CN110237880A - 分析设备 - Google Patents

Abstract

一种分析设备，包括设备壳体，接纳摄像头使能的移动电子设备，比如智能电话机和其它智能设备的坞站，和与移动电子设备通信并控制比如温度的化验管的条件的处理设备。在另一个例子中，分析设备包括设备壳体和电路板。处理设备，限定支撑化验管的凹槽的加热块，和电阻加热器被表面安装到电路板上。还设置有光源和风扇。可以设置坞站，以支撑移动电子设备。移动电子设备与处理设备通信，以把对化验管施加反应条件，从而进行PCR程序。还公开了方法。

Description

分析设备

本申请是申请日为2014年01月21日、申请号为201480010760.9、发明名称为“分析设备”的中国专利申请(PCT申请号为PCT/US2014/012308，PCT申请日为2014年01月21日)的分案申请。

相关申请

本申请要求2013年1月18日提交的美国临时专利申请No.61/754,472的优先权，该专利申请被转让给本发明的受让人，通过引用包含于此。

技术领域

本发明的实施例涉及分析设备，更具体地，涉及包括接纳摄像头使能的移动电子设备(比如智能电话机)的扩展坞的分析设备。

背景技术

化验仪器能够实现生物样本和化学样本的探询，以识别样本的成分。在进行化验之前，样本可被处理。处理后的样本或被化验物可被放入化验管中，并被置于设备的内室中，以便进行化验，从而获得结果。化验程序可包括光、热、酶等的应用。仪器包括计算和显示组件。计算系统控制仪器和收集的数据的处理。显示器提供测量数据的图形表示。这种仪器系统(比如医疗诊断设备和基因检测设备)的成本和体积通常需要把生物样本运到检测设施，以便处理和分析。这耽搁了检测结果的收到，通常耽搁几天。

本领域中已知，核酸DNA和RNA是按照Boom法或其改进，从生物样本提取的。按照Boom法，通过在存在蛋白质降解酶的情况下，混合生物样本和洗涤剂，使生物样本裂解和/或均匀。使离液剂和硅石或硅石包裹的微珠与裂解的生物样本混合。离液剂通过干扰由非共价键力(比如氢键、范德华力和疏水相互作用)引起的大分子相互作用，破坏并使核酸的结构变性。在存在离液剂的情况下，水从核酸的磷酸基中被除去，从而暴露磷酸基，并允许与硅石(比如硅石或硅石包裹的微珠)疏水键合。生物样本中的蛋白质、细胞残骸和其它物质不会键合到硅石，从而保留在溶液中。硅石微珠被清洗几次，以作去非核酸材料(比如蛋白质、脂类、细胞成分(包括细胞分子))和存在于生物样本中的其它物质。硅石包裹的磁性微珠可用于借助磁场或磁体，帮助分离键合到硅石覆盖层的核酸和溶液。随后通过降低离液剂的浓度，把核酸从硅石或硅石包裹的微珠中洗提到缓冲液中。洗提缓冲液可以是纯净水或者Tris EDTA(“TE”)缓冲液。

聚合酶链式反应(“PCR”)是化验程序中，用于指数复制目标核酸(DNA或RNA)序列的生化过程。PCR过程可被调整成非常专一和灵敏，允许把低复制数序列放大成可检测量。该反应要求目标核酸序列、DNA聚合酶、引物(杂交到与目标DNA互补的目标序列的短DNA序列)、三磷酸脱氧核苷酸(“dNTPs”)(它由聚合酶接合到复制的序列上)，和包括二阶阳离子(镁或锰离子)的缓冲溶液的组合。该反应以温度循环来进行，包括：1)解链/变性阶段，在该阶段中，使反应混合物达到较高温度，在所述温度下，双链DNA分离成单链；和2)较低的退火温度，在所述退火温度下，引物附接到互补序列，聚合酶把dNPT接合到引物的3'端，从而形成序列的互补复制。该复制随后可用作后续反应循环的模板。可以设置另外的加热和冷却步骤，以优化该过程。PCR的高灵敏性使得可在诊断化验中，用于检测病原体，而无备选化验方案中所需的培养。所述高灵敏性还减少假阴性。PCR的高灵敏性减小了假阳性。

定量实时PCR(qPCR)是放大的DNA或RNA序列的实时检测。该过程可利用嵌入染料，当在染料结合到双链DNA之后，暴露在激发波长下时，所述染料发出荧光。另一方面，可以使用其它化学，比如线性探针。探针化学增加另一层专一性，因为为了产生荧光，需要探针和目标核酸序列之间的特定杂交。

线性探针的一个例子是水解探针，它是包括在5'端的报告物染料，比如荧光团，和在3'端的荧光淬灭剂的核酸序列。这种探针通常依赖于Taq聚合酶的5'-3'外切核酸酶活性。5'荧光团的荧光淬灭要求淬灭剂在5'荧光团附近。在PCR循环的延展期内，聚合酶水解5'荧光团，从淬灭剂附近除去荧光团，从而允许可以检测到来自染料的荧光。和其它实时PCR方法中一样，作为结果的荧光信号允许PCR的指数阶段内的产物的累积的定量测量。

可以使用的另一种探针化学是结构化探针，比如分子信标。分子信标由与目标序列互补的发夹环结构，和与末端互补的主干组成。末端的一端包含报告物染料，另一端包含淬灭染料，当探针处于发夹状态时，使报告染料和淬灭染料紧密靠近。当结合到其目标时，发夹被打开，从而使荧光团和淬灭剂分离，导致荧光增大。如果目标序列不完全匹配分子信标序列，那么不会发生水解，从而不会出现荧光，因为在热力学上，发夹状态比水解状态更有利。

qRT-PCR(实时定量逆转录PCR)使得能够可选地检测和测量RNA目标，比如mRNA和RNA病毒。反应的初始循环采用逆转录从RNA模块产生DNA复制。如同常规PCR一样，DNA序列的复制随后被放大。

个人电子设备(比如智能电话机和平板计算机)的功能正在扩展。例如，智能电话机能够进行无线数据传输、全球位置跟踪、从前置和后置摄像头捕捉图像和视频、数据处理、数据存储(包括图像存储)、数据显示、时间和日期跟踪、以及加速度测量。

智能电话机已和医疗设备一起用于数据收集和分析。例如，California的SanFrancisco的AliveCor,Inc.提供具有能够实现心电图(ECG)的内置心脏监视器的iPhone4、4S和5外壳。iPhone ECG可被消费者用于临床诊断和用于兽医应用。可从Germany的Frankfurt的Sanofi–Aventis Groupe获得的iBGStar(R)提供插入iPhone底部中的糖尿病患者用葡萄糖计。Washington的Redmond的Mobisante,Inc.研发了一种手持式具有智能电话机功能的超声成像设备。California的San Francisco的CellScope,Inc.研发一种用于远程诊断耳朵状况，比如小儿耳朵感染的具有智能电话机功能的耳镜。可从Singapore的Zensorium获得的Tinke监视脉搏、呼吸和血氧水平。iPhone应用还显示脉搏、呼吸和血氧测量结果，以及与用户的健身和健康相关的综合分数。

发明内容

按照本发明的实施例，分析设备包括分析单元和临时或永久支持摄像头使能的移动电子设备的扩展坞或坞站。扩展坞或坞站是可附接到分析单元的外部部分的支持物，可以是分析单元的壳体的一部分，或者可在分析单元内部。扩展坞和/或分析单元具有窗口，所述窗口被布置成当移动电子设备被保持在扩展坞中时，使摄像头使能的移动电子设备上的摄像头(比如后置摄像头)对准所述窗口，以便捕捉分析单元内部内的图像。保持待分析的被分析物的化验管被支撑在分析单元内。化验管被布置在分析单元内，以致当移动电子设备由扩展坞支撑时，移动电子设备能够捕捉化验管内的被分析物的图像。化验管被支撑在可控制的化验室中，所述化验室允许样本在图像捕捉之前，受到反应条件，比如加热和冷却。反应条件的施加可在移动电子设备的至少部分控制之下由分析设备实现。摄像头使能的移动电子设备可以是智能电话机、平板计算机或或者包括至少一个摄像头的其它智能设备。反应条件可限定识别目标核酸序列，比如目标病毒或细菌的核酸序列的存在的PCR程序。

在一个实施例中，样本加热器被置于壳体内，以加热化验管和化验管内的被化验物。加热器可以是包括朝着化验管吹热空气的风扇的热空气加热器。在另一个例子中，加热器是利用电阻加热，并限定一个或多个凹槽，以分别支撑一个或多个化验管的加热块。在另一个例子中，为每个化验管设置单独的加热块。在这个例子中，可为每个加热块设置单独的电阻加热器。对于每个加热块，也可设置单独的温度传感器。可以设置风扇或送风机，以使加热块冷却。

另外在壳体内，布置光源，以激发被分析物的成分。可为例如各个化验管设置相应的光源。可以设置相应的导光管，以把激发光从各个光源传送到各个化验管。上面说明的一个或多个加热块限定相对于相应凹槽的开口，以允许利用激发光激发各个被化验物，和利用移动电子设备的摄像头对各个被化验物成像。例如，当被化验物接受反应条件时增大的荧光(它可被记录在由移动电子设备的摄像头捕捉的图像中)指示被化验物中的目标核酸序列的存在，和样本中的目标的初始浓度或数量。

在分析设备中设置诸如微控制器或微处理器之类的处理设备，以控制一个或多个加热块的加热和风扇的状态(例如，开/关和风扇速度)，监视温度传感器，从移动电子设备接收信息和/或指令，和/或向移动电子设备提供信息。加热块、电阻加热器、温度传感器和/或光源可以是可表面安装的组件，所述组件被表面安装到电路板，比如处理设备被安装其上的电路板。

在壳体内，也可设置数据交换电子设备，比如无线通信电子设备和/或电触点，以使来自移动电子设备的命令可被传送给壳体内的组件。

按照本发明的另一个实施例，公开一种进行样本化验的方法，包括把包含被化验物的化验管放置在分析设备内。从摄像头使能的移动电子设备提供信号，以使设备对化验混合物容器加以反应条件，比如温度循环。移动电子设备可由附接到分析设备或者是分析设备的一部分的扩展坞支撑。摄像头使能的移动电子设备上的摄像头(比如后置摄像头)捕捉壳体内的被化验物的一个或多个图像。图像可捕捉目标核酸的荧光，所述荧光指示被化验物中的目标核酸序列的存在。图像随后可被处理，从而生成数据集。数据集可被保存在摄像头使能的移动电子设备上的电子存储器中，并由移动电子设备分析，或者经例如网络，传送给其它设备。例如，数据集可被无线传送给另一个设备。

移动电子设备也可捕捉或生成其它数据，以与图像相联系。例如，摄像头还可检测化验管是否被正确放置和/或充满，盖子的过早开启，和其它可能的问题。可从摄像头使能的移动电子设备生成时间戳或其它相关数据，比如位置，分析设备的加速度，温度，测试协议等。可利用移动电子设备中的加速计或陀螺仪传感器确定的分析设备的加速度可用于化验程序的质量控制(QC)，以判定由于化验管中的被化验物的移位，智能电话机和/或分析设备是否掉落，被颠倒或者受到碰撞，这会干扰测试结果。如果存在问题，移动电子设备可向用户提供报警或系统检查。在移动电子设备在扩展坞中时，摄像头使能的电子设备上的前置摄像头也可用于捕捉进行化验程序的用户的图像，或者扫描样本容器，或试剂上的标签，以和收集的数据一起保存被化验物信息。化验程序可以是例如PCR。

按照本发明的一个实施例，公开一种分析设备，包括设备壳体和设备壳体上的坞站。坞站被配置成接纳摄像头使能的移动电子设备。可控制的化验室在所述壳体内，被配置成支撑包含待分析的被化验物的至少一个化验管。分析设备还包括处理设备，所述处理设备被配置成与移动电子设备通信，控制化验管的至少一个条件。壳体和坞站至少之一限定窗口，所述窗口被布置成以致当摄像头使能的移动电子设备被接纳在坞站中时，移动电子设备上的摄像头被布置成通过所述窗口捕捉图像。

按照本发明的另一个实施例，公开一种分析设备，包括设备壳体、在壳体内的电路板和表面安装到电路板上的处理设备。可表面安装的加热块限定接纳化验管的凹槽，以及第一和第二开口。加热块被表面安装到电路板上。可表面安装的电阻加热器与加热块热接触地被表面安装到电路板上，以便在处理设备的控制下对加热块加热。风扇被布置，以便在处理设备的控制下，把空气吹到加热块上，以冷却加热块。布置光源，以在处理设备的控制下，通过第一开口，使化验管的成分暴露在激发光之下。光源可以是也被表面安装到电路板上的可表面安装的光源。坞站可连接到壳体，或者是壳体的一部分，以保持摄像头使能的移动电子设备，其中当摄像头使能的移动电子设备被放入坞站中时，设备上的摄像头被布置成允许通过加热块中的第二开口捕捉所述至少一个化验管的至少一部分的图像。

第一和第二实施例还可包括由扩展坞支撑的摄像头使能的移动电子设备。移动电子设备可被配置成通过向分析设备的处理设备提供信息和/或指令，比如通过控制加热单元、冷却单元和/或光源的操作来控制至少一个反应条件。移动电子设备可被配置成在保存在移动电子设备上的应用的控制下，由第二处理设备提供信息和/或指令。应用可被配置成使第二处理设备提供进行聚合酶链式反应(PCR)程序的指令。

按照本发明的另一个实施例，进行化验程序的方法包括把包含化验混合物的化验管放入分析设备内，使摄像头使能的移动电子设备对接到分析设备，以致移动电子设备上的摄像头被布置成记录化验管内的被化验物的图像。从停靠的移动电子设备发送信号，以启动反应条件。使化验室内的被化验物暴露在反应条件之下。利用摄像头使能的移动电子设备捕捉化验室内的被化验物的至少一个图像。反应条件可包括例如温度循环。反应条件的参数可由移动电子设备提供给分析设备。化验程序可以是例如聚合酶链式反应(PCR)程序。

附图说明

图1是按照本发明的实施例的分析设备的实施例的前透视图，智能电话机被对接到到所述分析设备；

图2是图1的分析设备的内部组件的侧视图；

图3是图4的分析设备的局部剖视、局部分解视图；

图4是图3的剖面X的放大视图；

图5是供本发明的实施例使用的加热块的另一个例子的前透视图；

图6是按照本发明的另一个实施例的紧凑式PCR分析设备的示例的透视图，扩展坞中没有摄像头使能的移动电子设备；

图7a是图8的紧凑式PCR分析设备的透视图，智能电话机在扩展坞中；

图7b是在本发明的实施例中使用的摄像头使能的移动电子设备的后视图；

图8是图7a的PCR分析设备的前视图；

图9是图7a的PCR分析设备的透视的局部剖视、局部分解视图；

图10是图7a的分析单元的上部的放大透视图；

图11是在盖子关闭的状态下图9的分析设备的上部的放大透视局部分解、局部剖视图；

图12是在盖子被除去的状态下图11的上部透视图；

图13是在盖子被除去的状态下图12的分析单元的上部的后透视局部分解、局部剖视图；

图14是分析单元的核心部分的透视图；

图15是在通风壁被除去的状态下核心部分的上部的透视图；

图16是图15的前视图；

图17是和图15类似的视图，加热块与电路板分离；

图18是图17的核心部分的后透视图；

图19是图15的核心部分的上部的后透视图；和

图20-26是图6-19的PCR分析设备的操作例子的流程图。

具体实施方式

按照本发明的实施例，摄像头使能的移动电子设备(比如智能电话机、平板计算机或)用作分析系统的控制器，和分析系统的成像组件。由于许多用户已拥有能够充当摄像头使能的移动电子设备的智能电话机、平板计算机或因此系统的成本被大大降低。另外，移动电子设备允许收集的数据的传送，以便远程处理。这里使用的术语“摄像头使能的移动电子设备”或“移动电子设备”是包括摄像头、在处理设备的相反表面的显示屏、无线通信组件和输入组件(比如键盘和/或显示器的触摸屏)的消费电子设备。摄像头可在与输入组件不同的移动电子设备设备的相反表面上。这种摄像头被称为“后置摄像头”。移动电子设备还可例如包括前置摄像头(和输入组件在相同表面上)、全球位置传感器、加速度传感器和/或倾斜(陀螺)传感器、麦克风和/或指纹识别。在本发明的另一个实施例中，摄像头使能的处理设备与分析单元一体化。分析单元可被配置成进行PCR，以例如识别被化验物中的目标核酸序列的存在。目标核酸序列可来自于例如病毒或细菌。另外的应用如下所述。

图1表示按照本发明的实施例的包括分析单元12和扩展坞或坞站14的桌上型PCR分析设备10的例子。在图1中，摄像头使能的移动电子设备16支撑在坞站14中。摄像头使能的移动电子设备16包括显示屏18，显示屏18可以是触摸屏，用于输入指令。指令的输入可包括保存在移动电子设备上的预定化验例程的选择，比如一个或多个PCR例程。在这个例子中，移动电子设备16还包括前置摄像头20和扬声器21。扬声器也设置在移动电子设备16的底部。在移动电子设备16被支撑在扩展坞中时，前置摄像头20可用于捕捉化验管或化验试剂盒上的代码的图像，比如试剂容器上的代码，用户的图像等。图2中所示的后置摄像头52可用于在停靠在扩展坞14中之前，捕捉这样的图像。如下所述，该信息可附加到来自被被化验物的数据集或图像。扬声器21可用于就错误条件警告用户，和提供例如进行化验的语音指示。

分析单元12包含由多个矩形壁限定的壳体22。壳体22的顶壁24可包含铰接的盖子，所述盖子绕铰链(未图示)旋转，从而打开，从而能够进行分析设备12的内部。下面关于本发明的第二实施例，讨论铰接盖子的更详细例子。壳体22可包含例如耐热塑料。

图2是图1的PCR分析设备10的视图，壳体22和扩展坞14被除去。仿佛扩展坞14存在似的，恰当地关于内部组件，表示了移动电子设备16。内部框架30直接或间接支撑分析单元12的内部组件和壳体22。

包含被化验物48的化验管46被表示在化验管保持器50之上。化验管46也表示在化验管保持器50的位置。被化验物48可包含分离的核酸和试剂的混合物。可以使用任何标准的现货PCR管46。例如，化验管46可以是0.1ml或0.2ml PCR管，或者可从市场上获得的其它薄壁PCR管。例如，可从North Carolina的Candler的Phenix Research Products获得适宜的PCR管。通过打开铰接盖子24，从而允许把化验管46插入化验管保持器50中，可放置化验管46。利用箭头A示意表示把化验管46插入化验管保持器50。

本例中，利用托架53(图2中表示了其中的2个)，把化验管保持器50螺栓固定到框架30上。化验管保持器50和框架30也可以是模压塑料，从而可以一体地模制这两个组件。

移动电子设备16由扩展坞14定位，以致移动电子设备16的后置摄像头52被布置成通过透明隔热板捕捉图像。化验管保持器50限定敞开区域，该区域允许受热空气和冷却空气在化验管46周围循环，和允许光激发容器中的被化验物，和使光可从被化验物发出，从而由后置摄像头52检测。

包含风扇的送风机60通过舱室62的第一开口端62a送风，从而通过舱室的第二开口端62b，允许化验管46中的被化验物48的可控加热和冷却。舱室62包括图3中所示的加热盘管64，加热盘管64加热吹过舱室的空气。通过向盘管施加电压，从而导致电流流动，启动加热盘管64。舱室62由托架66(图2中表示了其中的两个)附接到框架50上。

图3是图2的侧视局部剖视图。后置摄像头52被放置在扩展坞14中，它面向透明隔热板40，能够对由化验管保持器42保持的化验管46成像。图中表示了舱室62中的加热盘管64。送风机60具有进气口，当送风机工作时，空气通过进气口68被吸入舱室62中。

图3中还表示了电路板70和安装在电路板上的电源82。电池82可包括电池和/或电压转换器，如果分析设备10将通过墙壁上的插座被插入线路电压中的话。图3中与电路板70隔开一定距离图示的处理设备84，比如微控制器或微处理器也被安装到电路板上。诸如发光二极管(“LED”)之类的光源86也被表示成在化验管保持器50之下，被安装到电路板70上。LED充当激发被化验物中的荧光团和其它标记物或染料的激发源。存储器和其它电子设备(未图示)也可被安装到电路板70上。电路板70可连接到化验管保持器50，和连接到内部框架30。下面说明可以使用的处理设备的例子。

图4是图3中的剖面X的放大视图。LED 86引导激发光通过导光管88。导光管88允许来自LED 86的光的内部反射，以把光传送到化验管46和被化验物48。例如，导光管92可以是光纤。包含在舱室62内的加热盘管64加热由风扇60吹送经过加热盘管64的空气。受热空气被吹过化验管46，从而加热化验管和被化验物48。当加热盘管未被启动时，由送风机吹送经过舱室62的空气冷却化验管46。温度探针90检测通过舱室62的气流的温度。

在LED 86和导光管88之间，可以放置激发滤光片92，以除去LED发出的波长与被化验物染料发射的波长重叠的光。激发滤光片也可被设置在导光管88和化验管46之间。在任何一种情况下，通过利用滤光片92，过滤来自LED 86的光，移动电子设备16的摄像头52在染料的发射谱带中检测到的光将来自于染料，而不是来自于LED。例如，如果LED提供在蓝光波段中的光，而发射染料发出在绿光波段中的光，那么滤光片将从LED提供的光中，除去绿光。在化验管46和摄像头之间，也可设置发射滤光片，以除去LED发出的波长与LED提供的光的波长重叠的光。在这个例子中，它会滤出蓝光。这样，检测到的光将不会来自于LED。参考第二实施例，说明激发滤光片和发射滤光片的例子。用于特定被化验物的滤光片可以取决于使用的发射染料和LED。

温度探针90也可被安装到电路板70上。处理设备84控制加热盘管64、送风机60和LED 86的操作，接收来自温度探针90的信号。特别地，加热盘管64和送风机60由处理设备84控制，以在相应的化验程序中，把化验管46加热和冷却到期望的温度，和把温度维持在期望的范围内持续期望的时间间隔。处理设备84在适当的时候，开启LED 86，以激发被化验物48中的荧光团和/或其它反应物，同时摄像头52对被化验物成像。

代替加热盘管64，可以使用加热块150，如在图5的透视图中所示。在这个例子中，加热块150还起样本保持器的作用。加热块150是安装到框架30上的实心金属或金属合金块，比如铝或铝合金块。例如，加热块150可包含铝合金6061。

在加热块150中形成5个凹槽(用幻影表示)152。在5个相应的凹槽152中，表示了5个化验管46。可以设置更多或更少的凹槽。在凹槽152之上，表示了封闭每个化验管46的管盖46a。电阻加热元件154贯穿加热块150的长度，从而在处理设备82的控制下，允许化验管46和被化验物48的可控加热。设置散热片156，以改善散热。风扇或送风机(未图示)，比如送风机60可被布置成面向散热片156，以便更快地冷却散热片156和加热块150，从而减小温度过渡时间。当使用加热块150时，不需要图2-4中所示的舱室62。与使用伸长的舱室62相比，使用加热块150可提供更紧凑的占地面积，同时能够加热许多化验管46。

加热块150还在凹槽152前方形成一个或多个开口158，以允许利用摄像头52对化验管46中的被化验物48成像。在加热块150的底部，也设置开口(未图示)，以允许激发光照射被化验物48。加热块150可用在上述第一实施例中，或者可和在下面说明的第二实施例中。

化验例子

在下面的例子中，在化验程序中使用按照第一实施例或者下述第二实施例的PCR分析设备10观察或识别被化验物中的一个或多个核酸序列。对本领域的普通技术人员来说，显然本例的各个方面也适用于下面说明的第二实施例。被化验物可以例如来源的于人类或其它动物样本，或者植物样本。被化验物也可来源于环境来源，比如水源或土壤。在一个例子中，所述来源可以例如是人类血液或其它组织样本。在样本中，可以识别病毒、细菌、真菌、原生动物或无脊椎动物寄生虫的核酸序列。

PCR分析设备10也可用于确定人类身份，亲子鉴定，取证，检测生物武器的国防和国土安全，防伪，作物育种，食品检测，转基因组织(GMO)检测，和兽医检测，以及用于研究和教学。特定应用的例子包括对病媒有机体(比如携带西尼罗河病毒的蚊子)的检测；远程位置的患者样本的检测，比如对病毒病的检测；或者家畜传染病(比如牛蓝舌病)的检测。

分析单元12可进行的化验的例子例如包括实时PCR、免疫PCR、DNA解链曲线分析和DNA微阵列。

步骤1：扫描试剂盒

在一个例子中，用户把移动电子设备16放入扩展坞14中，选择样本制备试剂盒，并用移动电子设备16的前置摄像头20扫描试剂盒上的条形码。如本领域中已知和上面所述，样本制备试剂盒可包含盐、缓冲液、二价阳离子、核苷酸、聚合酶、和线性探针，线性探针包括用于识别一个或多个目标核酸序列的报告染料。试剂可被冻干。如上所述，所述一个或多个目标核酸序列可指示一种或多种病毒、细菌、或者核酸的其它来源的存在。用于特定核酸序列的样本制备试剂盒可从市场上获得。

如上所述，如果移动电子设备16还未被放入扩展坞14中，那么可以使用后置摄像头52。在本例中，将涉及智能电话机16。智能电话机16的操作由在软件，比如PCR应用(App)的控制之下的处理设备，比如微处理器控制。PCR应用可由Pennsylvania的Philadelphia的Biomeme,Inc.提供，或者可下载自该公司。应用可使智能电话机16的处理设备自动创建新的样本简档，生成使被化验物与患者简档相联系的唯一ID，和使被化验物与后续生成的样本相联系。样本制备试剂盒标识也可被下载到中央服务器，所述服务器可跟踪化验试剂盒的使用，向用户告知剩余试剂盒的数目，和/或自动定购新的试剂盒(如果需要的话)。

另外，智能电话机16的显示屏18上的触摸屏允许输入患者数据，比如年龄、性别、有无发热和其它症状。一些数据可由智能电话机16在PCR应用的控制下自动填写，比如时间和日期、GPS坐标和气候数据。

步骤2：样本制备

用户按照常规方式，获得测试样本，比如血液或尿液样本。利用本领域中已知的任何方法，比如上述Boom法，可从患者样本中分离出核酸。本领域中已知，对于某些样本，需要预分离处理。

包含分离的核酸样本的溶液被导入包含呈冻干状态的PCR试剂盒中的试剂的化验管46中。关上化验管的盖子，并混合化验管中之物。化验管46中的冻干试剂溶解在溶液中。

步骤3：热循环和图像捕捉

在一个例子中，用户把包含被化验物48的化验管46放入设备12中的化验管保持器42中。对接在扩展坞14中的智能电话机16通过PCR应用与PCR设备10的处理设备84通信。PCR应用还可使开始按钮被显示在显示屏18上，所述开始按钮可被按压，以开始化验程序。被化验物被在不同的温度下加热和冷却持续由PCR应用执行的PCR协议定义的预定时间。在化验程序中的特定时间，利用激发光，激发被化验物，利用智能电话机16的后置摄像头52，通过观察窗捕捉图像。荧光增强指示目标核酸序列的放大。如果特定目标不存在，那么荧光不会增加。

所述图像可由智能电话机16的处理设备与捕捉的其它图像比较，或者处理，以提取可用于例如借助PCR应用判定被化验物是否显示增强的荧光的亮度数据。数据和/或图像随后可被保存，并且如果需要，图像可以被删除以节省系统存储空间。图像可被显示在显示器18上。另一方面，处理后的亮度值可被显示在显示屏18上，或者可以仅仅显示最终结果(例如，目标核酸序列是否存在)。下面更详细地说明热循环/图像捕捉程序的例子。

智能电话机16上的应用可被配置成使智能电话机16的处理设备加密化验结果，把化验结果保存在智能电话机16上，和/或如果/当智能电话机16在蜂窝网络、WiFi区或其它无线协议范围之内，把化验结果上传到数据库，比如云数据库。如果网络或WiFi不可用，那么结果可被保存在智能电话机16上，直到蜂窝或WiFi接入可用为止。上传到数据库可节省智能电话机16和/或分析设备10上的存储空间。如果需要或者预先选择，那么结果也可被自动发送到患者和/或护理人员的联系信息。

患者也可利用他们自己的智能电话机或者利用电子邮件，接收关于他们已被诊断有的血源性病原体的教育资料，以教育他们自己和了解如何减轻感染的严重性，以及可能指示他们需要返回接受进一步护理的症状，或者可被提供接受所述教育资料的选择权。患者可利用他们自己的智能电话机或者通过网站，与能够就进一步治疗提出建议的和患者联系的任何医生或临床医生一起自由地访问结果。

步骤4：处置

此时，用户能够自由处置化验管46，转到下一个测试，从而重新开始该过程。

在另一种应用中，PCR分析设备10可用于识别DNA标签，DNA标签是自含式认证标记，它包括当被适当询问时，提供独特信号的低聚核苷酸的混合物。在防伪造的情况下，PCR分析设备10充当DNA读取器，所述DNA读取器询问DNA标签，以确定其信号，并与唯一或者已知类别的信号关联。本领域中已知，独特序列的DNA标签可被放入例如油墨、涂料和药物中，以产生用于在整个供应链内，进行跟踪和核实的唯一ID。读取独特DNA标签的一种方式是利用与独特DNA标签序列互补的引物。

DNA标签样本收集可包含溶解油墨或涂料，以释放DNA，并随后借助核酸提取技术捕捉DNA。一旦分离出纯净的DNA，就可把其放入化验管46中，并且PCR热循环反应可用分析设备10进行，如上所述。

参考图6-图19，说明按照本发明的第二实施例，比图1的第一实施例更紧凑的PCR分析扩展坞200。对本领域的普通技术人员来说，显然第二实施例的各个方面适用于第一实施例，而第一实施例的各个方面适用于第二实施例。

图6是按照第二实施例的紧凑式PCR分析设备200的例子的透视图。设备200包括分析单元202，和用于摄像头使能的移动电子设备206(图6中未图示)的外部扩展坞204，该摄像头使能的移动电子设备206比如是智能电话机或平板计算机。

图7a是按照图6的实施例的紧凑式PCR分析设备200的透视图，智能电话机206在扩展坞204中。智能电话机206包括上面关于在第一实施例中使用的移动电子设备16说明的显示器18、前置摄像头20、扬声器22和后置摄像头52。图7b是表示后置摄像头52和光源53(比如闪光灯)的智能电话机206的背面的正视图。后置摄像头52以及前置摄像头20一般是CMOS传感器。

在一个例子中，分析单元202可具有约13.5cm×4.1cm×5.8cm的尺寸。本例中，分析设备200重约15.8盎司(智能电话机206在扩展坞204中时)，和重约11.5盎司(在智能电话机不在扩展坞204中时)。PCR分析设备200可以被手持和/或可放置在例如桌子上。分析单元202的尺寸可变化。按照本发明的实施例的手持式单元重量小于2磅。

参见图6，扩展坞204包括平的支撑板208，和从平板的边缘212伸出的凸缘210。凸缘210可被配置成例如搭扣配合或压配合地接纳智能电话机206。在本例中，利用当智能电话机206被插入扩展坞204中时搭扣在智能电话机206上的凸缘210的柔性部分210a-210d，搭扣地保持智能电话机206。由穿过凸缘210的槽233限定的伸出部分211从凸缘的边缘伸出，稍微越过智能电话机206，例如如图6-8和10中所示。凸缘210包括部分环绕平板208的边缘212延伸，以允许接近在智能电话机206的边缘上的控制按钮和端口的凸缘部分210a-210d，如图8中所示。

在压配合中，扩展坞被配置成以致由凸缘210的位置限定的扩展坞的尺寸大约和智能电话机206的尺寸相同，以致当智能电话机在扩展坞中时，凸缘靠在智能电话机的侧面上。扩展坞204也可具有其它结构。例如，扩展坞204可具有正面，移动电子设备206可通过例如在扩展坞的正面或侧面的槽，被插入扩展坞中。这种扩展坞204的正面可以是分析单元202的前壁，从而扩展坞204可在分析单元之内。

图8是扩展坞204的前视图。在这个例子中，穿过平板208，形成两个孔214、216。一个孔214被布置成对准智能电话机206的后置摄像头52。使可选的第二个孔216对准光源53，以允许利用智能电话机206的闪光灯的照射用于校准和设定摄像头52的ISO、快门速度、白平衡和灵敏度设置。第二个孔216是可选的。扩展坞204的底部可包括当分析设备200被搁在平面(比如桌子或办公桌上)时，倾斜分析设备200，以便使用智能电话机206上的触摸屏的延伸部分218。

在第一个孔214(或者分析单元202的壁中的对应开口)中，可以设置滤光片215，以限制低于预定波长的光通过，如下进一步说明。滤光片215充当去除由LED发出的光的发射滤光片。例如，如果LED发出蓝光，那么所述滤光片去除蓝光。这样，检测到的光将是发射染料发出的光，而不是LED发出的光。可使用的滤光片215的例子包括来自NY的Rochester的Eastman Kodak Co.的阻挡波长510nm及以下的光的Wratten No.15凝胶滤光片，或者阻挡波长52nm及以下的光的Wratten No.16凝胶滤光片(未图示)。

在扩展坞204中可以设置供智能电话机206插入的连接器213，以提供智能电话机206和分析单元202之间的直接电连接。的电源端口可经USB或其它串行硬件连接器(比如连接器)连接到连接器213。移动电子设备也可无线地与分析设备通信，比如利用蓝牙无线技术。

参见图6和图7，分析单元202包括矩形前壁和后壁220、222，第一和第二侧壁224、226，以及矩形顶壁和底壁228、230。顶壁228是连接到后壁222的上缘，使得可以出入分析单元内部的上面部分的铰接盖子(如图9中所示)。第一和第二矩形壁224、226包括在盖子228的边缘之下的半椭圆形或半圆形凹陷242，以便于用手打开盖子。可以设置其它形状的凹陷。可以利用任何适当的技术，比如利用3D打印、锻造、金属注射、焊接和/或利用电火花加工的铸造，用塑料或金属形成分析设备202的各个壁和扩展坞204。

扩展坞204可以是连接到矩形前壁220的独立组件，或者平板208可以与前壁220一体地形成。当是独立组件时，利用滑动和/或按扣机构，用户可把扩展坞204可拆卸地连接到前壁220。这使用户能够连接为具有不同大小的不同移动电子设备配置的扩展坞204。

图9是图7的PCR分析设备200的透视局部剖视、局部分解视图，其中智能电话机206在扩展坞204中，分析设备202的第一侧壁224被移除，盖子228处于打开位置。在分析设备202的上部中，在前壁220和通风壁233之间，设置腔室230。在图9中，表示了后面的化验管234c，并在剖面中表示了中间的化验管234b。在图10和其它附图中，表示了前面的化验管234a。送风机或风扇236被置于化验管234a、b、c之下。电池238被置于腔室230之下。电池充电电路239在风扇236下面。如下所述，化验管234c、234b在通风壁233之后处于强制通风状态。

图10是在链接盖子228开启状态下的分析单元202的上部的放大透视图，显示了3个化验管234a、234b、234c的顶部。可以设置更多或更少的化验管234。本例中，盖子228通过铰链240连接到矩形后壁222。磁体244设置在盖子228中的凹槽中，磁体246(示于图9中)设置在横档248中的凹槽中，以把盖子维持在关闭位置。设置了盖子228中的其它凹槽，以减少盖子的材料量，从而降低分析单元200的成本和重量。

盖子228的内表面包括分别靠在3个化验管234a、234b、234c的顶部254a、254b、254c上的3个突起252a、252b、252c。在显示处于关闭位置的盖子228的图11中，突起252b靠在化验管234b的顶部254b上。在这个例子中，突起从公共基部260突出。作为盖子几乎完全关闭的分析单元200的透视局部分解、局部剖视图的图13表示与中间的化验管234b接触的中间突起252b。中间突起252b和中间的化验管234是剖视地表示的。这个例子中的化验管具有锥形形状，搁置在相应加热块中的相应锥形凹槽中，如下进一步所述。

本例中的突起252b包含具有矩形截面的公共基部260，和具有半圆形截面的突起部分252b。其它突起252a、252c类似地分别从基部260突出。基部260收纳在盖子262中的矩形凹进部分内。突起252a、252b、2524c分别提供压着化验管234a、234b、234c的弹簧力，以改善它们与加热块282中的凹槽的表面的热接触。例如，可以施加每平方英寸约0.5-约4磅的弹簧力。突起252a、b、c可包含例如硅橡胶或其它有弹性的弹性材料。也可使用提供压着化验管234a、b、c的弹簧式承压力的其它结构，比如盘簧或铅弹簧(lead spring)。

化验管234a、234b、234c的顶部254a、254b、254c可以是在容器的开关过程中，绕容器上的铰链旋转的铰接帽盖。本例中，铰链帽盖具有供用户的手指接合的带突起的边缘，以使盖子228的开关更容易。如上所述，可以使用任何标准的现货PCR管234a、b、c。例如，化验管234a、b、c可以是0.1ml或0.2ml PCR管，或者可从市场上获得的其它薄壁PCR管。适宜的PCR管可从例如North Carolina的Candler的Phenix Research Products获得。

图10和11表示在化验管234a、b、c之后，贯穿后壁222的排气孔262。本例中，排气孔262由在排气孔262之间，从后壁222突出到设备202内部的平行壁264限定，如图10中最佳所示。在侧壁224、226和底壁230中，也设置进气孔263，以利用风扇236把空气吸入分析设备202中，用于冷却。

图13是在盖子228被除去状态下的分析单元200的上部的后透视局部分解、局部剖视图。图11中所示的腔室230由设备的第二侧壁226，设备的第一侧壁224(本视图中未图示)，和底板272进一步限定。图中表示了穿过扩展坞的前板208，还穿透分析单元202的前壁220的开口216，和开口214的一部分。通风壁233限定3个开口274，如图14中所示。图12中表示了后面的开口274c，和中间的开口274b的一部分。该视图中未表示前面的开口274a。如图14中所示，每个开口274a、274b、274c都被分别布置在化验管234a、234b、234c之前。在图12的视图中，在化验管234c、234b之前，表示了开口274c、274b。倾斜壁278、279便利化验管234a、b、c的放置。

化验管234b被收纳于在加热块282b中限定的凹槽280b内。在一个例子中，从前壁220到后壁270约为1.25英寸的腔室230使移动电子设备206的摄像头的视野能够覆盖所有的化验管234a、234b、234c。在加热块282之下是导光管284。导光管284具有邻近发光二极管(“LED”)288的输入面286。导光管284的输出侧邻近在凹槽280之下、在加热块282中限定的开口289。加热块282、导光管284和LED 288被安装到印刷电路板300上，如下进一步所述。

图14是分析设备202的核心部分271，和图9中所示的风扇236的透视图。所述核心部分具有后壁，在本例中，所述后壁是印刷电路板300。在本例中，腔室232的通风室壁233是核心部分271的一部分。如上所述，化验管234a、234b、234c被支撑在印刷电路板300和通风壁233之间。图中还表示了在图11和图12中部分表示的穿过板233的开口274a、274b、274c。

本例中，风扇236也被安装到印刷电路板300。风扇236包含限定进气口304的前壁302。在图14中，扇叶306穿过风扇的敞开顶部，把空气向上吹送到在化验管234a、b、c所在的在通风室壁233后方的通风室232，以冷却下面说明的加热块282和其它加热块。风扇236可由例如无刷DC电机供给动力。核心部分271可被固定到壳体的内壁，或者由壁中的塑料凸起部(未图示)支撑。

图15是在通风壁233被拆除状态下的核心部分271的上部的透视图。3个加热块282a、282b、282c分别限定接纳相应化验管234a、234b、234c(本视图中未图示)的凹槽280a、280b、280c。每个加热块282a、282b、282c还限定延伸穿过各个加热块，到达相应凹槽280a、280b、280c的开口310a、310b、310c。开口310a、310b、310c分别对准在图14的通风壁233中的开口274a、274b、274c。图9中所示的腔室230具有足够的长度，从而后置摄像头52的视角覆盖3个开口274a、b、c，以便通过开口310a、b、c，对3个化验管234a、b、c成像。

如上关于例如图15所述，在加热块282a、282b、282c之下，分别表示了3个导光管284a、284b、284c。同样关于图15所述，邻近导光管284a、284b、284c的输入侧，设置了3个LED288a、288b、288c。导光管284a、284b、284c把利用导光管的输入侧从相应LED 288a、288b、288c接收的光引导到相应导光管的输出侧。在本例中，各个LED 288a、288b、288c提供的光被90°反射。如图13中所示，例如，每个加热块282a、b、c还限定穿过各个加热块的底部，到达凹槽280a、b、c的底部的开口289，以便来自各个导光管284a、b、c的激发光通到各个化验管234a、b、c。

按照其规格，在一个例子中，LEDs 288a、b、c发出亮度550mcd、功率130mW、主波长470nm的蓝光。例如，LEDs 288a、b、c可从NY的Pittsford的Optic Technology,Inc.获得。导光管284a、284b、284c可包含丙烯酸塑料，可利用例如激光切割形成。邻近各个LED 288a、b、c，可以设置一个或多个另外的LED(未图示)，发出另一波长的光，以便激发不同的报告染料，和测试另外种类的核酸。可顺序交替地或者同时地在各个波长下激发被化验物。

在LED 288a、288b、288c的输入侧和导光管284a、284b、284c之间，显示了光学滤光片312。光学滤光片312是配置成除去由LED 288a、b、c发出的波长与被化验物染料发射的波长重叠的光的激发滤光片。这样，利用智能电话的摄像头检测的光将不来自于LED。例如，染料可用蓝光激发，发出绿光。于是，光学滤光片312被配置成滤出由LED 288a、b、c提供的光中的绿光。光学滤光片312可以是可从Connecticut的Stanford的Rosco Laboratories,Inc.获得的Roscolux#385 Royal Blue滤光片，该滤光片包含厚度0.003英寸(76.2微米)的共挤聚碳酸脂膜。滤光片312可改为被设置在导光管284a、284b、284c之间。如果如上所述，设置另外的LED，以提供另外波长的激发光，那么光学滤光片312可包含另外的相应部分，以适当地滤出所述另外的LED的激发光。智能电话机206可提供由各个波长的激发产生的单独图像，或者可以单一图像中提供捕捉的数据。

图14中还表示了穿过印刷电路板300的槽314。作为图14的前视图的图15表示邻近并在各个加热块282a、282b、282c之间的其它槽314。槽314相互隔离加热块282a、b、c，从而减少从一个加热块通过印刷电路板300到相邻加热块的热传递。

除了与印刷电路板300分离地显示加热块282a，以显示安装到印刷电路板上的电阻加热器320之外，图17类似于图15。对于加热块282b和282c，相应的电阻加热器和热敏电阻也被安装到印刷电路板300上。图中还表示了也被安装到印刷电路板300上的热敏电阻322。化验管234a、b、c被示出为在相应凹槽280a、b、c上方。

电阻加热器320可以是例如可从England的Surrey的TT Electronics PLC获得的SC3 Series高芯片功率电阻器。SC3 Series高芯片功率电阻器被认为在70℃下具有3瓦的功率耗散，1RO～10K的电阻范围，和-55℃～150℃的环境温度。热敏电阻322可以是例如可从Georgia的Smryma的Murata Electronics,North America获得的10千欧NTC 0603 SMD热敏电阻。

可按照本领域已知的方式，用实施标准表面安装技术的标准拾放自动设备，把处理设备330，加热块282a、b、c，电阻加热器320，热敏电阻322和/或LED 288a、b、c安装到电路板300上。相同的拾放设备可用于安装所有或几个这些组件，从而使印刷电路板300和分析设备200的制造更容易，并降低其成本。

图17是图16的后透视图。加热块282a以及加热块282b和282c限定凹槽324，凹槽323被配置成当各个加热块被安装到印刷电路板300上时，接纳并围绕电阻加热器320和热敏电阻322。可利用例如导热环氧树脂，把加热块282a、282b、282c表面安装到电路板300上，和安装到电阻加热器320和热敏电阻322上，以提供密切的热接触。这导致精确的温度计数精确，和小的热惯性。

在本实施例中，通过向每个化验管234a、b、c设置单独的加热块282a、b、c，各个加热块282a、b、c的质量降低，从而产生具有高表面积与体积的比的加热块。这减小利用电阻加热器320把加热块282a、b、c加热到期望温度，和利用风扇236把加热块冷却到期望温度，以进行化验程序所需的时间量。于是，不需要更复杂的加热和冷却方案。为了最好地加热，当化验管在相应凹槽280a、b、c中时，各个化验管234a、b、c中的被化验物的水平面不高于相应加热块282a、b、c的顶部。

加热块282a、282b、282c可以是铝或铝合金，比如易于获得的6061。可利用机械加工，形成加热块282a、b、c。

加热块282a、b、c具有至少与待在化验管中加热的流体的体积一样大的体积。在一个例子中，各个化验管234a、b、c中的流体的体积例如约为约5ml到约100ml。各个加热块282a、282b、282c的尺寸例如可约为0.25英寸×0.18英寸×0.25英寸。

图19是表示印刷电路板300，化验管234a、b、c，以及风扇236的核心部分271的后视图。和图中未示出的对置侧壁一起，侧壁328把来自风扇的空气导向加热块282a、b、c。印刷电路板30的后侧包括处理设备，比如微处理器或微控制器。在这个例子中，处理设备330是微控制器。微控制器电耦接到电阻加热器320、风扇236和LED 288a、b、c，并控制电阻加热器320、风扇236和LED 288a、b、c的操作。微控制器330还电耦接到热敏电阻322，以监视相应加热块的温度。微控制器330还与智能电话机206通信，以接收关于化验程序的指令，和无线地(在这个例子中，经由蓝牙)把关于化验程序的信息提供给智能电话机。如上所述，微控制器330也可借助直接电连接通信。

处理设备330的操作由保存在分析单元中的存储器之中的软件控制，分析单元可以是处理设备的一部分和/或可安装到电路板300。智能电话机206的处理设备330向处理设备330提供输入(比如温度)和指令(比如开启和关闭电阻加热器)，如下所述。微控制器可以是例如Arduino电子平台上的来自于California的San Jose的Atmel,Corporation的ATmega 32U4中央处理器。实现处理设备330和移动电子设备206之间的无线通信的单独的可表面安装的无线通信芯片332也可被表面安装到电路板300上。所述无线通信芯片可以是芯片，比如来自Texas的Dallas的Texas Instruments的低能量片上系统(Low Energy System-on-Chip)，TI CC2540。

在另一个例子中，电阻加热器320被安装到与加热块282a、b、c不同的电路板300的对侧。这种情况下，本领域中已知，可利用电路板300中的标准电镀通孔使电阻加热器320热耦接到加热块282a、b、c。

向分析单元202供电的电池238可以是例如可再充电电池。例如，可以使用锂离子电池或锂聚合物电池。分析单元202可包括接纳利用墙上电源对电池再充电的充电器插头的端口。PCR设备202也可用通过墙上变压器/适配器或其它这种UL列举的设备提供低DC电压的外部电源(比如标准墙上电源)来供电。

下面关于对淋病奈瑟氏菌的检测，说明利用分析设备200进行的PCR程序的例子。对于不同的目标核酸序列和对于特定的分析设备，本例中的温度和时间段可变化。按照本领域中已知的方式，获得并(如果需要的话)在DNA分离之前处理尿液样本。DNA可由进行测试的用户，或者另一方按照Boom法或者本领域中已知的其它方法分离。分析设备200的用户把分离的DNA溶液引入包含来自PCR测试试剂盒的特定于淋病奈瑟氏菌的冻干试剂的化验管234a中。摇动化验管234a，使冻干试剂溶解在溶液中。用户打开盖子228，把化验管234a插入加热块282a中的凹槽280a中。向另一个化验管(比如化验管234b)中加入纯净水样本，以充当非模板对照，并插入例如加热块282b中。把阳性对照溶液引入另一个化验管(比如化验管234c)中，并插入例如加热块282c中。如上所述，如果分析单元202在智能电话机206的控制下正确地进行PCR程序，那么纯净水样本不应显示荧光，除非被污染，而阳性对照溶液应发生荧光。为了最好地进行加热，当化验管在相应凹槽280a、b、c中时，各个化验管234a、b、c中的被化验物的水平面不高于相应加热块282a、b、c的顶部。

用户随后把(或者先前已把)摄像头使能的移动电子设备206(比如智能电话机)插入扩展坞204中。用户启动智能电话机206上的PCR应用，并选择适当的淋病检测协议。在显示屏18上显示开始按钮，用户可触摸该按钮，以开始检测。

智能电话机206确认智能电话机206和分析设备202的处理设备330之间的无线或直接电连接，智能电话机206把处理温度提供给处理设备，处理设备把所述温度保存在存储器中。对于本PCR程序，提供4个温度T1、T2、T3、T4，其中T1＝100.0℃，T2＝95.0℃，T3＝57.5℃，T4＝60.0℃。

在智能电话机206的控制下，分析单元202通过开启电阻加热器320，使加热块282a、b、c加热到T1(100.0℃)。这开始PCR程序的初始变性阶段，在该阶段中，本例中的DNA链被分离，从而形成单链。当利用各个热敏电阻322确定所有加热块282a、b、c都达到温度T1时，把该温度保持6.5秒的第一预定时间段1。

在第一预定时间段1结束时，在智能电话机206的控制下，电阻加热器320被关闭，使加热块282a、b、c可以冷却到95℃的第二温度T2。温度T2被保持2分钟，继续所述变性处理。

在2分钟的第二预定时间段2结束时，通过开启风扇236，分析单元202把加热块282a、b、c冷却到57.5℃的温度T3。当达到温度T3时，在智能电话机206的控制下，风扇236被关闭，加热块282a、b、c被保持3秒的第三预定时间段3，以开始PCR程序的退火阶段。

3秒之后，电阻加热器320被开启，以把加热块282a、b、c加热到60.0℃的第四温度T4。当达到第四温度T4时，电阻加热器320被关闭，把加热块282a、b、c在T4温度保持第四预定时间段4，以开始PCR程序的退火阶段。在退火期间，引物附接到互补序列，聚合酶把dNPT接合到引物的3'素端，从而形成互补序列。退火持续20秒的第四预定时间段4。

在第四时间段4开始之后，在第四预定时间段4内，发生利用智能电话机206的后置摄像头52进行的图像捕捉。在本例中，图像捕捉在第四时间段4开始之后15秒时开始，并进行5秒，直到第四时间段4结束为止。图像捕捉可以是视频模式或者单一图像模式。

通过例如在PCR应用的控制下，智能电话机206的处理设备应用本领域已知的图像处理技术，从捕捉的图像获得例如亮度数据。在一个例子中，在各个循环中捕捉的图像的亮度值可被平均。本领域中已知，可用表示在整个PCR程序中来自各个循环的亮度值的图表的形式，来表述亮度数据。由PCR应用和/或由用户可从所述图表确定目标核酸序列的存在和目标核酸序列的初始浓度。所述图表可被显示在智能电话机的显示屏18上，和/或经网络被发送给第三方，以便分析和存储。在另一个例子中，PCR应用提供目标核酸序列是否存在的输出。

处理随后返回第一温度T1下的第一变性步骤，并且处理被重复多个循环，比如达40个循环或者达用户规定的循环数。在这个例子中，第一个循环和后续循环之间的唯一差别在于95℃下的第二时间段2只被保持1秒。

图20-图26表示基于上面说明的淋病PCR程序，按照本发明的实施例的智能电话机206和分析单元202的操作例子的流程图500。智能电话机206或其它移动电子设备的操作记载在左列中，而PCR分析单元202的操作表示在右列中。该流程图也适用于第一实施例的PCR分析单元10。

在图20中的步骤502，智能电话机206接收开始命令。开始命令可由保存在智能电话机206上的PCR应用在被启动之时或在启动之后输入。响应所述开始命令，在本例中，在步骤504，智能电话机206向PCR分析设备202发送蓝牙同步消息，以确认在智能电话机206和分析单元202之间存在蓝牙连接。如果智能电话机206和PCR分析单元202通过电连接端口连接，那么可用本领域中已知的其它方法，确认连接和正确的通信。蓝牙同步消息可包含需要在预定时间内被确认的一条或多条消息，比如心跳式消息。例如，分析单元202需要在10秒内应答同步消息。如果在步骤506收到蓝牙同步消息，那么在步骤508，单元202发送确认收到的消息。注意在整个PCR程序中，可不断进行该确认程序。如果在任何时候，未收到确认消息，那么化验程序被中止。

如果在步骤510，智能电话机206在预定时间内收到确认消息，那么在步骤512，在PCR应用的控制下，智能电话机的处理设备发送初始化命令。在本例中，初始化命令包括将在单元202进行的PCR处理中使用的4个目标温度T1、T2、T3、T4。方法500中的温度T1-T4以及预定时间段与判定是否存在淋病奈瑟氏菌的PCR程序中的上述温度和时间段相同。在其它PCR化验程序中，可以使用更多或更少的温度，以及不同的温度。

在步骤514，分析单元202接收所述初始化命令，在步骤516，处理设备330把温度T1-T4保存在存储器中。当温度T1-T4被保存时，在步骤518，处理设备330向智能电话机206发送温度的存储已完成的消息。在步骤520，智能电话机206接收温度保存完成消息。

当智能电话机206收到温度保存完成消息时，在图21的步骤522继续方法500，在步骤522，在PCR应用的控制下，智能电话机206的处理设备向分析单元202发送加热命令。加热命令指示单元202对加热块282a、b、c加热，在本例中，加热到温度T1。

在步骤524，单元202的处理设备330接收加热命令，在步骤526，从存储器取回温度T1。在步骤528，处理设备330随后对电阻加热器320施加电压，以致电阻加热器320对加热块282a、b、c加热。

随后在步骤530，处理设备330借助热敏电阻322监视加热块282a、b、c的温度。在步骤532，处理设备330检查是否在公差范围内达到T1。处理设备330可通过比较当前温度和取回的温度T1来进行检查。在本例中，例如，可接受的温度T1-T4的公差约为0.25℃-约0.50℃。如果未达到T1，那么在步骤530处理设备330继续监视温度，并在步骤532检查温度。处理设备330等待，直到所有加热块282a、b、c达到温度T1为止。如果在一个或多个预定时间段内未达到T1和在本例中关于各个加热块讨论的其它温度，那么可向智能电话机206提供出错消息。智能电话机206可通过显示屏18和/或扬声器22向用户指示出错。流程图500中未表示错误检测，不过本领域的普通技术人员可容易地实现错误检测。当达到T1时，在步骤534，处理设备330向智能电话机206发送T1达到消息。

在步骤536，智能电话机206接收T1达到消息。在步骤538，智能电话机206的处理设备随后从存储器取回第一预定时间段1。在步骤540，该处理设备等待预定时间段1过去。在步骤542，处理设备检查所述预定时间段1是否已过去。在步骤542，例如，处理设备可通过根据内部时钟从预定时间段1倒计数到0，并检查是否达到0，来检查时间段1是否已过去。如果否，那么处理设备返回步骤540，并在步骤542中再次检查。如果在步骤542判定时间段1已过去，那么处理设备进入图22中的步骤544。

在步骤544，处理设备向单元202发送命令，以允许加热块282a、b、c冷却到温度T2。在步骤546，单元202接收所述允许冷却命令。作为响应，在步骤548，单元202的处理设备330从存储器取回温度T2，并在步骤550，关闭施加于电阻加热器320的电压。在步骤552，处理设备330监视加热块282a、b、c的温度，并在步骤554，判定是否达到温度T2。这可如上关于步骤530、532所述地确定。如果未达到温度T2，那么在步骤552，处理设备继续监视加热块282a、b、c的温度，并在步骤554，判定是否达到温度T2。

如果达到温度T2，那么在步骤556，处理设备330向智能电话机206发送T2达到消息。当在步骤558，智能电话机206收到T2达到消息时，智能电话机的处理设备取回第二预定时间段2。如上关于步骤540、542所述，在步骤562、564，处理设备等待时间段2过去。

当智能电话机206的处理设备确定时间段2已过去时，方法500进入图3的步骤566，在步骤566，智能电话机206的处理设备向分析单元202发送把加热块冷却到温度T3的命令。在步骤568，分析单元202接收该冷却命令，在步骤570，处理设备330从存储器取回温度T3。在步骤572，处理设备330开启送风机，以冷却加热块282a、b、c。

处理设备330随后按照上面关于步骤552和554所述的相同方式，在步骤574和576，监视加热块282a、b、c的温度。当达到温度T3时，在步骤578，处理设备向智能电话机206发送T3达到消息。

在步骤580，智能电话机206接收T3达到消息，然后在步骤582，处理设备从存储器取回第三预定时间段3。如上关于步骤540和542所述，处理设备随后在步骤584和586，等待时间段3过去。

当时间段3过去时，方法500进入图24的步骤588，在步骤588，智能电话机206的处理设备向单元202发送命令，以把加热块的温度升高到温度T4。在步骤590，单元202的处理设备330接收所述升高命令。在步骤592，处理设备330从存储器取回T4，通过在步骤594，关闭送风机，在步骤594，停止冷却，并通过接通给电阻加热器320的电压，在步骤596，开始对加热块282a、b、c加热。随后如上关于步骤552和554所述，在步骤598和600，处理设备330借助热敏电阻322，监视加热块282a、b、c的温度。当达到温度T4时，在步骤602，处理单元330向智能电话机206发送T4达到消息。

在步骤604，智能电话机206接收T4达到消息，然后在步骤606，处理设备取回第四预定时间段4，和在第四时间4开始之后的第五预定时间5。随后在图25的步骤608，智能电话机206的处理设备等待时间段4过去。

在等待时间段4过去的时候，在步骤610，处理设备检查是否达到第五预定时间5。处理设备可通过从第四预定时间段4的开始计数到时间5，进行所述检查。

当达到时间段5时，开始成像。在步骤612，处理设备向单元202发送消息，以开启LED。在步骤614，单元202接收该消息，从而在步骤616，处理设备330向LED 288a、b、c供电。

随后在步骤618，向智能电话机206发送LED开启消息。在步骤620，智能电话机206接收该消息，在步骤622，智能电话机的处理设备开启后置摄像头52。摄像头52一直开启，直到第四时间4结束为止。摄像头52可拍摄被化验物的视频，或者一系列的单独图像。

当在步骤624，达到第四时间段4时，在步骤626，处理设备关闭摄像头52，进入图26的步骤630。

智能电话机206向分析单元202发送命令，以把加热块282a、b、c加热到第一温度T1，从而开始新的热循环。在该循环和后续循环中，如上所述，第一温度T1被保持不同于第一时间段1的时间段6。

在步骤630，分析单元202的处理设备330取回温度T1，在步骤632，接通给电阻加热器320的电压，然后在步骤634，借助热敏电阻322监视加热块282a、b、c的温度。当在步骤636达到温度T1时，在步骤638，处理设备向智能电话机206发送T1达到消息。

在步骤640，智能电话机接收T1达到消息，在步骤642，智能电话机的处理设备取回第六个预定时间段6，然后在步骤644，等待时间段6过去。当时间段6过去时，方法500进入图22中的步骤544，继续第二个及后续的热循环和图像捕捉。

上面说明了本发明的实施例的实现例子。可对这些例子作出变更，而不脱离在下面的权利要求书中限定的本发明的精神和范围。

Claims (3)

1.一种分析设备，包括：

设备壳体；

设备壳体上的坞站，所述坞站被配置成接纳摄像头使能的移动电子设备；

所述壳体内的可控制的化验室，所述可控制的化验室被配置成支撑包含待分析的被化验物的至少一个化验管；和

处理设备，所述处理设备被配置成：

与移动电子设备通信；和

控制化验管的至少一个条件；

其中壳体和坞站至少之一限定窗口，所述窗口被布置成以致当摄像头使能的移动电子设备被接纳在坞站中时，移动电子设备上的摄像头被布置成通过所述窗口捕捉图像。

2.一种分析设备，包括：

设备壳体；

在壳体内的电路板；

被表面安装到电路板上的处理设备；

可表面安装的加热块，该可表面安装的加热块限定接纳化验管的凹槽以及第一和第二开口，可表面安装的加热块被表面安装到电路板上；

可表面安装的电阻加热器，该可表面安装的电阻加热器与加热块热接触，以在处理设备的控制下对加热块加热，可表面安装的电阻加热器被表面安装到电路板上；

风扇，所述风扇被布置成在处理设备的控制下，把空气吹到加热块上，以冷却加热块；和

光源，所述光源被布置成在处理设备的控制下，使化验管的成分通过第一开口暴露在激发光之下。

3.一种进行样本化验的方法，包括：

把包含化验混合物的化验管放入分析设备中；

使摄像头使能的移动电子设备对接到分析设备，以致移动电子设备上的摄像头被布置成记录化验管内的被化验物的图像；

从对接的移动电子设备发送信号，以启动反应条件；

使化验室内的被化验物暴露在反应条件之下；和

利用摄像头使能的移动电子设备捕捉化验室内的被化验物的至少一个图像。