CN108136394B - 用于细胞检测的试剂盒 - Google Patents
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Abstract
一种设备包括壳体和致动器。壳体可以可移除地联接到反应室,壳体限定可以接收试剂容器的试剂体积。当壳体联接到反应室时,壳体的输送部分限定试剂体积与反应室之间的输送路径。输送路径包括突出部,使得输送路径具有不连续的内表面。可以移动致动器,以将试剂从试剂容器经由输送路径传送到反应室中。
Description
技术领域
本文中所描述的实施例涉及用于使用改造的转导颗粒进行细胞检测的系统和方法。更具体地,本文中所描述的实施例还涉及容器和仪器,在其内可以在集成的、封闭的系统中利用简易(walkaway)功能执行对细菌的检测。
背景技术
细菌(尤其是耐药菌株)的检测是在诊断细菌感染和限制细菌感染的传播中的重要步骤。例如,MRSA是在美国由很大一部分人口携带的常见金黄色葡萄球菌的耐药变体。MRSA的大部分感染发生在医院中,且会具有高的死亡率(来自2010的数据表明,在美国每年大约19,000人死于MRSA感染)。因此,存在对导致感染的细菌菌株(包括其表型和/或基因型以及其他分子目标),诸如MRSA,进行有效、准确且快速识别的需要。特别重要的是能够从多种不同的样本(例如,人类样本、环境样本、植物样本、兽医样本、食物样本等等)中识别细菌表型和/或基因型和其他分子目标,使得可以以及时的方式开始适当的治疗和控制方案。
用于识别细菌的一个已知方法包括细菌培养。培养是高度敏感的,但是常常需要18个小时或更长时间才能产生结果,且因此不适于快速诊断或用于有效筛选目的。已知的培养方法常常使用要求受过高级培训的人员来执行化验的系统来执行,并且因此不适于在多种不同的设定中使用。已知的培养方法还易于受到污染,这可能导致假阳性和/或细菌的错误识别。此外,已知的培养方法针对各种菌种的识别采用专门定制的培养方案,因此测试广泛的细菌实验对象(panel)会迅速提高成本。
直接细菌免疫检测(即,使用抗体抗原反应的检测)是用于细菌检测的另一种方法。已知的免疫检测方法相比培养可以更快速且以更低成本产生结果,但是常常受限于用于所感兴趣的细菌菌株的选择性抗体的可用性,且可用的抗体易于发生交叉反应。这些已知的方法相比培养还更不敏感,因此常常仍然存在细菌扩增的需要,这会延长化验时间。
用于检测细菌细胞的其他已知方法包括提取和分析诸如DNA或RNA的核酸。用于从样本提取核酸的已知方法常常包括若干严格的样本制备步骤,其需要昂贵且专门的装备。具体地,这样的步骤包括1)通过添加蛋白酶移除在包含细菌或细胞的样本内的蛋白质;2)分解剩余的总样本(bulk sample)以暴露包含在其内的核酸(也称为细胞裂解);3)从样本沉淀核酸;4)洗涤和/或以其他方式制备核酸以供进一步分析;5)分析核酸以识别物种。在制备样本之后,已知分析方法可以包括聚合酶链反应(PCR)、基因序列测定、基因指纹图谱、荧光、免疫测定、电化学免疫测定、基因芯片、任何其他合适的技术或其组合。已经发现PCR的广泛商业用途,但是常常需要涉及昂贵试剂和测试设备的多个步骤。涉及PCR的许多已知方法不适于台式(bench top)测试(例如,其要求相对熟练的人员)。此外,已知PCR方法采用热循环和/或升高的温度,这会增加分析的成本、时间和/或复杂度。另外,因为基于核酸扩增的技术不测量细菌对于抗生素的反应,所以这样的技术不适于抗生素敏感性测试。最后,因为核酸扩增方法裂解样本细胞,所以这样的方法不能区分活细胞和死细胞。
用于细胞识别的一些已知系统和方法包括使用噬菌体来识别和/或检测特定细菌。在一些已知方法中,用报告分子标记的噬菌体可以用于以特定细菌菌株为目标和感染特定细菌菌株。在感染之后,噬菌体可以经历裂解循环(即,破坏细胞壁以杀死目标细菌)和/或溶原循环(即,在没有杀死细菌的情况下噬菌体连同细菌一起复制),之后是检测扩增的子代噬菌体。依赖于噬菌体检测的这样的已知方法常常包括限制性或复杂的步骤。例如,用于识别的一些已知的基于噬菌体检测的方法依赖于噬菌体复制(在此期间,细菌可以被裂解),且通常要求用于促进该过程的细胞培养。一些已知的基于噬菌体检测的方法要求使用仔细地计量的和/或pH受控的试剂从样本中移除或“解除结合”特异性结合的噬菌体。此外,一些已知的基于噬菌体检测的方法依赖于仔细计量所添加的噬菌体的量和/或包括打开或关闭反应室以添加/移除试剂,这会导致试剂的污染和/或过早混合,从而导致不正确的结果并且使得化验本质上是复杂的。
一些已知的基于噬菌体的系统和方法可以导致试剂到封闭系统中的非期望和/或不一致输送。例如,一些已知系统和方法输送试剂到样本中,以促进可以光学地检测到的反应。这样的试剂的不一致和/或不准确的输送可以导致与光检测相关联的非期望变化性,潜在地错误读数等等。一些已知系统采用密封的试剂容器或“泡罩包装”,以隔离试剂和样本直到期望输送试剂为止。为了促进试剂从泡罩包装输送,一些已知系统包括诸如滚动件的机构以排出试剂。其他已知系统包括多个穿刺部以促进泡罩包装的破裂。然而,过多“死体积”(在致动之后在泡罩包装内可以包含试剂的体积)可以导致不一致的输送时间和/或量。此外,在输送试剂时,已知系统的输送机构可以产生所不期望的效果(例如,过多的飞溅或不完全的混合)。例如,如果试剂输送得太快,则飞溅或对容器壁的过度润湿会限制试剂的有效性。然而,如果试剂输送得太慢,则混合时间可能太长,因此导致发展更慢的反应。因此,许多已知系统不适应与闪光发光反应(flash luminescence reaction)相关联的试剂的输送。除了关于使用基于噬菌体的方法的上述缺点之外,已知方法不采用自动设备或测试设备,以实现“简易”噬菌体识别系统。例如,许多已知系统不适应封闭系统处理和/或信号的测量,所述信号由某些报告分子(诸如例如,闪光发光反应)产生。因此,已知系统和方法需要熟练的人员和对样本进行熟练处理,这会增加假阳性或阴性的可能性。
因此,存在对于改进的设备和方法的需要,所述设备和方法用于对临床样本中的菌种进行快速、有成本效益且容易的检测和识别。具体地,在这样的系统内存在对于改进的破裂结构、输送路径、以及用于输送试剂的方法的需要。
发明内容
在本文中描述了用于使用改造的载体(包括病毒载体)和/或转导颗粒检测和/或识别目标细胞(例如,细菌)的系统。本文中,一种设备可包括壳体和致动器。限定可以接收试剂容器的试剂体积的壳体可以可移除地联接到反应室。当壳体联接到反应室时,壳体的输送部分限定试剂体积与反应室之间的输送路径。输送路径包括突出部,使得输送路径具有不连续的内表面。可以移动致动器,以将试剂从试剂容器经由输送路径传送到反应室中。
在一个实施例中,提供一种设备,其包括:壳体,所述壳体构造成可移除地联接到反应室,所述壳体限定构造成包含试剂的试剂体积,所述壳体包括侧壁,侧壁在壳体联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径,所述侧壁包括在输送路径内的突出部;以及致动器,所述致动器构造成被操纵以将试剂从试剂体积经由输送路径传送到反应室中。在一些实施例中,壳体包括限定出口开口的端表面,当试剂离开输送路径进入到反应室中时,试剂被传送穿过所述出口开口;并且突出部延伸到出口开口中。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线并具有路径长度;并且突出部包括平行于纵向中心线的边缘,所述边缘具有为路径长度的至少10%的突出部长度。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线并具有路径长度;并且突出部包括平行于纵向中心线的边缘,所述边缘具有为路径长度的至少一半的突出部长度。在一些实施例中,突出部长度基本上等于路径长度。在一些实施例中,输送路径的流动区域具有直径;并且突出部延伸到流动区域中而距侧壁一段距离,距离与直径的比在大约0.1与0.2之间。在一些实施例中,输送路径的流动区域具有直径和路径长度,路径长度与直径的比在大约2.5与大约3.5之间。在一些实施例中,侧壁包括在输送路径内的多个突出部,所述多个突出部包括所述突出部。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线;并且侧壁包括在输送路径内的多个突出部,所述多个突出部包括所述突出部,所述多个突出部围绕纵向中心线在周向上等距间隔。在一些实施例中,致动器具有柱塞部分和接合部分,柱塞部分设置在试剂体积内,致动器的接合部分构造成接收力以在试剂体积内移动柱塞部分。在一些实施例中,设备还包括设置在试剂体积内的试剂容器,所述试剂容器包含试剂并且包括易破部分,壳体包括在试剂体积内的穿刺部,所述穿刺部具有构造成刺穿试剂容器的易破部分的尖头,致动器的柱塞部分构造成接触试剂容器使得穿刺部刺破试剂容器的易破部分以将试剂从试剂体积经由输送路径传送到反应室中。在一些实施例中,设备还包括设置在试剂体积内的试剂容器,试剂容器包含被配制成与样本中的多种报告分子反应以增强信号的产生的试剂。在一些实施例中,试剂是第一试剂,设备还包括设置在试剂体积内的试剂容器,试剂容器包含被配制成与样本中的多种报告分子反应以增强信号的产生的第一试剂;并且反应室包含被配制成与样本反应以限制信号的产生的第二试剂。在一些实施例中,第二试剂被配制成对样本进行消毒。
在另一个实施例中,提供一种设备,所述设备包括:壳体,所述壳体构造成可移除地联接到反应室,所述壳体限定构造成包含试剂的试剂体积,所述壳体包括具有侧壁和端表面的输送部分,所述侧壁在壳体联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径,所述端表面限定出口开口,当试剂离开输送路径时,试剂的出口流(exit flow)被传送穿过所述出口开口;以及致动器,所述致动器构造成被操纵以产生试剂的出口流,输送部分构造成使得试剂的出口流形成与输送部分的端表面分离的羽流(plume)。在一些实施例中,输送路径的流动区域具有直径;并且羽流的特征为羽流宽度,羽流宽度与直径的比小于大约4。在一些实施例中,侧壁包括在输送路径内的流动结构,所述流动结构定位成接触试剂的出口流。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线并具有路径长度;并且流动结构包括平行于纵向中心线的边缘,所述边缘具有为路径长度的至少一半的边缘长度。在一些实施例中,输送部分的侧壁在输送路径内沿路径长度限定流动区域,输送部分包括在输送路径内的流动结构,使得流动区域的形状是不连续的。在一些实施例中,侧壁包括在输送路径内的多个突出部,所述多个突出部围绕流动路径的纵向中心线在周向上等距间隔。
在另一个实施例中,提供一种方法,所述方法包括:将试剂模块联接到样本容器,使得试剂模块的端表面覆盖由样本容器限定的反应室,反应室包含样本,试剂模块包括壳体,所述壳体限定包含试剂的试剂体积,所述壳体包括侧壁,所述侧壁在试剂模块联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径,所述侧壁包括在输送路径内的突出部;在联接之后,将样本容器的至少远端部分设置到仪器中;以及致动仪器,使得:在试剂模块上产生力,以将样本容器的至少远端部分移动到仪器的检测体积中;以及当样本容器的远端部分在检测体积中时,操纵试剂模块以将试剂从试剂体积经由输送路径传送到反应室中。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内移动致动器以在输送路径内产生试剂的流,所述流一旦离开输送路径进入到反应室中就形成离开羽流,所述离开羽流与试剂模块的端表面分离。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内以一定速度移动致动器以在输送路径内产生试剂的流,所述速度使得试剂的流是层流式的。在一些实施例中,试剂是包含十三醛(tridecanal)的溶液;输送路径的流动区域具有特征直径;并且致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内以一速度移动致动器以在输送路径内产生试剂的流,溶液的黏度、特征直径和速度使得试剂的流是层流式的。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内以一速度移动致动器以在输送路径内产生试剂的流,所述速度在大约30 mm/秒与大约50 mm/秒之间。在一些实施例中,试剂体积包括包含试剂的试剂容器;壳体包括在试剂体积内的穿刺部;并且致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内移动致动器,使得(1)促使试剂容器的易破部分接触穿刺部以刺穿易破部分,以及(2)在输送路径内产生试剂的流。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线并具有路径长度;并且突出部包括平行于纵向中心线的边缘,所述边缘具有为路径长度的至少一半的突出部长度。在一些实施例中,输送路径的流动区域具有直径;并且突出部延伸到流动区域中距侧壁一段距离,所述距离与直径的比在大约0.1与0.2之间。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线;并且侧壁包括在输送路径内的多个突出部,所述多个突出部包括所述突出部,所述多个突出部围绕纵向中心线在周向上等距间隔。在一些实施例中,致动仪器还导致仪器的光学检测器在时间段期间接收与检测体积中的光发射的量级相关联的信号。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内移动致动器以在输送路径内产生试剂的流率,所述流率在大约1.1 ml/秒与大约1.5 ml/秒之间。
在另一个实施例中,一种方法包括:将试剂模块联接到样本容器,使得试剂模块的端表面覆盖由样本容器限定的反应室,反应室包含样本,试剂模块包括壳体,所述壳体限定包含试剂的试剂体积,所述壳体包括在试剂模块联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径的侧壁;在联接之后,将样本容器的至少远端部分设置到仪器中;以及致动仪器,使得:a)在试剂模块上产生力,以将样本容器的至少远端部分移动到仪器的检测体积中;以及b)当样本容器的远端部分在检测体积中时,操纵试剂模块以在大约0.2秒与大约0.3秒之间的时间段内将试剂从试剂体积经由输送路径传送到反应室中。在一些实施例中,致动仪器还导致仪器的光学检测器在所述时间段期间接收与检测体积中的光发射的量级相关联的信号。在一些实施例中,侧壁包括在输送路径内的突出部。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线并具有路径长度;并且突出部包括平行于纵向中心线的边缘,所述边缘具有为路径长度的至少一半的突出部长度。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线和流动区域,流动区域以侧壁为边界并且在垂直于纵向中心线的平面内,输送路径的流动区域具有直径;并且突出部延伸到流动区域中距侧壁一段距离,所述距离与直径的比在大约0.1与0.2之间。在一些实施例中,输送路径限定纵向中心线;并且侧壁包括在输送路径内的多个突出部,所述多个突出部包括所述突出部,所述多个突出部围绕纵向中心线在周向上等距间隔。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内以一速度移动致动器以在输送路径内产生试剂的流,所述速度使得试剂的流是层流式的。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内移动致动器以在输送路径内产生试剂的流,所述流一旦离开输送路径进入到反应室中就形成离开羽流,所述离开羽流与试剂模块的端表面分离。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内以一速度移动致动器以在输送路径内产生试剂的流动,所述速度在大约30 mm/秒与大约50 mm/秒之间。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内移动致动器以在输送路径内产生试剂的流率,所述流率在大约1.1 ml/秒与大约1.5 ml/秒之间。在一些实施例中,试剂体积包括包含试剂的试剂容器;壳体包括在试剂体积内的穿刺部;并且致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内移动致动器,以促使试剂容器的易破部分接触穿刺部以刺穿易破部分,以及在输送路径内产生试剂的流。
附图说明
图1和图2是根据实施例的分别处于第一构型和第二构型的容器组件的示意图。
图3到图5是根据实施例的分别处于第一构型、第二构型和第三构型的容器组件的示意图。
图6是沿图3中的线X-X截取的、在图3-5中示出的容器组件的一部分的截面视图。
图7和图8分别示出根据实施例的容器组件的透视图和分解视图。
图9是根据实施例的仪器中的在图7和图8中示出的容器组件的截面视图。
图10是在图7和图8中示出的容器组件的壳体的俯视透视图。
图11是沿图10中的线Y-Y截取的、在图7到图8以及图10中示出的容器组件的壳体的截面视图。
图12是壳体在图11中被识别为区域Z的部分的放大视图。
图13是在图7和图8中示出的容器组件的壳体的仰视图。
图14是壳体在图13中被识别为区域Z的部分的放大视图。
图15是在图14中示出的壳体的部分的透视截面视图。
图16是在图7和图8中示出的容器组件的试剂容器的截面视图。
图17是在图7和8中示出的容器组件的致动器的截面视图。
图18和图19是分别处于第一构型和第二构型的在图7和图8中示出的容器组件的一部分的截面视图。
图20是容器组件在图19中被识别为区域W的部分的放大视图。
图21是根据实施例的容器组件的示意图。
图22是根据实施例的容器组件的壳体的俯视透视图。
图23是沿图23中的线Z-Z截取的、在图23中示出的容器组件的壳体的截面视图。
图24是壳体在图23中被识别为区域V的部分的放大视图。
图25和图26是分别处于第一构型和第二构型的在图22和图23中示出的容器组件的一部分的截面视图。
图27是容器组件在图26中被识别为区域T的部分的放大视图。
图28是根据实施例的容器组件的壳体的截面视图。
图29是图28中示出的容器组件的壳体的仰视透视图。
图30是图28和图29中示出的容器组件的壳体的仰视图。
图31是示出了一系列不同的致动器速度的信号输出的柱状图,所述不同的致动器速度对应于不同的试剂速度。
图32是示出了致动器速度随致动器行进距离的变化的样例曲线的图。
图33是在分配事件期间致动器速度数据随致动器位置的变化的图。
图34和图35是示出了针对一系列不同的试剂模块的信号输出和变化系数随致动器速度的变化的线图。
图36是根据实施例的方法的流程图。
图37是根据实施例的方法的流程图。
具体实施方式
在本文中描述了用于使用改造的载体(包括病毒载体)和/或转导颗粒检测和/或识别目标细胞(例如,细菌)的系统和方法。在一些实施例中,设备包括壳体和致动器。壳体(其限定可以接收试剂容器的试剂体积)可以可移除地联接到反应室。当壳体联接到反应室时,壳体的输送部分限定试剂体积与反应室之间的输送路径。输送路径包括突出部,使得输送路径具有不连续的内表面。可以移动致动器,以使试剂从试剂容器经由输送路径传送到反应室中。
在一些实施例中,设备包括壳体和致动器。壳体构造成可移除地联接到反应室,并且限定其内可以包含试剂的试剂体积。壳体包括侧壁,侧壁在壳体联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径。侧壁包括在输送路径内的突出部。致动器构造成被操纵以将试剂从试剂体积经由输送路径传送到反应室中。
在一些实施例中,设备包括壳体和致动器。壳体构造成可移除地联接到反应室,并且限定构造成包含试剂的试剂体积。壳体包括具有侧壁和端表面的输送部分。侧壁在壳体联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径。端表面限定出口开口,当试剂离开输送路径时,试剂的出口流被传送穿过所述出口开口。致动器构造成被操纵以产生试剂的出口流。壳体的输送部分构造成使得试剂的出口流形成与输送部分的端表面分离的羽流(plume)。
在本文中描述了输送试剂的方法。在一些实施例中,一种方法包括:将试剂模块联接到样本容器,使得试剂模块的端表面覆盖由样本容器限定的反应室。反应室包含样本。试剂模块包括壳体,所述壳体限定包含试剂的试剂体积。壳体包括侧壁,侧壁在试剂模块联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径。侧壁包括输送路径内的突出部。在联接之后,将样本容器的至少远端部分放置到仪器中。然后,致动仪器以:a)在试剂模块上产生力,以使样本容器的至少远端部分移动到仪器的检测体积中;以及b)当样本容器的远端部分在检测体积中时,操纵试剂模块以将试剂从试剂体积经由输送路径传送到反应室中。
如本文中所述的,术语“基因”、“DNA”和“核甘酸”意指目标细菌或载体的基因序列的整体或一部分。
如本文中所述的,术语“质粒(plasmid)”意指包含在载体内的改造的基因、序列和/或分子,其包括调控元件、与目标基因同源的核酸序列、以及各种报告构建体(construct),以用于导致活细胞内的报告分子的表达和/或表达在目标细胞内何时存在细胞内分子。
“转导颗粒”指的是能够将非病毒核酸分子输送到细胞中的病毒。病毒可以是噬菌体、腺病毒等。“非复制型转导颗粒”指的是能够将非病毒核酸分子输送到细胞中的病毒,但是不将其自身复制的病毒基因组包装到转导颗粒中。病毒可以是噬菌体、腺病毒等。
如在本文中使用的,“报告核酸分子”指的是包括DNA或RNA分子的核甘酸序列。报告核酸分子可以是天然存在的或者人造或合成的分子。在一些实施例中,报告核酸分子对于宿主细胞是外源的,且可以作为外源核酸分子(诸如,质粒或载体)的部分被引入到宿主细胞中。在某些实施例中,报告核酸分子可以与细胞中的目标基因互补。在其他实施例中,报告核酸分子包括报告基因,其编码报告分子(例如,报告酶、蛋白质)。在一些实施例中,报告核酸分子被称为“报告构建体”或“核酸报告构建体”。
如在本文中使用的,“报告分子”或“报告体”指的是赋予生物体可检测或可选择性表型的分子(例如,核酸或蛋白质)。可检测的表型可以是例如比色的、荧光的或发光的。报告分子可以从如下表达:编码调节发光反应的酶(luxA、luxB、luxAB、luc、rue、nluc)的报告基因、编码调节比色反应的酶(lacZ、HRP)的基因、编码荧光蛋白质(GFP、eGFP、YFP、RFP、CFP、BFP、mCherry、近红外荧光蛋白质)的基因、编码亲和肽(组氨酸标签、3X-FLAG)的核酸分子、及编码可选择性标记(ampC、tet(M)、氯霉素乙酰转移酶(CAT)、erm)的基因。报告分子可以用作用于将核酸分子或外源序列(质粒)成功摄取到细胞中的标记。如本文中所述的,报告分子还可以用来指示目标基因、目标核酸分子、目标细胞内分子或细胞的存在。替代地,报告分子可以是报告核酸分子其本身,诸如适体或核酶。
在一些实施例中,报告核酸分子操作地连结到启动子。在其他方面中,基于启动子在特定细胞(例如,特定物种)中而不是在其他细胞中的活性,可以选择或设计启动子以促成报告系统的反应性和交叉反应性。在某些方面中,报告核酸分子包括复制起点。在其他方面中,基于复制起点在特定细胞(例如,特定物种)中而不是在其他细胞中的活性,当目标细胞内的报告核酸分子的复制促成报告信号产生或报告信号产生需要报告核酸分子的复制时,复制起点的选择可以类似地促成报告系统的反应性和交叉反应性。在一些实施例中,报告核酸分子形成复制子,其能够在病毒复制期间作为多联DNA包装到子代病毒中。
如在本文中使用的,单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括复数个指示物,除非上下文中另有明确指示。因此,例如,术语“构件”旨在意指单个构件或构件的组合,“材料”旨在意指一种或多种材料,或者其组合。
如在本文中使用的,涉及多个部件或其部分的术语旨在指的是第一部件或其第一部分,和/或第二部件或其第二部分,除非上下文中另有明确指示。因此,例如,术语“穿刺部”旨在指的是“第一穿刺部”和/或“第二穿刺部”。
如在本文中使用的,术语“大约”和“近似”通常意指所陈述的值加10%或者减10%。例如,大约0.5将包括0.45和0.55,大约10将包括9到11,大约1000将包括900到1100。
术语“流体密闭”被理解为涵盖气密密封(即,气体不能透过的密封)以及液体不能透过的密封二者。在结合“流体密闭的”、“气体不能透过的”和/或“液体不能透过的”使用时,术语“基本上”旨在传达:虽然期望完全流体不能透过,但是由于制造公差或其他实际考虑(诸如施加到密封和/或在流体内的压力)甚至在“基本上流体密闭的”密封中也可以出现一些最低限度的泄漏。因此,“基本上流体密闭的”密封包括下述密封,在该密封被维持在恒定位置且处于小于大约5psig的流体压力时,该密封防止流体(包括气体、液体和/或浆液)从中传递通过。类似地,“基本上液体密闭的”密封包括下述密封,在该密封维持在恒定位置处且暴露于小于大约5psig的流体压力时,该密封防止液体(例如,液体样本或试剂)从中传递通过。
在一些实施例中,容器组件可以构造成将配制成增强、催化或触发光信号的产生的试剂(例如,本文中所示出和描述的类型的底物)输送到反应室中以使得增强对光信号的测量。例如,在一些实施例中,一种检测报告分子的方法包括:检测发光反应的强度(或力度),所述发光反应由将底物添加到其中报告分子已被表达的样本中而被触发。更具体地,在一些实施例中,经表达的报告分子和底物共同地被配制成响应于将底物添加到样本而产生闪光反应。闪光反应是如下的发光反应,其中在添加底物之后非常快出现不同的峰值强度(例如,基本上瞬间地、在几秒内和/或不到一分钟)。虽然闪光反应可以产生非常敏感的结果(这些结果对于检测少的量等是有益的),但是对此类瞬变反应的准确和可重复的测量会是一种挑战。
在一些实施例中,容器组件可以构造将试剂(也称为底物)输送到反应室中以使得增强对光信号的测量。更具体地,在一些实施例中,容器组件可以构造成输送底物以使得允许底物与样本充分混合,而同时也最小化样本的充气(aeration)、气泡的产生、过多的飞溅等等,所有这些都会不利于在输送底物的同时或在输送底物之后的数秒内完成光学检测。例如,在一些实施例中,容器组件可以限定流体的路径,所述流体的路径包括设置成基本上平行于流体的路径的纵向轴线的突出部(本文中也称为长形突出部、叶片、或流动构件)。该布置允许将试剂和/或底物输送到样本并减少试剂和/或底物附接到反应室的侧壁。换句话说,长形突出部导致试剂和/或底物的流动被导引朝向样本,以便即使处于低的信号水平仍实现更加一致地可重复的反应。
此外,长形突出部控制试剂和/或底物的喷溅,以使得即使样本中存在少量的报告分子,试剂和/或底物仍将足够快地与样本混合以至于发生可检测的闪光反应。另外,长形突出部控制试剂和/或底物的喷溅行为,使得样本的充气、气泡的产生和飞溅被最小化并且不破坏对闪光反应的检测。最小化充气可以使得试剂能够与样本混合并提高由检测器检测的信号的质量。例如,在一些实施例中,容器组件可以结合报告系统和试剂(例如,底物)来使用,所述报告系统和试剂共同地被配制成响应于将底物添加到在其内报告分子已被表达的样本而产生闪光反应。在此类实施例中,容器组件的输送部分的布置可以允许底物与样本充分混合,同时也最小化样本的充气、气泡的产生、过多的飞溅等等,所有这些都会不利于在输送底物的同时或在输送底物之后的短时间段内(例如,在数秒内)完成光学检测。在其他实施例中,容器组件可以限定具有弯曲的、弧形的和/或螺旋形形状的流体的路径。在另外的其他实施例中,容器组件可以限定包括沟槽、肋状物、槽、或任何其他流量调节特征的流体的路径,以最大化混合和/或最小化充气。
图1和图2示出根据实施例的处于第一构型(图1)和第二构型(图2)的容器组件700的示意图。容器组件700可以与仪器100一起使用并由其操纵,所述仪器包括检测器212。如本文中所述的,根据本文中所述的方法中的任一者,容器组件700和本文中所述的容器组件中的任一者可以用于检测和/或识别样本内的目标细胞(例如,细菌)。例如,在一些实施例中,容器组件700可以用于将试剂R设置和/或混合到样本S中,同时维持容器与外部区域之间的流体隔离。以这种方式,细胞识别的方法可以在封闭系统和/或均相化验(homogeneousassay)中得到执行。类似地陈述,在一些实施例中,容器组件700在不涉及从容器组件700移除内容物、在容器组件700内分离内容物、在容器组件700内洗涤内容物和/或在容器组件700内冲洗内容物的细胞识别和/或检测的方法中使用。虽然被示出和描述为与仪器100一起使用或由其操纵,但是在其他实施例中,容器组件700和本文中所述的容器组件中的任一者可以与在美国专利公开号2014/0272928(“928公开案”)和国际专利公开号WO2015/164746中描述的仪器中的任一者和/或部件中的任一者一起使用或由其操纵。
容器组件700包括壳体741和致动器750。本文中也将壳体741、致动器750和其中的试剂R称为试剂模块710(或试剂组件)。壳体741可移除地联接到由样本容器(例如,样本管等等)限定的反应室732。例如,在一些实施例中,壳体741可以螺纹联接到反应室732。在其他实施例中,壳体741和反应室732可以形成过盈配合,以将壳体741联接到反应室732。以这种方式,试剂模块710和反应室732可以以解除联接的构型来储存(例如,作为样本收集或处理的成套用具(kit)的一部分)。测试样本S可以放置到反应室732中,并且壳体741可以联接到反应室732以形成容器组件700。
反应室732构造成包含样本S和/或其他试剂,且可以由任何合适材料(例如,玻璃、塑料(例如,聚丙烯)、丙烯酸等)形成。在一些实施例中,反应室732可以由轻质、刚性和/或惰性的材料形成。反应室732的至少一部分(例如,远端部分)可以至少部分地是透明的,以允许通过检测器212观察、光学接近和/或检测反应室732的内部体积。在一些实施例中,反应室732的远端部分可以被抛光(polish)以促进光通过其的最佳透射。在一些实施例中,反应室732可以具有基本上平坦的侧表面或底表面,所述侧表面或底表面与检测器212对准以促进对样本S的可重复的光学分析。虽然被示为包含样本S,但是在一些实施例中,反应室732可以包括呈液体和/或干燥形式的一种或多种溶液/试剂(例如,细菌营养物溶液、缓冲剂、表面活性剂、转导颗粒、着色剂和/或抗生素)。例如,在一些实施例中,反应室732可以包含一种或多种转导颗粒、被配制成与样本中的一种或多种报告分子反应以生成和/或增强信号的产生的试剂、营养物、抗生素、裂解试剂、消毒试剂、着色剂等等。
如图1和图2中所示,壳体741限定其内包含试剂R的试剂体积742。壳体741包括侧壁774,并且具有端表面745。当试剂模块710或壳体741联接到反应室732时,端表面745覆盖反应室732。类似地陈述,端表面745形成其内包含样本S的反应室732的边界的一部分。侧壁774限定试剂体积742与反应室732之间的输送路径771。如下文所述的,当操纵致动器750时,试剂R被传送穿过输送路径771和出口开口746(由端表面745限定)进入到反应室732中。
输送路径771限定纵向中心线CL,并且具有长度L和尺寸D。输送路径771可以具有任何合适的尺寸和/或形状,并且可以适应通过其的试剂R的任何期望的流率。例如,在一些实施例中,输送路径771可以适应任何合适的流率,例如,1 ml/秒、2 ml/秒、3 ml/秒、4 ml/秒、5 ml/秒。在一些实施例中,沿垂直于纵向中心线CL的平面截取的输送路径的截面形状基本上为圆形,并且尺寸D是直径。类似地陈述,在一些实施例中,输送路径771的流动区域具有基本上圆形的形状,并且具有直径D。如在本文中使用的,本文中所述的任何输送路径(包括输送路径771或本文中所述的任何其他输送或流动路径)的“流动区域”意指以限定输送路径的结构(例如,侧壁)为边界的区域,所述有界区域在基本上垂直于输送路径内所传送的流体的标称(nominal)流动方向的平面内。标称流动方向通常平行于由输送路径限定的纵向中心线。因此,输送路径(例如,输送路径771或本文中所述的任何输送路径)的流动区域包括以限定输送路径的侧壁为边界并且在基本上垂直于由输送路径限定的纵向中心线的平面内的区域。如在本文中使用的,“基本上圆形的形状”意指关于中心点呈圆形达至少大约300度的旋转度数的形状。因此,基本上圆形的输送路径可以包括一个或多个突出部(例如,突出部776,如下文所述的)或环绕周向部的大约60度或更小的不连续部。输送路径771的长度L与尺寸D的比可以是任何合适的值以产生试剂R的出口流的期望性质。例如,在一些实施例中,输送路径771的长度L与尺寸D的比在大约2与大约4之间。在其他实施例中,输送路径771的长度L与尺寸D的比在大约2.5与大约3.5之间。
侧壁774包括在输送路径771内的突出部776(也称为长形突出部、叶片、流动结构或流动构件)。突出部776包括在穿过输送路径771的试剂R的流内和/或影响穿过输送路径771的试剂R的流的向内突出部分。突出部776可以具有任何合适的尺寸和/或形状,以产生试剂R的出口流的期望性质。例如,突出部776可以具有任何合适的突出部长度LP。在一些实施例中,突出部长度LP可以小于输送路径771的长度L。例如,在一些实施例中,突出部长度LP可以是输送路径771的长度L的至少10%。在其他实施例中,突出部长度LP可以是输送路径771的长度L的至少大约50%。在另外的其他实施例中,突出部长度LP可以与输送路径771的长度L为相同的长度,或甚至大于输送路径771的长度L。此外,突出部776可以在输送路径771内的任何合适的位置处。例如,如图1中所示,突出部776可以在出口开口746内,或甚至延伸到出口开口746的外部。以这种方式,突出部776可以充当喷溅或流引导件以影响试剂R的出口流。例如,在一些实施例中,突出部776可以用来使试剂R的出口流偏转远离反应室732的壁。
突出部776还可以向内延伸任何合适的量进入到输送路径771中。例如,在一些实施例中,突出部776可以延伸一段距离进入到输送路径中,使得所述距离与输送路径771的尺寸D的比在大约0.1与大约0.2之间。此外,虽然被示为仅包括单个突出部,但是在其他实施例中,壳体可以包括任何合适数目的突出部776,诸如两个、三个、四个或更多个突出部。
致动器750联接到壳体741,并且可以被操纵以将试剂R从试剂体积742传送穿过输送路径771和出口开口746并且进入到反应室732中。致动器750可以是用于在试剂体积742内产生压力或以其他方式产生试剂R的流动的如本文中所述的任何合适的机构。例如,在一些实施例中,致动器750可以是在试剂体积742内移动以将试剂R推送穿过输送路径771的柱塞。在一些实施例中,致动器750可以产生力以使试剂体积742与输送路径771之间的密封爆裂或被刺穿。在其他实施例中,致动器750可以是当被变形时在试剂体积742内产生压力的挤压球(squeeze bulb)或其他可变形构件。在另外的其他实施例中,致动器750可以是在被致动时产生试剂R的流动的储能构件(例如,电子致动器、磁性构件等等)。
试剂体积742可以完全或部分地填充有任何合适的试剂R或物质。例如,试剂体积742可以包含转导颗粒,其包括改造的核酸,其被配制成导致目标细胞(例如,细菌)产生一种或多种报告分子。在一些实施例中,试剂体积742可以包含一种或多种转导颗粒,其被改造成不能够复制(例如,裂解性复制、溶原复制)。例如,在一些实施例中,试剂体积742可以包含在本文中以及在国际专利公开号WO2014/160418或国际专利公开号WO2015/164746中所述的转导颗粒中的任一者。
在一些实施例中,试剂体积742可以包含试剂,其被配制成与一种或多种报告分子反应以生成和/或增强信号的产生。对于另一示例,试剂体积742可以包括底物(诸如,十三醛),其可以与报告分子(例如,荧光素酶)相互作用,以例如经由发光反应产生可测量的信号。十三醛溶液可以是例如CAS号10486-19-8,其在25℃时具有0.835 g/mL的密度和0.0002323 Pa-sec的动态黏度。对于又一示例,在一些实施例中,试剂体积742可以包括营养物、抗生素(例如,β-内酰胺、超广谱β-内酰胺、氨基糖甙类、安沙霉素类、碳头孢烯类、碳青霉烯类、任一代头孢菌素、糖肽类、林可酰胺类、脂肽类、大环内酯类、单菌胺类、硝基呋喃类、恶唑烷酮类、青霉素类、多肽、喹诺酮类、氟喹诺酮类、磺酰胺类、四环素类、分枝杆菌抗生素、氯霉素、莫匹罗星)、裂解试剂、消毒试剂、着色剂等等。
在使用中,将样本S被传送到反应室732中。将试剂模块710组装到反应室732中,并且然后将组件放置到仪器中。具体地,将反应室732的远侧部分移动到检测器212附近。操纵致动器750以在流动路径771内产生穿过出口开口746并进入到反应室732中的试剂R的流。可以由任何合适的机构操纵致动器750。例如,在一些实施例中,可以由仪器100的一部分(例如,抓持器、柱塞等等)操纵致动器750。在其他实施例中,可以手动地(例如,用手)操纵致动器750。如图2中所示,进入到反应室732中的试剂R的流是羽流(也称为涌流或射流)。在将试剂体积742的内容物输送穿过输送路径771时,突出部776控制试剂羽流的行为使得其以受控制和/或可重复的方式离开输送路径771。换句话说,喷溅形状会受到以下任一者的影响:突出部776、试剂的性质、或试剂R行进穿过的流动路径。内容物的不受控制的喷溅可导致内容物附着到反应室732的壁,从而导致内容物的至少一部分逐渐到达样本A或根本不到达样本S。由于可检测的闪光反应需要试剂R快速并且以受控的方式到达样本,所以不受控制的喷溅可导致不一致的结果和/或样本中存在报告分子的假阴性。另外,内容物的不受控制的喷溅会导致样本的充气、气泡的产生和飞溅,这些会减小反应的可见性或将反应减慢到不能够得到一致地检测的水平。也就是说,针对样本S内的给定水平的报告分子,信号SIG(见图2)可能不是可重复的或一致的。
存在许多机构,通过这些机构,突出部776可以控制试剂R的流(例如,羽流、涌流或射流)。例如,突出部776可以将试剂R向远侧导引朝向反应室732中的样本S,由此减少内容物附着到端表面745或反应室732的壁。突出部776导致试剂R的流被导引朝向样本S以及控制羽流或射流使得即使样本S中存在少量的报告分子,试剂R仍将足够快地与样本混合以至于将产生可从闪光反应检测的信号SIG。另外,突出部776控制内容物的喷溅,使得样本的充气、气泡的产生、以及飞溅被最小化并且不破坏对闪光反应的检测。
在一些实施例中,例如,试剂的涌流或羽流可以具有最大宽度W。最大宽度W与输送路径771的尺寸D的比可以是任何合适的值,例如以限制试剂R冲击到反应室的壁上。在一些实施例中,最大宽度W与输送路径771的尺寸D的比可以小于大约2。在其他实施例中,最大宽度W与输送路径771的尺寸D的比可以小于大约4。
另外,可以以促进混合和/或减少湍流的速度和/或流率传送试剂和/或底物R。例如,荧光素酶反应中的步骤包括首先在荧光素酶和核黄素单核苷酸之间形成复合体。在缺乏合适的醛(即,底物R)的情况下,该复合体不能在发光反应中继续形成。荧光素酶反应在添加醛后即刻继续并发光,且理想地,优选的是所有复合的荧光素酶都被触发以同时发射光子。这将导致在短的时间段内发射大流量的光子,即,可以由检测器212容易地检测到一道闪光(由图2中的信号SIG指示)。然而如通过在本文中呈现的测试结果所支持的,如果试剂和/或底物以太高的速率被传送到反应室中,则所检测到的光的量将减少和/或重复检测到的光的量将表现出增加的变化性,从而导致与光检测相关联的变化系数增大。性能的这种降低与在试剂和/或底物以高速传送时会导致的在溶液中的飞溅和/或气泡形成相关。因此,试剂和/或底物的混合可以被控制以产生期望的光输出性能。例如,在一些实施例中,试剂和/或底物的混合包括通过以在大约63 mm每秒和大约81 mm每秒之间的速率线性地移动致动器750来将试剂和/或底物传送到反应室中。
在其他实施例中,试剂和/或底物的混合包括通过以在大约30 mm每秒和大约50mm每秒之间的速率线性地移动致动器750来将试剂和/或底物传送到反应室中。更缓慢的速率可以在出口开口746处产生试剂R的层流。试剂R的层流可以产生底物的更加可重复的输送,如本文中所讨论的那样。应理解,可以通过评估雷诺数来估定内部通道(诸如,输送路径771)内的流的流动特性(即,层流还是湍流):
其中,ρ是流体的密度,μ是流体的黏度,v是通道内的流体的速度,并且D是通道(例如,输送路径771)的直径(或水力(hydraulic)直径)。通过控制(即,减小)雷诺数,可以将出口流维持为层流。因此,在一些实施例中,输送路径771的尺寸D、试剂R的运动黏度(运动黏度为μ/ρ)和致动速度可以使得试剂R的出口流是层流式的。突出部776的包括可以例如起到减小输送路径771的特征直径(或水力直径)D的作用,由此与针对无任何突出部776的输送路径771将呈现的雷诺数相比减小了雷诺数。
在一些实施例中,壳体(或试剂模块)可以包括试剂体积(例如,试剂体积742)与输送路径(例如,输送路径771)之间的密封,以在致动试剂模块之前将试剂R维持成处于流体隔离。例如,在一些实施例中,试剂模块710可以包括试剂体积742与输送路径771之间的薄且易破开的膜,其在操纵致动器750时破裂。在其他实施例中,试剂模块可以包括单独的试剂容器,其包括被破开、被刺破或被破坏的一部分以将其内的试剂放置成与输送路径流体连通。例如,图3到图5示出了根据实施例处于第一构型(图3)、第二构型(图4)和第三构型(图5)的容器组件1700的示意图。容器组件1700可以与本文中或美国专利公开号2014/0272928和国际专利公开号WO2015/164746中所述的任何合适的仪器(例如,检测仪器100)和/或部件中的任一者一起使用并由其操纵。以这种方式,根据本文中或‘928公开案中所述的方法中的任一者,容器组件1700和本文中所述的容器组件中的任一者可以用于检测和/或识别样本内的目标细胞(例如,细菌)。例如,在一些实施例中,容器组件1700可以用于将试剂设置和/或混合到样本中,同时维持在容器与外部区域之间的流体隔离。以这种方式,细胞识别的方法可以在封闭系统和/或均相化验中执行。类似地陈述,在一些实施例中,容器组件1700在不涉及从容器组件1700移除内容物、在容器组件1700内分离内容物、在容器组件1700内洗涤内容物和/或在容器组件1700内冲洗内容物的细胞识别和/或检测的方法中使用。
容器组件1700包括壳体1741、致动器1750和由样本容器(例如,样本管等等)限定的反应室1732。将壳体1751、致动器1750和储存在壳体1741内的试剂称为试剂模块1710。壳体1741(和/或试剂模块1710)可移除地联接到反应室1732。例如,在一些实施例中,壳体1741可以螺纹联接到反应室1732。在其他实施例中,壳体1741和反应室1732可以形成过盈配合,以将壳体1741联接到反应室1732。壳体1741限定构造成接收试剂容器1780的试剂体积1742。壳体1741包括穿刺部1792和输送部分1770。在一些实施例中,壳体1741、输送部分1770和/或穿刺部1792可以整体地构造。在其他实施例中,壳体1741、输送部分1770、和/或穿刺部1792可以单独地形成且然后结合在一起。
穿刺部1792构造成刺穿(例如,破裂)试剂容器1780的易破部分1788,以将试剂从试剂容器1780传送到反应室1732中。如图3中所示,穿刺部1792包括终止于构造成刺穿试剂容器1780的单个尖头中的结构。虽然被示为包括单个尖头,但是在其他实施例中,穿刺部可以包括锋利边缘(例如,线性边缘)和/或构造成刺穿试剂容器的一系列突出部。在一些实施例中,虽然未示出,但是穿刺部1792可以包括与试剂体积1742流体连通的转移路径。因此,当穿刺部1792刺穿试剂容器1780时,转移路径可以提供这样的路径,即试剂容器1780的内容物可以通过该路径流动到输送部分1770中。
输送部分1770构造成促进将内容物从试剂容器1780和/或试剂体积1742输送到反应室1732中。因此,如所示,输送部分1770可以提供任何合适的路径和/或机构,以用于将设置在试剂容器1780和/或试剂体积1742中的转导颗粒和/或试剂输送到反应室1732中。具体地,输送部分1770限定试剂体积1742与反应室1732之间的输送路径1771。输送路径1771可以具有任何合适的尺寸和/或形状,并且可以适应通过其的任何期望的流率。例如,在一些实施例中,输送路径1771可以适应任何合适的流率,例如,1 ml/秒、2 ml/秒、3 ml/秒、4ml/秒、5 ml/秒。输送路径具有长度和截面尺寸。在一些实施例中,垂直于纵向中心线的截面形状是基本上圆形的,并且输送路径1771的尺寸是直径D(如图6中所示)。输送路径1771的长度与截面尺寸(例如,直径D)的比可以是任何合适的值以产生通过其的试剂的出口流的期望性质。例如,在一些实施例中,输送路径1771的长度与尺寸(例如,直径D)的比在大约2与大约4之间。在其他实施例中,输送路径1771的长度与尺寸(例如,直径D)的比在大约2.5与大约3.5之间。
输送路径1771包括长形突出部1776(也称为长形突出部、叶片、流动结构或流动构件),其相对于输送路径1771的纵向轴线基本上平行。如图6中所示(图6是沿图3中的线X-X截取的截面视图),输送路径1771包括三个突出部1776。然而,输送路径1771可以包括任何合适数目的突出部1776,诸如,一个突出部、两个突出部或四个突出部。虽然被示为从输送路径1771的近端设置到输送路径1771的远端,但是突出部1776可以设置成使得一个、一些或所有突出部仅部分地延伸穿过输送路径1771的长度,例如延伸穿过输送路径的靠远侧的那一半。在一些实施例中,突出部长度可以小于输送路径1771的总长度。例如,在一些实施例中,突出部长度可以是输送路径1771的长度的至少10%。在其他实施例中,突出部长度可以是输送路径1771的长度的至少大约50%。在另外的其他实施例中,突出部长度可以与输送路径1771的长度为相同的长度,或甚至大于输送路径的长度。例如,突出部1776可以完全在壳体1741的出口开口内,或甚至延伸到壳体1741的出口开口外部。以这种方式,突出部1776可以充当喷溅或涌流引导件以影响试剂的出口流。
如图6中所示,突出部1776包括向内突出的锋利边缘1761。突出部1776还可以向内延伸任何合适的量HP(例如,突出部1776的高度)进入到输送路径1771中。例如,在一些实施例中,突出部1776可以延伸一段距离到输送路径中,使得高度HP与输送路径1771的尺寸D的比在大约0.1与大约0.2之间。
致动器1750具有设置在试剂体积1742内的柱塞部分1754和接合部分1752。致动器1750的接合部分1752构造成被操纵以在试剂体积1742内移动柱塞部分1754以使试剂容器1780变形。以这种方式,柱塞部分1754的移动可以促使试剂容器1780的易破部分1788抵靠穿刺部1792以刺穿和/或破裂易破部分1788。致动器1750的柱塞部分1754和壳体1741的一部分可以共同地限定密封,以将试剂体积1742与壳体1741外部的体积流体地和/或光学地隔离。
试剂容器1780可以完全或部分地填充有任何合适的试剂或物质。例如,试剂容器1780可以包含转导颗粒,其包括改造的核酸,改造的核酸被配制成导致目标细胞(例如,细菌)产生一种或多种报告分子。在一些实施例中,试剂容器1780可以包含一种或多种转导颗粒,其被改造成不能够复制(例如,裂解性复制、溶原复制)。例如,在一些实施例中,试剂容器1780可以包含在本文中以及在国际专利公开号WO2014/160418或国际专利公开号WO2015/164746中所述的转导颗粒中的任一者。
在一些实施例中,试剂容器可以包含试剂,其被配制成与一种或多种报告分子反应以生成和/或增强信号的产生。对于另一示例,试剂容器1780可以包括底物(诸如,十三醛),其可以与报告分子(例如,荧光素酶)相互作用,以例如经由发光反应产生可测量的信号。十三醛溶液可以是例如CAS No. 10486-19-8,其在25℃时具有0.835 g/mL的密度和0.0002323 Pa-sec的动态黏度。对于又一示例,在一些实施例中,试剂体积742可以包括营养物、抗生素(例如,β-内酰胺、超广谱β-内酰胺、氨基糖甙类、安沙霉素类、碳头孢烯类、碳青霉烯类、任一代头孢菌素、糖肽类、林可酰胺类、脂肽类、大环内酯类、单菌胺类、硝基呋喃类、恶唑烷酮类、青霉素类、多肽、喹诺酮类、氟喹诺酮类、磺酰胺类、四环素类、分枝杆菌抗生素、氯霉素、莫匹罗星)、裂解试剂、消毒试剂、着色剂等等。
试剂容器1780的形状和尺寸可以设计成基本上设置在试剂体积1742内。试剂容器1780可以由对于包含在其中的物质(例如,转导颗粒、底物、抗生素、缓冲剂、表面活性剂或可以与检测化验一起使用的任何其他试剂)和外部环境而言基本上不能渗透和/或基本上呈化学惰性的材料构造。试剂容器1780的至少一部分(例如,易破部分1788)可以由具有特定温度特性的材料(例如,聚合物薄膜,诸如任何形式的聚丙烯)构造,使得在特定温度以上维持期望的性质和完整性。例如,在一些情形中,可以期望在冷藏条件下储存包含试剂和/或底物的试剂容器1780。在一些实施例中,试剂容器1780的一部分可以由双向拉伸聚丙烯(BOP)构造。在一些实施例中,试剂容器1780的一部分可以由铝构造。在一些实施例中,试剂容器1780的一部分可以由聚氯乙烯(PVC)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚乙烯(PE)和/或聚三氟氯乙烯(PCTFE或PTFCE)构造。
反应室1732构造成包含样本和/或其他试剂,且可以由任何合适材料形成,例如,玻璃、塑料(例如,聚丙烯)、丙烯酸等。在一些实施例中,反应室1732可以由轻质、刚性和/或惰性的材料形成。反应室1732的至少一部分(例如,远端部分)可以至少部分地是透明的,以允许经由检测器(例如,检测器212或任何合适的检测器)观察、光学访问和/或检测反应室1732的内体积。在一些实施例中,反应室1732的远端部分可以被抛光以促进光从中通过的最佳透射。虽然被示为成形为带有圆形底部的筒体,但是在其他实施例中,反应室1732可以具有任何其他合适的形状,例如,正方形、矩形、卵形、多边形、椭圆形、锥形等。例如,在一些实施例中,反应室1732可以具有基本上平坦的底部。在一些实施例中,反应室1732可以具有12 mm的直径和75 mm的高度。在一些实施例中,容器组件1700可以设有呈液体和/或干燥形式的一种或多种溶液/试剂(例如,细菌营养物溶液、缓冲剂、表面活性剂、转导颗粒、着色剂和/或抗生素),其预置在反应室1732内。在一些情形中,反应室1732可以包含任何合适的试剂和/或物质。例如,在一些实施例中,反应室1732可以包含一种或多种转导颗粒、配制成与样本中的一种或多种报告分子反应以生成和/或增强信号的产生的试剂、营养物、抗生素、裂解试剂、消毒试剂、着色剂等等。
如图3中所示,容器组件1700处于第一构型。在第一构型中,致动器1750定位成使得设置在壳体1741内的试剂容器1780基本上没有变形。类似地陈述,致动器1750定位成使得其不导致穿刺部1792刺穿试剂容器1780。因此,在处于第一构型时,容器组件1700处于“准备”状态。在一些实施例中,容器组件1700可以包括安全机构(未示出),以防止和/或限制致动器1750相对于壳体1741的移动直到操作者需要为止。
为致动容器组件1700,将力施加到致动器1750的接合部分1752,因此导致致动器1750移动,如通过图4中的箭头AA所示。如在图4中所示,容器组件1700处于第二(或“中间”)构型。在第二构型中,致动器1750定位成使得试剂容器1780部分地变形。类似地陈述,致动器1750定位成使得所述力的至少一部分转移到试剂容器1780。如此,试剂容器1780的至少一部分开始变形。在一些情形中,在第二构型中,穿刺部1792可以至少部分地刺穿试剂容器1780的一部分(例如,易破部分1788),由此将试剂容器1780的内体积放置成与输送路径1771流体连通。
如在图5中所示,容器组件1700处于第三(或“部署”)构型。在第三构型中,致动器1750定位成使得试剂容器1780显著变形。类似地陈述,致动器1750定位成使得所述力的至少一部分转移到试剂容器1780。在此类构型中,穿刺部1792已经刺穿试剂容器1780(例如,易破部分1788),使得试剂容器中的内容物已基本上离开试剂容器1780并进入输送部分1770和反应室1732,如通过受控羽流A所指示的那样。
在使用中,操纵致动器1750(例如,接合部分1752)以在壳体1741内移动柱塞部分1754,使得柱塞部分1754接合试剂容器1780的接触部分(在图3到图5中未指示),以使试剂容器1780从第一构型部分地变形到第二构型。在柱塞部分1754接合试剂容器1780的接触部分时,穿刺部1792刺穿试剂容器1780的一部分(例如,易破部分1788),以将内容物(例如,试剂)从试剂容器1780传送到反应体积1742、输送部分1770、和/或反应室1732中。从第二构型到第三构型,操纵致动器1750以在壳体1741内移动柱塞部分1754,使得柱塞部分1754接合试剂容器1780的接触部分,以使试剂容器1780从第二构型变形到第三构型。在试剂容器1780从第二构型变形到第三构型时,基本上全部其内容物从试剂容器1780传送到反应体积1742、输送部分1770和/或反应室1732中,使得在试剂容器1780中的“死体积”是有限的。以这种方式,可以获得内容物从试剂容器1780到反应室1732的基本上可重复的输送。例如,在一些实施例中,第一试剂容器在第一时间的变形和第二试剂容器在第二时间(在第一时间之后)的变形可以基本上类似,因此允许在第一时间和第二时间从试剂容器1780转移基本上全部的内容物。此外,此布置可以限制可能由于试剂容器1780的刺穿导致的堵塞或阻塞,因此提供试剂容器1780的内容物的更加可重复的输送。
在将试剂容器1780和/或反应体积1742的内容物输送穿过输送部分1770的输送路径1771时,突出部1776控制内容物的行为使得内容物以受控羽流A(也称为内容物和/或试剂的涌流或射流)的方式离开输送路径1771。换句话说,喷溅形状会受到以下任一者的影响:突出部1776、试剂的性质、或试剂行进穿过的流动路径。内容物的不受控制的喷溅会导致内容物附着到反应室1732的壁,从而导致内容物的至少一部分逐渐到达样本或根本不到达样本。由于可检测的闪光反应需要试剂快速并且以受控的方式到达样本,所以不受控制的喷溅可导致不一致的结果和/或样本中存在报告分子的假阴性。另外,内容物的不受控制的喷溅会导致样本的充气、气泡的产生和飞溅,这些会减小反应的可见性或将反应减慢到不能够得到一致地检测的水平。也就是说,针对样本内的给定水平的报告分子,信号可不是可重复的或一致的。
存在许多机构,通过这些机构,突出部1776可以控制试剂的流(例如,羽流、涌流或射流)。例如,突出部1776可以将试剂向远侧导引朝向反应室1732中的样本,由此减少内容物附着到壳体的端表面1745或反应室1732的壁。突出部1776导致试剂的流动被导引朝向样本,以及控制羽流或射流使得即使样本中存在少量的报告分子,试剂仍将足够快地与样本混合以至于将产生可从闪光反应检测的信号。另外,突出部1776控制内容物的喷溅,使得样本的充气、气泡的产生、以及飞溅被最小化并且不破坏对闪光反应的检测。
在一些实施例中,例如,试剂的涌流或羽流可以具有最大宽度W。最大宽度W与输送路径1771的尺寸D的比可以是任何合适的值,例如以限制试剂冲击到反应室1732的壁上。在一些实施例中,最大宽度W与输送路径1771的尺寸D的比可以小于大约2。在其他实施例中,最大宽度W与输送路径1771的尺寸D的比可以小于大约4。
另外,可以以一速度和/或流率传送试剂和/或底物以促进混合和/或减少湍流。例如,荧光素酶反应中的步骤包括首先在荧光素酶和核黄素单核苷酸之间形成复合体。在缺乏合适的醛(即,底物R)的情况下,该复合体不能在发光反应中继续形成。荧光素酶反应在添加醛后即刻继续并发光,且理想地,优选的是所有复合的荧光素酶都被触发以同时发射光子。这将导致在短的时间段内发射大流量的光子,即,可以由检测器(例如,检测器212)容易地检测到一道闪光。然而如通过在本文中呈现的测试结果所支持的,如果试剂和/或底物以太高的速率被传送到反应室中,则所检测到的光的量将减少和/或重复检测到的光的量将表现出增加的变化性,从而导致与光检测相关联的变化系数增大。性能的这种降低与当试剂和/或底物以高速传送时会导致的在溶液中的飞溅和/或气泡形成相关。因此,试剂和/或底物的混合可以被控制以产生期望的光输出性能。例如,在一些实施例中,试剂和/或底物的混合包括通过以在大约63 mm每秒和大约81 mm每秒之间的速率线性地移动致动器1750来将试剂和/或底物传送到反应室中。
在其他实施例中,试剂和/或底物的混合包括通过以在大约30 mm每秒和大约50mm每秒之间的速率线性地移动致动器1750来将试剂和/或底物传送到反应室中。更缓慢的速率可以在出口开口处产生试剂的层流。试剂R的层流可以产生底物的更加可重复的输送,如本文中所讨论的。应理解,可以通过评估雷诺数来估定内部通道(诸如,输送路径1771)内的流的流动特性(即,层流还是湍流):
其中ρ是流体的密度,μ是流体的黏度,v是通道内的流体的速度,并且D是通道(例如,输送路径1771)的直径(或水力直径)。通过控制(即,减小)雷诺数,可以将出口流维持为层流。因此,在一些实施例中,输送路径1771的尺寸D、试剂R的运动黏度(运动黏度为μ/ρ)和致动速度可以使得试剂R的出口流是层流式的。突出部1776的包括可以(例如)起到减小输送路径1771的特性(或水力)直径D的作用,由此与针对无任何突出部的输送路径1771将呈现的雷诺数相比减小了雷诺数。
图7和图8分别示出根据实施例的容器组件2700的透视图和容器组件2700的分解视图。容器组件2700可以与仪器2100或本文中或美国专利公开号2014/0272928和国际专利公开号WO2015/164746中所述的任何合适的仪器和/或部件中的任一者一起使用并由其操纵。如在图9中所示且在下文详细描述,容器组件2700可以放置到仪器2100的检测体积2234中。检测体积2234可以光学联接到检测模块2200,所述检测模块包括检测器2212。在使用中,可以致动容器组件2700以将一种或多种试剂添加到其中的样本以诱导由检测模块2200和/或检测器2212检测的光反应(例如,闪光反应)。此外,根据本文中或‘928公开案中所述的方法中的任一者,容器组件2700和本文中所述的容器组件中的任一者可以用于检测和/或识别样本内的目标细胞(例如,细菌)。例如,在一些实施例中,容器组件2700可以用于将试剂设置和/或混合到样本中,同时维持在容器与外部区域之间的流体隔离。以这种方式,细胞识别的方法可以在封闭系统和/或均相化验中执行。类似地陈述,在一些实施例中,容器组件2700在不涉及从容器组件2700移除内容物、在容器组件2700内分离内容物、在容器组件2700内洗涤内容物和/或在容器组件2700内冲洗内容物的细胞识别和/或检测的方法中使用。
容器组件2700包括壳体2741、第一致动器2750、第二致动器2760和由样本容器(例如,样本管等等)限定的反应室2732。壳体2741限定构造成接收第一试剂容器2780的第一试剂体积2742和构造成接收第二试剂容器2790的第二试剂体积2744。可以将壳体2741、第一致动器2750、第一试剂容器2780、第二致动器2760和第二试剂容器2790的组件称为帽组件或试剂组件(或试剂模块)2710。壳体2741(和/或帽组件)可移除地联接到反应室2732。试剂模块2710和反应室2732可以以解除联接的构型来储存(例如,作为样本收集或处理的成套用具的一部分)。测试样本可以放置到反应室2732中,并且壳体2741可以联接到反应室2732以形成容器组件2700。例如,如图8中所示,壳体2741可以螺纹联接到反应室2732的近侧部分。在其他实施例中,壳体2741和反应室2732可以形成过盈配合,以将壳体2741联接到反应室2732。因此,壳体2741(或帽组件)可以与反应室2732分离地储存和/或间隔开地储存。以这种方式,用户然后可以根据本文中(和在‘928公开案中)所述的方法将样本设置到反应室2732中,并且然后可以将壳体2741(或帽组件)组装到反应室2732(或“管”)并完成用于细胞识别的步骤,如本文中所述的那样。
图10到图12分别示出壳体2741的内部部分的视图、沿图10中的线Y-Y截取的截面侧视图、以及在图11中所示的截面侧视图的详细视图。如所示,壳体2741限定构造成接收第一试剂容器2780(未示出)的第一试剂体积2742和构造成接收第二试剂容器2790(未示出)的第二试剂体积2744。壳体2741包括第一穿刺部2792、第二穿刺部2794、第一输送部分2770和第二输送部分2772。在一些实施例中,壳体2741、第一输送部分2770、第二输送部分2772、第一穿刺部2792、和/或第二穿刺部2794可以整体地构造。在其他实施例中,壳体2741、第一输送部分2770、第二输送部分2772、第一穿刺部2792、和/或第二穿刺部2794可以单独地形成且然后结合在一起。另外,如所示,第一输送部分2770限定与第一穿刺部2792流体连通的第一输送路径2771。类似地,第二输送部分2772限定与第二穿刺部2794流体连通的第二输送路径2773。输送路径2771、2773中的每一者限定纵向中心线CL,并且具有长度L和尺寸D。图12中针对输送路径2773示出了纵向中心线CL、长度L和尺寸D,但应理解,输送路径2771也具有长度、尺寸和中心线。虽然被示为具有基本上圆形截面形状(即,流动区域),但是输送路径2771、2773中的每一者可以具有任何合适的尺寸和/或形状,并且可以适应通过其的试剂R的任何期望的流率。例如,在一些实施例中,输送路径2771、2773中的每一者可以适应任何合适的流率,例如,1 ml/秒、2 ml/秒、3 ml/秒、4 ml/秒、5 ml/秒。输送路径2771、2773中的每一者的长度L与尺寸D的比可以是任何合适的值以产生通过其的试剂的出口流的期望性质。例如,在一些实施例中,输送路径2771或输送路径2773的长度L与尺寸D的比在大约2与大约4之间。在其他实施例中,输送路径2771或输送路径2773的长度L与尺寸D的比在大约2.5与大约3.5之间。
侧壁2774包括在输送路径2771内的第一组突出部2776(也称为长形突出部、叶片、流动结构、或流动构件)和在输送路径2773内的第二组突出部2778(也称为长形突出部、叶片、流动结构、或流动构件)。图14和图15示出侧壁2774限定输送路径2773和其内的第二组突出部2776的部分的缩放视图。第一组突出部2776的形状、尺寸和设计可以类似于图14和图15以及下文描述的第二组突出部2773。如所示,第一输送路径2771包括围绕第一输送路径2771的周向部均匀间隔的三个第一突出部2776,并且第二输送路径2773包括围绕第二输送路径2773的周向部均匀间隔的三个第二突出部2778。然而,第一输送路径2771和第二输送路径2773可以包括任何合适数目的第一突出部2776和第二突出部2778,诸如在第一输送路径2771和第二输送路径2773中的每一者中的一个突出部、两个突出部、或四个突出部。另外,第一突出部2776和第二突出部2778可以以任何布置方式在第一输送路径2771和第二输送路径2773中间隔。例如,第一突出部2776可以被间隔成使得全部三个第一突出部2776在第一输送路径2771的一侧上,或使得第一突出部2776中的两个与第三个第一突出部2776相比一起被更紧密地间隔。
虽然被示为从输送路径2773的近端设置到输送路径2773的远端,但是突出部2778可以设置成使得一个、一些或所有突出部仅部分地延伸穿过输送路径2773的长度,例如延伸穿过输送路径的靠远侧的一半。在一些实施例中,突出部长度LP可以小于输送路径2773的长度L。例如,在一些实施例中,突出部长度LP可以是输送路径2773的长度L的至少10%。在其他实施例中,突出部长度LP可以是输送路径2773的长度L的至少大约50%。在另外的其他实施例中,突出部长度LP可以与输送路径2773的长度L为相同的长度,或甚至大于输送路径2773的长度L。例如,突出部2778可以完全在壳体2741的出口开口2746内,或甚至延伸到壳体2741的出口开口2746外部。以这种方式,突出部2778可以充当喷溅或涌流引导件以影响试剂的出口流。
如图14中所示,突出部2778包括向内突出的锋利边缘2762。突出部2778还可以向内延伸任何合适的量HP(例如,突出部2778的高度)进入到输送路径2773中。例如,在一些实施例中,突出部2778可以延伸一段距离进入到输送路径中,使得高度HP与输送路径2778的尺寸D的比在大约0.1与大约0.2之间。虽然第一突出部2776和第二突出部2778被示为具有向内突出的锋利边缘(例如,边缘2762),但是第一突出部2776和第二突出部2778可以包括在流中产生凸起的任何合适的形状和/或结构,诸如圆形向内突起。
第一穿刺部2792和/或第二穿刺部2794分别构造成刺穿(例如,破裂)第一试剂容器2780的第一易破部分2788(图10中未示出,见图8和图12)以及第二试剂容器2790的第二易破部分(图10中未示出,见图8和图12),以使试剂从第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790传送到反应室2732中。因此,穿刺部2792和穿刺部2794各自包括如所示的尖头、锋利边缘和/或突出部,以分别刺穿第一试剂容器2780和第二试剂容器2790。此外,第一穿刺部2792限定与第一试剂体积2742流体连通的第一系列转移路径2793,并且第二穿刺部2794限定与第二试剂体积2744流体连通的第二系列转移路径2795。具体地,第一系列转移路径2793和第二系列转移路径2795中的每一者均包括围绕相应穿刺部的中心点以近似90度间隔隔开的四个通道。因此,如所示,包括第一系列转移路径2793和/或第二系列转移路径2795分别在第一穿刺部2792和第二穿刺部2794中产生不连续的截面形状。当第一穿刺部2792刺穿第一试剂容器2780时,第一系列转移路径2793提供第一试剂容器2780的内容物可以流动穿过其的路径。类似地,当第二穿刺部2794刺穿第二试剂容器2790时,第二系列转移路径2795提供第二试剂容器2790的内容物可以流动穿过其的路径。此外,第一系列转移路径2793、第二系列转移路径2795的布置、第一穿刺部2792的截面形状、和/或第二穿刺部2794的截面形状可以限制可由刺穿导致的堵塞或阻塞,因此提供第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790的内容物的更加可重复的输送。
如所示,穿刺部2792和/或穿刺部2794分别沿试剂体积2742和试剂体积2744的轴向中心线设置和/或与其对准。类似地陈述,穿刺部2792和穿刺部2794分别相对于第一试剂容器2780和第二试剂容器2790居中。此类构型促进内容物从第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790的可重复的、基本上完全的输送,如本文中所述的那样。然而,在其他实施例中,穿刺部2792和/或穿刺部2794可以分别从试剂体积2742和试剂体积2744的轴向中心线偏置。在此类实施例中,例如,偏置可以基于第一输送部分2770、第二输送部分2772、和/或反应室2732的形状、尺寸、斜率和/或构型。
虽然第一系列转移路径2793和第二系列转移路径2795的截面形状在图10中被示为曲形的和/或半圆形,但是在其他实施例中,第一系列转移路径2793和/或第二系列转移路径2795可以具有任何合适的形状和构型,例如,螺旋形形状、渐缩形状等等。此外,虽然第一系列转移路径2793和/或第二系列转移路径2795的形状和/或尺寸在图11中被示为具有竖直定向和恒定直径(截面面积、流动区域),但是在其他实施例中,第一系列转移路径2793和/或第二系列转移路径2795可以具有任何合适的定向、构型和尺寸。例如,在一些实施例中,第一系列转移路径2793和/或第二系列转移路径2795可以具有变化的截面(或流动)面积(例如,作为距穿刺部末端的距离的函数)和/或非竖直定向(例如,倾斜的)。以这种方式,第一系列转移路径2793和/或第二系列转移路径2795可以构造成促进流动通过其的物质的受控和/或期望的流率。此外,虽然第一系列转移路径2793和第二系列转移路径2795各自在图10中被示为限定四个通道,但是在其他实施例中,转移路径可以限定任何合适数目的转移通道。
图11和图12分别示出壳体2741的截面视图和壳体2741在图10中被识别为区域Z的部分的近视截面视图。如所示,第一输送路径2771与第一系列转移路径2793、第一试剂体积2742、以及壳体2741的连接部分2743的内部体积流体连通。类似地,第二输送路径2773与第二系列转移路径2795、第二试剂体积2744、以及壳体2741的连接部分2743流体连通。如此,第一系列转移路径2793和第二系列转移路径2795构造成将反应室2732放置成分别与第一输送路径2771和第二输送路径2773、以及分别与试剂体积2742和试剂体积2744流体连通。以这种方式,第一试剂容器2780的内容物可以从第一试剂容器2780经由试剂体积2742、第一系列转移路径2793、和/或第一输送路径2771传送到反应室2732。类似地,第二试剂容器2790的内容物可以从第二试剂容器2790经由试剂体积2744、第二系列转移路径2795、和/或第二输送路径2773传送到反应室2732。
此外,虽然壳体2741被示为具有第一系列转移路径2793和第二系列转移路径2795,但是在其他实施例中,壳体2741可以具有(或限定)任何合适数目的转移路径和/或转移路径系列。虽然未示出,但是在一些实施例中,第一系列转移路径2793(或其一部分)和第二系列转移路径2795(或其一部分)可以彼此流体连通。例如,在一些实施例中,第一系列转移路径2793和第二系列转移路径2795可以经由转移集管(header)路径(未示出)彼此流体连通,其中,转移集管路径与反应室2732流体连通。在此类实施例中,例如,在到达反应室2732或其一部分之前,第一试剂容器2780的内容物可以与第二试剂容器2790的内容物连通(例如,混合)。在一些实施例中,此类布置可以促进来自第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790的内容物的混合和/或使充气、过度喷溅(overspray)和/或非期望湍流最小化。另外,转移集管路径可以包括类似于第一突出部2776和/或第二突出部2778的突出部,以从第一系列转移路径2793和第二系列路径2795引导流体。
参考图8和图17到图19,第一致动器2750具有第一接合部分2752以及设置在第一试剂体积2742内的第一柱塞部分2754。第二致动器2760(在图16中未示出)具有第二接合部分2753以及设置在第二试剂体积2744内的第二柱塞部分2756。虽然出于容易解释的原因在本文中参考致动器2750描述在图17中示出的致动器,但是应理解,参考第一致动器2750描述的任何特征也可以或替代地应用到第二致动器2760,且反之亦然。
第一致动器2750的第一接合部分2752构造成被操纵以在第一试剂体积2742内移动第一柱塞部分2754,以使第一试剂容器2780变形。第二致动器2760的第二接合部分2753构造成被操纵以在第二试剂体积2744内移动第二柱塞部分2756,以使第二试剂容器2790变形。以这种方式,柱塞部分2754的移动可以促使第一试剂容器2780的易破部分2788抵靠穿刺部2792以刺穿易破部分2788和/或使其破裂。类似地,柱塞部分2756的移动可以促使第二试剂容器2790的易破部分2789抵靠穿刺部2794以刺穿易破部分2789和/或使其破裂。致动器2750的柱塞部分2754和壳体2741的一部分可以共同地限定密封,以将试剂体积2742与壳体2741的外部体积流体地和/或光学地隔离。类似地,致动器2760的柱塞部分2756和壳体2741的一部分可以共同地限定密封,以将试剂体积2744与壳体2741的外部体积流体地和/或光学地隔离。
此外,虽然图17中示出的柱塞部分2754具有用于接触第一试剂容器2780的基本上平面的表面,但是在其他实施例中,柱塞部分2754可以是任何合适的形状、尺寸和/或构型。例如,在一些实施例中,柱塞部分2754可以对应于(例如,共用类似的形状、协作起作用)第一试剂容器2780(例如,试剂容器的接触部分)和/或穿刺部2792。例如,在一些实施例中,柱塞部分2754可以是曲形的(例如,凹入),以便与第一试剂容器2780的曲形(例如,凹入)部分配合。以这种方式,柱塞部分2754和第一试剂容器2780可以共同地和/或协作地起作用以限制死体积。此外,此类协作(例如,配合)可以促进第一试剂容器2780的内容物的可重复输送。类似地,在一些实施例中,例如,柱塞部分2754可以是曲形的,以便与穿刺部2792的曲形部分配合。以这种方式,柱塞部分2754和穿刺部2792可以共同地和/或协作地起作用以限制死体积。此外,此类协作(例如,配合)可以促进试剂容器2780的内容物的可重复输送。
如图16中所示,第一试剂容器2780包括第一易破部分2788和侧壁2786,它们一起限定内体积。如本文中所述的,内体积可以完全地或部分地填充有试剂和/或物质。另外,第一试剂容器2780具有裙部2781(被称为“第一裙部”)和接触部分2782(被称为“第一接触部分”)。裙部2781包围第一易破部分2788的至少一部分。在一些实施例中,侧壁2786也可以是易破的。第二试剂容器2790包括第二易破部分2789、裙部2791(被称为“第二裙部”)和接触部分2784(被称为“第二接触部分”)。第二裙部2791包围第二易破部分2789的至少一部分。应注意,虽然出于容易解释的原因,参考试剂容器2780描述在图16中示出的试剂容器,但是参考试剂容器2780描述的任何特征也可以或替代地应用到试剂容器2790,且反之亦然。
第一裙部2781和/或第二裙部2791可以是任何合适的尺寸和/或形状,并且可以包括任何合适的表面设计(例如、平滑的、粗糙的等等)。例如,在一些实施例中,第一裙部2781和/或第二裙部2791的尺寸和形状可以被设计成对应于壳体2741的一部分。第一试剂容器2780的第一接触部分2782和/或第二试剂容器2790的第二接触部分2784可以是任何合适的尺寸和/或形状。例如,在一些实施例中,第一接触部分2782和/或第二接触部分2784尺寸和形状可以被设计成分别对应于第一致动器2750和/或第二致动器2760。例如,在此类实施例中,第一接触部分2782和/或第二接触部分2784可以包括凹入部分,并且第一致动器2750和/或第二致动器2760的尺寸和形状可以被设计成分别对应于第一接触部分2782的凹入部分和/或第二接触部分2784的凹入部分。以这种方式,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以构造成促进其相应内容物(例如,试剂、物质等)的基本上完全的分配,和/或在刺穿第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790时促进获得用于使内容物从第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790行进的优选路径。
第一试剂容器2780的形状和尺寸被设计成基本上设置在第一试剂体积2742内部。第二试剂容器2790的形状和尺寸被设计成基本上设置在第二试剂体积2744内部。如在图18和图19中最佳图示的,第一试剂容器2780可以通过第一裙部2781和壳体2741的一部分之间的过盈配合维持在期望位置中。类似地,第二试剂容器2790可以通过第二裙部2791和壳体2741的一部分之间的过盈配合维持在期望位置中。以这种方式,在使用期间可以基本上维持第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790相对于壳体2741的期望位置。
在一些实施例中,第一试剂容器2780可以通过锁定构件(未示出)并且通过第一裙部2781与壳体2741的一部分和/或锁定构件的一部分之间的过盈配合维持在期望位置中。类似地,在此类实施例中,第二试剂容器2790可以通过锁定构件(未示出)并且通过第二裙部2791与壳体2741的一部分和/或锁定构件的一部分之间的过盈配合维持在期望位置中。
第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以具有任何合适的尺寸和/或体积。例如,在一些实施例中,在处于展开构型时,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以具有大约400 μL的内体积。在此类实施例中,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以最初包含大约300 μL到大约350 μL(及更具体地,大约325 μL)的本文中所述的任何试剂。因此,当第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790处于其相应的展开构型时,它们具有大约75%到大约88%的填充百分比。第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790构造成,连同其相应的壳体的部分和柱塞,使得当处于其相应的塌缩构型时,所分配的体积是大约250μL到大约300 μL(及更具体地,大约285 μL)。类似地陈述,当第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790处于其相应的塌缩构型时,它们具有在大约76%与大约92%之间的分配百分比。
第一试剂容器2780和第二试剂容器2790可以完全地或部分地填充有任何合适的试剂或物质。在一些实施例中,第一试剂容器2780和第二试剂容器2790可以包括相同内容物(例如,相同试剂)。在其他实施例中,第一试剂容器2780和第二试剂容器2790可以包括不一样的内容物(例如,第一试剂容器2780包含第一试剂,且第二试剂容器包含与第一试剂不同的第二试剂)。在一些实施例中,例如,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以包含转导颗粒,其包括经改造的核酸,其被配制成导致目标细胞(例如,细菌)产生一种或多种报告分子。在一些实施例中,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以包含一种或多种转导颗粒,其被改造成不能复制(例如,裂解性复制、溶原复制)。例如,在一些实施例中,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以包含在本文中以及在国际专利公开号WO2014/160418或国际专利公开号 WO2015/164746中所述的转导颗粒中的任一者。
在一些实施例中,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以包含试剂,其被配制成与一种或多种报告分子反应以生成和/或增强信号的产生。对于另一示例,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以包括底物,诸如十三醛,其可以与报告分子(例如,荧光素酶)相互作用,以例如经由发光反应产生可测量的信号。十三醛溶液可以是例如CASNo. 10486-19-8,其在25C时具有0.835 g/mL的密度和0.0002323 Pa-sec的动态黏度。对于又一示例,在一些实施例中,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以包括营养物、抗生素(例如,β-内酰胺、超广谱β-内酰胺、氨基糖甙类、安沙霉素类、碳头孢烯类、碳青霉烯类、任一代头孢菌素、糖肽类、林可酰胺类、脂肽类、大环内酯类、单菌胺类、硝基呋喃类、恶唑烷酮类、青霉素类、多肽、喹诺酮类、氟喹诺酮类、磺酰胺类、四环素类、分枝杆菌抗生素、氯霉素、莫匹罗星)、裂解试剂、消毒试剂、着色剂等等。
第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以由具有任何合适的尺寸的任何合适的材料构造。第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790的侧壁的厚度可以例如在大约0.010英寸和0.020英寸之间。此外,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以由对于包含在其中的(多种)物质(例如,转导颗粒、底物、抗生素、缓冲剂、表面活性剂或可以与检测化验一起使用的任何其他试剂)而言基本上不能渗透/或基本上呈化学惰性的材料构造。第一试剂容器2780的至少一部分(例如,易破部分2788)和/或第二试剂容器2790的至少一部分(例如,易破部分2789)可以由具有特定温度特性的材料(例如,聚合物薄膜,诸如任何形式的聚丙烯)构造,使得在特定温度以上维持期望的性质和完整性。例如,在一些情形中,可以期望在冷藏条件下储存包含试剂和/或底物的第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790。在一些实施例中,第一试剂容器2780的一部分和/或第二试剂容器2790的一部分可以由双向拉伸聚丙烯(BOP)构造。在一些实施例中,第一试剂容器2780的一部分和/或第二试剂容器2790的一部分可以由铝构造。在一些实施例中,第一试剂容器2780的一部分和/或第二试剂容器2790的一部分可以由下述材料构造:聚氯乙烯(PVC)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚乙烯(PE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE或PTFCE)、医药级共聚物、环烯烃共聚物膜、泰克妮、COCP12P、PCTFE膜层压、和/或泰克妮VA 10200。
例如,在一些实施例中,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以由PVC构造,使得在侧壁的内表面上具有聚乙烯EVOH的层压件。以这种方式,层压件可以起到氧气屏障的作用,以保存包含在第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790内的试剂。在一些实施例中,外表面可以包括PCTFE覆层,以起到湿气屏障的作用。在一些实施例中,易破部分2788和/或易破部分2789被焊接密封到侧壁。此外,在一些实施例中,易破部分2788和/或易破部分2789可以没有覆层以提供用于可重复操作的充分“可刺穿性”或最小破裂力度。在其他实施例中,易破部分2788和/或易破部分2789可以包括漆覆层。
反应室2732可以可移除地联接到壳体2741。如所示,反应室2732螺纹联接到壳体2741。然而,在其他实施例中,反应室2732可以形成过盈配合,以将反应室2732联接到壳体2741。以这种方式,试剂模块2710和反应室2732可以以解除联接的构型来储存(例如,作为样本收集或处理的成套用具的一部分)。测试样本可以放置到反应室2732中,并且壳体2741可以联接到反应室2732以形成容器组件2700。
反应室2732包括侧壁部分2734和远侧部分(包括底表面)2736,并且可以是用于包含临床样本(例如,患者样本)的任何合适的室以使得准许经由仪器(诸如,具有检测器212的仪器100)监视、识别和/或检测样本内的目标细胞(例如,细菌)。在一些实施例中,反应室2732的至少一部分(诸如,远侧部分2736)可以是基本上透明的,例如,以允许观察和/或光学监视包含在其中的内容物。在一些实施例中,反应室2732的一部分(例如,远侧部分)可以是基本上透明的,同时反应室2732的剩余部分可以是基本上不透明的。以这种方式,反应室2732可以构造成使光传送穿过反应室2732的基本上透明的部分,但是在反应室2732的基本上不透明部分处阻挡光。在一些实施例中,反应室2732的侧壁部分2734可以包括覆层,以允许光通过反应室2732的远侧部分2736的最佳透射。在一些实施例中,覆层可以是构造成阻挡和/或反射光的任何合适材料,例如标签。具体地,在一些实施例中,标签可以是白色标签以反射光。此外,在一些实施例中,反应室2732的远侧部分2736可以被抛光,以促进光通过其的最佳透射。
如图7中所示,反应室2732的远侧部分包括基本上平坦的底表面。平坦的底表面促进光通过其的基本上一致的输送。具体地,在使用中,光可以基本上一致地透射穿过远侧部分到检测器(诸如例如,图9中所示的检测器2212)。类似地陈述,该布置允许通过检测器2212或任何其他合适的检测器对容器组件2732进行“底部读取”。此外,在使用中,在远侧部分2736处的此类基本上平坦的表面可以导致容器组件2700被一致地放置成更靠近仪器2100中的光学检测窗口和/或与其接触。以这种方式,此类构型可以最小化在信号产生与信号检测之间的信号路径的距离,和/或最小化在信号路径中的不匹配的介电介质(dialectic medium)之间的界面,这两者都可以促成到达传感器的信号的损失(例如,由于光散射和/或光折射)。此外,在一些实施例中,例如,平坦表面可以构造成接触光学检测窗口。
反应室2732可以由任何合适材料构造,例如,玻璃、塑料(例如,聚丙烯)、丙烯酸等。在一些实施例中,反应室2732可以是可进行伽马(gamma)消毒的。在一些实施例中,反应室2732可以是市售的容器,例如,离心管、Eppendorf®管、玻璃小瓶、平底小瓶/管、圆底小瓶/管、或任何其他合适的容器。虽然在图7和图8中反应室2732被示为减缩的,但是反应室2732的形状可以被设计成使得其从反应室2732的近端到反应室2732的远端具有恒定直径。此外,反应室2732的形状可以被设计成使得离开轴线EE和离开轴线FF不与反应室的侧壁相交,以便使内容物从第一输送路径2771和第二输送路径2773直接流到样本。
在使用中,通过任何合适的机构将样本传送到反应室2732中。例如,可以使用拭子(swab)(诸如,在国际专利公开号WO2015/164746中所述的那些)来收集样本。然后,将试剂模块2710组装到反应室2732。具体地,如所示,壳体2741螺纹联接到反应室2732以形成容器组件2700。然后,将容器组件2700放置到仪器(诸如,图9中所示的仪器2100)中,以操纵容器组件2700来检测样本内的目标分子。例如,在一些实施例中,仪器2100可以包括加热模块(未示出),所述加热模块构造成加热反应室内的样本以促进细胞复制,这导致报告分子的更高生产率,例如以生成大于最小信号阈值的信号。
当容器组件2700处于任何合适的构型时,可以由仪器2100执行对容器组件2700进行的加热、培养和/或任何混合操作。例如,在一些实施例中,当容器组件2700处于初始(或第一)构型(其中第一致动器2750和第二致动器2760两者在其初始位置中)时,可以执行任何加热、培养和/或混合操作。在其他实施例中,当容器组件2700处于初始构型(其中第一致动器2750和第二致动器2760处于最终(或第二)构型,在所述最终(或第二)构型中,第一致动器2750和第二致动器2760两者在其最终位置中并且试剂已被输送到反应室2732中)时,可以执行任何加热、培养和/或混合操作。在另外的其他实施例中,当容器组件2700处于在初始(或第一)构型与最终(或第二)构型之间的任何合适的中间构型中时,可以执行任何加热、培育和/或混合操作。
图18和图19分别示出处于初始(或第一)构型(图18)和最终(或第二)构型(图19)的容器组件2700的一部分的截面侧视图。在第一构型中,第一致动器2750和第二致动器2760定位成使得设置在壳体2741内的第一试剂容器2780和第二试剂容器2790基本上没有变形。类似地陈述,第一致动器2750和第二致动器2760定位成使得它们不导致穿刺部2793和穿刺部2794分别刺穿第一试剂容器2780和第二试剂容器2790。因此,在处于第一构型时,容器组件2700处于“准备”状态。在一些实施例中,容器组件2700可以包括安全机构(未示出),以防止和/或限制第一致动器2750和/或第二致动器2760相对于壳体2741的移动直到操作者需要为止。
在一些实施例中,为促进报告分子的产生,可以将第一试剂(例如,来自第一试剂容器2780)传送到反应室2732内的样本中。这个操作可以在由仪器2100执行的混合、加热或培养操作之前、期间或之后执行。为致动容器组件2700,将力施加到第一致动器2750的接合部分2752,因此导致第一致动器2750如通过图18中的箭头GG所示的那样移动。可以通过仪器2100内的任何合适的机构(诸如‘928公开案中所示出和描述的机构)来施加力。更具体地,第一致动器2750(例如在第一接合部分2752处)被操纵以在壳体2741内移动第一柱塞部分2754,使得第一柱塞部分2754接合第一试剂容器2780的接触部分2782,以使第一试剂容器2780从第一构型部分地变形到第二构型。在第一柱塞部分2754接合第一试剂容器2780时,第一穿刺部2792刺穿第一试剂容器2780的一部分(例如,易破部分2788),以将试剂从第一试剂容器2780传送到第一试剂体积2742、第一输送部分2770、和/或反应室2732中。
在期望的时间,仪器2100然后可以操纵容器组件2700以检测样本内的目标分子(例如,经由报告分子)的存在。此类操纵可以包括例如将力施加在容器组件2700和/或试剂模块2710上,以将反应室2732的远端部分移动到仪器 2100的检测体积2234中(例如,见图9)。在一些实施例中,可以维持所述力使得反应室2732的远端部分相对于检测器2212被维持在恒定和/或可重复的位置中。然后可以在第二时间致动容器组件2700以将第二试剂输送到反应室2732中以促进检测操作。在一些实施例中,检测器2212可以在反应室2732的远端部分位于检测体积2234内之后开始接收信号(例如,“读取”),并且可以在添加试剂之前、期间和之后继续接收该信号。在其他实施例中,可以在检测操作期间的任何时间致动容器组件2700。
为在第二时间致动容器组件2700,将力施加到第二致动器2760的接合部分2753,因此导致第二致动器2760如通过图18中的箭头HH所示的那样移动。可以通过仪器2100内的任何合适的机构(诸如‘928公开案中所示出和描述的机构)来施加力。更具体地,第二致动器2760被操纵(例如,在第二接合部分2753处)以在壳体2741内移动第二柱塞部分2756,使得第二柱塞部分2756接合第二试剂容器2790的第二接触部分2784,以使第二试剂容器2790从第一构型部分地变形到第二构型。在第二柱塞部分2756接合第二试剂容器2790时,第二穿刺部2794刺穿第二试剂容器2790的一部分(例如,易破部分2789),以将试剂从第二试剂容器2790传送到第二试剂体积2744、第二输送部分2772、和/或反应室2732中。
图19且更详细地在图20中示出了由图19中的区域W指示的部分,容器组件2700处于最终(或第二)构型。在第二构型中,第一致动器2750和第二致动器2760定位成使得第一试剂容器2780和第二试剂容器2790本质上变形和/或塌缩。类似地陈述,第一致动器2750和第二致动器2760定位成使得相应力的至少部分分别被转移到第一试剂容器2780和第二试剂容器2790。在此类构型中,如所示,第一穿刺部2792已经刺穿第一试剂容器2780,使得第一试剂容器2780的内容物的期望量已经基本上离开第一试剂容器2780,且进入第一输送部分2770和/或反应室2732,如通过箭头II所示。类似地,第二穿刺部2794已经刺穿第二试剂容器2790,使得试剂容器2790的内容物的期望量已经基本上离开第二试剂容器2790,且进入第二输送部分2772和/或反应室2732,如通过箭头JJ所示。虽然被描述为在两个不同时间致动,但是在一些实施例中,根据期望的化验,可以基本上同时致动第一致动器2750和第二致动器2760。
在一些实施例中,容器组件2700可以结合产生荧光素酶反应的化验来使用,荧光素酶反应包括在荧光素酶和核黄素单核苷酸之间形成复合体。在缺乏合适的醛(即,试剂R,也称为底物)的情况下,该复合体不能在发光反应中继续形成。荧光素酶反应在添加醛后即刻继续并发光,且理想地,优选的是所有复合的荧光素酶都被触发以同时发射光子。因此,通过在检测操作期间从第二试剂容器2790传送试剂(例如,十三醛),可以在短的时间段内发射一定流量的光子。类似地陈述,添加来自第二试剂容器2790的试剂可以促进可以由检测器2212容易地检测到的一道闪光的产生。
然而,如通过在本文中呈现的测试结果所支持的,如果试剂和/或底物以太高的速率被传送到反应室中,则所检测到的光的量将减少和/或重复检测到的光的量将表现出增加的变化性,从而导致与光检测相关联的变化系数增大。性能的这种降低与在溶液中的飞溅和/或气泡形成(其在试剂和/或底物以高速传送时可以发生)相关。相反,如果试剂和/或底物以太低的速率被传送到反应室中,则所发射的光可缓慢地产生并且可能未达到用于实现准确测量的峰值水平。光输出的此类减小可以与以下各者有关:缓慢输送试剂、以不促进与样本快速混合的方式输送试剂、以使得试剂附着到壳体2741和/或反应室2732的壁(且并未到达样本)的方式输送试剂等等。因此,试剂和/或底物的混合可以被控制以产生期望的光输出性能。
如上文关于突出部776和突出部1776所述的,当第一试剂容器2780、第二试剂容器2790、第一反应体积2742和/或第二反应体积2744的内容物分别行进穿过第一输送部分2770和/或第二输送部分2772时,第一组突出部2776和第二组突出部 2778控制这些内容物的行为。换句话说,喷溅或射流形状会受到以下任一者的影响:突出部2776、2778、试剂的性质、或试剂行进穿过的流动路径。内容物的不受控制的喷溅会导致内容物附着到反应室2732的壁,从而导致试剂的至少一部分(来自第一试剂容器2780抑或第二试剂容器2790)逐渐到达样本或根本不到达样本。由于可检测的闪光反应需要试剂快速并且以受控的方式到达样本,所以不受控制的喷溅会导致不一致的结果和/或样本中存在报告分子的假阴性。另外,内容物的不受控制的喷溅会导致样本的充气、气泡的产生和飞溅,这些会减小反应的可见性或将反应减慢到不能够得到一致地检测的水平。也就是说,针对样本内的给定水平的报告分子,通过荧光素酶反应产生的信号可不为可重复的或一致的。
存在许多机构,通过这些机构,突出部2776、2778可以一旦致动试剂模块2710就控制试剂的流动(例如,羽流、涌流或射流)。例如,第一组突出部2776和/或第二组突出部2778可以将试剂向远侧导引朝向反应室2732中的样本,由此减少内容物附着到反应室2732的壁或端表面2745。这例如通过图19中的箭头II和JJ示出。第一组突出部2776和/或第二组突出部 2778可以导致试剂的流动被导引朝向样本以及控制羽流或射流使得即使样本中存在少量的报告分子,试剂(例如,十三醛)仍将足够快地与样本混合以至于将产生可从闪光反应检测的信号。另外,第一组突出部2776和/或第二组突出部2778可以控制内容物的喷溅,使得样本的充气、气泡的产生、以及飞溅被最小化并且不破坏对闪光反应的检测。
在一些实施例中,例如,当试剂分别流动穿过第一输送路径2771和第二输送路径2773时,第一组突出部2776和/或第二组突出部 2778可以限制试剂的旋涡度(或“漩涡运动”)。通过限制流动的非纵向速度,羽流(也称为射流或涌流)可以是被传送到反应室中的狭窄但为高速的流。试剂的涌流或羽流可以具有最大宽度,类似于上文关于容器组件700和容器组件1700的致动所示出和描述的最大宽度W。最大宽度与输送路径2771的尺寸D(或输送路径2773的尺寸D)的比可以是任何合适的值,例如以限制试剂冲击到反应室2732的壁上。在一些实施例中,最大宽度与输送路径2771和/或输送路径2773的尺寸D的比可以小于大约2。在其他实施例中,最大宽度与输送路径2771和/或输送路径2773的尺寸D的比可以小于大约4。
另外,可以以促进混合和/或减少湍流的速度和/或流率从试剂模块2710传送试剂和/或底物。通过减少湍流,离开流动路径的羽流、射流或涌流可以具有有限的非纵向速度分量,且因此可以与样本更有效地混合,如本文中所述的。例如,在一些实施例中,试剂和/或底物的混合包括通过以在大约20 mm每秒和大约90 mm每秒之间的速率线性地移动第一致动器2750和/或第二致动器2760来将试剂和/或底物传送到反应室中。由于不同的混合要求、定时等等,用于传送第一试剂容器2780的内容物(例如,转导颗粒)的输送速率可以不同于用于传送第二试剂容器2790的内容物(例如,底物)的输送速率。在一些实施例中,例如,可以以在大约10 mm/秒与大约30 mm/秒之间的速率移动第一致动器2750。此类实施例中的行进长度可以在大约8 mm与大约10 mm之间,因此用于从第一试剂容器2780传送试剂的输送时间可以在大约0.25秒与大约1.0秒之间。如下文所述的,试剂(例如,转导颗粒)的输送体积可以是大约0.3 ml,因此输送的流率可以在大约0.3 ml/秒与大约1.2 ml/秒之间。在一些实施例中,可以以在大约30 mm/秒与大约50 mm/秒之间的速率移动第二致动器2760。特别地,在一些实施例中,可以以大约38 mm/秒的速率移动第二致动器2760。此类实施例中的行进长度可以在大约8 mm与大约10 mm之间,因此用于从第二试剂容器2790传送试剂的输送时间可以在大约0.2秒与大约0.26秒之间。在其他实施例中,用于从第二试剂容器2790传送试剂的输送时间可以在大约0.2秒与大约0.3秒之间。如本文中所述的,将输送时间减小到更短的值会导致样本的充气、气泡的产生、以及飞溅,所有这些都会破坏对闪光反应的检测。如下文所述的,试剂(例如,底物)的输送体积可以是大约0.3 ml,因此输送的流率可以在大约1.1 ml/秒与大约1.5 ml/秒之间。在其他实施例中,输送的流率可以在大约0.5ml/秒与大约1.5 ml/秒之间。
如上文所述的,在一些实施例中,期望在出口开口处产生试剂的层流。试剂R的层流可以产生底物的更加可重复的输送(例如,通过限制非纵向流动分量),如本文中所讨论的。应理解,可以通过评估雷诺数来估定内部通道(诸如,输送路径2771和/或输送路径2773)内的流的流动特性(即,层流还是湍流):
其中ρ是流体的密度,μ是流体的黏度,v是通道内的流体的速度,并且D是通道(例如,输送路径2771、2773)的直径(或水力直径)。通过控制(即,减小)雷诺数,可以将出口流维持为层流。因此,在一些实施例中,输送路径2771、2773的尺寸D、试剂的运动黏度(运动黏度为μ/ρ)和致动速度可以使得试剂的出口流是层流式的。突出部2776、2778的包括可以例如起到减小这些输送路径的特性(或水力)直径D的作用,由此与针对无任何突出部的输送路径将呈现的雷诺数相比减小了雷诺数。
当第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790变形时,其内容物的期望量传送到反应室2732中使得“死体积”是有限的和/或基本上被消除。如在本文中使用的,“死体积”是从第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790分配的但是不传送到反应室2732中的试剂的体积。死体积可以包括例如输送路径和转移路径的体积。在一些实施例中,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以构造成在致动组件2700时限制其中的死体积。例如,在一些实施例中,接触部分2782和/或接触部分2784可以构造成连同相应的致动器2750和致动器2760的对应接合部分以减小死体积的受控方式来变形。以这种方式,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790可以构造成促进一致和/或可重复地分配其内容物(例如,试剂)。
在一些实施例中,帽组件(即,第一试剂容器2780和/或第二试剂容器2790连同其相应的柱塞和壳体的部分)构造成使得“死体积”在大约30 μL与大约50 μL之间。在一些实施例中,帽组件构造成使得“死体积”为大约40 μL±9 μL。通过限制死体积的部分-到-部分(part-to-part)的变化,可以改进试剂输送的准确度,并且因此改进化验的准确度。在一些实施例中,例如,帽组件构造成使得分配的体积为大约285 μL,其中变化系数为大约3%。
虽然第一输送路径2771的第一突出部2776和第二输送路径2773的第二突出部2778被示为分别平行于第一输送路径2771和第二输送路径2773的纵向轴线的长形突出部,但是突出部2776、2778也可以围绕第一输送路径2771或第二输送路径2773的纵向中心轴线被成形为处于螺旋形构型。此类实施例例如在如下情况中可以是有用的:漩涡或旋转速度分量是期望的(例如,以影响与样本的混合)。例如,图21是容器组件3700的示意图。容器组件3700可以与本文中或美国专利公开号2014/0272928和国际专利公开号WO2015/164746中所述的仪器中的任一者和/或部件中的任一者一起使用并由其操纵。以这种方式,根据本文中或‘928公开案中所述的方法中的任一者,容器组件3700和本文中所述的容器组件中的任一者可以用于检测和/或识别样本内的目标细胞(例如,细菌)。例如,在一些实施例中,容器组件3700可以用于将试剂设置和/或混合到样本中,同时维持在容器与外部区域之间的流体隔离。以这种方式,细胞识别的方法可以在封闭系统和/或均相化验中执行。类似地陈述,在一些实施例中,容器组件3700在不涉及从容器组件3700移除内容物、在容器组件3700内分离内容物、在容器组件3700内洗涤内容物和/或在容器组件3700内冲洗内容物的细胞识别和/或检测的方法中使用。
容器组件3700包括壳体3741、致动器3750和由样本容器(例如,样本管等等)限定的反应室3732。壳体3741可移除地联接到反应室3732。例如,在一些实施例中,壳体3741可以螺纹联接到反应室3732。在其他实施例中,壳体3741和反应室3732可以形成过盈配合,以将壳体3741联接到反应室3732。壳体3741限定构造成接收试剂容器3780的试剂体积3742。壳体3741包括穿刺部3792和输送部分3770。在一些实施例中,壳体3741、输送部分3770和/或穿刺部3792可以整体地构造。在其他实施例中,壳体3741、输送部分3770、和/或穿刺部3792可以单独地形成且然后结合在一起。输送部分3770包括用于将试剂体积3742和/或试剂容器3780的内容物转移到反应物3732的输送路径3771。输送路径3771包括螺旋形突出部3776(也称为长形突出部、叶片、流动结构或流动构件),所述螺旋形突出部被成形为使得螺旋形突出部3776围绕输送路径3771的纵向中心轴线成曲形。虽然被示出和描述为仅包括一个连续螺旋形突出部3776,但是输送路径3771可以包括任何合适数目的螺旋形突出部3776,诸如一个或四个。另外,虽然被示为从输送路径3771的近端延伸到输送路径3771的远端,但是螺旋形突出部3776可以仅延伸穿过输送路径3771的一部分。虽然在图21中被描述和示出为包括突出部,但是在一些替代性实施方式中,壳体3741无需包括突出部,其类似于图1和图2中所示的实施例。
致动器3750具有接合部分3752和设置在试剂体积3742内的柱塞部分3754。致动器3750的接合部分3752构造成被操纵以在试剂体积3742内移动柱塞部分3754以使试剂容器3780变形。以这种方式,柱塞部分3754的移动可以促使试剂容器3780的易破部分3788抵靠穿刺部3792以刺穿易破部分3788和/或使其破裂。致动器3750的柱塞部分3754和壳体3741的一部分可以共同地限定密封,以将试剂体积3742与壳体3741外部的体积流体地和/或光学地隔离。除螺旋形突出部3776之外,容器组件3700的部件在结构和功能上类似于上文描述的容器组件1700,且本文中将不进一步描述。
在使用中,操纵致动器3750(例如,接合部分3752)以在壳体3741内移动柱塞部分3754,使得柱塞部分3754接合试剂容器3780的接触部分(在图16中未识别),以使试剂容器3780从第一构型(示于图16中)部分地变形到第二构型(未示出)。在柱塞部分3754接合试剂容器3780的接触部分时,穿刺部3792刺穿试剂容器3780的一部分(例如,易破部分3788),以将内容物(例如,试剂)从试剂容器3780传送到反应体积3742、输送部分3770、和/或反应室3732中。从第二构型到第三构型(未示出),操纵致动器3750以在壳体3741内移动柱塞部分3754,使得柱塞部分3754接合试剂容器3780的接触部分,以使试剂容器3780从第二构型变形到第三构型。在试剂容器3780从第二构型变形到第三构型时,基本上全部其内容物从试剂容器3780传送到反应体积3742、输送部分3770和/或反应室3732中,使得在试剂容器3780中的“死体积”是有限的。以这种方式,可以获得内容物从试剂容器3780到反应室3732的基本上可重复的输送。例如,在一些实施例中,第一试剂容器在第一时间的变形和第二试剂容器在第二时间(在第一时间之后)的变形可以基本上类似,由此允许在第一时间和第二时间从试剂容器3780转移基本上全部的内容物。此外,此布置可以限制可能由于试剂容器3780的刺穿导致的堵塞或阻塞,因此提供试剂容器3780的内容物的更加可重复的输送。
在将试剂容器3780和/或反应体积3742的内容物输送穿过输送部分3770的输送路径3771时,螺旋形突出部3776控制内容物的行为使得内容物以受控羽流的方式离开输送路径3771。如果输送路径3771缺乏突出部,则可存在于输送路径3771的出口附近的压力梯度会导致内容物作为宽的、不受控制的喷溅而离开输送路径3771,如上文参考图3到图5中的虚线B所描述的。内容物的不受控制的喷溅可导致内容物附着到反应室3732的壁,从而导致内容物的至少一部分逐渐到达样本或根本不到达样本。由于可检测的闪光反应需要内容物快速地并且在短时间段内到达样本,所以不受控制的喷溅可导致不一致的结果和/或样本中存在报告分子的假阴性。另外,内容物的不受控制的喷溅会导致样本的充气、气泡的产生和飞溅,这些会减小反应的可见性或将反应减慢到不能够得到一致地检测的水平。螺旋形突出部3776将内容物向远侧导引朝向反应室3732中的样本,从而减少内容物附着到反应室3732的壁。螺旋形突出部3776控制内容物的行为,使得当存在报告分子时即使处于低的信号水平仍发生基本上可重复的闪光反应。换句话说,螺旋形突出部3776导致内容物的流动被导引朝向样本,并且螺旋形突出部3776控制喷溅使得即使样本中存在少量的报告分子,试剂和/或底物仍将足够快地与样本混合以至于发生可检测的闪光反应。另外,螺旋形突出部3776控制内容物的喷溅,使得样本的充气、气泡的产生和飞溅被最小化并且不破坏对闪光反应的检测。
虽然容器组件1700、2700和3700被示为包括在路径的出口处释放流体的输送路径,但是在其他实施例中,壳体和/或容器组件可以包括延伸穿过输送路径以将内容物的流动从试剂体积和/或试剂容器导引到反应室中的导管。例如,图22和图23示出用于与本文中所述的容器组件中的任一者(诸如,图7和图8中所示的容器组件2700)一起使用的壳体4741的俯视透视图和截面视图。
壳体4741限定构造成接收第一试剂容器4780(示于图25中)的第一试剂体积4742和构造成接收第二试剂容器4790(示于图20中)的第二试剂体积4744。壳体4741包括第一穿刺部4792、第二穿刺部4794、第一输送部分4770和第二输送部分4772。在一些实施例中,壳体4741、第一输送部分4770、第二输送部分4772、第一穿刺部4792和/或第二穿刺部4794可以整体地构造。在其他实施例中,壳体4741、第一输送部分4770、第二输送部分4772、第一穿刺部4792和/或第二穿刺部4794可以单独地形成且然后结合在一起。另外,如所示,第一输送部分4770限定与第一穿刺部4792流体连通的第一输送路径4771。类似地,第二输送部分4772限定与第二穿刺部4794流体连通的第二输送路径4773。
第一穿刺部4792和/或第二穿刺部4794构造成分别刺穿(例如,破裂)第一试剂容器4780的第一易破部分4788(示于图25中)和第二试剂容器4790的第二易破部分4789(示于图25中),以将试剂从第一试剂容器4780和/或第二试剂容器4790传送到反应室4732(示于图25中)中。因此,第一穿刺部4792和第二穿刺部4794包括如所示的尖头、锋利边缘和/或突出部,以分别刺穿第一试剂容器4780和第二试剂容器4790。此外,第一穿刺部4792限定与第一试剂体积4742流体连通的第一系列转移路径4793,并且第二穿刺部4794限定与第二试剂体积4744流体连通的第二系列转移路径4795。具体地,第一系列转移路径4793和第二系列转移路径4795中的每一者均包括围绕相应穿刺部的中心点以近似90度间隔隔开的四个通道。因此,如所示,包括第一系列转移路径4793和/或第二系列转移路径4795分别在第一穿刺部4792和第二穿刺部4794中产生不连续的截面形状。当第一穿刺部4792刺穿第一试剂容器4780时,第一系列转移路径4793提供第一试剂容器4780的内容物可以从中流动穿过的路径。类似地,当第二穿刺部4794刺穿第二试剂容器4790时,第二系列转移路径4795提供第二试剂容器4790的内容物可以从中流动穿过的路径。此外,第一系列转移路径4793、第二系列转移路径4795的布置、第一穿刺部4792的截面形状、和/或第二穿刺部4794的截面形状可以限制可由刺穿导致的堵塞或阻塞,因此提供第一试剂容器4780和/或第二试剂容器4790的内容物的更加可重复的输送。第一系列转移路径4793和第二系列转移路径4795在设计和功能上类似于上文描述的容器组件2700的第一系列转移路径2793和第二系列转移路径2795,且本文中将不进一步描述。
图23和图24分别示出图22中所示的壳体4741沿图22中的线Z-Z截取的截面视图和由图23中的区域V识别的部分的近视截面视图。如图23中所示,壳体4741包括用于实现壳体4741与反应室4732之间的连接的连接部分4743。第一输送路径4771包括第一导管4777,并且第二输送路径 4773包括第二导管4779。第一导管4777和第二导管4779向远侧延伸到连接部分4743的内部体积中。第一导管4777和第二导管4779可以是任何合适的长度。虽然第一导管4777和第二导管4779被示为仅部分地延伸穿过连接部分4743的内部体积,但是第一导管4777和/或第二导管4779可以形成为延伸穿过连接部分4743的内部体积的长度或延伸超过连接部分4743的内部体积。另外,虽然被示为成形为筒体,但是第一导管4777和第二导管4779可以是任何合适的形状,例如曲形、螺旋形或具有三角形截面。第一导管4777和第二导管4779可以经由任何合适的方法(例如,经由焊接或粘合)附接到壳体4741。类似于上文参考容器组件1700、2700和3700描述的突出部1776、2776、2778和3776,在一些实施例中,第一导管4777和第二导管4779 可以包括在第一导管4777和第二导管4779的内表面上的突出部。
如所示,第一输送路径4771与第一系列转移路径4793、第一试剂体积4742、第一导管4777和连接部分4743的内体积流体连通。类似地,第二输送路径4773与第二系列转移路径4795、第二试剂体积4744、第二导管4779和连接部分4743的内体积流体连通。如此,第一系列转移路径4793和第二系列转移路径4795构造成将反应室4732放置成分别与第一输送路径4771和第二输送路径 4773以及分别与试剂体积4742和试剂体积4744流体连通。以这种方式,第一试剂容器4780的内容物可以从第一试剂容器4780经由试剂体积4742、第一系列转移路径4793、和/或第一输送路径4771传送到反应室4732。类似地,第二试剂容器4790的内容物可以从第二试剂容器4790经由试剂体积4744、第二系列转移路径4795、和/或第二输送路径4773传送到反应室4732。
图25和图26分别示出处于第一构型(图25)和第二构型(图26)的容器组件4700的一部分的截面侧视图。容器组件4700可以与本文中(例如,仪器2100中)以及‘928公开案和美国专利公开号WO2015/164746中所述的仪器中的任一者和/或部件中的任一者一起使用并由其操纵。以这种方式,根据本文中或‘928公开案中所述的方法中的任一者,容器组件4700和本文中所述的容器组件中的任一者可以用于检测和/或识别样本内的目标细胞(例如,细菌)。例如,在一些实施例中,容器组件4700可以用于将试剂设置和/或混合到样本中,同时维持在容器与外部区域之间的流体隔离。以这种方式,细胞识别的方法可以在封闭系统和/或均相化验中执行。类似地陈述,在一些实施例中,容器组件4700在不涉及从容器组件4700移除内容物、在容器组件4700内分离内容物、在容器组件4700内洗涤内容物和/或在容器组件4700内冲洗内容物的细胞识别和/或检测的方法中使用。
容器组件4700包括壳体4741、第一致动器4750、第二致动器4760和反应室4732。如参考图23所述的,壳体4741限定构造成接收第一试剂容器4780的第一试剂体积4742和构造成接收第二试剂容器4790的第二试剂体积4744。可以将壳体4741、第一致动器4750、第一试剂容器4780、第二致动器4760和第二试剂容器4790的组件称为“帽组件”或“试剂组件”。壳体4741(和/或帽组件)可移除地联接到反应室4732。例如,如图25和图26中所示, 壳体4741可以经由连接部分4743螺纹联接到反应室4732的近侧部分。在其他实施例中,壳体4741和反应室4732可以形成过盈配合,以将壳体4741联接到反应室4732。因此,壳体4741(或帽组件)可以与反应室4732分开地储存和/或间隔开地储存。以这种方式,用户然后可以根据本文中(和在‘928公开案中)所述的方法将样本设置到反应室4732中,并且然后可以将壳体4741(或帽组件)组装到反应室4732(或“管”)并完成用于细胞识别的步骤,如本文中所述的。反应室4732在结构和功能上类似于参考容器组件2700描述的反应室2732,且本文中将不进一步描述。
如图26和图27中所示,第一致动器4750具有第一接合部分4752和设置在第一试剂体积4742内的第一柱塞部分4754。第二致动器4760具有第二接合部分4753和设置在第二试剂体积4744内的第二柱塞部分4756。第一致动器4750和第二致动器4760在结构和功能上类似于上文参考容器组件2700描述的第一致动器2750和第二致动器2760,且本文中将不进一步描述。另外,应理解,参考第一致动器4750描述的任何特征也可以或替代地应用到第二致动器4760,且反之亦然。
第一致动器4750的第一接合部分4752构造成被操纵以在第一试剂体积4742内移动第一柱塞部分4754,以使第一试剂容器4780变形。第二致动器4760的第二接合部分4753构造成被操纵以在第二试剂体积4744内移动第二柱塞部分4756,以使第二试剂容器4790变形。以这种方式,柱塞部分4754的移动可以促使第一试剂容器4780的易破部分4788抵靠穿刺部4792以刺穿易破部分4788和/或使其破裂。类似地,柱塞部分4756的移动可以促使第二试剂容器4790的易破部分4789抵靠穿刺部4794以刺穿易破部分4789和/或使其破裂。致动器4750的柱塞部分4754和壳体4741的一部分可以共同地限定密封,以将试剂体积4742与壳体4741外部的体积流体地和/或光学地隔离。类似地,致动器4760的柱塞部分4756和壳体4741的一部分可以共同地限定密封,以将试剂体积4744与壳体4741外部的体积流体地和/或光学地隔离。
如图25和图26中所示,第一试剂容器4780具有侧壁4786和易破部分4788(被称为“第一易破部分”),侧壁4786和易破部分4788一起限定内体积。如本文中所述的,内体积可以完全地或部分地填充有试剂和/或物质。另外,第一试剂容器4780具有接触部分4782(被称为“第一接触部分”)。第二试剂容器4790具有侧壁4787和易破部分4789(被称为“第二易破部分”)。另外,第二试剂容器4790具有接触部分4784(被称为“第二接触部分”)。第一试剂容器4780和第二试剂容器4790在结构和功能上类似于上文参考容器组件2700描述的第一试剂容器2780和第二试剂容器2790,且本文中将不进一步描述。另外,应理解,参考第一试剂容器4780描述的任何特征也可以或替代地应用到第二试剂容器4790,且反之亦然。
如图25中所示,容器组件4700处于第一构型。在第一构型中,第一致动器4750和第二致动器4760定位成使得设置在壳体4741内的第一试剂容器4780和第二试剂容器4790基本上没有变形。类似地陈述,第一致动器4750和第二致动器4760定位成使得它们不导致穿刺部4752和穿刺部4794分别刺穿第一试剂容器4780和第二试剂容器4790。因此,在处于第一构型时,容器组件4700处于“就绪”状态。在一些实施例中,容器组件4700可以包括安全机构(未示出),以防止和/或限制第一致动器4750和/或第二致动器4760相对于壳体4741的移动直到操作者需要为止。
为致动容器组件4700,将力施加到第一致动器4750的接合部分4752,并且将力施加到致动器4760的接合部分4753,因此导致第一致动器4750和第二致动器4760移动,如分别通过图25中的箭头OO和PP所示。可以通过任何合适的仪器(诸如,上文描述的仪器2100和‘928公开案中示出和描述的仪器)施加这些力。根据所期望的化验,可以基本上同时或在不同时间施加这些力。
更具体地,第一致动器4750被操纵(在第一接合部分4752处)以在壳体4741内移动第一柱塞部分4754,使得第一柱塞部分4754接合第一试剂容器4780的接触部分4782,以使第一试剂容器4780从第一构型部分地变形到第二构型。在第一柱塞部分4754接合第一试剂容器4780时,第一穿刺部4792刺穿第一试剂容器4780的一部分(例如,易破部分4788),以将试剂从第一试剂容器4780传送到第一试剂体积4742、第一输送部分4770、第一导管4777、和/或反应室4732中。类似地,第二致动器4760被操纵(例如,在第二接合部分4753处)以在壳体4741内移动第二柱塞部分4756,使得第二柱塞部分4756接合第二试剂容器4790的第二接触部分4784,以使第二试剂容器4790从第一构型部分地变形到第二构型。在第二柱塞部分4756接合第二试剂容器4790时,第二穿刺部4794刺穿第二试剂容器4790的一部分(例如,易破部分4789),以将试剂从第二试剂容器4790传送到第二试剂体积4744、第二输送部分4772、第二导管4779和/或反应室4732中。
如图26中且更详细地在图27(图27示出图21中所指示的区域T)中所示,容器组件4700处于第二构型。在第二构型中,第一致动器4750和第二致动器4760定位成使得第一试剂容器4780和第二试剂容器4790基本上变形和/或塌缩。类似地陈述,第一致动器4750和第二致动器4760定位成使得相应力的至少部分分别被转移到第一试剂容器4780和第二试剂容器4790。在此类构型中,如所示,第一穿刺部4792已经经刺穿的第一试剂容器4780,使得第一试剂容器4780的内容物的期望量已经基本上离开第一试剂容器4780,且进入第一输送部分4770、第一导管4777和/或反应室4732,如通过箭头MM所示。类似地,第二穿刺部4794已经刺穿第二试剂容器4790,使得第二试剂容器4790的内容物的期望量已经基本上离开第二试剂容器4790,且进入第二输送部分4772、第二导管4779和/或反应室4732,如通过箭头NN所示。
当第一试剂容器4780和/或第二试剂容器4790变形时,其内容物的期望量传送到反应室4732中使得“死体积”是有限的和/或基本上被消除。如在本文中使用的,“死体积”是从第一试剂容器4780和/或第二试剂容器4790分配的但是不传送到反应室4732中的试剂的体积。死体积可以包括(例如)输送路径和转移路径的体积。在一些实施例中,第一试剂容器4780和/或第二试剂容器4790可以构造成在组件4700被致动时限制其中的死体积。例如,在一些实施例中,接触部分4782和/或接触部分4784可以构造成,连同相应地致动器4750和致动器4760的对应接合部分,以减小死体积的受控方式变形。以这种方式,第一试剂容器4780和/或第二试剂容器4790可以构造成促进一致和/或可重复地分配其内容物(例如,试剂)。
在一些实施例中,帽组件(即,第一试剂容器4780和/或第二试剂容器4790连同其相应的柱塞和壳体的部分)构造成使得“死体积”在大约30 μL与大约50 μL之间。在一些实施例中,帽组件构造成使得“死体积”为大约40 µL ± 9 µL。通过限制死体积的部分-到-部分的变化,可以改进试剂输送的准确度,并且因此改进化验的准确度。在一些实施例中,例如,帽组件构造成使得经分配的体积为大约285 μL,其中变化系数为大约3%。
此外,在第一试剂容器4780、第二试剂容器4790、第一反应体积4742和/或第二反应体积4744的内容物行进穿过第一输送部分4770和/或第二输送部分4772并进入到反应室4732中时,第一导管4777和第二导管4779控制这些内容物的行为。在从第一导管4777和/或第二导管4779输送内容物时,第一导管4777和/或第二导管4779控制内容物的行为,使得内容物以受控羽流的方式离开第一导管4777和/或第二导管4779。第一导管4777和第二导管4779各自限定延伸朝向反应室4732的包含样本的部分(例如,反应室4732的底部)的离开轴线(分别为轴线KK和轴线LL),如图20中所示。以这种方式,第一导管4777和第二导管4779将内容物向远侧导引朝向反应室4732中的样本,从而减少内容物附着到反应室4732的壁。另外,通过使第一导管4777和第二导管4779的远端开口与近侧壁4745(示于图26中)保持距离,内容物的行为将不太可能受到可存在于近侧壁4745附近的压力梯度的影响并且导致反应室4732中的内容物发生不受控制的喷溅。因此,第一导管4777和/或第二导管4779控制内容物的行为,使得当存在报告分子时即使处于低的信号水平仍发生基本上可重复的闪光反应。换句话说,第一导管4777和/或第二导管4779导致内容物的流动被导引朝向样本,并且控制喷溅使得即使样本中存在少量的报告分子,试剂和/或底物仍将足够快地与样本混合以至于发生可检测的闪光反应。另外,第一导管4777和/或第二导管4779还减小内容物在反应室4732内的不受拘束、自由空间中行进的距离,使得样本的充气、气泡的产生和飞溅被最小化并且不破坏对闪光反应的检测。如此,可以限制内容物的湍流、飞溅、气泡的产生、充气等等,且相比样本包含这样的气泡、充气等等的情况,随后的光学读数可以更加准确。因此,在使用中,来自第一试剂容器4780和/或第二试剂容器4790、第一反应体积4742和/或第二反应体积4744的内容物可以分别从第一导管4777和/或第二导管4779流动到样本并产生可重复的、可检测的闪光反应。
虽然壳体4741将流体输送穿过第一导管4777和/或第二导管4779(它们被示出为作为分开的筒形管从第一输送路径4771和第二输送路径 4773延伸),但是壳体4741可以替代地包括限定第一输送路径和第二输送路径的内部筒形突起。例如,图28到图30示出用于与本文中所述的容器组件中的任一者(诸如,图7和图8中所示的容器组件2700)一起使用的壳体5741的截面视图、仰视透视图和底视图。
壳体5741限定构造成接收第一试剂容器(未示出)的第一试剂体积5742和构造成接收第二试剂容器(未示出)的第二试剂体积5744。壳体5741包括第一穿刺部5792、第二穿刺部5794、第一输送部分 5770和第二输送部分5772。壳体5741还包括连接部分5743和内部筒形突起5747。连接部分5743可以可移除地联接到反应室(未示出)。例如,在一些实施例中,连接部分5743可以螺纹联接到反应室。在其他实施例中,壳体5743和反应室可以形成过盈配合,以将壳体连接部分5743联接到反应室。在一些实施例中,壳体5741、第一输送部分5770、第二输送部分5772、第一穿刺部5792、第二穿刺部5794、连接部分5743和/或内部筒形突起5747可以整体地构造。在其他实施例中,壳体5741、第一输送部分5770、第二输送部分5772、第一穿刺部5792、第二穿刺部5794、连接部分5743和/或内部筒形突起5747可以单独地形成且然后结合在一起。另外,如所示,第一输送部分5770限定与第一穿刺部5792流体连通的第一输送路径5771。类似地,第二输送部分5772限定与第二穿刺部5794流体连通的第二输送路径5773。第一输送路径5771和第二输送路径5773由壳体5741的内部筒形突起5747限定。
第一穿刺部5792和/或第二穿刺部5794构造成分别刺穿(例如,破裂)第一试剂容器的第一易破部分和第二试剂容器的第二易破部分,以将试剂从第一试剂容器和/或第二试剂容器传送到反应室(未示出)中。第一试剂容器和/或第二试剂容器可以在结构和功能上类似于上文描述的试剂容器中的任一者,且本文中将不进一步描述。另外,反应室可以在结构和功能上类似于上文描述的反应室中的任一者,且本文中将不进一步描述。第一穿刺部5792和第二穿刺部5794包括如所示的尖头、锋利边缘和/或突出部,以分别刺穿第一试剂容器和第二试剂容器。此外,第一穿刺部5792限定与第一试剂体积5742流体连通的第一系列转移路径5793,并且第二穿刺部5794限定与第二试剂体积5744流体连通的第二系列转移路径5795。第一系列转移路径5793和第二系列转移路径5795可以在结构和功能上类似于上文描述的第一系列转移路径和/或第二系列转移路径中的任一者,且本文中将不进一步描述。
如所示,第一输送路径5771与第一系列转移路径5793、第一试剂体积5742、连接部分5743的内体积流体连通。类似地,第二输送路径5773与第二系列转移路径5795、第二试剂体积5744和连接部分5743的内体积流体连通。在壳体5741联接到反应室的构型中,第一系列转移路径5793和第二系列转移路径5795构造成将试剂体积5742和试剂体积5744放置成分别与第一输送路径5771和第二输送路径5773以及与反应室流体连通。以这种方式,试剂容器5780的内容物可以从试剂容器5780经由试剂体积5742、第一系列转移路径5793、和/或第一输送路径5771传送到反应室。类似地,试剂容器5790的内容物可以从试剂容器5790经由试剂体积5744、第二系列转移路径5795、和/或第二输送路径5773传送到反应室。
此外,第一输送路径5771和第二输送路径5773分别控制在第一试剂体积5742与反应室之间以及在第二试剂体积5744与反应室之间的流体流动的行为。换句话说,在第一试剂容器、第二试剂容器、第一反应体积5742和/或第二反应体积5744 的内容物行进穿过第一输送部分5770和/或第二输送部分5772并进入到反应室中时,第一输送路径5771和第二输送路径5773控制这些内容物的行为。在从第一输送路径5771和/或第二输送路径5773输送内容物时,第一输送路径5771和/或第二输送路径5773控制内容物的行为,使得内容物以受控羽流的方式离开第一输送路径5771和/或第二输送路径5773。第一输送路径5771和第二输送路径5773将内容物向远侧导引朝向反应室的包含样本的部分(例如,反应室的底部),从而减少内容物附着到反应室的壁。另外,通过使第一输送路径5771和第二输送路径5773的远端开口与近侧壁5745(示于图23中)保持距离,内容物的行为将不太可能受到可存在于近侧壁5745附近的压力梯度的影响,并且导致反应室中的内容物发生不受控制的喷溅。因此,第一输送路径5771和/或第二输送路径5773控制内容物的行为,使得当存在报告分子时即使处于低的信号水平仍发生基本上可重复的闪光反应。换句话说,第一输送路径5771和/或第二输送路径5773导致内容物的流动被导引朝向样本,并且控制喷溅使得即使样本中存在少量的报告分子,试剂和/或底物仍将足够快地与样本混合以至于发生可检测的闪光反应。另外,第一输送路径5771和/或第二输送路径5773还减小内容物在反应室内的不受拘束、自由空间中行进的距离,使得样本的充气、气泡的产生和飞溅被最小化并且不破坏对闪光反应的检测。因而,可以限制内容物的湍流、飞溅、气泡的产生、充气等等,且相比样本包含这样的气泡、充气等等的情况,随后的光学读数可以更加准确。因此,在使用中,来自第一试剂容器、第二试剂容器、第一反应体积5742和/或第二反应体积5744的内容物可以分别从第一输送路径5771和第二输送路径5773流动到样本并产生可重复的、可检测的闪光反应。
底物的输送速率的分析
在使用中,上文描述的容器组件(包括容器组件1700、容器组件2700、容器组件3700、容器组件4700和容器组件 5700)可以在一些实施例中采用细菌荧光素酶报告转导颗粒。这些报告体导致诸如来自生物体费氏弧菌(A. fischeri)的细菌荧光素酶的表达。细菌荧光素酶包括编码LuxA和LuxB蛋白质(其进行组合以形成活性荧光素酶)的luxA和luxB基因。在氧气,减少的黄素单核苷酸(FMNH2,通过宿主细胞供应)、和诸如十三醛的醛(经外源供应,且其容易渗透到活细菌细胞中)存在时,LuxAB催化发光反应。
因此,在此类方法或化验期间,表达细菌荧光素酶和荧光素酶分子复合体FMNH2分子。这些复合体积聚,且在添加醛时,继续发光反应。理想地,优选的是触发所有复合的荧光素酶以同时发射光子。以这种方式,在短的时间段中发射大流量的光子,即,产生可以容易地检测到的一道闪光,尤其在存在低负载的目标细胞时。应理解,如果复合的荧光素酶以非同步方式发射光,则光子在延长的时间段内发射,由此不产生闪光。
因为光发射动力学通过醛(即,底物)的可用性进行介导,所以在理想条件下,期望将醛瞬间地输送到反应的整个体积。以快的速度将醛注射到反应中可以接近该理想状况。因此,更快的注射速度导致更加优化的闪光反应。实际上,检验醛的注射速度对光输出的影响的研究(被识别为2014试验)发现,在测量光产生的峰值时,增大注射速度导致更大的光输出。然而,在某一点处,发现注射速度的增大导致更低光输出和/或结果的更大变化性。这种现象有可能归因于在反应中的飞溅和泡沫形成,飞溅和泡沫形成用于扰乱或破坏对所产生的光的检测。因此,发现了在其中获得最大光输出的注射速度(被表达为致动器的速度)的期望范围。对标准部件执行2014试验的测试,并且所述测试包括具有致动器(类似于本文中示出的致动器2760)的容器组件,所述致动器以类似于在代表性仪器内将如何发生致动的方式被致动。具体地,通过步进马达来致动标准致动器,并且以各种不同的速度设定点移动标准致动器以确定分配时间、分配流率、以及致动器速度对检测性能的影响。
2014试验的试验结果总结在图31中,图31是示出在以不同的致动器速度(即,致动器的向下速度)注射醛之后从荧光素酶表达细胞获得的平均最大信号输出(即,相对光单位,或RLU)的柱状图。这些速度被呈现为提供给步进马达的速度设定点(或命令的速度)。因此,81.28 mm/秒的速度设定点是基于用于以3,200步每秒移动步进马达的输入命令,其中一步为0.0254 mm。应注意,RLU值被表达为在该研究中获得的百分比或最大RLU值。
如所示,这个实验中的最优RLU输出在3,200步/秒时观察到,其中,RLU值最大且光输出的变化性(表达为变化系数)最小。进一步的试验识别出对于一些化验而言的在大约2,500步/秒(63.5 mm/秒)与大约3,200步/秒(81.3 mm/秒)之间的最优范围。因此,在一些实施例中,通过以大约2,850步/秒(72.4 mm/秒)的速率线性地移动致动器来混合底物。2014试验证实,存在如下的致动器速度区域(其与分配时间和所分配的试剂的流率有关),在所述致动器速度区域处将出现最优RLU输出。类似地陈述,如果试剂分配得太慢抑或太快,则检测性能减退。
然而,在进一步评估2014试验中所使用的装备后,即刻推断出步进马达不以所提供的设定点移动。因此,即使设定点是针对特定的致动器速度(例如,81.28 mm/秒),仍推断出步进马达有可能由于在试验期间施加在步进马达上的负载而实际以更低的速度移动。此外,推断出,致动器的实际速度在移动的持续时间内是变化的,且因此致动器仅在行进持续时间的一小部分内以近乎恒定的速度行进。这在图32中概念地示出,图32是致动器速度(y轴)随致动器行进距离(x轴)的变化的说明性绘图。应注意,图32中的绘图非为实际数据,而是为了说明在2014试验期间致动器的可能的行为而呈现的。如图32中所示,推断出,致动器移动的曲线包括很长的加速阶段,随后是很长的减速阶段。就此类致动器移动曲线而言,刺破事件(即,刺破试剂容器,所述试剂容器类似于试剂容器2790)在致动器更缓慢地移动时(即,在其加速阶段期间)发生,且因此其发生的速度并非和当刺破事件以更高的致动器速度发生时那么快。
考虑到围绕2014试验的推断,实施额外的试验以确定在分配操作期间致动器速度、试剂分配时间和/或试剂的流动速度的期望范围。具体地,实施第二项研究(被识别为2015试验)以针对三个不同试剂模块检验醛的注射速度对光输出的影响。所试验的试剂模块包括:“标准”试剂模块(即,输送路径内没有突出部的试剂模块;被识别为“0.025 常规”模块);类似于试剂模块2710的试剂模块(被识别为“0.030带凹槽型”模块);以及在设计上类似于试剂模块4710的试剂模块(即,具有类似于第一导管4777的导管的试剂模块,其延长输送路径;被识别为“0.025延长型”模块)。此外,在2015试验期间,经由步进马达上的轴编码器来测量用于致动试剂模块的致动器的步进马达的实际速度。因此,在测试期间致动器的实际移动是已知的。具体地,图33示出了致动器速度(以每秒的马达步数来测量;y轴)随致动器行进距离(以马达总步数来测量;x轴)的变化的图。如图33中所示,致动器移动的曲线包括非常短的加速阶段,随后是很长的恒定速度阶段,以非常短的减速阶段结束。就此类致动器移动曲线而言,刺破事件(即,刺破试剂容器,所述试剂容器类似于试剂容器2790)很可能在致动器一致地且快速地移动时(即,在恒定速度阶段期间)发生。
2015试验包括:评估试剂(即,醛)分配速度对平均最大信号输出(即,相对光单位,或RLU)的影响,以及针对上文所识别的三个不同试剂模块的变化系数(CV)。测试还包括:评估第一试剂容器(例如,类似于试剂容器2780)中包含的转导颗粒的分配速度,以确定转导颗粒的更早混合对光学检测操作的性能的影响。通常,期望的性能出现在RLU信号被最大化并且CV信号被最小化的区域内。图34和图35示出在针对所试验的三个试剂模块中的每一者以不同的致动器速度注射醛之后从荧光素酶表达细胞获得的RLU的图。图34和图35还包括每个试剂模块的CV(以虚线示出)。图34是针对其中以1900步每秒的速度发生转导颗粒分配的化验的数据,并且图35是针对其中以2400步每秒的速度发生转导颗粒分配的化验的数据。
如所示,增加致动器速度可以产生更高的RLU(例如,见图35,其示出0.030 带凹槽型模块的峰值输出)。然而,将致动器速度增加超过大约1500步每秒被示为潜在地具有RLU值的收益减退,但具有通常更高的CV。因此,2015试验识别出对于一些化验而言的在大约30mm/秒(大约1200步每秒)与大约50 mm/秒(大约1970步每秒)之间的、且特别地处于大约38mm/秒(1500步每秒)的速率的最优范围。如本文中所述的,试剂(例如,底物)的输送体积可以是大约0.3 ml,因此针对此类化验的输送的流率可以在大约1.1 ml/秒与大约1.5 ml/秒之间。
在本文中还描述了输送试剂并执行检测操作的方法。例如,图36是根据实施例的输送试剂的方法10的流程图。方法10可以作为本文中所述的类型的化验或分子诊断测试的一部分被执行,并且可以作为可重复地检测样本内报告分子的存在的一部分被执行。可以使用本文中所述的容器组件和仪器中的任一者来执行方法10。例如,可以使用容器组件700、容器组件1700、容器组件2700、容器组件3700、容器组件4700、或容器组件5700中的任一者来执行方法10。可以使用本文中所述的仪器100或仪器2100、或任何其他合适的仪器来执行方法10。
方法10包括:在12处,将试剂模块联接到样本容器使得试剂模块的端表面覆盖由样本容器限定的反应室。反应室包含样本,并且试剂模块包括壳体,所述壳体限定包含试剂的试剂体积。壳体包括侧壁,侧壁在试剂模块联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径。侧壁包括在输送路径内的突出部。例如,在一些实施例中,试剂模块可以是试剂模块2710,并且样本容器可以是如上文所述的反应室2732。例如,联接可以通过将试剂模块螺纹联接到容器以产生封闭系统来执行,如本文中关于容器组件2700所述的那样。然后,在14处,将样本容器的至少远端部分放置到仪器中。仪器可以是例如上文所述的仪器2100。可以以任何合适的方式将样本容器放置到仪器中。例如,在一些实施例中,可以将样本容器放置在架子或匣盒中,所述架子或匣盒然后被装载到仪器中。在其他实施例中,可以将样本容器放置到传送系统上,所述传送系统将容器“供给”或装载到仪器中。然后,在16处致动仪器,以对容器组件(样本容器和试剂模块的组件)执行一个或多个操作(或操纵前述容器组件)。可以通过按压按钮、键入程序或任何其他合适的方法来致动仪器。具体地,致动仪器以:在16A处,在试剂模块上产生力,以将样本容器的至少远端部分移动到仪器的检测体积中;以及在16B处,当样本容器的远端部分在检测体积中时,操纵试剂模块以将试剂从试剂体积经由输送路径传送到反应室中。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内移动致动器(诸如,上述致动器2760),以在输送路径内产生试剂的流。在此类实施例中,所述流可以一旦离开输送路径进入到反应室中就形成离开羽流,并且所述离开羽流可以与试剂模块的端表面分离。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内以一速度移动致动器(诸如,上述致动器2760),以在输送路径内产生试剂的流。可以选择所述速度,使得试剂的流是层流式的。在一些实施例中,致动器速度可以在大约30 mm/秒与大约50 mm/秒之间。在一些实施例中,所述方法可以包括:传送本文中示出和描述的类型的十三醛溶液。在此类实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内以一定速度移动致动器,以在输送路径内产生试剂的流动。所述系统可以构造成并且所述方法可以执行成使得溶液的黏度、特征直径和速度产生十三醛的层流。
图37是根据实施例的输送试剂的方法20的流程图。方法20可以作为本文中所述的类型的化验或分子诊断测试的一部分被执行,并且可以作为可重复地检测样本内报告分子的存在的一部分被执行。可以使用本文中所述的容器组件和仪器中的任一者来执行方法20。例如,可以使用容器组件700、容器组件1700、容器组件2700、容器组件3700、容器组件4700、或容器组件5700中的任一者来执行方法20。可以使用本文中所述的仪器100或仪器2100、或任何其他合适的仪器来执行方法20。
方法20包括:在22处,将试剂模块联接到样本容器使得试剂模块的端表面覆盖由样本容器限定的反应室。反应室包含样本,并且试剂模块包括壳体,所述壳体限定包含试剂的试剂体积。壳体包括侧壁,侧壁在试剂模块联接到反应室时限定试剂体积与反应室之间的输送路径。例如,在一些实施例中,试剂模块可以是试剂模块2710,并且样本容器可以是如上文所述的反应室2732。例如,联接可以通过将试剂模块螺纹联接到容器以产生封闭系统来执行,如本文中关于容器组件2700所述的那样。然后,在24处,将样本容器的至少远端部分放置到仪器中。仪器可以是例如上文所述的仪器2100。可以以任何合适的方式将样本容器放置到仪器中。例如,在一些实施例中,可以将样本容器放置到架子或匣盒中,所述架子或匣盒然后被装载到仪器中。在其他实施例中,可以将样本容器放置到传送系统上,所述传送系统将容器“供给”或装载到仪器中。然后,在26处致动仪器,以对容器组件(样本容器和试剂模块的组件)执行一个或多个操作(或操纵前述容器组件)。可以通过按压按钮、键入程序或任何其他合适的方法来致动仪器。具体地,致动仪器以:在26A处,在试剂模块上产生力,以将样本容器的至少远端部分移动到仪器的检测体积中;以及在26B处,当样本容器的远端部分在检测体积中时,操纵试剂模块以在大约0.2秒与大约0.3秒之间的时间段内将试剂从试剂体积经由输送路径传送到反应室中。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内移动致动器(诸如,上述致动器2760),以在输送路径内产生试剂的流。在此类实施例中,所述流可以一旦离开输送路径进入到反应室中就形成离开羽流,并且所述离开羽流可以与试剂模块的端表面分离。在一些实施例中,致动仪器以操纵试剂模块包括:在试剂体积内以一速度移动致动器(诸如,上述致动器2760),以在输送路径内产生试剂的流。可以选择速度,使得试剂的流是层流式的。在一些实施例中,致动器速度可以在大约30 mm/秒与大约50 mm/秒之间。在一些实施例中,在方法20中,致动仪器可选地导致仪器的光学检测器在所述时间段期间接收与检测体积中的光发射的量级相关联的信号(26C)。虽然上文已描述了各种实施例,但是应理解,呈现这些实施例仅是为了举例说明而非进行限制。在上文所述的方法和/或示意图指示某些事件和/或流线图以某种次序发生的情况下,可修改某些事件和/或流线图的次序。另外,在可能时,可在并行的过程中同时执行以及按顺序执行某些事件。虽然特别示出和描述了实施例,但是将理解,可做出形式和细节方面的各种变化。虽然已将各种实施例描述为具有特定的特征和/或部件的组合,但是其他实施例是有可能的,这些其他实施例具有来自如上文所讨论的实施例中的任一者的任何特征和/或部件的组合。已在分子诊断装置的通用背景中描述了多个方面,但发明性概念未必限于在分子诊断装置中使用。例如,在一些实施例中,本文中所述的容器组件和/或试剂模块中的任一者可以包括结合壳体2741所描述的突出部中的任一者。
Claims (18)
1.一种用于细胞检测的设备,包括:
- 反应室(732、1732、2732、3732);
- 壳体(741、1741、2741、3741),所述壳体(741、1741、2741、3741)构造成可移除地联接到反应室(732、1732、2732、3732),所述壳体限定试剂体积(742、1742、2742、2744、3742),所述试剂体积(742、1742、2742、2744、3742)构造成包含试剂,所述壳体包括侧壁(774、2774),所述侧壁(774、2774)当所述壳体联接到所述反应室时限定所述试剂体积与所述反应室之间的输送路径(771、1771、2771、2773、3771),所述输送路径具有输送路径长度(L),所述侧壁包括所述输送路径内的突出部(776、1776、2776、2778、3776),所述壳体还包括限定出口开口(746、2746)的端表面(745、1745、2745),当所述试剂离开所述输送路径进入到所述反应室中时,所述试剂被传送穿过所述出口开口;以及
- 致动器(750、1750、2750、2760、3750),所述致动器(750、1750、2750、2760、3750)构造成被操纵以将所述试剂从所述试剂体积经由所述输送路径传送到所述反应室中,
其中:
- 所述输送路径限定纵向中心线和流动区域,所述流动区域以所述侧壁为边界并且在垂直于所述纵向中心线的平面内,所述输送路径的流动区域具有直径;
- 所述突出部延伸到所述流动区域中距所述侧壁一段距离(HP),所述距离(HP)与所述直径的比在0.1与0.2之间;
- 所述突出部延伸到所述出口开口中;并且
- 所述突出部长度(LP)等于或大于所述输送路径长度(L)。
2.根据权利要求1所述的设备,其中:
- 所述突出部(776, 1776, 2776, 2778, 3776)包括平行于所述纵向中心线的边缘(1761、2762),所述边缘具有为所述路径长度(L)的至少10%的长度。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备,其中:
- 所述突出部(776, 1776, 2776, 2778, 3776)包括平行于所述纵向中心线的边缘,所述边缘具有为所述路径长度(L)的至少一半的长度。
4.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备,其中,所述输送路径限定纵向中心线、路径长度、以及流动区域,所述路径长度沿着所述纵向中心线,所述流动区域以所述侧壁为边界并且在垂直于所述纵向中心线的平面内,所述输送路径的流动区域具有直径,所述路径长度与所述直径的比在2.5与3.5之间。
5.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备,其中,所述侧壁包括在所述输送路径内的多个突出部(776, 1776, 2776, 2778, 3776),所述多个突出部包括所述突出部(776,1776, 2776, 2778, 3776)。
6.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备,其中:
- 所述输送路径限定纵向中心线;并且
- 所述侧壁包括在所述输送路径内的多个突出部(776, 1776, 2776, 2778, 3776),所述多个突出部包括所述突出部,所述多个突出部围绕所述纵向中心线在周向上等距间隔。
7.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备,其中,所述致动器具有柱塞部分(1754、2754、2756)和接合部分(1752、2752、2753),所述柱塞部分设置在所述试剂体积内,所述致动器的接合部分构造成接收力以在所述试剂体积内移动所述柱塞部分。
8.根据权利要求7所述的设备,还包括:
- 试剂容器(1780、2780、2790、3780),所述试剂容器(1780、2780、2790、3780)设置在所述试剂体积内,所述试剂容器包含所述试剂并且包括易破部分(1788、2788、2789、3788),所述壳体包括在所述试剂体积内的穿刺部(1792、2792、2794、3792),所述穿刺部具有构造成刺穿所述试剂容器的易破部分的尖头;并且
- 所述致动器的柱塞部分构造成接触所述试剂容器使得所述穿刺部刺破所述试剂容器的易破部分以将所述试剂从所述试剂体积经由所述输送路径传送到所述反应室中。
9.根据权利要求8所述的设备,还包括:
- 设置在所述试剂体积内的所述试剂容器,所述试剂容器包含被配制成与样本中的多种报告分子反应以增强信号的产生的试剂。
10.根据权利要求9所述的设备,其中,所述试剂是第一试剂,所述设备还包括:
- 设置在所述试剂体积内的所述试剂容器,所述试剂容器包含被配制成与样本中的多种报告分子反应以增强信号的产生的第一试剂;并且
- 所述反应室包含被配制成与所述样本反应以限制所述信号的产生的第二试剂。
11.根据权利要求10所述的设备,其中,所述第二试剂被配制成对所述样本进行消毒。
12.一种用于细胞检测的方法,包括:
- 将试剂模块(710、1710、2710)联接到样本容器,使得所述试剂模块的端表面(745、1745、2745)覆盖由所述样本容器限定的反应室(732、1732、2732),所述反应室包含样本,所述试剂模块包括壳体(741、1741、2741、3741),所述壳体限定包含试剂的试剂体积(742、1742、2742、2744、3742),所述壳体包括侧壁(774、2774),所述侧壁(774、2774)在所述试剂模块联接到所述反应室时限定所述试剂体积与所述反应室之间的输送路径(771、1771、2771、2773、3771),所述输送路径具有输送路径长度(L),所述侧壁包括在所述输送路径内的突出部(776、1776、2776、2778、3776),所述壳体还包括限定出口开口的端表面,当所述试剂离开所述输送路径进入到所述反应室中时,所述试剂被传送穿过所述出口开口;
- 在所述联接之后,将所述样本容器的至少远端部分设置到仪器(100、2100)中;以及
- 致动所述仪器,以使得:
- 在所述试剂模块上产生力,以将所述样本容器的至少远端部分移动到所述仪器的检测体积(2234)中;以及
- 当所述样本容器的远端部分在所述检测体积中时,操纵所述试剂模块以将所述试剂从所述试剂体积经由所述输送路径传送到所述反应室中,
其中:
- 所述输送路径限定纵向中心线和流动区域,所述流动区域以所述侧壁为边界并且在垂直于所述纵向中心线的平面内,所述输送路径的流动区域具有直径;
- 所述突出部延伸到所述流动区域中距所述侧壁一段距离,所述距离与所述直径的比在0.1与0.2之间;
- 所述突出部延伸到所述出口开口中;并且
- 所述突出部长度(LP)等于或大于所述输送路径长度(L)。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述致动所述仪器以操纵所述试剂模块包括:在所述试剂体积内移动致动器(750、1750、2750、2760、3750)以在所述输送路径内产生所述试剂的流,所述流一旦离开所述输送路径进入到所述反应室中就形成离开羽流,所述离开羽流与所述试剂模块的端表面分离。
14.根据权利要求12或13中的任一项所述的方法,其中,所述致动所述仪器以操纵所述试剂模块包括:在所述试剂体积内以一速度移动致动器(750、1750、2750、2760、3750)以在所述输送路径内产生所述试剂的流,所述速度使得所述试剂的流是层流式的。
15.根据权利要求12至13中的任一项所述的方法,其中:
- 所述试剂是包含十三醛的溶液;
- 所述输送路径限定纵向中心线(CL)和流动区域,所述流动区域以所述侧壁为边界并且在垂直于所述纵向中心线的平面内,所述输送路径的流动区域具有特征直径;并且
- 所述致动所述仪器以操纵所述试剂模块包括:在所述试剂体积内以一定速度移动致动器以在所述输送路径内产生所述试剂的流,所述溶液的黏度、所述特征直径、以及所述速度使得所述试剂的流是层流式的。
16.根据权利要求12至13中的任一项所述的方法,其中,所述致动所述仪器以操纵所述试剂模块包括:在所述试剂体积内以一速度移动致动器以在所述输送路径内产生所述试剂的流,所述速度在30 mm/秒与50 mm/秒之间。
17.根据权利要求12至13中的任一项所述的方法,其中:
- 所述试剂体积包括包含所述试剂的试剂容器(1780、2780、2790、3780);
- 所述壳体包括在所述试剂体积内的穿刺部(1792、2792、2794、3792);并且
所述致动所述仪器以操纵所述试剂模块包括:在所述试剂体积内移动致动器,以促使所述试剂容器的易破部分(1788、2788、2789、3788)接触所述穿刺部以刺穿所述易破部分并且在所述输送路径内产生所述试剂的流。
18.根据权利要求12至13中的任一项所述的方法,其中:
- 所述输送路径限定纵向中心线;并且
- 所述侧壁包括在所述输送路径内的多个突出部(776, 1776, 2776, 2778, 3776),所述多个突出部包括所述突出部(776, 1776, 2776, 2778, 3776),所述多个突出部围绕所述纵向中心线在周向上等距间隔。
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