CN110178036A - 流动池液体脱气系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统利用流动池来保持用于检查的感兴趣的分析物，例如，待成像的用于测序的基因材料。在操作期间，诸如试剂和清洗流体的液体被引入到流动池中。脱气器在液体引入到流动池中之前从至少一些液体中去除气体。液体可以在检测操作(如成像)期间驻留在流动池中。至少一种流体可以双向移动进出流动池，例如用于重复使用。另一种流体可以单向移动通过流动池，以去除可能出现在系统中的气泡。

Description

流动池液体脱气系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年12月13日提交的第15/841,076号美国专利申请的优先权利益，该申请要求2017年1月5日提交的第62/442,749号美国专利申请的优先权利益，并且还要求2017年3月24日提交的第1704768.9号英国(GB)专利申请的利益，其也要求第62/442,749号美国专利申请的优先权利益，所有这些在先申请在此通过引用以其整体被并入本文。
背景
已经开发出用于对感兴趣的分子特别是DNA、RNA和其他生物样本进行测序的仪器，并且这些仪器还在继续发展。在测序操作之前，准备感兴趣分子的样本以形成库或模板，该库或模板将与试剂混合，并最终被引入到流动池(flow cell)中，在该流动池，各个分子将附着在位点上并被扩增以增强可检测性。然后，在测序操作中，重复下列步骤的循环：在位点处结合分子，标记结合的组分，对在位点处的组分成像，以及处理得到的图像数据。许多其他应用利用流动池进行成像和其他形式的分析物检测。
在这样的系统中，流体系统(或子系统)在控制系统的控制下提供物质(例如试剂)的流动，该控制系统例如是编程的计算机和适当的接口。
概述
本说明书所描述主题的一个或更多个实施方式的细节在附图和下面的描述中被阐述。根据描述、附图和权利要求，其他的特征、方面和优点将变得明显。
在一些实施方式中，提供了一种系统，该系统可以包括：流动路径，其用于与用于支撑感兴趣的分析物的流动池流体地连接；流体地耦合到流动路径的选择器阀，该选择器阀用于从多个液体接收器(recipient)中选择一液体接收器，并从选定的液体接收器接收液体以引入到流动路径中；用于流体地耦合到流动池的泵；脱气(degassing)系统，其用于在选定的液体引入或重新引入到流动池中之前对选定的液体脱气；以及可操作地耦合到选择器阀和泵的控制电路，该控制电路具有一个或更多个处理器和用于储存机器可执行指令的存储器，当被一个或更多个处理器执行时，这些指令控制选择器阀选择选定的液体接收器，并控制泵以将选定的液体从选定的液体接收器抽吸到流动池中。
在系统的一些实施方式中，存储器可用来储存或可以储存另外的机器可执行指令，当被一个或更多个处理器执行时，该另外的机器可执行指令还控制一个或更多个处理器，以使选定的液体在对流动池中的分析物的成像操作期间保留在流动池中。
在系统的一些实施方式中，存储器可用来储存或可以储存另外的机器可执行指令，当被一个或更多个处理器执行时，该另外的机器可执行指令还控制一个或更多个处理器，以在选定的液体被引入流动池中之后，使该选定的液体返回到选定的接收器。
在系统的一些实施方式中，脱气系统可以流体地插入在选定的液体接收器和选择器阀之间，并且脱气系统可以附加地对由选择器阀从由选择器阀选择的第二液体接收器接收的选择的第二液体脱气，以引入到流动池中。
在系统的一些实施方式中，存储器可用来储存或可以储存另外的机器可执行指令，当被一个或更多个处理器执行时，该另外的机器可执行指令还控制一个或更多个处理器，以使第二液体被引导通过流动池并进入处置(disposal)接收器内。
在系统的一些实施方式中，第二液体可以包括用来清洗流动池的清洗液。
在系统的一些实施方式中，脱气系统可以流体地插入在选定的液体接收器和选择器阀之间。
在一些实施方式中，可以提供一种系统，该系统包括：流动路径，其用于与用于支撑感兴趣的分析物的流动池流体地连接；成像系统，其用于对在流动池中支撑的分析物成像；流体地耦合到流动路径的选择器阀，该选择器阀用于在包含相应液体的多个液体接收器中的液体接收器之间进行选择，并从相应液体接收器选择液体中的第一液体和第二液体以引入到流动池中；泵，其用于流体地耦合到流动池，以将选定的第一液体和第二液体从相应的接收器抽取到流动池中；脱气系统，其用于在引入到流动池中之前对选定的第一液体和第二液体脱气；以及控制电路，其可操作地耦合到一个或更多个选择器阀和泵，该控制电路具有一个或更多个处理器和用来储存机器可执行指令的存储器，当被一个或更多个处理器执行时，这些指令控制选择器阀以单独地选择针对第一液体和第二液体的液体接收器，并且控制泵以将第一液体和第二液体从相应的液体接收器抽取到流动池中。
在系统的一些实施方式中，存储器可用来储存或可以储存另外的机器可执行指令，当被一个或更多个处理器执行时，该另外的机器可执行指令还控制一个或更多个处理器，以使第一液体在对流动池中的分析物的成像操作期间保留在流动池中。
在系统的一些实施方式中，存储器可用来储存或可以储存另外的机器可执行指令，当被一个或更多个处理器执行时，该另外的机器可执行指令还控制一个或更多个处理器，以使第一液体在流进流动池内之后返回到相应的接收器。
在系统的一些实施方式中，存储器可用来储存或可以储存另外的机器可执行指令，当被一个或更多个处理器执行时，该另外的机器可执行指令还控制一个或更多个处理器，以使第二液体流动经过流动池并进入处置接收器。
在系统的一些实施方式中，第二液体可以包括用来清洗流动池的清洗液。
在系统的一些实施方式中，脱气系统可以流体地插入在相应的液体接收器和选择器阀之间。
在一些实施方式中，可以提供一种方法，该方法包括：从多个液体接收器中选择一液体接收器，选定的液体接收器包含用于引入到流动池中的液体，流动池包含感兴趣的分析物；从选定的液体接收器抽吸液体并抽吸到流动池中；以及在抽吸的液体被引入到流动池中之前，对抽吸的液体脱气。
在方法的一些实施方式中，该方法还可以包括使抽吸的液体在对包含在流动池中的分析物的成像操作期间保持驻留在流动池中。
在方法的一些实施方式中，该方法还可以包括在将液体引入到流动池中之后，将液体返回到选定的液体接收器。
在方法的一些实施方式中，该方法还可以包括：选择包含用于引入到流动池中的第二液体的第二液体接收器，使第二液体从第二液体接收器被抽吸并进入流动池，以及在引入流动池之前对抽吸的第二液体脱气。
在方法的一些实施方式中，该方法还可以包括使第一液体双向流动经过流动池，并且使第二液体单向流动经过流动池。
在方法的一些实施方式中，该方法还可以包括在第二液体引入到流动池中之后处置第二液体。
在方法的一些实施方式中，该方法还可以包括使用选择器阀来选择选定的液体接收器，并且脱气可以在选定的液体接收器和选择器阀之间的位置处执行。
本说明书所描述主题的一个或更多个实施方式的细节在附图和下面的描述中被阐述。根据描述、附图和权利要求，其他的特征、方面和优点将变得明显。请注意，下图的相对尺寸可能不是按比例绘制的。
附图简述
当参考附图阅读下面的详细描述时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的字符表示相似的部分，其中：
图1是可以采用所公开技术的示例测序系统的图解概览图；
图2是图1的系统的示例流体系统的图解概览图；
图3是图1的测序系统的示例处理和控制系统的图解概览图；
图4是用于向流动池提供液体并用于对至少一些液体进行脱气的流体系统的示例部分的图解图；
图5是示出在使用过程中气泡的成核(nucleation)的示例流动池的图解图；
图6是示出从流动池清除气泡的示例流动池的图解图；
图7是射流系统中示例压力循环的图形表示，该压力循环用于将液体移入和移出流动池；以及
图8是示出用于向流动池提供液体并对液体脱气的示例逻辑的流程图。
详细描述
图1示出了系统10的实施方式，系统10被配置为通过在流动池中检测感兴趣的分析物样本来处理这些样本。在图示的实施方式中，系统10可以允许对分子进行测序，例如，以确定它们的组分、组分排序以及通常的样本结构。然而，本文公开的技术可以应用于利用流动池检测感兴趣的分析物的任何系统，并且在准备、反应、检测或流动池上的任何其他处理过程中，液体被引入系统。
在图示的实施方式中，系统10包括接收和处理生物样本的仪器12。样本源14提供样本16，在许多情形中，样本16将包括组织样本。样本源可以包括，例如，个体或受试者，如人、动物、微生物、植物或其他供体(包括环境样本)，或者包括感兴趣的有机分子的任何其他受试者，其序列有待确定。系统可用于除取自生物体的样本外的样本，包括合成分子。在许多情形中，分子将包括DNA、RNA或具有碱基对的其他分子，该分子的序列可以定义具有最终感兴趣的特定功能的基因和变体。
样本16被引入到样本/库准备系统18中。该系统可以分离、使样本断裂或以其他方式准备样本以进行分析。得到的库包括在长度上便于测序操作的感兴趣的分子。得到的库然后被提供给仪器12，在那里进行测序操作。在实践中，库(有时可称为模板)在自动化或半自动过程中与试剂结合，然后在测序之前被引入流动池中。如在本公开中所使用的，术语“自动化(automated)”和“半自动(semi-automated)”意味着一旦操作被启动，或者一旦包括操作的过程被启动，在很少或根本没有人的交互的情况下通过系统编程或配置来执行操作。
在图1所示的实施方式中，仪器包括接收样本库的流动池或阵列20。流动池包括允许发生测序化学反应的一个或更多个流体通道，测序化学反应包括库中的分子的附着，以及可以在测序操作期间检测的位置或位点处的扩增。例如，流动池/阵列20可以包括被固定在一个或更多个表面上的位置或位点处的测序模板。“流动池”可以包括图案化阵列，如微阵列、纳米阵列等。实际上，这些位置或位点可以以规律重复的图案、复杂的非重复图案、或者以随机的排列设置在支撑体的一个或更多个表面上。为了使测序化学反应能够发生，流动池还允许引入用于反应、冲洗等的物质，该物质例如包括各种试剂、缓冲液和其他反应介质。物质流过流动池，并可在各个位点处接触感兴趣的分子。
在仪器中，流动池20安装在可移动台22上，在这个实施方式中，可移动台22可以在如由参考数字24所示的一个或更多个方向上移动。例如，流动池20可以以可移除和可替换的盒的形式提供，该盒可以与可移动台22上的端口或系统的其他部件接口连接，以便允许试剂和其他流体被输送到流动池20或从流动池20输送出来。台与光学检测系统26相关联，光学检测系统26可以在测序期间将辐射或光28导向流动池。光学检测系统可以采用各种方法，如荧光显微镜方法，用于检测设置在流动池的位点处的分析物。通过非限制性示例，光学检测系统26可以采用共焦线扫描来产生逐步像素化的图像数据，这些数据可以被分析以定位流动池中的各个位点，并确定最近附着或结合到每个位点的核苷酸的类型。也可以采用其他合适的成像技术，如其中一个或更多个辐射点沿着样本被扫描的技术，或者采用“分步照射(step and shoot)”成像方法的技术。光学检测系统26和台22可以协作以将流动池和检测系统保持在静态关系，同时获得区域图像，或者，如所述，流动池可以以任何合适的模式被扫描(例如，点扫描、线扫描、“分步照射”扫描)。
虽然许多不同的技术可以用于成像，或者更一般地用于检测位点处的分子，但是目前预期的实施方式可以利用在引起荧光标签激发的波长处的共焦光学成像。由于其吸收光谱而被激发的标签由于其发射光谱而返回荧光信号。光学检测系统26被配置为捕获这种信号，从而以允许对信号发射位点进行分析的分辨率处理像素化的图像数据，并处理和储存得到的图像数据(或从其导出的数据)。
在测序操作中，可以以自动或半自动的方式实现循环操作或处理，其中例如用单个核苷酸或用寡核苷酸促进反应，接下来是冲洗、成像和去块(de-blocking)，为随后的循环做准备。针对测序来准备的并固定在流动池上的样本库在从库中提取所有有用信息之前可以经历许多这样的循环。光学检测系统可以在测序操作的每个循环期间通过使用电子检测电路(例如，照相机或成像电子电路或芯片)从流动池(及其位点)的扫描中生成图像数据。然后可以分析得到的图像数据，以在图像数据中定位各个位点，并分析和表征出现在这些位点的分子，例如通过参考在特定位置检测到的特定颜色或特定波长的光(特定荧光标签的特征发射光谱)，如该图像数据中在该位置处的的一组或一簇像素所指示的。例如，在DNA或RNA测序应用中，四种常见的核苷酸可以由可区分的荧光发射光谱(光的波长或波长范围)表示。然后，每个发射光谱可以被分配对应于该核苷酸的值。基于该分析，并跟踪针对每个位点确定的周期性的值，可以为每个位点确定各个核苷酸及其顺序。然后，这些序列可以被进一步处理以组装更长的片段，包括基因、染色体等。
在图示的实施方式中，试剂30通过阀门(valving)32被抽取或抽吸到流动池中。阀门可以例如通过移液管或吸管(未在图1中示出)从储存试剂的接收器或器皿中获取试剂。阀门32可以允许基于所执行的规定操作序列来选择试剂。阀门还可以接收命令以引导试剂通过流动路径34进入流动池20。出口或流出物流动路径36引导来自流动池的用过的试剂。在图示的实施方式中，泵38用于移动试剂通过系统。泵还可以用于其他有用的功能，例如测量通过系统的试剂或其他流体，抽吸空气或其他流体，等等。泵38下游的附加阀门40允许将用过的试剂适当地引导至处置器皿或接收器42。
仪器还包括一系列电路，这些电路有助于命令各种系统部件的操作、通过来自传感器的反馈监控它们的操作、收集图像数据以及至少部分地处理图像数据。在图1所示的实施方式中，控制/监视系统44包括控制系统46和数据采集和分析系统48。两个系统都将包括一个或更多个处理器(例如，数字处理电路，如微处理器、多核处理器、FPGA或任何其他合适的处理电路)和相关联的存储器电路50(例如，固态存储器设备、动态存储器设备、板载和/或板外存储器设备等)，存储器电路可以储存用于控制例如一个或更多个计算机、处理器或其他类似逻辑设备以提供某些功能的机器可执行指令。专用或通用计算机可以至少部分地构成控制系统和数据采集和分析系统。控制系统可以包括，例如，电路，该电路被配置(例如，被编程)为处理针对仪器的射流、光学器件、台控制和任何其他有用功能的命令。数据采集和分析系统48与光学检测系统交互，以命令：光学检测系统或台或两者的移动、针对循环检测的光的发射、接收和处理返回信号等。仪器还可以包括如参考标记52所示的各种接口，如操作者接口，其允许仪器的控制和监控、样本的转移、自动或半自动测序操作的启动、报告的生成等。最后，在图1的实施方式中，外部网络或系统54可以耦合到仪器并与之合作，例如，用于分析、控制、监控、维修和其他操作。
可以注意到，虽然在图1中示出了单个流动池和射流路径以及单个光学检测系统，但是在一些仪器中可以容纳多于一个的流动池和射流路径。例如，在目前预期的实施方式中，提供了两个这样的布置来增强测序和吞吐量。实际上，可以提供任意数量的流动池和路径。这些可以利用相同或不同的试剂容器、处置容器、控制系统、图像分析系统等。多个射流系统(如被提供的话)可被单独控制或以协调的方式控制。应当理解，短语“流体地连接”在本文中可以用来描述两个或更多个部件之间的连接，该连接使这些部件彼此流体连通，这与“电连接”可以用来描述两个或更多个部件之间的电连接的方式差不多相同。短语“流体地插入”可以用于例如描述部件的特定排序。例如，如果部件B流体地插入部件A和部件C之间，那么从部件A流到部件C的流体将在到达部件C之前流经部件B。
图2示出了图1的测序系统的示例流体系统。在所示的实施方式中，流动池20包括一系列通路或流道(lane)56A和56B，它们可以成对分组，用于在测序操作期间接收流体物质(例如试剂、缓冲液、反应介质)。流道56A耦合到公共管线58(第一公共管线)，而流道56B耦合到第二公共管线60。还提供旁通管线62，以允许流体绕过流动池而不进入流动池。如上所述，一系列器皿或接收器64允许储存测序操作期间可能使用的试剂和其他流体。试剂选择器阀66机械地耦合到电动机或致动器(未显示)，以允许选择一种或更多种要引入流动池中的试剂。然后，选定的试剂前进到公共管线选择器阀68，该阀68类似地包括电动机(未显示)。公共管线选择器阀可以被命令选择一根或更多根公共管线58和60，或者两根公共管线，以使试剂64以受控的方式流到流道56A和/或56B，或者选择旁通管线62以使一种或更多种试剂流动经过旁通管线。
用过的试剂通过耦合在流动池和泵38之间的管线离开流动池。在图示的实施方式中，泵包括注射泵，注射泵具有一对注射器70，注射器70由致动器72控制和移动，以抽吸试剂和其他流体，并在测试、验证和测序循环的不同操作期间喷射试剂和流体。泵组件可以包括各种其他零件和部件，包括阀门、仪器、致动器等(未显示)。在图示的实施方式中，压力传感器74A和74B感测泵的入口管线上的压力，同时压力传感器74C被提供来感测由注射泵输出的压力。
系统用过的流体从泵进入用过的试剂选择器阀76。该阀允许为用过的试剂和其他流体选择多条流动路径中的一条。在图示的实施方式中，第一流动路径通向第一用过的试剂容器78，同时第二流动路径经过流量计80通向第二用过的试剂容器82。根据所使用的试剂，将试剂或某些试剂收集在单独的器皿中以进行处置可能是有利的，并且用过的试剂选择器阀76允许这种控制。
应当注意的是，泵组件内的阀门可以允许各种流体——包括试剂、溶剂、清洁剂、空气等——被泵抽吸，并被喷射或循环通过一根或更多根公共管线、旁通管线和流动池。此外，如上所述，在当前预期的实施方式中，图2所显示的射流系统的两个并行实施方式是在共同控制下提供的。每个射流系统可以是单个测序仪器的一部分，并且可以执行功能，包括并行地对不同的流动池和样本库的测序操作。
射流系统在控制系统46的命令下操作，控制系统46实现用于测试、验证、测序等的规定协议。规定的协议将预先建立，并包括一系列事件或活动操作，如抽吸试剂、抽吸空气、抽吸其它流体、喷射这些试剂、空气和流体等。协议将允许这种流体操作与仪器的其他操作相协调，如在流动池中发生的反应、流动池及其位点的成像等。在图示的实施方式中，控制系统46采用一个或更多个阀接口84以及泵接口86，阀接口84被配置为向阀提供命令信号，泵接口86被配置为命令泵致动器的操作。还可以提供各种输入/输出电路88，用于接收例如来自压力传感器74A-C和流量计80的反馈并处理这种反馈。
图3示出了控制/监视系统44的某些功能部件。如所示，存储器电路50储存在测试、调试、故障排除、维修和测序操作期间执行的规定例程。许多这样的协议和例程可以被实现并储存在存储器电路中，并且这些协议和例程可以不时地被更新或改变。如图3所示，这些协议和例程可以包括射流控制协议90，用于控制各种阀、泵和任何其他射流致动器，以及用于接收和处理来自射流传感器(例如阀)以及流量和压力传感器的反馈。台控制协议92允许根据需要例如在成像期间移动流动池。光学器件控制协议94允许向成像部件发出命令，以照亮流动池的一些部分并接收返回的信号进行处理。图像采集和处理协议96允许图像数据被至少部分地处理，以便提取用于测序的有用数据。如由参考标记98所示，可以在相同或不同的存储器电路中提供其他协议和例程。实际上，存储器电路可以作为一个或更多个存储器设备来提供，例如易失性和非易失性存储器。该存储器可以在仪器内，并且一些也可以在仪器外。
一个或更多个处理器100访问储存的协议并在仪器上实现它们。如上所述，处理电路可以是专用计算机、通用计算机或任何合适的硬件、固件和软件平台的一部分。处理器和仪器的操作可以由人类操作者通过操作者接口101来命令。操作者接口可允许测试、调试、故障排除和维修，以及允许报告仪器中可能出现的任何问题。操作者接口还可以允许启动和监控测序操作。
图4示出了用于向流动池提供液体的射流系统的示例实施方式。流动池可以是任何期望的类型，并且可以用于任何有用的应用，包括用于如上所述的生物样本成像。然而，更一般地，射流系统可用于其他应用或环境，如这样的应用或环境，其中样本被支撑在流动池中，并且诸如试剂的液体(例如通过抽吸)被泵送到流动池中，并且对在流动池中的样本执行检测或分析操作(例如，成像)。
在图4中，流动池20被示出为通过流动管线58和60耦合在公共管线选择器阀68的下游。公共管线选择器阀还耦合到旁通管线62。如上所述，在流动池的下游，管线36将流动池耦合到泵38。公共管线选择器阀从试剂选择器阀66接收试剂和其他液体。如上所述，试剂选择器阀与试剂接收器流体连通，如由参考数字64和图4所示的。在图4所示的实施方式中，试剂选择器阀66还耦合到试剂或其他液体接收器中的接收器106和108，其可以被试剂选择器阀66选择和接入(例如，试剂选择器阀66所选择的试剂或液体接收器可以被称为选定的液体接收器)。如上所述，泵38可以抽吸通过试剂选择器阀66可用于系统的任何一种液体。此外，应该注意的是，可以通过公共管线选择器阀68的适当定位使液体流动经过流动池，或者液体可以流动经过旁通管线62。此外，如果需要，例如为了重复使用一种或更多种试剂或液体，由泵从各种接收器抽吸的任何液体也可以被迫返回到接收器中。
在图4的实施方式中，试剂选择器阀66可以使得液体从接收器106和108中被抽吸通过真空脱气器104。液体管线110和112通过脱气器耦合到接收器106和108。在图示的实施方式中，脱气器包括耦合到真空室116的真空泵114。半透性的管118和120(例如在75mmHg下标称的跨膜空气流量约为0.74毫升/分钟)被设置在真空室中。当在室中抽真空时，这些管中任一个管中的液体通过经由管壁抽取夹带或溶解的气体而脱气。如果需要，可以提供多于一个这样的真空室，并且每个管或流动路径设置在相应的真空室中。类似地，在真空泵能够向多于一个室提供足够的真空的情况下，这些室可以串联耦合，或者可以为每个室使用单独的真空泵。如下文更详细描述的，以这种方式脱气的一种或更多种液体可以至少在一些时间返回到其接收器，如由试剂选择器阀和接收器106之间的双端箭头所示的。其他液体不能以这种方式返回，正如从接收器108抽吸的液体的情形一样。
实际上，在测序准备或测序过程中所使用的一种或更多种试剂或其他液体可以在流动池上游脱气。然而，应该注意的是，这些技术可以用于测序或者甚至生物分子检测以外的应用。更一般地，利用流动池进行分析物成像或检测的任何系统或应用都可以利用所描述的脱气技术。此外，在不止一种液体被脱气的情况下，如所示，这些液体可以在单个真空室116中被分组，或者可以使用不止一个真空室或真空系统。在目前预期的实施方式中，如上所述，所示的射流系统具有两个平行的侧面，每个侧面服务于流动池，并且包括泵、阀、流动路径等。在这样的实施方式中，可以使用单独的脱气器。
可以使一种或更多种液体脱气以提高系统的性能。在所示的实施方式中，两种液体被脱气，其中一种液体在使用期间被双向导入和导出流动池的入口，另一种液体在其他使用时段期间单向通过流动池(通过入口进入和通过单独的出口出去)。在该实施方式中，被抽吸到流动池中并返回到其接收器106的液体可以包括试剂混合物，该试剂混合物在分析物成像期间保持驻留在流动池中，然后返回到其接收器以供再次使用。有时，重复使用的试剂可以通过流动池被完全抽取用于处置，并被新试剂替换。在该实施方式中，被脱气并单向流过流动池的液体可以是在成像或分析的一个或更多个阶段期间被抽吸以冲洗流动池的清洗液。
图5和图6示出了这种双向和单向流动的效果。如图5所示，当来自接收器106的试剂如箭头122和124所示地流入或流出流动池时，当泵抽吸液体以完全充满流动池时，试剂可以如箭头126和128所示部分离开流动池。箭头130示出了经过流动池的内部通道的双向流动。在流动池内的任何点处或者在流动管线中的各点处，特别是在流动池的入口端132和出口端134，如由参考数字136和138所示的，气泡可能成核或滞留。气泡可能会对成像、图像处理或其他操作产生不利影响。已经发现，通过借助脱气器104的脱气，减少了如在流动池的端部和系统中的其他位置处气泡出现的数量和频率。
尽管在某些情形中，任何成核的气泡可能保留在流动池内或其附近，但是如图6所示，用液体单向冲过流动池的技术可以有助于移位和去除气泡并朝向泵和最终处置传送这些气泡。在图6中，进入流动池的单向流动由箭头140和144表示，液体的离开由箭头146和148指示。箭头150表示经过流动池通道的单向流动。因为来自接收器108的液体单向通过流动池，所以入口端处的气泡136倾向于移位并从流动池冲洗掉。流动池的出口端处的其他气泡138被类似地移位并向下游移动。使用脱气液体冲洗流动池也可以有效地冲洗掉这种气泡，并减少清洗液中额外气泡的出现。
图7示出了用于抽吸和移动包含在图4的接收器106和108中的液体的示例压力图152。图8是说明该过程的示例逻辑的流程图。在图7的图示中，流动池内的压力由垂直轴线154指示，同时时间沿水平轴线156指示。在该图示中，在轴线154的中心线以下指示的压力事件指示负压抽吸，而该线以上的压力事件指示试剂的喷射，或者在这种情形中，指示试剂返回到其接收器。图7中所显示的第一事件158指示将从接收器108被抽取并单向通过流动池的清洗液的吸收或抽吸。在这种实施方式中，这种液体冲洗流动池。在该事件之后，负压事件160指示从接收器106抽吸成像试剂混合物。在将该试剂混合物抽吸到流动池中之后，可以如上所讨论地执行成像或检测。然后，试剂混合物通过正压事件162返回到接收器106。此后，如负压事件164所示，清洗液可以再次被抽吸。
应当认识到，所示的各种负压和正压事件仅仅是示意性的，并且许多这样的事件可以在对流动池的分析、处理、成像和其他操作期间执行。此外，这些事件伴随着选择器阀的适当移位，以在上述控制电路的控制下选择要从其接收器抽吸或返回到其接收器的液体。此外，射流系统可以处理其他试剂、清洗液以及用于各种目的的液体和气体，其中一些可以在需要时脱气。最后，在目前预期的实施方式中，当以自动或半自动方式执行处理和分析时，可以启动上述脱气器以从选择用于脱气的液体中连续抽取气体。可替代地，可以在用于从选定的液体中去除或减少气体的过程期间的不同时间使脱气器循环。
该过程在图8的流程图中进一步示出。逻辑166从168开始，选择要被抽吸的试剂或液体。同样，通过在控制电路的命令下并基于储存在存储器中的控制代码适当地移位上述试剂选择器阀来执行该选择。一旦选择，试剂液体在170被抽吸。抽吸使得试剂液体穿过真空室，在真空室中如框172所示地使该液体脱气。在图示的实施方式中，该试剂液体包括在成像期间驻留在流动池中的液体。因此，在图8中的174，成像或检测可以由上述光学器件和相关部件(或任何其他期望的检测设备)来执行。然后，在176，试剂液体可以通过对选择器阀和泵的适当命令的正压事件返回到其接收器。
如框178所示，试剂选择器阀然后可以被移位以选择清洗液。然后，如180所示，液体可被抽吸通过流动池，其中如182所示，脱气器被致动以对该液体脱气，从而冲洗流动池并移除可能已经成核的气泡。然后，如184所示，如上所述，清洗流体可以在适当的接收器中被处置。
据说，如上所述，选择性脱气可以带来多种优点。例如，可能会对成像、检测或图像处理产生不利影响的气泡被移除、冲洗掉或阻止。此外，脱气的试剂或液体可以重复使用，或者可以增加重复使用的机会，因为由于夹带或溶解的气体水平较低，试剂或液体的处置可能会被延迟。此外，选择性脱气可以在不需要对所有试剂或液体脱气的情况下获得所需程度的益处。例如，在某些情况下，对所有使用的液体或试剂脱气可能成本过高，但是某些液体/试剂可能值得脱气。例如，清洗缓冲液(清洗操作中使用的液体)和成像缓冲液(成像操作期间流经流动池的液体)可能受益于脱气。最后，如所述的，对双向通过流动池的至少一种液体和单向通过流动池的至少一种液体选择性脱气有助于重复使用并从管线和流动池冲洗掉气泡和夹带的气体。
在本公开和权利要求中顺序指示符(如果有的话)——例如(a)、(b)、(c)…等——的使用应理解为不传达任何特定的顺序或序列，除非明确指示了这样的顺序或序列。例如，如果有标记为(i)、(ii)和(iii)的三个步骤，应当理解，除非另有说明，否则这些步骤可以以任何顺序执行(或者甚至同时执行，如果没有另外禁止的话)。例如，如果步骤(ii)涉及对在步骤(i)中创建的元素的处理，则步骤(ii)可以被视为发生在步骤(i)之后的某个时刻。类似地，如果步骤(i)涉及对在步骤(ii)中创建的元素的处理，就应该反过来理解。
还应当理解，“用于(to)”，例如，“用于在两条流动路径之间切换的阀”的使用可以用诸如“被配置成”，例如，“被配置成在两条流动路径之间切换的阀”等语言来替换。
除非另有说明，术语如“大约(about)”、“近似(approximately)”、“基本上(substantially)”、“标称(nominal)”等在针对数量或类似的可量化属性使用时应理解为包括规定值的±10％以内的值。
除了本公开中列出的实施方式之外，以下附加实施方式应被理解为在本公开的范围内：
实施方式1：一种系统，包括：用于支撑感兴趣的分析物的流动池；选择器阀，其耦合到流动池，并耦合到包含相应液体的多个液体接收器，以从选定的接收器选择多种液体中的一种液体以用于引入到流动池中；泵，其耦合到流动池以用于将选定的液体从选定的接收器抽吸到流动池中；以及脱气系统，其用于在选定的液体引入到流动池中之前对选定的液体脱气。
实施方式2：根据实施方式1所述的系统，其中，允许选定的流体在对流动池中的分析物的成像操作期间保留在流动池中。
实施方式3：根据实施方式1所述的系统，其中，选定的液体在引入到流动池中之后返回到选定的接收器。
实施方式4：根据实施方式1所述的系统，其中，脱气系统对由选择器阀选择的用于引入到流动池中的第二液体脱气。
实施方式5：根据实施方式4所述的系统，其中，在将第二液体引入到流动池中之后，第二液体被引导至处置接收器。
实施方式6：根据实施方式5所述的系统，其中，第二液体包括用来清洗流动池的清洗液。
实施方式7：根据实施方式1所述的系统，其中，脱气系统设置在选定的接收器和选择器阀之间。
实施方式8：一种系统，包括：
流动池，其用于支撑感兴趣的分析物；
成像系统，其用于对流动池中支撑的分析物成像；
选择器阀，其耦合到流动池，并耦合到包含相应液体的多个液体接收器，以从相应的接收器选择多种液体中的第一液体和第二液体以引入到流动池中；
泵，其耦合到流动池，以将选定的第一液体和第二液体从相应的接收器抽取到流动池中；以及
脱气系统，其用于在将选定的第一液体和第二液体引入到流动池中之前对选定的第一液体和第二液体脱气。
实施方式9：根据实施方式8所述的系统，其中，允许第一选定的液体在对流动池中的分析物的成像操作期间保留在流动池中。
实施方式10：根据实施方式8所述的系统，其中，第一选定的液体在引入到流动池中之后返回到相应的接收器。
实施方式11：根据实施方式8所述的系统，其中，在将第二选定的液体引入到流动池中之后，第二选定的液体被引导至处置接收器。
实施方式12：根据实施方式11所述的系统，其中，第二选定的液体包括用来清洗流动池的清洗液。
实施方式13：根据实施方式1所述的系统，其中，脱气系统设置在相应的接收器和选择器阀之间。
实施方式14：一种方法，包括：
从液体接收器选择液体以用于引入到包含感兴趣的分析物的流动池中；
将选定的液体从液体接收器抽吸到流动池中；以及
当选定的液体从液体接收器被抽吸时并在其被引入到流动池中之前，对选定的液体脱气。
实施方式15：根据实施方式14所述的方法，包括：允许选定的液体在对分析物的成像操作期间保持驻留在流动池中。
实施方式16：根据实施方式14所述的方法，包括在将选定的液体引入到流动池中之后将选定的液体返回到液体接收器。
实施方式17：根据实施方式14所述的方法，包括：选择第二液体用于引入到流动池中，将第二选定的液体从第二液体接收器抽吸到流动池中；以及当第二选定的液体从第二液体接收器被抽吸时并在引入到流动池中之前，对第二选定的液体脱气。
实施方式18：根据实施方式17所述的方法，包括：使第一选定的液体双向流动经过流动池，以及使第二选定的液体单向流动经过流动池。
实施方式19：根据实施方式18所述的方法，包括：在第二液体引入到流动池中之后处置第二液体。
实施方式20：根据实施方式14所述的方法，其中，选定的液体通过选择器阀从多种液体中进行选择，并且其中选定的液体在液体接收器和选择器阀之间被脱气。
应该认识到，前述概念的所有结合(假设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，本公开要求保护的主题的所有结合被认为是本文公开的发明主题的一部分。还应当认识到，也可以在通过引用并入的任何公开中出现的在本文中明确地采用的术语应当给予与本文公开的特定概念最一致的含义。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
流动路径，其用于与用于支撑感兴趣的分析物的流动池流体地连接；
选择器阀，其流体地耦合到所述流动路径，所述选择器阀用于从多个液体接收器选择一液体接收器，并从选定的液体接收器接收液体以引入到所述流动路径中；
泵，其用于流体地耦合到所述流动池；
脱气系统，其用于在选定的液体引入或重新引入到所述流动池中之前对所述选定的液体脱气；以及
控制电路，其可操作地耦合到所述选择器阀和所述泵，所述控制电路具有一个或更多个处理器和用来储存机器可执行指令的存储器，所述机器可执行指令当被所述一个或更多个处理器执行时控制所述选择器阀选择所述选定的液体接收器，并控制所述泵将所述选定的液体从所述选定的液体接收器抽吸到所述流动池中。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器用来储存另外的机器可执行指令，所述另外的机器可执行指令当被所述一个或更多个处理器执行时还控制所述一个或更多个处理器，以在对所述流动池中的分析物的成像操作期间使所述选定的液体保留在所述流动池中。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器用来储存另外的机器可执行指令，所述另外的机器可执行指令当被所述一个或更多个处理器执行时还控制所述一个或更多个处理器，以在所述选定的液体被引入到所述流动池中之后，使所述选定的液体返回到所述选定的接收器。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脱气系统流体地插入在所述选定的液体接收器和所述选择器阀之间，并且所述脱气系统附加地对由所述选择器阀从由所述选择器阀选择的第二液体接收器接收的选择的第二液体脱气，以引入到所述流动池中。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述存储器用来储存另外的机器可执行指令，所述另外的机器可执行指令当被所述一个或更多个处理器执行时还控制所述一个或更多个处理器以使所述第二液体被引导通过所述流动池并进入处置接收器。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第二液体包括用来清洗所述流动池的清洗液。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脱气系统流体地插入在所述选定的液体接收器和所述选择器阀之间。
8.一种系统，包括：
流动路径，其用于与用于支撑感兴趣的分析物的流动池流体地连接；
成像系统，其用于对在所述流动池中支撑的分析物成像；
选择器阀，其流体地耦合到所述流动路径，所述选择器阀用于在包含相应液体的多个液体接收器中的液体接收器之间进行选择，并从相应的液体接收器选择所述液体中的第一液体和第二液体以引入到所述流动池中；
泵，其用于流体地耦合到所述流动池，以将选定的第一液体和第二液体从所述相应的接收器抽取到所述流动池中；
脱气系统，其用于在所述选定的第一液体和第二液体引入到所述流动池中之前对所述选定的第一液体和第二液体脱气；以及
控制电路，其可操作地耦合到所述一个或更多个选择器阀和所述泵，所述控制电路具有一个或更多个处理器和用来储存机器可执行指令的存储器，所述机器可执行指令当被所述一个或更多个处理器执行时控制所述选择器阀单独地选择针对所述第一液体和所述第二液体的液体接收器，并且控制泵以将所述第一液体和所述第二液体从相应的液体接收器抽取到所述流动池中。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述存储器用来储存另外的机器可执行指令，所述另外的机器可执行指令当被所述一个或更多个处理器执行时还控制所述一个或更多个处理器，以在对所述流动池中的分析物的成像操作期间使所述第一液体保留在所述流动池中。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述存储器用来储存另外的机器可执行指令，所述另外的机器可执行指令当被所述一个或更多个处理器执行时还控制所述一个或更多个处理器，以使所述第一液体在流入所述流动池之后返回到相应的接收器。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述存储器用来储存另外的机器可执行指令，所述另外的机器可执行指令当被所述一个或更多个处理器执行时还控制所述一个或更多个处理器以使所述第二液体流动经过所述流动池并进入处置接收器。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二液体包括用来清洗所述流动池的清洗液。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脱气系统流体地插入在相应的液体接收器和所述选择器阀之间。
14.一种方法，包括：
从多个液体接收器中选择一液体接收器，选定的液体接收器包含用于引入到流动池中的液体，所述流动池包含感兴趣的分析物；
从所述选定的液体接收器抽吸所述液体并进入所述流动池中；以及
在抽吸的液体被引入所述流动池中之前，对所述抽吸的液体脱气。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括在对包含在所述流动池中的分析物的成像操作期间使所述抽吸的液体保持驻留在所述流动池中。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括在将所述液体引入所述流动池中之后，将所述液体返回到所述选定的液体接收器。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括：选择包含用于引入到所述流动池中的第二液体的第二液体接收器，使所述第二液体从所述第二液体接收器被抽吸并进入所述流动池，并且在抽吸的第二液体引入到所述流动池中之前对所述抽吸的第二液体脱气。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括使所述第一液体双向流动经过所述流动池，并且使所述第二液体单向流动经过所述流动池。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括在所述第二液体引入到所述流动池中之后处置所述第二液体。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括使用选择器阀来选择所述选定的液体接收器，其中脱气在所述选定的液体接收器和所述选择器阀之间的位置处执行。
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