CN108351340B - 夹盒组件 - Google Patents
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Abstract
一种夹盒组件,其包括具有用于接收流动池的流动池腔的壳体,以及具有用于接收期望量的液体的液体井的井板。井板包括阀站、泵站和射流分析站,以及与其相关联的通道。泵组件管理通过泵站和射流分析站之间的通道的流体流动。旋转阀组件包括转子轴和转子阀,转子阀定位为绕旋转轴线旋转,以及选择性地将井联接至泵站。转子轴包括在其远端处的双花键配置。双花键配置具有第一组花键和第二组花键。第一组花键形成驱动接口,并且第二组花键形成位置编码接口。
Description
相关申请
本申请要求申请于2016年10月14日的美国临时申请系列No.62/408,631和申请于2016年12月8日的荷兰申请系列No.2017959;前述每个申请通过引用全文结合于此。
背景技术
用于生物或化学研究的多种方案包括大量受控反应的执行。这些反应可以根据预定的方案、由具有例如合适的流体学、光学和电子学的自动系统而执行。该系统可例如用于生成生物或化学产品,以用于随后的使用,或是用于分析样本,以检测样本的某些特性/特征。当在一些情况下分析样本时,可将包括可识别的标记(例如荧光标记)的化学部分递送至样本所在的腔,并且选择性地结合至该样本的另一化学部分。可以通过使用辐射激发标记以及然后检测来自标记的光线发射来观察这些化学反应。这些光线放射也可通过其他方式提供,诸如通过化学发光提供。
一些已知的系统使用流体装置,诸如流体池,其包括由流动池的一个或多个限定的流动通道(例如,内腔)。反应可以沿着内表面执行。流动池典型地定位为靠近包括用于将流动通道内的样本成像的装置的光学组件。光学组件可包括物镜和/或固态成像装置(例如,CCD或CMOS)。在一些情况下,不使用物镜,并且固定成像装置定位为紧靠用于将流动通道成像的流动池。
在将流动通道成像之前,可能有必要对样本进行一些反应。例如,在一个合成测序(SBS)技术中,流动通道的一个或多个表面具有通过桥PCR形成的核酸簇的阵列(例如,克隆扩增子)。在产生簇之后,核酸被“线性化”,以提供单链DNA(sstDNA)。为了完成测序循环,多种反应组分以预定的时间表流入流动通道中。例如,每个测序循环包括将一个或多个核苷酸(例如,A,T,G,C)流入流动通道中,用于通过单个基延伸sstDNA。附着到核苷酸的可逆终止子可确保,每个循环仅单个核苷酸被sstDNA掺入。每个核苷酸具有独特的荧光标记,该荧光标记当被激发时发出一颜色(例如,红色,绿色,蓝色等),并用于检测对应的核苷酸。对于新掺入的核苷酸,在四个通道中拍摄多个簇的图像(即,对于每个荧光标记拍摄一个图像)。在成像后,另一反应组分流入流动通道中,以从sstDNA中化学地裂解荧光标记和可逆终止子。该sstDNA然后可准备好用于另一循环。相应地,对于每个循环,多个不同的反应组分被提供至流动通道。单个测序会话可包括多个循环,例如100个循环,300个循环,或者更多。
包括反应组分的流体典型地保持在存储装置中(例如,托盘或夹盒中),在其中不同的流体存储在不同的存储器中。由于反应组分的数量和大量的循环,在一个测序会话中使用的流体的总量可能非常大。实际上,对于一些应用,在单个夹盒中提供反应组分的总量是不现实的。对于这些应用,可能需要使用更大的系统,多个系统,或者采用单个系统执行多次会话。在一些情况下,这些解决方案可能是昂贵的,不方便的,或是不合理的。
定义
在本申请中引用的所有文献和类似材料,包括但不限于专利,专利申请,文章,书籍,论文和网页,不管这些文献和类似材料的格式如何,均通过引用明确地整体并入本申请。在并入的文献和类似材料中的一个或多个与本申请不同或矛盾(包括但不限于定义的术语,术语使用,所描述的技术等)的情况下,则以本申请为准。
如文中所使用的,下面的术语具有指定的含义。
本文所描述的示例包括用于检测样本中的期望反应以用于生物或化学分析的各种系统、方法、组件和设备。在一些示例中,期望的反应提供由光学组件检测的光学信号。光学信号可以是来自标记的光线发射,或者可以是已经被样本反射或折射的透射光线。例如,可以使用示例来进行或促进其中sstDNA在流动池中测序的测序方案的进行。在特定的示例中,文中描述的示例也可进行扩增方案,以产生用于测序的感兴趣的样本。
本文中的示例使得能够发生期望的反应,其中期望的反应包括响应于刺激的物质的化学、电学、物理和光学性质或质量中的至少一者的变化。例如,期望的反应可以是化学转化、化学变化或化学相互作用。在特定的示例中,期望的反应由成像系统检测。成像系统可包括将光学信号引导至传感器(例如,CCD或CMOS)的光学组件。然而,在其他示例中,成像系统可直接检测光学信号。例如,流动池可安装到CMOS传感器上。然而,期望的反应也可以是电学性质的变化。例如,期望的反应可以是溶液中的离子浓度的变化。
示例性的反应包括但不限于,化学反应,如还原、氧化、加成、消除、重排、酯化、酰胺化、醚化、环化或取代;其中第一种化学物质结合第二种化学物质的结合相互作用;其中两种或更多种化学物质彼此分离的解离反应;荧光;发光;化学发光;以及生物反应,诸如核酸复制,核酸扩增,核酸杂交,核酸连接,磷酸化,酶促催化,受体结合或配体结合。期望的反应也可以是质子的添加或消除,例如可以作为周围溶液或环境的pH的变化来检测。
各种示例包括向样本提供反应组分。如本文所使用的,“反应组分”或“反应物”包括可用于获得所需反应的任何物质。例如,反应组分包括试剂、酶、样本、其他生物分子和缓冲溶液。反应组分通常被递送到溶液中的反应位点(例如,样本所在的区域)或固定在反应位点内。反应组分可以直接或间接地与关注的物质相互作用。
在特定的示例中,期望的反应通过光学组件光学地检测。光学组件可以包括彼此协作以将光学信号引导到成像装置(例如,CCD,CMOS或光电倍增管)的光学部件的光具组。然而,在替代的示例中,样本区域可以紧邻活动检测器定位,该活动检测器检测期望的反应而无需使用光具组。活动检测器可以能够检测预定的体积或区域内的预定事件、特性、质量或特性。例如,活动检测器可以能够捕捉预定的体积或区域的图像。活动检测器可以能够检测溶液的预定体积内或沿着预定义区域的离子浓度。示例性的活动检测器包括电荷耦合器件(CCD’s)(例如,CCD照相机);光电倍增管(PMT’s);分子鉴定装置或检测器,例如与纳米孔一起使用的那些;微电路装置,例如在美国专利No.7,595,883中所描述的那些,该专利的全部内容通过引用合并于此;以及具有场效应晶体管(FET’s)的CMOS制造的传感器,包括化学敏感场效应晶体管(chemFET),离子敏感场效应晶体管(ISFET)和/或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
如本文所使用的,术语“照明元件”和“光学部件”包括影响光学信号传播的各种元件。例如,光学部件可以重定向、滤波、成形、放大或集中光信号中的至少一者。可能受影响的光信号包括样本上游的光学信号和样本下游的光学信号。在荧光检测系统中,上游部件包括那些将激发辐射朝向样本引导的部件,下游部件包括那些将发射辐射引导离开样本的部件。光学部件可以是例如反射器,二向色镜,分束器,准直器,透镜,滤光器,楔形物,棱镜,反射镜,检测器等。光学组件还包括带通滤波器,光楔以及类似于在此描述的光学装置。
如本文所使用的,术语“光学信号”或“光线信号”包括能够被检测的电磁能量。该术语包括来自标记的生物或化学物质的光线发射,还包括由光学基材折射或反射的透射光。包括入射在样本上的激发辐射和由样本提供的光线发射的光学信号或光线信号可以具有一个或多个光谱图案。例如,可以在成像会话中激发多于一种类型的标记。在这样的情况下,不同类型的标记可以由共同的激发光源激发,或者可以在不同的时间或同时由不同的激发光源激发。每种类型的标记可以发射具有不同于其他标记的光谱图案的光谱图案的光学信号。例如,光谱图案可能具有不同的发射光谱。光线发射可以被过滤以分别检测来自其他发射光谱的光学信号。
照明元件和/或光学部件可以在光学组件中具有固定位置或者可以选择性地可移动。如本文所使用的,当术语“选择性地”与“移动”和类似的术语结合使用时,该短语意味着光学部件的位置可以以期望的方式改变。光学部件的位置和取向中的至少一者可以改变。例如,在特定的示例中,可旋转的镜子选择性地移动以有助于光线成像系统的调焦。
分析操作(也被称为成像会话)包括其中对样本的至少一部分进行成像的时间段。一个样本可能会经历或受到多个成像会话。例如,一个样本可以经历两个不同的成像会话,其中每个成像会话尝试检测来自一个或多个不同标记的光学信号。作为具体的示例,沿着核酸样本的至少一部分的第一扫描可以检测与核苷酸A和C相关的标记,并且沿着样本的至少一部分的第二扫描可以检测与核苷酸G和T相关的标记。在测序的示例中,单独的会话可以发生在测序方案的单独的循环中。每个周期可以包括一个或多个成像会话。在其他示例中,在不同的成像会话中检测光学信号可以包括扫描不同的样本。不同的样本可以是相同类型(例如,两个微阵列芯片)或不同类型(例如,流动池和微阵列芯片)。
在分析操作过程中,观察由样本提供的光学信号。本文所述的示例可以使用各种类型的成像。例如,本文描述的示例可以利用“分步拍摄”程序,其中样本区域的区域被单独地成像。还可以将示例配置为执行落射荧光成像和全内反射荧光(TIRF)成像中的至少一者。在其他示例中,样本成像器是扫描时间延迟积分(TDI)系统。此外,成像会话可以包括“线扫描”一个或多个样本,使得光线的线性聚焦区域跨过(一个或多个)样本扫描。线扫描的一些方法例如在美国专利No.7,329,860和美国专利公开No.2009/0272914中描述,其全部主题通过引用整体并入本文。成像会话还可包括跨过(一个或多个)样本以光栅图案移动点聚焦区域的光。在替代的示例中,成像会话可以包括检测在没有照射的情况下产生的光发射,并且完全基于样本内标记的发射特性(例如样本中的放射性或化学发光组分)。在替代的示例中,流动池可被安装到检测所需反应的成像器(例如CCD或CMOS)上。
如本文所使用的,术语“样本”或“关注的样本”包括经历成像会话的各种关注的材料或物质,其中来自材料或物质的光学信号被观察。在特定的示例中,样本可以包括关注的生物或化学物质,并且可选地包括支撑生物或化学物质的光学基材或支撑结构。这样,样本可以包括或不包括光学基材或支撑结构。如本文所用,术语“生物或化学物质”可以包括适合用本文所述的光学系统成像或检查的各种生物或化学物质。例如,生物或化学物质包括生物分子,诸如核苷,核酸,多核苷酸,寡核苷酸,蛋白质,酶,多肽,抗体,抗原,配体,受体,多糖,碳水化合物,多磷酸盐,纳米孔,细胞器,脂质层,组织,生物体和生物活性化合物(例如上述物质的类似物或模拟物)。其他化学物质包括可以用于识别的标记,其示例包括荧光标记和其他在下面进一步详细描述的标记。
不同类型的样本可以包括以不同方式影响入射光的不同的光学几基材或支撑结构。在特定的示例中,待检测的样品可以附着到基材或支撑结构的一个或多个表面。例如,流动池可以包括一个或多个流动通道。在流动池中,流动通道可以通过流动池的顶层和底层与周围环境分离。因此,待检测的光学信号从支撑结构内投射并且可以透射具有不同折射率的多层材料。例如,当从流动通道的内底面检测光信号并且当从流动通道上方检测光信号时,期望被检测的光信号可以传播通过具有折射率的流体、通过具有不同折射率的流动室的一层或多层、以及通过具有不同折射率的周围环境。
本文阐述的系统和方法可用于检测与微阵列接触的样本中特定靶分子的存在。这可以例如基于标记的靶分析物与微阵列的特定探针的结合或者由于特定探针的靶依赖修饰以结合、去除或改变探针位置处的标记来确定。可以使用几种测定中的任何一种来鉴定或表征使用微阵列的靶标,例如在美国专利申请公开No.2003/0108867,2003/0108900,2003/0170684,2003/0207295,或2005/0181394,其每一个通过引用并入本文。
此外,本文描述的光学系统可以被构造为包括如在2007年3月30日提交的名称为“System and Devices for Sequence by Synthesis Analysis”的PCT申请PCT/US07/07991中所描述的各种部件和组件,和/或包括在2008年9月26日提交的名称为“Fluorescence Excitation and Detection System and Method”的国际公开WO 2009/042862中描述的各种部件和组件,两者的全部主题通过引用整体并入本文。在特定的示例中,光学系统可以包括如在美国专利No.7,329,860和WO 2009/137435中描述的各种部件和组件,其全部主题通过引用整体并入本文。光学系统还可以包括如在申请于2009年12月5日的美国专利申请No.12/638,770中描述的各种部件和组件,其全部主题通过引用整体并入本文。
本文描述的特定的示例、方法和光学系统可用于测序核酸。例如,合成测序(SBS)方案特别适用。在SBS中,使用多个荧光标记的修饰的核苷酸来对光学基材表面(例如,至少部分地限定流动池中的通道的表面)上存在的扩增的DNA的多个簇(可能是数百万个簇)进行测序。流动池可以包含用于测序的核酸样本,其中流动池放置在合适的流动池保持器中。用于测序的样本可以采取彼此分离的单个核酸分子的形式,以便可以成为以簇或其他特征的形式单独分解、扩增的核酸分子群体,或附着于一个或多个核酸分子的珠。因此,可以在诸如前文所述的阵列上执行测序。核酸可以制备为使得,它们包含与未知靶序列相邻的寡核苷酸引物。为了启动第一SBS测序循环,一个或多个不同标记的核苷酸和DNA聚合酶等可通过流体流动子系统(未示出)流入/流过流动池。可以一次添加单一类型的核苷酸,或者可以特别设计测序程序中使用的核苷酸以具有可逆的终止性质,从而允许测序反应的每个循环在存在几种类型的被标记的核苷酸(例如A,C,T,G)的情况下同时进行。核苷酸可以包括可检测的标记部分,例如荧光团。在四个核苷酸混合在一起的情况下,聚合酶能够选择正确的碱基来并入,并且每个序列被单个碱基延伸。未掺入的核苷酸可以通过使洗涤溶液流过流动池而被洗掉。一个或多个激光可以激发核酸并诱导荧光。从核酸发出的荧光基于掺入的碱基的荧光团,并且不同的荧光团可以发射不同波长的发射光。去封闭剂可以被加入到流通池中,以从延伸和检测的DNA链中去除可逆的终止子基团。然后可以通过使洗涤溶液流过流动池而将去封闭剂洗掉。然后流动池准备好进行进一步的测序循环,并且从引入上述标记的核苷酸开始。流体和检测步骤可重复多次以完成测序运行。示例性测序方法例如在Bentley等人在Nature 456:53-59(2008),WO 04/018497;US 7,057,026;WO 91/06678;WO07/123744;US 7,329,492;US 7,211,414;US 7,315,019;US 7,405,281和US 2008/0108082中描述,其每一个通过引用并入本文。
在一些示例中,可以在测序之前或期间将核酸附着到表面并扩增。例如,可以使用桥扩增在表面上形成核酸簇来进行扩增。有用的桥扩增方法例如在美国专利No.5,641,658;美国专利公开No.2002/0055100;美国专利No.7,115,400;美国专利公开No.2004/0096853;美国专利公开No.2004/0002090;美国专利公开No.2007/0128624;和美国专利公开No.2008/0009420。另一种有用的扩增表面上核酸的方法是例如滚环扩增(RCA),如Lizardi等人在,Nat.Genet.19:225-232(1998)和US 2007/0099208A1,其每一个通过引用并入本文。也可以使用珠上的乳液PCR,例如如Dressman等人在Proc.Natl.Acad.Sci.USA100:8817-8822(2003),WO 05/010145或美国专利公开No.2005/0130173或者2005/0064460,其每个通过引用整体并入本文。
适用于本文所述的方法和系统的其他测序技术是焦磷酸测序,纳米孔测序和连接法测序。特别有用的示例性焦磷酸测序技术和样本描述于US6,210,891;US 6,258,568;US6,274,320和Ronaghi,Genome Research 11:3-11(2001),其每一个通过引用并入本文。同样有用的示例性纳米孔技术和样本在Deamer等人,Acc.Chem.RES.35:817-825(2002);Li等人,Nat.Mater.2:611-615(2003);Soni等,Clin Chem.53:1996-2001(2007);Healy等人,Nanomed.2:459-481(2007)和Cockroft等,J.Am.Chem.Soc.Chem.Soc.130:818-820;以及US专利No.7,001,792,其中每一个通过引用并入本文。特别地,这些方法采用试剂递送的重复步骤。本文阐述的仪器或方法可以配置有储存器、阀、流体管线和其他流体部件以及用于这些部件的控制系统,以便根据期望的方案引入试剂和检测光学信号,例如在上文引用的文献中所阐述的。可以在这些系统中使用各种样本中的任一种,例如具有通过乳液PCR产生的珠的基材,具有零模波导的基材,具有集成CMOS检测器的基材,具有在脂质双层中的生物纳米孔的基材,具有合成纳米孔的固态基材,以及本领域中已知的其他样本。这些样本在上面引用的文献中的各种测序技术的背景中描述,并且在US 2005/0042648;US 2005/0079510;US 2005/0130173;和WO 05/010145中进一步描述,其均通过引用并入本文。
可根据各种示例检测到的示例性标记,例如当存在于支撑结构上或内时,包括但不限于发色团、发光体、荧光团、光学编码的纳米颗粒、用衍射光栅编码的粒子、电化学发光标记(如Ru(bpy)32+)、或可以基于光学特性检测的部分。可能有用的荧光团包括,例如,荧光镧系元素络合物(包括铕和铽的那些),荧光素,罗丹明,四甲基罗丹明,伊红,赤藓红,香豆素,甲基香豆素,芘,孔雀石绿,Cy3,Cy5,萤光黄,Cascade BlueTM,得克萨斯红,alexa染料,藻红蛋白,氟硼荧(bodipy)以及本领域已知的其他荧光团,如在Haugland,MolecularProbes Handbook,(Eugene,OR)第6版,Synthegen目录(Houston,TX),Lakowicz,荧光光谱学原理(Principles of Fluorescence Spectroscopy),第2版,Plenum Press New York(1999)或WO 98/59066中描述的,其均通过引用并入本文。在一些示例中,一对标记可以通过第一激发波长激发,而另一对标记可以通过第二激发波长激发。
尽管举例说明了关于检测包括由光学基材支撑的生物或化学物质的样本,可以理解的是,其他样品可以通过本文所述的示例成像。其他示例性样品包括但不限于,生物标本(如细胞或组织),电子芯片,如在计算机处理器中使用的那些等。一些应用的示例包括显微镜,卫星扫描仪,高分辨率复制技术,荧光图像采集,核酸分析和测序,DNA测序,合成测序,微阵列成像,全息编码微粒成像等。
发明内容
根据文中的示例,提供了一种用于流体分析仪器的夹盒组件(cartridgeassembly)。该夹盒组件包括具有用于接收流动池(flow cell)的流动池腔的壳体,以及具有用于接收期望量的液体的液体井的井板(well plate)。井板包括阀站、泵站和射流分析站。井板包括与井、阀站、泵站和射流分析站相关联的通道。泵组件设置在泵站的井板上。泵组件管理通过泵站和射流分析站之间的通道的流体流动。旋转阀组件设置在阀站处的井板上。旋转阀组件包括转子轴和转子阀,转子阀定位为绕旋转轴线旋转,并且选择性地将井联接至泵站。转子轴具有通过壳体暴露的远端。转子轴包括在其远端处的双花键配置(dualspline configuration)。双花键配置具有第一组花键和第二组花键。第一组花键形成驱动接口,并且第二组花键形成位置编码接口。阀驱动组件利用位置编码接口以跟踪转子轴的位置。
可选地,第一组花键代表绕远端的外部延伸的外花键,其中相邻花键的侧向侧部被第一预定花键—花键间距分隔。花键—花键间距对应于在阀驱动组件的驱动轴上的花键图案。第二组花键可代表绕设置在转子轴的远端处的腔的内部形成的内花键。内花键可具有成角度的侧向侧面,使得相邻的侧向侧面形成相对于彼此的预定的非平行的角度。相邻的侧向侧面可以在底部汇合,以形成凹部,以将配合花键接收在阀驱动组件的驱动轴上。
可选地,转子阀可通过联接凸缘而安装到转子轴的近端。联接凸缘可允许在转子阀和转子轴之间的预定量的倾斜移动。转子阀可包括转子基部,该基部具有绕转子轴的近端定位的一个或多个肋。联接凸缘可被保持在肋和转子轴的近端之间。转子阀可包括井板接合表面,其具有中心端口和径向端口。转子阀可包括取向为在径向方向上从中心端口向外延伸到径向端口的通道。
可选地,中心端口可被对准以与转子轴的旋转轴线对应,并且与井板中的中心供给端口对准。转子阀可绕旋转轴线旋转,以将径向端口与对应的井端口对准。旋转阀可包括井板接合表面,该井板接合表面形成为其上具有接口环。接口环可绕井板接合表面的周界延伸。夹盒组件还可包括阀帽,该阀帽包括内部腔,以可旋转地接收旋转阀。阀帽可包括一个或多个闩锁臂,以将阀帽固定至井,并且向下抵靠井板。偏转元件可位于内部腔中,并且可抵靠旋转阀施加偏转力,以保持旋转阀的端口和井板中的端口之间的密封相接。
可选地,泵组件可包括柱塞,其具有位于柱塞的相反端部处的驱动端部和偏转表面。驱动端部和偏转表面可在壳体的上表面和下表面处暴露,使得关联于移动往复运动的柱塞,对应的单向驱动和偏转力施加到其上。柱塞可具有驱动臂和柱塞臂,驱动臂和柱塞臂通过桥部段彼此连结形成U形形状,并且可形成在一起成为整体的结构。驱动臂和柱塞臂可被接收在位于井板上的支撑柱中。柱塞可包括柱塞臂和柱塞元件,该两者从不同的材料模制在一起。柱塞元件可被形成在柱塞臂的前端上。柱塞元件可在对应的支撑柱中移动,以在泵站处形成高压和低压状态。
可选地,泵站可包括通道部段,其功能性地划分为准备部段、排放部段、和泵工作部段,所有这些部段彼此连续形成,以在任一方向上支撑流体流动。泵站可包括夹在位于工作区域的上游和下游的一对夹管阀之间的工作区域。泵组件可包括与工作区域对准的柱塞。柱塞可朝向和远离工作区域往复运动,以引入高压和低压状态。泵组件还可包括与夹管阀对准的推针。推针可以交替地移动,以打开和关闭夹管阀。穿孔器单元可被设置在壳体中,并且定位为靠近井。穿孔器单元可包括穿孔器元件。穿孔器单元可被移动至穿孔位置,在该穿孔位置,穿孔器元件对用于对应的井的盖子穿孔。
可选地,壳体可包括盖子,该盖子具有穿孔器接近开口,其提供了到穿孔器单元的上端的仪器入口。穿孔器单元可包括本体,该本体与下部平台、中间部段和上部凸缘形成为圆锥管状,下部平台或上部凸缘中的至少一者包括以预定的方式分布的穿孔元件。穿孔元件可被布置为与井板上的井对准。穿孔器单元可具有配装在转子轴上的平台。平台可包括索引特征,其接合旋转阀组件上的配合特征,以将穿孔器单元相对于转子轴以预定的旋转取向定位,以将穿孔器元件与对应的井对准。
可选地,井板可包括井过渡端口,其对应于旋转阀组件以预定的图案布置。井板可包括与对应的井对准的井排放端口。井板可包括在对应的井排放端口和井过渡端口之间延伸的井排放通道。井板可包括具有顶表面和底表面的基部,其中顶表面和底表面中的至少一者包括通道。该通道可包括侧面敞开的通道。基部可被连结至背衬层,以关闭侧面敞开的通道。井板可包括设置在光学分析站中的光学接口窗口。井板的顶侧可包括插入限制元件,以接合仪器上的照明元件。插入限制元件可表示围绕光学接口窗口设置的一个或多个肋。肋可限定照明元件和光学接口窗口之间的Z容差。
根据文中的示例,提供了一种射流系统(fluidics system),射流系统包括夹盒组件,夹盒组件具有包括照明腔的壳体和井板。井板被保持在壳体中,并且具有液体井以接收期望量的液体。井板包括与照明腔对准的射流分析站。井板包括位于射流分析站处的接口窗口和接口端口。流动池夹盒具有其中包含分析电路的框架。该框架包括与分析电路对准的流动池窗口。框架包括流动池端口,其流体地联接至分析电路中的活动区域。壳体包括流动池腔以接收流动池夹盒。流动池腔将流动池夹盒定位在射流分析站处,并且流动池窗口和端口分别与对应的接口窗口和端口对准。
可选地,流动池腔可包括侧轨和端部止动件,侧轨和端部止动件中的至少一者具有端部限位部,以当流动池夹盒处于完全装载位置时,将流动池夹盒定位在预定的基准点处,使得流动池窗口和端口分别与对应的接口窗口和端口对准。流动池腔可包括偏转臂,该偏转臂可被取向为沿着至少一个侧轨延伸。偏转臂可朝向流动池腔向内延伸,并且在流动池夹盒上施加侧向偏转力,以将流动池夹盒保持在预定的基准点处。偏转臂可包括闩锁元件,闩锁元件定位为与设置在流动池夹盒的侧向侧面中的凹口配装在一起。闩锁元件可将流动池夹盒相对于XYZ坐标系(如文中所描述的)保持在X基准点。
可选地,流动池夹盒可包括顶部框架和底部框架。顶部框架可包括流动池窗口和端口。顶部框架可包括从顶部框架向上延伸预定高度以限定相对于XYZ坐标系的Z基准点的肋。流动池夹盒可包括用弹性材料以整体的方式形成的衬垫。井板可包括阀站,泵站和接口通道。接口通道可提供在阀站和一个接口端口之间的第一射流路径、以及在泵站和一个接口端口之间的第二射流路径。照明腔可被取向为沿着照明轴线延伸,该照明轴线延伸通过接口窗口、流动池窗口和分析电路中的活动区域。
附图说明
图1A示出了根据本文的一个示例形成的夹盒组件的前部顶部透视图。
图1B示出了根据本文的一个示例形成的图1A的夹盒组件的底部透视图。
图1C示出了根据本文的一个示例形成的夹盒组件中的内部部件的前部透视图。
图1D示出了根据本文的示例形成的安装在井板下方且形成夹盒组件的壳体的一部分的废液托盘的顶部透视图。
图1E示出了根据本文的示例形成的与流动池腔对准的流动池夹盒和夹盒组件的一部分的前部透视图。
图1F示出了根据本文的一个示例的具有插入在其中的流动池夹盒的流动池腔的底部平面图。
图2A示出了根据本文的一个示例形成的旋转阀组件的透视图。
图2B示出了根据本文的示例的转子轴的远端的放大透视图。
图2C示出了根据本文的示例的包括阀轴的旋转阀组件的侧面截面图。
图2D示出了根据本文的一个示例形成的旋转阀的的顶部透视图。
图2E示出了根据本文的一个示例形成的转子阀的的底部透视图。
图2F示出了根据本文的一个示例形成的转子轴和转子阀的侧面透视图,其中转子帽被移除。
图3A示出了根据本文的一个示例形成的穿孔器单元的的底部透视图。
图3B示出了根据本文的一个示例的当穿孔器单元安装在旋转阀组件上时该穿孔器单元的一部分的俯视图。
图3C示出了根据本文的一个示例的旋转阀组件,其中穿孔器单元被移除以更好地示出阀轴。
图4A示出了根据本发明的示例的夹盒组件的一部分的仰视图,以更详细地示出照明腔。
图4B示出了根据本发明的示例的、当流动池夹盒插入并且照明元件插入到照明腔中时通过设置在射流分析站处的多个结构的模型侧面截面图。
图5A示出了根据本文的一个示例形成的井板的的前部透视图。
图5B示出了根据本文的一个示例的设置在井板的基部的后表面上的流动通道。
图5C示出了根据本文的示例的基部的一部分的底部平面图,以提供在井板的后表面上的射流分析站的详细视图。
图5D示出了根据本文的示例的对应于图5C的基部的前部/顶部的顶部平面图,以提供在井板的前表面上的射流分析站的更详细的视图。
图5E示出了根据本文的示例的靠近阀站的基部的底表面的放大部分。
图6A示出了根据本文的一个示例的井板上的泵站的顶部平面图。
图6B示出了根据本文的一个示例的设置在泵中的柱塞的侧视图。
图6C示出了根据本文的示例的柱塞元件当被安装到柱塞臂时的放大的侧视图。
图6D示出了根据本文的一个示例的泵站的侧面截面图,以更好地示出了泵送操作。
图6E示出了根据本文的示例的插入到支撑柱中的柱塞的一部分的放大的侧面透视图。
图6F示出了根据本文的示例的用于接收柱塞臂的支撑轴的透视图。
图7示出了根据本文的一个示例使用的射流仪器的一部分的框图。
图8是根据一个示例形成的配置用于生物或者化学分析的系统的示意图。
图9A示出了根据本文的一个示例形成的流动池夹盒的顶部透视图。
图9B示出了根据本文的示例的顶部框架的一部分的放大视图,以更好地示出到流动池夹盒的光学射流(O-F)接口。
图9C示出了根据本文的示例的图9A的流动池夹盒的底部透视图。
图9D示出了根据本文的一个示例形成的设置在流动池夹盒中的印刷电路板的一部分的俯视图。
图9E示出了根据本文的一个示例形成的图9D的印刷电路板的仰视图。
具体实施方式
夹盒组件概述
图1A示出了根据本文的一个示例形成的夹盒组件100的前部顶部透视图。例如,夹盒组件100可代表SBS夹盒组件。夹盒组件100包括壳体,该壳体被插入到微射流仪器中。虽然本文中的示例是结合微射流系统、仪器和夹盒来描述的,但是可选的示例可以用射流系统来实现,所述射流系统可能不被认为是“微”流体系统、仪器夹盒等。壳体包括基部101和盖子102。盖子102包括仪器接合表面104,该仪器接合表面包括暴露内部部件的开口,该内部部件被多个仪器部件接合,如下文更详细地描述的。在操作期间,夹盒组件100定位为靠近物理地、光学地且电气地耦合至与执行射流操作相关的夹盒组件100的仪器。夹盒组件100包括前表面106,该前表面包括流动池腔108以接收与执行射流操作相关的流动池。
根据本文中的示例,夹盒组件100包括多个子组件,包括旋转阀组件200(在下文中关于图2A-2D更详细地描述),穿孔器单元300(在下文中关于图3A-3C更详细地描述),照明腔400(在下文中关于图4更详细地描述),以及注射泵组件500(在下文中关于图6A-6C更详细地描述)。
盖子102包括暴露旋转阀组件200内的阀轴的轴井116。盖子102还包括穿孔器接近开口122,该穿孔器接近开口122提供了到与文中描述的操作相关联的穿孔器单元300的上端的入口。在操作过程中,在仪器上的驱动轴物理地联接至旋转阀组件200的阀轴,以管理旋转阀组件200的移动。盖子102包括穿孔器接近开口122,该穿孔器接近开口122在到与井箔片穿孔操作相关联的穿孔器单元300的上端的仪器入口上提供了一个或多个穿孔器轴。例如,多个穿孔器接近开口122可以以分布的方式跨过穿刺器单元300的上端设置,以当被激活时维持穿刺器单元300的平面运动。样本井124设置为靠近前表面106。样本井124用于接收将被仪器分析的所关注的样本量。加热元件125可被设置为靠近样本井124,以根据需要调节进入的样本的温度(例如,预加热)。泵接近开口123设置在该102的上表面104中。泵接近开口123用于允许仪器内的偏转元件接合泵组件500的柱塞上的弹簧接合表面542。例如,偏转元件可以是金属波浪弹簧,弹性弹簧,或者提供均匀的力的其他结构。
图1B示出了图1A的夹盒组件100的底部透视图。在图1B中,流动池夹盒900设置流动池腔108中。夹盒组件100包括底表面110,底表面110具有流动池夹盒接近区域112,其将流动池夹盒900上的关注部分(诸如电接触垫950和开口944)暴露,以接收加热器元件。底表面110还包括一对推针开口114和泵驱动开口116。推针开口114将泵500中的推针暴露。如文中所解释的,推针被仪器内的阀驱动轴接合,以打开和关闭与管理流体流动相关联的对应的夹管阀。驱动阀开口116将泵500中的阀轴546的近端548暴露。如文中所描述的,阀轴546被仪器内的泵驱动轴接合,以引致与管理流体流动相关联的泵送动作。打开底表面110还包括开口118,以暴露可穿孔的废液排放端口120,该废液排放端口用于将来自夹盒组件100中的废液容器的使用过的液体排出。
图1C示出了根据本文的一个示例形成的夹盒组件100中的内部部件的前部透视图。如图1C所示,夹盒组件100包括旋转阀200组件,其在阀操作站可旋转地安装在井板150上。注射泵组件500在泵站中安装在井板150上。井板150包括基部152(例如,大致平面的板),并具有与其一起形成并且从基部152向上延伸的多个试剂井154、156。试剂井154/156设置在至少部分地环绕旋转阀组件200的多个位置处。试剂井用于接收期望量的液体。可选地,井154、156可包括样本或其他液体。如文中所描述的,旋转阀组件200选择性地将试剂井154、156(总体称为液体井)联接到射流分析站170。
试剂井154、156可形成为具有不同的横截面积并且具有在基部152上方延伸的不同的高度,以限定不同的井容积以接收用于对应的实际的期望量的液体。可选地,一个或多个井154、156可根据本文中的示例而用作溶液井。井154、156限定填充端部158、160,该填充端部158敞开,以在填充操作期间接收期望量的液体。一旦期望量的液体被添加到井154、156,填充端部158、160被箔片或其他密封盖子覆盖,以在每个井154、156中形成密封的体积。虽然在图1C中未示出,井154、156包括设置在其底部的一个或多个排放端口。在操作期间,盖子被穿孔,以允许空气进入一个或多个井体积中,从而允许液体在旋转阀200和泵组件500的控制下自由地流动(例如通过重力,或者在压力下)通过排放端口至射流分析站170。
图1D示出了安装在井板150下方且形成夹盒组件100的壳体的一部分的废液托盘130的顶部透视图。废液托盘包括废液收集容积131,其跨越井板150的相对大的部分下方的区域。例如,废液托盘130位于旋转阀组件200和至少一部分的井154、156的下方。废液托盘130包括脊部132,该脊部132绕废液托盘130的周界延伸,并且密封到配合表面(例如,在井板150的底表面上的配合表面)。脊部132可包括在其角落中的通风部133,该通风部133与通过井板150的开口连通。通风部133在废液进入容积131时允许空气从容积131排放。通风部133定位在保持液体的区域上方,以防止泄露。通风部133被分布为允许夹盒组件100在操作期间略微地倾斜,使得通道部133中的至少一者总是可用作空气入口。通风部133允许废液托盘130的尺寸被限制为废液被允许向上滑动至通风部133的表面而不泄漏。通风口133可以由诸如膨胀聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯的多孔材料形成。
废液托盘130还包括漏斗区域134和排放管135。漏斗区域134终止于壁架区域136并且与到管135的开口连通。管135的底端初始地被盖子关闭。为了清空废液托盘130,盖子136可被穿孔,并且夹盒组件100(包括废液托盘130)相对于漏斗区域134在其中的最低点处倾斜。废液越过壁架区域136流动通过漏斗区域134,并且离开管135。
流动池腔
图1E示出了与流动池腔108对准的流动池夹盒900和夹盒组件100的一部分的前部透视图。流动池腔108包括键特征109,键特征109可被成形为通道,并且设置在流动池腔108的底表面中。键特征109的形状和尺寸形成为接收在流动池夹盒900的底部上的键特征(例如,图9C中的抬起部914),以确保流动池夹盒900以正确的方向和取向装载。流动池腔108包括侧轨413、上壁451和下壁453。夹盒900在装载方向9A上被插入。
图1F示出了根据本文的一个示例的具有插入在其中的流动池夹盒900的流动池腔108的底部平面图。在图1F中,流动池夹盒900插入到流动池腔108至完全装载位置。如文中所描述的,并且关于图9A-9E更详细地描述的,流动池夹盒900包括装载端部908和侧向边缘912。装载端部908包括参考柱923,而侧向边缘912中的至少一者包括一个或多个侧向参考柱925。相反的侧边缘912包括凹口927。流动池夹盒900的底侧包括开口,以暴露均热器957和接触垫950。
流动池腔108包括顶表面和底表面,以及沿着腔108的相反的侧向侧面平行于彼此延伸的侧向侧轨413。端部止动件417设置在腔108的最内侧深度处。顶顶表面和底表面、侧向侧轨413、和端部止动件413定位为将流动池储存器900取向为相对于一坐标系(例如XYZ坐标系)的预定的基准点处(例如,用X基准点、Y基准点和Z基准点表示的基准点)。端部止动件417包括沿着端部止动件417设置在期望位置处的端部限位部414。端部限位部414与设置在装载端部908处的参考柱923对准。一个侧轨413包括侧向限位部420,侧向限位部420朝向流动池腔108向内延伸。侧向限位部420与侧向参考柱923对准。相反的侧轨413包括偏转臂422,偏转臂422取向为沿着侧轨413延伸并且在箭头1E的方向上施加侧向偏转力。偏转臂422包括在其远端上的闩锁元件424。闩锁元件424成形为配装在侧边缘912中的凹口927中。
在装载期间,装载端部908插入到流动池腔108中,直到参考柱923紧密地邻接抵靠流动池腔108中的限位特征,以限定在装载方向9A上的有限的移动。随着流动池夹盒900被插入,偏转臂422沿着包括凹口927的侧边缘912骑跨,直到闩锁元件424配装在凹口927中。偏转臂422在箭头1E的方向上施加侧向力(也代表侧向定位力),以在侧向方向上(对应于Y轴线)移动流动池夹盒900,直到侧向参考柱923接合侧向限位部420。流动池腔108的侧向限位部限定在侧向Y方向上的有限的移动。偏转臂将流动池夹盒900保持在期望的Y位置处(对应于Y基准点)。闩锁元件424在凹口927中处于预定的位置,将流动池夹盒900保持在预定的X位置(对应于X基准点)。
流动池腔108使得能够实现流动池夹盒900的卡扣布置。通过使得流动池夹盒900能够被插入到夹盒组件100中以及可从夹盒组件100中移除,文中的示例允许流动池夹盒能够独立于试剂和样本而被管理和运输。此外,通过将流动池夹盒900与试剂分离,文中的示例允许分离的制造工作流。此外,文中的示例允许流动池夹盒与多种组合的试剂、试剂体积和流动池夹盒的尺寸混合和匹配。例如,一种方案可采用更大体积的某种试剂,而另一方案采用不同数量更多、但体积更小的试剂。试剂的数量和体积的各种标准可由不同的夹盒组件满足,而任何上述夹盒组件能够利用相同的流动池夹盒。作为另一示例,相同类型的夹盒组件可以与在分析电路内具有不同要求的不同方案结合使用。例如,一个方案可以采用具有较大光学足印的分析电路,而另一方案可以采用具有较小光学足印的分析电路。另外,与其他分析电路相比,一些方案可以采用具有更复杂的电子器件和互连关系的分析电路,而任何上述分析电路可以实现于具有共同的整体封装的流动池夹盒中,其中整体封装配装到相同的夹盒组件。
本文描述的示例提供了在仪器的照明元件中的光源和分析电路之间具有较小高度(例如,最小化高度)的接口。
穿孔器单元
穿孔器单元300被设置在壳体中,并且定位为靠近井154、156。穿孔器单元300被移动至穿孔位置,在该穿孔位置,穿孔器元件对用于对应的(一个或多个)井154、156的箔片或盖子穿孔。在图3A示出的示例中,穿孔器单元300安装到旋转阀组件200,并且在操作期间通过仪器被管理而对一个或多个井154、156穿孔。
图3A示出了根据本文的一个示例形成的穿孔器单元300的的底部透视图。穿孔器单元300被示出为部分地切开,以更好地展示其中的整体结构。穿孔器单元300包括本体306,该本体成形为锥形管状的形式,并且具有下平台302、中间部段308和上凸缘310。平台302、部段308和凸缘310形成为整体的形式。下平台302包括以预定的方式绕平台302分布的多个穿孔元件312。在图3A示出的示例中,穿孔元件312以圆形的图案布置。上凸缘310还包括设置在其下表面上、且与穿孔元件312在相同方向上突出的穿孔元件314。穿孔元件314以预定的方式(例如圆形图案)绕上凸缘310分布。
在操作期间,穿孔器单元300由仪器上的穿孔器致动器组件激活。例如,参考图1A,该仪器可将一个或多个穿孔轴延伸通过穿孔器接近开口122进入盖子102。穿孔器轴在穿孔方向318上向下推压,以迫使穿孔器单元300向下,从而驱动穿孔元件312、314通过对应的井154、156上的箔片/盖子。穿孔器轴被分布为均匀地将穿孔力施加至穿孔器单元300。
根据至少一个示例,穿孔器单元312、314形成为具有X形状的横截面,以有助于将箔片/盖子穿孔以及提高通过箔片/盖子的通风。该X形状的横截面允许空气进入对于的井空间中,即使当穿孔元件312、314延伸通过箔片/盖子时。
在图3A的示例中,穿孔元件312、314的大部分具有大体相同的长度。然而,可选的多个穿孔元件312、314可以更长或更短,如穿孔元件314A所示出的。参考图1C和3A,穿孔元件312、314定位为与对应的井154、156对准。在图1C和3A中示出的示例中,穿孔元件312、314通常具有相同的长度,以当穿孔元件300被激活时同时对对应的井154、156的每一个穿孔。可选地,穿孔器单元300可作为多阶穿孔系统(由穿孔器致动器组件)操作,使得在第一穿孔操作期间,仅一部分的穿孔元件312、314对对应的井154、156穿孔,而在第二穿孔期间,另一不同部分的穿孔元件312、314对对应的井154、156穿孔。例如,穿孔元件312可形成为壁穿孔元件314更长,使得穿孔元件312在第一穿孔操作期间对对应的箔片穿孔,并且穿孔元件314在第二穿孔期间对对应的箔片穿孔。
下平台302包括围绕开口304形成的内部边沿326。边沿326包括围绕开口304设置的多个索引特征322。索引特征322接合旋转阀组件200上的配合特征,以将穿孔器单元300相对于转子轴202以预定的旋转取向定位,以将穿孔器元件312、314与对应的井154、156对准。索引特征322包括围绕内部边沿326设置的一个或多个凹口324。边沿326朝向上凸缘310略微地向上突出刀本体306的内部中。凹口324以预定的图案绕开口304分布。凹口324与设置在旋转阀组件200(如在下文中更详细地描述的)上的肋或齿对准。在图3A的示例中,凹口324绕开口304的周界相对均匀地定位。另外地或替代地,可采用更多或更少的凹口324,并且更多或更少的凹口可以均匀或非均匀的分布方式定位在替代的位置处。可选地,可采用索引特征而非凹口324。
边沿326还可包括一个或多个柔性抬起部328,该柔性抬起部在于穿孔元件312相同的方向上向下延伸进入开口304。抬起部328接合绕基部延伸部216的周界延伸的壁架216A。一旦凹口324与旋转阀组件200上的对应的齿对准,穿孔器单元300被装载,直到抬起部328抵靠在壁架216A的顶表面上。抬起部328停留在壁架216A上,以将穿孔器单元300竖直地定位在非穿孔/准备位置上。在操作期间,穿孔器单元300由穿孔器轴向下(在箭头318的方向上)驱使,响应于该动作,抬起部328向外弯曲,并且越过壁架216A向下骑跨,以允许穿孔器单元300在穿孔方向318上向下滑动并且进一步前进到转子帽210上。
图3B示出了当穿孔器单元300安装在旋转阀组件200上时该穿孔器单元的一部分的俯视图。如文中所解释的,旋转阀组件200包括转子轴202,并且阀帽210安装在转子轴202上方。阀帽210包括绕阀帽210的中心边沿周向分布的多个齿212。齿212与穿孔器单元300的凹口314对准,并且被接收在穿孔器单元的凹口314中,以将穿孔器单元300相对于旋转阀组件200以预定的旋转角度旋转地定位。虽然未示出,闩锁318(图3A)与阀帽210上的闩锁特征牢固地结合,以沿着沿旋转阀组件200的转子轴202的中心轴线延伸的旋转轴线将穿孔器单元300保持在安装位置。
图3C示出了根据旋转阀组件200,其中穿孔器单元300被移除以更好地示出转子轴202。转子轴202是长形的,并且绕旋转轴线220旋转。转子轴202包括近端(在图3C中不可见)和远端204。阀帽210装载到转子轴202的远端204上至图3C示出的装配位置。阀帽210包括具有放大的直径的帽基部214,帽基部的尺寸被设计为配装在以大致圆形的方式相邻于彼此布置的井156的集合。帽基部214与帽延伸部216连结,该帽延伸部216从帽基部214沿着转子轴202的长度向上延伸。在图3C的示例中,帽延伸部216的直径小于帽基部214的直径。然而,应当理解的是,其他的尺寸可用于帽延伸部216和帽基部214。帽延伸部216包括形成在帽延伸部216的周界上且从其(相对于旋转轴线220)径向向外突出的齿212。
帽基部214包括从帽基部214径向向外延伸的一个或多个闩锁臂226。闩锁臂226形成为L形状,并且其尺寸被设计为使得闩锁臂226的腿部配装在相邻的井56之间,而在闩锁臂226上的外部或足部绕一个井156的外表面完全并且牢固地抵靠该井的外表面。对应的井156包括设置在井156的外壁上的棘齿158。当阀帽210插入到转子轴202上时,L形的闩锁臂226卡扣在棘齿158上并且被牢固地保持在棘齿158下方。
旋转阀组件
接下来,将关于图2A-2F描述旋转阀组件200的操作。
图2A示出了根据本文的一个示例形成的旋转阀组件200的透视图。图2A更好地示出了设置转子轴202上的阀帽210。转子轴202在阀帽210内旋转,其中阀帽210将转子轴202保持在相对于井板150的预定位置处。阀帽210包括绕帽基部214的周界均匀分布的多个闩锁臂226。转子轴202的远端204突出超过帽延伸部216。远端204包括绕转子轴202分布的多个外花键230。远端204还包括腔228,该腔228包括绕腔228分布的内花键232。转子轴202包括具有内花键232和外花键230(也称为第一组花键和第二组花键)的双花键配置,其与在射流操作期间接合夹盒组件的仪器内的阀驱动组件的驱动轴上的匹配花键配置配合。内花键232和外花键230的双花键配置提供了驱动接口和位置编码接口,以精确地跟踪旋转轴202和仪器的驱动轴之间的旋转关系。
阀帽210以部分透明的方式示出,以示出阀帽210下方且绕转子轴202的近端安装的转子阀234。转子阀234固定至转子轴202并且与转子轴202一起旋转。转子阀234在帽基部214中(并且相对于帽基部214)旋转,而帽基部214保持静止,并且闩锁臂226绕井板150上的对应的井固定。帽延伸部216的内径对应于转子轴202的外径,以在其间提供紧密公差。帽延伸部216具有长度217,长度217可变并且设置为使得帽延伸部216为转子轴202提供足够的结构和旋转支撑,从而转子轴202的旋转轴线被保持在相对于井板150的预定固定点处。例如,转子轴202的旋转轴线可与设置在井板中且供流体流通的中线端口相对应。如文中所解释的,仪器的阀驱动组件转动转子轴202,该转子轴接着转动旋转阀234,以将期望的一个井154、156中与转子轴202下方的中心端口流体地耦合。
图2B示出了转子轴202的远端204的放大透视图。内花键232和外花键230具有不同的花键形状。外花键230代表形成驱动接口的第一组花键,使得第一花键/外花键由阀驱动组件的驱动轴的配合花键接合。内花键232代表形成位置编码接口的第二组花键,其被阀驱动组件采用以保持转子轴202和阀驱动组件的驱动轴之间的完全配合(且紧密跟踪)的互连关系。外花键230具有基本上平行于彼此延伸的花键侧向侧面233。外花键230取向为基本上平行于彼此延伸,并且相邻花键的侧向侧面由第一预定的花键—花键间距231分隔。花键—花键间距231对应于在阀驱动组件的驱动轴上的花键图案。键排列间距231被限定为略大于轴驱动组件的配合花键,以有助于接合。通过将花键—花键间距231设置为大于配合的花键,引入了少量余量,从而可以允许转子轴和驱动轴之间的有限量的相对旋转移动。因此,驱动轴的花键可以并非是转子轴230的旋转位置的准确的指示器。替代地,内花键232形成位置编码接口,其被用于当内花键与驱动组件的不同位置的编码元件/跟踪元件连结时提供位置编码信息,如文中所解释的。阀驱动组件采用位置编码接口以独立于连结外花键230的驱动花键而紧密地且精确地跟踪转子轴的位置。内花键232具有以V形延伸的侧向侧面235,使得相邻的侧向侧面形成相对于彼此的预定的非平行的角度(例如,30°的角度)。侧向侧面235在内花键232的底部汇合,以形成V形的凹部,其接收在阀驱动组件的驱动轴上的配合花键。花键232完全接合驱动轴上的配合花键,并且相互协作以避免反冲。花键232也允许驱动轴以某种程度上“偏斜”的取向或者相对于转子轴202成角度的方式操作。远端的花键230、232和远侧边缘可配置为具有斜面边缘,以有助于驱动轴的对准,并且避免在花键未对准的情况下驱动轴仅邻接抵靠转子轴202的远端。
图2B中的双花键的配置使得外花键230被阀驱动组件的花键相对相对“宽松”地接合和驱动,而使得内花键232被监测转子轴202的旋转位置的位置编码其相对“紧密”地接合。
图2C示出了旋转阀组件200的侧面截面图,该旋转阀组件200包括转子轴202、阀帽210和旋转阀234。图2B示出了转子轴202的近端203和远端204。转子轴202是长形的,并且由阀帽210保持在位,以绕旋转轴线220旋转。图2B示出了阀帽210的截面封装,其示出了帽基部214的直径大于帽延伸部216的直径。帽延伸部216包括内部通路219,内部通路219的内径基本上对应于转子轴202的外径。帽延伸部216的内部通路219将转子轴202保持为预定的取向,并且旋转轴线220定心于井板的期望的点处(例如,对应于中心供给端口)。
图2D示出了根据本文的一个示例形成的旋转阀234的的顶部透视图。转子阀234包括具有上表面和井板接合表面238的转子基部240。转子基部240可以用聚丙烯或具有期望特性的另一种材料注塑成型。液体通道246设置在转子基部240中。流动通道246取向为从对应于中心端口248的转子基部240的中心点在径向方向上向外延伸。流动通道246延伸到转子基部240上的周界点,并且终止于一径向端口250。中心端口248和径向端口250延伸通过转子基部240以在井板接合表面238上敞开。中心端口248可被对准,以与转子轴202的旋转轴线220对应,并且与井板150中的中心供给端口对准。转子阀234绕旋转轴线220在任一径向方向252上旋转,以将径向端口250与对应的井转换端口162对准,该井转换端口与从井提取所关注的试剂或样本相关联。
转子基部240的上表面包括环绕流动通道246的凹入腔261。凹入腔261成形为接收通道盖258,以遮盖流动通道246的敞开表面。通道盖258延伸流动通道246的整个长度,以完全封闭流动通道246。通道盖258可被激光连接或以其他方式连结到转子基部240。在当前的示例中,采用表面敞开的流动通道246和通道盖258以实现容易且可靠的制造过程。可选的,可采用替代的结构,以提供流动通道,而同时消除通道盖258,诸如通过在转子基部240的整体结构内形成流动通道,从而避免提供通道盖258的需求。
转子基部240的上表面具有从转子基部240向上延伸的周界肋242和内部肋256。井板配合表面238面向相反于周界肋和内部肋242、256的方向。偏转元件253(例如,波浪弹簧或其他结构)设置在内腔213内,并且抵靠旋转阀234施加偏转力。偏转元件253围绕内部肋256设置在转子基部240上。偏转元件253抵靠转子基部240和阀帽210施加膨胀力,以维持在转子阀234上的端口248、250和井板150上的端口之间的密封接口。
图2E示出了转子基部240的底部平面图。井板接合表面238由接口环260和接口垫262形成。接口环260绕转子基部240的周界延伸。参考图2C,接口环260中的接口垫262形成略微的抬起,以将转子基部240保持为离开井板150。在一个示例中,接口环260可形成有平滑的平坦下表面。在另一示例中,接口环260可形成有形成在接口环260的外表面上的预定的图案,以减少接口垫260和井板150之间的接触面积。例如,该图案可包括形成在接口环260上的相互连接的圆形的组合或者O形环形状的特征的组合(例如,以链的形式)。例如,图2E详细地示出了接口环260的表面的替代配置。在图2E的详细视图中,接口环260A设置为具有环绕凹入262A的一系列圆形的抬升的环/部分261A。例如,在图2E的详细视图中的图案可以类似一串或一系列相连的“8”,但是也可以使用替代的图案。当未使用时,接口环260A可旋转至凹入262A与井板中的端口对准的位置,以避免端口结构中的蠕变。
转子基部240、接口环260和接口垫262可由多次(例如,两次)模制工艺而形成,其中转子基部由一种类型的材料形成,而接口环260和接口垫262由另一种材料形成。例如,接口垫262和接口环260可由热塑弹性体(TPE)或其他类似材料形成。径向端口250延伸通过接口环260。接口垫262围绕中心端口248形成。中心端口248定位为与井板150上的中心供给端口161对准,而径向端口250旋转至与不同的井转换端口162对准。中心接口垫262和接口环260在相同的注塑成型工艺中通过在一个或多个门处注射热塑弹性体而形成。径向端口250可形成为椭圆形,其长轴沿着绕接口环260(相对于中心端口248)的弧形延伸。径向端口250的椭圆形状在于配合的井端口对准时提供了预定的容差。
图2F示出了转子轴202和转子阀234的侧面透视图,其中(阀帽210被移除)。图2F示出了沿着旋转轴线220延伸的转子轴202。转子轴202的近端203通过装载联接接口而牢固地安装至旋转阀234。装载联接接口239形成为具有内部肋256,该内部内将联接凸缘241保持在其中。联接凸缘241包括沿着转子轴202的期望的部段延伸的侧壁243。侧壁243包括至少部分地围绕转子轴202延伸的基部部段245和上部部段247。联接凸缘241使得转子轴202能够从转子阀234脱离(例如,分别模制),从而提供模制优势。此外,联接凸缘241将在转子轴202上经受的侧面负载从转子阀234脱离。例如,可能经受在多个径向方向上的侧面负载,如箭头2F所示的,这可能导致转子轴202的对应的径向方向的轻微变形。联接凸缘241允许在转子轴202和转子阀234之间的预定量的倾斜移动,如在箭头2F的方向上,而转子阀234保持相对于井板表面的相对固定的取向。在另一示例中,转子阀234可以被保持在由坐标XY指示的预定的平面内。
返回参考图2A、2B和3C,旋转阀组件200通过多个特征被保持在井板上的预定固定位置处。闩锁臂226牢固地将阀帽210相对于井156(图3C)定位在井板150上的预定XY位置处。井156的井上的棘齿158(图3C)将闩锁臂226和阀帽210保向下保持。帽延伸部216将转子轴202保持在预定的XY位置,并未定向和允许绕旋转轴220的旋转。围绕内部肋256设置的偏转元件253邻接抵靠设置在帽基部214(图2B)中的内腔213内的内架221。内架221保持在偏转元件253上的向下的力,从而将转子基部240、接口环260和中心接口垫262保持为牢固地抵靠井板250的表面,而允许旋转运动。
照明腔
图4A示出了夹盒组件100的一部分的仰视图,以更详细地示出照明腔400。照明腔400用于接收仪器上的照明元件。例如,照明元件可表示一个或多个LED。照明元件根据预定的XYZ坐标系定位在照明腔400中。如下文所解释的,LED照明元件在精确限定的XYZ位置插入到照明腔400中(例如,对接部中),其中LED照明元件的位置由照明腔400中的位置限制特征限定。
同时参考图1A、5C和5D,照明腔400形成为在一侧上具有圆形周界壁406并且在相反侧上具有位置限位件408(图5D)。位置限位件408设置在绕射流分析站170的选定的点处。位置限位件408接合照明元件的周界外壁上的配合特征,以将照明元件定位在已知的期望位置处,诸如在相对于设置在井板150上的光学接口窗口410的XY方向上。在当前的示例中,XY方向在基本上平行于光学接口窗口410的表面的平面中延伸。此外,一个或多个肋412设置在井板150上,并且围绕光学接口窗口410定位。当照明元件在Z方向上插入时,照明元件邻接抵靠(接近)肋412。肋412邻接抵靠照明元件的前表面,以管理照明元件在Z方向上(即,朝向和远离光学接口窗口410)的移动。可选地,可以采用与管理照明元件的位置相关联的更多或更少的限位件408和肋412。可选地,XYZ方向可以不同的方式取向。
如文中更详细地描述的,通道盖形成在与光学接口窗口410连通的流动通道上方。例如,流动通道可形成在具有敞开侧的井板150的上表面中,使得通道盖激光连接(或以其他方式连结)到流动通道上方。
图4B示出了根据本发明的示例的、当流动池夹盒900插入并且照明元件插入到照明腔中时通过设置在射流分析站处170的多个结构的模型侧面截面图。在图4B中,照明元件450被示出为处于当流动池夹盒900插入到流动池腔108中时在井板150上方的操作位置。在图4B中可视的井板150的结构包括窗口410、肋412、端口180、182和通道盖416和418。在图4B中可视的流动池夹盒900的结构包括顶部框架904、流动池窗口928、端口934和分析电路958。分析电路958包括活动区域962和活动区域端口964。照明腔400被取向为沿着照明轴线4B延伸,该照明轴线延伸通道接口窗口410、流动池窗口928、透明层429和分析电路958中的活动区域962。
照明元件450插入到照明腔400中,直到抵靠井板150上的肋412。肋412将照明元件450的Z基准点(Z参考点)限定在窗口410上方的预定距离处(例如最小距离处)。由照明元件450发射的光线穿过窗口410、流动池窗口928和在分析电路958的顶表面上的透明层929。井板150中的端口180管理在通道盖416、418下方通过特定的入口和排放。端口180、182与流动池夹盒900的顶部框架904中的端口934对准,而端口934与进入分析电路958中的端口968对准。在一个流动方向上,流体可行进通过对应于通道到418的通道,并且向下穿过端口180、194、964。流体行进穿过活动区域962,直到从端口964、934和182排放到对应于通道盖416的通道中。可选地,流动方向可以反转。
可选地,一个或多个电极可被定位为靠近端口180、182、934或964中的一个或多个,并且电极被维持在期望的电压。此外,分析电路可用作相反的电压电位,以建立通过活动区域内的流体的电压电位。
井板
接下来,井板150和通过井板150的流动通道网络将关于图5A-5E更详细地描述。井板150提供了降低轮廓的通道结构。例如,井板150可形成为具有基部层,其具有形成在其一侧或两侧上的敞开的侧流动通道的网络。基部层的顶侧/底侧以密封的方式连结到对应的背衬层(例如,塑料薄膜),以关闭流动通道的敞开侧。例如,当仅基部层的底侧包括侧面敞开的通道时,背衬层可仅设置在底侧上。类似地,当仅基部层的顶侧包括敞开侧通道时,背衬层可仅设置在顶侧上。当基部层的顶侧和底侧均包括侧面敞开通道时,顶部和底部背衬层可设置在基部层的对应的顶侧和底侧上。
可选地,基部层和背衬层都可被形成为聚丙烯膜,热塑性弹性体,硫化热塑性弹性体等。基部层和背衬层可以多种方式彼此连结,诸如激光连接。基部层包括延伸通过基部层的端口的网络,以为设置在基部层的顶侧和底侧上的互连通道提供布置方式。
基部的全部或部分可由碳填充黑色塑料或类似材料形成。碳填充有助于与配合结构的激光连接,并且使得对应的区域至少部分地非透明。通过使用黑色塑料或另一非透明材料,井板150提供了期望量的对光暴露的免疫力,并通过防止荧光的不期望的透射或反射来减少流动池夹盒的自动荧光。井板150还通过防止不期望的光反射或投射来减少系统内的光噪声。
图5A示出了根据本文的一个示例形成的井板150的的前部透视图。图5B示出了井板150的基部152的底表面,以更好地示出其中侧面敞开的网络的示例。如前文所述,背衬层可被设置在基部152的底表面上方,以关闭侧面敞开的通道。井板150包括阀站164、泵站168和射流分析站170。样板入口通道172D从样本入口124延伸到样本转换端口162D。基部152的前表面包括绕阀站164定位的多个井154、156。井156的一部分绕阀站164布置为圆形的图案。在阀站164中,圆形的凸缘166形成在基部152上(并且从基部152向上延伸)。凸缘166具有与转子基部240的形状匹配的内部圆形形状。凸缘166和井板在凸缘166内的区域用作用于旋转阀组件200的启动器。凸缘166的内表面的内径基本上对应于转子基部240的外径,从而形成转子基部240在其中旋转的引导件。可选地,凸缘166还有助于保持转子基部240和井板150之间的密封关系。
井过渡端口162的阵列设置在凸缘166的内部的区域内的基部152中。井过渡端口162形成为与旋转阀组件200的运动的图案和范围相对应的预定的图案,诸如沿着具有预定半径的圆弧形。例如,井过渡端口162可沿着具有等于流动通道246(图2C)的长度的半径的圆形形成。中心供给端口160设置在凸缘166的中心处以及由井过渡端口162限定的圆形的中心处。中心供给端口161定位为与转子轴202的旋转轴线220对准,其还对应于通过转子阀234形成的中心端口248。
泵站168包括从基部152向上延伸的第一和第二支撑柱502、504。支撑柱502、504接收泵组件500的驱动轴和注射器臂。支撑柱502、504引导驱动轴和注射器臂沿着预定往复线性路径的移动使得流体移动通过夹盒组件100。射流分析站170将流体递送至流动池,以从流动池移除流体。
图5B示出了设置在井板150的基部152的底表面上的侧面敞开的流动通道172的网络。流动通道172延伸通过泵站168、阀站164和射流分析站170。另外地,或替代地,流动通道172可穿过其他的工作站。流动通道172可形成为多种图案,并且具有变化的长度和直径。
图5E示出了靠近阀站164的基部152的底表面153的放大部分。阀站164包括以与旋转阀组件200的跟随路径相对应的预定的图案(例如,圆形图案)布置的井转换端口162。井板150还包括排放端口163,排放端口163延伸通过基部152并且在对应的井(在图5A中不可见)中的基部152的顶侧上敞开。每个井排放端口163通过井排放通道165连结到对应的井转换端口162。井板150包括取决于井154、156的数量和位置的多个井排放通道165。井排放通道可以多种方式成形,诸如直线型,蛇行路径,U形路径或其他方式。在图5E的示例中,一组短直的井排放通道165A在对应的井转换端口162A和与更小更紧密的井156(图5A)对准的井排放端口163A之间延伸。一组较长的直的井排放通道165B在对应的井转换端口162B和与径向向外超过井156定位的较大的井154对准的井排放端口163B之间延伸。此外,缓存存储区域167设置为包括在存储端口162C处装载和卸载的存储通道165C。在操作期间的多个点处,可能期望将流体的一部分暂时地存储而非丢弃至废液。因此,流体被移动至可用的存储通道165C。可选地,存储通道165C的相反端可包括端口163C,以允许空气(或插入流体)进入和离开存储通道165C。可选地,端口163C可被连结至井板150上的对应的存储井。
图5C示出了基部152的一部分的底部平面图,以提供在井板150的后表面上的射流分析站170的详细视图。在操作期间,流动池被插入为与站170对准。射流分析站170包括光学接口窗口410,光学接口窗口410在相反的角部由接口端口180和182对角地相接。当流动池插入时,接口端口180和182被联接到流体池上的端口。限位柱190和192沿着射流分析站170的一个或多个侧面定位。限位柱190、192当被插入时由流动池接合,以将流动池相对于光学接口窗口410和接口端口180、182在XY方向上对准。
井板150的后表面还包括从井板150的底表面向外(向下)延伸的肋472。例如,肋472可以和与肋412(图5D)在相反方向上的延伸部对准。井板150的底表面还包括Z定位垫473。Z定位垫473的最外侧表面和肋472在相同的预定平面中对准,以限定Z基准点,当流动池夹盒900被装载时其被定位在该Z基准点。如文中所解释的,流动池夹盒900包括顶部框架,该顶部框架具有上表面,该上表面邻接抵靠Z定位垫473和肋472,以将流动池窗口和断开相对于井板的底表面在射流分析站170处保持在预定的Z位置。
图5D示出了对应于图5C的基部152的前部/顶部的顶部平面图,以提供在井板150的前表面上的射流分析站172的更详细的视图。基部152在射流分析站172中的前部/顶部部分对应于照明腔400(图4),并且相应地关于图4使用的参考标记也相对于图5D而使用。如图5D所示的,位置限位件408沿着照明站172的一个或多个侧面设置,并且接合照明元件的周界外壁上的配合特征。仅作为示例,提供虚线的圆形线414以指示一旦由仪器插入后照明元件的足印。位置限位件408将照明元件定位在预定的XY坐标位置处(其中XY坐标系统在基本上平行于井板150的表面和光学接口窗口410的平面中延伸)。
井板150在其顶侧上包括一个或多个插入限位元件411,以将仪器的照明元件设置在距离光学接口窗口410的预定距离处。插入限位元件411在微射流分析操作过程中接合仪器上的照明元件。例如,插入限位元件411可包括一个或多个肋412,一个或多个肋412沿着光学接口窗口410的一个或多个侧面设置,并且从光学接口窗口410向上突出预定的距离,该预定的距离被限定为保持光学接口窗口410和照明元件(例如,透镜)之间的期望的偏移。在井板150的顶侧上的肋412与在井板150的底侧上的肋472对准。肋412将照明元件定位为预定的Z容差或预定的Z坐标位置处(其中参考坐标系统的Z轴在基本上垂直于井板150的表面和光学接口窗口410的平面中延伸)。例如,肋412可将LED灯设置在照明元件中至预定的表面(例如,光学接口窗口410),而同时最小化在仪器上的LED光源和在光学接口窗口410下方的流动池之间的Z容差。
在阀站164中,选择的井转换端口162(通过转子阀234)联接至中心供给端口160。中心供给端口160通过通道174联接到转换端口176,转换端口176将流动方向转移到基部152的相反侧。参考图5A,转换端口176在射流分析站170中被示出。照明通道178从转换端口176持续到位于光学接口窗口410附近的接口端口180。流体穿过流动池上的流动池通道,直到流体在流动池端口182处从流动池排出。流体然后从接口端口182沿着流动池通道184传送。
图5D还更详细地示出了根据一个示例形成的照明通道178和184,其中照明通道178、184终止于对应的接口端口180、182处的光学接口窗口410附近。照明通道178、184可形成为在井板150的前表面上的侧面敞开的通道,其中敞开的侧面有通道盖416、418(图4)遮盖。照明通道178起始于转换端口176并且终止于接口端口180。照明通道184起始于接口端口182并且在泵站端口(在图5D中不可见)处终止。
文中描述的示例总体描述了流体流动的一个方向。然而,可以意识到的是,可以关联于在相反方向上行进的流体流动进行射流分析操作。另外地,或替代地,流体可被管理为,在射流分析的不同阶段,在不同的通道内在不同的方向上流动。因此,就任何端口、通道或其他结构被指定了描述流动方向的名称的范围而言,可以认识到,这样的描述符仅仅是示例,并且可以利用端口、通道或其他结构来在相反的方向上传送流体。
注射泵组件
接下来,将参考图6A-6E并且关联于文中的示例描述注射泵组件500。如文中所描述的,柱塞泵组件500提供了避免不利的反冲效应的双向泵送动作。通过在一个方向上施加驱动力,并且允许偏转力在相反方向上移动柱塞臂,注射泵组件500往复运动,从而避免对泵组件500施加拉力的需求。
图6A示出了根据本文的一个示例设置的井板150上的泵站168的顶部平面图。泵站168包括泵通道部段506,该泵通道部段在一端被连结至站入口端口508并且在相反端处连结到泵排放端口510。泵通道部段可被功能性地划分为准备部段512、排放部段514、和泵工作部段516,所有这些部段彼此连续形成,以在任一方向上支撑液体流动。工作部段516包括工作区域513,在该工作区域内泵540以往复的方式移动,以交替地引入低压(例如,真空)和高压。工作区域513被夹在位于工作区域513的上游和下游的一对夹管阀之间。夹管阀518确定来自工作区域513的流动方向,诸如朝向废液或朝向流动池。例如,夹管阀518可通过将关注的材料(例如热塑弹性体)压成沿着工作部段516中的通道的圆形压印。如下文所解释的,夹管阀518关联于工作区域513内的低压和高压状态的引入以协同的方式交替地打开和关闭,以将流体拉入或推出通过泵站168。准备部段512位于工作部段516和站入口端口508之间的工作部段516的上游。当前示例的准备部段512包括布置为蛇行形状的通道,以在泵通道部段506中形成存储区域,以在流体穿过工作区段516之前保持预定量的流体。可选地,准备部段512可被加长或缩短或完全消除,诸如通过靠近工作部段516的端部设置站入口端口508。排放部段514位于工作部段516和站排放端口510之间的工作部段516的下游。在当前示例中,排放部段514设置为相对短直的通道,尽管可以提供替代的配置,其中排放部段514的长度和图案可以变化,或是完全移除。
图6B示出了设置在泵500中的柱塞540的侧视图。柱塞540通常包括通过桥部段彼此连结的驱动臂546和柱塞臂554,所有这些部件以整体结构的方式形成在一起(例如,一体模制)。驱动臂546具有驱动端部548和远端549。柱塞臂554包括工作端部556和远端558。柱塞元件557安装在柱塞臂554的工作端部556上。驱动臂546的远端549和柱塞臂554的远端558连结至桥部段552。柱塞臂554和驱动臂546从桥部段552在与柱塞臂554相同的方向上向下延伸。柱塞臂554取向为在基本平行于驱动臂546的长度的方向上延伸,使得驱动臂546和柱塞臂554响应于驱动力543和偏转力544以相同的方向和对准移动。驱动力543和偏转力544表示单向推力而没有相应的反向拉力。桥部段552包括偏转表面542,该偏转表面定位在形成在盖子102中的泵接近开口123(图1A)附近并且通过该泵接近开口暴露。仪器的偏转元件(例如,弹簧)用于接合偏转表面542,并且抵靠偏转表面542施加偏转力。驱动臂546的驱动端部548定位在将被仪器的泵驱动组件接合的夹盒组件100(图1B)的底表面110中的驱动开口116处。泵驱动组件间歇地向驱动臂546施加驱动力543以及从驱动臂546移除驱动力543。驱动端部548和偏转表面542定位在柱塞540的相反端部处。驱动端部548和偏转表面542在夹盒组件100的壳体的上表面和下表面处暴露,使得关联于将柱塞540往复运动,对应的单向驱动力543和偏转力544被施加于其上,而不引起反冲,同时提供直接的仪器编码器测量。驱动力543和偏转力544施加双向推压系统,这避免了对于推/拉泵驱动件的需求。
图6C示出了柱塞元件557当被安装到柱塞臂554时的放大的侧视图。柱塞元件557以部分透明的方式示出,以示出内部结构。柱塞臂554包括前缘553,一个或多个茎部559一体地形成至该引导边缘并且与其以整体结构的形式形成。茎部559包括在其间延伸的铰链销565。支撑梁551在其近端设置有眼部545。眼部545是长形的,并且接收铰链销565,使得支撑梁551在箭头567的方向上在略微的预定范围上可移动,该箭头567的方向大体平行于柱塞臂554和柱塞元件557的长度延伸。可选地,茎部559和支撑梁551可形成为同一整体结构。
柱塞元件557包括本体561,该本体561以总体管状的形状绕本体561的周界以预定的轮廓形成。本体561包括后缘555,该后缘与柱塞臂554的前缘553形成为一行(例如,通过冷成型工艺)。本体561包括绕其延伸的一个或多个周界的柱塞肋563,其形状和位置设计为保持支撑柱504的内部通道内的气密密封,其中柱塞臂554在该内部通路内往复。
柱塞元件557可以由硫化热塑弹性体(TPV)或比柱塞臂554相对更柔性和可压缩的其他材料形成。驱动臂546、桥部段552和柱塞臂554由相对硬的塑料材料(例如,聚碳酸酯塑料)形成。柱塞元件557以非卡扣的形式形成在柱塞臂554上。例如,柱塞臂554可模制在茎部559和支撑梁551上。例如,可使用两次模制工艺,其中柱塞臂554在初始模制工艺中模制,而柱塞元件557在二次模制工艺中被添加。通过使用模制工艺,柱塞元件557被固定至柱塞臂554,并且在其间(在前缘553和后缘555处)具有相对小的或没有容差或空隙,并且柱塞元件557和柱塞臂554物理地和化学地彼此互锁(在前缘553和后缘555处)。
通过在柱塞元件557和柱塞臂554之前提供紧密的容差,柱塞540基本上消除了或者避免了“滞后”,如果柱塞元件557仅卡扣在柱塞臂554上或者以其他方式松弛地附接至柱塞臂554的话,可能发生“滞后”现象。此外,通过将柱塞元件557模制在支撑梁551和茎部559上,提供了有助于避免滞后的最终结构。
柱塞元件557与柱塞臂554之间的非卡扣接口提供了对于卡扣类型的柱塞元件的改进,其中卡扣类型的柱塞元件在每次运动方向改变时将会引入柱塞元件相对于柱塞臂上下移动的可能性。当在柱塞和柱塞臂之间经受移动时,这样的配置产生了反冲(也被成为滞后)的可能性。
根据文中的示例,柱塞540在操作期间在两个方向上多次移动(例如,每次运行上百个或上千个泵循环)。柱塞540可以0.3mm/s到10mm/s之间的速度移动。因此,卡扣型的柱塞元件将在一整个运行过程中产生多次反冲或滞后的可能性)。通过将柱塞元件557形成在柱塞臂554的一部分上(以非卡扣的方式),文中的示例通过在柱塞元件和柱塞臂之间保持固定关系来避免滞后或反冲的风险。
返回图6B,在操作期间,仪器的泵驱动组件间歇地向驱动臂546的驱动端部548施加驱动力543,以在驱动力543的方向向上移动柱塞540。当驱动力543被移除时,偏转力544使柱塞540在偏转力544的方向上向下移动。通过施加偏转力544,本文的示例避免了需要将泵驱动组件附接到驱动臂546以及避免需要对驱动臂546施加拉力。驱动力543间歇地施加和移除,从而导致柱塞542在整个操作过程中反复上下移动。当柱塞540向上和向下移动时,工作端部556在工作区域513(图6A)内引入低压和高压状态。随着高压和低压状态被引入到工作区域513中,流体被沿着通道部段506拉动和推动。流体通过泵通道部段506的移动方向通过打开和关闭夹管阀518来控制。
图6D示出了泵站168的侧面截面图,以更好地示出了泵送操作。在泵站168内,推针支架560被安装到井板150的基部152的下表面。支架560包括其中具有通路564的支撑柱562。通路接收564接收对应的推针520、521。推针520、521包括具有工作端部566和相反的接触垫524的轴523。工作端部566定位在夹管阀518处,而接触垫524径向向外张开超过支撑柱562的外端。轴523包括绕其延伸的一个或多个外部肋525。通路564还包括一个或多个内部肋527。外部肋525和内部肋527协作,以将推针520、521保持在对应的通路564中,而允许推针520、521沿着支撑柱562在阀开口方向519和阀开口方向517上来回移动。接触垫524定位在底表面110中的推针开口114(图1B)处。
在操作期间,仪器的阀驱动元件定位为接合接触垫524。阀驱动元件将(在阀关闭方向519上)阀关闭力施加至推针520、521的一个上,而同时不将关闭力施加至其他的推针520、521。当没有关闭力施加至推针520、521时,推针520、521在阀打开方向517上移动至阀打开状态,使得对应的夹管阀518打开。当阀关闭力被施加,并且对应的推针520、521在阀关闭方向519上移动时,对应的夹管阀518关闭。推针520、521和对应的夹管阀518在打开和关闭状态之间交替移动。
图6D还示出了当装载在支撑柱504内时的柱塞臂554。柱塞臂554沿拉动方向566和推动方向568移动,以分别在工作区域513中产生对应的低压和高压状态。当柱塞臂554在拉动方向566上移动时,流体被吸入工作区域513,其中被吸入工作区域513中的流体量取决于柱塞臂554的运动范围。当注射器臂沿推动方向568移动时,工作区域513内的流体被从工作区域513推回到流动通道中。流体从流体通道被吸入工作区域513的方向取决于哪个针脚520、521已经关闭了对应的夹管阀518。例如,为了在箭头A的方向上引入拉力,当注射器在拉动方向566上移动时,推针521将被移动到关闭状态以关闭对应的夹管阀518。当柱塞臂554从工作区域513离开时,流体沿箭头A的方向沿着流动通道前进。当柱塞臂554到达运动范围的端部时,推针521被释放并允许在打开方向517上移动,以允许对应的夹管阀518打开。同时,推针520在关闭方向519上移动以关闭对应的夹管阀。之后,柱塞臂554在推动方向568上移动,以迫使来自工作区域513的流体沿箭头B的方向进入流体通道。当需要沿相反方向移动流体时,推针520、521的操作相对于柱塞臂554的移动反向。
图6E示出了插入到支撑柱502、504中的柱塞540的一部分的放大的侧面透视图。柱塞臂554可滑动地接收在支撑柱504内,而驱动臂546可滑动地接收在支撑轴502内。支撑轴502和驱动臂546形成为具有X形状的横截面,以便引导柱塞540沿着预定往复路径移动,并具有相对较小的误差的容差。
图6F示出了根据本文的示例的用于接收柱塞臂554的支撑轴504的透视图。支撑轴504包括近端570和远端571。近端570在泵站168处安装在井板150上,而远端571从泵站168向上延伸。支撑轴504是长形的,并且包括在近端570和远端571之间延伸的通路572。通路572具有用于通路572的从远端571朝向近端570附近的区域延伸的一部段的第一内径571。通路572具有在近端570处以形成停放站574的第二较大直径576。停放站574当位于存储位置时至少接收包括柱塞肋的柱塞元件557的部分。柱塞元件557可在存储、运输或通常在未被使用时位于停放站574处。通过允许柱塞元件557的柱塞肋通过增大的直径被保持在停放站574中,本文的示例避免了柱塞元件557的蠕变,使得柱塞元件557和柱塞肋在更长的时间段内保持原始形状而不会被过度压缩。否则,如果在通路572的具有第一较窄直径575的部分内存储较长的时间段,则会导致柱塞元件557和柱塞肋的蠕变(或形状的变化)。
射流仪器
图7示出了根据本文的一个示例实现的射流仪器700的框图。仪器700包括对接站703以接收夹盒组件100。仪器700内的各种电子、光学和机械子组件在微射流分析操作期间与夹盒组件100相互作用。
仪器700包括一个或更多处理器702以及其他,该一个或多个处理器702用于执行存储在存储器704中的程序指令以执行微射流分析操作。处理器702通信地耦合到阀驱动组件710,泵驱动组件720,穿孔器致动器组件740,照明元件750,电触头阵列752和加热元件753。
用户(U/I)接口706被提供给用户以控制和监测仪器700的操作。一个或多个通信接口708在仪器700和远程计算机、网络等之间传送数据和其他信息。例如,通信接口708可以接收与特定射流分析操作有关的方案、患者记录和其他信息。通信接口708还可以传送原始结果数据以及从一个或多个样本的分析得到的数据。
阀驱动组件710包括驱动轴712以接合旋转阀组件200。阀驱动组件710还包括旋转马达714和平移马达716。平移马达716将驱动轴712在平移方向718上在与转子阀组件200的转子轴202的接合状态和脱离状态之间移动。一旦驱动轴712与转子阀组件200物理地且牢固地接合,旋转马达714管理驱动轴712在旋转方向719上的旋转,以引导旋转阀组件200连接和断开到井板的通道的多个试剂井。
阀驱动组件710包括位置编码器713,该位置编码器713监测驱动轴712相对于转子轴202(图2B)的位置。编码器713向处理器702提供位置数据,以确保驱动轴712的花键与转子轴202的内花键232完全接合,从而确保位置编码器713紧密地跟踪转子轴202的旋转位置。举例来说,编码器713可以包括具有公编码器(male encoder)花键配置的轴,其形状和尺寸被设计成与上文结合旋转阀组件200描述的内花键232(图2B)相匹配。编码器花键完全与内花键232一起制成,并且在内花键232内降至最低点以保持其间的固定关系。编码器花键不施加驱动力,而是替代地仅跟随转子轴202的运动,以向处理器702提供精确且准确的角度位置数据。驱动轴712包括配装在转子轴202的远端上的单独的一组驱动花键。驱动花键配装在转子轴202上的外花键230之间并对其施加驱动力。
通过将转子202和驱动轴712保持为固定的旋转关系,处理器702可以利用从马达714获得的旋转数据来确定旋转阀234的特定的旋转位置。
阀驱动组件710用于移动(例如旋转)转子轴202,以选择性地将流动通道连接到一个或多个端口。在多个操作中,转子轴202基于连续使用的试剂井的井端口的位置而不同程度地旋转。例如,当相邻的井按顺序被使用时,阀驱动组件710将仅旋转转子轴202几度。然而,当在井板的相反侧上的第一井和第二井被使用时,阀驱动组件710将使转子轴202旋转180°或更大或更少。在旋转转子轴202之后,转子阀组件200暂时静止以允许流体流过或者允许检测样品。
穿孔器致动器组件740包括一个或多个穿孔器轴742和平移马达744,以在缩回位置和伸出位置之间驱动穿孔器轴742。当穿孔器轴742移动到延伸位置时,穿孔器轴742接合穿孔器单元300的上表面并向下驱使穿孔器单元300,以使穿孔器单元300上的穿孔元件穿透覆盖对应的试剂井的箔片。穿孔轴742可在整个射流分析操作过程中保持伸出位置,或替代地可被缩回。
泵驱动组件720包括泵轴722,泵轴722联接至马达724,并且沿着泵方向723在伸出位置和缩回位置之间移动。举例来说,泵轴722可以形成为在箭头721的方向上旋转的螺旋轴。通过改变泵轴722的螺旋的方向,泵轴722沿着泵送方向723向内(沿缩回方向)和向外(沿着伸出方向)移动。通过重复地在缩回位置和伸出位置之间移动轴723,泵轴722将驱动力543施加到驱动臂546,以使泵组件500在使得注射器臂554在工作区域处产生低压状态的方向上移动,以将流体吸入/拉入泵站。驱动轴722重复地移动到缩回位置,并且偏转元件734将偏转力施加到泵组件500上的偏转表面542,以将泵组件500沿偏转力544的方向向下移动,从而导致注射器臂554在工作区域形成高压状态,以推动来自泵站的流体。
位置编码器735设置为具有偏转元件734。当偏转元件734与柱塞540一起向上和向下移动时,位置编码器735跟踪偏转元件734的位置。位置编码器735将位置数据提供给处理器702,以在整个操作过程中跟踪柱塞540的位置。
泵驱动组件720还包括定位成与针脚520、521对准的阀驱动轴726和728。阀驱动轴726、728通过马达730沿着箭头725在伸出位置和缩回位置之间移动。阀驱动轴726、728沿相反的方向移动,使得当阀驱动轴726伸出时,阀驱动轴728缩回,反之亦然。阀驱动轴726、728以与泵轴722的移动同步的方式以交替的方式在相反方向上移动,以使流体流过泵站168并由此流过流动池。
照明元件756被移动进入和离开照明腔400。照明元件750包括光学系统,以将一种或多种类型的照明光线提供至照明腔400中。作为示例,照明元件756可以包括LED灯管等,以产生期望的量和类型的光线。电触头阵列752和加热元件753被插入到夹盒组件100的底表面110中的流动池夹盒接近区域112中。触头阵列752接合流动池夹盒900上的对应的电接触垫950的阵列。加热元件753接合流动池夹盒900内的均热器。
根据至少一个示例,处理器702管理马达、光学器件、触头阵列等的操作。可选地,可以提供协作(例如,在处理器702的控制下)以管理关联于仪器700描述的马达、光学器件、触头阵列、组件和部件的每一个的操作的多个处理器。
举例来说,马达可以是直驱马达。然而,可以使用各种替代机构,诸如直流(DC)马达,螺线管驱动器,线性致动器,压电马达等。
射流控制系统
图8是根据一个示例形成的通过图7的仪器700实现的计算机系统800的示意图。例如,计算机系统800可以由用户接口708的控制下的一个或多个处理器702和存储在存储器704中的程序指令来实现。虽然图8示出了计算机系统800的各种部件的代表性图示或框图,应当理解,图8仅仅是示意性的或代表性的,并且计算机系统800可以采取各种形式和配置。
计算系统800可以与仪器的各种部件、组件和系统(或子系统)通信。计算系统800可以包括流体选择器模块851,射流控制模块852,检测器模块853,方案模块854,分析模块855,泵驱动模块857,阀驱动模块859和照明管理模块861。尽管模块851-861由单独的框图表示,但是应当理解,每个模块可以是硬件、软件或两者的组合,并且每个模块可以是相同部件(诸如处理器)的一部分。或者,模块851-861中的至少一者可以是单独处理器的一部分。而且,每个模块851-861可以彼此通信或协调用于执行特定功能的命令/指令。
计算系统800和/或模块851-861可以包括任何基于处理器或基于微处理器的系统,包括使用微控制器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑电路以及能够执行在文中描述的功能的任何基于逻辑的装置。以上示例仅是示例性的,因此不一定旨在限制术语模块或计算系统的定义和/或含义。在示例性的示例中,计算系统800和/或模块851-861执行存储在一个或多个存储元件、存储器或模块中的一组指令,以生成样本、获得检测数据、和/或分析检测的数据。
该组指令可以包括指示仪器802执行特定操作(诸如本文所述的各种示例的方法和过程)的各种命令。该组指令可以是软件程序的形式。如本文所使用的,术语“软件”和“固件”是可互换的,并且包括存储在存储器中用于由计算机执行的任何计算机程序,包括RAM存储器,ROM存储器,EPROM存储器,EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型仅是示例性的,因此对于可用于存储计算机程序的存储器的类型不是限制性的。
软件可以是各种形式,例如系统软件或应用软件。此外,软件可以是单独程序的集合,或更大程序内的程序模块或程序模块的一部分的形式。软件还可以包括面向对象编程形式的模块化编程。
计算系统800在概念上被图示为模块的集合,但是可以利用专用硬件板、DSP、处理器等的任何组合来实现。替代地,计算系统800可以通过利用具有单个处理器或多个处理器的现成的PC来实现,其中功能操作分布在处理器之间。作为进一步的选择,本文描述的模块可以通过采用混合配置来实现,其中某些模块化功能通过采用专用硬件来执行的,而其余的模块化功能则通过采用现成的PC等来执行。模块也可以被实现为处理单元内的软件模块。一个或多个计算模块可以位于例如网络中或云计算环境中。
如在文中所解释的,阀驱动组件和泵驱动组件包括编码器,其将指示对应部件(例如,转子阀和柱塞)的旋转和平移位置的信号传输到计算系统800。
在一些示例中,检测器模块853可以命令成像组件(其包括照明元件750和流动池夹盒内的分析电路)对成像窗口的一部分(其包括接口窗口410,流动池窗口928和分析电路958的透明层)成像,其可以包括命令激发源(照明元件)将入射光引导到成像窗口上以激发分析电路958的活动区域内的样本中的标记。检测器模块853通过触头阵列752和接触垫950与分析电路958通信以获得图像数据。在SBS测序的情况下,每个图像包括来自DNA簇的多个点光源。还示出了,流体选择器模块851可命令阀驱动组件移动旋转阀组件。射流控制模块852可以命令各种泵和阀来控制流体的流动。方案模块854可以包括用于协调系统800的操作的指令,使得可以执行指定的方案。方案模块854还可以命令任何热控制元件来控制流体的温度。仅作为示例,方案模块854可以是用于发出执行合成序列过程的各种命令的合成排序(SBS)模块。在一些示例中,方案模块854还可以处理检测数据。在通过桥式PCR产生扩增子之后,方案模块854可以提供指令以使得扩增子线性化或变性以制备sstDNA和添加测序引物以使得测序引物可以杂交到位于关注区域侧翼的通用序列。每个测序循环将sstDNA延伸单碱基,并且通过修饰的DNA聚合酶完成,并且可以由方案模块854指示四种类型的核苷酸的混合。不同类型的核苷酸具有独特的荧光标记,并且每个核苷酸具有可逆的终止子,其在每个循环中仅允许单个碱基掺入。在将单个碱基添加到sstDNA之后,方案模块854可以指示洗涤步骤,以通过使洗涤溶液流过流动池来去除未掺入的核苷酸。方案模块854可进一步指示照明元件和分析电路执行(一个或多个)图像会话,以检测四个通道中的每一个(即,针对每个荧光标记一个)中的荧光。在成像之后,方案模块854可以指示去封闭剂的递送以从sstDNA化学地裂解荧光标记和终止子。方案模块854可以指示清洗步骤以去除去封闭剂和去封闭反应的产物。也可以遵循另一个类似的测序循环。
可以由方案模块854协调的示例性方案步骤包括在可逆的基于终止子的SBS方法中使用的射流和检测步骤,例如,如本文所述或在美国专利申请公开No.2007/0166705A1,美国专利申请公开No.2006/0188901A1,美国专利No.7,057,026,美国专利申请公开No.2006/0240439A1,美国专利申请公开No.2006/0281109A1,PCT公开No.WO 05/065814,美国专利申请公开No.2005/0100900A1,PCT公开No.WO 06/064199和PCT公开No.WO 07/010251,其每个都通过引用整体并入本文。用于可逆的基于终止子的SBS的示例性试剂描述于US 7,541,444,US 7,057,026,US 7,414,116,US 7,427,673,US 7,566,537,US 7,592,435和WO 07/135368,其每个都通过引用整体并入本文。还可以使用商业测序平台中使用的方案步骤和试剂,例如来自Illumina,Inc.(San Diego,CA)的GA,和平台。
在一些示例中,方案模块854可以发出用于执行焦磷酸测序方案的多个命令。示例性步骤包括下面列出的和下面引用的参考文献中的步骤。焦磷酸测序检测当特定的核苷酸被掺入到新生链中时无机焦磷酸(PPi)的释放(Ronaghi,M.等(1996)“Real-time DNAsequencing using detection of pyrophosphate release.”Analytical Biochemistry242(1),84-9;Ronaghi,M.(2001“)Pyrosequencing sheds light on DNA sequencing”Genome Res.11(1),3-11;Ronaghi,M.等(1998)“A sequencing method based on real-time pyrophosphate.”(Science)281(5375),363;美国专利No.6,210,891;美国专利No.6,258,568和美国专利No.6,274,320,其公开内容以引用的方式整体并入本文)。在焦磷酸测序中,释放的PPi可以通过ATP硫酸化酶立即转化为三磷酸腺苷(ATP)来检测,并且经由荧光素酶产生的光子检测产生的ATP水平。在这种情况下,反应阀816可以包括数百万个井,其中每个井具有在其上具有克隆扩增的sstDNA的单个捕获珠。每个井还可以包括其他较小的珠,例如其可以携带固定化的酶(例如,ATP硫酸化酶和萤光素酶)或有助于将捕获珠保持在井中。方案模块854可以发出命令以运行携带单一类型核苷酸的流体的连续循环(例如,第一循环:A;第二循环:G;第三循环:C;第四循环:T;第五循环:A;第六循环:G;第七周期:C;第八周期:T;等等)。当核苷酸掺入DNA中时,焦磷酸盐被释放,从而引发产生爆发的光的链式反应。可以通过检测器组件检测到爆发的光。检测数据可以被传送到分析模块855进行处理。
在一些示例中,用户可以通过用户界面提供用户输入以选择将由系统运行的化验方案。在其他示例中,系统可以自动检测已经被插入到仪器802中的流动池夹盒的类型,并且向使用者确认将被运行的化验方案。或者,该系统可以提供可与确定类型的流动池夹盒一起运行的有限数量的化验方案。用户可以选择期望的化验方案,并且然后系统可以基于预编程的指令来执行选择的化验方案。
分析模块855可以分析由流动池夹盒中的分析电路获得的检测数据。尽管未示出,但该仪器还可以包括与用户交互的用户界面。例如,用户界面可以包括用于显示或请求来自用户的信息的显示器、以及用于接收用户输入的用户输入装置。在一些示例中,显示器和用户输入装置是相同的装置(例如,触摸感应显示器)。
在一些示例中,可以在测序之前或期间将核酸附着到表面并扩增。方案模块854可包括用于在扩增工艺中涉及的射流步骤的指令。例如,可以提供指令以用于在表面上形成核酸簇的桥扩增技术。有用的桥扩增方法例如在美国专利No.5,641,658;美国专利公开No.2002/0055100;美国专利No.7,115,400;美国专利公开No.2004/0096853;美国专利公开No.2004/0002090;美国专利公开No.2007/0128624;和美国专利公开No.2008/0009420。另一种有用的扩增表面上核酸的方法是例如滚环扩增(RCA),如Lizardi等人在,Nat.Genet.19:225-232(1998)和US 2007/0099208A1,其每一个通过引用并入本文。也可以使用珠上的乳液PCR,例如如Dressman等人在Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100:8817-8822(2003),WO 05/010145或美国专利公开No.2005/0130173或者2005/0064460,其每个通过引用整体并入本文。
在一些示例中,系统被操作为具有最少的用户干预。例如,生成和分析操作可以通过化验系统以自动的方式进行。在一些情况下,用户只能装载夹盒组件并启动仪器来执行方案。
流动池夹盒
接下来,采用根据文中的至少一个示例的流动池夹盒900。
图9A示出了根据本文的一个示例形成的流动池夹盒900的顶部透视图。流动池夹盒900总体包括顶部框架904和底部框架906,该顶部框架和底部框架被连结以形成沿着装载方向9A成长形的大致矩形的结构。装载方向9A对应于流动池夹盒900被装载到夹盒组件100的流动池腔108中的方向。流动池夹盒900包括装载端部908、尾端910和侧向边缘912。装载端部908和侧边缘912包括一个或多个定位特征,以与夹盒组件100的流动池腔108中的对应的特征配合,以确保在流动池腔108中在XYZ方向上适当地对准。
可选地,顶部框架904和底部框架906可以由导电塑料形成,例如以提供静电放电(ESD)保护。
可选地,顶部框架904可包括抓握特征920,诸如从顶部框架904向上延伸的一系列肋。抓握特征920有助于使用者抓住流动池夹盒900。可选地,抓握部件920中的沟槽可被成形为形成指示方向,诸如通过将肋成形为形成箭头,由此进一步向使用者提供关于流动池夹盒900应当被插入的方向的信息。
图9B示出了顶部框架904的一部分的放大视图,以更好地示出到流动池夹盒的光学射流(O-F)接口。同时参照图9A和图9B,顶部框架904包括O-F接口940,以与夹盒组件100的光学和射流部件连通。O-F接口940包括与分析电路对准的流动池窗口928(并在下文中结合图9D和9E更详细地描述),该分析电路被容纳在流动池夹盒900内。流动池窗口928允许来自仪器的照明元件的光线被引导到分析电路上。流动池窗口928可以由玻璃或类似的透明材料形成,其中玻璃布置为与顶部框架904的上表面基本上处于相同的平面中。通过将流动池窗口928中的玻璃保持在与顶部框架904的上表面平齐的位置上,通过监测顶部框架904的上表面的Z位置,可以更精确地监测流动池窗口928的Z位置。
流动池端口934位于流动池窗口928附近,其中流动池端口934将流体从夹盒组件100传送通过分析电路内的活动区域。端口934设置在以长形方式形成的垫圈密封件930中。在图9A的示例中,垫圈密封件930被取向为大致平行于彼此延伸,并布置为相对于装载方向9A成锐角。垫圈密封件930中的流动池端口934被定位成与夹盒组件100的流动池腔108内的对应的端口配合。
密封件930设置在流动池窗口928的相反侧上。作为示例,密封件930可以越过流动池窗口928从彼此对角地取向。密封件930可以由TPE或其他类似材料形成。密封件930配装在形成在顶部框架904中的腔中,该腔与注射浇口932流体连通。在制造过程中,TPE通过注射浇口932注入并且允许流过顶部框架内的内部通道直到形成为密封件930。注塑工艺将密封件930物理地和化学地结合到顶部框架904,以将密封件930保持在顶部框架904上的预定位置处(以保持在选定的公差内)。垫圈密封件930提供低轮廓、最小化的密封配置,其提供期望的公差累积(例如,最小化公差累积)。
返回到图9A,顶部框架904包括肋922,所述肋922是长形的并且取向为在与装载方向9A相同(例如平行)的方向延伸。肋922提供装载保护特征,使得当流动池夹盒900被装载到流动池腔中时,垫圈密封件930和流动池端口934不会接触或以其他方式接合围绕流动池腔108的壳体特征。此外,肋922可提供抬起特征,使得在流动池夹盒900倒置在桌子或其他结构上的情况下,肋922可以防止顶部框架904上的其他特征接触灰尘和流动池夹盒900所放置的表面上的其他材料。
顶部框架904包括一个或多个Z位置特征(对应于Z基准点),其被用于将仪器的照明元件中的LED灯管对准流动池夹盒900的流动池窗口928。例如,顶部框架904的顶表面邻接抵靠井板150的底表面上的垫473和肋472,以限定用于流动池夹盒900的Z基准点。Z位置限制特征提供在仪器中的照明元件的光源与流动池夹盒之间的期望的公差(例如,最小化的公差)。
图9C示出了图9A的流动池夹盒的底部透视图。下壳906形成有位于装载端部908和尾端910附近的一个或多个抬起部914。可选地,抬起部914可以位于底部框架906上的其他位置处。另外或替代地,可以采用更多或更少的抬起部914。抬起部914在底部框架906中的特征与其上设有流动池夹盒900的任何表面之间保持预定间隔。例如,当将夹盒900存放在桌子、实验室工作台、存储区域或其它位置上时,抬起部914防止底部框架906中的特征与桌子、实验室工作台等上的灰尘和其它颗粒材料接触。另外,抬起部914的形状和尺寸可被设计成为对准键控特征以防止流动池夹盒900以错误的方式被插入到夹盒组件100中(例如插入到后方)。例如,抬起部914可以形成为不同的尺寸,例如不同的长度、厚度、抬起部高度等。在图9C的示例中,与位于尾端910附近的抬起部914相比,靠近装载端部908的抬起部914的长度较短。
底部框架906包括开口944,该开口944与顶部框架904上的光学射流接口940(和PCB 952上的均热器955)对准。开口944暴露分析电路的一部分的背面。底部框架906还包括接触垫开口946,该接触垫开口946与设置有分析电路的接触垫950的阵列对准并且暴露该阵列。接触垫开口946由横杆948分开,该横杆948将接触垫开口946的宽度保持得足够小,以防止可能以其他方式损坏接触垫950的不期望的物体(例如,用户的手指,测试设备等)的无意插入。在本示例中,接触垫开口946是矩形的并且每个都暴露两行或更多行排的接触垫950。
图9D示出了设置在流动池夹盒900中的印刷电路板952的一部分的俯视图。印刷电路板952包括具有分析电路958的顶表面956。例如,分析电路958可以表示CMOS电路。分析电路958用于支持穿过活动区域962的流体的流动,接收来自仪器内的照明源的入射光,并且结合射流分析操作来检测和捕获从流体发射的荧光的数字图像。分析电路958包括与分析电路958内的活动区域962通信的端口964。流体通过活动区域端口964中的一个进入活动区域962,并且流体通过活动区域端口964中的另一个离开活动区域962。分析电路958包括透明的顶表面,以接收通过流动池窗口928(以及通过图4的窗口410)发射的光。入射光为活动区域962中的流体照明,并且响应于此,流体内的试剂根据样本的特性在不同荧光光谱内发射荧光。分析电路958检测发射的荧光光谱,并捕获其图像,该图像然后通过接触垫950传送到仪器。
图9E示出了根据本文的一个示例形成的图9D的印刷电路板952的仰视图。PCB 952包括底表面954,该底表面954包括通过接触垫开口946可见的接触垫950的阵列。在本示例中,接触垫950的阵列形成为多行。可选地,可以使用替代的触头阵列配置。接触垫950连接到插座连接器953内的相应针脚。插座连接器953包括面向顶表面956(图9D)的方向的多个接触针脚。插座连接器953牢固地接收分析电路958,并提供分析电路958的输入/输出与接触垫950之间的电力、数据和通信连接。
底表面954还包括均热器955,均热器955包括邻接抵靠分析电路958的底表面的电路接合表面(在图9D中不可见)。均热器955包括加热元件接合面957,该加热元件接合面取向为面向下通过底部框架906中的开口944(图9C)。在操作过程中,仪器上的加热元件被插入开口944中,以邻接抵靠均热器955的加热元件接合表面957,同时向分析电路958提供期望量的热量。
印刷电路板952还包括绕其周界设置的凹痕957。凹痕957与顶部框架904和底部框架906中的对应的特征配合,以将印刷电路板952定位在顶部框架904和底部框架906中的特定位置处。
顶部框架904和底部框架906还包括一个或多个XY-位置特征(对应于XY-基准点),其用于在流动池腔108内在XY方向上对准流动池夹盒900。XY位置特征包括设置在装载端部908上的前参考柱923、和沿着一个或两个侧边缘912设置的一个或多个侧向参考柱925。凹口927设置与侧向参考柱925相反的侧面上的侧边缘912中。
在装载期间,装载端部908插入到流动池腔108中,直到参考柱923紧密地邻接抵靠流动池腔108中的限位特征,以限定在装载方向9A(也称为X方向)上的有限的移动。随着流动池夹盒900被插入,偏转臂沿着包括凹口927的侧边缘912骑跨,直到闩锁元件配装在凹口927中。闩锁元件成形为符合凹口927的形状。偏转臂在箭头9C的方向上施加侧向力(也代表侧向定位力),以在侧向方向上(对应于Y轴线)移动流动池夹盒900,直到侧向参考柱925接合流动池腔108内的配合特征。当侧向参考柱925接合配合特征时,流动池腔108限定在侧向方向9C上的移动极限。偏转臂将流动池夹盒900保持在期望的Y位置处(对应于Y基准点)。偏转臂上的闩锁元件在预定的位置处配装在在凹口927中,以将流动池夹盒900保持在预定的X位置(对应于X基准点)。
一旦流动池夹盒900被插入到XYZ基准点,通信连接器(在Z方向上)被插入到接触垫开口946中,直到通信连接器上的配合触头阵列接合接触垫950。通信连接器提供电力、收集数据并且控制流动池夹盒900中的分析电路的操作。另外,将加热元件(在Z方向上)插入到开口944中,直到与均热器955接合。
附加示例
示例1:一种夹盒组件,包括:壳体,包括流动池腔以接收流动池;井板,所述井板具有液体井以接收期望量的液体,所述井板包括阀站、泵站和射流分析站,所述井板包括与井、阀站、泵站和射流分析站相关联的通道;设置在所述泵站处的井板上的泵组件,所述泵组件管理通过所述泵站和所述射流分析站之间的通道的流体流动;以及设置在所述阀站处的井板上的旋转阀组件,所述旋转阀组件包括转子轴和转子阀,所述转子阀定位为绕旋转轴线旋转、并且选择性地将所述井联接至所述泵站,转子轴具有通过壳体暴露的远端,所述转子轴包括在其远端处的双花键配置,所述双花键配置具有第一组花键和第二组花键,所述第一组花键形成驱动接口,所述第二组花键形成位置编码接口。
示例2:如示例1所述的夹盒组件,其中所述转子轴的远端延伸到设置在所述壳体中的轴井中,从而将所述双花键配置暴露至射流分析仪器的阀驱动组件。
示例3:如示例1所述的夹盒组件,其中所述第一组花键代表绕所述远端的外部延伸的外花键,其中相邻花键的侧向侧面由第一预定花键—花键间距分隔,所述花键—花键间距对应于在阀驱动组件的驱动轴上的花键图案。
示例4:如示例1所述的夹盒组件,其中所述第二组花键代表绕设置在所述转子轴的远端处的腔的内部形成的内花键,所述内花键具有成角度的侧向侧面,使得相邻的侧向侧面形成相对于彼此的预定的非平行的角度,其中相邻的侧向侧面在底部汇合以形成凹部,从而将配合花键接收在所述阀驱动组件的驱动轴上,所述阀驱动组件利用所述位置编码接口以跟踪所述转子轴的位置。
示例5:如示例1所述的夹盒组件,其中所述转子阀通过联接凸缘而安装到所述转子轴的近端,所述联接凸缘允许在所述转子阀和所述转子轴之间的预定量的倾斜移动。
示例6:如示例4所述的夹盒组件,其中所述转子阀包括转子基部,所述转子基部具有绕所述转子轴的近端定位的一个或多个肋,所述联接凸缘被保持在所述转子轴的近端和肋之间。
示例7:如示例1所述的夹盒组件,其中所述转子阀包括井板接合表面,所述井板接合表面具有中心端口和径向端口,所述转子阀包括取向为在径向方向上从所述中心端口向外延伸到所述径向端口的通道。
示例8:如示例6所述的夹盒组件,其中所述中心端口被对准为与所述转子轴的旋转轴线对应,并且与所述井板中的中心供给端口对准,所述转子阀绕所述旋转轴线旋转,以将所述径向端口与对应的井端口对准。
示例9:如示例1所述的夹盒组件,其中所述旋转阀包括井板接合表面,所述井板接合表面形成为其上具有接口环,所述接口环绕所述井板接合表面的周界延伸。
示例10:根据示例1所述的夹盒组件,进一步包括:阀帽,所述阀帽包括内部腔,以可旋转地接收所述旋转阀,所述阀帽包括一个或多个闩锁臂,以将所述阀帽固定至所述井,并且向下抵靠所述井板;以及偏转元件,所述偏转元件设置在所述内部腔中,并且抵靠所述旋转阀施加偏转力,以保持所述旋转阀中的端口和所述井板中的端口之间的密封相接。
示例11:如示例1所述的夹盒组件,其中所述泵组件包括柱塞,所述柱塞具有位于所述柱塞的相反端部处的驱动端部和偏转表面,所述驱动端部和偏转表面在所述壳体的上表面和下表面处暴露,使得关联于移动往复运动的柱塞,对应的单向驱动和偏转力施加到其上。
示例12:如示例11所述的夹盒组件,其中所述柱塞可具有驱动臂和柱塞臂,所述驱动臂和所述柱塞臂通过桥部段彼此连结形成U形形状,并且形成在一起成为整体的结构,所述驱动臂和所述柱塞臂被接收在位于所述井板上的支撑柱中。
示例13:如示例11所述的夹盒组件,其中所述柱塞包括柱塞臂和柱塞元件,所述柱塞臂和所述柱塞元件由不同的材料模制在一起。
示例14:如示例13所述的夹盒组件,其中所述柱塞元件被形成在所述柱塞臂的前端上,所述柱塞元件在对应的支撑柱中移动,以在所述泵站处形成高压和低压状态。
示例15:如示例1所述的夹盒组件,其中所述泵站包括通道部段,所述通道部段功能性地被划分为准备部段、排放部段、和泵工作部段,所有这些部段彼此连续形成,以在任一方向上支撑流体流动。
示例16:如示例1所述的夹盒组件,其中所述泵站包括夹在位于所述工作区域的上游和下游的一对夹管阀之间的工作区域,所述泵组件包括与所述工作区域对准的柱塞,所述柱塞朝向和远离工作区域往复地移动,以引入高压和低压状态,所述泵组件还包括与所述夹管阀对准的推针,所述推针可以交替地移动,以打开和关闭所述夹管阀。
示例17:如示例1所述的夹盒组件,还包括穿孔器单元,所述穿孔器单元被设置在所述壳体中,并且定位为靠近所述井,所述穿孔器单元包括穿孔器元件,所述穿孔器单元被移动至穿孔位置,在该穿孔位置,所述穿孔器元件对用于所述对应的井的盖子穿孔。
示例18:如示例17所述的夹盒组件,其中所述壳体包括盖子,所述盖子具有提供到所述穿孔器单元的上端的仪器入口的穿孔器接近开口。
示例19:如示例17所述的夹盒组件,其中所述穿孔器单元包括本体,所述本体与下部平台、中间部段和上部凸缘形成为圆锥管状,所述下部平台或上部凸缘中的至少一者包括以预定的方式分布的穿孔元件,所述穿孔元件被布置为与所述井板上的井对准。
示例20:如示例1所述的夹盒组件,进一步包括,穿孔器单元,所述穿孔器单元具有配装在所述转子轴上的平台,所述平台可包括索引特征,所述索引特征接合所述旋转阀组件上的配合特征,以将所述穿孔器单元相对于所述转子轴以预定的旋转取向定位,以将所述穿孔器元件与对应的井对准。
示例21:如示例1所述的夹盒组件,其中所述井板包括井过渡端口,所述井过渡端口对应于所述旋转阀组件以预定的图案布置,所述井板包括与对应的井对准的井排放端口,所述井板包括在对应的井排放端口和井过渡端口之间延伸的井排放通道。
示例22:如示例1所述的夹盒组件,其中所述井板包括具有顶表面和底表面的基部,其中所述顶表面和底表面中的至少一者包括通道,所述通道包括侧面敞开的通道,所述基部被连结至背衬层,以关闭所述侧面敞开的通道。
示例23:如示例1所述的夹盒组件,其中所述井板可包括设置在所述光学分析站中的光学接口窗口,所述井板的顶侧包括插入限制元件,以接合仪器上的照明元件。
示例24:如示例23所述的夹盒组件,其中所述插入限制元件表示围绕所述光学接口窗口设置的一个或多个肋,所述肋限定照明元件和所述光学接口窗口之间的Z容差。
示例25:一种射流系统,包括:夹盒组件,所述夹盒组件具有包括照明腔的壳体和井板,所述井板被保持在所述壳体中,并且具有液体井以接收期望量的液体,所述井板包括与所述照明腔对准的射流分析站,所述井板包括位于所述射流分析站处的接口窗口和接口端口;以及流动池夹盒,所述流动池夹盒具有其中包含分析电路的框架,所述框架包括与所述分析电路对准的流动池窗口,所述框架包括流动池端口,所述流动池端口流体地联接至所述分析电路中的活动区域,所述壳体包括流动池腔以接收所述流动池夹盒,所述流动池腔将所述流动池夹盒定位在所述射流分析站处,并且所述流动池窗口和所述流动池端口分别与对应的接口窗口和接口端口对准。
示例26:如示例25所述的射流系统,其中所述流动池腔包括侧轨和端部止动件,所述侧轨和端部止动件中的至少一者具有端部限位部,以当所述流动池夹盒处于完全装载位置时,将所述流动池夹盒定位在预定的基准点处,使得所述流动池窗口和流动池端口分别与对应的接口窗口和接口端口对准。
示例27:如示例26所述的射流系统,其中所述流动池腔包括偏转臂,所述偏转臂被取向为沿着至少一个所述侧轨延伸,所述偏转臂朝向所述流动池腔向内延伸,所述偏转臂在所述流动池夹盒上施加侧向偏转力,以将所述流动池夹盒保持在预定的基准点处。
示例28:如示例27所述的射流系统,其中所述偏转臂包括闩锁元件,所述闩锁元件定位为与设置在所述流动池夹盒的侧向侧面中的凹口配装在一起,所述闩锁元件将所述流动池夹盒保持在X基准点。
示例29:如示例25所述的射流系统,其中所述流动池夹盒包括顶部框架和底部框架,所述顶部框架包括流动池窗口和流动池端口,所述顶部框架包括从所述顶部框架向上延伸预定高度以限定Z基准点的肋。
示例30:如示例25所述的射流系统,其中所述流动池夹盒包括由弹性材料以整体的方式形成的衬垫。
示例31:如示例25所述的射流系统,其中所述井板包括阀站、泵站和接口通道,所述接口通道提供在所述阀站和一个所述接口端口之间的第一射流路径、以及在所述泵站和一个所述接口端口之间的第二射流路径。
示例32:如示例25所述的射流系统,其中所述照明腔被取向为沿着照明轴线延伸,所述照明轴线延伸通过所述接口窗口、流动池窗口和所述分析电路中的活动区域。
最后陈述
应该意识到,前述概念的全部组合(只要这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地,在本公开的末尾出现的前述示例和要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的发明主题的一部分。
本说明书中引用的所有出版物、专利和专利申请均通过引用整体并入本文。
将意识到的是,本公开的各个方面可以实施为方法、系统、计算机可读介质和/或计算机程序产品。本公开的各方面可以采取硬件示例、软件示例(包括固件,常驻软件,微代码等)的形式,或者将软件和硬件方面组合在一起的示例,这些示例在本文中可以被统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外,本公开的方法可以采取计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式,其具有在介质中体现的计算机可用程序代码。
任何合适的计算机可用介质可以用于本公开的软件方面。计算机可用或计算机可读介质可以是,例如但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质可以包括暂时性的示例。计算机可读介质的更具体的示例(非穷举性列表)将包括以下中的一些或全部:具有一个或多个导线的电连接,便携式计算机磁盘,硬盘,随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存),光纤,便携式光盘只读存储器(CD-ROM),光存储装置,传输介质(如支持互联网或内联网的传输介质),或磁存储装置。应当注意的是,计算机可用或计算机可读介质甚至可以是纸张或在其上打印有程序的其他合适的介质,因为程序可以通过对例如纸或其他介质进行光学扫描而被电子捕获,然后被编译、解译或(如果需要的话)以其他方式以适当的方式进行处理,然后存储在计算机存储器中。在本文档的上下文中,计算机可用或计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序的任何介质。
用于执行这里提出的方法和设备的操作的程序代码可以用诸如Java、Smalltalk、C++之类的面向对象的编程语言来编写。然而,用于执行这里阐述的方法和设备的操作的程序代码也可以用诸如“C”编程语言或类似编程语言的常规过程编程语言编写。程序代码可以由处理器、专用集成电路(ASIC)或执行程序代码的其他部件执行。程序代码可以简单地称为存储在存储器中的软件应用程序(例如上面讨论的计算机可读介质)。程序代码可以使处理器(或任何处理器控制的装置)产生图形用户界面(“GUI”)。图形用户界面可以在显示装置上可视地产生,但是图形用户界面也可以具有可听特征。然而,程序代码可以在任何处理器控制的装置中运行,诸如计算机,服务器,个人数字助理,电话,电视机,或者采用处理器和/或数字信号处理器的任何处理器控制的装置。
程序代码可以在本地和/或远程执行。程序代码例如可以完全或部分地存储在处理器控制的装置的本地存储器中。然而,程序代码也可以至少部分地被远程存储、访问和下载到处理器控制的装置。例如,用户的计算机可以完全执行程序代码或仅部分执行程序代码。程序代码可以是至少部分在用户计算机上和/或部分地在远程计算机上执行或完全在远程计算机或服务器上的独立软件包。在后一种情况下,远程计算机可以通过通信网络连接到用户的计算机。
文中提出的方法和设备可以应用于任何网络环境。通信网络可以是在射频域和/或互联网协议(IP)域中操作的有线网络。然而,通信网络还可以包括分布式计算网络,诸如因特网(有时候也称为“万维网”),内联网,局域网(LAN)和/或广域网(WAN)。通信网络可以包括同轴电缆、铜导线、光纤线路和/或混合同轴线路。通信网络甚至可以包括利用电磁频谱的任何部分和任何信令标准(诸如IEEE 802系列标准,GSM/CDMA/TDMA或任何蜂窝标准,和/或ISM频带)的无线部分。通信网络甚至可以包括电力线部分,其中信号通过电线进行通信。本文阐述的方法和设备可以应用于任何无线/有线通信网络,而与(一个或多个)物理部件、物理配置或通信标准无关。
本公开的某些方面参照各种方法和方法步骤进行描述。将理解,每个方法步骤可以通过程序代码和/或机器指令来实现。程序代码和/或机器指令可以创建用于实现在方法中指定的功能/动作的手段。
程序代码还可以被存储在计算机可读存储器中,该计算机可读存储器可以指导处理器、计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运行,使得存储在计算机可读存储器中的程序代码产生或变换包括实现方法步骤的各个方面的指令装置的制品。
程序代码也可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上,以使得执行一系列操作步骤,以产生处理器/计算机实现的过程,使得程序代码提供用于实现在本公开的方法中指定的各种功能/动作的步骤。
Claims (32)
1.一种夹盒组件,包括:
壳体,其包括流动池腔以接收流动池;
井板,其具有液体井以接收期望量的液体,所述井板包括阀站、泵站和射流分析站,所述井板包括与井、所述阀站、所述泵站和所述射流分析站相关联的通道;
泵组件,其设置在所述泵站处的井板上,所述泵组件管理通过所述泵站和所述射流分析站之间的通道的流体流动;以及
旋转阀组件,其设置在所述阀站处的井板上,所述旋转阀组件包括转子轴和转子阀,所述转子阀定位为绕旋转轴线旋转、并且选择性地将所述井联接至所述泵站,
所述转子轴具有通过所述壳体暴露的远端,
所述转子轴包括在其远端处的双花键配置,所述双花键配置具有第一组花键和第二组花键,所述第一组花键形成驱动接口,所述第二组花键形成位置编码接口。
2.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述转子轴的远端延伸到设置在所述壳体中的轴井中,从而将所述双花键配置暴露至射流分析仪器的阀驱动组件。
3.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述第一组花键代表绕所述远端的外部延伸的外花键,其中相邻花键的侧向侧面由第一预定花键—花键间距分隔,所述花键—花键间距对应于在阀驱动组件的驱动轴上的花键图案。
4.如权利要求2或3所述的夹盒组件,其中所述第二组花键代表绕设置在所述转子轴的远端处的腔的内部形成的内花键,所述内花键具有成角度的侧向侧面,使得相邻的侧向侧面形成相对于彼此的预定的非平行的角度,其中所述相邻的侧向侧面在底部汇合以形成凹部,从而将配合花键接收在所述阀驱动组件的驱动轴上,所述阀驱动组件利用所述位置编码接口以跟踪所述转子轴的位置。
5.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述转子阀通过联接凸缘而安装到所述转子轴的近端,所述联接凸缘允许在所述转子阀和所述转子轴之间的预定量的倾斜移动。
6.如权利要求5所述的夹盒组件,其中所述转子阀包括转子基部,所述转子基部具有绕所述转子轴的近端定位的一个或多个肋,所述联接凸缘被保持在所述肋和所述转子轴的近端之间。
7.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述转子阀包括井板接合表面,所述井板接合表面具有中心端口和径向端口,所述转子阀包括取向为在径向方向上从所述中心端口向外延伸到所述径向端口的通道。
8.如权利要求7所述的夹盒组件,其中所述中心端口被对准为与所述转子轴的旋转轴线对应,并且与所述井板中的中心供给端口对准,所述转子阀绕所述旋转轴线旋转,以将所述径向端口与对应的井端口对准。
9.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述旋转阀包括井板接合表面,所述井板接合表面形成为其上具有接口环,所述接口环绕所述井板接合表面的周界延伸。
10.如权利要求1所述的夹盒组件,进一步包括:
阀帽,所述阀帽包括内部腔以可旋转地接收所述旋转阀,所述阀帽包括一个或多个闩锁臂以将所述阀帽固定至所述井,并且向下抵靠所述井板;以及
偏转元件,所述偏转元件设置在所述内部腔中,并且抵靠所述旋转阀施加偏转力,以保持所述旋转阀中的端口和所述井板中的端口之间的密封相接。
11.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述泵组件包括柱塞,所述柱塞具有位于所述柱塞的相反端部处的驱动端部和偏转表面,所述驱动端部和偏转表面在所述壳体的上表面和下表面处暴露,使得关联于移动往复运动的柱塞,对应的单向驱动和偏转力施加到其上。
12.如权利要求11所述的夹盒组件,其中所述柱塞具有驱动臂和柱塞臂,所述驱动臂和所述柱塞臂通过桥部段彼此连结形成U形形状,并且形成在一起成为整体的结构,所述驱动臂和所述柱塞臂被接收在位于所述井板上的支撑柱中。
13.如权利要求11所述的夹盒组件,其中所述柱塞包括由不同的材料模制在一起的柱塞臂和柱塞元件。
14.如权利要求13所述的夹盒组件,其中所述柱塞元件被形成在所述柱塞臂的前端上,所述柱塞元件在对应的支撑柱中移动,以在所述泵站处形成高压和低压状态。
15.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述泵站包括通道部段,所述通道部段功能性地被划分为准备部段、排放部段、和泵工作部段,所有这些部段彼此连续形成,以在任一方向上支撑流体流动。
16.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述泵站包括工作区域,所述工作区域夹在位于所述工作区域的上游和下游的一对夹管阀之间,所述泵组件包括与所述工作区域对准的柱塞,所述柱塞朝向和远离工作区域往复地移动以引入高压和低压状态,所述泵组件还包括与所述夹管阀对准的推针,所述推针交替地移动以打开和关闭所述夹管阀。
17.如权利要求1所述的夹盒组件,还包括穿孔器单元,所述穿孔器单元被设置在所述壳体中,并且定位为靠近所述井,所述穿孔器单元包括穿孔器元件,所述穿孔器单元被移动至穿孔位置,所述穿孔器元件在所述穿孔位置对用于对应的井的盖子穿孔。
18.如权利要求17所述的夹盒组件,其中所述壳体包括盖子,所述盖子具有提供到所述穿孔器单元的上端的仪器入口的穿孔器接近开口。
19.如权利要求17所述的夹盒组件,其中所述穿孔器单元包括本体,所述本体与下部平台、中间部段和上部凸缘形成为圆锥管状,所述下部平台或上部凸缘中的至少一者包括以预定的方式分布的穿孔器元件,所述穿孔器元件被布置为与所述井板上的井对准。
20.如权利要求1所述的夹盒组件,进一步包括穿孔器单元,所述穿孔器单元具有配装在所述转子轴上的平台,所述平台包括索引特征,所述索引特征接合所述旋转阀组件上的配合特征,以将所述穿孔器单元相对于所述转子轴以预定的旋转取向定位,从而将穿孔器元件与对应的井对准。
21.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述井板包括井过渡端口,所述井过渡端口对应于所述旋转阀组件以预定的图案布置,所述井板包括与对应的井对准的井排放端口,所述井板包括在对应的井排放端口和井过渡端口之间延伸的井排放通道。
22.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述井板包括具有顶表面和底表面的基部,所述顶表面和所述底表面中的至少一者包括通道,所述通道包括侧面敞开的通道,所述基部被连结至背衬层以关闭所述侧面敞开的通道。
23.如权利要求1所述的夹盒组件,其中所述井板包括设置在光学分析站中的光学接口窗口,所述井板的顶侧包括插入限制元件,以接合仪器上的照明元件。
24.如权利要求23所述的夹盒组件,其中所述插入限制元件表示围绕所述光学接口窗口设置的一个或多个肋,所述肋限定照明元件和所述光学接口窗口之间的Z容差。
25.一种射流系统,包括:
夹盒组件,其具有包括照明腔的壳体和井板,
所述井板被保持在所述壳体中,并且具有液体井以接收期望量的液体,所述井板包括与所述照明腔对准的射流分析站,所述井板包括位于所述射流分析站处的接口窗口和接口端口;以及
流动池夹盒,所述流动池夹盒具有其中包含分析电路的框架,所述框架包括与所述分析电路对准的流动池窗口,所述框架包括流动池端口,所述流动池端口流体地联接至所述分析电路中的活动区域,
所述壳体包括流动池腔以接收所述流动池夹盒,所述流动池腔将所述流动池夹盒定位在所述射流分析站处,并且所述流动池窗口和所述流动池端口分别与对应的接口窗口和接口端口对准。
26.如权利要求25所述的射流系统,其中所述流动池腔包括侧轨和端部止动件,所述侧轨和所述端部止动件中的至少一者具有端部限位部,以当所述流动池夹盒处于完全装载位置时,将所述流动池夹盒定位在预定的基准点处,使得所述流动池窗口和所述流动池端口分别与对应的接口窗口和接口端口对准。
27.如权利要求26所述的射流系统,其中所述流动池腔包括偏转臂,所述偏转臂被取向为沿着至少一个所述侧轨延伸,所述偏转臂朝向所述流动池腔向内延伸,所述偏转臂在所述流动池夹盒上施加侧向偏转力,以将所述流动池夹盒保持在所述预定的基准点处。
28.如权利要求27所述的射流系统,其中所述偏转臂包括闩锁元件,所述闩锁元件定位为与设置在所述流动池夹盒的侧向侧面中的凹口配装在一起,所述闩锁元件将所述流动池夹盒保持在X基准点。
29.如权利要求25所述的射流系统,其中所述流动池夹盒包括顶部框架和底部框架,所述顶部框架包括所述流动池窗口和所述流动池端口,所述顶部框架包括从所述顶部框架向上延伸预定高度以限定Z基准点的肋。
30.如权利要求25所述的射流系统,其中所述流动池夹盒包括由弹性材料以整体的方式形成的衬垫。
31.如权利要求25所述的射流系统,其中所述井板包括阀站、泵站和接口通道,所述接口通道提供在所述阀站和一个所述接口端口之间的第一射流路径、以及在所述泵站和一个所述接口端口之间的第二射流路径。
32.如权利要求25所述的射流系统,其中所述照明腔被取向为沿着照明轴线延伸,所述照明轴线延伸通过所述接口窗口、流动池窗口和所述分析电路中的活动区域。
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