CN111356768A - 用于自动化样品处理的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开内容提供了用于处理样品的装置、系统、方法和试剂盒。在一些情况下，处理样品以准备通过分析装置进行测定(例如，聚合酶链反应和基于免疫荧光的靶标检测)。在一些情况下，处理是自动化的。在一些情况下，处理是基本上自动化的。本文提供的系统可包含盒(例如，一次性的)和用于接收盒的基座(例如，可重复使用的)。在一些情况下，本文提供的装置和系统是便携式的。

Description

用于自动化样品处理的方法和系统
交叉引用
本申请要求于2017年9月15日提交的美国临时专利申请号62/559,173和于2018年6月22日提交的美国临时专利申请号62/688,861的优先权，其各自通过引用整体并入本文。
背景技术
实验室测试已经发生了显著的变化和改进，但是，某些测定可能需要人工劳动来制备样品。样品制备可包括移除含有样品或试剂的容器的帽，确定处理样品所必需的试剂的类型或测量该试剂的量，以及将一种或多种试剂一起吸移。
例如，可以从受试者获得生物样品(例如，唾液或血液)，并在对该生物样品进行测定以鉴定该生物样品中的一种或多种靶标之前进行处理。这样的测定可包括对来自生物样品的核酸分子进行聚合酶链反应(PCR)。可以使用针对特定靶标的引物组进行PCR。
这样的测定的结果可以针对使用者，诸如受试者。然后，使用者可以将测定结果用于各种目的，包括鉴定疾病(例如，感染性疾病或癌症)。
发明内容
本文认识到与一些样品制备方法相关的各种限制。样品制备可能是劳动密集型的，需要多个步骤和操作者的参与。一些劳动密集型步骤可能会因测定而异，导致操作者错误并可能导致操作者污染样品。人工处理样品可能会带来操作者暴露于潜在危险的生物化学品的风险。
鉴于当前样品制备方法的某些限制，本文认识到需要可以使针对分析程序的样品处理和样品制备过程自动化的系统。
在一些方面，本公开内容提供了用于样品处理的系统。在一些实施方案中，该系统可包含样品室。在一些实施方案中，样品室可包含过滤器。在一些实施方案中，过滤器可被配置用于从样品室中的样品捕获一个或多个核酸分子。在一些实施方案中，该系统可包含通过第一导管流体耦合至样品室的孔。在一些实施方案中，孔可被配置用于容纳试剂。在一些实施方案中，流体流动单元与第一导管流体连通。在一些实施方案中，流体流动单元被配置用于使试剂从孔流向样品室。在一些实施方案中，该系统可包含一个或多个测定管。在一些实施方案中，该一个或多个测定管中的给定测定管可经由第二导管流体耦合至样品室。在一些实施方案中，该系统可包含耦合至流体流动单元的控制器。在一些实施方案中，控制器可被配置用于从移动电子设备接收指令以处理样品。在一些实施方案中，根据指令，控制器可被配置用于引导流体流动单元以使试剂从孔沿第一导管流向样品室。在一些实施方案中，根据指令，控制器可被配置用于在样品室中提供包含试剂和一个或多个核酸分子的溶液。在一些实施方案中，根据指令，控制器可被配置用于引导流体流动单元以使溶液从样品室沿第二导管流向一个或多个测定管，使得给定测定管接收溶液的至少一部分。在一些实施方案中，该系统可进一步包含第二流体流动单元，该第二流体流动单元流体耦合至一个或多个测定管并且安设在一个或多个测定管的下游。在一些实施方案中，第二流体流动单元通过第三导管与一个或多个测定管流体连接。在一些实施方案中，第二流体流动单元被配置为提供负压以将流体从样品室抽取到一个或多个测定管中的至少一个。在一些实施方案中，第二流体流动单元被配置为向样品室提供正压(例如，大于参考压力如环境压力的压力)以在样品中生成气泡，从而使样品混合。在一些实施方案中，第二流体流动单元流体耦合至大气。在一些实施方案中，该系统进一步包含通过第四导管流体耦合至样品室的废物室。在一些实施方案中，该系统进一步包含沿第四导管安设在废物室与样品室之间的第三流体流动单元。在一些实施方案中，第三流体流动单元被配置用于将样品从样品室抽取至废物室。在一些实施方案中，将样品通过过滤器从样品室抽取至废物室，从而在过滤器中从样品捕获一个或多个核酸。在一些实施方案中，该系统进一步包含沿第一导管安设在孔与样品室之间的阀。在一些实施方案中，阀沿第一导管安设在流体流动单元的上游。在一些实施方案中，该系统进一步包含包括所述孔在内的多个孔。在一些实施方案中，该系统进一步包含多个阀，其中该多个阀中的给定阀沿第一导管安设在多个孔与样品室之间。在一些实施方案中，试剂是缓冲液，其选自裂解缓冲液、洗涤缓冲液、干燥剂和洗脱缓冲液。在一些实施方案中，裂解缓冲液包含盐、洗涤剂、表面活性剂或其任何组合。在一些实施方案中，裂解缓冲液包含盐、洗涤剂和表面活性剂。在一些实施方案中，裂解缓冲液不包含乙醇。在一些实施方案中，裂解缓冲液包含乙醇。在一些实施方案中，裂解缓冲液包括具有第一部分和第二部分的两个分开的部分，其中第一部分包含盐、洗涤剂和表面活性剂，且第二部分包含乙醇。在一些实施方案中，样品室、孔和废物室中的至少一个包含密封件。在一些实施方案中，密封件包含至少一个层。在一些实施方案中，至少一个层包含聚丙烯、粘合剂或铝。在一些实施方案中，给定测定管包含帽，并且样品室与给定测定管之间的第二导管的至少一部分安设在帽中。在一些实施方案中，第二导管沿帽的内表面的端部包含端头。在一些实施方案中，第二导管的至少一部分安设在端头中。在一些实施方案中，第二导管的横截面面积沿端头的轴向长度减小。在一些实施方案中，一个或多个测定管包括多个测定管，并且其中在多个测定管中的至少两个中，端头中的第二导管的一部分的横截面面积不同。在一些实施方案中，给定测定管包含帽，并且其中在给定测定管与第二流体流动单元之间的第三导管安设在帽中。在一些实施方案中，沿帽的内表面的第三导管的端部包含分子筛。在一些实施方案中，分子筛是多孔的。在一些实施方案中，分子筛可渗透气体。在一些实施方案中，分子筛是疏水的。在一些实施方案中，帽延伸到给定测定管中。在一些实施方案中，帽延伸到给定测定管中的决定测定管的最大工作体积的深度。在一些实施方案中，帽的深度不同于延伸到一个或多个测定管中的另一测定管中的另一帽的另一深度。在一些实施方案中，帽可移除地耦合至给定测定管。在一些实施方案中，给定测定管包含一对或多对引物，用于执行测定以检测靶核酸分子。在一些实施方案中，测定是聚合酶链反应。在一些实施方案中，该系统进一步包含与样品室热连通的加热器，其中该加热器被配置用于使给定测定管中的样品经历加热。在一些实施方案中，加热器进一步包括弹簧负载板。在一些实施方案中，与没有这样的弹簧负载板的加热器相比，该弹簧负载板提供了与样品室的改善的热接触。在一些实施方案中，加热器被配置用于使样品经历加热作为一个或多个加热和冷却循环的一部分。在一些实施方案中，流体流动单元是泵或压缩机。在一些实施方案中，流体流动单元包含一个或多个泵。在一些实施方案中，一个或多个泵包括第一泵和第二泵，其中第一泵被配置用于使试剂从孔流向样品室，并且其中第二泵被配置用于使溶液从样品室流向一个或多个测定管。在一些实施方案中，流体流动单元包含一个或多个压缩机。在一些实施方案中，该系统进一步包含含有基座(dock)的样品处理单元，其中该样品处理单元包含流体流动单元，其中孔和样品室被包括在样品处理盒中，并且其中该基座被配置用于接收该盒以使孔和样品室与流体流动单元流体连通。在一些实施方案中，控制器被配置用于与移动电子设备进行无线通信。在一些实施方案中，流体流动单元(例如，泵)包含或耦合至压力传感器。
在一些方面，本公开内容提供了用于样品处理的方法，其包括激活系统。在一些实施方案中，该系统可包含样品室，该样品室包含过滤器，该过滤器被配置用于从样品室中的样品捕获一个或多个核酸分子。在一些实施方案中，该系统可包含通过第一导管流体耦合至样品室的孔，其中该孔被配置用于容纳试剂。在一些实施方案中，该系统可包含与第一导管流体连通的流体流动单元，其中该流体流动单元被配置用于使试剂从孔流向样品室。在一些实施方案中，该系统可包含一个或多个测定管，其中该一个或多个测定管中的给定测定管经由第二导管流体耦合至样品室。在一些实施方案中，该系统可包含耦合至流体流动单元的控制器，其中该控制器被配置用于从移动电子设备接收指令以处理样品。在一些实施方案中，该方法包括使用控制器从移动电子设备接收指令。在一些实施方案中，该方法可包括根据指令，使用控制器以(i)引导流体流动单元使试剂从孔沿第一导管流向样品室，以在样品室中提供包含试剂和一个或多个核酸分子的溶液，以及(ii)引导流体流动单元使溶液从样品室沿第二导管流向一个或多个测定管，使得给定测定管接收溶液的至少一部分。在一些实施方案中，该系统进一步包含至少一个加热单元，其中该至少一个加热单元与包括给定测定管在内的一个或多个测定管热连通，并且其中根据指令，控制器引导至少一个加热单元使溶液经历加热。在一些实施方案中，控制器引导至少一个加热单元使溶液经历一个或多个加热和冷却循环。在一些实施方案中，该系统包含含有基座的样品处理单元，其中该样品处理单元包含流体流动单元，其中孔和样品室被包括在样品处理盒中，并且其中(a)包括基座接收该盒以使孔和样品室与流体流动单元流体连通。在一些实施方案中，控制器被配置用于与移动电子设备进行无线通信。
在一些方面，本公开内容提供了包含样品室的样品处理盒。在一些实施方案中，样品室可包括过滤器，该过滤器被配置用于从样品室中的样品捕获一个或多个核酸分子。在一些实施方案中，该盒可包含通过第一导管流体耦合至样品室的孔，该孔被配置用于容纳试剂。在一些实施方案中，该盒可包含一个或多个测定管，其中该一个或多个测定管中的给定测定管经由第二导管流体耦合至样品室。在一些实施方案中，该盒可包含与第一导管流体连接的第一开口，该第一开口被配置用于使流体流动单元与第一导管流体连接，其中流体流动单元耦合至控制器，其中控制器被配置用于从移动电子设备接收指令以处理样品，并且根据指令(i)引导流体流动单元使试剂从孔沿第一导管流向样品室，以在样品室中提供包含试剂和一个或多个核酸分子的溶液，以及(ii)引导流体流动单元使溶液从样品室沿第二导管流向一个或多个测定管，使得给定测定管接收溶液的至少一部分。在一些实施方案中，该样品处理盒进一步包含第二流体流动单元，该第二流体流动单元流体耦合至一个或多个测定管并且安设在一个或多个测定管的下游。在一些实施方案中，第二流体流动单元通过第三导管与一个或多个测定管流体连接。在一些实施方案中，该样品处理盒进一步包含通过第四导管流体耦合至样品室的废物室。在一些实施方案中，该样品处理盒进一步包含连接至样品室的通气管。在一些实施方案中，废物室进一步连接至第三流体流动单元。在一些实施方案中，第三流体流动单元沿第四导管安设在废物室与样品室之间。在一些实施方案中，第三流体流动单元安设在废物室的下游。在一些实施方案中，样品处理盒进一步包含护罩。在一些实施方案中，流体流动单元是泵。在一些实施方案中，泵是多向泵。在一些实施方案中，流体流动单元耦合至压力传感器。
在一些方面，本公开内容提供了样品处理系统。在一些实施方案中，样品处理系统包含第一流体流动路径。在一些实施方案中，样品处理系统包含与第一流体流动路径流体连通的第一泵和第二泵。在一些实施方案中，第一泵和第二泵是多向泵。在一些实施方案中，第一泵和第二泵被配置用于使第一流体流动路径中的流体沿第一方向和第二方向流动，该第二方向不同于该第一方向。在一些实施方案中，样品处理系统进一步包含被配置为与盒可逆地(reversibly)接合的基座，该盒包含与一种或多种试剂流体连通的第二流体流动路径。在一些实施方案中，该基座被配置为在与盒接合之后使第一流体路径与第二流体流动路径流体连通。在一些实施方案中，第一流体流动路径不包括任何阀。在一些实施方案中，样品处理系统进一步包含可操作地耦合至至少两个多向泵的控制器。在一些实施方案中，控制器被配置用于引导至少两个多向泵中的每一个使第一流体流动路径中的流体沿第一方向和第二方向流动。在一些实施方案中，样品处理系统进一步包含盖子，该盖子包含主体，该主体被配置为当基座与盒可逆地接合时与盒接触。在一些实施方案中，盖子耦合至包含第一流体流动路径和至少两个多向泵的壳体。在一些实施方案中，盖子被配置为从(i)主体接触盒的第一位置向壳体移动到(ii)使第一流体路径与第二流体流动路径流体连通的第二位置。在一些实施方案中，盖子被配置为相对于壳体旋转。在一些实施方案中，至少两个多向泵中的每一个被配置为在第一流体流动路径中供应正压和负压(例如，真空)。在一些实施方案中，至少两个多向泵中的每一个被配置用于使第一流体流动路径中的流体沿第一方向和第二方向流动。在一些实施方案中，样品处理系统进一步包含第三泵，该第三泵被配置为当基座与盒可逆地接合时与第二流体流动路径流体连通。
在一些方面，本公开内容提供了用于处理样品的方法。在一些实施方案中，该方法包括：激活包含第一流体流动路径的系统。在一些实施方案中，该系统包含与第一流体流动路径流体连通的第一泵和第二泵。在一些实施方案中，第一泵和第二泵是多向泵。在一些实施方案中，第一泵和第二泵被配置用于使第一流体流动路径中的流体沿第一方向和第二方向流动，该第二方向不同于该第一方向。在一些实施方案中，系统进一步包含基座。在一些实施方案中，该方法进一步包括使基座与盒接合，该盒包含与一种或多种试剂流体连通的第二流体流动路径。在一些实施方案中，在基座与盒接合之后，第一流体路径与第二流体流动路径流体连通。在一些实施方案中，该方法进一步包括使用该系统和一种或多种试剂来处理样品。在一些实施方案中，该方法进一步包括在处理样品之后从基座移除盒。在一些实施方案中，样品是生物样品。
在一些方面，本公开内容提供了用于处理样品的系统。在一些实施方案中，系统包含与用于处理样品的流体流动路径流体连通的至少两个多向泵，该流体流动路径不包括任何阀。在一些实施方案中，沿流体流动路径的流体流动方向通过由至少两个多向泵调节流体流动路径中的压力来控制。在一些实施方案中，至少两个多向泵包括三个多向泵。
在一些实施方案中，本公开内容提供了用于处理样品的方法。在一些实施方案中，该方法包括激活系统，该系统包含与用于处理样品的流体流动路径流体连通的至少两个多向泵，该流体流动路径不包括任何阀。在一些实施方案中，该方法进一步包括在通过至少两个多向泵中的第一多向泵施加第一压降并且通过至少两个多向泵中的第二多向泵施加第二压降后，使流体流动路径中的流体沿第一方向流动。在一些实施方案中，该方法进一步包括在通过第一多向泵施加第三压降和通过第二多向泵施加第四压降后，使流体流动路径中的流体沿不同于第一方向的第二方向流动。在一些实施方案中，第一压降不同于第二压降。在一些实施方案中，第三压降不同于第四压降。在一些实施方案中，第一压降不同于第三压降，或者第二压降不同于第四压降。在一些实施方案中，第一压降不同于第三压降，并且第二压降不同于第四压降。
本公开内容的另一方面提供了包含机器可执行代码的非暂时性计算机可读介质，该机器可执行代码在由一个或多个计算机处理器执行时实现上述或本文其他地方的任何方法。
本公开内容的另一方面提供了包含一个或多个计算机处理器和与之耦合的计算机存储器的系统。该计算机存储器包含机器可执行代码，该机器可执行代码在由一个或多个计算机处理器执行时实现上述或本文其他地方的任何方法。
通过以下在其中仅示出和描述了本公开内容的说明性实施方案的详细描述，本公开内容的其他方面和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。将会认识到，本公开内容能够具有其他和不同的实施方案，并且其若干细节能够在各种显而易见的方面进行修改，所有这些都不脱离本公开内容。因此，附图和说明书本质上将被认为是说明性的而非限制性的。
援引并入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同特别地且单独地指出每个单独的出版物、专利或专利申请通过引用而并入。在通过引用并入的出版物和专利或专利申请与本说明书中包含的公开内容相抵触的程度上，本说明书旨在取代和/或优先于任何此类矛盾的材料。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考以下对其中利用到本发明原理的说明性实施方案加以阐述的详细描述以及附图(在本文也称为“图”)，将会获得对本发明特征和优点的更好理解，在这些附图中：
图1A示出了自动化样品制备系统的实例的示意图。
图1B示出了自动化样品制备系统的实例的示意图。
图1C示出了自动化样品制备系统的实例的示意图。
图1D示出了自动化样品制备系统的实例的示意图。
图2A示出了本公开内容的示例性样品制备盒的俯视图。
图2B示出了本公开内容的示例性样品制备盒的侧视图。
图3示出了样品制备盒的样品室的剖视图。
图4A示出了用从样品室抽取的样品以逐滴方式填充的测定管的剖视图。
图4B示出了用从样品室抽取的样品填充的测定管的剖视图。
图5A示出了具有各种长度(例如，沿测定管的纵轴)的测定管帽的条带，每个帽包含通道，通过该通道可以将样品抽取到测定管中。
图5B示出了具有各种长度(例如，沿测定管的纵轴)的测定管帽的条带，每个帽包含通道，通过该通道将样品抽取到测定管中。
图6示出了使用本公开内容的样品制备装置或系统(诸如图1A-图1B的系统)制备样品的示例性方法的流程图。
图7示出了对接至自动化样品制备装置的样品制备盒。
图8示出了具有测定管的样品制备盒，该测定管对接至能够对测定管中的样品执行测定(例如，聚合酶链反应和/或靶核酸的检测)的分析装置。
图9示出了被编程或以其他方式配置用于实现本文提供的方法的计算机控制系统。
图10示出了样品制备盒的实例。
图11示出了样品制备盒的实例。
图12A示出了缓冲液泵压力、废物泵压力和反应物泵压力随时间的示例性图表。圈出的区域指示压力下降。中间图显示经过滤的左侧图中泵压力随时间的数据。右侧图显示如本文所述的装置的加热器板的温度随时间的绘图。
图12B示出了缓冲液泵压力、废物泵压力和反应物泵压力随时间的示例性图表。圈出的区域指示压力增加。中间图显示经过滤的左侧图中泵压力随时间的数据。右侧图显示如本文所述的装置的加热器板的温度随时间的绘图。
图13示出了测定管和帽的示例性剖视图。
图14示出了连接到通气管的样品室的示例性剖视图。
具体实施方式
尽管本文已经示出并描述了本发明的各种实施方案，但对于本领域技术人员显而易见的是，这些实施方案仅以示例的方式提供。本领域技术人员在不脱离本发明的情况下可以想到多种变化、改变和替代。应当理解，可以采用本文所述的本发明实施方案的各种替代方案。
如本文所用，术语“流体流动单元”通常是指被配置用于使流体流动的一个或多个装置。流体流动单元可包含泵或多个泵。备选地或附加地，流体流动单元可包含压缩机或多个压缩机。流体流动单元可包含被配置用于使流体流动的其他元件，诸如被配置用于在致动时使流体在通道中流动的可变形膜。
如本文所用，术语“样品”通常是指用于处理的样品。样品可以是生物样品。样品可包括一个或多个核酸分子，诸如脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和/或蛋白质。RNA可以是信使RNA。DNA可以是基因组DNA。DNA可以是较大DNA样品的片段。
样品可以是土壤样品。样品可以是来自受试者的组织或流体样品，诸如唾液、精液、血液(例如，全血)、血清、滑液、泪液、尿液或血浆。样品可以是组织样品，诸如皮肤样品或肿瘤样品。样品可获自受试者器官的一部分。样品可以是细胞样品。样品可以是无细胞的样品。
如本文所用，术语“受试者”通常是指从其获得样品以进行处理的个体。受试者可以是患者。受试者可以不是患者。受试者可以是需要治疗的个体。受试者可以是具有或显示疾病状况或者疑似具有疾病状况的个体。受试者可以是不具有、未显示出或不疑似具有疾病状况的个体。
如本文所用，术语“导管”通常是指被配置用于将流体从一个点引导到另一个点的流体流动路径。导管可以是通道或多个通道。导管可以是微流体通道或多个微流体通道。导管的横截面面积可以为约0.01mm2、约0.05mm2、约0.1mm2、约0.2mm2、约0.3mm2、约0.4mm2、约0.5mm2、约0.6mm2、约0.7mm2、约0.8mm2、约0.9mm2、约1.0mm2、约1.1mm2、约1.2mm2、约1.3mm2、约1.4mm2、约1.5mm2、约1.6mm2、约1.7mm2、约1.8mm2、约1.9mm2、约2.0mm2、约3.0mm2、约4.0mm2、约5.0mm2、约10mm2、约15mm2、约20mm2、约25mm2或大于约25mm2。导管的横截面的形状可以是三角形(例如，等边三角形、等腰三角形、不等边三角形、直角三角形、锐角三角形或钝角三角形)、正方形、矩形、菱形、斜方形、平行四边形、风筝形、梯形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形、具有大于10个边的形状、圆形、椭圆形、卵形或液滴形。
每当术语“至少”、“大于”或“大于或等于”在一系列两个或更多个数值中的第一个数值之前时，术语“至少”、“大于”或“大于或等于”应用于该系列数值中的每个数值。例如，大于或等于1、2或3相当于大于或等于1、大于或等于2或者大于或等于3。
每当术语“不超过”、“小于”或“小于或等于”在一系列两个或更多个数值中的第一个数值之前时，术语“不超过”、“小于”或“小于或等于”应用于该系列数值中的每个数值。例如，小于或等于3、2或1相当于小于或等于3、小于或等于2或者小于或等于1。
生物样品衍生的材料的分析在通过大量预分析步骤处理样品之前可能无法进行。通常，制备过程是耗时、费力的，并且可能会出现人为错误。例如，对临床样品(诸如血液或组织细胞)进行的免疫生物学和分子生物学诊断测定可能需要通过破坏或裂解细胞以释放包含感兴趣的蛋白质和核酸(即DNA和RNA)的分子，然后纯化此类蛋白质和/或核酸，从而从粗样品分离感兴趣的分子。只有在执行处理步骤后，才能开始对感兴趣的分子进行分析。此外，用于样品的实际分析的方案在获得有用数据之前需要大量其他步骤。本公开内容提供了用于生物样品的自动化或基本自动化的处理的装置、系统、方法和试剂盒。
本公开内容还提供了用于样品制备和处理的装置、系统、方法和试剂盒。这样的装置、系统、方法和试剂盒可以允许生物样品在无实验室的环境中的自动化处理。本公开内容的装置和系统可以是便携式的，例如，允许用户在远程位置使用此类装置。
图1A-图1D示意性地图示了用于样品制备和/或分析的系统的实例。
图1A示意性地图示了用于样品制备的系统。该系统包含试剂室101，试剂室101通过导管102与第一泵103流体连接，第一泵103能够施加抽取压力(或压降)以将流体从试剂室转移到样品室104。通过打开沿试剂室与泵之间的导管安设的阀105，可以将抽取压力选择性地施加到一个或多个室。可以使用第二泵108或第三泵109将流体从样品室转移到废物室106或转移到一个或多个测定管107以供进一步分析。
图1B示意性地图示了用于样品制备的另一种系统。该系统包含试剂室101，试剂室101通过导管102与第一泵103流体连接，第一泵103能够施加正压(例如，大于参考压力如环境压力的压力)以将流体从试剂室推向样品室104。在该布置中，与图1A的系统相比，第一泵不接触试剂室中的流体。通过打开沿试剂室与泵之间的导管安设的阀105，可以将正压选择性地施加到一个或多个室。可以使用第二泵108将流体从样品室转移到废物室106或转移到一个或多个测定管107以供进一步分析。还考虑到又一种系统，其包含如图1A所示的第一泵(例如，被配置用于从试剂室抽取流体)和如图1B所示的第二泵(例如，被配置用于从样品室抽取流体)。
图1C示意性地图示了用于样品制备的另一种系统。该系统包含试剂室101，试剂室101通过导管102与第一泵103流体连接，第一泵103能够施加正压以将流体从试剂室推向样品室104。在该布置中，盒包含六个试剂室。除了类似于图1A和图1B中所示的系统的五个试剂室之外，包括用于附加试剂例如乙醇的附加试剂室。例如，该附加试剂室可包含洗脱缓冲液。同样在该布置中，第一泵103不接触试剂室中的流体。通过打开沿试剂室与泵之间的导管安设的阀105，可以将正压选择性地施加到一个或多个室。样品室104可通过一个或多个导管连接到试剂室。如图1C中所示，连接样品室与试剂室的主导管可以进一步包含通气管。可以使用第二泵108将流体从样品室104转移到废物室106，或者使用第三泵109转移到一个或多个测定管107以供分析。作为替代，可以使用单个泵和一个或多个阀将流体从样品室104抽取入废物室106或者一个或多个测定管107(参见例如，图1B)。连接到通气管1402的样品室1401的实例在图14中示出。通气管1402可具有通风功能，并且可将样品室1401连接到环境空气。该图中所示的零件1403是用于捕获过滤器堆的泵。过滤器堆的实例包括但不限于亲水性多孔支撑件、多孔玻璃过滤器或疏水性多孔支撑件。
图1D示意性地图示了用于样品制备的另一种系统。该系统包含试剂室101，试剂室101通过导管102与第一泵103流体连接，第一泵103能够施加正压以将流体从试剂室推向样品室104。类似于图1C中所示的系统，在该布置中，盒包含六个试剂室，包含五个与图1A和图1B中所示的系统类似的试剂室，以及附加试剂室。在该布置中，第一泵103不接触试剂室中的流体。通过打开沿试剂室与泵之间的导管安设的阀105，可以将正压选择性地施加到一个或多个室。样品室104可通过一个或多个导管连接到试剂室。连接样品室与试剂室的主导管可以进一步包含通气管。可以使用第二泵108将流体从样品室104转移到废物室106，或者使用第三泵109转移到一个或多个测定管107以供分析。作为替代，可以使用单个泵和一个或多个阀将流体从样品室104抽取入废物室106或者一个或多个测定管107。
尽管图1A-图1D图示了泵和阀配置的实例，但是可以使用各种泵和/或阀配置，例如，可以在本公开内容的系统中使用“湿式泵”(例如，被配置为接触流体的泵)和/或“干式泵”(例如，被配置为不接触流体的泵)。此外，可以使用用于实现流体流动的其他单元，诸如一个或多个压缩机以及/或者一个或多个压缩机连同一个或多个泵。
泵103、108和109可被配置为供应负压(例如，真空)。作为替代，泵103、108和109可被配置为供应正压。作为另一替代，泵103、108和109可被配置为在操作的替代模式中供应负压和正压两者，该替代模式可用于使流体沿第一方向并随后沿不同于第一方向(例如，与第一方向相反)的第二方向。泵103、108和109可以是多向(例如，双向)泵，各自被配置为在第一模式和第二模式下操作，在第一模式中负压被施加到流体流动路径，在第二模式中正压被施加到流体流动路径。这样的泵可以具有其中施加一定范围的压力(或压降)的其他模式。
本文所述的系统可包含各种数目的泵。在一些情况下，系统包含2个或3个泵，如图1A-图1D所示。在一些其他情况下，系统包含一个泵。在一些其他情况下，系统包含4、5、6、7、8、9、10个或更多个泵。在一些情况下，系统包含至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少20个、至少30个、至少40个或更多个泵。
阀105可以通过各种途径来致动。这样的途径包括气动致动，诸如分别借助于来自正压或负压源的正压或负压。可以使用一个或多个压缩机来提供正压。可以使用一个或多个泵来提供负压。在另一种途径中，可以使用电热加热来致动阀。例如，阀可以是形状记忆阀。形状记忆阀可以指包括“记忆”其原始形状并且在加热时能够返回到其变形前形状的材料的任何类型的阀。在一些情况下，形状记忆阀可包含镍钛诺或镍钛丝，该镍钛诺或镍钛丝在电热加热后的收缩期间致动密封件。在一些情况下，形状记忆阀可包含铜铝镍丝，该铜铝镍丝在电热加热后的收缩期间致动密封件。在又一种途径中，可以使用机电单元来致动阀。例如，阀可以是螺线管阀。机电阀可以指由电流(例如，通过螺线管)控制的任何类型的阀。在一些情况下，螺线管阀可以是自锁螺线管阀。在二通阀的情况下，流动可以打开或关闭。在三通阀的情况下，流出可以在一个或多个出口端口中的任一个或两个之间切换。图1A-图1D中所示的阀的数目是非限制性实例。该系统可包含各种数目的阀。在一些情况下，系统不包含任何阀。在一些情况下，该系统包含比图1A-图1D中所示的系统更多的阀。例如，系统可包含至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少20个、至少30个、至少40个或更多个阀。
导管可以具有各种尺寸。在一些实例中，导管102具有微米级的尺寸。在这样的情况下，导管102可以是微流体装置的一部分。
尽管图1A-图1D的系统包括一定数目的试剂室，但是本公开内容的系统可包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20或更多个室，其可以是试剂室。给定的室可以容纳或包含试剂。作为替代或补充，给定的室可用于进行反应或混合。
图6示出了用于使用图1A-图1D的系统的示例性处理流程。在第一操作601中，打开阀105，并将裂解缓冲液从试剂室101泵入样品室104。在第二操作602中，将待分析的样品添加到当前包含裂解缓冲液的样品室104中。在添加样品之前用缓冲液(例如，裂解缓冲液)填充样品室104可以防止样品内靶核酸的损失(例如，由于沿样品室壁的粘附)。在第三操作603中，将裂解缓冲液和样品在样品室104中混合。混合可以以多种方式执行。在实例中，可以通过从泵(例如，第一泵103、第二泵108或第三泵109)进入样品室的正压生成气泡。尽管该装置的任何泵都可用于在样品室104内生成气泡，但泵109可用于避免第二泵108(例如，废物泵)的流动反向，例如可能增加样品室104中的样品被来自废物室106的废物污染的风险的情况。还可以使用其他技术来混合裂解缓冲液和样品室104中的样品，例如搅拌室101或整个装置。
在随后的操作604中，通过第二泵108将样品和裂解缓冲液的混合物抽取通过过滤器302，从而在过滤器302中捕获靶标(例如，核酸)并将废物转移到废物室106。在随后的操作605中，将一种或多种洗涤缓冲液(例如，图1A-图1D，标记W1和W2)和/或干燥缓冲液(例如，图1A-图1D，标记D)连续地泵入样品室104，并与过滤器302中捕获的靶标混合。随后，在操作606中，通过泵108将缓冲液和靶标的混合物抽取通过过滤器302，从而在过滤器302中捕获靶标(例如，核酸)并将废物转移到废物室106。在一些情况下，在操作607中，在用干燥缓冲液(例如，挥发性化学物质，诸如丙酮)洗涤过滤器302中捕获的靶标之后，可以加热样品室(例如，使用沿样品室的外表面安设的加热垫)以去除残留的干燥缓冲液(例如，通过蒸发)。这可以减少干燥剂对靶标的污染。在随后的操作608中，将洗脱缓冲液泵入样品室，从而将靶标(例如，核酸)从过滤器提取到洗脱缓冲液中。在另一操作609中，可通过从泵进入样品室的正压生成气泡，以将洗脱缓冲液分配到整个样品室中，并增强靶标从过滤器的提取。在又一操作610中，通过第三泵109将洗脱缓冲液(例如，图1A-图1C，标记E)和靶标的混合物从样品室104泵送到一个或多个测定管107以供进一步处理和/或分析。
样品
可以处理各种样品(例如，生物样品)。样品可以侵入性地(例如，组织活检)或非侵入性地(例如，静脉穿刺)获得。在一些实施方案中，可以从环境获得样品(例如，来自河流或溪流的水样品，或者土壤样品)。在一些实施方案中，样品可以是固体样品或液体样品。在一些实施方案中，样品可以是生物样品或非生物样品。在一些实施方案中，样品可以包括体外样品或离体样品。样品的非限制性实例包括羊水、胆汁、细菌样品、母乳、血沉棕黄层、细胞、脑脊液、染色质DNA、精液、核酸、植物来源的物质、RNA、唾液、精液、血液、血清、土壤、滑液、泪液、组织、尿液、水、全血或血浆以及/或者其任何组合和/或任何部分。在实例中，样品可以是血浆样品，并且血浆样品可以包含DNA、RNA和/或蛋白质。在另一实例中，样品可以包含细胞样品，并且细胞样品可以包含DNA、RNA和/或蛋白质。样品可以是细胞样品或无细胞样品(例如，血液中的DNA和RNA)。
在一些实施方案中，样品可以是哺乳动物样品。在一些实施方案中，样品可以是人类样品。在一些实施方案中，样品可以是非人类动物样品。非人类样品的非限制性实例包括猫样品、狗样品、山羊样品、豚鼠样品、仓鼠样品、小鼠样品、猪样品、非人类灵长类动物样品(例如，大猩猩样品、猿样品、猩猩样品、狐猴样品或狒狒样品)、大鼠样品、绵羊样品、奶牛样品或斑马鱼样品。
本文公开的方法通常可用于分析核酸(例如，循环DNA和/或无细胞DNA片段)。核酸可以衍生自真核细胞、原核细胞或非细胞来源(例如，病毒颗粒)。本领域技术人员将理解，核酸通常可以指其分子由长链中连接的许多核苷酸组成的物质。核酸可以是核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)。核酸可包含一种或多种二级结构，诸如螺旋、环、茎环或发夹环、凸起和连接。核酸的非限制性实例包括人工核酸类似物(例如，肽核酸、吗啉基寡聚物、锁定核酸、乙二醇核酸或苏阿糖核酸)、修饰的核酸(例如，甲基化核酸)、染色质、cDNA、基因组DNA、质粒DNA、信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转移RNA(tRNA)、小核RNA(snRNA)、核仁小RNA(snoRNA)、指导RNA(gRNA)、微小RNA(miRNA)、小干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)和病毒RNA。在一些实施方案中，核酸可以是双链或单链的。在一些实施方案中，样品可以包含核酸，并且该核酸可以是细胞内的。在一些实施方案中，样品可以包含核酸，并且该核酸可以是细胞外的(例如，无细胞的)。在一些实施方案中，样品可以包含核酸(例如，染色质)，并且该核酸可以是片段化的。
样品处理
本公开内容提供了用于在测定管中处理样品的方法和系统。可以将样品(诸如核酸样品)安设在测定管中并同时或分别进行处理。样品可以同时但彼此独立地处理。例如，使第一测定管中的第一样品经历与第二测定管中的第二样品不同的处理条件。或者，第一样品和第二样品可以经历相同或基本相同的处理条件。
可以使用各种测定来处理样品。测定可包括核酸扩增。例如，可以使用任何类型的核酸扩增反应来扩增靶核酸并生成扩增产物。此外，核酸的扩增可以是线性的、指数的或其组合。扩增可以是基于乳液的或可以是基于非乳液的。核酸扩增方法的非限制性实例包括逆转录、引物延伸、聚合酶链反应、连接酶链反应、不对称扩增、滚环扩增和多重置换扩增(MDA)。在一些实施方案中，扩增产物可以是DNA。在扩增靶RNA的情况下，可通过RNA的逆转录获得DNA，并且可以使用随后的DNA扩增来生成扩增的DNA产物。扩增的DNA产物可以指示生物样品中靶RNA的存在。在扩增DNA的情况下，可以采用各种DNA扩增方法。DNA扩增方法的非限制性实例包括聚合酶链反应(PCR)、PCR的变体(例如，实时PCR、等位基因特异性PCR、装配PCR、不对称PCR、数字PCR、乳液PCR、拨出PCR、解旋酶依赖性PCR、巢式PCR、热启动PCR、反向PCR、甲基化特异性PCR、微引物PCR、多重PCR、巢式PCR、重叠延伸PCR、热不对称交错PCR、递降PCR)和连接酶链反应(LCR)。在一些情况下，DNA扩增是线性的。在一些情况下，DNA扩增是指数的。在一些情况下，DNA扩增通过巢式PCR实现，巢式PCR可以提高检测扩增的DNA产物的灵敏度。在一些情况下，核酸扩增是等温的。等温核酸扩增方法的非限制性实例包括解旋酶依赖性扩增、切口酶扩增、重组酶聚合酶扩增、环介导等温扩增和基于核酸序列的扩增。
核酸扩增反应可以在测定管中平行进行。核酸扩增反应可以例如通过在反应容器中包含每种核酸扩增反应所必需的试剂以获得反应混合物，并使反应混合物经历每种核酸扩增反应所必需的条件来进行。可以顺序地执行逆转录扩增和DNA扩增，例如，对RNA执行逆转录扩增以生成互补DNA(cDNA)，然后使cDNA经历DNA扩增(例如，PCR)以扩增cDNA。
在一些情况下，使用针对给定靶标的试剂(例如，与靶标序列具有序列互补性的引物)扩增核酸样品。在多个加热和冷却循环之后，可以光学地(诸如使用荧光团)检测任何扩增产物。可能激发与DNA结合的荧光团标记的引物或杂交探针和/或荧光染料，并检测发出的荧光。在一些实施方案中，本公开内容的方法同样包括检测来自染料的荧光发射，并且包括计算荧光团发射与染料发射的比率。在一些实施方案中，引物可包含荧光团和猝灭剂。在一些情况下，未结合的引物的三级结构是这样的猝灭剂，其足够靠近荧光团以防止荧光团的激发和/或来自荧光团的发射信号的检测。
在一个实施方案中，可以将荧光DNA染料如SYBR绿I添加到含有靶核酸和至少一种扩增引物的混合物。在一些实施方案中，扩增引物可以是线性单链寡核苷酸，其可被DNA聚合酶延伸并且被可激发的荧光团标记。在执行扩增反应(例如，包括退火和延伸标记的引物的PCR反应)后，荧光团可以被激发，并在扩增过程中(实时检测)或扩增完成后(在扩增反应结束时或在随后的热分析(解链曲线)期间进行终点检测)检测发射。未掺入的引物可不发荧光。
根据本公开内容，在引物中可以使用宽范围的荧光团和/或染料。可用的荧光团包括香豆素、荧光素、四氯荧光素、六氯荧光素、萤光黄、罗丹明、BODIPY、四甲基罗丹明、Cy3、Cy5、Cy7、曙红、德克萨斯红、SYBR绿I、SYBR金、5-FAM(也称为5-羧基荧光素；也称为螺(异苯并呋喃-1(3H),9′-(9H)呫吨)-5-羧酸，3′,6′-二羟基-3-氧代-6-羧基荧光素)；5-六氯-荧光素([4,7,2′,4′,5′,7′-六氯-(3′,6′-二新戊酰基-荧光素基)-6-羧酸])；6-六氯-荧光素([4,7,2′,4′,5′,7′-六氯-(3′,6′-二新戊酰基荧光素基)-5-羧酸])；5-四氯-荧光素([4,7,2′,7′-四氯-(3′,6′-二新戊酰基荧光素基)-5-羧酸])；6-四氯-荧光素([4,7,2′,7′-四氯-(3′,6′-二新戊酰基荧光素基)-6-羧酸])；5-TAMRA(5-羧基四甲基罗丹明；呫吨鎓，9-(2,4-二羧基苯基)-3,6-双(二甲基-氨基)；6-TAMRA(6-羧基四甲基罗丹明；呫吨鎓，9-(2,5-二羧基苯基)-3,6-双(二甲基氨基)；EDANS(5-((2-氨基乙基)氨基)萘-1-磺酸)；1,5-IAEDANS(5-((((2-碘乙酰基)氨基)乙基)氨基)萘-1-磺酸)；DABCYL(4-((4-(二甲基氨基)苯基)偶氮)苯甲酸)；Cy5(吲哚二羰花青-5)；Cy3(吲哚二羰花青-3)；和BODIPY FL(2,6-二溴-4,4-二溴-5,7-二甲基-4-硼-3a,4a-二氮杂-对称引达省-3-丙酸)、Quasar-670(Bioreseach Technologies)、CalOrange(Bioresearch Technologies)、Rox以及其合适的衍生物。诸如荧光素-罗丹明二聚体等组合荧光团也是合适的。可以选择荧光团以在可见光谱中或在可见光谱之外(诸如在紫外或红外范围内)吸收和发射。合适的猝灭剂还可包括DABCYL及其变体，诸如DABSYL、DABMI和甲基红。荧光团也可以用作猝灭剂，因为它们在接触某些其他荧光团时往往会猝灭荧光。优选的猝灭剂是发色团(诸如DABCYL或孔雀石绿)或当探针处于开放构象时在检测范围内可不发荧光的荧光团。
与靶序列相比，根据本发明有用的等位基因鉴别探针还包括与靶样(target-like)序列的结合不太有效的探针。与存在或不存在靶样序列时荧光水平的变化相比，存在或不存在靶序列时荧光水平的变化可以提供探针与靶或靶样序列的结合的有效性的量度。
从RNA的逆转录生成的DNA可以被扩增以生成扩增的DNA产物。可以进行任何合适数目的核酸扩增反应。在一些情况下，进行至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个或更多个核酸扩增反应。
例如，可以在核酸扩增的加热阶段期间从生物样品提取或释放靶核酸(例如，靶RNA、靶DNA)。在靶RNA的情况下，例如，可以加热包含靶RNA的生物样品，并从生物样品释放靶RNA。释放的靶RNA可以开始逆转录(通过逆转录扩增)以产生互补DNA。然后可以扩增互补DNA。
在各个方面中的任一个中，可以利用针对靶核酸的引物组进行核酸扩增反应。引物组通常包含一种或多种引物。例如，引物组可包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或更多种引物。在一些情况下，引物组或可包含针对不同扩增产物或不同核酸扩增反应的引物。例如，引物组可包含生成与靶核酸的至少一部分互补的核酸产物的第一链所必需的第一引物，以及与核酸链产物互补的生成与核酸产物的第一链的至少一部分互补的核酸产物的第二链所必需的第二引物。
在使用多个测定管的情况下，多个测定管可包含相同的引物或引物组，或者不同的引物或引物组。每个测定管可针对于不同的靶标，或者测定管的至少子集可以针对于相同的靶标。
例如，引物组可以针对靶RNA。引物组可包含第一引物，其可用于生成与靶RNA的至少一部分互补的核酸产物的第一链。在逆转录反应的情况下，核酸产物的第一链可以是DNA。引物组还可包含第二引物，其可用于生成与核酸产物的第一链的至少一部分互补的核酸产物的第二链。在通过DNA扩增进行逆转录反应的情况下，核酸产物的第二链可以是与由RNA模板生成的DNA链互补的核酸(例如，DNA)产物链。
在期望的情况下，可以使用任何合适数目的引物组。例如，可以使用至少约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个引物组。当使用多个引物组时，一个或多个引物组可各自对应于特定的核酸扩增反应或扩增产物。
在一些情况下，使用DNA聚合酶。可以使用任何合适的DNA聚合酶，包括可商购获得的DNA聚合酶。DNA聚合酶通常是指能够以模板结合方式将核苷酸掺入DNA链的酶。DNA聚合酶的非限制性实例包括Taq聚合酶、Tth聚合酶、Tli聚合酶、Pfu聚合酶、VENT聚合酶、DEEPVENT聚合酶、EX-Taq聚合酶、LA-Taq聚合酶、Expand聚合酶、Sso聚合酶、Poc聚合酶、Pab聚合酶、Mth聚合酶、Pho聚合酶、ES4聚合酶、Tru聚合酶、Tac聚合酶、Tne聚合酶、Tma聚合酶、Tih聚合酶、Tfi聚合酶、Platinum Taq聚合酶、Hi-Fi聚合酶、Tbr聚合酶、Tfl聚合酶、Pfutubo聚合酶、Pyrobest聚合酶、Pwo聚合酶、KOD聚合酶、Bst聚合酶、Sac聚合酶、Klenow片段及其变体、修饰产物和衍生物。对于某些热启动聚合酶，可能需要在94℃-95℃下持续2分钟至10分钟的变性步骤，这可能会基于不同的聚合酶而改变热曲线。
在一些情况下，使用裂解剂。裂解剂可用于从生物颗粒(例如，细胞或病毒颗粒)释放核酸分子(诸如DNA和/或RNA)。可以使用任何合适的裂解剂，包括可商购获得的裂解剂。裂解剂的非限制性实例包括Tris-HCl、EDTA、洗涤剂(例如，Triton X-100、SDS)、溶菌酶、葡萄糖酶、蛋白酶E、病毒内溶素、外溶素(exolysin)、酵母裂解酶(zymolose)、溶细胞酶(lyticase)、蛋白酶K、来自噬菌体的内溶素和外溶素、来自噬菌体PM2的内溶素、来自枯草芽孢杆菌(B.subtilis)噬菌体PBSX的内溶素、来自乳杆菌属(Lactobacillus)原噬菌体Lj928、Lj965、噬菌体15Phiadh的内溶素、来自肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)噬菌体Cp-I的内溶素、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)噬菌体B30的双功能肽聚糖溶素、来自原噬菌体细菌的内溶素和外溶素、来自利斯特氏菌属(Listeria)的内溶素、穴蛋白-内溶素、细胞20裂解基因及其组合。在一些情况下，缓冲液可包含裂解剂(例如，裂解缓冲液)。裂解缓冲液的实例是氢氧化钠(NaOH)。
样品制备盒
本公开内容提供了样品制备盒。通常，样品制备盒可包含(i)一个或多个孔，每个孔包含处理样品所需的试剂，(ii)用于使缓冲液与样品反应的样品室，(iii)用于从样品室沉积废物的室，以及(iv)一个或多个测定管，用于收集经处理的样品并执行测定。通常，室和测定管可以通过导管连接(例如，能够将流体从一个室转移到另一个室的连接)。这些导管中的任一个都可包含用于与泵或阀连接以调节液体(例如，缓冲液或样品)沿导管的流动的开口。示例性样品制备盒的顶部透视图(图2A)和侧面透视图在图2中示出。
图10示出了样品制备盒1000的实例。样品制备盒1000包含第一歧管1001和第二歧管1002。第二歧管1002包含试剂室1003和废物室1006。盒1000进一步包含测定管1007和样品室1004。第一歧管1001可以是护罩(例如，盖)。盒1000还包含帽1005。盒1000可以与本公开内容的方法和系统一起使用。
图11示出了样品制备盒1100的另一实例。样品制备盒1100包含第一歧管1101和第二歧管1102。第二歧管1102包含试剂室1103和废物室1106。盒1100进一步包含测定管1107和样品室1104。第一歧管1101可以是护罩。盒1100还包含用于样品室1104的附加覆盖件1105。附加覆盖件1105进一步包含折叠橡胶帽1109。折叠橡胶帽1109进一步包含多孔盘1108，其可以防止流体和气溶胶逸出，但允许空气穿过该折叠橡胶帽。
材料
样品制备盒可以由各种材料形成。在一些情况下，样品制备盒可以由单一材料(例如，聚丙烯)形成。在一些情况下，样品制备盒可以由两种或更多种材料形成。在一些情况下，可用于产生样品制备盒的材料包括适用于三维(3D)打印、注塑成型或能够形成带有三维隔室和/或用于隔室之间的流体传输的嵌入式导管的装置的其他方法的材料。可用于产生样品制备盒的材料的非限制性实例包括聚硅氧烷、聚磷腈、低密度聚乙烯(ldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)、尼龙、尼龙6、尼龙6,6、特氟龙(聚四氟乙烯)、热塑性聚氨酯(tpu)、聚三氟氯乙烯(pctfe)、酚醛树脂、kevlar、twaron、mylar、氯丁橡胶、尼龙、nomex、orlon、rilsan、technora、特氟龙、ultem、vectran、viton、zylon、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯(pvdc)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚环氧化物、聚甲基丙烯酸甲酯、马来酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚乳酸、呋喃、硅酮或聚砜。在一些情况下，样品制备盒可以由包括热塑性塑料、热固性聚合物、无定形塑料、晶体塑料、导电聚合物、可生物降解的塑料或生物塑料等材料形成。在一个实例中，样品制备盒可以由包括聚丙烯的材料形成。在另一个实例中，样品制备盒可以由包括聚丙烯的第一材料和包括聚碳酸酯的第二材料形成。
室
在一些方面，样品制备盒可包括一个或多个室。室可用于(i)储存用于样品处理的缓冲液/试剂，(ii)将样品与缓冲液或试剂连续混合以处理样品，以及(iii)储存废物。
在一些实施方案中，样品制备盒可包含1个室。在一些实施方案中，样品制备盒可包含多个室。在一些实施方案中，样品制备盒可包括2个室、3个室、4个室、5个室、6个室、7个室、8个室、9个室、10个室、15个室、20个室、25个室、30个室、35个室、40个室、45个室、50个室、100个室或大于100个室。在一个实例中，样品制备盒可包含5个室。
室(例如，样品室、缓冲液室或废物室)的大小可以有所变化。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.1毫升(mL)的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.2mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.3mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.4mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.5mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.6mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.7mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.8mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约0.9mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约1mL的流体。在一些实施方案中，室可容纳至少约1mL、约2mL、约3mL、约4mL、约5mL、约6mL、约7mL、约8mL、约9mL、约10mL或更多的流体，诸如液体。
在一些实施方案中，一个或多个室可以被密封。在一些实施方案中，密封件201可以是可移除的或可破坏的(例如，使用者可以破坏室上的密封件以将样品添加到室)。密封件可以由单一材料(例如，铝)或者两种或更多种材料的组合物形成。在一个实例中，样品制备盒可以由包括聚丙烯的材料形成，并且密封件可以由包括铝、粘合剂层和聚丙烯层的三层的材料形成。在一些情况下，密封件材料可允许塑料注射器穿透密封件。密封件材料可以是箔层压板。在一些情况下，密封件可以在最低10℃上至54℃(含54℃)的温度下粘附到样品制备盒，并维持密封至少约1个月、至少约6个月、至少约12个月、至少约24个月、至少约36个月、至少约48个月或至少约60个月。在一些情况下，室可被永久密封。例如，样品制备盒可包含废物室，并且废物室可被永久密封。
在一些实施方案中，一个或多个室可以被护罩覆盖。例如，如图10和图11中所示，具有一个或多个室的歧管被护罩覆盖。
在一些实施方案中，室可包含用于执行测定的试剂(例如，裂解缓冲液、洗涤缓冲液、干燥剂或洗脱缓冲液)。缓冲液的非限制性实例可包括NP-40裂解缓冲液、放射免疫沉淀测定(RIPA)裂解缓冲液、十二烷基硫酸钠(SDS)裂解缓冲液、铵-氯-钾(ACK)裂解缓冲液、挥发性化学品(例如，丙酮和乙醇)、EDTA、Tris-HCl和水。
在一些实施方案中，室可包含可用于根据Boom方法分析样品的一种或多种缓冲液。根据Boom方法，通过在蛋白质降解酶的存在下将生物样品与洗涤剂混合来裂解和/或均质化生物样品。将离液剂和硅石或硅石包覆珠与裂解的生物样品混合。离液剂通过干扰由非共价力(诸如氢键、范德华力和疏水性相互作用)介导的大分子相互作用来使核酸的结构破坏和变性。在离液剂的存在下，从核酸的磷酸基团去除水，使它们暴露并允许疏水结合至硅石，诸如硅石或硅石包覆珠。生物样品中的蛋白质、细胞碎片和其他物质不与硅石结合，而是保留在溶液中。将硅石珠洗涤数次以去除非核酸物质，诸如蛋白质、脂质、包括细胞分子在内的细胞成分以及生物样品中发现的其他物质。可以使用硅石包覆的磁珠来通过磁场或磁体帮助从溶液分离出与硅石涂层结合的核酸。然后通过降低离液剂的浓度将核酸从硅石或硅石包覆珠洗脱到缓冲液中。洗脱缓冲液可以是例如纯水或Tris-EDTA(“TE”)缓冲液。
在一些方面，样品制备盒可包含样品室。通常，可以将样品添加到样品室，然后将缓冲液连续地添加到样品室以处理样品。样品室可以与缓冲液室流体连接(例如，经由导管)，使得沿该导管安设的泵可将缓冲液自动转移到样品室。在将样品与给定缓冲液混合之后，将混合物吸引通过位于样品室内的过滤器，该过滤器被配置为捕获样品内的靶标(例如，核酸)。可以将洗脱缓冲液添加到样品室，以从过滤器中释放靶标。样品室和过滤器可被配置为使得流体可以被快速地泵送到样品室中(例如，围绕过滤器)并且通过过滤器被泵出样品室(例如，以捕获样品中的靶标)。在一些情况下，过滤器可以是可移动的(例如，在第一位置与第二位置之间移动)以允许流体快速进入样品室。在一些情况下，过滤器可以能够弯曲或移位，例如，如美国专利号9,926,553中所描述的，该专利通过引用整体并入本文。示例性的样品室如图3中所示。可以使用由泵301生成的压力将试剂(例如，裂解缓冲液、洗涤缓冲液)泵入样品室104。在填充阶段(例如，当将试剂添加至样品室时)，试剂可通过围绕过滤器302流动而进入样品室。这可减小泵经历的阻力，并允许试剂更快地填充样品室。在试剂已经与样品混合之后，可以使用另外的泵303来将混合物转移通过过滤器，该过滤器被配置用于将样品中的靶标(例如，核酸)304捕获到废物室。在靶标被处理并结合到过滤器后，可以将洗脱缓冲液泵入样品室以从过滤器捕获靶标；第三泵305可用于将样品转移到测定管以进行进一步分析。在一些实施方案中，样品室被帽覆盖。在一些实施方案中，样品室被折叠橡胶帽覆盖。在一些实施方案中，可折叠橡胶帽包括多孔盘。多孔盘可防止流体和气溶胶逸出，但允许空气穿过帽。
在一些实施方案中，加热样品可能是有益的。因此，可以在样品室附近(例如，在样品室下方)提供加热器，以向样品和/或样品室提供热量。例如，在从过滤器提取靶标之前，可以用挥发性溶剂(例如，乙醇或丙酮)洗涤样品室和/或过滤器。随后，可以使用加热器向样品和/或样品室施加热量以蒸发任何残留的挥发性溶剂。通过在升高的温度(例如，高于引物的退火温度的温度)下制备样品或反应混合物，还可以提高产物的产率以及PCR的特异性。扩增前加热可促进引物退火至靶核酸，随后延伸，以及使引物二聚体的形成或引物自退火最小化。扩增前加热步骤对于处理核酸含量低的样品可能特别有用，因为样品可以分到两个或更多个测定管中，并且样品的扩增前加热可以提高每个测定管中的产物产率。因此，可以在本公开内容的任何实施方案中实施扩增前加热步骤。例如，在将样品从样品室转移到一个或多个测定管之前，可以使用加热器来加热样品。在另一个实例中，可将裂解缓冲液泵入样品室，然后加热。热量可以帮助使样品变性，减少沉淀物从样品的形成，或帮助使沉淀的固体返回样品溶液中。使用热量使溶液均质化(例如，减少固体从样品的沉淀)可以减少在样品通过导管转移时导管内的堆积和堵塞。加热步骤可以在任何给定温度下执行任何时间段。在一些实施方案中，样品可以在70℃下加热。在一些实施方案中，样品可以在70℃下加热10分钟。在一些实施方案中，样品可以无限地在70℃下加热，直到将样品转移到一个或多个测定管以进行进一步处理。在一些实施方案中，样品可以在单一温度下加热。在一些实施方案中，样品可以在一定温度范围内(例如，一定范围的升高温度或一定范围的降低温度)加热。加热器可以进一步包含弹簧负载板。与没有这样的弹簧负载板的加热器相比，该弹簧负载板可提供与样品室的改善的热接触。
通常，过滤器可包含能够从样品捕获靶标(例如，核酸)的任何材料。过滤器可以是有机或无机的；可以是金属(例如，铜或银)或非金属；可以是聚合物或可以不是聚合物；可以是导电的、半导电的或不导电的(绝缘的)；可以是反射的或非反射的；可以是多孔的或无孔的；等等。如上所述的过滤器可以由任何合适的材料形成，包括金属、金属氧化物、半导体、聚合物(特别是任何合适形式的有机聚合物，包括织造的、非织造的、模制的、挤压的、浇铸的等)、硅、氧化硅及其复合材料。可以使用许多适合用作本发明过滤器的材料(例如，聚合物)。用于用作过滤器的合适材料包括但不限于聚碳酸酯、金、硅、氧化硅、氮氧化硅、铟、氧化钽、氧化铌、钛、氧化钛、铂、铱、氧化铟锡、金刚石或类金刚石膜、丙烯酸、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯/丙烯酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、ABS/聚碳酸酯、ABS/聚砜、ABS/聚氯乙烯、乙烯丙烯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、硝化纤维素、尼龙(包括尼龙6、尼龙6/6、尼龙6/6-6、尼龙6/9、尼龙6/10、尼龙6/12、尼龙11和尼龙12)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(乙烯)(PE)(包括低密度、线性低密度、高密度、交联和超高分子等级)、聚(丙烯)(PP)、聚(丁二烯)的顺式和反式异构(PB)、聚(异戊二烯)的顺式和反式异构体、聚对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、聚苯乙烯(PS)(包括通用和高抗冲级)、聚碳酸酯(PC)、聚(ε-己内酯)(PECL或PCL)、聚(甲基丙烯酸酯)(PMMA)及其同系物、聚(丙烯酸甲酯)及其同系物、聚(乳酸)(PLA)、聚(乙醇酸)、聚原酸酯、聚(酸酐)、尼龙、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丁二烯(PB)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺及其同系物(诸如聚(N-异丙基丙烯酰胺))、氟化聚丙烯酸酯(PFOA)、聚(乙烯-丁烯)(PEB)、聚(苯乙烯-丙烯腈)(SAN)、聚四氟乙烯(PTFE)及其衍生物、聚烯烃塑性体、氟化乙烯-丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、全氟烷氧基乙烯(PFA)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、金属氧化物、玻璃、玻璃棉、氧化硅或者其他无机或半导体材料(例如，氮化硅)、化合物半导体(例如，砷化镓和砷化铟镓)及其组合。
过滤器的实例包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、葡聚糖、尼龙、淀粉酶、玻璃、天然和改性纤维素(例如，硝化纤维素)、聚丙烯酰胺、琼脂糖和磁铁矿。在一些情况下，过滤器可以是硅石或玻璃，因为其对溶剂的很强的耐化学性、其机械稳定性、其低固有荧光性质以及其易于官能化的灵活性。在实例中，过滤器由氧化硅(例如，玻璃)形成。
可以用一层或多个不同层的化合物或涂层修饰过滤器材料，该化合物或涂层用于以期望的方式修饰表面的性质。例如，过滤器可进一步在过滤器的整个或部分表面上包含涂层材料。例如，涂层材料可以是硝化纤维素、硅烷、硫醇、二硫化物或聚合物。当材料是硫醇时，过滤器可包含金包覆的表面并且/或者硫醇包含疏水和亲水部分。当涂层材料是硅烷时，过滤器包含玻璃，并且硅烷可以表现出末端部分，包括例如羟基、羧基、磷酸根、环氧丙氧基、磺酸根、异氰酸基、硫醇或氨基基团。在备选的实施方案中，涂层材料可以是具有共价键合的连接体部分的衍生化的单层或多层。例如，单层涂层可以具有硫醇(例如，硫代烷基，其选自硫代烷基酸(例如，16-巯基十六烷基酸)、硫代烷基醇、硫代烷基胺和含卤素的硫代烷基化合物)、二硫化物或硅烷基团，它们与过滤器产生化学或物理化学键合。单层与过滤器的附接还可以通过非共价相互作用或通过共价反应来实现。
在附接到过滤器之后，涂层可包含至少一种官能团。单层涂层上的官能团的实例包括但不限于羧基、异氰酸基、卤素、胺或羟基基团。在一个实施方案中，可以通过标准化学技术将涂层上的这些反应性官能团活化为单层涂层上的相应的活化官能团(例如，将羧基基团转化为酸酐或酰卤等)。用于与末端氨基基团共价偶联的过滤器上涂层的活化官能团的实例包括酸酐、N-羟基琥珀酰亚胺酯或其他常见的活化酯或酰卤，过滤器上涂层的活化官能团的实例包括用于偶联末端羟基基团的酸酐衍生物；用于偶联到连接体化合物的氧化糖残基上的肼衍生物；或者用于共价连接到连接体化合物的硫醇基团的马来酰亚胺衍生物。为了产生衍生化的涂层，可以将涂层上的至少一个末端羧基基团活化为酸酐基团，然后例如与连接体化合物反应。备选地，可以使涂层上的官能团与具有活化官能团(例如，N-羟基琥珀酰亚胺酯、酰卤、酸酐和异氰酸酯)的连接体反应，该活化官能团用于共价偶联至涂层上的反应性氨基基团。
在一些实施方案中，样品制备盒还可包含废物室。在一些情况下，废物室可以与样品室流体连接(例如，经由导管)，使得可以将样品抽取通过样品室中的过滤器，并将废物转移到废物室。
导管
样品制备盒的任何隔室(例如，室或测定管)可以通过一个或多个导管与样品制备盒的一个或多个其他隔室流体连接。样品制备盒可包含2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16个或更多个导管。通常，导管可用于连接两个隔室，以允许样品或试剂在两个隔室之间通过。例如，样品室可以与废物室流体连接，以允许将流体从样品室泵送到废物室。
本文所述的样品制备盒的结构可包含两个或更多个分离层的聚集体，该层当适当地配合或结合在一起时形成本文所述的导管。例如，顶层的底表面和底层的顶表面可各自包含沟槽(例如，通道或凹槽)，该沟槽当配合在一起时形成导管。通常，本文所述的样品制备盒将包括顶部部分、底部部分和内部部分，其中内部部分基本上限定了盒的导管。例如，主体结构由至少两个基底层形成，该至少两个基底层配合在一起以限定盒的导管网络，例如内部部分。在一些情况下，盒的顶部部分可包括室(例如，样品室、缓冲液室和废物室)。在一些情况下，盒的底部部分包括测定管可与之耦合的一个或多个适配器或帽。
如上所述，可以采用多种材料来制造样品制备盒的顶层和/或底层。在一些情况下，可以基于材料与各种制造技术的兼容性来选择材料，该制造技术例如光刻、湿法化学蚀刻、激光烧蚀、空气磨蚀技术、LIGA、反应离子蚀刻(RIE)、注塑成型、压花和其他技术。通常还可以根据材料与样品制备盒可能暴露的全部范围的条件的兼容性来选择材料，该条件包括pH、温度、盐浓度和施加的电场的极值。因此，在一些方面，材料可包括例如基于硅石的基底，诸如玻璃、石英、硅或多晶硅。在半导电材料的情况下，通常希望在材料上提供绝缘涂层或绝缘层，例如氧化硅，尤其是在将电场施加于盒或其内容物的那些应用中。
在一些方面，材料将包括聚合物材料，例如塑料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、聚四氟乙烯(TEFLONTM)、聚氯乙烯(PVC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚砜等。可以使用制造技术；使用成型技术，诸如注塑成型、压花或冲压；或者通过在模具内聚合聚合物前体材料容易地制造这样的聚合物基底。这样的聚合物材料是由于其易于制造、低成本和可处置性，以及它们对于大多数极端反应条件的一般惰性。同样，这些聚合物材料可包含经处理的表面，例如衍生化或包覆的表面，以增强其在样品制备盒中的效用，例如提供增强的流体方向。
样品制备盒可以用于多种应用，包括例如高通量筛选测定在药物发现中的性能、免疫测定、诊断、核酸分析(包括遗传分析)等。因此，本文所述的盒通常将包含一个或多个导管开口。导管开口通常可以指导管和导管连接到的相应室可以通过其进入的任何开口。导管开口可能出于各种原因而有用。首先，导管开口可允许泵或阀沿导管插入。这对于制备一次性样品制备盒特别有用，如下所述。样品制备盒中的导管开口允许该盒与可重复使用的样品制备装置(例如，包含泵、阀和/或电子组件的可重复使用的装置)对接。样品制备盒中的导管开口允许在不使用更昂贵的组件的情况下产生盒。
第二，导管开口可允许样品制备盒的不同室经由它们各自的导管流体连接，这取决于所执行的测定。在一些实施方案中，样品制备盒可包含多组试剂，每组试剂用于针对待执行的特定测定处理样品。例如，样品制备装置可被配置成使得在将样品制备盒对接至样品制备装置时，室1至5中的试剂被连续地转移到样品室。在另一个实例中，样品制备装置可被配置成使得在将样品制备盒对接至样品制备装置时，室6至10中的试剂被连续地转移到样品室。在又一实例中，样品制备装置可被配置成使得在将样品制备盒对接至样品制备装置时，室1中的试剂与室2中的试剂混合，随后将两种试剂的混合物连续地转移至样品室。
在一些实施方案中，样品制备盒可包含与盒上的每个室流体连接的单独导管。在一些实施方案中，样品制备盒可包含经由单独的次级导管连接到公共导管或主要导管的两个或多个室。例如，与第一室流体连接的第一导管和与第二室流体连接的第二导管都可以与主要导管流体连接。各自可以与一个室或测定管流体连接的任何数目的次级导管可以与主要导管流体连接。在其中多个次级导管与单个主要导管流体连接的一些情况下，可以使用阀将流动限制到一个或多个特定的次级导管。
考虑多个样品引入端口或样品室用于并行或串行地引入和分析多个样品。备选地，可以将盒耦合至样品引入端口，例如移液管，其将多个样品连续引入盒中以进行分析。
测定管和帽
在一些实施方案中，本公开内容的样品制备盒可包含一个或多个测定管，每个测定管具有与样品室流体连接的测定管帽(参见例如，图4)。应当理解，在本公开内容的任何实施方案中，测定管可以与室互换。通常，在处理样品之后，可以将洗脱缓冲液添加到样品室以从过滤器提取靶标(例如，核酸)，并将靶标转移到测定管。测定管可以是透明的，使得它们能够传输来自测定管中的样品的光信号，该光信号能够被分析装置801(参见例如，图8)所检测，例如，如美国专利公开号2017/0183713中所述，该专利通过引用整体并入本文。可以使用各种PCR管。例如，测定管可以是0.1mL或0.2mL的PCR管，或者是其他薄壁的可商购获得的PCR管。合适的PCR管可以例如从Phenix Research Products，Candler，NorthCarolina，BIOplastics获得。在一些实施方案中，测定管帽可以可移除地耦合(例如，可分离的)至样品制备盒；测定管可以直接耦合至帽。例如，样品制备盒可以可移除地附接(例如，通过穿孔)至测定管帽的条带，测定管可以压配合或卡扣配合到该测定管帽。将一个或多个测定管帽可移除地附接至样品制备盒可能是有利的，因为测定管(包含样品)和帽可以与样品制备盒快速分离并装载到分析装置(例如，热循环仪)中。
在一些实施方案中，测定管帽401可包含一个或多个导管402，通过导管402(i)样品403可以转移到测定管中，和/或(ii)可以施加压力404(例如，以将流体抽取到测定管中)。通常，导管可以穿过测定管帽，从而在测定管与导管(例如，从样品室延伸的导管)之间提供流体连接。测定管(1301)和帽(1302)的示例性剖视图在图13中示出。
测定管帽可以具有穿过该帽的一个或多个第一导管，以向测定管供应试剂或样品。在一些实施方案中，导管的端部可以具有端头或喷嘴405，以控制试剂或样品从导管向外的流动。本领域技术人员将理解，可以控制流动的各种不同方面。非限制性实例包括流速、流动的类型(例如，层流或湍流)以及形成的小液滴的大小。通过喷嘴递送液体的两个问题包括：(i)如何干净地喷射小液滴，以使得小液滴不会悬挂在喷嘴的端部，以及(ii)当液体流被递送到检测管中时，如何保持检测管的内容物不飞溅。此外，液体从喷嘴的喷射速度必须足以引起反应室内的第一和第二递送液体之间的混合。很小的小液滴可以以高喷射速度干净地喷射，但是没有足够的动能来克服孔中已经存在的液体的表面张力以引起混合。相反，较大的小液滴也以高喷射速度干净地喷射，但是倾向于将内容物飞溅到相邻的孔中。在较低的喷射速度下，液体倾向于将最后的液滴留在悬挂于喷嘴端头，其也是端头横截面面积的函数。此外，液体通过导管的流速随递送压力成正比，而随导管的长度成反比，随直径成反比。在开发递送压力和端头配置以及结构材料时，必须考虑所有这些变量，使得可以干净地排出液体，而不会留下悬挂于喷嘴端头的残留液滴。在一些情况下，喷嘴或端头可用于增加导管的横截面面积。在一些情况下，导管的横截面面积可沿喷嘴或端头的长度逐渐增加。在一些情况下，喷嘴或端头可用于减小导管的横截面面积。在一些情况下，导管的横截面面积可沿喷嘴或端头的长度逐渐减小。喷嘴可以是任何形状。在一些实施方案中，喷嘴可以是圆锥形形状的。在一些情况下，喷嘴可以是圆柱形形状的。在一些情况下，喷嘴可以是半球形形状的。可以基于根据液体来选择喷嘴的形状，以连续流、一系列的脉冲或小液滴的形式分配可能更有利。
在一些情况下，测定管帽可以具有穿过帽的一个或多个第二导管406。这些一个或多个第二导管可以耦合至泵，并用于生成通过测定管的抽取压力以将样品或试剂从室(例如，样品室)抽取到测定管。考虑到当样品填充测定管时，可以使用疏水和/或多孔材料407来防止液体进入第二导管。例如，可以将分子筛(例如，可渗透气体但不渗透液体的材料)放置在第二导管的端部，使得可以施加通过该筛的抽取压力以将样品抽取到测定管中。分子筛可渗透一种或多种气体，诸如空气。然而，当样品填充测定管时(参见例如，图4B)，分子筛可阻止样品流入第二导管。在本公开内容的任何实施方案中使用的分子筛可以是微孔分子筛、介孔分子筛或大孔分子筛。分子筛的非限制性实例包括沸石、铝硅酸盐材料、多孔玻璃、活性炭、粘土、蒙脱土、多水高岭土、二氧化硅和硅石。在一些情况下，分子筛是过滤器，例如移液管端头过滤器。过滤器在接触液体后可自动密封。过滤器材料可以是疏水的，例如，聚四氟乙烯和聚乙烯。在一些情况下，过滤器具有较小的孔径，例如10至12μm、12至15μm、15至20μm或20至25μm。
在一些实施方案中，两个或更多个帽可以具有变化的厚度，使得帽延伸到测定管中，从而影响测定管的最大工作体积。示例性的测定管帽和测定管在图5A-图5B中示出。图5A示出了具有更小的厚度501的测定管帽，相比之下图5B所示的测定管帽具有更大的厚度502。通常，帽的厚度越大(例如，使帽进一步延伸到测定管中)，测定管的最大工作体积越低。这对于小体积样品可能是有益的。在一些情况下，测定管帽的厚度可以是至少约0.1mm、约0.2mm、约0.3mm、约0.4mm、约0.5mm、约0.6mm、约0.7mm、约0.8mm、约0.9mm、约1mm、约1.1mm、约1.2mm、约1.3mm、约1.4mm、约1.5mm、约1.6mm、约1.7mm、约1.8mm、约1.9mm、约2.0mm、约2.5mm、约3mm、约4mm、约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm、约10mm或大于约10mm。在一些情况下，测定管的工作体积可能不会减少。在一些情况下，测定管的工作体积可以减少至少约1％、约2％、约3％、约4％、约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约50％、约75％或大于约75％。增加帽的厚度减小了测定管底部与导管端头之间的距离，样品通过该导管沉积到测定管中；这可在小液滴落入测定管中已经存在的液体中时影响样品的混合，如上所述。
样品制备装置
样品制备盒可以是较大系统的一个组件，该系统可包括用于将流体从一个室转移到另一个室或测定管的样品制备装置，以及用于控制该装置和/或解释从装置获得的数据的基于计算机的界面。样品制备装置可包含各种机械元件(例如，泵和/或阀)，以及其他计算机控制的系统。示例性系统如图7所示。样品制备盒包含含有具有各种室的壳体。如图2A所示，样品制备盒701被对接至样品制备装置702，其具有泵103、108和109和/或阀(未示出)以控制流体在两个或多个室之间的转移，该多个室包括试剂室101、样品室104和废物室106(例如，从试剂室到样品室)。一旦对接，从一个或多个样品室引出的导管就与一个或多个泵和/或阀流体连接704(例如，经由管道或通道)，从而允许泵和/或阀控制流体从一个室到另一个室的流动。泵和/或阀可以由一个或多个计算机控制系统无线地控制或使用电连接705来控制，如图9所示。
样品制备盒可包含存储在射频识别(RFID)单元或存储器中的信息。该信息可包括可以独特地识别正在处理的样品的条形码、用于处理样品的程序或关于盒的用户的信息。或者，样品制备盒可以不包含任何RFID单元或存储器。在一些实施方案中，样品制备可包括可以独特地识别正在处理的样品的印刷条形码或字母数字代码、用于处理样品的程序或关于盒的用户的信息。
样品制备装置可包含一个或多个流体流动单元。流体流动单元可以与导管流体连通，并且可被配置用于使试剂从室(或孔)流向另一个室(或孔)。样品制备装置可包含至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少20个、至少30个、至少40个或更多个流体流动单元。流体流动单元可包括泵或压缩机。在一些情况下，流体流动单元是泵或压缩机。在一些情况下，流体流动单元可包含至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少20个、至少30个、至少40个或更多个泵或压缩机。
可以采用泵在导管内生成压力，以将流体从一个室抽取到另一个室或在室内生成气泡以引起液体在室内的混合。泵可以沿导管安设，或者沿将一个导管开口连接到另一个导管开口的管道安设。泵施加的压力可以是间歇的(例如，蠕动泵)或连续的(例如，动力泵或速度泵)。可以采用多种装置。可以使用的泵的非限制性实例包括容积式泵、齿轮泵、螺杆泵、转动叶片泵、往复泵、柱塞泵、隔膜泵、活塞泵、旋转凸轮泵、螺杆抽油泵、旋转齿轮泵、活塞泵、液压泵、蠕动泵、绳泵、挠性叶轮泵、脉冲泵、速度泵、径流泵、混流泵、引射器-喷射泵、重力泵、蒸汽泵和无阀泵。
在一些情况下，泵是多向泵。可以使用多向泵来控制在两个或更多个方向上或者在两个或更多个操作模式下(例如，每个模式提供不同的压力或压降)的流体流动。例如，泵可以是双向泵。双向泵可以供应正压或负压(或压降)。双向泵可以控制两个相反方向上的流体流动。在操作系统或执行本文所述的方法时，泵压力可以随时间控制或改变。作为另一实例，泵可以在多种操作模式下操作，诸如在其中施加第一压降的第一模式和在其中施加第二压降的第二模式。第一压降和/或第二压降可各自产生正压。替代地，第一压降和/或第二压降可以各自产生负压。作为另一替代，第一压降可产生正压，并且第二压降可产生负压。
多向泵可供应相对于参考(例如，环境压力)增大或减小的压力。图12A-图12B提供了泵压力随时间变化的示例性图表。本文提供的系统可以进一步包括包含在泵中或连接到泵的压力传感器。压力传感器可以测量在耦合至泵的导管中流动的气体或液体的压力。这样的测量可用于调节泵——例如，随着压力变化，可以终止泵送。在一些情况下，泵压力传感器监测废物泵(例如，图1D中的P2)的压力。在一些情况下，泵压力传感器监测缓冲泵(或试剂泵，例如图1D中的P1)的压力。在一些情况下，泵压力传感器监测反应泵(或样品泵，例如图1D中的P3)的压力。
本公开内容的泵可被配置用于供应各种压力或压降。压力可以是正压或负压。在一些实例中，泵(例如，多向泵)可以供应在-50kPa至50kPa、-40kPa至40kPa、-20kPa至20kPa、-10kPa至10kpa、-5kPa至5kPa或-2kPa至2kPa的范围内的压降。压力可以大于或等于约0.01kPa、0.1kPa、1kPa、2kPa、5kPa、10kPa、20kPa、30kPa、40kPa、50kPa、100kPa或更大。压力可以小于或等于约100kPa、50kPa、40kPa、30kPa、20kPa、10kPa、5kPa、2kPa、1kPa、0.1kPa、0.01kPa或更小。
在一些情况下，单个泵可以与单个导管流体连接(或能够在单个导管中生成压力)。例如，可以沿样品室与废物室之间的导管安设泵，以将样品从样品室泵送到废物室。在另一个实例中，可以沿测定管下游的导管安设泵，以将样品从样品室抽取到测定管(例如，测定管可经由另外的导管与样品室流体连接)。在一些情况下，单个泵可以同时流体耦合至多个导管(或能够在多个导管中生成压力)。例如，可以沿主要导管安设泵，其中主要导管的一端分支成多个次级导管，每个次级导管与室流体连接。
在另一方面，本公开内容提供了系统，该系统包含第一泵和与第一流体流动路径流体连通的第二泵。第一泵和第二泵可以是多向泵(例如，双向泵)。第一泵和第二泵可被配置用于使第一流体流动路径中的流体沿第一方向和第二方向流动。第二方向可以不同于第一方向。
例如，第一泵可供应正压以使流体沿第一方向流动。在这样的情况下，第二泵可供应负压以驱动流体沿第一方向。接下来，第一泵可供应负压，并且第二泵可供应正压，以使流体沿第二方向流动，第二方向可以与第一方向相反。
这样的系统可包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50个或更多个多向泵。在一些情况下，流体流动路径可包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20个或更多个阀。作为替代，流体流动路径可以在流体流动路径中不包含任何阀。
流体流动路径可以是通道或导管。例如，流体流动路径可以是聚合物、金属或复合材料基底中的通道。
可以采用一个或多个阀，特别是当使用单个泵向多个室施加抽取压力时。在以上实例中，可以沿主要导管安设泵，其中主要导管的一端分支成多个次级导管，每个次级导管与室流体连接。可以沿一个或多个次级分支安设阀，从而调节由泵施加在室上的压力。本领域技术人员将理解，可以使用各种阀。可以使用的阀的非限制性实例包括球阀、蝶形阀、陶瓷盘、瓣阀、止回阀、阻气阀、隔膜阀、闸阀、球形阀、刀阀、针阀、夹管阀、活塞阀、旋塞阀、提升阀、滑阀、热膨胀阀、减压阀、取样阀和安全阀。在一些实施方案中，阀可以是单向阀。在一些实施方案中，阀可以是二通阀。在一些实施方案中，阀可以是三通阀。在一些实施方案中，阀可以是四通阀。在一些实施方案中，本文所述的系统可以不包含阀。
传感器还可以被实现用于监测样品制备盒和系统的性能。例如，压力传感器可用于检测流体通过样品制备盒的一个或多个导管的运动。在另一实例中，可以用于检测泄漏或污染。在又一实例中，光学或电传感器可以用于检测室或导管内的流体的水平或量。可以使用的传感器的非限制性实例包括压力传感器、湿度传感器、磁性传感器、应变仪、力传感器、电感式传感器、电阻式传感器、电容式传感器、光学传感器以及其任何组合。
试剂盒
本文提供了用于处理样品的试剂盒。试剂盒可包含一个或多个样品处理盒和/或一种或多种试剂。该试剂盒可包含用于处理样品的指令。盒可被配置为与本公开内容的系统接口。
一种或多种试剂可包括裂解缓冲液、洗涤缓冲液、干燥剂和洗脱缓冲液。例如，一种或多种试剂可包括NP-40裂解缓冲液、放射免疫沉淀测定(RIPA)裂解缓冲液、十二烷基硫酸钠(SDS)裂解缓冲液、铵-氯-钾(ACK)裂解缓冲液、挥发性化学品(例如，丙酮和乙醇)、EDTA、Tris-HCl、磷酸盐缓冲盐水(PBS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三氯三氟乙烷(Freon113)、四甲基硅烷(TMS)、PELDRI II和水。当在室温下储存时，一种或多种试剂可以是稳定的。当在室温下储存时，一种或多种试剂可以稳定至少一年、至少两年、至少三年、至少四年、至少五年或更久。
一种或多种试剂可以包括干燥剂。当在室温下储存时，干燥剂可以是稳定的。当在室温下储存时，干燥剂可以稳定至少一年、至少两年、至少三年、至少四年、至少五年或更久。
所述指令可以是物理的(例如，印刷的)或电子的形式。该指令可以在打印介质中。作为替代，指令可以由用户在因特网上访问，诸如通过统一资源定位器。
计算机控制系统
本公开内容提供了被编程用于实现本公开内容的方法的计算机控制系统。图9示出了被编程或以其他方式配置用于处理样品的计算机系统901。计算机系统901可以调节本公开内容的样品制备装置的各个方面，例如，激活阀或泵以将试剂或样品从一个室转移到另一个室。在一些方面，计算机系统可以调节将哪些试剂或样品混合在一起，或者将样品或试剂从一个室转移到另一个室的速率。计算机系统901可包括用户的电子设备或相对于电子设备远程定位的计算机系统。该电子设备可以是移动电子设备。
计算机系统901包括中央处理单元(CPU，本文也称为“处理器”和“计算机处理器”)905，其可以是单核或多核处理器，或者是用于并行处理的多个处理器。计算机系统901还包括存储器或存储位置910(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元915(例如，硬盘)、用于与一个或多个其他系统通信的通信接口920(例如，网络适配器)以及外围设备925，例如，高速缓冲存储器、其他存储器、数据存储和/或电子显示适配器。存储器910、存储单元915、接口920和外围设备925通过通信总线(实线)如主板与CPU 905通信。存储单元915可以是用于存储数据的数据存储装置(或数据存储库)。借助通信接口920，计算机系统901可以可操作地耦合至计算机网络(“网络”)930。网络930可以是因特网、互联网和/或外联网，或与互联网通信的内联网和/或外联网。在一些情况下，网络930是电信和/或数据网络。网络930可以包括一个或多个计算机服务器，其可以实现分布式计算，诸如云计算。在一些情况下，网络930可以借助于计算机系统901实现对等网络，这可以使得与计算机系统901耦合的设备能够作为客户端或服务器。
CPU 905可以执行一系列机器可读指令，其可以体现在程序或软件中。该指令可以存储在存储器位置如存储器910中。指令可以针对CPU 905，其可以随后对CPU 905进行编程或以其他方式配置CPU 905以实现本公开内容的方法。由CPU 905执行的操作的实例可包括提取、解码、执行和回写。
CPU 905可以是电路如集成电路的一部分。系统901的一个或多个其他组件可以包含在电路中。在一些情况下，该电路是专用集成电路(ASIC)。
存储单元915可以存储文件，例如驱动程序、库和保存的程序。存储单元915可以存储用户数据，例如，用户偏好和用户程序。在一些情况下，计算机系统901可包括一个或多个附加数据存储单元，所述附加数据存储单元位于计算机系统901外部，诸如位于通过内联网或因特网与计算机系统901通信的远程服务器上。
计算机系统901可以通过网络930与一个或多个远程计算机系统通信。例如，计算机系统901可以与用户的远程计算机系统通信。远程计算机系统的实例包括个人计算机(例如，便携式PC)、平板或平板型PC(例如，
Figure BDA0002491966340000401
iPad、
Figure BDA0002491966340000402
Galaxy Tab)、电话、智能电话(例如，
Figure BDA0002491966340000403
iPhone、支持Android的设备、
Figure BDA0002491966340000404
)或个人数字助理。用户可以经由网络930访问计算机系统901。
本文所述的方法可以通过存储在计算机系统901的电子存储位置上(例如，存储在存储器910或电子存储单元915上)的机器(例如，计算机处理器)执行代码的方式来实现。机器可执行代码或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用期间，代码可以由处理器905执行。在一些情况下，可以从存储单元915检索代码并将其存储在存储器910上，以供处理器905迅速存取。在一些情况下，可以排除电子存储单元915，而将机器可执行指令存储在存储器910上。
代码可以被预编译并配置为与由适于执行该代码的处理器的机器使用，或者可以在运行期间被编译。代码可以以编程语言提供，可以选择编程语言以使该代码能够以预编译或即时编译(as-compiled)的方式执行。
本文提供的系统和方法的各方面(诸如计算机系统901)可以在编程中体现。本技术的各个方面可被认为是一般在机器可读介质上携带或体现的机器(或处理器)可执行代码和/或关联数据的形式的“产品”或“制品”。机器可执行代码可以存储在电子存储单元如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘上。“存储”型介质可包括计算机的任何或所有有形存储器、处理器等，或其相关模块，诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，其可以在任何时间为软件编程提供非暂时性存储。软件的全部或部分有时可以通过因特网或各种其他电信网络进行通信。例如，这样的通信可以使得软件能够从一个计算机或处理器加载到另一个计算机或处理器中，例如从管理服务器或主机加载到应用服务器的计算机平台中。因此，可以承载软件元素的另一类型的介质包括光波、电波和电磁波，诸如跨本地设备之间的物理接口、通过有线和光学陆线网络以及通过各种空中链路而使用。携载此类波的物理元件，诸如有线或无线链路、光学链路等，也可以被认为是承载软件的介质。如本文所用，除非限于非暂时性有形的“存储”介质，否则诸如计算机或机器“可读介质”等术语是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。
因此，诸如计算机可执行代码等机器可读介质可以采取许多形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，诸如任何计算机中的任何存储设备等，诸如可以用于实现附图中所示的数据库等。易失性存储介质包括动态存储器，诸如这样的计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴缆线；铜线和光纤，包括构成计算机系统内总线的线。载波传输介质可以采取电信号或电磁信号或者声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的那些。因此，计算机可读介质的常见形式包括：软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、任何其他具有孔洞图案的物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或匣盒、传送数据或指令的载波、传送此类载波的电缆或链路、或者计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些计算机可读介质形式中的许多可涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携带至处理器以供执行。
计算机系统901可包括电子显示器935或与电子显示器935通信，电子显示器935包含用于提供例如样品处理的当前阶段(例如，正在执行的特定步骤，诸如裂解步骤)的用户界面(UI)940。UI的实例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于网络的用户界面。
可以通过一种或多种算法来实现本公开内容的方法和系统。可以通过软件在由中央处理单元905在执行时来实现算法。
参考示例性应用描述了多个方面以进行说明。除非另有说明，否则任何实施方案可以与任何其他实施方案组合。应当理解，阐述了许多具体细节、关系和方法以提供对本文所述特征的全面理解。然而，技术人员将容易地认识到，本文所述的特征可以在没有一个或多个具体细节的情况下或通过其他方法实践。本文所述的特征不受动作或事件所示出的顺序的限制，因为一些动作可以以不同的顺序发生以及/或者与其他动作或事件同时发生。此外，根据本文所述的特征，并不需要所有示出的动作或事件来实现方法。
本文的一些发明性实施方案考虑到数值范围。当存在范围时，范围包括范围端点。此外，该范围内的每个子范围和值如同被明确写出一样存在。术语“约”或“大约”可指在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差范围内，其将部分取决于该值如何测量或确定，例如测量系统的局限性。例如，按照本领域的实践，“约”可以指在一个或大于一个标准偏差内。或者，“约”可以指给定值的至多20％、至多10％、至多5％或至多1％的范围。或者，特别是关于生物系统或过程，该术语可指在值的一个数量级以内，在5倍以内或在2倍以内。在说明书和权利要求中描述了特定值的情况下，除非另有说明，否则可假定术语“约”意指在特定值的可接受误差范围内。
实施例
实施例1.使用PCR处理水样品以检测水生病原体
为了检测水样品中的水生细菌，启动了样品制备系统，从而使泵将0.5mL含有RNA酶A的Tris-EDTA缓冲液从试剂室转移到样品室中。一旦样品室充满Tris缓冲液，使用1mL注射器获得水样品，该水样品沉积到样品室中以与Tris缓冲液混合。为了使暴露于Tris缓冲液的细菌细胞的数目最大化，将来自水样的细菌彻底悬浮在混合物中；使用连接到环境空气的第二泵向样品室中提供正压，从而在混合物中生成气泡以混合样品和Tris缓冲液。打开与包含NaOH/SDS(裂解缓冲液)的第二试剂室流体连接的阀，并且泵将0.5mL NaOH/SDS转移到样品室。十二烷基硫酸钠(SDS)溶解细胞膜的磷脂和蛋白质组分，导致细胞内容物溶解和释放。NaOH使染色体和质粒DNA以及蛋白质变性。RNA酶的存在确保在裂解过程中消化释放的细胞RNA。将裂解缓冲液与样品和Tris缓冲液混合物混合不超过5分钟。打开与包含乙酸钾(中和剂)的第三试剂室流体连接的阀，并使用泵将0.5mL乙酸钾转移到样品室。高盐浓度导致十二烷基硫酸钾(KDS)沉淀，并且变性的蛋白、染色体DNA和细胞碎片在不溶性的盐-洗涤剂复合物中共沉淀。质粒DNA是环状且共价闭合的，其正确复性并保留在溶液中。使用废物泵将溶液抽取通过安设在样品室底部附近的过滤器，从而将质粒DNA捕获在过滤器中，并将溶液的剩余部分转移到废液室。为了从捕获的DNA去除残留的中和剂和/或裂解缓冲液，将1mL丙酮泵入样品室，并通过过滤器抽取出至废物室。丙酮洗涤液稀释并去除了样品室中的杂质。为了去除任何残留的丙酮，激活安设在样品室下方的加热垫以加热样品室，从而蒸发残留的丙酮。打开与包含水(洗脱缓冲液)的室流体连接的阀，并且泵将0.3mL水转移到样品室。将DNA洗脱到水中，并使用泵将0.1mL样品(例如，含有DNA的水)吸抽到3个测定管的每一个中，每个测定管包含一对PCR引物，以检测细菌或病毒病原体(例如，大肠杆菌(e.Coli)、志贺氏菌(shigella)、伤寒沙门氏菌(S.Typhi)、甲型肝炎病毒、戊型肝炎病毒)的DNA。
尽管本文已经示出并描述了本发明的优选实施方案，但对于本领域技术人员将会显而易见的是，这些实施方案仅以示例的方式提供。并非旨在通过说明书中提供的具体实例来限制本发明。尽管已经参考前述说明书描述了本发明，但是本文实施方案的描述和说明并不意味着以限制性的意义来解释。本领域技术人员在不脱离本发明的情况下现将想到多种变化、改变和替代。此外，应当理解，本发明的所有方面不限于本文阐述的具体描述、配置或相对比例，其取决于各种条件和变量。应当理解，本文所述的本发明实施方案的各种替代方案可用于实施本发明。因此，考虑到本发明还应当涵盖任何这样的替代、修改、变化或等同物。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。

Claims (75)

1.一种用于样品处理的系统，包含：
样品室，所述样品室包含过滤器，所述过滤器被配置用于从所述样品室中的样品捕获一个或多个核酸分子；
通过第一导管流体耦合至所述样品室的孔，所述孔被配置用于容纳试剂；
与所述第一导管流体连通的流体流动单元，其中所述流体流动单元被配置用于使所述试剂从所述孔流向所述样品室；
一个或多个测定管，其中所述一个或多个测定管中的给定测定管经由第二导管流体耦合至所述样品室；以及
耦合至所述流体流动单元的控制器，其中所述控制器被配置用于从移动电子设备接收指令以处理所述样品，并且根据所述指令(i)引导所述流体流动单元使所述试剂从所述孔沿所述第一导管流向所述样品室，以在所述样品室中提供包含所述试剂和所述一个或多个核酸分子的溶液，以及(ii)引导所述流体流动单元使所述溶液从所述样品室沿所述第二导管流向所述一个或多个测定管，使得所述给定测定管接收所述溶液的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包含第二流体流动单元，所述第二流体流动单元流体耦合至所述一个或多个测定管并且安设在所述一个或多个测定管的下游。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第二流体流动单元通过第三导管与所述一个或多个测定管流体连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述给定测定管包含帽，并且其中在所述给定测定管与所述第二流体流动单元之间的所述第三导管安设在所述帽中。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述第二流体流动单元被配置为提供负压以将流体从所述样品室抽取到所述一个或多个测定管中的至少一个。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述第二流体流动单元被配置为向所述样品室提供正压以在所述样品中生成气泡，从而使所述样品混合。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二流体流动单元流体耦合至大气。
8.根据权利要求1所述的系统，进一步包含通过第四导管流体耦合至所述样品室的废物室。
9.根据权利要求8所述的系统，进一步包含沿所述第四导管安设在所述废物室与所述样品室之间的第三流体流动单元。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第三流体流动单元被配置用于将所述样品从所述样品室抽取至所述废物室。
11.根据权利要求10所述的系统，其中将所述样品通过所述过滤器从所述样品室抽取至所述废物室，从而在所述过滤器中从所述样品捕获所述一个或多个核酸。
12.根据权利要求1所述的系统，进一步包含沿所述第一导管安设在所述孔与所述样品室之间的阀。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述阀沿所述第一导管安设在所述流体流动单元的上游。
14.根据权利要求1所述的系统，进一步包含包括所述孔在内的多个孔。
15.根据权利要求14所述的系统，进一步包含多个阀，其中所述多个阀中的给定阀沿所述第一导管安设在所述多个孔与所述样品室之间。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述试剂是缓冲液，其选自裂解缓冲液、洗涤缓冲液、干燥剂和洗脱缓冲液。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述样品室、所述孔和所述废物室中的至少一个包含密封件。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述密封件包含至少一个层。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述至少一个层包含聚丙烯、粘合剂或铝。
20.根据权利要求1所述的系统，其中所述给定测定管包含帽，并且在所述样品室与所述给定测定管之间的所述第二导管的至少一部分安设在所述帽中。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述第二导管沿所述帽的内表面的端部包含端头。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述第二导管的至少一部分安设在所述端头中。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述第二导管的横截面面积沿所述端头的轴向长度减小。
24.根据权利要求21或23所述的系统，其中所述一个或多个测定管包括多个测定管，并且其中在所述多个测定管中的至少两个中，所述端头中的所述第二导管的一部分的横截面面积不同。
25.根据权利要求24所述的系统，其中沿所述帽的内表面的所述第三导管的端部包含分子筛。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述分子筛是多孔的。
27.根据权利要求25所述的系统，其中所述分子筛可渗透气体。
28.根据权利要求25所述的系统，其中所述分子筛是疏水的。
29.根据权利要求20所述的系统，其中所述帽延伸到所述给定测定管中。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述帽延伸到所述给定测定管中的决定所述测定管的最大工作体积的深度。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述帽的所述深度不同于延伸到所述一个或多个测定管中的另一测定管中的另一帽的另一深度。
32.根据权利要求20所述的系统，其中所述帽可移除地耦合至所述给定测定管。
33.根据权利要求1所述的系统，其中所述给定测定管包含一对或多对引物，用于执行测定以检测靶核酸分子。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述测定是聚合酶链反应。
35.根据权利要求1所述的系统，进一步包含与所述样品室热连通的加热器，其中所述加热器被配置用于使所述给定测定管中的样品经历加热。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述加热器被配置用于使所述样品经历加热作为一个或多个加热和冷却循环的一部分。
37.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体流动单元是泵或压缩机。
38.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体流动单元包含一个或多个泵。
39.根据权利要求38所述的系统，其中所述一个或多个泵包括第一泵和第二泵，其中所述第一泵被配置用于使所述试剂从所述孔流向所述样品室，并且其中所述第二泵被配置用于使所述溶液从所述样品室流向所述一个或多个测定管。
40.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体流动单元包含一个或多个压缩机。
41.根据权利要求1所述的系统，进一步包含：含有基座的样品处理单元，其中所述样品处理单元包含所述流体流动单元，其中所述孔和所述样品室被包括在样品处理盒中，并且其中所述基座被配置用于接收所述盒以使所述孔和所述样品室与所述流体流动单元流体连通。
42.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置用于与所述移动电子设备进行无线通信。
43.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体流动单元包含或耦合至压力传感器。
44.一种用于样品处理的方法，包括：
(a)激活一系统，所述系统包含：
ⅰ.样品室，所述样品室包含过滤器，所述过滤器被配置用于从所述样品室中的样品捕获一个或多个核酸分子；
ⅱ.通过第一导管流体耦合至所述样品室的孔，其中所述孔被配置用于容纳试剂；
ⅲ.与所述第一导管流体连通的流体流动单元，其中所述流体流动单元被配置用于使所述试剂从所述孔流向所述样品室；
ⅳ.一个或多个测定管，其中所述一个或多个测定管中的给定测定管经由第二导管流体耦合至所述样品室；
ⅴ.耦合至所述流体流动单元的控制器，其中所述控制器被配置用于所述从移动电子设备接收指令以处理所述样品；
(b)使用所述控制器从所述移动电子设备接收所述指令；以及
(c)根据所述指令，使用所述控制器以(i)引导所述流体流动单元使所述试剂从所述孔沿所述第一导管流向所述样品室，以在所述样品室中提供包含所述试剂和所述一个或多个核酸分子的溶液，以及(ii)引导所述流体流动单元使所述溶液从所述样品室沿所述第二导管流向所述一个或多个测定管，使得所述给定测定管接收所述溶液的至少一部分。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述系统进一步包含至少一个加热单元，其中所述至少一个加热单元与包括所述给定测定管在内的所述一个或多个测定管热连通，并且其中根据所述指令，所述控制器引导所述至少一个加热单元使所述溶液经历加热。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述控制器引导所述至少一个加热单元使所述溶液经历一个或多个加热和冷却循环。
47.根据权利要求44所述的方法，其中所述系统包含含有基座的样品处理单元，其中所述样品处理单元包含所述流体流动单元，其中所述孔和所述样品室被包括在样品处理盒中，并且其中(a)包括所述基座接收所述盒以使所述孔和所述样品室与所述流体流动单元流体连通。
48.根据权利要求44所述的方法，其中在(b)中，所述控制器被配置用于与所述移动电子设备进行无线通信。
49.一种样品处理盒，包含：
样品室，所述样品室包含过滤器，所述过滤器被配置用于从所述样品室中的样品捕获一个或多个核酸分子；
通过第一导管流体耦合至所述样品室的孔，所述孔被配置用于容纳试剂；
一个或多个测定管，其中所述一个或多个测定管中的给定测定管经由第二导管流体耦合至所述样品室；以及
与所述第一导管流体连接的第一开口，其中所述第一开口被配置用于使流体流动单元与所述第一导管流体连接，其中所述流体流动单元耦合至一控制器，所述控制器被配置用于从一移动电子设备接收指令以处理所述样品，并且根据所述指令(i)引导所述流体流动单元使所述试剂从所述孔沿所述第一导管流向所述样品室，以在所述样品室中提供包含所述试剂和所述一个或多个核酸分子的溶液，以及(ii)引导所述流体流动单元使所述溶液从所述样品室沿所述第二导管流向所述一个或多个测定管，使得所述给定测定管接收所述溶液的至少一部分。
50.根据权利要求49所述的样品处理盒，进一步包含第二流体流动单元，所述第二流体流动单元流体耦合至所述一个或多个测定管并且安设在所述一个或多个测定管的下游。
51.根据权利要求50所述的样品处理盒，其中所述第二流体流动单元通过第三导管与所述一个或多个测定管流体连接。
52.根据权利要求49所述的样品处理盒，进一步包含通过第四导管流体耦合至所述样品室的废物室。
53.根据权利要求49所述的样品处理盒，进一步包含连接至所述样品室的通气管。
54.根据权利要求52所述的样品处理盒，其中所述废物室进一步连接至第三流体流动单元。
55.根据权利要求54所述的样品处理盒，其中所述第三流体流动单元沿所述第四导管安设在所述废物室与所述样品室之间。
56.根据权利要求54所述的样品处理盒，其中所述第三流体流动单元安设在所述废物室的下游。
57.根据权利要求49所述的样品处理盒，进一步包含护罩。
58.根据权利要求49所述的样品处理盒，其中所述流体流动单元是泵。
59.根据权利要求58所述的样品处理盒，其中所述泵是多向泵。
60.根据权利要求49所述的样品处理盒，其中所述流体流动单元耦合至压力传感器。
61.一种样品处理系统，包含：
第一流体流动路径；
与所述第一流体流动路径流体连通的第一泵和第二泵，其中所述第一泵和所述第二泵是多向泵，并且其中所述第一泵和所述第二泵被配置用于使所述第一流体流动路径中的流体沿第一方向和第二方向流动，所述第二方向不同于所述第一方向；以及
被配置为与一盒可逆地接合的基座，所述盒包含与一种或多种试剂流体连通的第二流体流动路径，其中所述基座被配置为在与所述盒接合之后使所述第一流体路径与所述第二流体流动路径流体连通。
62.根据权利要求61所述的系统，其中所述第一流体流动路径不包括任何阀。
63.根据权利要求61所述的系统，进一步包含：控制器，其可操作地耦合至所述至少两个多向泵，其中所述控制器被配置用于引导所述至少两个多向泵中的每一个使所述第一流体流动路径中的所述流体沿所述第一方向和所述第二方向流动。
64.根据权利要求61所述的系统，进一步包含盖子，所述盖子包含主体，所述主体被配置为当所述基座与所述盒可逆地接合时与所述盒接触，其中所述盖子耦合至包含所述第一流体流动路径和所述至少两个多向泵的壳体，并且其中所述盖子被配置为从(i)所述主体接触所述盒的第一位置向所述壳体移动到(ii)使所述第一流体路径与所述第二流体流动路径流体连通的第二位置。
65.根据权利要求64所述的系统，其中所述盖子被配置为相对于所述壳体旋转。
66.根据权利要求61所述的系统，其中所述至少两个多向泵中的每一个被配置为在所述第一流体流动路径中供应正压和负压。
67.根据权利要求61所述的系统，其中所述至少两个多向泵中的每一个被配置用于使所述第一流体流动路径中的所述流体沿第一方向和第二方向流动。
68.根据权利要求61所述的系统，进一步包含第三泵，所述第三泵被配置为当所述基座与所述盒可逆地接合时与所述第二流体流动路径流体连通。
69.一种用于处理样品的方法，包括：
(a)激活一系统，所述系统包含：(i)第一流体流动路径，(ii)与所述第一流体流动路径流体连通的第一泵和第二泵，其中所述第一泵和所述第二泵是多向泵，并且其中所述第一泵和所述第二泵被配置用于使所述第一流体流动路径中的流体沿第一方向和第二方向流动，所述第二方向不同于所述第一方向，(iii)基座；
(b)使所述基座与一盒接合，所述盒包含与一种或多种试剂流体连通的第二流体流动路径，其中在所述基座与所述盒接合之后，所述第一流体路径与所述第二流体流动路径流体连通；以及
(c)使用所述系统和所述一种或多种试剂来处理所述样品。
70.根据权利要求69所述的方法，进一步包括在处理所述样品之后从所述基座移除所述盒。
71.根据权利要求69所述的方法，其中所述样品是生物样品。
72.一种用于处理样品的系统，包含与用于处理所述样品的流体流动路径流体连通的至少两个多向泵，所述流体流动路径不包括任何阀，其中沿所述流体流动路径的流体流动方向通过由所述至少两个多向泵调节所述流体流动路径中的压力来控制。
73.根据权利要求72所述的系统，其中所述至少两个多向泵包括三个多向泵。
74.一种用于处理样品的方法，包括：(a)激活一系统，所述系统包含与用于处理所述样品的流体流动路径流体连通的至少两个多向泵，所述流体流动路径不包括任何阀，(b)在通过所述至少两个多向泵中的第一多向泵施加第一压降并且通过所述至少两个多向泵中的第二多向泵施加第二压降后，使所述流体流动路径中的流体沿第一方向流动，以及(c)在通过所述第一多向泵施加第三压降并且通过所述第二多向泵施加第四压降后，使所述流体流动路径中的流体沿不同于所述第一方向的第二方向流动，
其中所述第一压降不同于所述第二压降，
其中所述第三压降不同于所述第四压降，并且
其中(i)所述第一压降不同于所述第三压降，或(ii)所述第二压降不同于所述第四压降。
75.根据权利要求74所述的方法，其中(i)所述第一压降不同于所述第三压降，并且(ii)所述第二压降不同于所述第四压降。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2898467A1 (en) 2013-01-18 2014-07-24 Biomeme Incorporated Analytic device
EP4023339B1 (en) 2013-11-01 2024-02-21 Biomeme, Inc. Sample extraction and preparation device
JP2022527250A (ja) 2019-03-21 2022-06-01 バイオミーム インコーポレイテッド 多機能性分析デバイス
CN116457099A (zh) 2020-09-18 2023-07-18 生米公司 用于分析样品的便携式装置和方法
EP4225496A1 (en) * 2020-10-09 2023-08-16 SwissDeCode SA Food certification system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160069921A1 (en) * 2011-09-25 2016-03-10 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-analysis
WO2017112911A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Canon U.S. Life Sciences, Inc Sample-to-answer system for microorganism detection featuring target enrichment, amplification and detection
WO2017139447A1 (en) * 2016-02-10 2017-08-17 Coyote Bioscience Usa Inc. Methods and systems for analyzing nucleic acids

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2588703T3 (es) * 2009-12-07 2016-11-04 Meso Scale Technologies, Llc. Un cartucho de ensayo
KR101882940B1 (ko) * 2010-02-23 2018-07-30 루미넥스 코포레이션 일체화된 샘플 제조, 반응 및 검출을 위한 장치 및 방법
CN102939160B (zh) * 2010-04-16 2016-10-12 欧普科诊断有限责任公司 用于样本分析的系统和装置
SG10201602141QA (en) * 2011-09-25 2016-04-28 Theranos Inc Systems And Methods For Multi-Analysis
US10865440B2 (en) * 2011-10-21 2020-12-15 IntegenX, Inc. Sample preparation, processing and analysis systems
US8894946B2 (en) * 2011-10-21 2014-11-25 Integenx Inc. Sample preparation, processing and analysis systems
GB2516666B (en) * 2013-07-29 2015-09-09 Atlas Genetics Ltd Fluidic cartridge for nucleic acid amplification and detection
GB2531616B (en) * 2015-02-02 2017-11-22 Atlas Genetics Ltd Instrument for performing a diagnostic test on a fluidic cartridge

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160069921A1 (en) * 2011-09-25 2016-03-10 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-analysis
WO2017112911A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Canon U.S. Life Sciences, Inc Sample-to-answer system for microorganism detection featuring target enrichment, amplification and detection
WO2017139447A1 (en) * 2016-02-10 2017-08-17 Coyote Bioscience Usa Inc. Methods and systems for analyzing nucleic acids

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