CN111006041B - 多阀流体盒 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及多阀流体盒。一种装置包括流体回路、旁路流体回路、第一组流体井、第二组流体井、第一阀和第二阀。第一阀可操作地与第一组流体井相关联，使得第一阀选择性地将第一组流体井的任何一个流体地连接到第一阀出口。第二阀可操作地与流体回路、旁路流体回路、第一阀出口和第二组流体井相关联，使得第二阀选择性地将第二组流体井的任何一个井和第一阀出口流体地连接到流体回路或者将第一阀出口流体地连接到旁路流体回路。

Description

多阀流体盒
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C§119(e)要求2018年10月5日提交的序列号为62/741,785的临时专利申请和2018年11月9日提交的序列号为2021969的荷兰申请的申请日的权益，这两个申请的公开内容通过引用被并入本文。
背景
由于例如有限的空间可用性，对将用于在微流体盒(microfluidic cartridge)上的不同流体操作的各种类型的流体灌注(prime)和测序(sequence)的需要可能是有问题的。一些微流体系统远离感兴趣的流体区域(例如，流动池、混合储器)容纳各种类型的流体，并且具有可操作地与各种类型的流体相关联的单个流量控制阀，使得流量控制阀为特定的流体操作选择流体中的一种，并且将所选择的流体引导到感兴趣的流体区域以用于处理。微流体盒的每个流体操作涉及将所选择的流体从流量控制阀移动一段公共距离到感兴趣的流体区域的入口，这限制了在操作的每个步骤中可以被输送的流体的体积。因此，每个操作通常需要执行多次流体输送来移动期望的总体积的流体，从而增加每个流体操作的时间周期。
概述
下文提出简化概述，以便提供本文所述的一些方面的基本理解。本概述并不是所要求保护的主题的广泛概述。它既不意欲识别所要求保护的主题的关键或重要元素，也不意欲描述其范围。它的唯一目的是以简化的形式提出一些构思作为稍后提出的更详细的描述的前序。
本公开的方面包括一种装置，该装置包括：流体回路；旁路流体回路(bypassfluidic circuit)；第一组流体井(fluid wells)；第二组流体井；具有第一阀出口和多个第一井端口的第一阀，多个第一井端口可操作地与第一组流体井相关联；以及具有第二阀出口、旁路选择器通道和多个第二井端口的第二阀。在一些例子中，第一阀当在第一位置时选择性地将第一组流体井的第一井流体地连接到第一阀出口，并且当在第二位置时选择性地将第一组流体井的第二井流体地连接到第一阀出口。在一些例子中，第二阀出口可操作地与流体回路相关联，并且旁路选择器通道可操作地与旁路流体回路和第一阀出口相关联，使得第二阀当在第一井位置时选择性地将第二组流体井的第一井流体地连接到流体回路，并且当在旁路位置时选择性地将旁路选择器通道流体地连接到旁路流体回路。
本公开的方面包括一种装置，该装置包括：
流体回路；
旁路流体回路；
第一组流体井；
第二组流体井；
第一阀，其具有第一阀出口端口和多个第一井端口，所述多个第一井端口可操作地与所述第一组流体井相关联，所述第一阀当在第一位置时选择性地将所述第一组流体井的第一井流体地连接到所述第一阀出口端口，并且当在第二位置时选择性地将所述第一组流体井的第二井流体地连接到所述第一阀出口端口；
第二阀，其具有第二阀出口端口、旁路选择器通道和可操作地与所述第二组流体井相关联的多个第二井端口，所述第二阀出口端口可操作地与所述流体回路相关联，所述旁路选择器通道可操作地与所述旁路流体回路和所述第一阀出口端口相关联，所述第二阀当在第一井位置时选择性地将所述第二组流体井的第一井流体地连接到所述流体回路以允许流体从所述第二组流体井的所述第一井流动到所述流体回路，并且当在旁路位置时选择性地将所述旁路选择器通道流体地连接到所述旁路流体回路；
公共通道，其将所述第一阀出口端口流体地连接到所述第二阀；
出口通道，其流体地连接到废物出口；以及
阀阵列，其包括一个或更多个阀，所述一个或更多个阀沿着所述出口通道布置，以选择性地控制在所述旁路流体回路和泵之间的流动、在所述流体回路和所述泵之间的流动、以及在所述出口通道和所述废物出口之间的流动中的至少一种。
在一些实施方案中，所述第二阀能够在多个位置之间旋转。
在一些实施方案中，所述第二阀当在第一阀位置时选择性地将所述第一阀出口端口流体地连接到所述流体回路。
在一些实施方案中，所述第二阀当在第二井位置时选择性地将所述第二组流体井的第二井流体地连接到所述流体回路。
在一些实施方案中，所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
在一些实施方案中，所述旁路流体回路包括旁路贮藏储器以容纳第一预定体积的流体。
在一些实施方案中，所述流体回路包括流体设备和流体贮藏储器，所述流体贮藏储器在所述流体设备的下游容纳第二预定体积的流体。
在一些实施方案中，所述流体回路流体地连接到流动池；所述旁路流体回路包括旁路通道；其中所述多个第一井端口的第一井端口可操作地与所述第一组流体井的所述第一井相关联，使得所述第一阀选择性地允许从所述第一组流体井的所述第一井到所述第一阀出口端口的流动；并且其中所述第二阀的所述第二阀出口端口流体地连接到所述流体回路，并且所述第二阀包括：旁路端口，其流体地连接到所述旁路通道，第二阀进口端口，其流体地连接到所述第一阀出口端口，所述多个第二井端口中的第二井端口，其流体地连接到所述第二组流体井的所述第一井，以及第二阀旋转体，其旋转到多个第二阀位置，使得所述第二阀选择性地允许从所述多个第二井端口的所述第二井端口和所述第二阀进口端口中的被选择的一个到所述第二阀出口端口的流动，或者从所述第二阀进口端口到所述旁路端口的流动。
在一些实施方案中，所述旁路端口、所述第二阀进口端口和所述多个第二井端口以圆周模式布置，并且所述第二阀旋转体包括：第二阀选择器通道，其将所述第二阀出口端口流体地连接到所述第二阀进口端口或所述多个第二井端口中的所述第二井端口中的一个；以及所述旁路选择器通道，其在所述第二阀旋转体设置在旁路位置处时将所述第二阀进口端口流体地连接到所述旁路端口。
在一些实施方案中，所述第一阀包括第一阀旋转体以旋转到多个第一阀位置，使得所述第一阀选择性地控制从所述多个第一井端口中的所选择的一个到所述第一阀出口端口的流动；并且其中所述第一阀旋转体包括第一阀选择器通道，所述第一阀选择器通道将所述多个第一井端口中的所选择的一个流体地连接到所述第一阀出口端口。
本公开的方面包括一种方法，该方法包括通过将第一阀从阻挡位置(blockposition)设置到第一流体井位置来选择存储在可操作地与第一阀相关联的第一组流体井的第一流体井中的第一流体的过程；通过将第二阀设置到旁路位置来将所选择的第一流体的至少一部分从第一阀移动到可操作地与第二阀相关联的旁路通道中的过程；通过将第二阀设置到第二流体井位置来选择存储在可操作地与第二阀相关联的第二组流体井的第二流体井中的第二流体的过程；以及当所选择的第一流体的部分在旁路通道中时将所选择的第二流体的至少一部分移动到流体回路中的过程。
本公开的方面包括一种装置，该装置包括：流体地连接到流动池的流体回路；旁路通道；第一流体井；第二流体井；第一阀，其包括第一阀出口端口和多个第一井端口，多个第一井端口中的第一井端口可操作地与第一流体井相关联，使得第一阀选择性地允许从第一流体井到出口端口的流动；以及第二阀，其包括：流体地连接到流体回路的第二阀出口端口、流体地连接到旁路通道的旁路端口、流体地连接到第一阀出口端口的第二阀进口端口、流体地连接到第二流体井的第二流体井端口、以及第二阀旋转体，其旋转到多个第二阀位置，使得第二阀选择性地允许从第二流体井端口和第二阀进口端口中的所选择的一个到第二阀出口端口或从第二阀进口端口到旁路端口的流动。
本公开的方面包括一种装置，该装置包括：
流体回路，其流体地连接到流动池；
旁路通道；
第一流体井；
第二流体井；
第一阀，其包括第一阀出口端口和多个第一阀端口，所述多个第一阀端口中的第一阀端口可操作地与所述第一流体井相关联，使得所述第一阀选择性地允许从所述第一流体井到所述第一阀出口端口的流动；以及
第二阀，其包括：
第二阀出口端口，其流体地连接到所述流体回路；
旁路端口，其流体地连接到所述旁路通道；
第二阀进口端口，其流体地连接到所述第一阀出口端口；
第二流体井端口，其流体地连接到所述第二流体井；以及
第二阀旋转体，其旋转到多个第二阀位置，使得所述第二阀选择性地允许从所述第二流体井端口和所述第二阀进口端口中的所选择的一个到所述第二阀出口端口或从所述第二阀进口端口到所述旁路端口的流动。
在一些实施方案中，所述旁路端口、所述第二阀进口端口和所述第二流体井端口以圆周模式布置，并且所述第二阀旋转体包括：第二阀选择器通道，其将所述第二阀出口端口流体地连接到所述第二阀进口端口或所述第二流体井端口中的一个，以及旁路选择器通道，其在所述第二阀旋转体设置在旁路位置时将所述第二阀进口端口流体地连接到所述旁路端口。
在一些实施方案中，所述第一阀包括第一阀旋转体以旋转到多个第一阀位置，使得所述第一阀选择性地控制从所述多个第一阀端口中的所选择的一个到所述第一阀出口端口的流动；并且其中所述第一阀旋转体包括第一阀选择器通道，所述第一阀选择器通道将所述多个第一阀端口中的所选择的一个流体地连接到所述第一阀出口端口。
本公开的方面包括一种方法，该方法包括：
通过将第一阀从基础位置设置到第一流体井位置来选择存储在第一组流体井中的第一流体井中的第一流体，所述第一组流体井可操作地与所述第一阀相关联；
通过将第二阀设置到旁路位置来将所选择的第一流体的至少一部分从所述第一阀移动到可操作地与所述第二阀相关联的旁路通道中；
通过将所述第二阀设置到第二流体井位置来选择存储在第二组流体井中的第二流体井中的第二流体，所述第二组流体井可操作地与所述第二阀相关联；
当所选择的第一流体的所述部分在所述旁路通道中时，将所选择的第二流体的至少一部分移动到流体回路中。
在一些实施方案中，所述方法还包括使所选择的第一流体的至少所述部分从所述旁路通道移动到所述流体回路。
在一些实施方案中，所述方法还包括将所选择的第二流体的至少所述部分从所述流体回路移动到出口管线。
在一些实施方案中，所述方法还包括：选择存储在可操作地与所述第一阀相关联的所述第一组流体井的第二流体井中的第二流体；通过将所述第二阀设置到第一阀位置来将所选择的第二流体的至少一部分移动到所述流体回路。
在一些实施方案中，所述方法还包括通过将所述第一阀设置到清洗位置并将所述第二阀设置到所述旁路位置来将一定体积的空气引入所述旁路通道中。
在一些实施方案中，所述方法还包括通过将所述第一阀设置到所述基础位置来阻止存储在所述第一组流体井中的第一流体移动到所述第二阀。
参考附图，在考虑下面的描述和所附权利要求时，本公开的主题的其他特征和特性以及操作方法、结构的相关元件的功能和部件的组合以及制造的经济性将变得更明显，所有附图形成本说明书的一部分，其中相似的参考数字表示在各个附图中的相应部件。
附图简述
被合并在本文中并形成说明书的一部分的附图示出了本公开的主题的各种例子。在附图中，相似的参考数字指示相同的或在功能上相似的元件。
图1是用于将流体从第一组井的任何一个井引导到流体回路或旁路回路以及将流体从第二组井的任何一个井引导到流体回路的装置的示意图。
图2是示例性第一阀和示例性第二阀与旁路回路的示意图。
图3是设置在第一流体处理模式中的示例性装置的示意图。
图4是设置在旁路模式中的示例性装置的示意图。
图5是设置在第二流体处理模式中的示例性装置的示意图。
图6是设置在废物模式中的示例性装置的示意图。
图7是布置在流体地连接到流体回路、旁路流体回路、泵和废物出口的出口通道上的示例性阀阵列的示意图。
图8是指示示例性阀阵列的各种操作模式的表。
图9是用于将第一组井和第二组井中的任何一个井的流体流引导到流体回路或旁路回路的示例性方法的流程图。
图10是合并到处理仪器中的流体盒的示意图。
详细描述
虽然本公开的主题的方面可以体现在各种形式中，但下面的描述和附图仅仅意欲公开这些形式中的一些作为主题的具体例子。因此，本公开的主题并没有意图限于如此描述和示出的形式或例子。
除非另有限定，否则在本文中使用的所有技术术语、符号和其他技术术语或用语具有与在本公开所属的领域中的普通技术人员通常理解的相同的含义。本文提到的所有专利、申请、所公布的申请和其他出版物通过引用被全部并入。如果在该章节中阐述的定义与在通过引用并入本文的专利、申请、所公布的申请和其他出版物中阐述的定义相反或以其它方式不一致，那么在该章节中阐述的定义优先于通过引用并入本文的定义。
除非另有指示或上下文提议另外的情况，否则如在本文所使用的“一个(a)”或“一个(an)”意指“至少一个”或“一个或更多个”。
该描述在描述部件、装置、定位、特征或其一部分的位置和/或定向时可以使用相对空间和/或定向术语。除非特别说明或以其它方式由本描述的上下文规定的，否则这样的术语(没有限制地包括顶部、底部、在...上方、在...下方、在...之下、在...的顶部上、上部、下部、在...左边、在...右边、在...前面、在...后面、在...旁边、相邻、在...之间、水平、竖直、对角线、纵向、横向、径向、轴向等)为了方便在附图中提到这种部件、装置、定位、特征或其一部分时被使用，且并不意图为限制性的。
此外，除非另有说明，否则在本描述中提到的任何特定尺寸仅表示体现本公开的方面的设备的示例性实施方式，且并不意图为限制性的。
术语“大约”的使用适用于在本文中指定的所有数值，无论是否明确地被指示。该术语通常指本领域中的普通技术人员在本公开的上下文中考虑为与所列举的数值的偏差的合理量(即，具有等效功能或结果)的数字范围。例如且并不意图为限制性的，该术语可被解释为包括给定数值的±10％的偏差，假设这种偏差不改变该值的最终功能或结果。因此，在一些情况下，如本领域中的普通技术人员将认识到的，约1％的值可以被解释为从0.9％至1.1％的范围。
如在本文使用的，术语“相邻”指接近或邻接。相邻物体可以彼此间隔开，或者可以与彼此实际或直接接触。在一些实例中，相邻物体可以联接到彼此或者可以与彼此一体地形成。
如在本文所使用的，术语“基本上”和“基本的”指相当大的程度或限度。当与例如事件、环境、特性或属性结合来使用时，术语可以指事件、环境、特性或属性精确地出现的实例以及事件、环境、特性或属性很近似地(例如考虑本文描述的例子的一般容限水平或可变性)出现的实例。
如在本文所使用的，术语“可选的”和“可选地”意指随后描述的部件、结构、元件、事件、环境、特性、属性等可以或可以不被包括或出现，以及该描述包括部件、结构、元件、事件、环境、特性、属性等被包括或出现的实例以及它不被包括或不出现的实例。
根据各种例子，可以与可包括一个或更多个流体处理通路的流体盒结合来使用如本文所述的组件和设备，流体处理通路包括一个或更多个元件，例如通道、分支通道、阀、分流器、通风口、端口、接触区域(access area)、通孔、珠(bead)、含试剂的珠、覆盖层、反应部件、其任何组合和诸如此类中的一个或更多个。任何元件可以与另一元件流体连通。
在说明书中描述的或在权利要求中列举的元件和部件的所有可能的组合被设想和考虑为本公开的一部分。应当认识到，前述构思和下面更详细讨论的另外的构思的所有组合(假定这样的构思不是相互不一致的)被设想为本文公开的创造性主题的一部分。特别地，出现在本公开中的所要求保护的主题的所有组合被设想为本文公开的创造性主题的一部分。
在所附权利要求中，术语“包含(including)”用作相应术语“包括(comprising)”的简明英语等效形式。术语“包括(comprising)”和“包含(including)”在本文中被规定为开放式的，不仅仅包括所列举的元件，而且还包含任何另外的元件。而且，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标签，且并不意图在它们的对象上强加数字要求。
术语“流体连通”意指直接流体连通，例如，两个区域可以经由连接这两个区域的无阻流体处理通路而与彼此流体连通或者可能能够在流体连通中，例如，当两个区域经由流体处理通路被连接时，它们可能能够与彼此流体连通，该流体处理通路可以包括布置在其中的阀，其中可以例如通过溶解可溶解阀、使可爆裂阀爆裂或以其他方式打开布置在流体处理通路中的阀在启动阀时在两个区域之间建立流体连通。
流体盒
存在对允许多于一个流体操作一次出现的改进的流体盒装置和方法的需要。这种流体操作可以在流体盒上彼此独立地出现以缩短流体过程的累积时间。此外，存在对可以通过为每种类型的流体操作提供专用的阀通道来隔离在流体盒上处理的流体以防止在流体之间的未预期的交叉污染的改进的流体盒装置和方法的需要。
根据各种例子，一种装置包括流体盒，该流体盒被配置为容纳各种类型的流体(例如，试剂、缓冲液、反应介质)，并通过两个或更多个独立的流体操作(例如，流体的混合、培育或输送)选择性地移动各种类型的流体。流体盒包括被配置为容纳与第一流体处理操作相关联的一种或更多种类型的流体的第一组井和被配置为容纳与第二流体处理操作相关联的一种或更多种类型的流体的第二组井。流体盒包括流体回路和旁路流体回路以进行独立的流体操作。第一阀可操作地与第一组井相关联，使得第一阀可以选择性地允许流体从第一组井的任何一个井流动。第二阀可操作地与第一阀、流体回路、旁路流体回路和第二组井的任何一个井相关联以选择性地允许流体从第二组流体井的一个井流到流体回路，从第一阀流到流体回路，或者从第一阀流到旁路流体回路。在一些实例中，第二阀还可以有利地用于频繁的流体操作(例如，重复测序操作)，而第一阀可以用于不太频繁的流体操作(例如，双端(paired-end)或放大操作)。以这种方式分离阀可以导致对每个阀的降低的空间要求和每个阀的优化以完成高频操作和低频操作。
如图1所示，示例装置包括用于容纳各种类型的流体并通过两个或更多个独立的流体操作来将各种类型的流体选择性地测序的流体盒100。在一些例子中，流体盒100包括流体回路110、旁路流体回路120、第一组井130、第二组井140、第一阀150、第二阀160、公共通道105、出口通道170和阀阵列180。在一些例子中，流体盒100包括支撑盒的各种部件(例如第一组井130、第二组井140、第一阀150、第二阀160和阀阵列180)的基底(未示出)，但是盒的一个或更多个部件可以不被支撑在公共基底或其他支撑结构上。在一些例子中，流体回路110、旁路流体回路120和出口通道170包括布置在流体盒100的基底上或流体盒100的基底内的一个或更多个流体通道或导管，以传输流体盒100内的流体并将流体盒100内的流体传输到与流体盒100流体地连接的其他设备。
如图1所示，流体回路110包括流体设备112(例如，流动池)和两个或更多个流体通道111、115，流体通道111、115分别将流体设备112流体地连接到第二阀160和出口通道170。在一个例子中，流体设备112是流动池，其包括被固定在一起并在其中限定一个或更多个通道(未示出)的第一玻璃层(未示出)和第二玻璃层(未示出)。在各种例子中，流体设备112可以包括流体入口113、流体出口114以及流体地连接到流体入口113和流体出口114的一个或更多个流体通道(未示出)以允许流体处理(例如化学或生化化验或其他反应)发生。在各种例子中，流体设备112被配置成允许各种类型的流体(例如，试剂、缓冲液、反应介质)到流体入口113内的引入以在一个或更多个流体通道内经历流体处理。在各种例子中，流体设备112还被配置成允许各种类型的流体通过流体出口114从一个或更多个流体通道中排出。
在图1所示的例子中，通道111是将流体设备112的流体入口113流体地连接到第二阀160的入口通道，而通道115是将流体设备112的流体出口114流体地连接到出口通道170的后管线通道(post line channel)(两个通道在所示例子中被示出，尽管在其他例子中流体回路110可以包括多于两个通道)。在一些例子中，流体回路110包括与后管线通道115在一条线上的贮藏储器116，贮藏储器116被配置为容纳穿过流体设备112的一定体积的流体，使得离开流体设备112的流体可以在被引导至出口通道170之前被暂时容纳。贮藏储器116被配置成允许双向流体流动，使得贮藏储器116也可以容纳从出口通道170引导的流体，并允许流体流到流体设备112。
在一些例子中，流体设备112是盒100的一体的部分。在其他例子中，流体设备112例如经由将流体入口113和流体出口114分别连接到入口通道111和后管线通道115的流体连接器来可移除地附接或联接到盒100。
在图1所示的例子中，旁路流体回路120包括将第二阀160流体地连接到出口通道170的旁路流体通道121(一个通道在所示例子中被示出，但是在其他例子中旁路流体回路120可以包括两个或更多个通道)。旁路流体通道121被配置成允许流体从第二阀160流到出口通道170而不流动通过流体设备112。在一些例子中，旁路流体回路120包括与旁路流体通道121在一条线上的贮藏储器122，该贮藏储器122被配置为容纳从第二阀160供应的一定体积的流体，使得流体可以在被引导至出口通道170之前被暂时容纳。贮藏储器122被配置成允许双向流体流动，使得贮藏储器122也可以容纳从出口通道170引导的流体，并允许流体流到第二阀160。
在图1所示的例子中，公共通道105连接第一阀150和第二阀160。
如图1和图2所示，第一组井130包括两个或更多个第一流体井131，其联接到第一阀150，以便能够流体地连接到第一阀150。在所示的例子中，十九个第一流体井131联接到第一阀150，但是本公开可设想任何数量的两个或更多个第一流体井。第一组井130的不同流体井131可以具有相同或不同的尺寸(即体积)，例如所有流体井131可以具有相同的体积，所有流体井131可以具有不同的体积，或者流体井131的子集可以具有相同的体积，以及井131的子集可以具有不同的体积，这取决于要存储在每个第一流体井131中的试剂或其他流体的所需存储体积。
如图1和图2所示，第二组井140包括两个或更多个第二流体井141，其联接到第二阀160，以便能够流体地连接到第二阀160。在所示的例子中，五个第二流体井141联接到第二阀160，但是本公开可设想任何数量的两个或更多个第二流体井。第二组井140的不同流体井141可以具有相同或不同的尺寸(即体积)，例如所有流体井141可以具有相同的体积，所有流体井141可以具有不同的体积，或者流体井141的子集可以具有相同的体积，以及井141的子集可以具有不同的体积，这取决于要存储在每个第二流体井141中的试剂、缓冲液或其他流体的所需存储体积。
第一阀150被构造和布置成选择性地将第一组井130的第一流体井131中的一个流体地连接到公共通道105，并因而连接到第二阀160。在图1和2所示的例子中，第一阀150是包括可旋转地安装在流体盒100内的第一旋转体151的旋转阀。在一些例子中，第一旋转体151包括由刚性塑料材料(例如聚丙烯)制成的圆盘(未示出)和由弹性体材料(例如
Figure GDA0002485917930000131
和硅树脂)制成的盖(未示出)。在各种例子中，第一阀150包括多个第一井端口155，每个第一井端口与第一组井130的第一流体井131中的一个相关联。在图1和2所示的例子中，该组第一井端口155以圆周模式布置在第一旋转体151周围，使得每个第一井端口155位于距第一旋转体151的中心相同的径向距离处。在其他例子(未示出)中，该组第一井端口155可以放置成将第一阀150流体地连接到第一组井130的其他布置。在一些例子中，每个第一井端口155通过流体通道流体地连接到它的相关联的第一流体井131。
参考图2，第一阀150包括通过公共流体通道105流体地连接到第二阀160的第一阀出口，例如第一阀出口端口154，公共流体通道105从第一阀150的第一阀出口端口154延伸到第二阀160的第二阀进口端口166。在一些例子中，出口端口154可以布置在第一旋转体151的中心周围处。在所示的例子中，用虚线示出从第一阀出口端口154延伸的公共流体通道105的一部分，其与旋转体151重叠，例如在第一旋转体151下方延伸。
在图1和2所示的例子中，第一旋转体151包括从第一阀出口端口154朝着旋转体151的圆周边缘径向延伸的第一阀选择器通道152。
在各种例子中，旋转体151被配置成在多个角位置之间旋转，使得第一阀选择器通道152可以经由每个井的相应第一井端口155将第一流体井131中的任何一个流体地连接到第一阀出口端口154。当旋转体151旋转到角位置使得第一阀选择器通道152与第一井端口155中的一个对齐时，流体可以通过阀选择器通道152从所选择的第一流体井131流动并进入第一阀出口端口154内。
在一些例子中，第一阀150可以包括硬止动件(hard stop)(未示出)以在阻挡位置处限制旋转体151的旋转，在该阻挡位置处，第一阀选择器通道152不与第一井端口155中的任何一个对齐。在一些例子中，硬止动件包括从第一旋转体151的圆周边缘突出的突出部和从第一阀150的定子部件(stator component)(未示出)突出的柱，由此当第一旋转体151设置在阻挡位置处时突出部接合柱。
在各种例子中，当第一旋转体151设置在阻挡位置处时，第一阀150被配置成阻止流体从第一组井130流到第二阀160。在一些例子中，第一旋转体151被配置成在第一方向上从阻挡位置旋转到多个第一流体位置中的任何一个以选择性地允许从多个第一井端口155中的任何一个和相关联的第一流体井131中的任何一个流到第一阀出口端口154。在其他例子中，第一旋转体151被配置成从阻挡位置双向地旋转到将第一井端口155中的一个和相关联的第一流体井131中的一个连接到第一阀出口端口154的多个第一流体位置中的任何一个。
在一些例子中，第一旋转体151可以被设置到清洗位置(未示出)，使得第一阀150允许来自空气源的流体流动以通过气泡分离穿过公共流体通道105的流体的等分试样(aliquots)。
第二阀160被构造和布置成选择性地将第二组井140的第二流体井141中的一个流体地连接到流体回路110的入口通道111，将公共通道105和第一阀150连接到流体回路110的入口通道111，或者将公共通道105和第一阀150连接到旁路流体回路120的旁路通道121。在图1和图2所示的例子中，第二阀160是旋转阀，其包括可旋转地安装在流体盒100内的第二旋转体161，使得第二旋转体161被配置成在多个角位置之间旋转。在一些例子中，第二旋转体161包括由刚性塑料材料(例如聚丙烯)制成的圆盘(未示出)和由弹性体材料(例如
Figure GDA0002485917930000141
和硅树脂)制成的盖(未示出)。在各种例子中，第二阀160包括流体地连接到流体回路110的入口通道111的第二阀出口(例如第二阀出口端口164)、流体地连接到旁路回路120的旁路通道121的旁路端口165、流体地连接到公共通道105和第一阀150的第二阀进口端口166以及多个第二井端口167，每个第二井端口167与第二组井140的第二流体井141中的一个相关联。
在图1和图2所示的例子中，旁路端口165、第二阀进口端口166和多个第二井端口167以圆周模式布置在第二旋转体161周围。在其他例子(未示出)中，旁路端口165、第二阀进口端口166和多个第二井端口167可以被放置成将第二阀160流体地连接到旁路回路120、第一阀150和第二组井140的其他布置。在一些例子中，每个第二井端口167通过流体通道流体地连接到它的相关联的第二流体井141。
参考图2，第二阀出口端口164流体地连接到从第二阀160延伸到流体设备112的入口通道111。在一些例子中，第二阀出口端口164布置在第二旋转体161的中心周围处，使得旁路端口165、第二阀进口端口166和该组第二井端口167位于距第二阀出口端口164相同的径向距离处。在所示的例子中，用虚线示出从第二阀出口端口164延伸的入口通道111的一部分，其与旋转体151重叠，例如在第二旋转体161下方延伸。
在图1和图2所示的例子中，第二旋转体161包括从第二阀出口端口164朝着第二旋转体161的圆周边缘径向延伸的第二阀选择器通道162。
在图1-7所示的例子中，第二旋转体161还包括布置在第二旋转体161的圆周边缘附近的旁路选择器通道163。在一些例子中，旁路选择器通道163包括图3中所示的基本上与第二阀选择器通道162径向对齐的第一端163A和从第二阀选择器通道162偏移的第二端163B。参考图4，当第二旋转体161被设置在旁路位置处时，旁路选择器通道163的第一端163A被配置成流体地连接到第二阀进口端口166，并且旁路选择器通道163的第二端163B被配置成流体地连接到旁路端口165。在旁路位置处，第二阀选择器通道162不与第二井端口167中的任何一个对齐，使得第二选择器阀通道162不流体地连接到第二流体井141中的任何一个。在一些实施方式中，当第二旋转体161设置在旁路位置处时，第二阀选择器通道162可以流体地连接到第二流体井141，使得第二阀进口端口166流体地连接到旁路端口165，同时所选择的第二流体井141流体地连接到第二阀出口端口164。
在各种例子中，第二旋转体161被配置成在多个角位置之间旋转，使得第二阀160允许流体(i)从第二组井140的第二流体井141中的一个流到入口通道111，(ii)从公共通道105和第一阀150流到入口通道111，或者(iii)从公共通道105和第一阀流到旁路通道121。
第二旋转体161到第二阀选择器通道162与第二井端口167中的一个流体地连接的角位置的旋转允许流体从所选择的对应的第二流体井141通过第二阀选择器通道162、通过第二阀出口端口164流动并流动到入口通道111中。当第二阀选择器通道162与第二井端口167中的一个流体地连接时，旁路选择器通道163的第一端163A和第二端163B从第二阀进口端口166和旁路端口165移位，使得旁路选择器通道163不与第二阀进口端口166和旁路端口165流体连通。
第二旋转体161到第二阀选择器通道162与第二阀进口端口166流体地连接的角位置的旋转允许流体从公共流体通道105和第一阀150通过第二阀选择器通道162、通过第二阀出口端口164流动并流动到入口通道111中。当第二阀选择器通道162与第二阀进口端口166流体地连接时，旁路选择器通道163的第一端163A和第二端163B从第二阀进口端口166和旁路端口165移位，使得旁路选择器通道163不与第二阀进口端口166和旁路端口165流体连通。
在一些例子中，第二阀160可以包括类似于上面关于第一阀150描述的例子的硬止动件，以在阻挡位置处限制第二旋转体161的旋转，在阻挡位置处，第二阀选择器通道162不与第二井端口167中的任何一个对齐。当第二旋转体161设置在阻挡位置处时，第二阀160防止流体从第一阀150和/或第二组井140中的任何一个流到第二阀出口端口164，并且防止流体从第一阀150流到旁路端口165。
在一些例子中，第二旋转体161被配置成在第一方向上从阻挡位置旋转到第一阀位置，其中第二阀选择器通道162与第二阀进口端口166对齐，使得第二阀160允许流体在第二阀进口端口166和第二阀出口端口164之间流动。当第二旋转体161设置在第一阀位置处时，阀选择器通道162与第二阀进口端口166对齐，使得第二阀选择器通道162流体地连接到第二阀进口端口166，并且旁路选择器通道163不流体地连接到任何一个端口。在一些实施方式中，旁路选择器通道163可以将第二井端口167流体地连接到另一第二井端口167和/或旁路端口165。
在一些例子中，第二旋转体161被配置成在第一方向上从阻挡位置旋转到一个或更多个第二井位置，使得第二阀160允许流体在所选择的第二井端口167和第二阀出口端口164之间流动。当第二旋转体161设置在第二井位置中的任何一个处时，第二阀选择器通道162的入口端流体地连接到所选择的第二井端口167，且旁通阀通道163不流体地连接到任何一个端口。
在第一阀150和第二阀160的各种例子中，可以提供第一旋转体151和第二旋转体161的角位置的自动控制和监控。每个旋转体可以例如通过齿轮、传送带(belts)、滑轮、驱动轴等联接到马达或其他动力装置，以便提供旋转体的自动按需提供动力的旋转。旋转体的角位置控制和监控可以由旋转位置传感器(例如编码器和/或步进马达)提供。
参考图1所示的例子，流体盒100包括流体地连接到出口通道170的废物出口191，并且泵190可以流体地连接到出口通道170。在各种例子中，泵190被配置成在出口通道170和流体回路110和/或旁路流体回路120中的任何一个之间施加压力差以沿着流体回路110和/或旁路流体回路120中的任何一个双向地推进流体流。泵190可以包括具有可操作地与注射器相关联的致动器(未示出)的注射泵。在各种例子中，致动器被配置为在第一方向上移动注射器的柱塞以产生负压力差，以通过流体回路110和/或旁路流体回路120朝向注射器的筒抽吸流体(并且可能使流体抽吸到注射器的筒中)。致动器还被配置成在与第一方向相反的第二方向上移动柱塞以产生正压力差并使流体远离注射器排出(并且可能使流体从注射器排出)并进入流体回路110和/或旁路流体回路120中的任何一个内。在其他例子(未示出)中，泵190可以包括能够反转流动方向的任何其他压力差产生机构。
在一些例子中，当注射泵190的柱塞改变方向时，可能存在由柱塞产生的压力的滞后(例如迟滞)。注射泵190的操作可以通过首先将柱塞在相反方向上的运动改变部分冲程并然后在等待预定量的时间之后完成柱塞在相反方向上的冲程来补偿这个滞后。在一个例子中，柱塞190可以在第一方向上移动以抽吸流体回路110或旁路流体回路120，以及然后在第二方向上移动以将流体分配到流体回路110或旁路流体回路120中。将流体分配到流体回路110或旁路流体回路120中的过程可以通过在第二方向上将柱塞的方向首先反转部分冲程来执行，以消除(account for)由注射泵190产生的压力的任何滞后。在第二方向上将柱塞移动部分冲程之后，柱塞在第二方向上的冲程可以被完成以确保期望体积的流体被分配到流体回路110或旁路流体回路120中。
在各种例子中，流体盒100包括阀阵列180，阀阵列180包括沿着出口通道170布置的一个或更多个操纵阀181-183以选择性地控制在流体回路110、旁路回路120、泵190和废物出口191之间的流动。一个或更多个操纵阀181-183包括布置在后管线115和出口通道170之间的接合点处的第一操纵阀181、布置在旁路流体通道121和出口通道170之间的接合点处的第二操纵阀182以及布置在废物出口191和出口通道170之间的接合点处的第三操纵阀183。
在一些例子中，第三操纵阀183比废物出口191更靠近泵190以促进气泡从泵190的去除。第三操纵阀183相对于泵190的邻近位置降低了从泵190输出的气泡变得被俘获在出口通道170中的可能性，从而允许气泡有效地从流体盒100中被清除。
在各种例子中，操纵阀181-183可以是由小的圆形凹陷(rounded dips)构成的夹管阀，并且可以用外部夹杆压缩以密封它们的相应通道。在各种例子中，在通道上结合的材料应该足够柔软，以实现这种夹管阀机制的使用。只有具有打开的阀的通道才允许流动出现，因而产生选择流体到其相应的通道的特定流。
如图1所示，压力传感器202(例如压力计)可以连接到出口通道170以监控流过其的流体的压力。在一些例子中，压力传感器202被配置成产生指示流过出口通道170的流体的压力测量的信号，并且泵190和阀阵列180的操作可以是基于出口通道170的压力测量进行的。
参考图7和图8，在各种例子中，阀阵列180可以在各种模式下操作，其中特定的操纵阀181-183被设置到打开或关闭位置以选择性地控制在流体回路110、旁路回路120、泵190和废物出口191之间的流动。参考图8的表1，在一些例子中，阀阵列180可以被设置在全部打开模式中，其中所有操纵阀181-183被设置到在表中由“O”表示的打开位置。在全部打开位置处，阀阵列180允许流体从流体回路110和旁路流体回路120流到出口通道170，并且允许流体从出口通道170流到废物出口191。
参考图8的表1，在一些例子中，阀阵列180可以被设置成流体回路或流动池模式，其中第一操纵阀181被设置到打开位置，并且第二操纵阀182和第三操纵阀183被设置到在表中由“X”表示的关闭位置。在流体回路模式中，阀阵列180允许在流体回路110和泵190之间的流体流动，同时防止在旁路流体回路120和出口通道170之间的流体流动并防止在出口通道170和废物出口191之间的流体流动。因此，在流体回路模式下，来自第一组井130或第二组井140中的任一个井的流体可被引导至流体回路110、贮藏储器116、出口通道170和/或泵190，并且流体可被反转以从泵190、出口通道170和/或贮藏储器116流回到流体回路110。
参考图8的表1，在一些例子中，阀阵列180可以被设置在废物模式中，其中第三操纵阀183被设置到打开位置，并且第一操纵阀181和第二操纵阀182被设置到关闭位置。在废物模式下，阀阵列180允许在泵190和废物出口191之间的流动流体，同时防止在旁路流体回路120和出口通道170之间的流体流动并防止在流体回路110和出口通道170之间的流体流动。因此，在废物模式下，来自泵190和/或出口通道170的流体可以被引导至废物出口191。
参考图8的表1，在一些例子中，阀阵列180可以被设置在旁路模式中，其中第二操纵阀182被设置到打开位置，并且第一操纵阀181和第三操纵阀183被设置到关闭位置。在旁路模式下，阀阵列180允许在旁路流体回路120和泵190之间的流体流动，同时防止在流体回路110和出口通道170之间的流体流动并防止在出口通道170和废物出口191之间的流体流动。因此，在旁路模式下，来自第一组井130或第二组井140中的任一个井的流体可以被引导至旁路流体回路120、出口通道170和/或泵190，并且流体可以被反转以从泵190和/或出口通道170流到旁路流体回路120。
在各种例子中，阀阵列180被配置成最小化在两种操作模式之间的过渡期间可能出现的交叉污染或体积不准确性。在各种例子中，流体操纵阀181-183被定位成使得在第一流体操纵阀181和第二流体操纵阀182都瞬时打开的情况下流体流将被引导至废物出口191，这降低了在流体设备112中的两种或更多种流体之间的交叉污染的风险。在各种例子中，流体操纵阀181-183由布置在配置成处理流体盒100的仪器(未示出)中的凸轮(未示出)驱动。在流体操纵阀181-183和凸轮之间的相互作用被配置成最小化在两种操作模式之间的过渡时间，从而降低交叉污染或体积不准确性的可能性。
流体盒的操作模式
在各种例子中，如图3-6所示，流体盒100在各种模式下操作以选择性地将流体从第一组井130的第一流体井131中的任何一个引导至流体回路110或旁路回路120，或者从第二组井140的第二流体井141中的任何一个引导至流体回路110。
参考图3，第一阀150和第二阀160可以被设置成第一流体处理模式以允许流体从第一组井130的所选择的第一流体井131流到流体回路110，并阻止来自第二组井140的流动。在第一流体处理模式下，第一阀150的第一旋转体151被设置为将第一阀选择器通道152与第一井端口155中的所选择的一个第一井端口连接以允许流体从相关联的第一井131流到第一阀出口端口154，并且第二阀160的第二旋转体161被设置为将第二阀选择器通道162与第二阀进口端口166连接以允许流体在第二阀进口端口166和第二阀出口端口164之间流动。同时，在阀181打开以及阀182和183关闭的情况下，阀阵列180被设置在流体回路模式中以允许流体从流体回路110流到出口通道170和泵190。如图3所示，第一流体的等分试样(由粗线指示)从所选择的第一井131经由公共流体通道105被引导至第二阀160并被引导通过流体设备112以经历流体处理。在穿过流体设备112之后，第一流体的等分试样可以暂时容纳在贮藏储器116中或者被直接发送到注射泵190中。
参考图4，第一阀150和第二阀160可以被设置到旁路模式以允许流体从第一组井130的所选择的第一流体井131流到旁路流体回路120，并阻止来自第二组井140的流动。在旁路模式下，第一阀150的第一旋转体151被设置为将第一阀选择器通道152与第一井端口155中的所选择的一个第一井端口连接以允许流体从相关联的第一井端口131流到第一阀出口端口154，并且第二阀160的第二旋转体161被设置为将旁路选择器通道163与第二阀进口端口166和旁路端口165对齐以允许在第二阀进口端口166和旁路端口165之间的流体流动。同时，在阀182打开以及阀181和183关闭的情况下，阀阵列180被设置在旁路模式中以允许流体从旁路流体回路120流到出口通道170和泵190。如图4所示，第一流体的等分试样(由粗线指示)从所选择的第一井131经由公共流体通道105被引导至第二阀160并进入旁路通道121内，其中第一流体的等分试样可以暂时容纳在贮藏储器122中和/或被直接发送至注射泵190。
参考图5，第一阀150和第二阀160可以被设置到第二流体处理模式以允许流体从第二组井140的所选择的第二流体井141流到流体回路110，并阻止来自第一组井130的流动。在第二流体处理模式下，第一阀150被设置到阻挡位置，其中第一阀选择器通道152不与第一井端口155中的任何一个对齐以阻挡来自第一组井130的流体。第二阀160被设置成将第二阀选择器通道162与第二井端口167中的所选择的一个第二井端口连接以允许流体从相关联的第二流体井141流到第二阀出口端口164。同时，在阀181打开以及阀182和183关闭的情况下，阀阵列180被设置在流体回路模式中以允许流体从流体回路110流到出口通道170和泵190。如图5所示，第二流体的等分试样(由粗线指示)从所选择的第二流体井141经由入口通道111被引导至流体设备112以经历流体处理。在穿过流体设备112之后，第二流体的等分试样可以暂时容纳在贮藏储器116中和/或被直接发送到注射泵190。
参考图6，流体盒100可以被设置到废物模式。在废物模式下，第一阀150被设置到阻挡位置，其中第一阀选择器通道152不与第一井端口155中的任何一个对齐以阻挡来自第一组井130的流体，并且在阀183打开以及阀181和182关闭的情况下，阀阵列180被设置在废物模式中以允许在泵190和废物出口191之间的流体流动，并且阻止从流体回路110或旁路流体回路120到出口通道170的流动。在废物模式下，第二阀160可以被设置在任何位置上而不将流体流引导到流体回路110和旁路流体回路120两者。如图6所示，被容纳在注射泵190或另一储器中的用过的流体可以被排空到废物出口191中以用于处置。
在一些例子中，根据在Stone等人在2014年8月7日提交的美国专利第9,410,977号“FLUIDIC SYSTEM FOR REAGENT DELIVERY TO A FLOW CELL”中所描述的试剂再使用处理，暂时容纳在贮藏储器116中的第一流体的等分试样或第二流体的等分试样可以再次被再引入到流体设备112中。
在一些例子中，根据在2017年12月13日提交的美国专利公布号2018/0185842“REAGENT CHANNEL MIXING SYSTEM AND METHOD”中描述的混合处理，暂时容纳在贮藏储器122中的第一流体的等分试样可用于与其他流体(例如另一试剂溶液)混合。
根据在本公开中描述的例子，流体盒100允许第二种类型的流体处理操作(例如流体的输送、混合或灌注)在完全独立于流体设备112的旁路流体回路120中发生。例如，第一流体可以存储在流体设备112中用于第一流体处理操作(例如，培育)，而第二流体可以经由旁路流体回路120被引导至贮藏储器122和/或注射泵190以经历第二流体处理操作(例如，灌注)。通过同时操作两个独立的流体操作，流体盒100可以通过并行化减少或缩短完成多个流体过程的累积时间。
根据本公开中描述的例子，流体盒100允许某些流体(其可能彼此不相容或者可能以其它方式优选地保持分离)通过将第一组流体容纳在与第一阀150相关联的第一组井130中并且将第二组流体容纳在与第二阀160相关联的第二组井140中来保持分离。例如，用于聚集和双端灌注(CPE)操作的第一组流体可被容纳在第一组井130中并通过第一阀150和第二阀160的旁路通道163处理，以及用于合成测序(sequencing-by-synthesis(SBS))操作的第二组流体可被容纳在第二组井140中并通过第二阀160的第二阀选择器通道161处理。第二阀160可以被配置成使得旁路通道163不在第二井端口167中的任一个之上经过，从而防止在预期用于CPE操作的第一组流体和预期用于SBS操作的第二组流体之间的任何未预期的交叉污染。
根据在本公开中描述的例子，流体盒100允许流体基于工作流程和用法来被布置。例如，预期用于SBS操作的第二组流体比预期用于CPE操作的第一组流体在测序过程期间更频繁地被选择和移动。因此，在各种例子中，被容纳在第二组井140中的第二组流体仅由第二阀160处理，使得当第二组流体被第二阀160选择和移动时，被容纳在第一组井130中的第一组流体可以选择性地保持闲置并由第一阀150保护。在第一组井130和第二组井140与第一阀150和第二阀160之间的布置减小阀150、160在测序过程期间必须旋转的总距离，从而提高流体盒100的整体可靠性。
处理仪器
流体盒100可以可移除地联接到流体处理仪器。如在图10中示意性所示的，可移除的流体盒100可以可操作地安装到处理仪器50中。如上所述，流体盒100包括通过公共流体通道105连接到第二阀160的第一阀150。流体盒100还包括将第二阀160连接到阀阵列180的旁路回路120。流体设备112可以可操作地联接到仪器50，并通过入口通道111连接到盒100的第二阀160。仪器50还可以包括废物出口191(以及可能废物储器)和泵190，这两者都连接到盒100的阀阵列180。控制器200(其可以是仪器50的一部分或者可以是可操作地连接到仪器50的独立或远程计算机资源)控制仪器50的操作(例如，流体设备112的处理和泵190的操作)和盒100的操作(例如，第一阀150和第二阀160的操作和阀阵列180的操作)。
硬件和软件
本公开的方面通过控制和计算硬件部件、用户创建的软件、数据输入部件和数据输出部件来实现。硬件部件包括被配置成通过接收一个或更多个输入值、执行存储在非暂时性机器可读介质(例如，软件)上的一个或更多个算法来实现计算和/或控制步骤的计算和控制模块(例如，系统控制器)，例如微处理器和计算机，所述算法提供用于操纵或以其它方式作用于输入值的指令并且输出一个或更多个输出值。这种输出可以被显示或以其他方式被指示给用户以用于向用户提供信息，例如关于仪器的状态或由此执行的过程的信息，或者这种输出可以包括对其他过程和/或控制算法的输入。数据输入部件包括元件，数据由该元件输入以用于由控制和计算硬件部件使用。这种数据输入部可以包括位置传感器、马达编码器以及手动输入元件，例如图形用户界面、键盘、触摸屏、麦克风、开关、手动操作的扫描仪、语音激活的输入部等。数据输出部件可以包括硬盘驱动器或其他存储介质、图形用户界面、监视器、打印机、指示灯或可听信号元件(例如蜂鸣器、喇叭、铃等)。软件包括存储在非暂时性计算机可读介质上的指令，其当由控制和计算硬件执行时使控制和计算硬件执行一个或更多个自动化或半自动化过程。
在一些例子中，装置可以包括控制系统，该控制系统包括计算机控制的控制器200(在图1中被示意性地表示)。控制器200可以是连接到流体盒100的控制系统或计算机，或者可以包括与流体盒100集成的计算机部件。这些计算机部件可以包括一个或更多个微处理器、显示器、键盘(和/或其他用户输入设备)、存储器部件、打印机等。控制器200可以被配置成接收来自用户或反馈设备(例如压力传感器、流量计等)的输入(例如，用户输入)，并且管理流体盒100的流体操作的性能。控制器200可以包括软件算法，其使得用户能够将与流体处理操作相关的用户定义的参数输入到流体盒100中，排定(schedule)在流体盒100上的不同流体处理操作，并且使控制器200执行与流体处理操作相关联的不同步骤，监控流体处理操作的性能，并且为用户输出结果(在显示器上、打印输出等)。
在各种例子中，控制器200可操作地链接到第一阀150、第二阀160、阀阵列180和泵190(通信线路从附图被省略)，使得控制器200可以向流体盒100的不同设备发送指令以执行与流体处理操作相关联的不同步骤(例如，与图3-6和图9相关联的过程)。
用于引导被容纳在流体盒中的流体的方法
根据各种例子，图9示出了用于将流体从第一组井130和第二组井140中的任何一个井引导到流体回路110或旁路流体回路120的方法900。
如图9所示，方法900包括步骤910：通过将第一阀150从阻挡位置设置到第一流体位置来选择可操作地与第一阀150相关联的第一组井130中的第一流体井131，其中第一阀选择器通道152与对应于所选择的第一流体井131的第一井端口155中的一个连接。在一些例子中，步骤910还包括使用第一致动器，第一致动器包括可操作地连接到第一阀150以将第一阀体151从阻挡位置旋转到第一流体位置的马达(未示出)。在一些例子中，步骤910还包括使用可操作地链接到第一致动器的控制器200以命令第一阀150从阻挡位置被重新配置到第一流体位置。
如图9所示，方法900包括步骤920：通过将第二阀160设置到旁路位置来使第一流体从所选择的第一流体井131通过第一阀150移动到可操作地与第二阀160相关联的旁路通道121中，其中旁路选择器通道163的第一端163A与第二阀进口端口166对齐，以及旁路选择器通道163的第二端163B与旁路端口165对齐。在一些例子中，步骤920还包括使用泵190来产生压力差以驱动流体从所选择的第一流体井131通过第一阀150流动并到达旁路通道121。在一些例子中，步骤920包括使用第二致动器，该第二致动器包括可操作地连接到第二阀160以将第二阀体161旋转成与旁路通道121连接的马达(未示出)。在一些例子中，步骤920还包括使用可操作地链接到第二致动器的控制器200以命令第二阀160被重新配置到旁路位置。
如图9所示，方法900包括步骤930：通过将第二阀160设置到第二井位置来选择可操作地与第二阀160相关联的第二组井140的第二流体井141，其中第二阀选择器通道162与对应于所选择的第二流体井141的第二井端口167中的一个对齐。在一些例子中，步骤930包括使用第二致动器来将第二阀体161旋转到第二井位置。在一些例子中，步骤930还包括使用可操作地链接到第二致动器的控制器200以命令第二阀160被重新配置到第二井位置。在一些例子中，步骤930还包括通过将第一阀设置到阻挡位置来阻止存储在第一组井131中的流体通过第一阀150、公共通道105移动并进入第二阀160内。
如图9所示，方法900包括步骤940：使第二流体从第二组井140的所选择的第二流体井141通过第二阀160移动并进入流体回路110内，同时在步骤920中从所选择的第一流体井131移动的第一流体存储在旁路通道121中。步骤940还可以包括将所选择的第一流体容纳在贮藏储器122中以及将所选择的第二流体移动到流体设备112中。在一些例子中，步骤940还包括使用泵190来产生压力差以驱动流体从所选择的第二流体井141通过第二阀160流动并进入流体回路110内。
在一些例子中，方法900包括步骤950：通过将第一阀150设置到第一流体位置来选择可操作地与第一阀150相关联的第一组流体井130的第一流体井131。在一些例子中，步骤950包括选择在步骤910中被选择的第一流体井131。在一些例子中，步骤950包括选择在步骤910中未被选择的第一流体井131，其容纳与在步骤910的所选择的第一流体井131中容纳的第一流体不同的第三流体。
在一些例子中，方法900包括步骤960：通过将第二阀160设置到第一阀位置来使流体从第一组井130中的所选择的第一流体井131移动通过第一阀150、公共通道105、第二阀160和流体回路110，其中第二阀选择器通道162与第二阀进口端口166连接。在一些例子中，步骤960包括使用第二致动器来将第二阀160旋转到第一阀位置。在一些例子中，步骤960还包括使用可操作地链接到第二致动器的控制器200以命令第二阀160被旋转到第一阀位置。
在一些例子中，方法900可以包括在步骤920之后使所选择的第一流体的至少一部分从旁路通道121移动到出口通道170并进入注射泵190内以及然后使容纳在注射泵190中的所选择的第一流体的该部分通过出口通道170排出并进入流体回路110中。在一些例子中，使所选择的第一流体的至少一部分从旁路通道121移动到出口通道170的步骤包括使用致动器来使注射泵190的柱塞在第一方向上移动以产生负压力差。在一些例子中，使容纳在注射泵190中的所选择的第一流体的该部分通过出口通道170排出并进入流体回路110中的步骤包括使用致动器来使注射泵190的柱塞在第二方向上移动以产生正压力差。在一些例子中，使所选择的第一流体的至少一部分从旁路通道121移动到出口通道170的步骤包括通过将阀阵列180设置在旁路模式中来将第二操纵阀182打开到打开位置，将第一操纵阀181和第三操纵阀183设置到关闭位置。在一些例子中，使来自注射泵190的所选择的第一流体的该部分排出到出口通道170并进入流体回路110中的步骤包括通过将阀阵列180设置在流动池模式中来将第一操纵阀181打开到打开位置，将第二操纵阀182和第三操纵阀183设置到关闭位置。
在一些实施方式中，方法900可以包括在步骤940之后可以通过将第二阀160设置到旁路供应位置来将来自旁路通道121的所选择的第一流体移动到流体回路110中，其中第二阀选择器通道162与旁路端口165对齐。在一些例子中，该步骤包括使用第二致动器来将第二阀体161旋转到旁路供应位置。在一些例子中，该步骤还包括使用可操作地链接到第二致动器的控制器200以命令第二阀160被重新配置到旁路供应位置。在一些例子中，该步骤还包括通过将第一阀设置到阻挡位置来阻止存储在第一组井131中的流体通过第一阀150、公共通道105移动并进入第二阀160。
在一些例子中，方法900可以包括在步骤940之后使所选择的第二流体的至少一部分从流体回路110移动到出口通道170并进入注射泵190内。在一些例子中，使所选择的第二流体的至少一部分从流体回路110移动到出口通道170的步骤包括使用致动器来在第一方向上移动注射泵190的柱塞以产生负压力差。在一些例子中，使所选择的第二流体的至少一部分从流体回路110移动到出口通道170的步骤包括：通过将阀阵列180设置在流动池模式中来将第一操纵阀181打开到打开位置，将第二操纵阀182和第三操纵阀183设置到关闭位置。
在一些例子中，方法900可以包括借助于通过将第一阀选择器通道152连接到空气或其他气体或液体的源将第一阀150设置到清洗位置并通过将旁路选择器通道163连接到第二阀进口端口166和旁路端口165将第二阀160设置到旁路位置来将一定体积的空气引入到旁路通道121中的过程。
在一些实施方式中，方法900的步骤910、920、930、940、950和/或960可以以任何顺序被执行，并且不限于图9所示的特定顺序。此外，可以省略方法900的步骤910、920、930、940、950和/或960中的任何一个。
应当认识到，前面的构思和下面更详细讨论的另外的构思的所有组合(条件是这样的构思不是相互不一致的)都被设想为本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开中的所要求保护的主题的所有组合被设想为本文公开的创造性主题的一部分。还应当认识到，也可以出现在通过引用并入的任何公开内容中的本文中明确使用的术语应当被赋予与本文公开的特定构思最一致的含义。
虽然已经参考某些说明性示例(包括特征的各种组合和子组合)相当详细地描述和示出了本公开的主题，但是本领域中的技术人员应容易认识到被包含在本公开的范围内的其他示例及其变化和修改。此外，这样的示例、组合和子组合的描述并不意图传达所要求保护的主题需要除了在权利要求中明确列举的特征或特征的组合之外的特征或特征的组合。因此，本公开的范围意图包括被包含在下面的所附权利要求的精神和范围内的所有修改和变化。

Claims (41)

1.一种流体盒装置，包括：
流体回路；
旁路流体回路；
第一组流体井；
第二组流体井；
第一阀，其具有第一阀出口端口和多个第一井端口，所述多个第一井端口可操作地与所述第一组流体井相关联，所述第一阀当在第一位置时选择性地将所述第一组流体井的第一井流体地连接到所述第一阀出口端口，并且当在第二位置时选择性地将所述第一组流体井的第二井流体地连接到所述第一阀出口端口；
第二阀，其具有第二阀出口端口、旁路选择器通道和可操作地与所述第二组流体井相关联的多个第二井端口，所述第二阀出口端口可操作地与所述流体回路相关联，所述旁路选择器通道可操作地与所述旁路流体回路和所述第一阀出口端口相关联，所述第二阀当在第一井位置时选择性地将所述第二组流体井的第一井流体地连接到所述流体回路以允许流体从所述第二组流体井的所述第一井流动到所述流体回路，并且当在旁路位置时选择性地将所述旁路选择器通道流体地连接到所述旁路流体回路；
公共通道，其将所述第一阀出口端口流体地连接到所述第二阀；
出口通道，其流体地连接到废物出口；以及
阀阵列，其包括一个或更多个阀，所述一个或更多个阀沿着所述出口通道布置，以选择性地控制在所述旁路流体回路和流体地连接到所述出口通道的泵之间的流动、在所述流体回路和所述泵之间的流动、以及在所述出口通道和所述废物出口之间的流动中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的流体盒装置，其中所述第二阀能够在多个位置之间旋转。
3.根据权利要求1所述的流体盒装置，其中所述第二阀当在第一阀位置时选择性地将所述第一阀出口端口流体地连接到所述流体回路。
4.根据权利要求2所述的流体盒装置，其中所述第二阀当在第一阀位置时选择性地将所述第一阀出口端口流体地连接到所述流体回路。
5.根据权利要求1所述的流体盒装置，其中所述第二阀当在第二井位置时选择性地将所述第二组流体井的第二井流体地连接到所述流体回路。
6.根据权利要求2所述的流体盒装置，其中所述第二阀当在第二井位置时选择性地将所述第二组流体井的第二井流体地连接到所述流体回路。
7.根据权利要求3所述的流体盒装置，其中所述第二阀当在第二井位置时选择性地将所述第二组流体井的第二井流体地连接到所述流体回路。
8.根据权利要求4所述的流体盒装置，其中所述第二阀当在第二井位置时选择性地将所述第二组流体井的第二井流体地连接到所述流体回路。
9.根据权利要求1所述的流体盒装置，其中所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
10.根据权利要求2所述的流体盒装置，其中所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
11.根据权利要求3所述的流体盒装置，其中所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
12.根据权利要求4所述的流体盒装置，其中所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
13.根据权利要求5所述的流体盒装置，其中所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
14.根据权利要求6所述的流体盒装置，其中所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
15.根据权利要求7所述的流体盒装置，其中所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
16.根据权利要求8所述的流体盒装置，其中所述第一阀能够在多个位置之间旋转。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的流体盒装置，其中所述旁路流体回路包括旁路贮藏储器以容纳第一预定体积的流体。
18.根据权利要求1-16中任一项所述的流体盒装置，其中所述流体回路包括流体设备和流体贮藏储器，所述流体贮藏储器在所述流体设备的下游容纳第二预定体积的流体。
19.根据权利要求17所述的流体盒装置，其中所述流体回路包括流体设备和流体贮藏储器，所述流体贮藏储器在所述流体设备的下游容纳第二预定体积的流体。
20.根据权利要求1-16和19中任一项所述的流体盒装置，其中
所述流体回路包括流动池；
所述旁路流体回路包括旁路通道；
其中所述多个第一井端口中的一个第一井端口可操作地与所述第一组流体井的所述第一井相关联，使得所述第一阀选择性地允许从所述第一组流体井的所述第一井到所述第一阀出口端口的流动；并且
其中所述第二阀的所述第二阀出口端口流体地连接到所述流体回路，并且所述第二阀包括：
旁路端口，其流体地连接到所述旁路通道，
第二阀进口端口，其流体地连接到所述第一阀出口端口，
所述多个第二井端口中的流体地连接到所述第二组流体井的所述第一井的一个第二井端口，以及
第二阀旋转体，其旋转到多个第二阀位置，使得所述第二阀选择性地允许从所述多个第二井端口的所述一个第二井端口或所述第二阀进口端口中的被选择的一个到所述第二阀出口端口的流动，或者从所述第二阀进口端口到所述旁路端口的流动。
21.根据权利要求17所述的流体盒装置，其中
所述流体回路包括流动池；
所述旁路流体回路包括旁路通道；
其中所述多个第一井端口中的一个第一井端口可操作地与所述第一组流体井的所述第一井相关联，使得所述第一阀选择性地允许从所述第一组流体井的所述第一井到所述第一阀出口端口的流动；并且
其中所述第二阀的所述第二阀出口端口流体地连接到所述流体回路，并且所述第二阀包括：
旁路端口，其流体地连接到所述旁路通道，
第二阀进口端口，其流体地连接到所述第一阀出口端口，
所述多个第二井端口中的流体地连接到所述第二组流体井的所述第一井的一个第二井端口，以及
第二阀旋转体，其旋转到多个第二阀位置，使得所述第二阀选择性地允许从所述多个第二井端口的所述一个第二井端口或所述第二阀进口端口中的被选择的一个到所述第二阀出口端口的流动，或者从所述第二阀进口端口到所述旁路端口的流动。
22.根据权利要求18所述的流体盒装置，其中
所述流体回路包括流动池；
所述旁路流体回路包括旁路通道；
其中所述多个第一井端口中的一个第一井端口可操作地与所述第一组流体井的所述第一井相关联，使得所述第一阀选择性地允许从所述第一组流体井的所述第一井到所述第一阀出口端口的流动；并且
其中所述第二阀的所述第二阀出口端口流体地连接到所述流体回路，并且所述第二阀包括：
旁路端口，其流体地连接到所述旁路通道，
第二阀进口端口，其流体地连接到所述第一阀出口端口，
所述多个第二井端口中的流体地连接到所述第二组流体井的所述第一井的一个第二井端口，以及
第二阀旋转体，其旋转到多个第二阀位置，使得所述第二阀选择性地允许从所述多个第二井端口的所述一个第二井端口或所述第二阀进口端口中的被选择的一个到所述第二阀出口端口的流动，或者从所述第二阀进口端口到所述旁路端口的流动。
23.根据权利要求20所述的流体盒装置，其中所述旁路端口、所述第二阀进口端口和所述多个第二井端口以圆周模式布置，并且所述第二阀旋转体包括：
第二阀选择器通道，其将所述第二阀出口端口流体地连接到所述第二阀进口端口或所述多个第二井端口中的所述一个第二井端口；以及
所述旁路选择器通道，其在所述第二阀旋转体设置在旁路位置处时将所述第二阀进口端口流体地连接到所述旁路端口。
24.根据权利要求21或22所述的流体盒装置，其中所述旁路端口、所述第二阀进口端口和所述多个第二井端口以圆周模式布置，并且所述第二阀旋转体包括：
第二阀选择器通道，其将所述第二阀出口端口流体地连接到所述第二阀进口端口或所述多个第二井端口中的所述一个第二井端口；以及
所述旁路选择器通道，其在所述第二阀旋转体设置在旁路位置处时将所述第二阀进口端口流体地连接到所述旁路端口。
25.根据权利要求20所述的流体盒装置，其中所述第一阀包括第一阀旋转体以旋转到多个第一位置，使得所述第一阀选择性地控制从所述多个第一井端口中的所选择的一个到所述第一阀出口端口的流动；并且
其中所述第一阀旋转体包括第一阀选择器通道，所述第一阀选择器通道将所述多个第一井端口中的所选择的一个流体地连接到所述第一阀出口端口。
26.根据权利要求21-23中任一项所述的流体盒装置，其中所述第一阀包括第一阀旋转体以旋转到多个第一位置，使得所述第一阀选择性地控制从所述多个第一井端口中的所选择的一个到所述第一阀出口端口的流动；并且
其中所述第一阀旋转体包括第一阀选择器通道，所述第一阀选择器通道将所述多个第一井端口中的所选择的一个流体地连接到所述第一阀出口端口。
27.根据权利要求24所述的流体盒装置，其中所述第一阀包括第一阀旋转体以旋转到多个第一位置，使得所述第一阀选择性地控制从所述多个第一井端口中的所选择的一个到所述第一阀出口端口的流动；并且
其中所述第一阀旋转体包括第一阀选择器通道，所述第一阀选择器通道将所述多个第一井端口中的所选择的一个流体地连接到所述第一阀出口端口。
28.一种流体盒装置，包括：
流体回路，其流体地连接到流动池；
旁路通道；
第一流体井；
第二流体井；
第一阀，其包括第一阀出口端口和多个第一井端口，所述多个第一井端口中的一个第一井端口可操作地与所述第一流体井相关联，使得所述第一阀选择性地允许从所述第一流体井到所述第一阀出口端口的流动；以及
第二阀，其包括：
第二阀出口端口，其流体地连接到所述流体回路；
旁路端口，其流体地连接到所述旁路通道；
第二阀进口端口，其流体地连接到所述第一阀出口端口；
第二流体井端口，其流体地连接到所述第二流体井；以及
第二阀旋转体，其旋转到多个第二阀位置，使得所述第二阀选择性地允许从所述第二流体井端口和所述第二阀进口端口中的所选择的一个到所述第二阀出口端口或从所述第二阀进口端口到所述旁路端口的流动。
29.根据权利要求28所述的流体盒装置，其中所述旁路端口、所述第二阀进口端口和所述第二流体井端口以圆周模式布置，并且所述第二阀旋转体包括：
第二阀选择器通道，其将所述第二阀出口端口流体地连接到所述第二阀进口端口或所述第二流体井端口，以及
旁路选择器通道，其在所述第二阀旋转体设置在旁路位置时将所述第二阀进口端口流体地连接到所述旁路端口。
30.根据权利要求28或29所述的流体盒装置，其中所述第一阀包括第一阀旋转体以旋转到多个第一位置，使得所述第一阀选择性地控制从所述多个第一井端口中的所选择的一个到所述第一阀出口端口的流动；并且
其中所述第一阀旋转体包括第一阀选择器通道，所述第一阀选择器通道将所述多个第一井端口中的所选择的一个流体地连接到所述第一阀出口端口。
31.一种用于引导流体的方法，包括：
通过将第一阀从基础位置设置到第一位置来选择存储在第一组流体井中的第一流体井中的第一流体，所述第一组流体井可操作地与所述第一阀相关联；
通过将第二阀设置到旁路位置来将所选择的第一流体的至少一部分从所述第一阀移动到可操作地与所述第二阀相关联的旁路通道中；
通过将所述第二阀设置到第二流体井位置来选择存储在第二组流体井中的第二流体井中的第二流体，所述第二组流体井可操作地与所述第二阀相关联；
当所选择的第一流体的所述部分在所述旁路通道中时，将所选择的第二流体的至少一部分移动到流体回路中。
32.根据权利要求31所述的方法，还包括使所选择的第一流体的至少所述部分从所述旁路通道移动到所述流体回路。
33.根据权利要求31所述的方法，还包括将所选择的第二流体的至少所述部分从所述流体回路移动到出口管线。
34.根据权利要求32所述的方法，还包括将所选择的第二流体的至少所述部分从所述流体回路移动到出口管线。
35.根据权利要求31所述的方法，还包括：
选择存储在可操作地与所述第一阀相关联的所述第一组流体井的第二流体井中的第二流体；
通过将所述第二阀设置到第一阀位置来将所述第一组流体井的第二流体井中的所选择的第二流体的至少一部分移动到所述流体回路。
36.根据权利要求32所述的方法，还包括：
选择存储在可操作地与所述第一阀相关联的所述第一组流体井的第二流体井中的第二流体；
通过将所述第二阀设置到第一阀位置来将所述第一组流体井的第二流体井中的所选择的第二流体的至少一部分移动到所述流体回路。
37.根据权利要求33所述的方法，还包括：
选择存储在可操作地与所述第一阀相关联的所述第一组流体井的第二流体井中的第二流体；
通过将所述第二阀设置到第一阀位置来将所述第一组流体井的第二流体井中的所选择的第二流体的至少一部分移动到所述流体回路。
38.根据权利要求34所述的方法，还包括：
选择存储在可操作地与所述第一阀相关联的所述第一组流体井的第二流体井中的第二流体；
通过将所述第二阀设置到第一阀位置来将所述第一组流体井的第二流体井中的所选择的第二流体的至少一部分移动到所述流体回路。
39.根据权利要求31-38中任一项所述的方法，还包括通过将所述第一阀设置到清洗位置并将所述第二阀设置到所述旁路位置来将一定体积的空气引入所述旁路通道中。
40.根据权利要求31-38中任一项所述的方法，还包括通过将所述第一阀设置到所述基础位置来阻止存储在所述第一组流体井中的第一流体移动到所述第二阀。
41.根据权利要求39所述的方法，还包括通过将所述第一阀设置到所述基础位置来阻止存储在所述第一组流体井中的第一流体移动到所述第二阀。
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