CN113924494A - 用于从微孔收回靶材料的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于靶材料收回和处理的系统和方法，该系统包括：接合器，其被配置为与捕获基板的捕获区域接合，用于捕获在一组孔中的以单颗粒形式的颗粒，其中该接合器包括被配置为与捕获区域接合的第一区域、第二区域和从第一区域延伸到第二区域的腔；以及支撑结构，其耦合到接合器，并提供用于接合器相对于捕获基板的移动的一组操作模式。该系统实现收回靶材料(例如，从单细胞得到)的磁性的方法和/或其他基于力的方法。

Description

用于从微孔收回靶材料的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年6月26日提交的美国临时申请号62/866,726的权益，该临时申请通过这个引用被全部并入本文。

本申请还要求2020年5月5日提交的美国申请号16/867,235的权益，该美国申请要求2019年5月7日提交的美国临时申请号62/844,470的权益，每个申请通过这个引用被全部并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及细胞捕获和细胞处理领域，且更特别地涉及在细胞捕获和细胞处理领域中的用于靶材料收回的新的且有用的系统和方法。

背景

随着对细胞特异性药物测试、诊断和其他化验的增加的兴趣，允许单个细胞分离、鉴定和收回的系统和方法变得非常理想。单细胞捕获系统和方法已被证明对这些应用是特别有利的。然而，用于单细胞捕获和后续分析的相关过程和流程必须常常以特定方式和以高精度来执行，以便适当地维护细胞。此外，从高密度平台有效地收回靶材料遭受许多挑战。因此，如果这些过程没有正确地被执行，则它们可能对于用户是耗时的，需要大量和反复的人工库制备和选择过程，不适合自动化，并且导致对细胞的损伤或其他不利的结果。

因此，在细胞捕获和细胞处理领域中存在对创建用于样品处理和靶材料收回并将在目标生物材料的库制备中所需的步骤最小化的新且有用的系统和方法的需要。

附图简述

图1A描绘了用于靶材料收回的系统的实施例的示意图。

图1B描绘了用于靶材料收回的系统的实施例的应用的示意图。

图2A-2C描绘了与用于靶材料处理和收回的系统相关联的样品处理盒的变形的视图。

图3A-3C描绘了与图2A-2C所示的样品处理盒相关联的开盖工具的操作模式。

图4A-4B描绘了与图2A-2C所示的样品处理盒相关联的阀子系统的操作模式。

图5描绘了用于靶材料处理、收回和下游处理的过程容器的变形。

图6A-6B描绘了用于自动单细胞样品处理的系统的实施例的示意表示。

图7A-7C描绘了图6A-6B所示的系统的变形的视图。

图8A-8C描绘了用于靶材料收回的系统的第一磁性变化。

图9A-9C描绘了用于靶材料收回的系统的第二磁性变化。

图10A-10B描绘了用于在用于靶材料收回的系统中的材料分离的部件的子集的变形。

图11A-11J描绘了与用于靶材料收回和处理的系统相关联的分离子系统的操作模式。

图12A-12D描绘了与用于靶材料收回的系统相关联的分离子系统的变形的部件的视图。

图13A-31C描绘了用于靶材料收回的系统的第二变形。

图14描绘了用于靶材料收回的方法的实施例的流程图。

图15A和图15B描绘了用于靶材料收回的方法的变形的示意图。

图16描绘了用于靶材料收回的方法的流程图。

图17A-17D描绘了用于靶材料收回的方法的第一示例的示意图。

图18A-18E描绘了用于靶材料收回的方法的第二示例的示意图。

图19描绘了用于靶材料收回的方法的变形的流程图。

优选实施例的描述

下面对本发明的优选实施例的描述并不意欲将本发明限制到这些优选实施例，而是使本领域中的任何技术人员能够实行并且使用本发明。

1.益处

所描述的系统和方法可以带来优于传统系统和方法的几个益处。

本发明带来提供用于从高密度捕获平台的高纵横比孔有效地收回靶材料(例如，珠粒、细胞、释放的核酸材料等)的机制的益处。在这种情形中，由于捕获平台的孔的密堆积，收回一般是困难且无效的。所描述的收回机制还使靶材料遭受可接受量的剪切和其它潜在应力，其否则将阻碍下游处理步骤。

本发明还带来减小与从孔的靶材料收回过程相关的对系统操作员的负担的益处，其中标准过程可能需要重复抽吸和分配步骤，其需要额外的时间。

本发明还可以带来提高靶材料被收回(以及非靶材料不被收回)的效率的益处。选择性收回效率因此可以减少与处理试剂相关的下游成本和其他材料成本(由于减少的所需体积)以及处理负担。例如，本发明可以使系统操作员能够购买更小体积的试剂，减少靶分子的成功扩增所需的分裂的次数，并消除对从不包含产物但从一个过程步骤遗留到下一个过程步骤的其它寡核苷酸标签进行靶寡核苷酸产物的基于SPRI的清除和大小选择的需要。靶产物的这样的改进回收和非靶产物的遗留的减少也可以降低数据分析的复杂性，并且还依然提供与期望生物标志物分析相关的更多可用的数据。这可以用于节约成本、减少试剂浪费或具有任何其他合适的结果。

本发明还带来实现在单细胞捕获、靶材料收回和后续处理中涉及的流程的至少部分自动化的益处。例如，关于涉及重复的纯化、洗涤和收回步骤的流程，可以从该方法的部分或全部中移除人工操作员用户。此外，该系统和/或方法可以在流程的执行中实现优于传统系统和方法的更好准确性。这些发明中的一些在有液体处理机器人的情况下还特别适合于完全自动化。

此外或可选地，该系统和/或方法可以带来任何其他合适的益处。

2.系统

如图1A所示，用于靶材料收回的系统100的实施例包括：接合器110，其被配置为与样品处理芯片132的捕获区域接合/通信，用于捕获在一组孔内以单颗粒形式的颗粒，其中接合器110可以包括腔120，其被配置为响应于所施加的力促进靶材料从该组孔释放并进入接合器110内或到达接合器110，用于从芯片101有效地收回靶材料。所施加的力优选地垂直于微孔的平面(90°±30°)被施加。系统100的实施例起作用来提供用于从高密度捕获设备(例如微孔芯片)有效地收回靶材料的机制，其中高密度捕获设备包括高纵横比微孔的高密度阵列，以便促进所捕获的单细胞-珠粒配对效率中的增加的效率。系统100的实施例还可以起作用来减少与从高密度捕获设备收回靶材料相关的人工负担。系统100的实施例还可以起作用来提高靶材料从高密度捕获设备被收回的效率以及非靶材料被保留在捕获设备处的效率。

在实施例中，如图1B(顶部)所示，高密度捕获设备的微孔可以共同捕获功能性颗粒与具有靶材料的单个生物细胞。然后，该系统可以实现细胞溶解和靶材料到微孔内的功能性颗粒的转移，并且该系统能够实现逆转录的执行或将靶材料连接到在功能性颗粒上的寡核苷酸标签的连接反应。然后，可以从微孔收回靶材料(以及在一些实施例中，功能性颗粒)。该实施例的特定示例在图1B(底部)中示出，其描绘了具有微孔的阵列的高密度捕获平台的自顶向下视图，其中一些微孔包含功能性颗粒，一些微孔包含单个细胞，以及一些微孔是空的。

关于响应于遭受一个或更多个所施加的力而收回靶材料，所施加的力可以包括下列项中的一个或更多个：磁力；重力相关力(例如离心力、浮力等)；通过在捕获区域处施加正和/或负压力(例如，通过芯片101的入口通道、通过芯片101的出口通道、通过耦合到芯片101的接合器歧管等)而产生的流体压力驱动力；电场相关力(例如，由于所施加的电压)；超声力；声力；光生压力；激光生成的冲击力和任何其他合适的力。

在流体压力驱动机构的实施例中，系统100可以利用接合器110实现靶材料从芯片101的捕获孔的收回，接合器110包括用于在一个位置上与移液器相互作用的结构，在该位置上抽吸器流体地耦合到与捕获孔接合的流体体积，以及其中系统100包括用于将流体分配到流体体积中的第一操作模式和用于从流体体积抽吸流体的第二操作模式。第一操作模式在捕获孔处产生局部对流力，用于翻松和提升在捕获孔内的材料，以及第二操作模式产生对流流动(convective current)，用于将材料从捕获孔输送到抽吸器中，其中靶材料可以然后被输送到洗脱容器。系统100在第一和第二操作模式之间循环以提高来自捕获孔的靶材料的效率。该实施例的变形可以在人工操作时间的10-15分钟内以85-90％的收回效率(与被收回的捕获颗粒的百分比有关)产生收回的靶材料。在标题为“System and Methodfor Retrieving and Analyzing Particles”且于2017年11月16日提交的美国申请号15/815,532中更详细地描述了流体压力驱动系统和方法的实施例、变形和示例，该美国申请通过这个引用被全部并入本文。

下面在章节2.2和2.3中更详细地描述与其他力相关联的系统的其他实施例、变形和示例。此外，系统的实施例、变形和示例可以被配置为实现下面在章节3中描述的方法的实施例、变形和示例。

关于样品处理，系统100的实施例可以包括或被配置为处理细胞、细胞衍生材料和/或其他生物材料(例如无细胞核酸)。细胞可以包括任何或所有哺乳动物细胞(例如人类细胞、鼠细胞等)、胚胎、干细胞、植物细胞、微生物(例如细菌、病毒、真菌等)或任何其他合适种类的细胞。细胞可以包含在细胞内发源并可选地由细胞捕获系统捕获用于处理的靶材料(例如靶溶解产物、mRNA、RNA、DNA、蛋白质、聚糖、代谢物等)。此外，包含细胞的容器可以由多个含细胞样品(例如，12个样品、24个样品、48个样品、96个样品、384个样品、1536个样品、其他数量的样品)制备，其中在将各种样品一起混合到单个容器(或减少数量的容器)内之前它们被散列化或条形码化。多个样品可以通过分配到芯片的地理上不同的位置上而被分配到同一微孔芯片内。这个特征实现了在同一自动运行中的多个样品的自动处理，用于它们的相应的单细胞制备和库制备操作。此外或可选地，系统100可以被配置成与颗粒(例如珠粒、探针、核苷酸、寡核苷酸、多核苷酸等)、液滴、封装细胞、封装生物标志物、试剂或任何其他合适的材料相互作用。

系统100可以进一步此外或可选地包括如在下列申请中描述的任何或全部的系统部件：2020年6月2日提交的美国申请号16/890,417、2020年5月5日提交的美国申请号16/867,235、2020年5月5日提交的美国申请号16/867,256、2020年3月12日提交的美国申请号16/816,817、2019年9月9日提交的美国申请号16/564,375、2018年8月28日提交的美国申请号16/115,370、2018年7月27日提交的美国申请号16/048,104、2018年7月30日提交的美国申请号16/049,057、2017年9月29日提交的美国申请号15/720,194、2017年2月13日提交的美国申请号15/430,833、2017年11月22日提交的美国申请号15/821,329、2017年10月12日提交的美国申请号15/782,270、2018年7月30日提交的美国申请号16/049,240和2017年11月16日提交的美国申请号15/815,532，这些申请各自通过这个引用被全部并入。

2.1系统-样品盒和样品处理芯片

如图1A和图2A-2C所示，样品处理芯片132用于提供一个或更多个样品处理区域，在样品处理区域中细胞被捕获并可选地被分类、处理或以其他方式被处置用于下游应用，其中下游应用可以在支撑样品处理芯片132的样品处理盒130处(例如片上)和/或远离样品处理盒130(例如片外)被执行。

样品处理盒130用于支撑样品处理芯片132，并提供流体路径用于在样品处理芯片132处的流体输送、捕获和样品处理。样品处理盒130还可以用来促进与样品处理过程相关的往返样品处理芯片132的热传递。样品处理盒130的部分可以被配置在单个基板内，但是可以此外或可选地包括横越多个基板的多个部分(例如，由流体路径连接)。

如图2A-2D所示，样品处理盒130’的例子可以包括底部基板131，其它元件耦合到底部基板131和/或其它元件在底部基板131中被限定。此外，关于涉及微射流元件的样品处理，底部基板131可以起到歧管的作用，用于到微射流元件的流体转移、在不同处理阶段处的样品处理体积的进入以及在样品处理期间产生的废料的转移。在变形中，底部基板131支撑下列项中的一个或更多个：样品处理芯片132、用于接收样品材料(例如，包含细胞、包含颗粒等)并将它输送到样品处理芯片132中的入口储器133、用于进入样品处理芯片132的一个或更多个区域的进入区域134、覆盖进入区域并包括提供密封功能的垫片136的盖135以及用于接收来自样品处理芯片132的废料的废物封存区域137。盒可以具有额外的垫片端口以也与盒外泵送系统连接。然而，底部基板131的变形可以包括其他元件。例如，如下面更详细描述的，底部基板可以包括提供与样品处理芯片132的进一步耦合的一个或更多个开口、凹槽和/或突出部，以便共同限定用于打开和关闭通过样品处理芯片132的流动的阀区域。

如图2A和2C(仰视图)所示，样品处理芯片132(在本文等同地被称为微孔设备或载玻片)限定微孔区域34的一组孔103(例如微孔)。该组孔中的每一个可以被配置成捕获单个细胞和/或一个或更多个颗粒(例如探针、珠粒等)、任何合适的试剂、多个细胞或任何其他材料。在变形中，样品处理芯片132的微孔可以被配置用于单个细胞与单个功能性颗粒的共同捕获，以便实现单个细胞和/或来自单个细胞的材料的分析，而没有对孔的污染。样品处理芯片132的实施例、变形和示例在下列申请中的一个或更多个中被描述：2020年6月2日提交的美国申请号16/890,417；2020年5月5日提交的美国申请号16/867,235；2020年5月5日提交的美国申请号16/867,256；2020年3月12日提交的美国申请号16/816,817；2019年9月9日提交的美国申请号16/564,375；2018年8月28日提交的美国申请号16/115,370；2018年7月27日提交的美国申请号16/048,104；2018年7月30日提交的美国申请号16/049,057；2017年9月29日提交的美国申请号15/720,194；2017年2月13日提交的美国申请号15/430,833；2017年11月22日提交的美国申请号15/821,329；2017年10月12日提交的美国申请号15/782,270；2018年7月30日提交的美国申请号16/049,240；以及2017年11月16日提交的美国申请号15/815,532，这些申请各自在上面通过引用被全部并入。

在材料成分中，样品处理芯片132可以由微加工硅或玻璃熔凝石英材料组成，这些材料起作用来例如通过限定在该组孔中的更尖锐的边缘(例如更薄的孔壁、在接近90度的角度下布置的孔壁等)来使该组孔的更高分辨率能够被实现。材料成分可以进一步实现与下面更详细描述的成像子系统190有关的样品处理芯片132的内含物的光学询问(opticalinterrogation)(例如，通过底表面、通过顶表面)。与传统芯片设计相比，所描述的材料和制造工艺可以进一步使微孔盒的一个或更多个更小的特征尺寸(例如长度、宽度、总占用区等)成为可能。在特定示例中，根据与下列项中的一个或更多个相关联的规范使用深反应离子蚀刻(DRIE)技术来制造样品处理芯片132：具有可接受水平(例如<5％)的缺陷的完成设备的数量；被测量为在标称深度的+/-1微米内(例如25微米)的深度；被测量为在标称肋部尺寸的+/-1微米内(例如5微米)的肋部。为了减轻在制造期间的任何问题，用下列项开发样品处理芯片132的特定例子：a)蚀刻具有30微米的标称深度、具有在微孔之间的5微米的标称宽度的玻璃基板所需的抗蚀剂厚度和光刻法的确定；b)横向抗蚀剂侵蚀和掩模偏差的确定；c)在蚀刻之后的微孔侧壁的垂直锥度(vertical taper)的表征；以及d)实现最终设备的良好产量的切割工艺优化。

此外或可选地，样品处理芯片132可以包括任何其他合适的材料，例如但不限于聚合物、金属、生物材料或任何其他材料或材料的组合。可以通过各种工艺(例如精密注射成型、精密压花、微光刻蚀刻、基于LIGA的蚀刻或通过其他合适的技术来制造样品处理芯片132。

在一些变形中，该组孔103的一个或更多个表面(例如底表面、侧表面、底表面和侧表面、所有表面等)可以与寡核苷酸分子起反应，用于将来自单独细胞的生物标志物捕获到单个微孔内。在每个和单个微孔上存在的寡核苷酸分子可以被条形码化，以允许在每个微孔中处理的生物标志物被连接回到特定孔，且因此连接回到特定的单个细胞。在一个变形中，该组孔包括具有横向于孔的纵轴截取的六边形横截面的一组微孔，如在上面通过引用被并入的一个或更多个申请中所述的。

在一个变形中，如图2C所示，样品处理芯片132可以包括入口开口32、在入口开口下游的用于将流体分配到一组微孔34(例如1,000至10,000,000个孔)的第一流体分配网络33、在该组微孔34下游的第二流体分配网络35以及耦合到第二流体分配网络35的末端部分的用于从样品处理芯片132转移废液的出口开口36。在该变形中，样品处理芯片132耦合到底部基板131的第一侧(例如下侧)(例如，通过激光焊接、胶粘接、溶剂粘接、超声焊接或另一种技术)。样品处理芯片132到底部基板131的侧面的耦合可以实现热从加热和冷却子系统150到该组微孔34和/或样品处理芯片132的其他区域的转移，其中加热和冷却子系统150将在下面更详细地被描述。

如上所述，底部基板131还可以包括入口储器133(例如，被限定在底部基板131的与样品处理芯片132耦合到的第一侧相对的第二侧处)。入口储器用于接收样品材料(例如，含细胞样品、含条形码化细胞的样品、含封装材料的样品、含颗粒样品等)和/或来自上面所述的过程容器20’的样品处理材料，用于输送到样品处理芯片132的入口开口32中。在变形中，入口储器133可以被定义为在底部基板131的表面内的凹进区域，其中凹进区域包括与样品处理芯片132的入口开口32对准和/或密封的孔口。底部基板131的入口储器133可以与上游的流体容纳部件和/或气泡缓解部件接合，如在上面通过引用被全部并入的申请中所述的。

在变形中，底部基板131的入口储器133和样品处理芯片132的入口32中的一个或更多个可以包括阀部件，阀部件可以由系统100的一个或更多个部件打开或关闭。在第一变形中，入口储器132包括可由移液器顶端或耦合到台架170(在下面更详细地被描述)的流体处理子系统的任何其他合适的附件进入的孔口。在一些实施例中，孔口可以被关闭，且因此防止流体从入口储器132行进到样品处理芯片132。然而，可以以另一种合适的方式配置入口储器132。与入口储器133相关联的开口可以具有朝着顶部敞开的圆锥形表面，允许接合和密封移液器顶端，使得流体(水溶液或油或空气)可以直接被泵送到在图2C中的33中限定的微通道内。

如图2A和图2B所示，底部基板131还可以限定用于进入样品处理芯片132的一个或更多个区域的进入区域134，其中该进入区域可以允许样品处理芯片132的区域在样品处理的不同阶段被观察和/或从样品处理芯片132被提取。如图2A和图2B所示，进入区域134可以被定义为在底部基板131内的凹进区域，并且包括与样品处理芯片132的包括该组微孔的区域对准的开口37。样品处理芯片132可以具有少至100个微孔到多至1亿个微孔。因此，在微孔区域对环境开放(例如，没有覆盖物来密封孔)的变形中，进入区域134的开口37可以起微孔的作用，以提供对微孔的内含物的接入以用于观察和/或材料提取(例如，通过磁分离，如下面更详细描述的)。开口37可以匹配微孔区域的形态和占用区，并且在第一变形中如图2B所示可以是正方形开口。然而在其他变形中，开口37可以具有另一种合适的形态。

如图2A-2C所示，底部基板131可以包括或以其他方式耦合到覆盖进入区域134的盖135，其中盖135可以包括提供密封功能的垫片136，并且其中盖135用于在打开和关闭模式之间转换进入区域134，从而防止在操作期间的蒸发样品损失和/或样品处理芯片132的内含物的污染。盖135可以此外或可选地用于保护样品处理芯片132的微孔或其他处理区域的内含物免于碎屑影响，实现样品处理芯片132的内含物的处理(例如，通过将区域与周围环境隔离)，发起流程的开始(例如，通过打开以接受来自移液器的试剂)，防止样品处理芯片132的用户操纵(例如，通过在所有必需试剂被添加之后关闭)，限定(例如，用盖135)流体路径、腔或储器的部分或全部(例如，用作在入口和该组微孔之间的流体路径的顶表面，用作相邻于微孔区域的流体路径的边界，用作在该组微孔和废物室之间的流体路径的顶表面，等等)或者执行任何其他合适的功能。

如图2B所示，在至少一个变形中，盖135可以在形态上与进入区域134的特征互补，使得盖135与进入区域134紧密配合，同时提供与样品处理芯片132的间隙。此外，在变形(在图3B和图3C中示出)中，当盖135在关闭位置上时，盖135可以在顶表面处与底部基板131实质上齐平。然而，盖135可以以另一种合适的方式在形态上被配置。

在变形中，盖135的突出部38可以与进入区域134的开口37接合，从而当盖在关闭位置上时实质上防止进入开口37。如图2B所示，在一些变形中，突出部38可以具有被垫片136包围的底部(或其他区域)，垫片136用于在盖135的关闭位置上密封进入区域134的开口37。然而，盖135的变形可以省略垫片，并以另一种合适的方式促进进入区域134的密封。在另一个实施例中，最接近在样品处理芯片132中的微孔的盖的整个底表面可以是弹性基板(例如平坦的弹性基板)，允许弹性盖覆盖微孔，从而防止在每个微孔中在热循环期间的分子的任何蒸发或扩散损失。

在一些变形中，盖135可以包括锁定或闭锁机构，该锁定或闭锁机构允许盖135与底部基板131一起保持在关闭位置上，直到锁定/闭锁机构被释放为止。在图3A-3C所示的变形中，盖135的周边部分可以包括与底部基板131的相应翼片接收部分接合的一个或更多个翼片39，其中翼片39被配置成当被推入底部基板131内时弯曲，直到它们与底部基板131的翼片接收部分接合并从弯曲配置返回到闭锁状态为止。此外或可选地，在图3A-3C所示的变形中，锁定/闭锁机构可以包括可以被接合的释放主体41(例如杆、凹槽、钩等)，以便从翼片接收部分释放翼片39，并且相对于底部基板131将盖135从关闭模式转换到打开模式。因此，盖135给盖提供打开模式和关闭模式，在打开模式中进入区域134未被覆盖，而在关闭模式中进入区域134被覆盖。在图3A-3C所示的变形中，释放元件41包括远离底部基板131的进入区域134凹进的杆，其中杆可以可逆地耦合到开盖工具145。在变形中，开盖工具145可以包括与致动器(例如致动顶端、耦合到下面描述的台架170的流体处理子系统的移液器等)接合的第一区域(例如第一端)以及包括被配置成与盖135的释放元件41接合的连接元件42的第二区域(例如第二端)。然后，随着移液器/移液器接口的移动，开盖工具145可以被配置成在释放元件41上拉和/或在盖135上推，以便在打开和/或关闭模式之间转换盖。因此，关于耦合到下面描述的台架170的流体处理元件，系统100可以提供操作模式，其用于：将开盖工具145耦合到致动器(例如，耦合到台架170)，开盖工具包括连接元件42；将开盖工具移动成与盖135的释放元件41对准，可逆地将连接元件42与释放元件41耦合；以及向释放元件41施加力，从而将盖135从闭锁状态释放并将盖135从关闭模式转换到打开模式。为了有效地施加解锁力(例如，通过致动器(例如，耦合到台架170))，底部基板131可以被保持在适当位置上(例如，通过在章节2.1.4中描述的保持元件、通过加热和冷却子系统的保持元件、通过液位检测子系统的保持元件、通过甲板(deck)的保持元件等)，这对抗通过开盖工具145施加的解锁力被动地或主动地施加反作用力。

然而，在变形中，锁定/闭锁机构可以此外或可选地包括下列部件或借助于下列部件来操作：锁和钥匙机构、磁性元件或另一种合适的机构。此外，在可选变形中，盖135可以包括另一个盖致动器，例如包括围绕平行于样品处理盒130的宽表面的入口旋转盖的电机。致动器可以此外或可选地被配置成平移盖135(例如，平行于样品处理盒130的宽表面滑动盖135，垂直于宽表面平移盖135，等等)或以其他方式移动盖135以选择性地覆盖和暴露一个或更多个预定区域(例如该组微孔)。因此，盖135可以被配置成以自动或半自动方式操作，使得盖135在一个或更多个触发(例如，细胞捕获流程由用户发起，细胞处理流程由用户发起，用于选择的流程的所有试剂已经从过程容器20中被添加，等等)时自动关闭，并在一个或更多个触发(例如，细胞捕获流程已经完成，在用户请求时，确定细胞是活性的，确定单个细胞已经被捕获，等等)时打开。此外或可选地，盖135的操作可以由用户发起和/或完成，根据时间表或其他时间模式被操作，或者以其他方式被操作。

如图2A-2C所示，底部基板131还可以包括用于接收来自样品处理芯片132的废料的废物封存区域137。废物封存区域137还可以用于保持在样品处理芯片132内的期望压力(例如真空压力等)，从而使液体能够从入口储器133通过样品处理芯片132流动并到达废物封存区域137。废物封存区域137可以被定义为用于从样品处理芯片132接收废物或其他材料的体积(例如，凹进到底部基板131中，从底部基板132延伸，耦合到底部基板131的出口，等等)。在图2A-2C所示的变形中，废物封存区域137被限定在底部基板131的与样品处理芯片132耦合到的一侧相对的一侧处，使得来自样品处理芯片132的废物由下面更详细描述的泵送子系统157的力向上推或拉到废物封存区域137内。然而，废物封存区域137可以此外或可选地被配置在相对于底部基板131和样品处理芯片132的另一个合适的位置上，以便接收废物。废物封存区域137可以具有10-100mL的体积容量或另一合适的体积容量。

如图2A-2C所示，废物封存区域137可以包括覆盖物48(例如，与盖135大致共面的覆盖物)，其便于在废物封存区域137内的废物的封存。可选地，废物封存区域137可以不包括覆盖物。此外，如图2C所示，废物封存区域137的例子可以包括不同于覆盖物的泵出口51，其中泵出口51可以允许在废物室中的残余空气由非插装泵加压(例如，通过泵送机构等)；然而，废物封存区域137的变形可以可选地省略废物出口。

关于废物封存区域137，系统100还可以包括被配置为允许和/或阻止从样品处理芯片132到废物封存区域137的流动的阀43。阀43可以与上面所述的样品处理芯片132的出口开口36接合，以便实现和/或阻止从出口开口36出来并进入废物封存区域137内的流动。阀43可以具有常开状态，并在与阀致动机构相互作用时转换到关闭状态。可选地，阀43可以具有常闭状态，并且在与阀致动机构相互作用时转换到打开状态。

在图2A和图4A-4B所示的变形中，阀43可以包括弹性主体，并且被配置为通过样品处理芯片132的开口44将样品处理芯片132耦合到底部基板131，该开口44与底部基板131的相应阀接收部分对准。在该变形中，阀43的可转换部分被配置为沿着从样品处理芯片132的出口开口36到底部基板132的废物封存区域137的入口的流动路径(例如，沿着从微孔区域到样品处理芯片的出口的、进入样品处理盒的废物封存区域内的流动路径)被定位。在示例中，样品处理芯片132的开口44与样品处理芯片132的出口开口37邻接；然而在其他变形中，出口开口37和开口44可以从彼此移位，并由另一个微射流通道连接。因此，阀43的关闭可以阻止从出口开口37到废物封存区域137内的流动，并且阀43可以打开以允许从出口开口37到废物封存区域137内的流动。

在图4A-4B所示的底部基板131的横截面图像中所示的变形中，阀致动器45可以从下方(例如，从甲板下方)接近底部基板131，并穿过底部基板132的通道或其他凹槽/开口，以便与阀43相互作用。特别是，当阀致动器45的顶端46(与进入底部基板内的开口对准)推压阀(例如阀43的弹性膜)时，如图4B(顶部)所示，阀43可以转换到关闭状态，以便将样品处理芯片132的出口开口37从废物封存区域137射流地去耦。此外或可选地，如图4B(底部)所示，通过阀致动器45移除力可以从阀43移除压力，并将它转换到打开状态以将样品处理芯片132的出口开口36从废物封存区域137射流地耦合。因此，阀致动子系统包括啮合模式和脱离模式，在啮合模式中顶端延伸到阀开口中以使弹性阀变形，从而关闭流动路径，而在脱离模式中顶端缩回，从而打开流动路径。然而，可以此外或可选地以另一合适的方式配置阀43。

在其他变形中，该系统可以包括用于将阀耦合到样品处理芯片132的其他流动路径和/或底部基板131的类似机构。

然而，底部基板131的变形可以包括其他元件。例如，如下面更详细描述的，底部基板131可以包括提供与样品处理芯片132的进一步耦合的一个或更多个开口、凹槽和/或突出部，以便促进或抑制通过样品处理芯片132的流动。例如，如图4A所示，底部基板131可以包括将底部基板131耦合到泵送子系统157的泵送元件(例如，通过甲板110)的泵开口46，以便驱动和/或停止通过样品处理芯片132的流体流动。然而，样品处理盒130的底部基板131可以包括其他合适的元件。

芯片101的实施例、变形和示例可以包括在上面通过引用被并入的一个或更多个应用中描述的捕获设备的实施例、变形和示例。

2.2.系统-用于处理收回材料的容器

关于使用所述的分离系统对收回材料的处理(例如，纯化、洗涤、提取、扩增等)，系统100还可以包括过程容器20。过程容器20起作用来根据用于各种应用的一个或更多个工作流来处理样品的收回的靶成分，如下面更详细描述的。因此，材料可以从上面所述的样品处理芯片132收回，并转移到过程容器20用于进一步处理，如下面更详细描述的。此外或可选地，在一些变形中，在全自动系统的上下文中，过程容器20可以在一个或更多个隔室中包含用于细胞捕获和样品处理的材料。因此，过程容器20可以定义在一组域内分布的一组储存体积，其中该组域可以被配置用于为每个域的材料内容提供合适的环境。该组储存体积可以直接包含样品处理材料，和/或可以可选地被配置为接收包含样品处理材料的单独容器(例如管等)和保持该单独容器的位置。每个域的储存体积可以分布在阵列中，或者以其他方式被布置。

过程容器20的该组储存体积中的单独储存体积还可以包括一个或更多个密封件，密封件用于隔离在过程容器20内的材料，以防止在单独储存体积内的材料之间的交叉污染，防止污染物进入单独储存体积，和/或防止在储存和运送期间的蒸发损失。密封件可以是可刺穿密封件(例如，由纸组成、由金属箔组成和/或由任何其他合适的材料组成)。然而，密封件可以可选地被配置成不可刺穿的(例如，密封件可被配置成从过程容器20剥离)。在实施例中，某些试剂容器也可以由铰接盖密封，该铰接盖可以由工具打开或关闭(例如，如下面更详细描述的)，如对在流程的适当步骤的处理所需要的。

在变形中，该组域可以包括用于储存需要冷冻环境(例如，在从1C到15C的温度)的试剂的第一域、用于储存可以在环境条件中储存的材料的第二域、储存具有用于执行聚合酶链反应(PCR)操作并与下面所述的加热元件接合的材料的管的第三域、用于储存功能化颗粒(例如，带有具有条形码化区域和其他功能区域的探针的珠粒，如在美国申请号16/115,370等中所述)的第四域以及用于执行分离操作(例如，靶与非靶材料通过磁力的分离)的第五域。在变形中，为储存体积提供不同环境的域可以不同地被配置。例如，第一域(即，用于冷藏)可以由绝热材料组成和/或可以包括关于域的储存体积(例如，单独地，关于整个域)的绝热材料。此外或可选地，用于分离的域可以包括被配置为提供用于分离的适当磁场特性的导磁材料。此外或可选地，用于热循环或其他热传递应用的域可以被配置有导热材料以促进往返过程容器20的有效热传递。在实施例中，各种域可以最佳地被定位，使得在某些操作之间存在最小串扰。例如，用于冷冻试剂储存体积的域可以在运行期间被保持一定温度(例如，4C)，而用于PCR反应的域可能需要加热(例如，在变性期间高达95C)。因此，为了最小化PCR热循环对冷冻试剂的影响，包含在环境温度储存的试剂的域可以被配置在PCR热循环域和冷冻域之间。为了进一步防止热串扰，在需要独立温度控制的关键域之间可以使用仅具有空气的额外缓冲管。

在变形中，由过程容器20的域支持的加工材料可以包括下列项中的一个或更多个：缓冲液(例如乙醇、激发缓冲液(priming buffer)、裂解缓冲液、定制裂解缓冲液、样品洗涤缓冲液、具有RNAase抑制剂的盐水、珠粒洗涤缓冲液、RT缓冲液、缓冲液等)、油(例如全氟惰性油)、PCR主混合物、细胞、珠粒(例如功能化珠粒)或用于细胞捕获和/或样品处理的任何其他合适的材料。此外或可选地，该组储存体积中的一个或更多个可以是空的(例如，最初是空的，贯穿一个或更多个过程是空的，在由操作员填充之前是空的，等等)。在过程容器20的各个域中的不同储存区域可以具有从几微升(例如5微升)到50毫升的初始试剂体积。

在特定示例中，如图5所示，过程容器20’包括用于储存需要冷冻环境的试剂的在过程容器20’的第一周边区域处的第一域21’、用于储存可在环境条件中储存的材料的在过程容器20’的中心区域处的第二域22’、用于储存具有用于执行聚合酶链反应(PCR)操作的材料的管的靠近第二域122的在过程容器20’的周边区域处的第三域23’、用于储存功能化颗粒(例如，带有具有条形码化区域和其他功能区域的探针的珠粒，如在美国申请号16/115,370等中所述)的在过程容器20’的周边区域处的第四域24’以及用于执行分离操作(例如，靶与非靶材料通过磁力的分离)的在过程容器20’的周边区域处的第五域25’。在特定示例中，第四域24’可以是模块化元件，由此，第四域24’可以与过程容器20’的其余部分分开地被储存，直到功能化颗粒准备好使用为止，此时第四域24’被设置在适当位置上并与过程容器20’耦合。

在特定例子中，第一域21’和第二域22’被由金属箔组成的第一密封件覆盖，第三域23’和第五域25’被由纸组成的第二密封件覆盖，以及第四域24’被由金属箔组成的第三密封件覆盖。然而，可以以另一种合适的方式配置过程容器20’的例子的变形。

此外，过程容器20、20’的变形可以省略各种域，并且被配置用于处理和分离收回的靶材料，如下面更详细描述的。

过程容器20可以进一步此外或可选地包括在上面通过引用被并入的申请中描述的各方面。

2.3系统-甲板、分离子系统和台架方面

在变形中，样品处理盒130和过程容器20的各方面可以由(例如，用于使样品处理自动化的系统的)其他系统元件支撑或者以其他方式与其他系统元件相互作用。如图6A-6B和图7A-7C所示，在实施例中，系统100可以包括甲板10，其用作平台来支撑和定位系统100的一个或更多个部件(例如，在顶部宽表面处、在顶部和底部宽表面处、在侧表面处等)用于自动样品处理。此外，甲板10可以用于将系统100的一个或更多个部件定位成与流体处理子系统、成像子系统、加热子系统、分离子系统(例如磁分离子系统)和/或耦合到台架170和/或底座180的其他子系统对准或以其他方式相互作用，如下所述。在这点上，甲板10作为参考平台可以是静止的，而其他部件被致动到位以与甲板10的元件相互作用。可选地，甲板10可以耦合到一个或更多个致动器，用于定位甲板10的元件以与其他子系统相互作用。

在图6A-6B所示的实施例中，甲板110提供支撑样品处理盒130、过程容器20、工具容器40(在通过引入被并入的申请中被描述)、加热和冷却子系统50、泵送子系统57、液位检测子系统59、分离子系统160和成像子系统90的一个或更多个单元的平台。可以以共面方式由甲板10或者可选地在不同平面处支撑样品处理元件。优选地，由甲板支撑的分立元件是非重叠的，但是甲板110的替代实施例可以以重叠方式支撑样品处理元件(例如，为了节省空间等、为了操作效率等)。

因此且如图7A-7C所示，甲板10还包括用于支撑样品处理盒130的单元的至少一个区域，其中该区域用于相对于加热和冷却子系统50、泵送子系统57、液位检测子系统59和/或成像子系统90的部分定位样品处理盒130。在这点上，该区域可以包括用于提供在样品处理盒130的互补部分与加热和冷却子系统50、泵送子系统57、液位检测子系统59和成像子系统90的相关联部分之间的接口并且另外促进和保持在这样的部分之间的对准的一个或更多个开口、凹槽和/或突出部。

类似地，如图7A-7C所示，甲板10可以包括用于支撑过程容器20的单元的至少一个区域，其中该区域用于相对于在下面更详细地描述的加热和冷却子系统50和分离子系统160的部分定位过程容器20。在这点上，该区域可以包括用于提供在过程容器的互补部分与加热和冷却子系统50以及分离子系统60的相关联部分之间的接口并且另外促进和保持在这样的部分之间的对准的一个或更多个开口、凹槽和/或突出部。

如图7A和图7B所示，甲板10还可以包括用于支撑工具容器40的单元的至少一个区域，其中该区域用于相对于下面描述的台架170的流体处理装置定位工具容器40。在上面通过引用被并入的申请中描述了工具容器40的实施例、变形和示例。

在通过引用被并入的申请中也更详细地描述了加热和冷却子系统50、泵送子系统57、液位检测子系统59和成像子系统90的实施例、变形和示例以及关于台架170(具有移液器174)和底座180的耦合。将在下面进一步描述分离子系统160的各方面。

2.4系统-用于通过磁力收回的第一变形

如图8A-8C所示，系统200的变形包括：(例如，上面所述的分离子系统160的)接合器210，其包括被配置为耦合到样品处理盒(例如，上面所述的样品处理盒130的实施例)的捕获区域用于捕获以单颗粒形式的颗粒的第一区域211、第二区域212和从第一区域通到第二区域的内腔220；磁体230，其被配置成进入接合器210的内腔220内，并在操作期间向样品处理盒130的捕获区域施加吸引力；以及支撑结构240，其可逆地耦合到接合器210的第二区域212并耦合到磁体230。

系统200的支撑结构240还可以包括耦合到靠近磁体230的推出器的柱塞子系统250，其中在基线操作模式中接合器210耦合到支撑结构240，并且柱塞子系统250不被激活，以及在推出模式中接合器210响应于柱塞子系统250的激活而从支撑结构240释放。在变形中，柱塞子系统250还可以包括用来便于流体分配和抽吸功能的结构，以便从样品处理盒130的捕获区域分配和/或收回材料。此外，系统200可以包括导向件260，其被配置为相对于样品处理盒130的捕获区域将支撑结构240保持在适当位置上并且防止在操作期间在磁体230和样品处理盒130的捕获区域之间的物理接触。

系统200用于可控地向芯片201的捕获区域施加磁力，以便提供用于将耦合(直接或间接地)到在捕获区域内的磁性部件的靶材料拉入接合器210内的吸引力。用系统200实现的方法的实施例可以在5-8分钟的人工操作时间(和10-45分钟的总时间)内以>90％的收回效率产生靶材料的收回，其中只有耦合到样品的靶材料的磁性颗粒被收回。因此，系统200可以用来产生增加的选择性收回效率，可以因而减小与处理试剂相关的下游成本和其他材料成本(由于减少的所需体积，由于在生物化学反应中的减少的分裂)和处理负担。系统200可以实现下面描述的方法的一个或更多个实施例、变形或示例，和/或可以用于实现其他方法。

2.4.1第一磁性变形-接合器

如图8A-8C所示，接合器210包括被配置为耦合到样品处理芯片132的捕获区域以用于捕获以单颗粒形式的颗粒的第一区域211、第二区域212和从第一区域通到第二区域的内腔220。接合器210用来提供分开磁体230而不物理地接触在样品处理盒130的捕获区域处的孔或其他敏感材料的结构，并且通过将磁力传递到接合器210的与样品处理盒130的捕获区域接合的区域来支持由系统200将磁场施加到捕获区域以用于样品处理盒130的靶材料的收回。接合器210还可以用来通过用作在系统200的使用之间可以丢弃的一次性部件来防止样品交叉污染。接合器的单元可以被存储在由上面所述的甲板10支撑的工具容器40的实施例处，或者可以以另一种合适的方式由系统存储或暂存。如图8A所示，接合器210的单元可以保持在工具容器40的部分或机架内的适当位置上，直到它们被需要使用为止。

接合器210可以在形态上是棱柱形的，具有内腔220，其中接合器210沿其纵轴的横截面由多边形周界、椭圆形周界、无定形周界或任何其他合适形状(例如封闭形状、开放形状)的边界限定。接合器210的横截面可以与样品处理盒130的捕获区域的占用区的形状互补，但是可以可选地不与对应于样品处理盒130的捕获区域的形状互补。接合器210可以具有从0.5到8cm的长度和从0.2到4cm的宽度(例如，对应于芯片201的捕获区域的形状)。接合器210优选地具有支持磁力从磁体230到与接合器210的第一区域211接合的捕获区域的施加的壁厚。壁厚可以沿着接合器210的长度是恒定的或非恒定的。在示例中，壁厚可以范围从0.2至3mm厚；然而在其他示例中，壁厚可以具有任何其他合适的厚度。接收磁性颗粒的接合器的表面被制成光滑的(例如，好于SPIB₁的表面光洁度)，使得小磁性颗粒(1-3微米)在珠粒捕获到它的表面上并随后释放到另一个容器期间不截留在表面中。

接合器210可以此外或可选地包括能够实现系统200的操作模式的结构特征。例如，关于接合器210从支撑结构240的释放(在下面更详细地描述)，接合器210可以包括被配置为与柱塞子系统250接合的突出部214，其中一旦柱塞子系统250被激活，柱塞子系统250的触发器就可以推压突出部214以从支撑系统240释放接合器210。突出部214可以是在接合器210的第二区域212周围的边缘，或者可以可选地由任何其他合适的形态限定。

如上所述，接合器210在第一区域211处与样品处理盒130的被暴露捕获区域接合(例如，盖135打开以提供到进入区域134的入口)，以便便于磁力到捕获区域的施加，并且使靶材料(例如，耦合到磁性颗粒的靶材料)能够被拉到接合器210中用于进一步的下游处理。接合器210因此可以包括在第一区域211处的密封件，以便便于用于将靶材料从样品处理芯片132拉到接合器210的机构。密封件可以是单独的元件或与接合器210集成的元件。然而，接合器210可以省略在第一区域211处的密封件。接合器210还在第二区域212处耦合到支撑结构240，用于相对于磁体230保持在适当位置上，以及用于可逆耦合和从支撑结构240移除。接合器210到其他系统部件的耦合可以利用下列项中的一个或更多个发生：压配合(press fit)、搭扣配合、摩擦配合、凸-凹耦合接口、螺钉、另一紧固件、磁性机构和任何其他合适的机构。

接合器210可以由聚合材料(例如塑料)组成，该聚合材料没有不利地影响由磁体230在操作期间施加的磁场。接合器210可以此外或可选地包括磁性的材料(例如金属材料)(例如包括材料的颗粒)或由磁性的材料(例如金属材料)组成，或者可以产生感应磁场以支持系统200的使用的应用。接合器210可以另外地或者可选地由任何其他适当的材料组成。相对于在芯片201的捕获区域处的期望磁效应，接合器210的材料的分布在接合器的整个主体中可以是均匀的或非均匀的。接合器210的内腔220可以包括介质(例如磁性介质等)或者可以可选地不包括任何介质。

2.4.2第一磁性变形-磁体

如图8A-8C所示，磁体230被配置成进入接合器210的内腔220内，并在操作期间向捕获区域和在样品处理盒130处捕获的靶材料施加吸引力。磁体230用来生成磁场，该磁场可以朝着接合器210吸引在样品处理芯片132的捕获区域处捕获的靶材料(例如，耦合到在捕获区域内的磁性颗粒)用于进一步处理。磁体形状和磁极配置使得几乎正常的磁力被施加到大部分靶微孔，截留的颗粒从靶微孔被移除。

磁体230可以是在形态上是棱柱形的，其中磁体230沿其纵轴的横截面由多边形周界、椭圆形周界、无定形周界或任何其他合适形状(例如，封闭形状、开放形状)的边界限定。在变形中，磁体可以具有从0.25到5”的长度和从0.1到1”的宽度。在特定示例中，磁体具有沿其长度的正方形横截面，且具有2”的长度和0.25”宽的侧边。特定示例的磁体230具有15.4g的重量。

磁体230在第一端处耦合到支撑结构240，并进入接合器210的内腔210内。在变形中，如图2B所示，磁体230(和相应的接合器210)的单元可以具有不同的尺寸以支持芯片201的不同变形。例如，磁体230的单元可以具有小的横截面(例如0.25”x0.25”)以支持具有更少微孔的芯片变形，并且磁体230的单元可以具有更大的横截面(例如0.375”x0.375”以支持具有更多微孔的芯片变形)。

磁体230由永磁材料组成，但是可以可选地是电磁体。在变形中，磁体230可以由下列项中的一个或更多个组成：铝镍钴合金、钕、钕铁硼、钐钴、铁氧体和任何其他合适的磁性材料。磁体230可以此外或可选地包括电镀材料，以便便于涉及生物样品或其他样品的处理的操作。在特定示例中，磁体230由具有基于镍的涂层(例如镍-铜-镍涂层)的钕铁硼(NdFeB，等级42)组成。

磁体230可以具有一个或更多个磁化方向，并且在变形中可以在有高达12,000高斯的表面场、高达30,000高斯的内部场(例如30,000高斯的BRmax)和高达90MGOe的能量密度(BHmax)的情况下产生高达10lb的拉力和/或推力。在特定示例中，磁体230具有穿过它的厚度的磁化方向，5.58lb的拉力、6584高斯的表面场、13,200高斯的BRmax和42MGOe的BHmax。就磁场而言，特定示例的磁体230在它的整个长度上被磁化，因此磁极是在磁体230的0.25”x0.25”端部处的磁极。然而，磁体230可以可选地被配置成产生任何其他合适的场。

2.4.3第一磁性变形-支撑结构

如图8A和图8C所示，支撑结构240可逆地耦合到接合器210的第二区域并耦合到磁体230。支撑结构用来将磁体230保持在适当位置上，并在操作模式之间转换，用于将磁体230和接合器210耦合和去耦。支撑结构240还可以用于在操作模式之间转换，用于将材料从样品处理盒130的捕获区域拉出以用于下游处理。

支撑结构240可以有具有与手动移液器的形状因子相似的形状因子的壳体，其中壳体有具有被配置成与用户的手互补的抓握区域(例如，一系列突出部和凹槽)的表面。可选地，支撑结构240可以被配置为不由人工操作员操作，并且可以此外或可选地包括用于与机器人装置接合的特征(例如，耦合到上面所述的台架170的移液器174的接口)，用于从样品处理盒130的捕获区域的自动靶材料收回。下面以用于材料收回和处理的各种操作模式更详细地描述该实施例的变形。

如上面所提到的，系统200的支撑结构240还可以包括耦合到靠近磁体230的推出器的柱塞子系统250，其中在基线操作模式中接合器210耦合到支撑结构240，并且柱塞子系统250不被激活，以及在推出模式中接合器210响应于柱塞子系统250的激活而从支撑结构240释放。如上所述，推出器可以与接合器210的突出部214接合，以便在推出模式中从支撑结构240释放接合器210。此外，在变形中，柱塞子系统250还可以包括用来便于流体分配和抽吸功能的结构，以便从芯片201的捕获区域分配和/或收回材料。因此，除了支持磁场施加和接合器释放之外，柱塞子系统250的变形还可以执行与移液器的功能类似的功能。

支撑结构240可以由在系统200的使用之间可消毒的(例如耐高压灭菌的、抗乙醇引起的损伤的等)一种或更多种聚合材料(例如塑料)组成。然而，支撑结构240可以可选地由另一种合适的材料组成。

2.4.4第一磁性变形-导向件

如图8A和图8C所示，系统200可以包括被配置为相对于样品处理芯片132的捕获区域将支撑结构240保持在适当位置上并且防止在操作期间在磁体230和样品处理芯片132的捕获区域之间的物理接触的导向件260。因此，导向件260用来在收回过程期间提供关于支撑结构240和/或芯片201的支撑。因此，在一个变形中，导向件260可以包括被配置为接收具有所耦合的磁体230和接合器210以及芯片201的支撑结构240的凹进区域，以便固定在样品处理芯片132的捕获区域和接合器210之间的相对对准。导向件确保接合器表面按固定距离(例如25微米、100微米、0.5mm、或1mm、或2mm、或3mm、或4mm、5mm、6mm等)放置在样品处理盒130的微孔上方。在另一个变形中，如图8C所示，导向件260可以被配置为耦合到样品处理盒130，并且通过仅接触接合器来相对于芯片201的捕获区域定位接合器210。然而，导向件260可以耦合到系统200的任何其他合适的部分以提供支撑。

导向件260可以由在系统200的使用之间可消毒的(例如耐高压灭菌的、抗乙醇引起的损伤的等)一种或更多种聚合材料(例如塑料)组成。然而，导向件260可以可选地由另一种合适的材料组成。导向件260也可以是系统200的一次性部分。

2.5系统-用于通过磁力收回和处理的第二变形

如图6A、图7B和图9A-9C所示，系统200’的变形可以包括用于使用磁力来便于从非靶材料分离和收回靶材料的接合器210’、磁体230’和(例如分离子系统160的)支撑结构240’的变形。在变形中，分离子系统160可以包括在上面通过引用被并入的申请中描述并在下面更详细描述的部件的实施例、变形和示例。然而，分离子系统160的其他变形可以此外或可选地包括其他部件。

2.5.1第二磁性变形-接合器

如图9A-9C所示，接合器210’可以包括第一区域211，其被配置为例如通过进入区域134与样品处理芯片132接合，以便实现靶材料从样品处理芯片132的收回。接合器210’还可以包括用于与支撑结构240’的磁体230’(例如磁性远侧部分)耦合的第二区域212’以及从第一区域通到第二区域的内腔220’。接合器210’用来提供分开磁体230’和/或支撑结构240’而不物理地接触孔或样品处理芯片132的其他敏感材料的结构，并支持磁场到期望区域的施加以用于靶材料(或非靶材料)的收回。接合器210’还可以用来通过用作可以在系统200’的使用之间丢弃的一次性部件来防止样品交叉污染。

接合器210’可以是在形态上棱柱形的，具有内腔220’，其中接合器210’沿其纵轴的横截面由多边形周界、椭圆形周界、无定形周界或任何其他合适形状(例如封闭形状、开放形状)的边界限定。接合器210’的横截面可以与样品处理芯片132的微孔区域的占用区的形状互补，但是可以可选地不与对应于样品处理芯片132的形状互补。接合器210’优选地具有支持磁力从磁体230’到与接合器210’的第一区域211’接合的样品处理芯片132的施加的壁厚。壁厚可以沿着接合器210的长度是恒定的或非恒定的。在示例中，壁厚可以范围从0.2至3mm厚；然而在其他示例中，壁厚可以具有任何其他合适的厚度。接收磁性颗粒的接合器210’的表面被制成光滑的(例如，好于SPIB₁的表面光洁度)，使得小的功能化颗粒(例如，在特征尺寸上为1-3微米)在捕获和随后释放到另一个容器(例如过程容器20)期间不截留在表面处。

接合器210’可以此外或可选地包括在下面更详细地描述的实现分离子系统160的分离操作模式的结构特征。例如，关于接合器210’从支撑结构240’的释放，接合器210’可以包括突出部214’，突出部214’被配置成允许另一个对象(例如，下面更详细描述的套筒剥离工具165)提供抵抗突出部214’的力以从支撑结构240’释放接合器210’。

如上所述，接合器210’在第一区域211’处与通过进入区域134暴露的样品处理芯片132的捕获区域接合，以便便于磁力到该区域的施加，并且使材料(例如，耦合到磁性颗粒的靶或非靶材料)能够被拉到接合器210’以用于进一步的下游处理。磁性套筒1410因此可以包括在第一区域211’处的密封件，以便促进用于将靶材料从样品处理芯片132拉到接合器210’的机构。密封件可以是单独的元件或与接合器210’集成的元件。然而，接合器210’可以省略在第一区域211’处的密封件。

接合器210’可以由聚合材料(例如塑料)组成，该聚合材料没有不利地影响由磁体230’在操作期间施加的磁场。接合器210’可以此外或可选地包括磁性的材料(例如金属材料)(例如，包括材料的颗粒)或由磁性的材料(例如金属材料)组成，或者可以产生感应磁场以支持系统200’的使用的应用。接合器210’可以另外地或者可选地由任何其他适当的材料组成。相对于在样品处理芯片132的捕获区域处的期望磁效应，接合器210’的材料的分布在接合器的整个主体中可以是均匀的或非均匀的。接合器210’的内腔220’可以包括介质(例如磁性介质等)，或者可以可选地不包括任何介质。

2.5.2第二磁性变形-支撑结构和磁体

在图9A-9C所示的变形中，系统200’可以包括：支撑结构240’，其包括与上面所述的台架170的流体处理子系统的接口162(例如，移液器接口)；以及磁体230’，其被配置为提供用于靶材料分离的磁力。在该变形中，磁体230’可以在接合器210’是一次性元件的变形中被配置成与接合器210’的一个或更多个单元耦合。此外，接口162可以被配置为耦合到移液头，该移液头耦合到下面更详细地描述的台架170，以便便于通过磁力、由移液头提供的流体抽吸和/或流体输送操作来使靶或非靶材料收回自动化。因此，系统100可以包括分离模式，其中台架170在样品处理盒130的单元和过程容器20之间输送耦合到接合器210’的支撑结构240’，用于来自样品的靶材料的磁性分离和处理。此外，使用分离子系统160实现的方法的实施例可以以>90％的收回效率产生靶材料的快速收回，其中只有耦合到样品的靶材料(或非靶材料)的磁性颗粒被收回。分离子系统160因此可以用来产生增加的选择性收回效率，因此可以减小与处理试剂相关的下游成本和其他材料成本(由于减少的所需体积，由于在生物化学反应中的减少的分裂)和处理负担。

如图9A所示，支撑结构可以包括与下面描述的台架170的流体处理子系统的接口162，其中接口包括与流体处理子系统的相应耦合区域互补的耦合区域。接口162的耦合区域可以通过下列项来操作：磁耦合机构；压配合；搭扣配合、螺旋机构；凸-凹连接；或者用于提供与流体处理子系统的可逆耦合的另一合适的机构。

支撑结构240’的磁体230’可以包括用于提供永磁体的材料或者由用于提供永磁体的材料组成，或者可以可选地被配置为电磁体(例如，耦合到系统100的适当电子设备)。在变形中，磁性远侧区域163可以由铝镍钴合金、钕、钕铁硼、钐钴、铁氧体和任何其他合适的磁性材料中的一个或更多个组成。在形态上，磁体230’可以与接合器210’的形态互补，使得接合器210’的单元可以与磁体230’耦合(例如可逆地耦合)。此外，磁体230’的形态和磁极配置使得几乎正常的磁力被施加到大部分靶微孔，截留的颗粒从靶微孔被移除。

2.5.3第二磁性变形-涉及甲板、台架和/或底座的可选分离元件

如图6A、图7B和图10A-10B所示，在变形中，分离子系统160可以包括磁体子系统166，该磁体子系统166包括在壳体168内的一组磁体167，其中磁体子系统166还包括被配置为相对于甲板10移动该组磁体167(例如，穿过甲板10中的开口)并移动成与上面所述的过程容器20的一个或更多个分离储器129a、129对准/不对准的磁体致动器169。磁体致动器169也可以耦合到控制电路(例如，在底座180处)。此外，磁体致动器169可以被配置成在缩回状态和延伸状态之间转换该组磁体，其中在延伸状态中，该组磁体进入甲板的第一区域内(例如，如图10A和图10B所示)。因此，分离子系统160还可以包括由甲板10和/或底座180支撑的元件，以便能够实现用于将靶材料与非靶材料分离的操作。

在变形中，该组磁体167可以包括一个或更多个永磁体和/或电磁体(例如，耦合到系统100的适当电子设备)。永磁体可以由下列项中的一个或更多个组成：铝镍钴合金、钕、钕铁硼、钐钴、铁氧体和任何其他合适的磁性材料。

在图10A-10B所示的示例中，该组磁体167可以包括布置在线性阵列中的第一磁体子集167a(例如，用于在过程容器20’处执行纯化操作)，其中第一磁体子集167a的位置对应于关于上面的过程容器20’以及下面在章节3中所述的工作流程所述的用于颗粒分离/纯化的第五域25’的体积的位置。在图10A-10B所示的示例中，该组磁体167还包括从与第一磁体子集167a相关联的轴移位或以其他方式偏离的第二磁体子集167b(例如，一个或更多个磁体)，以便与过程容器20的分离储器129、129a相互作用(例如，用于初始珠粒收回)。然而，该组磁体167可以关于提供与过程容器20或其他容器的分离储器129的适当相互作用以另一种合适的方式(例如，与分布式阵列相关、与数量相关等)布置。

壳体168用来包围该组磁体167，并提供与将该组磁体167转换成与过程容器20、20’的相应部分对准/不对准相关的平稳操作。因此，如图10B所示，关于存在第一磁体子集167a和第二磁体子集167b的配置，壳体168可以包括跟踪第一磁体子集167a的第一表面(例如第一平坦表面)和跟踪第二磁体子集167b的第二表面(例如第二平坦表面)，其中第一表面168a和第二表面168b远离彼此成角度。在该变形中，一对相对的壁可以从第一表面和第二表面延伸，以便促进壳体168和磁体通过甲板10的平稳操作(例如滑动操作)，以便与过程容器20、20’接合。

关于过程容器20’，如图10B所示，被配置用于磁分离的过程容器20’的体积可以每个包括平坦表面128a或者在被配置为在操作期间(例如，在延伸磁体状态中)最靠近壳体168的侧面处与壳体168互补的其他表面。此外，被配置用于磁分离的过程容器20’的体积可以每个包括远离壳体168移位的第二表面128b(例如弯曲表面)，用于由耦合到台架170的移液器抽吸和/或输送流体。通过试剂盒120的分离体积/储器129、129a纵向截取的横截面可以进一步朝着过程容器20、20’的底部逐渐变细，使得分离操作需要更低体积的流体和/或提供靶材料从非靶材料的更有效的抽吸和分离。

2.5.4第二磁性变形-操作模式

如图11A至图11J所示，分离子系统160可以提供用于材料分离的一序列操作模式，其中如图12A所示，操作模式涉及下列项的特定系统结构配置：与移液头或其他可致动部件(例如，耦合到台架170的移液器174的接口)耦合的支撑结构240’、耦合到磁体230’的支撑结构240’、接合器210’的单元、套筒剥离工具165、分离储器129和上面所述的该组磁体167中的磁体167b。

更详细地，如图11B所示，分离子系统160可以提供第一操作模式164a，其中第一操作模式164a是基线操作模式，其中支撑结构240’从移液器接口或其他可致动部件(例如，下面关于台架170描述的)去耦，并且支撑结构240’的磁体230’从接合器210’去耦。磁性套筒1410由套筒剥离工具165进一步保持在分离储器129上方(或在变形中，在另一位置处)，并且磁体167b移位远离分离储器129(例如，通过上面所述的磁体致动器169)。因此，在第一操作模式164a中，系统可以将接合器210’布置在靠近分离储器129的适当位置上，并且布置耦合到磁体230’的支撑结构240’，为从样品分离和收回靶材料做准备。

如图11C所示，分离子系统160可以提供第二操作模式164b，其中第二操作模式164b是初始化操作模式，其中支撑结构240’与移液器接口或其他致动器接口6(例如，关于台架170和移液器174描述的)耦合，并且第一主体161的磁体230’从接合器210’去耦。接合器210’进一步由套筒剥离工具165保持在分离储器129上方，并且磁体167b移位远离分离储器129(例如，通过上面所述的磁体致动器169)。因此，在第二操作模式164b中，系统将接合器210’布置在靠近分离储器129的适当位置上，并将具有磁体230’的支撑结构240’耦合到移液器174(例如，通过致动器接口6)，为从样品分离和收回靶材料做准备。

如图11D所示，分离子系统160可以提供第三操作模式164c，其中在第三操作模式164c中，支撑结构240’与移液器接口或其他致动器接口6(例如，关于台架170和移液器174描述的)耦合，并移动成与分离储器129对准。在第三操作模式164c中，支撑结构240’的磁体230’在接合器210’的保持位置上与在分离储器129上方的接合器210’耦合。在第三操作模式164c中，磁体167b移位远离分离储器129(例如，通过上面所述的磁体致动器169)。因此，在第三操作模式164c中，系统转换支撑结构240’和磁体230’(例如，通过移液器174)用于与保持在分离储器129附近的接合器210’耦合，为从样品分离和收回靶材料做准备。

如图11E所示，分离子系统160可以提供第四操作模式164d，其中在第四操作模式164d中，支撑结构240’与移液器接口或致动器接口6(例如，关于台架170和移液器174描述的)耦合，并且支撑结构240’的磁体230’与在分离储器129上方的接合器210’耦合。在第四操作模式164d中，移液头(或其他可致动部件)将耦合到接合器210’的支撑结构240’和磁体230’移出由套筒剥离工具165提供的保持位置，以准备用于吸引从样品得到的材料(例如，来自样品处理盒的功能化颗粒)。在第四操作模式164d中，磁体167b移位远离分离储器129(例如，通过上面所述的磁体致动器169)。因此，在第四操作模式164d中，系统将耦合到接合器210’的支撑结构240’和磁体230’(例如，通过移液器174)从保持位置转换出并进入分离储器129中，为从样品分离和收回靶材料做准备。

如图11F所示，分离子系统160可以提供第五操作模式164e，其中在第五操作模式164e中，支撑结构240’与移液器接口或致动器接口6(例如，关于台架170和移液器174描述的)耦合，且磁体230’耦合到在分离储器129内的接合器210’。在第五操作模式164d中，移液器接口(或其他可致动部件)将从样品得到的流体(例如，结合到靶颗粒的溶解的靶材料)输送到分离储器129中，并且仍然与支撑结构240’耦合的接合器210’浸没在分离储器129中的流体内以吸引结合到靶内含物的功能化颗粒。在第五操作模式164e中，磁体167b移位远离分离储器129(例如，通过上面所述的磁体致动器169)。因此，在第五操作模式164e中，系统配置支撑结构240’、磁体230’和接合器210’，用于吸引输送到分离储器129中的靶材料。

如图11G所示，分离子系统160可以提供第六操作模式164f，其中在第六操作模式164f中，支撑结构240’与移液器接口或致动器接口6(例如，关于台架170和移液器174描述的)耦合，并且仍然与接合器210’耦合的第一主体161的磁体230’被移动回到在套筒剥离工具165处的保持位置上。在第六操作模式164f中，接合器210’(仍然与靶材料/功能化颗粒耦合)浸没在分离储器129中的流体内。在第六操作模式164f中，磁体167b移位远离分离储器129(例如，通过上面所述的磁体致动器169)。因此，在第六操作模式164f中，系统配置支撑结构240’、磁体230’和接合器210’，用于处理结合到接合器210’的靶材料。例如，当材料结合到接合器时，系统可以执行移除非靶材料的洗涤步骤或其他过程。此外或可选地，第六操作模式164f可以使靶材料准备好从接合器210’转移到靠近磁体167b的分离储器129的区域，用于进一步处理(例如，抽吸和输送用于扩增等)。

如图11H所示，分离子系统160可以提供第七操作模式164g，其中在第七操作模式164g中，支撑结构240’与移液器接口或致动器接口6(例如，关于台架170和移液器174描述的)耦合，并且磁体230’在分离储器129处的保持位置上与接合器210’耦合。在第七操作模式164g中，仍然与支撑结构耦合的接合器210’保持在套筒剥离工具165处的适当位置上，并且接合器210’(具有磁性地结合的功能化颗粒)浸没在分离储器129中的流体内。在第七操作模式164g中，磁体167b朝着分离储器129移位(例如，通过上面所述的磁体致动器169)，以为抵靠分离储器129的壁128a吸引和保持耦合到流体的功能化颗粒的靶或非靶材料做准备。因此，第七操作模式164g使靶材料准备好从接合器210’转移到靠近磁体167b的分离储器129的区域，用于进一步处理(例如，抽吸和输送用于扩增等)。

如图11I所示，分离子系统160可以提供第八操作模式164h，其中支撑结构240’与移液器接口或致动器接口6(例如，关于台架170和移液器174描述的)耦合，并且远离分离储器129移动以用上述工具容器的合适顶端替换。在第八操作模式164h中，通过当接合器210’被保持在套筒剥离工具165处的适当位置上时使移液头将支撑结构240’移动远离接合器210’，磁体230’从在分离储器129上方的接合器210’去耦。在第八操作模式164h中，接合器210’浸没在分离储器129中的流体内。在第八操作模式164h中，磁体167b仍然定位成靠近分离储器129(例如，通过上面所述的磁体致动器169)，用于抵靠分离储器129的壁128a保持耦合到流体的功能化颗粒的靶或非靶材料。在第八操作模式164h中，磁体167b朝着分离储器129的底部拉靶材料(例如，用于稍后由移液器从底部提取，用于在移液器拉未被磁体167b束缚的材料时保持)。因此，第八操作模式164h允许在接合器210’处捕获的材料被传送并暂时保留在分离储器129的区域处用于进一步处理。

如图11J所示，分离子系统160可以提供第九操作模式164i，其中在第九操作模式164i中，移液头/致动器接口6与合适的顶端耦合，并移动到分离储器129中以从分离储器129抽吸材料。在第九操作模式164i中，接合器210’仍然在套筒剥离工具165处保持在分离储器129上方的适当位置上，并浸没在分离储器129中的流体内。在第九操作模式164i中，磁体167b(例如，通过上面所述的磁体致动器169)与由移液头抽吸材料协调地远离分离储器129移动。因此，第九操作模式164i允许在接合器210’处捕获的材料被传送并暂时保留在分离储器129的区域中用于进一步处理。

然而，图11A-11J中所示的与靶材料收回和下游处理相关的步骤的变形可以使用上面所述的系统200的变形来实现，而不涉及台架170和/或移液器174的接口。

图12A至图12D描绘了与上面所述的操作模式相关的磁性套筒1410的关于过程容器20的分离储器129的套筒剥离工具165的配置的附加视图。

然而，分离子系统160的变形可以包括元件，并基于下列项中的一个或更多个来提供用于靶材料收回的操作模式：重力、浮力、离心力、化学分离和/或任何其他合适的分离方法。在又一实施例中，由分离子系统160进行的靶材料收回操作可用于将靶颗粒从微孔芯片转移到另一基板或另一新的空微孔芯片，同时保持被转移的不同颗粒的相对空间位置。

2.6系统-用于通过重力相关力收回的实施例

如图13A-13C所示，系统300的变形包括接合器310，接合器310包括被配置为耦合到样品处理盒130的捕获区域用于捕获以单颗粒形式的颗粒的第一区域311、第二区域312和从第一区域311通到第二区域312的内腔320；以及可逆地耦合到接合器310的第二区域的支撑结构340。接合器310还可以包括可操作来防止气泡保留在接合器310的内腔320和样品处理芯片132的捕获区域之间的排气口318。

系统300还可以包括下列项中的一个或更多个：被配置为耦合被流体地耦合到样品处理芯片132的捕获区域的入口和/或出口(例如，直接地或通过歧管设备)的一组插塞350；以及包括与样品处理芯片132和接合器310互补的凹槽的导向件360，其中导向件360被配置为将样品处理芯片132和所耦合的接合器310保持在离心装置内，用于通过离心作用将重力相关力施加到样品处理芯片132的捕获区域的内含物和施加到接合器310。导向件360还可以用来防止在操作期间在离心装置和样品处理芯片132之间的物理接触。

系统300用来允许向样品处理芯片132的捕获区域施加重力相关力，如图13B所示，以便提供用于将在捕获区域内的靶材料输送到接合器310中的定向力。用系统300实现的方法的实施例可以在2-3分钟的人工操作时间(以及大约15分钟的总时间)内以大约85-95％的收回效率产生靶材料的收回。系统300因此可以用来提供具有高收回效率的快速方法(相对于人工操作时间和总操作时间)。系统300可以实现下面描述的方法的一个或更多个实施例、变形或示例，和/或可以用于实现其他方法。

2.6.1接合器

如图13A-13C所示，接合器310包括被配置为耦合到样品处理盒130的捕获区域用于捕获以单颗粒形式的颗粒的第一区域311、第二区域312和从第一区域通到第二区域的内腔320。接合器310用来提供用于允许靶材料以促进靶材料从接合器310容易收回的方式从样品处理盒130的捕获区域被输送的结构，并且支持重力相关力到捕获区域的施加，用于将样品处理芯片132的靶材料转移到接合器310内。接合器310还可以用来防止气泡和/或其他障碍物在样品处理盒130的捕获区域和接合器310的内腔320之间形成障碍。接合器310还可以用来通过用作在系统300的使用之间可以丢弃的一次性部件来防止样品交叉污染。

接合器310有具有面向样品处理芯片132的捕获区域(当接合器310耦合到样品处理芯片132时)的凹表面的内腔320。凹表面用来限定用于接收靶材料并实现靶材料从在芯片310的捕获区域内捕获的其他成分的基于力的分离的体积。在变形中，内腔320的体积可以从0.1微升到5mL；然而，在可选的变形中，内腔的体积可以限定另一体积。

在变形中，内腔320的表面可以包括纹理(例如，凹坑或其他凹槽、室等)、粘合剂(例如化学试剂、带电试剂等)和/或在所施加的力的施加之后便于在接合器320的内腔320处的靶材料的优先保持的其他特征。

如图13A所示，接合器310还包括排气口318，其被配置为在接合器310耦合到芯片310之后允许空气(或其他气体)从内腔320内释放，以便在所施加的力的施加的情况下防止空气(或其他气体)对靶材料从样品处理芯片132的捕获区域的孔的分离产生障碍。排气口318可以放置在接合器310的周边区域处，或者可以可选地放置在接合器的另一个合适的区域处。相对于所施加的力，排气口可以放置在防止靶材料离开内腔320并穿过排气口318的定向上；然而，排气口318可以可选地放置在另一定向上。接合器310还可以包括多个排气口或其他气泡释放特征(例如阀)和/或通过其针可以穿透且气泡可以被提取的自密封材料部分。

接合器310优选地具有适合于用于分离靶材料的力的大小的壁厚。在示例中，壁厚可以范围从0.2至3mm厚；然而在其他示例中，壁厚可以具有任何其他合适的厚度。

接合器310可以此外或可选地包括能够实现系统300的操作模式的结构特征。例如，关于接合器310从样品处理盒130的捕获区域的耦合和释放，接合器310可以包括可以用于便于接合器310从样品处理芯片132的耦合和去耦的突出部314(例如翼片)。

如上所述，接合器310在第一区域311处耦合到样品处理盒130的暴露捕获区域，以便在施加重力相关力的情况下形成用于从捕获区域分离和收回靶材料的体积。接合器310可以包括在第一区域311处的密封件，以防止材料在样品处理芯片132和接合器310之间的接口处泄漏。密封件可以是单独的元件或与接合器310集成的元件。然而，接合器310可以省略在第一区域311处的密封件。接合器310还在第二区域312处耦合到支撑结构340，用于将接合器310保持在样品处理芯片132处的适当位置上，以及用于从支撑结构340和样品处理芯片132可逆地耦合和移除。接合器310到其他系统部件的耦合可以利用下列项中的一个或更多个发生：压配合、搭扣配合、压缩配合(compression fit)、摩擦配合、凸-凹耦合接口、螺钉、另一紧固件、磁性机构和任何其他合适的机构。

接合器310可以由可以经历弹性变形的聚合材料(例如塑料、弹性体)组成，以便便于移除在接合器310内截留的空气或其他气体。接合器210可以此外或可选地包括具有用于促进靶材料从在样品处理芯片132的捕获区域内捕获的非靶材料分离的功能的另一种材料(例如非聚合材料、金属、陶瓷等)(例如包括该另一种材料的颗粒)或由另一种材料组成。接合器310可以此外或者可选地由任何其他适当的材料组成。

2.6.2支撑结构

如图13A和图13C所示，支撑结构340可逆地耦合到接合器310的第二区域312。支撑结构340用来将样品处理芯片132和接合器310的组件保持在适当位置上，并在用于使样品处理芯片132、接合器310和/或导向件360耦合和去耦的操作模式之间转换(下面将更详细地描述)。

支撑结构340可以具有用于以防止材料在样品处理盒130和接合器310之间的接口处泄漏的方式将样品处理盒130和接合器310的组件夹紧在一起的形状因子。在一个变形中，支撑结构340因此可以具有蛤壳的形式，其中终端相对区域包括用于将接合器310和样品处理芯片132的组件夹紧在一起的夹紧结构。支撑结构340还可以具有允许接合器310的内含物和/或样品处理芯片132的捕获区域在处理期间被观察的开口。

支撑结构340可以由在系统300的使用之间可消毒的(例如耐高压灭菌的、抗乙醇引起的损伤的等)一种或更多种聚合材料(例如塑料)组成。然而，支撑结构340可以可选地由另一种合适的材料组成。此外，支撑结构340可以是系统300的一次性或非一次性部件。

2.6.3一组插塞和导向件

如图3A所示，系统300还可以包括被配置为耦合被流体地耦合到样品处理芯片132的捕获区域(例如，直接地或者通过歧管设备)入口和/或出口的一组插塞350。在样品处理芯片132(上面所述的)包括歧管或用于往返样品处理芯片132输送流体的其他基板的实施例中，该组插塞350可以耦合到歧管的入口和出口。此外或可选地，该组插塞350可以直接耦合到样品处理芯片132的入口和/或出口。该组插塞350到其他系统部件的耦合可以利用下列项中的一个或更多个发生：压配合、搭扣配合、摩擦配合、凸-凹耦合接口、螺钉、另一紧固件、磁性机构和任何其他合适的机构。

该组插塞350可以由在系统300的使用之间可消毒的(例如耐高压灭菌的、抗乙醇引起的损伤的等)和/或弹性的一种或更多种聚合材料(例如塑料)组成。然而，该组插塞可以可选地由另一种合适的材料组成。此外，该组插塞350可以是系统300的一次性或非一次性部件。

如图13A和图13C所示，系统300还可以包括导向件360，该导向件360包括与样品处理芯片132和接合器310互补的凹槽，其中导向件360被配置为将样品处理芯片132和所耦合的接合器310保持在离心装置内，用于通过离心作用向样品处理芯片132的捕获区域的内含物和接合器310施加重力相关力。导向件360还可以用来防止在操作期间在离心装置和样品处理芯片132之间的物理接触。导向件360的凹槽优选地允许整个样品处理芯片132和接合器310的组件安置在凹槽内；然而，导向件360的凹槽可以可选地被配置成仅接收样品处理芯片132和/或接合器310的一部分。

如图13C所示，凹槽可以包括不接触样品处理芯片132和/或接合器310的延伸区域，其中延伸区域便于由操作员在凹槽内放置和移除芯片组件。样品处理芯片132和/或接合器310组件到导向件360的凹槽的耦合可以利用下列项中的一个或更多个发生：压配合、搭扣配合、压缩配合、摩擦配合、凸-凹耦合接口、螺钉、另一种紧固件、磁性机构和任何其他合适的机构。

导向件360可以由在系统300的使用之间可消毒的(例如耐高压灭菌的、抗乙醇引起的损伤的等)和/或刚性的一种或更多种聚合材料(例如塑料)组成。然而，导向件360可以可选地由另一种合适的材料组成。此外，该组插塞350可以是系统300的一次性或非一次性部件。

2.7系统-结论

所描述的系统可以此外或可选地包括便于从芯片的捕获区域的靶材料收回的其他部件。所描述的系统可以实现下面描述的方法的一个或更多个实施例、变形和示例或者任何其他合适的方法。

3.方法

如图14所示，用于靶材料收回的方法400的实施例包括：在捕获区域处捕获在横越基板分布的一组孔处的以单颗粒形式的一组颗粒410；根据一组操作来支持用于处理在捕获区域内的该组颗粒的靶材料的环境420；形成具有被配置为与基板相互作用(例如，耦合到基板)的接合器的组件430；向接合器和捕获区域传递力，从而将该组颗粒的靶材料释放到接合器中440；以及释放该组颗粒的靶材料用于由接合器捕获450。

方法400的实施例、变形和示例用来提供用于从高密度捕获设备(例如微孔芯片)有效地收回靶材料的机制，其中高密度捕获设备包括高纵横比微孔的高密度阵列，以便促进在所捕获的单细胞-珠粒配对效率中的提高的效率。方法400的实施例还可以用来减少与从高密度捕获设备收回靶材料相关的人工负担。方法400的实施例还可以用来提高靶材料从高密度捕获设备被收回的效率以及非靶材料被保留在捕获设备处的效率。

如上所述，方法400可以处理来自在芯片的捕获区域处以单细胞形式捕获的细胞的靶材料。细胞可以包括任何或所有哺乳动物细胞(例如人类细胞、鼠细胞等)、胚胎、干细胞、植物细胞、微生物或任何其他合适种类的细胞。靶材料可以包括与细胞、组织、细胞核或无细胞核酸(例如靶裂解物、mRNA、RNA、DNA、蛋白质、聚糖、代谢物等)相关联的材料或与细胞或无细胞生物标志物结合的颗粒。此外或可选地，方法400可以被配置成处理颗粒(例如珠粒、探针、核苷酸、寡核苷酸、多核苷酸等)、试剂或任何其它合适的材料作为进一步处理的靶材料。该方法还可以被配置为通过选择性地将靶颗粒与其他载体颗粒结合来从含有大量颗粒的表面同时选择性地移除多个靶颗粒，该其他载体颗粒可以通过用移动载体颗粒的机构移动载体颗粒而被传送到另一位置。

方法400可以由上述系统和/或任何其他合适的系统部件的实施例来实现。

4.1方法-捕获和处理靶材料

块410叙述：在捕获区域处捕获在横越基板分布的一组孔处的以单颗粒形式的一组颗粒。块410用来处理样品的内含物，以便在芯片的单独捕获室内隔离以单颗粒形式的颗粒(例如单细胞、与功能性颗粒共同捕获的细胞等)，以便以便于进一步的下游处理的方式将靶材料从单独靶颗粒隔离。块410可以由上面所述的样品处理盒130/样品处理芯片132的实施例、变形或示例来实现；然而，块410可以此外或可选地包括在被配置为捕获以单细胞形式和单簇形式中的至少一个的细胞的任何其他合适的系统处接收生物样品(例如，以单细胞形式的细胞和对应于每个单细胞的一个或更多个功能性颗粒的共同捕获)。

在块410中，包含靶颗粒的生物样品可以被直接传送和/或接收到芯片的入口中(例如，通过移液、通过经由耦合到阵列的流体通道进行的流体输送)，用于横越在芯片的捕获区域的一组孔和/或以任何其他合适的方式分布。可以如在上面通过引用被并入的一个或更多个申请中所述的实现块410的实施例、变形和示例。

块420叙述：根据一组操作来支持用于处理在捕获区域内的该组颗粒的靶材料的环境。根据方法400的后续块，块420用来创建环境，由此，可以与所施加的力的施加协调地使样品的靶材料为收回做准备。因此，块420可以包括针对下列项中的一个或更多个创建物理环境(例如，在室内，用适当的处理试剂)：溶解所捕获细胞，使所捕获细胞的膜破裂；从所捕获细胞释放靶材料(例如核酸内含物)；从所捕获样品材料分离不需要的元素(例如RNA、蛋白质)；执行洗涤步骤，共同捕获功能性颗粒(例如非磁性珠粒、磁性珠粒)与单独地捕获的细胞和/或它们的靶材料；执行条形码化步骤；将相关衔接分子附着到所释放的核酸内含物；将靶材料(例如mRNA)杂交到功能性颗粒；执行逆转录；将收回缓冲液传送到芯片中，用于使靶材料准备好从捕获区域释放；超声处理或以其他方式物理地干扰芯片的捕获区域的内含物，用于使靶材料准备好从捕获区域释放；和/或执行任何其他合适的步骤以使靶材料能够从芯片的捕获区域有效地收回。如下面更详细描述的，可以执行用于实现磁力收回模式和/或重力相关收回模式的特定步骤。

此外或可选地，可以如在上面通过引用被并入的一个或更多个申请中所述的实现块420的实施例、变形和示例。

4.2方法-磁力收回模式

与上面所述的系统200、200’的实施例、变形和示例相关，方法400可以包括用于使用磁力收回模式来从样品处理芯片的捕获区域收回靶材料的步骤。

特别是，块430叙述：形成具有被配置为耦合到基板的接合器的组件。块430优选地通过上面所述的接合器210、210’的实施例、变形或示例来实现，由此，接合器包括用于分开磁体而不物理地接触在芯片的捕获区域处的孔或其他敏感材料以及用于将与磁场相关联的力传递到捕获区域用于收回芯片的靶材料的功能。可以通过芯片和/或接合器的结构特征以及通过用于在从芯片的捕获区域输送所捕获的靶材料以用于收回的过程期间保持在芯片和接合器之间的相对定向的导向件或其他支撑结构的使用来便于形成组件。

块440叙述：向接合器和捕获区域传递力，从而朝着接合器释放该组颗粒的靶材料。块440用来使用接合器以受控的方式将力传递到芯片的捕获区域，以便促进靶材料从芯片的释放以用于收回。关于磁性收回模式，力是通过磁体(例如上面所述的磁体)的使用生成的磁力；然而，该力可以此外或可选地包括另一合适的力。此外，该力优选地作为在垂直于限定该组孔的平面的方向上的拉力被施加；然而，该力可以可选地被定向在任何其他合适的方向上。

块450叙述：释放该组颗粒的靶材料用于由接合器捕获。块450用来促进靶材料朝着接合器的传送(例如，通过使用耦合到功能性颗粒的磁性珠粒，靶材料结合到该功能性颗粒)，以便便于以有效的方式从芯片收回靶材料。然后可以提取靶材料用于进一步的下游处理。

下面在章节4.2.1中进一步描述了与块420-450相关联的磁性收回模式的变形和示例。

4.2.1磁性收回方法的变形和示例

特别是，如图15A和图15B所示，磁性收回方法500的变形可以包括用于下列操作的步骤：共同捕获在芯片的单独孔内的单细胞和条形码化珠粒502；溶解细胞并将mRNA从细胞转移到它的共同捕获的珠粒504；通过逆转录酶或连接反应来将所捕获的mRNA/蛋白质连接到在珠粒上的条形码化寡核苷酸序列(其中，在这个过程期间只有生物素化的TSO引物附着到在具有靶细胞的微孔中的珠粒)506；因而将来自单细胞的生物标志物结合到在芯片的一组孔内的以单珠粒形式的功能化非磁性珠粒510；通过特定的相互作用将一组磁性颗粒(例如0.5-3微米颗粒)结合到在该组孔内的功能化非磁性珠粒(例如，其中0.5-3微米的生物素化的磁性珠粒通过链霉亲和素相互作用来结合到靶珠粒，且剩余的多余珠粒自由地漂浮、放在底板上或者非特异性结合到其他珠粒)520；以及使用接合器来将磁力施加到耦合到所捕获的靶材料的该组磁性颗粒(例如，直接耦合到在孔内的功能化非磁性微球，使用分子剪刀工艺直接耦合到靶材料)，用于从该组孔内收回靶材料530。所描述的磁性收回方法可以在5-8分钟的人工操作时间(以及15-45分钟的总时间)内以>90％的收回效率产生靶材料的收回，其中只有耦合到样品的靶材料的磁性颗粒被收回。此外，磁性收回方法可以产生逆转录衍生的串联体的减少，提供自动化友好的流程，减少在下游cDNA扩增中所需的分裂的次数，减少对基于SPRI的清除和大小选择的需要，并减少在下游步骤中的努力和过程试剂使用(例如，与核酸外切酶处理和cDNA扩增相关联)。从单细胞去除库制备中的核酸外切酶处理步骤是非常有利的，因为核酸外切酶对在一个单细胞制备期间使用的仪器、实验室工作台和设备的任何污染可能抑制用于使用核酸外切酶污染的元素进行下一个样品的后续单细胞制备的反应。

第一示例：在方法400和500的第一示例中，磁力可以被传递到芯片，用于实现用于结合和选择性去除条形码化非磁性微球的机制，该条形码化非磁性微球耦合到或以其他方式包含mRNA产物作为来自最初在芯片处捕获的单细胞的靶材料。更详细地，如图16所示，方法600可以包括用于下列操作的功能：使用不同隔离物(微孔、液滴)共同捕获单细胞和单条形码化珠粒610；溶解隔离物中的细胞，并通过结合作用将生物标志物转移到条形码化珠粒620；通过分子反应(逆转录、连接反应等)执行生物标志物到在珠粒上的条形码化寡核苷酸标签的连接，其中在分子连接反应期间，生物素化的引物被添加到仅包含靶生物标志物的珠粒，并且这些连接反应可以在隔离物中或在隔离物被移除之后进行630；洗掉未结合的生物素化的引物640；添加链霉亲和素涂覆的磁性珠粒650；任选地使用剪切机制(cleavingmechanism)(例如分子剪刀、光剪切、热剪切等)从珠粒切掉寡核苷酸序列，其中具有靶生物标志物的剪切产物使用生物素-链霉亲和素相互作用来结合到磁性珠粒660；以及使用磁力来从剩余的寡核苷酸标签分离络合的靶寡核苷酸670。可以如关于在上面通过引用被并入的申请所述的执行工作流方面的实施例、变形和示例。

如图17A-17D所示，方法700的示例可以包括捕获以单珠粒形式的功能化非磁性珠粒710，以及将功能化非磁性珠粒杂交到来自在相应孔中同时捕获的单细胞的mRNA材料720。如图17A(顶部)所示，杂交可以涉及分子的使用，该分子具有结合到功能化非磁性珠粒的一组胸腺嘧啶(T)碱基、在5’端(5’end)处的模板转换寡核苷酸(TSO)序列、条形码化序列、唯一分子标识符(UMI)和在3’端处的尾部。

然后，如图17A(底部)所示，方法600的第一示例可以包括用靶mRNA材料执行逆转录反应(RT反应)，其中第一个分子对应于靶mRNA分子并具有3’端非模板化胞嘧啶(C)碱基730。因此，RT反应合并在5’端处的包含生物素标签的TSO。在块730之后，方法700可以包括用于去除未结合的生物素化的TSO引物的洗涤步骤，如在上面通过引用被并入的申请中所述的。

然后，如图17B所示，方法600的第一示例可以包括使用在莫洛尼鼠白血病病毒(MMLV)RT酶740的模板转换机制，在具有3’端非模板化胞嘧啶碱基的第一链处实现具有模板转换寡核苷酸(TSO)序列扩展的cDNA，用于靶材料的5’端的完全捕获。cDNA TSO序列扩展与在靶mRNA的5’端处的生物素TSO对应。

然后，如图17B和图17C所示，方法700的第一示例可以包括通过生物素化的TSO部分来将功能化非磁性珠粒结合750到在块740中产生的分子的5’生物素端处的磁性链霉亲和素珠粒(例如免疫磁珠(dynabeads))。更详细地，磁性链霉亲和素珠粒可以被添加到捕获室，并在收回之前在潜伏期(例如20分钟)内与内含物混合。如图17C所示，方法700还可以包括使用上述系统200的实施例、变形或示例来施加吸引磁力660以将珠粒复合物拉到接合器。如图17D所示，所捕获的珠粒复合物然后可以被传送到容器(例如管)用于进一步处理。

第二示例：在方法400和500的第二示例中，磁力可以被传递到芯片，用于实现用于从最初在芯片处捕获的单细胞结合和选择性去除作为靶材料的条形码化核酸材料产物同时在收回过程期间在芯片处留下功能化非磁性颗粒的机制。更详细地，如图18A-18E所示，方法800的示例可以包括捕获以单珠粒形式的功能化非磁性珠粒，并将功能化非磁性珠粒杂交到来自在相应孔中同时捕获的单细胞的mRNA材料。然后，不是从芯片的室收回功能化非磁性珠粒，方法800可以实现分子剪刀(例如双链分子剪刀分子、单链分子剪刀分子)或光剪切以释放靶cDNA-RNA杂交体，用于在次级磁性颗粒上捕获，以通过所施加的磁力来收回。分子剪刀的示例包括可以特异性地切割包含修饰碱基(例如脱氧尿苷、dSpacer或脱氧肌苷)的单个起始寡核苷酸序列的Btu核酸内切酶。分子剪刀的另一个示例包括可以特异性地切割包含修饰碱基尿嘧啶的单链寡核苷酸序列的尿嘧啶特异性切除试剂(USER)酶。在示例中，酶在大约37℃的温度被激活。光剪切链接剂(linker)(PC链接剂)的示例包括可用于通过短UV光剪切C3间隔臂来连接两个核苷酸序列的非核苷部分(moiety)。由UV光对PC链接剂的光剪切产生一个5’-磷酸化寡核苷酸和一个3’-磷酸化寡核苷酸。该过程可以选择包含产物的分子，并减少由于归因于从捕获孔拉出单个珠粒类型的减小的应力而导致的对靶cDNA-RNA杂交体的损伤，与从孔拉出两个珠粒类型相反)。

更详细地，如图18A(顶部)所示，杂交可以涉及下列项的使用：具有结合到功能化非磁性珠粒的一组胸腺嘧啶(T)碱基(例如，5或10个T碱基)的分子、具有被配置为被分子剪刀(例如，其用紫外光剪切机制操作，用另一种机制操作)作为目标的一组修饰非天然碱基(例如，如顶部的图18A所示的dU；如底部的图18A所示的dSpacer)的修饰碱基区域、模板转换寡核苷酸(TSO)序列、条形码序列、唯一分子标识符(UMI)和在3’端处的尾部。

方法700的第二示例可以包括用于执行RT反应和TSO过程用于使用MMLV RT酶来完全捕获靶材料的5’端的类似于上面所述的块730和740的块830和840(如图18B和图18C所示)。

然后，如图18C所示，方法800的第二示例可以包括使用单链或双链分子剪刀通过将珠粒-寡核苷酸限制在修饰碱基区域处来将靶RNA-cDNA杂交体释放到芯片的捕获区域的孔中850。

然后，如图18C和图18D所示，方法800的第二示例可以包括将所释放的靶RNA-cDNA杂交体结合到在块840中的分子产物的5’生物素端处的磁性链霉亲和素珠粒。如图18D所示，方法800还可以包括使用上述系统200的实施例、变形或示例来施加吸引磁力860以将珠粒复合物拉到接合器。如图18E所示，所捕获的珠粒复合物然后可以被传送到容器(例如管)用于进一步处理。

尽管上面描述了示例，但是任何其他合适的靶材料(例如非mRNA材料)可以使用其他酶(例如非MMLV酶)、其他转录过程和/或任何其他合适的过程来处理。

4.3方法-重力相关力收回模式

与上面所述的系统300的实施例、变形和示例相关，方法400可以包括用于使用重力相关力收回模式从芯片的捕获区域收回靶材料的步骤。

特别是，块430叙述：形成具有被配置为耦合到基板的接合器的组件。块430优选地通过上面所述的接合器的实施例、变形或示例来实现，由此，接合器包括用于限定内腔的功能，靶材料可以在将所施加的力施加到组件的情况下聚集到该内腔中。通过芯片和/或接合器的结构特征以及通过用于在从芯片的捕获区域输送所捕获的靶材料以用于收回的过程期间保持在芯片和接合器之间的相对定向的导向件或其他支撑结构的使用来便于形成组件。

块440叙述：将力传递到接合器和捕获区域，从而将该组颗粒的靶材料释放到接合器中。块440用来以受控的方式将力传递到芯片的捕获区域，以便促进靶材料从芯片释放并进入接合器用于收回。关于重力相关力收回模式，该力是通过使用离心装置生成的离心力；然而，该力可以此外或可选地包括另一合适的力。

块450叙述：将该组颗粒的靶材料释放到接合器中。块450用来促进靶材料朝着接合器传送，以便便于以有效的方式从接合器收回靶材料。然后可以提取靶材料用于进一步的下游处理。

下面在章节4.3.1中进一步描述与块420-450相关联的离心相关收回模式的变形和示例。

4.3.1离心相关收回方法的变形和示例

特别是，如图19所示，离心收回方法900的变形可以包括用于下列操作的步骤：在芯片的捕获区域处接收收回缓冲液910(例如，填充孔并用插塞堵塞样品处理芯片的入口和出口)；形成具有接合器的组件，该接合器具有排气口以用于移除在接合器和捕获区域之间限定的内腔内的截留空气920(例如，附接接合器并施加压力以移除任何截留空气)；超声处理该组件(例如，在47kHz下，在另一频率下)以促进靶材料从捕获区域的孔的表面分离930；将组件耦合到支撑结构和耦合到用于将组件定位在离心装置内的导向件940；使该组件受离心作用(例如，在1000相对离心场处)，使得所施加的力将靶材料引导到接合器中950；以及从接合器收回一定体积(例如，小球)的所分离的靶材料960(例如，使用通过样品处理芯片的射流网络输送的收回缓冲液)。

基于离心分离的收回方法可以在2-3分钟的人工操作时间(和大约15分钟的总时间)内以大约85-95％的收回效率快速产生靶材料的收回。

5.结论

附图示出了根据优选实施例、示例配置及其变形的系统、方法和计算机程序产品的可能的实施方式的架构(architecture)、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个块可表示模块、段或代码的一部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应当指出的是，在一些可选实施方案中，在块中提到的功能可以以在附图中指出的顺序以外的顺序发生。例如，连续地显示的两个块事实上可以基本上同时执行，或者块有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应当指出的是，框图和/或流程图说明中的每个块，以及框图和/或流程图说明中的块的组合，可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实施。

如本领域中的技术人员将从先前的详细描述以及从附图和权利要求中认识到的，可以对本发明的优选实施例做出修改和改变而不偏离在随附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于从样品收回和处理材料的方法，所述方法包括：

与接合器耦合；

在所述接合器和包含从所述样品得到的材料的捕获基板的捕获区域之间建立通信；

向所述接合器和所述捕获基板中的至少一个施加力，从而将一定体积的靶材料从所述捕获基板转移到所述接合器；

从所述捕获基板移位所述接合器，从而从所述捕获基板收回所述体积的所述靶材料；以及

将所述体积的所述靶材料从所述接合器输送到过程容器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述捕获区域限定一组微孔，所述方法包括捕获以单细胞形式的在所述一组微孔处的一组细胞，并共同捕获一组功能化颗粒与在所述一组微孔处的所述一组细胞。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括溶解所述一组细胞，从而从所述一组细胞释放所述靶材料，用于与所述一组功能化颗粒结合。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述靶材料包括从所述一组细胞的溶解的细胞衍生的核酸内含物和蛋白质内含物中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述接合器耦合包括将移液器接口与第一磁体接合，并将所述第一磁体传送到所述接合器的腔中，其中所述靶材料包括结合到在所述捕获区域处捕获的功能化磁性颗粒的细胞衍生内含物，并且其中施加所述力包括施加磁力，从而将所述靶材料吸引到所述接合器的外表面。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述体积的所述靶材料从所述接合器输送到所述过程容器包括将与所述第一磁体耦合的所述接合器定位在所述过程容器内。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括使第二磁体靠近所述过程容器的壁，从而将所述靶材料从所述接合器吸引到所述过程容器的所述壁。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述体积的所述靶材料从所述接合器输送到所述过程容器包括从所述接合器移位所述第一磁体，从而允许所述靶材料从所述接合器朝着靠近所述第二磁体的所述过程容器的所述壁释放。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括远离所述过程容器的所述壁移位所述第二磁体，并且用耦合到所述移液器接口的移液器顶端从所述过程容器提取所述体积的所述靶材料。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述过程容器的所述壁包括在所述壁处的平坦表面，并且包括远离所述壁的弯曲表面，所述平坦表面和所述弯曲表面朝着所述过程容器的底部逐渐变细，并且其中提取所述体积的靶材料包括沿着所述弯曲表面朝着所述过程容器的所述底部输送所述移液器顶端。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括在用一组操作处理所述样品时生成所述体积的靶材料，其中所述一组操作包括：

溶解所述样品的一组细胞，从而从所述一组细胞释放mRNA内含物；

在第一组功能化颗粒处捕获mRNA内含物；

对所述mRNA内含物执行逆转录操作，从而生成一组靶分子；

将所述第一组功能化颗粒与第二组磁性颗粒耦合；以及

通过向所述第二组磁性颗粒施加磁力来将所述一组靶分子转移到所述接合器。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括在用一组操作处理所述样品时生成所述体积的靶材料，其中所述一组操作包括：

溶解所述样品的一组细胞，从而从所述一组细胞释放mRNA内含物；

在第一组功能化颗粒处捕获mRNA内含物；

对所述mRNA内含物执行逆转录操作，从而生成一组靶分子；

从所述第一组功能化颗粒剪切下所述一组靶分子；

将所述一组靶分子与第二组磁性颗粒耦合；以及

通过向所述第二组磁性颗粒施加磁力来将所述一组靶分子转移到所述接合器。

13.一种用于从样品收回和处理材料的系统，所述系统包括：

接合器，其被配置为与用于捕获在一组孔中的以单颗粒形式的颗粒的捕获基板的捕获区域接合，其中所述接合器包括第一区域、第二区域和从所述第一区域延伸到所述第二区域的腔，所述第一区域被配置为与所述捕获区域接合；

磁体，其与所述接合器的所述腔互补；以及

支撑结构，其耦合到所述磁体，并提供用于所述接合器相对于所述捕获基板的移动的一组操作模式。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述接合器限定用于所述磁体的套筒，并且包括表面，所述表面防止磁性颗粒截留在所述表面的特征内。

15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述接合器包括从所述接合器的所述第二区域延伸的突出部，并且其中所述支撑结构的所述一组操作模式包括用于将所述接合器从所述磁体去耦的去耦操作模式。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述支撑结构包括柱塞，所述柱塞与所述突出部连通并且被配置为在所述柱塞的激活时施加位移力。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述支撑结构包括到自动移液子系统的移液器部件的耦合接口。

18.一种用于从样品收回和处理材料的系统，所述系统包括：

接合器，其被配置为与用于捕获在一组孔内的以单颗粒形式的颗粒的捕获基板的捕获区域接合，其中所述接合器包括第一区域、第二区域和从所述第一区域延伸到所述第二区域的腔，所述第一区域被配置为与所述捕获区域接合；以及

支撑结构，其耦合到所述接合器，并提供用于所述接合器相对于所述捕获基板的移动的一组操作模式。

19.根据权利要求18所述的系统，还包括耦合到所述支撑结构的磁体，其中所述接合器限定用于所述磁体的套筒，并且包括表面，所述表面防止磁性颗粒截留在所述表面的特征内。

20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述接合器包括被配置成防止气体截留在所述接合器和所述捕获区域之间的排气口。

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