CN114832873B - 用于测定设备的反应井孔 - Google Patents

Abstract

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

Description

用于测定设备的反应井孔

本申请是申请日为2019年03月22日、申请号为201980021278.8、发明名称为“用于测定设备的反应井孔”的申请的分案申请。

技术领域

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

背景

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

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

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

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

概述

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

总体而言，在一个实施例中，装置包括公共流体源；多个独立的连续流控路径；粘附到该装置的至少一部分的表面的第一膜，其中第一膜形成每个流控路径的进入导管的一个壁；以及粘附到第一膜的第二膜。除了样品腔室和公共流体源之间的连接之外，第二膜具有比第一膜更高的熔化温度。每个流控路径是封闭系统，并且对于多个流控路径中的每个流控路径，流体体积与气动体积的比率基本上是相等。每个独立的连续流控路径包括连接到公共流体源的样品腔室和连接到样品腔室的气动隔室。所述样品腔室具有流体体积，并且包括测定腔室和进入导管，其中测定腔室具有测定腔室体积，并且其中进入导管将公共流体源连接到测定腔室。所述气动隔室具有气动体积。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。多个流控路径中的第一流控路径的流体体积可以大于多个流控路径中的第二流控路径的流体体积。气动隔室可以包括空气腔室和气动导管。气动导管可以将样品腔室连接到空气腔室。测定腔室可以包括双锥形腔室。双锥形腔室可以包括：与流控路径的进入导管的末端流体连通的锥形入口；与气动隔室的末端流体连通的锥形出口，其中锥形入口和锥形出口可以由测定腔室体积的最大尺寸分开；以及两个弯曲边界。每个弯曲边界可以从锥形入口延伸到锥形出口。这两个弯曲边界一起可以包围测定腔室体积，其中每个弯曲边界可以包括中点，并且其中这两个弯曲边界之间的距离可以随着边界从中点朝向锥形入口弯曲和从中点朝向锥形出口弯曲而减小。双锥形腔室的两个弯曲边界相对于测定腔室体积的中心点可以是凹的。双锥形腔室可以是整体式的。测定腔室可以包括形成在整体式基体中的第一边界表面和由塞子形成的第二边界表面。塞子可以包括主体和盖。主体可以伸入到整体式基体中的一定深度，其中塞子的盖可以形成测定腔室的第二边界表面。测定腔室可以包括由膜形成的第三边界表面，其中第一边界表面、第二边界表面和第三边界表面可以一起包围测定腔室体积。在塞子的盖中形成的内部腔体可以包含一种或更多种干燥试剂。测定腔室体积可以至少部分地取决于塞子的主体伸入测定腔室的整体式基体的深度。塞子可以是透明的。测定腔室体积可以在1μL和35μL之间。该装置还可以包括位于每个流体路径的测定腔室内的磁性混合元件。磁性混合元件能够回转。

总的来说，在一个实施例中，装置包括公共流体源，连接到公共流体源的多个独立的连续流控路径。每个独立的连续流控路径包括样品腔室，样品腔室包括测定腔室和进入导管，该测定腔室和进入导管一起具有流体体积。进入导管可以将公共流体源连接到测定腔室。测定腔室包括形成在整体式基体中的第一边界表面和由塞子形成的第二边界表面。测定腔室包括与流控路径的进入导管的末端流体连通的锥形入口和与气动隔室的末端流体连通的锥形出口，以及还包括两个弯曲边界。每个弯曲边界从锥形入口延伸到锥形出口，使得两个弯曲边界一起包围测定腔室体积，每个弯曲边界包括中点和在两个弯曲边界之间的距离，该距离随着边界从中点朝向锥形入口弯曲和从中点朝向锥形出口弯曲而减小，以及具有气动体积的气动隔室，其中气动隔室的末端与测定腔室的锥形出口流体连通。除了样品腔室和公共流体源之间的连接，多个独立的连续流控路径中的每个流控路径是封闭系统。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。测定腔室还可以包括形成测定腔室的第三边界表面的膜，使得第一边界表面、第二边界表面和第三边界表面可以一起包围测定腔室体积。装置的一个流控路径的流体体积可以大于装置的另一个流控路径的流体体积。对于多个流控路径中的每个流控路径，流体体积与气动体积的比率可以基本上相等。气动隔室可以包括空气腔室和气动导管。气动导管可以将样品腔室连接到空气腔室。塞子可以是透明的。塞子形成的内部腔体可以包含一种或更多种干燥试剂。测定腔室体积可以至少部分地取决于塞子的主体伸入测定腔室的整体式基体的深度。在本文描述的任何装置实施例中，测定腔室体积优选在1μL至35μL之间。磁性混合元件可以位于测定腔室内。

总的来说，在一个实施例中，同时填充多个样品腔室的方法包括：(1)提供一种装置，其中公共流体源包含流体样品，并且每个独立的连续流控路径包含气体；以及(2)向公共流体源中的流体样品施加供应压力，由此来自公共流体源的流体样品被迫使经由进入导管进入每个流控路径的样品腔室中。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。施加供应压力可以包括施加恒定压力。施加供应压力可以包括将供应压力从较低压力斜坡式升高(ramping)到较高压力。流体样品可以克服重力经由进入导管行进到多个样品腔室。流体样品传输到装置的每个流控路径的样品腔室中可以将流控路径内的气体朝向流控路径的气动隔室压缩，从而导致流控路径的气动隔室中的内部压力增加。当气动隔室中的内部压力等于供应压力时，流体样品可以停止从公共流体源流入流控路径。所提供的装置的至少两个样品腔室在体积上可以不同，并且从公共流体源进入多个样品腔室中的每个样品腔室的流动速率可以与样品腔室的流体体积成比例，从而能够同时填充多个样品腔室。双锥形腔室的两个弯曲边界可以减缓在流体样品的弯液面前沿处的流体前进速率，使得当流体样品到达锥形出口时，流体样品的弯液面关于测定腔室的最大尺寸基本上对称，从而使填充期间测定腔室内气泡的截留最小化。

总的来说，在一个实施例中，方法包括：(1)提供一种装置，其中公共流体源包含流体样品，并且每个独立的连续流控路径包含气体；(2)向公共流体源中的流体样品施加供应压力，由此来自公共流体源的流体样品被迫使经由进入导管进入每个流控路径的样品腔室中；以及(3)当流体样品停止从公共流体源流入流控路径时密封流控路径。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。该密封步骤可以通过热熔进行。

总体而言，在一个实施例中，一种用于使干燥试剂再水合(rehydrating)的装置包括：测定腔室，该测定腔室包括形成在整体式基体中的第一边界表面和由塞子形成的第二边界表面；一种或更多种干燥试剂，该一种或更多种干燥试剂容纳在形成在塞子的盖中的内部腔体中；以及能够在测定腔室体积内回转的磁性混合元件。该塞子包括主体和盖，该主体伸入到测定腔室的整体式基体中一定深度，使得通过改变塞子的主体伸入到测定腔室的整体式基体中的深度，可以容易地改变测定腔室体积，其中第一边界表面和第二边界表面包围测定腔室体积。

该实施例和其他实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。测定腔室可以包括膜的第三边界表面，其中第一边界表面、第二边界表面和第三边界表面可以一起包围测定腔室体积。测定腔室可以是包括锥形入口和锥形出口的双锥形腔室。双锥形腔室还可以包括两个弯曲边界，每个弯曲边界可以从锥形入口延伸到锥形出口。这两个弯曲边界一起可以包围测定腔室体积，其中每个弯曲边界包括中点，并且其中两个弯曲边界之间的距离随着边界从中点朝向锥形入口弯曲和从中点朝向锥形出口弯曲而减小。双锥形腔室的两个弯曲边界相对于测定腔室体积的中心点可以是凹的。锥形入口和锥形出口可以由测定腔室体积的最大尺寸分开。

总的来说，在一个实施例中，溶解干燥试剂的方法包括：(1)提供根据上述特征的装置；(2)用流体填充测定腔室，以及(3)通过旋转位于测定腔室外部的磁体来引起磁性混合腔室在测定腔室内回转，从而使试剂溶解在流体中。

本申请还提供了以下方面：

1)一种装置，所述装置包括：

a.公共流体源；

b.多个独立的连续流控路径，每个独立的连续流控路径包括：

i.样品腔室，所述样品腔室连接到所述公共流体源，所述样品腔室具有流体体积并且包括测定腔室和进入导管，其中，所述测定腔室具有测定腔室体积，并且其中，所述进入导管将所述公共流体源连接到所述测定腔室；和

ii.气动隔室，所述气动隔室连接到所述样品腔室，所述气动隔室具有气动体积；以及

c.第一膜，所述第一膜粘附到所述装置的至少一部分的表面，其中，所述第一膜形成每个流控路径的所述进入导管的一个壁；以及

d.第二膜，所述第二膜粘附到所述第一膜，其中，所述第二膜具有比所述第一膜高的熔化温度，

其中，除了所述样品腔室和所述公共流体源之间的连接之外，每个流控路径是封闭系统，并且其中，对于所述多个流控路径中的每个流控路径，所述流体体积与所述气动体积的比率基本上相等。

2)根据1)所述的装置，其中，所述多个流控路径中的第一流控路径的流体体积大于所述多个流控路径中的第二流控路径的流体体积。

3)根据1)或2)所述的装置，其中，所述气动隔室包括空气腔室和气动导管，其中，所述气动导管将所述样品腔室连接到所述空气腔室。

4)根据1)-3)中任一项所述的装置，其中，所述测定腔室包括：

双锥形腔室，所述双锥形腔室包括：

锥形入口，所述锥形入口与所述流控路径的所述进入导管的末端流体连通；

锥形出口，所述锥形出口与所述气动隔室的末端流体连通，其中，所述锥形入口和所述锥形出口被所述测定腔室体积的最大尺寸分开；以及两个弯曲边界，每个弯曲边界从所述锥形入口延伸到所述锥形出口，所述两个弯曲边界一起包围所述测定腔室体积，其中，每个弯曲边界包括中点，并且其中，所述两个弯曲边界之间的距离随着所述边界从所述中点朝向所述锥形入口弯曲和从所述中点朝向所述锥形出口弯曲而减小。

5)根据4)所述的装置，其中，所述双锥形腔室的所述两个弯曲边界相对于所述测定腔室体积的中心点是凹的。

6)根据4)所述的装置，其中，所述双锥形腔室是整体式的。

7)根据1)-6)中任一项所述的装置，其中，所述测定腔室包括形成在整体式基体中的第一边界表面和由塞子形成的第二边界表面，所述塞子包括主体和盖，所述主体以一深度伸入到所述整体式基体中，其中，所述塞子的所述盖形成所述测定腔室的所述第二边界表面。

8)根据7)所述的装置，其中，所述测定腔室包括由膜形成的第三边界表面，其中，所述第一边界表面、所述第二边界表面和所述第三边界表面一起包围所述测定腔室体积。

9)根据7)所述的装置，其中，形成在所述塞子的所述盖中的内部腔体包含一种或更多种干燥试剂。

10)根据7)所述的装置，其中，所述测定腔室体积至少部分地取决于所述塞子的所述主体伸入所述测定腔室的所述整体式基体内的深度。

11)根据7)所述的装置，其中，所述塞子是透明的。

12)根据1)-11)中任一项所述的装置，其中，测定腔室体积介于1μL和35μL之间。

13)根据1)-12)中任一项所述的装置，还包括位于每个流控路径的所述测定腔室内的磁性混合元件，其中，所述磁性混合元件能够回转。

14)一种装置，所述装置包括：

a.公共流体源，和

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

i.样品腔室，所述样品腔室包括测定腔室和进入导管，所述测定腔室和所述进入导管一起具有流体体积，

其中，所述进入导管将所述公共流体源连接到所述测定腔室，

其中，所述测定腔室包括形成在整体式基体中的第一边界表面和由塞子形成的第二边界表面，并且

其中，所述测定腔室包括与所述流控路径的所述进入导管的末端流体连通的锥形入口和与所述气动隔室的末端流体连通的锥形出口，并且还包括两个弯曲边界，其中每个弯曲边界从所述锥形入口延伸到所述锥形出口，使得所述两个弯曲边界一起包围所述测定腔室的体积，每个弯曲边界包括中点，并且所述两个弯曲边界之间的距离随着所述边界从所述中点朝向所述锥形入口弯曲和从所述中点朝向所述锥形出口弯曲而减小；以及

ii.气动隔室，所述气动隔室具有气动体积，其中，所述气动隔室的末端与所述测定腔室的所述锥形出口流体连通；

其中，除了所述样品腔室和公共流体源之间的连接之外，所述多个独立的连续流控路径中的每个流控路径是封闭系统。

15)根据14)所述的装置，其中，所述测定腔室还包括形成所述测定腔室的第三边界表面的膜，使得第一边界表面、所述第二边界表面和所述第三边界表面一起包围所述测定腔室体积。

16)根据14)所述的装置，其中，所述装置的一个流控路径的流体体积大于所述装置的另一个流控路径的流体体积。

17)根据14)-16)中任一项所述的装置，其中，对于所述多个流控路径中的每个流控路径，流体体积与气动体积的比率基本上相等。

18)根据14)所述的装置，其中，所述气动隔室包括空气腔室和气动导管，其中，所述气动导管将所述样品腔室连接到所述空气腔室。

19)根据14)-18)中任一项所述的装置，其中，所述塞子是透明的。

20)根据14)-19)中任一项所述的装置，其中，由所述塞子形成的内部腔体包含一种或更多种干燥试剂。

21)根据14)所述的装置，其中，所述测定腔室体积至少部分地取决于所述塞子的所述主体伸入所述测定腔室的所述整体式基体内的深度。

22)根据14)-21)中任一项所述的装置，其中，所述测定腔室体积介于1μL和35μL之间。

23)根据14)-22)中任一项所述的装置，其中，所述磁性混合元件位于所述测定腔室内。

24)一种同时填充多个样品腔室的方法，所述方法包括：

a.提供根据1)-24)中任一项所述的装置，其中，所述公共流体源包含流体样品，并且每个独立的连续流控路径包含气体，以及

b.向所述公共流体源中的所述流体样品施加供应压力，由此来自所述公共流体源的所述流体样品被迫使经由所述进入导管进入每个流控路径的所述样品腔室。

25)根据24)所述的方法，其中，施加所述供应压力包括施加恒定压力。

26)根据24)所述的方法，其中，施加所述供应压力包括将所述供应压力从较低压力斜坡式升高至较高压力。

27)根据24)所述的方法，其中，所述流体样品克服重力经由所述进入导管行进至所述多个样品腔室。

28)根据24)所述的方法，其中，所述流体样品传输到所述装置的每个流控路径的所述样品腔室中使所述流控路径内的气体朝向所述流控路径的所述气动隔室压缩，从而导致所述流控路径的所述气动隔室中的内部压力增加，

29)根据28)所述的方法，其中，当气动隔室中的所述内部压力等于所述供应压力时，流体样品停止从所述公共流体源流入所述流控路径。

30)根据24)所述的方法，其中，所提供的装置的至少两个样品腔室在体积上不同，并且其中，从所述公共流体源进入所述多个样品腔室中的每个样品腔室内的流动速率与所述样品腔室的流体体积成比例，从而能够同时填充所述多个样品腔室。

31)根据24)所述的方法，其中，所述双锥形腔室的所述两个弯曲边界减慢在所述流体样品的弯液面的前沿处流体前进的速率，使得当所述流体样品到达所述锥形出口时，所述流体样品的弯液面关于所述测定腔室的最大尺寸基本上对称，从而使在填充期间在所述测定腔室内的气泡的截留最小化。

32)一种方法，包括：

a.提供根据1)-13)中任一项所述的装置，其中，所述公共流体源包含流体样品，并且每个独立的连续流控路径包含气体，

b.向所述公共流体源中的所述流体样品施加供应压力，由此来自所述公共流体源的所述流体样品被迫使经由所述进入导管进入每个流控路径的所述样品腔室，

c.当所述流体样品停止从所述公共流体源流入所述流控路径时，密封所述流控路径。

33)根据32)所述的方法，其中，密封的步骤通过热熔执行。

34)一种用于使干燥试剂再水合的装置，所述装置包括：

a.测定腔室，所述测定腔室包括形成在整体式基体中的第一边界表面和由塞子形成的第二边界表面，所述塞子包括主体和盖，所述主体以一深度伸入到所述测定腔室的所述整体式基体中，使得通过改变所述塞子的所述主体伸入到所述测定腔室的所述整体式基体中的深度能够容易地改变所述测定腔室体积，其中，所述第一边界表面和所述第二边界表面包围所述测定腔室的体积，

b.一种或更多种干燥试剂，所述一种或更多种干燥试剂被包含在形成于所述塞子的所述盖中的内部腔体中，以及

c.磁性混合元件，所述磁性混合元件能够在所述测定腔室体积内回转。

35)根据34)所述的装置，其中，所述测定腔室包括由膜形成的第三边界表面，其中，所述第一边界表面、所述第二边界表面和所述第三边界表面一起包围所述测定腔室体积。

36)根据34)或35)所述的装置，其中，所述测定腔室是包括锥形入口和锥形出口的双锥形腔室。

37)根据36)所述的装置，其中，所述双锥形腔室还包括两个弯曲边界，每个弯曲边界从所述锥形入口延伸到所述锥形出口，所述两个弯曲边界一起包围所述测定腔室体积，其中，每个弯曲边界包括中点，并且其中，所述两个弯曲边界之间的距离随着所述边界从所述中点朝向所述锥形入口弯曲和从所述中点朝向所述锥形出口弯曲而减小。

38)根据37)所述的装置，其中，所述双锥形腔室的所述两个弯曲边界相对于所述测定腔室体积的中心点是凹的。

39)根据36)-38)中任一项所述的装置，其中，所述锥形入口和所述锥形出口被所述测定腔室体积的最大尺寸分开。

40)一种溶解干燥试剂的方法，所述方法包括：

a.提供根据34)-39)中任一项所述的装置，

b.用流体填充所述测定腔室，以及

c.通过旋转位于所述测定腔室外部的磁体，引起所述测定腔室内的所述磁性混合腔室的回转，从而将所述试剂溶解在所述流体中。

附图说明

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

图1是根据实施例的用于将流体样品从流体源传输到多个样品腔室的装置的图示。

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

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

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

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

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

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

图3A是根据实施例的独立的流控路径的图示。

图3B是根据实施例的测定腔室的图示。

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

图5是根据实施例的测定腔室的三维图示。

图6A是根据实施例的塞子的三维图示。

图6B是根据实施例的塞子的横截面图示。

图7是根据实施例的测定腔室的三维横截面图示。

详细描述

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

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

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

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

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

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

系统

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

方法

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

设备

图3A是根据实施例的独立的流控路径310的图示。该独立的流控路径包括样品腔室320和气动隔室330。样品腔室包括进入导管322和测定腔室221。样品腔室包括流体体积。气动隔室包括气动导管332和空气腔室331。气动隔室包括气动体积。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

同样如上所述，在某些实施方式中，塞子盖可以包括内部腔体，如图6A所示。盖的表面(包括可选的内部腔体)与测定腔室流体连通。在某些实施例中，特别是在使用测定腔室来容纳被测定物的实施例中，塞子主体的内部腔体可以包含一种或更多种干燥试剂(在图7中标记)。在这样的实施例中，测定腔室可用于使干燥试剂再水合和/或溶解一种或更多种，如下面参考图7进一步详细讨论的。

图6B是根据实施例的塞子670的横截面图示。

图7是根据实施例的测定腔室721的三维横截面图示。如上所述，测定腔室连接到进入导管722和气动导管732两者，并与进入导管722和气动导管732两者流体连通。同样如上所述，测定腔室由整体式基体702和塞子770界定。具体而言，塞子被固定在整体式基体中的开口内，使得塞子主体771伸入到整体式基体中的一定深度，并且塞子盖772形成测定腔室的边界表面。测定腔室体积部分地取决于塞子主体伸入整体式基体的深度。在进一步的实施例中，测定腔室也可以由膜界定。

如上所述，测定腔室可以包括便于测定的特征。例如，在一些实施例中，塞子是透明的，使得可以从测定腔室的外部光学地检测测定腔室的内部。如上所述，在一些实施例中，塞子盖包括凸缘773。凸缘可以被焊接和/或粘附到测定腔室的表面，以稳定塞子在测定腔室的整体式基体的开口内的位置。同样如上所述，在某些实施方式中，塞子盖包括内部腔体774。在一些实施例中，塞子盖的内部腔体可以包含用于测定的干燥试剂775。如上所述，干燥试剂可以被通过进入导管进入测定腔室的流体样品再水合和/或溶解。

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

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

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

实施例

进行了若干单独的实验来确定上面参考图7描述的磁性混合元件的操作范围。

实施例1：单向混合

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

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

表1

实施例2：交替改变的低速回转

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

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

表2

实施例3：交替改变的中速回转

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

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

表3

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

表4

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

实施例4：扩展的交替改变的回转

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

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

表5

实施例5：没有核酸损失

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

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

表6

实施例6：热熔

进行了一个实验来证明热熔该装置的有效性，如参考图2E和图2F所描述的。

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

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

实施例7：扩增和检测

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

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

参考标记列表

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Claims (10)

1.一种用于检测扩增的核酸的方法，所述方法包括：

提供一种装置，所述装置包括：

(i)公共流体源，所述公共流体源包含流体样品，所述流体样品包括核酸；和

(ii)多个独立的连续流控路径，每个独立的连续流控路径包括：

(A)样品腔室，所述样品腔室连接到所述公共流体源，所述样品腔室具有流体体积，其中所述样品腔室包括：

(1)测定腔室，所述测定腔室具有测定腔室体积，其中所述测定腔室包括形成在整体式基体中的第一边界表面和由透明塞子形成的第二边界表面，所述塞子包括主体和盖，所述主体以一深度伸入到所述整体式基体中，其中所述塞子的所述盖形成所述测定腔室的所述第二边界表面；和

(2)进入导管，所述进入导管将所述公共流体源连接到所述测定腔室；以及

(B)气动隔室，所述气动隔室连接到所述样品腔室，所述气动隔室具有气动体积；

其中，除了所述样品腔室和所述公共流体源之间的连接之外，每个流控路径是封闭系统，并且其中，对于所述多个独立的连续流控路径中的每个流控路径，所述流体体积与所述气动体积的比率相等，

向所述公共流体源施加供应压力，由此所述流体样品流入每个流控路径的所述样品腔室以填充所述样品腔室，

加热所述多个独立的连续流控路径的每个样品腔室，从而扩增所述流体样品中的一个或更多个核酸；以及

通过所述塞子视觉地检测核酸的扩增；

其中所述装置的至少两个样品腔室在体积上不同。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述供应压力是斜坡式的。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括在填充每个流控路径的所述样品腔室之后且在加热每个流控路径的所述样品腔室之前，密封所述流控路径。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，密封所述流控路径包括将加热元件施加到每个流控路径的所述进入导管以密封所述进入导管。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述测定腔室还包括由膜形成的第三边界表面，其中所述第一边界表面、所述第二边界表面和所述第三边界表面一起包围所述测定腔室体积。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第三边界表面由粘附到所述装置的至少一部分的表面的第一膜形成，其中所述第一膜形成每个流控路径的所述进入导管的一个壁。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述装置还包括第二膜，所述第二膜粘附到所述第一膜，其中所述第二膜具有比所述第一膜和所述装置的表面高的熔化温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述加热元件被施加时，所述第一膜和所述装置的所述表面熔化但所述第二膜不熔化。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，扩增所述流体样品中的一个或更多个核酸使用LAMP。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，形成在所述塞子的所述盖中的内部腔体包含一种或更多种干燥试剂。