CN114556108A - 用于流体处理系统的自动试剂识别 - Google Patents

Abstract

识别装载到流体处理系统中的试剂的系统和方法可以包括：将用于制备样品的协议编程到流体处理系统的控制器中；将多个试剂容器装载到流体处理系统的圆盘传送带中；用成像设备对多个试剂容器的各个标签进行成像以产生标签图像；将标签图像中的信息与位于与控制器通信的数据库中的识别信息进行比较；以及确定是否已经将适当的试剂装载到圆盘传送带中以执行协议。流体处理系统可以包括平台、试管保持器、成像设备、移液器、非暂态计算机可读存储介质和被配置成执行方法的处理器。

Description

用于流体处理系统的自动试剂识别

优先权声明

本专利申请要求于2019年9月17日提交的美国申请第62/901,606号的优先权权益，该美国申请通过引用全部并入本文中。

技术领域

本申请总体上，但非限制性地，涉及流体处理系统，诸如可以用于各种应用以组合试剂(例如，液体试剂和溶剂)的流体处理系统。更具体地，本申请涉及用于装载流体处理器和对由流体处理器运行的协议进行测序的系统和方法，诸如装载有液体容器的用于使用多种试剂和溶剂进行文库构建(例如用于测序的细胞DNA或RNA片段的文库)的流体处理器。

背景技术

为了使用诸如液体处理器的流体处理系统对样品执行文库构建，流体处理系统通常由操作员或用户设置。该设置可以包括装载样品、文库构建试剂和各种实验室器具，诸如移液器吸头、板盖和各种类型和配置的液体容器，包括储液槽、微量滴定板、试管、瓶、微量离心管等。用于文库构建的试剂可以作为试剂盒从供应商提供。因此，典型的文库构建涉及将多种试剂盒试剂装载到流体处理系统的平台上。

典型的文库构建试剂盒可以包括大约12个至87个试剂容器，平均大约28个试剂容器。容器的尺寸、形状和体积可以变化。根据正在执行的文库构建过程的片段，在任何给定时间只需要文库试剂的子集。

文库构建过程还需要另外的用户提供的试剂，这些试剂不与从供应商处购买的文库构建试剂盒包装在一起。许多用户提供的试剂在尺寸、形状和标签变化方面与文库构建试剂盒试剂相似。然而，其他用户提供的试剂是“批量”的，诸如乙醇和无核酸酶的水。这些“批量”试剂通常由供应商以大容量容器的形式提供，并且通常倒入较小的容器中，技术人员使用标记来手动标记这些较小的容器用于日常使用。

用于文库构建的试剂通常储存在-80℃、-20℃、4℃或室温的温度受控位置中，大多数试剂储存在-20℃。在使用试剂之前，大多数试剂需要解冻或达到室温。然后通常需要使用涡旋器将试剂再悬浮并短暂离心以将任何液体从帽的下侧吸出。用户希望在温度受控环境之外使用试剂时保护试剂，并且通常使用冰桶或冷块来保护试剂。许多冷冻试剂通常实际上不冷冻固体。

试剂可以由多个供应商制造。每个制造商或供应商通常使用包括各种信息的标签系统。试剂容器的标签可以包括在供应商之间变化的信息和结构。例如，一些供应商在试剂容器标签上提供名称、批次信息、有效期和条形码，而其他供应商仅用名称标记试剂容器。

Stahl等人的标题为“Operation of a Library Preparation System toPerform a Protocol on a Biological Sample”的第WO 2018/057959号公开在摘要中公开了“基于来自与生物样品相关联的编码标识符和由文库制备使用的资源的信息来确定文库制备协议”；以及Allen的标题为“Systems and Methods for Facilitating Placementof Labware Components”的第WO 2016/090113号公开在摘要中公开了“一种流体处理设备，其包括被配置成提供支承件上的实验室器具的图像的投影仪”。

概述

本发明人尤其已经认识到，要解决的问题可以包括将试剂适当装载到流体处理系统上。如上所述，文库构建过程可以包括由流体处理系统基于编程到流体处理系统中的协议以自动方式按特定顺序使用作用的多种试剂。为了使自动文库构建过程有效地操作，流体处理系统必须具有适当的试剂库存，并且通常，试剂库存必须基于编程协议装载到流体处理系统上的预定位置。因此，在装载过程中可能会出现错误，导致不正确的试剂瓶被装载到流体处理系统上，以及试剂瓶被装载到不正确的预定位置上。文库构建试剂盒的成本可以在大约32美元/样品到333美元/样品，在2019年平均成本大约为116美元/样品。因此，希望避免运行错误的协议以避免必须重新购买文库构建试剂盒或其部分的费用。此外，在临床领域中，通常可能需要保存样品制备中使用的试剂批次的日志，这可能是耗时的工作。

因此，将诸如试剂的材料装载到流体处理系统上要解决的问题可以包括：1)知道要装载什么试剂；2)知道每种试剂需要的量；3)知道将试剂装载在何处；4)知道何时装载试剂；以及5)使试剂源库存在实验室中暴露的时间最小化。

本主题可以提供对这些问题和其他问题的解决方案，诸如通过提供用于识别和验证装载到流体处理系统上的试剂的系统和方法。本主题可以包括成像设备，该成像设备产生已经装载到已经用协议编程的流体处理系统上的试剂瓶的图像。从图像获得的信息可以通过在包括制造商或供应商试剂瓶标签信息的信息数据库中查找来破译。然后可以将从试剂瓶的图像获得的信息与输入到编程协议中的信息进行比较。然后流体处理系统可以验证正确的试剂瓶被装载到流体处理系统上。流体处理系统还可以被配置成确定试剂瓶是否位于流体处理系统内的适当位置，并确定液体试剂瓶是否填充到适当水平。如果流体处理系统确定已经发生错误，则流体处理系统可以被配置成发出警告或警报，并且不继续执行协议，直到操作员执行了纠正措施。在示例中，流体处理系统可以通过调整编程协议来调整液体试剂瓶被装载到不正确位置。在其他示例中，本公开内容的流体处理系统可以使用必须用特定液体试剂瓶位置编程的编程协议来操作。

本公开内容的解决方案可以通过以下操作提高流体处理系统的效率和性能：1)消除将部件装载到流体处理系统上时操作员的错误；2)保护昂贵的试剂；3)使得技术人员在装载流体处理系统时的时间最小化；4)使得技术人员在跟踪样品所用试剂批次时的时间最小化；5)通过可适应新的不同的试剂盒增加灵活性；6)确定试剂瓶是否存在于流体处理系统内；7)检测是否已经从装载到流体处理系统中的试剂瓶移除帽；以及通过允许等分的试剂在被识别和等分后尽早返回储存例如冷藏，从而减少试剂暴露时间。

发明内容

在示例中，一种用于根据编程协议制备样品的流体处理系统可以包括：具有源位置和目的地位置的平台；试管保持器，其位于平台上并且被配置成容纳具有标签的试剂容器，标签具有识别特征的视觉指示符；成像设备，其被配置成创建试管保持器中的试剂容器上的标签的图像；移液器，其被配置成从流体处理系统的平台上的源位置吸取液体并且将所吸取的液体分配到平台上的目的地位置；包括编程协议的非暂态计算机可读存储介质，编程协议为平台上的不同试剂指定源位置和目的地位置；以及处理器，其被配置成通过以下操作来制备样品：识别标签的图像中的视觉指示符，并且基于所识别的视觉指示符来识别试剂容器中的试剂，确定在编程协议中针对所识别的试剂指定的目的地位置，引导移液器从试管保持器中的试剂容器吸取一定量的液体，并且引导移液器将所吸取的一定量的液体分配在所确定的针对所识别的试剂的目的地位置。在一些实施方式中，成像设备可以被配置成产生合成图像。在一些实施方式中，成像设备可以被配置成通过狭缝扫描成像产生合成图像。在一些实施方式中，成像设备可以被配置成产生展开图像。在一些实施方式中，试管保持器可以包括被配置成保持多个试剂容器的圆盘传送带(carousel)，其中，圆盘传送带可以沿圆盘传送带的中心轴线旋转。在一些实施方式中，试管保持器可以包括被配置成保持多个试剂容器的托盘，其中，托盘被配置成沿轴线线性滑动。在一些实施方式中，试管保持器可以包括转盘，以沿着试剂容器的中心轴线旋转试剂容器，使得成像设备可以观察试剂容器的整个周边。在一些实施方式中，试管保持器上的试剂都可以被等分，而不管该试剂被装载到圆盘传送带上的位置。在一些实施方式中，成像设备可以具有被配置成同时对多个试剂容器中的每一个进行成像的视野。在一些实施方式中，成像设备可以是多个成像设备中的一个。多个成像设备可以被定位成使得标签的所有部分都在多个成像设备中的至少一个成像设备的视野内。在一些实施方式中，流体处理系统可以被配置成确定试剂容器内的液位，并且处理器可以被配置成根据协议确认已经将足量的液体装载到试剂容器中。在一些实施方式中，非暂态计算机可读存储介质可以包括来自不同制造商的试剂容器的视觉指示符。标签上的视觉指示符可以包括试剂容器的批次信息，批次信息包括批号和有效期。处理器可以被配置成提供过期试剂的警告。

在另外的示例中，一种用于使用包括多个试剂容器的试剂盒来处理样品的流体处理系统可以包括：包括编程协议的非暂态计算机可读存储介质，编程协议包括试剂瓶列表，其中，编程协议为用于装载到圆盘传送带上的多个试剂容器中的每一个指定预期位置；试剂圆盘传送带，其被配置成在对应的多个位置处容纳多个试剂容器，每个试剂容器具有位于识别标签上的识别特征的视觉指示符；成像设备，其被配置成创建装载到试剂圆盘传送带上的多个试剂容器中的每个试剂容器的图像；以及处理器，其被配置为：识别每个图像中的视觉指示符并且基于所识别的视觉指示符来识别多个试剂容器中的每个试剂容器中的试剂，以及确定每个所识别的试剂的装载位置是否对应于编程协议中所指定的该试剂的预期位置。在一些实施方式中，成像设备可以被配置成通过狭缝扫描成像产生合成图像。在一些实施方式中，试剂圆盘传送带可以沿试剂圆盘传送带的中心轴旋转。在一些实施方式中，成像设备可以具有被配置成同时对试剂圆盘传送带中的多个试剂容器进行成像的视野。在一些实施方式中，非暂态计算机可读存储介质可以包括数据库，数据库包括来自不同制造商的试剂容器的视觉指示符，视觉指示符包括批号和有效期。处理器可以被配置成比较数据库中的视觉指示符以破译图像中的视觉指示符。处理器可以被配置成将所破译的图像中的视觉指示符与编程协议中的信息进行比较。在一些实施方式中，流体处理系统可以被配置成确定试剂容器内的液位，并且处理器可以被配置成根据编程协议来确认已经将足量的液体装载到试剂容器中。

在又一示例中，一种识别装载到流体处理系统上的试剂的方法可以包括：将用于制备样品的协议编程到流体处理系统的控制器中；将多个试剂容器装载到流体处理系统的圆盘传送带中；用成像设备对多个试剂容器的各个标签成像以产生标签图像；将标签图像中的信息与位于与控制器通信的数据库中的识别信息进行比较；以及确定是否已将适当的试剂装载到圆盘传送带中以执行协议。在一些实施方式中，可以根据协议中的位置信息将多个试剂容器装载到容器保持器中。在一些实施方式中，确定是否已将适当的试剂装载到容器保持器中以执行协议可以包括确定是否将适当的试剂装载到容器保持器中的根据协议的位置处。在一些实施方式中，可以基于协议中概述的一系列步骤来执行协议。在一些实施方式中，多个试剂容器可以被装载到容器保持器中的任意位置。在一些实施方式中，确定是否已经将适当的试剂装载到容器保持器中以执行协议可以包括确定是否已经将足够的试剂装载到容器保持器中以执行协议。在一些实施方式中，协议可以基于一系列步骤来执行，一系列步骤基于试剂在容器保持器中的位置来确定。在一些实施方式中，用成像设备对多个试剂容器的各个标签成像以产生标签图像可以包括使用狭缝扫描处理对各个标签成像以产生全景图像。用成像设备对多个试剂容器的各个标签成像以产生标签图像还可以包括旋转各个试剂容器以获得全景图像。方法还可以包括使用几何校准标签来校准各个试剂容器的旋转速度。在一些实施方式中，将标签图像中的信息与位于与控制器通信的数据库中的识别信息进行比较可以包括将视觉指示符信息与存储在数据库中的制造商信息进行比较。在一些实施方式中，方法还可以包括确定在协议中针对试剂指定的目的地位置，引导移液器从容器保持器中的试剂容器吸取一定量的液体，以及引导移液器将所吸取的一定量的液体分配在所确定的针对所识别的试剂的目的地位置处。在一些实施方式中，方法还可以包括从容器保持器的图像确定是否已经将足量的液体装载到试剂容器中以执行协议，并且如果试剂容器中剩余的液体不足，则提供警报。在一些实施方式中，方法还可以包括从容器保持器的图像确定是否已经从试剂容器移除帽，并且如果没有从试剂容器移除帽，则提供警报。在一些实施方式中，方法还可以包括确定容器保持器的图像的图像质量，并且如果容器的图像不够清晰，而无法从容器保持器的图像中的标签图像确定信息，则提供警报。在一些实施方式中，方法还可以包括用户在手动或视觉确认之后覆盖(override)由系统生成的警报。

附图说明

图1是根据本公开内容的示例的流体处理系统的框图。

图2是图2的示例性流体处理系统的立体图，其包括壳体、圆盘传送带和成像设备。

图3是用于装载到图2的壳体中的平台的平面图，该平台具有用于包括圆盘传送带的各种部件的空间。

图4A是具有圆盘传送带的第一示例的立体图，圆盘传送带具有用于容纳诸如液体瓶的部件的多个容器。

图4B是图4A的圆盘传送带的下侧的立体图，示出了圆盘传送带驱动系统。

图4C是图4B的圆盘传送带驱动系统的滑轮组件的侧视图。

图4D是用于图4A的圆盘传送带的基座驱动系统的侧剖视图。

图5是具有不同尺寸的容器的圆盘传送带的第二示例的立体图。

图6是用于图1和图2的流体处理系统的控制面板的屏幕截图的示意图。

图7是图4A的圆盘传送带的容器之一的特写立体图，该容器具有位于其中并相对于传送设备和成像设备定位的液体瓶。

图8是装载到圆盘传送带位置中的具有不同类型标记的多个液体瓶的立体图。

图9A至图9C是围绕圆柱形液体瓶的矩形标签的不同部分的视图。

图10是示出用于识别装载到流体处理系统上的试剂的方法的线图。

图11是示出用于操作流体处理系统的方法的线图。

图12是示出示例注册标签的图。

图13A是示出以比相机采样速度慢的基座旋转速度拍摄的图12的注册标签的图。

图13B是示出以与相机采样速度相当的基座旋转速度拍摄的图12的注册标签的图。

具体实施方式

图1是根据本公开内容的实施方式的处理系统100的高级框图。处理系统100可以包括可操作地耦接到结构140、传送设备141、处理装置101和成像设备107的控制计算机108。输入/输出接口可以存在于这些设备中的每一个中，以允许所示设备和外部设备之间的数据传输。处理系统100可以包括如本文所述的流体处理系统。流体可以包括诸如试剂等的各种液体。可以实现本公开内容的示例性处理系统是由加利福尼亚州布雷亚的BeckmanCoulter公司销售的Biomek i7自动工作站。

出于解释的目的，处理系统100将主要被描述成用于处理和分析生物样品的系统，例如制备包括下一代测序(NGS)文库的核酸片段文库(例如，源自细胞DNA或RNA分子的片段文库)。例如，本公开内容的实施方式可以包括对装载到平台上的圆盘传送带或托盘，或一些其他试剂容器保持器进行成像，以便识别装载到圆盘传送带中的瓶，从而评估贴到瓶上的标签的内容，等等。然而，在另外的示例中，处理系统100可以被配置成执行除了处理和分析生物样品之外的功能，诸如可能涉及识别装载到机器上的多个部件的其他处理，该机器用部件执行工作或在部件上执行工作。

结构140可以包括壳体(例如，图2的壳体202)，支承壳体的腿或脚轮、电源、可装载在壳体内的平台105，以及任何其他合适的特征。平台105可以包括物理表面(例如，图2的平台212)，诸如平坦物理表面，在其上可以放置和访问部件以进行实验、分析和处理。在一些情况下，平台105可以是地板或桌面表面。平台105可以细分成用于放置不同的部件的多个离散的平台位置(例如，图3的位置L1至L28)。这些位置可以是直接相邻的或者可以彼此隔开。每个平台位置可以包括分隔器、插入件和/或用于分隔不同平台位置并容纳部件的任何其他支承结构。出于示例性目的，图1示出了平台105上的第一位置105A、第二位置105B和第三位置105C，但是可以包括另外的位置。位置105A至位置105C中的一个或更多个可以装载有圆盘传送带(例如，图4A的圆盘传送带204)，圆盘传送带可以包括用于保持一个或更多个诸如液体瓶的部件的空间。结构140可以另外包括马达(例如，图4B的马达248B或图7的马达308)或用于使圆盘传送带相对于平台105旋转的另一设备，以促进与成像设备107相互作用等。此外，结构140的马达或结构140的附加马达可以用于使装载到平台105上的各个瓶、装载到平台105上的托盘或位于平台105上的圆盘传送带旋转。

可以表示多个传送设备的传送设备141(例如，图7的滑架304)可以在平台105和处理装置101之间以及在平台105上的不同位置之间准备和/或传送部件。传送设备的示例可以包括输送机、起重机、样品轨道、拾取和放置夹具、可以独立移动的实验室传送元件(例如，圆盘、轮毂或基座)，机器手臂和其他试管或部件输送机构。在一些实施方式中，传送设备141包括被配置成传送液体的移液头。这样的移液头可以在可移除的移液器吸头内传送液体，并且可以包括适于抓取或释放其他实验室器具的抓取器，诸如微孔板。

处理装置101可以包括用于执行任何适当处理的任何数量的机器或仪器。例如，处理装置101可以包括分析仪，其可以包括能够分析样品诸如生物样品的任何合适的仪器。分析仪的示例包括分光光度计、发光计、质谱仪、免疫分析仪、血液分析仪、微生物分析仪和/或分子生物分析仪。在一些实施方式中，处理装置101可以包括样品分级装置。样品分级装置可以包括用于容纳具有生物样品的样品试管的样品呈现单元、用于临时存储样品试管或样品保存容器的样品存储单元、用于等分样品的装置或设备例如等分器、用于保持包括分析仪所需的试剂的至少一个试剂包的装置、以及任何其他合适的特征。

一个或更多个成像设备107可以相对于平台105定位，以确保装载到系统100中的任何单个试剂瓶标签的所有部分都在至少一个相机的视野中。因此，对于围绕试剂瓶的试剂瓶标签，使用或不使用镜子或转盘的一个或更多个成像设备107可以具有每个试剂瓶的完整三百六十度视图。成像设备107可以是用于捕获平台105和平台105上的任何部件或结构140整体的图像的任何合适的设备。例如，成像设备107可以是任何合适类型的相机，诸如照片相机、视频相机、三维图像相机、红外相机等。一些实施方式还可以包括三维激光扫描仪、红外光深度感测技术或用于创建对象和/或空间的三维表面图的其他工具。在示例中，成像设备107可以利用狭缝扫描技术产生全景图像，如现有技术中已知的。因此，成像设备107可以包括具有一个或更多个狭缝的适当的滑片或盖，以限制成像设备107的观察区域。此外，虚拟狭缝可以与数字摄影结合使用。在任何配置中，狭缝扫描成像可以涉及使用固定相机通过狭缝或虚拟狭缝拍摄单独旋转的试剂瓶的图像，以获得小于图像的整个宽度的像素列。在相机的视野中的对象被旋转时诸如通过狭缝所聚焦或在相机的视野中的像素被用于生成列。可以从像素列中修剪图像中对象的未聚焦或不在视野中的部分。对象可以以与相机的采样速度相当的稳定旋转速度旋转，使得可以产生多个图像，如下面更详细地讨论的。然后，可以将来自对象的不同位置的不同图像的多个像素列拼接在一起，以形成展开图像，该展开图像是多个较窄图像的汇编。以这种方式，相机可以“剥离”试剂瓶的标签，以准备用于由流体处理系统识别视觉指示符例如文本或符号的标签。

成像设备107可以包括安装到结构140或结构140附近的多个成像设备中的一个。在另外的示例中，可以安装多个成像设备107以获得设置在平台105上的试剂瓶的多个视图。多个成像设备可以隔开，以获得安装到试剂瓶的标签的完整视图。成像设备107可以安装在结构140附近，以具有在平台105上的位置的大约三百六十度的交叠视野。例如，具有一百十度视野的四个成像设备107可以均匀地隔开，以产生在每一端与来自相邻成像设备107的图像交叠的四个图像。因此，图像可以被组合或“绗缝”在一起以形成合成图像。此外，在另外的示例中，镜子可以被定位在结构140中或结构140附近，以促进一个或更多个成像设备107获得单个标签的完整视野。

控制计算机108可以控制在处理系统100上运行的处理，初始配置处理，并检查是否已经为处理正确地准备了部件设置。控制计算机108可以控制和/或发送消息到处理装置101、传送设备141和/或成像设备107。控制计算机108可以包括数据处理器108A、耦接至数据处理器108A的非暂态计算机可读介质108B和数据存储器108C、一个或更多个输入设备108D和一个或更多个输出设备108E。尽管控制计算机108在图1中被描绘为单个实体，但是应当理解，控制计算机108可以存在于分布式系统或基于云的环境中。另外，实施方式允许控制计算机108、处理设备101、传送设备141和/或成像设备107中的一些或全部被组合为单个设备中的组成部分。

输出设备108E可以包括能够输出数据的任何合适的设备。输出设备108E的示例可以包括显示屏、视频监视器、扬声器、音频和视频报警器以及数据传送设备。输入设备108D可以包括能够将数据输入到控制计算机108中的任何合适的设备。输入设备的示例可以包括按钮、键盘、鼠标、触摸屏、触摸板、麦克风、摄像机和传感器(例如，光传感器、位置传感器、速度传感器、接近传感器)。

数据处理器108A可以包括任何合适的数据计算设备或这些设备的组合。示例性数据处理器可以包括一起工作以实现期望功能的一个或更多个微处理器。数据处理器108A可以包括CPU，CPU包括至少一个高速数据处理器，该高速数据处理器足以运行程序组件以执行用户和/或系统产生的请求。CPU可以是微处理器，例如AMD的Athlon、Duron和/或Opteron；IBM和/或摩托罗拉的PowerPC；IBM和索尼的Cell处理器；Intel的Celeron、Itanium、Pentium、Xeon和/或XScale；和/或类似处理器。

计算机可读介质108B和数据存储器108C可以是能够存储电子数据的任何合适的一个或更多个设备。存储器的示例可以包括一个或更多个存储器芯片、盘驱动器等。这样的存储器可以使用任何合适的电、光和/或磁操作模式来操作。

计算机可读介质108B可以包括可以由数据处理器108A执行以执行任何合适方法的代码。例如，计算机可读介质108B可以包括以下代码，该代码可以由处理器108A执行以使处理系统100执行自动试剂识别方法，该方法包括：利用成像设备107对装载到圆盘传送带上的多个试剂容器(例如瓶)的各个标签进行成像，以产生标签图像；将标签图像中的信息与位于计算机可读介质108B中的数据库中的识别信息进行比较；确定是否已经将适当的试剂装载到圆盘传送带中，以执行由操作员编程到控制计算机108中的协议108F；以及向操作员输出警告或警报，该警告或警报指示来自标签图像的信息与编程协议之间的任何差异。这样的差异可能导致在处理系统100上运行的处理的中断或失败，或者可能导致由处理系统100生成的信息无效或不准确。

计算机可读介质108B可以包括以下代码，该代码可以由数据处理器108A执行以接收和存储用于一个或更多个协议(例如，用于处理生物样品的协议或用于文库构建过程的协议)的处理步骤，以及控制成像设备107、结构140、传送设备141和/或处理装置101以执行用于一个或更多个协议的处理步骤。计算机可读介质108B还可以包括以下代码，该代码可以由数据处理器108A执行以接收来自处理装置101的结果(例如，来自分析生物样品的结果)并且转发该结果或将该结果用于另外的分析(例如，诊断患者)。另外，计算机可读介质108B可以包括以下代码，该代码可以由数据处理器108A执行以获得平台105的图像、识别平台105的图像中的信息、使用存储在数据存储器108C或计算机可读介质108B中的信息来破译图像中的信息、将破译的信息与包括在协议108F中的信息进行比较、以及在输出设备108E处向用户显示差异。

数据存储部件108C可以在控制计算机108的内部或外部。数据存储部件108C可以包括一个或更多个存储器，这些存储器包括一个或更多个存储器芯片、磁盘驱动器等。数据存储部件108C还可以包括常规的、容错的、关系型的、可扩展的、安全的数据库，诸如可以从Oracle^TM或Sybase^TM购买的那些数据库。在一些实施方式中，数据存储器108C可以存储协议108F和图像108G。数据存储部件108C可以另外包括用于数据处理器108A的包括协议的指令。计算机可读介质108B和数据存储部件108C可以包括任何合适的存储设备，诸如非易失性存储器、磁存储器、闪存、易失性存储器、可编程只读存储器等。

数据存储部件108C中的协议108F可以包括关于一个或更多个协议的信息。协议可以包括关于要完成的一个或更多个处理步骤的信息、在处理期间使用的部件、部件位置布局和/或用于完成处理的任何其他合适的信息。例如，协议可以包括用于处理生物样品或处理DNA文库的一个或更多个有序步骤。协议还可以包括在开始处理之前准备部件列表的步骤。部件可以被映射到平台105上或圆盘传送带(例如，图4A的圆盘传送带204)中的特定位置，在该位置处传送设备141可以获得部件以便将它们传送到处理装置101。该映射可被编码成用于操作传送设备141的指令，诸如指示移液器从圆盘传送带中的试剂容器吸取一定量的液体并将一定量的液体分配在预定目的地的指令，并且该映射还可以由显示给用户的虚拟图像表示，使得用户可以将部件放置在平台105和圆盘传送带上。实施方式允许处理系统100用于多个处理(例如，多个不同的样品处理或制备过程)。因此，当需要时，可以存储和检索关于多个协议108F的信息。当从第一处理改变到第二处理时，或者当重新开始第一处理时，平台105和圆盘传送带上的部件可以根据需要重新布置、改变和/或补充。

图像可以包括一个或更多个对象的描绘。作为示例，图像可以包括数字图片或照片、视频、三维图片和视频、彩色照片、黑白照片、高动态范围图像(例如，组合同一对象的以不同曝光拍摄的多个图像)等。在示例中，图像108G可以另外包括狭缝扫描图像，其中通过其形成狭缝的可以移动的或虚拟的滑片定位在成像设备107和平台105之间。图像108G可以包括绗缝或展开的图像。

数据存储器108C中的图像108G可以包括平台105和圆盘传送带的真实世界视觉表示，以及设置在平台105和圆盘传送带上或平台105和圆盘传送带中的部件和设置在这些部件上的标签的真实世界视觉表示。在每个图像中，平台105和圆盘传送带可以显示为处于用于开始某个处理的准备状态，其中，用于执行协议的部件放置在传送设备141可以访问的位置。每个图像108G可以与来自所存储的协议108F的特定协议相关联。在一些实施方式中，可以有用于特定协议的单个图像。在其他实施方式中，对于特定协议可以有多个图像(例如，来自不同角度、具有不同照明水平、或在一些位置包括可接受的实验室器具替换)。图像108G可以存储为各种类型或格式的图像文件，包括JPEG、TIFF、GIF、BMP、PNG和/或RAW图像文件，以及AVI、WMV、MOV、MP4和/或FLV视频文件。

平台105可以细分成用于组织不同的部件的多个离散的平台位置。离散位置可以具有任何合适的尺寸。图3中示出了具有多个位置的平台105的示例。图3中的平台220示出了编号为L1至L28的不同区域，以及热循环仪224，其可以作为不同类型的部件或部件包的不同位置来操作。平台105可以根据需要具有额外的位置或更少的位置。虽然这些位置可以被编号或命名，但是在系统的物理实施方式中，它们可以被物理地用标签标明或标记在平台105上或可以不被物理地用标签标明或标记在平台105上。

如本文所讨论的，诸如图像108G的图像可以用于验证是否将适当的部件装载到平台105和圆盘传送带中以完成由操作员编程到处理系统100中的协议108F，以及如果协议要求，则验证这些部件是否位于用于执行编程协议的正确位置。

图2是可以包括图2的处理系统100的示例的流体处理系统200的立体图。流体处理系统200可以包括壳体202、圆盘传送带204和成像设备206。壳体202可以包括多个壁或面板，这些壁或面板形成圆盘传送带204可以定位在其中的外壳。外壳可以具有开口208、覆盖面板210可以定位在开口208上方以将圆盘传送带204封装在外壳内。壳体202可以另外包括平台212，在平台212上可以定位诸如平台105(图1)或平台220(图3)的平台。平台可以包括用于容纳圆盘传送带204的槽或插口。在示例中，槽或插口可以被配置成将圆盘传送带204保持在相对于成像设备206的预定或已知位置。平台212可以将平台保持在相对于成像设备206的预定或已知位置。壳体202可以另外包括用于保持诸如控制计算机108(图1)等的控制器214的空间。控制器214可以被配置成诸如通过无线或有线通信链路与网络216通信。

可以包括图1的成像设备107的成像设备206可以位于壳体202内的固定位置。成像设备206可以被配置成指向圆盘传送带204的单个位置。同时，传送设备141或处理装置101(图1)的移液器可以位于壳体202内，以访问圆盘传送带204的位置。圆盘传送带204可以自旋或转动以将不同的位置呈现给移液器和成像设备206。在其他示例中，成像设备206可以安装在壳体202内以在壳体202内部的不同部分上移动观察区域。

控制器214可以被配置成执行装载到圆盘传送带204中和装载到壳体202内的平台上的部件的协议。为了使控制器214根据协议对装载到圆盘传送带204中的瓶组执行一个或更多个步骤序列，控制器214应当知道圆盘传送带204内的每个瓶的位置，例如圆盘传送带204内的每个位置处的每个瓶的内容物。如本文所讨论的，控制器214可以被配置成操作成像设备206以获得圆盘传送带204和装载到圆盘传送带204中的部件的图像。特别地，圆盘传送带204可以装载有材料瓶，其中每个瓶可以具有标签，标签提供与每个瓶的内容物、每个瓶所属的瓶组、该瓶组的制造商、处理系统200使用该瓶组执行的一个或更多个协议等有关的识别信息。控制器214可以读取瓶标签的图像以识别标签中呈现的信息。从标签读取的信息可以与存储在计算机可读介质(诸如图1的介质108B)中的信息(诸如从网络216获得的信息)进行比较。存储在计算机可读介质中的信息可以包括用于该瓶组的协议，协议包括用于与该瓶组交互的一个或更多个步骤序列，诸如传送设备141可以与每个瓶交互的顺序。因此，在执行协议之前，控制器214可以将协议与从标签读取的信息中识别的装载到壳体202中的实际内容进行比较，并且如果需要，在流体处理系统200启动协议之前，将任何错误或潜在错误通知给操作员。

图3是用于装载到图2的壳体202的平台212上的平台220的平面图。平台220可以包括用于包括圆盘传送带204的各种部件的空间或位置。成像设备206可以相对于平台212安装在壳体202内，使得成像设备可以产生覆盖所有平台212的视野222。然而，在各种示例中，视野222可以被配置成仅覆盖平台212的部分，并且可以使用多个成像设备，或者可以使用连接的成像设备，该连接的成像设备可以将视野222跨平台212移动到不同位置以实现全覆盖。

图3示出了包括编号为L1至L28的位置的平台220以及诸如热循环仪224的其他部件，其可以作为用于不同类型的部件或部件包的不同位置来操作。平台220的示例可以根据需要具有额外的位置或更少的位置。虽然可以对这些位置编号或命名，但是在流体处理系统200的物理实施方式中，这些位置可以在平台220上被物理地用标签标明或标记或可以不在平台220上被物理地用标签标明或标记。在流体处理系统200的示例中，一些或所有位置可以根据特定协议由预定义类型的部件占据。例如，位置L1至L27可以装载包或试剂盒的部件或由协议指定的部件，并且位置L28可以装载圆盘传送带204。位置L1至L27中的一些可以包括相同类型的部件。这些部件可以包括试管、微孔或微量滴定板、移液器吸头、板盖、储液槽或任何其他合适的实验室器具部件。这些部件还可以包括实验室设备，诸如振荡器、搅拌器、混合器、保温箱、真空歧管，磁板、热循环仪等。在示例中，一个或更多个位置可以是结构140(图1)、壳体202(图2)或平台220(图3)的物理部分，或者可以是设置在平台212上的单独部件。位置L1至L28中的每一个可以由传送设备141(图1)访问。例如，位置L1至L28和热循环仪224可以与结构140或平台220物理分离。

成像设备206可以被配置成识别在位置L1至L27中的每一个处存在一个或更多个部件以及在位置L28处存在圆盘传送带204。此外，成像设备206可以被配置成从位于位置L1至L27中的每一个处的一个或更多个部件和位置L28处的圆盘传送带204读取信息。如图3可见，圆盘传送带204可以在圆盘传送带204本身内包括多个位置。这些位置中的每一个可以在圆盘传送带204上编号，使得例如液体瓶的部件可以例如根据协议以期望的方式装载到圆盘传送带204中。由成像设备206拍摄的圆盘传送带206的图像可以用于从装载到圆盘传送带204中的瓶的标签读取信息。

图4A是图3的圆盘传送带204的第一示例的立体图。圆盘传送带204可以包括容器230、基底232、延伸部234、旋钮236和挖槽238。

基底232可以包括用于将多个瓶连接到共同结构中的平台。基底232可以是环形或圆形的，以便于绕中心轴线A旋转。中心轴线A可以从基底232的圆形形状的中心延伸。延伸部234可以沿轴线A延伸，以在容器230A至230P和位于其中的瓶上方为旋钮236提供间隙。旋钮236可以包括符合人体工程学形状的主体，以便于用户抓握、提升和传送圆盘传送带204。如上所述，圆盘传送带204可以被配置成绕轴线A旋转。例如，流体处理系统200的马达或驱动机构可以被配置成与圆盘传送带204接合以施加旋转运动。驱动机构可以被配置成接合旋钮236或基底232。

圆盘传送带204可以包括用于容纳诸如液体瓶240的部件的多个容器230。在图4A的示例中，圆盘传送带204包括十六个容器230A至230P。容器230A至230P可以诸如通过使用数字标记242在圆盘传送带上物理地用标签标明。数字标记242可以由流体处理系统200的操作员使用，以根据具有相应编号的液体瓶列表的协议，将多个液体瓶240装载到圆盘传送带204中。如上所述，圆盘传送带204可以被配置成旋转以将容器230A至230P与成像设备206和传送设备141对准。然而，在其他示例中，圆盘传送带204可以被配置成仅以一个取向被装载到平台220中，使得控制器214将知道容器230的位置。控制器214可以被配置成使用成像设备206来读取数字标记242以确定圆盘传送带204的取向。

容器230A至230P可以分别包括基座244A至244P和套筒246A至246P。基座244A至244P可以包括放置瓶的位置。基座244A至244P的位置可以位于基底232上的已知位置，使得传送设备141可以知道在哪里找到位于容器230A至230P中的瓶。套筒246A至246P可以分别从基座244A至244P延伸，为位于其中的瓶提供支承。套筒246A至246P可以包括足够长度的细长试管，以将试剂瓶保持在直立位置。套筒246A至246P可以与基座244A至244P分离，以便于例如清洁。套筒246A至246P可以由透明材料制成以便于观察其中的瓶。特别地，套筒246A至246P可以是透明的或清晰的，以使得成像设备206能够观察套筒246A至246P内的瓶的标签。可以为每个容器230A至230P提供挖槽238A至238P。挖槽238A至238P可以被配置成用于接纳和保持帽，诸如用于瓶240的帽248，用于位于容器230A至230P的对应容器中的瓶的帽。因此，挖槽238A至238P中的每一个可以包括向下延伸到基底232中以防止或抑制帽的移动的凹陷或腔。在示例中，挖槽238A至238P包括防止帽相对于轴线A周向或径向移动的矩形凹陷。此外，挖槽238A至238P可以具有用于固定帽的法兰或其他特征。

圆盘传送带204可以被配置成围绕轴线A旋转或自旋以产生离心力，如图4B和图4C所示。另外，圆盘传送带204的旋转可以用于使瓶与传送设备141和/或成像设备107(图1)对准。例如，圆盘传送带204可以包括驱动轮毂247A、轴承247B、垫圈247C和滑轮247D。皮带248A可以连接到马达248B和滑轮247D，以向圆盘传送带204提供旋转输入。马达248B可以包括步进马达。驱动轮毂247A可以包括在多个不同旋转位置中的一个旋转位置中的花键或链轮，圆盘传送带204可以装配在花键或链轮上。可以提供螺线管248C，并且螺线管248C可以包括可致动凸片248D，以接合圆盘传送带204(例如，通过结构140中的支承托架中的切口)，从而选择性地抑制圆盘传送带204的旋转。此外，容器230A至230P中的每一个可以被配置成单独旋转以使得成像设备204能够对位于容器230A至230P中的每一个中的瓶进行三百六十度的观察，而不管圆盘传送带204的周向取向如何，如图4D所示。也就是说，基座244A至244P中的每一个以及安装到其的套筒246A至246P可以被配置成围绕中心轴线B旋转，使得放置在其上的试剂瓶可以同时旋转。因此，基座244A至244P中的每一个可以包括安装到基底232的转盘，该转盘可以相对于基底232旋转，由此附加地使套筒246A至246P旋转。如图4D中所示，基座244A可以包括套筒246A，O形环凹槽249A、O形环249B、轴承249C和驱动器249D。基座244A可以通过与试剂输入驱动器249E接合而旋转，试剂输入驱动器249E可以同心地安装在驱动轮毂247A上。当驱动轮毂247A旋转时，O形环249B围绕其装配的驱动轮毂247A的外径接合基座244A，以使基座244A在轴承249C中旋转。基座244A至244P中的每一个可以围绕驱动轮毂249E的外径定位以同时旋转。如参照图7至图8更详细地讨论的，成像设备206可以被配置成使用狭缝扫描技术或其他技术来产生瓶240上的标签的全景图像。

图5是具有不同尺寸的容器的图3的圆盘传送带204的可替选示例的立体图。圆盘传送带250可以包括容器252、基底254、延伸部256、旋钮258、挖槽260和数字标记262。圆盘传送带250可以以与圆盘传送带204类似的方式起作用，诸如通过被配置成围绕轴线A旋转。圆盘传送带250可以具有与圆盘传送带204相同的占地面积，从而占据平台220的相同表面积。例如，基底254可以具有与基底232相同的形状和尺寸，例如圆和直径。然而，圆盘传送带250的特征在于具有不同尺寸和形状的较少容器。

容器252A至252E可以分别包括基座264A至264E和套筒266A至266E。容器252A至252D可以包括直径大于容器230A至230P的圆柱形容器。容器252E可以包括方形容器。容器252E可以大于容器252A至252D，以例如容纳散装材料，诸如80％的乙醇、水、珠子等、可以与容器252A至252D的试剂一起使用的瓶。套筒266A至266E可以是清晰的或透明的，以使得当瓶定位在容器252A至252E内时能够观察瓶诸如瓶268。挖槽260A至260E可以被配置成接纳诸如用于瓶268的帽270的帽。

图6是用于图1和图2的流体处理系统200的控制面板282的屏幕截图280的示意图。控制面板282可以包括用于控制计算机108(图1)的输入和输出设备，或者可以包括用于控制器214的接口的实施方式。屏幕截图280可以包括用于协议的信息，包括标题块284、试剂块286、量块288和圆盘传送带位置块290，以及诸如存储温度块和准备温度块的其他信息块。试剂块286可以包括由被编程到控制计算机108中的协议使用的试剂列表。因此，系统200的操作员可以在控制面板282中为圆盘传送带位置块290中的每个圆盘传送带位置输入特定的试剂。圆盘传送带位置块290可以包括与诸如圆盘传送带204和250的给定圆盘传送带上的数字标记对应的数字标记，诸如数字标记242和262。

使用控制面板282，实验室技术人员可以从壳体202远程配置批次。批次的配置可以包括协议、样品、索引、方法选项和安全停止点的选择。实验室技术人员可以在附近的打印机处打印试剂工作辅助(RWA)。RWA可以提供关于完成所配置的批次所需的试剂的信息。RWA可以包括试剂储存条件、试剂盒名称、试剂名称、解冻说明(如适用)、涡旋说明(如适用)和离心说明(如适用)。RWA上项目的顺序可以由应用科学家确定，以便在简化预处理(解冻、涡旋、离心)方面最有意义。实验室技术人员可以根据RWA回收试剂并且可以执行任何所需或所希望的预处理步骤。因此，实验室技术人员可以通过以下操作来开始样品处理过程：获得试剂盒、评估其内容物、如果系统100被如此配置，根据由应用科学家开发的协议将试剂瓶的列表输入到控制面板282中、并且将试剂瓶装载到圆盘传送带中。在其他示例中，试剂瓶列表可以包括在已经编程到系统100中的协议中，使得实验室技术人员不需要手动输入试剂瓶列表。

图7是其中定位有液体瓶240G的图4A的容器230G的特写立体图。容器230G可以包括装载到圆盘传送带204中的多个容器中的一个。圆盘传送带204可以装载到图1的流体处理系统200的壳体202中。圆盘传送带204可以相对于传送设备141和成像设备206设置。传送设备141可以包括高架起重机系统，该高架起重机系统具有跨平台212的长度延伸的轨道300A和300B以及可以横跨平台212的宽度并可以被配置成在轨道300A和300B上滑动的桥302。滑架304可以耦接到桥302，并可以被配置成在平台212的宽度上沿桥302移动。桥302和滑架304可以可操作地耦接到适当的马达和电源，以及控制面板214，以根据协议移动。滑架304可以耦接到一个或更多个用于执行协议的仪器。在所说明的示例中，滑架304耦接到移液器306。移液器306可以被配置成当液体瓶240G被移动到与轴线B对齐的位置时，轴向地移动到液体瓶240G中。

一旦预处理完成，实验室技术人员可以打开试剂瓶的帽，将试剂瓶装载到圆盘传送带204的容器230中，并将帽设置在与圆盘传送带204上的瓶相邻的挖槽238处。例如，帽248G可以从瓶240G移除并且放置在挖槽238G中。如果任何帽被系到它们各自的试管上，则实验室技术人员可以切断系绳以使得帽与试管分离，这将避免与移液器306的潜在碰撞。套筒246G可以沿着瓶240G的长度延伸，跨过瓶240G的标签，直到滚花249G。套筒246G可以在没有滚花249G的情况下停止，以使得能够在螺纹下方抓握瓶240G，其中，帽248G被配置成耦接以避免交叉污染。然而，套筒246G具有足够的长度以将液体瓶240G保持在沿着或基本上沿着轴线B的直立位置。

如上所述，基座244G可以包括瓶240G可以放置在其上的基座，并且基座244G可以被配置成在来自马达308或另一个马达(例如，图4B的马达248B)的动力下旋转。基座244G可以另外地包括用于容纳套筒246G的法兰312G。基座244G可以位于基底232的井314G内。井314G可以是基底232内的位置，在该位置处基座244G可以被定位成诸如通过轴或磁耦接与马达308对接。在示例中，马达308可以包括转盘系统的一部分。井314G可以大于基座244G。基座244G可以被配置成可以释放地附接到基底232。因此，圆盘传送带204可以被配置成容纳不同尺寸的基座，以容纳协议的不同尺寸的瓶或部件。例如，不同尺寸的基座可以具有不同尺寸的法兰以容纳不同尺寸的套筒或试管。套筒尺寸可以与瓶尺寸紧密匹配，以便将瓶沿轴线B定向在直立位置，以便于例如移液。基座可以被配置成诸如通过卡扣特征被保持在适当位置，以向操作员提供基座牢固附接的触觉反馈。可以对不同尺寸的基座进行分类，诸如使用颜色编码或一些其他系统识别系统。流体处理系统200可以被配置成读取每个基座上或圆盘传送带204上的编码，用于与存储在计算机可读介质108B中的协议(诸如可以由操作员在控制计算机108处输入的协议)相互对照。

实验室技术人员可以在控制面板214或控制面板282上开始预先配置批次的运行，然后将圆盘传送带204装载到壳体202上。实验室技术人员可以关闭壳体202的盖板210。此外，圆盘传送带204可以具有盖或罩。盖可以包括接合基底232并围绕容器230的圆柱形壁和与基底232相对并封装容器230的顶板。盖可以保护装载到容器230中的试剂免受环境污染，并且可以帮助圆盘传送带204的传送，特别是如果圆盘传送带204被配置成不具有延伸部234和旋钮236时。顶板可以包括诸如槽的开口或进入点，以使得能够由诸如移液器306的仪器进入，并允许成像设备206观察位于盖下方的试剂瓶。盖可以被配置成保持静止而圆盘传送带204可以旋转。在其他示例中，盖可以被配置成与圆盘传送带204一起旋转。

一旦圆盘传送带204的盖被关闭，系统200就可以使用成像设备206结合容器230的旋转来执行狭缝扫描摄影。例如，容器230G可以包括基座244G和套筒246G。基座244G可以耦接到马达308或一些其他旋转机构，以获得瓶240G的“展开”图像。基座244G可以围绕轴线B旋转，这可以使得瓶240G另外围绕轴线B旋转。因此，瓶240G的中心可以位于距成像设备206恒定距离处，以便于狭缝扫描成像。“展开”图像可以通过算法运行以破译瓶240G的标签上的标记或视觉指示符，诸如条形码、通用产品代码、文本、字母数字字符、图形图片、象形字符、视觉图片、QR码、数据矩阵码，用户添加的信息(诸如手写注释、标记或区别特征)符号等。可以使用几何校准标签(例如，图12的标签600)将每个基座的旋转速度校准到成像设备，例如快门速度或摇摄速度，其中可以在基座旋转时由成像设备记录校准标签上的几何形状(例如，图12的正方形602A至602C)和参考图像(例如，图12的文本604)，并且可以调整基座的速度直到几何形状聚焦。

图12示出了包括正方形602A至602C和参考文本604的示例校准标签600。如上所述，每个单独的试剂瓶可以以与相机的帧速率相当的速度旋转，以获得附在其上的标签的图像。如果马达旋转太快，则相机将不能足够快地采样以针对每一度来剥离标签，因此所得到的标签看起来将是被压缩的。另一方面，如果马达旋转太慢，则相机将潜在地多次拍摄相同度数的图片，从而导致标签看起来是被拉伸的。标签的变形将导致OCR(光学字符识别)准确性的问题。从标记破译的信息可以包括供应商标识、试剂名称、批号、温度、协议等。

图13A示出了对于相机而言试剂瓶旋转太慢的示例。正方形602A至602C呈现为横向伸长的矩形，其宽高比为2.91，而文本604变宽。如果图像中矩形的宽度大于其高度，则旋转速度太低。相反，如果高度大于宽度，则速度太高。测量的高宽比提供了校准所需速度变化的直接指示。

图13B示出了以下示例：试剂瓶以与相机几乎相同的速率旋转的示例，使得正方形602A至602C是几乎完美的正方形，例如具有1.06的宽高比。

此外，如上所讨论的，代替使用单个相机来观察旋转的瓶，可以使用多个相机来观察静止瓶的不同侧面或视角，使得多个图像可以被编译或绗缝在一起以获得完整的标签视图。

图8是装载到圆盘传送带322中的多个液体瓶320A至320L的立体图。圆盘传送带322可以被配置成类似于本文所讨论的任何圆盘传送带，诸如圆盘传送带204和圆盘传送带250。瓶320A至320L可以各自具有标签324A至324L中相应的一个。每个标签324A至324L可以具有位于其上的不同类型的标记，诸如条形码、批号、试剂名称等。

圆盘传送带322可以旋转以将每个液体瓶320A至320L定位到成像设备206(图7)的视野中。成像设备206可以一次查看所有液体瓶320A至320L。例如，对于每个液体瓶320A至320L，成像设备206可以具有视野的感兴趣区域326A至326L。例如，可以使用用于成像设备107的狭缝或虚拟狭缝来产生每个感兴趣区域。对于液体瓶320A至320L被装入的每个容器，感兴趣区域326A至326L中的每一个都可以以轴线B为中心。感兴趣区域326A至326L中的每一个可以对应于通过相机屏幕或快门中的狭缝拍摄的液体瓶320A至320L的图像。随着每个瓶被成像设备206观察，马达308可以使一个或更多个基座旋转，使得成像设备206可以拍摄标签324A至324L的一个或更多个图像。对于所示示例，这使得能够同时创建12个，并且最多18个标签图像，从而大大减少了所需的时间。在其他示例中，成像设备107的视野可以单独地放大或聚焦到感兴趣区域326A至326L中的每一个上。

图9A至图9C是围绕圆柱形液体瓶350的矩形标签352的视图。液体瓶350可以包括试管354、滚花356和帽358。当试管354旋转时，可以拍摄标签352的多个图像。可替选地，当试管354旋转时，可以使用狭缝扫描技术拍摄单个连续图像。因此，例如，诸如图9A至图9C中所示的那些单独图像可以拼合在一起，以形成标签352的完整视图。

可以将来自标签352的信息与存储在计算机可读介质108B中或处理系统100中的其他地方的信息进行比较。信息可以诸如从网络216加载到计算机可读介质108B中，网络216包括来自例如液体瓶350中使用的试剂的不同制造商的标签信息。因此，计算机可读介质108B可以具有制造商名称、长格式和短格式的试剂名称、批号、存储温度信息等。因此，处理系统100可以具有来自多个制造商或供应商的用于多个协议的信息库。在示例中，处理系统100的操作员可以将操作员预期运行的来自制造商的文库构建试剂盒的信息加载到计算机可读介质108B中。因此，一旦协议被输入到处理系统100中，处理系统将可以访问信息，以破译其中要使用的试剂瓶。

此外，系统100或200可以被配置成读取液体瓶350内的液位L。在示例中，可以扫描液体瓶350的图像以确定液位。此外，移液器306可以被配置成具有用于液位感测的诸如声学传感器的传感器。

在系统100或系统200比较来自成像设备107或成像设备206的已知信息之后，系统将知道在即将执行协议之前什么试剂已被装载到圆盘传送带204中。系统100和200可以被配置成使得试剂瓶装载到圆盘传送带204上的顺序或位置无关紧要。软件可以根据编程到控制面板282中的协议交叉检查装载有预期试剂的试剂以进行批量配置。如果期望装载了所有的试剂，则传送设备141和处理装置101可以开始从试剂瓶等分到内部温度受控的存储位置。基于来自控制面板282的实验室技术人员设置的批次配置，系统知道要等分的量。在每次等分之前，可以进行液位感测以确保存在用于该批次的足够量。这种液位感测可以使用例如位于移液器306上的声学传感器来执行。此外，使用成像设备107或成像设备206对试剂瓶进行成像可以用于确定液位，诸如通过将实际液位的图像与各个试剂瓶上的刻度线进行比较。

图10是示出用于识别装载到流体处理系统中的试剂的方法400的线图。

在步骤402，可以选择用于在流体处理系统上运行的编程协议。例如，操作员可以使用控制面板282来输入或选择存储在计算机可读介质108B中的协议108F。协议可以包括处理和分析生物样品的步骤，诸如通过使用多种试剂制备DNA片段文库，包括下一代测序(NGS)文库。

在步骤404处，可以将用于文库制备(library preparation)的试剂列表输入到系统中。试剂列表可以包括协议中使用的每种试剂的试剂名称和量。试剂列表可以通过编程协议产生或可以由用户手动输入。

在步骤406处，可以将包括试剂列表中的试剂的试剂瓶装载到系统中。例如，试剂瓶可以装载到圆盘传送带204的套筒266A至266E中。试剂瓶可以由操作员标记以提供唯一的标签，以区分相同材料或液体的相同或几乎相同的瓶。在示例中，试剂瓶可以装载到圆盘传送带204上的任何位置，或者可以装载到圆盘传送带204中的特定的、数字标识的位置。试剂瓶上的帽可以被移除并固定到圆盘传送带204的靠近试剂瓶的位置，以便以后重新密封试剂瓶。

在步骤408处，可以将圆盘传送带204装载到系统中。例如，圆盘传送带204可以装载到平台220上的位置L28处。圆盘传送带204可以装载到壳体202中，以便与马达308交互，马达308可以使圆盘传送带204绕轴线A旋转。

在步骤410处，可以用成像设备107或成像设备206对圆盘传送带204成像。可以用成像设备对套筒246A至246E内的试剂瓶成像。可以透过形成套筒246A至246E的透明材料来拍摄图像。可以在支承套筒246A至246E的基座244A至244E上使试剂瓶旋转。圆盘传送带204的图像可以用于确定是否存在正确数量的瓶已装载到圆盘传送带204中。同样，圆盘传送带204的图像可以用于确定每个瓶的帽是否已被移除。

在步骤412处，可以在圆盘传送带204的一个或更多个图像中识别试剂瓶的各个标签。当在步骤410中对圆盘传送带204成像时，成像设备可以瞄准每个试剂瓶，或者圆盘传送带204可以旋转以将每个试剂瓶定位在成像设备的视野中，或者成像设备可以在单个视野中具有用于每个试剂瓶的特定感兴趣区域。例如，当通过基座244A至244E使试剂瓶旋转时，可以获得标签的狭缝扫描图像。如上所述，可以使用狭缝扫描成像的替选方式，诸如全景、缝合、展开、绗缝图像等。

在步骤414处，可以生成各个标签的图像文件。可以将多个单独的图像拼接在一起，或者可以对单个延时图像进行处理以生成图像，其中显示在标签上的信息可以通过系统和人工操作员读取和解释。例如，狭缝扫描图像可以用于产生围绕试剂瓶的标签的完整视图，因此在成像设备的一个视图中不可见。

在步骤416处，可以诸如通过执行字符识别算法来获得来自标签图像的信息。例如，可以获得条形码、通用产品代码、文本、字母数字字符、图形图片、象形字符、视觉图片和符号。这样的信息可以包括供应商标识、试剂名称、批号、温度、协议等。此外，在步骤416或步骤414处，可以评估每个标签的图像文件的清晰度。如果任何图像文件被认为模糊、失真或失焦，则可以拍摄另外的图像。此外，在评估图像文件清晰度之前，可以在步骤412处拍摄多个图像，并且可以评估圆盘传送带204的多个图像以确定最清晰的图片来用于信息识别。如果不能从每个标签的所生成的图像文件的圆盘传送带204图像中确定信息，则系统可以向用户提供警告以表示应当将新的试剂瓶装载到圆盘传送带204中以便可以更好地读取。此时，可以启动投票处理。否则，用户可以清除警告并决定继续使用已安装的试剂瓶。

投票处理可以用于在解释图像信息时产生更高的精确度，而不是用于产生更高的图像质量。投票处理可以包括使试管旋转若干圈以及对每个试管进行多次狭缝扫描。由于噪声，本文描述的字符识别(例如，光学字符识别)或视觉指示符识别结果有时对于每次旋转可能不完全相同。每个试管的每个狭缝扫描的多个图像可以与标签上的每个字符串相关联，并且可以使用投票机制来决定哪个候选具有最高的投票(vote)。例如，标签可以具有印刷在标签上的部件号“KE8443”。对于三个不同的狭缝扫描，视觉指示符识别结果可以返回“KE8443”、“KEB443”或“KE8443”。这三个候选的投票结果将产生正确的编号KE8443，因为三个狭缝扫描中的两个与印刷在标签上的部件号匹配。

用这种方式，独立地对试管标签进行扫描和OCR，并以类似于二项式分布的方式提高精确度。投票后的最终精确度将由等式[1]给出：

在等式[1]中：

n是实验次数，在这种情况下，是对试管进行旋转和狭缝扫描的次数；

p是正确OCR的概率；以及

k是正确OCR的次数。

例如，如果每次正确识别标签的字符串的可能性是0.8并且扫描标签三次，则获得正确字符串的最终概率是

如果标签被扫描5次，则最终概率是0.94208。

在步骤418处，可以在数据库中查找来自图像的信息。数据库可以预先填充有来自试剂瓶制造商的信息，诸如供应商标识、试剂名称、批号、温度、协议等。这种信息可以通过操作员在系统接口处输入到系统中，或者可以从网络下载。

在步骤420处，可以将来自试剂瓶标签的信息与来自在步骤402处编程到系统中的协议的信息进行比较。

在步骤422处，系统可以基于在步骤410处的比较确定是否正确的试剂瓶被装载到圆盘传送带204中。如果正确的试剂瓶被装载到圆盘传送带204中，则处理可以继续到步骤424。如果不正确或不期望的试剂瓶被装载到圆盘传送带204中，则处理可以继续到步骤428。

在步骤424处，系统可以基于步骤410处的比较确定试剂瓶是否被装载到圆盘传送带204中的正确位置。如果试剂瓶被装载到圆盘传送带204中的正确位置，则处理可以继续到步骤426。如果试剂瓶被装载到圆盘传送带204中的不正确位置，则处理可以继续到步骤428。步骤424可以是可选步骤，因为可以在步骤418处识别在步骤402处进入系统的试剂瓶，并且系统可以调整协议以在需要时访问适当的试剂瓶，而不管圆盘传送带204中的位置。

在步骤426处，在步骤402处输入的协议可以由系统运行。系统可以阻止对圆盘传送带204的访问以防止试剂瓶被换出。

在步骤428处，可以将在步骤422和424中的一者或两者处确定的错误或潜在错误通知给系统的操作员。例如，系统可以提供音频或视频警报。此外，系统可以在显示屏上向操作员呈现用于补救错误的指令。在纠正缺陷之后，系统可以继续执行方法400的步骤。

本公开内容描述了用于材料处理系统的自动试剂识别的各种系统、组件、设备和方法，其可以减少在设置材料处理系统以执行编程到材料处理系统中的程序时的设置时间和错误。例如，如果实验室技术人员装载了不期望的试剂，则仪器上诸如在控制器214处的屏幕，或仪器外诸如在控制面板282处的屏幕可以诸如通过视觉警报或警告向实验室技术人员通知错误。此外，可以产生各种声音警报和警告。此外，如果实验室技术人员忘记或以其他方式未能装载试剂，则系统可以提供通知。

如果系统不能基于所获得的试剂瓶的标签的成像来识别试剂，则系统可以在控制器214或控制面板282处提供指令，以请求实验室技术人员基于预期试剂的选择列表来手动地识别当前的试剂。此类错误可能是由于标签质量差、标签湿、手写标签等造成的。

在各种示例中，制造商或供应商信息的库可以通过诸如网络216的网络连接提供给系统。如果网络连接失败并且成像设备不能破译特定试剂标签的信息，则用户可以基于来自系统的提示用手将剩余的试剂手动地等分到内部系统位置，用户可以使用仪器上的屏幕手动地识别圆盘传送带上的每个试剂，或者系统可以指示用户应当在哪个位置装载哪个瓶。

系统的成像设备还可以用于确定帽是否已留在试剂瓶上，通过螺纹连接到试管上或通过系绳附接。在其他示例中，移液器306上的传感器可用于检测帽。如果检测到帽，系统可以提供适当的警报或通知。帽检测可以使用神经网络方法，其中每个试剂瓶的图片从平台相机框架被裁剪出来，然后被馈送到神经网络，神经网络输出三类：带帽的瓶、不带帽的瓶、无瓶。图11示出了系统200的工作流图500的示例。在步骤502处，可以装载圆盘传送带204并且可以关闭门210。在步骤504处，可以锁定门210，并且可以激活相机206以从圆盘传送带204读取信息。在步骤506处，可以进行决策以确定是否按照编程协议装载了正确的圆盘传送带。在步骤508处，系统200可以检查装载到圆盘传送带204中的试剂瓶上是否存在帽。如果检测到帽，则在步骤512处，可以解锁门210和/或可以为用户显示错误。在步骤514处，可以纠正错误，并且系统200可以返回到步骤504。在步骤516处，系统200可以使用相机206对装载到圆盘传送带204中的各个试剂瓶成像。在步骤518处，系统200可以检查协议以查看是否已经将适当的试剂瓶装载到圆盘传送带204中。如果其中装载了不适当的试剂瓶，则系统200可以移动到步骤512以采取纠正动作。在步骤520处，系统200可以执行协议。在步骤522处，可以结束协议，并且可以解锁和打开门210，并且可以为随后的工作流动作准备系统200。

在各种示例中，系统可以被配置成将壳体202保持在密封状态，诸如通过防止盖板210打开，直到协议已经完成之后，以便防止用户在圆盘传送带上的瓶已经被仪器装载和识别之后更换圆盘传送带上的瓶。这有助于确保试剂在系统上时系统具有试剂的保管链。

系统还可以被配置成使用试剂瓶的成像来确定实验室技术人员是否已经将瓶放置在错误尺寸的扫描管中使得例如瓶不会直立，从而妨碍仪器进入瓶或妨碍适当的狭缝扫描成像。在这种情况下，系统可以向用户通知错误。可以将适当的试管尺寸编程到协议中，使得系统知道预期的试管尺寸。此外，由成像设备获得的试剂瓶标识和基座的颜色标识或条形码可以用于检测这种错误。

此外，可以用系统确定试剂瓶的容量，以识别所装载的试剂瓶是否没有包含足够的量来满足编程协议的需要。这可以在试剂等分时间被检测。如果检测到这种情况，则系统可以提示用户诸如从同一批次的试剂装载另一个瓶或再填充瓶。由于较长的交付时间(解冻、涡旋、离心)，可以更早地通知用户则更好。如果在等分中检测到错误，则系统应通知用户并继续对圆盘传送带上的下一个物品进行移液。因为试剂装载可以是交互式工作流，所以用户将接近系统以解决错误。

对于批次跟踪，用成像设备获得的试剂瓶标签图像可以用于识别批号。然而，因为有时瓶上可能没有内置批号确认，所以系统不能总是确保成像正确地识别批号。因此，用户可以验证批号。例如，批号验证可以由实验室技术人员在实验室中的任何远程工作站处进行，其中实验室技术人员可以检查每个瓶的图像以及由成像识别的批号。然后，实验室技术人员可以确认批号已被成像并被正确破译或者编辑该批号以记录在样品日志中。

各种注释

以上详细描述包括对附图的参考，这些附图形成了详细描述的一部分。作为说明，附图示出了可以实践本发明的具体的实施方式。这些实施方式在本文中也称为“示例”。这样的示例可以包括除了示出的或描述的元素之外的元素。然而，本发明人还考虑了仅提供那些示出或描述的元素的示例。此外，本发明人还考虑了使用关于本文中示出或描述的特定示例(或其一个或更多个方面)或关于其他示例(或其一个或更多个方面)示出或描述的那些元件的任何组合或排列的示例(或其一个或更多个方面)。

如果本文档与通过引用并入的任何文档之间的用法不一致，则以本文档中的用法为准。

在本文档中，如在专利文件中常见的，术语“一”或“一个”被用于包括一个或多于一个，而与“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法无关。在本文档中，除非另有说明，否则术语“或”用于指非排他性的或，使得“A或B”包括“A而不是B”、“B而不是A”以及“A和B”。在本文档中，术语“包括(including)”和“其中(inwhich)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语等同物。此外，在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“包括(comprising)”是开放式的，也就是说，包括除权利要求中的这样的术语之后列出的那些要素之外的要素的系统、装置、物品、结合物、配方或过程仍然被认为落在该权利要求的范围内。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数值要求。

本文中描述的方法示例可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些示例可以包括利用能够操作以配置电子装置来执行如以上示例中描述的方法的指令编码的计算机可读介质或机器可读介质。这样的方法的实现可以包括代码，例如微代码、汇编语言代码、更高级别的语言代码等。这样的代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的一部分。另外，在示例中，例如在执行期间或在其他时间，可以将代码有形地存储在一个或更多个易失性、非暂态或非易失性有形计算机可读介质上。这些有形计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，高密度磁盘和数字视频盘)、磁带盒、存储卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

以上描述意在是说明性的而非限制性的。例如，以上描述的示例(或示例的一个或更多个方面)可以彼此结合使用。例如本领域普通技术人员在查阅以上描述后可以使用其他实施方式。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，以使得读者能够快速确定本技术公开内容的性质。提交摘要时理解到：摘要将不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在上面的具体描述中，各种特征可以被结合在一起以组织本公开内容。这不应当被解释成意为：对于任何权利要求而言，未要求保护的公开特征均是必要的。而是，发明主题可能在于少于特定公开的实施方式的所有特征。因此，所附权利要求由此作为示例或实施方式并入到具体实施方式中，其中，每项权利要求独立作为单独的实施方式，并且预期这样的实施方式可以以各种结合或置换的方式相互结合。本发明的范围应当参照所附权利要求以及这样的权利要求的等同物的全部范围来确定。

Claims (17)

1.一种用于使用包括多个试剂容器的试剂盒处理样品的流体处理系统，所述多个试剂容器中的每一个包含对应的液体试剂，所述流体处理系统包括：

非暂态计算机可读存储介质，其包括用于处理所述样品的编程协议，所述编程协议包括用于处理所述样品的试剂列表，

容器保持器，其被配置成在对应的多个位置处容纳所述多个试剂容器，每个试剂容器具有位于识别标签上的识别特征的视觉指示符；

成像设备，其被配置成创建装载到所述容器保持器中的所述多个试剂容器中的每个试剂容器的图像；以及

处理器，其被配置成：

识别每个图像中的视觉指示符并且基于所识别的视觉指示符识别所述多个试剂容器中的每个试剂容器中的试剂；以及

确定是否按照所述试剂列表中指定的将适当的试剂装载到所述容器保持器中。

2.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述编程协议还指定用于装载到所述容器保持器中的所述多个试剂容器中的每个试剂容器的预期位置，其中，所述处理器还被配置成确定每个识别出的试剂的反应容器的装载位置是否对应于所述编程协议中指定的所述试剂容器的预期位置。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的流体处理系统，其中，装载到所述容器保持器中的所述多个试剂容器中的每个试剂容器能够沿着所述试剂容器的中心轴线旋转。

4.根据权利要求3所述的流体处理系统，其中，所述成像设备被配置成通过狭缝扫描成像产生所述多个试剂容器中的每个试剂容器的合成图像。

5.根据权利要求4所述的流体处理系统，其中，所述处理器还被配置成使用几何校准标签来校准所述容器保持器中的各个试剂容器的旋转速度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的流体处理系统，其中，所述容器保持器是试剂圆盘传送带，所述试剂圆盘传送带能够沿着所述试剂圆盘传送带的中心轴线旋转。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体处理系统，其中，所述成像设备具有被配置成同时对所述容器保持器中的所述多个试剂容器进行成像的视野。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的流体处理系统，其中，所述非暂态计算机可读存储介质包括数据库，所述数据库包括来自不同制造商的试剂容器的视觉指示符，所述视觉指示符包括批号和有效期。

9.根据权利要求8所述的流体处理系统，其中，所述处理器被配置成比较所述数据库中的视觉指示符以破译所述图像中的视觉指示符。

10.根据权利要求9所述的流体处理系统，其中，所述处理器被配置成将所破译的所述图像中的视觉指示符与所述编程协议中的信息进行比较。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的流体处理系统，其中：

所述流体处理系统被配置成确定试剂容器内的液位；以及

所述处理器还被配置成根据所述编程协议确认所述试剂容器中包含足量的液体。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的流体处理系统，其中，所识别的视觉指示符包括字母数字字符。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的流体处理系统，还包括：

具有源位置和目的地位置的平台；以及

移液器，其被配置成从所述平台上的源位置吸取液体并且将所吸取的液体分配到所述平台上的目的地位置，

其中，所述编程协议还指定装载到所述容器保持器中的所述多个试剂容器中的每个试剂容器中的对应试剂的目的地位置，以及

其中，所述处理器还被配置成，对于装载到所述容器保持器中的所述多个试剂容器中的每个试剂容器：

确定所述编程协议中针对所识别的试剂指定的目的地位置；

引导所述移液器从所述容器保持器中的试剂容器吸取一定量的液体，以及

引导所述移液器将所吸取的一定量的液体分配在所确定的针对所识别的试剂的目的地位置。

14.根据权利要求13所述的流体处理系统，其中，所述处理器还被配置成，对于装载到所述容器保持器中的每个试剂容器，引导所述移液器从所述试剂容器吸取所述一定量的液体，并将所吸取的所述一定量的液体分配在所确定的目的地位置，而不管所述试剂容器被装载到所述容器保持器中的位置。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的流体处理系统，其中，所述处理器还被配置成根据所述容器保持器的图像确定是否已经从所述试剂容器移除帽，并且如果没有从试剂容器移除帽，则提供警报。

16.一种用于根据编程协议制备样品的流体处理系统，所述流体处理系统包括：

具有源位置和目的地位置的平台；

试管保持器，其位于所述平台上并且被配置成容纳具有标签的试剂容器，所述标签具有识别特征的视觉指示符；

成像设备，其被配置成创建所述试管保持器中的试剂容器上的标签的图像；

移液器，其被配置成从所述流体处理系统的平台上的源位置吸取液体并且将所吸取的液体分配到所述平台上的目的地位置；

非暂态计算机可读存储介质，其包括所述编程协议，所述编程协议为所述平台上的不同试剂指定源位置和目的地位置；以及

处理器，其被配置成通过以下操作来制备所述样品：

识别所述标签的图像中的所述视觉指示符，并且基于所识别的视觉指示符识别所述试剂容器中的试剂；

确定在所述编程协议中针对所识别的试剂指定的目的地位置；

引导所述移液器从所述试管保持器中的所述试剂容器吸取一定量的液体，以及

引导所述移液器将所吸取的一定量的液体分配在所确定的针对所识别的试剂的目的地位置。

17.一种识别装载到流体处理系统中的试剂的方法，所述方法包括：

将用于制备样品的协议编程到所述流体处理系统的控制器中；

将多个试剂容器装载到所述流体处理系统的容器保持器中；

用成像设备对所述多个试剂容器的各个标签进行成像以产生标签图像；

将所述标签图像中的信息与位于与所述控制器通信的数据库中的识别信息进行比较；以及

确定是否已经将适当的试剂装载到所述容器保持器中以执行协议。

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