CN112055617B - 用于测定设备的光学反应井孔 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于同时填充多个样品腔室的装置。在一个方面，该装置包括公共流体源和多个独立的连续流控路径。每个独立的连续流控路径包括样品腔室和气动隔室。样品腔室连接到公共流体源，并且气动隔室连接到样品腔室。样品腔室部分地包括测定腔室。测定腔室包括整体式基体和具有光学透射特性的塞子。在一些实施例中，测定腔室包含磁性混合元件。在一些实施例中，测定腔室是双锥形腔室。在一些实施例中，对于多个流控路径中的每个流控路径，样品腔室的体积与气动隔室的体积的比率基本上相等。

Description

用于测定设备的光学反应井孔

技术领域

本发明涉及能够执行生物测定(biological assay)的微流控设备(microfluidicdevice)的领域。具体而言，本公开涉及用于将流体样品从流体源传输到被配置为适应生物测定的多个样品腔室中的系统、设备和方法。

背景

许多现有的微流控设备被配置成将流体样品从微流控设备内的一个位置(例如，公共源)传输到微流控设备内的一个或更多个替代位置(例如，一个或更多个样品腔室)。在微流控设备被配置成将流体样品从微流控设备内的一个位置传输到微流控设备内的单个替代位置的特定实施例中，现有的微流控设备可以使用死端填充(dead-end filling)，其中流体样品克服封闭系统的内部压力被传送到该封闭系统中。死端填充能够精确填充微流控设备的单个位置，使得流体样品的溢流以及因此流体样品的浪费被最小化。在流体样品包含昂贵组分的实施例中，死端填充所提供的这种精确性尤其重要。

在微流控设备被配置成将流体样品从微流控设备内的一个位置传输到微流控设备内的多个替代位置的替代实施例中，流体样品的这种传送经常被不同时地执行，使得这些位置中的一个或更多个在不同时间完成填充。在使用微流控设备执行测定的实施例中，不同时完成填充是有问题的，因为测定结果的可靠性取决于影响结果的变量(例如反应时间)的均匀性。此外，微流控设备的多个位置的不同时填充可能导致微流控设备的多个位置中的一个或更多个位置的不精确填充，从而发生流体样品的溢流，并因此出现流体样品的浪费。这不仅在流体样品的组分昂贵的实施例中是特别不希望的，而且在使用微流控设备执行测定的实施例中，不精确的填充会增加流体样品在多个位置之间不均匀的可能性，从而进一步损害测定结果的可靠性。除了上述现有微流控设备的这些缺点之外，许多现有的微流控设备还不包括有助于启动测定的内置特征。

本文所述的新型设备包括微流控设备，该微流控设备被配置成使用死端填充来控制流体样品从公共流体源到多个样品腔室的传输，使得多个样品腔室被同时填充。本文所述的设备能够精确填充多个样品腔室，使得流体样品的溢流以及因此流体样品的浪费最小化。此外，如本文所述的设备所实现的，多个样品腔室的同时填充增加了流体样品在多个样品腔室之间的均质性的可能性，并提高了反应时间在多个样品腔室之间的均匀性，从而提高了由微流控设备产生的测定结果的可靠性。

在某些实施例中，本文所述的新型设备还包括有助于启动测定的特征。例如，在某些实施例中，本文所述的新型设备的样品腔室中的一个或更多个样品腔室包括双锥形腔室，该双锥形腔室在用流体样品填充的过程中使气泡在样品腔室内的截留最小化。最小化气泡截留在测定启动期间是有利的，因为在一些实施例中，气泡干扰测定的结果。

概述

本公开总体上涉及微流控设备，其将流体样品从流体源传输到多个样品腔室中，该多个样品腔室被配置为适应生物测定。

在一个方面，本公开提供了一种装置，该装置包括公共流体源和连接到该公共流体源的多个独立的连续流控路径(fluidic pathways)。每个独立的连续流控路径包括样品腔室和气动隔室。具有流体体积的样品腔室连接到公共流体源。具有气动体积的气动隔室连接到样品腔室，从而间接地连接到公共流体源。除了样品腔室和公共流体源之间的连接，多个独立的连续流控路径中的每个流控路径是封闭系统。在一些实施例中，装置的一个流控路径的流体体积大于装置的另一个流控路径的流体体积。为了支持将样品同时输送到每个样品腔室，对于多个流控路径中的每个流控路径，流体体积与气动体积的比率基本上相等。

在该装置的一些实施例中，样品腔室包括测定腔室和将公共流体源连接到测定腔室的进入导管。在某些实施方式中，测定腔室体积在1μL和35μL之间。类似地，气动隔室可以包括空气腔室和将样品腔室连接到空气腔室的气动导管。因此，每个流控路径可以包括进入导管、测定腔室、气动导管和空气腔室。

在一些实施例中，测定腔室包括双锥形腔室，该双锥形腔室又包括锥形入口、锥形出口和两个弯曲边界。锥形入口与流控路径的进入导管的末端流体连通。类似地，锥形出口与气动隔室的末端流体连通，通常与气动导管的末端流体连通。这两个弯曲边界从锥形入口延伸到锥形出口，使得这两个弯曲边界一起包围了测定腔室的体积。此外，锥形入口和锥形出口由测定腔室体积的最大尺寸分开。此外，每个弯曲边界包括中点，并且两个弯曲边界之间的距离随着边界从中点朝向锥形入口弯曲以及从中点朝向锥形出口弯曲而减小。

在某些实施例中，测定腔室包括形成在整体式基体(monolithic substrate)中的第一边界表面和由塞子(plug)形成的第二边界表面。塞子包括主体和盖。塞子的主体伸入测定腔室的整体式基体中一定深度，使得通过改变塞子的主体伸入测定腔室的整体式基体中的深度，可以容易地改变测定腔室体积。特别地，塞子的盖形成测定腔室的第二边界表面。在进一步的实施例中，膜可以形成测定腔室的第三边界表面，使得第一边界表面、第二边界表面和第三边界表面一起包围测定腔室体积。在一些实施例中，塞子盖包括内部腔体，该内部腔体被配置成容纳一种或更多种干燥试剂，用于在测定腔室内进行的测定。另外，磁性混合元件可以位于测定腔室内，以便于在测定腔室内启动测定。

在所公开的装置的某些方面，一个或更多个膜可以粘附到装置的一部分。例如，第一膜12可以粘附到装置的至少一部分的表面，使得第一膜形成装置的一个或更多个腔室、隔室或导管的一个壁。在下面进一步详细讨论的某些实施例中，可能希望使用热来密封该装置的流控路径中的一个或更多个流控路径的一部分。相应地，在这样的实施例中，具有较高熔化温度的第二膜14可以粘附到第一膜12。

在另一个不同的方面，本公开提供了一种同时填充多个样品腔室的方法。该方法包括提供根据上述一个或更多个实施例的装置。为了在多个样品腔室的同时填充中使用，所提供的装置的公共流体源包含流体样品，并且所提供的装置的每个独立的连续流控路径包含气体，例如，举例来说空气。在提供该装置之后，向公共流体源中的流体样品施加供应压力，从而迫使来自公共流体源的流体样品进入该装置的每个流控路径的样品腔室。在某些实施例中，供应压力以恒定压力施加。在替代实施例中，供应压力从较低压力施加到较高压力。在某些方面，流体样品克服重力经由进入导管行进到多个样品腔室。流体样品进入装置的每个流控路径的样品腔室中的这种传输将流控路径内的气体朝向流控路径的气动隔室压缩。这又导致流控路径的气动隔室中的内部压力增加。当气动隔室中的内部压力等于供应压力时，流体样品停止从公共流体源流入流控路径。

在所公开的方法的一些实施例中，所提供的装置的至少两个样品腔室在体积上不同。例如，所提供的装置的第一流控路径的样品腔室的流体体积可以大于所提供的装置的第二流控路径的样品腔室的流体体积。通常，从公共流体源进入多个样品腔室中的每个样品腔室的流动速率与样品腔室的流体体积成比例。另外，如上所述，对于所提供的装置的每个流控路径，流体体积与气动体积的比率基本上相等。因此，所提供的装置的样品腔室(包括第一流控路径和第二流控路径的不同尺寸的样品腔室)以基本成比例的速率填充，使得样品腔室同时填充。

如上所述，由所公开的方法提供的装置的某些实施例可以包括一个或更多个样品腔室，样品腔室又包括双锥形腔室。在所提供的装置的一个或更多个样品腔室包括双锥形腔室的这种实施例中，双锥形腔室的两个弯曲边界减缓了流体样品的前沿弯液面处的流体前进速率，使得当流体样品到达锥形出口时，流体样品的弯液面关于测定腔室的最大尺寸基本上对称，从而使填充期间测定腔室内气泡的截留最小化。

同样如上所述，在某些方面，可能希望利用热来密封该装置的流控路径。在这些方面，本文公开的方法还包括当流体样品停止从公共流体源流入流控路径时密封该多个流控路径中的每个流控路径。该密封步骤可以通过热熔(heat staking)进行。

在又一方面，本公开提供了一种用于使干燥试剂再水合(rehydrating)的装置，其不同于上述装置的各种实施例。在这些方面，所讨论的装置包括测定腔室。测定腔室包括形成在整体式基体中的第一边界表面和由塞子形成的第二边界表面。塞子包括主体和盖。塞子的主体伸入测定腔室的整体式基体中一定深度，使得通过改变塞子的主体伸入测定腔室的整体式基体中的深度，可以容易地改变测定腔室体积。特别地，塞子的盖形成测定腔室的第二边界表面。测定腔室的第一边界表面和第二边界表面一起包围测定腔室体积。在塞子的盖中形成的内部腔体可以容纳一种或更多种干燥试剂，用于在测定腔室中进行的测定。测定腔室包含位于测定腔室体积内的磁性混合元件。磁性混合元件能够在测定腔室体积内回转(gyration)。

在用于使干燥试剂再水合的装置的某些实施例中，测定腔室包括由膜形成的第三边界表面。在这样的实施例中，第一边界表面、第二边界表面和第三边界表面一起包围测定腔室体积。

在又一个不同的方面，本公开提供了一种溶解干燥试剂的方法。该方法包括提供根据上述实施例之一的用于使干燥试剂再水合的装置。该方法还包括用流体填充测定腔室，以及通过旋转位于测定腔室外部的磁体来引起磁性混合元件在装置的测定腔室内回转。磁性混合元件在测定腔室内的这种回转将试剂溶解在流体中。

总体而言，在一个实施例中，塞子包括具有底表面的主体、主体中的中心开口和底表面上的干燥试剂，其中主体由可透射红色光谱、蓝色光谱和绿色光谱中的至少一种中的激发波长和发射波长的材料形成。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。干燥试剂可以在底表面的比主体中的中心开口的宽度更宽的一部分上。中心开口的宽度可以比底表面的包含干燥试剂的一部分宽。塞子还可以包括底表面中的腔体，其中该腔体内有干燥试剂。塞子还可以包括在中心开口底部和塞子主体底部之间的塞子厚度，其中腔体的深度小于塞子厚度的90％。塞子还可以包括在中心开口底部和塞子主体底部之间的塞子厚度，其中腔体的深度小于塞子厚度的70％。塞子还可以包括在中心开口底部和塞子主体底部之间的塞子厚度，其中腔体的深度小于塞子厚度的50％。塞子还可以包括在塞子底表面上从塞子主体的外边缘到腔体周边的环形部。该环形部可以完全包围腔体的周边。腔体还可以包括位于底表面中的周边，其中腔体的起始角从周边相对于底表面测量，并且起始角为60度或更小。腔体可以比塞子主体中心开口宽。塞子主体中心开口可以比腔体宽。塞子主体底表面可以进一步包括塞子主体底表面上的有界区域(bounded area)，其中干燥试剂在该有界区域内。塞子底表面上的有界区域可以由塞子主体底表面上的特征提供。该特征可以升高到塞子底表面之上，或者凹进塞子底表面内。该特征可以具有弯曲的横截面或矩形横截面。有界区域的宽度可以大于主体中心开口的宽度，有界区域的宽度可以小于主体中心开口的宽度，或者有界区域的宽度可以与主体中心开口的宽度大约相等。塞子可以具有抛光或光滑的表面处理，有利于激发波长和发射波长的透射率。塞子还可以包括在塞子主体上围绕塞子主体中的中心开口的凸缘。干燥试剂可以选自由以下物质组成的组：核酸合成试剂、肽合成试剂、聚合物合成试剂、核酸、核苷酸、核碱基、核苷、肽、氨基酸、单体、检测试剂、催化剂或其组合。干燥试剂可以是粘附在塞子底表面的连续膜。干燥试剂可以是冻干试剂。干燥试剂可以包括粘附在塞子底表面的多个微滴。

总体而言，在一个实施例中，测定腔室包括锥形入口；锥形出口；塞子，塞子包括底表面和主体中的中心开口，其中主体由能够透射紫外光谱、蓝色光谱、绿色光谱和红色光谱中的至少一种中的激发波长和发射波长的材料形成；两个弯曲边界，其中每个弯曲边界从锥形入口延伸到锥形出口，从而两个弯曲边界和塞子一起包围测定腔室的体积；以及从每个弯曲边界延伸的肩部，其中，塞子接触每个肩部，使得测定腔室的边界由两个弯曲边界提供，肩部从弯曲边界中的每个弯曲边界和塞子延伸。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。测定腔室内的塞子可以具有位于其上的干燥试剂。塞子上的腔体可以位于肩部中的每个肩部之间，并且干燥试剂位于腔体中。弯曲边界的一部分或肩部的一部分可以成形为符合腔体的周边。塞子上的干燥试剂可以位于肩部中的每个肩部之间。塞子主体的底部的平坦部分可以接触肩部。每个肩部的高度可以用来调节测定腔室的体积。每个肩部的高度可以是100微米或更高。每个肩部的高度不能大于两个弯曲边界在最大分离点处彼此之间的距离。肩部可以成形为保持测定腔室从锥形入口到锥形出口的整体弯曲边界。两个弯曲边界和肩部可以在整体式基体中形成。测定还可以包括粘附到整体式基体表面的膜，其中该膜形成测定腔室的一个壁。测定腔室可以具有塞子。

总体而言，在一个实施例中，一种装置包括公共流体路径和连接到该公共流体路径的多个独立的连续流控路径，其中每个独立的连续流控路径包括测定腔室和气动隔室。测定腔室连接到公共流体路径，测定腔室具有部分地由塞子限定的流体体积，该塞子上具有干燥试剂；并且具有气动体积的气动隔室经由测定腔室连接到公共流体路径。除了测定腔室和公共流体源之间的连接，多个独立的连续流控路径中的每个流控路径是封闭系统。每个测定腔室包括双锥形腔室和从每个弯曲边界延伸的肩部，其中塞子接触每个肩部，使得测定腔室的边界由两个弯曲边界提供，肩部从弯曲边界中的每个弯曲边界和塞子延伸。双锥形腔室包括与流控路径的进入导管的末端流体连通的锥形入口、与气动隔室的末端流体连通的锥形出口以及两个弯曲边界，其中每个弯曲边界从锥形入口延伸到锥形出口，使得两个弯曲边界一起包围测定腔室的体积。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。塞子上的腔体可以位于肩部中的每个肩部之间，并且干燥试剂位于腔体中。塞上的干燥试剂可以位于肩部中的每个肩部之间。塞子主体的底部的平坦部分可以接触肩部。每个肩部的高度可以用来调节测定腔室的体积。每个肩部的高度可以是100微米或更高。肩部可以成形为保持测定腔室从锥形入口到锥形出口的整体弯曲边界。两个弯曲边界可以在整体式基体中形成。塞子的主体可以伸入测定腔室的整体式基体中一定深度，使得通过改变塞子的主体伸入测定腔室的整体式基体中的深度，可以容易地改变测定腔室体积。弯曲边界的一部分或肩部的一部分可以成形为符合腔体的周边。该装置还可以包括粘附到该装置的至少一部分的表面的第一膜。第一膜可以形成装置的一个或更多个腔室、隔室或导管的一个壁。该装置还可以包括粘附到第一膜的第二膜。第二膜可以具有比第一膜更高的熔化温度。该装置还可以包括利用第一膜或第二膜在每个流控路径中形成的热熔区域。热熔区域可以使公共流体路径与测定腔室和气动腔室密封开。该装置还可以包括位于多个独立的连续流控路径中的每一个内的凸起平台(raised platform)，该凸起平台位于测定腔室的入口和公共流体路径之间。热熔区域可以利用凸起平台的一部分形成。该装置可以具有塞子。

总的来说，在一个实施例中，同时填充多个样品腔室的方法包括：(1)对公共流体路径内的流体样品加压；(2)将流体样品从公共流体路径引入多个进入导管；(3)使流体样品沿着每个进入导管朝向每个进入导管中的进入导管末端流动，每个进入导管连接到样品腔室；(4)使流体样品沿着每个样品腔室的锥形入口部分流动；(5)使流体样品邻近一对肩部并沿着每个样品腔室内的塞子流动；(6)使流体样品沿着每个样品腔室的锥形出口部分朝向气动隔室末端流动；以及(7)将包含在每个进入导管和每个样品腔室中的气体移置到与每个气动隔室末端连通的气动腔室中。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。对流体样品加压的步骤可以在恒定压力下进行。恒定压力可以是5psi、10psi、20psi、40psi或60psi中的一个。对流体加压的步骤可以进一步包括以一系列增加的压力水平对流体样品加压。每一个增加的压力水平被施加一致的持续时间。每一个增加的压力水平可以被增加恒定的量。对流体样品加压可以施加从较低压力水平到较高压力水平的一系列压力水平。在使用中，气动腔室可以在样品腔室的上方，使得流体样品沿着样品腔室的锥形出口部分朝向气动隔室末端流动的步骤以及移置包含在每个进入导管内的气体的步骤能够克服重力进行。在使用中，多个样品腔室可以定向成使得与多个样品腔室中的特定样品腔室相关联的每个气动腔室位于样品腔室上方。使流体样品流入装置的每个流控路径的样品腔室可以将流控路径内的气体朝向流控路径的气动隔室压缩。该方法还可以包括当每个气动隔室中的内部压力等于施加到公共流体路径的压力时维持在对流体样品加压的步骤期间达到的压力。该方法还可以包括：在移置气体的步骤期间增加每个气动隔室内的压力；以及当施加到公共流体路径的压力等于每个气动隔室内的压力时，停止增加压力。该方法还可以包括当每个气动隔室中的内部压力等于施加到公共流体路径的压力时，停止使样品流动的步骤中的每个。多个样品腔室中的至少两个样品腔室的体积可以不同。从公共流体路径进入多个样品腔室中的每个样品腔室的流动速率可以与样品腔室的流体体积成比例，并且存在至少两种不同的流动速率。该方法还可以包括同时填充多个样品腔室中的每个样品腔室。该方法还可以包括在使流体样品沿着锥形入口流动的步骤期间或之后，使流体样品沿着样品腔室内的两个发散的弯曲边界流动。方法还可以包括在使流体样品沿着一对肩部流动的步骤之后或期间，使流体样品沿着样品腔室内的两个会聚的弯曲边界流动。两个弯曲边界的会聚可以减缓流体在流体样品的弯液面的前沿处前进的速率，使得当流体样品到达锥形出口时，流体样品的弯液面关于测定腔室的最大尺寸基本上对称，从而使填充期间在测定腔室内的气泡截留最小化。该方法还可以包括将弯液面邻近气动腔室末端定位在每个样品腔室中。该方法还可以包括执行一个或更多个步骤，以便将在流体样品内形成的一个或更多个气泡邻近样品腔室内的流体样品的弯液面定位。弯液面可以靠近气动腔室末端。该方法还可以包括密封多个进入导管中的每一个，同时执行对公共流体路径内的流体样品加压的步骤。该方法还可以包括当使流体样品沿着样品腔室的锥形部分流动的步骤停止时，密封多个进入导管中的每一个。该方法还可以包括当使流体样品从公共流体路径沿着每个进入导管流动的步骤停止时，密封多个进入导管中的每个进入导管。密封的步骤还可以包括对封闭的进入导管的一部分热熔。该方法还可以包括加热第一膜的邻近每个进入导管的一部分，熔化第一膜以密闭每个进入导管。该方法还可以包括同时密封所有进入导管。该方法还可以包括加热而不熔化第二膜，该第二膜通过第一膜与进入导管分离。该方法还可以包括在不熔化第二膜的情况下将进入导管的一部分熔合到第一膜的一部分。在密封每个进入导管之后，第一膜的一部分或第二膜的一部分可以熔合到形成在每个进入导管中的凸起平台。

附图说明

当结合附图阅读时，将进一步理解本申请。为了说明本主题，在附图中示出了本主题的示例性实施例；然而，当前公开的本主题不限于所公开的特定方法、设备和系统。此外，附图不一定是按比例的。在附图中：

图1是根据实施例的用于将流体样品从流体源传输到多个样品腔室的装置的图示。

图2A描绘了根据实施例的在用流体样品同时填充装置的样品腔室期间的时间A时的装置。

图2B描绘了根据实施例的在用流体样品同时填充装置的样品腔室期间的时间B时的装置。

图2C描绘了根据实施例的在用流体样品同时填充装置的样品腔室期间的时间C时的装置。

图2D描绘了根据实施例的在用流体样品同时填充装置的样品腔室期间的时间D时的装置。

图2E描绘了根据实施例的在用流体样品同时填充装置的样品腔室期间的时间E时的装置。

图2F描绘了根据实施例的在用流体样品同时填充装置的样品腔室期间的时间F时的装置。

图2G是入口导管的横截面，该入口导管具有导管特征，例如热熔区内的凸起平台。

图2H是装置的透视截面图，示出了用于公共流体管线的热熔区中的导管特征。图2I是图2H的公共流体管线的横截面视图，示出了热熔区内的凸起平台。

图2J是装置的指示沿着独立的流体导管中的每个独立的流体导管的热熔区的俯视图。图2K是图2J中的独立流体导管中的一个独立流体导管的横截面，示出了用于对通路进行热熔的导管特征或凸起平台。

图3A是根据实施例的独立的流控路径的图示。

图3B是根据实施例的测定腔室的图示。

图4是根据实施例的装置的用于将流体样品从流体源传输到多个样品腔室的一部分的图示。

图5是根据实施例的测定腔室的三维图示。

图6A是根据实施例的塞子的三维图示。

图6B是根据实施例的塞子的横截面图示。

图6C是图6B的放大视图。

图7A是根据实施例的测定腔室的三维横截面图示。图7B是图7A的测定腔室的内部和混合球的放大视图。

图7C和图7D是组装图7A的测定腔室的实施例时使用的塞子、混合球和膜的透视图和横截面视图。

图8是具有平坦底表面的塞子的横截面视图。

图9A是图8中的塞子的截面视图，该塞子具有沿着整个塞子底表面的体积为v1的干燥试剂。图9B是图9A的塞子的仰视图，示出了沿着底表面的干燥试剂的体积v1。

图10A是图8中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂具有部分覆盖塞子底表面的体积v2，该体积v2具有与塞子中心开口相似的宽度。图10B是图10A的塞子的仰视图，示出了沿着底表面的干燥试剂的体积v2。

图11A是图8中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂具有沿着塞子底表面的体积v3，该体积v3的宽度小于塞子中心开口的宽度。图11B是图11A的塞子的仰视图，示出了在塞子中心开口的宽度内沿着底表面的干燥试剂的体积v3。

图12A和图12B图示了沿着塞子底表面用于保持一定体积的干燥试剂的特征。图12A图示了具有矩形横截面的凸起特征(raised feature)。图12B图示了具有矩形横截面的凹陷特征。

图13A和图13B图示了沿着塞子底表面用于保持一定体积的干燥试剂的特征。图13A图示了具有圆形横截面的凸起特征。图13B图示了具有圆形横截面的凹陷特征。

图14A是图13A中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂具有沿着整个塞子底表面在凸起特征之间的体积v1。图14B是图14A的塞子的仰视图，示出了在凸起特征的边界内沿着底表面的干燥试剂的体积v1。

图15A是图13A中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂具有沿着塞子底表面在凸起特征之间的一部分的体积v2。图15B是图15A的塞子的仰视图，示出了在凸起特征的边界内沿着底表面的干燥试剂的体积v2，该干燥试剂的体积v2具有与塞子开口中心部分大约相同的宽度。

图16A是图13A中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂沿着塞子底表面在凸起特征之间的一部分的体积v3。图16B是图16A的塞子的仰视图，示出了在凸起特征的边界内沿着底表面的干燥试剂的体积v3，该干燥试剂的体积v3的宽度小于塞子开口中心部分的宽度。

图17A是如图6A和图6B中的具有腔体的塞子的截面视图，该塞子具有体积为v3的干燥试剂。该腔体几乎覆盖了塞子底表面的全部。图17B是图17A的塞子的仰视图，示出了在腔体内沿着底表面的干燥试剂的体积v1。

图18A是如图6A和图6B中的具有腔体的塞子的截面视图，该塞子具有体积为v2的干燥试剂。该腔体覆盖少于全部的塞子底表面，并且比塞子中心开口宽。图18B是图18A的塞子的仰视图，示出了在腔体内沿着底表面的干燥试剂的体积v2。

图19A是如图6A和图6B中的具有腔体的塞子的截面视图，该塞子具有体积为v3的干燥试剂。该腔体覆盖少于全部的塞子底表面，并且不与塞子中心开口同宽。图19B是图19A的塞子的仰视图，示出了在腔体内沿着底表面的干燥试剂的体积v3。

图20是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。肩部具有凹陷部分以适应塞子中的腔体。

图21是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。肩部具有凹陷部分以适应塞子中的腔体。图21所示的肩部高度小于图20的肩部高度。

图22是通过腔室的中点截取的测定腔室的横截面视图，示出了支撑塞子的肩部和朝向出口的双锥形侧壁。

图23是装置的光学侧中的开口的横截面视图，该开口的尺寸被设计成接收由肩部支撑的塞子。开口由第一膜层和第二膜层覆盖。

图24是装置的光学侧中的开口的横截面视图，该开口的尺寸被设计成接收由肩部支撑的塞子。肩部和锥形侧壁在此视图中可见。塞子显示为插入开口中，但尚未抵靠在肩部上。

图25是显示五个塞子开口的装置的光学侧的透视图。塞子支撑环显示为围绕每个开口。用于支撑塞子的肩部在每个开口中都是可见的。

图26A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图26B是图26A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图27A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图27B是图27A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图28A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图28B是图28A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图29A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图29B是图29A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图30A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面透视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图30B是图30A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图30C表示使用图30A和图30B的塞子和肩部构型形成的测定腔室的形状和体积。

图31A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面透视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图31B是图31A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图31C表示使用图31A和图31B的塞子和肩部构型形成的测定腔室的形状和体积。

图32A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面透视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图32B是图32A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图32C表示使用图32A和图32B的塞子和肩部构型形成的测定腔室的形状和体积。

图32D和图32E是在图32A、图32B和图32C所示的塞子、肩部和测定腔室中使用的塞子和腔体的透视图和横截面视图。

图33A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面透视图，示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图33B是图33A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图33C表示使用图33A和图33B的塞子和肩部构型形成的测定腔室的形状和体积。

图33D和图33E是在图33A、图33B和图33C所示的塞子、肩部和测定腔室中使用的塞子和腔体的透视图和横截面视图。

图34A和图34B分别是装置的非光学侧的视图和光学侧的视图，该装置具有在光学区内具有光学透射特性的塞子的混合(mixture of plugs)，并且在装置的不需要光学能力的另一个区中具有至少一个没有光学特性的塞子。

图35A和图35B分别是仅具有光学透射特性的塞子的装置的非光学侧的视图和光学侧的视图。

图36A-图36K是如在图3A和图3B所示的示例性填充腔室状态之前执行的将流体样品装载到样品腔室中的示例序列。

图37是具有五个光学透射塞子的装置的光学侧的视图。通过每个塞子观察的结果表明，三个腔室具有可检测出的发射，而两个腔室没有可检测出的发射。

详细描述

本文提供了用于将流体样品从流体源传输到多个样品腔室的系统、设备和方法。在一些实施例中，该设备包括多个独立的连续流控路径，每个流控路径包括连接到流体源的样品腔室和连接到样品腔室的气动隔室。对于共享公共流控源的每个流控路径，样品腔室的体积与气动隔室的体积的比率基本相等。在一些实施例中，每个流控路径的样品腔室包括双锥形腔室、磁性混合元件和/或塞子。在一些实施例中，该方法包括用流体样品同时填充多个样品腔室。在一些实施例中，该方法包括用流体样品填充样品腔室，并使用保持在每个样品腔室内的磁性混合元件在样品腔室中混合流体样品。

在更详细地描述所公开的实施例之前，应理解，本公开内容不局限于所描述的具体实施例，并且因此当然可变化。还应当理解的是，本文所用的术语仅为了描述特定实施例的目的，并不旨在限制，因为本公开内容的范围将仅由所附的权利要求限定。

当提供数值的范围时，应理解的是，除非上下文另有明确说明，在该范围的上限和下限之间的至下限的单位的十分之一的每个中间值和在规定的范围内的任何其他规定的值或中间值涵盖在本公开内容内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在较小的范围中，并且也包含在本公开内容内，受所述范围中的任何具体排除的限制的影响。在所述范围包括极限值中的一个或两个的情况下，不包括这些所包括的极限值中的任一个或两个的范围也包括在本公开内容中。

下面是实施本发明的具体实施例的示例。这些示例仅出于说明目的而提供，并不意在以任何方式限制本发明的范围。已经作出努力以确保关于所使用的数字(例如，量、温度等)的准确性，但当然应允许一些实验误差和偏差。

除非另有限定，否则在本文中使用的所有技术术语和科学术语都具有与本公开实施例所属的领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。尽管类似或等同于本文描述的任何方法和材料也可用于所公开的实施例的实践或测试中，但是现将描述代表性的说明性方法和材料。任何记载的方法可以以记载的事件的顺序或以逻辑上可能的任何其他顺序进行。

应注意，如本文和所附的权利要求中使用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”、和“该(the)”包括复数指示物，除非上下文清楚地另外指明。

系统

本公开包括用于将流体样品从流体源传输到多个样品腔室的系统、设备和方法。根据本发明实施例的系统包括流体源和多个独立的连续流控路径，每个流控路径包括连接到流体源的样品腔室和连接到样品腔室的气动隔室。流体源、样品腔室和气动隔室相互结合使用，以将流体样品从流体源传输到样品腔室中。

图1是根据实施例的用于将流体样品从流体源传输到多个样品腔室的装置100的图示。该装置包括连接到多个独立的连续流控路径的公共流体源101。在替代实施例中，该装置可以包括任意数量的流控路径，而不是包括图1所示的十个流控路径。例如，在一些实施例中，该装置可以包括两个、五个、十二个或二十个独立的连续流控路径。

多个独立的连续流控路径中的每个独立的连续流控路径包括样品腔室和气动隔室。在一些实施例中，每个样品腔室包括进入导管122和测定腔室121。在一些进一步的实施例中，每个气动隔室包括气动导管132和空气腔室131。因此，在这样的实施方式中，每个流控路径包括进入导管、测定腔室、气动导管和空气腔室。

公共流体源是能够在供应压力下将流体样品供应到装置的每个流控路径的入口、腔室、导管等。公共流体源连接到多个流控路径中的每个流控路径并与多个流控路径中的每个流控路径流体连通。在其他实施方式中，如图1所示，公共流体源连接到每个流控路径的进入导管并与每个流控路径的进入导管流体连通。因此，公共流体源可以经由装置的每个流控路径的相应进入导管向装置的每个流控路径供应流体样品。

每个流控路径的进入导管依次连接到流控路径的测定腔室并与流控路径的测定腔室流体连通。流控路径的测定腔室依次连接到流控路径的气动导管并与流控路径的气动导管流体连通。在某些实施方式中，例如图1所示，气动隔室包括气动导管，该气动导管依次连接到流控路径的空气腔室并与流控路径的空气腔室流体连通。在其他实施方式中，气动隔室可由直接连接到样品腔室或直接连接到该样品腔室的测定腔室的单个结构构成。

本文使用的术语“流控连接(fluidic connection)”和“流控连续性(fluidiccontinuity)”是指当路径打开时，诸如液体、气体或固体的物质可以基本上不受限制地从中穿过的任何导管、通路、管、管子或路，。当路径关闭时，物质基本上被限制通过。典型地，物质通过基体材料(material of asubstrate)的有限扩散(其根据物质和材料的组成可能发生也可能不发生)不构成流体连通。

由于每个流控路径的连续性，来自公共流体源的流体样品可以在整个流控路径中行进。具体而言，来自公共流体源的流体样品可以穿过进入导管，行进到测定腔室中，穿过气动导管，并进入每个流控路径的空气腔室。然而，在一些实施例中，可能希望将流体样品限制在装置的测定腔室中，使得流体样品不会遗漏到气动隔室中。这种实施例将在下面更详细地描述。在一些实施例中，该装置被定向成使得流体样品克服重力经由进入导管行进到测定腔室中。

除了公共流体源和每个流控路径的进入导管之间的连接之外，每个流控路径都是封闭系统。如本文所用的，术语“封闭系统”是指能够与其周围环境交换热量和能量但不交换物质的系统。术语封闭系统并不旨在排除气体(例如水蒸气或氧气)进入形成流控路径的基体的有限渗透性。换句话说，包含在流控路径内的物质不能进入或离开流控路径，除非通过公共流体源和流控路径的进入导管之间的连接。在使用本文所述的装置的某些方法中，在该方法的操作过程中，公共流体源和每个流控路径之间的流控连接被密封，例如通过热熔。

通过密闭公共流体源和流控路径的进入导管之间的连接，流控路径变成完全封闭系统，物质不能从该系统进来或出去，并且对于该系统，在没有任何变化的变量的情况下，流控路径内的内部压力保持恒定。下面参考图2E和图2F，更详细地讨论密闭公共流体源和流控路径的进入导管之间的连接的一个这样的实施例。

如上所述，每个流控路径包括样品腔室和气动隔室。依次地，每个样品腔室包括进入导管和测定腔室，并且每个气动隔室包括气动导管和空气腔室。

进入导管被配置成将流体样品从公共流体源输送到流控路径的测定腔室中。测定腔室被配置为包含被测定物。在一些实施例中，测定腔室可以包括便于测定的特征。例如，在下面参考图3B进一步详细讨论的一些实施例中，每个测定腔室被配置成在流体样品传输到测定腔室期间最小化气泡的形成。该特征在测定启动期间是有利的，因为在一些实施例中，气泡阻止腔室的完全填充，或者以其它方式干扰测定的结果。此外，在下面参考图4-图7进一步详细讨论的一些实施例中，每个测定腔室被配置成包括塞子，和/或容纳干燥试剂和/或磁性混合元件，以便于测定启动。

样品腔室流控地连接到气动隔室。在包括进入导管和测定腔室的那些实施例中，测定腔室连接到流控路径的气动隔室。如上所述，气动隔室可以包括气动导管和空气腔室。气动导管将测定腔室连接到流控路径的空气腔室。

在装置的每个测定腔室被配置为包含如上所述的被测定物的实施例中，控制流体样品进入测定腔室的流动速率以确保每个测定腔室填充有精确量的流体样品并确保流体样品的成分在装置的所有测定腔室中是均匀的，这可能是有益的。在一些实施例中，这使得可以在测定腔室中进行测定标准化。因此，每个流控路径的气动隔室被配置成根据气动隔室的内部压力来控制流体样品进入流控路径的测定腔室的流动速率。气动隔室的构型和功能将在下面详细讨论。

每个流控路径的样品腔室和气动隔室两者都具有体积。样品腔室的体积在下文中称为“流体体积”。流控路径的流体体积包括进入导管的体积和流控路径的测定腔室的体积。类似地，气动隔室的体积在下文中称为“气动体积”。流控路径的气动体积包括气动导管的体积和流控路径的空气腔室的体积。为了实现每个样品腔室的同时填充，特别是当样品腔室的体积在多个流控路径之间变化时，对于共享公共流体源的每个流控路径，流体体积与气动体积的比率是相同的。

在通过公共流体源将流体样品引入装置的每个流控路径之前，流控路径包含处于初始空气压力的气体，例如，举例来说空气。在整个公开内容中，空气应被解释为包括大气气体的混合物或与在装置中进行的分析兼容的任何其他气体混合物或纯净气体。此外，如本领域技术人员所理解的，在本文所述的设备和方法中的流控路径内，任何气体都可以用来代替空气。例如，在一些实施例中，空气可以用另一种气体(例如惰性气体，例如，举例来说氮气或氩气)替代。

流控路径内的空气的初始压力部分地决定了流控路径的内部压力。当通过公共流体源将流体样品引入流控路径时，每个流控路径内的空气在流控路径内被前进的流体样品移置。具体而言，前进的流体样品经由流控路径的进入导管进入每个流控路径，并在空气腔室的方向上移置流控路径内的空气。由于这种移置，流控路径中的空气所占据的体积减小。由于空气占据的体积的这种减小，空气压力增加，从而流控路径的内部压力增加。具体地说，内部压力随着空气所占据的体积的减少而成比例地增加。

流控路径内的供应压力和内部压力的平衡决定了流控路径内的流体样品的流动速率。具体地，如果流控路径内的内部压力小于流体样品被供应到流控路径的压力，则流体样品继续在流控路径内前进，并且继续移置包含在流控路径内的空气，使得内部压力增加。然而，内部压力的值越接近流体样品的供应压力，空气施加在流控路径内的流体样品上的压力越大，并且内部压力越阻碍流控路径内的流体样品的流动速率。一旦流控路径内的内部压力等于流体样品的供应压力，流体样品就停止流入流控路径。因此，通过控制流控路径内所包含的空气的体积，并由此控制流控路径的内部压力，可以控制流控路径内的流体样品的流动速率。

可能希望在各种情况下控制流控路径内的流体样品的流动速率。特别地，在某些实施例中，可能希望控制流控路径内的流体样品的流动速率，使得流体样品被限制到流控路径的样品腔室，并且不会流入流控路径的气动隔室中。换句话说，可能希望控制流控路径内的流体样品的流动速率，使得样品腔室(在一些实施例中，尤其是测定腔室)基本上填充有流体样品。如本文所用的，术语“基本上填充(substantially filled)”或“基本上充满(substantially full)”是指样品腔室的流体体积的至少90％包含流体样品，并且气动隔室的气动体积的至多10％包含流体样品。特别地，用流体样品填充气动隔室的气动体积的10％或更少不会中断装置的操作。

为了基本上填充流控路径的样品腔室，当样品腔室基本上填充有流体样品时，流体样品被供应到样品腔室的压力必须等于流控路径内的内部压力。此外，因为当样品腔室被基本上填充时流体样品被限制到流控路径的样品腔室，所以包含在流控路径中的空气被压缩到流控路径的气动隔室中。因此，为了基本上填充流控路径的样品腔室，当样品腔室基本上填充有流体样品时，流体样品被供应到样品腔室的压力必须等于包含在流控路径的气动隔室内的内部压力。

如上所述，内部压力部分地取决于从样品腔室移置的空气的体积，并且部分地取决于限制所移置的空气的体积。因此，当流体样品基本上填充流控路径的样品腔室时，所移置的空气被限制在气动隔室内，并且内部压力取决于气动隔室的气动体积并且取决于样品腔室的流体体积。

因此，当样品腔室基本上填充有流体样品时，为了实现内部压力和流体样品的供应压力之间的平衡，可以根据样品腔室的流体体积和供应压力有意地选择流控路径的气动体积。此外，由于流控路径内的初始内部压力和流体样品的供应压力也是实现气动体积内包含的内部压力和流体样品的供应压力之间相等的因素，所以也可以有意地选择流控路径内的环境内部压力和流体样品的供应压力，以确保当样品腔室基本上填充有流体样品时流体样品的供应压力等于包含在气动隔室内的内部压力。内部压力和供应压力之间的这种相等导致包含在流控路径内的流体样品上的净零力(net zero force)，从而在样品腔室基本上填充时停止流体样品流入流控路径。

在进一步的实施例中，可能希望控制在装置的多个流控路径内的流体样品的流动速率，使得每个流控路径的样品腔室同时填充。然而，如上所述，在一些实施例中，装置的每个流控路径的流体体积可以不同。流体体积的这种变化意味着，如果流体样品以相同的速率流入每个流控路径，样品腔室将不会同时填充。更确切地说，如果流体样品以相同的速率流入不同流体体积的流控路径，则具有较小流体体积的流控路径将在具有较大流体体积的流控路径之前用流体样品填充。

为了确保每个流控路径的样品腔室同时填充，而不管其流体体积如何，流控路径可以被配置成使得流体样品进入每个流控路径的流动速率与流控路径的流体体积成比例。例如，具有两倍于第二流控路径的流体体积的流体体积的第一流控路径将被配置成使得流体样品流入第一流控路径的流动速率是流体样品流入第二流控路径的流动速率的两倍。这样，第一流控路径的样品腔室和第二流控路径的样品腔室将同时填充。

如上所述，来自公共流体源的流体样品流入流控路径的速率取决于流控路径的内部压力和供应压力。具体而言，内部压力的值与供应压力的值越接近，内部压力越会阻碍流控路径内的流体样品的流动速率。此外，如上所述，所包含的空气的内部压力部分地取决于所包含的空气的体积。具体而言，被移置到具有较小体积的流控路径的一部分中的空气将比最初被移置到具有较大体积的流控路径的一部分中的类似体积的空气具有更大的压力增加。

因此，为了配置流控路径使得流体样品流入每个流控路径的流动速率与该流控路径的流体体积成比例，每个流控路径可以被配置成使得包含空气的体积与流控路径的流体体积成比例。在流控路径的样品腔室是流控路径的被填充有流体样品的那部分的实施例中，包含空气的体积是流控路径的气动体积。因此，在这样的实施例中，为了实现流控路径的内部压力和流控路径的流体体积之间的反比，每个流控路径被配置成使得流控路径的气动体积与流控路径的流体体积成比例。

此外，为了实现装置的每个流控路径的样品腔室的同时填充，对于装置的所有流控路径，流控路径的流体体积和流控路径的气动体积之间的该比例必须相同。具体而言，对于装置的每个流控路径，流控路径的流体体积与气动体积的比率必须基本上相等。请注意，如本文所用的，“基本上相等”是指流体体积与气动体积之间的比率相差不超过+/-10％。

在某些实施例中，进入导管的体积和气动导管的体积分别相对于测定腔室的体积和空气腔室的体积可忽略不计。具体而言，如本文所用的，“可忽略不计”是指流控路径的进入导管的体积不超过流控路径的测定腔室体积的10％，并且类似地，流控路径的气动导管的体积不超过流控路径的空气腔室的体积的10％。因此，在这样的实施例中，样品腔室的流体体积大部分由测定腔室的体积构成，并且小部分由进入导管的体积构成。类似地，在这样的实施例中，气动隔室的气动体积大部分由空气腔室的体积构成，并且小部分由气动导管的体积构成。

在一些实施例中，装置的一个或更多个流控路径的流体体积可以不同。例如，装置的第一流控路径的流体体积可以大于装置的第二流控路径的流体体积。装置的流控路径上的流体体积的这种差异可以是流控路径的测定腔室的体积的差异和/或流控路径的进入导管的体积的差异的结果。

在装置的一个或更多个流控路径的流体体积不同的实施例中，装置的一个或更多个流控路径的气动体积也将不同，原因将在下面进一步详细讨论。装置的流控路径上的气动体积的差异可以是流控路径的空气腔室的体积的差异和/或流控路径的气动导管的体积的差异的结果。

在流控路径的进入导管的体积和气动导管的体积相对于测定腔室的体积和空气腔室的体积可忽略不计的实施例中，为了能够同时填充每个流控路径的样品腔室，对于每个控路径，流控路径的测定腔室与空气腔室的体积比可以基本上相等。

方法

图2A-图2F描绘了根据实施例的在用来自公共流体源的流体样品同时填充样品腔室期间的多个连续的时间点时的图1的装置。在一些实施例中，该装置在样品腔室填充期间被定向成使得流体样品克服重力行进到样品腔室中。如上文关于图1所述的，装置的每个流控路径的流体体积可以变化。因此，为了能够同时填充装置的每个流控路径的样品腔室，对于装置的每个流控路径，流体体积与气动体积的比率基本上相等。

如图2A-图2F的左下角的图例所示，空气在流控路径内由空白空间表示。相反，流体样品在公共流体源和流控路径中由黑色空间表示。

图2A描绘了在时间A时的装置200。在时间A，流控路径填充有空气250。在时间A时包含在流控路径内的空气具有初始空气压力，该初始空气压力至少部分地对流控路径的内部压力有贡献。在时间A，公共流体源201以供应压力向流控路径供应流体样品260，该供应压力大于流控路径内的内部压力。因为流体样品的供应压力大于流控路径内的内部压力，所以流体样品从公共流体源向每个流控路径的进入导管222前进。当流体样品在装置内前进时，包含在流控路径内的空气被流体样品朝向装置的空气腔室移置。空气向更小体积的移置导致空气压力增加，从而导致内部压力增加。随着内部压力增加，空气对前进的流体样品施加越来越大的压力，从而减慢流体样品的流动速率。

图2B描绘了在时间A之后的时间B时的装置200。在时间B时，公共流体源201继续以供应压力向流控路径供应流体样品260。

在一些实施例中，在每个流控路径的样品腔室的整个填充过程中，流体样品的供应压力以恒定压力被供应。换句话说，一个时间点时的供应压力等于所有其他时间点时的供应压力。

在替代实施例中，供应压力以斜坡方式(ramping fashion)施加，使得供应压力随着时间从较低压力增加到较高压力。换句话说，在第一时间点时的供应压力大于在第一时间点之后的第二时间点时的供应压力。在供应压力以斜坡方式施加的这种实施例中，供应压力可以随着时间从较低压力线性地增加到较高压力。在替代实施例中，供应压力的倾斜度可以遵循抛物线轨迹。在替代实施例中，供应压力的倾斜度可以遵循任何替代轨迹。在供应压力以斜坡方式施加的实施例中，供应压力的这种倾斜度可以去除在填充过程中可能已经在样品腔室内形成的空气气泡，因为增加的供应压力压缩气泡并将气泡从它们在样品腔室内的位置分离，使得气泡能够被释放到气动隔室中。在流体样品克服重力行进到样品腔室的特定实施例中，装置的这种定向有助于所分离的气泡行进到样品腔室的顶部并进入气动隔室。

回到图2B，在时间B，供应压力仍然大于流控路径内的内部压力。因为流体样品的供应压力仍然大于流控路径内的内部压力，所以流体样品继续朝向流控路径的空气腔室231前进到每个流控路径中。具体地，如图2B所示，流体样品已经至少前进到每个流控路径的进入导管222中。而且，流体样品已经前进到流控路径的一部分的测定腔室221中。因此，空气被截留在流控路径内。随着经由公共流体源供应到流控路径的流体样品的体积增加，并且相应地，随着流体样品在流控路径内朝向空气腔室前进，包含在每个流控路径内的空气被移置到流控路径内的较小体积中。因此，流控路径的内部压力增加。由于每个流控路径的内部压力的这种增加，空气对在流控路径中前进的流体样品施加增加量的压力，从而降低了流体样品在流控路径中的流动速率。

然而，每个流控路径内的内部压力并不是在该装置的所有流控路径上均匀增加的。更确切地说，流控路径的内部压力取决于空气被移置的体积。具体地，当流体流经每个通路时，流体上游的空气被压缩。该压缩的气体产生背压，这阻止前进的流体流动。根据理想气体定律，该背压与所包含的体积与原始体积的比率成反比。例如，与流经连接到较小气动体积的相同长度的通路的流体相比，连接到较大气动体积的通路中的流体将经历更大的背压。

反过来，流体的速度与施加到通路的压力与来自气动体积和上游通路中的压缩气体的背压之间的差值成比例。因此，具有较大气动体积的通路中的流体将比具有较小气动体积的相同尺寸的通路中的流体行进得更快。

此外，随着上游气体体积被进一步压缩，背压成比例地增加。由于流体的速度与压力差成比例，所以流体的速度随着通路填充而逐渐降低。当施加到流体的压力等于来自压缩的气动体积的背压时，流体流动停止。

如上文参考图1所述的，为了能够同时填充每个流控路径的样品腔室，在该装置的一些实施例中，每个流控路径被配置成使得流控路径的气动体积与流控路径的流体体积成比例。例如，具有相对大的流控体积的流控路径也具有相对大的气动体积。因此，在这样的实施例中，因为流控路径中的流体样品的流动速率与流控路径的气动体积成比例，所以流控路径中的流体样品的流动速率也与流控路径的流体体积成比例。换句话说，与具有较小流体体积的流控路径相比，具有较大流体体积的流控路径经历相对较大的流体样品流动速率。这种现象可以在图2B中看到。具体地，如图2B所示，在时间B，与具有较小流体体积的流控路径相比，具有较大流体体积的流控路径包含较大体积的流体样品，因为具有较大流体体积的流控路径比具有较小流体体积的流控路径经历相对较大的流体样品流动速率。

如参考图1进一步讨论的，为了实现同时填充装置的每个流控路径的样品腔室，在一些实施例中，对于装置的所有流控路径，流控路径的流体体积和流控路径的气动体积之间的比例是相同的。具体而言，对于装置的每个流控路径，流控路径的流体体积与气动体积的比率基本上是相等的。基于流控路径之间的这种基本上相等，每个流控路径的样品腔室以基本上成比例的速率填充，从而能够同时填充样品腔室。如本文所述，“基本上成比例”是指样品腔室填充的速率相差不超过+/-10％。这种现象还可以在图2C中看到。具体地，如图2C所示，在时间C，每个流控路径的相同比例的样品腔室填充有流体样品。样品腔室的这种同时填充不仅发生在时间C，而且发生在样品腔室的整个填充过程中，如下面参考图2C和图2D更详细讨论的。

图2C描绘了在时间B之后的时间C时的装置200。在时间C时，公共流体源201继续以大于流控路径内的内部压力的供应压力向流控路径供应流体样品260。因为流体样品的供应压力仍然大于流控路径内的内部压力，所以流体样品继续朝向流控路径的空气腔室231前进到每个流控路径中。具体地，如图2C所示，流体样品已经前进到装置的每个流控路径的测定腔室221中。

每个流控路径中截留的空气基于包含空气的体积保持一定的压力。具体来说，包含在较小体积内的空气比包含在相对较大体积内的空气具有更大的压力。

此外，每个流控路径中截留的空气基于该流控路径的内部压力影响该流控路径中的流体样品的流动速率，该流控路径的内部压力至少部分地取决于所截留的空气的压力。具体而言，压力较高的空气比压力相对较低的空气更多地降低流控路径中的流体样品的流动速率。因此，因为空气压力与包含空气的体积成反比，所以包含在较小体积内的空气比在较大体积内的空气更多地降低流控路径中的流体样品的流动速率。

在图2C所示的装置的实施例中，装置的每个流控路径被配置成使得流控路径的气动体积与流控路径的流体体积成比例，并且对于装置的每个流控路径，流控路径的流体体积与气动体积的比率基本上是相等的。结果是，每个流控路径的样品腔室以基本成比例的速率填充，从而能够同时填充装置的样品腔室。

图2D描绘了在时间C之后的时间D时的装置200。在时间D时，公共流体源201继续以供应压力向流控路径供应流体样品260。然而，在时间D，每个流控路径内的内部压力已经增加，使得每个流控路径内的内部压力等于供应压力。由于供应压力和每个流控路径内的内部压力之间的这种相等，流体样品停止在流控路径内前进。

在图2D所示的实施例中，当流体样品已经基本上填充流控路径的测定腔室221时，流体样品停止流入每个流控路径。如上所述，为了在流控路径的测定腔室基本上填充时停止流体样品流入流控路径，当测定腔室基本上填充有流体样品时，气动体积内的内部压力和流体样品的供应压力必须相等。为了实现这一点，可以有意选择流控路径的气动体积、流控路径内的初始空气压力以及流体样品的供应压力。这样，流体样品可以被限制到装置的测定腔室。

如图2D进一步所示的，每个流控路径的测定腔室在同一时间D完成填充。换句话说，图2D的样品腔室的填充是同时进行的。如上所述，样品腔室的这种同时填充是由以下导致的：流控路径的气动体积与流控路径的流体体积成比例，并且对于装置的每个流控路径，流控路径的流体体积与气动体积的比率基本上是相等的。

图2E描绘了在时间D之后的时间E时的装置200。在时间E，流体样品260已经停止流入流控路径，并且每个流控路径的样品腔室基本上被填充。每个流控路径内的流体样品的水平由流体样品的供应压力和流控路径的气动隔室内的内部压力之间的平衡来维持。

为了在没有公共流体源201持续施加供应压力的情况下保持每个流控路径内的流体样品的该水平，每个流控路径的进入导管222的一部分可以被密封。密封该进入导管的一种可接受的方法是用加热元件284进行热熔，使得流控路径与公共流体源密封开。注意，流体样品的供应压力在热熔过程中被维持，如图2E所示。

在一些实施例中，第一膜粘附到装置的至少一部分的表面，使得第一膜形成每个流控路径的进入导管的一个壁。在一种实施方式中，第一膜具有与装置的基体相似的熔点。

在进一步的实施例中，第二膜粘附到第一膜。在这样的实施例中，第二膜具有比第一膜和装置的表面更高的熔点，使得当热量通过加热元件施加到装置以使每个流控路径的进入导管发生热熔时，第一膜和装置的表面在第二膜之前熔化。当第一膜和装置的表面熔化时，第二膜的该较高熔点防止加压流体样品从流控路径中逸出。该热熔过程的结果是熔化的第一膜，其形成如图2F所描绘的热熔物203。

密封过程使得每个流控路径成为完全封闭系统，物质不能进入该完全封闭系统或者从该完全封闭系统出来，并且在没有任何变化的变量的情况下，每个流控路径内的内部压力保持恒定。

在每个流控路径的测定腔室被配置为包含被测定物的实施例中，密封该进入导管是有益的，因为它将流控路径与环境隔离，使得可以在封闭且受控的体积中进行测定，而不会在流控路径之间发生污染或不会污染环境。此外，通过热熔锁定到流控路径中的恒定内部压力使得在测定启动期间测定腔室内的气泡的形成最小化。

图2F描绘了在时间E之后的时间F的装置200。在时间F，热熔过程完成，并且热熔物203位于合适位置，使得每个流控路径与公共流体源201密封开。作为热熔的结果，每个流控路径内的内部压力保持恒定，使得在没有来自公共流体源的供应压力的帮助下，流体样品的水平在每个流控路径内被维持。因此，如图2F所示，来自公共流体源的供应压力被解除。在这一阶段，装置准备用于一个或更多个测定。

图2G是入口导管的横截面，该入口导管具有导管特征，例如热熔区内的凸起平台。

图2H是装置的透视截面图，示出了用于公共流体管线的热熔区中的导管特征。图2I是图2H的公共流体管线的横截面图，示出了热熔区内的凸起平台。

图2J是装置的指示沿着每个独立流体导管的热熔区的俯视图。图2K是图2J中的独立流体导管中的一个独立流体导管的横截面，示出了导管特征或凸起平台以便于对通路进行热熔。

设备

图3A是根据实施例的独立的流控路径310的图示。该独立的流控路径包括样品腔室320和气动隔室330。样品腔室包括进入导管322和测定腔室321。样品腔室包括流体体积。气动隔室包括气动导管332和空气腔室331。气动隔室包括气动体积。

流控路径的流体体积和气动体积被配置为包含空气350和/或流体样品360。如图3A所示，空气在流控路径内由空白表示。相反，流体样品在流控路径中用阴影图案表示。

在图3A所示的实施例中，流体体积基本上填充有流体样品，并且气动体积填充有空气。然而，在替代实施例中，流体体积和气动体积可以填充有任何比率的流体样品和/或空气。例如，在将流体样品引入流控路径之前，整个流控路径可以填充有空气。下面参考图2A-图2F详细讨论用流体样品填充流控路径的过程。

流控路径的进入导管被配置成将流体样品从公共流体源输送到流控路径的测定腔室中。进入导管的将进入导管连接到测定腔室的一部分被称为进入导管末端323。

测定腔室被配置为包含被测定物。在一些实施例中，测定腔室可以包括便于测定的特征。例如，如下面参考图3B进一步详细讨论的，测定腔室被配置成在流体样品传输到测定腔室期间使气泡的形成最小化。

气动导管将测定腔室连接到流控路径的空气腔室。气动导管的将气动导管连接到测定腔室的一部分被称为气动隔室末端333。

如上文参考图1所述的，气动隔室被配置成根据气动隔室内的内部压力来控制流体样品进入流控路径的测定腔室的流动速率。

独立的流控路径是连续系统。具体而言，进入导管连接到测定腔室并与测定腔室流体连通。测定腔室连接到气动导管并与气动导管流体连通。气动导管连接到空气腔室并与空气腔室流体连通。

由于独立的流控路径的连续性，流体样品可以在整个流控路径中行进。具体而言，流体样品可以通过进入导管，行进到测定腔室，穿过气动导管，和进入每个流控路径的空气腔室。

除了在进入导管的一个端部处的开口之外，该独立的流控路径是封闭系统。换句话说，除了经由进入导管的该一个开口之外，包含在流控路径内的物质不能进入或离开流控路径。因此，通过密闭进入导管的该一个开口，流控路径成为完全封闭系统，物质不能从该完全封闭系统进入或者出来，并且在没有任何变化的变量的情况下，流控路径内的内部压力保持恒定。

图3B是根据实施例的测定腔室321的图示。测定腔室包括测定腔室体积。在一些实施例中，测定腔室体积在1μL和35μL之间。

如图3B的左下角的图例所示，空气350在测定腔室体积内用空白表示。相反，流体样品360在测定腔室体积内由阴影图案表示。在图3B所描绘的测定腔室的实施例中，样品腔室基本上填充有流体样品。换句话说，样品腔室的至少90％的体积包含流体样品，并且气动隔室的至多10％包含流体样品。

如上文参考图1所述的，在一些实施例中，测定腔室被配置为包含被测定物。在这样的实施例中，测定腔室可以包括便于测定的特征。例如，在图3B所描绘的测定腔室的实施例中，测定腔室被配置成在流体样品传输到测定腔室期间使气泡的形成最小化。该特征在测定启动期间是有利的，因为气泡改变了测定腔室的有效体积，并且会干扰测定的结果。

在图3B所示的实施例中，为了在将流体样品传输到测定腔室期间最小化气泡的形成，测定腔室包括双锥形腔室340。下面将更详细地讨论双锥形腔室在最小化气泡形成中的作用。双锥形腔室包括锥形入口341、锥形出口342、第一弯曲边界344和第二弯曲边界345。

锥形入口是双锥形腔室的入口，其被配置成从进入导管接收流体样品。具体而言，锥形入口经由进入导管末端323连接到进入导管并与进入导管流体连通。如上所述，进入导管末端是进入导管的将进入导管连接到测定腔室的一部分。因此，为了将流体样品接收到双锥形腔室中，流体样品行进穿过进入导管末端，并经由锥形入口进入双锥形腔室。

锥形出口是双锥形腔室的出口，其通过气动隔室末端333连接到气动隔室并与气动隔室流体连通。如上所述，气动隔室末端是气动隔室的气动导管的将气动隔室连接到测定腔室的一部分。锥形入口和锥形出口被测定腔室体积的最大尺寸348分开。

如图3B所示，在双锥形腔室基本上填充有流体样品的实施例中，空气可以包含在气动隔室内，包括在气动隔室末端内。在这样的实施例中，锥形出口可以用于连接位于双锥形腔室内的流体样品和位于气动隔室内的空气，使得流体样品可以与空气交界。流体样品和空气之间的该界面可用于控制流体样品的流动速率，如上文参考图1-图2D详细讨论的。

双锥形腔室包括两个弯曲边界，即，第一弯曲边界和第二弯曲边界。每个弯曲边界从锥形入口延伸到锥形出口，使得两个弯曲边界包围测定腔室体积。因此，如上所述，进入或离开双锥形腔室的唯一路径是通过锥形入口和锥形出口。

双锥形腔室的每个弯曲边界包括中点。具体地，第一弯曲边界包括第一弯曲边界中点346，并且第二弯曲边界包括第二弯曲边界中点347。两个弯曲边界之间的距离随着边界从中点朝向锥形入口和从中点朝向锥形出口弯曲而减小。换句话说，每个弯曲边界相对于测定腔室体积的中心点343是凹的。在一些实施例中，两个弯曲边界之间的距离随着边界从它们的中点朝向测定双锥形腔室的锥形入口和锥形出口弯曲的这种逐渐减小以相同的速率朝向锥形入口和锥形出口两者发生，使得弯曲边界关于弯曲边界的中点对称。在进一步的实施例中，对于第一弯曲边界和第二弯曲边界两者，两个弯曲边界之间的距离随着边界从它们的中点朝向测定双锥形腔室的锥形入口和锥形出口弯曲的这种逐渐减小都以相同的速率朝向锥形入口和锥形出口两者发生，使得两个弯曲边界关于测定腔室体积的最大尺寸彼此对称。

如上所述，如图3B所示的双锥形腔室的测定腔室的构造使流体样品传输到测定腔室期间气泡的形成最小化。具体而言，当流体样品流入双锥形腔室时，双锥形腔室内的流体样品和空气之间的界面包括弯液面361。流体样品的弯液面包括前沿362。弯液面的前沿是弯液面的引导流体样品在测定腔室内前进的一部分。在流体样品基本上填充测定腔室的实施例中，例如图3B所描绘的实施例，弯液面的前沿是弯液面的最接近锥形出口的一部分。

为了使流体样品传输到测定腔室期间气泡的形成最小化，当流体样品流入双锥形腔室时，双锥形腔室的两个弯曲边界减缓了流体样品在流体样品的弯液面的前沿处前进的速率，使得当流体样品到达锥形出口时，流体样品的弯液面关于测定腔室的最大尺寸基本上对称。如本文所用，“基本上对称”是指在流体样品的弯液面的前沿到达锥形出口的点处，弯液面的后沿已经前进了从弯曲边界的中点到锥形出口的距离的至少一半。确保当流体样品到达锥形出口时流体样品的弯液面关于测定腔室体积的最大尺寸基本上对称使填充期间测定腔室内气泡的截留最小化。

图4是根据实施例的装置400的一部分的图示。类似于以上参考图1-图3A讨论的装置的实施例，图4中描绘的装置包括多个流控路径。此外，每个流控路径是连续的独立流控路径，其包括进入导管422、测定腔室421、气动导管432和空气腔室431。公共流体源和每个流控路径与公共流体源的附接已经从图4的图示中截取。

如上文参考图1和图3A所述的，除了公共流体源和流控路径的进入导管之间的连接，每个流控路径是封闭系统。在一些实施例中，为了将流控路径配置为封闭系统，流控路径包括一个或更多个边界表面。例如，如以上参考图2E和图2F所讨论的，装置的每个进入导管的边界表面可以是第一膜和/或第二膜。

在图4所示的装置的实施例中，每个流控路径的测定腔室包括两个边界表面，使得除了测定腔室与进入导管的连接以及测定腔室与气动导管的连接，测定腔室是封闭系统。具体而言，如图4所示，每个流控路径的测定腔室包括形成在整体式基体402中的第一边界表面，以及由塞子盖472形成的第二边界表面。塞子盖是塞子(在图6A-图7中标记)的一部分，塞子伸入到整体式基体内的一定深度。塞子被放置在整体式基体的开口内。整体式基体和塞子盖一起形成了测定腔室的连续边界表面。

在一些实施方式中，每个测定腔室还包括由膜形成的第三边界表面。在这种实施方式中，整体式基体、塞子和膜一起封闭了测定腔室体积。

在某些实施例中，如图4-图7所示，塞子盖包括凸缘473。凸缘包括塞子盖的突出边缘，该突出边缘可以被焊接和/或粘附到测定腔室的表面，从而稳定塞子在测定腔室的整体式基体的开口内的位置，使得在测定腔室内的内容物的加压期间塞子不会从开口中弹出。下面参考图5-图6B进一步详细讨论整体式基体和塞子盖的配置。

图5是根据实施例的测定腔室521的三维图示。如上文详细讨论的，测定腔室连接到进入导管522和气动导管532两者，并与进入导管522和气动导管532两者流体连通。另外，测定腔室由整体式基体502和塞子盖572界定。

在优选的实施方式中，测定腔室的整体式基体是单个结构部件。在一些实施例中，该整体式基体是注射成型的。在一些实施例中，例如在图5中描绘的实施例中，整体式基体可以形成双锥形腔室的一部分或全部，如以上参考图3B所讨论的。具体而言，整体式基体可以形成双锥形腔室的两个弯曲边界，如上文参考图3B所讨论的。

如上文参考图4所述，塞子盖是塞子(在图6A-图7中标记)的部件。同样如上所述，在一些实施例中，塞子盖包括凸缘573，凸缘573可以焊接和/或粘附到测定腔室的表面，以稳定塞子在测定腔室的整体式基体的开口内的位置。塞子伸入整体式基体内一定深度，使得在测定腔室外部可见的塞子的部件是塞子盖。在塞子盖包括凸缘的实施例中，如图4和图5所示，凸缘在测定腔室的外部也是可见的。在一些实施例中，例如在其中测定腔室用于容纳被测定物的实施例中，塞子是透明的，使得可以从测定腔室的外部光学检测到测定腔室内的测定。

图6A是根据实施例的塞子670的三维图示。塞子包括塞子盖672和塞子主体。在一些实施例中，例如在图6A所示的实施例中，塞子还包括凸缘673。在进一步的实施例中，例如在图6A所示的实施例中，塞子盖还包括下面将进一步详细讨论的内部腔体674。

在一些实施例中，例如在图4和图5所示的实施例中，塞子包括测定腔室的边界表面。具体地，塞子可被放置在测定腔室的整体式基体的开口内，使得塞子盖形成测定腔室的边界表面，且塞子主体以一定深度伸入整体式基体内且也伸入到测定腔室内。在一些实施例中，测定腔室的体积至少部分地取决于塞子主体伸入整体式基体以形成测定腔室的边界表面的深度。具体地，塞子主体伸入测定腔室的深度越大，测定腔室的体积越小。

如上所述，在一些实施例中，塞子盖包括图6A所示的凸缘。凸缘可以被焊接和/或粘附到测定腔室的表面，以稳定塞子在测定腔室的整体式基体的开口内的位置。

同样如上所述，在某些实施方式中，塞子盖可以包括内部腔体，如图6A所示。盖的表面(包括可选的内部腔体)与测定腔室流体连通。在某些实施例中，特别是在使用测定腔室来容纳被测定物的实施例中，塞子主体的内部腔体可以包含一种或更多种干燥试剂(在图7中标记)。在这样的实施例中，测定腔室可用于使一种或更多种干燥试剂再水合和/或溶解，如下面参考图7进一步详细讨论的。

图6B是根据实施例的塞子670的横截面图示。

图6C是图6B中的横截面视图的放大视图。图6C是塞子670的横截面视图。塞子670具有底表面676和包含干燥试剂的腔体674。在底表面676中围绕腔体674的周边形成环形部680。腔体674以起始角686开始，该起始角从塞子底表面朝向腔体表面测量。起始角可以根据待保持在腔体674中的干燥试剂的所需的约值而变化。腔体的几何形状和起始角686也可以选择成最小化对塞子670的透射质量的影响。包括起始角的腔体的形状可以被选择成优化塞子对适用于装置的光谱内的激发波长和发射波长的透射的能力。在一个示例性方面，激发波长和发射波长在红色光谱、蓝色光谱和绿色光谱中的至少一种内。

在各种实施例中，起始角686被选择成提供不同深度的腔体674。在一个实施例中，存在深度小于塞子厚度685的90％的腔体。在另一个实施例中，存在深度小于塞子厚度685的70％的腔体。在又一实施例中，存在深度小于塞子厚度685的50％的腔体。在其他实施例中，起始角686为60度或更小。在另一个实施例中，起始角686为30度或更小。在又一实施例中，起始角686是20度或更小。在又一实施例中，起始角686是10度或更小。

图7A是根据实施例的测定腔室721的三维横截面图示。图7B是图7A的测定腔室的内部和混合球的放大视图。图7C和图7D是组装图7A的测定腔室的实施例时使用的塞子、混合球和膜的透视图和横截面视图。

如上所述，测定腔室连接到进入导管722和气动导管732两者，并与进入导管722和气动导管732两者流体连通。同样如上所述，测定腔室由整体式基体702和塞子770界定。具体而言，塞子被固定在整体式基体中的开口内，使得塞子主体771伸入到整体式基体中的一定深度，并且塞子盖772形成测定腔室的边界表面。测定腔室体积部分地取决于塞子主体伸入整体式基体的深度。在进一步的实施例中，测定腔室也可以由膜界定。

如上所述，测定腔室可以包括便于测定的特征。例如，在一些实施例中，塞子是透明的，使得可以从测定腔室的外部光学地检测测定腔室的内部。如上所述，在一些实施例中，塞子盖包括凸缘773。凸缘可以被焊接和/或粘附到测定腔室的表面，以稳定塞子在测定腔室的整体式基体的开口内的位置。同样如上所述，在某些实施方式中，塞子盖包括内部腔体774。

在一些实施例中，塞子盖的内部腔体可以包含用于测定的干燥试剂775。如上所述，干燥试剂可以被通过进入导管进入测定腔室的流体样品再水合和/或溶解。

为了减少使干燥试剂再水合和/或溶解所需的时间量，测定腔室的内部可以包含能够回转的磁性混合元件781。磁性混合元件的回转可以帮助混合包含在测定腔室内的内容物，因此可以帮助将干燥试剂再水合和/或溶解。在一些实施例中，磁性混合元件的形状可以是球形的。在替代实施例中，磁性混合元件可以包括任何替代形状。

为了驱动磁性混合元件在测定腔室内的回转，能够旋转的外部磁体782可以位于测定腔室的外部。为了驱动外部磁体的旋转使得外部磁体引起磁性混合元件的回转，在一些实施例中，外部磁体可以机械地联接到能够驱动外部磁体的旋转的马达783。通过旋转外部磁体，引起测定腔室内的磁性混合元件的回转。

在外部磁体位于测定腔室的中心上方的实施例中，外部磁体可以引起测定腔室内的磁性混合元件的平衡旋转(balanced spinning)。平衡旋转在混合内容物时是无效的。因此，为了避免磁性混合元件的平衡旋转使得包含在测定腔室内的内容物被更有效地混合，在一些实施例中，例如在图7A-图7D所示的实施例中，外部磁体位于测定腔室的偏离中心的位置。通过将外部磁体定位在测定腔室的偏离中心的位置，磁性混合元件在测定腔室的中心内不以完全平衡的方式旋转，而是以回转运动的方式围绕测定腔室移动。这更有效地混合了包含在测定腔室内的内容物。

图7A-7D提供了根据实施例的测定腔室721的多个视图。如图7B所示，测定腔室连接到进入导管722和气动导管732两者，并与进入导管722和气动导管732两者流体连通。在该实施方式中，测定腔室由塞子770、膜712和整体式基体702界定，其中形成第一弯曲边界744和第二弯曲边界。塞子被固定在整体式基体中的开口内，使得塞子主体771伸入到整体式基体中的一定深度。塞子776的具有腔体774的底表面形成测定腔室的一个边界表面。整体式基体限定了第二边界表面，并且膜限定了测定腔室的最终边界表面。测定腔室的体积部分地取决于塞子主体伸入整体式基体的深度。

如上所述，测定腔室可以包括便于测定的特征。为了减少使干燥试剂再水合和/或溶解所需的时间量，测定腔室的内部可以包含能够回转的磁性混合元件781。磁性混合元件的回转可以帮助混合包含在测定腔室内的内容物，因此可以帮助使干燥试剂再水合和/或溶解。在一些实施例中，磁性混合元件的形状可以是球形的。在替代实施例中，磁性混合元件可以包括任何替代形状。

图7A是根据本发明的混合系统的三维横截面图示。为了驱动磁性混合元件781在测定腔室内的回转，能够旋转的外部磁体782可以位于测定腔室的外部。为了驱动外部磁体的旋转使得外部磁体引起磁性混合元件的回转，在一些实施例中，外部磁体可机械地联接到能够驱动外部磁体旋转的马达783。通过旋转外部磁体，引起测定腔室内的磁性混合元件的回转。

在外部磁体位于测定腔室的中心上方的实施例中，外部磁体可以引起测定腔室内的磁性混合元件的平衡旋转。平衡旋转在混合内容物时是无效的。因此，为了避免磁性混合元件的平衡旋转使得包含在测定腔室内的内容物被更有效地混合，在一些实施例中，例如在图7A所示的实施例中，外部磁体位于测定腔室的偏离中心的位置。通过将外部磁体定位在测定腔室的偏离中心的位置，磁性混合元件在测定腔室的中心内不以完全平衡的方式旋转，而是以回转运动围绕测定腔室移动。这更有效地混合了包含在测定腔室内的内容物。在替代实施例中，外部磁体可以以任何非圆形路线(例如左右地)移动，以便引起混合元件在混合腔室内的移动。在又一实施方式中，混合元件的移动可以由非磁性力(例如由包含混合腔室的组件的振动或其他移动)引起。

图7C提供了混合腔室的三维分解侧视图。图7D以横截面图示出了相同的分解构型，其中横截面垂直于流体流动的方向(即，从入口到出口)做出。混合腔室的部件可以以一个普通技术人员可发现对具体实施方式有用且方便的任何顺序组装。在一种组装方法中，该方法包括提供整体式基体的第一步骤，该整体式基体具有进入导管722、出口导管、第一弯曲边界、第二弯曲边界以及形成在整体式基体中的用于塞子的开口798。在第二步骤中，将膜712附着到整体式基体的与塞子的开口相对的表面。可以使用本领域已知的任何方法(例如用粘合剂或焊接，例如热熔或激光焊接)将膜附着到整体式基体。在第三步骤中，将球放置在由整体式基体702和膜712界定的混合腔室中。在第四步骤中，将塞子770插入整体式基体的开口中，以形成混合腔室的最终边界表面。塞子可以包括一种或更多种干燥试剂，该一种或更多种干燥试剂放置在塞子的腔体774内或另外地放置在塞子的底表面上。可选地，该方法可以进一步包括将塞子焊接到整体式基体的步骤。这种焊接密封了整体式基体和塞子之间的界面，以消除如果混合腔室被加压或当混合腔室被加压时发生泄漏的可能性。

可替代的组装方法包括提供如本文所述的整体式基体，将塞子插入整体式基体的开口798中，将混合元件放置在由基体和塞子形成的混合腔室中，并将膜附着到基体。可选地，塞子可以在插入后在任何点焊接到整体式基体。

另一种组装方法包括提供塞子770(任选地其上具有干燥试剂)，将混合元件放置在塞子的腔体774中，将塞子插入具有本文所述特征的整体式基体的开口中，然后在与插入塞子的面相对的面上将膜附着到该基体。

实施例

进行了若干单独的实验来确定上面参考图7A描述的磁性混合元件的操作范围。

实施例1：单向混合

第一个实验包括在如图7A所示的设备中，在1,030rpm和2,060rpm的速度下，利用单向回转将干燥试剂再水合60秒。使用标准实验室台式方案(standard laboratorybenchtop protocol)将另外的干燥试剂再水合，用作阳性对照。这些再水合试剂被用于利用LAMP扩增核酸序列。阳性对照的性能被用作比较两种设备再水合情况的结果的基准。

第一个实验的结果在下表1中描述。考虑到转正时间(Time-to-Positive)(Tp)的标准偏差和导致扩增的反应百分比，实验结果表明，当利用单向回转进行了60秒时，1,030rpm不足以使干燥试剂再水合。将回转速度提高到2,060rpm会降低标准偏差并导致100％的扩增，表明提高回转速度对于单向混合是必要的。

表1

实施例2：交替改变的低速回转

第二个实验以两个独立的部分进行，涉及使用1,030rpm的回转速度每15秒交替改变回转方向持续60秒。使用标准实验室台式方案将另外的干燥试剂再水合，用作阳性对照。这些再水合试剂被用于利用LAMP扩增核酸序列。阳性对照的性能被用作比较该设备再水合情况的结果的基准。

第二个实验的结果在下表2中描述。与实施例1中的1,030rpm的单向回转的结果相比，这些结果表明，每15秒交替改变回转方向改善了设备的再水合性能，并允许采用较低的回转速度。

表2

实施例3：交替改变的中速回转

第三个实验包括使用2,060rpm的回转速度每15秒交替改变回转方向，持续60秒。该方案的其余部分与第二个实验相同。

第三个实验的结果在下表3中描述。与实施例1中2,060rpm的单向回转的结果相比较，这些结果表明，甚至在2,060rpm下，每15秒交替改变回转方向通过降低再水合试剂的转正时间的标准偏差提高了设备的再水合性能。这些结果进一步表明，交替改变回转方向引起的增加的剪切力不会明显损害再水合的酶。

表3

将通过设备利用2,060rpm交替改变的回转持续60秒来使干燥试剂再水合的再水合程度与使用标准实验室台式方案再水合的对照进行比较。使用分光光度计对照标准曲线量化所得溶液的浓度。第四个实验的结果在下表4中描述。这些结果进一步表明，该设备能够匹配标准台式方案的再水合性能。

表4

条件	1x浓度的百分比	标准偏差
			设备(n＝4)	82.2％	2.2％
对照(n＝2)	91.0％	1.8％

实施例4：扩展的交替改变的回转

第四个实验包括以2,060rpm单向回转30秒和45秒，而不是之前三个实验所用的60秒持续时间。该方案的其余部分与实施例2和实施例3中描述的相同。

第四个实验的结果在下表5中描述。这些结果表明，该设备能够在不到60秒的时间内将干燥试剂再水合至可接受的程度。结合实施例2的结果，增加交替改变的回转方向有可能进一步加强这种能力。

表5

样品	平均T<sub>P</sub>	标准偏差T<sub>P</sub>
			45秒	10.27	0.712
30秒	10.01	0.390
			干燥对照组(n＝4)	9.23	0.327

实施例5：没有核酸损失

为了证实在如图1-图7A所述的设备中没有核酸因混合而损失，将已知浓度的核酸靶在不存在干燥试剂的情况下装载到设备中以2,060rpm交替改变的回转持续60秒，和装载到设备中不回转放置60秒。通过RT-qPCR将所得的核酸溶液的浓度与原始输入溶液进行比较。

第一个实验的结果在下面的表6中描述，其证明了无论是设备本身的表面还是回转混合珠的行为都不会导致可检测的核酸损失或损伤。

表6

实施例6：热熔

进行了一个实验来证明热熔该装置的有效性，如参考图2E和图2F所描述的。

构建了测试试样，其由五个井孔(wells)组成，每个井孔连接到各自的气动隔室。井孔(包括从公共管线通向井孔的通路和从测定腔室通向空气腔室的气动导管)的体积分别为5.28mm³、7.56mm³、13.12mm³、5.32mm³和9.96mm³。空气腔室的体积分别为9.24mm³、13.22mm³、22.96mm³、9.29mm³和17.43mm³。以9.2psi至10psi的斜坡式压力(rampedpressure)，将水填充到样品试样内。测定腔室被均匀填充，且填充过程本身没有造成明显气泡。在9.2psi下，所有的井孔都被基本上填充，并且在10psi下，井孔被完全填充，并且流体延伸到将井孔连接到空气腔室的气动导管中。因此，这两个压力之间的压力(例如9.6psi)被认为对于完全填充是理想的。

在热熔后，流控路径保持两侧的压力；空气和水(至10psig)。此外，流控路径在热熔后10天仍然保持压力(通过加压井孔的隆起和无液体泄漏观察到)。

实施例7：扩增和检测

进行了一个实验来证明，在对参考图1-图7A所述的流控路径进行热熔后，加热流控路径不会在样品腔室内引起明显的气泡形成。如实施例6所述，构建由五个井孔组成的测试试样。

补充有MgCl₂、dNTPs、LAMP引物、FAM分子信标探针、Bst 2聚合酶(新英格兰生物实验室(New England Biolabs))和RTx温启动(逆转录酶；新英格兰生物实验室)和100,000份CT 23S DNA(作为模板)的恒温扩增缓冲液(新英格兰生物实验室)被填充到样品试样，其中压力倾斜升至13psi。然后试样热熔并加热至64℃。在升高温度的最初几分钟期间，一些测定腔室中会形成非常小的气泡。在30分钟的过程中，这些微小的气泡是稳定的，并且不会干扰扩增或图像处理。在暴露于64℃的9-15分钟内，五个井孔中的每一个井孔内的扩增都是视觉可检测的。

图8是具有平坦底表面的塞子的横截面视图。

图9A是图8中的塞子的截面视图，该塞子具有沿着整个塞子底表面的体积为v1的干燥试剂。图9B是图9A的塞子的仰视图，示出了沿着底表面的干燥试剂的体积v1。

图10A是图8中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂具有部分覆盖塞子底表面的体积v2，该体积v2具有与塞子中心开口相似的宽度。图10B是图10A的塞子的仰视图，示出了沿着底表面的干燥试剂的体积v2。

图11A是图8中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂沿着塞子底表面具有体积v3，该体积v3的宽度小于塞子中心开口的宽度。图11B是图11A的塞子的仰视图，示出了在塞子中心开口的宽度内沿着底表面的干燥试剂的体积v3。

图12A和图12B图示了沿着塞子底表面的用于保持一定体积的干燥试剂的特征。图12A图示了具有矩形横截面的凸起特征。图12B图示了具有矩形横截面的凹陷特征。

图13A和图13B图示了沿着塞子底表面的用于保持一定体积的干燥试剂的特征。图13A图示了具有圆形横截面的凸起特征。图13B图示了具有圆形横截面的凹陷特征。

图14A是图13A中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该试剂具有沿着整个塞子底表面在凸起特征之间的体积v1。图14B是图14A的塞子的仰视图，示出了在凸起特征的边界内沿着底表面的干燥试剂的体积v1。

图15A是图13A中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂具有沿着塞子底表面的一部分在凸起特征之间的体积v2。图15B是图15A的塞子的仰视图，示出了在凸起特征的边界内沿着底表面的干燥试剂的体积v2，该干燥试剂的体积v2具有与塞子开口中心部分大约相同的宽度。

图16A是图13A中的塞子的截面视图，该塞子具有干燥试剂，该干燥试剂具有沿着塞子底表面的一部分在凸起特征之间的体积v3。图16B是图16A的塞子的仰视图，示出了在凸起特征的边界内沿着底表面的干燥试剂的体积v3，该干燥试剂的体积v3的宽度小于塞子开口中心部分的宽度。

图17A是如图6A和图6B中的具有腔体的塞子的截面视图，该塞子具有体积为v3的干燥试剂。该腔体几乎覆盖了塞子底表面的全部。图17B是图17A的塞子的仰视图，示出了在腔体内沿着底表面的干燥试剂的体积v1。

图18A是如图6A和图6B中的具有腔体的塞子的截面视图，该塞子具有体积为v2的干燥试剂。该腔体覆盖少于全部的塞子底表面，并且比塞子中心开口宽。图18B是图18A的塞子的仰视图，示出了在腔体内沿着底表面的干燥试剂的体积v2。

图19A是如图6A和图6B中的具有腔体的塞子的截面视图，该塞子具有体积为v3的干燥试剂。该腔体覆盖少于全部的塞子底表面，并且不与塞子中心开口同宽。图19B是图19A的塞子的仰视图，示出了在腔体内沿着底表面的干燥试剂的体积v3。

图20是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。肩部具有凹陷部分以适应塞子中的腔体。

图21是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。肩部具有凹陷部分以适应塞子中的腔体。图21所示的肩部高度小于图20的肩部高度。

图22是通过腔室的中点截取的测定腔室的横截面视图，示出了支撑塞子的肩部和朝向出口的双锥形侧壁。

图23是装置的光学侧中的开口的横截面视图，该开口的尺寸被设计成接收由肩部支撑的塞子。开口由第一膜层和第二膜层覆盖。

图24是装置的光学侧中的开口的横截面视图，该开口的尺寸被设计成接收由肩部支撑的塞子。肩部和锥形侧壁在此视图中可见。显示了塞子插入开口内，但尚未抵靠在肩部上。

图25是显示五个塞子开口的装置的光学侧的透视图。塞子支撑环显示为围绕开口中的每个开口。用于支撑塞子的肩部在开口中的每个开口中都是可见的。

图26A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，以用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图26B是图26A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。图26A和图26B所图示的肩部和塞子构型产生了7.5μl的井孔。

图27A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，以用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图27B是图27A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。图27A和图27B所图示的肩部和塞子构型产生了3.9μl的井孔。在图26A-图27B的说明性实施例中，塞子和肩部组合的塞子和孔尺寸具有与在主体的流体端处测量的4.7mm的相同的孔开口。有利的是，这些示例说明了不同的肩部尺寸(例如肩部高度)可以如何用于提供不同的体积。

图28A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，以用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图28B是图28A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。图28A和图28B所图示的肩部和塞子构型产生了18.5μl的井孔。

图29A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，以用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图29B是图29A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。图29A和图29B所图示的肩部和塞子构型产生了13.8μl的井孔。

图30A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面透视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，以用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图30B是图30A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。图30A和图30B所图示的肩部和塞子构型产生了13.8μl的井孔。

图30C表示使用图30A和图30B的塞子和肩部构型形成的测定腔室的形状和体积。

如上所述，图28A、图28B和图31A-图31C提供了18.5μl的井孔。图29A、图29B和图30A-图30C提供了13.8μl的井孔。在这些不同的塞子和肩部高度构型中的每一个构型中的塞子尺寸都为5.9mm。有利地，可以基于肩部构型和尺寸(例如，举例来说高度)的调节利用公共塞子尺寸或构型来实现多种不同的腔室体积，以便提供具有不同腔室体积分类的装置。

图31A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面透视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，以用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图31B是图31A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图31C表示使用图31A和图31B的塞子和肩部构型形成的测定腔室的形状和体积。图31A和图31B所图示的肩部和塞子构型产生了18.5μl的井孔。

图32A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面透视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，以用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图32B是图32A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图32C表示使用图32A和图32B的塞子和肩部构型形成的测定腔室的形状和体积。

图32D和图32E是在图32A、图32B和图32C所示的塞子、肩部和测定腔室中使用的塞子和腔体的透视图和横截面视图。

图33A是通过入口和出口截取的测定腔室的横截面透视图，其示出了由肩部支撑的塞子底表面。该肩部具有肩部高度，以用于接合塞子以提供腔室深度。在肩部中具有凹陷部分，以适应塞子中的腔体。

图33B是图33A中的塞子和肩部组合的非光学侧的视图。肩部支撑塞子，保持锥形侧壁并提供凹部，以便腔体和干燥试剂暴露在腔室内。

图33C表示使用图33A和图33B的塞子和肩部构型形成的测定腔室的形状和体积。

图33D和图33E是在图33A、图33B和图33C所示的塞子、肩部和测定腔室中使用的塞子和腔体的透视图和横截面视图。

图34A和图34B分别是装置的非光学侧的视图和光学侧的视图，该装置具有在光学区内具有光学透射特性的塞子的混合，并且在装置的不需要光学能力的另一个区中具有至少一个没有光学特性的塞子。

图35A和图35B分别是仅具有光学透射特性的塞子的装置的非光学侧的视图和光学侧的视图。

图36A-图36K是如在图3A和图3B所示的示例性填充腔室状态之前执行的将流体样品装载到样品腔室中的示例序列。

在图36A-图36K中描绘的以下示例是以0.2μL/min将流体样品装载到样品腔室中的序列。图36A-图36K说明了到达图3A和图3B所示的填充状态之前的过程。样品腔室具有与流体源流体连通的锥形入口和与气动隔室流体连通的锥形出口。样品腔室还具有由光学透明塞子形成的边界表面，该光学透明塞子带有进行生物测定所需的干燥试剂。如图8和图9A所示，样品腔室的填充在膜侧上可见。

图36A示出了装载流体样品之前的测定腔室。设备中的每个流控路径(包括每个测定腔室)都填充有空气。看到的不规则圆是用于进行生物测定的干燥试剂3675的边缘。不规则圆内的区域包含了在塞子3674的内部腔体上干燥的试剂，而不规则圆外的区域没有试剂。

图36B示出了在对流体样品施加压力后不久的测定腔室，施加的压力使得流体样品从公共流体源(未示出)流动通过进入导管，然后经由锥形入口3641进入样品腔室。当流体样品流入测定腔室时，流体样品移置腔室内存在的空气，迫使空气流向锥形出口并进入气动隔室(未示出)。代表液体与空气的界面的流体样品的弯液面3661沿着测定腔室的锥形入口部分接触腔室的两侧。在图36B所图示的视图中，流体样品的弯液面已经前进超过塞子的底表面的平坦环形部，接触内部腔体3674，但是还没有到达位于内部腔体中的干燥试剂3675的边缘。

图36C示出了随着弯液面3661继续前进穿过内部腔体3674，接触干燥试剂的边缘，流体样品继续填充测定腔室。在该视图中，弯液面3661的中心略微领先于与测定腔室接触的边缘。这可能归因于多种不同因素。例如，内部腔体3674中的干燥试剂在塞子的无试剂区域内被优先地润湿。可选地或附加地，测定腔室的深度随着弯液面朝向测定腔室的中点3643移动而增加，并且垂直于流体流动的宽度增加，使得测定腔室的最宽和最深部分位于锥形入口和锥形出口之间的中点3643处。随着流体样品的引导面产生样品流体的混合以使再水合和溶解开始，干燥试剂逐渐从间隔腔体3674中分离。在弯液面3661之外，且最靠近气动隔室，弯液面的空气侧的干燥试剂尚未参与再水合。测定腔室和气动隔室中的空气被进一步压缩，形成压力。

图36D示出了弯液面3661进一步前进以填充测定腔室。弯液面3661在样品腔室内的移动相对均匀，使得当弯液面接近内部腔体3674的最深部分和样品腔室的最宽部分时，引导面的所有部分以基本上均匀的方式前进，腔室的宽度被定义为垂直于整个流体流动。干燥试剂继续从内部腔体3674的表面升离(liftoff)，并与流体样品混合。样品腔室的大约一半填充有流体样品，并且另一半保持填充有空气。

图36E示出了弯液面3661可以如何基本上不均匀地移动。与弯液面的右边缘相比，弯液面的左边缘以更快的速度行进。这部分地可归因于干燥试剂相对于无试剂塞子表面的优先润湿。在这种情况下，干燥试剂的边缘朝向测定腔室的左侧部分稍微偏心定位。接触较少的干燥试剂3675后，弯液面3661的右边缘比左边缘滞后。空气气泡和不完全填充可能是由样品腔室中弯液面的不均匀移动引起的。如果弯液面的一个边缘先于另一个边缘到达出口，则出口会填充有液体，从而将空气截留在测定腔室中。样品腔室的锥形入口和出口减少了部分填充和空气气泡的截留，这减缓了弯液面在接近出口时前进的速度。最后，干燥试剂的再水合和溶解继续发生。

图36F示出了流体样品沿着测定腔室的锥形出口3642部分流动。当弯液面3661的左边缘随着其进入锥形出口而变慢时，弯液面的右边缘开始赶上左侧部分。弯液面已经通过样品腔室的最深和最宽的尺寸，并且现在流入锥形出口。随着弯液面流过锥形出口，样品腔室的深度和宽度稳步减小。这种构型导致作用在弯液面的左前部上的表面阻滞力增加，并提供更平衡的力分布。干燥试剂3675的溶解很明显。装载时首先接触流体样品的干燥试剂在流体样品中悬浮的时间最长，并且经历最大的溶解。这通过在流体流动方向上指向样品腔室的中心的条纹来显示。

图36G显示了流体样品继续流过测定腔室的锥形出口3642部分。当整个弯液面3661进入锥形部时，弯液面的右边缘几乎与左边缘平行。随着弯液面接近通向气动隔室的锥形出口，测定腔室的深度和宽度继续减小。大多数干燥试剂与流体样品接触并继续溶解。

图36H示出了当流体接近气动隔室末端时，弯液面3661的移动现在是均匀的，并且左侧部分和右侧部分基本上均匀地前进。流体样品的弯液面现在已经通过了全部干燥试剂，使得干燥试剂的所有区域都暴露于流体样品，并且能够再水合和溶解。

图36I示出了一旦达到其填充状态时的测定腔室。曾经占据流控路径和测定腔室的所有空气都被推到气动隔室。部分填充和气泡滞留已经被避免，并且继续发生再水合和溶解。

图36J显示了填充后20秒的样品腔室。随着干燥试剂与流体样品接触的时间量的增加，干燥试剂继续溶解。当干燥试剂的残余颗粒在测定腔室内循环并继续溶解时，仍可看到微弱的条纹。

图36K显示了填充后共计40秒后的样品腔室。少量残留的干燥试剂隐约可见，而大多数试剂现在悬浮在液体样品中。

在填充完成后，人们可能希望在试剂和流体样品之间产生进一步的混合。在一种实施方式中，由填充的样品腔室的热循环引起流体样品的对流移动，以混合干燥试剂并产生均匀的溶液。与样品腔室接触的加热器用于提供热循环。优选地，加热器放置在装置的非成像面上，该非成像面可以用膜密封。为了在腔室内引起对流移动，加热器在第一时间间隔内被设定为第一温度，然后在第二时间间隔内被设定为第二温度。第一温度接着是第二温度的这种循环可以重复至少两次，更优选至少三次。在一些实施方式中，该循环重复五次，或者重复产生期望量的混合所需要的任意数量的次数。第一温度和第二温度不相同。优选地，第一温度比第二温度高至少5℃，并且更优选高至少7℃，甚至更优选高至少10℃。在一种实施方式中，样品腔室在55℃的低温和65℃的高温之间进行热循环。在一种优选的实施方式中，样品腔室在60℃的低温和70℃的高温之间进行热循环。根据另一种实施方式，通过使样品流体在塞子的内部腔体中来回敏锐地穿梭以产生湍流来使干燥试剂和流体样品产生进一步混合。流体的这种移动可以通过使用任何正动力、负动力或两者的组合来实现。

在一种实施方式中，恒定压力被施加到流体样品，以使流体样品流过样品腔室。在另一种实施方式中，利用压力斜坡(pressure ramp)来填充样品腔室。例如，从0到1秒，压力源设定为0kPa。在1秒时，压力源设定为60kPa。在1秒后，压力源每0.2秒时间步长增加0.44kPa，直到总共26秒后达到115kPa的最终压力。虽然这种实施方式是在压力的背景下描述的，但是样品腔室的填充可以使用任何动力来完成。在一种实施方式中，使用了正动力。在另一个实施方式中，使用了负动力。

在装置实施例的一个示例性用途中，提供了一种同时填充多个样品腔室的方法。该示例性方法包括对公共流体路径内的流体样品加压的步骤。接下来，存在将流体样品从公共流体路径引入多个进入导管的步骤。接下来是使流体样品沿着进入导管中的每个进入导管朝向进入导管中的每个进入导管中的进入导管末端流动的步骤，每个进入导管连接到样品腔室。此后，有使流体样品沿着每个样品腔室的锥形入口部分流动的步骤，并且然后有使流体样品邻近一对肩部并沿着每个样品腔室内的塞子流动的步骤。该方法通过使流体样品沿着每个样品腔室的锥形出口部分朝向气动隔室末端流动来继续。在上述步骤中，流体流动将包含在每个进入导管和每个样品腔室中的气体移置到与每个气动隔室末端连通的气动腔室中。

在一个方面，执行填充的方法，其中加压流体样品的步骤在恒定压力下执行。取决于实施例和具体的装置构型，该恒定压力可以是5psi、10psi、20psi、40psi或60psi中的一个。可选地，加压流体的步骤的该方法步骤可以包括以一系列增加的压力水平加压流体样品。在一种实施方式中，每一个增加的压力水平被施加一致的持续时间。在一种实施方式中，增加的压力水平增加恒定的量。在一个具体的实施方式中，该装置在使用中被定向成使得气动腔室位于样品腔室上方，使得使流体样品沿着样品腔室的锥形出口部分朝向气动隔室末端流动的步骤以及移置包含在每个进入导管内的气体的步骤克服重力被执行。另外或者可选地，在填充方法期间的使用过程中，多个样品腔室被定向成使得与多个样品腔室中的特定样品腔室相关联的每个气动腔室位于样品腔室上方。

图37是具有五个光学透射塞子的装置的光学侧的视图。通过每个塞子观察的结果表明，三个腔室具有可检测的信号，并且两个腔室没有可检测的信号。通过塞子可检测的信号可以是荧光信号，其对通过光学透射塞子提供给测定腔室的激发光做出响应。可替代地，该信号可以是由测定腔室中发生的化学和/或酶促反应产生的发光。在又一实施方式中，通过光学透射塞子可检测的信号可以简单地是由比色测定导致的颜色变化。为了更好地观察颜色变化，在一些实施方式中，可以使用光(例如白光)来通过塞子照亮井孔。

如该示例所示，光学透射塞子的主体可选地由能够透射红色光谱、蓝色光谱和绿色光谱中的至少一种中的激发波长和发射波长的材料形成。

当特征或元件在本文被提及为在另一特征或元件“上”时，它可直接在其他特征或元件上，或也可能存在中间的特征或元件。相反，当特征或元件被提及为“直接在另一特征或元件上”时，没有中间的特征或元件存在。还将理解，当特征或元件被提及为“连接”、“附接”或“联接”到另一特征或元件时，它可直接连接、附接或联接到其他特征或元件，或可存在中间的特征或元件。相反，当特征或元件被提及为“直接连接”、“直接附接”或“直接联接”到另一特征或元件时，没有中间的特征或元件存在。虽然关于一个实施例进行了描述或示出，但是这样描述或示出的特征和元件可应用于其他实施例。本领域技术人员还将认识到，参考“邻近”另一特征设置的结构或特征可具有与相邻特征重叠或在相邻特征下方的部分。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本发明。例如，如本文所用的，单数形式“a(一)”、“an(一)”和“the(所述)”旨在也包括复数形式，除非上下文以其它方式明确说明。应当进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”当在本说明书中使用时指定所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。如本文所用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或更多个项的任一组合和所有组合，并且可缩写为“/”。

在本文中可使用空间相关的术语，诸如“在...下方(under)”、“在...下(below)”、“下部(lower)”、“在...上(over)”、“上部(upper)”等，以便于描述以描述如附图所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应理解，空间相关的术语旨在包括除了附图中描绘的定向之外的在使用或操作中的设备的不同定向。例如，如果附图中的设备被反向，被描述为“在其他元件或特征下方”或者“在其他元件或特征下面”的元件然后将被定向成“在其他元件或特征上”。因此，示例性术语“在...下方”可包括“在...上”和“在...下方”两种定向。该设备可另外地定向(旋转90度或以其他定向)，且本文使用的空间相关的描述词被相应地解释。类似地，除非以其它方式特别说明，术语“向上(upwardly)”、“向下(downwardly)”、“竖直(vertical)”、“水平(horizontal)”等在本文中用于说明的目的。

虽然术语“第一”和“第二”在本文中可用于描述各种特征/元件(包括步骤)，但是这些特征/元件不应该受这些术语的限制，除非上下文另有说明。这些术语可用于将一个特征/元件与另一个特征/元件区分开。因此，下面讨论的第一特征/元件可被称为第二特征/元件，并且类似地，下面讨论的第二特征/元件可被称为第一特征/元件，而不偏离本发明的教导。

在本说明书和所附权利要求书中，除非上下文另有要求，术语“包括(comprise)”及其诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”的变型意味着各种部件可以在方法和制品(例如，组合物以及包括设备和方法的装置)中共同使用。例如，术语“包括(comprising)”将被理解为暗示包含任何所述的元件或步骤，但不排除任何其他元件或步骤。

如本文在说明书和权利要求书中所使用的，包括在示例中所使用的并且除非另有明确说明，所有数字可被当作前面有词语“约(about)”或“大约(approximately)”，即使该术语没有明确出现。可以在描述大小和/或位置时使用短语“约”或“大约”，以指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期范围内。例如，数值可以具有为规定值(或值的范围)的+/-0.1％、规定值(或值的范围)的+/-1％、规定值(或值的范围)的+/-2％、规定值(或值的范围)的+/-5％、规定值(或值的范围)的+/-10％的值等。本文所给出的任何数值范围应被理解为包括约或大约该值，除非上下文另有说明。例如，如果值“10”被公开，则“约10”也被公开。本文列举的任何数值范围旨在包括包含在其中的所有子范围。还应当理解，当一个值被公开时，也公开了“小于或等于”该值、“大于或等于该值”以及值之间的可能范围，如本领域技术人员适当地理解的。例如，如果公开了值“X”，则还公开了“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如，其中X是数值)。还应当理解，在整个申请中，以多种不同的格式提供数据，并且该数据表示端点和起始点以及数据点的任何组合的范围。例如，如果公开了特定数据点“10”和特定数据点“15”，则应当理解，大于、大于或等于、小于、小于或等于、和等于10和15以及在10和15之间被认为是公开的。还应当理解，还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，则也公开了11、12、13以及14。

虽然上面描述了各种说明性实施例，但是在不脱离如权利要求所描述的本发明的范围的情况下，可以对各种实施例进行若干改变中的任何改变。例如，在替代实施例中，通常可以改变执行各种所描述的方法步骤的顺序，并且在其他替代实施例中，可以一起跳过一个或更多个方法步骤。各种设备和系统实施例的可选特征可以被包括在一些实施例中而不被包括在其他实施例中。因此，前面的描述主要被提供用于示例性目的，并且不应被解释为限制如在权利要求中阐述的本发明的范围。

本文所包括的示例和说明通过说明而非限制的方式示出其中可以实践本主题的具体实施例。如所提到的，其它实施例可以被利用并从中导出，使得可以做出结构和逻辑替换和改变而不脱离本公开的范围。仅为了方便，本发明的主题的这样的实施例在本文中可单独地或共同地仅由术语“发明”来提及，并且如果实际上多于一个发明或发明概念被公开的话，不旨在将本申请的范围主动地限制为任何单个发明或发明概念。因此，虽然本文已经说明和描述了特定实施例，但是被设计为实现相同目的的任何布置可以替代所示的特定实施例。本公开旨在覆盖各种实施例的任何和所有修改或变型。在审阅以上描述时，本领域技术人员将明白以上实施例的组合以及本文未具体描述的其他实施例。

参考标记列表

本申请还涉及以下方面：

项目1.一种塞子，所述塞子包括：

主体，所述主体具有底表面；

中心开口，所述中心开口位于所述主体内；以及

干燥试剂，所述干燥试剂位于所述底表面上，其中，所述主体由能够透射红色光谱、蓝色光谱和绿色光谱中的至少一种中的激发波长和发射波长的材料形成。

项目2.根据项目1所述的塞子，其中，所述干燥试剂位于所述底表面的比所述主体中的所述中心开口的宽度宽的部分上。

项目3.根据项目1所述的塞子，其中，所述中心开口的宽度比所述底表面的包含所述干燥试剂的部分宽。

项目4.根据项目1所述的塞子，还包括位于所述底表面中的腔体，其中所述干燥试剂位于所述腔体内。

项目5.根据项目4所述的塞子，还包括在中心开口底部和所述塞子的主体底部之间的塞子厚度，其中，所述腔体的深度小于所述塞子厚度的90％。

项目6.根据项目4所述的塞子，还包括在中心开口底部和所述塞子的主体底部之间的塞子厚度，其中，所述腔体的深度小于所述塞子厚度的70％。

项目7.根据项目4所述的塞子，还包括在中心开口底部和所述塞子的主体底部之间的塞子厚度，其中，所述腔体的深度小于所述塞子厚度的50％。

项目8.根据项目4所述的塞子，还包括在所述塞子的底表面上从所述塞子的主体的外边缘到所述腔体的周边的环形部。

项目9.根据项目6所述的塞子，其中，所述环形部完全包围所述腔体的所述周边。

项目10.根据项目4所述的塞子，所述腔体还包括位于所述底表面中的周边，其中，所述腔体的起始角从所述周边相对于所述底表面测量，并且所述起始角为60度或更小。

项目11.根据项目4-8中任一项所述的塞子，其中，所述腔体比所述塞子的主体中心开口宽。

项目12.根据项目4-8中任一项所述的塞子，其中，所述塞子的主体中心开口比所述腔体宽。

项目13.根据项目1所述的塞子，所述塞子的主体底表面还包括位于所述塞子的主体底表面上的有界区域，其中，所述干燥试剂在所述有界区域内。

项目14.根据项目11所述的塞子，其中，所述塞子的底表面上的所述有界区域由所述塞子的主体底表面上的特征提供。

项目15.根据项目12所述的塞子，其中，所述特征升高到所述塞子的底表面之上或者凹进所述塞子的底表面内。

项目16.根据项目13所述的塞子，其中，所述特征具有弯曲横截面或矩形横截面。

项目17.根据项目11所述的塞子，其中，所述有界区域的宽度大于所述主体的中心开口的宽度，所述有界区域的宽度小于所述主体的中心开口的宽度，或者所述有界区域的宽度与所述主体的中心开口的宽度大致相同。

项目18.根据项目1-15中任一项所述的塞子，其中，所述塞子具有抛光或光滑的表面处理，有利于所述激发波长和所述发射波长的透射率。

项目19.根据项目1-16中任一项所述的塞子，还包括在所述塞子的主体上围绕所述塞子的主体中的所述中心开口的凸缘。

项目20.根据项目1-17中任一项所述的塞子，其中，所述干燥试剂选自由以下组成的组：核酸合成试剂、肽合成试剂、聚合物合成试剂、核酸、核苷酸、核碱基、核苷、肽、氨基酸、单体、检测试剂、催化剂或其组合。

项目21.根据项目1-18中任一项所述的装置，其中，所述干燥试剂是粘附到所述塞子的底表面的连续膜。

项目22.根据项目1-18中任一项所述的装置，其中，所述干燥试剂是冻干试剂。

项目23.根据项目1-18中任一项所述的装置，其中，所述干燥试剂包括粘附到所述塞子的底表面的多个液滴。

项目24.一种测定腔室，所述测定腔室包括：

a.锥形入口；

b.锥形出口；

c.塞子，所述塞子包括底表面和主体中的中心开口，其中，所述主体由能够透射紫外光谱、蓝色光谱、绿色光谱和红色光谱中的至少一种中的激发波长和发射波长的材料形成；

d.两个弯曲边界，其中，每个弯曲边界从所述锥形入口延伸到所述锥形出口，使得所述两个弯曲边界和所述塞子一起包围所述测定腔室的体积；以及

e.肩部，所述肩部从每个弯曲边界延伸，其中，所述塞子接触每个肩部，使得所述测定腔室的边界由所述两个弯曲边界提供，所述肩部从所述弯曲边界中的每个弯曲边界和所述塞子延伸。

项目25.根据项目24所述的测定腔室，其中，所述测定腔室内的塞子具有位于其上的干燥试剂。

项目26.根据项目25所述的测定腔室，其中，所述塞子上的腔体位于所述肩部中的每个肩部之间，并且所述干燥试剂位于所述腔体中。

项目27.根据项目26所述的测定腔室，其中，所述弯曲边界的一部分或所述肩部的一部分被成形为符合所述腔体的周边。

项目28.根据项目25所述的测定腔室，其中，所述塞子上的所述干燥试剂位于所述肩部中的每个肩部之间。

项目29.根据项目24所述的测定腔室，其中，所述塞子的主体的底部的平坦部分接触所述肩部。

项目30.根据项目24所述的测定腔室，其中，所述肩部中的每个肩部的高度用于调节所述测定腔室的体积。

项目31.根据项目30所述的测定腔室，其中，所述肩部中的每个肩部的高度为100微米或更大。

项目32.根据项目30所述的测定腔室，其中，所述肩部中的每个肩部的高度不大于所述两个弯曲边界在最大分离点处彼此之间的距离。

项目33.根据项目24-32中任一项所述的测定腔室，其中，所述肩部被成形为保持所述测定腔室的从所述锥形入口到所述锥形出口的整体弯曲边界。

项目34.根据项目24所述的测定腔室，其中，所述两个弯曲边界和所述肩部形成在整体式基体中。

项目35.根据项目34所述的测定腔室，还包括粘附到所述整体式基体的表面的膜，其中，所述膜形成所述测定腔室的一个壁。

项目36.根据项目24-35中任一项所述的测定腔室，具有根据项目1-23中任一项所述的塞子。

项目37.一种装置，所述装置包括：

a.公共流体路径，和

b.多个独立的连续流控路径，所述多个独立的连续流控路径连接到所述公共流体路径，其中每个独立的连续流控路径包括：

i.测定腔室，和

ii.气动隔室；

1.其中所述测定腔室连接到所述公共流体路径，所述测定腔室具有部分地由塞子限定的流体体积，所述塞子具有位于其上的干燥试剂；和

2.具有气动体积的所述气动隔室经由所述测定腔室连接到所述公共流体路径；

其中，除了所述测定腔室和所述公共流体源之间的连接之外，所述多个独立的连续流控路径中的每个流控路径是封闭系统，其中每个测定腔室还包括：

c.双锥形腔室，所述双锥形腔室包括：

iii.锥形入口，所述锥形入口与所述流控路径的进入导管的末端流体连通，

iv.锥形出口，所述锥形出口与所述气动隔室的末端流体连通，以及

v.两个弯曲边界，其中每个弯曲边界从所述锥形入口延伸到所述锥形出口，使得所述两个弯曲边界一起包围所述测定腔室的体积；

d.肩部，所述肩部从每个弯曲边界延伸，其中，所述塞子接触每个肩部，使得所述测定腔室的边界由所述两个弯曲边界提供，所述肩部从所述弯曲边界中的每个弯曲边界和所述塞子延伸。

项目38.根据项目37所述的装置，其中，所述塞子上的腔体位于所述肩部中的每个肩部之间，并且所述干燥试剂位于所述腔体中。

项目39.根据项目37所述的装置，其中，所述塞子上的干燥试剂位于所述肩部中的每个肩部之间。

项目40.根据项目37所述的装置，其中，所述塞子的主体的底部的平坦部分接触所述肩部。

项目41.根据项目37所述的装置，其中，所述肩部中的每个肩部的高度用于调节所述测定腔室的体积。

项目42.根据项目41所述的装置，其中，所述肩部中的每个肩部的高度为100微米或更大。

项目43.根据项目37-42中任一项所述的装置，其中，所述肩部被成形为保持所述测定腔室的从所述锥形入口到所述锥形出口的整体弯曲边界。

项目44.根据项目37所述的装置，其中，所述两个弯曲边界形成在整体式基体中。

项目45.根据项目44所述的装置，其中，所述塞子的所述主体以一深度伸入到所述测定腔室的所述整体式基体中，使得通过改变所述塞子的所述主体伸入到所述测定腔室的所述整体式基体中的深度，能够容易地改变所述测定腔室的体积。

项目46.根据项目38所述的装置，其中，所述弯曲边界的一部分或所述肩部的一部分被成形为符合所述腔体的周边。

项目47.根据项目37-46中任一项所述的装置，还包括粘附到所述装置的至少一部分的表面的第一膜，其中，所述第一膜形成所述装置的一个或更多个腔室、隔室或导管的一个壁。

项目48.根据项目47所述的装置，还包括粘附到所述第一膜的第二膜，其中所述第二膜具有比所述第一膜高的熔化温度。

项目49.根据项目48所述的装置，还包括使用所述第一膜或所述第二膜在所述流控路径中的每个流控路径中形成的热熔区域，其中所述热熔区域将所述公共流体路径与所述测定腔室和所述气动腔室密封开。

项目50.根据项目49所述的装置，还包括位于所述多个独立的连续流控路径中的每一个内的凸起平台，所述凸起平台位于所述测定腔室的入口和所述公共流体路径之间，其中所述热熔区域利用所述凸起平台的一部分形成。

项目51.根据项目37-50中任一项所述的装置，具有根据项目1-23中任一项所述的塞子。

项目52.一种同时填充多个样品腔室的方法，所述方法包括：

a.对公共流体路径内的流体样品加压；

b.将所述流体样品从所述公共流体路径引入多个进入导管；

c.使所述流体样品沿着所述进入导管中的每个进入导管朝向所述进入导管中的每个进入导管中的进入导管末端流动，每个进入导管连接到样品腔室；

d.使所述流体样品沿着每个样品腔室的锥形入口部分流动；

e.使所述流体样品邻近一对肩部并沿着每个样品腔室内的塞子流动；

f.使所述流体样品沿着每个样品腔室的锥形出口部分朝向气动隔室末端流动；以及

g.将包含在每个进入导管和每个样品腔室中的气体移置到与每个气动隔室末端连通的气动腔室中。

项目53.根据项目52所述的方法，其中，对所述流体样品加压的步骤在恒定压力下进行。

项目54.根据项目53所述的方法，其中，所述恒定压力是5psi、10psi、20psi、40psi或60psi中的一个。

项目55.根据项目52所述的方法，其中，对所述流体加压的步骤还包括以一系列增加的压力水平对所述流体样品加压。

项目56.根据项目55所述的方法，其中，每个增加的压力水平被施加一致的持续时间。

项目57.根据项目55所述的方法，其中，每个增加的压力水平增加恒定的量。

项目58.根据项目55所述的方法，其中，对所述流体样品加压施加从较低压力水平到较高压力水平的一系列压力水平。

项目59.根据项目52所述的方法，其中，在使用中，所述气动腔室位于所述样品腔室上方，使得使所述流体样品沿着所述样品腔室的锥形出口部分朝向气动隔室末端流动的步骤以及移置包含在每个进入导管内的气体的步骤克服重力进行。

项目60.根据项目52或项目59所述的方法，其中，在使用中，所述多个样品腔室被定向成使得与所述多个样品腔室中的具体样品腔室相关联的每个气动腔室位于所述样品腔室上方。

项目61.根据项目52所述的方法，其中，所述流体样品流入所述装置的每个流控路径的所述样品腔室内的流动把所述流控路径内的气体朝向所述流控路径的所述气动隔室压缩。

项目62.根据项目52所述的方法，还包括当所述气动隔室中的每个气动隔室中的内部压力等于施加到所述公共流体路径的压力时，维持在对流体样品加压的步骤期间达到的压力。

项目63.根据项目52所述的方法，还包括：在移置气体的步骤期间增加每个气动隔室内的压力；以及当施加到所述公共流体路径的压力等于每个气动隔室内的压力时，停止增加压力。

项目64.根据项目52所述的方法，还包括当所述气动隔室中的每个气动隔室中的内部压力等于施加到所述公共流体路径的压力时，停止使所述样品流动的步骤中的每一个步骤。

项目65.根据项目52所述的方法，其中，所述多个样品腔室中的至少两个样品腔室在体积上不同。

项目66.根据项目65所述的方法，其中，从所述公共流体路径进入所述多个样品腔室中的每个样品腔室内的流速与所述样品腔室的流体体积成比例，并且存在至少两个不同的流速。

项目67.根据项目52所述的方法，还包括：同时填充所述多个样品腔室中的每个样品腔室。

项目68.根据项目52所述的方法，还包括：在使所述流体样品沿着所述锥形入口流动的步骤期间或之后，使所述流体样品沿着所述样品腔室内的两个发散的弯曲边界流动。

项目69.根据项目52所述的方法，还包括：在使所述流体样品沿着所述一对肩部流动的步骤之后或期间，使所述流体样品沿着所述样品腔室内的两个会聚的弯曲边界流动。

项目70.根据项目69所述的方法，其中，所述两个弯曲边界的会聚减缓了流体在所述流体样品的弯液面的前沿处前进的速率，使得当所述流体样品到达所述锥形出口时，所述流体样品的所述弯液面关于所述测定腔室的最大尺寸基本上对称，从而使在填充期间在所述测定腔室内的气泡的截留最小化。

项目71.根据项目52所述的方法，还包括：将弯液面邻近所述气动腔室的末端定位在每个样品腔室中。

项目72.根据项目52所述的方法，还包括：执行所述步骤中的一个或更多个步骤，以便将在所述流体样品内形成的一个或更多个气泡邻近所述样品腔室内的所述流体样品的弯液面定位。

项目73.根据项目72所述的方法，其中，所述弯液面靠近所述气动腔室的末端。

项目74.根据项目52所述的方法，还包括：密封所述多个进入导管中的每一个，同时执行对所述公共流体路径内的流体样品加压的步骤。

项目75.根据项目52所述的方法，还包括：当使所述流体样品沿着所述样品腔室的锥形部分流动的步骤停止时，密封所述多个进入导管中的每一个。

项目76.根据项目52所述的方法，还包括：当使所述流体样品从所述公共流体路径沿着所述进入导管中的每个进入导管流动的步骤停止时，密封所述多个进入导管中的每一个。

项目77.根据项目74-76中任一项所述的方法，其中，密封的步骤还包括对封闭的所述进入导管的一部分热熔。

项目78.根据项目74-76中任一项所述的方法，还包括：加热第一膜的与所述进入导管中的每个进入导管相邻的一部分；熔化所述第一膜以密闭所述进入导管中的每一个。

项目79.根据项目77所述的方法，还包括同时密封所有的进入导管。

项目80.根据项目77所述的方法，还包括：加热而不熔化通过所述第一膜与所述进入导管分离的第二膜。

项目81.根据项目80所述的方法，还包括在不熔化所述第二膜的情况下，将所述进入导管的一部分熔合到所述第一膜的一部分。

项目82.根据项目74-81中任一项所述的方法，其中，在密封所述进入导管中的每一个之后，第一膜的一部分或第二膜的一部分被熔合到凸起平台，所述凸起平台形成在所述进入导管中的每一个中。

Claims (34)

1.一种塞子，所述塞子包括：

主体，所述主体具有底表面；

中心开口，所述中心开口位于所述主体内；

干燥试剂，所述干燥试剂位于所述底表面上，其中，所述主体由能够透射红色光谱、蓝色光谱和绿色光谱中的至少一种中的激发波长和发射波长的材料形成；以及

位于所述底表面中的腔体，其中所述底表面上的所述干燥试剂位于所述腔体内。

2.根据权利要求1所述的塞子，其中，所述中心开口的宽度比所述底表面的包含所述干燥试剂的部分宽。

3.根据权利要求1所述的塞子，还包括在中心开口底部和所述塞子的所述主体的底部之间的塞子厚度，其中，所述腔体的深度小于所述塞子厚度的90％。

4.根据权利要求1所述的塞子，还包括在中心开口底部和所述塞子的所述主体的底部之间的塞子厚度，其中，所述腔体的深度小于所述塞子厚度的70％。

5.根据权利要求1所述的塞子，还包括在中心开口底部和所述塞子的所述主体的底部之间的塞子厚度，其中，所述腔体的深度小于所述塞子厚度的50％。

6.根据权利要求1所述的塞子，还包括在所述塞子的所述底表面上从所述塞子的所述主体的外边缘到所述腔体的周边的环形部。

7.根据权利要求6所述的塞子，其中，所述环形部完全包围所述腔体的所述周边。

8.根据权利要求1所述的塞子，所述腔体还包括位于所述底表面中的周边，其中，所述腔体的起始角是从所述周边相对于所述底表面测量的，并且所述起始角为60度或更小。

9.根据权利要求1所述的塞子，其中，所述腔体比所述塞子的所述主体的所述中心开口宽。

10.根据权利要求1所述的塞子，其中，所述塞子的所述主体的所述中心开口比所述腔体宽。

11.根据权利要求1所述的塞子，所述塞子的所述主体的所述底表面还包括位于所述塞子的所述主体的所述底表面上的有界区域，其中，所述干燥试剂在所述有界区域内。

12.根据权利要求11所述的塞子，其中，所述塞子的所述底表面上的所述有界区域由所述塞子的所述主体的所述底表面上的特征提供。

13.根据权利要求12所述的塞子，其中，所述特征升高到所述塞子的所述底表面之上或者凹进所述塞子的所述底表面内。

14.根据权利要求12所述的塞子，其中，所述特征具有弯曲横截面或矩形横截面。

15.根据权利要求11所述的塞子，其中，所述有界区域的宽度大于所述主体的所述中心开口的宽度，所述有界区域的宽度小于所述主体的所述中心开口的宽度，或者所述有界区域的宽度与所述主体的所述中心开口的宽度大致相同。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的塞子，其中，所述塞子具有抛光或光滑的表面处理，有利于所述激发波长和所述发射波长的透射率。

17.根据权利要求16所述的塞子，还包括在所述塞子的所述主体上围绕所述塞子的所述主体中的所述中心开口的凸缘。

18.根据权利要求16所述的塞子，其中，所述干燥试剂选自由以下组成的组：核酸合成试剂、肽合成试剂、聚合物合成试剂、核酸、核苷酸、核碱基、核苷、肽、氨基酸、单体、检测试剂、催化剂或其组合。

19.根据权利要求16所述的塞子，其中，所述干燥试剂是粘附到所述塞子的所述底表面的连续膜。

20.根据权利要求16所述的塞子，其中，所述干燥试剂是冻干试剂。

21.根据权利要求16所述的塞子，其中，所述干燥试剂包括粘附到所述塞子的所述底表面的多个液滴。

22.一种测定腔室，所述测定腔室包括：

a.锥形入口；

b.锥形出口；

c.塞子，所述塞子包括底表面和主体中的中心开口、位于所述底表面中的腔体，其中，所述主体由能够透射紫外光谱、蓝色光谱、绿色光谱和红色光谱中的至少一种中的激发波长和发射波长的材料形成，并且进一步其中所述底表面上的干燥试剂位于所述腔体内；

d.两个弯曲边界，其中，每个弯曲边界从所述锥形入口延伸到所述锥形出口，使得所述两个弯曲边界和所述塞子一起包围所述测定腔室的体积；以及

e.肩部，所述肩部从每个弯曲边界延伸，其中，所述塞子接触每个肩部，使得所述测定腔室的边界由所述两个弯曲边界提供，所述肩部从所述两个弯曲边界中的每个弯曲边界和所述塞子延伸。

23.根据权利要求22所述的测定腔室，其中，所述塞子上的所述腔体位于所述肩部中的每个肩部之间。

24.根据权利要求23所述的测定腔室，其中，所述弯曲边界的一部分或所述肩部的一部分被成形为符合所述腔体的周边。

25.根据权利要求22所述的测定腔室，其中，所述塞子上的所述干燥试剂位于所述肩部中的每个肩部之间。

26.根据权利要求22所述的测定腔室，其中，所述塞子的所述主体的底部的平坦部分接触所述肩部。

27.根据权利要求22所述的测定腔室，其中，所述肩部中的每个肩部的高度用于调节所述测定腔室的体积。

28.根据权利要求27所述的测定腔室，其中，所述肩部中的每个肩部的高度为100微米或更大。

29.根据权利要求27所述的测定腔室，其中，所述肩部中的每个肩部的高度不大于所述两个弯曲边界在最大分离点处彼此之间的距离。

30.根据权利要求22-29中任一项所述的测定腔室，其中，所述肩部被成形为保持所述测定腔室的从所述锥形入口到所述锥形出口的整体弯曲边界。

31.根据权利要求22所述的测定腔室，其中，所述两个弯曲边界和所述肩部形成在整体式基体中。

32.根据权利要求31所述的测定腔室，还包括粘附到所述整体式基体的表面的膜，其中，所述膜形成所述测定腔室的一个壁。

33.根据权利要求22-29和31-32中任一项所述的测定腔室，具有根据权利要求16所述的塞子。

34.根据权利要求30所述的测定腔室，具有根据权利要求16所述的塞子。

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