CN109414664B - 智能微流体混合仪器和试剂盒 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于混合的“智能”仪器(100)，微流体芯片(50)，以及其中它们用于制备制剂的系统。微流体芯片包括微通道和可编程数据组件。该系统即使是新手用户也可以获得RNA，反义基因，肽和小分子的最佳配方。

Description

智能微流体混合仪器和试剂盒
技术领域
本发明的技术领域是用于材料研究和制药的小体积混合器。
背景技术
微流体混合结合了在小通道中流动的流体的物理特性，以促进可以有效地包封核酸，小分子，蛋白质和/或肽的纳米颗粒的自组装，并将精细贵重材料的损失最小化。所得制剂可用于学术研究和医学治疗。
Cullis等人的美国专利公开公报(公开号:20120276209和 20140328759)描述了使用小体积混合技术的方法和由此衍生的新制剂。Ramsay等人的美国专利公开公报(公开号：20160022580)描述了更新发展的小体积混合技术和产品。
近年来，已经设计了用于生物微流体混合的装置。加拿大温哥华的PrecisionNanoSystems公司以NanoAssemblrTM品牌生产和销售此类装置。单次使用的试剂盒或微流体芯片(以下简称m-芯片) 被小型化，以在实验室就绪的混合平台中使用。
目前，操作者通过机器控制或手动操作机构来控制m-芯片上的混合过程。在操作技师或“用户”的引导下，以最佳速度将试剂分配到m-芯片中的入口，以实现最佳混合。
由研究人员混合的流体成分越来越复杂和有价值，并且流体成分包括核酸，肽和小分子药物。在实验室中以及在个性化医疗的情况下，对于需要制备和筛选大量制剂的每种药物和靶组织，最好是能够更好地了解脂质/表面活性剂/药物的比例和粒度，并且需要对每种制剂的具体条件进行仔细地跟踪。此外，m-芯片是如此之小以至于用户无法轻易确定其是否是干净还是污染的，是流通还是堵塞的。
需要一种半自动化，质量控制的微流体混合装置，其将昂贵材料的损失减少到绝对最小，并且无论用户是否有经验都能够始终如一地保持高质量的制剂。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种用于混合的仪器，所述仪器具有马达、泵、包含有数据发送器/接收器的微流体芯片的接合托盘，微控制器以及用户界面。在一个实施例中，数据发送器/接收器包括 RFID读取器。在另一个实施例中，所述发送器/接收器检测微流体芯片在接合托盘上的正确定位。
在另一个实施例中，仪器与包括数据组件的微流体芯片结合来运行。
在本发明的另一个实施例中，当微流体芯片接合在仪器中并且仪器被开启时，仪器和微流体芯片彼此发生通信。
在本发明的另一个实施例中，提供一种可编程的微流体芯片，其包括入口、微通道、出口和数据组件。
在本发明的另一个实施方案中，如权利要求1所述的微流体芯片，其中所述数据组件是射频识别标签(“RFID”)。在其它实施例中，所述RFID具有确定的可读范围。在一些实施例中，所述范围是 0至50毫米。而在其它实施例中，所述范围是0至20毫米。在其它实施例中，所述范围是0至5毫米。在本发明的另一个实施例中，所述微流体芯片设置有可拆卸安装的歧管和盖子。
在本发明的另一个实施例中，所述数据组件包括存储的数据，所述数据可以被用于混合的仪器读取并控制用于混合的仪器的运行状况。在本发明的另一个实施例中，所存储的数据包括状态指示，所述状态标记包括所述微流体芯片的历史数据。
在本发明的另一个实施例中，所存储的数据包括微流体芯片的种类或用途。
在本发明的另一实施例中，所述数据组件由用于混合的仪器来读取，并由所述仪器中的微控制器来处理，并且通过仪器上的用户界面将相应的消息传达给用户。
在本发明的另一实施例中，从所述数据组件读取的数据指示所述仪器发送给所述用户界面的信息。
在本发明的另一实施例中，从所述微流体芯片的数据组件读取的数据包含发送到用户界面并作为一组指令向用户显示的信息。在另一个实施例中，所述信息作为一组选项显示给用户。
在本发明的另一个实施例中，所述数据组件能够接收，存储和发送数据。
根据本发明的一个实施例，提供一种用于配制研究用药剂的系统，所述系统包括具有泵、包含有数据发送器/接收器的微流体芯片的接合托盘、微控制器、存储装置和用户界面的仪器，以及可互换的微流体芯片，并且其中所述药剂选自由核酸、肽、蛋白质或疏水性小分子组成的组。
通过结合附图来阅读本发明以下描述的具体实施例，本发明的其他方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
附图中示出了本发明的实施例。
图1示出了根据本发明的一个实施例的微流体混合仪器的立体图；
图2A示出了本发明的一个实施例的微流体芯片的立体图，其用于SparkTM微流体混合仪器；
图2B示出了本发明的另一个实施例的微流体芯片的立体图，其用于SparkTM微流体混合仪器；
图2C示出了本发明的一个实施例的微流体芯片的立体图，其用于台式混合仪器；
图3是示出了数据发射传感器标签和数据读取器的进出的数据的信息方向以及混合仪器所产生的动作的流程图；实线表示过程流程，虚线表示数据流(箭头表示方向)；
图4A示出了RDID标签在m-芯片上的大小比例，以及每个与读取器相关的数据信号范围。可读高度和信号高度范围用虚线表示，底层读取器的可读范围用长矩形表示；
图4B示出了另一个实施例的RFID标签相对于读取器的位置以及数据信号；可读高度和信号高度的范围用虚线表示；
图4C示出了另一个实施例的相对于读取器的RFID标签以及数据信号；可读高度和信号高度的范围用虚线表示，但在实践中是椭圆形而不是矩形；
图5A是从仪器前面的微流体混合仪器的实施例的轮廓内的主印刷电路板(PCB)，微控制器，数据发射传感器读取器和连接器的位置的图示；
图5B是从仪器的右侧观察图5A所示的仪器的上述元件的图示；
图6是示出了微流体混合仪器内的功能单元的电子框图；组件以实线轮廓示出，仪器封装则由虚线示出；
图7是SparkTM微流体混合仪器上显示的图形用户界面的一系列照片，描绘了问候屏幕，用户控制的模式1屏幕，用于预定义流速比套件的模式2屏幕，以及表明制剂完成的“完成”屏幕。
具体实施方式
根据本发明的第一实施例，提供一种总体上如图1所示的微流体混合仪器。微流体混合仪器包括具有前表面95的硬质外壳85，例如屏幕或触屏的图形用户界面90，启动按钮87，m-芯片入口82，以及具有压力传感器的平台115。
如示出了机械和电气元件及其关系的图6框图中最佳示出的，仪器100容纳通过电缆70连接到主印刷电路板(主“PCB”)340 的夹具马达60、泵马达62。主PCB 340占据了硬质外壳85中靠近仪器100后部的空间，并位于(多个)泵47之后。经由电缆70连接到 PCB 340的还有电源开关和插孔(座)64，以及电源65。一个或多个独立的入口泵47(未示出)和m-芯片接合夹具以及接合密封件(未示出，但是当开始接合时下降到m芯片上)机械地连接到马达62和 60。
图5A和5B是仪器100的前面和侧面截面图，示出了一个实施例中的主PCB 340、微控制器300和连接件的位置。在图5B中，示出了读取器110和次要PCB112的位置。
读取器110和次要PCB112经由带状电缆连接器68连接到主PCB 340。次要PCB112运行与m-芯片入口82有关的LED。并且试剂盒开关67和启动开关66连接至次要PCB112。试剂盒开关67与读取器110接合。试剂盒开关66与启动按钮87接合。
次要PCB112一般在仪器100的基部中，在平台115的下方。现在转到图5A，仅在从前面看仪器100的轮廓的情况下相对地示出了组件的总体位置。示出了读取器110位于m-芯片入口82之下。
在一个优选实施例中，电源开关按钮位于仪器100的后侧。
数据发射传感器20与仪器100的读取器110相互作用以完成这样的过程：检测试剂盒无论是否使用它，如果没有使用试剂盒则通知用户，试剂盒是否与仪器100兼容，加载配方，提示用户确认，如果用户指示为是则执行过程，表示成功或错误结果，并将使用数据记录到标签。
微处理器300(例如，诸如AtmelTMATmega2560TM的微控制器，可从任何机器人供应商处获得，包括http://www.canadarobotix.com， www.BC-Robotics.com，https：//www.buyapi.ca和许多其他地方)协调和控制来往其它组件的命令和反馈。在实施例中，微控制器300是用于建立能够感知和控制真实物体的数字化装置和互动性物体的单片微控制器。主PCB 340接收和分发来往其它组件的指令和反馈。微控制器300通常位于PCB 340的前侧并在仪器前表面95之后。
在优选实施例中有一个或两个马达。仅在图6的框图中将这些示出。夹具马达60用于将独立的入口泵47降低到m-芯片50的入口55或其上装配的盖子上。泵马达62以规定的速度移动泵柱塞或活塞。在优选实施例中，泵机构是直泵，泵如下所述在受控压力下推动流体经过正确就位的m-芯片50。每步的线性行程是电机最重要的技术参数。夹具马达60具有0.0003125英寸/步((0.0079毫米/步)的值，而泵马达则具有0.00125英寸/步(0.0317毫米/步)的值。
数据组件
根据本发明的第二实施例，提供了根据本发明的m-芯片50，如图2A，2B和2C示出的实施例所示。
m-芯片50是例如刚性或半刚性塑料、金属或玻璃的固体材料并且被制造成具有入口55，具有微型混合几何形状的微通道，出口 45和数据组件20。m-芯片50具有用于将其夹持以固定到位置的强度和表面并使入口泵47(未示出)密封入口55的夹具，在一些实施例中，入口55是定制装配盖的形式，其中，所述定制装配盖在将试剂添加到入口55之后被放置在m-芯片50上。在一些实施例中，m-芯片具有用于稳定性和用户操作的侧凸缘52。这些对于m-芯片的操作来说并非是必要的，只是为了方便用户而添加。当在仪器100中正确定位时，m-芯片50的微通道液压连接到仪器泵47，所述泵通过主动位移或通过集成在芯片50内的入口储存器55(例如在图2A所示) 的受控加压促使试剂从入口55流入微通道。
如上所述，在图4A、4B和4C中的m-芯片50包括入口55 和至少一个出口45，在一个优选实施例中，所述入口具有用于等分流体组分的两个凹槽。用于混合的流体组分可以是脂质，表面活性剂，用于配制的水溶性和水不溶性材料，缓冲剂和赋形剂。操作者或仪器从出口45将所得混合物抽入至任何适当的容器中。
液压技术
在一个实施例中，每个入口都采用一个注射泵。在一些实施例中具有两个入口55并且它们被分开的泵接合，使得来自每个入口 55的试剂能够被(例如以不同的速度)分开地驱动。
微通道定义为液压直径小于1毫米的通道。“混合几何形状”在本领域中是已知的，并包括人字形和其它微通道图案，其实例公开于美国专利公开号US20120276209A1，US20160214103A1， US20160235688A1和PCT公开号WO2016138175A1中。在一些实施例中，数据组件20位于m-芯片50中的标签凹槽25中，以减小被破坏或折断的风险。“混合”指的是包括将两个或多个材料组合的任何动作。
数据发射传感器
被嵌入或粘附至m-芯片50的数据发射传感器20具有敏感范围80，并与数据接收器110相互作用。用于数据发射传感器的来源可以是任何在线电子产品供应商。在一些实施例中，标签20使用简单的计算机语言编程并且手动安装在m-芯片50中。在可替代实施例中，标签20被制造到m-芯片中并在制造之后被编程。在可替代实施例中，标签20被预编程并在这之后被制造到m-芯片中。
在优选实施例中，数据发射传感器20是RFID标签。
一般来说，RFID标签或射频识别标签嵌有发送器和接收器。根据实施例的标签20的RFID组件具有存储和处理信息的芯片以及接收和发送信号的天线。标签对特定m-芯片50的唯一序列号进行编码，并且某些特征可以编入程序。
本发明的一些实施例中采用的RFID标签20是无源的，因为它们使用读取器的无线电波能量将其存储的数据中继回读取器110。在其他实施例中，有源RFID标签嵌有小电池，该小电池为信息中继供电。
相对于集成在操作仪器100内的读取器110的轮廓，标签 20和微流体混合仪器的相互作用大体上被图4A,4B和4C示出。每个标签20的范围80根据仪器100的型号定制。数据发射传感器标签的必须定位以成功读取的区域由虚线表示，其表示为80或信号范围。读取器和标签之间的4.5mm的垂直间隔不在图4A中示出，但是该距离与所示的7.5毫米尺寸标签一起作用并影响信号范围80。该实施例能够用于最小的仪器100。
图4B描绘了RFID读取器模块110，其可以集成在具有相应的7.5毫米RFID标签(标记)的操作仪器内。在这种情况下，通过将读取器和任务之间的垂直间隔增加到6.7mm来减小可读区域。
图4C示出了用于比图4A和4B中所示的m-芯片的更大容量的仪器(NanoAssemblr TM台式机)中的m-芯片50的实施例，其被设计用于Spark TM小体积混合器。示出的实施例4A，4B和4C之间的主要功能是一样的。在图2C所示的实施例中标签20较大，这也反映在图4C中，因为台式机中的读取器110具有不同的接收区域。
标签20和读取器110之间的相互作用在一些实施例中是单向的，而在优选的实施例中是双向的。图3是示出了在m-芯片50上的数据发射传感器20和读取器110之间发生的查询和通信以及将什么信息传递到图形用户界面90的流程图。流程图的最右排是数据发射传感器20的特征。特别是在图3中的中心列的动作中的控制和协调可以属于命令主PCB 340的微控制器300。微控制器300与图形用户界面(GUI)90通信并协调，从平台115上的GUI和压力传感器、启动按钮87以及马达60和62获得反馈。
在一个实施例中，数据发射传感器20可以包括整数计数、二进制标记、定义字符、字符串或等效形式的数据，以表明数据是否在先前被使用过，如果是，则表明使用了多少次或剩余多少使用次数。当出于监管或许可原因需要对m-芯片50的使用次数(包括一次性使用)履行强制义务时，这种应用是有价值的。尤其是在微流体中，不容易可视化的小通道的存在可能导致m芯片50看起来“干净”并且对操作者可用，但实际上在运行期间可能会发生少量材料(例如核酸，盐，蛋白质或其他分子)之间的交叉污染。此外，使用m-芯片50可能导致对操作者来说是不明显的微观损坏，这会损害在所述装置50 上进行的之后的实验。
在一个实施例中，m-芯片50可以包含存储用于仪器对插入的m-芯片50执行的一组指令的机构。这可能包括设定仪器的温度、延迟时间、压力值或任何可以想象到的与机电仪器结合的其它参数。在一个实施例中，在将m-芯片50插入至仪器中后，将读取并执行配方(具有或不具有用户提示或警告)。在许多情况下，这样的配置将是有吸引力的。在一种情况下，制造商可以将m-芯片50作为大型套件的一部分而提供，其中不同的套件可以采用同样的m-芯片执行不同的任务。在这种情况下，存储的配方允许制造商仅生产一种类型的 m-芯片50，但是根据m-芯片50捆绑销售的套件来加载不同的配方。与操作员必须在仪器上输入或选择配方的方法相比，这种方法降低了出错的可能性。此外，这种方法允许制造商更新配方或发布新的配方而不需要对实际使用的仪器进行更新。在另一实施例中，m-芯片50 可以包含多种配方，每个都具有能被仪器识别的对应签名，从而使 m-芯片50能够与包含不同软件或硬件版本的仪器后向兼容和交叉兼容。
因此，在实施例中，可以由可写入的RFID标签20来实现对使用数据的记录，所述RFID标签包含具有标记的内存定义部分，仪器100可以开启该标记以指示已经使用了m-芯片50。如果在特定许可或监管条件下允许一定次数的重复使用，则内存的一部分区域用于存储m-芯片50用了多少次以及还有多少次可用。
在一个本发明的实施例中，RFID标签50包含存储用于仪器对插入的m-芯片50执行的一组指令的内存。这可能包括设定仪器的温度、延迟时间、压力值、流动速率、致动器运动的距离或速度，或任何可以想象到的与机电仪器结合的其它参数。在一个实施例中，在将m-芯片50插入至微流体混合仪器中后，在具有或不具有用户进一步行动的情况下，读取并执行配方。在这样的情况下，提供具有嵌入或预装的一种或多种试剂的试剂盒，相应的配方可以被编程到试剂盒上以避免错误并简化操作者的工作流程。
这种方法减小了用户发生错误的可能性。此外，本发明的系统允许制造商更新配方或发布新的配方而不需要对实际使用的仪器进行更新。在另一实施例中，m-芯片50可以包含多种配方，每个都具有能被仪器100识别的对应签名，从而使m-芯片50能够与包含不同软件或硬件版本的仪器后向兼容和交叉兼容。
在特定的实施例中，仪器100可以将数据记录在m-芯片50 上。在一个实施例中，如果在运行中发生错误，则仪器将诸如错误代码，仪器设置，传感器读数等项目记录到m-芯片上。通过这种方法，如果将m-芯片50提供给制造商或其代表，可以读取信息以诊断故障。
在一个实施例中，专门编程的m-芯片50包含用于更新仪器上的设置，参数或其它信息的数据。在这样的实施例中，一旦读取了 m-芯片50，在仪器上的数据将被更新至新的值以供将来使用标准微流体试剂盒。
在一个实施例中，仪器可以基于从m-芯片50读取的信息来适配自身的运行状况。在m-芯片50上呈现的不同配方或设定可能需要为操作者呈现不同的界面、选项、参数、指示等。在另一实施例中，芯片可以包含作为或用于生成操作员遵循的步骤(例如，加载到芯片上的体积)的数据，这样当操作员将芯片轻放在仪器上时，仪器就可以引导操作员完成配方的步骤。
在一些实施例中，读取器110是双向无线电发射器-接收器，其在仪器中的位置在图1中以110表示。其功能是与标签20一起作用以评估m-芯片50定位的准确性、m-芯片的使用状态以及最后的 m-芯片的编程。读取器110能够写入和读取数据发送传感器20。
例如，当仪器开启(机器后部的电源开关开启)时，以及当 m-芯片50沿着平台115插入芯片入口82时，平台115上的压力传感器向试剂盒开关67提供信号，所述试剂盒开关使用内置天线向读取器110发送信号以向标签20发射信号。
m-芯片50的正确放置和定向首先通过压力传感器进行引导，然后通过标签20和读取器110的相互作用进行精细调节，这取决于数据信号范围80的具体范围，所述数据信号范围80是如图4A-4C由虚线界定的区域。选择信号范围80以特定于m-芯片的轮廓和情况，并且信号范围80是芯片与仪器如何进行相互作用来定位和识别的手段。取决于混合仪器100的尺寸，可读范围80是0至50毫米，或者是0至20毫米，或者是0至5毫米。
标签20用写在标签20内存中的信息响应读取器110。
嵌入本发明的仪器和m-芯片中的逻辑模型，以及它们彼此之间的相互作用在图3中以流程图的形式示出。读取器110发送读取结果至仪器100中的微控制器300。微控制器300经由带状电缆连接器68与主PCB 340通信，主PCB 340相应地使GUI 90发送预先记录的图像，例如以下所示：
“检测到试剂盒！Neuro9TMsiRNA
总共体积为248uL
按下以下按钮来开始配制”
如果m-芯片无法在平台115上检测到：
“请在以下插入新的试剂盒”
或者如果在平台115上检测到m-芯片，但其没有被正确地定向：
“没有检测到试剂盒！请在以下插入试剂盒”
菜单屏幕允许用户选择模式。
“模式：自动对套件配制进行清空”
如果m-芯片不是用户在GUI 90上选择的模式的正确类型，
“试剂盒错误！此试剂盒适用于套件模式”
或者
“试剂盒错误！此试剂盒适用于配制模式”
如果m-芯片已经被使用过：
“试剂盒已被使用！”
可以在每个芯片的制造中更新确切的措辞。应该注意的是，这对现有技术仪器和微流体芯片使用来说是一个巨大进步，因为目前用户无法在此期间获得关于芯片及其配制成功或失败的信息。
图7示出了来自图形用户界面90的四个不同的屏幕截图，描绘了从m-芯片50读取的哪些信息。在该示例中，原型 NanoAssemblrTMSparkTM小体积混合器仪器(PrecisionNanoSystems Inc.，温哥华，加拿大不列颠哥伦比亚省)显示菜单屏幕，然后根据插入的m-芯片模式显示两个不同屏幕中的一个。在左边的配制模式中，提示用户输入其配制的量。在模式2中，不需要变化参数，仅提示操作者初始化预定义的配方序列，而在右边，GUI简单地表示检测到m-芯片，并且在准备好时邀请用户按下启动按钮87(参见图1的整体视图)。下屏幕显示“完成”并邀请用户取出m-芯片并使用制剂。
仪器100基于数据发射传感器20的数据来选择合适的信息来显示在其GUI 90上。
因此该公开还指向包含m-芯片50和用于存储数据的诸如 RFID标签20的嵌入数据发射组件的可丢弃试剂盒。通过将该试剂盒与附带的科学仪器(一起称为系统)一起使用，可以在两个方向上传送信息(从m-芯片50读取信息到仪器或者通过仪器将信息写入到 m-芯片50上的标签20处)，以便于使用、软件更新、故障排除和最终用户许可等其它任务。以下描述各种实施例，其独立使用或组合以形成其他实施例。
例子1：m-芯片的制造
RFID 20用作在m-芯片50上存储和读取数据的装置。在这种例子下，RFID读取器110嵌入在NanoAssemblrTM Spark TM实验室研究仪器100中。在这个特定的情况下，DLP-RFID2(DLP Design,艾伦,TX)读取器(#+1)连接到仪器的微流体试剂盒接收托盘115的下侧。该读取器如此定位，使得在正确地插入并定位在Spark的m- 芯片50中时，安装在前侧并位于所述SparkTM的芯片下方的7.5毫米的RFID标签(满足ISO/IEC 15693的标准，Verigenics，南安普顿， PA)被成功读取。RFID读取器110直接与仪器的内部微控制器(#+2)连接，以便使用工业标准协议进行通信。
在m-芯片50的制造过程中，使用双面粘合膜将RFID标签 20固定到前侧、m-芯片50的下方的凹部25中。使用用于编程这种标签的标准技术对RFID 20进行编程(方法可以变化，但是供应商提供标准指令或软件)。在该示例中，使用简单的手持编程设备来对标签进行编程。
实施例2：在数据发射传感器内存区上的特定信息
对m-芯片50进行编程以运行将2纳摩尔siRNA配制成脂质纳米颗粒以在体外递送至神经元所需的一组特定参数。
待存储于RFID标签中的数据以.csv文件的格式被加载至主机上。主机将该数据拆分为8字节的字块，一次一个地写入RFID标签。主机通过RS-232串行连接向RFID读/写模块发送带有一个数据块的写入块命令(Write Block command)。RFID读/写模块根据 ISO-15693标准产生电磁场以供电并与RFID标签通信。
模块发出了写入块命令。如果RFID标签在模块天线的范围内，则标签将数据块存储到非易失性内部存储器中，并使用成功代码 (Success code)响应RFID模块。RFID模块等待标签响应，然后返回向主机报告写入是否成功。
重复步骤4-7直到所有数据都被发送至RFID标签并被存储。
对编程到芯片中的通过失败(pass-fail)场景提供了简单说明以下内容的错误代码：
ST01：没有插入芯片
ST02：插入了使用过的芯片
ST03：对于当前模式是错误的芯片，套件芯片处于配制模式
ST04：对于当前模式是错误的芯片，配制芯片处于套件模式
ST05：在清空时插入芯片
ST06：无法读取芯片，没有RFID读取器
ST07：无法读取芯片，校验和不对
实施例3：配制核酸
为了使用SparkTM混合仪器进行配制，操作员使用如图2A 所示的m-芯片。将配制缓冲液分配到出口凹槽中，将在水溶液(Neuro9 Spark KitTM，Precision NanoSystems Inc.，温哥华，不列颠哥伦比亚省) 中的siRNA(Integrated DNA Technologies，克拉尔维尔，爱荷华)中分配到m-芯片入口的一个凹槽中，并且将其中具有脂质纳米颗粒的乙醇溶液(参见Ramsay等，同上)分配到第二个入口。将歧管和盖子放置在m-芯片上，然后将被覆盖的m-芯片插入SparkTM微混合器中。在插入操作后，仪器读取RFID标签上的信息，确定其是兼容并且是未使用过的，并在仪器屏幕上向操作员提供这样的表述，确认 m-芯片已编程的制剂类型，并指示操作员在准备好后继续按“开始”。
然后仪器根据存储在RFID标签上的参数进行配制。在配制过程成功完成后，通过SparkTM中的读取器将标签中的数据更新以表明m-芯片已经被使用过。
在配制后，操作者从仪器中取出m-芯片，取下盖子和歧管，并从出口凹槽中用移液管取出所得的制剂。然后根据当地法规处理 (具有相应的标签的)m-芯片50。
实施例4：先进的智能m-芯片编程
m-芯片如例子1和2那样制备，但错误代码包括：
ST08:流动速率错误
ST09：压力错误
如果在配制的过程中发生错误，例如发生了失压，对应的错误代码或短信则会被呈现给操作员并写入RFID标签。
从仪器到标签以及从标签到仪器的增强的反馈，包括压力损失，意外阻力或意外缺乏阻力。这些增强数据包含在GUI读数中，以告知用户进一步的异常情况。这些异常情况可以帮助诊断仪器的机械问题，这将有助于仪器的维修。
虽然已经描述和说明了本发明的特定实施例，但是这些实施例应该仅被认为是对本发明的说明，而不是对本发明的所附权利要求的解释的限制。

Claims (20)

1.一种用于混合的仪器，其用于与包括数据组件的微流体芯片结合使用，所述仪器具有马达、泵、包含有数据发送器/接收器的微流体芯片的接合托盘，微控制器以及用户界面,其中所述仪器配置为在使用中将数据记录在所述微流体芯片的所述数据组件上，其中所述数据包括以下的一个或多个：
（a）已经使用了所述微流体芯片的指示;
（b）能够使用所述微流体芯片多少次的指示；以及
（c）用于诊断错误的信息，其中所述仪器配置为当在混合中发生错误时将所述信息记录在所述数据组件上，
其中，所述数据还包括多个配方，每个配方具有被所述仪器识别的对应签名。
2.根据权利要求1所述的仪器，其中所述数据发送器/接收器包括RFID读取器。
3.根据权利要求1所述的仪器，其中所述发送器/接收器检测微流体芯片在所述接合托盘上的正确定位。
4.根据权利要求1至3任一项所述的仪器，其中当微流体芯片接合在所述仪器中并且所述仪器被开启时，所述仪器和微流体芯片彼此发生通信。
5.一种可编程的微流体芯片，其用于与用于混合的仪器结合使用，所述可编程的微流体芯片包括入口、微通道、出口和所述仪器在使用中将数据记录在其上的数据组件，其中所述数据包括以下的一个或多个：
（a）已经使用了所述微流体芯片的指示;
（b）能够使用所述微流体芯片多少次的指示；以及
（c）用于诊断错误的信息，其中当在混合中发生错误时所述信息被记录在所述数据组件上，
其中，所述数据还包括多个配方，每个配方具有被所述仪器识别的对应签名。
6.根据权利要求5所述的微流体芯片，其中所述数据组件是射频识别标签,即RFID。
7.根据权利要求6所述的微流体芯片，其中所述RFID具有确定的可读范围。
8.根据权利要求6或7所述的微流体芯片，其中所述RFID具有0至5毫米的确定的可读范围。
9.根据权利要求6或7所述的微流体芯片，其中所述RFID具有0至20毫米的确定的可读范围。
10.根据权利要求6或7所述的微流体芯片，其中所述RFID具有0至50毫米的确定的可读范围。
11.根据权利要求5所述的微流体芯片，其中所述微流体芯片包括可拆卸装配的歧管和盖子。
12.根据权利要求5所述的微流体芯片，其中所述数据组件包括能够被仪器读取并控制所述仪器的运行状况的存储数据。
13.根据权利要求12所述的微流体芯片，其中所述存储的数据包括状态指示，所述状态指示包括所述微流体芯片的历史数据。
14.根据权利要求12所述的微流体芯片，其中所述存储的数据包括微流体芯片的种类或用途。
15.根据权利要求5所述的微流体芯片，其中所述数据组件由用于混合的权利要求1的仪器来读取，并由所述仪器中的微控制器来处理，并且通过所述仪器上的所述用户界面将相应的消息传达给用户。
16.根据权利要求15所述的微流体芯片，其中从所述数据组件读取的数据指示所述仪器发送给所述用户界面的信息。
17.根据权利要求15所述的微流体芯片，其中从所述数据组件读取的数据包含发送到所述用户界面并作为一组指令向用户显示的信息。
18.根据权利要求15所述的微流体芯片，其中从所述数据组件读取的数据包含发送到所述用户界面并作为一组选项向用户显示的信息。
19.根据权利要求5所述的微流体芯片，其中所述数据组件能够接收、存储和发射数据。
20.一种用于配制研究用药剂的系统，所述系统包括权利要求1-4任一项所述的仪器，以及权利要求5-19任一项所述的微流体芯片，并且其中所述药剂选自由核酸、肽、蛋白质或疏水性小分子组成的组。
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