CN108369180B - 用于分析样品和监测光信号检测器的性能的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量光信号检测器性能的系统包括光信号检测器，所述光信号检测器包括具有第一光源和第一传感器的第一检测通道。所述第一检测通道被配置来发射并聚焦由所述第一光源在第一检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第一传感器上。所述系统还包括控制器，所述控制器可操作地耦合到所述光信号检测器并且被配置来基于下列中的至少一项来确定所述光信号检测器的操作性能状态：(i)当第一非荧光表面部分位于所述第一检测区中时聚焦在所述传感器上的光的第一测量特征；以及(ii)当空隙处于所述第一检测区中时聚焦在所述传感器上的光的第二测量特征。所述光信号检测器可为荧光计。

Description

用于分析样品和监测光信号检测器的性能的系统和方法
背景技术
技术领域
本公开的实施方案涉及用于分析样品(例如，生物样品)和用于监测光信号检测器(例如荧光计)的性能的系统和方法。
背景
诊断测定用于临床诊断和健康科学研究中以检测和/或定量存在于宿主生物或生物样品中的生物抗原、细胞异常、疾病状态和疾病相关病原体的存在和/或量。示例性疾病相关病原体包括寄生生物、真菌、细菌和病毒。当诊断测定允许定量时，执业人员可计算感染或疾病的程度并确定随时间推移的疾病状态。诊断测定可检测例如化学物质、蛋白质、多糖、核酸、生物聚合物、细胞或目标组织。可采用多种测定来检测这些诊断指标和/或判断这些诊断指标是否合格。
为了检测靶向核酸序列，可使用具有与靶向序列或其扩增子基本上互补的核苷酸碱基序列的探针。在选择性测定条件下，探针可以允许执业人员检测样品中的靶向序列的存在的方式来与靶向序列或其扩增子杂交。探针可包括例如可检测标记，诸如放射标记、荧光团或荧光染料、生物素、酶或化学发光化合物。探针可与靶向序列或其扩增子发生杂交，使得可检测到指示样品中存在靶向序列的信号，并且信号的强度可与存在的靶序列或其扩增子的量成比例。通过在扩增过程中周期性地测量指示存在扩增子的信号，可检测扩增子随时间推移的生长。基于在扩增过程的这种“实时”监测过程中收集的数据，可确定最初在样品中的靶核酸序列的量。
为了在单次测定中检测不同的目标核酸序列，可使用被配置来与不同的核酸序列杂交并发出可检测的不同信号的不同探针。例如，被配置来与不同的靶核酸序列杂交的不同探针可与荧光团一起配制，所述荧光团在暴露于已知激发波长的激发光时以已知波长(即，颜色)发荧光。通过将样品交替暴露于不同的激发波长并在实时监测过程期间检测对应于每个靶核酸序列的探针的在目标波长下的荧光水平，可并行执行用于检测不同靶核酸序列的测定。
可使用不同的信号检测器来执行并行处理，所述不同的信号检测器被配置来在扩增过程期间周期性地测量信号发射，并且其中不同的信号检测器被配置来生成不同波长的激发信号并测量不同波长的发射信号。示例性信号检测器包括荧光计。自动化核酸测定仪器的一个实施方案被配置来处理多个容器中承载的多个样品，并且每个荧光计被配置来当容器被分度经过荧光计时从容器获取荧光读数，例如每2秒一次。因此，针对仪器的每个小时操作是1800次，每个荧光计可产生指向样品容器的激发信号，并且每个荧光计可测量由容器的内容物发射的发射信号并且可产生电信号，所述电信号与所述发射信号的强度成比例。仪器操作期间的荧光计故障(例如，设备故障或性能劣化)将导致由荧光计产生的荧光读数的误差，从而导致诊断结果的误差。这种故障可能是由于在荧光计操作期间发生的机械或电气故障。虽然在仪器的日常维护过程中可检查荧光计的操作，但是此类测试机会很少，因为只有在仪器关闭时才能进行测试。但是仪器可连续操作较长的时间段以获得最大处理量。因此，反复关闭仪器来进行荧光计功能测试可能不切实际且成本高昂。因此，需要用于在核酸诊断仪器的正常操作期间并且同时正在执行测定时周期性地确认信号检测器(例如荧光计)的正确功能性的装置和方法。
发明内容
在一些实施方案中，一种测定仪器包括第一荧光计，所述第一荧光计具有第一检测通道，所述第一检测通道具有第一光源和第一传感器。所述第一检测通道被配置来发射并聚焦由所述第一光源在第一检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第一传感器上。所述测定仪器还包括承载器，所述承载器包括第一非荧光表面部分、限定凹部并且被构造来支撑第一容器。所述承载器和所述第一荧光计在至少以下位置中可相对于彼此移动：(i)所述第一容器的一部分处于所述第一检测区中的第一位置；(ii)所述承载器的所述第一非荧光表面部分位于所述第一检测区中的第二位置；以及(iii)所述凹部位于所述第一检测区中的第三位置。所述测定仪器还包括控制器，所述控制器可操作地耦合到所述第一荧光计。所述控制器被配置来基于当所述承载器处于所述第一位置时聚焦在所述第一信号检测器上的光的第一测量强度来确定包含在所述第一容器内的样品的特征。所述控制器还被配置来基于下列中的至少一项来确定所述第一荧光计的操作性能状态：(i)当所述承载器处于所述第二位置时聚焦在所述第一传感器上的光的第二测量强度；以及(ii)当所述承载器处于所述第三位置时聚焦在所述第一传感器上的光的第三测量强度。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第二测量强度是否在第一预定非荧光表面强度范围内来确定所述操作性能状态。所述第一预定非荧光表面强度范围可大于零。例如，所述第一预定非荧光表面强度范围可在5-5800个相对荧光单位(RFU)之间。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第三测量强度是否在第一预定凹部强度范围内来确定所述荧光计的所述操作性能状态。所述第一预定凹部强度范围可包括零。例如，所述第一预定凹部强度范围可在0-2260个相对荧光单位(RFU)之间。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来基于所述第二测量强度和所述第三测量强度来确定所述荧光计的所述操作性能状态。在一些实施方案中，所述操作性能状态是故障状态或性能劣化状态。
在一些实施方案中，包含在所述第一容器内的所述样品的所述特征是特定分析物是否存在于包含在所述第一容器内的所述样品中。在一些实施方案中，包含在所述第一容器内的所述样品的所述特征是包含在所述第一容器内的所述样品中的特定分析物的量。
在一些实施方案中，所述第一荧光计还包括第二检测通道，所述第二检测通道具有第二光源和第二传感器。所述第二检测通道被配置来发射并聚焦由所述第二光源在第二检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第二传感器上。所述承载器可包括第二非荧光表面部分，并且被进一步构造来支撑第二容器。所述承载器和所述第一荧光计在至少以下位置中可相对于彼此移动：(i)所述第二容器的一部分处于所述第二检测区中的所述第一位置；(ii)所述第二位置；(iii)所述第三位置；以及(iv)所述承载器的所述第二非荧光表面部分处于所述第二检测区中的第四位置。并且所述控制器还被配置来基于当所述承载器处于所述第一位置时聚焦在所述第二传感器上的光的第四测量强度来确定包含在所述第二容器内的样品的特征。所述控制器还被配置来进一步基于下列中的至少一项来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态：(i)当所述承载器处于所述第四位置时聚焦在所述第二传感器上的光的第五测量强度；以及(ii)当所述承载器处于所述第三位置时聚焦在所述第二传感器上的光的第六测量强度。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第五测量强度是否在第二预定非荧光表面强度范围内来基于所述第五测量强度确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分可线性对准并共面。所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分中的每一个可包括铝表面。
在一些实施方案中，所述控制器可被配置来通过确定所述第六测量强度是否在第二预定凹部强度范围内来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。在一些实施方案中，所述控制器被配置来基于所述第五测量强度和所述第六测量强度来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，所述测定仪器还包括第二荧光计，所述第二荧光计包括第一检测通道，所述第一检测通道具有第一光源和第一传感器。所述第二荧光计的所述第一检测通道被配置来发射并聚焦由所述第二荧光计的所述第一光源在所述第二荧光计的第一检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第二荧光计的所述第一传感器上。所述承载器还包括第三非荧光表面部分、进一步限定第二凹部并且被进一步构造来支撑第三容器。所述承载器和所述第二荧光计在至少以下位置中可相对于彼此移动：(i)所述第三容器的一部分处于所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述第一位置；(ii)所述承载器的所述第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述第二位置；以及(iii)所述第二凹部位于所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述第三位置。所述控制器被进一步配置来基于当所述承载器处于所述第一位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第一传感器上的光的第七测量强度来确定包含在所述第三容器内的样品的特征。并且所述控制器被进一步配置来基于下列中的至少一项来确定所述第二荧光计的操作性能状态：(i)当所述承载器处于所述第二位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第一传感器上的光的第八测量强度；以及(ii)当所述承载器处于所述第三位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第一传感器上的光的第九测量强度。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第八测量强度是否在第三预定非荧光表面强度范围内来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。所述第三预定非荧光表面强度范围可大于零。所述第三预定非荧光表面强度范围可在5-5800个相对荧光单位(RFU)之间。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第九测量强度是否在第三预定凹部强度范围内来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。所述第三预定凹部强度范围可包括零。所述第三预定凹部强度范围可在0-2260个相对荧光单位(RFU)之间。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来基于所述第八测量强度和所述第九测量强度来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，包含在所述第三容器内的所述样品的所述特征是特定分析物是否存在于包含在所述第三容器内的所述样品中。在一些实施方案中，包含在所述第三容器内的所述样品的所述特征是包含在所述第三容器内的所述样品中的特定分析物的量。
在一些实施方案中，所述第二荧光计还包括第二检测通道，所述第二检测通道具有第二光源和第二传感器。所述第二荧光计的所述第二检测通道被配置来发射并聚焦由所述第二荧光计的所述第二光源在第二检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第二荧光计的所述第二传感器上。所述承载器还包括第四非荧光表面部分，并且被进一步构造来支撑第四容器。所述承载器和所述第二荧光计在至少以下位置中可相对于彼此移动：(i)所述第四容器的一部分处于所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述第一位置；(ii)所述第二位置；(iii)所述第三位置；以及(iv)所述承载器的所述第四非荧光表面部分处于所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述第四位置。所述控制器被进一步配置来基于当所述承载器处于所述第一位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第二传感器上的光的第十测量强度来确定包含在所述第四容器内的样品的特征。所述控制器被进一步配置来进一步基于下列中的至少一项来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态：(i)当所述承载器处于所述第四位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第二传感器上的光的第十一测量强度；以及(ii)当所述承载器处于所述第三位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第二传感器上的光的第十二测量强度。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第十一测量强度是否在第四预定非荧光表面强度范围内来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。所述第三非荧光表面部分和所述第四非荧光表面部分可线性对准并共面。所述第三非荧光表面部分和所述第四非荧光表面部分中的每一个可包括铝表面。
在一些实施方案中，所述控制器被进一步配置来通过确定所述第十二测量强度是否在第四凹部强度范围内来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。在一些实施方案中，所述控制器被进一步配置来基于所述第十一测量强度和所述第十二测量强度来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，所述第一荧光计与所述第一容器在所述第一位置处的所述部分之间的距离大于所述第一荧光计与在所述第二位置处的所述第一非荧光表面部分之间的距离。在一些实施方案中，所述第一荧光计与所述第一容器在所述第一位置处的所述部分之间的距离小于所述第一荧光计与在所述第二位置处的所述第一非荧光表面部分之间的距离。
在一些实施方案中，所述承载器是具有第一盘和与所述第一盘间隔开的第二盘的转盘，所述第二盘位于所述第一盘与所述第一荧光计之间。所述第二盘包括所述第一非荧光表面部分并且限定所述第一凹部的开口。所述第二盘也可包括由包括所述第一非荧光表面部分的辐条连接的同心内环和外环。
在一些实施方案中，所述承载器是可移动的，并且所述第一荧光计是固定的。所述承载器可为可旋转的。在其他实施方案中，所述承载器是可移动的，并且所述第一荧光计是可移动的。在其他实施方案中，所述承载器是固定的，并且所述第一荧光计是可移动的。
在一些实施方案中，一种分析样品的方法包括：定位承载器以使得所述承载器上的第一非荧光表面部分位于第一荧光计的第一检测区中。所述方法还包括：将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述第一非荧光表面部分上，以及当所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第一荧光计的第一传感器检测的光的第一强度。所述方法还包括：将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的第一凹部位于所述第一荧光计的所述第一检测区中。所述方法还包括：将从所述荧光计发射的光引导到所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述第一凹部中，以及当所述第一凹部位于所述第一荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第一荧光计的所述第一传感器检测的光的第二强度。并且所述方法包括基于所述第一强度和所述第二强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的操作性能状态。
在一些实施方案中，所述方法还包括：将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得第一容器的由所述承载器支撑的部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中，以及将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一容器的位于所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述部分中。并且所述方法包括：当所述第一容器的所述部分处于所述第一荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第一荧光计的所述第一传感器检测的光的第三强度，以及基于所述第三强度来确定包含在所述第一容器内的样品的特征。
包含在所述第一容器内的所述样品的所述特征可为特定分析物是否存在于包含在所述第一容器内的所述样品中。包含在所述第一容器内的所述样品的所述特征可为包含在所述第一容器内的所述样品中的特定分析物的量。
在一些实施方案中，所述第一荧光计与所述第一容器在所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述部分之间的距离大于所述第一荧光计与在所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述第一非荧光表面部分之间的距离。在一些实施方案中，所述第一荧光计与所述第一容器在所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述部分之间的距离小于所述第一荧光计与在所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述第一非荧光表面部分之间的距离。
在一些实施方案中，基于所述第一强度和所述第二强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第一强度是否在第一预定非荧光表面强度范围内。所述第一预定非荧光表面强度范围可大于零。所述第一预定非荧光表面强度范围可在5-5800个相对荧光单位(RFU)之间。
在一些实施方案中，基于所述第一强度和所述第二强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第二强度是否在第一预定凹部强度范围内。所述第一预定凹部强度范围可包括零。所述第一预定凹部强度范围可在0-2260个相对荧光单位(RFU)之间。
在一些实施方案中，所述方法还包括：基于所述第一强度和所述第二强度来确定所述荧光计的所述操作性能状态。在一些实施方案中，所述操作性能状态是故障状态或性能劣化状态。
在一些实施方案中，所述方法还包括：将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的第二非荧光表面部分位于所述第一荧光计的第二检测区中，以及将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一荧光计的所述第二检测区中的所述第二非荧光表面部分上。并且所述方法包括：当所述第二非荧光表面部分处于所述第一荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第一荧光计的第二传感器检测的光的第四强度。所述方法还包括：将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述第一凹部位于所述第一荧光计的所述第二检测区中。所述方法还包括：将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一荧光计的所述第二检测区中的所述第一凹部中，以及当所述第一凹部位于所述第一荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第一荧光计的所述第二传感器检测的光的第五强度。并且所述方法包括基于所述第四强度和所述第五强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，当所述第一容器的所述部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中时，第二容器的由所述承载器支撑的部分位于所述第一荧光计的所述第二检测区中。
在一些实施方案中，所述方法还包括：将从所述荧光计发射的光引导到所述第二容器的位于所述第一荧光计的所述第二检测区中的所述部分中，以及当所述第二容器的所述部分位于所述第一荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第一荧光计的所述第二传感器检测的光的第六强度。并且所述方法包括基于所述第六强度来确定包含在所述第二容器内的样品的特征。
在一些实施方案中，基于所述第四强度和所述第五强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第四强度是否在第二预定非荧光表面强度范围内。所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分可线性对准并共面。所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分中的每一个可包括铝表面。
在一些实施方案中，基于所述第四强度和所述第五强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第五强度是否在第二预定凹部强度范围内。
在一些实施方案中，基于所述第四强度和所述第五强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括基于所述第五强度和所述第六强度来确定所述荧光计的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，所述方法还包括：将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的第三非荧光表面部分位于第二荧光计的第一检测区中。所述方法还包括：将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述第三非荧光表面部分上，以及当所述第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第二荧光计的第一传感器检测的光的第六强度。所述方法还包括：将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的第二凹部位于所述第二荧光计的所述第一检测区中。并且所述方法包括：将从所述荧光计发射的光引导到所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述第二凹部中，以及当所述第二凹部位于所述第二荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第二荧光计的所述第一传感器检测的光的第七强度。所述方法还包括：基于所述第六强度和所述第七强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的操作性能状态。
在一些实施方案中，当所述承载器上的所述第三非荧光表面部分位于第二荧光计的所述第一检测区中时，所述承载器上的所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中。
在一些实施方案中，所述方法还包括：将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得第三容器的由所述承载器支撑的部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中。所述方法还包括：将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第三容器的位于所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述部分中，以及当所述第三容器的所述部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第二荧光计的所述第一传感器检测的光的第八强度。并且所述方法包括基于所述第八强度来确定包含在所述第三容器内的样品的特征。
在一些实施方案中，当所述第一容器的所述部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中时，所述第三容器的由所述承载器支撑的所述部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中。
在一些实施方案中，包含在所述第三容器内的所述样品的所述特征可为特定分析物是否存在于所述样品中。在一些实施方案中，包含在所述第三容器内的所述样品的所述特征可为所述样品中的特定分析物的量。
在一些实施方案中，基于所述第六强度和所述第七强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第六强度是否在第三预定非荧光表面强度范围内。所述第三预定非荧光表面强度范围可大于零。所述第三预定非荧光表面强度范围可在5-5800个相对荧光单位(RFU)之间。
在一些实施方案中，基于所述第六强度和所述第七强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第七强度是否在第三预定凹部强度范围内。所述第三预定凹部强度范围可包括零。所述第三预定凹部强度范围可在0-2260个相对荧光单位(RFU)之间。
在一些实施方案中，基于所述第六强度和所述第七强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态是基于所述第六强度和所述第七强度两者。
在一些实施方案中，所述方法还包括：将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的第四非荧光表面部分位于所述第二荧光计的第二检测区中。所述方法还包括：将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述第四非荧光表面部分上，以及当所述第四非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第二荧光计的第二传感器检测的光的第九强度。所述方法还包括：将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述第二凹部位于所述第二荧光计的所述第二检测区中。并且所述方法包括：将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述第二凹部中，以及当所述第二凹部位于所述第二荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第二荧光计的所述第二传感器检测的光的第十强度。并且所述方法包括基于所述第九强度和所述第十强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，所述方法还包括：将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得第四容器的由所述承载器支撑的部分位于所述第二荧光计的所述第二检测区中。所述方法还包括：将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第四容器的位于所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述部分中，以及当所述第四容器的所述部分位于所述第二荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第二荧光计的所述第二传感器检测的光的第十一强度。并且所述方法包括基于所述第十一强度来确定包含在所述第四容器内的样品的特征。
在一些实施方案中，包含在所述第四容器内的所述样品的所述特征可为特定分析物是否存在于包含在所述第四容器内的所述样品中。在一些实施方案中，包含在所述第四容器内的所述样品的所述特征可为包含在所述第四容器内的所述样品中的特定分析物的量。
在一些实施方案中，基于所述第九强度和所述第十强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第九强度是否在第四预定非荧光表面强度范围内。所述第三非荧光表面部分和所述第四非荧光表面部分可线性对准并共面。在一些实施方案中，所述第三非荧光表面部分和所述第四非荧光表面部分中的每一个包括铝表面。
在一些实施方案中，基于所述第九强度和所述第十强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第十强度是否在第四凹部强度范围内。
在一些实施方案中，基于所述第九强度和所述第十强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态是基于所述第九强度和所述第十强度两者。
在一些实施方案中，所述承载器是包括第一盘和与所述第一盘间隔开的第二盘的转盘，所述第二盘位于所述第一盘与所述第一荧光计之间。并且所述第二盘包括所述第一非荧光表面部分并且限定所述第一凹部的开口。所述第二盘可包括由包括所述第一非荧光表面部分的辐条连接的同心内环和外环。
在一些实施方案中，将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括当所述第一荧光计保持固定时移动所述承载器，以及将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第一凹部位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括当所述第一荧光计保持固定时移动所述承载器。在其他实施方案中，将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括当所述承载器保持固定时移动所述第一荧光计，以及将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第一凹部位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括当所述承载器保持固定时移动所述第一荧光计。在其他实施方案中，将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中包括移动所述第二荧光计并且移动所述承载器，以及将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第二凹部位于所述第二荧光计的所述第一检测区中包括移动所述第二荧光计并且移动所述承载器。
在一些实施方案中，一种用于测量光信号检测器性能的系统包括光信号检测器，所述光信号检测器包括具有第一光源和第一传感器的第一检测通道。所述第一检测通道被配置来发射并聚焦由所述第一光源在第一检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第一传感器上。所述系统还包括控制器，所述控制器可操作地耦合到所述光信号检测器并且被配置来基于下列中的至少一项来确定所述光信号检测器的操作性能状态：(i)当第一非荧光表面部分位于所述第一检测区中时聚焦在所述传感器上的光的第一测量特征；以及(ii)当空隙处于所述第一检测区中时聚焦在所述传感器上的光的第二测量特征。
在一些实施方案中，所述第一测量特征和所述第二测量特征中的每一个是光的强度。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第一测量特征是否在第一预定非荧光表面特征范围内来确定所述操作性能状态。在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第二测量特征是否在第一预定空隙强度范围内来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。在一些实施方案中，所述控制器被配置来基于所述第一测量特征和所述第二测量特征两者来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。在一些实施方案中，所述操作性能状态是适当的操作性能状态、故障状态和性能劣化状态。
在一些实施方案中，所述光信号检测器还包括第二检测通道，所述第二检测通道具有第二光源和第二传感器。所述第二检测通道被配置来发射并聚焦由所述第二光源在第二检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第二传感器上。并且所述控制器被进一步配置来基于下列中的至少一项来确定所述第一光信号检测器的所述操作性能状态：(i)当第二非荧光表面部分位于所述第二检测区中时聚焦在所述第二传感器上的光的第三测量特征；以及(ii)当所述空隙处于所述第二检测区中时聚焦在所述第二传感器上的光的第四测量特征。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第三测量特征是否在第二预定非荧光表面特征范围内来基于所述第三测量特征来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分中的每一个可包括铝表面。
在一些实施方案中，所述控制器被配置来通过确定所述第四测量特征是否在第二预定空隙特征范围内来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。在一些实施方案中，所述控制器被配置来基于所述第三测量特征和所述第四测量特征两者来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，所述光信号检测器是荧光计。
在一些实施方案中，一种用于测量光信号检测器性能的方法包括将第一非荧光表面部分与光信号检测器的第一检测区对准。所述方法还包括：将从所述光信号检测器发射的光引导到所述光信号检测器的所述第一检测区中的所述第一非荧光表面部分上，以及当所述第一非荧光表面部分位于所述光信号检测器的所述第一检测区中时测量由所述第一光信号检测器的第一传感器检测的光的第一特征。所述方法还包括：将第一空隙定位在所述第一光信号检测器的所述第一检测区中。所述方法还包括：将从所述光信号检测器发射的光引导到所述光信号检测器的所述第一检测区中的所述第一空隙中，以及当所述第一空隙位于所述光信号检测器的所述第一检测区中时测量由所述光信号检测器的所述第一传感器检测的光的第二特征。并且所述方法包括基于所述第一特征和所述第二特征中的至少一个来确定所述光信号检测器的操作性能状态。
在一些实施方案中，所述第一测量特征是第一光强度，并且所述第二测量特征是第二光强度。
在一些实施方案中，基于所述第一测量特征和所述第二测量特征中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括确定所述第一测量特征是否在第一预定非荧光表面特征范围内。在一些实施方案中，基于所述第一测量特征和所述第二测量特征中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括确定所述第二测量特征是否在第一预定空隙特征范围内。在一些实施方案中，所述方法包括：基于所述第一测量特征和所述第二测量特征两者来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，所述操作性能状态是适当的操作性能状态、故障状态和性能劣化状态。
在一些实施方案中，所述方法还包括：将第二非荧光表面部分定位在所述光信号检测器的第二检测区中。所述方法还包括：将从所述光信号检测器发射的光引导到所述光信号检测器的所述第二检测区中的所述第二非荧光表面部分上，以及当所述第二非荧光表面部分位于所述光信号检测器的所述第二检测区中时测量由所述光信号检测器的第二传感器检测的光的第三特征。所述方法还包括：将所述第一空隙定位在所述光信号检测器的所述第二检测区中。所述方法还包括：将从所述光信号检测器发射的光引导到所述光信号检测器的所述第二检测区中的所述第一空隙中，以及当所述第一空隙位于所述光信号检测器的所述第二检测区中时测量由所述光信号检测器的所述第二传感器检测的光的第四特征。并且所述方法包括基于所述第三测量特征和所述第四测量特征中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，基于所述第三测量特征和所述第四测量特征中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括确定所述第三测量特征是否在第二预定非荧光表面特征范围内。在一些实施方案中，所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分中的每一个包括铝表面。在一些实施方案中，基于所述第三测量特征和所述第四测量特征中的至少一个来确定所述第一第三测量特征的所述操作性能状态包括确定所述第四测量特征是否在第二预定空隙特征范围内。在一些实施方案中，基于所述第三测量特征和所述第四测量特征中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括基于所述第三测量特征和所述第四测量特征两者来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
在一些实施方案中，所述光信号检测器是荧光计。
下文参照附图详细地描述各实施方案的另外特征和优点，以及各种实施方案的结构和操作。需注意，本发明不限于本文所述的特定实施方案。本文呈现此类实施方案仅用于说明目的。基于本文中所包含的教义，其他实施方案对于相关领域的技术人员将是显而易见的。
附图说明
并入本文并且形成本说明书的一部分的附图示出各实施方案，并且与描述一起，进一步用于解释各实施方案的原理并且用于使相关领域的技术人员能够制造并使用各实施方案。
图1是根据一个实施方案的呈与设备结合使用的多容器装置单元形式的反应容器的透视图。
图2是根据一个实施方案的在图1中的箭头“60”的方向上观察的多容器装置的一部分的放大底视图。
图3是根据一个实施方案的培养箱的分解透视图，所述培养箱被配置来在使反应容器经受规定的温度条件时容纳多个容器，并且包括用于检测在培养过程期间由反应容器的内容物发出的信号的信号检测器。
图4是根据一个实施方案的培养箱的容器承载器的底部平面视图。
图5是根据一个实施方案的培养箱的容器承载器转盘的组装部件以及用于在培养箱内产生气流的循环风扇的透视图。
图6是根据一个实施方案的培养箱外壳的底壁、容器承载器的一部分以及容器承载器驱动组件的透视图。
图7是根据一个实施方案的容器承载器的容器分隔器的透视图。
图8是根据一个实施方案的从分隔器的相对侧的容器分隔器的透视图。
图9是根据一个实施方案的包括用于检测容器承载器上的反应容器的存在的容器存在传感器的培养箱的容器承载器的部件的局部透视图。
图10是根据一个实施方案的培养箱的一部分的局部透视图，包括培养箱底板、设置在培养箱底板下方的信号检测器以及设置在相对于信号检测器的信号检测位置中的反应容器。
图11是根据一个实施方案的信号检测器的透视图。
图12是根据一个实施方案的信号检测器的底部平面视图。
图13是根据一个实施方案的沿着图12中的线13-13截取的信号检测器的侧面剖视图。
图14是根据一个实施方案的信号检测器的分解透视图。
图15是根据一个实施方案的培养箱的容器承载器转盘的下部盘的局部顶部平面图，示出了承载在容器承载器上的多容器装置与定位在容器承载器下方的信号检测器的对准，以及安装在下部盘上的荧光标准物相对于信号检测器的相对取向。
图16是根据一个实施方案的示出信号检测器以及相对于信号检测器承载在检测区中的容器承载器上的容器的(沿着图15中的线I-I的)局部横截面侧视图。
图17是根据一个实施方案的示出信号检测器、相对于信号检测器移出检测区的容器以及移动成与信号检测器光通信但是相对于信号检测器不在检测区中的荧光标准物的(沿着图15中的线I-I的)局部横截面侧视图。
图18是根据一个实施方案的示出荧光计或其他光信号检测器的自检程序的流程图。
图19是根据一个实施方案的示出示例性扩增检测染料的激发光谱的图。
图20是根据一个实施方案的示出示例性扩增检测染料的发射光谱的图。
图21是根据一个实施方案的示出FAM、HEX和ROX染料的激发和发射荧光光谱的图。
图22是根据一个实施方案的示意性地示出激发和检测架构的框图。
图23是根据一个实施方案的示意性地示出检测电路的布置的框图。
图24是根据一个实施方案的示意性地示出激发电路的布置的框图。
图25是根据一个实施方案的示出荧光计激发电路的电路图。
图26A和图26B是根据一个实施方案的示出荧光计检测电路的电路图的两部分。
图27是根据一个实施方案的示出示例性实时扩增测定的方案的流程图。
图28是根据一个实施方案的示出分析物定量过程的流程图。
图29是根据一个实施方案的实时荧光计数据的时间曲线图。
图30是根据一个实施方案的示出用于将曲线拟合到实时荧光计数据并且使用所述拟合来确定阈值时间的方法的图表。
图31A和31B是根据一个实施方案的培养箱的容器承载器的底部平面视图，其具有信号检测器(图31A)的所有检测通道的检测区中的凹部以及信号检测器(图31B)的一个检测通道的检测区中的非荧光部分250。
具体实施方式
现在将参考附图中所示的实施方案来详细描述本公开。对“一个实施方案”、“实施方案”、“一些实施方案”、“示例性实施方案”、“例如”、“实例”、“示例性”等的引用表明所描述的实施方案可包括某一特定特征结构、结构或特性，但是每个实施方案可能不一定包括所述特定特征结构、结构或特性。此外，此类措词不一定指同一实施方案。此外，当结合一个实施方案来描述某一特定特征、结构或特性时，应当认为，无论是否明确描述，使得此类特征、结构或特性结合其他实施方案起作用是在本领域的技术人员知识范围内的。
如本文所用，“一个”或“一种”意指“至少一个”或“一个或多个”。
如本文所用，“样品”是指任何待分析的材料，而不管其来源。所述材料可处于其天然形式或处理的任何阶段(例如，所述材料可为以化学方式改变的，或者其可为已经从样品的一种或多种其他组分分离和/或纯化的样品的一种或多种组分)。样品可从任何来源获得，包括但不限于动物、环境、食物、工业或水源。动物样品包括但不限于：外周血、血浆、血清、骨髓、尿液、胆汁、粘液、痰液、唾液、脑脊液、粪便、包括淋巴结的活检组织、呼吸组织或分泌物、胃肠组织、子宫颈拭子样品、精液或其他体液或细胞液、组织或分泌物。样品可稀释或包含在含有稀释剂、运送培养基、防腐剂溶液或其他流体的容器内。因此，术语“样品”旨在涵盖包含在稀释剂、运送培养基和/或防腐剂或者旨在容纳样品的其他流体内的样品。
多容器装置
图1中示出根据一个实施方案的多个反应容器162。在所述实施方案中，容器162形成为一个整体多容器装置(“MRD”)160。在其他实施方案(未示出)中，容器162可与其他容器162分离和个体化。
在一些实施方案中，如图5所示，MRD 160包括五个容器162。在其他实施方案中，MRD 160包括多于或少于五个容器162。例如，呈具有开放顶端和封闭底端的圆柱形管的形式的容器162通过连接肋结构164而彼此连接，所述连接肋结构164限定沿着MRD 160的任一侧纵向延伸的面向下的肩部。
在一些实施方案中，MRD 160由注塑聚丙烯形成，诸如由特拉华州的威明顿市的Montell Polyolefins公司销售的产品号为PD701NW或者Huntsman公司的产品号为P5M6K-048的那些材料。在其他实施方案中，MRD 160的容器162相对于彼此可释放地固定，例如通过由分离的样品容器支架所支撑。
MRD 160可在一端处包括弓形屏蔽结构169。MRD 160还可包括从屏蔽结构169延伸的MRD操纵结构166。操纵结构166可被调适成由在测定仪器的不同部件之间移动MRD 160的传送机构接合。MRD操纵结构166可包括从屏蔽结构169延伸的横向延伸板168，在板168的相反端上具有垂直延伸件167。角撑板壁165从屏蔽结构169与垂直件167之间的侧板168向下延伸。
如图2所示，在一些实施方案中，屏蔽结构169和垂直件167具有相互面对的凸形表面。MRD 160可通过将接合构件横向地(在“A”方向上)移入屏蔽结构169与垂直件167之间的空间中而由传送机构和其他部件接合。屏蔽结构169和垂直件167的凸形表面提供了对于经历横向相对运动的接合构件进入空间中的更宽的进入点。
MRD 160可包括标记接收结构174，所述标记接收结构174在MRD 160的与屏蔽结构169和MRD操纵结构166相反的端部上具有平坦的标记接收表面175。诸如可扫描条形码的人或机器可读标记可放置在表面175上以提供关于MRD 160的标识和指导信息。
核酸诊断测定
一些实施方案使用可结合核酸诊断测定使用的设备和程序，包括“实时”扩增测定和“终点”扩增测定。
实时扩增测定可用来确定样品中靶核酸的存在和量，所述样品以举例的方式源自病原生物体或病毒。通过确定样品中靶核酸的量，执业人员可近似得出样品中的生物体或病毒的量或负荷。在一个应用中，实时扩增测定可用来筛选旨在用于诸如丙型肝炎病毒(HCV)和人类免疫缺陷病毒(HIV)的血源性病原体的输血的血液或血液制品。在另一个应用中，实时测定可用来监测治疗方案在感染病原生物体或病毒的患者或者患有以变异或突变基因表达为特征的疾病的患者体内的疗效。实时扩增测定也可用于诊断目的以及基因表达测定。
除了实时扩增测定之外，一些实施方案实现了终点扩增测定。在终点扩增测定中，在扩增程序结束时确定含有靶序列或其互补序列的扩增产物的存在。所述确定可发生在检测站中，所述检测站可位于发生扩增反应的培养箱的外部。相比之下，在“实时”扩增测定中，在扩增程序期间确定含有靶序列或其互补序列的扩增产物的量。在实时扩增测定中，可使用通过对信号进行周期测量而获取的数据并且从获取的数据计算靶序列扩增的速率来确定靶核酸的浓度，所述信号是包含靶序列或其互补序列的样品中的扩增产物的量的函数。
在示例性实时扩增测定中，相互作用的标记包括荧光部分或者其他发射部分和猝灭剂部分，例如像4-(4-二甲氨基苯基)苯甲酸(DABCYL)。当由适当激发波长的光能激发时，荧光部分发射特定发射波长的光能(即，荧光)。当荧光部分和猝灭剂部分保持靠近时，由荧光部分发射的光能被猝灭剂部分吸收。但是当探针与样品中存在的核酸杂交时，荧光部分和猝灭剂部分彼此分离，并且可检测到由荧光部分发射的光能。以不同的和可区分的波长激发和发射的荧光部分可与不同的探针组合。可将不同的探针添加到样品中，并且可通过交替地将样品暴露于不同激发波长的光能并且测量来自对应于不同的荧光部分的不同波长的样品的光发射来确定与每个探针相关联的靶核酸的存在和量。
在扩增程序用于增加在可发生检测前样品中存在的靶序列或其互补序列的量的情况下，可包括“对照”以确保所述扩增已经发生并且由此避免假阴性。这种对照可为与目标序列无关的已知核酸序列。将对对照序列具有特异性且具有独特荧光染料(即，对照染料)和猝灭剂组合的探针(即对照探针)连同扩增对照序列以及靶序列所需的一种或多种扩增试剂一起添加到样品。在将样品暴露于适当的扩增条件之后，将样品交替暴露于不同激发波长(包括对照染料的激发波长)的光能并检测发射光。对应于对照染料的波长的发射光的检测证实扩增是成功的(即，对照序列确实被扩增)，并且因此任何无法检测到对应于靶序列的探针的发射光都不太可能是由于失败的扩增。相反地，无法检测到来自对照染料的发射光可能指示失败的扩增，从而表现出来自所述测定怀疑的任何结果。可替代地，无法检测到发射光可能是由于用于检测发射光的仪器(以下进行描述)的故障或者劣化的机械和/或电气性能。在一些实施方案中，方法和设备检测这种故障或劣化性能。在此，“性能”意指仪器操作的可靠性，使得仪器的输出可依赖于得到测定或测试结果。在一些实施方案中，可通过获取仪器输出的客观可测量特征来检测仪器故障或劣化性能，如果仪器正常操作，所述输出与在类似操作条件下通常将预期的输出偏离。可指示仪器故障或劣化性能的此类客观可测量特征的实例包括仪器输出强度的意外降低或仪器输出的峰值。
在一些实施方案中，如图3-10所示，扩增测定在诸如培养箱200的培养箱中进行。在一些实施方案中，培养箱200是旋转培养箱，其通过温度受控的外壳内的旋转承载器242(例如转盘)支撑和移动MRD 160。培养箱200可包括与其附接的一个或多个信号检测器400，所述信号检测器400被配置来实时地检测在培养箱200中承载的MRD 160的容器162内发生的扩增。例如，信号检测器400可为荧光计，所述荧光计被配置来当MRD 160的容器162用对应于每种染料的激发光来照射时，测量由MRD 160的每个容器162内的一种或多种染料发出的荧光。
在一些实施方案中，培养箱200被集成到自动化测定仪器(未示出)中，所述自动化测定仪器可包括用于将MRD 160放置到培养箱200中并且从培养箱200移除MRD 160的一个或多个容器传送机构。如本文所用，“测定仪器”是指能够分析样品并呈现结果的任何仪器。如本文所用，“样品”是指任何待分析的材料，而不管其来源。所述材料可处于其天然形式或处理的任何阶段(例如，所述材料可为以化学方式改变的，或者其可为已经从样品的一种或多种其他组分分离和/或纯化的样品的一种或多种组分)。样品可从任何来源获得，包括但不限于动物、环境、食物、工业或水源。动物样品包括但不限于：外周血、血浆、血清、骨髓、尿液、胆汁、粘液、痰液、唾液、脑脊液、粪便、包括淋巴结的活检组织、呼吸组织或分泌物、胃肠组织、子宫颈拭子样品、精液或其他体液或细胞液、组织或分泌物。样品可稀释或包含在含有稀释剂、运送培养基、防腐剂溶液或其他流体的容器内。因此，术语“样品”旨在涵盖包含在稀释剂、运送培养基和/或防腐剂或者旨在容纳样品的其他流体内的样品。任何能够对样品进行杂交测定、扩增测定、测序测定或免疫测定的仪器都包括在测定仪器的所述定义中。在一些实施方案中，可在没有任何样品处理的情况下直接对样品进行测定，但是其他样品在进行测定之前需要进行处理。在使样品经受测定步骤之前需要某种形式的样品处理的样品在一些实施方案中包括细胞样品、组织样品、粪便样品、粘液样品、精液样品、脑脊液样品、血液样品、骨髓样品、血清样品、尿液样品、胆汁样品、呼吸样品、痰液样品以及外来体样品等。示例性测定仪器包括由Bedford，MA的Hologic Inc.出售的
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和
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系统。
图3示出根据一个实施方案的培养箱200的分解透视图。培养箱200可包括具有外壁202、底壁206和顶壁(未示出)的外壳。外壁202、底壁206和顶壁中的每一个都可由绝热护罩212覆盖，所述绝热护罩212在图3中被示出为从培养器200的其余部分提起。在一些实施方案中，侧壁、底壁和顶壁由铝制成，并且绝缘罩由例如聚氨酯泡沫的合适的绝缘材料制成。容器承载器242(例如可旋转地安装在外壳内的转盘)被构造用于承载MRD 160的多个反应容器162。MRD 160可插入容器承载器242中并且通过形成在外壁202中的容器开口204从容器承载器242中移除。容器开口204由滑动门216覆盖。
在一些实施方案中，一个或多个信号检测器400被设置在培养箱外壳的底壁206下方，并且被配置来检测由培养箱200内的容器承载器242上承载的MRD 160的容器162的内容物发出的信号。以下进一步详细描述信号检测器400，在一些实施方案中，所述信号检测器400可包括被配置来检测荧光信号的荧光计。
可通过任何合适的手段在培养箱200内产生热量。例如，在一个实施方案中，电阻加热元件(未示出)被设置在培养箱外壳的外壁202上。其他合适的加热元件可包括例如珀耳帖(Peltier)热电加热元件。在一些实施方案中，控制器(例如，微处理器)可控制加热元件以维持恒定的期望温度，并且培养箱200还可包括一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器被配置来生成传送到控制器的温度水平信号。
循环风扇226可定位在培养箱外壳内，例如定位在容器承载器242的顶上。在一个实施方案中，风扇226是如图所示的轴流式风扇，其被构造用于产生穿过容器承载器242并且在培养箱200内的气流。
图4是根据一个实施方案的容器承载器242的底部平面视图。如图4所示，容器承载器242支撑多个MRD 160。图5是根据一个实施方案的容器承载器242的一部分的透视图，并且示出安装在容器承载器242顶上的风扇226。
在一些实施方案中，容器承载器242包括上部盘244和下部盘256。在一些实施方案中，下部盘256可与上部盘244相同。如图4和5所示，下部盘256包括内环258、外环260以及同心地设置在内环258与外环260之间的中间环262。内径向辐条266在内环258与中间环262之间延伸。外辐条264在中间环262与外环260之间延伸。在示出的实施方案中，外辐条264处于非径向取向，这意味着每个辐条被构造成相对于下部盘256的中心相对于真实径向取向倾斜。一个或多个外辐条264可包括由非荧光材料制成的一个或多个表面部分250，例如由铝制成的表面。例如，如图4所示，每个第三辐条264可包括由非荧光材料制成的多个表面部分250，例如五个表面部分250a-250e。在一些实施方案中，表面部分250可限定开口，或者在其他实施方案中，表面部分250可为实心的。在一些实施方案中，单个辐条264的表面部分250线性对准。在一些实施方案中，容器承载器242的每个表面部分250位于容器承载器242的相同平面中。
在一些实施方案中，下部盘256限定多个开口265。例如，开口265可由中间环262、外辐条264和外环260共同限定。如图4和5所示，开口265可具有基本上三角形的形状。如图4所示，在一些实施方案中，下部盘256可具有十八个外辐条264和十八个开口265。
如图5所示，上部盘244可具有类似的构造，但是在图5中只有外环248和外辐条252可见。上部盘244还可包括内环、中间环和内辐条，所有这些在图5中都由风扇226遮挡而无法看见。
在一些实施方案中，上部盘244和下部盘256可通过围绕上部盘244和下部盘256的周边以角度间隔设置的多个间隔柱268而相对于彼此固定。在一些实施方案中，如图5所示，间隔柱268具有平行的间隔开的取向。每个间隔柱268可借助于适当的紧固件(例如螺栓或螺钉)固定在适当的位置，所述紧固件延伸穿过上部盘244或下部盘256中的孔并且延伸到形成在每个间隔柱268的每个端部中的开口(例如，螺纹开口)中。
在一些实施方案中，容器承载器242还包括在下部盘256的每个外辐条264与上部盘244的对应外辐条252之间延伸的多个容器分隔器274。相邻设置的容器分隔器274之间的空间限定容器/MRD接收站211，每个容器/MRD接收站211被配置来接收单个MRD 160。如图4所示，图4是培养箱200的容器承载器242的底部平面视图，每个MRD 160可以大致垂直的取向来承载，其中每个容器162的下端暴露在容器承载器242的底部处，并且其中每个MRD 160的容器操纵结构166径向延伸超过容器承载器242的外周。
图6-8示出容器分隔器274的实施方案。如图6所示，每个容器分隔器274可附接到下部盘256的其中一个外辐条264。在一些实施方案中，容器分隔器274包括分隔器壁276，当分隔器274安装在上部盘244与下部盘256之间时，所述分隔器壁276大致垂直取向。
分隔器壁276还可包括被构造成插入形成在下部盘256(未示出)中的配合开口中的下定位柱278以及被构造成插入形成在上部盘244中的配合开口(未示出)中的上定位柱280。在一个实施方案中，培养箱200一次容纳十八个MRD 160，每个MRD都围绕容器承载器242以20°增量间隔开。在其他实施方案中，培养箱200被构造成容纳围绕容器承载器242间隔开的多于或少于十八个MRD 160。例如，在一些实施方案中，容器承载器242仅装载有十二个MRD 160。在此类十二个MRD的实施方案中，在下部盘256与上部盘244之间、在相应的开口265附近、在六个位置处(例如围绕容器承载器242以60°增量间隔开)存在空的凹部(例如，缺乏诸如构成容器承载器242的部件的物质的空隙或空间)。并且除了六个空的凹部所位于的位置之外，十二个MRD 160可围绕容器承载器242以20°的增量间隔开。
在一些实施方案中，培养箱200包括驱动组件300，所述驱动组件300被构造来选择性地将容器承载器242旋转到多个角位置。驱动组件300可包括安装在培养箱外壳的底壁206的电机安装架部分208上的电机302。驱动组件300还可包括导轮304和306以及传动带308。传动带308围绕电机302的驱动轴(未示出)、围绕导轮304和306固定，并且进一步在安装在上部盘244与下部盘256之间的多个分隔器壁274的带传动支撑件298上方(图7和8中示出)。每个传动带支撑件298可包括用于接合传动带308的齿(未示出)的垂直肋299。如图6所示，示出培养箱外壳的底壁206的透视图，培养箱外壳的底壁206限定多个开口210。如图6所示，在一些实施方案中，开口210可为细长和矩形的。在一些实施方案中，开口210围绕对应于容器承载器242的旋转轴线的点以相等的角度间隔而形成。开口210可以相同的角度来取向，每个MRD 160在承载在容器承载器242上时将以所述角度来取向，并且每个开口210被构造来接收延伸到培养箱200中的信号检测器400的上端，以用于检测由在培养过程中由MRD160的内容物发出的信号。在一些实施方案中，电机302是由控制器(例如微处理器)控制的步进电机，其用于精确控制容器承载器242的旋转。在一些实施方案中，“原始”位置传感器(未示出)指示容器承载器242何时处于指定的旋转位置，并且电机302设置有编码器。因此，例如可通过接收来自原始传感器的信号的微处理器以及与电机302耦合以控制和监测容器承载器242的角移动和定位的编码器来控制容器承载器242的移动，以将每个MRD 160在容器承载器242上顺序地放置到开口210上方的信号检测位置中。
如图9所示，示出根据一个实施方案的容器承载器242的局部透视图，容器承载器242可包括在下部盘256的内环258与上部盘244的内环之间延伸的中心柱270(图9中未示出)。在一些实施方案中，培养箱200还可包括容器存在传感器272，所述容器存在传感器被安装到中心柱270，被配置来检测插入容器承载器242的容器站211中的MRD 160的存在。控制和监测容器承载器242的角位置的控制器还监测每个特定MRD 160的位置，这可由例如诸如机器可读条形码或RFID标签的标记来标识。也就是说，当经由其标记或其他装置标识的MRD 160移动到培养箱200中时，插入MRD 160的容器站211的角位置被确定并且被跟踪以当MRD在培养箱200内部时始终监测MRD 160的位置。
参考图9-14，信号检测器400可被配置来测量例如容器承载器242上承载的MRD160的容器162的内容物内的未猝灭的荧光染料分子的浓度。在每个MRD 160的每个容器162内执行的测定可被设计为使得随着目标浓度通过扩增而增加，荧光信号增加。信号检测器400(例如荧光计)可通过监测荧光信号来监测扩增过程，例如荧光信号的出现。
培养箱200的示例性实施方案可包括三个与六个之间的信号检测器400。如图10所示，培养箱200包括六个信号检测器400。在一些实施方案中，每个检测器400被设计来测量特定的荧光染料(即，颜色)。每个信号检测器400包含多个单独的检测通道，例如五个检测通道，这些检测通道以相同的间隔相对于彼此间隔开，所述间隔对应于每个MRD 160的容器162的间隔。信号检测器400可具有多于或少于五个检测通道。在一些实施方案中，检测通道的数量对应于每个MRD 160中的容器162的数量。
在一些实施方案中，每个信号检测器400以一定的取向安装到培养箱200，使得当容器承载器242停止在对应于信号检测器400的角位置的预设角位置处时，信号检测器400的每个检测通道可检测由MRD 160的相应容器162的内容物发出的信号。因此，在一些实施方案中，每个MRD 160可由每个信号检测器400在容器承载器242的每一次旋转时进行扫描。
根据一个实施方案，如图10所示，其是根据一个实施方案的培养箱200的局部透视图，培养箱200包括六个信号检测器400，每个信号检测器400被配置和布置来检测由承载在培养箱200的外壳内的六个不同MRD 160的五个容器162中的每一个的内容物发出的信号。也就是说，每个信号检测器400被配置来检测由通过容器承载器242相对于信号检测器400可操作地定位的MRD 160的五个容器162中的每一个发出的信号。在一些实施方案中，信号检测器400可具有基本相同的构造，但是每个可被调适成检测不同的可测量或可检测值的信号特征。例如，每个信号检测器400可被配置来检测不同波长(即，颜色)的荧光，并且因此每个信号检测器400可被配置或调谐来检测容器162的内容物内的不同的荧光染料。在一些实施方案中，每个信号检测器400还可被配置来以不同的预定义波长或在不同波长范围内来发射光。来自信号检测器400的发射光的波长可对应于容器162的内容物内的荧光染料的激发波长窗口。
在一些实施方案中，例如微处理器的控制器通过接收来自耦合到容器承载器242的原始传感器、定时器以及耦合到电机302的编码器的信号来控制移动容器承载器242的电机302，使得控制器控制容器承载器242的移动和角度定位。在一些实施方案中，控制器旋转容器承载器242以将MRD 160移动到相对于信号检测器400的操作感测位置中，使得MRD 160与开口210和信号检测器400对准。控制器可在足够的时间段内暂停容器承载器242的旋转以允许信号检测器400获取并处理从相对于信号检测器400可操作地定位的MRD 160读取的信号，并且控制器可对容器承载器242进行分度以将下一个MRD 160定位到相对于信号检测器400的操作位置中。例如，在一些实施方案中，在容器承载器242的一次旋转过程中，控制器被配置来将容器承载器242分度到十二个不同的角位置，使得容器承载器242上的十二个MRD 160被定位在相对于至少三个信号检测器400的操作感测位置处。
图11-14示出根据一个实施方案的信号检测器400。如图11所示，其是信号检测器400的透视图，检测器400包括外壳。在一些实施方案中，检测器外壳包括检测器外壳418和激发外壳402。检测器外壳418和激发外壳402可通过光学器件外壳434相对于彼此以直角连接。在一些实施方案中，光学器件外壳434包封透镜和滤光器。接口盖456附接到光学器件外壳438。外壳部件402、418和434中的每一个可由例如机械加工铝制成并且通过合适的紧固件(例如螺栓或螺钉)彼此固定。在一些实施方案中，外壳部件402、418和434中的每一个都被阳极化。在一些实施方案中，接口盖456由诸如
Figure BDA0001691618150000231
的非导热材料机械加工，以便最小化培养箱200与检测器400之间的热传导。
在一些实施方案中，检测器400包括连接到激发外壳402的端部的激发印刷电路板(“PCB”)406以及连接到检测器外壳418的端部的检测器PCB422。以下分别描述设置在激发PCB 406和检测器PCB 422上的示例性激发电路和检测器电路。柔性电缆454将激发PCB 406与检测器PCB 422连接。
在一些实施方案中，接口盖456包括围绕接口盖456的周边的边缘凸缘460以及在边缘凸缘460上方突起的圆顶部分458。如图所示，例如，如图10所示，接口盖456的圆顶部分458延伸到形成在培养箱200的底壁206中的开口210中，并且边缘凸缘460邻接围绕开口210的底壁206的底表面，以便提供接口盖456与底壁206之间的不透光密封。垫圈材料可设置在边缘凸缘460与底壁206之间以进一步增强不透光密封。在一些实施方案中，五个检测开口462设置在接口盖456中。
如图13和14所示，分别示出根据一个实施方案的信号检测器400的侧面剖视图和分解透视图，激发外壳402可包括五个检测通道，每个检测通道包括激发通道404和发射通道420。每个激发通道404可具有激发光源405，诸如耦合到激发PCB 406的位于每个激发通道404的端部处的发光二极管(“LED”)。类似地，检测器外壳418可包括五个发射通道420，每个发射通道420具有耦合到检测器PCB 422的传感器423，例如光信号检测器传感器，诸如光电二极管。支架464在距离检测器外壳418一定距离处安装在激发外壳402与检测器PCB 422之间，以向检测器PCB 422提供额外的稳定性。
在一些实施方案中，每个信号检测器400的每个单独的检测通道限定两个光学路径，所述两个光学路径分别通过激发光学器件和发射光学器件至少部分地设置在激发通道和发射通道内。在一些实施方案中，激发光学路径开始于产生光的光源405，例如LED。并且激发透镜使光准直。激发滤光器随后过滤准直的光。经过滤的光向上穿过分束器并且通过一个或多个物镜聚焦到容器162上。物镜位于容器162与分束器之间。发射光学路径源于由容器162的内容物发出的光，并且物镜在光朝向分束器通过时使光准直。分束器随后将发射的光朝向发射通道420反射。在发射通道420内，在通过发射滤光器过滤之后，通过发射透镜将光聚焦到诸如光电探测器的传感器423上。
在一些实施方案中，检测器400的各种光学元件位于光学器件外壳434中。在一些实施方案中，对于激发外壳402的每个激发通道404，光学器件外壳434包含激发光学器件408(参见例如图14)。在一些实施方案中，对于检测器外壳418的每个发射通道420，光学器件外壳434包含发射光学器件424(参见例如图14)。并且对于接口盖456的每个检测器开口462，在一些实施方案中，光学器件外壳434包含输入/输出光学器件444(参见例如图14)。激发光学器件408、发射光学器件424和输入/输出光学器件444可设置在形成在光学器件外壳434内的光学通道436内。
在一些实施方案中，激发光学器件408是包括O形环10、激发透镜412、透镜架414和激发滤光器416的光学聚焦和滤光器组件。O形环410提供了激发外壳402与光学器件外壳434之间的不透光密封。激发滤光器416被配置来传递来自激发通道404内具有期望激发特征(例如，波长)的光源405的激发光。
在一些实施方案中，发射光学器件424是包括O形环426、发射透镜428、透镜架430和发射滤光器432的光学聚焦和滤光器组件。O形环426提供了检测器外壳418与光学器件外壳434之间的不透光密封。发射滤光器432可被配置来仅将由反应容器162的内容物发出的信号的具有期望的信号特征(例如，波长)的一部分传输到发射通道420内的传感器423。
在一些实施方案中，输入/输出光学器件444包括O形环452、第一物镜450、第二物镜448以及设置在第一物镜450与第二物镜448之间的间隔环446。O形环452提供了接口盖456与光学器件外壳434之间的不透光密封。
在一些实施方案中，信号检测器400可包括二色性分束器440。例如，二色性分束器440可保持在插入到光学器件外壳434的分束器开口438中的分束器框架442内。为每个激发通道404和对应的发射通道420提供分束器440。分束器440被配置来在来自激发通道404的直光学路径中传送具有期望的信号特征(例如，规定的激发波长)的激发光，并且使具有规定的检测波长的发射光从容器162的内容物朝向检测通道420转向。
在一个实施方案中，信号检测器400包括荧光计，所述荧光计被配置来通过将指定的相关联的激发波长的光激发信号引导在包含样品的容器162处来激发特定波长(即，颜色)的荧光染料，所述荧光染料与所述样品混合。荧光计还被配置来检测具有对应于特定染料的波长(即，颜色)的波长的发射信号。不同的荧光染料在不同的波长下激发。在一些多重实施方案中，合适的染料包括罗丹明染料(例如四甲基-6-罗丹明(“TAMRA”)和四丙醇-6-羧基罗丹明(“ROX”))以及荧光素染料(例如6-羧基荧光素(“FAM”))，其各自与DABCYL猝灭剂组合。在一些实施方案中，其他合适的染料包括5’-六氯荧光素亚磷酰胺(“HEX”)和2’,7’-二甲氧基4’,5’-二氯-6-羧基荧光素(“JOE”)。图19中示出FAM、JOE、TAMRA和ROX染料的归一化激发光谱。图20示出FAM、JOE、TAMRA和ROX染料的归一化发射光谱。因为染料在不同的波长下被激发，所以每个信号检测器400可被调整来发射处于或接近用于荧光计旨在检测的特定染料的期望激发波长(即，颜色)的激发光。因此，在许多情况下，检测器/荧光计的部件选择将由信号检测器400旨在针对的特定染料控制。例如，所使用的特定光源405(例如，特定LED)将取决于荧光计旨在检测的染料。图21示出针对FAM、HEX和ROX染料的归一化激发波长对归一化发射荧光波长。如图21所示，HEX激发波段与FAM发射波段部分重叠，并且ROX激发波段与HEX发射波段部分重叠。以下还可参见表1。
在一些实施方案中，除了一些部件是染料特定的之外，检测器400在设计和部件方面是相同的。例如，染料特定的部件包括光源405、激发滤光器416、发射滤光器432和分束器440。
下表提供了用于不同类型染料的滤光器的选择的示例性规格：
滤光器规格
表1
Figure BDA0001691618150000251
Figure BDA0001691618150000261
下表提供了用于不同类型染料的透镜选择的示例性规格：
透镜和O形环规格
表2
Figure BDA0001691618150000262
表3示出蓝色、绿色和琥珀色LED的示例性规格：
LED规格
表3
特征 蓝色 绿色 琥珀色
芯片尺寸 24密耳 11密耳 25密耳
主波长 462nm 533nm 590nm
辐射通量 4mW 2mW 1.2mW
最大DC正向电流 200mA 50mA 150mA
在检测器400的示出的实施方案中，分束器440使激发光通过并且反射发射光。如图10所示，由于激发通道404比发射通道420更长，所以这种布置为信号检测器400的外壳提供了较窄的轮廓，从而使可以恒定间隔定位在培养箱200下方的检测器400的数量最大化。可在设计激发和发射通道时考虑空间限制和偏好，所述激发和发射通道可与图10所描绘的形式互换。在这种替代实施方案中，可使用反射激发光并使发射光通过的分束器。
用于获取、存储和处理由MRD 160的内容物发出的信号数据的数据采集系统和处理可参考图22以较高水平进行描述。在一些实施方案中，数据采集系统和过程包括三个部件：激发分支406、检测分支422和控制分支506。可包括诸如激发PCB 406的电路的激发分支406产生功率信号以控制光源405(例如，LED)产生激发光信号。可包括诸如检测器PCB 422的电路的检测分支422将撞击在传感器423(例如，光电二极管)上的光的光子转换成电流。可包括诸如微处理器的控制器的控制分支506驱动并控制激发电路406并处理由检测电路422产生的发射数据。
图23描绘了根据一个实施方案的检测器PCB 422上的检测电路的逻辑框图。检测器PCB 422上的检测电路可包括检测器电路502a-502e，所述检测器电路502a-502e被配置来检测荧光并且将检测到的光转换成可由控制器506处理的电压信号。如图23所示，来自检测器电路502a-502e的输出可直接或通过多路复用器504连接到控制器506。
图24描绘了根据一个实施方案的激发PCB 406上的激发电路的逻辑框图。激发电路可包括控制器506和数模转换器(DAC)510。激发PCB 406上的激发电路还可包括用于驱动每个激发通道404的每个光源405的激发电路512a-512e。在一些实施方案中，激发电路512a-512e由DAC控制的电流源驱动。所述电流源是电压到电流放大器，其控制流过光源405的电流。
在一些实施方案中，激发PCB 406上的激发电路包括连接到激发电路512a-512e以促进对激发电压的过程控制的监测器516。对整个光源405上的电压和通过光源405的电流的检查提供了光源405是否正常工作的指示。这种诊断功能可以多种方式使用。例如，在自测试过程中，可在通电时检查光源405，因此当荧光计通电时，荧光计可使已知电流通过光源405，并且如果光源405的正向电压处于预期范围中，那么系统将通过自测试。这些正向电压值也可在测定过程中被检查以监测光源405的正确功能。
在一些实施方案中，电路512a-512e中的每个光源405可由DAC控制的电流源驱动，如图25所示，其是示出示例性荧光计激发电路的电路图。所述电流源可为电压到电流放大器，其控制流过光源405的电流。
除了驱动计算机控制的电流波形通过光源405(例如LED)之外，图25所示的电流源允许基于光源405的电流和电压的过程控制。由U3B形成的电路的输出是整个光源405上的电压的监测器，并且可通过监测器516使用模数(A/D)转换器将其数字化。类似地，R22的输出(远离晶体管Q3的一侧)可用于监测流过光源405的电流，并且类似地由位于监测器516中的A/D转换器数字化。如上所述，出于诊断的目的可监测通过光源405的电流。
在一些实施方案中，检测器电路502a-502e可被如图26A和26B所示地配置。如图26A和26B所示，每个检测器电路502包括前置放大器电路，所述前置放大器电路包括U11和由U10B的引脚5-7形成的放大器。前置放大器电路接收来自光电二极管D(对应于传感器423)的电流并将其转换成放大电压。如图所示，包括U10A的引脚1-3的放大器提供偏置电流，以补偿由入射到光电二极管D上的未调制环境光引起的光电二极管D外部的电流。
放大器U11和U10B形成来自光电二极管D(423)的电流信号(对应于发射信号)的前两个放大级。C54、C44和C58为放大器提供电源旁通/滤波。C12、D12、R55、R57和R61形成使光电二极管D的阳极偏置的滤波电源。反馈电阻R31和R32将来自光电二极管D的电流转换成电压，而C48为较高频率信号提供滤波。由R43和R45形成的分压器在下一个前置放大状态下提供10的电压增益，而电容器C56提供额外的低通滤波。
检测器电路502a-502e可被配置来使用由U7A形成的电平位移器。在一些实施方案中，电平位移器的目的是将前置放大器的零电平向上移动到单极模数(A/D)转换器的中间范围。这允许使用由某些微控制器使用的A/D转换器，使得不需要额外的A/D转换器。
在操作过程中，当在培养箱200内处理多个容器162(例如，MRD 160的容器162)并且一个或多个信号检测器400正在测量来自容器承载器242上承载的容器162的信号发射的强度时，信号检测器可定期自检以检测任何故障或劣化性能。这种故障或劣化性能可能影响测试结果的准确性，这取决于来自容器162的光发射的测量。
在一些实施方案中，通过以下方式进行自检：将非荧光表面部分250移动到与每个信号检测器400的检测通道光通信的信号检测器400的检测区中(或者在非固定检测器的情况下，移动检测器使得检测通道与非荧光表面部分250光通信)；测量由非荧光表面部分250反射或散射并由传感器423检测的光的光强度；以及将测量的强度与针对正由非荧光表面部分250反射或散射的光的期望的预定强度值范围进行比较。如果测量的强度在预期的强度值范围之外，那么这就是信号检测器400的相应检测通道的故障或劣化性能的指示。在一些实施方案中，由非荧光表面部分250反射或散射的光的预期预定强度值范围大于零，例如5至600个相对荧光单位(RFU)、200至5800个RFU或者5至550个RFU。通过将非荧光表面部分250(例如铝表面)定位在信号检测器400的检测通道的检测区中，可将少量可检测(非零)量的光反射或散射回信号检测器400并由传感器423进行检测。
在一些实施方案中，由非荧光表面部分250反射或散射的光的预期的预定强度值范围基于测量光的特定信号检测器400而变化。例如，由被配置来检测具有对应于特定染料(例如FAM)的波长(即，颜色)的波长的发射信号的信号检测器的非荧光表面部分250反射或散射光的预期的预定强度值范围可不同于由被配置来检测具有对应于不同的特定染料(例如HEX或ROX)的波长(即，颜色)的波长的发射信号的信号检测器的非荧光表面部分250反射或散射光的预期的预定强度值范围。在一些实施方案中，由非荧光表面部分250反射或散射并且由被配置来与FAM染料一起使用的信号检测器400测量的光的预定强度值范围是5-600个RFU。在一些实施方案中，由非荧光表面部分250反射或散射并且由被配置来与HEX染料一起使用的信号检测器400测量的光的预定强度值范围是200-5800个RFU。并且在一些实施方案中，由非荧光表面部分250反射或散射并且由被配置来与ROX染料一起使用的信号检测器400测量的光的预定强度值范围是5-550个RFU。
在一些实施方案中，通过以下方式进行自检：移动由容器承载器242(例如不具有接收在其中的MRD 160并且包括由下部盘256限定到每个信号检测器400的信号检测器400的每个检测通道的检测区中的开口265的容器站211)限定的凹部(例如，缺乏诸如构成容器承载器242的部件的物质的空隙或空间)(或者在非固定检测器的情况下，移动检测器400使得每个信号检测器400的每个检测通道与凹部光通信)；测量由传感器423检测到的光的光强度；以及将测量的强度与预期的预定凹部强度值范围进行比较。如果测量的强度在预期的凹部强度值范围之外，那么这就是信号检测器400的相应检测通道的故障或劣化性能的指示。在一些实施方案中，由传感器423检测到的光的预期的预定凹部强度值范围包括零，例如0至300个RFU或者0至2260个RFU。通过将凹部定位在信号检测器400的检测通道的检测区中，很少或几乎没有光会反射或散射回信号检测器400并由传感器423进行检测。
在一些实施方案中，当凹部与相应检测通道进行光通信时，由传感器423检测到的光的预期的预定凹部强度值范围基于测量光的特定信号检测器400而变化。例如，被配置来检测具有对应于特定染料(例如FAM)的波长(即，颜色)的波长的发射信号的信号检测器的预期的预定强度值范围可不同于由被配置来检测具有对应于不同的特定染料(例如HEX或ROX)的波长(即，颜色)的波长的发射信号的信号检测器的非荧光表面部分250反射或散射光的预期的预定强度值范围。在一些实施方案中，当凹部与被配置来与FAM染料一起使用的信号检测器400的相应检测通道进行光通信时检测到的光的预定强度值范围是0-300个RFU。在一些实施方案中，当凹部与被配置来与HEX染料一起使用的信号检测器400的相应检测通道进行光通信时检测到的光的预定强度值范围是0-2260个RFU。并且在一些实施方案中，当凹部与被配置来与ROX染料一起使用的信号检测器400的相应检测通道进行光通信时检测到的光的预定强度值范围是0-300个RFU。
在一些实施方案中，通过以下两项来进行特定检测通道的自检：(1)将非荧光表面部分250移动到信号检测器400的检测通道的检测区中、测量由非荧光表面部分250反射或散射并由传感器423检测的光的光强度、以及将测量的强度与针对由非荧光表面部分250反射或散射的光的期望的预定强度值范围进行比较；以及(2)将由容器承载器242限定的凹部移入信号检测器400的检测通道的检测区中、测量由传感器423检测到的光的光强度、以及将测量的强度与预期的预定凹部强度值范围进行比较。
在固定信号检测器的情况下，设置在容器承载器242上的每个非荧光表面部分250例如通过旋转容器承载器242而周期性地定位成与信号检测器400的检测通道进行光通信。在此，“光通信”是指将非荧光表面部分250定位在相对于信号检测器400的检测通道的位置中，或者将信号检测器400的检测通道定位在相对于非荧光表面部分250的位置中，使得信号检测器400的检测通道可检测由非荧光表面部分250反射或散射的光。
在一些实施方案中，容器承载器242和信号检测器400都是可移动的。例如，如2010年9月14日公布的美国专利号7,794,659中所描述的，容器承载器242和信号检测器400可被配置来相对于彼此移动，所述专利以引用的方式并入本文。
在示出的实施方案中，如图4、5、6和9所示，非荧光表面部分250构成容器承载器242的下部盘256的外辐条264的部分。在示出的实施方案中，非荧光表面部分250被定位和取向成使得当容器承载器242在培养箱200内旋转时，一个或多个非荧光表面部分250可移动到相对于信号检测器400的检测通道的位置中，这将使得信号检测器400能够使用传感器423来测量由非荧光表面部分250反射或散射的光。在一些实施方案中，非荧光表面部分250由非荧光材料(例如铝)构成，所述非荧光材料将产生足够量的反射光或散射光，通过检测到传感器423上的较小的非零强度确定信号检测器的故障或劣化性能。
在一些实施方案中，下部盘256的外辐条264的底表面可限定对应于每个信号检测器400的检测通道的数量的一组五个非荧光表面部分250。并且在一些实施方案中，非荧光表面部分250的组数(限定一组非荧光表面部分250的外辐条264的数量)对应于定位在培养箱200下方的信号检测器400的数量，使得所有信号检测器400中的至少一个检测通道可同时自检。也就是说，在一个实施方案中，每组五个非荧光表面部分250对应于一个信号检测器400或与其相关联。在其他实施方案中，每组五个非荧光表面部分250相对于其对应的信号检测器400定位，使得一个或多个但不是所有信号检测器可在一个或多个其他信号检测器正在测量来自样品的信号发射时进行自检。
通过将非荧光表面部分250整合到培养箱200内的支撑结构(诸如容器承载器242)中，信号检测器400可在培养箱200的操作过程中包括在实时监测培养箱内的扩增反应的过程中进行自检。因此，自检程序可在培养箱的封闭系统内进行，而不需要中断培养箱的正常操作来允许检查信号检测器的正确操作。
在一些实施方案中，代替将铝用于非荧光表面部分250，可使用具有足够的反射和散射特征以在传感器423处产生较小的非零可检测强度的其他材料。例如，在一些实施方案中，非荧光表面部分250可由除铝之外的非荧光金属(例如钴，铜和铁)、非荧光塑料(例如非常黑的塑料)或者非荧光纤维增强复合材料或任何其他合适的非荧光材料制成。在一些实施方案中，包括非荧光表面部分250的部件完全由非荧光材料制成。在其他实施方案中，包括非荧光表面部分250的部件可由荧光材料制成，但是涂覆有非荧光层(例如涂料、薄膜或层压材料)以形成非荧光表面部分250。在一些实施方案中，非荧光表面部分250可由选择用于每种类型的信号检测器400(例如，被配置来检测FAM、ROX、HEX等的信号检测器)的不同材料制成。
使用非荧光材料的一个优点在于由非荧光表面部分250反射或散射的光的特征(例如强度和波长)随时间保持基本不变。相比之下，例如，荧光材料可随时间易受光漂白剂的影响，使得从荧光材料发射的光的强度随时间降低。因此，非荧光材料适合与连续使用较长的一段时间(例如每年300天，每天12小时)的测定仪器一起使用。
在一些实施方案中，除了辐条264之外的容器承载器242的部分可限定非荧光表面部分250。例如，容器承载器242可包括在下部盘26与上部盘244之间的限定非荧光表面部分250的结构(未示出)。
如图15所示，在一些实施方案中，外辐条264未相对于下部盘256的中心在径向取向上布置。在此类实施方案中，每个信号检测器400可平行于外辐条264并且被取向成使得其五个检测通道中的每一个将与定位在信号检测器400上方的MRD 160的容器162中的一个同时对准并且与由培养箱外壳限定的开口210对准。因为MRD 160在与外辐条264相邻且平行的位置处被承载在容器承载器242上，并且因为外辐条264和MRD 160未相对于容器承载器242的中心在径向取向上承载，所以每组荧光表面部分250将不会与信号检测器400的全部五个检测通道同时对准。因此，为了将外辐条264上的每个非荧光表面部分250放置成与信号检测器400的对应通道进行光通信，容器承载器242必须以五个增量旋转到五个不同的角位置，以基于由非荧光表面部分250反射或散射的光的测量强度来对信号检测器400的所有五个检测通道进行自检。在一个实施方案中，容器承载器242必须从图15所示的位置旋转4.65度，以将第一非荧光表面部分250a(即，径向最外的非荧光表面部分250)放置成与信号检测器400的最外侧的检测通道光通信。下表中示出将接下来的四个非荧光表面部分250b-250e定位成与其对应的检测通道进行光通信所需的(相对于图15所示的位置的)每次随后的增量旋转。
角位置 角度
MRD 160和荧光计对准(如图15所示) 0°
参考目标250a与最外侧的荧光计检测通道对准 4.65°
参考目标250b与第二荧光计检测通道对准 5.35°
参考目标250c与第三检测荧光计通道对准 6.25°
参考目标250d与第四荧光计检测通道对准 7.6°
参考目标250e与第五(最内侧)检测荧光计通道对准 9.75°
在一些实施方案中，在容器承载器242在使非荧光表面部分250b-250e与信号检测器400的相应检测通道对准的五个角位置之间旋转之后，容器承载器242旋转到角位置，在所述角位置处，由容器承载器242限定的凹部与每个信号检测器400的每组检测通道对准。在一些实施方案中，凹部是容器站211，所述容器站211不具有接收在其中的MRD 160并且包括由下部盘256限定的开口265。在所述角位置处，可基于由检测通道的相应传感器423测量的光强度来对每个信号检测器400的每个检测通道进行自检。
在一些实施方案中，控制器和驱动组件300被配置成在容器承载器242的一次旋转过程中将容器承载器242旋转到十八个不同的角位置。在十八个不同的角位置中的十二个角位置处，MRD 160的容器162光学耦合到每个信号检测器400的每个检测通道。例如，在这十二个位置处，MRD 160的容器162的底部部分被定位在每个信号检测器400的每个检测通道的检测区中。在十八个不同的角位置中的一个角位置处，由容器承载器242限定的凹部被光学耦合到每个信号检测器400的每组检测通道。例如，在这一个位置处，凹部被定位在每个信号检测器400的每个检测通道的检测区中。图31A示出根据一个实施方案的在这一个角度位置处定位在一个信号检测器400的每个检测通道的检测区中的一个凹部。并且在十八个不同的角位置中的其余五个角位置处，相应的非荧光表面部分250光学耦合到每个信号检测器400的一个相应的检测通道。例如，在这些其余的五个位置处，容器承载器242上的非荧光表面部分250被定位在每个信号检测器400的一个检测通道的检测区中。图31B示出根据一个实施方案的在一个信号检测器400的一个检测通道(即，中间检测通道)的检测区中的在这五个角位置中的一个角位置处的一个非荧光表面部分250(即，中间非荧光表面部分250)。
在一个实施方案中，每个信号检测器400的不同的通道在转盘的每次旋转时都进行自测试，而不是通过上面列出的每次小增量旋转来移动容器承载器242来将所有信号检测器400的所有检测通道顺序地放置在相对于相关联的非荧光表面部分250的自检位置中。因此，在容器承载器242的一次旋转(在此过程中由所有信号检测器400询问所有MRD 160的所有容器器皿)之后，转盘前进直到所有信号检测器400的一个检测通道(例如，最外侧的检测通道)与相关联的非荧光表面部分250对准以便进行所有第一通道的自检为止。在容器承载器242的下一次旋转之后，容器承载器242前进直到所有信号检测器400的下一个通道(例如，第二最外侧检测通道)与相关联的非荧光表面部分250对准以便进行所有第二通道的自检为止。对容器承载器242的随后的每次旋转重复所述过程以对信号检测器400的第三、第四和第五检测通道进行自检。因此，根据所述实施方案，一旦转盘进行每五次旋转，每个信号检测器的每个通道就进行自检。
在一个实施方案中，信号检测器400被配置成使得当容器162可操作地定位在信号检测器400上方时，由容器承载器242承载的容器162的一部分将位于信号检测器400的对应检测通道的光学焦点处。如图16所示，当容器162被定位在培养箱200内的信号检测器400上方时，容器162的一部分(例如容器162内包含样品的一部分)在相对于信号检测器400的对应检测通道的高度h2处位于焦点f处(在信号检测器400的检测区DZ内)。另一方面，在下部盘256的外辐条264上的非荧光表面部分250处于比信号检测器400上方的h2更小的高度h1处。在一个实施方案中，h1是1.0mm，并且h2是8.5mm。在另一个实施方案中，h1是2.0mm，并且h2是10mm。在其他实施方案中，h1比h2小1％至99％，在其他实施方案中，h1比h2小20％至80％，并且仍然在其他实施方案中，h1比h2小60％至90％。
如图17所示，在容器承载器242在横向箭头的方向上旋转以将容器162移出焦点f并且将非荧光表面部分250定位在检测区DZ中并且定位成与信号检测器400的检测通道光通信之后。尽管非荧光表面部分250可能不处于信号检测器400的对应检测通道的焦点f处，但是非荧光表面部分250处于信号检测器400的检测通道的检测区DZ内。(在其处信号检测器400的传感器423能够检测由非荧光表面部分250反射或散射的光的焦点f(相对于信号检测器400)之前的距离以及超出所述焦点的距离界定信号检测器400的相应的检测通道的检测区DZ)。因此，尽管非荧光表面部分250相对于信号检测器400没有聚焦，但是信号检测器400的传感器423可检测由非荧光表面部分250反射或散射的光信号。
在其他实施方案中，h2小于h1。非荧光表面部分250可在h2处的焦点f的上方(或者否则远离所述焦点)。在此类实施方案中，h2可比h1小1％至99％、比h1小20％至80％、或者比h1小60％至90％。
信号检测器400的示例性自动化自检程序由图18所示的流程图350表示。所述程序利用信号检测器400和容器承载器242来执行，所述信号检测器400和所述容器承载器242由执行软件的控制器(例如，微处理器)来控制，所述软件包括实现程序350的算法，所述算法被编码或存储在计算机可读介质上。
在步骤352处，针对每个信号检测器400的每个传感器423(或检测通道)来确定非荧光表面强度范围RFU表面和凹部强度范围RFU凹部。非荧光表面强度范围RFU表面包括例如以相对荧光单位(“RFU”)或在一些实施方案中的其他单位的强度，其预期由每个信号检测器400的每个传感器423通过由相应的非荧光表面部分250反射和散射的光来检测。在一些实施方案中，非荧光表面强度范围RFU表面的预期值不为零。例如，非荧光表面强度范围RFU表面可为5至600个RFU。凹部强度范围RFU凹部包括例如以相对荧光单位(“RFU”)或在一些实施方案中的其他单位的强度测量值，当凹部处于信号检测器400的检测区中时，其预期由信号检测器400的传感器423来检测。在一些实施方案中，凹部强度范围RFU凹部的值由于噪声而为零或者明显较小。在一些实施方案中，凹部强度范围RFU凹部为0至300个RFU。步骤352可在将信号检测器400安装在培养箱200中之前或之后发生。
在一些实施方案中，每个信号检测器400的每个传感器423(或检测通道)的非荧光表面强度范围RFU表面是相同的。在其他实施方案中，每个信号检测器400的每个传感器423(或检测通道)的非荧光表面强度范围RFU表面基于特定信号检测器而变化。
在一些实施方案中，每个信号检测器400的每个传感器423(或检测通道)的凹部强度范围RFU凹部是相同的。在其他实施方案中，每个信号检测器400的每个传感器423(或检测通道)的凹部强度范围RFU凹部基于特定信号检测器而变化。
在步骤354处，将在步骤352处确定的每个信号检测器400的每个传感器423(或检测通道)的非荧光表面强度范围和凹部强度范围储存在可由控制器(例如由微处理器)访问的合适的存储器中。在一些实施方案中，存储器是测定仪器的一部分。
在步骤356处，在每个信号检测器400的使用间隔之后，通过以下方式来为每个信号检测器(k)的每个通道(j)获取强度测量：将相关联的非荧光表面部分250移动成与通道光通信(即，在针对每个信号检测器(k)的每个通道(j)的检测区DZ内)并且测量来自由相关联的非荧光表面部分250反射或散射的光的光强度。当非荧光表面部分250与通道光通信时，第k个信号检测器的第j个通道的测试参考强度是RFUT-表面jk。并且在步骤356处，通过以下方式来为每个信号检测器(k)的每个通道(j)获取强度测量：将相关联的凹部移动成与通道光通信(即，在针对每个信号检测器(k)的每个通道(j)的检测区DZ内)并且测量由每个信号检测器(k)的每个通道(j)的传感器检测的光强度。当相关联的凹部与通道光通信时，第k个信号检测器的第j个通道的测试参考强度是RFUT-凹部jk。
在步骤358处，从存储器检索第j个通道和第k个荧光计的非荧光表面强度范围RFU表面和凹部强度范围RFU凹部(RFU表面jk和RFU凹部jk)。
并且在步骤360处，可基于测试参考强度RFUT-表面jk和测试参考强度RFUT-凹部jk中的至少一个来确定信号检测器(k)的操作性能状态。所述操作性能状态是荧光计是否正常操作的指示。示例性操作性能状态包括正确的操作状态(例如，荧光计正在正确操作并且校正聚焦在其传感器上的检测光)、故障状态(例如，荧光计未正确操作并且未检测到聚焦在其传感器上的光)、以及性能劣化状态(例如，荧光计未正确操作并且仅部分检测到聚焦在其传感器上的光)。例如，当非荧光表面部分250与通道光通信时，将测试参考强度RFUT-表面jk与非荧光表面强度范围RFU表面进行比较，并且当凹部与通道光通信时，将测试参考强度RFUT-凹部jk与凹部强度范围RFU凹部进行比较。在一个实施方案中，步骤360由算法来执行，所述算法确定测试参考强度RFUT-表面jk是否在预定非荧光表面强度范围RFU表面内并且确定测试参考强度RFUT-凹部jk是否在预定凹部强度范围RFU凹部内。
如果测试参考强度RFUT-表面k在预定的非荧光表面强度范围RFU表面之外、测试参考强度RFUT-凹部jk在预定的凹部强度范围RFU凹部之外或两者，那么就确定信号检测器(k)的操作性能状态是故障状态或性能劣化状态并指示信号检测器(k)可能故障，并且在步骤362处，提供错误警告或可能故障的其他指示。在一些实施方案中，当在步骤362处提供警告指示时，信号检测器(k)的操作可中断或终止。
如果测试参考强度RFUT-表面jk在预定的非荧光表面强度范围RFU表面内并且测试参考强度RFUT-凹部jk在预定的凹部强度范围RFU凹部内，那么就认为信号检测器(k)正常运行，并且在步骤366处，继续操作，并且只要荧光计继续操作(直到达到停止条件为止)，就通过重复步骤356、358和360来进行周期性自检。
在一个实施方案中，可获得周期性测试参考读数并且至少每50分钟一次与初始参考读数进行比较，然而所述间隔可根据用户偏好和正在执行的测定类型而显著变化。停止条件可由以下各项来指示：测试或测定的完成；对停止仪器的操作以补充试剂、MRD或其他一次性用品的需要；或者如果在荧光计自检过程中测试和初始读数或者基线、参考读数之间的偏差超过阈值。
步骤358、360、362和364由执行软件的控制器(例如，微处理器)执行，所述软件包括实现步骤358、360、362和364的算法，所述算法被编码或存储在计算机可读介质上。
在一些实施方案中，步骤352-360可在将信号检测器400安装在培养箱200或利用信号检测器400的任何其他装置中之前进行。例如，可在制造信号检测器400期间或之后不久执行步骤352-360，以在安装在培养箱200或利用信号检测器400的任何其他装置中之前验证信号检测器400正确地操作(例如，在步骤360处未指示故障状态或性能劣化状态)。在其中在将信号检测器400安装在培养箱200或利用信号检测器400的任何其他装置中之前进行步骤352-360的一些实施方案中，可从过程350中省略步骤364和362。
在图27所示的流程图中示出示例性实时扩增测定程序1900的过程步骤。程序1900由测定仪器来执行，所述测定仪器的一个或多个培养箱(例如培养箱200)是部件并且由执行软件的控制器(例如，微处理器)来控制，所述软件包括实现程序1900的算法，所述算法被编码或存储在计算机可读介质上。图27所示的过程类似于Macioszek等人的美国专利号7,897,337“Methods for Performing Multi-Formatted assays”中详细描述的类似过程。所描述的步骤仅代表示例性TAA过程。以下描述的步骤可被改变或省略，或者其他步骤可根据期望的实时扩增测定程序来添加或替代。用于进行众多扩增程序的试剂制剂在本领域中是众所周知的，并且可用于或者容易地适用于本公开。参见例如Kacian等人的美国专利号5,399,491；Becker等人的美国专利号7,374,885；Linnen等人的美国专利号7,115,374的“Compositions and Methods for Detecting West Nile Virus”；Weisburg等人的美国专利号7,381,811的“Compositions,Methods and Kits for Determining the Presence ofTrichomonas Vaginalis in a Test Sample”；以及Kacian的美国专利申请公开号2010-0279276A1的“Methods for Determining the Presence of SARS Coronavirus in aSample”。
示例性实时TAA扩增测定程序1900的过程步骤开始于步骤1902，其中诸如MRD 160的容器移动到样品转移站(未示出)中的吸移位置。在步骤1904中，样品吸移管组件(未示出)将例如100μL的TCR(包括磁响应性颗粒)的靶捕获试剂(“TCR”)分配到容器中，例如分配到MRD 160的每个容器162中。在一些实施方案中，TCR包括捕获探针、用于使细胞溶解并抑制存在于样品材料中的RNA酶的活性的含有去垢剂的溶解剂(例如月桂基硫酸锂)、以及约40μg改性的Sera-MagTM MG-CM羧酸盐(Seradyn,Inc.,Indianapolis,IN.；目录号24152105-050250)、具有共价结合聚(dT)14的1微米超顺磁颗粒。在一些实施方案中，捕获探针包括5’靶结合区以及具有用于与结合到磁性颗粒的聚(dT)14结合的聚(dA)30尾的3'区。捕获探针的靶结合区被设计来结合到靶核酸的与由引物和检测探针靶向的区不同的区。
在步骤1906中，将例如40μL样品的样品分配到容器中。在步骤1908中，将例如MRD160的容器移动到混合器(未示出)，并且在步骤1909中，将样品和TCR例如以16Hz混合60秒。需注意，图27中给出的时间和量及其描述是示例性期望时间和量，并且实际时间和量可实际上根据给定期望时间和量而变化。
在一个实施方案中，测定仪器包括维持在三种不同温度下的三个培养箱：维持在例如64℃的温度下的第一培养箱，其用于靶捕获和引物退火；维持在例如43.7℃的温度下的第二培养箱，其用于预热容器、AT结合和引物结合；以及维持在例如42.7℃的温度下的第三恒培养箱，其用于扩增。尽管第一培养箱和第二培养箱可省略信号检测器400，但是第一培养箱、第二培养箱和第三培养箱可被构造成与上述培养箱200相同。
在步骤1910中，将容器移动到第二培养箱，以例如在43.7℃的温度下对容器及其内容物预热276秒。在其他实施方案中，容器可放置在升温站(即，被构造来接收和容纳一个或多个容器的温控壳体(未示出))中以便进行预热步骤。在步骤1912中，将容器移动到其例如在64℃下驻留1701秒的第一培养箱(即，靶捕获(“TC”)培养箱)，以便使捕获探针与从样品提取的靶核酸进行杂交。(在此温度下，将不存在捕获探针与固定聚(dT)14寡核苷酸的明显的杂交。)在步骤1914中，将容器从TC培养箱移动到第二培养箱以便进行AT结合，其中例如在43.7℃下保持容器313秒，以允许与磁性颗粒相关联的固定寡核苷酸结合到捕获探针。在步骤1916中，将容器移动到制冷冷却器(即，被构造来接收并容纳一个或多个容器(未示出)的温控壳体)，其中例如在18℃下将容器保持481秒。
在步骤1918中，将容器移动到磁性停放站(未示出)，所述磁性停放站被构造来将一个或多个容器保持在一个或多个磁体附近，使得每个容器162的内容物暴露于磁场以将靶捕获试剂的磁响应性颗粒吸引到与磁体相邻的容器部分并从悬浮液中吸出。Davis等人的美国专利申请公开号2010/0294047的“Method and System for Performing aMagnetic Separation Procedure”中描述了合适的磁性停放站。
在步骤1920中，将容器移动到用于磁力分离清洗程序的磁力分离站(未示出)，诸如Lair等人的美国专利申请公开号2007-0243600A1中所描述的。在磁力分离站内，被选择性地放置成靠近反应容器的磁体用于将磁响应性颗粒吸引并保持到器皿的一部分。一旦磁响应性颗粒以及与其结合的任何靶核酸因此被固定，那么就可通过从反应器皿中吸出流体来将杂交的核酸与未杂交的核酸分离。在步骤1922中，在从器皿中最初吸出流体内容物之后，将清洗溶液(例如1mL的清洗溶液)添加到容器中。步骤1924包括第二磁力清洗，其包括在吸出容器的流体内容物之后，在步骤1926中将清洗溶液(例如1mL)添加到容器中并且添加100μL的油(例如硅油)或者在步骤1928中将其他表面处理剂添加到容器中。在步骤1930中，执行最终的磁力清洗程序(在其他实施方案中，可执行更多或更少的磁力清洗程序)，之后在步骤1932中最终分配油(例如硅油)，例如100μL的油或其他表面处理剂。
在步骤1928中向样品溶液添加诸如硅油的表面处理剂的优点在于这减少了在磁力分离清洗程序的冲洗和吸出步骤过程中粘附到反应容器162的内表面的材料的量，从而有助于更有效的磁力分离清洗程序。尽管MRD 160可由诸如聚丙烯的疏水性材料制成，但是在磁力分离清洗程序的吸出步骤过程中，材料的小液滴(诸如清洗溶液)可仍然形成在MRD容器162的内表面上。如果在磁力分离清洗程序期间中未充分地从容器162中移除，那么可能含有核酸扩增抑制剂的这种残留物质可能影响测定结果。在替代方法中，可将表面处理剂添加到容器162中并且在添加TCR和样品之前将其去除，或者可在可能用清洗溶液已从反应管中吸出TCR和样品之后将表面处理剂添加到反应管中，并且随后在将扩增和酶试剂添加到反应管中之前将其去除。目的是为容器162的内表面提供表面处理剂的涂层。扩增反应的抑制剂在本领域中是已知的并且取决于所使用的样品来源和扩增程序。可能的扩增抑制剂包括以下各项：来自血液样品的血红蛋白；来自尿液样品的血红蛋白、硝酸盐、晶体和/或β-人体绒毛膜促性腺激素；核酸酶；蛋白酶；阴离子洗涤剂，诸如十二烷基硫酸钠(SDS)和月桂基硫酸盐(LLS)；以及EDTA，其是结合二价阳离子(如镁)的一些试样的抗凝剂和固定剂，如上所述，其是用于基于核酸的扩增反应的辅因子。参见例如Mahony等人的J.Clin.Microbiol.,36(11):3122-2126(1998)；Al-Soud,J.Clin.Microbiol.,39(2):485-493(2001)；以及Kacian等人的“Method for Suppressing Inhibition of Enzyme-Mediated Reactions By Ionic Detergents Using High Concentration of Non-IonicDetergent”(美国专利号5,846,701)。在步骤1932中将硅油添加到MRD 160的每个反应容器162中以防止在随后的操纵过程中流体内容物的蒸发和飞溅。
在步骤1934中，储存在冷冻环境中的扩增试剂当容器例如在45℃下被保持在扩增负载站(未示出)处时被添加到每个容器中。在步骤1936中，将扩增试剂(例如75μL)分配到设置在负载站内的容器中，并且随后通过并入负载站中的混合器以16Hz将容器混合25秒。对于示例性TAA反应，扩增试剂含有反义启动子(引物)，其具有由RNA聚合酶识别的3'靶结合区和5'启动子序列、与由启动子-引物形成的延伸产物结合的有义引物、核苷三磷酸(即dATP、dCTP、dGTP、dTTP、ATP、CTP、GTP和UTP)以及足以进行TAA反应的辅因子。对于实时TAA扩增测定，扩增试剂还包含链置换、具有相互作用的标记对(例如，通过常规手段与其5'和3'端部连接的相互作用的荧光和猝灭剂部分)的分子火炬探针、以及在发生扩增时能够与扩增产物可检测地杂交并且在一些实施方案中不与可能存在于容器中的任何非靶核酸进行杂交的靶特异性区。参见Kacian等人的美国专利号5,399,491；Becker等人的美国专利号7,374,885的“Single-Primer Nucleic Acid Amplification”(公开了替代的基于TAA的扩增测定，其中在其3'端部处嵌段的反义引物和有义启动子寡核苷酸被用来最小化副产物形成)；以及Becker等人的美国专利号6,361,945。
在步骤1938中，将容器移动到第二培养箱并且例如在43.7℃下预热286秒。在步骤1940中，将容器移动到第一培养箱并且例如在64℃下培养636秒，以便进行引物退火。在步骤1942中，将容器移动到第二培养箱并且例如在43.7℃下培养405秒，以便将启动子-引物与靶核酸结合。在一些实施方案中，启动子-引物可具有由T7RNA聚合酶识别的启动子序列。
在步骤1944中，将容器移动到负载站以便例如在45℃下添加酶试剂。在步骤1946中，添加例如25μL的酶并将MRD例如以10Hz混合15秒。在步骤1948中，将容器移动到第三培养箱(扩增培养箱)，其中将容器内容物例如在42.7℃下培养3569秒以便进行扩增。在扩增过程中，在步骤1950中进行实时荧光测量。在一个实施方案中，步骤1950包括在容器承载器242的旋转过程中进行多次实时荧光测量，由此容器承载器242每旋转一次，每个MRD 160的每个容器162就由每个信号检测器400询问一次。在步骤1950过程中，每个信号检测器400的每个通道使用如图18所示的自动自检程序350的步骤356至366来定期地(例如，如上所述，容器承载器242的每次旋转或者容器承载器242的每五次旋转至少一次)进行自检。在一些实施方案中，酶试剂含有用于进行TAA的逆转录酶和T7RNA聚合酶。
在基于核酸的测定完成之后并且为了避免后续扩增反应的可能污染，可利用在反应器皿中破坏核酸和相关扩增产物的去活化试剂来处理反应混合物。在这种实例中，在扩增和实时测量之后，在步骤1952中，将容器移动到去活化队列或模块(未示出)，并且在步骤1954中，将基于漂白剂的试剂(例如2mL基于漂白剂的试剂)提供给每个容器以使存在于容器中的核酸去活化(即，改变核酸使得其不可扩增)。此类去活化试剂可包括氧化剂、还原剂和反应性化学品以及其他合适的去活化试剂，这些试剂改变核酸的主要化学结构。这些试剂通过无论核酸是RNA还是DNA都使核酸对扩增反应呈惰性来操作。此类化学试剂的实例包括次氯酸钠(漂白剂)溶液、高锰酸钾溶液、甲酸、肼、硫酸二甲酯和类似化合物。去活化方案的更多细节可发现于例如Dattagupta等人的美国专利号5,612,200以及Nelson等人的美国专利申请公开号US 2005-0202491 A1。
培养箱200包括多个信号检测器400，所述多个信号检测器400被配置来实时测量位于MRD 160的容器162中的未猝灭荧光染料分子的浓度。并且所述测定被设计成使得荧光信号随着目标浓度通过扩增增加而增加。因此，信号检测器400可用于通过监测荧光信号的出现来监测扩增过程。
一旦通过以规定间隔在规定的时间段内测量来自每个容器162的荧光排放并在规定的时间周期内收集数据，并且当如上所述地定期自检荧光计以确认荧光计正常运行时，就处理所述数据以确定包含在MRD 160的容器162中的样品中的特定分析物(例如，靶核酸)的浓度。所测量的数据，即所测量的信号，将根据相对荧光单位(“RFU”)来引用，所述相对荧光单位是由信号检测器400的检测PCB 422基于聚焦到传感器423上发射荧光的量而生成的信号。以给定时间间隔测量的每个数据点是RFU(t)。如图29所示，用于各种数据集的RFU(t)的曲线图被称为“生长曲线”。通常，每个RFU(t)曲线图的形状通常为S形，其特征在于在最低水平或接近最低水平处的初始平坦部分(称为“静态水平”或“基线阶段”)，随后是突然且相对陡峭的倾斜部分(称为“生长阶段”)，并且以在最高水平或接近最高水平(称为“平台阶段”)处的大致平坦部分结束。
如本文所用，“生长曲线”是指在反应中作为时间或循环次数的函数的合成产物(诸如扩增子)的出现的特征模式。生长曲线被方便地表示为时间(x轴)与产品量的某个指标(例如诸如RFU(y轴)的荧光测量)的二维曲线图。一些但不是全部生长曲线呈S形。生长曲线的“基线阶段”是指曲线的初始阶段，其中产品(诸如扩增子)的量以基本恒定的速率增加，所述速率小于生长曲线的生长阶段(其可具有对数线性曲线)的增加特征速率。生长曲线的基线阶段通常具有通常接近零的非常浅的斜率。生长曲线的“生长阶段”是指其中可测量产品随时间显著增加的曲线部分。在典型的核酸扩增反应中从基线阶段过渡到生长阶段的特征在于扩增子的出现速率随时间而增加。从生长曲线的生长阶段向平台阶段的过渡开始于扩增子出现速率开始下降的拐点处。“平台阶段”是指曲线的最后阶段。在平台阶段中，可测量产物的形成速率远远低于对数线性生长阶段中的扩增子产生速率，并且甚至可能接近于零。
图28中的流程图示出用于计算分析物浓度的示例性过程。如步骤2100处所示，输入来自信号检测器400的RFU(t)数据。RFU(t)数据转向在步骤2104处开始的阈值时间确定。阈值时间或T时间(也称为出现时间)是指(如下所述归一化的)数据RFU(t)达到预定义阈值时的时间。如以下将更详细描述的，通过使用校准曲线，针对特定样品确定的T时间可与分析物浓度相关，由此指示样品的分析物浓度。通常，目标分析物的浓度越高，到达T时间越快。
如步骤2106处所示，T时间确定过程的第一步骤是数据的背景调整和归一化。执行背景调整以从例如杂散电磁信号中减去由背景“噪声”导致的那部分信号数据RFU(t)。也就是说，背景噪声包括由目标分析物以外的来源所引起的那部分RFU(t)信号。通过从数据RFU(t)中减去背景值“BG”来执行背景调整，以获得经调整的数据RFU*(t)。也就是说，RFU*(t)＝RFU(t)-BG。
背景值BG可以多种方式来确定。
在确定背景噪声的一些实施方案中，第一步骤是确定数据点之间的时间间隔。时间间隔是通过将循环时间(即连续数据测量之间的时间)与数据点(即，第0个数据点、第1个数据点、第2个数据点、……、第n个数据点)相乘并除以60秒来确定的。例如，假设循环时间为30秒，那么第15个数据点的时间间隔为(15×30秒)/60秒＝7.5。
下一个步骤是通过添加最小信号数据点和最大信号数据点并且除以二来找到信号数据的中点。也就是说，中点等于(RFU最大+RFU最小)/2。
接下来，在对应于中点值的时间处开始并逆向运算(working backwards)，计算每对数据点的斜率：(RFU(t)-RFU(t-1))/Δt(t→t-1)。
接下来，通过找出小于静态斜率值(即，RFU(t)曲线开始其上升斜率之前的值)的第一斜率值来确定RFU(t)的斜率在何处变平。代表性的静态斜率值(也称为“δ值”)包括0.0001。一旦找到所述斜率，那么就确定下一个周期，在所述下一个周期中斜率不是负的或者例如高于负的δ值(即，-0.0001)；这个值是H分度。接下来，确定在第一数据点处开始并转到对应于H分度值的RFU值的整个RFU(t)值范围的平均值。此数据的平均值可对在此范围的数据使用0.15的静态截尾值(也就是说，排除指定范围中的RFU值的最低7.5％以及指定范围中的RFU值的最高7.5％)使用Excel的TRIMMEAN函数来计算。这个平均值是背景值BG。
可替代地，背景值BG可根据上述过程使用除0.0001之外的δ值来确定。
用于确定背景值BG的另一种替代方法消除了δ值标准，而是确定了从周期1到规定的终点(诸如5.5分钟之前的第一周期)的RFU数据的TRIMMEAN均值。对于这种替代方案，静态截尾值可被调整成例如0.40(也就是说，从背景计算中排除在指定范围中的RFU值的最低20％以及在指定范围中的RFU值的最高20％)。
用于确定背景值BG的另一种替代方法是对全部或部分RFU数据执行曲线拟合以得出基线值的估计值，所述基线值是将要减去的背景。可使用适用于将曲线拟合到RFU数据的任何曲线拟合技术。
示例性曲线拟合技术使用由Weusten等人导出的用于拟合与核酸扩增相关联的典型的S形曲线的等式的一部分。参见Weusten等人的Nucleic Acids Research,30(6e26):1-7(2002)。对于背景减除，只需要确定基线水平。因此，也只需要将曲线拟合到包含基线的RFU数据的第一部分，通常是朝向曲线的起点。
可从周期1到刚好在最大RFU的75％之前的周期对RFU(t)数据进行曲线拟合。如上所述，以下多项式方程是由Weusten等人导出的用于生成RFU数据的最佳拟合模型的方程的一部分：
RFU(t)＝Y0+a1a2[ea2(t-a3)/(1+ea2(t-a3))]ln(1+ea2(t-a3))
如以下讨论的，变量Y0、a1、a2和a3的初始估计值被输入到曲线拟合方程，并且例如使用Microsoft EXCEL的SOLVER函数执行将所述方程拟合到RFU数据的迭代解，以产生最终方程和Y0、a1、a2和a3的最终值。
Y0＝是基线；初始值可为RFU(1)。
a1＝涉及RFU(t)数据的陡峭部分(生长阶段)；0.05可为a1的合适的初始估计值。
a2＝涉及RFU(t)数据的陡峭部分(生长阶段)；1.0可为a2的合适的初始估计值。
a3＝涉及基线与斜坡特征之间的过渡；RFU(t)在其处到达刚好在RFU最大的25％之前的值的斜率特征、时间或周期是a3的合适的初始估计值。
当已导出Y0、a1、a2和a3的最终值时，将Y0视为背景并将其从进行了曲线拟合的RFU(t)数据中减去。
可使用除上述之外的曲线拟合方程。例如，可商购获得的TABLECURVE软件包(SYSTAT Software Inc.；Richmond,CA)可用来标识和选择描述示例性实时核酸扩增曲线的方程。用于数学建模的一个这种示例性结果方程由以下方程给出：
RFU(t)＝Y0+b(1-exp(-(t-d*ln(1-2^(-1/e))-c)/d))^e
另一个示例性结果方程由以下方程给出：
RFU(t)＝Y0+b/(1+exp(-(t-d*ln(2^(1/e)-1)-c)/d))^e
在每种情况下，如上所述，例如，可使用Microsoft EXCEL的SOLVER函数来求解所述方程，以产生最终方程以及Y0和其他参数的最终值，并且所述解产生Y0，所述Y0是从RFU(t)数据中减去的背景。
为了在步骤2106处对数据进行归一化，将针对背景调整的每个数据点除以同样针对背景进行调整的最大数据点。即：
Figure BDA0001691618150000431
因此，RFUn(t)将从-1到1。
在步骤2108中，通过从RFUn(最大)中减去RFUn(最小)来计算数据范围。如果计算的范围不符合或超过规定的最小范围(例如0.05)，那么数据被认为是可疑的并且可靠性是有问题的，并且因此将不计算T时间。最小范围由经验确定，并且可因荧光测量仪器的不同而不同。理想的是，选择指定的最小范围以确保数据值从最小值到最大值的变化超过系统噪声。
在步骤2110中，将曲线拟合过程应用于归一化的背景调整数据。尽管可采用任何众所周知的曲线拟合方法，但是在一个实施方案中，采用线性最小二乘(“LLS”)曲线拟合。仅针对预定的下限与上限之间的一部分数据执行曲线拟合。在找到拟合数据的曲线后，最终目标是找到对应于曲线与预定义阈值相交的点的时间。在一个实施方案中，归一化数据的阈值是0.11。通过将曲线拟合到各种对照数据集并观察各种曲线跨所选阈值的时间来经验地确定上限和下限。上限和下限分别限定曲线表现出在曲线跨给定阈值的时间下的最小可变性的数据范围的上端和下端。在一个实施方案中，参见图29，下限为0.04，并且上限为0.36。所述曲线拟合于从下限下方的第一数据点到经过上限的第一数据点延伸的数据。
在步骤2110处，确定拟合的斜率是否在统计上是显著的。例如，如果一阶系数的p值小于0.05，那么拟合被认为是显著的，并且处理继续。如果不是，那么处理停止。可替代地，数据的有效性可由R2值来确定。
针对拟合曲线确定线性曲线y＝mx+b的斜率m和截距b。利用所述信息，可在步骤2104处如下确定T时间：
Figure BDA0001691618150000441
使用拟合曲线确定T时间的技术在图30中用图表示出。
在步骤2116处，确定是否需要内部控制/校准器调整。通常，测试程序将包括具有已知浓度的核酸(不同于目标核酸)作为对照的至少一个反应容器，或者可替代地，可将对照核酸序列添加到每个样品中。已知的浓度可简单地用作对照以确认反应确实发生在反应器皿中。也就是说，如果已知的浓度如预期地扩增，那么就证实了成功的反应，并且关于靶分析物的否定结果被推断归因于样品中缺少靶。另一方面，未能如预期地扩增已知浓度表明反应失败，并且忽略关于靶的任何结果。
已知的浓度可用于校准靶的浓度。针对统计有效数量的数据集来确定对应于包含内部对照和靶序列的一系列标准的T时间。使用所述数据，构建校准曲线，根据所述校准曲线如下所述地对测试样品的浓度进行内插。
构建校准曲线的一种方法是将靶分析物的已知浓度放在x轴上，而将靶与对照T时间之间的差值放在y轴上。随后，从校准曲线拟合内插测试样品的浓度。构建校准曲线的另一种方法是将靶分析物的已知浓度放在x轴上，而将分式[靶T时间/内部对照T时间]放在y轴上。随后，从校准曲线拟合内插测试样品的浓度。Haaland等人的美国专利号6,066,458的“Methods,Apparatus and Computer Program Products for Determining Quantitiesof Nucleic Acid Sequences in Samples Using Standard Curves and AmplificationRatio Estimates”中公开了这种实例。构建校准曲线图的另一替代方法利用参数校准方法，诸如Carrick等人的美国专利号7,831,417的“Parametric Calibration Method”中所述的方法。
有时，数据集恰好在初始静态基线(即，RFU(t)曲线的初始平坦部分，参见图29)之后并且恰好在数据开始其上升斜率之前表现出下降。为了标识和纠正此类数据，并且在确定所述数据的T时间之前，采用以下算法。从H分度开始，检查每个RFU(t)值以确定其是否小于背景值BG。如果是，那么从BG中减去RFU(t)(结果应当是正数)。这将是CorValue。将CorValue与背景减去的值相加，这进而将使RFU(t)达到基线。对每个RFU(t)值向前地进行该分析，直到最新的CorValue小于先前的CorValue。将最大CorValue添加到每个剩余背景减去的RFU(t)值。现在，可将校正的数据集归一化并且如上所述地确定T时间。
如果使用曲线拟合方法来推导背景水平，那么可能不需要执行上述倾角校正。在一些实施方案中，可执行数据集上的异常值检测以标识并且在必要时丢弃与其余数据点相比表现出异常值的数据点。可使用任何众所周知的异常值检测方法。
定量程序2120是分析物浓度测定的第二部分。针对已知条件下的已知浓度的分析物来确定T时间。使用所述数据，可导出分析物浓度(通常表示为log拷贝数)与T时间之间的关系。在针对特定样品确定T时间后，导出关系(log拷贝数＝f(T时间))可用来确定样品的分析物浓度。
更具体地，在步骤2122和2124处，已知浓度的对照分析物的校准/对照数据集例如通过异常值分析和/或任何其他已知的数据验证方法来验证。如果数据被发现有效，那么校准继续，否则校准停止。
确定对照数据集的T时间，并且针对特定条件的所有样品(例如，用来自特定批次的试剂处理的样品)来绘制T时间与log拷贝数。在步骤2126中，对T时间与log拷贝数曲线图的一部分执行诸如线性最小二乘拟合的曲线拟合，以找到与数据最佳拟合的线的斜率m和截距b。如果可用的T时间与log拷贝数数据点(称为“校准器”)的数量不小于校准器的预定义的最小数量(如在步骤2128处确定的)，那么在步骤2130处移除最低校准器(如果有的话)，如下所述：
在找到校准器数据点的最佳拟合线后，还会测试二阶和三阶曲线拟合。如果这些拟合显著优于一阶线性拟合，那么丢弃最远离线性曲线拟合的校准器数据点，并且找到一阶、二阶和三阶拟合并再次与其余校准器进行比较。假设校准器的数量不小于校准器的最小可接受数量，重复此过程，直到二阶拟合和三阶拟合不显著优于一阶线性拟合为止。
当已导出线性T时间与log拷贝数方程时，在步骤2132处，通过将所述样品的T时间插入方程中来确定样品的目标分析物的浓度(作为log拷贝数)。因此，获得2134测定结果。
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尽管已经参考包括特征的各种组合和子组合的某些说明性实施方案对本公开进行了相当详细的描述和展示，但是本领域技术人员将容易地理解包含在本公开的范围内的其他实施方案及其变型和修改。此外，此类实施方案、组合和子组合的描述并非旨在传达本公开需要除权利要求中明确记载的那些特征之外的特征或特征的组合。因此，本公开被认为包括包含在所附权利要求的精神和范围内的所有修改和变化。
应当理解，详细描述部分而不是发明内容和摘要部分旨在用于解释权利要求。发明内容以及摘要部分可阐明如发明人所构想的本发明的一个或多个但非所有的示例性实施方案，并且因此，并不意图通过任何方式对本发明的和所附权利要求书进行限制。
已借助于说明特定功能的实现方式和其关系的功能性建构基元在上文描述各实施方案。为便于描述，本文中将所述功能性建构基元的边界已任意地定义。只要合适执行特定功能和其关系，就可界定替代边界。
特定实施方案的前文描述将充分地揭露本发明的一般特性，以使得其他人通过应用本领域中的知识，在无不当实验且不背离本发明的一般概念的情况下，可容易地针对各种应用程序对这些特定实施方案进行修改和/或改变。因此，基于本文呈现的教示和指导，这些改变和修改意图在所公开实施方案的等效物的含义和范围内。应当理解，本文的措辞或术语是出于描述而非限制的目的，以使得本说明书的术语或措辞应由本领域技术人员根据教示和指导进行解释。
本发明的宽度和范围不应受上述任何示例性实施方案的限制，而应仅根据以下权利要求及其等同物来限定。
尽管已结合上述实施方案描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
此外，所附权利要求中不包括35U.S.C.§112
Figure BDA0001691618150000471
所允许的“用于执行指定功能的装置”格式的语言的那些权利要求并不旨在根据35U.S.C.§112
Figure BDA0001691618150000472
被解释为限于本说明书及其等同物中所述的结构、材料或行为。

Claims (119)

1.一种测定仪器，其包括：
第一荧光计，所述第一荧光计包括第一检测通道，所述第一检测通道具有第一光源和第一传感器，所述第一检测通道被配置来发射并聚焦由所述第一光源在第一检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第一传感器上；
承载器，所述承载器包括第一非荧光表面部分和空隙并且被构造来支撑第一容器，其中所述承载器和所述第一荧光计在至少以下位置中可相对于彼此移动：(i)所述第一容器的一部分处于所述第一检测区中的第一位置；(ii)所述承载器的所述第一非荧光表面部分位于所述第一检测区中的第二位置；以及(iii)所述空隙位于所述第一检测区中的第三位置；以及
控制器，所述控制器可操作地耦合到所述第一荧光计并且被配置来：
基于当所述承载器处于所述第一位置时聚焦在所述第一传感器上的光的第一测量强度来确定包含在所述第一容器内的样品的特征，以及
基于下列来确定所述第一荧光计的操作性能状态：(i)当所述承载器处于所述第二位置时聚焦在所述第一传感器上的光的第二测量强度；以及(ii)当所述承载器处于所述第三位置时聚焦在所述第一传感器上的光的第三测量强度。
2.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来通过确定所述第二测量强度是否在第一预定非荧光表面强度范围内来确定所述操作性能状态。
3.根据权利要求2所述的测定仪器，其中所述第一预定非荧光表面强度范围大于零。
4.根据权利要求2所述的测定仪器，其中所述第一预定非荧光表面强度范围在5-5800个相对荧光单位(RFU)之间。
5.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来通过确定所述第三测量强度是否在第一预定空隙强度范围内来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。
6.根据权利要求5所述的测定仪器，其中所述第一预定空隙强度范围包括零。
7.根据权利要求5所述的测定仪器，其中所述第一预定空隙强度范围在0-2260个相对荧光单位(RFU)之间。
8.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来基于所述第二测量强度和所述第三测量强度来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。
9.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述操作性能状态是故障状态或性能劣化状态。
10.根据权利要求1所述的测定仪器，其中包含在所述第一容器内的所述样品的所述特征是特定分析物是否存在于包含在所述第一容器内的所述样品中。
11.根据权利要求1所述的测定仪器，其中包含在所述第一容器内的所述样品的所述特征是包含在所述第一容器内的所述样品中的特定分析物的量。
12.根据权利要求1所述的测定仪器，其中：
所述第一荧光计还包括第二检测通道，所述第二检测通道具有第二光源和第二传感器，所述第二检测通道被配置来发射并聚焦由所述第二光源在第二检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第二传感器上；
所述承载器还包括第二非荧光表面部分，并且被进一步构造来支撑第二容器，其中所述承载器和所述第一荧光计在至少以下位置中可相对于彼此移动：(i)所述第二容器的一部分处于所述第二检测区中的所述第一位置；(ii)所述第二位置；(iii)所述第三位置；以及(iv)所述承载器的所述第二非荧光表面部分处于所述第二检测区中的第四位置；并且
所述控制器被进一步配置来：
基于当所述承载器处于相对于所述第一荧光计的所述第一位置时聚焦在所述第二传感器上的光的第四测量强度来确定包含在所述第二容器内的样品的特征，以及
进一步基于下列中的至少一项来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态：(i)当所述承载器处于相对于所述第一荧光计的所述第四位置时聚焦在所述第二传感器上的光的第五测量强度；以及(ii)当所述承载器处于相对于所述第一荧光计的所述第三位置时聚焦在所述第二传感器上的光的第六测量强度。
13.根据权利要求12所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来通过确定所述第五测量强度是否在第二预定非荧光表面强度范围内来基于所述第五测量强度来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。
14.根据权利要求12所述的测定仪器，其中所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分线性对准并共面。
15.根据权利要求12所述的测定仪器，其中所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分中的每一个包括铝表面。
16.根据权利要求12所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来通过确定所述第六测量强度是否在第二预定空隙强度范围内来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。
17.根据权利要求12所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来基于所述第五测量强度和所述第六测量强度来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。
18.根据权利要求1所述的测定仪器，其还包括：
第二荧光计，所述第二荧光计包括第一检测通道，所述第一检测通道具有第一光源和第一传感器，所述第二荧光计的所述第一检测通道被配置来发射并聚焦由所述第二荧光计的所述第一光源在所述第二荧光计的第一检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第二荧光计的所述第一传感器上；
其中所述承载器还包括第三非荧光表面部分和第二空隙并且被进一步构造来支撑第三容器；
其中所述承载器和所述第二荧光计在至少以下位置中可相对于彼此移动：(i)所述第三容器的一部分处于所述第二荧光计的所述第一检测区中的第一位置；(ii)所述承载器的所述第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中的第二位置；以及(iii)所述第二空隙位于所述第二荧光计的所述第一检测区中的第三位置；并且
其中所述控制器被进一步配置来：
基于当所述承载器处于相对于所述第二荧光计的所述第一位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第一传感器上的光的第七测量强度来确定包含在所述第三容器内的样品的特征，以及
基于下列中的至少一项来确定所述第二荧光计的操作性能状态：(i)当所述承载器处于相对于所述第二荧光计的所述第二位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第一传感器上的光的第八测量强度；以及(ii)当所述承载器处于相对于所述第二荧光计的所述第三位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第一传感器上的光的第九测量强度。
19.根据权利要求18所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来通过确定所述第八测量强度是否在第三预定非荧光表面强度范围内来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
20.根据权利要求19所述的测定仪器，其中所述第三预定非荧光表面强度范围大于零。
21.根据权利要求19所述的测定仪器，其中所述第三预定非荧光表面强度范围在5-5800个相对荧光单位(RFU)之间。
22.根据权利要求18所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来通过确定所述第九测量强度是否在第三预定空隙强度范围内来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
23.根据权利要求22所述的测定仪器，其中所述第三预定空隙强度范围包括零。
24.根据权利要求22所述的测定仪器，其中所述第三预定空隙强度范围在0-2260个相对荧光单位(RFU)之间。
25.根据权利要求18所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来基于所述第八测量强度和所述第九测量强度来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
26.根据权利要求18所述的测定仪器，其中包含在所述第三容器内的所述样品的所述特征是特定分析物是否存在于包含在所述第三容器内的所述样品中。
27.根据权利要求18所述的测定仪器，其中包含在所述第三容器内的所述样品的所述特征是包含在所述第三容器内的所述样品中的特定分析物的量。
28.根据权利要求18所述的测定仪器，其中：
所述第二荧光计还包括第二检测通道，所述第二检测通道具有第二光源和第二传感器，所述第二荧光计的所述第二检测通道被配置来发射并聚焦由所述第二荧光计的所述第二光源在第二检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第二荧光计的所述第二传感器上；
所述承载器还包括第四非荧光表面部分，所述第四非荧光表面部分被进一步构造来支撑第四容器；
所述承载器和所述第二荧光计在至少以下位置中可相对于彼此移动：(i)所述第四容器的一部分处于所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述第一位置；(ii)所述第二位置；(iii)所述第三位置；以及(iv)所述承载器的所述第四非荧光表面部分处于所述第二荧光计的所述第二检测区中的第四位置；并且
所述控制器被进一步配置来：
基于当所述承载器处于相对于所述第二荧光计的所述第一位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第二传感器上的光的第十测量强度来确定包含在所述第四容器内的样品的特征，以及
进一步基于下列中的至少一项来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态：(i)当所述承载器处于相对于所述第二荧光计的所述第四位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第二传感器上的光的第十一测量强度；以及(ii)当所述承载器处于相对于所述第二荧光计的所述第三位置时聚焦在所述第二荧光计的所述第二传感器上的光的第十二测量强度。
29.根据权利要求28所述的测定仪器，其中所述控制器被配置来通过确定所述第十一测量强度是否在第四预定非荧光表面强度范围内来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
30.根据权利要求28所述的测定仪器，其中所述第三非荧光表面部分和所述第四非荧光表面部分线性对准并共面。
31.根据权利要求28所述的测定仪器，其中所述第三非荧光表面部分和所述第四非荧光表面部分中的每一个包括铝表面。
32.根据权利要求28所述的测定仪器，其中所述控制器被进一步配置来通过确定所述第十二测量强度是否在第四空隙强度范围内来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
33.根据权利要求28所述的测定仪器，其中所述控制器被进一步配置来基于所述第十一测量强度和所述第十二测量强度来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
34.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述第一荧光计与所述第一容器在所述承载器相对于所述第一荧光计的第一位置处的所述部分之间的距离大于所述第一荧光计与在所述承载器相对于所述第一荧光计的第二位置处的所述第一非荧光表面部分之间的距离。
35.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述第一荧光计与所述第一容器在所述承载器相对于所述第一荧光计的第一位置处的所述部分之间的距离小于所述第一荧光计与在所述承载器相对于所述第一荧光计的第二位置处的所述第一非荧光表面部分之间的距离。
36.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述承载器是包括第一盘和与所述第一盘间隔开的第二盘的转盘，所述第二盘位于所述第一盘与所述第一荧光计之间，并且其中所述第二盘包括所述第一非荧光表面部分并且限定所述空隙的开口。
37.根据权利要求36所述的测定仪器，其中所述第二盘包括由包括所述第一非荧光表面部分的辐条连接的同心内环和外环。
38.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述承载器是可移动的，并且其中所述第一荧光计是固定的。
39.根据权利要求38所述的测定仪器，其中所述承载器是可旋转的。
40.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述承载器是可移动的，并且其中所述第一荧光计是可移动的。
41.根据权利要求1所述的测定仪器，其中所述承载器是固定的，并且其中所述第一荧光计是可移动的。
42.一种操作测定仪器的方法，其包括：
相对于第一荧光计定位承载器以使得所述承载器上的第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的第一检测区中；
将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述第一非荧光表面部分上；
当所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第一荧光计的第一传感器检测的光的第一强度；
将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的第一空隙位于所述第一荧光计的所述第一检测区中；
将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述第一空隙中；
当所述第一空隙位于所述第一荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第一荧光计的所述第一传感器检测的光的第二强度；以及
基于所述第一强度和所述第二强度来确定所述第一荧光计的操作性能状态。
43.根据权利要求42所述的方法，其还包括
将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得第一容器的由所述承载器支撑的部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中；
将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一容器的位于所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述部分中；
当所述第一容器的所述部分处于所述第一荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第一荧光计的所述第一传感器检测的光的第三强度；以及
基于所述第三强度来确定包含在所述第一容器内的样品的特征。
44.根据权利要求43所述的方法，其中包含在所述第一容器内的所述样品的所述特征是特定分析物是否存在于包含在所述第一容器内的所述样品中。
45.根据权利要求43所述的方法，其中包含在所述第一容器内的所述样品的所述特征是包含在所述第一容器内的所述样品中的特定分析物的量。
46.根据权利要求42所述的方法，其中将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括当所述第一荧光计保持固定时移动所述承载器；并且其中将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第一空隙位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括当所述第一荧光计保持固定时移动所述承载器。
47.根据权利要求42所述的方法，其中将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括当所述承载器保持固定时移动所述第一荧光计；并且其中将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第一空隙位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括当所述承载器保持固定时移动所述第一荧光计。
48.根据权利要求42所述的方法，其中将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括移动所述第一荧光计并且移动所述承载器；并且其中将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第一空隙位于所述第一荧光计的所述第一检测区中包括移动所述第一荧光计并且移动所述承载器。
49.根据权利要求43所述的方法，其中所述第一荧光计与所述第一容器在所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述部分之间的距离大于所述第一荧光计与在所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述第一非荧光表面部分之间的距离。
50.根据权利要求43所述的方法，其中所述第一荧光计与所述第一容器在所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述部分之间的距离小于所述第一荧光计与在所述第一荧光计的所述第一检测区中的所述第一非荧光表面部分之间的距离。
51.根据权利要求42所述的方法，其中基于所述第一强度和所述第二强度来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第一强度是否在第一预定非荧光表面强度范围内。
52.根据权利要求51所述的方法，其中所述第一预定非荧光表面强度范围大于零。
53.根据权利要求51所述的方法，其中所述第一预定非荧光表面强度范围在5-5800个相对荧光单位(RFU)之间。
54.根据权利要求42所述的方法，其中基于所述第一强度和所述第二强度来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第二强度是否在第一预定空隙强度范围内。
55.根据权利要求54所述的方法，其中所述第一预定空隙强度范围包括零。
56.根据权利要求54所述的方法，其中所述第一预定空隙强度范围在0-2260个相对荧光单位(RFU)之间。
57.根据权利要求42所述的方法，其中所述操作性能状态是故障状态或性能劣化状态。
58.根据权利要求43所述的方法，其还包括：
将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的第二非荧光表面部分位于所述第一荧光计的第二检测区中；
将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一荧光计的所述第二检测区中的所述第二非荧光表面部分上；
当所述第二非荧光表面部分处于所述第一荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第一荧光计的第二传感器检测的光的第四强度；
将所述承载器和所述第一荧光计相对于彼此定位成使得所述第一空隙位于所述第一荧光计的所述第二检测区中；
将从所述第一荧光计发射的光引导到所述第一荧光计的所述第二检测区中的所述第一空隙中；
当所述第一空隙位于所述第一荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第一荧光计的所述第二传感器检测的光的第五强度；以及
基于所述第四强度和所述第五强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态。
59.根据权利要求58所述的方法，其中当所述第一容器的所述部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中时，第二容器的由所述承载器支撑的部分位于所述第一荧光计的所述第二检测区中。
60.根据权利要求59所述的方法，其还包括：
将从所述荧光计发射的光引导到所述第二容器的位于所述第一荧光计的所述第二检测区中的所述部分中；
当所述第二容器的所述部分位于所述第一荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第一荧光计的所述第二传感器检测的光的第六强度；以及
基于所述第六强度来确定包含在所述第二容器内的样品的特征。
61.根据权利要求58所述的方法，其中基于所述第四强度和所述第五强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第四强度是否在第二预定非荧光表面强度范围内。
62.根据权利要求58所述的方法，其中所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分线性对准并共面。
63.根据权利要求58所述的方法，其中所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分中的每一个包括铝表面。
64.根据权利要求58所述的方法，其中基于所述第四强度和所述第五强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第五强度是否在第二预定空隙强度范围内。
65.根据权利要求60所述的方法，其中基于所述第四强度和所述第五强度中的至少一个来确定所述第一荧光计的所述操作性能状态包括基于所述第五强度和所述第六强度来确定所述荧光计的所述操作性能状态。
66.根据权利要求43所述的方法，其还包括：
将所述承载器和第二荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的第一检测区中；
将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述第三非荧光表面部分上；
当所述第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第二荧光计的第一传感器检测的光的第六强度；
将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的第二空隙位于所述第二荧光计的所述第一检测区中；
将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述第二空隙中；
当所述第二空隙位于所述第二荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第二荧光计的所述第一传感器检测的光的第七强度；以及
基于所述第六强度和所述第七强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的操作性能状态。
67.根据权利要求66所述的方法，其中将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中包括当所述第二荧光计保持固定时移动所述承载器；并且其中将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第二空隙位于所述第二荧光计的所述第一检测区中包括当所述第二荧光计保持固定时移动所述承载器。
68.根据权利要求66所述的方法，其中将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中包括当所述承载器保持固定时移动所述第二荧光计；并且其中将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第二空隙位于所述第二荧光计的所述第一检测区中包括当所述承载器保持固定时移动所述第二荧光计。
69.根据权利要求66所述的方法，其中将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的所述第三非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中包括移动所述第二荧光计并且移动所述承载器；并且其中将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得由所述承载器限定的所述第二空隙位于所述第二荧光计的所述第一检测区中包括移动所述第二荧光计并且移动所述承载器。
70.根据权利要求66所述的方法，其中当所述承载器上的所述第三非荧光表面部分位于第二荧光计的所述第一检测区中时，所述承载器上的所述第一非荧光表面部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中。
71.根据权利要求66所述的方法，其还包括：
将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得第三容器的由所述承载器支撑的部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中；
将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第三容器的位于所述第二荧光计的所述第一检测区中的所述部分中；
当所述第三容器的所述部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中时测量由所述第二荧光计的所述第一传感器检测的光的第八强度；以及
基于所述第八强度来确定包含在所述第三容器内的样品的特征。
72.根据权利要求71所述的方法，其中当所述第一容器的所述部分位于所述第一荧光计的所述第一检测区中时，所述第三容器的由所述承载器支撑的所述部分位于所述第二荧光计的所述第一检测区中。
73.根据权利要求71所述的方法，其中包含在所述第三容器内的所述样品的所述特征为特定分析物是否存在于所述样品中。
74.根据权利要求71所述的方法，其中包含在所述第三容器内的所述样品的所述特征是所述样品中的特定分析物的量。
75.根据权利要求66所述的方法，其中基于所述第六强度和所述第七强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第六强度是否在第三预定非荧光表面强度范围内。
76.根据权利要求75所述的方法，其中所述第三预定非荧光表面强度范围大于零。
77.根据权利要求75所述的方法，其中所述第三预定非荧光表面强度范围在5-5800个相对荧光单位(RFU)之间。
78.根据权利要求66所述的方法，其中基于所述第六强度和所述第七强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第七强度是否在第三预定空隙强度范围内。
79.根据权利要求78所述的方法，其中所述第三预定空隙强度范围包括零。
80.根据权利要求78所述的方法，其中所述第三预定空隙强度范围在0-2260个相对荧光单位(RFU)之间。
81.根据权利要求66所述的方法，其中基于所述第六强度和所述第七强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态是基于所述第六强度和所述第七强度两者。
82.根据权利要求66所述的方法，其还包括：
将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述承载器上的第四非荧光表面部分位于所述第二荧光计的第二检测区中；
将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述第四非荧光表面部分上；
当所述第四非荧光表面部分位于所述第二荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第二荧光计的第二传感器检测的光的第九强度；
将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得所述第二空隙位于所述第二荧光计的所述第二检测区中；
将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述第二空隙中；
当所述第二空隙位于所述第二荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第二荧光计的所述第二传感器检测的光的第十强度；以及
基于所述第九强度和所述第十强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态。
83.根据权利要求82所述的方法，其还包括
将所述承载器和所述第二荧光计相对于彼此定位成使得第四容器的由所述承载器支撑的部分位于所述第二荧光计的所述第二检测区中；
将从所述第二荧光计发射的光引导到所述第四容器的位于所述第二荧光计的所述第二检测区中的所述部分中；
当所述第四容器的所述部分位于所述第二荧光计的所述第二检测区中时测量由所述第二荧光计的所述第二传感器检测的光的第十一强度；以及
基于所述第十一强度来确定包含在所述第四容器内的样品的特征。
84.根据权利要求83所述的方法，其中包含在所述第四容器内的所述样品的所述特征是特定分析物是否存在于包含在所述第四容器内的所述样品中。
85.根据权利要求83所述的方法，其中包含在所述第四容器内的所述样品的所述特征是包含在所述第四容器内的所述样品中的特定分析物的量。
86.根据权利要求82所述的方法，其中基于所述第九强度和所述第十强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第九强度是否在第四预定非荧光表面强度范围内。
87.根据权利要求82所述的方法，其中所述第三非荧光表面部分和所述第四非荧光表面部分线性对准并共面。
88.根据权利要求82所述的方法，其中所述第三非荧光表面部分和所述第四非荧光表面部分中的每一个包括铝表面。
89.根据权利要求82所述的方法，其中基于所述第九强度和所述第十强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态包括确定所述第十强度是否在第四空隙强度范围内。
90.根据权利要求82所述的方法，其中基于所述第九强度和所述第十强度中的至少一个来确定所述第二荧光计的所述操作性能状态是基于所述第九强度和所述第十强度两者。
91.根据权利要求42所述的方法，其中所述承载器是包括第一盘和与所述第一盘间隔开的第二盘的转盘，所述第二盘位于所述第一盘与所述第一荧光计之间，并且其中所述第二盘包括所述第一非荧光表面部分并且限定所述第一空隙的开口。
92.根据权利要求91所述的方法，其中所述第二盘包括由包括所述第一非荧光表面部分的辐条连接的同心内环和外环。
93.一种用于测量光信号检测器性能的系统，其包括：
光信号检测器，所述光信号检测器包括第一检测通道，所述第一检测通道具有第一光源和第一传感器，所述第一检测通道被配置来发射并聚焦由所述第一光源在第一检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第一传感器上；以及
控制器，所述控制器可操作地耦合到所述光信号检测器并且被配置来基于下列来确定所述光信号检测器的操作性能状态：(i)当第一非荧光表面部分位于所述第一检测区中时聚焦在所述传感器上的光的第一测量强度；以及(ii)当空隙处于所述第一检测区中时聚焦在所述传感器上的光的第二测量强度。
94.根据权利要求93所述的系统，其中所述控制器被配置来通过确定所述第一测量强度是否在第一预定非荧光表面特征范围内来确定所述操作性能状态。
95.根据权利要求93所述的系统，其中所述控制器被配置来通过确定所述第二测量强度是否在第一预定空隙强度范围内来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
96.根据权利要求93所述的系统，其中所述控制器被配置来基于所述第一测量强度和所述第二测量强度两者来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
97.根据权利要求93所述的系统，其中所述操作性能状态是适当的操作性能状态、故障状态和性能劣化状态。
98.根据权利要求97所述的系统，其中所述操作性能状态是所述适当的操作性能状态。
99.根据权利要求97所述的系统，其中所述操作性能状态是所述故障状态。
100.根据权利要求97所述的系统，其中所述操作性能状态是所述性能劣化状态。
101.根据权利要求93所述的系统，其中：
所述光信号检测器还包括第二检测通道，所述第二检测通道具有第二光源和第二传感器，所述第二检测通道被配置来发射并聚焦由所述第二光源在第二检测区处产生的光，并且接收光并将光聚焦在所述第二传感器上；并且
所述控制器被进一步配置来基于下列中的至少一项来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态：(i)当第二非荧光表面部分位于所述第二检测区中时聚焦在所述第二传感器上的光的第三测量强度；以及(ii)当所述空隙处于所述第二检测区中时聚焦在所述第二传感器上的光的第四测量强度。
102.根据权利要求101所述的系统，其中所述控制器被配置来通过确定所述第三测量强度是否在第二预定非荧光表面特征范围内来基于所述第三测量强度来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
103.根据权利要求101所述的系统，其中所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分中的每一个包括铝表面。
104.根据权利要求101所述的系统，其中所述控制器被配置来通过确定所述第四测量强度是否在第二预定空隙特征范围内来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
105.根据权利要求101所述的系统，其中所述控制器被配置来基于所述第三测量强度和所述第四测量强度两者来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
106.根据权利要求93所述的系统，其中所述光信号检测器是荧光计。
107.一种用于测量光信号检测器性能的方法，其包括：
将从光信号检测器发射的光引导到所述光信号检测器的第一检测区中的第一非荧光表面部分上；
当所述第一非荧光表面部分位于所述光信号检测器的所述第一检测区中时测量由所述光信号检测器的第一传感器检测的光的第一强度；
将从所述光信号检测器发射的光引导到所述光信号检测器的所述第一检测区中的第一空隙中；
当所述第一空隙位于所述光信号检测器的所述第一检测区中时测量由所述光信号检测器的所述第一传感器检测的光的第二强度；以及
基于所述第一强度和所述第二强度来确定所述光信号检测器的操作性能状态。
108.根据权利要求107所述的方法，其中基于所述第一强度和所述第二强度来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括确定所述第一强度是否在第一预定非荧光表面特征范围内。
109.根据权利要求107所述的方法，其中基于所述第一强度和所述第二强度来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括确定所述第二强度是否在第一预定空隙特征范围内。
110.根据权利要求107所述的方法，其中所述操作性能状态是适当的操作性能状态、故障状态和性能劣化状态。
111.根据权利要求110所述的方法，其中所述操作性能状态是所述适当的操作性能状态。
112.根据权利要求110所述的方法，其中所述操作性能状态是所述故障状态。
113.根据权利要求110所述的方法，其中所述操作性能状态是所述性能劣化状态。
114.根据权利要求107所述的方法，其还包括：
将从所述光信号检测器发射的光引导到所述光信号检测器的第二检测区中的第二非荧光表面部分上；
当所述第二非荧光表面部分位于所述光信号检测器的所述第二检测区中时测量由所述光信号检测器的第二传感器检测的光的第三强度；
将从所述光信号检测器发射的光引导到所述光信号检测器的所述第二检测区中的所述第一空隙中；
当所述第一空隙位于所述光信号检测器的所述第二检测区中时测量由所述光信号检测器的所述第二传感器检测的光的第四强度；以及
基于所述第三强度和所述第四强度中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
115.根据权利要求114所述的方法，其中基于所述第三强度和所述第四强度中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括确定所述第三强度是否在第二预定非荧光表面特征范围内。
116.根据权利要求114所述的方法，其中所述第一非荧光表面部分和所述第二非荧光表面部分中的每一个包括铝表面。
117.根据权利要求114所述的方法，其中基于所述第三强度和所述第四强度中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括确定所述第四强度是否在第二预定空隙特征范围内。
118.根据权利要求114所述的方法，其中基于所述第三强度和所述第四强度中的至少一个来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态包括基于所述第三强度和所述第四强度两者来确定所述光信号检测器的所述操作性能状态。
119.根据权利要求107所述的方法，其中所述光信号检测器是荧光计。
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