CN113789372A - 用于向流动池的试剂输送的流体系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于向流动池的试剂输送的流体系统。一种流体系统包括：试剂歧管，包括配置用于试剂盒与流动池的入口之间的流体流通的多个通道；多个试剂吸管，从歧管中的端口向下延伸，每个试剂吸管配置成放入试剂盒的试剂池中，使得液体试剂能够从试剂池吸入吸管中；至少一个阀，配置成调节池与流动池的入口之间的流体流通。试剂歧管还能够包括用于试剂再使用的贮藏池。

Description

用于向流动池的试剂输送的流体系统
本申请是申请日为2014年08月07日，申请号为201810252278.6，发明名称为“用于向流动池的试剂输送的流体系统”的申请的分案申请。
申请日为2014年08月07日，申请号为201810252278.6，发明名称为“用于向流动池的试剂输送的流体系统”的申请是申请日为2014年08月07日，申请号为201480042435.0，发明名称为“用于向流动池的试剂输送的流体系统”的申请的分案申请。
优先权要求
本申请要求2013年8月8日提交的第61/863,795号目前未决的美国临时申请的权益，其通过引用并入本文。
背景
一般来说，本公开的实施例涉及用于例如核酸测序过程中的样本的流体操纵和光检测的设备和方法。
我们的基因组提供用于预测诸如我们的偏好、才能、对疾病的易感性以及对治疗药物的响应性之类的许多固有倾向的蓝图。单独人类基因组包含超过30亿个核苷酸序列。那些核苷酸的不过一小部分的差赋予我们许多独特特性。研究团体在弄清楚组成蓝图的特征方面大有进步以及随之而来的关于各蓝图中的信息如何涉及人类健康的更全面了解。但是，我们的了解是远远不够完整的，并且这妨碍信息从研究实验室转移到临床，其中希望在于，某一天，我们每个人将具有自己的个人基因组的副本，使得我们能够和我们的医生坐下来确定健康生活方式或者适当治疗过程的适当选择。
当前瓶颈是吞吐量和标度的问题。弄清楚任何给定个体的蓝图的基本成分是确定其基因组中的30亿个核苷酸的准确序列。技术可用于这样做，但是那些技术通常花费许多天和成千上万的美元来执行。此外，任何个体的基因组序列的临床相关性是将其基因组序列(即，其基因型)的独特特征和与已知特性(例如表型)相关的参考基因组进行比较的问题。当考虑到参考基因组基于基因型与表型的相关性(其通常使用数千个体，以便在统计上是有效的)来创建时，标度和吞吐量的问题变得显而易见。因此，数十亿个核苷酸能够对数千个体来测序，以便识别任何临床相关基因型与表型相关性。进一步与疾病的数量、药物响应和其它临床相关特征相联系，对很便宜并且快速的测序技术的需要变得越来越明显。
所需的是测序成本的降低，其推动研究科学家所执行的大型遗传相关性研究，并且使测序在临床环境中是可获取的，以用于单独患者的治疗，从而进行生活改变决定。本文所提出的本发明的实施例满足这种需要，并且也提供其它优点。
发明内容
本公开提供一种流体系统，其包括：试剂歧管，包括配置用于试剂盒与流动池的入口之间的流体流通的多个通道；多个试剂吸管，从歧管中的端口向下延伸，每个试剂吸管配置成放入试剂盒的试剂池中，使得液体试剂能够从试剂池吸入吸管中；至少一个阀，配置成调节池与流动池的入口之间的流体流通。
所述试剂歧管中的所述通道的一个或多个包括贮藏池。
所述贮藏池的一个或多个的容积是与所述贮藏池进行流体流通的流动池通道的容积的至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或至少100％。
所述贮藏池包括充分的容积，以允许一个或多个流动池通道中的某个量的液体试剂流动到所述贮藏池，使得来自所述流动池的所述液体试剂在接触所述流动池之后不会又引导回所述试剂池。
所述液体试剂的量包括一个或多个流动池通道中的所述液体试剂的30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。
所述贮藏池的一个或多个与泵进行流体流通，其中所述泵配置成将液体试剂从所述贮藏池移动到所述流动池以及从所述流动池又移动回所述贮藏池，其中试剂进入所述流动池和试剂离开所述流动池经过所述流动池的同一端口进行。
至少一个阀配置成以不同方式将液体试剂从所述流动池又引导回所述贮藏池或者引导到废料池。
所述贮藏池配置成降低所述贮藏池中的流体的混合，由此保持沿所述贮藏池的长度从接近所述流动池的端部到远离所述流动池的端部的液体试剂的梯度。
所述贮藏池包括配置成促进所述贮藏池中的流体的混合的多个混合元件。
所述混合元件包括所述贮藏池中或者所述贮藏池的内部表面上的静态特征。
所述混合元件包括挡板元件。
所述贮藏池包括蛇形通道。
所述贮藏池包括非圆筒形状的通道。
所述试剂歧管配置成将试剂经由第一通道从第一试剂池输送到第一阀以及经由第二通道从所述第一试剂池输送到第二阀。
所述试剂歧管包括多层，并且所述第一通道和第二通道中的每个驻留在所述多层的分开的层中。
所述第一通道和第二通道汇聚以在所述端口形成T型接头。
所述多个试剂吸管的每个包括具有近端和远端的管状主体，所述远端逐渐变细成尖端，尖端配置用于刺穿覆盖试剂盒中的试剂池的箔层。
所述多个试剂吸管提供有经过所述管状主体从所述远端延伸到所述近端的单内腔，所述单内腔配置成在所述试剂盒与所述试剂歧管之间进行流体流通。
所述多个试剂吸管的一子集具有比所述多个试剂吸管中的其它试剂吸管要短的长度。
所述子集的长度比其它试剂吸管要短至少1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0mm。
所述多个试剂吸管的至少一个包括顺应尖，顺应尖配置成在所述顺应尖碰撞试剂盒中的试剂孔的底部时弯曲。
所述流体系统在操作上与按照用于由检测设备来检测所述流动池中的核酸特征的配置的所述检测设备关联。
所述检测设备包括多个测微荧光计，其中所述测微荧光计的每个包括配置用于沿x和y维的图像平面中的宽场图像检测的物镜。
所述试剂歧管包括10与20个之间的端口，各端口配置成将试剂吸管耦合到与所述至少一个阀进行流体流通的通道。
该流体系统还包括一个或多个对齐销，对齐销沿平行于所述多个试剂吸管的轴从所述试剂歧管向下延伸，所述对齐销比所述多个试剂吸管要长，并且配置成与试剂盒上的对应接口槽接合。
所述至少一个阀具有多个入口端口和一个或多个出口端口，所述入口端口的每个与试剂吸管进行流体流通，以及每个出口端口与流动池入口或废料容器进行流体流通。
所述流体系统包括第一阀和第二阀，第一阀和第二阀配置成跨流动池的第一通道和第二通道独立输送分开的试剂。
跨所述第一通道和第二通道的试剂流动沿相反方向进行。
该流体系统还包括用于检测气泡的传感器，所述传感器沿所述试剂池与所述流动池之间的流体通路来定位。
所述传感器沿所述至少一个阀与所述流动池之间的流体管线来定位。
所述传感器沿试剂池与所述至少一个阀之间的流体管线来定位。
本公开还提供一种配置成与如上所述的流体系统进行流体流通来交互的试剂盒。
本公开还提供一种试剂盒，其包括：多个试剂池，配置成沿z维同时接合流体系统的多个试剂吸管，使得液体试剂能够从试剂池吸入吸管中，试剂池沿x和y维设置到顶行、中间行和底行，其中沿盒的顶行和底行的试剂池沿z维比一个或多个中间行的试剂池要深；以及至少两个接口槽，配置成与流体系统的对应对齐销接合。
所述试剂盒还包括多个冲洗池，冲洗池按照与所述多个试剂池对应的配置来设置，由此冲洗池配置成在所述多个试剂吸管没有与所述多个试剂池接合时同时接合所述多个试剂吸管，使得冲洗缓冲剂能够从所述冲洗池吸入所述多个试剂吸管。
所述试剂盒还包括至少两个附加接口槽，所述至少两个附加接口槽配置成与所述流体系统的对应对齐销接合，使得所述流体系统的所述试剂吸管与所述冲洗池对齐地定位。
所述试剂盒包括覆盖所述多个试剂池中的至少一个的箔层。
还提供的是包括至少10、15或者至少20个端口的多层扩散接合试剂歧管，各端口配置成经由吸管从分开的试剂池吸取试剂，其中端口经由歧管中的流体通道与流动池的一个或多个通道进行流体流通。
所述试剂歧管包括第一阀和第二阀，其中连接到所述第一阀的通道驻留在第一层上，并且连接到所述第二阀的通道驻留在第二层上。
所述试剂歧管中的所述通道的一个或多个包括贮藏池。
所述贮藏池的一个或多个的容积是与所述贮藏池进行流体流通的流动池通道的容积的至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或至少100％。
所述贮藏池包括充分的容积，以允许一个或多个流动池通道中的某个量的液体试剂流动到所述贮藏池，使得来自所述流动池的所述液体试剂在接触所述流动池之后不会又引导回所述试剂池。
液体试剂的量包括一个或多个流动池通道中的所述液体试剂的30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。
所述贮藏池的一个或多个与泵进行流体流通，所述泵配置成将液体试剂从所述贮藏池移动到所述流动池以及从所述流动池又移动回所述贮藏池，其中试剂进入所述流动池和试剂离开所述流动池经过所述流动池的同一端口进行。
至少一个阀配置成以不同方式将液体试剂从所述流动池又引导回所述贮藏池或者引导到废料池。
所述贮藏池配置成降低所述贮藏池中的流体的混合，由此保持沿所述贮藏池的长度从接近所述流动池的端部到远离所述流动池的端部的液体试剂的梯度。
所述贮藏池包括配置成促进所述贮藏池中的流体的混合的多个混合元件。
所述混合元件包括挡板元件。
所述贮藏池包括蛇形通道。
所述贮藏池包括非圆筒形状的通道。
所述试剂歧管配置成将试剂经由第一通道从第一试剂池输送到第一阀以及经由第二通道从所述第一试剂池输送到第二阀。
所述试剂歧管包括从所述端口向下延伸的多个试剂吸管，所述多个试剂吸管的每个配置成放入试剂盒的试剂池中，使得液体试剂能够从所述试剂池吸入所述多个试剂吸管的每个中。
所述多个试剂吸管的每个包括具有近端和远端的管状主体，所述远端逐渐变细成尖端，尖端配置用于刺穿覆盖试剂盒中的试剂池的箔层。
所述多个试剂吸管提供有经过所述管状主体从所述远端延伸到所述近端的单内腔，所述单内腔配置成在所述试剂盒与所述试剂歧管之间进行流体流通。
所述多个试剂吸管的一子集具有比所述多个试剂吸管中的其它试剂吸管要短的长度。
所述子集的长度比其它试剂吸管要短至少1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0mm。
所述多个试剂吸管的至少一个包括顺应尖，顺应尖配置成在所述顺应尖碰撞试剂盒的试剂孔的底部时弯曲。
本公开还提供一种试剂再使用的方法，其包括：a)将液体试剂从试剂池吸入贮藏池中，贮藏池与试剂池和流动池的至少一个通道进行流体流通；b)将试剂从贮藏池传输到流动池的至少一个通道上；c)将流动池通道上的试剂的至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％传输到贮藏池，使得来自流动池的液体试剂在接触流动池之后不会又引导回试剂池；以及d)重复步骤b)和c)，以实现流动池上的液体试剂的再使用。
所述贮藏池的一个或多个与泵进行流体流通，所述泵配置成将液体试剂从所述贮藏池移动到所述流动池以及从所述流动池又移动回所述贮藏池，其中液体试剂进入所述流动池和液体试剂离开所述流动池经过所述流动池的同一端口进行。
来自所述流动池的、没有在步骤c)中传输到所述贮藏池的液体试剂被传输到废料池。
在步骤b)和c)的一个或两个中的传输经由流体地连接所述贮藏池和所述流动池的阀来执行。
在步骤b)和c)的一个或两个中的传输采用沿单一方向的流体流动来执行。
在步骤b)和c)的一个或两个中的传输采用往复流动来执行。
所述液体试剂包括用于执行核酸测序的试剂。
所述液体试剂包括聚合酶。
所述液体试剂包括核苷酸或不同核苷酸的混合物。
一个或多个不同的试剂在执行步骤d)之前流动到所述流动池上。
在步骤c)中流回所述贮藏池的液体试剂与所述贮藏池中的类似的液体试剂混合，从而形成包括来自步骤b)和c)的多次重复的类似的液体试剂的混合试剂。
流回到所述贮藏池内的液体试剂与新鲜试剂的混合在所述贮藏池内被最小化。
所述方法在如上所述的流体系统或试剂歧管上执行。
本公开还提供一种测序系统，包括检测设备以及如上所述的流体系统。
本公开还提供一种测序方法，其包括以下步骤：(a)提供一种流体系统，该流体系统包括：(i)流动池，包括光学透明表面，(ii)核酸样本，(iii)用于测序反应的多种试剂，以及(iv)用于将试剂输送到流动池的流体系统；(b)提供一种检测设备，该检测设备包括(i)多个测微荧光计，其中每个测微荧光计包括物镜，物镜被配置用于图像平面中沿x和y维的宽场图像检测，以及(ii)样本台；以及(c)执行盒中的核酸测序过程的流体操作和检测设备中的核酸测序过程的检测操作，其中(i)试剂由流体系统输送到流动池，(ii)核酸特征的宽场图像由多个测微荧光计来检测，以及(iii)至少部分试剂从流动池移到贮藏池。
所述流体系统还包括废料池，且所述核酸测序过程的流体操作还包括将所述多种试剂的至少一些从所述流动池移到所述废料池。
所述贮藏池与泵进行流体流通，所述泵配置成将液体试剂从所述贮藏池移动到所述流动池以及从所述流动池又移动回所述贮藏池，其中试剂进入所述流动池和试剂离开所述流动池经过所述流动池的同一端口进行。
来自所述流动池的、没有在步骤(c)(iii)中传输到所述贮藏池的试剂被传输到废料池。
在步骤(c)(i)或步骤(c)(iii)中的试剂传输经由流体地连接所述贮藏池和所述流动池的阀来执行。
在步骤(c)(i)或步骤(c)(iii)中的试剂传输采用沿单一方向的流体流动来执行。
在步骤(c)(i)或步骤(c)(iii)中的试剂传输采用往复流动来执行。
所述液体试剂是用于执行核酸测序的试剂。
所述试剂是聚合酶。
所述试剂是核苷酸或不同核苷酸的混合物。
在附图和以下描述中提出一个或多个实现的细节。通过描述和附图以及通过权利要求书，其它特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1A示出具有与试剂盒进行交互的试剂吸管的流体系统。
图1B示出歧管组合件的等距视图，并且示出歧管中的流体通道的布局的示例。
图2示出具有试剂吸管、阀和对齐销的歧管组合件的前视图。它还示出不同长度的吸管。
图3是示出歧管中的流体通道的一种可能布局的歧管组合件的顶视图。
图4示出歧管中的通道的截面图，包括贮藏管线和非贮藏流体通道的截面图。
图5示出用于将试剂端口与两个阀连接的多种接头。
图6示出具有可变深度的孔的试剂盒的截面图。
图7A示出按照一个实施例的歧管组合件中的贮藏管线的简化顶视图。
图7B示出利用试剂从贮藏管线到流动池的往复流动、随后接着从流动池对贮藏管线的部分再填充的方法中的试剂再使用的各种阶段。
图8示出具有试剂孔和用于对齐销的接口槽的试剂托盘接口的顶视图。
图9示出用于流体系统的流体图。
图10示出包括顺应吸管和刺穿吸管的试剂吸管的详细视图。
具体实施方式
本公开提供用于向腔室、例如流动池提供试剂的流体系统和方法。特别有用的应用是固定生物样本的检测。例如，本文提出的方法和系统能够用于核酸测序应用中。能够使用多种核酸测序技术，其利用光学和非光学可检测样本和/或试剂。这些技术尤其完全适合本公开的方法和设备，并且因此突出本发明的具体实施例的各种优点。下面为了便于说明而提出那些优点的一部分，虽然示范的是核酸测序应用，但是优点也能够扩展到其它应用。
本文提出的流体系统利用美国专利申请序号13/766,413(2013年2月13日提交，标题为“INTEGRATED OPTOELECTRONIC READ HEAD AND FLUIDIC CARTRIDGE USEFUL FORNUCLEIC ACID SEQUENCING”)中提出的检测设备配置和测序方法的任一个特别有用，通过引用将其内容完整地结合于此。
在具体实施例中，将要检测的样本能够使用如本文所提供的流体系统提供给检测室。列举核酸测序应用的更具体示例，该流体系统能够包括：歧管组合件，其能够放置成与用于保持测序试剂的池、用于保持样本制备试剂的池、用于保持测序期间所生成的废料的池中的一个或多个，和/或能够经过流动池移动流体的泵、阀和其它组件进行流体流通。
在具体实施例中，流体系统能够配置成允许一个或多个试剂的再使用。例如，流体系统能够配置成将试剂输送到流动池，然后从流动池移开试剂，并且然后将试剂再引入流动池。再使用试剂的优点是降低废料容积，并且降低利用昂贵试剂和/或以高浓度(或者大量)输送的试剂的过程的成本。试剂再使用得益于如下理解：试剂的耗尽仅在或者主要在流动池表面发生，因此试剂的大部分变成未使用，并且可经过再使用。
图1A示出具有试剂吸管103、104和阀102的示范流体系统100，其利用本文提出的若干实施例所提供的流体系统的优点。流体系统100包括歧管组合件101，其包含各种固定组件，其中包括例如试剂吸管、阀、通道、池等。存在具有试剂池401和402的试剂盒400，其中试剂池401和402配置成同时接合沿维z的一组试剂吸管103和104，使得液体试剂能够从试剂池吸入吸管。
图1B所示的是示范歧管组合件101，其能够用来从试剂池向流动池提供液体试剂。歧管包括从歧管中的端口沿维z向下延伸的试剂吸管103和104。试剂吸管103和104能够放入试剂盒的一个或多个试剂池(未示出)中。歧管还包括通道107，其将试剂吸管103流体地连接到阀102和阀109。试剂吸管103和104、通道107以及阀102调节试剂池与流动池(未示出)之间的流体流通。阀102和109可单独或者结合地选择吸管103或104，以及经过通道、例如107来调节试剂池与流动池(未示出)之间的流体流通。
图1A和图1B所示的设备是示范性的。下面更详细描述能够作为对图1A和图1B的示例的替代或补充来使用的本公开的方法和设备的其它示范实施例。
图2示出具有试剂吸管和阀的另一个示范歧管组合件。歧管具有对齐销105，其沿与试剂吸管平行的轴从歧管向下突出。对齐销105沿z维比试管吸管要长，但是在备选实施例中，它们也能够具有相等长度或者更短。对齐销105配置成与试剂盒(未示出)上的一个或多个对应接口槽接合。试剂吸管103和104经由歧管主体中包含的端口106耦合到歧管。试剂吸管104比试剂吸管103要长，以便从对应于试剂吸管103或104的深度的可变深度的试剂池吸取液体。在备选实施例中，吸管103和104能够具有相等长度，或者可切换主要长度。
图2还示出的是通道107A和107B，其驻留在独立x-y平面上。分开的通道107A和107B能够源自单个通道，其然后在T接头109处分叉，从而生成驻留在分开平面上的多个通道。通过使连接到特定阀102的通道完全驻留在同一平面A上或者驻留在平面A和B的组合上，同时连接到任何其它阀的通道可共享共平面或平面间起点的这个特性，歧管将液体试剂从一个吸管引导到一个或多个阀。
图3是示出歧管中的流体通道的一种可能布局的歧管组合件101的顶视图。流体通道107A和107B源自单个端口106，并且将端口106连接到阀102A或者102B。某些通道包括贮藏池108，其具有充分的容积来允许某个量的液体试剂从流动池(未示出)流动到贮藏池108，使得来自流动池的液体试剂在接触流动池之后不会重新引导回试剂池(未示出)。图3还示出的是一个或多个对齐销105的示范位置。图3所示的歧管组合件还包括用于共享缓冲剂的入口端口111。阀102A和102B的每个配置有与各试剂端口106对应的入口端口，以及配置有流体地连接到流动池的公共输出端口112、110和流体地连接到废料容器的废料端口113、109。
如上述示范实施例所示，用于将试剂从试剂盒输送到流动池的流体系统能够包括试剂歧管，其中包括配置用于试剂盒与流动池的入口之间的流体流通的多个通道。流体系统中的歧管的使用提供优于单独管道的使用的若干优点。例如，具有固定通道的歧管降低组装期间的差错、例如管道附件错放以及连接的过紧或欠紧的可能性。另外，歧管提供维护的简易性，从而允许整个单元的快速更换而不是单独管线的时间密集测试和更换。
歧管的通道的一个或多个能够包括经过固体材料的流体轨道。轨道能够具有任何直径，以允许经过轨道的预期等级的流体传输。轨道能够具有例如小于0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或者小于10mm的内直径。轨道配置能够是例如笔直或弯曲的。作为替代或补充，轨道能够具有弯曲部分和笔直部分的组合。轨道的截面能够是例如正方形、圆形、“D”形或者实现经过轨道的预期等级的流体传输的任何其它形状。图4示范经过歧管主体的流体轨道，并且示出一个轨道302的截面图。图4所示的示范通道302具有与附加0.65mm×0.325mm矩形结合的0.65mm直径半圆所形成的“D”形截面。
吸管与阀之间的通道能够完全包含在歧管主体中。作为替代或补充，通道能够包括歧管外部的一个或多个部分。例如，管道、例如柔性管道能够将流体轨道的一部分连接到歧管上的轨道的另一部分。作为替代或补充，柔性管道能够将流动池连接到系统的固定流体组件，包括例如泵、阀、传感器和计量器。作为一个示例，柔性管道能够用来将本系统的流动池或通道连接到泵、例如注射泵或蠕动泵。
歧管主体能够例如由能够支承其中的一个或多个通道的任何适当固体材料来组成。因此，歧管主体能够是树脂，例如聚碳酸酯、聚氯乙烯、
Figure BDA0003254987010000121
(聚甲醛)、
Figure BDA0003254987010000122
PCTFE(聚三氟氯乙烯)；PEEKTM(聚醚醚酮)；PK(聚酮)；
Figure BDA0003254987010000123
聚乙烯；PPS(聚苯硫醚)；聚丙烯；聚砜；FEP；PFA；高纯度PFA；
Figure BDA0003254987010000124
R；316不锈钢；
Figure BDA0003254987010000125
ETFE(乙烯四氟乙烯)；
Figure BDA0003254987010000126
(聚甲基戊烯)；钛；UHMWPE(超高分子量聚乙烯)；
Figure BDA0003254987010000127
(聚醚酰亚胺)；
Figure BDA0003254987010000128
或者与经过本文所提供的实施例中的歧管的通道所传输的溶剂和流体相容的任何其它适当固体材料。歧管主体能够由单块材料来形成。作为替代或补充，歧管主体能够由接合在一起的多层来形成。接合方法包括例如粘合剂、垫圈和扩散接合的使用。通道能够在固体材料中通过任何适当方法来形成。例如，通道能够钻孔、蚀刻或者研磨到固体材料中。通道能够在将多层接合到一起之前、在固体材料中形成。作为替代或补充，通道能够在将层接合到一起之后形成。
图5示出用于将试剂端口301与两个阀连接的多种接头300。在图5所示的各示例中，端口301流体地连接到通道302，其分叉为两个通道302A和302B，其中各通道向不同阀供应。在第一配置中，接头把来自端口301的流体流分离到歧管的分开的层上的通道302A和302B。在图5所示的第二和第三配置中，接头300包括在一层中分离的圆角正方形303或者歧管的一层中分离的全圆304。
这里所提供的歧管组合件配置用于从试剂盒向流动池输送液体试剂。因此，歧管能够具有耦合到试剂吸管的任何数量的端口。更具体来说，端口的数量能够对应于试剂盒中的试剂池的数量和配置。在一些实施例中，歧管包括至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或者至少30个端口，各端口配置成将试剂吸管耦合到与至少一个阀进行流体流通的通道。
本文所提供的流体系统还能够包括从歧管中的端口沿z维向下延伸的吸管阵列，试剂吸管的每个配置成插入试剂盒的试剂池中，使得液体试剂能够从试剂池吸入吸管中。试剂吸管能够包括例如具有近端和远端的管状主体。远端能够逐渐变细成尖端，其配置成刺穿用作试剂盒中的试剂池之上的密封的膜或箔层。各种示范吸管尖在图10中示出。试剂吸管能够提供有例如经过管状主体从远端延伸到近端的单个内腔。内腔能够配置成提供吸管一端的试剂盒与吸管另一端的试剂歧管之间的流体流通。又如示范图2所示，试剂吸管103和104经由歧管主体中包含的端口106耦合到歧管。
在一些实施例中，如图2所示，试剂吸管的子集具有比其它试剂吸管要短的长度。例如，子集的长度能够比其它试剂吸管要短至少1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或者至少2.0mm。歧管和试剂吸管能够用于具有升降机构的装置中，其中升降机构配置成沿z维双向移动试剂盒，使得试剂吸管插入试剂盒的对应孔或池中。在某些实施例中，试剂孔可覆盖有保护箔。因此，提供可变长度的吸管的优点是在使试剂盒接触到刺穿吸管时、升降机构适应箔刺穿力所需的力的降低。吸管长度的差能够有利地对应于试剂盒中的试剂孔的深度，使得各吸管在吸管和盒处于完全接合位置时到达其对应试剂孔中的预期深度。
在本文所提供的实施例中，吸管能够由允许经过内腔的流体传输并且与经过歧管的通道所传输的溶剂和流体相容的任何适当材料来形成。吸管能够由单管形成。作为替代或补充，一个或多个吸管能够由共同形成预期长度和直径的吸管的多段来制成。
在一些实施例中，试剂吸管的至少一个包括顺应尖，其配置成在尖碰撞试剂盒中的试剂孔的底部时弯曲。通过弯曲或变形，顺应尖允许吸管的内腔更完全接近或者甚至接触试剂孔的底部，由此减少或者甚至消除试剂孔中的排空容积。顺应尖对于在使用小容积的情况下的样本或试剂的摄取或者在期望试剂池中的液体的大部分或全部的摄取的状况下是特别有利的。具有顺应尖的吸管的主体能够完全由与尖相同的柔性材料来制成。作为替代或补充，吸管的主体能够由与尖不同的材料来制成。顺应尖能够由任何适当材料制成，使得顺应尖在推进成接触到试剂池的底部时可变形或凹进。一些适当材料包括聚合和/或合成泡沫、橡胶、硅酮和/或弹性体，包括热塑聚合物、例如聚亚安酯。
本文所提供的流体系统还可包括例如泵和阀，其有选择地可操作以用于控制池与流动池的入口之间的流体流通。如图2和图3所示的歧管组合件所示范，歧管上的通道输出能够配置成与一个或多个阀上的对应入口端口连接，使得各试剂通道与阀上的入口端口进行流体流通。因此，经由歧管的试剂通道，入口端口的一个或多个或者每个能够与试剂吸管进行流体流通。一个或多个阀的每个能够配置有公共输出端口(110、112)，其流体地连接到流动池上的一个或多个通路(lane)的入口。作为替代或补充，一个或多个阀的每个能够配置有流体地连接到一个或多个废料容器的废料端口(109、113)。
在流体系统至少包括第一阀和第二阀的实施例中，每个阀能够配置成同时分别跨流动池的第一通道和第二通道来输送分开的试剂。因此，一个阀能够将一种试剂输送到第一流动池通道，而第二阀能够同时将不同的试剂输送到第二流动池通道。如图9的示范实施例所示，阀A(VA)流体地连接到流动池的入口V1，其是将试剂输送到通路1和通路3的歧管。类似地，阀B(VB)流体地连接到位于流动池的相对端的入口V2，并且其将试剂输送到通路2和通路4。入口V1和V2位于流动池的相对端，并且与通路2和4相比，试剂流动方向对通路1和3沿相反方向进行。
本文所述的流体系统能够有利地用于核酸测序期间的流动池的流体操纵。更具体来说，本文所述的流体系统能够在操作上与按照用于由检测设备来检测流动池中的核酸特征的配置的检测设备关联。在一些实施例中，检测设备能够包括多个测微荧光计，其中每个测微荧光计包括配置用于沿x和y维的图像平面中的宽场图像检测的物镜(objective)。本文提出的流体系统利用美国专利申请序号13/766413(2013年2月13日提交，标题为“INTEGRATED OPTOELECTRONIC READ HEAD AND FLUIDIC CARTRIDGE USEFUL FOR NUCLEICACID SEQUENCING”)中提出的检测设备配置的任一个特别有用，通过引用将其内容完整地结合于此。
作为一个示例，具体来说是核酸测序实施例，包含多个通道的流动池能够按照交错方式流体地操纵并且光学检测。更具体来说，流体操纵能够对流动池的通道的第一子集来执行，而光学检测对通道的第二子集进行。例如，在一种配置中，至少四个线性通道能够相互平行设置在流动池中(例如，通道1至4能够按照依次行排序)。流体操纵能够对每个另一通道(例如通道1和3)来执行，而检测对其它通道(例如通道2和4)进行。这个特定配置能够通过使用读取头来适应，其中读取头具有按照间隔开配置所定位的检测器，使得物镜指向到流动池的每个另一通道。在这种情况下，能够起动阀，以将用于测序循环的试剂的流动定向到交替通道，而被检测的通道保持在检测状态。在这个示例中，交替通道的第一集合能够经过第一测序循环的流体步骤，并且交替通道的第二集合经过第二测序循环的检测步骤。一旦第一循环的流体步骤完成并且第二循环的检测步骤完成，则读取头能够跨到(例如沿x维)交替通道的第一集合，并且能够起动阀，以将测序试剂输送到通道的第二集合。然后，第一循环的检测步骤能够完成(在通道的第一集合中)，并且第三循环的流体步骤能够进行(在通道的第二集合中)。步骤能够这样重复进行数次，直到预期数量的循环已经执行或者直到测序过程完成。
上述交错流体和检测步骤的优点是提供更迅速的总测序运行。在上述示例中，如果流体操纵所需的时间与检测所需的时间大致相同，则更迅速测序运行将产生于交错配置(与并行地流体操纵所有通道、之后接着并行检测所有通道相比)。当然，在检测步骤的定时与流体步骤的定时不相同的实施例中，交错配置能够从每个另一通道改变成更适当模式，以适应通道的子集的并行扫描，同时通道的另一个子集经过流体步骤。
具有沿相反方向的流体流动的附加优点是提供单独测微荧光计性能的比较的手段。例如，在每个流动池通路使用多个测微荧光计的情况下，会难以区分降低的测微荧光计性能是否由检测器或者从通路的一端到另一端的降低的化学效率所引起。通过具有液体流动的相反方向，能够比较跨通路的测微荧光计性能，从而有效地区分降低的性能是否归因于测微荧光计。
示范流体系统的流体图在图9中示出。流动池2020具有四个通路，各流体地连接到由入口阀VA和VB单独起动的两个单独流体管线FV和RV其中之一。入口阀VA和入口阀VB控制流体从流体地连接到试剂歧管2030中的各种端口的试剂盒或托盘2035中的样本池、SBS试剂池和扩增试剂池的流动。
流体经过图9的系统的流动通过两个独立注射泵2041和2042来驱动。注射泵定位成经过流体系统拉取流体，并且每个泵能够由阀2051和2052单独起动。因此，流动池流经各通道能够由专用压力源单独控制。阀2051和2052还配置成控制流体到废料池2060的流动。
图9示范一种流体系统，其中流体通过下游注射泵的动作来拉取。将会理解，有用流体系统能够使用其它类型的装置代替注射泵来驱动流体，包括例如正或负压力、蠕动泵、隔膜泵、活塞泵、齿轮泵或阿基米德螺杆。此外，这些和其它装置能够配置成从相对流动池的下游位置来拉取流体或者从上游位置来推送流体。
图9还示范两个注射泵用于流动池的四个通道。因此，流体系统包括比使用中的通道的数量要少的多个泵。将会理解，在本公开的流体盒中有用的流体系统能够具有任何数量的尖，例如与使用中的通道的数量相当的或者更少数量的泵(或者其它压力源)。例如，若干通道能够流体地连接到共享泵，并且阀能够用来起动经过单独通道的流体流动。
图9所示的流体系统还包括用于检测气泡的传感器BUB-4，其沿阀VA与流动池入口V1之间的流体通路RV定位。附加气泡传感器BUB-3沿阀VB和流动池入口V2之间的流体通路RV定位。将会理解，在本公开的流体系统中有用的流体管线能够包括任何数量的气泡传感器、压力计等。传感器和/或计量器能够位于沿流体系统中的流体通路的任何部分的任何位置。例如，传感器或计量器能够沿阀之一与流动池之间的流体管线来定位。作为替代或补充，传感器或计量器能够沿试剂池与阀之一之间、阀与泵之间或者泵与出口或池、例如废料池之间的流体管线来定位。
示范试剂盒的截面在图6中示出。与孔402相比，图6所示的试剂盒400包括沿z维的可变深度的孔401。更具体来说，图6所示的试剂盒具有设计成适应对应试剂吸管(未示出)的长度的孔，使得各吸管在吸管和盒处于完全接合位置时达到其对应试剂孔中的预期深度。在图6所示的试剂盒中，孔沿y维的行或列设置，其中行或列外部的那些孔401沿z维比行或列内部的那些孔402进一步向下延伸。孔的部分或全部能够具有可变深度。作为替代或补充，孔的部分或全部能够具有相同深度。当吸管和盒处于完全接合位置时，任何吸管尖的穿透深度(即，从孔的底面到吸管尖端的距离)能够相当于试剂盒的任何其它给定孔中的任何其它吸管尖的穿透深度。任何吸管尖的穿透深度无需与试剂盒中的任何其它给定孔的穿透深度相同。在至少部分试剂孔具有不同孔深度的情况下，孔深度能够是例如比其它试剂吸管要短至少0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或者至少2.0mm。类似地，当吸管和盒处于完全接合位置时，任何吸管尖的穿透深度能够与试剂盒中的任何其它吸管尖的穿透深度相差至少0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或者至少2.0mm。
具有试剂孔和用于对齐销的接口槽的示范试剂托盘的顶视图在图8中示出。如图8的示范试剂盒400所示，盒包括多个试剂池401A、401B、402A和402B。图8中的试剂池沿x和y维设置成行。图8还示出，盒包括接口槽403和404，其配置成与歧管组合件(未示出)的对应对齐销接合。盒还可包括覆盖任何数量的试剂孔或池的保护箔，其能够在使盒接触到刺穿吸管时通过刺穿吸管来刺穿。
本文所提供的试剂盒能够包括任何数量的试剂池或孔。试剂池或孔能够按照任何格式沿x和y维设置成促进盒中的试剂的传输和储存。作为替代或补充，试剂池或孔能够按照适合于与从歧管中的端口沿z维向下延伸的吸管阵列进行交互的任何格式沿x和y维来设置。更具体来说，试剂池或孔能够按照适合于同时接合试剂吸管的混合的任何格式来设置，使得液体试剂能够从试剂池吸入吸管中。
并非全部试剂孔都无需同时与歧管组合件的所有吸管进行交互。例如，试剂盒能够包括一个或多个试剂池或孔的子集，其配置成保留在非交互状态，而其它池或孔通过吸管阵列来接合。作为一个示例，本文所提供的盒能够包括多个冲洗池，其按照与多个试剂池对应的配置来设置，由此冲洗池配置成在试剂吸管没有与试剂池接合时同时接合试剂吸管，使得冲洗缓冲剂能够从冲洗池吸入吸管。一示范实施例在图8中提供，其示出一行试剂孔401A。盒还包括一行对应孔401B，其相互之间沿x维保留相同取向，但是其在y维与孔401A存在偏移。偏移孔401B能够包括例如被提供以用于在使用一个盒之后以及在使用另一个盒之前清洗吸管和流体管线的冲洗缓冲剂。
作为替代或补充，空的或者保持缓冲剂、样本或其它试剂的其它池能够存在于盒上。附加池能够但是不一定与吸管进行交互。例如，池能够配置成对盒使用过程填充有冲洗或溢出试剂或缓冲剂。这种池可例如经由没有与吸管进行交互的端口来访问。
要促进盒池与对应吸管的正确对齐，对齐槽能够定位在盒中。例如，在吸管阵列从池的一个集合移开并且移位到试剂或冲洗池的另一个集合的具体实施例中，对齐槽能够定位在盒中，以确保试剂吸管阵列与池的一个或两个集合正确对齐。如图8所示，示范盒包括对齐槽404，其保留沿x维的相同取向，但是其沿y维相对对应对齐槽403偏移。本文所提供实施例的盒能够具有任何数量的对齐槽，其提供与流体组合件的特征的适当对齐。例如，盒能够包括0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或者更多对齐槽，其配置成与流体系统的对应对齐销接合，使得流体系统的试剂吸管定位成与试剂和/或冲洗池对齐。
在具体实施例中，流体系统能够配置成允许一个或多个试剂的再使用。例如，流体系统能够配置成将试剂输送到流动池，然后从流动池移开试剂，并且然后将试剂再引入流动池。一种配置在图7A中示范，其示出歧管组合件中的贮藏管线的顶视图。如图7A顶部的示意图所示，试剂贮藏器能够用来保持从最多使用到最少使用(新鲜)试剂的浓度梯度。在一些实施例中，贮藏池能够配置成降低贮藏池中的流体的混合，由此保持沿池的长度从接近流动池的端部到远离流动池的端部的液体试剂的梯度。当试剂从贮藏池又输送到流动池时，梯度保持成使得跨流动池所流动的试剂形成从最多使用到最少使用(新鲜)试剂的梯度。
如图7A底部的简图所示，歧管流体能够配置成使得试剂池经由阀入口1804与流动池(未示出)的输入端口进行流体流通。阀1804控制流动池(未示出)与CLM池、SRE池、IMF池以及LAM1和LPM1池的每个之间的流体的流动。通道1802经由端口1801将CLM池与阀入口1804流体地连接。通道1802的一部分包括试剂贮藏器1803，其配置成保持相当于流动池(未示出)的一个或多个通路的容积的试剂容积。试剂贮藏器1803与通道1802相比增加的容积允许已使用试剂储存供再使用，同时将未使用试剂储备保持在试剂池中，由此避免以已使用试剂来污染试剂池中的未使用试剂储备。
图7A所示的配置是示范性的。其它配置也有可能实现再使用。例如，贮藏池的一个或多个能够具有作为与贮藏池进行流体流通的流动池通道的容积的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％、150％、200％、250％、300％、350％、400％、450％、500％、550％、600％、650％、700％、750％、800％、850％、900％、950％、1000％、1500％、2000％、2500％、3000％或以上的容积。作为替代或补充，贮藏池能够包括充分的容积，以允许一个或多个流动池通道中的某个量的液体试剂流动到贮藏池，使得来自流动池的液体试剂在接触流动池之后不会又引导回试剂池。例如，液体试剂的量能够包括一个或多个流动池通道中的液体试剂的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％、150％、200％、250％、300％、350％、400％、450％、500％、550％、600％、650％、700％、750％、800％、850％、900％、950％、1000％、1500％、2000％、2500％、3000％或以上。
如本文所提供的贮藏池能够配置成降低贮藏池中的流体的混合。在一些这类实施例中，降低的混合由此能够保持沿接近流动池的末端到远离流动池的末端的池长度的液体试剂的梯度。作为替代或补充，如本文所提供的贮藏池能够包括一个或多个混合元件，其配置成促进贮藏池中的流体的混合。任何适当主动或被动混合元件能够用于这类实施例中。例如，混合元件可包括挡板元件、弯曲结构或者任何其它被动或主动或流体特征，其配置成当流体跨贮藏池传输时促进混合。作为替代或补充，任何适当泵、转子、叶片、入口等能够用于贮藏池中的主动混合。
如本文所提供的贮藏池能够具有适合于贮藏池目的的任何形状、容积和长度。在具体实施例中，任何形状、容积和/或长度的贮藏池能够用于本文所提供的流体系统中，其允许一个或多个流动池通道中的某个量的液体试剂流动到贮藏池，使得来自流动池的液体试剂在接触流动池之后不会又引导回试剂池。例如，贮藏池能够包括蛇形通道。作为另一个示例，贮藏池能够包括圆筒或非圆筒形状的通道。此外，本文所提供的流体系统中的任何数量的流体通道能够包括一个或多个单独贮藏池。
如本文所提供的贮藏池能够与泵进行流体流通，其中泵配置成将液体试剂从贮藏池移动到流动池以及从流动池又移动到贮藏池，其中试剂进入流动池和试剂离开流动池经过流动池的同一端口进行。作为替代或补充，试剂进入流动池和试剂离开流动池可经过流动池的不同端口进行，但是仍然实现试剂再使用。例如，本文所提供的流体系统能够利用美国专利申请序号13/766413(2013年2月13日提交，标题为“INTEGRATED OPTOELECTRONICREAD HEAD AND FLUIDIC CARTRIDGE USEFUL FOR NUCLEIC ACID SEQUENCING”)所述的再使用池和配置的任一个，通过引用将其内容完整地结合于此。
图7B的示意图提出本文所提供的再使用方法的示范图示，其利用试剂从贮藏管线到流动池的往复流动，之后接着来自流动池的贮藏管线的部分再填充。在图7B的顶面所示的状态中，包含100μL的试剂1906的贮藏池1903经由分离器1904和阀1911与流动池通路1905进行流体流通。起动阀1904，以允许试剂1906流动到流动池通路1905。同时，从试剂池拉取新鲜试剂1907，以填充贮藏池1903中留下的空隙。在流动池上使用试剂之后，阀1911将已使用试剂1906的一部分(75μL)又引导回贮藏池1903中。已使用试剂1906的另一部分(25μL)由阀1911转向到废料容器。在循环1结束时，贮藏池1903具有跨贮藏池的长度的25μL新鲜试剂1907和75μL已使用试剂1906的梯度。重复进行试剂从贮藏池到流动池并且又到贮藏池的往复流动的循环，其中已使用试剂1906的一部分(25μL)在各循环由阀1911转向到废料容器，以及已使用试剂1906的其余部分回流到贮藏池1903。在四个这类重复循环结束时，贮藏池1903包含25μL新鲜试剂1910、25μL已经使用一次的试剂1909、25μL已经使用两次的试剂1908以及25μL已经使用三次的试剂1907。
图7A和图7B所示的配置是示范性的。其它配置也有可能实现特定过程中使用的试剂的一个或多个的再使用。将会理解，在一些试剂再使用配置中，试剂再使用的流体配置将仅用于特定过程中使用的试剂的子集。例如，试剂的第一子集可足够健壮以被再使用，而第二子集可能在单次使用之后易于污染、降级或者其它不希望的作用。相应地，流体系统能够配置用于试剂的第一子集的再使用，而试剂的第二集合的流体将配置用于单次使用。
特定试剂能够再使用预期适合特定过程的任何次数。例如，本文所示范的、在本文所引述参考文献中描述的或者以其它方式已知用于本文所述过程中的试剂的一个或多个能够再使用至少2、3、4、5、10、25、50或更多次。实际上，多种预期试剂的任一个能够再使用至少尽可能的次数。特定试剂的任何部分能够又转向到贮藏池供再使用。例如，本文所示、本文所引述的参考文献所述或者以其它方式已知用于本文所述过程中的试剂的一个或多个能够具有又引导回贮藏池供后续再使用的一个或多个流动池通路上的试剂容积的1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。作为替代或补充，一个或多个流动池通路上的试剂容积的1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％能够转向到废料容器或者以其它方式不再在流动池上后续使用。
虽然示范用于核酸测序过程，但是试剂再使用的液体配置和方法能够适用于其它过程，特别是涉及试剂输送的重复循环的过程。示范过程包括诸如多肽、多醣或者合成聚合物之类的聚合物的测序，并且还包括这类聚合物的合成。
如上述示范实施例所示范，试剂再使用的方法包括下列步骤：a)将液体试剂从试剂池吸入贮藏池中，贮藏池与试剂池和流动池的至少一个通道进行流体流通；b)将试剂从贮藏池传输到流动池的至少一个通道上；c)将流动池通道上的试剂的至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％传输到贮藏池，使得来自流动池的液体试剂在接触流动池之后不会又引导回试剂池；d)重复步骤b)和c)，以实现流动池上的液体试剂的再使用。贮藏池的一个或多个能够与泵进行流体流通，其中泵配置成将液体试剂从贮藏池移动到流动池以及从流动池又移动到贮藏池，使得试剂进入流动池和试剂离开流动池经过流动池的同一端口进行。作为替代或补充，试剂进入流动池和试剂离开流动池可经过流动池的不同端口进行，但是仍然实现试剂再使用。在一些实施例中，来自流动池、没有在步骤c)传输到贮藏池的试剂能够转向。作为一个示例，来自流动池、没有传输到贮藏池的试剂能够传输到废料池。在步骤b)和c)的一个或两个的试剂的传输能够经由流体地连接贮藏池和流动池的阀来执行。在步骤b)和c)的一个或两个的试剂的传输能够例如采用沿单一方向的流体流动来执行，或者能够采用往复流动来执行。
当前流体系统和方法的实施例对核酸测序技术获得特别用途。例如，合成测试(SBS)协议是特别适用的。在SBS中，监测核酸引物沿核酸模板的扩展，以确定模板中的核苷酸序列。基本化学过程能够是聚合(例如，如通过聚合酶所催化)或连接(例如通过连接酶所催化)。在一具体的聚合酶基SBS实施例中，荧光标记的核苷酸按照模板相关方式添加到引物(由此扩展引物)，使得添加到引物的核苷酸的顺序和类型的检测能够用来确定模板序列。多个不同模板能够在能够区分对不同模板发生的事件的条件下、在表面经过SBS技术。例如，模板能够存在于阵列的表面，使得不同模板相互之间是空间可区分的。通常，模板以各具有同一模板的多个副本的特征(有时称作“群集”或“克隆”)出现。但是，还有可能对阵列执行SBS，其中各特征具有单模板分子存在，使得单模板分子相互之间是可解析的(有时称作“单分子阵列”)。
流动池提供用于包含核苷酸阵列的便利基底。流动池对于测序技术是便利的，因为技术通常涉及循环中的试剂的重复输送。例如，要发起第一SBS循环，一个或多个加标记核苷酸、DNA聚合酶等能够流入/流经包含核酸模板阵列的流动池。其中引物扩展使加标记核苷酸被结合的那些特征能够例如使用本文所述方法或设备来检测。可选地，核苷酸还能够包括可逆终止性质，其在核苷酸一旦添加到引物则终止其它引物扩展。例如，具有可逆终止物半族的核苷酸类似物能够添加到引物，使得后续扩展无法发生，直到输送解堵剂以去除半族。因此，对于使用可逆终止的实施例，解堵试剂能够输送到流动池(在检测发生之前或之后)。冲洗能够在各种输送步骤之间执行。循环则能够重复进行n次，以将引物扩展n个核苷酸，由此检测长度n的序列。例如在Bentley等人的Nature 456:53-59(2008)、WO 04/018497、US 7057026、WO 91/06678、WO 07/123744、US 7329492、US 7211414、US 7315019、US 7405281和US 2008/0108082中描述了示范测序技术，通过引用将其每个结合到本文中。
对于SBS循环的核苷酸输送步骤，每次能够输送单一类型核苷酸，或者能够输送多种不同核苷酸类型(例如A、C、T和G一起)。对于其中每次只有单一类型的核苷酸存在的核苷酸输送配置，不同核苷酸无需具有不同标签，因为它们能够基于个体化输送中固有的时间分隔来区分。相应地，测序方法或设备能够使用单色检测。例如，测微荧光计或读取头只需在单一波长或者在波长的单一范围提供激励。因此，测微荧光计或读取头只需具有单一激励源，而激励的多频带过滤不一定是必需的。对于其中输送引起多个不同核苷酸同时存在于流动池中的核苷酸输送配置，结合不同核苷酸类型的特征能够基于附于混合物中的相应核苷酸类型的不同荧光标签来区分。例如，能够使用四个不同核苷酸，各具有四个不同荧光团之一。在一个实施例中，四个不同荧光团能够使用谱的四个不同区域的激励来区分。例如，测微荧光计或读取头能够包括四个不同激励辐射源。备选地，读取头能够包括少于四个不同激励辐射源，但是能够利用来自单一源的激励辐射的光学过滤在流动池产生不同范围的激励辐射。
在一些实施例中，四个不同核苷酸能够使用少于四种不同颜色在样本(或者核酸特征阵列)中检测。作为第一示例，一对核苷酸类型能够在同一波长来检测，但是基于该对的一个成员的强度与另一成员相比的差或者基于对该对的一个成员的变更(例如经由化学改性、光化学改性或物理改性)(其与对该对的另一成员所检测的信号相比，使视在信号出现或消失)来区分。作为第二示例，四种不同核苷酸类型的三种能够在特定条件下是可检测的，而第四核苷酸类型没有在那些条件是可检测的标记。在第二示例的SBS实施例中，前三种核苷酸类型结合到核酸中能够基于其相应信号的存在来确定，并且第四核苷酸类型结合到核酸中能够基于任何信号的不存在来确定。作为第三示例，一种核苷酸类型能够在两个不同图像中或者在两个不同通道中检测(例如，能够使用具有相同碱基但不同标记的两个种类的混合，能够使用具有两个标记的单一种类，或者能够使用具有在两个通道中检测的标记的单一种类)，而其它核苷酸类型在不超过一个图像或通道中检测。在这个第三示例中，两个图像或两个通道的比较用来区分不同核苷酸类型。
以上部分中的三种示范配置不是互斥的，而是能够按照各种组合来使用。一示范实施例是SBS方法，其使用具有荧光标记的可逆阻塞核苷酸(rbNTP)。在这种格式中，四种不同核苷酸类型能够输送到将要测序的核酸特征阵列，以及由于可逆阻塞基团，唯一结合事件将在各特征发生。在这个示例中输送到阵列的核苷酸能够包括在第一通道中检测的第一核苷酸类型(例如，rbATP，具有在由第一激励波长所激励时在第一通道中检测的标记)、在第二通道中检测的第二核苷酸类型(例如，rbCTP，具有在由第二激励波长所激励时在第二通道中检测的标记)、在第一和第二通道中检测的第三核苷酸类型(例如，rbTTP，具有在由第一和/或第二激励波长所激励时在两个通道中检测的至少一个标记)以及没有在任一个通道中检测的标记的第四核苷酸类型(例如，rbGTP，没有非本征标记)。
一旦四种核苷酸类型与上述示例中的阵列相接触，则能够执行检测过程，例如以便捕获阵列的两个图像。图像能够在分开的通道中得到，并且能够同时或者依次得到。使用第一通道中的第一激励波长和发射所得到的第一图像将显示结合第一和/或第三核苷酸类型(例如A和/或T)的特征。使用第二通道中的第二激励波长和发射所得到的第二图像将显示结合第二和/或第三核苷酸类型(例如C和/或T)的特征。在各特征所结合的核苷酸类型的不明确识别能够通过比较两个图像以得出如下所述来确定：仅在结合第一核苷酸类型(例如A)的第一通道中显现的特征，仅在结合第二核苷酸类型(例如C)的第二通道中显现的特征，在结合第三核苷酸类型(例如T)的两个通道中显现的特征，以及在结合第四核苷酸类型(例如G)的任一通道中不显现的特征。注意，在这个示例中结合G的特征的位置能够从其它圆(其中结合其它三种核苷酸类型的至少一种)来确定。用于使用少于四种颜色的检测来区分四个不同核苷酸的示范设备和方法例如在美国专利申请序号61/538294中描述，通过引用将其结合到本文中。
在一些实施例中，核酸能够附连到表面并且在测序之前或期间来扩增。例如，扩增能够使用桥式扩增来执行，以便在表面上形成核酸聚类。例如在US 5641658、US 2002/0055100、US 7115400、US 2004/0096853、US 2004/0002090、US 2007/0128624或US 2008/0009420中描述有用的桥接扩增，通过引用将其每个结合到本文中。用于扩增表面上的核酸的另一种有用方法是滚环扩增(RCA)，例如如Lizardi等人的Nat.Genet.19:225-232(1998)和US 2007/0099208 A1中所述，通过引用将其每个结合到本文中。还能够使用对微球的乳化PCR，例如Dressman等人的Proc.Nat1.Acad.Sci.USA 100:8817-8822(2003)、WO 05/010145、US 2005/0130173或US 2005/0064460中所述，通过引用将其每个结合到本文中。
如上所述，测序实施例是重复过程的示例。本公开的方法完全适合重复过程。下面以及本文中的其它部分提出一些实施例。
相应地，本文所提供的是测序方法，其包括：(a)提供一种流体系统，包括(i)流动池，其中包括光学透明表面，(ii)核酸样本，(iii)用于测序反应的多种试剂，以及(iv)用于将试剂输送到流动池的流体系统；(b)提供一种检测设备，包括(i)多个测微荧光计，其中每个测微荧光计包括物镜，其配置用于图像平面中沿x和y维的宽场图像检测，以及(ii)样本台；以及(c)执行盒中的核酸测序过程的流体操作和检测设备中的核酸测序过程的检测操作，其中(i)试剂由流体系统输送到流动池，(ii)核酸特征的宽场图像由多个测微荧光计来检测，以及(iii)至少部分试剂从流动池移到贮藏池。
在本申请中，通篇引用各种发表物、专利和/或专利申请。通过引用将这些发表物的完整公开结合到本申请中。
术语“包括”在本文中意在为无限制的，不仅包括所引述元件，而且还包含任何附加元件。
描述了多个实施例。然而，将会理解，可进行各种修改。相应地，其它实施例处于以下权利要求的范围之内。

Claims (34)

1.一种试剂盒，包括：
多个试剂池，配置成沿z维同时接合流体系统的多个试剂吸管，使得液体试剂能够从所述试剂池吸入所述试剂吸管，所述试剂池沿x和y维设置到顶行、中间行和底行中，其中沿所述试剂盒的顶行和底行的试剂池沿所述z维比一个或多个中间行中的试剂池要深；以及
至少两个接口槽，配置成接合所述流体系统的对应对齐销。
2.如权利要求1所述的试剂盒，其中，所述试剂盒还包括多个冲洗池，其按照与所述试剂池对应的配置来设置，由此冲洗池配置成在所述试剂吸管没有与所述试剂池接合时同时接合所述试剂吸管，使得冲洗缓冲剂能够从所述冲洗池吸入所述试剂吸管。
3.如权利要求2所述的试剂盒，还包括至少两个附加接口槽，其配置成与所述流体系统的对应对齐销接合，使得所述流体系统的试剂吸管与所述冲洗池对齐地定位。
4.如权利要求1至2中的任一项所述的试剂盒，包括覆盖所述试剂池的至少一个的箔层。
5.一种多层扩散接合试剂歧管，其包括至少10、15或20个端口，各端口配置成经由试剂吸管从分开的试剂池吸取试剂，其中所述端口经由所述试剂歧管中的流体通道与流动池的一个或多个通道进行流体流通。
6.如权利要求5所述的试剂歧管，包括第一阀和第二阀，其中连接到所述第一阀的通道驻留在第一层上，并且连接到所述第二阀的通道驻留在第二层上。
7.如权利要求5所述的试剂歧管，其中，所述试剂歧管中的所述通道的一个或多个包括贮藏池。
8.如权利要求7所述的试剂歧管，所述贮藏池的一个或多个的容积是与所述贮藏池进行流体流通的流动池通道的容积的至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或至少100％。
9.如权利要求7所述的试剂歧管，其中，所述贮藏池包括充分的容积，以允许一个或多个流动池通道中的某个量的液体试剂流动到所述贮藏池，使得来自所述流动池的所述液体试剂在接触所述流动池之后不会又引导回所述试剂池。
10.如权利要求7所述的试剂歧管，其中，液体试剂的量包括一个或多个流动池通道中的所述液体试剂的30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。
11.如权利要求7所述的试剂歧管，其中，所述贮藏池的一个或多个与泵进行流体流通，所述泵配置成将液体试剂从所述贮藏池移动到所述流动池以及从所述流动池又移动回所述贮藏池，其中试剂进入所述流动池和试剂离开所述流动池经过所述流动池的同一端口进行。
12.如权利要求7所述的试剂歧管，其中，至少一个阀配置成以不同方式将液体试剂从所述流动池又引导回所述贮藏池或者引导到废料池。
13.如权利要求7所述的试剂歧管，其中，所述贮藏池配置成降低所述贮藏池中的流体的混合，由此保持沿所述贮藏池的长度从接近所述流动池的端部到远离所述流动池的端部的液体试剂的梯度。
14.如权利要求7所述的试剂歧管，其中，所述贮藏池包括配置成促进所述贮藏池中的流体的混合的多个混合元件。
15.如权利要求14所述的试剂歧管，其中，所述混合元件包括挡板元件。
16.如权利要求7所述的试剂歧管，其中，所述贮藏池包括蛇形通道。
17.如权利要求7所述的试剂歧管，其中，所述贮藏池包括非圆筒形状的通道。
18.如权利要求5所述的试剂歧管，其中，所述试剂歧管配置成将试剂经由第一通道从第一试剂池输送到第一阀以及经由第二通道从所述第一试剂池输送到第二阀。
19.如权利要求5所述的试剂歧管，包括从所述端口向下延伸的多个试剂吸管，所述试剂吸管的每个配置成放入试剂盒的试剂池中，使得液体试剂能够从所述试剂池吸入所述试剂吸管中。
20.如权利要求5所述的试剂歧管，其中，所述试剂吸管的每个包括具有近端和远端的管状主体，所述远端逐渐变细成尖端，其配置用于刺穿覆盖试剂盒中的试剂池的箔层。
21.如权利要求20所述的试剂歧管，其中，所述试剂吸管提供有经过所述管状主体从所述远端延伸到所述近端的单内腔，所述内腔配置成在所述试剂盒与所述试剂歧管之间进行流体流通。
22.如权利要求20所述的试剂歧管，其中，所述试剂吸管的一子集具有比所述试剂吸管中的其它试剂吸管要短的长度。
23.如权利要求22所述的试剂歧管，其中，所述子集的长度比其它试剂吸管要短至少1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0mm。
24.如权利要求5所述的试剂歧管，其中，所述试剂吸管的至少一个包括顺应尖，其配置成在所述尖碰撞试剂盒的试剂孔的底部时弯曲。
25.一种核酸测序的方法，包括：
(a)提供一种流体系统，所述流体系统包括：
(i)流动池，其包括光学透明表面，
(ii)核酸样本，
(iii)用于测序反应的多种试剂，以及
(iv)用于将所述试剂输送到所述流动池的流体系统；
(b)提供一种检测设备，所述检测设备包括：
(i)多个测微荧光计，其中所述测微荧光计中的每个包括物镜，
所述物镜配置用于图像平面中沿x和y维的宽场图像检测，以及
(ii)样本台；以及
(c)执行盒中的核酸测序过程的流体操作和所述检测设备中的核酸测序过程的检测操作，其中
(i)所述试剂由所述流体系统输送到所述流动池，
(ii)核酸特征的宽场图像由所述测微荧光计来检测，以及
(iii)至少部分试剂从所述流动池移到贮藏池。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述流体系统还包括废料池，且所述核酸测序过程的流体操作还包括将所述试剂的至少一些从所述流动池移到所述废料池。
27.如权利要求25所述的方法，其中，所述贮藏池与泵进行流体流通，所述泵配置成将液体试剂从所述贮藏池移动到所述流动池以及从所述流动池又移动回所述贮藏池，其中试剂进入所述流动池和试剂离开所述流动池经过所述流动池的同一端口进行。
28.如权利要求25所述的方法，其中，来自所述流动池的、没有在步骤(c)(iii)中传输到所述贮藏池的试剂被传输到废料池。
29.如权利要求25所述的方法，其中，在步骤(c)(i)或步骤(c)(iii)中的试剂传输经由流体地连接所述贮藏池和所述流动池的阀来执行。
30.如权利要求25所述的方法，其中，在步骤(c)(i)或步骤(c)(iii)中的试剂传输采用沿单一方向的流体流动来执行。
31.如权利要求25所述的方法，其中，在步骤(c)(i)或步骤(c)(iii)中的试剂传输采用往复流动来执行。
32.如权利要求25所述的方法，其中，所述试剂是用于执行核酸测序的试剂。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述试剂是聚合酶。
34.如权利要求32所述的方法，其中，所述试剂是核苷酸或不同核苷酸的混合物。
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