616期望的距离处，在图示的“顶部读取”实例中，该位置是第一样品1616上方的期望高度处。该期望的距离典型地对于容纳在样品支撑件1618上的全部样品1616而言是相同的。因此，当样品载架1614移动样品支撑件1618以依次地将样品逐一与注射器组件1636对准来进行依次发光读取时，注射器组件1636的位置典型地不需要进行调节。
在一些实施例中，样品分析装置1600还可以包括底部读取头1615，底部读取头1615可以适当地耦接至光学部件并且基本上如本公开文本别处所述的方式操作。底部读取头1615可以与注射器组件1636光学对准。该构造使得能够同时进行从顶部注射和底部荧光读取。
图11是根据一些实施例的注射器组件1636的实例的透视图。注射器组件1636包括注射器壳体1646，注射器壳体1646在壳体1646的近端1748与远端1750之间是大致细长形的。在典型实施例中，注射器壳体1646是具有圆形横截面的柱体，但是在其它实施例中可以具有多边形横截面。注射器组件1636包括光导1754以及大致彼此平行地穿过注射器壳体1646延伸的一个或多个(在图示实施例中为两个)注射器针1756和1758。在一些实施例中，注射器组件1636包括与注射器针1756和1758大致平行地穿过注射器壳体1646延伸的光导1754。在这样的实施例中，注射器组件1636也可以被称为注射器/读取器组件。光导1754以及注射器针1756和1758可以一直延伸到远端1750或者可以终止于到达远端1750之前的一段小距离处。光导1754构造成将从样品1616发射的冷光传输至发光检测器(luminescencedetector)。出于该目的，光导1754可以是光纤、光管等。注射器针1756和1758构造成将流体分配到样品1616上(例如分配到样品支撑件1618的选择的阱1620中)，流体例如是本领域技术人员所认识的针对连续发光或瞬时发光所使用的试剂。将光导1754以及注射器针1756和1758集成在单个注射器组件1636中特别有利于瞬时发光。此外，提供两个或更多个注射器针1756和1758便于使用不同类型的试剂。例如，第一注射器针1756可以分配第一试剂，第二注射器针1758可以分配第二试剂。在一个特定的非限制性实例中，第一试剂可以是荧火虫荧光素酶，第二试剂可以是海肾荧光素酶。因此，注射器组件1636的远端1750可以用作注射器组件1636的光输入端和流体输出端。
返回参考图10，从样品1616导入注射器组件1636的冷光被绘制为虚线箭头1662，经由第一注射器针1756和第二注射器针1758从注射器组件1636导出的流体流分别被绘制为实线箭头1664和1666。另外如图10所示，药筒壳体1632可以包括光学口1668，光学口1668与发光检测器1624对准以使得冷光能够被传输至发光检测器1624。从注射器组件1636到发光检测器1624的虚线可以表示从注射器组件1636的近端延伸到或延伸穿过光学口1668的光导1754(图11)。作为选择，光导1754可以终止于药筒壳体1632内的某点处，在该情况下，注射器组件1636与发光检测器1624之间的虚线可以至少部分地表示构造成将冷光引导至发光检测器1624的一个或多个其它类型的光学部件(反射镜等)。作为使用外部发光检测器1624的替代，发光药筒1628可以包括位于药筒壳体1632中的内部检测器(未示出)，该内部检测器与样品分析装置1600的位于发光药筒1628外部的电子部件通信。
另外如图10所示，发光药筒1628包括诸如试剂贮液器1672和1674等一个或多个贮液器(例如瓶子)。试剂贮液器1672和1674可以设置在贮液器支撑件1676上，贮液器支撑件1676可以如下所述可选地移动到药筒壳体1632中和从药筒壳体1632移出来。一个或多个试剂贮液器1672和1674可以经由泵1678(例如泵组件或泵系统)与注射器组件1636流体连通。泵1678可以表示一个或多个泵(或泵单元)。例如，第一试剂贮液器1672可以经由第一流体线路1682(例如管)与第一注射器针1756(图11)连通以供应第一试剂，第二试剂贮液器1674可以经由第二流体线路1684与第二注射器针1758(图11)连通以供应第二试剂。流体线路1682和1684以及光导1754应该具有足以适应注射器组件1636的交替伸出和缩回的长度和柔性。
现在参考图11，在一些实施例中，注射器组件1636不包括光导1754。在一些实施例中，从样品1616发射的冷光可以例如被传输至位于样品1616下方(即，图10所示样品载架1614和样品支撑件1618下方)的底部读取头1615，并且经由合适的光学部件(例如，诸如光纤等光导)发送至发光检测器1624。作为选择，冷光可以直接被传输至位于样品1616下方的发光检测器(未示出)，而不利用底部读取头1615或其它传输光学器件。
发光药筒1628还可以包括构造成与发光药筒1628的各个部件通信和/或控制发光药筒1628的各个部件的电子部件1688。电子部件1688可以包括一个或多个电路以及例如安装在诸如印刷电路板(PCB)等一个或多个支撑基板上的其它电气硬件。除了电子部件1688之外或作为电子部件1688的一部分，发光药筒1628可以包括电连接器，该电连接器构造成可移除地耦接至样品分析装置1600(例如，样品分析装置1600的互补电连接器)以便从样品分析装置1600接收电力和传输信号或将信号传输至样品分析装置1600，如上文结合例如图3所示的其它实施例所述。因此，如上所述，电耦接可以通过插塞和插座、插入式和承插式连接器等实现，从而根据需要使发光药筒1628的某些部件与样品分析装置1600的电源或系统控制器(例如，上文如图3所示和所述的电源44和系统控制器74)进行信号连通。
现在将参考图10和图11来描述用于分析样品1616的方法的实例。将发光药筒1628装载(或安装)在药筒支撑件1612上，以将发光药筒1628定位在样品分析装置1600的装置壳体中。该装载步骤可以包括打开面板或门(例如，可能位于装置壳体的前壁1606处)以触及药筒支撑件1612。药筒支撑件1612可以首先被移动到至少部分地位于装置壳体外部的位置，在将发光药筒1628装载在药筒支撑件1612上之后，然后可以在发光药筒1628装载于药筒支撑件1612上的情况下将药筒支撑件1612移回到装置壳体中。该装载步骤可能还会需要经由上述电连接器将发光药筒1628与样品分析装置1600耦接，以建立用于传输电力、数据和控制信号的路径。在装载发光药筒1628之前或之后，典型地通过首先将样品1616装载在样品支撑件1618上然后将样品支撑件1618装载在样品载架1614上，将样品1616装载在样品载架1614上。可以在诸如多阱板等合适的样品支撑件1618上将多个样品1616装载在一起。最后，药筒支撑件1612和样品支撑件1618将相对于彼此定位，使得样品1616将与注射器组件1636对准。在本文的上下文中，“对准”是指光学对准，即定位为建立足以从样品1616获取发光数据的光学路径。术语“对准”还可以指流体对准，即，定位为能够将流体分配到样品1616上。
然后将注射器组件1636朝向样品1616移动直到注射器组件1636的光输入端到达距样品1616期望的距离(读取位置)。注射器组件1636可以移动至非常接近待测样品1616，从而使从目标样品1616收集的光最大化并且使从相邻样品收集的杂散光最小化。在读取位置，操作泵1678以建立从一个试剂贮液器1672或1674到对应注射器针1756或1758的选择试剂流，从而选择的试剂被注射器针1756或1758注射到样品1616以诱导样品166中的冷光。注射器组件1636的光导1754接收(收集)从样品1616发射的所产生的冷光1662，并且将冷光1662传输至发光检测器1624(或者设置在药筒壳体1632中的内部检测器，未示出)。发光检测器1624将这些光学信号转变为电信号(检测器信号，或测量信号)并将电信号传输至信号处理电路，如上文结合其它实施例所述，例如可能会由样品分析装置1600的系统控制器所提供的信号处理电路。在多个样品1616的情况下，样品载架1614可以被移动以便依次将各个另外的样品1616与光导1754对准，从而对全部样品1616依次地进行发光测量。
在一些实施例中，可以针对每个样品1616使用多于一种试剂。例如，泵1678可以建立从第一试剂贮液器1672到第一注射器针1756的流动，然后光导1754响应于注射第一试剂而接收从样品1616发射的冷光1662。然后，泵1678可以建立从第二试剂贮液器1674到第二注射器针1758的流动，然后光导1754响应于注射第二试剂而接收从样品1616发射的冷光1662。在一些实施例中，第二试剂可以包括淬灭从第一试剂所产生的信号的淬灭剂。
在完成进行发光测量时，作为如本公开全文所述的模块化或可移除药筒，发光药筒1632然后可以从药筒支撑件1612移除，之后根据需要用另一个发光药筒1632或不同类型的可移除药筒替换。在为了移除发光药筒1632而根据需要移动药筒支撑件1612通过装置壳体之前，可以将注射器组件1636缩回到完全位于药筒壳体1632内部的位置，以在移动过程中保护注射器组件1636。
样品分析装置1600的注射器系统(即，贮液器1672和1674、注射器针1756和1758以及相关流体线路)在被用来在各实验之间清洁系统以及防止诸如泵1678和流体线路等流体部件堵塞之后，需要进行清洗并且可能要消毒。另外，作为准备注射器系统以备使用的一部分，用户需要装填系统。系统的清洗和装填会涉及到将液体和空气的混合物分配有限的时间量，这可能会产生气泡并且还可能产生比正常分配过程所期望的液滴更大的液滴。为了示出这一点，图12A是当表面清洁并且没有气泡正在产生时，注射器组件1636的末端(远端)部分的透视图。在该情况下，液体流1664和1666以预期方式从注射器针1756和1758的末端分配。作为比较，图12B是当因为分配液体/空气混合物而导致在注射器系统中已经产生气泡时，注射器组件1636的末端(远端)部分的透视图。在该情况下，液体会聚集(可能是由于阻止液体流的表面张力)并且导致形成非受控尺寸的液滴1802。这样的液滴1802最终将与注射器组件1636分离，然后掉落和/或溅落在样品支撑件1618(图11)的不期望的部分上，或者掉落和/或溅落在装置壳体中的一个或多个光学部件等上。液滴1802还会污染光导1754的输入端。在所有这些情况下，液滴1802会污染样品分析装置1600和/或因为污染而导致实验失败。
为了解决该问题，在一些实施例中，样品分析装置1600和发光药筒1628构造成使得能够在样品分析装置1600外部执行清洗和装填。以该方式，任何不可避免的液体/空气混合物分配会远离样品分析装置1600的内部光学部件地发生，并且可以在将发光药筒1628装载入样品分析装置1600的装置壳体之前清除掉所有气泡。现在将参考图13A至图15描述外部清洗和装填方法。
图13A是样品分析装置1600的示意性俯视图，其中药筒支撑件1612和装载于其上的发光药筒1628位于内部位置，即完全位于装置壳体内部。图13A对应于发光药筒1628的工作位置，此时可以进行如上文结合图10和图11所述的发光测量。图13B是样品分析装置1600的示意性俯视图，其中药筒支撑件1612和装载于其上的发光药筒1628已经被移动到外部位置，即至少部分地延伸到装置壳体内部之外。比较图10，出于示意的目的重新布置了发光药筒1628的某些部件。在所示实施例中，泵包括流体地耦接在第一贮液器1672与第一注射器针1756之间的第一泵1902以及流体地耦接在第二贮液器1674与第二注射器针1758之间的第二泵1904。
在一些实施例中，为了启动清洗和/或装填操作，如水平箭头所示，将药筒支撑件1612移动到图13B所示的外部位置。如果发光药筒1628已经装载在药筒支撑件1612上，则发光药筒1628随药筒支撑件1612一起移动到外部位置。另一方面，如果发光药筒1628没有已经装载在药筒支撑件1612上，则在药筒支撑件1612已经被移动到外部位置之后将发光药筒1628装载在药筒支撑件1612上。一旦发光药筒1628和药筒支撑件1612都处于外部位置，则通过如竖直箭头所示滑动贮液器支撑件1676，可以将贮液器支撑件1676和支撑于其上的试剂贮液器1672和1674移动到外部位置，同样如图13B所示。为了该目的，如本领域技术人员所认识的，贮液器支撑件1676可以通过直线导轨或轨道等可移动地安装在药筒壳体1632上。在外部位置，可以根据需要更换试剂贮液器1672和1674。
另外，在药筒支撑件1612和发光药筒1628已经被移动到外部位置之后，可以将外部清洗/装填台架1910安装在药筒支撑件1612和/或发光药筒1628上。外部清洗/装填台架1910可以包括外部液体容器(罐)1914。在一些实施例中，外部清洗/装填台架1910还可以包括用于保持一个或多个外部清洗/装填贮液器1922和1924(例如瓶子)的外部贮液器支撑件1916。
图14是根据一些实施例的外部清洗/装填台架1910的实例的透视图。图15是安装于药筒支撑件1612和/或发光药筒1628的外部清洗/装填台架1910的透视图。外部清洗/装填台架1910可以根据需要包括用于将外部清洗/装填台架1910安装在药筒支撑件1612和/或发光药筒1628上的一个或多个安装特征。例如，外部清洗/装填台架1910可以包括构造成接合药筒壳体1632的安装特征2028。在图示实施例中，外部清洗/装填台架1910构造成使得在处于安装位置时外部液体容器1914在药筒支撑件1612下方延伸。外部液体容器1914包括当处于安装位置时与注射器组件1636对准的口2032。因此，在安装外部清洗/装填台架1910之后，可以将注射器组件1636降低到口2032中或通过口2032，使得注射器组件1636与外部液体容器1914的内部流体连通。
当发光药筒1628处于安装位置并且注射器组件1636被插入口2032中时可以执行清洗操作。首先，可以用合适的清洗溶液填充试剂贮液器1672和1674。作为选择，来自泵1902和1904的流体线路可以与试剂贮液器1672和1674分离并且再连接至设置在外部贮液器支撑件1916处的一个或多个清洗贮液器1922和1924。作为选择，在清洗准备过程中清洗贮液器1922和1924可以放在试剂贮液器1672和1674的位置，而非利用(或提供)外部贮液器支撑件1916。在所有这些情况下，然后可以操作泵1902和1904以使清洗溶液流动通过泵1902和1904、注射器针1756和1758以及相关流体线路，并且经由口2032进入外部液体容器1914。
同样，当发光药筒1628处于安装位置并且注射器组件1636被插入口2032中时可以执行装填操作。首先，分别用第一试剂和第二试剂填充试剂贮液器1672和1674。然后可以操作泵1902和1904以分别使第一试剂和第二试剂流动通过泵1902和1904、注射器针1756和1758以及相关流体线路，过量的试剂溶液经由口2032流入外部液体容器1914。
再次参考图10，除了系统的清洗和装填操作之外，可以在发光药筒1628的正常分配操作期间，例如在将试剂或其它流体从注射器针1756和1758之一分配到样品1616上期间，分配液体/空气混合物。如果注射器系统的液体用完，则它会分配液体/空气混合物并因此产生气泡。在一些实施例中，通过提供电容性气泡传感器1692和1694可以解决该问题，气泡传感器1692和1694分别与处于泵1902和1904与注射器针1756和1758之间的流体线路1682和1684操作性连通。如虚线所示，电容性气泡传感器1692和1694可以与发光药筒1628的电子部件1688通信。
图16是根据一些实施例的电容性气泡传感器2200的实例的示意图，其与一个注射器针1756和相关的流体线路1682(以横截面示出)操作性连通。电容性气泡传感器2200可以包括信号发生器2204，例如通过将来自信号发生器2204的电导线附接至暴露于流体流的注射器针1756的导电部分而使信号发生器2204与注射器针1756电连通。电容性气泡传感器2200还可以包括至少部分地包围流体线路1682的一部分的检测器2208(例如，金属套管或连接两根管的金属管连接器等)。通过该构造，注射器针1756(与流过注射器针1756的电解流体接触)的导电部分形成电容器的一侧，检测器2208形成电容器的另一侧，并且流体线路1682的壁用作电容器的两侧之间的电介质。电导线将信号发生器2204和检测器2208连接至发光药筒1628的电子部件1688(图10)。来自电子部件1688的另一根电导线可以向信号发生器2204提供电压源。在操作中，信号发生器2204可以将例如在接地电压与低电压值(例如2V)之间的脉冲传输至注射器针1756。如本领域技术人员所认识的，电子部件1688构造成连续地测量以前述构造形成的电容器的两侧之间的电容，并且检测电容变化何时与气泡的存在相关联。电子部件1688可以构造成当检测到气泡时关断液体分配操作，从而防止污染样品分析装置1600(图10)的内部光学部件。例如，电子部件1688可以将输出(控制)信号传输至泵1678(图10)，或者传输至控制泵1678的泵控制器，该泵控制器使泵1678停止工作。
在操作注射器系统的过程中可能产生的另一个问题是产生不期望的微滴，这也会污染样品分析装置1600的光学部件。这种微滴会因为样品分析装置1600中使用的电介质材料中形成的静电力而加速。这种电介质材料可以包括例如样品支撑件1618、与液体接触的某些泵部件以及注射器针1756的一个或多个部分(例如，内衬、涂覆末端等)。通过在可行的情况下将电介质部件接地以最小化或消除静电力可以解决该问题。
例如，在图16所示实施例中，注射器针1756可以包括导电(例如金属)壁2232，该壁的内表面衬有诸如聚四氟乙烯(PTFE)等非金属(和介电)涂层(或层)以使内表面对液体呈惰性。导电壁2232可以是与电接地相连通。在提供电容性气泡传感器2200的实施例中，导电壁2232与信号发生器2204(其是接地的)之间的电连接可以被用于该目的。在该电连接处，非金属涂层2234的一部分可以被移除(可以不存在)以使液体在该部位暴露于导电壁2232。也就是说，非金属涂层2234可以包括在该部位不被非金属涂层覆盖的非覆盖区域2236。
作为选择，在另一实施例中，涂层2234可以具有使涂层2234导电(而非表现出介电特性)的非金属组合物。例如，涂层2234的组合物可以是具有足够碳从而能够导电的有机聚合物，例如被改性为具有更高碳含量的PTFE。在这样的实施例中，壁2232或涂层2234可以是接地的。
作为另一种选择，注射器针1756或其上涂层2234的至少一部分可以由抗静电塑料构成，该塑料可以与电接地相连通。
除了一个或多个上述实施例之外或者作为其选择，流体线路1682可以如图所示与电接地相连接。另外，流体线路1682可以由抗静电塑料构成或者被涂覆有抗静电塑料。
返回参考图10，如别处所述，样品支撑件1618经常是提供各个阱1620的二维阵列的多阱板。这种多阱板可以各种标准化格式得到，包括总体尺寸、行列数等。因此，任何给定格式与预定组的阱位置相关联。在样品分析装置1600的操作中，例如通过将数据输入到样品分析装置1600或者对样品分析装置1600编程，用户可以向样品分析装置1600提供准确地指定正在使用的格式的信息。这确保移动部件相对于彼此的协调和对准，例如注射器组件1636与样品支撑件1618之间。然而，有可能样品分析装置1600被设立为处理特定类型格式的样品支撑件1618，但是用户实际将不同的格式装载到样品载架1614上。例如，用户可能会装载不同尺寸的样品支撑件或者提供非完整阵列阱的样品支撑件，即，如本领域技术人员所认识的，用户可以利用非完整“带状板”。在这种情况下，存在如下风险：注射器组件1636会直接将液体分配到光学部件上，例如位于样品载架1614下方或附近的光学部件。
在一些实施例中，可以通过在装置壳体中提供阱传感器1698来解决该问题。阱传感器1698可以构造成根据编程到样品分析装置1600中的预定组阱位置检测样品支撑件1618的各个阱1620存在与否。出于该目的，阱传感器1698可以是光学传感器并且因此可以包括如虚线箭头示意性所示用于朝向样品支撑件1618发射光束的光源、以及用于从样品支撑件1618接收光束的阱传感器检测器(即光检测器)。光源和阱传感器检测器可以都位于样品支撑件1618(和样品载架1614)的同一侧，并且因此可以容纳在同一壳体中(如图所示)。作为选择，光源和阱传感器检测器可以位于样品支撑件1618(和样品载架1614)的相反侧(例如顶侧和底侧)。因此，决定于设计，用于测试样品支撑件1618的光信号可以透射通过阱1620，或者可以从阱1620的表面反射。在任一情况下，阱传感器检测器与光源光学对准从而响应于从光源入射在样品支撑件1618上的光接收从样品支撑件1618发射的光。通常，如本领域技术人员所认识的，阱传感器1698可以构造成根据多个测量原理，例如测量阱传感器检测器所接收的光的衰减、感测样品支撑件1618的表面的折射率的变化等，辨别阱1620存在与否。作为操作实例，在已经将样品支撑件1618安装在样品载架1614上之后，以分度方式相对于阱传感器1698移动样品载架1614，以检查阱1620的完整阵列的存在并且验证阱1620的数量和位置与预定组的阱位置匹配。如果阱传感器1698确定一个或多个阱从期望的格式中缺失，则阱传感器1698可以例如通过将控制信号传输至电子部件1688而使分析装置1600停止操作。
此外，在样品分析装置1600的操作中，用户可以向样品分析装置1600提供准确地指定将要由注射器针1756和1758分配到样品支撑件1618的每个阱1620中的试剂或其它液体的量的信息。准确定量的分配对于给定类型的实验是重要的，并且还防止阱1620的过度充填，这种过度充填会导致溢出和污染样品分析装置1600的光学部件。关于分配多少液体，或者关于在下一分配步骤之前阱1620中已经容纳多少液体，用户可能会输入错误的信息，任何情况都会导致过度充填。在一些实施例中，可以通过提供定位为感测过度充填事件的液体传感器来解决该问题。在一些实施例中，液体传感器可以与注射器组件1636集成在一起，从而利用注射器组件1636的远端可以非常接近样品支撑件1618的上表面进行操作的事实。
作为实例，图17是发光药筒1628的注射器组件1636和电子部件1688的实例的示意性横截面图。为了清楚起见，没有示出光导1754(图11)。在各种实施例中，通过利用如虚线示意性表示的线材使这些部件的导电部分与电子部件1688连通，所提供的一个或多个注射器针1756和1758，和/或注射器壳体1646可以用作液体传感器的一部分。以该方式，样品支撑件1618顶部上的过量液体可以进入注射器壳体1646的远端，并且使这些部件之中的两个部件之间的电路完整，从而通过检测这两个部件之间的电流，电子部件1688可以检测到这种液体的存在。作为响应，电子部件1688可以使样品分析系统1600停止工作。
在一个实施例中，液体传感器可以包括在针出口处或附近电耦接至注射器针1756和1758之一的第一线材、以及在壳体远端处或附近电耦接至注射器壳体1646的第二线材。在该实施例中，注射器针1756或1758与注射器壳体1646之间的电流指示液体的存在。
在另一实施例中，液体传感器可以包括在针出口处或附近电耦接至第一注射器针1756的第一线材、以及在针出口处或附近电耦接至第二注射器针1758的第二线材。在该实施例中，注射器针1756和1758之间的电流指示液体的存在。
在另一实施例中，液体传感器可以包括在针出口处或附近电耦接至注射器针1756和1758之一(或电耦接至注射器壳体1646)的第一线材、以及位于针出口处或附近的电触头2304，第二线材电耦接至电触头2304。在该实施例中，注射器针1756或1758(或注射器壳体1646)与电触头2304之间的电流指示液体的存在。
在另一实施例中，液体传感器的一个部件可以是导电管或环(未示出)，导电管或环围绕光导1754(图11)，从而位于光导1754与注射器针1756和1758之间，并且经由线材电耦接至电子部件1688。该导电管或环可以与注射器针1756和1758、注射器壳体1646或上述电触头2304相结合进行操作以形成液体传感器。
当样品分析装置1600被设立为处理特定类型格式的样品支撑件1618，但是用户实际将如下样品支撑件装载到样品载架1614上时会出现另一问题：该样品支撑件具有与已经编程到样品分析装置1600中的板高度不同的板高度。如果板高度低于预期高度，那么在注射器组件1636的正常分配位置，注射器针1756和1758的末端与样品支撑件1618的阱1620(即，样品支撑件1618的上表面或顶部)之间的距离或间隙将太大。这增大了从注射器组件1636分配的液体污染与目标阱相邻的阱和/或污染样品支撑件1618附近或下方的光学部件的风险。在一些实施例中，通过提供定位和构造成测量注射器组件1636的末端与样品支撑件1618的顶部支架的间隙的间隙传感器可以解决该问题。
作为实例，图18是样品分析装置1600的侧视图，其中在发光药筒1628下方在装置壳体中设置有间隙传感器2404。间隙传感器2404包括光源2406和与光源2406光学对准的间隙传感器检测器2408(即，光检测器)。光源2406和间隙传感器检测器2408可以定位在样品支撑件1618的相反两侧，而光源2406与间隙传感器检测器2408之间的光轴取向在横向(水平)平面中。通过该构造如图所示，光源2406构造成发射光束，光束通过间隙并且入射在末端和样品支撑件上。以该方式，例如通过测量注射器组件1636的末端与样品支撑件1618的顶部之间的高度差，或者通过测量样品支撑件1618的顶部相对于已知基准数据的高度，可以测量该间隙。如果测量的间隙超过某一阈值，间隙传感器2404可以构造成输出使样品分析系统1600停止工作的控制信息。在一些实施例中，间隙传感器2404还可以被用来测量注射器组件1636的末端相对于已知基准数据的高度，用于验证注射器组件1636已经延伸到非常接近样品支撑件1618的期望操作位置。
不期望地或者在注射器系统的正常操作过程中出现的另一个问题是流体线路(例如管线)或流体配件会出故障并且导致液体泄露到药筒壳体1632的内部。这种事情可能会潜在地污染发光药筒1628的一个或多个部件。在一些实施例中，通过提供构造成检测药筒壳体1632的底部中聚集的液体的液体传感器(或泄露传感器)可以解决该问题。
作为实例，图19是发光药筒1628的侧视图，其中在药筒壳体1632中设置有液体传感器2504。药筒壳体1632可以以液体密封的方式构成并且其尺寸能够潜在地容纳至少一个试剂贮液器1672或1674(图10)的等同物。液体传感器2504可以定位在药筒壳体1632的底壁处或附近。在一些实施例中，液体传感器2504可以是位于底壁处并且经由线材与电子部件1688通信的电容性传感器。液体传感器2504的导电部件可以封装在诸如PCB等基板与薄绝缘层之间以保护导电部件使其不暴露于液体。液体传感器2504可以对于接触液体传感器2504的液体是敏感的，并表现为电容变化。电子部件1688可以构造成检测因为在电容性传感器上存在泄漏液体而产生的电容变化，并且作为响应，使样品分析系统1600停止工作。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于分析样品中的目标的方法。根据该实施例，选择药筒系统，其具有药筒支撑件和一个或多个与药筒支撑件可移除地接合的药筒。药筒可以是一个或多个本文所述的药筒。然后，选择容纳在药筒系统中的第一药筒。然后选择第二药筒，即，没有容纳在药筒系统中的新的或更换用药筒。然后用第二药筒更换第一药筒并且利用第二药筒分析样品中的目标。在一些实施例中，可以不利用机械工具来从装置移除第一药筒以及更换为第二药筒，并且在用第二药筒更换第一药筒之后，利用装置可读指令为装置提供用于分析样品中的目标的信息。
根据其它实施例，样品分析装置是不利用药筒的光学读取系统，即，样品分析装置是不基于药筒的样品分析装置。样品分析装置的构造可以专用于基于冷光的测量技术。作为选择，样品分析装置可以是可重构的用于实施不同类型的测量技术(例如，冷光、光吸收、荧光等)。对于需要使用液体注射器系统的冷光测量，液体注射器系统的一个或多个部件可以可移除地安装在样品分析装置的装置壳体中。出于该目的，用户可以经由装置壳体的顶面板(盖)或其它面板或门触及装置壳体的内部。在这样的实施例中，不是提供药筒支撑件，样品分析装置可以包括位于装置壳体中的安装特征，用于安装注射器系统的部件，包括注射器组件(其可以如上所述构成，具有或不具有一体的光导)、一个或多个泵、液体线路和试剂贮液器。样品分析装置还可以包括如上所述用于支撑一个或多个样品(或用于支撑诸如多阱板等保持或容纳这种样品的样品支撑件)的可移动样品载架。样品分析装置还可以包括一个或多个光学检测器以及如上所述与各种气泡和液体传感器通信的电子部件。通常，样品分析装置的任何或全部前述部件的结构和操作可以与上文结合本文所公开的其它实施例所述相一致。例如，图10至图18可以认为基本上代表了这种样品分析装置，条件是各种部件将直接位于装置壳体中而非位于药筒中。在这样的实施例中，注射器组件可以安装在固定的位置并且样品载架可以移动以相对于注射器组件适当地定位样品。于是，不需要提供如上所述用于移动注射器组件的驱动器。在注射器组件不包括光导的实施例中，可以利用上述底部读取头。
在不基于药筒的样品分析装置的实施例中，通过根据需要移除注射器组件和注射器组件的其它部件以避免将液体或液体/空气混合物分配到装置壳体内部的敏感部件上，可以在装置壳体外部再次执行清洗和装填。在已经将注射器组件移动到外部位置之后，可以按照与上述基于药筒的实施例类似的方式利用包括外部液体容器的外部清洗/装填台架。不基于药筒的样品分析装置还可以包括上文结合图10至图18所述的传感器和液体分配控制特征中的一个或多个，例如电容性气泡传感器1692、1694和2200，上文结合图16所述的电接地特征，阱传感器1698，使用注射器组件作为液体传感器以避免样品阱的过度充填，以及间隙传感器2404。
示例性实施例
根据目前公开的主题提供的示例性实施例包括但不限于如下：
1.一种样品分析装置，包括：装置壳体；样品载架，其设置在所述装置壳体中并且构造成支撑样品；试剂贮液器；泵，其与所述试剂贮液器连通；注射器组件，其设置在所述装置壳体中并且包括注射器壳体和延伸穿过所述注射器壳体的注射器针，所述注射器针构造成经由所述泵与所述试剂贮液器连通；以及发光检测器，其位于所述装置壳体中以接收来自所述样品的光学信号。
2.根据实施例1所述的样品分析装置，其中所述样品载架是可移动的以将所述注射器组件与容纳在所述样品载架上的样品对准。
3.根据实施例1所述的样品分析装置，包括可移除地安装在所述样品分析装置处的发光药筒，所述发光药筒包括药筒壳体和设置在所述药筒壳体中的驱动器，所述药筒壳体包括药筒壳体开口，其中，贮液器支撑件和所述泵设置在所述药筒壳体中，所述注射器组件至少部分地设置在所述药筒壳体中，并且所述驱动器能够使所述注射器组件穿过所述药筒壳体开口并交替地朝向和远离所述样品载架移动。
4.根据实施例3所述的样品分析装置，其中所述发光药筒包括电连接器，所述电连接器安装在所述药筒壳体处并且与所述驱动器和所述泵信号连通，所述电连接器构造成可移除地耦接至所述样品分析装置以从所述样品分析装置接收电力并且将信号传输至所述样品分析装置或从所述样品分析装置接收信号。
5.根据实施例4所述的样品分析装置，包括设置在所述装置壳体中的特征，当所述发光药筒可移除地安装在所述样品分析装置处时，所述特征与所述电连接器连通，所述特征选自包括如下项的组：电源、构造成从所述发光检测器接收检测信号的信号处理电路、构造成将控制信号传输至所述驱动器的驱动器控制器、构造成将控制信号传输至所述泵的泵控制器、以及上述项目中两项或更多项的组合。
6.根据实施例3所述的样品分析装置，其中所述注射器组件包括光导，所述光导延伸穿过所述注射器壳体并且构造成与所述发光检测器通信。
7.根据实施例6所述的样品分析装置，其中所述发光检测器设置在所述药筒壳体中。
8.根据实施例6所述的样品分析装置，其中所述药筒壳体包括光输出口，并且所述光导耦接至所述光输出口或者延伸穿过所述光输出口。
9.根据实施例6所述的样品分析装置，其中所述注射器壳体包括壳体远端，所述注射器针包括位于所述壳体远端处的针出口，所述注射器组件包括构造成检测所述壳体远端处的液体的液体传感器，所述液体传感器包括围绕所述光导并构造成与电子部件通信的导电管，所述电子部件构造成检测所述导电管与所述注射器针之间或所述导电管与所述注射器壳体之间的电流。
10.根据实施例3所述的样品分析装置，其中所述贮液器支撑件能够在内部贮液器支撑件位置与外部贮液器支撑件位置之间移动，在所述内部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件完全地位于所述药筒壳体中；在所述外部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件至少部分地位于所述药筒壳体外部。
11.根据实施例3所述的样品分析装置，包括构造成检测所述药筒壳体的底部中聚集的液体的液体传感器。
12.根据实施例11所述的样品分析装置，其中所述药筒壳体包括穿透地形成有所述药筒壳体开口的底壁，并且所述液体传感器包括设置在所述底壁处并构造成与电子部件通信的电容性传感器，所述电子部件构造成检测来自所述电容性传感器的指示所述电容性传感器上存在液体的信号。
13.根据实施例3所述的样品分析装置，包括药筒支撑件，所述药筒支撑件构造成接纳所述发光药筒使得所述发光药筒可移除地安装在所述药筒支撑件上，所述药筒支撑件能够在内部药筒支撑件位置与外部药筒支撑件位置之间移动，在所述内部药筒支撑件位置，所述药筒支撑件完全地位于所述装置壳体中；在所述外部药筒支撑件位置，所述药筒支撑件至少部分地位于所述装置壳体外部。
14.根据实施例13所述的样品分析装置，其中所述样品支撑件是可移动的以将所述注射器组件与容纳在所述样品载架上的样品对准。
15.根据实施例13所述的样品分析装置，其中所述药筒支撑件包括多个药筒位置，所述药筒位置构造成同时接纳所述发光药筒以及一个或多个其它的可移除药筒。
16.根据实施例13所述的样品分析装置，其中所述装置壳体包括具有装置壳体开口的外壁，所述药筒支撑件能够在所述内部药筒支撑件位置与所述外部药筒支撑件位置之间沿着第一方向穿过所述装置壳体开口移动。
17.根据实施例16所述的样品分析装置，其中所述贮液器支撑件能够在内部贮液器支撑件位置与外部贮液器支撑件位置之间沿着与所述第一方向垂直的第二方向移动，在所述内部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件完全地位于所述药筒壳体中；在所述外部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件至少部分地位于所述药筒壳体外部。
18.根据实施例17所述的样品分析装置，其中当所述药筒支撑件处于所述外部药筒支撑件位置时，所述贮液器支撑件能够移动至所述外部贮液器支撑件位置，并且在所述外部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件与所述外壁处于重叠关系，使得所述贮液器支撑件阻止所述药筒支撑件移动到所述内部药筒支撑件位置。
19.根据实施例13所述的样品分析装置，包括外部液体容器，当所述药筒支撑件处于所述外部药筒支撑件位置时，所述外部液体容器能够可移除地安装在所述发光药筒和所述药筒支撑件中的至少一者上，所述外部液体容器包括构造成接纳所述注射器组件的口，其中所述驱动器能够使所述注射器组件交替地移入所述口中以及从所述口移出来。
20.根据实施例19所述的样品分析装置，其中所述装置壳体包括具有装置壳体开口的外壁，所述药筒支撑件能够在所述内部药筒支撑件位置与所述外部药筒支撑件位置之间穿过所述装置壳体开口移动，并且所述外部液体容器构造成，当所述外部液体容器安装在所述发光药筒或所述药筒支撑件上时，所述外部液体容器与所述外壁重叠，使得所述外部液体容器阻止所述药筒支撑件移动到所述内部药筒支撑件位置。
21.根据实施例1所述的样品分析装置，包括阱传感器，所述阱传感器构造成根据预定组的阱位置检测设置在所述样品载架上的样品支撑件的各个阱的存在与否，其中所述样品载架是可移动的以将所述样品支撑件传感器与各个阱位置对准。
22.根据实施例21所述的样品分析装置，其中所述阱传感器包括光源和与所述光源对准的阱传感器检测器，所述光源和所述阱传感器检测器中的任一者或两者位于所述样品载架上方或下方。
23.根据实施例1所述的样品分析装置，包括间隙传感器，所述间隙传感器构造成测量所述注射器组件的末端与设置在所述样品载架上的样品支撑件的顶部之间的间隙。
24.根据实施例23所述的样品分析装置，其中所述间隙传感器包括光源和与所述光源对准的间隙传感器检测器，所述光源构造成发出穿过所述间隙并入射在所述末端和所述样品支撑件上的光束。
25.根据实施例1所述的样品分析装置，其中所述注射器针是构造成与第一试剂贮液器连通的第一注射器针，所述注射器组件还包括第二注射器针，所述第二注射器针延伸穿过所述注射器壳体并构造成经由所述泵与由所述贮液器支撑件支撑的第二试剂贮液器连通。
26.根据实施例1所述的样品分析装置，其中所述注射器针具有选自一个组的构造，所述组包括如下项目：所述注射器针由导电材料构成并且与电接地相连通；所述注射器针由导电材料构成并且与电接地相连通，并且所述注射器针包括内表面和位于所述内表面上的非金属涂层，所述内表面包括未被所述非金属涂层覆盖的非覆盖区域，使得流过所述注射器针的液体暴露于所述非覆盖区域；所述注射器针由导电材料构成并且与电接地相连通，并且所述注射器针包括内表面和位于所述内表面上的非金属导电涂层；所述注射器针的至少一部分由抗静电塑料构成或涂覆有抗静电塑料，并且与电接地相连通，流过所述注射器针的液体暴露于所述抗静电塑料；以及所述样品分析装置包括流体地耦接在所述泵与所述注射器针之间的塑料管，所述塑料管由抗静电塑料构成或涂覆有抗静电塑料，并且与电接地相连通，流过所述注射器针的液体暴露于所述抗静电塑料。
27.根据实施例1所述的样品分析装置，包括流体耦接在所述泵与所述注射器针之间的管以及构造成检测所述管中的气泡的气泡传感器。
28.根据实施例1所述的样品分析装置，其中所述气泡传感器构造成将输出信号传输至所述泵或泵控制器，所述泵控制器响应于检测到气泡而控制所述泵。
29.根据实施例1所述的样品分析装置，其中所述注射器壳体包括壳体远端，所述注射器针包括位于所述壳体远端处的针出口，所述注射器组件包括液体传感器，所述液体传感器设置于所述注射器壳体中并且构造成检测所述壳体远端处的液体。
30.根据实施例29所述的样品分析装置，其中所述液体传感器具有选自一个组的构造，所述组包括：所述液体传感器包括在所述针出口处或附近电耦接至所述注射器针的第一线材、以及在所述壳体远端处或附近电耦接至所述注射器壳体的第二线材，所述第一线材和所述第二线材构造成与电子部件通信，所述电子部件构造成检测所述注射器针与所述注射器壳体之间的电流；所述液体传感器包括位于与所述针出口相同或基本相同高度处的电触头、电耦接至所述电触头的第一线材、以及在所述针出口处或附近电耦接至所述注射器针或者在所述壳体远端处或附近电耦接至所述注射器壳体的第二线材，所述第一线材和所述第二线材构造成与电子部件通信，所述电子部件构造成检测所述电触头与所述注射器针之间或所述电触头与所述注射器壳体之间的电流；所述注射器针是第一注射器针，所述针出口是第一针出口，所述注射器组件还包括延伸穿过所述注射器壳体的第二注射器针，所述注射器壳体包括第二针出口，所述液体传感器包括在所述第一针出口处或附近电耦接至所述第一注射器针的第一线材、以及在所述第二针出口处或附近电耦接至所述第二注射器针的第二线材，所述第一线材和所述第二线材构造成与电子部件通信，所述电子部件构造成检测所述第一注射器针与所述第二注射器针之间的电流；所述液体传感器包括构造成与电子部件通信的导电管，所述电子部件构造成检测所述导电管与所述注射器针之间或所述导电管与所述注射器壳体之间的电流。
31.一种在样品分析装置中使用的发光药筒，所述发光药筒包括：药筒壳体，其包括药筒壳体开口；贮液器支撑件，其设置在所述药筒壳体中并且构造成支撑试剂贮液器；泵，其与所述试剂贮液器连通；驱动器，其设置在所述药筒壳体中；注射器/读取器组件，其至少部分地设置在所述药筒壳体中并且包括：注射器/读取器壳体；注射器针，其延伸穿过所述注射器/读取器壳体并构造成经由所述泵与由所述贮液器支撑件支撑的试剂贮液器连通；以及光导，其延伸穿过所述注射器/读取器壳体并构造成与发光检测器连通，所述驱动器能够使所述注射器/读取器组件穿过所述药筒壳体开口并交替地朝向和远离所述药筒壳体移动；以及电连接器，其安装在所述药筒壳体处并且与所述驱动器和所述泵信号连通，所述电连接器构造成可移除地耦接至所述样品分析装置以从所述样品分析装置接收电力并且将信号传输至所述样品分析装置或从所述样品分析装置接收信号。
32.一种样品分析装置，包括：根据实施例31所述的发光药筒；装置壳体；样品载架，其设置在所述装置壳体中；以及药筒支撑件，其构造成接纳所述发光药筒使得所述发光药筒可移除地安装在所述药筒支撑件上，所述药筒支撑件能够在内部药筒支撑件位置与外部药筒支撑件位置之间移动，在所述内部药筒支撑件位置，所述药筒支撑件完全地位于所述装置壳体中；在所述外部药筒支撑件位置，所述药筒支撑件至少部分地位于所述装置壳体外部，其中所述驱动器能够使所述注射器/读取器组件交替地朝向和远离所述样品载架移动；并且所述样品载架和所述药筒支撑件中的至少一者是可移动的以将所述注射器/读取器组件与容纳在所述样品载架上的样品对准。
33.根据实施例32所述的样品分析装置，包括外部液体容器，当所述药筒支撑件处于所述外部药筒支撑件位置时，所述外部液体容器能够可移除地安装在所述发光药筒和所述药筒支撑件中的至少一者上，所述外部液体容器包括构造成接纳所述注射器/读取器组件的口，其中所述驱动器能够使所述注射器/读取器组件交替地移入所述口中以及从所述口移出来。
34.一种样品分析方法，所述方法包括：将注射器组件定位为与样品分析装置中的样品对准并且距所述样品期望的距离，所述注射器组件包括注射器壳体和延伸穿过所述注射器壳体的注射器针；通过操作泵将试剂从所述注射器针注射到所述样品，以建立所述试剂从试剂贮液器到所述注射器针的流动；以及在发光检测器处检测从所述样品发射的冷光。
35.根据实施例34所述的方法，包括：通过操作所述样品分析装置中的驱动器将所述注射器组件移动到距所述样品所述期望的距离。
36.根据实施例34所述的方法，其中定位所述注射器组件包括移动支撑有所述样品的样品载架。
37.根据实施例34所述的方法，其中所述注射器针是构造成与用于注射第一试剂的第一试剂贮液器连通的第一注射器针，所述注射器组件还包括第二注射器针，所述第二注射器针延伸穿过所述注射器壳体并经由所述泵与由所述贮液器支撑件支撑的第二试剂贮液器连通，所述方法还包括：在注射所述第一试剂以及接收冷光之后，从所述第二注射器针注射第二试剂；以及将响应于注射所述第二试剂而从所述样品发射的冷光传输至所述发光检测器。
38.根据实施例37所述的方法，其中所述第一试剂是荧火虫荧光素酶，所述第二试剂是海肾荧光素酶。
39.根据实施例34所述的方法，包括将所述注射器针电接地，或者将流体地耦接在所述泵与所述注射器针之间的管电接地，以抑制流动通过所述注射器针的液体中的静电。
40.根据实施例34所述的方法，包括：从所述样品分析装置移除所述注射器组件，以及当所述注射器组件位于所述样品分析装置外部时通过使液体流动通过所述注射器针来执行清洗或装填操作。
41.根据实施例40所述的方法，包括使外部液体源与所述泵流体连通，使外部液体容器与所述注射器针流体连通，并且通过操作所述泵使所述液体流动通过所述注射器针并且流入所述外部液体容器。
42.根据实施例41所述的方法，其中使所述外部液体容器与所述注射器针流体连通包括将所述注射器组件移入所述外部液体容器的口中。
43.根据实施例34所述的方法，包括监视流体地耦接在所述泵与所述注射器针之间的管，用于监视所述管中气泡的存在。
44.根据实施例34所述的方法，其中所述样品被支撑在多阱样品支撑件上，所述方法包括：操作阱传感器以确定所述多阱样品支撑件是否根据预定组的阱位置构成。
45.根据实施例34所述的方法，包括：操作所述注射器壳体中的液体传感器以检测所述注射器针外部所述注射器壳体中液体的存在。
46.根据实施例34所述的方法，包括：操作间隙传感器以测量所述注射器组件的末端与支撑有所述样品的样品支撑件的顶部之间的间隙。
47.根据实施例34所述的方法，其中所述样品分析装置包括药筒支撑件，所述方法还包括：将发光药筒装载在所述药筒支撑件上，所述发光药筒包括药筒壳体，所述药筒壳体包括药筒壳体开口，所述泵和所述试剂贮液器设置在所述药筒壳体中，所述注射器组件至少部分地设置在所述药筒壳体中并且延伸穿过所述药筒壳体开口；以及在使所述注射器组件与所述样品对准之前，通过操作所述药筒支撑件将所述发光药筒移动到所述样品分析装置的装置壳体中。
48.根据实施例47所述的方法，包括：通过操作所述药筒壳体中的驱动器将所述注射器组件移动到距所述样品所述期望的距离。
49.根据实施例47所述的方法，其中定位所述注射器组件包括移动所述药筒支撑件，移动支撑有所述样品的样品载架，或者移动这两者。
50.根据实施例47所述的方法，包括：当所述注射器组件保持组装在所述药筒壳体中并且当所述药筒壳体至少部分地位于所述样品分析装置的装置壳体外部时，通过使液体流动通过所述注射器针来执行清洗或装填操作。
51.根据实施例47所述的方法，包括：通过操作所述药筒支撑件将所述发光药筒移动到外部位置，在所述外部位置，所述发光药筒至少部分地位于所述样品分析装置的装置壳体外部；使外部液体源与所述泵流体连通，使外部液体容器与所述注射器针流体连通，并且通过操作所述泵使所述液体流动通过所述注射器针并且流入所述外部液体容器。
52.根据实施例51所述的方法，其中使所述外部液体容器与所述注射器针流体连通包括将所述注射器组件移入所述外部液体容器的口中。
53.根据实施例51所述的方法，包括：当所述发光药筒位于所述外部位置时，阻止所述发光药筒被移入所述装置壳体中。
54.根据实施例53所述的方法，其中阻止包括下述项中的至少一者：将所述药筒壳体中支撑有所述试剂贮液器的贮液器支撑件移动到一位置，在所述位置，所述贮液器支撑件与所述装置壳体的外壁处于重叠关系；或者将所述外部液体容器安装在所述发光药筒或所述药筒支撑件上，使得所述外部液体容器与所述装置壳体的外壁处于重叠关系。
55.根据实施例47所述的方法，包括：操作液体传感器以检测所述药筒壳体的底部中聚集的液体的存在。
可以理解，可以通过硬件、固件、软件或上述两者或更多者的组合在一个或多个电子或数字控制装置上执行本文所述过程、子过程和过程步骤中的一者或多者。软件可以存在于合适的电子处理部件或系统(例如，图3中示意性示出的系统控制器74)中的软件存储器(未示出)中。软件存储器可以包括用于执行逻辑功能(即，可以以诸如数字电路或源代码等数字形式、或者诸如电、声音或视觉模拟信号等模拟源等模拟形式实现的“逻辑”)的可执行指令的有序序列。指令可以在处理模块中执行，处理模块例如包括一个或多个微处理器、通用处理器、处理器的组合、数字信号处理器(DPS)或专用集成电路(ASIC)。此外，示意图描述了具有物理(硬件和/或软件)实施部分的功能的逻辑划分，这些物理实施部分不受功能的体系结构或物理布局的限制。本文所述的系统的实例可以以各种构造实现，并且作为单个硬件/软件单元中或分开的硬件/软件单元中的硬件/软件部件来操作。
可执行指令可以作为存储有指令的计算机程序产品来实现，当电子系统(例如，图3中的系统控制器74)的处理模块执行计算机程序产品时，计算机程序产品引导电子系统执行这些指令。计算机程序产品可以选择性地嵌入在非易失性计算机可读存储介质中，计算机可读存储介质由如下项使用或与如下项相结合使用：指令执行系统、装置或器件，诸如基于电子计算机的系统、包含处理器的系统、或者可以选择性地从指令执行系统、装置或器件获取指令并执行指令的其它系统。在本公开文本的上下文中，计算机可读存储介质是可以存储程序的任何非易失性装置，程序由指令执行系统、装置或器件使用或者与指令执行系统、装置或器件相结合使用。非易失性计算机可读存储介质可以选择性地是例如电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的或者半导体的系统、装置或器件。非易失性计算机可读介质的更多具体实例的非穷尽列表包括：具有一个或多个线材的电连接器(电子的)；便携式计算机磁盘(磁性的)；随机存取存储器(电子的)；只读存储器(电子的)；诸如闪存存储器等可擦除可编程只读存储器(电子的)；诸如CD-ROM、CD-R、CD-RW等光盘存储器(光学的)；以及数字化视频光盘存储器，即DVD(光学的)。要注意的是，非易失性计算机可读存储介质甚至可以是上面打印有程序的纸或其它合适的介质，因为程序可以经由例如对纸或其它介质的光学扫描来电子地捕捉，然后编辑、翻译或者如果需要的话以合适的方式进行其它处理，然后存储在计算机存储器或机器存储器中。
还可以理解，本文中使用的术语“信号连通”是指两个或多个系统、器件、部件、模块或子模块能够经由以某种类型的信号通道传输的信号彼此通信。信号可以是通信、电力、数据或能量信号，其可以将信息、电力或能量从第一系统、器件、部件、模块或子模块沿着第一与第二系统、器件、部件、模块或子模块之间的信号通道传送至第二系统、器件、部件、模块或子模块。信号通道可以包括物理的、电气的、磁性的、电磁的、电化学的、光学的、有线的或无线的连接。信号通道还可以包括位于第一与第二系统、器件、部件、模块或子模块之间的其它系统、器件、部件、模块或子模块。
更一般地讲，诸如“通信”和“与……通信”等术语(例如，第一部件“与第二部件通信”或“与第二部件连通”)在本文中是指两个或更多个部件或元件之间的结构的、功能的、机械的、电气的、信号的、光学的、磁性的、电磁的、离子的或流体的关系。如此，描述一个部件与第二部件通信的事实不旨在排出其它部件可以存在于其间、和/或与第一和第二部件操作性关联或接合的可能性。
可以理解，可以在不脱离本发明的范围的条件下对本发明的各个方面或细节作出改变。此外，上面的说明仅仅是出于示例说明的目的，而非出于限制的目的，本发明由权利要求书限定。

Claims (29)

1.一种样品分析装置，包括：
装置壳体；
样品载架，其设置在所述装置壳体中并且构造成支撑样品；
试剂贮液器；
泵，其与所述试剂贮液器连通；
注射器组件，其设置在所述装置壳体中并且包括注射器壳体和延伸穿过所述注射器壳体的注射器针，所述注射器针构造成经由所述泵与所述试剂贮液器连通；以及
发光检测器，其位于所述装置壳体中以接收来自所述样品的光学信号，
其中所述注射器针具有选自一个组的构造，所述组包括如下项目：
所述注射器针由导电材料构成并且与电接地相连通，并且所述注射器针包括内表面和位于所述内表面上的非金属涂层，所述内表面包括未被所述非金属涂层覆盖的非覆盖区域，使得流过所述注射器针的液体暴露于所述非覆盖区域；
所述注射器针由导电材料构成并且与电接地相连通，并且所述注射器针包括内表面和位于所述内表面上的非金属导电涂层；
所述注射器针的至少一部分由抗静电塑料构成或涂覆有抗静电塑料，并且与电接地相连通，流过所述注射器针的液体暴露于所述抗静电塑料；以及
所述样品分析装置包括流体地耦接在所述泵与所述注射器针之间的塑料管，所述塑料管由抗静电塑料构成或涂覆有抗静电塑料，并且与电接地相连通，流过所述注射器针的液体暴露于所述抗静电塑料。
2.根据权利要求1所述的样品分析装置，其中所述样品载架是可移动的以将所述注射器组件与容纳在所述样品载架上的样品对准。
3.根据权利要求1所述的样品分析装置，包括可移除地安装在所述样品分析装置处的发光药筒，所述发光药筒包括药筒壳体和设置在所述药筒壳体中的驱动器，所述药筒壳体包括药筒壳体开口，其中，贮液器支撑件和所述泵设置在所述药筒壳体中，所述注射器组件至少部分地设置在所述药筒壳体中，并且所述驱动器能够使所述注射器组件穿过所述药筒壳体开口并交替地朝向和远离所述样品载架移动。
4.根据权利要求3所述的样品分析装置，其中所述发光药筒包括电连接器，所述电连接器安装在所述药筒壳体处并且与所述驱动器和所述泵信号连通，所述电连接器构造成可移除地耦接至所述样品分析装置以从所述样品分析装置接收电力并且将信号传输至所述样品分析装置或从所述样品分析装置接收信号。
5.根据权利要求4所述的样品分析装置，包括设置在所述装置壳体中的特征，当所述发光药筒可移除地安装在所述样品分析装置处时，所述特征与所述电连接器连通，所述特征选自包括如下项的组：电源、构造成从所述发光检测器接收检测信号的信号处理电路、构造成将控制信号传输至所述驱动器的驱动器控制器、构造成将控制信号传输至所述泵的泵控制器、以及上述项目中两项或更多项的组合。
6.根据权利要求3所述的样品分析装置，其中所述注射器组件包括光导，所述光导延伸穿过所述注射器壳体并且构造成与所述发光检测器通信。
7.根据权利要求6所述的样品分析装置，其中所述发光检测器设置在所述药筒壳体中。
8.根据权利要求6所述的样品分析装置，其中所述药筒壳体包括光输出口，并且所述光导耦接至所述光输出口或者延伸穿过所述光输出口。
9.根据权利要求6所述的样品分析装置，其中所述注射器壳体包括壳体远端，所述注射器针包括位于所述壳体远端处的针出口，所述注射器组件包括构造成检测所述壳体远端处的液体的液体传感器，所述液体传感器包括围绕所述光导并构造成与电子部件通信的导电管，所述电子部件构造成检测所述导电管与所述注射器针之间或所述导电管与所述注射器壳体之间的电流。
10.根据权利要求3所述的样品分析装置，其中所述贮液器支撑件能够在内部贮液器支撑件位置与外部贮液器支撑件位置之间移动，在所述内部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件完全地位于所述药筒壳体中；在所述外部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件至少部分地位于所述药筒壳体外部。
11.根据权利要求3所述的样品分析装置，包括构造成检测所述药筒壳体的底部中聚集的液体的液体传感器。
12.根据权利要求11所述的样品分析装置，其中所述药筒壳体包括穿透地形成有所述药筒壳体开口的底壁，并且所述液体传感器包括设置在所述底壁处并构造成与电子部件通信的电容性传感器，所述电子部件构造成检测来自所述电容性传感器的指示所述电容性传感器上存在液体的信号。
13.根据权利要求3所述的样品分析装置，包括药筒支撑件，所述药筒支撑件构造成接纳所述发光药筒使得所述发光药筒可移除地安装在所述药筒支撑件上，所述药筒支撑件能够在内部药筒支撑件位置与外部药筒支撑件位置之间移动，在所述内部药筒支撑件位置，所述药筒支撑件完全地位于所述装置壳体中；在所述外部药筒支撑件位置，所述药筒支撑件至少部分地位于所述装置壳体外部。
14.根据权利要求13所述的样品分析装置，其中所述样品支撑件是可移动的以将所述注射器组件与容纳在所述样品载架上的样品对准。
15.根据权利要求13所述的样品分析装置，其中所述药筒支撑件包括多个药筒位置，所述药筒位置构造成同时接纳所述发光药筒以及一个或多个其它的可移除药筒。
16.根据权利要求13所述的样品分析装置，其中所述装置壳体包括具有装置壳体开口的外壁，所述药筒支撑件能够在所述内部药筒支撑件位置与所述外部药筒支撑件位置之间沿着第一方向穿过所述装置壳体开口移动。
17.根据权利要求16所述的样品分析装置，其中所述贮液器支撑件能够在内部贮液器支撑件位置与外部贮液器支撑件位置之间沿着与所述第一方向垂直的第二方向移动，在所述内部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件完全地位于所述药筒壳体中；在所述外部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件至少部分地位于所述药筒壳体外部。
18.根据权利要求17所述的样品分析装置，其中当所述药筒支撑件处于所述外部药筒支撑件位置时，所述贮液器支撑件能够移动至所述外部贮液器支撑件位置，并且在所述外部贮液器支撑件位置，所述贮液器支撑件与所述外壁处于重叠关系，使得所述贮液器支撑件阻止所述药筒支撑件移动到所述内部药筒支撑件位置。
19.根据权利要求13所述的样品分析装置，包括外部液体容器，当所述药筒支撑件处于所述外部药筒支撑件位置时，所述外部液体容器能够可移除地安装在所述发光药筒和所述药筒支撑件中的至少一者上，所述外部液体容器包括构造成接纳所述注射器组件的口，其中所述驱动器能够使所述注射器组件交替地移入所述口中以及从所述口移出来。
20.根据权利要求19所述的样品分析装置，其中所述装置壳体包括具有装置壳体开口的外壁，所述药筒支撑件能够在所述内部药筒支撑件位置与所述外部药筒支撑件位置之间穿过所述装置壳体开口移动，并且所述外部液体容器构造成，当所述外部液体容器安装在所述发光药筒或所述药筒支撑件上时，所述外部液体容器与所述外壁重叠，使得所述外部液体容器阻止所述药筒支撑件移动到所述内部药筒支撑件位置。
21.根据权利要求1所述的样品分析装置，包括阱传感器，所述阱传感器构造成根据预定组的阱位置检测设置在所述样品载架上的样品支撑件的各个阱的存在与否，其中所述样品载架是可移动的以将所述样品支撑件传感器与各个阱位置对准。
22.根据权利要求21所述的样品分析装置，其中所述阱传感器包括光源和与所述光源对准的阱传感器检测器，所述光源和所述阱传感器检测器中的任一者或两者位于所述样品载架上方或下方。
23.根据权利要求1所述的样品分析装置，包括间隙传感器，所述间隙传感器构造成测量所述注射器组件的末端与设置在所述样品载架上的样品支撑件的顶部之间的间隙。
24.根据权利要求23所述的样品分析装置，其中所述间隙传感器包括光源和与所述光源对准的间隙传感器检测器，所述光源构造成发出穿过所述间隙并入射在所述末端和所述样品支撑件上的光束。
25.根据权利要求1所述的样品分析装置，其中所述注射器针是构造成与第一试剂贮液器连通的第一注射器针，所述注射器组件还包括第二注射器针，所述第二注射器针延伸穿过所述注射器壳体并构造成经由所述泵与由所述贮液器支撑件支撑的第二试剂贮液器连通。
26.根据权利要求1所述的样品分析装置，包括流体耦接在所述泵与所述注射器针之间的管以及构造成检测所述管中的气泡的气泡传感器。
27.根据权利要求26所述的样品分析装置，其中所述气泡传感器构造成将输出信号传输至所述泵或泵控制器，所述泵控制器响应于检测到气泡而控制所述泵。
28.根据权利要求1所述的样品分析装置，其中所述注射器壳体包括壳体远端，所述注射器针包括位于所述壳体远端处的针出口，所述注射器组件包括液体传感器，所述液体传感器设置于所述注射器壳体中并且构造成检测所述壳体远端处的液体。
29.根据权利要求28所述的样品分析装置，其中所述液体传感器具有选自一个组的构造，所述组包括：
所述液体传感器包括在所述针出口处或附近电耦接至所述注射器针的第一线材、以及在所述壳体远端处或附近电耦接至所述注射器壳体的第二线材，所述第一线材和所述第二线材构造成与电子部件通信，所述电子部件构造成检测所述注射器针与所述注射器壳体之间的电流；
所述液体传感器包括位于与所述针出口相同或基本相同高度处的电触头、电耦接至所述电触头的第一线材、以及在所述针出口处或附近电耦接至所述注射器针或者在所述壳体远端处或附近电耦接至所述注射器壳体的第二线材，所述第一线材和所述第二线材构造成与电子部件通信，所述电子部件构造成检测所述电触头与所述注射器针之间或所述电触头与所述注射器壳体之间的电流；
所述注射器针是第一注射器针，所述针出口是第一针出口，所述注射器组件还包括延伸穿过所述注射器壳体的第二注射器针，所述注射器壳体包括第二针出口，所述液体传感器包括在所述第一针出口处或附近电耦接至所述第一注射器针的第一线材、以及在所述第二针出口处或附近电耦接至所述第二注射器针的第二线材，所述第一线材和所述第二线材构造成与电子部件通信，所述电子部件构造成检测所述第一注射器针与所述第二注射器针之间的电流；
所述液体传感器包括构造成与电子部件通信的导电管，所述电子部件构造成检测所述导电管与所述注射器针之间或所述导电管与所述注射器壳体之间的电流。
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