CN114994342A - 用于多元分析的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及用于多元分析的系统和方法。提供了用于样品处理的系统和方法。可以提供能够接收样品以及执行样品制备、样品测定和检测步骤中的一个或多个步骤的设备。所述设备可能能够执行多种测定。所述设备可包括一个或多个可能能够执行样品制备、样品测定和检测步骤中的一个或多个步骤的模块。所述设备可能能够使用较小体积的样品来执行所述步骤。
Description
本申请是中国专利申请号201480021782.5的分案申请。
发明背景
大多数临床决策都基于实验室和健康测试数据，但是用于收 集此类数据的方法和基础结构严重限制了数据本身的质量和效 用。在实验室测试中，几乎所有的错误都与人或分析前处理错误 有关，而且测试过程可能需要数天到数周才能完成。很多时候， 等到执业医师得到数据以有效地治疗患者或确定最适当的干预的 时候，他或她通常已经由于在访视或患者分诊时无法得到所述数 据而被迫经验性或预防性地对患者给予了治疗。在患者分诊时更 早地取得更高质量的测试信息使疾病进展的更早期干预和更好的 管理得以实现，从而提高疗效和降低护理成本。
用于临床测试的现有系统和方法从患者、医疗护理专业人员、 纳税人和保险公司的角度来看，均受重大缺点之害。当今消费者 可以在诊所或其他专门地点经受某些专门的测试。如果要进行测 试医生最终要依赖于其结果，则将实物样品运送到对样品进行测 试的地点。例如，这些样品可包括来自静脉抽血并且通常是在专 门地点从受试者采集的血液。这些地点的可达性和静脉穿刺过程 本身是测试的依从性和频率中的主要障碍。访视采血站的可能性， 对针头的恐惧——在例如往往具有起伏不平静脉的儿童和老年人 中尤为如此，以及关联于抽取大量血液的困难，驱使人们即使在 需要时也不愿得到测试。因此，常规的取样和测试方法冗长繁琐， 并且需要大量的时间来提供测试结果。此类方法不仅受到用以让 受试者提供实物样品的采集站的时间安排上的困难和/或有限的 可达性的阻碍，而且还受到集中实验室中样品分批处理和运行实 验室测试中相关周转时间的阻碍。因此，在抵达采集站、获得样 品、运送样品、测试样品以及报告和交付结果中所涉及的总周转 时间变得令人无法接受并严重限制了由医疗专业人员及时提供最 了解情况的护理。这通常会导致对症状，而不是对深层疾病状况 或疾病进展机理的治疗。
此外，传统技术对某些诊断是有问题的。一些测试可能对时 间极度敏感，但却需要数天或数周才能完成。在这样的一段时间 里，疾病可能进展超过治疗点。在一些情况下，在初步结果后需 要后续测试，这因为患者必须返回到专门地点而需要额外的时间。 这损害了医疗专业人员提供有效护理的能力。此外，只能在有限 的地点和/或不经常地进行测试降低了可以定期监控患者状态或 者患者能够快速地或根据需要尽可能频繁地提供样品的可能性。 对于某些诊断或状况，这些缺陷不可避免地造成对不断变化和恶 化的生理状况缺乏充分的医疗响应。由于在从采集站向进行样品 分析之处运送此类样品的时候经常发生的样品退化，传统的系统 和方法还会影响临床测试的完整性和质量。例如，分析物以一定 的速度衰变和分析的时间延迟可导致样品完整性的丧失。不同的 实验室还以不同的质量标准进行工作，这可能会导致不同程度的 错误。此外，在各样品采集站和实验室对样品的手工制备和分析 使前期人为错误有可能发生。这些缺点和常规设置中所固有的其 他缺点使得难以进行具有高质量和可靠性的纵向分析，特别是对 慢性疾病管理尤为如此。
此外，此类常规分析技术往往不具成本效益。在取得测试结 果中过度的时间滞后导致诊断和治疗的延误，这可能对患者的健 康具有不利影响；随着疾病进一步进展，患者继而需要额外的治 疗，并且过于频繁地以未曾预料到的某种形式的住院治疗而告终。 为政府的健康计划做出贡献的付款方，比如健康保险公司和纳税 人等，最终要为治疗本来可以通过更容易获得和更快速的临床测 试结果而避免的问题付出更多。
发明内容
能够及时地检测疾病或疾病的发病以对其加以管理和治疗是 一种患者和提供者所共同深为追求，但又尚未在当前的医疗保健 体系中实现的能力，在当前体系中，检测太频繁地伴随着致命的 预后。
存在对用于样品采集、样品制备、测定和/或检测的，改进的 系统和方法的需要。还存在对执行样品采集、制备、测定或检测 步骤之中一个或多个步骤的系统和设备的需要。需要在提供护理 之时和之处用于快速、频繁和/或更准确的诊断、持续监控以及治 疗的便利和引导的系统和方法。本文所公开的系统和方法满足了 这种需要和相关的需要。
根据本发明的一方面，一种系统可包括：安装在支撑结构上 的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品制备站、 测定站和/或检测站，其中，所述系统配置用于执行(a)选自包 含样品处理、离心、分离和化学处理在内的组中的至少一种样品 制备规程，和(b)选自包含以下各项在内的组中的多种类型的测 定，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计 数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝 集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测 定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及 其组合；并且其中，所述多种类型的测定借助于包含在系统内的 隔离(包括但并不限于流体隔离)的测定单元而进行。在一些实 施方式中，分离包括磁分离。
本发明的附加方面可涉及一种系统，包括：安装在支撑结构 上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品制备站、 测定站和/或检测站，其中，所述系统配置用于执行(a)选自包 含样品处理、离心、分离和化学处理在内的组中的至少一种样品 制备规程，和(b)选自包含以下各项在内的组中的一种或多种类 型的测定，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、 细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测 定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血 时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压 测定及其组合；并且其中，所述系统配置用于处理或测定体积小 于或等于250μl的样品，且该系统具有小于或等于15％的变异系 数。在一些实施方式中，分离包括磁分离。
根据本发明的另一方面可提供一种系统，所述系统包括：制 备站，配置用于进行样品制备；和测定站，配置用于进行选自包 含以下各项在内的组中的多种类型的测定，这些项为：免疫测定、 核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测 定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、 地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、 粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学 测定、培养物测定、渗透压测定及其组合；并且其中该系统配置 用于在4小时或更短时间内进行所述样品制备和所述多种类型的 测定。
在本发明的一些方面中，可提供一种系统，包括：安装在支 撑结构上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品 制备站、测定站和/或检测站，其中，所述系统配置用于(a)制 备样品用于至少一种物理或化学测定；和(b)进行所述至少一种 物理或化学测定，并且其中所述多个模块中的至少一个单个模块 包括配置用于对所述样品进行细胞计数的细胞计数站。
本发明的附加方面涉及一种系统，包括：样品制备站、测定 站和/或检测站；以及具有计算机可执行命令的控制单元，所述计 算机可执行命令用于借助所述样品制备站、测定站和检测站中的 至少一个在指定地点执行服务点服务，其中，样品制备站包括配 置用于采集生物样品的样品采集单元，并且其中该系统配置用于 以小于或等于15％的变异系数来测定生物样品。
根据本发明的各个方面，一种系统可包括：壳体；以及在所 述壳体内的多个模块，所述多个模块中的单个模块包括选自包含 样品制备站、测定站和检测站在内的组中的至少一个站，其中所 述系统包括流体处理系统，配置用于在所述单个模块内或从所述 单个模块向所述系统的壳体内另一单个模块转移样品或试剂器 皿。
根据本发明的附加方面，可提供一种即插即用系统。该系统 可包括：支撑结构，其具有配置用于支撑多个模块之中的模块的 安装台，所述模块(a)可从所述安装台拆卸或者可与多个模块中 的至少另一模块互换；(b)配置成不借助于所述系统中的另一模 块进行(i)选自包含样品处理、离心、磁分离在内的组中的至少 一种样品制备规程，或(ii)选自包含以下各项在内的组中的至少 一种类型的测定，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的 测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学 测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、 比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、 凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗 透压测定及其组合；以及(c)配置成与控制器电气、电磁或光电 连通，所述控制器配置用于向所述模块或所述多个模块中的单个 模块提供一个或多个指令以促进至少一种样品制备规程或至少一种类型的测定的执行。
本发明的另一方面可涉及一种系统，包括：样品制备站、测 定站和/或检测站；以及具有计算机可执行命令的控制单元，所述 计算机可执行命令配置用于在指定地点执行服务点服务，其中该 系统配置用于进行选自包含如下各项在内的组中的多种类型的测定，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计 数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测 定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测 定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及 其组合。
另外，本发明的各个方面可包括一种系统，包括：安装在支 撑结构上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品 制备站、测定站和/或检测站，其中，所述系统配置用于执行(a) 选自包含样品处理、离心、磁分离在内的组中的至少一种样品制 备规程，和(b)选自包含以下各项在内的组中的多种类型的测定， 这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测 定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测 定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、 蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组 合；并且其中，所述多种类型的测定借助于包含在系统内的三个 或更多个测定单元而进行。
根据所述系统的另一方面可提供一种系统，其包括：安装在 支撑结构上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样 品制备站、测定站和/或检测站，其中，所述该系统配置用于执行 (a)选自包含样品处理、离心、磁分离和化学处理在内的组中的 至少一种样品制备规程，和(b)选自包含以下各项在内的组中的 一种或多种类型的测定，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于 受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热 测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝 固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物 测定、渗透压测定及其组合；并且其中，所述系统配置用于处理 或测定体积小于或等于250μl的样品，且该系统有小于或等于 10％的变异系数。
此外，本发明的各个方面可涉及一种系统，包括：测定站， 配置用于进行选自包含以下各项在内的组中的至少一种类型的测 定，这些项为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数 测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、 色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测 定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、 蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组 合；并且其中当用所述系统进行所述至少一种类型的测定时，其 变异系数小于或等于10％。
根据本发明的附加方面，一种系统可包括：测定站，配置用 于进行选自包含以下各项在内的组中的多种类型的测定，这些项 为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色 测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、 微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性 同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成 测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合；以及控 制单元，其具有计算机可执行命令以进行所述多种类型的测定， 其中该系统配置用于测定体积小于或等于250μl的生物样品。
根据本发明的附加方面可提供一种系统，所述系统包括：制 备站，配置用于进行样品制备；以及测定站，配置用于进行选自 包含以下各项在内的组中的多种类型的测定，这些项为：免疫测 定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶 学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测 定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素 测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、 组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合，其中该系统配 置用于在4小时或更短时间内进行所述样品制备和所述多种类型 的测定。
此外，本发明的各个方面可涉及一种系统，包括：安装在支 撑结构上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品 制备站、测定站和/或检测站，其中，所述系统配置用于执行(a) 选自包含样品处理、离心、磁分离和化学处理在内的组中的至少 一种样品制备规程，以及(b)选自包含以下各项在内的组中的多 种类型的测定，这些项为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、 细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测 定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血 时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压 测定及其组合；并且其中，所述系统配置用于处理或测定体积小 于或等于250μl的样品，且其中所述系统配置用于从所述样品中 检测多种分析物，所述多种分析物的浓度彼此相差超过一个数量 级。
所述系统的另一方面可提供一种系统，包括：样品制备站、 测定站和/或检测站；以及具有计算机可执行命令的控制系统，所 述计算机可执行命令配置用于在指定地点执行服务点服务，其中 该系统配置用于进行选自包含以下各项在内的组中的多种类型的 测定，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞 计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱 测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间 测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定 及其组合。
根据本发明的附加方面，一种系统可包括：安装在支撑结构 上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品制备站、 测定站和/或检测站；其中系统配置用于进行选自包含以下各项在 内的组中的多种类型的测定，这些项为免疫测定、核酸测定、基 于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、 电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热 测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝 固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物 测定、渗透压测定及其组合，其中，所述多种类型的测定中的至 少一种为细胞计数或凝集。
根据本发明的附加方面，一种系统可包括：安装在支撑结构 上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品制备站、 测定站和/或检测站；细胞计数站，配置用于对一个或多个样品进 行细胞计数，其中系统配置用于进行选自包含以下各项在内的组 中的至少一种测定，这些项为免疫测定、核酸测定、基于受体的 测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学 测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、 比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、 凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗 透压测定及其组合。
本发明的另一方面可提供一种系统，包括：样品制备站、测 定站和/或检测站；以及具有计算机可执行命令的控制单元，所述 计算机可执行命令用于借助所述样品制备站、测定站和检测站中 的至少一个而在指定地点执行服务点服务，其中，样品制备站包 括配置用于采集生物样品的样品采集单元，并且其中该系统配置 用于以小于或等于10％的变异系数来测定生物样品。
在本发明的一些方面中，一种系统可包括：安装在支撑结构 上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品制备站、 测定站和/或检测站，其中，所述系统配置用于进行(a)选自包 含样品处理、离心、磁分离在内的组中的至少一种样品制备规程， 和(b)至少一种物理或化学测定，并且其中该系统配置用于测定 体积小于或等于250μl的生物样品。
根据本发明的一方面提供的一种系统可包括：安装在支撑结 构上的多个模块，其中所述多个模块中的单个模块包括样品制备 站、测定站和/或检测站，其中，所述系统配置用于执行(a)选 自包含样品处理、离心、磁分离、物理分离和化学分离在内的组 中的多种样品制备规程，和(b)选自包含以下各项在内的组中的 至少一种类型的测定，这些项为免疫测定、核酸测定、基于受体 的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、 比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、 凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗 透压测定及其组合。
此外，本发明的一些方面可提供一种系统，包括：壳体；以 及在所述壳体内的多个模块，所述多个模块中的单个模块包括选 自包含样品制备站、测定站和检测站在内的组中的至少一个站， 其中所述系统包括流体处理系统，配置用于在所述单个模块内或 从所述单个模块向所述系统的壳体内另一模块转移样品或试剂器 皿。
上述系统或本文其他各处的系统可单独地或组合地包括流体 处理系统，其中所述流体处理系统包括配置用于摄取、分发和/或 转移所述生物样品的移液管。
上述系统或本文其他各处的系统可包括成像器件，该成像器 件配置用于对包含收集的生物样品、生物样品的处理、和在上述 或本文其他各处的系统上进行的反应在内的组中的一个或多个进 行单独或组合的成像。该成像器件可以是对电磁辐射及关联的空 间维度和/或时间维度加以检测和/或记录的相机或传感器。
上述或本文其他各处的系统可单独或组合地配置用于从所述 样品中检测多种分析物，所述多种分析物的浓度彼此相差超过一 个数量级。
上述或本文其他各处的系统中可单独或组合地可提供样品采 集单元，所述样品采集单元配置用于从受试者抽取流体或组织样 品。
上述或本文其他各处的系统可单独或组合地具有小于或等于 10％的变异系数。
可提供用于在服务点地点处理样品的自动化方法，所述方法 包括：向上述或本文其他各处的系统单独或组合地提供样品；以 及允许所述系统处理所述样品以产生指示所述处理完成的可检测 信号。
在单独或组合地实践上述或本文其他各处的方法时，处理步 骤可评估样品的组织结构或样品的形态结构。单独或组合地在上 述或本文其他各处的方法中，处理步骤可评估分析物在样品中的 存在和/或浓度。
单独或组合地在上述或本文其他各处的系统中，样品制备站 可包括配置用于从受试者采集生物样品的样品采集单元。
支撑结构可以是封闭所述多个模块的壳体，所述壳体单独或 组合地在上述或本文其他各处的系统中可选地提供电源或通信单 元。
上述或本文其他各处的系统可单独或组合地存储和/或经由 包含在系统中的通信单元向外部装置传输代表图像的电子数据。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的系统可单独或组 合地还包括离心机。
上述或本文其他各处的系统可单独或组合地配置用于经由包 含在所述系统中的通信单元与外部装置进行双向通信，其中所述 通信单元配置用于向所述外部装置发送数据和接收伴随所述系统 的指令。
可以提供一种对疑似存在于来自受试者的生物样品中的分析 物的存在或浓度加以检测的方法，所述方法包括：单独或组合地 向上述或本文其他各处的系统提供生物样品；以及进行选自包含 以下各项在内的组中的至少一种类型的测定以便产生指示所述分析物的存在或浓度的可检测信号，这些项为免疫测定、核酸测定、 基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测 定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、 量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、 凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养 物测定、渗透压测定及其组合。
上述或本文其他各处的方法可单独或组合地还包括生成报告 的步骤，该报告包含与所述分析物的存在或浓度的时间相关变化 有关的信息。
上述或本文其他各处的方法可单独或组合地还包括生成报告 的步骤，该报告包含与基于所述分析物的存在或浓度的时间相关 变化对所述受试者的身体状况的诊断、预后和/或治疗有关的信 息。
在一些情况下，化学处理选自包含加热和色谱法在内的组中。 在一些实施方式中，基于受体的测定包括蛋白质测定。在一些实 施方式中，本文所提供的系统单独或组合地配置用于自主操作。
在一些实施方式中，系统单独或组合地被配置用于从样品中 检测多种分析物，所述多种分析物的浓度彼此相差超过一个数量 级。所述多种分析物的浓度可彼此相差超过两个数量级。在一些 情况下，所述多种分析物的浓度可彼此相差超过三个数量级。多 种类型的测定可借助于包含在系统内的四个或更多个测定单元来 进行。在一些情况下，系统配置用于从受试者抽取流体或组织样 品。在一个实施方式中，系统配置用于从受试者的手指抽取血液 样品。
在一些实施方式中，系统单独或组合地具有小于或等于5％的 变异系数。在其他实施方式中，系统单独或组合地具有小于或等 于3％的变异系数。在其他实施方式中，系统单独或组合地具有小 于或等于2％的变异系数。在一些情况下，变异系数根据σ/μ确定， 其中‘σ’是标准差而‘μ’是整个样品测量中的平均值。
在一些情况下，本文提供的系统配置用于进行选自包含以下 各项在内的组中的多种类型的测定，这些项为免疫测定、核酸测 定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电 泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测 定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度 测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、 培养物测定、渗透压测定及其组合。
在一些情况下，本文提供的系统具有整个样品测定中正或负 5％、或者整个样品测定中正或负3％、或者整个样品测定中正或 负1％、或者整个样品测定中正或负5％、或者整个样品测定中正 或负3％、或者整个样品测定中正或负1％的准确度。在一些实施 方式中，至少一种类型的测定的变异系数为小于或等于5％、或者 小于或等于3％、或者小于或等于2％。
在一些情况下，系统还可包括安装在支撑结构上的多个模块， 其中所述多个模块中的单个模块包括样品制备站、测定站和/或检 测站。所述单个模块可包括样品制备站、测定站和检测站。在一 些情况下，系统还包括样品制备站、测定站和检测站。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的系统单独或组合 地配置用于进行选自包含样品处理、离心、磁分离和化学处理在 内的组中的至少一种样品制备规程。化学处理可选自包含加热和 色谱法在内的组。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的系统单独或组合 地包括计算机可执行命令。所述计算机可执行命令可由与系统通 信的服务器提供。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的系统单独或组合 地包括选自包含样品处理、离心、磁分离和化学处理在内的组中 的至少一种样品制备规程。此类系统可配置成以至少0.25次测定 /小时、或至少0.5次测定/小时、或至少1次测定/小时、或至少2 次测定/小时的速率测定样品。此类系统可包括具有计算机可执行 命令的控制单元，用于在指定地点进行服务点服务。该计算机可 执行命令可由与系统通信的服务器提供。在一些实施方式中，上 述或本文其他各处的系统单独或组合地配置成在至少约6小时、 或5小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10 分钟、或1分钟、或30秒、或10秒、或5秒、或1秒、或0.1 秒的时间段内分析样品和向远程系统报告结果。对此类系统而言， 多种分析物的浓度可彼此相差超过两个数量级或三个数量级。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的系统单独或组合 地配置用于将分析物的浓度与对医学治疗的符合性和不符合性相 关联。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的系统单独或组合 地包括样品制备站以及一个或多个样品采集单元。该一个或多个 样品采集单元可包括刺血针和/或针。该针可包括微针。该一个或 多个样品采集单元可配置用于采集生物样品。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的系统单独或组合 地包括样品制备站、测定站和检测站。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的系统单独或组合 地配置用于借助包含在系统内的流体隔离的测定单元进行多种类 型的测定。在一些情况下，多种类型的测定可在未经处理的组织 样品上进行。在一个示例中，未经处理的组织样品包括未经处理 的血液。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于进行细 胞计数。在其他实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于进 行凝集和细胞计数。在其他实施方式中，上述系统单独或组合地 配置用于进行凝集、细胞计数和免疫测定。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置成以小于或 等于10％、或者小于或等于5％、或者小于或等于3％的变异系数 测定生物样品。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于进行至 少一种物理或化学测定，比如细胞计数。在一些情况下，该至少 一种物理或化学测定还包括凝集。在一些情况下，该至少一种物 理或化学测定还包括免疫测定。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于处理或 测定体积小于或等于100μl的生物样品。在其他实施方式中，上 述系统单独或组合地配置用于处理或测定体积小于或等于50μl 的样品。在其他实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于处 理或测定体积小于或等于1μl的样品。在其他实施方式中，上述 系统单独或组合地配置用于处理或测定体积小于或等于500纳升 (nL)的样品。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地为服务点系统。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于进行选 自包含以下各项在内的组中的两种或更多中类型的测定，这些项 为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色 测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、 微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性 同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成 测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。在一些 情况下，该系统单独地或与其他系统组合地配置用于进行选自所 述组中的三种或更多种类型的测定。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于借助包 含在系统内的流体隔离的测定单元进行至少一种类型的测定。在 一些情况下，该流体隔离的测定单元为尖端。在一些情况下，每 个尖端具有至多250微升(μl，本文也作“ul”)、或至多100μl、 或至多50μl、或至多1μl、或至多500纳升(n1)的体积。
在一些实施方式中，多个模块中的单个模块包括流体摄取或 保留系统。在一些情况下，该流体摄取和/或保留系统为移液管。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于与服务 点服务器进行双向通信。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有流体处理系 统，该流体处理系统具有小于或等于10％、或者小于或等于5％、 或者小于或等于3％、或者小于或等于10％、或者小于或等于5％、 或者小于或等于3％的变异系数。在一些实施方式中，流体处理系 统包括光纤。
在一些实施方式中，流体处理系统包括流体摄取和/或保留系 统。在一些情况下，流体处理系统包括移液管。在一些实施方式 中，流体处理系统单独地或与其他系统结合地附接至上述系统的 多个模块中的每一单个模块。在一些实施方式中，上述系统单独 或组合地包括壳体，该壳体包含用于支撑多个模块的机架。该壳 体的尺寸可为不超过3m3或不超过2m3。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括具有可编程 命令的控制系统，用于在指定地点执行服务点服务。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括流体处理系 统。在一些情况下，该流体处理系统包括选自包含容积式移液管、 排气式移液管和吸取式移液管在内的组中的移液管。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括多个模块。 在一些情况下，单个模块包括流体处理尖端，该流体处理尖端配 置用于进行选自包含以下各项在内的组中的一种或多种规程，这 些项为：离心、样品分离、免疫测定、核酸测定、基于受体的测 定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测 定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比 浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、 凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗 透压测定及其组合。在一些情况下，核酸测定选自包含核酸扩增、 核酸杂交和核酸测序在内的组。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括多个模块， 且所述多个模块中的每一单个模块包括：(a)流体处理系统，配 置用于在所述单个模块内或从所述单个模块向所述系统内另一模 块转移样品，(b)多个测定单元，配置用于进行多种类型的测定， 和(c)检测器，配置用于检测生成自所述测定的信号。在一些情 况下，所述多种类型的测定选自包含以下各项在内的组，这些项 为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比 色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测 定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放 射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质 合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定及其组合。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括多个模块， 且每一单个模块包含离心机。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地还包括提供由所 述系统的至少一个模块进行的样品制备规程或测定的子集的模 块。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括含有热块的 测定站。
在一些实施方式中，样品包括选自包含以下各项在内的组中 的至少一种材料，这些项为流体样品、组织样品、环境样品、化 学样品、生物样品、生化样品、食品样品或药物样品。在一些情 况下，样品包括血液或其他体液、或组织。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于与服务 点服务器的双向通信。在一些情况下，双向通信是无线的。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括多个模块， 且多个模块的每个构件均可与另一模块交换。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括含有分立测 定单元的测定站。在一些情况下，该分立测定单元是流体隔离的 测定单元。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地配置用于以小于 或等于10％、或者小于或等于5％、或者小于或等于3％的变异系 数进行纵向分析。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括含有光纤的 流体处理系统。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括含有移液管 的流体处理系统。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括图像分析器。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地在该系统的壳体 中包含至少一个相机。在一些情况下，该至少一个相机是电荷耦 合器件(CCD)相机。在一些情况下，该至少一个相机是无透镜 相机。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括含有可编程 命令的控制器，用于在指定地点进行服务点服务。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地是配置用于提供 服务点服务的即插即用系统。在一些情况下，服务点服务是向持 有来自受试者的护理员的处方的受试者提供的医护点服务，所述 处方是为测试来自所述受试者的生物样品中的分析物的存在或浓 度而开具的。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括多个模块， 且多个模块的每个构件包括与配置用于进行至少一种样品制备规 程或至少一种类型的测定的站相通信的通信总线。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括支撑结构。 在一些情况下，该支撑结构是机架。在一些情况下，该机架不包 括电力或通信线缆；在其他情况下，机架包括电力或通信线缆。
在一些实施方式中，该支撑(或支持)结构包括一个或多个安装 台。在一些情况下，该支撑结构包括与所述一个或多个安装台中 的一个安装台相通信的总线。
在一些实施方式中，该总线用于向系统的单个模块提供电力。 在一些实施方式中，该总线用于实现系统(例如，即插即用系统) 的控制器与系统的单个模块之间的通信。在一些情况下，该总线 用于实现系统的多个模块之间的通信，或者用于实现多个系统的多个模块之间的通信。
在一些实施方式中，系统单独或组合地包括多个模块，且多 个模块中的每一单个模块与该系统的控制器进行无线通信。在一 些情况下，无线通信选自包含蓝牙通信、射频(RF)通信和无线 网络通信在内的组。
在一些实施方式中，一种用于处理样品的方法单独或与其他 方法组合地包括单独或组合地提供上述系统。该系统包括多个模 块，所述多个模块配置用于在同一模块内同时进行(a)选自包含 样品处理、离心、磁分离和化学处理在内的组中的至少一种样品 制备规程，和/或(b)选自包含以下各项在内的组中的至少一种 类型的测试，这些项为免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、 细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、 光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测 定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血 时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压 测定及其组合。接下来，该系统(或系统的控制器)针对(a)所 述至少一种样品制备规程或(b)所述至少一种类型的测定的资源 不可用性或故障的存在进行测试。在检测到至少一个模块内的故 障时，所述系统使用该系统内或与该系统通信的另一系统内的另一模块来进行所述至少一种样品制备规程或所述至少一种类型的 测定。
在一些情况下，系统在服务点地点处理样品。
在一些情况下，系统与另一系统进行无线通信。
在一些情况下，系统的多个模块彼此电气、电磁或光电连通。
在一些情况下，系统的多个模块彼此无线通信。
本发明的一个方面包括流体处理装置，该装置包括：多个移 液管头，其中单个的移液管头包括移液管嘴，所述移液管嘴配置 成与可从该移液管嘴移除的尖端相连接；多个可个别移动的柱塞， 其中至少一个柱塞处在移液管头内且可在移液管头内移动；以及 配置用于实现多个柱塞中的单个柱塞的独立移动的马达。
本发明的另一方面包括流体处理装置，该装置包括：多个移 液管头，其中单个的移液管头包括移液管嘴，所述移液管嘴配置 成与可从该移液管嘴移除的尖端相连接；多个可个别移动的柱塞， 其中至少一个柱塞处在移液管头内且可在移液管头内移动；以及 配置用于实现多个柱塞中的单个柱塞的独立移动的促动器。
本发明的又一方面包括流体处理装置，该装置包括：多个移 液管头，其中单个的移液管头包括移液管嘴，所述移液管嘴配置 成与可从所述移液管嘴移除的尖端相连接，其中流体处理装置能 够分发和/或吸取0.5微升(“uL”)至5毫升(“mL”)的流体， 同时以5％或更小的变异系数发挥功能。
根据本发明的一个方面可提供一种流体处理装置，该装置包 括：至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括移液管嘴，所 述移液管嘴配置成与可从所述嘴移除的尖端相连接；在所述多个 移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞，其中该柱塞配置 成可在移液管头内移动；以及至少一个马达，配置用于允许多个 柱塞的基本上不与可移除式尖端平行的移动。
本发明的另一方面提供一种流体处理装置，包括：至少一个 移液管头，其中单个的移液管头包括移液管嘴，所述移液管嘴配 置成与可从所述嘴移除的尖端相连接；在所述多个移液管头中的 一个移液管头内的至少一个柱塞，且其中该柱塞配置成可在移液 管头内移动；以及至少一个促动器，配置用于允许基本上不与可 移除式尖端平行的多个柱塞的移动。
本发明的另一方面可提供一种流体处理装置，包括：至少一 个移液管头，其中单个的移液管头包括移液管嘴，所述移液管嘴 配置成与可从所述嘴移除的尖端相连接，其中所述至少一个移液 管头具有终止于移液管嘴的给定长度的流体路径，并且其中流体 路径的长度可以调节而不影响当尖端与移液管嘴相接合时从尖端 的流体移动。
本发明的另一方面提供一种流体处理装置，包括：至少一个 移液管头，其中单个的移液管头包括移液管嘴，所述移液管嘴配 置成与可从所述嘴移除的尖端相连接，其中所述至少一个移液管 头具有终止于移液管嘴的给定长度的流体路径，并且其中流体路 径的长度可以调节而不影响当尖端与移液管嘴相接合时从尖端的 流体移动。
此外，本发明的各个方面可包括一种流体处理装置，包括： 可移除的尖端；和至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括 移液管嘴，所述移液管嘴配置成与可从所述移液管嘴移除的尖端 相连接，其中该装置可操作地连接到配置用于在尖端内和/或穿过 尖端捕捉图像的图像捕捉器件。
本发明的一个方面可涉及一种样品处理装置，其包括：样品 制备站、测定站和/或检测站；具有计算机可执行命令的控制单元， 用于借助所述样品制备站、测定站和检测站中的至少一个在指定 地点执行服务点服务；以及至少一个移液管，其具有移液管嘴， 该移液管嘴配置成与可从所述移液管嘴移除的尖端相连接，其中 所述移液管配置用于在所述制备站、测定站和/或检测站之内或之 间运送不超过250uL的流体。
根据本发明的附加方面可提供一种流体处理装置。该流体处 理装置可包括：多个移液管头，其中单个的移液管头包括移液管 嘴，所述移液管嘴配置成与可从所述移液管嘴移除的尖端相连接， 其中流体处理装置能够分发和/或吸取1uL至5mL的流体，同时 以4％或更小的变异系数发挥作用。
根据本发明的另一方面，一种流体处理装置可包括：可操作 地连接至基座的至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括移 液管嘴，所述移液管嘴配置成与可移除的尖端相连接；以及处在 所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞，其中该 柱塞配置成可在移液管头内移动，其中移液管嘴可相对基座移动， 从而使该移液管嘴能够具有(a)回缩位置，和(b)延伸位置， 其中移液管嘴在所述延伸位置上比在回缩位置上更远离基座。
另外，本发明的一个方面可涉及一种流体处理装置，包括： 支撑体，由此延伸出多个移液管头，所述多个移液管头包括容积 式移液管头，其包括配置成与第一可移除式尖端相连接的容积式 移液管嘴；以及排气式移液管头，其包括配置成与排气式移液管 尖端相连接的排气式移液管嘴。
本发明的一个方面可涉及一种流体处理装置，包括：多个移 液管头，其中单个移液管头包括配置成与可移除式尖端相连接的 移液管嘴；多个柱塞，其中至少一个柱塞处在所述多个移液管头 中的一个移液管头内，并配置成可在移液管头内移动，并且所述 多个柱塞可独立移动；以及马达，其配置用于允许多个柱塞的独 立移动。
本发明的附加方面可提供一种流体处理装置，包括：多个移 液管头，其中单个移液管头包括配置成与可移除式尖端相连接的 移液管嘴；多个尖端移除机构，其中至少一个尖端移除机构配置 成可相对于移液管嘴移动并且配置用于从移液管嘴移除个别选择 的尖端，并且所述多个尖端移除机构可独立移动；以及马达，其 配置用于允许多个尖端移除机构的独立移动。
根据本发明的另一方面可提供一种流体处理装置，所述装置 包括：多个移液管头，其中单个移液管头包括配置成与可移除式 尖端相连接的移液管嘴，其中该流体处理装置的高度、宽度和长 度的尺寸各不超过20cm。
本发明的各个方面可涉及一种流体处理装置，包括：多个移 液管头，其中单个移液管头包括配置成与可移除式尖端相连接的 移液管嘴，其中该流体处理装置能够分发和/或吸取1uL至3mL 的流体，同时以5％或更小的变异系数发挥作用。
此外，根据本发明的一个方面，一种流体处理装置可包括： 至少一个移液管头，其中单个移液管头包括配置成与可移除式尖 端相连接的移液管嘴；以及至少一个包括转子和定子的马达，其 中转子配置成绕旋转轴旋转，其中旋转轴基本上垂直于可移除式 尖端。
本发明的另一方面可涉及一种流体处理装置，包括：至少一 个移液管头，其中单个移液管头包括配置成与可移除式尖端相连 接的移液管嘴；处在所述多个移液管头中的一个移液管头内的至 少一个柱塞，其中柱塞配置成可在移液管头内移动；以及至少一 个马达，其配置用于允许基本上不与可移除式尖端平行的多个柱 塞的移动。
根据本发明的附加方面，一种流体处理装置可包括：至少一 个移液管头，其中单个移液管头包括配置成与可移除式尖端相连 接的移液管嘴；以及处在所述多个移液管头中的一个移液管头内 的至少一个柱塞，其中柱塞配置成可在移液管头内移动，并且其 中柱塞包括第一区段和第二区段，其中第一区段的至少一部分发 置成相对第二区段滑动，从而允许柱塞延伸和/或塌缩。
本发明的另一方面可涉及一种流体处理装置，包括：至少一 个移液管头，其中单个移液管头包括配置成与可移除式尖端相连 接的移液管嘴，其中所述至少一个移液管头具有终止于移液管嘴 的给定长度的流体路径，并且其中流体路径的长度可以调节而不 影响当尖端与移液管嘴接合时从尖端的流体移动。
根据本发明的一个方面，一种流体处理装置可包括：可操作 地连接至基座的至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括配 置成与可移除式尖端相连接的移液管嘴；以及处在所述多个移液 管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞，其中该柱塞配置成可 在移液管头内移动，其中移液管嘴可相对于基座移动，从而使该 移液管嘴能够具有(a)回缩位置，和(b)延伸位置，其中移液 管嘴在所述延伸位置比在回缩位置更加远离基座。
此外，本发明的各个方面可涉及一种流体处理方法，包括： 提供可操作地连接至基座的至少一个移液管头，其中单个的移液 管头包括配置成与可移除式尖端相连接的移液管嘴；提供处在所 述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱塞，其中该柱 塞配置成可在移液管头内移动；以及在将移液管头在基本上不与 第一方向平行的第二方向上平移之前和/或于此同时地相对于基 座在第一方向上缩回移液管嘴。
本发明的另一方面可提供一种流体处理方法，包括：提供可 操作地连接至基座的至少一个移液管头，其中单个的移液管头包 括配置成与可移除式尖端相连接的移液管嘴；相对于基座缩回和/ 或延伸该移液管嘴；以及在所述缩回和/或延伸期间利用尖端来分 发和/或吸取流体。
根据本发明的一些方面，一种流体处理装置可包括：支撑体， 由此延伸多个移液管头，所述多个移液管头包括所述多个移液管 头中的第一移液管头，所述第一移液管头包括配置成与第一可移 除式尖端相连接的第一移液管嘴；所述多个移液管头中的第二移 液管头，包括配置成与第二可移除式尖端相连接的第二移液管嘴； 其中第一可移除式尖端配置用于存留第一体积的流体，而第二可 移除式尖端配置用于存留第二体积的流体，其中第一体积为约250 微升，而第二体积为约2mL。
本发明的各个方面可涉及一种流体处理装置，包括：支撑体， 由此延伸出多个移液管头，所述多个移液管头包括容积式移液管 头，其包括配置成与第一可移除式尖端相连接的容积式移液管嘴； 和排气式移液管头，其包括配置成连接到排气式移液管尖端的排气式移液管嘴。
本发明的另一方面可提供一种在装置内运送组件的方法，包 括：提供多个移液管头，其中单个的移液管头包括配置成与可移 除式尖端相连接的移液管嘴，其中单个的移液管头能够用尖端分 发和/或吸取流体；使用所述多个移液管头中的至少一个移液管头 来接合样品处理组件；以及使用所述多个移液管头中的至少一个 移液管头来运送该样品处理组件。
根据本发明的另一方面可提供一种流体处理装置，包括：可 移除式尖端；以及至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括 配置成与可移除式尖端相连接的移液管嘴，其中该装置可操作地 连接到向尖端内提供光照的光源。
此外，本发明的各个方面可涉及一种流体处理装置，包括： 可移除式尖端；以及至少一个移液管头，其中单个的移液管头包 括配置成与可移除式尖端相连接的移液管嘴，其中该装置可操作 地连接到配置用于在尖端内和/或穿过尖端捕捉图像的图像捕捉 器件。
根据本发明的一个方面，一种流体处理装置可包括：可移除 式尖端；至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括配置成与 可移除式尖端相连接的移液管嘴；以及可操作地连接到所述可移 除式尖端和/或所述至少一个移液管头的处理器，其中该装置配置 成基于来自处理器的指令来改变和/或保持可移除式尖端的位置。
根据本发明的一个方面可提供一种流体处理装置，包括：可 移动支撑结构；共用所述可移动支撑结构的多个移液管头，其中 单个的移液管头包括配置成与可移除式尖端相连接的移液管嘴， 其中所述多个移液管头从中心到中心相隔小于或等于4mm。
在一些实施方式中，上述流体处理装置单独或与其他系统组 合地，以小于或等于约10％的变异系数进行操作。在一些情况下， 该流体处理装置能够计量50uL或更小的流体体积。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括一个或多个 具有在某一方向上可灵活移动的移液管嘴的移液管。在一些情况 下，移液管嘴为弹簧加载式。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有如下的可移 除式尖端：其为具有内表面、和外表面、和开口端的移液管尖端。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有针对每个柱 塞的螺线管，用以确定是否要移动单个的柱塞。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有促动器(或 促动机构)。在一些情况下，该促动器包括马达。马达可导致选 定的促动机构的促动。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有流体处理装 置。该流体处理装置可配置用于在单个的流体孔口吸取或分发不 超过250uL流体。该流体处理装置可配置用于吸取和/或分发经由 手指针刺从受试者采集的流体。在一些情况下，手指针刺是在服 务点装置上。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有多个柱塞， 所述柱塞能够从移液管嘴移除至少一个单独选定的尖端。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括多个处在该 系统的移液管头外部的外部促动机构，其中所述多个外部促动机 构能够从移液管嘴移除至少一个单独选定的尖端。在一些情况下， 附加的马达允许该多个外部促动机构的独立移动。在一些情况下，该外部促动机构是环绕移液管头的至少一部分的套环。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地还包括多个开关， 单个开关具有接通位置和关断位置，其中接通位置允许与该单个 开关相关联的柱塞响应于由马达造成的移动而移动，并且其中关 断位置不允许与该单个开关相关联的柱塞响应于由马达造成的移动而移动。在一些情况下，该开关为螺线管。在一些情况下，该 开关通过可操作地连接到附加马达的凸轮操作。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有至少一个尖 端机构。该至少一个尖端移除机构位于移液管头内且配置成可在 移液管头内移动。在一些情况下，该至少一个尖端移除机构位于 移液管头的外部。在一些情况下，该至少一个尖端移除机构是环 绕移液管头的至少一部分的套环。在一些情况下，移液管头能够 吸取和/或分发至少150uL。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有流体处理系 统。该流体处理装置具有不超过1cm、或2cm、或3cm、或4cm、 或5cm、或6cm、或7cm、或8cm、或9cm、或10cm的高度。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括多个柱塞。 至少一个柱塞位于所述多个移液管头中的一个移液管头内，并且 配置成可在该移液管头内移动。在一些情况下，该多个柱塞可独 立地移动。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地具有流体处理装 置，该装置能够分发和/或吸取不超过0.5uL或1uL的最小增量。
在一些实施方式中，上述系统单独或组合地包括多个柱塞， 其中至少一个活塞位于所述多个移液管头中的一个移液管头内， 并且配置成可在该移液管头内移动。在一些些情况下，所述多个 柱塞可独立地移动。在一些情况下，该系统包括配置用于允许所 述多个柱塞独立移动的马达。
在一些实施方式中，包含在上述系统中的多个移液管头中的 单个移液管头能够分发和/或吸取1uL至3mL的流体。
在一些情况下，上述的流体处理装置单独或组合地具有拥有 水平旋转轴的马达(或其他促动器)。在一些情况下，该流体处 理装置的可移除式尖端垂直对准。在一些情况下，该流体处理装 置包括位于所述多个移液管头中的一个移液管头内的至少一个柱 塞，其中该柱塞配置成可在移液管头内移动；以及至少一个马达， 其配置用于允许基本上与可移除式尖端不平行的多个柱塞的移 动。在一些情况下，柱塞能够在基本上垂直于可移除式尖端的方 向上移动。在一些情况下，柱塞能够在水平方向上移动，并且其 中所述可移除式尖端垂直对准。
在一些实施方式中，上述流体处理装置包括第一区段和第二 区段。所述第一区段配置成在所述第二区段内滑动。该流体处理 装置还可包括围绕该流体处理装置的柱塞的热分布器。
在一些实施方式中，流体处理装置包括至少一个移液管头， 其中单个移液管头包括配置成与可移除式尖端相连接的移液管 嘴，其中所述至少一个移液管头具有终止于移液管嘴的给定长度 的流体路径，并且其中流体路径的长度在尖端与移液管嘴接合时 可以调节而不影响从尖端的流体移动。
移液管嘴可相对于可操作地连接到所述至少一个移液管头的 基座移动，从而调节流体路径长度。在一些情况下，该流体路径 是使用刚性组件形成的。在一些情况下，该流体路径是在不使用 柔性组件的情况下形成的。
在一些情况下，流体处理装置还包括移液管头内的通气端口。 该通气端口能够具有敞开位置和闭合位置。在一些情况下，通气 螺线管确定通气端口是处于敞开位置还是闭合位置。阀门可确定 通气端口是处于打开位置还是闭合位置。该阀门的工作循环可具 有小于或等于50ms的周期。
在一些情况下，该通气端口耦合到正压源以用于排出流体。 该通气端口可耦合到负压源以用于吸取流体。
在一些情况下，该通气端口耦合到大气条件。该通气端口可 耦合到能够提供正压或负压的可逆泵。压力源能够在较长的一段 时间内提供正压或负压。在一些情况下，可移除式尖端包括两个 开口，每个开口都具有嵌入式被动阀。在一些情况下，嵌入式被 动阀配置用于允许流体在一个方向上流动经过第一开口，经过尖 端主体，并经过第二开口。
在一些情况下，在回缩位置与延伸位置之间存在至少2cm的 垂直差异。
在一些实施方式中，移液管嘴可相对于所述至少一个柱塞移 动。在一些情况下，在回缩位置与延伸位置之间调节移液管嘴会 改变终止于移液管嘴的流体路径长度。该流体路径仅使用刚性组 件形成。
在一些实施方式中，所述柱塞包括第一分段和第二分段，其 中当移液管嘴处于回缩位置时，所述第一分段的至少一部分位于 所述第二分段内，并且其中当移液管嘴处于延伸位置时，所述第 一分段不在所述第二分段内。
在一些实施方式中，上述方法单独或组合地包括在用尖端分 发和/或吸取流体之前和/或与此同时地相对于基座延伸移液管嘴。
在一些实施方式中，一种流体处理方法包括：提供可操作地 连接到基座的至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括配置 成与可移除式尖端相连接的移液管嘴；在所述多个移液管头中的 一个移液管头内提供至少一个柱塞，其中该柱塞配置成可在移液 管头内移动；以及在将移液管头在基本上不平行于第一方向的第 二方向上进行平移之前和/或与此同时，在第一方向上相对于基座 缩回移液管嘴。第一方向和第二方向可基本上垂直。在一些情况 下，第一方向是基本上竖直的方向，而第二方向是基本上水平的 方向。
在一些实施方式中，一种流体处理方法包括：提供可操作地 连接到基座的至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括配置 成与可移除式尖端相连接的移液管嘴；相对于基座缩回和/或延伸 移液管嘴；以及在所述缩回和/或延伸期间用尖端分发和/或吸取流体。在一些情况下，该方法还包括在所述多个移液管头中的一个 移液管头内提供至少一个柱塞，其中该柱塞配置成可在移液管头 内移动和/或实现所述分发和/或吸取。在一些情况下，该方法还包 括提供导致所述至少一个柱塞在移液管头内移动的马达。在一些 情况下，基座支持至少一个移液管头。在一些情况下，移液管嘴 可在直线方向上滑动。移液管嘴可相对于基座在竖直方向上缩回 和/或延伸。
在一些实施方式中，一种流体处理装置包括第一移液管头和 第二移液管头。在一些情况下，第一移液管头为容积式移液管头， 而第二移液管头为排气式移液管头。
在一些实施方式中，一种用于在设备内运送组件的方法包括： 提供多个移液管头，其中单个的移液管头包括配置成与可移除式 尖端相连接的移液管嘴，其中单个的移液管头能够用尖端分发和/ 或抽取流体；使用所述多个移液管头中的至少一个移液管头接合样品处理组件；以及使用所述多个移液管头中的至少一个移液管 头运送该样品处理组件。在一些情况下，样品处理组件是样品制 备单元或其组件、测定单元或其组件、和/或检测单元或其组件。 在一些情况下，样品处理组件是多个可移除式尖端和/或器皿的支 座。在一些情况下，使用一个或多个移液管头与硬件组件的特征 之间的压配来拾取硬件组件。在一些情况下，使用由一个或多个 移液管头和硬件组件的特征所提供的抽吸来拾取硬件组件。
在一些实施方式中，一种流体处理装置包括：可移除式尖端； 以及至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括配置成与可移 除式尖端相连接的移液管嘴，其中该装置可操作地连接到向尖端 内提供光照的光源。在一些情况下，该尖端形成波导，其能够通 过尖端向其中所含的流体提供光，或者能够通过尖端从流体传输 光信号。在一些情况下，可移除式尖端由光学透明材料形成。在 一些情况下，流体处理装置还包括位于所述多个移液管头中的一 个移液管头内的至少一个柱塞，其中该柱塞配置成可在移液管头 内移动。在一些情况下，移液管嘴形成有透明表面和/或反射表面。 在一些情况下，光源在该装置内。在一个示例中，光源在至少一 个移液管头内。在一些情况下，尖端包括传导所述光的纤维。在一个示例中，该纤维由光学透明材料形成。在一些情况下，纤维 沿可移除式尖端的长度延伸。在一些情况下，该光纤嵌入可移除 式尖端内。
在一些实施方式中，一种流体处理装置包括可移除式尖端； 以及至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括配置成与可移 除式尖端相连接的移液管嘴，其中该装置可操作地连接到配置用 于在尖端内和/或穿过尖端捕捉图像的图像捕捉器件。
在一些情况下，该图像捕捉器件位于装置内。在一些情况下， 该图像捕捉器件位于至少一个移液管头内。
在一些情况下，该图像捕捉器件与所述装置形成一体。在一 些情况下，该图像捕捉器件是相机。
在一些实施方式中，该图像捕捉器件能够捕捉电磁辐射并随 可见光谱、红外光谱、紫外光谱、伽马光谱中的一个或多个光谱 生成图像。
在一些情况下，流体处理装置还包括位于所述多个移液管头 中的一个移液管头内的至少一个柱塞，其中该柱塞配置成可在移 液管头内移动。图像捕捉器件可位于柱塞的末端。该柱塞可包括 透光材料(或由其形成)。该柱塞可由透明材料制成。
在一些情况下，移液管嘴形成有透明表面和/或反射表面。
在一些情况下，流体处理装置还包括位于该装置上的处理器。
在一些情况下，流体处理装置还包括位于图像捕捉器件上的 处理器。
在一些实施方式中，一种流体处理装置包括：可移除式尖端； 至少一个移液管头，其中单个的移液管头包括配置成与可移除式 尖端相连接的移液管嘴；以及可可操作地连接到所述可移除式尖 端和/或所述至少一个移液管头的处理器，其中该装置配置用于基于来自处理器的指令来改变和/或保持可移除式尖端的位置。
在一些情况下，可移除式尖端包括处理器。在一些情况下， 所述至少一个移液管头包括处理器。在一些实现中，该装置的第 一可移除式尖端的第一处理器与第二可移除式尖端的第二处理器 进行通信。
在一些实施方式中，一种流体处理装置包括：可移动支撑结 构；共用所述可移动支撑结构的多个移液管头，其中单个的移液 管头包括配置成与可移除式尖端相连接的移液管嘴，其中所述多 个移液管头从中心到中心相隔小于或等于4mm。
在一些情况下，流体处理装置还包括多个柱塞，其中至少一 个柱塞位于所述多个移液管头中的一个移液管头内，并且配置成 可在移液管头内移动。
在一些情况下，流体处理装置还包括多个由换能器驱动的隔 膜，所述隔膜能够实现流体通过可移除式尖端的分发和/或吸取。
在一些情况下，所述多个移液管头可沿支撑结构移动，以便 使所述多个移液管头之间的横向距离可变。
本发明的一个方面提供了一种用于借助服务点系统来诊断或 治疗受试者的方法，包括(a)认证受试者；(b)借助于三维成 像器件获得受试者的三维表示；(c)借助于包含处理器的计算机 系统向与受试者远程通信的医疗保健提供者显示该三维表示，其 中该系统通信地耦合至所述三维成像器件；以及(d)借助于所显 示的受试者的三维表示来诊断或治疗受试者。
本发明的另一方面提供了一种用于诊断或治疗受试者的服务 点系统，包括：服务点，其具有用于提供受试者的动态三维空间 表示的三维成像器件；以及远程计算机系统，其被配置用于与所 述三维成像器件通信并且配置用于检索受试者的动态三维空间表 示，其中该远程计算机系统可选地配置用于认证受试者。
本发明的一个方面提供了一种用于借助医护点系统诊断或治 疗受试者的方法，包括：认证受试者；借助于三维成像器件获得 受试者的三维表示；向医疗保健提供者的计算机系统的显示器提 供该三维表示，所述计算机系统通信地耦合到所述三维成像器件，所述医疗保健提供者与受试者进行远程通信；以及借助于在该计 算机系统的显示器上的三维表示来诊断或治疗受试者。
本发明的附加方面提供了一种用于诊断或治疗受试者的服务 点系统，包括：服务点设备，其具有用于提供受试者的动态三维 空间表示的三维成像器件；以及与该三维成像器件通信的远程计 算机系统，该远程计算机系统用于认证受试者，并于所述认证之 后检索受试者的动态三维空间表示。
此外，本发明的各个方面可针对一种用于测量受试者的身体 脂肪百分比的方法，包括：提供具有触摸屏的服务点设备；在触 摸屏的第一侧上放置第一手指并在触摸屏的第二侧上放置第二手 指；引导电流从服务点通过受试者的身体，其中该电流通过第一 手指和第二手指被引导通过受试者的身体；以及通过借助被引导 通过受试者身体的电流测量第一手指与第二手指之间的电阻来确 定受试者的身体脂肪百分比。
根据本发明的另一方面可提供一种用于诊断受试者的方法， 所述方法包括：提供具有触摸屏的服务点设备；在触摸屏的第一 侧上放置第一手指并在触摸屏的第二侧上放置第二手指；引导电 流从服务点通过受试者的身体，其中该电流通过第一手指和第二 手指被引导通过受试者的身体；借助于被引导通过受试者的身体 的电流来测量第一手指与第二手指之间的电阻；以及基于测定的 电阻诊断受试者。
在一些实施方式中，上述方法单独或组合地包括使受试者与 该受试者所选定的医疗保健提供者联系。
在一些情况下，诊断或治疗受试者包括使受试者与该受试者 的医疗保健提供者联系。在一些情况下，诊断包括实时提供诊断。
在一些实施方式中，三维成像器件是服务点系统的一部分。
在一些实施方式中，上述方法单独或组合地还包括在诊断或 治疗之前识别受试者。
在一些实施方式中，上述方法单独或组合地包括通过验证受 试者的指纹来识别受试者。
在一些实施方式中，上述方法单独或组合地包括使用触摸屏 显示器来诊断或治疗受试者。
在一些情况下，诊断或治疗包括从受试者采集样品。在一些 情况下，在医疗保健提供者的地点从受试者采集样品。该样品可 以在受试者的地点从受试者采集。
在一些情况下，服务点系统包括图像识别模块，用于分析受 试者的动态三维空间表示的至少一部分以供治疗。在一些情况下， 借助于生物特征扫描、受试者的保险卡、受试者的姓名、受试者 的驾照、受试者的身份证、借助护理点系统中的相机拍摄的受试 者图像、以及手势识别装置中的一种或多种来执行认证。
在一些实施方式中，上述方法单独或组合地包括通过使受试 者与该受试者所选定的医疗保健提供者联系来诊断受试者。
在一些实施方式中，上述方法单独或组合地还包括将受试者 的三维表示与受试者特定信息相结合。所述结合可借助于处理器 而做出。在一些情况下，服务点系统包括图像识别模块，用于分 析受试者的动态三维空间表示的至少一部分以供治疗。
在一些情况下，系统包括触摸屏。该触摸屏可能是，例如， 电容式触摸屏或电阻式触摸屏。在一些情况下，该触摸屏是至少 60点的触摸屏。
在一些实施方式中，对于一种或多种上述方法或者本文所提 供的其他方法而言，第一手指在受试者的第一只手上而第二手指 在受试者的第二只手上。
在一些实施方式中，上述方法单独或组合地包括通过提供受 试者的身体脂肪百分比来诊断受试者。
根据本发明的一个方面，一种器皿可包括：配置用于接纳和 约束样品的主体，其中该主体包括内表面、外表面、开口端以及 锥形封闭端，其中该器皿配置成与移液管相接合并包括柔性材料， 该柔性材料延伸穿过开口端并具有狭缝/开口，该狭缝/开口配置成在没有物体通过狭缝/开口插入时阻止流体穿过柔性材料。
本发明的各个方面可涉及一种器皿，包括：配置用于接纳和 约束不超过约100μL样品的主体，其中该主体包括内表面、外表 面和开口端，其中该器皿包括柔性材料，该柔性材料延伸穿过开 口端并具有狭缝/开口，该狭缝/开口配置成在没有物体通过狭缝/ 开口插入时阻止流体穿过柔性材料。
根据本发明的附加方面可提供一种器皿，所述器皿包括：配 置用于接纳和约束样品的主体，其中该主体包括内表面、外表面、 第一端、第二端和在第一端与第二端之间的通路，其中该器皿包 括延伸穿过所述通路的材料，该材料能够具有(1)熔融状态，配 置成在没有物体通过该材料插入时阻止流体穿过该材料，和(2) 固体状态，配置成阻止流体和所述物体穿过所述材料。
另外，本发明的各个方面可提供一种注塑模板，包括含有平 坦表面和多个凸出物的衬底；以及包含多个缺口的反模，其中凸 出物配置成可定位在缺口内，其中所述多个凸出物中的单个凸出 物包括第一直径的圆柱形部分，以及与该圆柱形部分接触的漏斗 形部分，其中与圆柱形部分接触的漏斗形部分的一端具有所述第 一直径，而与所述平坦表面接触的漏斗形部分的第二端具有第二 直径。
根据本发明的附加方面，一种系统可包括：配置用于接纳和 约束样品的器皿，其中该器皿包括内表面、外表面、开口端和相 对的封闭端；以及配置成通过开口端延伸至器皿中的尖端，其中 该尖端包括第一开口端和第二开口端，其中第二开口端插入到器 皿中，其中该器皿或该尖端还包括可选地处在封闭端或靠近封闭 端之处的凸出表面特征，该凸出表面特征阻止尖端的第二开口端 接触器皿的封闭端的内表面的底部。
在一些实施方式中，以上或本文其他各处提供的器皿包括柔 性材料。在一些情况下，该柔性材料为薄膜。在一些情况下，该 柔性材料由硅基材料形成。
在一些实施方式中，以上或本文其他各处提供的器皿包括配 置成在开口端接触主体的封盖，其中所述封盖的至少一部分延伸 到主体的内部之中。在一些情况下，封盖包括柔性材料所穿行延 伸的通路。
在一些实施方式中，以上或本文其他各处提供的器皿包括主 体，该主体具有第一直径的拥有开口端和封闭端的圆柱形部分， 以及与开口端接触的漏斗形部分，其中与开口端接触的漏斗形部 分的一端具有第一直径，而漏斗形部分的第二端具有第二直径。 在一些情况下，第二直径小于第一直径。在其他情况下，第二直 径大于第一直径。在其他情况下，第二直径等于第一直径。在一 些情况下，漏斗形部分的第二端配置成与可移除式封盖相接合。
在一些实施方式中，以上或本文其他各处提供的器皿包括是 薄膜的柔性材料。在一些情况下，该柔性材料由硅基材料形成。
在一些实施方式中，以上或本文其他各处提供的器皿包括配 置成在开口端接触主体的封盖，其中封盖的至少一部分延伸到主 体的内部之中。在一些情况下，封盖包括柔性材料所穿行延伸的 通路。
在一些实施方式中，以上或本文其他各处提供的器皿包括主 体，该主体具有第一直径的拥有开口端和封闭端的圆柱形部分， 以及与开口端接触的漏斗形部分，其中与开口端接触的漏斗形部 分的一端具有第一直径，而漏斗形部分的第二端具有第二直径。 在一些情况下，第二直径小于第一直径。在其他情况下，第二直 径大于第一直径。在一些情况下，漏斗形部分的第二端配置成与 可移除式封盖相接合。
在一些实施方式中，以上或本文其他各处提供的器皿包括延 伸穿过所述通路的材料，该材料能够具有(1)熔融状态，配置成 在没有物体通过材料插入时阻止流体穿过该材料，和(2)固体状 态，配置成阻止流体和所述物体穿过所述材料。在一些情况下， 该材料是蜡。在一些情况下，该材料具有介于约50℃和60℃之 间的熔点。在一些情况下，当材料处于熔融状态时，所述物体能 够穿过所述材料插入并从该材料中移除。在一些情况下，该材料 配置成当材料处于熔融状态时允许所述物体插入材料和将其从材 料中移除。在一些实施方式中，当物体被从材料中移除时，该物 体的至少一部分涂覆有所述材料。
在一些实施方式中，注塑模板包括含有平坦面表面和多个凸 出物的衬底；以及包括多个缺口的反模，其中凸出物配置成可定 位在缺口内，其中所述多个凸出物中的单个凸出物包括第一直径 的圆柱形部分，以及与该圆柱形部分接触的漏斗形部分，其中与 圆柱形部分接触漏斗形部分的一端具有所述第一直径，而与平坦 表面接触的漏斗形部分的第二端具有第二直径。在一些情况下， 多个凸出物布置成阵列。在一些情况下，所述凸出物的体积小于 或等于100微升(“uL”)、50uL、20uL、10uL或1uL。在一 些情况下，所述缺口包括圆柱形部分和接触该圆柱形部分的漏斗 形部分。
在一些实施方式中，以上所提供的系统，诸如器皿，单独或 组合地包括一体形成于器皿内表面的底部上的表面特征。在一些 实施方式中，表面特征为器皿内表面的底部上的多个隆起物。
在一些实施方式中，以上所提供的装置单独或组合地包括含 有多个凹坑的平面衬底；以及具有以上或本文其他各处所提供的 配置的多个尖端，其中所述尖端至少部分地插入到所述多个凹坑 之中并且由衬底支撑。在一些情况下，该装置形成微量滴定板。
在本发明的一些方面中，可提供一种离心机，所述离心机包 括：具有底面的基座，所述基座配置成绕正交于底面的轴旋转， 其中该基座包括配置成在延伸穿过基座的轴上折迭的一个或多个 翼部，其中翼部包括在轴的一侧上的基座的整个部分，其中翼部 包括用以容纳样品器皿的腔体，其中样品器皿在基座静止时朝向 第一定向，并且被配置成在基座旋转时朝向第二定向。
根据本发明的一个方面，一种离心机包括：具有底面和顶面 的基座，所述基座配置成绕正交于底面的轴旋转，其中该基座包 括配置成绕枢轴枢转的一个或多个勺斗，该枢轴配置用于允许勺 斗的至少一部分向上枢转越过顶面，并且其中所述勺斗包括用以 容纳样品器皿的腔体，其中该腔体被配置成在基座静止时朝向第 一定向，并且配置成在基座旋转时朝向第二定向。
此外，本发明的各个方面可涉及一种离心机，包括：具有底 面和顶面的基座，所述基座配置成绕正交于底面的轴旋转，其中 该基座包括配置成绕枢轴枢转的一个或多个勺斗，并且所述勺斗 附接到配置成在直线方向上移动的配重，从而导致勺斗枢转，并 且其中所述勺斗包括用以容纳样品器皿的腔体，其中该腔体被配 置成在基座静止时朝向第一定向，并且配置成在基座旋转时朝向 第二定向。
根据本发明的另一方面，一种离心机可包括：无刷马达组装 件，其包括配置成绕旋转轴关于定子旋转的转子；以及基座，其 包括配置用于容纳一个或多个流体样品的一个或多个腔体，所述 基座固定到转子，其中该基座关于所述定子旋转并且正交于无刷 马达旋转轴的平面与正交于基座旋转轴的平面是共面的。
本发明的各个方面可涉及一种离心机，包括：无刷马达组装 件，其包括配置成绕旋转轴关于定子旋转的转子，其中无刷马达 具有在旋转轴方向上的高度；以及基座，其包括配置用于容纳一 个或多个流体样品的一个或多个腔体，所述基座固定到转子，其 中该基座关于所述定子旋转并且所述基座具有在旋转轴方向上的 高度，并且其中无刷马达组装件的高度不超过基座高度的两倍。
根据本发明的另一方面可提供一种系统，所述系统包括：安 装在支撑结构上的至少一个模块，其中所述至少一个模块包括样 品制备站、测定站和/或检测站；以及控制器，其可操作地耦合到 所述至少一个模块和电子显示器，所述电子显示器具有用于使受 试者能够与该系统进行交互的图形用户界面(GUI)，其中所述 系统配置用于执行(a)选自包含样品处理、离心、磁分离和化学 处理在内的组中的至少一种样品制备规程，和(b)选自包含以下 各项在内的组中的多种类型的测定，这些项为免疫测定、核酸测 定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电 泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测 定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度 测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、 培养物测定、渗透压测定及其组合。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定可在测定结 束时测量(“终点”测定)或者在测定过程期间测量两次或更多 次(“时间过程”或“动力学”测定)。
本发明的各个方面可涉及一种系统，包括：支撑结构，其具 有配置用于支撑多个模块中的一个模块的安装台，单个模块配置 用于执行(i)选自包含样品处理、离心、磁分离在内的组中的至 少一种样品制备规程，和/或(ii)选自包含以下各项在内的组中 的至少一种类型的测定，这些项为免疫测定、核酸测定、基于受 体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电 化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固 测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测 定、渗透压测定及其组合；控制器，其可操作地耦合到所述多个 模块，其中该控制器配置用于向所述模块或所述多个模块中的单 个模块提供一个或多个指令以便促进所述至少一个样品制备规程 或所述至少一种类型的测定的执行；以及电子显示器，其可操作 地耦合到所述控制器，所述电子显示器具有用于使受试者能够与该系统进行交互的图形用户界面(GUI)。
上述或本文其他各处的系统单独或组合地可包括安装在支撑 结构上的多个模块，所述多个模块中的单个模块包括样品制备站、 测定站和/或检测站。单个模块可配置用于执行所述至少一个样品 制备规程和/或所述至少一种类型的测定，而不借助于上述或本文 其他各处的系统(单独或组合地)中的另一模块。
在单独的或组合的上述或本文其他各处的一些系统中，控制 器可安装于支撑结构上。
在单独的或组合的上述或本文其他各处的系统中提供的GUI 可配置用于向所述受试者提供引导问卷。
在单独的或组合的上述或本文其他各处的系统中，该引导问 卷可包括一个或多个图形和/或文本项目。在一些实施方式中，该 引导问卷可配置用于从所述受试者采集选自包含饮食摄取、锻炼、 健康状况和精神状况在内的组中的信息。
在单独的或组合的上述或本文其他各处的系统中，电子显示 器可安装在支撑结构上。在一些实施方式中，电子显示器可安装 在远程系统的支撑结构上，所述远程系统诸如为单独的或组合的 上述或本文其他各处的系统。根据本发明的一些实施方式，该电 子显示器可以是交互式显示器。在单独的或组合的上述或本文其 他各处的系统中，交互式显示器可以是电容式触摸显示器或电阻 式触摸显示器。
通信模块可以可操作地耦合到所述控制器，该通信模块用于 使系统能够与远程系统通信，该远程系统可包括单独的或组合的 上述或本文其他各处的系统。
上述或本文其他各处的系统单独或组合地还可包括可操作地 耦合到控制器的数据库，所述数据库用于存储与所述受试者的饮 食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况有关的信息。
可选地，可以使用基于纸的系统，该系统变得有颜色(将反 应印迹下来)并且在纸上进行比色测定，测量反射，来代替使用 通过样品的透射的系统。
其他检测方法可包括检测凝集，其中所述系统使用来自该系 统中的一个或多个成像器件的成像。比浊测量技术可使用分光光 度计作为检测器。
可选地，所述系统可在核酸测定站上运行或检测凝固测定， 并且可在细胞计数器模块中运行或测量非细胞计数测定。
可选地，所述系统可测量与卟啉络合并导致波长偏移的铅或 其他金属。在当金属与卟啉络合时波长偏移的情况下，这可由分 光光度计或其他用于检测波长偏移的技术来检测。
可选地，所述系统可具有测量所述样品中的热量的检测器。
可选地，色谱技术可用于检测普通化学测定。可以使用HPLC。 可以处理所述样品以便通过UV或荧光来测量其分析物水平。当 所述系统诸如在尖端中对样品进行分离时，一些实施方式可使用 促进色谱法的滤光器。
可选地，普通化学测定可表征为在非相分离的样品上的测定， 其中没有用以移除样品的洗涤或移除步骤。所述测定可在与非均 相相对的均相中进行。能够以添加的、非分离类型的方式处理所 述样品。用于不在普通化学测定组中的测定的分离步骤可涉及珠 的洗涤、移除反应介质以添加新介质。在一个非限制性示例中， 普通化学组中的测定主要不是基于结合剂或抗体的。通常，此组 中的测定不涉及核酸的扩增、显微镜载物台上的细胞成像或者基 于标记的抗体或结合剂对溶液中一种或多种分析物水平的确定。
在一些实施方式中，本文提供了一种生物样品处理设备，包 括：a)样品处理系统；b)检测站；c)细胞计数站，其包括成像器件 和用于接收显微镜容槽的载物台；以及d)测定站，其被配置用于 支撑多个组件，包括i)生物样品以及ii)至少第一流体隔离的测定 单元、第二流体隔离的测定单元和第三流体隔离的测定单元，其 中所述样品处理系统被配置用于i)向所述第一测定单元、所述第 二测定单元和所述第三测定单元转移所述生物样品的至少一部 分；ii)向所述检测站转移包含生物样品的所述第一测定单元和第 二测定单元；并且iii)向所述细胞计数站转移包含生物样品的所述 第三测定单元。
在一些实施方式中，本文提供了一种生物样品处理设备，包 括：a)样品处理系统；b)检测站；c)细胞计数站，其包括成像器件 和用于接收显微镜容槽的载物台；以及d)测定站，其被配置用于 支撑多个组件，包括i)生物样品，ii)至少第一流体隔离的测定单 元、第二流体隔离的测定单元和第三流体隔离的测定单元，以及 iii)试剂，该试剂用以执行A)至少一个免疫测定；B)至少一个普通 化学测定；以及C)至少一个细胞计数测定，并且其中所述样品处 理系统被配置用于i)向所述第一测定单元、所述第二测定单元和 所述第三测定单元转移所述生物样品的至少一部分；ii)向所述检 测站转移包含生物样品的所述第一测定单元和第二测定单元；并 且iii)向所述细胞计数站转移包含生物样品的所述第三测定单元。
在一些实施方式中，本文提供了一种生物样品处理设备，包 括：a)样品处理系统；b)第一检测站，其包括光学传感器；c)第二 检测站，其包括光源和光学传感器；d)细胞计数站，其包括成像 器件和用于接收显微镜容槽的载物台；以及e)测定站，其被配置 用于支撑i)生物样品，ii)至少第一流体隔离的测定单元、第二流 体隔离的测定单元和第三流体隔离的测定单元，以及iii)试剂， 该试剂用以执行A)至少一个发光测定；B)至少一个吸光度、比浊 或比色测定；以及C)至少一个细胞计数测定；其中所述第一测定 单元被配置用于执行发光测定，所述第二测定单元被配置用于执 行吸光度、比浊或比色测定，所述第三测定单元被配置用于执行 细胞计数测定，并且所述样品处理系统被配置用于i)向所述第一 测定单元、第二测定单元和第三测定单元转移所述生物样品的至 少一部分；ii)向所述第一检测站转移包含生物样品的所述第一测 定单元；iii)向所述第二检测站转移包含生物样品的所述第二测定 单元；以及iv)向所述细胞计数站的所述载物台转移包含生物样品 的所述第三测定单元。
在一些实施方式中，本文提供了一种生物样品处理设备，包 括：a)样品处理系统；b)检测站，其包括光学传感器；c)流体隔离 的样品采集单元，其被配置用于保持生物样品；d)测定站，其包 括至少第一流体隔离的测定单元、第二流体隔离的测定单元和第 三流体隔离的测定单元，其中所述第一单元包括抗体，所述第二 单元包括寡核苷酸，并且所述第三单元包括显色底物；以及e)控 制器，其中所述控制器可操作地耦合到所述样品处理系统，其中 所述样品处理系统被配置用于将来自所述样品采集单元的所述生 物样品的一部分转移到所述第一测定单元、所述第二测定单元和 所述第三测定单元中的每一个，并且所述设备被配置用于执行免 疫测定、核酸测定和包括显色底物的普通化学测定。
在一些实施方式中，本文提供了一种生物样品处理设备，其 包括壳体，在该壳体中包含：a)样品处理系统；b)检测站，其包括 光学传感器；c)流体隔离的样品采集单元，其被配置用于保持生 物样品；d)测定站，其包括至少第一流体隔离的测定单元、第二 流体隔离的测定单元和第三流体隔离的测定单元，其中所述第一 单元包括第一试剂，所述第二单元包括第二试剂，并且所述第三 单元包括第三试剂；以及e)控制器，其中所述控制器包括本地存 储器并且可操作地耦合到所述样品处理系统和所述检测站；其中 所述设备被配置用于使用所述第一测定单元、第二测定单元和第 三测定单元中的任何一个或多个来执行测定；其中所述控制器的 所述本地存储器包括方案，该方案包括以下指令：i)指引所述样品 处理系统向所述第一测定单元、所述第二测定单元和所述第三测 定单元转移所述生物样品的一部分；以及ii)指引所述样品处理系 统向所述检测站转移所述第一单元、所述第二单元和所述第三测 定单元。
在一些实施方式中，本文提供了一种对生物样品执行选自免 疫测定、细胞计数测定和普通化学测定的至少4种不同测定的方 法，所述方法包括：a)向样品处理设备中引入具有不超过2ml、1 ml、500微升、300微升、200微升、100微升、50微升、25微升、 25微升、10微升或5微升的体积的生物样品，其中所述设备包括： i)样品处理系统；ii)检测站；iii)细胞计数站，其包括成像器件和 用于接收显微镜容槽的载物台；以及iv)测定站，其包括至少第一 可独立移动的测定单元、第二可独立移动的测定单元、第三可独 立移动的测定单元和第四可独立移动的测定单元；b)借助于所述 样品处理系统，向所述第一测定单元、第二测定单元、第三测定 单元和第四测定单元中的每一个转移所述生物样品的一部分，其 中在所述第一测定单元、第二测定单元、第三测定单元和第四测 定单元中的每一个中执行不同的测定；c)借助于所述样品处理系 统，向所述检测站或细胞计数站转移所述第一测定单元、第二测 定单元、第三测定单元和第四测定单元，其中将包括免疫测定或 普通化学测定的测定单元转移到所述检测站，而将包括细胞计数 测定的测定单元转移到所述细胞计数站；d)借助于所述检测站或 细胞计数站，获取在所述第一测定单元、第二测定单元、第三测定单元和第四测定单元中的每一个中所执行的测定的数据测量。 在一些实施方式中，以上方法可适用于执行2、3、5、6、7、8、 9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、50、60、70、 80、90、100、150、200种或更多种不同测定的方法。
在一些实施方式中，本文提供了一种处理生物样品的方法， 包括：a)向样品处理设备中引入具有2ml、1ml、500微升、300 微升、200微升、100微升、50微升、25微升、25微升、10微升 或5微升或更少体积的样品，所述样品处理设备包括i)样品处理 系统；ii)至少第一流体隔离的器皿和第二流体隔离的器皿；以及 iii)稀释剂，其中所述样品包括第一浓度下的体液；b)借助于所述 样品处理系统，将所述样品的至少一部分与所述稀释剂相混合以生成稀释的样品，其中所述稀释的样品包括第二浓度下的体液， 并且体液的所述第二浓度是体液的所述第一浓度的二分之一、三 分之一、四分之一、十分之一或更小；以及，c)借助于所述样品 处理系统，向所述第一流体隔离的器皿和所述第二流体隔离的器 皿转移所述稀释的样品的至少一部分。
在一些实施方式中，本文提供了一种处理生物样品的方法， 包括：a)向样品处理设备中引入具有2ml、1ml、500微升、300 微升、200微升、100微升、50微升、25微升、25微升、10微升 或5微升或更少体积的样品，所述样品处理设备包括i)样品处理 系统；ii)至少第一流体隔离的器皿和第二流体隔离的器皿；iii)稀 释剂；以及iv)离心机，其中所述样品包括第一浓度下的体液；b) 借助于所述样品处理系统，向所述离心机中引入所述样品的至少一部分；c)将所述样品离心，以生成经离心的样品；d)借助于所述 样品处理系统，从所述离心机移除所述经离心的样品的至少一部 分；以及e)借助于所述样品处理系统，将所述经离心的样品的至 少一部分与所述稀释剂相混合以生成稀释的样品，其中所述稀释 的样品包括第二浓度下的体液，并且体液的所述第二浓度是体液 的所述第一浓度的二分之一、三分之一、四分之一、十分之一或 更小；以及，f)借助于所述样品处理系统，向所述第一流体隔离 的器皿和所述第二流体隔离的器皿转移所述稀释的样品的至少一 部分。
在一些实施方式中，本文提供了一种制备生物样品的方法， 包括：a)向包括离心机和样品处理系统的样品处理设备中引入生 物样品和至少一个隔离的器皿；b)借助于所述样品处理系统，向 所述离心机中引入所述生物样品的至少一部分，其中所述离心机 包括一个或多个腔体并且其中所述一个或多个腔体被配置用于在 所有的所述一个或多个腔体之间接收总共不超过2ml、1.5ml、1 ml、750微升、500微升、300微升、200微升、100微升、50微 升、25微升、25微升或10微升；c)将所述样品离心，以生成经 离心的样品；d)借助于所述样品处理系统，从所述离心机移除所 述经离心的样品的至少一部分；以及e)借助于所述样品处理系统， 将来自步骤d)的从所述离心机移除的经离心的样品转移到所述流 体隔离的器皿中。
在一些实施方式中，在上述或本文其他各处的测定站中，所 述测定站被配置用于支撑多个组件。所述组件可例如包括以下各 项中的任何一项或多项：i)生物样品；ii)任何数目的流体隔离的测 定单元(例如，至少第一流体隔离的测定单元、第二流体隔离的 测定单元和第三流体隔离的测定单元)；iii)任何数目的流体隔离 的试剂单元(例如，至少第一流体隔离的试剂单元、第二流体隔 离的试剂单元和第三流体隔离的试剂单元)；iv)用于支持任何数 目的免疫测定的试剂；v)用于支持任何数目的普通化学测定的试 剂；vi)用于支持任何数目的细胞计数测定的试剂；vii)用于支持任 何数目的核酸测定的试剂；viii)用于执行任何数目的发光测定的 试剂；ix)任何数目的吸光度、比浊或比色测定；x)任何数目的流 体隔离的器皿；或者xi)物理联接的两个或更多个流体隔离的器 皿。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的被配置用于支撑 多个组件的测定站可包含所述组件。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的包含测定站接收 位置的样品处理设备还可包含测定站。在一些实施方式中，在上 述或本文其他各处的包含测定站的样品处理设备中，所述测定站 可位于测定站接收位置中。在一些实施方式中，上述或本文其他 各处的被配置用于接收测定站的样品处理设备可包含测定站。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定站或筒匣可 被配置用于支持不超过100ml、50ml、30ml、20ml、10ml、5ml、 2ml、1.5ml、1ml、750微升、500微升、400微升、300微升、 200微升、100微升、75微升、50微升、40微升、30微升、20 微升、10微升、5微升、3微升或1微升的生物样品。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定站或筒匣可 被配置用于支持样品采集单元。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的样品处理系统可 被配置用于以下各项中的任何一项或多项：i)向一个或多个测定单 元、容槽、尖端或其他器皿或者在其之间转移生物样品的至少一 部分；ii)(向或从)测定站与检测站之间转移任何一个或多个测定单元、容槽、尖端或其他器皿；iii)(向或从)测定站与细胞计 数站之间转移任何一个或多个测定单元、容槽、尖端或其他器皿； iv)(向或从)测定站与任何一个或多个不同的检测站之间转移任 何一个或多个测定单元、容槽、尖端或其他器皿。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定单元可以是 容槽。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定单元可以是 被配置用于与显微镜载物台相接的细胞计数容槽。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定单元可以是 流体隔离的。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定单元可以是 流体隔离且可独立移动的。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定单元可具有 至少两个不同的配置或形状。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的样品处理设备可 包含壳体。在一些实施方式中，所述设备的一些或所有组件可以 位于所述设备壳体内。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的样品处理设备或 模块可包含一个、两个、三个、四个或更多个不同的检测站。所 述检测站可包含不同类型的检测单元。
在一些实施方式中，在上文其他各处所描述的包含控制器的 样品处理设备或模块中，所述控制器可以可操作地耦合到所述设 备或模块内的任何组件。
在一些实施方式中，在上文其他各处所描述的包含控制器的 样品处理设备或模块中，所述控制器可包含本地存储器。
在一些实施方式中，在上文其他各处所描述的包含控制器的 样品处理设备或模块中，所述控制器可包含方案，该方案包括用 于指引样品处理系统向或从一个或多个流体隔离的测定单元、尖 端、容槽或其他器皿转移生物样品的一部分的指令。
在一些实施方式中，在上文其他各处所描述的包含控制器的 样品处理设备或模块中，所述控制器可被配置用于指引样品处理 系统向或从一个或多个流体隔离的测定单元、尖端、容槽或其他 器皿转移生物样品的一部分。
在一些实施方式中，在上文其他各处所描述的包含控制器的 样品处理设备或模块中，所述控制器可包含方案，该方案包括用 于指引样品处理系统向或从检测站转移一个或多个流体隔离的测 定单元、尖端、容槽或其他器皿的指令。
在一些实施方式中，在上述或本文其他各处的包含控制器的 样品处理设备或模块中，所述控制器可包含方案，该方案包括用 于指引样品处理系统向或从细胞计数站转移一个或多个流体隔离 的测定单元、尖端、容槽或其他器皿的指令。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的测定单元可被配 置用于与分光光度计相接。在一些实施方式中，当测定单元或其 他器皿位于分光光度计中时，可在所述测定单元或其他器皿中添 加或混合测定试剂。
在一些实施方式中，上述或本文其他各处的单一筒匣可包含 两种或更多种不同类型的生物样品(例如，血液、尿液、唾液、 鼻洗液等)。在一些实施方式中，上述或本文其他各处的样品处 理设备可被配置用于同时用两种或更多种不同类型的生物样品执 行测定。在一些实施方式中，上述或本文其他各处的单一筒匣可 包含来自两个或更多个不同受试者的生物样品。在一些实施方式 中，上述或本文其他各处的样品处理设备可被配置用于同时用来 自两个或更多个不同受试者的生物样品执行测定。
在一个实施方式中，所述控制器可被配置成允许可变位置尖 端拾取和/或卸放。在一些实施方式中，所述控制器是可编程电路， 其用于指引样品处理系统在固定位置(诸如对于其器皿接收位置 具有固定位置的某些站)处拾取和卸放样品设备和/或器皿。一些实施方式可具有还被配置用于指引所述样品处理系统在可变位置 (诸如但不限于离心机器皿，在其中离心机转子勺斗的停止位置 是可变的)处拾取和/或卸放设备、器皿或元件的控制器。在这样 的非限制性示例中，所述离心机可具有一个或多个位置传感器， 诸如但不限于光学和/或电传感器，所述传感器可将所述离心机转 子的停止位置转发到所述处理器。
在另一实施方式中，本文描述了一种多元分析系统，其包括 可处理至少一定数目的不同类型的、来自单一流体样品的测定的 系统。在一个实施方式中，该流体样品为约140微升至约150微 升的样品流体。可选地，该流体样品为约130微升至约140微升。 可选地，该流体样品为约120微升至约130微升。可选地，该流 体样品为约110微升至约130微升。可选地，该流体样品为约100 微升至约120微升。可选地，该流体样品为约90微升至约110微 升。可选地，此流体样品为约80微升至约100微升。可选地，该 流体样品为约70微升至约90微升。可选地，该流体样品为约60 微升至约80微升。可选地，该流体样品为约50微升至约70微升。 可选地，该流体样品为约40微升至约60微升。可选地，该流体 样品为约30微升至约50微升。可选地，该流体样品为约20微升 至约40微升。可选地，该流体样品为约10微升至约30微升。
在另一实施方式中，提供了一种同时在多个尖端、容槽或其 他样品器皿中分析不同测定类型的方法。如本文所讨论，所述系 统可多路进行对同一样品的分析，其中所述同一样品等分成多个 样品等分试样，通常为多个经稀释的样品。在一个非限制性示例 中，在不同样品器皿中处理这些经稀释的样品中的每一个。所述 等分可在不必使样品穿过任何管道——其中样品从管的一端进入 并从不同的一端离开——的情况下发生。该类型的基于“管”的 运送充斥着死空间而使样品经常在运送期间损失，从而导致样品 浪费和样品体积控制不准确。
在又一实施方式中，所述系统配置的一个示例允许同时或循 序处理不同信号类型，诸如来自光域的信号类型和来自诸如但不 限于电化学等非光域的信号类型。可选地，不同信号类型还可以 是不同类型的光信号，但都同时出现以将相同样品的等分试样稀释，可选地每一等分试样进行不同的稀释，可选地每一等分试样 用于不同的测定类型，以及/或者可选地来自不同形状的样品器 皿。
在又一实施方式中，提供了筒匣，在该筒匣中包括至少三个 不同类型的试剂或尖端于其中。可选地，所述筒匣包括至少两种 不同类型的试剂和至少两种不同类型的移液管尖端。可选地，所 述筒匣包括至少三种不同类型的试剂和至少两种不同类型的移液 管尖端或样品器皿。可选地，所述筒匣包括至少三种不同类型的 试剂和至少三种不同类型的移液管尖端或样品器皿。可选地，所 述筒匣包括至少四种不同类型的试剂和至少三种不同类型的移液 管尖端或样品器皿。可选地，所述筒匣包括至少四种不同类型的 试剂和至少四种不同类型的移液管尖端或样品器皿。应当理解， 一些实施方式可具有作为一次性用品的筒匣。所述筒匣的一个实 施方式可仅具有不同类型的移液管尖端或样品器皿，但在该筒匣中没有试剂。所述筒匣的一个实施方式可仅具有不同类型的移液 管尖端或样品器皿，但在该筒匣中没有试剂而仅有稀释剂。可选 地，一些实施方式可将所述试剂分到一个筒匣中以及另一筒匣的 器皿/尖端中(或在其中的一些组合)。可选地，所述筒匣的一个 实施方式可在其上具有不同类型的移液管尖端或样品器皿以及大 部分而非所有试剂。在这样的配置中，其余试剂可位于所述设备 的硬件上以及/或者由至少另一筒匣提供。一些实施方式可包括将 不止一个筒匣加载到诸如托盘等筒匣接收位置上。可选地，一些 实施方式可将两个筒匣结合在一起并且将该联结(可以是物理联 接)的筒匣加载到所述筒匣接收位置上。可选地，在一个实施方 式中，用于测定的大部分试剂位于所述设备中，而不位于诸如所 述筒匣等一次性用品中。可选地，将诸如但不限于尖端、器皿等 大多数物理物件返回到筒匣以供处置。可选地，在弹出一次性用 品之前，所述系统可在处置之前将器皿中未使用的或其他流体移 动到吸收垫或使用试剂中和，从而使污染风险最小化。这可涉及 进一步稀释任何样品、试剂等。这可涉及使用中和剂等使筒匣中 的试剂猝灭或无害化。
在进一步实施方式中，所述系统可包括使用方案的控件，该 方案阐述了用于所有单个站和硬件(诸如多元分析设备中的样品 处理系统)的处理步骤。举非限制性示例而言，基于诸如但不限 于筒匣ID、患者ID等准则而从远程服务器下载这些方案。此外， 在筒匣插入之前，在患者ID和/或测试顺序验证时，所述远程服 务器还可执行翻译步骤，其中所述服务器或本地设备可通知本地 操作者基于关联于患者ID、实验室顺序或其他信息的测试的所请 求的组合要选择哪个筒匣。这可具有特定用途，因为在一个实施 方式中该翻译步骤可将远程位置处的库存中的筒匣纳入考虑，并 且由于每一筒匣是多测定类型的筒匣，因此应当选择哪一筒匣并 不明显，而不像每一筒匣仅执行一个测定的已知筒匣那样。这里， 由于每一筒匣的多测定，一些实施方式可以具有多个可执行一些 或全部所请求的测试的多个筒匣，并且可以将对库存的估量、对 筒匣试剂利用率的最大化以及/或者筒匣成本最小化纳入对所述 系统要求本地用户插入到该系统中的筒匣的考虑中。
在进一步实施方式中，所述系统可部署在许多位置，意思是 本地操作者已限定本地用户可在所述设备上控制什么操作。举非 限制性示例而言，所述用户仅可选择向所述样品处理设备中插入 哪个筒匣。在本示例中，所述用户不直接进行任何样品移液等。 所述用户可将样品器皿插入到所述筒匣上并继而将所述筒匣插入 到所述设备中。错误检查算法可基于筒匣和/或样品器皿上的ID 信息来确定所述用户是否针对受试者样品插入了正确的筒匣。
在进一步实施方式中，提供了一种用于从单一样品执行多个 测定的系统和方法，其中原始样品是小于某一体积的样品(在一 个非限制性示例中，不超过约200微升)。在本示例中，对样品 进行稀释以将相同样品等分是可变的、不固定的，并且是基于所 要运行的测定的。在一个实施方式中，提供了一种系统和方法以 使得可从少于200微升的所述单一样品中提取全血、血清和血浆。 在一个实施方式中，提供了一种系统和方法以使得可从少于200 微升的所述单一样品中提取全血、血清、血浆和细胞。“样品” 分割/细胞分离步骤是可支持使用这样减少的起始样品体积的多 重测试的一个因素。在一个实施方式中，对从不超过约200微升 的原始未稀释样品提取的样品运行至少40个测定。可选地，对从 不超过约150微升的原始未稀释样品提取的样品运行至少20个测 定。可选地，对从不超过约100微升的原始未稀释样品提取的样 品运行至少20个测定。可选地，对从不超过约80微升的原始未稀释样品提取的样品运行至少20个测定。可选地，对从不超过约 60微升的原始未稀释样品提取的样品运行至少20个测定。可选 地，对从不超过约40微升的原始未稀释样品提取的样品运行至少 20个测定。可选地，对从不超过约30微升的原始未稀释样品提 取的样品运行至少20个测定。
在进一步实施方式中，提供了一种系统和方法，其中测试结 果在一小时内完成，在测试开始之前，存在实时保险验证以确定 受试者进行测试的成本。本文中，测试包括对从不超过约150微 升的原始未稀释样品提取的样品运行至少10个测定。可选地，测 试包括对从不超过约100微升的原始未稀释样品提取的样品运行 至少10个测定。
在进一步实施方式中，提供了一种系统和方法，其中相同的 硬件系统可全部通过使用相同的硬件但不同的一次性用品(诸如 筒匣)来测量分析物或者尿液、血液和排泄物的其他特性。
在一个实施方式中，提供了一种用于评价从受试者采集的生 物样品的方法，所述方法包括：提供具有多个插座的筒匣；将所 述样品加载到一个或多个插座中；将加载过的筒匣递送到具有处 理器、一个或多个传感器以及流体处理系统的分析器，所述筒匣 使多种选定的试剂进入插座，所述试剂足以执行从至少10个测定 的组中选择的至少两个测定；其中所述处理器被配置用于控制所 述流体处理系统和所述传感器以使所述样品与所述试剂反应来执 行所述至少两个测定。可选地，在所述筒匣中，要在针对该筒匣 的所述测定中使用的大部分或所有所述试剂都位于所述筒匣中。 关于所谓的大部分，一个实施方式意指试剂的体积。可选地，关 于所谓的大部分，另一实施方式意指试剂的类型。
应当理解，前述的任何实施方式可被配置成具有以下特征中 的一个或多个特征。举非限制性示例而言，一个实施方式可具有 一种方法，其中加载样品包括加载来自一个受试者且仅来自一个 受试者的样品流体。可选地，所述方法还包括预处理所述样品以 产生至少两个样品，所述至少两个样品已受到不同的预处理并加 载到单独的插座中。可选地，用不同的抗凝剂预处理至少两个样 品。可选地，将所述样品保持在样品架中并且将所述样品架加载 到插座中。可选地，所述样品处理系统包括至少一个移液管，该 移液管在反应区和测试区之间转移所述样品和所述试剂。可选地， 选择所述试剂用以既执行初步测定又执行反射测定。可选地，所 述处理器被配置成在初步测定的结果处于正常范围之外的情况下执行一个或多个反射测定。可选地，用定义所要执行的测定的信 息来编码所述筒匣。可选地，用定义所述试剂的位置的信息来编 码所述筒匣。
在另一实施方式中，提供了一种用于评价来自单一受试者的 生物样品的方法，所述方法包括：将所述样品分成多个等分试样； 预处理这样的等分试样，其中至少两个等分试样受到不同的预处 理；向分析器递送经预处理的等分试样中的每个等分试样，所述 分析器具有被选择用以执行选自一组至少10个测定的至少两个 测定的试剂、处理器、多个足以执行所述至少10个测定中的每一 个的传感器以及流体处理系统；其中所述处理器适于控制所述样 品处理系统和所述传感器以使所述样品中的每一个与试剂反应， 并且用被选择用以执行所述至少两个测定的一个或多个传感器来 分析反应过的样品。
应当理解，前述的任何实施方式可被配置成具有以下特征中 的一个或多个特征。举非限制性示例而言，一种预处理方法包括 用第一抗凝剂处理至少一个等分试样并用第二抗凝剂处理至少一 个等分试样。可选地，所述传感器包括从包含以下各项在内的组 中选择的至少两个传感器，这些项为：分光光度计、荧光检测器、 比色计、光强度传感器。
在另一实施方式中，提供了一种用于使用分析器来执行测定 的方法，所述方法包括：提供分析器，该分析器具有处理器、用 于固定多个容槽的位置、用于固定多个移液管尖端的位置、传感 器以及样品处理系统；向所述容槽中的至少一些容槽中引入试剂； 使用所述样品处理系统以(1)在容槽之间以及在容槽与移液管尖 端之间转移试剂，(2)将容槽和移液管尖端移动到传感器以分析所 述样品。
应当理解，前述的任何实施方式可被配置成具有以下特征中 的一个或多个特征。举非限制性示例而言，在一种方法中，将容 槽定位在加载有试剂的筒匣上，并于随后将其递送至分析器。可 选地，将移液管尖端附接至移液管或从其移除，所述移液管是所 述流体处理系统的一部分。可选地，使用移液管和所述移液管来 选择性地附接至容槽，并在所述分析器内移动所述容槽。
在至少一个实施方式中，本文提供了一种用于调度生物或化 学测定的计算机辅助方法，包括提供一组定义要由一个或多个设 备执行的所述生物或化学测定的输入过程，其中单个设备包括多 个站，其中所述站选自包含样品制备站、检测站和提供耗材试剂 的测定站的组中，并且其中所述站中的至少一个站是检测站。
在实施方式中，所述方法可包括针对所述输入过程中的每个 过程生成一个或多个子任务的列表，其中每一子任务要由所述一 个或多个设备的单一站执行。所述方法可包括使用灵活调度算法 来为所述一个或多个设备的所述多个站生成子任务的有序的调度安排，以使得当由所述一个或多个设备执行所述子任务时，与比 在所述输入过程由所述多个站循序执行的情况下更高效的方式完 成所述输入过程。所述方法还可包括根据生成的子任务调度安排， 命令所述站执行关联的子任务。可选地，所述方法可包括使用至 少一个检测站来采集关于单个生物或化学测定的状态的信息并且 利用所述信息来保持或修改所述子任务调度安排。
在一些实施方式中，在比循序地执行一组输入过程的情况所 需的时间更少的时间内完成该组输入过程。可以在少于循序地执 行一组输入过程的情况所需的时间的80％的时间内执行该组输入 过程。平均可以在少于循序地执行一组输入过程的情况所需的时间的80％的时间内执行该组输入过程。
可以在一个或多个设备消耗比当循序地执行一组输入过程时 所述一个或多个设备所需总能量更少的能量的情况下完成该组输 入过程。可以在总成本比当循序地执行一组输入过程时所需总成 本更少的情况下完成该组输入过程。
在一些实施方式中，所述子任务全都对具有250μL或更小的 总体积的样品执行。
在一些实施方式中，一个站能够执行不可由另一个站执行的 子任务。
所述方法可包括在所述一个或多个设备已经开始执行由所述 一组输入过程生成的子任务之后提供至少一个附加输入过程，并 且针对所述至少一个附加输入过程中的每个过程而生成一个或多 个子任务的附加列表，其中每个子任务要由所述一个或多个设备的单一站执行。所述方法可包括使用灵活调度算法来针对所述一 个或多个设备的多个站而生成包括子任务的附加列表以及尚未由 所述一个或多个设备执行的子任务在内的附加的、有序的子任务 调度安排，使得当所述子任务由所述一个或多个设备执行时，以 相比于由所述多个站循序地执行输入过程的情况更高效的方式来 完成所述输入过程。所述方法可包括命令所述站根据附加生成的 子任务调度安排来执行其关联的子任务。
在某些实施方式中，可至少重复一次以下步骤中的任何一个 或多个：提供附加输入过程、针对所述附加输入过程而生成至少 一个子任务的附加列表、使用灵活调度算法来生成附加的、有序 的子任务调度安排，以及命令所述站根据附加生成的调度安排来 执行其关联的子任务。
一些实施方式的设备包括执行所述调度算法的计算站。
所述方法可包括提供与所述一个或多个设备相分离的、执行 调度算法的计算站，以及提供将子任务的调度安排传递给所述一 个或多个设备的网络。
在一些实施方式中，所述生物或化学测定选自包括以下各项 在内的组中，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、 细胞计数、比色测定、酶学测定、质谱法、红外光谱分析、X射 线光电子能谱法、电泳、核酸测序、凝集、色谱法、凝血、电化 学测定、显微术、活细胞分析和组织学测定。
所述方法可包括从所述输入过程中的至少一个输入过程采集 数据，利用所述数据来确定除了所述输入过程以外要被执行的一 组一个或多个过程，针对所述一个或多个附加过程中的每个过程 而生成一个或多个子任务的列表，其中每个子任务可由所述一个或多个设备的单一站执行；使用所述灵活调度算法来生成附加的、 有序的子任务调度安排；以及命令所述站根据附加生成的子任务 调度安排来执行其关联的子任务。
本文提供了一种执行多种生物或化学测定的设备，其包括： 样品采集站，其配置用于接纳样品；多个站，其中所述站选自包 含样品处理站、检测站以及提供耗材试剂的供应站的组；计算单 元，其配置用于基于定义了要在样品上执行的生物或化学测定的 一组输入过程而针对所述多个站生成有序的子任务调度安排，其 中每个子任务要由单一站执行，使得当所述子任务由所设备执行 时，以相比于循序地完成所述多个过程的情况更高效的方式来完 成该组输入过程，并且其中所述计算单元能够实时修改所述子任 务调度安排；以及控制单元，其配置用于单个地控制所述多个站， 以根据生成的子任务调度安排来执行其关联的子任务。
本文提供了一种用于在一个或多个设备上调度多个过程的计 算机辅助方法，其包括：提供一组定义了要由所述一个或多个设 备执行的生物测定或化学测定的输入过程，其中单个设备包括多 个站，其中所述站选自包含样品制备站、检测站和提供耗材试剂 的测定站的组；针对所述输入过程中的每个过程而生成一个或多 个子任务的列表，其中每个子任务要由所述一个或多个设备的单 一站执行；针对所述一个或多个子任务中的每个子任务，确定选 自包含以下各项在内的组中的指定限制，这些项为子任务资源要 求、所需持续时间以及子任务排序要求；以及确定至少一个子任 务调度安排和对每个子任务的资源分配，以便与所有的所述指定 限制一致地完成整组过程。
所述方法还可包括：从所述至少一个子任务调度安排中选择 优选的调度安排，所述优选的调度安排要基于根据所述调度安排 执行所述一组输入过程的效率而执行。所述优选的调度安排可具 有执行所述一组输入过程所需的最短总时间。
本文提供了一种非暂时性计算机可读介质，其包括代码、语 言或指令，以供执行用于确定子任务顺序以及用于向每个子任务 分配资源的方法，所述方法包括：a)针对每个子任务，确定子任 务资源要求和子任务排序要求；b)确定设备的当前状态，其中所 述设备包括多个站，其中所述站选自包含样品制备站、检测站以 及提供耗材试剂的测定站的组，其中所述设备的所述状态包括从 起始点达到当前状态的时间；已完成的子任务的顺序、它们的起 始时间以及资源分配；哪些子任务有待运行，哪些正在运行以及 哪些已完成；以及哪些资源是可用的，哪些在使用中或者哪些由 于某些类型的先前使用而是不可用的；c)基于所述设备的所述当 前状态、所述子任务资源要求以及所述子任务排序要求，生成可 在接下来执行的启发式合理的设备操作的列表；d)基于所述设备 操作的列表而生成新的状态；e)重复(b)-(d)，直到所述方法已经生 成在其中完成所有过程的状态或状态集；f)基于状态序列的效率 来确定一个或多个状态的一个或多个序列；以及g)输出所述一个 或多个状态的序列中的至少一个。所述方法还可包括确定某一状 态是否并非最优，并且将这样的状态排除在考虑之外。
本文提供了一种用于调度生物或化学测定的计算机辅助方 法，其包括：提供包括一个或多个站的系统，单个站被配置用于 接纳样品并且执行针对利用所述样品的生物或化学测定的至少一 个子任务。
在所述系统处接纳至少一个样品，在该样品上，至少一个站 配置用于执行至少一个子任务；生成针对所述多个子任务的调度 安排，所述多个子任务由所述一个或多个站基于所述调度安排的 效率以及所述一个或多个站的预期可用性来执行；在所述系统处 接收至少一个附加样品，在该附加样品上，至少一个站配置用于 执行至少一个子任务；以及基于所述调度安排的效率、所述一个 或多个站的预期可用性以及要在所述至少一个附加样品上执行的 子任务来保持或修改所述调度安排。
所述至少一个附加样品可在至少一个站开始根据所述调度安 排来执行子任务之后提供。
所述方法可包括从至少一个站采集信息；以及基于所述调度 安排的效率、所述一个或多个站的预期可用性以及所述采集的信 息来保持或修改所述调度安排。提高的效率可意味着减少用以执 行所述多个子任务的总时间。提高的效率可意味着减少在所述多 个子任务的执行期间由系统消耗的总能量。提高的效率可意味着 减少与所述多个子任务的执行相关联的总成本。
所述子任务中的至少一个可以用于免疫测定、核酸测定、基 于受体的测定、细胞计数、比色测定、酶学测定、质谱法、红外 光谱分析、X射线光电子能谱法、电泳、核酸测序、凝集、色谱 法、凝血、电化学测定、显微术、活细胞分析或组织学测定。
样品可具有250uL或更小的体积。
本文提供了一种用于执行生物或化学测定的系统，其包括： 样品采集单元，其被配置用于接纳样品；多个站，单个站被配置 用于接纳所述样品的至少一部分并且执行针对利用所述样品的所 述部分的所述生物或化学测定的至少一个子任务；以及控制器， 其生成所述多个子任务的调度安排，所述多个子任务由所述多个 站基于所述调度安排的效率和所述多个站的预期可用性来执行， 并且提供实现所述多个站的操作的指令，以根据所述调度安排来 执行所述子任务。
所述系统可包括配置用于从至少一个站采集信息的采集站， 并且其中所述控制器基于所述调度安排的效率、所述多个站的预 期可用性以及由所述采集站采集的所述信息来保持或修改所述调 度安排。所述站可选自包含如下各项在内的组：样品制备站、测 定站、检测站、温育站以及样品处理站。在一些实施方式中，至 少一个站包括离心机。在一些实施方式中，至少一个站包括热块。 在一些实施方式中，至少一个站是离心机或热块。在一些实施方 式中，至少一个站包括离心机或热块。
所述调度安排可以基于以所述子任务的预定序列或相对定时 而执行的多个所述子任务。
提高的效率可意味着减少用以执行所述多个子任务的总时 间。
在某些实施方式中，所述样品具有250uL或更小的体积。
当与以下描述和附图结合考虑时，将会进一步明白和理解本 发明的其他目标和优点。尽管以下描述可包含描述了本发明的特 定实施方式的具体细节，但这不应当被理解为对本发明范围的限 制，而是应当理解为优选实施方式的范例。对于本发明的每一方 面，如本文所建议的本领域普通技术人员已知的许多变化是可能 的。可以在不脱离本发明的精神的情况下在本发明的范围内作出 多种改变和修改。
援引并入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用 而以相同程度并入本文，犹如每一单个出版物、专利或专利申请 特别地和个别地被指出为通过引用而并入。
附图说明
本发明的新颖特征在随附的权利要求书中具体阐述。通过参 考对在其中利用到本发明原理的示例说明性实施方式加以阐述的 以下详细描述和附图，将会获得对本发明的特征和优点更好的理 解，在附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施方式，包含样品处理设备 和外部控制器的系统的示例。
图2示出了样品处理设备的示例。
图3示出了具有样品制备站、测定站、检测站和流体处理系 统的模块的示例。
图4提供了支撑具有垂直布置的多个模块的机架的示例。
图5提供了支撑具有阵列布置的多个模块的机架的示例。
图6图示了具有交错布置的多个模块。
图7示出了具有多个模块的样品处理设备的示例。
图7A示出了具有多个模块的样品处理设备的示例。
图7B示出了具有多个模块的样品处理设备的示例。
图7C示出了具有多个模块的样品处理设备的示例。
图8示出了支撑一个或多个模块的多个机架。
图9示出了带有与控制器通信的一个或多个组件的模块的示 例。
图10示出了具有安装于台位中(例如，包括安装在机架上) 的多个模块的系统。
图11示出了图示并行处理例程的多个标绘图。
图12示出了容积式移液管的分解图。
图13示出了处于全吸取位置的容积式移液管的侧视图。
图14示出了处于全分发位置的容积式移液管的侧视图。
图15示出了排气式移液管的外视图。
图16示出了排气式移液管的横截面图。
图17示出了移液管尖端与嘴之间的接口的特写。
图18示出了促动移除机构的示例。
图19A示出了根据本发明的一个实施方式的多头移液管。
图19B示出了移液管的侧视图。
图20A、图20B和图20C示出了排气式移液管的截面图。
图21示出了多个具有移除机构的移液管。
图22示出了根据本发明的一个实施方式的多头移液管的示 例。
图23提供了根据本发明的另一实施方式提供的多头移液管 的示例。
图24提供了根据本发明的一个实施方式，可用于核酸测定的 器皿的示图。
图25图示了根据本发明的另一实施方式的用于使用器皿的 方法。
图26A提供了根据本发明的一个实施方式，可用于离心的器 皿的示图。
图26B提供了根据本发明的一个实施方式，可用于离心的尖 端的示图。
图27提供了可用于流体处理的尖端的示图。
图28示出了容腔的示例。
图29图示了根据本发明的一个实施方式的大体量处理尖端 的示例。
图30为可提供比色示值读数的测定尖端的示例。
图31图示了用于处理或分级分离样品(诸如血液样品)的样 品尖端的示例。
图32为当前反应尖端的示例。
图33图示了微型尖端嘴与微型尖端之间的接口。
图34提供了微型尖端的示例。
图35提供了根据本发明的一个实施方式，具有微尖端的微型 卡和衬底的示图。
图36示出了根据本发明的一个实施方式提供的离心机的示 例。
图37提供了根据本发明的一个实施方式的离心机的另一示 例。
图38示出了根据本发明的另一实施方式提供的离心机的额 外示例。
图39示出了包含通过网络与外部设备通信的设备的系统。
图40图示了根据本发明的一个实施方式提供的处理样品的 方法。
图41A示出了具有主网桥和并串联SPI(串行外设接口)从 属网桥的SPI网桥方案。图41B示出了SPI网桥的示例。图41C 示出了模块组件图，该模块组件图具有互联模块管脚以及主网桥 和从属网桥的各种组件。图41D示出了连接到主网桥的从属网桥。 图41E示出了一种设备，其具有安装在该设备的通信总线的SPI 链路上的多个模块。
图42示出了服务点系统的操作矩阵。
图43为服务点系统和/或该服务点系统的一个或多个模块的 操作矩阵的示例。
图44示出了操作矩阵和例程矩阵。
图45A、图45B和图45C示出了具有例程和处理状态的操作 矩阵的示例。
图46示出了根据本发明的一个实施方式提供的处于回缩位 置的流体处理装置的示例。
图46A示出了处于完全回缩位置的，如先前所述的收缩的流 体处理装置。
图46B示出了处于完全Z-下降位置的，回缩的流体处理装置。
图47示出了根据本发明的一个实施方式，处于延伸位置的流 体处理装置的示例。
图48示出了流体处理装置的前视图。
图49示出了流体处理装置的侧视图。
图50示出了流体处理装置的另一侧视图。
图51示出了流体处理装置的背面透视图。
图52提供了用于携载样品处理组件的流体处理装置的示例。
图53示出了用于携载样品处理组件的流体处理装置的侧视 图。
图54A、图54B、图54C、图54D和图54E示出了根据本发 明的一个实施方式的凸轮开关布置的示例。图54A示出了处于零 位的二元凸轮的示例，其中凸轮旋转了0度。图54B示出了处于 位置1的二元凸轮的示例，其中凸轮旋转了22.5度。图54C示出 了处于位置5的二元凸轮的示例，其中凸轮旋转了112.5度。图 54D示出了处于位置15的二元凸轮的示例，其中凸轮旋转了337.5 度。图54E示出了根据本发明的实施方式的，安装有马达的选择 凸轮。
图55A、图55B、图55C、图55D和图55E示出了根据本发 明的一个实施方式，使用一个或多个光源的流体处理装置的示例。 图55A示出了多个移液管头。图55B示出了流体处理装置的侧面 剖视图。图55C示出了可提供于流体处理装置内的光源的特写。 图55D示出了柱塞和移液管嘴的特写。图55E示出了流体处理装 置的透视图。
图56示出了根据本发明的一个实施方式，具有显示器的服务 点设备。该显示器包括图形用户界面(GUI)。
图57示出了列出样品制备示例的表格。
图58示出了列出可能的测定的示例的表格。
图59示出了尖端接口的示例，其包括螺纹机构的示例。
图60提供了使用按压配合接口的嘴-尖端接口的额外示例。
图61示出了内螺纹拾取接口的示例。
图62图示了O形环尖端拾取接口的示例。
图63提供了扩张/收缩智能材料尖端拾取接口的示例。
图64提供了扩张/收缩弹性体偏转尖端拾取接口的示例。
图65提供了真空夹持器尖端拾取接口的示例。
图66提供了根据本发明的一个实施方式的移液管模块的示 例。
图67A示出了处于全分发位置的，具有升起的滑闸的模块化 移液管的示例。
图67B示出了处于全分发位置的，具有降下的滑闸的模块化 移液管的示例。
图67C和图67D示出了根据本文所述的实施方式的移液管配 置的非限制性示例。
图68A提供了磁控件的示例的俯视图。
图68B提供了磁控件的侧视图。
图69提供了容槽和容槽托架的示例。
图70A示出了根据本发明的一个实施方式的托架(例如，容 槽)的示例。
图70B示出了托架(例如，容槽)的附加视图。
图71示出了尖端的示例。
图72示出了小瓶条带的示例。
图73示出了小瓶条带的另一示例。
图74A-图74G示出了根据本文所述的实施方式的分光光度计 的非限制性示例。
图75-图76示出了如本文所述的筒匣的实施方式的非限制性 示例。
图77-图78示出了根据本文所述的实施方式的筒匣封盖的非 限制性示例。
图79示出了根据本文所述的实施方式的吸收垫组装件的非 限制性示例。
图80示出了根据本文所述的实施方式的样品处理尖端的非 限制性示例。
图81A和图81B示出了根据本文所述的实施方式的具有一个 或多个热调控元件的筒匣的非限制性示例。
图82至图83示出了根据本文所述的实施方式的微流体筒匣 的非限制性示例。
图84示出了根据本文所述的实施方式的筒匣的非限制性示 例。
图85、图86、图87、图88、图89和图90示出了根据本文 所述的实施方式的一个或多个热调控元件的非限制性示例。
图91示出了根据本文所述的实施方式的容积式尖端接口的 非限制性示例。
图92至图93示出了根据本文所述的实施方式的样品器皿阵 列的非限制性示例。
图94、图95、图96、图97和图98示出了根据本文所述的 实施方式的离心机器皿成像配置的非限制性示例。
图99和图100示出了根据本文所述的实施方式的电化学传感 器配置的非限制性示例。
图101示出了核酸测定站的示例。
图102示出了对于在本文提供的设备上执行的钙测定，钙浓 度与在570nm处的吸光度之间的关系的示图。
图103示出了用本文提供的分光光度计随时间对包含NADH 的不同溶液进行的多次测量的吸光度示图。
图104示出了对于在本文提供的分光光度计和商用分光光度 计上执行的测定，NADH浓度与在340nm处的吸光度之间的关系 的示图。
图105示出了对于在本文提供的分光光度计和商用分光光度 计上执行的测定，尿素浓度与在630nm处的吸光度之间的关系的 示图。
图106A-图106B、图107A-图107B、图108、图109和图110 示出了根据本文所述的实施方式的模块的实施方式的非限制性示 例。
图111描绘了SOCA、PREE与MVP之间可能的相互作用途 径。
图112描绘了一个实施方式，其中确定测试顺序的测试子任 务的调度安排，并且根据该调度安排在与针对测试顺序内每一测 试的要求相一致的最短时间中完成测试。
图113描绘了示例测试调度安排，该测试调度安排与图114 相比不是优化的。
图114描绘了通过PREE计算的方案，PREE经优化以使得整 体测试运行时间最小化同时满足每一测试约束且不过度分配任何 设备资源。
图115描绘了PREE实施方式的示例。
图116描绘了在PREE中用来生成子任务的有序调度安排的 灵活算法的实施方式。
图117描绘了即使第一调度安排已在一个或多个设备上开始 的情况下，算法和所产生的子任务的调度安排对输入(至少有过 程添加、移除、改变、优先级改变、资源改变、约束改变)的适 应性。
图118描绘了SOCA和多个设备的实施方式。
图119描绘了其中使用本文所述的灵活算法来调度安排两个 测试测定的实施方式。
具体实施方式
虽然本文已示出和描述了本发明的各种实施方式，但对于本 领域技术人员显而易见的是，此类实施方式仅以示例的方式提供。 本领域技术人员可以想到许多变更、变化和替代，而不与本发明 相背离。应当明白，在本发明的实践中可以采用本文描述的本发 明的实施方式的各种备选方案。
本文所用的术语“模块”是指包括被配置成更大的设备或装 置的一部分的一个或多个部件或独立单元的设备、组件或装置。 在一些情况下，模块独立地并且独立于另一模块而工作。在其他 情况下，模块与其他模块(例如，模块中的模块)协同工作，以 执行一个或多个任务，诸如测定生物样品。
本文所用的术语“样品处理系统”是指配置用于帮助样品成 像、检测、定位、重新定位、保留、摄取和存放的设备或系统。 在一个示例中，具有移液能力的机器人是样品处理系统。在另一 示例中，可能具有或可能不具有(其他)机器人能力的移液管是 样品处理系统。由样品处理系统处理的样品可以包括或者可以不 包括流体。样品处理系统可能能够运送体液、分泌物或组织。样 品处理系统可能能够运送设备内并不一定是样品的一种或多种物 质。例如，样品处理系统可能能够运送可与一种或多种样品反应 的粉末。在一些情况下，样品处理系统为流体处理系统。流体处 理系统可包括各种类型的泵和阀或者移液管，所述移液管可包括 但不限于容积式移液管、排气式移液管和吸取式移液管。样品处 理系统可借助于本文其他各处描述的机器人来运送样品或其他物 质。
本文所用的术语“医疗保健提供者”是指向受试者提供医学 治疗和/或医学建议的医生或其他医疗保健专业人员。医疗保健专 业人员可包括与医疗保健系统相关联的人员或实体。医疗保健专 业人员的示例可以包括医生(包括全科医生和专科医生)、外科 医生、牙科医生、耳科医生、言语病理医生、医师助理、护士、 助产士、药师/药剂师、营养师、治疗师、心理医生、按摩师、临 床医官、理疗师、抽血师、职业治疗师、验光师、急诊医疗技师、辅助医疗人员、医学实验室技师、医疗假肢技师、放射科技师、 社工，以及受训提供一些类型的医疗保健服务的众多其他人力资 源。医疗保健专业人员可能有资质或者可能无资质开处方。医疗 保健专业人员可能工作于或隶属于医院、医疗保健地点和其他服 务提供点，或者还可以工作于学术培训、研究和管理部门。一些 医疗保健专业人员可以在私人或公共处所、社区中心或者聚集场 所或移动单元为患者提供护理和治疗服务。社区保健工作者可以 在正式医疗保健机构以外的地方工作。医疗保健服务管理者、医 疗记录与健康信息技术员以及其他支持人员也可以是医疗保健专 业人员或隶属于医疗保健提供者。医疗保健专业人员可以是为个 人、家庭或社区提供预防性、治疗性、宣传性或康复性医疗保健 服务的个人或机构。
在一些实施方式中，医疗保健专业人员可能已经熟悉受试者 或已与受试者进行过沟通。受试者可能是医疗保健专业人员的患 者。在一些情况下，医疗保健专业人员可能已给受试者开处方嘱 咐其经受临床测试。医疗保健专业人员可能已指令或建议受试者 经受在服务点地点或由实验室进行的临床测试。在一个示例中， 医疗保健专业人员可以是受试者的初级保健医生。医疗保健专业 人员可以是受试者的任何类型的医师(包括被称为执业医师的全 科医生，或者患者自己可选地通过远程医疗服务选择和连接的医 师，和/或专科医师)。医疗保健专业人员可以是医疗护理专业人 员。
本文所用的术语“机架”是指用于安装多个模块的框架或外 壳。该机架配置用于允许将模块紧固到机架或与机架相接合。在 一些情况下，将机架的各尺寸是标准化的。在一个示例中，模块 之间的间距标准化为至少约0.5英寸、或1英寸、或2英寸、或3 英寸、或4英寸、或5英寸、或6英寸、或7英寸、或8英寸、 或9英寸、或10英寸、或11英寸、或12英寸的倍数。
在生物样品背景下所用的术语“细胞”包含尺寸大体上与单 个细胞相似的样品，包括但不限于囊泡(诸如，脂质体)、细胞、 病毒体以及与诸如微珠、纳米颗粒或微球等小颗粒相结合的物质。 特性包括但不限于大小；形状；诸如细胞移动或增殖等时间变化 和动态变化；粒度；细胞膜是否完整；细胞内含物，包括但不限 于蛋白质含量、蛋白质修饰、核酸含量、核酸修饰、细胞器含量、 核结构、核内容物、内部细胞结构、内部囊泡含量、离子浓度、以及诸如类固醇或药物之类的其他小分子的存在；以及细胞表面 (细胞膜和细胞壁)标志物，包括蛋白质、脂质、碳水化合物及 其修饰。
如本文所使用，“样品”是指整个原始样品或其任何部分， 除非上下文另有明确所指。
本发明提供了用于样品或健康参数的多用途分析的系统和方 法。可以采集样品并且可在设备上进行一个或多个样品制备步骤、 测定步骤和/或检测步骤。本文描述的本发明的各方面可适用于以 下阐述的任何特定的应用、系统和设备。本发明可作为独立系统或方法来应用，或者作为集成系统的一部分来应用，诸如应用于 涉及服务点医疗保健的系统之中。在一些实施方式中，系统可包 括外部定向成像技术(诸如超声波或MRI)，或者与外围设备相 集成用于集成成像以及其他健康测试或服务。应该明白，本发明 的不同方面可以单个地、共同地、或相互结合地理解和实践。
根据本发明的一个方面，可提供用于一种或多种多用途分析 和/或样品处理的系统。
图1图示了系统的实例。系统可包含一个或多个样品处理设 备100，所述样品处理设备100可配置用于接收样品以及/或者循 序地或同时地进行一个或多个样品或一种或多种类型样品的多用 途分析。分析可以发生在系统内。分析可以发生在或者可以不发 生在设备上。系统可以包含一个、两个、三个或更多个样品处理 设备。所述样品处理设备可以与彼此或外部设备通信或者可以不 与之通信。分析可以发生在或者可以不发生在外部设备上。可借 助于软件程序和/或医疗保健专业人员影响分析。在一些情况下， 外部设备可以是控制器110。
用于多用途分析的系统可包含一组或多组样品处理设备。样 品处理设备组可包含一个或多个设备100。设备可以根据地理、 关联实体、设施、空间、路由器、集线器、保健提供者来分组， 或者可以具有任何其他分组方式。在各组内的设备可以彼此通信 或者可以彼此不通信。在各组内的设备可以与一个或多个外部设 备通信或者可以不与其通信。
样品处理设备可包含一个、两个或更多个模块130。模块可 以可移除地提供给设备。模块可能能够实现样品制备步骤、测定 步骤和/或检测步骤。在一些实施方式中，每个模块均可能能够实 现样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤。在一些实施方式中， 一个或多个模块可由支撑结构120(诸如机架)支撑。可为设备 提供零个、一个、两个或更多个机架。
模块可以包含一个、两个或更多个组件140，所述组件140 可能能够实现样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤。模块组件 还可以包括可实现样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤的试剂 和/或器皿或容器。模块组件可以协助样品制备步骤、测定步骤和 /或检测步骤。设备可以包含未提供于模块内的一个或多个组件。 在一些情况下，组件可能仅对样品制备步骤、测定步骤和/或检测 步骤中的一个步骤有用。在本文其他各处更加详细地提供了组件 的示例。组件可以具有一个或多个子组件。
在一些情况下，可在包含一组或多组设备的系统中提供层级 结构，一组设备包含一个或多个设备，一个设备可以可选地包含 一个或多个机架，该机架可以包含一个或多个模块，一个设备可 以包含一个或多个模块，一个模块和/或设备可包含一个或多个组 件，以及/或者一个组件可包含该组件的一个或多个子组件。层级 结构的一个或多个层次是可选的，并且不一定需要在该系统中提 供。备选地，可以在系统内提供本文描述的层级结构的所有层次。 在此适用于层级结构的一个层次的任何讨论亦可适用于层级结构 的其他层次。
根据本发明的一个方面，提供一种样品处理设备。样品处理 设备可包含一个或多个组件。该样品处理设备可配置用于接收样 品和/或进行一个或多个样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤。 样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤可以自动进行，而无需人 为干预。
在一些实施方式中，可按如下配置本文提供的系统：该系统 可包含样品处理设备，以及可选地包含外部设备。该外部设备例 如可以是远程服务器或基于云的计算基础结构。样品处理设备可 包含壳体。在设备的壳体内，可以有一个或多个模块。所述模块 可由机架或其他支撑结构所支撑。所述模块可包含一个或多个组 件或站。模块的组件和站可例如包括测定站、检测站、样品制备 站、核酸测定站、筒匣、离心机、光电二极管、PMT、分光光度 计、光学传感器(例如针对发光、荧光、吸光度或比色法)、相 机、样品处理系统、流体处理系统、移液管、热控制单元、控制 器和细胞计数器。模块的组件和站可以是可移除的或可插入到该 模块中的。模块的组件和站可包含一个或多个子组件或者其他可 以是组件或站的一部分或者可由组件或站支撑的物件。子组件可 例如包括测定单元、试剂单元、尖端、器皿、磁体、过滤器和加 热器。组件或站的子组件可以是可移除的或可插入到该组件或站 中的。此外，设备可包含一个或多个可以是模块的部分或可以位 于设备中其他各处的附加组件(例如在壳体、机架上或模块之间)， 诸如控制器、通信单元、功率单元、显示器、样品处理系统、流 体处理系统、处理器、存储器、机器人、样品操纵设备、检测单 元。系统或设备可具有一个或多个筒匣。所述筒匣可以是可插入 的或可从设备移除的。筒匣可例如包含用于执行测定的试剂或者 生物样品。设备可具有一个或多个控制器，包括设备层次控制器 和模块层次控制器中之一或全部二者(例如，其中设备层次控制 器被配置用于引导某些规程在某些模块上执行，而其中模块层次 控制器被配置用于引导组件或站执行特定步骤用于样品制备、样 品测定或样品检测。在一个备选实施方式中，设备层次控制器可 连接至模块和该模块的组件，以执行全部这些功能)。设备可具 有一个或多个样品处理系统，包括设备层次和模块层次样品处理 系统(例如，其中设备层次样品处理系统被配置用于在模块之间移动样品或组件，而其中模块层次样品处理系统被配置用于在模 块内移动样品或组件。在一个备选实施方式中，设备层次样品处 理系统可被配置用于执行全部这些功能)。样品处理设备可与外 部设备双向通信，以使得样品处理设备被配置用于向外部设备发 送信息，并且还用于从外部设备接收信息。外部设备可例如向样 品处理设备发送方案。
在一些实施方式中，设备可以是筒匣或包含筒匣。该筒匣可 从大设备上移除。备选地，筒匣可以永久地附接到设备或与设备 成为一体。设备和/或筒匣(两者)可以是诸如贴剂或丸剂等一次 性用品的组件。在一些实施方式中，测定站可包括筒匣。
筒匣可以是通用筒匣，其可以配置用于相同的测试选择。可 以通过远程方案或机载方案将通用筒匣动态地编程用于某些测 试。在一些情况下，筒匣可以载有所有试剂，并且可选地具有通 过双向通信系统的服务器端(或本地)控制。在这种情况下，使 用这种基本上具有所有测定试剂于筒匣上的一次性筒匣的系统可 不需要管道、可替换液舱或者需要人工维护、校准并且由于人工 干预和处理步骤而损害质量的其他方面。对本文提供的包含所有 试剂于筒匣内的、用本文提供的系统和设备执行一个或多个测定 所必要的筒匣的使用，可允许设备或系统不具有任何储存在设备 内的测定试剂或一次性用品。
现参考图75，现在将描述筒匣9900的一个实施方式。本实 施方式示出了在筒匣9900上可以有多个不同区域9920至9940， 以提供不同类型的设备、尖端、试剂、反应位置等。这些元件的 混合取决于要使用筒匣9900执行的测定类型。举非限制性示例而 言，筒匣9900可具有区域以容纳一个或多个样品容器、移液管尖 端、显微镜容槽、大体积移液管尖端、大体积试剂容腔、大体积 条带、具有反应器皿线性阵列的容槽、圆形器皿、盖移除尖端、离心机器皿、被配置用于一种或多种光学测量的离心机器皿、核 酸扩增器皿。前述的任一个可位于不同区域9920至9940中。一 些实施方式可将尖端和器皿布置成类似于共同转让的美国专利 8,088,593中所示筒匣阵列的阵列，该文献的全部内容为所有目的 而通过引用并入本文。
举非限制性示例而言，试剂还可以在筒匣中不同并且可被选 择为至少包括执行至少两种或更多种类型的测定组(诸如但不限 于血脂组和化学14组)或者两个或更多个不同实验室测试组的其 他组合所期望的试剂。例如，一些筒匣可具有试剂、稀释剂和/或 反应器皿以支持核酸扩增、普通化学、免疫测定或细胞计数中的 至少两种不同的测定类型。
筒匣的组件中的任何一个或多个可以是可由系统的样品处理 系统接近的。筒匣中的不同区可被配置用于匹配系统中所使用的 移液管头的节距。可选地，一些区被配置成节距为移液管头的节 距的倍数或分数。例如，筒匣的一些组件为节距的1/3x，其他组 件为移液管节距的1/2x，其他组件为1x节距，其他组件为2x节 距，而还有其他组件为4x节距。
仍参考图75，应当理解，可以有组件位于筒匣的一个平面处 而其他组件位于更低或更高的平面处。例如，一些组件可位于容 槽或其他组件下方。因此一旦移除了上方组件，则下方的组件变 得可接近。这种多层方法在筒匣上的组件方面提供了更大的堆积 密度。在筒匣9900上还可以有定位特征，诸如但不限于导轨9834， 该导轨9834被配置用于接合系统中的筒匣接收位置上的匹配槽。 筒匣还可具有配准特征(物理特征、光学特征等)，该配准特征 在一旦筒匣由系统所识别时允许系统准确接合筒匣的组件。举非 限制性示例而言，尽管在测定过程期间可能从筒匣9900移除组 件，但应当理解一些实施方式可允许所有组件返回到筒匣以供统 一处置。可选地，在一些实施方式中系统可具有处置区域、容器、斜槽等，用以在从系统弹出筒匣之前丢弃不返回到筒匣的那些筒 匣组件。在一些实施方式中，这些区域可以是系统用于接收废物 的专用区域。
现参考图76，现在将描述筒匣9901的另一实施方式。这一 实施方式使用减小高度的筒匣9901，其中侧壁具有减小的垂直高 度。这提供了对于一次性用品更少的材料使用并带来反应器皿和/ 或试剂。
现参考图77，现在将描述至少一些筒匣的又一特征。图77 示出了具有盖板9970的筒匣9900的侧视图，其中盖板9970在筒 匣9900插入到系统中时是可移除的，并且在筒匣9900从系统移 除时将会重新接合封盖。这样的特征对于提高筒匣组件的安全和 保护可能是有利的(例如，用以防止外部物质的篡入或无意引入)。 如图77中所见，存在接合特征9972，诸如但不限于扣接件，其 接合筒匣9900的主体中的锁定特征9974。诸如但不限于销等释 放机构9976可插入到开口中，在其中该释放机构9976可接触锁 定特征9974并将其移动到释放位置。这允许当筒匣9900插入到 系统中时盖板9970的一端自动脱开。可选地，释放机构9976可 具有进行促动的销，以使得盖板9970的释放基于系统何时促动以 使锁定特征9974解锁。在一个非限制性示例中，诸如但不限于扭 簧等弹簧机构9980可在锁定机构9974脱开之后自动将盖板9970 掀开，如箭头9982所指示。当弹出筒匣9900时，筒匣9900离开 设备的运动将会致使处于敞开位置的盖板9970接合水平安装或 以其他方式安装的封闭器件9984(虚线所示)，该封闭器件9984 将会由于如箭头9986所指示的筒匣9900的运动而当盖板9970经 过器件9984下方时将盖板9970移动到封闭位置。在本实施方式 中，弹簧机构9980通过开口9978(见图75)接合到筒匣9900。
图78示出了在筒匣9900之上接合的盖板9970的一个实施方 式的透视图。此盖板可被配置用于当筒匣不在系统中时将筒匣 9900的全部各种组件保留在筒匣之内。双接合特征9972的使用 更牢固地将盖板9970固定到筒匣并且使得用户更难以意外打开 盖板9970，这是因为该双接合特征使用了与筒匣的锁定机构相接 合的两个或更多个点。如图78中所见，还存在切去部分9988， 其允许在筒匣9900加载到系统中之前将样品容器放置到筒匣 9900中。在一个非限制性示例中，这可以简化筒匣的使用，因为 这仅允许将一个或多个样品容器放置在筒匣9900中的一个位置 中，因此使得用于加载样品的、用户与筒匣的交互具有少得多的 可变性或更少地遭遇错误。盖板9970还可以是不透明的，以防止 用户被筒匣中的器皿和元件分心，而是使用户的注意力仅集中于 可用的开口槽，该开口槽在当前实施方式中是为由于开口的键形 而仅可按特定定向插入的一个或多个样品容器保留的。
现参考图79，应当理解，筒匣9900还可包含吸收垫组装件 10000，该吸收垫组装件10000用于从各个尖端、器皿或其他元件 移除过量的流体。在一个实施方式中，吸收垫组装件10000具有 多层配置，包括间隔物10002、吸收垫10004和粘合层10006。一 些实施方式可以具有或者可以不具有间隔层10002，该间隔层 10002可由诸如但不限于丙烯酸或其他类似材料等材料制成。间 隔物10002中的开口形状的大小设定为允许诸如但不限于移液管尖端等特征进入间隔层10002，以在不污染用于相邻开口的吸收 垫10004的情况下清除尖端的过量流体。可选地，应当理解，吸 收材料10004还可单独地或者与粘合材料或其他材料一起使用以 覆盖某种试剂或其他区，以使得尖端将会穿透吸收材料10004以 便抵达下方的试剂。这将会提供在尖端插入和/或抽回时对尖端外 部上的过量流体的移除，并且可有助于减少交叉反应性。在一个 示例中，这可以像是吸收材料的可爆裂膜。一些实施方式可在远 端部使用形状为直线而非圆锥形的尖端，以使得与吸收材料的接 触不会由于尖端直径的变化而丢失，进而导致从尖端的外部部分 擦除流体不够彻底。
在一些实施方式中，可以配置尖端以使得它们不在尖端的外 部保留过量流体，并且不与吸收垫一起使用。
现参考图80，应当理解，筒匣还可包括用于特定功能的各种 类型的专用尖端或元件。举如图80中所见的非限制性示例而言， 现在将描述样品制备尖端10050。在样品制备尖端的本实施方式 中，尖端10050的柱塞10052在开口10054处与单一微型尖端嘴 相接；移液管嘴可设置到“拉”以产生允许柱塞更牢固地留在该 嘴上的真空。在本实施方式中，样品制备尖端10050的筒管部件 10056在腔体10058和10060处与移液管的两个微型尖端嘴相接。通过这种方式，移液管系统使用在其上具有嘴的多个头来既移动 尖端10050的硬件又使用柱塞10052进行吸取。
在本实施方式中，尖端10050可以包括可由熔块10072和 10074上下约束的树脂部分10070。熔块材料可以是可与样品纯化 化学过程相容的，并且不将任何禁止遗留物滤到下游测定中。可 选地，熔块材料不应当与感兴趣的生物分子结合，或者必须经过 化学处理或表面钝化以防止这样的情况。可选地，熔块材料可以 是多孔的，具有适当的孔，以使得树脂保持在其腔体的约束内。 可选地，熔块的大小必须设定为使得筒管与熔块之间的过盈配合 足以抵抗典型的操作流体压力而将熔块固定就位。举非限制性示 例而言，可以选择树脂部分10070以使得其最优地与所选的生物 分子结合，其可包括但不限于二氧化硅、氧化锆、聚苯乙烯或磁 珠的非修饰形式和经化学修饰的形式。
在一个实施方式中，用于使用尖端10050的方法可涉及通过 树脂10070吸取与结合缓冲液混合的、裂解的未纯化样品。在这 样的示例中，所选的DNA或生物分子将会在适当的盐条件下结合 到树脂10070并且剩余流体分发到废物中。所述方法可涉及吸取 洗涤缓冲液来清洗结合的样品并将流体分发到废物器皿中。这可 以根据需要而多次重复以获得清洁的样品。所述方法还可包括吸 取和分发加热过的空气以便使树脂干燥，从而移除可能干扰下游 测定的残余溶剂和任何禁止遗留物。可选地，尖端10050可用于 吸取洗脱缓冲液以移取感兴趣的结合分子，并且可允许洗脱缓冲 液在分发到适当的采集器皿中之前彻底浸透树脂。
在一些实施方式中，移液管尖端可包含隔片，以使得在移液 管尖端的样品吸入部与移液管的促动机构(例如，活塞块)的路 径之间存在密封。
在一些实施方式中，移液管嘴和移液管尖端可具有螺纹，以 使得移液管尖端可螺纹连接到尖端上(例如，通过旋转)。所述 嘴可以旋转以将尖端螺纹连接到嘴上，或者尖端可以旋转。当将 尖端螺纹连接到移液管嘴上时，可使尖端在嘴上“锁定”就位。 通过在与将尖端加载到嘴上所使用的方向相反的方向上旋转嘴或 尖端，可以将尖端“解锁”。
现参考图81A和图81B，在一些实施方式中，筒匣9800包含 至少一个热器件，诸如化学反应包，用于局部地生成热量以增强 动力学和/或用于加热混合物。所述化学反应包可包含诸如乙酸钠 或氯化钙等化学物。在筒匣9800于使用之前在诸如但不限于0℃ 到8℃范围的冷藏条件下储存数日到数周的情况下，这可能是特 别期望的。可选地，低温储存期间的温度范围可在约-20℃到8℃、 可选地-10℃到5℃、可选地-5℃到5℃或可选地2℃到8℃的 范围中。在一个非限制性示例中，热包9802处于冷藏条件下达至 少一个月。在一个实现方案中，在化学反应热包9802中的化学物 中使用乙酸钠。乙酸钠三水合物晶体在58.4℃下融化，溶解于水 中。当将其加热到100℃左右并于随后使之冷却时，水溶液变得 过饱和。该溶液能够在不形成晶体的情况下冷却到室温。当过饱 和溶液受到扰动时，形成晶体。结晶化的键形成过程是放热的。 融合的潜热为约264-289kJ/kg。可以通过在金属盘上点击从而 创造致使溶液再次结晶成固体乙酸钠三水合物的成核中心来触发 结晶化事件。这可由系统中的移液管或设备中的其他促动器所触 发。备选地，在其表面上带有乙酸钠晶体的移液管上的尖端/针可 以穿透乙酸钠箔密封部。这也将会触发结晶化。应当理解，可以 使用其他放热反应来代替乙酸钠，并且并不排除这些其他反应。 一个非限制性示例是在由合并有氯化钠的聚合物粉末形成的多孔 基质中使用镁/铁合金。反应通过添加水而开始。水将氯化钠溶解 成电解质溶液，从而致使镁和铁分别发挥阳极和阴极的作用。可 选地，镁-铁合金与水之间的放热氧化-还原反应可用于产生氢氧 化镁、氢气和热量。可选地，可以使用系统上的风扇或其他流生 成设备来提供对流。可以放置风扇以向筒匣的下侧、沿着侧面或者可选地在筒匣的顶部上方吹动空气。
应当理解，一些筒匣9800可具有不止一个加热器。如图81A 和图81B中所见，第二热器件9804也可以是筒匣9800的一部分。 在一些实施方式中，加热器9802和9804的大小和位置被设定用 于热控制筒匣9800中某些区域的温度，特别是含有对温度敏感或 者当在某些温度范围中使用时提供更一致或准确结果的材料的那 些器皿、容腔或其他特征的温度。如图81A和81B中所见，加热 器9802和9804被定位用于热调控(加热或冷却)筒匣中的那些位置。在一些实施方式中，加热器9802和9804被定位用于热调 控筒匣中的特定试剂。应当理解，还可以将诸如但不限于铝、铜 等导热材料并入到筒匣中，以优先对筒匣中的某些区域进行热调 控。在一个非限制性示例中，导热材料9806和9808可由与筒匣 的材料不同的材料制成，并被塑形用于容纳、吻合或以其他方式 接触或接近某些移液管尖端、试剂容腔、稀释剂容腔等。在一些 实施方式中，导热材料可以用于调控与热器件间隔开的那些区域，以便更容易地向筒匣的其他区域传播热调控。可选地，导热材料 仅位于热包之上的靶区域，并且被设计用于仅对筒匣的一些区域 而不对其他区域进行热调控。可选地，一些实施方式可将诸如但 不限于金属珠或其他导热材料等导热材料集成到用于形成筒匣的 聚合物材料或其他材料中。筒匣可具有温度控制下的隔离区域(例 如，具有用于核酸测试的高温的区域)，而不影响筒匣/设备的其 他部分。
现参考图82，在另一实施方式中，具有导轨9832的筒匣接 收位置9830被配置用于接收包括微流体筒匣9810的筒匣。该被 动流动筒匣9810可具有一个或多个样品存放位置9812。举非限 制性示例而言，该筒匣9810可以是如美国专利号8,007,999和美 国专利号7,888,125中所述的微流体筒匣，上述文献的全部内容为 所有目的而通过引用并入本文。被动流动筒匣9810还可具有一个 或多个导轨，该导轨接合筒匣接收位置的至少一个槽9832。筒匣 接收位置9830还可在筒匣上具有一个或多个信号接口位置，诸如 但不限于电连接器或光学连接器，以使得筒匣中的电极、光纤或 其他元件可与系统中可从筒匣9810中的元件读取信号的对应设 备相通信。
应当理解，可以使用移液管来将样品加载到筒匣9810中。可 选地，还可以集成被动流动筒匣9810用于与移液管一起使用，以 将样品从筒匣9810中的某些端口运送到同一筒匣上的其他端口、 运送到其他筒匣或运送到其他类型的样品器皿。在完成之后，可 将筒匣从筒匣接收位置9830卸载，如箭头9819所指示。
现参考图83，在进一步的实施方式中，具有导轨9832的筒 匣接收位置9830被配置用于接收包括微流体部分9822的筒匣。 在该非限制性示例中，微流体部分9822安装在更大的筒匣9824 上，该筒匣9824可具有一个或多个各种试剂区域9826以及一个 或多个样品器皿区域9828。一些实施方式还可具有带有样品器皿 固定位置9938的筒匣，该筒匣在气密容器中运送样品流体，直到 容器在被加载到设备中时对于分析而言准备就绪。在一个非限制性示例中，等分到微流体部分9822中的样品可由样品器皿中的材 料进行预处理。在一些实施方式中，可将微流体部分9822移动到 与筒匣9824分离的位置，以使得在微流体部分9822上的处理可 以与可在筒匣9824上发生的其他样品处理同时发生。可选地，系 统可使微流体部分9822移动，以使得在本实施方式中封装在微流 体部分9822下方的其他试剂、稀释剂、尖端或器皿变得可以接近 以供使用。可选地，微流体部分9822在使用之后可返回到筒匣 9824。整个筒匣9824可使用封盖9970(未示出)，以便在系统 中未被使用时为改善的筒匣处理提供封闭单元。
现参考图84，现在将描述筒匣接收位置9830的另一实施方 式。该实施方式示出了筒匣9842上的多个检测器位置9841。可 以使用移液管9844来将样品运送到一个或多个所述检测器位置 9841。在一个非限制性示例中，样品从一个检测器位置9841向另 一检测器位置的移动，或者可选地，从样品器皿向检测器位置9841 中的一个或多个位置的移动可通过移液管9844进行。
在一个非限制性示例中，在检测器位置9841处对样品的测量 可通过以两种方式之一使用的感测电极来进行。第一，可以检测 关于暴露的参考电容器的改变。在该实施方式中，参考电极暴露 于与感测电极相同的溶液中。可选地，探针设计为具有与亲和探 针相似的电特性但不与附接至参考电极的溶液中的靶标结合。当 在电特性改变的感测电极(或附接于其上的亲和探针)上而不在 电特性保持不变的参考电极上发生结合时，测量集成电荷的改变。 第二，可以对比在分析物结合之前和之后对同一电极的两次测量， 以建立由结合产生的集成电荷的变化。在此情况下，先前时间的 同一电极提供参考。设备可在差分检测模式下操作，其中参考电 极和感测电极都具有附接的亲和探针(具有不同亲和性)以滤除 由基质或其他噪声源产生的共模噪声。
在备选配置中，可以配置参考电极以使得感测电极进行直接 电容测量(非差分)。在该配置中，参考电极可覆盖有诸如环氧 树脂等小介电物质或进行设备钝化或者暴露于空气。继而可以将 来自电极的信号与开路进行对比，这建立了针对测量的绝对参考， 但可能更易受噪声影响。这样的实施方式在绝对检测模式下使用 设备，其中参考是未暴露(或暴露于诸如空气等固定环境)的固 定电容器。
现参考图85到图88，应当理解，在一些实施方式中，热器 件不集成到诸如筒匣9800等一次性用品的部分中，而是集成到作 为系统硬件的部分的非一次性用品中。热器件可以是热控制单元。 图85示出了被接收到系统的测定站接收位置9830中的筒匣9820 的一个实施方式。在一些实施方式中，测定站接收位置可以是托 盘。在该非限制性示例中，测定站接收位置9830具有被塑形用以 接收筒匣9820上的导轨9834的槽9832。将筒匣9820插入到测 定站接收位置9830中，直到筒匣9820接合挡块9836。应当理解， 图85-图88中以及可选地本文所述其他筒匣中的区域，该区域可 包含诸如美国专利8,088，593的筒匣中所示的多个容腔、尖端等， 该文献的全部内容为所有目的而通过引用并入本文。
现参考图86，其示出了测定站接受位置9830的底部视图， 该视图示出了存在定位于测定站接收位置9830上的对流器件 9840，以在筒匣9820处于测定站接收位置9830中的期望位置上 时促进筒匣9820的下侧的流动。尽管图86示出了器件9840仅位 于一个位置，但应当理解，器件9840还可位于一个或多个其他位 置以接近筒匣9820的其他区域。一些实施方式可将对流器件9840 中的至少一个器件配置用于在至少一个其他对流器件9840正在从筒匣排出空气的同时吸入空气。这些器件可以是诸如但不限于 叶片、翼片、棒、管等用以引导筒匣9820的下侧或其他区域中的 空气流动的特征。
现参考图87，图中示出了定位于对流器件9840之上的测定 站接收位置9830上的筒匣9820的剖视图。图87还示出了存在作 为非一次性用品的热器件9850，其保持为系统的一部分而不随筒 匣一起处置。备选地，一些实施方式可将热器件9850集成到筒匣 中，在这样的情况下热器件9850是一次性用品的一部分。如图 87中所见，热器件处于与筒匣9820中要受到热调控的靶材料9852 间隔开的第一位置。仍参考图87，在一些实施方式中，筒匣的下 侧是基本上封闭的，除了可能有允许接近筒匣9820的下侧的舱 口、门或封盖。
现参考图88，该示图示出了可将热器件9850从第一位置移 动到第二位置以更直接地接触要热调控的筒匣9820的区域和/或 组件。如图88中所见，热器件9850可具有诸如但不限于腔体、 开口等形状，其轮廓用于接合要热调控的筒匣9820的区域和/或 组件的表面。应当理解，热器件9850可使用各种热元件来加热或 冷却接合筒匣或筒匣组件的特征的部分。在一个非限制性示例中， 热器件9850可在该器件9850中使用加热棒9852。这些加热棒可 通过电阻加热等造成热调控。可以从加热器块中的对应腔体通过 狭窄的空气间隙向每一圆形器皿底部导杆发生热转移。对流器件 9840可辅助加速热调控。可选地，一些实施方式可使用对流器件 9840在初始热调控阶段之后更快地为筒匣带来稳态条件。举非限 制性示例而言，预加热的加热器块可以是热器件9850，该热器件 9850可与筒匣9820中的冷藏的(例如4℃)筒匣-圆-器皿接合， 之后从热器件9850快速加热，之后通过对流器件9840进行风扇 冷却，继而在约180秒内在器皿中产生可控的操作温度。
在热调控完成之后，或者为了提供到对流器件9840的更好的 接近，热器件9850可选地返回到其不干扰筒匣9820的插入和/或 从测定站接收位置9830的移除的位置，诸如但不限于驻留在凹座 9858中。
现参考图89和图90，现在将描述又一热控制配置。如图89 中所见，一个实施方式示出了模块9870的支撑结构可受到热控 制。在一些实施方式中，模块的支撑结构可以是机壳。模块9870 的支撑结构——其可具有安装于其上的多个组件(为了易于图示 而未示出)——继而被用于向安装于机壳9870上的多个组件提供 热调控。模块9870的支撑结构可具有热基座板9872。热基座板 9872可以为整个基座板9872或其一部分创造均匀的热条件。举 非限制性示例而言，热调控可以通过嵌入在用于基座板的导热材 料之中或之上的电阻元件。
可选地如图90中所见，另一实施方式可使用模块9880的支 撑结构，该模块9880具有非均匀基座板9882，该基座板9882选 择性地热调控基座板中的一个或多个位置。这可被设计用于与基 座板的导热、热中性或绝热材料一起使用。这允许根据安装在模 块9880的支撑结构上的组件的各种操作状态的期望热曲线来创 建不同的热区。举非限制性示例而言，一些实施方式可在模块9880 的支撑结构上的测定站接收位置下方具有加热位置。当系统使用 机架上的多个机壳或其他多机壳系统时，一些实施方式可仅随热 基座板使用这些机壳。可选地，一些实施方式可使用这些机壳与 热基座板的混合，或者不与热基座板混合地使用这些机壳。
在一些实施方式中，诸如筒匣等一次性用品和系统的硬件都 包含热器件。在一些实施方式中，筒匣在使用之前或使用期间不 受到热调控。
可选地，筒匣还可以基于外部或内部刺激而转变成不同配置。 刺激可经由筒匣主体上的或者作为筒匣的一部分的传感器而得到 感测。诸如RFID标签等更多种普通传感器也可以是筒匣的一部 分。例如，如果样品采集和分析是在两个不同的地点进行(例如， 针对重症监护中的患者，从患者采集样品并继而将其转移至设备 用于分析)，则筒匣可以配备生物计量传感器。这允许将患者样 品与该筒匣相联系，从而防止错误。筒匣可以具有电互连和/或流 体互连以在筒匣上的不同器皿、尖端等之间传递信号和/或流体。 筒匣还可以包含检测器和/或传感器。
具有反馈、自学习以及感测机构的智能筒匣设计实现了具有 服务点实用性的紧凑形状因子、废物减少以及更高的效率。
在一个实施方式中，可在原位利用单独的外部机器人系统来 实时地根据需要组装新的筒匣。备选地，这种能力可以是设备或 筒匣的一部分。用于运行测定的单个筒匣组件可包括但不限于具 有试剂的密封器皿，以及用于混合和光学或非光学测量的尖端和 器皿。这些组件中的全部或一些组件可通过自动化机器人系统实 时地添加到筒匣主体。对于每一测定期望的组件可单个地加载到 筒匣上，或者预封装到微型筒匣中。该微型筒匣可继而添加到插 入至设备中的更大的筒匣。一个或多个测定单元、试剂单元、尖 端、器皿或其他组件可实时添加到筒匣。筒匣可不具有预加载到 其上的组件，或者可具有一些预加载的组件。附加组件可基于患 者命令而实时添加到筒匣。添加到筒匣的组件的位置是预定的和/ 或保存的，以使得设备方案可在设备中正确执行测定步骤。如果 测定筒匣组件对于设备是可用的，则该设备还可实时配置筒匣。 例如，尖端和其他筒匣组件可加载到设备中，并鉴于对此时的运 行的患者命令而实时加载到筒匣中。
图2示出了设备200的示例。设备可以具有样品采集单元210。 设备可包括一个或多个支撑结构220，该支撑结构220可以支撑 一个或多个模块230a、230b。设备可包括壳体240，该壳体240 可以支撑或包含设备的其余部分。设备还可包括控制器250、显 示器260、功率单元270以及通信单元280。设备可能能够通过通 信单元与外部设备290通信。设备可具有处理器和/或存储器，该 处理器和/或存储器可能能够实现一个或多个步骤或者为待由该 设备执行的一个或多个步骤提供指令，并且/或者该处理器和/或存 储器可能能够储存一个或多个指令。
样品采集
设备可包含样品采集单元。该样品采集单元可配置用于接收 来自于受试者的样品。该样品采集单元可配置成直接从受试者接 收样品，或者可以配置成间接地接收已经从受试者采集到的样品。
在从受试者的样品采集中可使用一个或多个采集机构。采集 机构在样品的采集中可使用一种或多种原理。例如，样品采集机 构可使用重力、毛细管作用、表面张力、吸取、真空力、压差、 密度差、热差、或样品采集中的任何其他机制或者其组合。
可以通过多种方式从受试者抽取体液并将其提供给设备，这 些方式包括但不限于：手指针刺、切开、注射、抽吸、擦拭、移 液、呼吸、和/或本文其他各处描述的任何其他技术。可以使用体 液采集器来提供体液。体液采集器可包括刺血针、毛细管、管、 移液管、注射器、针、微针、泵、激光、多孔膜或本文其他各处 描述的任何其他采集器。体液采集器可集成到筒匣中或集成到设 备上——诸如，通过在筒匣主体或者一个或多个容器上包含刺血针和/或毛细管，或者通过可以直接从患者吸取生物样品的移液 管。采集器可直接地或远程地由人操纵或自动化操纵。实现自动 化操作或远程人为操纵的一种手段可以是通过将相机或其他感测 设备并入采集器本身或设备或筒匣或其任何组件，并使用该感测 设备来引导样品采集。
在一个实施方式中，刺血针刺穿受试者的皮肤并例如使用重 力、毛细管作用、吸取、压差和/或真空力抽取样品。刺血针或任 何其他体液采集器可以是设备的一部分、设备的筒匣的一部分、 系统的一部分、或独立组件。在另一实施方式中，可使用激光来 刺穿皮肤或从患者切下组织样品。激光还可用于麻醉样品采集位 点。在又一实施方式中，传感器可以穿过皮肤进行光学测量，而 不是创伤性地获得样品。在一些实施方式中，贴片可以包含多个 微针，所述微针可以刺穿受试者的皮肤。在需要时，可以通过各 种机械的、电气的、机电的或其他已知的启用机制或此类方法的 任何组合来启用刺血针、贴片或任何其他体液采集器。
在一些情况下，体液采集器可以是穿刺设备，该穿刺设备可 提供在一次性用品上或者可以是一次性用品。该穿刺设备可用于 将样品或关于样品的信息传达到可以处理样品的非一次性设备。 备选地，一次性穿刺设备本身可以处理和/或分析样品。
在一个示例中，可穿刺受试者的手指(或受试者身体的其他 部位)以获得体液。该体液可使用毛细管、移液管、拭子、滴剂 或本领域已知的任何其他机制来采集。毛细管或移液管可以与设 备和/或设备的筒匣相分离，其可以插入或附接到设备，或者可以 是设备和/或筒匣的一部分。在不需要启用机制(身体以外)的另 一实施方式中，受试者可以简单地向设备和/或筒匣提供体液，例 如，像可以利用唾液样品或手指针刺样品进行地那样。
可以通过多种方式从受试者抽取体液并将其提供给设备，这 些方式包括但不限于：手指针刺、切开、注射和/或移液。体液可 使用静脉方法或非静脉方法来采集。体液可使用体液采集器来提 供。体液采集器可包括刺血针、毛细管、管、移液管、注射器、 静脉抽血器或本文其他各处描述的任何其他采集器。在一个实施 方式中，刺血针刺穿皮肤并例如使用重力、毛细管作用、吸取或 真空力抽取样品。刺血针可以是读取器设备的一部分、筒匣的一 部分、系统的一部分或独立组件，该独立组件可以是一次性的。 在需要时，可以通过多种机械的、电气的、机电的或任何其他已 知的启用机制或此类方法的任何组合来启用刺血针。在一个实施 方式中，可穿刺受试者的手指(或受试者身体的其他部位)以获 得体液。受试者身体的其他部位的示例可包括但不限于：受试者 的手、手腕、手臂、躯干、腿、脚、耳朵或颈部。体液可使用毛 细管、移液管或本领域已知的任何其他机制来采集。毛细管或移 液管可与设备和/或筒匣相分离，或者可以是设备和/或筒匣或器皿 的一部分。在不需要启用机制的另一实施方式中，受试者可以简 单向设备和/或筒匣提供体液，例如，像可以利用唾液样品进行地 那样。采集的流体可以放置在设备内。可将体液采集器附接到设 备、可移除地附接到设备或者可以与设备分开提供。
在一些实施方式中，可以直接向设备提供样品，或者可以使 用额外的器皿或组件，这些额外的器皿或组件可以用作用于将样 品提供至设备的管道或装置。在一个示例中，可将排泄物擦拭到 筒匣上，或者可以将其提供至筒匣上的器皿。在另一示例中，尿 杯可从设备的筒匣、设备或设备的外围装置脱出。备选地，可将 小器皿从设备的筒匣或筒匣的外围装置推出、脱出和/或扭出。尿 液可以直接提供至小器皿或者从尿杯提供。在又一示例中，可将 鼻拭子插入筒匣中。筒匣可以包括可与鼻拭子相互作用的缓冲剂。 在一些情况下，筒匣可包括一个或多个储罐或储液器，该储罐或 储液器具有一种或多种试剂、稀释剂、洗涤剂、缓冲剂或任何其 他溶液或材料。组织样品可以放置在滑块上，该滑块可嵌入筒匣内以处理样品。在一些情况下，组织样品可以通过任何机构(例 如，开口、托盘)提供至筒匣，并且在筒匣内自动地准备好滑块。 可以将流体样品提供至筒匣，并且可以可选地将筒匣准备作为筒 匣内的滑块。向筒匣或其中的器皿提供样品的任何描述亦可适用 于无需筒匣而直接向设备提供样品。在本文中被描述为由筒匣执 行的任何步骤可无需筒匣而由设备来执行。
用于样品采集的器皿可配置用于从范围广泛的不同生物基 质、环境基质和任何其他基质获得样品。该器皿可配置成通过使 诸如手指或手臂等身体部分与器皿相接触而直接从该身体部分接 收样品。样品还可通过样品转移设备引入，该样品转移设备可以 可选地设计用于样品向器皿或筒匣内或设备内的转移过程中的单 步处理。采集器皿可针对所处理的每种不同的样品基质(诸如尿 液、排泄物或血液)而设计和定制。例如，密封器皿可以从传统 尿杯扭开或弹出，以使其可被直接放置在筒匣内而无需吸移样品。 用于样品采集的器皿可配置用于从手指针刺(或其他穿刺位点) 获得血液。采集器皿可配置具有一个或多个进入端口，每个进入 端口连接到一个或多个隔离腔室。采集器皿可仅配置具有连接到 一个或多个隔离腔室的单一进入端口。采集到的样品可以经由毛 细管作用流入腔室中。每个隔离腔室可包含一种或多种试剂。每 个隔离腔室可包含与其他腔室不同的试剂。腔室中的试剂可涂覆 于腔室壁上。试剂可在腔室的某些区域中存放，以及/或者以梯度 形式存放，以控制试剂在样品中混合与分布。腔室可以包含抗凝 剂(例如，肝素锂、EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸)。可将腔 室布置成使得各腔室间不发生样品的混合。可将腔室布置成使得 在各腔室间发生适量混合。每个腔室可以是相同或不同的大小和/ 或体积。腔室可配置用于以相同或不同的速率用样品加以填充。 腔室可以经由可具有阀门的开口或端口连接至进入端口。这样的 阀门可配置用于允许流体在一个方向或两个方向上流动。该阀门可以是被动式或主动式。样品采集器皿在某些区域可以是透明的 或不透明的。样品采集器皿可配置成具有一个或多个不透明区域， 以允许对样品采集过程的自动评估和/或人工评估。通过装有用以 与样品采集器皿相接的尖端或器皿的样品处理系统，可由设备提 取每个腔室中的样品。每个腔室中的样品可由柱塞挤出腔室。可 以单个地或同时地从每个腔室中提取或排出样品。
样品可采集自环境或任何其他来源。在一些情况下，样品不 是从受试者采集的。样品的示例可以包括可被测试的流体(诸如 液体、气体、凝胶)、固体或半固体材料。在一个场景中，可以 测试食物产品以确定该食物是否可以安全食用。在另一场景中， 可以测试环境样品(例如，水样、土壤样品、空气样品)以确定 是否有任何污染物或毒物。此类样品可使用包括本文其他各处描 述的那些机构在内的任何机构来采集。备选地，可将此类样品直接提供至设备、筒匣或器皿。
采集到的流体可放置在设备内。在一些情况下，采集到的流 体放置在设备的筒匣内。采集到的流体可放置在设备的任何其他 区域中。设备可配置用于接收样品，无论其是直接来自于受试者、 来自于体液采集器或是来自于任何其他机构。设备的样品采集单 元可配置用于接收样品。
体液采集器可附接到设备、可移除地附接到设备或可以与设 备分开提供。在一些情况下，体液采集器与设备成为一体。体液 采集器可以附接到或者可移除地附接到设备的任何部分。体液采 集器可与设备的样品采集单元流体连通，或者被致使与其流体连 通。
筒匣可以插入到样品处理设备之中或以其他方式与该设备相 接。筒匣可以附接到设备。筒匣可从设备移除。在一个示例中， 可将样品提供至筒匣的样品采集单元。筒匣在插入到设备中之前 可被带至选定温度(例如，至4℃、室温、37℃、40℃、45℃、 50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等)。样品可以经由或者可以不 经由体液采集器提供至样品采集单元。体液采集器可以附接到筒 匣、可移除地附接到筒匣，或者可以与筒匣分开提供。体液采集 器可以与样品采集单元成为一体，或者可以不与其成为一体。继 而，可将筒匣插入到设备之中。备选地，可将样品直接提供至设 备，该设备可以使用或者可以不使用筒匣。筒匣可包含一种或多 种试剂，所述试剂可在设备的操作中使用。所述试剂可自包含于 筒匣内。试剂可通过筒匣提供至设备，而无需通过管和/或缓冲剂 储罐将试剂泵入设备。备选地，设备上可能已经提供了一种或多 种试剂。筒匣可以包含壳体和可插入管、器皿或尖端。筒匣例如 可以包含测定单元、试剂单元、处理单元或容槽(例如，细胞计 数容槽)。器皿或尖端可用于储存运行测试所需的试剂。可将一 些器皿或尖端预装载到筒匣上。其他器皿或尖端可储存在设备内， 根据需要可能处于冷却环境中。在测试时，设备可以通过使用设 备内的机器人系统，根据需要而将随载储存的器皿或尖端与特定 筒匣组装起来。
在一些实施方式中，筒匣包含微流体通道。可以在筒匣的微 流体通道内执行或检测测定。筒匣的微流体通道具有开口，其例 如用于与尖端相接，以便可以向该通道中加载样品或从该通道移 除样品。在一些实施方式中，样品和试剂可在器皿中混合，并继 而转移到筒匣的微流体通道。备选地，样品和试剂可在筒匣的微 流体通道内混合。
在一些实施方式中，筒匣包含用于电子微流体应用的芯片。 可以将小体积的液体施加于这样的芯片，并且可在该芯片上执行 测定。液体例如可以点印或移液到芯片上，并且例如通过电荷而 移动。
在一些实施方式中，筒匣包含一个或多个测定单元、试剂单 元或其他例如包含抗体、核酸探针、缓冲液、色原、化学发光化 合物、荧光化合物、洗涤溶液、染料、酶、盐或核苷酸的器皿。 在一些实施方式中，器皿可在该器皿中包含多种不同试剂(例如， 在同一器皿中包含缓冲液、盐、酶)。单一器皿中的多种试剂的 组合可以是试剂混合物。试剂混合物例如可以是液体、凝胶或冻 干的形式。在一些实施方式中，筒匣中的一个或多个或所有器皿是密封的(例如，密封的测定单元、试剂单元等)。密封的器皿 可以是单独密封的，它们可以全都共用相同的密封件(例如，全 筒匣密封件)或者成组的器皿可密封在一起。密封材料例如可以 是金属箔或合成材料(例如，聚丙烯)。密封材料可被配置成抗 腐蚀或抗降解。在一些实施方式中，器皿可具有隔片，以使得在 不刺穿或穿过该隔片的情况下器皿的内容物不暴露于空气中。
在一些实施方式中，本文提供的筒匣可包含在该筒匣上执行 一种或多种测定所必需的所有试剂。筒匣可在其上含有执行1、2、 3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、 28、30、32、34、36、38、40、45、50、55、60、65、70、75、 80、85、90、95、100种或更多种测定所必需的所有试剂。所述 测定可以是本文其他各处所公开的任何测定或测定类型。在一些 实施方式中，本文提供的筒匣可在该筒匣内包含执行要对来自受 试者的生物样品执行的所有测定所必需的所有试剂。在一些实施 方式中，要在来自受试者的生物样品中执行1、2、3、4、5、6、 7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、 34、36、38、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、 95、100种或更多种测定。筒匣还可被配置用于接收或储存来自受试者的生物样品，以便可以通过将含有所述样品和试剂的筒匣 插入到设备中而向该设备提供执行一种或多种测定所必需的所有 试剂和生物材料。在通过筒匣将样品引入到设备中之后，可以例 如将样品储存在该设备中用于存档或稍后分析，或者在该设备中 培养。在一些实施方式中，筒匣中的所有试剂独立封装和/或密封 以免与样品处理设备的硬件相接。
在一些实施方式中，本文提供了一种包含样品处理设备和筒 匣的系统。所述系统、样品处理设备和筒匣可具有本文其他各处 所描述的任何特征。筒匣可以是样品处理设备的一部分。筒匣可 定位于邻近传感器(例如，光学传感器)或检测站的设备或模块 中，以便可以测量筒匣内(例如，在筒匣的微流体通道中或器皿 中)的反应。
在一些实施方式中，在包含样品处理设备和筒匣的系统中， 所述设备储存用于在该设备内执行测定的一些或所有试剂。例如， 所述设备可在该设备内储存诸如水、选定缓冲液和检测相关化合 物(例如，化学发光分子和色原)等常用试剂。所述设备可根据 需要将用于测定的试剂引导至筒匣。储存试剂的设备可具有管道， 用以将试剂从试剂储存位置运送至筒匣。在一些情况下，试剂在 设备内的储存可提高反应速度或减少试剂浪费。
在其他实施方式中，在包含样品处理设备和筒匣的系统中， 所述设备不储存任何用于在该设备内执行测定的试剂。类似地， 在一些实施方式中，所述设备不在该设备中储存任何洗涤溶液或 其他容易处置的液体。在这样的系统中，可以为设备提供在其上 包含执行一种或多种测定所必需的所有试剂的筒匣。在一些实施 方式中，可在单一流体隔离的器皿中提供用于执行单一测定的多 种试剂(例如，作为反应混合物)。设备可使用提供在筒匣中的 试剂来执行对生物样品的一种或多种测定。生物样品也可包括在 筒匣中，或者其可单独提供给设备。此外，在一些实施方式中， 设备可将使用过的试剂返回至筒匣，以使得所有用于执行一种或 多种测定的试剂既通过筒匣进入该设备，又通过筒匣离开该设备。
不在设备内储存试剂(而是通过向设备中插入筒匣或其他结 构来接收试剂)的样品处理设备相比于在设备内或与设备流体连 通地储存试剂或其他一次性用品的样品处理设备可具有优点。例 如，在设备内储存试剂的样品处理设备可能需要复杂的结构来储 存和运送试剂(例如，储存区域和管道)。这些结构可能增加设 备的大小、需要定期维护、增加执行测定所需的试剂和样品总量， 以及向测定中引入可能是错误源的变量(例如，管道可能随时间 推移而丧失其形状，并且无法递送准确的体积)。相反，与储存 试剂的设备相比，不在设备内或与设备流体连通地储存试剂的样 品处理设备可以更小，可需要更少的维护，可使用更少的试剂或 样品来执行测定，并且可具有更高的准确度、更高的精确度和更 小的变异系数。在另一示例中，通常，在设备中储存试剂的设备 仅可包含有限数目的试剂，并且因此仅可执行有限数目的不同测 定。此外，这样的设备可仅被配置用于支持使用有限数目的样品 类型(例如，仅血液或仅尿液)的测定。而且，即使可以改变设 备中的一种或多种试剂来支持不同的测定，试剂的改变可能是困 难且耗时的处理(例如，可能需要洗涤包含先前试剂的管道以防 止试剂遗留)。相反，与储存试剂的设备相比，例如由于减少的 或消除的试剂交叉反应性或者减少的或消除的人为干预或校准， 不在设备内或与设备流体连通地储存试剂的样品处理设备可以能 够执行更多数目的不同测定并且能够更快速、容易和准确地执行 不同测定。
体液采集器或任何其他采集机构可以是一次性的。例如，体 液采集器可使用一次并丢弃。体液采集器可具有一个或多个一次 性组件。备选地，体液采集器可以重复使用。体液采集器可重复 使用任何次数。在一些情况下，体液采集器可同时包括可重复使 用组件和一次性组件。为了降低丢弃的环境影响，筒匣或其他体 液采集器的材料可由可分解材料或其他“绿色”材料制造。
可基于识别标签或标记和/或其他通信手段来识别插入到系 统或设备中的任何组件。基于对此类组件的识别，系统可以确保 所述组件适于使用(例如，未超过其有效期)。系统可以交叉引 用包含有关所述组件或相关方案或患者ID的数据和信息的机载 数据库和/或远程数据库。
插入系统或设备中的组件可包括机载传感器。此类传感器可 响应于温度、湿度、光照、压力、振动、加速以及其他环境因素。 此类传感器可对绝对水平、暴露水平持续时间、累积暴露水平以 及其他因素组合敏感。当所述组件插入系统或装置之中或与用户 界面相接时，系统或设备可以读取此类传感器和/或与此类传感器 通信，从而基于一组规则来确定所述一个或多个组件如何和是否 适合在该系统/设备中使用。
样品采集单元和/或设备的任何其他部分可能能够接收单一 类型的样品或者多种类型的样品。例如，样品采集单元可能能够 接收两种不同类型的体液(例如，血液、泪液)。在另一示例中， 样品采集单元可能能够接收两种不同类型的生物样品(例如，尿 液样品、粪便样品)。多种类型的样品可能是或者可能不是流体、 固体和/或半固体。例如，样品采集单元可能能够接纳一种或多种、 两种或更多种或者三种或更多种体液、分泌物和/或组织样品。
设备可能能够接收单一类型的样品或多种类型的样品。该设 备可能能够处理单一类型的样品或多种类型的样品。在一些情况 下，可以使用单一的体液采集器。备选地，可以使用多个和/或不 同的体液采集器。
样品
样品可由设备所接收。样品的示例可包括各种流体样品。在 一些情况下，样品可以是来自于受试者的体液样品。样品可以是 含水样品或气体样品。样品可以是凝胶。样品可包括一种或多种 流体组分。在一些情况下，可提供固体或半固体样品。样品可包 括从受试者采集的组织。样品可包括受试者的体液、分泌物和/或 组织。样品可以是生物样品。该生物样品可以是体液、分泌物和/ 或组织样品。生物样品的示例可包括但不限于：血液、血清、唾 液、尿液、胃液和消化液、泪液、粪便、精液、阴道分泌物、来 源于肿瘤组织的间质液、眼内液、汗液、黏液、耳垢、油、腺体 分泌物、呼吸、脊髓液、毛发、指甲、皮肤细胞、血浆、鼻拭子 或鼻咽洗液、脊髓液、脑脊液、组织、咽拭子、活检、胎盘液、 羊水、脐带血、重液、腔液、痰、浓液、微生物、胎粪、乳汁和/ 或其他排泄物。样品可提供自哺乳动物、脊椎动物，诸如鼠类、 猿猴、人类、农场动物、运动动物或宠物。样品可采集自活体受 试者或死亡的受试者。
样品可以是从受试者新鲜采集的，或者可以已经经受一些形 式的预处理、储存或运输。样品可在不经受干预或很长时间的情 况下从受试者提供至设备。受试者可以接触设备、筒匣和/或器皿 以提供样品。
受试者可以提供样品，并且/或者该样品可从受试者采集。受 试者可以是人或动物。受试者可以是哺乳动物、脊椎动物，诸如 鼠类、猿猴、人类、农场动物、运动动物或宠物。受试者可以是 活的或死的。受试者可以是患者、临床受试者或临床前受试者。 受试者可以经受诊断、治疗和/或疾病管理或者生活方式保健或预 防保健。受试者可以是或者可以不是在医疗保健专业人员的护理 下的受试者。
可通过穿刺受试者的皮肤或者不穿刺受试者的皮肤而从受试 者采集样品。可通过受试者的孔口采集样品。可从受试者采集组 织样品，无论其是内部组织样品还是外部组织样品。样品可从受 试者的任何部位采集，这些部位包括但不限于，受试者的手指、 手、手臂、肩膀、躯干、腹部、腿、脚、颈部、耳朵或头部。
在一些实施方式中，样品可以是环境样品。环境样品的示例 可包括空气样品、水样、土壤样品或植物样品。
额外的样品可包括食物产品、饮料、制造材料、纺织品、化 学品、治疗物或任何其他样品。
设备可接纳和/或处理一种类型的样品。备选地，设备可接纳 和/或处理多种类型的样品。例如，设备可能能够接纳一种或多种、 两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、 六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种、 十种或更多种、十二种或更多种、十五种或更多种、二十种或更 多种、三十种或更多种、五十种或更多种、或者一百种或更多种 类型的样品。设备可能能够同时地和/或在不同时间接纳和/或处理 来自不同或相同基质的这些数目的样品类型中的任何数目的样品 类型。例如，设备可能能够制备、测定和/或检测一种或多种类型 的样品。
可以从受试者或者从另一来源提供任何体积的样品。体积的 示例可包括但不限于：约10mL或更小、5mL或更小、3mL或 更小、1μL或更小、500μL或更小、300μL或更小、250μL或 更小、200μL或更小、170μL或更小、150μL或更小、125μL 或更小、100μL或更小、75μL或更小、50μL或更小、25μL或 更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、5μL或更小、 3μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、250nL或更小、100nL 或更小、50nL或更小、20nL或更小、10nL或更小、5nL或更 小、1nL或更小、500pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、 或者1pL或更小。样品的量可以是约1滴样品。样品的量可以是 约1-5滴样品、1-3滴样品、1-2滴样品或少于1滴样品。样品的 量可以是从刺破的手指或手指针刺采集的量。任何体积，包括本 文所描述的那些体积，均可提供至设备。
样品至设备
样品采集单元可与设备成为一体。样品采集单元可以与设备 相分离。在一些实施方式中，样品采集单元可从设备移除和/或插 入。样品采集单元可提供在筒匣中或者可以不提供于其中。筒匣 可以是或者可以不是可从设备移除和/或插入的。
样品采集单元可配置用于接收样品。样品采集单元可能能够 包含和/或约束样品。样品采集单元可能能够将样品传送至设备的 另一部分。
样品采集单元可与设备的一个或多个模块流体连通。在一些 情况下，样品采集单元可与设备的一个或多个模块处于永久的流 体连通。备选地，可致使样品采集单元进入和/或脱离与模块的流 体连通。样品采集单元可以选择性地与一个或多个模块流体隔离或者可以不与其流体隔离。在一些情况下，样品采集单元可与设 备的每个模块流体连通。样品采集单元可与每个模块处于永久的 流体连通，或者可以进入和/或脱离与每个模块的流体连通。
样品采集单元可以选择性地进入和/或脱离与一个或多个模 块的流体连通。可以根据一个或多个方案或者一组指令来控制流 体连通。样品采集单元可进入与第一模块的流体连通而脱离与第 二模块的流体连通，且反之亦然。
类似地，样品采集单元可与设备的一个或多个组件流体连通。 在一些情况下，样品采集单元可与设备的一个或多个组件处于永 久的流体连通。备选地，样品采集单元可以进入和/或脱离与设备 组件的流体连通。样品采集单元可以选择性地与一个或多个组件流体隔离或者可以不与其流体隔离。在一些情况下，样品采集单 元可与设备的每个组件流体连通。样品采集单元可与每个组件处 于永久的流体连通，或者可以进入和/或脱离与每个组件的流体连 通。
可提供一种或多种机构用于从样品采集单元向测试站点转移 样品。在一些实施方式中，可以使用流通机构。例如，通道或管 道可以将样品采集单元与模块的测试站点连接起来。通道或管道 可以具有或者可以不具有可选择性地允许或阻挡流体流动的一个 或多个阀门或机构。
可用于从样品采集单元向测试站点转移样品的另一机构可以 使用一个或多个流体隔离的组件。例如，样品采集单元可将样品 提供至可在设备内移动的一个或多个尖端或器皿。该一个或多个 尖端或器皿可转移至一个或多个模块。在一些实施方式中，该一 个或多个尖端或器皿可经由机械臂或设备的其他组件而被运送到 一个或多个模块。在一些实施方式中，可在一个模块中收纳尖端 或器皿。在一些实施方式中，模块处的流体处理机构可以操作尖 端或器皿。例如，模块处的移液管可以汲取和/或吸取提供给模块 的样品。
设备可配置用于接纳单一样品，或者可配置用于接纳多个样 品。在一些情况下，所述多个样品可以是或者可以不是多种类型 的样品。例如，在一些情况下，单一设备每次可以处理单一样品。 例如，设备可接收单一样品，并且可利用该样品执行一个或多个 样品处理步骤，诸如样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤。在 接纳新样品之前，设备可以完成处理或分析样品。
在另一示例中，设备可能能够同时处理多个样品。在一个示 例中，设备可同时接收多个样品。所述多个样品可以是或者可以 不是多种类型的样品。备选地，设备可以依次接收样品。样品可 以一个接一个地提供至设备，或者可以在经过任何时间量之后提 供至设备。设备可能能够开始对第一样品的样品处理，在所述样 品处理期间接收第二样品，并与第一样品并行地处理第二个样品。 第一样品和第二样品可以是或者可以不是相同类型的样品。设备 可能能够并行处理任何数目的样品，包括但不限于：多于和/或等 于约1个样品、2个样品、3个样品、4个样品、5个样品、6个 样品、7个样品、8个样品、9个样品、10个样品、11个样品、 12个样品、13个样品、14个样品、15个样品、16个样品、17个 样品、18个样品、19个样品、20个样品、25个样品、30个样品、 40个样品、50个样品、70个样品、100个样品。
在一些实施方式中，设备可包含一个、两个或更多个模块， 所述模块可能能够并行处理一个、两个或更多个样品。可并行处 理的样品的数目可以由设备中可用模块和/或组件的数目来确定。
当同时处理多个样品时，样品可在任何时刻开始和/或结束处 理。样品不必在同时开始和/或结束处理。第一样品可在第二样品 仍在处理中时即已完成处理。第二样品可在第一样品已开始处理 之后才开始处理。当样品已完成处理时，可以向设备添加额外的样品。在一些情况下，设备可能能够通过在各样品已完成处理时 向设备添加样品而持续运行。
可以同时提供多个样品。所述多个样品可以是或者可以不是 相同类型的样品。例如，可向设备提供多个样品采集单元。例如， 一个、两个或更多个刺血针可被提供在设备上，或者可进入与设 备的样品采集单元的流体连通。多个样品采集单元可以同时地或 在不同时刻接收样品。可以使用多个本文描述的任何样品采集机 构。可以使用相同类型的样品采集机构或不同类型的样品采集机 构。
可以依次提供多个样品。在一些情况下，可以使用多个样品 采集单元或单一样品采集单元。可以使用本文描述的样品采集机 构的任何组合。设备可每次接纳一个样品、每次接纳两个样品或 更多个样品。样品可在经过任何时间量之后提供至设备。
模块
设备可以包含一个或多个模块。模块可能能够执行样品制备 步骤、测定步骤和/或检测步骤中的一个或多个、两个或更多个或 者全部三个步骤。图3示出了模块300的示例。模块可以包含一 个或多个、两个或更多个或者三个或更多个样品制备站310，和/ 或测定站320，和/或检测站330。在一些实施方式中，提供了多 个样品制备站、测定站和/或检测站。模块还可包括流体处理系统 340。
模块可以包括一个或多个样品制备站。样品制备站可以包括 一个或多个配置用于化学处理和/或物理处理的组件。此类样品制 备过程的示例可包括稀释、浓缩/富集、分离、分选、过滤、裂解、 色谱分析、温育或任何其他样品制备步骤。样品制备站可包括一 个或多个样品制备组件，诸如分离系统(包括但不限于离心机)、 用于磁分离的磁体(或其他磁场感应器件)、过滤器、加热器或 稀释剂。
样品制备站可以是可插入到系统、设备或模块中的，或者是 可从系统、设备或模块移除的。样品制备站可包括筒匣。在一些 实施方式中，对本文提供的筒匣的任何描述均可适用于样品制备 站，并且反之亦然。
可为模块提供一个或多个测定站。测定站可包括一个或多个 组件，该一个或多个组件配置用于执行一个或多个下列测定或步 骤：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比 色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测 定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放 射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质 合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及/或者其他 类型的测定或它们的组合。测定站可配置用于蛋白质测定，包括 免疫测定和酶学测定或者涉及与蛋白质组分相互作用的任何其他 测定。地形分析在一些情况下包括形态测定。可包括在测定站或 模块中的其他组件的示例为(但不限于)一种或多种以下组件： 温度控制单元、加热器、热块、细胞计数器、电磁能源(例如， X射线、光源)、测定单元、试剂单元和/或支座。在一些实施方 式中，模块包括一个或多个能够执行核酸测定和蛋白质测定(包 括免疫测定和酶学测定)的测定站。在一些实施方式中，模块包 括一个或多个能够执行荧光测定和细胞计数的测定站。
测定站可以是可插入到系统、设备或模块中的，或者是可从 系统、设备或模块移除的。测定站可包括筒匣。在一些实施方式 中，对本文提供的测定/试剂单元支座或筒匣的任何描述均可适用 于测定站，并且反之亦然。
在一些实施方式中，本文提供的系统、设备或模块可具有测 定站/筒匣接收位置。测定站接收位置可被配置用于接收可移除的 或可插入的测定站。测定站接收位置可坐落于所述模块、设备或 系统中，以使得定位于所述接收位置中的测定站(以及在其中的 测定单元)可以由该模块、设备或系统的样品处理系统所接近。 所述测定站接收位置可被配置用于将测定站定位于所述接收位置 内的精确位置处，以使得样品处理系统可准确接近所述测定站的 组件。测定站接收位置可以是托盘。所述托盘可以是可移动的， 并且可具有多个位置，例如，第一位置，在其中该托盘在设备的 壳体以外延伸，以及第二位置，其中该托盘在设备的壳体以内。 在一些实施方式中，测定站可在测定站接收位置中锁定就位。在 一些实施方式中，测定站接收位置可以包含或可操作地耦合到热 控制单元以调节测定站的温度。在一些实施方式中，测定站接收 位置可以包含或可操作地耦合到针对可位于测定站上的标识符 (例如，条形码、RFID标签)的检测器(例如，条形码检测器、 RFID检测器)。标识符检测器可与控制器或设备的其他组件相通 信，以使得该标识符检测器可向设备或系统控制器传输关于插入 到设备中的测定站/筒匣的身份的信息。
测定站可能位于或者可能不位于与制备站相分离之处。在一 些情况下，测定站可以集成在制备站内。备选地，它们可以是不 同的站，并且样品或其他物质可从一个站传送至另一个站。
可提供测定单元，并且其可以具有本文其他各处进一步描述 的一种或多种特性。测定单元可能能够接纳和/或约束样品。测定 单元可彼此流体隔离或液压独立。在一些实施方式中，测定单元 可具有尖端形制。测定尖端可以具有内表面和外表面。测定尖端 可具有第一开口端和第二开口端。在一些实施方式中，测定单元 可作为阵列提供。测定单元可以是可移动的。在一些实施方式中， 单个测定单元可相对于彼此和/或设备的其他组件移动。在一些情 况下，一个或多个测定单元可同时移动。在一些实施方式中，测 定单元可具有涂覆在表面上的一种试剂或其他试剂。在一些实施 方式中，可将一系列试剂涂覆或沉积在表面上，诸如在尖端表面 上，并且所述一系列试剂可用于连续反应。备选地，测定单元可包含微珠或其他表面，并有试剂或其他反应物涂覆或吸收于其上， 或者吸收或粘附于其中。在另一示例中，测定单元可包含用可溶 解的试剂或其他反应物涂覆或形成的微珠或其他表面。在一些实 施方式中，测定单元可以是容槽。在一些情况下，容槽可被配置 用于细胞计数，可包括显微镜容槽。
可提供试剂单元，并且其可具有如本文其他各处进一步描述 的一种或多种特性。试剂单元可能能够接纳和/或约束试剂或样 品。试剂单元可彼此流体隔离或液压独立。在一些实施方式中， 试剂单元可具有器皿形制。试剂器皿可具有内表面和外表面。试 剂单元可具有开口端和封闭端。在一些实施方式中，试剂单元可 作为阵列提供。试剂单元可以是可以动的。在一些实施方式中， 单个试剂单元可相对于彼此和/或设备的其他组件移动。在一些情 况下，一个或多个试剂单元可同时移动。试剂单元可配置用于接 纳一个或多个测定单元。试剂单元可具有内部区域，测定单元可 以至少部分地插入该内部区域之中。
可为测定单元和/或试剂单元提供支座。在一些实施方式中， 该支座可具有测定站形制、筒匣形制或微型卡形制。在一些实施 方式中，支座可具有贴片形制或者可以集成到贴片或可植入式感 测分析单元内。在模块内可以提供一个或多个测定/试剂单元支 座。该支座可塑形用于支撑一个或多个测定单元和/或试剂单元。 该支座可保持测定单元和/或试剂单元在垂直方向上对准。该支座 可允许测定单元和/或试剂单元被移动或可移动。测定单元和/或试 剂单元可从支座移除以及/或者放置在支座上。设备和/或系统可以 包含美国专利公开号2009/0088336中提供的一种或多种特性、组 件、特征或步骤，该文献通过引用整体并入本文。
模块可以包括一个或多个检测站。检测站可以包括一个或多 个传感器，所述传感器可以检测视觉信号/光信号、红外信号、热 /温度信号、紫外信号、沿电磁频谱的任何信号、电信号、化学信 号、音频信号、压力信号、运动信号或任何其他类型的可检测信 号。本文提供的传感器可以包括或者可以不包括本文其他各处描 述的任何其他传感器。检测站可位于与样品制备站和/或测定站相 分离之处。备选地，监测站可以通过与样品制备站和/或测定站相 集成的方式定位。检测站可包含一个或多个检测单元，包括本文 其他各处所公开的任何检测单元。检测站可例如包含分光光度计、 PMT、光电二极管、相机、成像器件、CCD或CMOS光学传感器 或者非光学传感器。在一些实施方式中，检测站可包含光源和光 学传感器。在一些实施方式中，检测站可包含显微镜物镜和成像 器件。
在一些实施方式中，样品可在被提供至测定站之前提供至一 个或多个样品制备站。在一些情况下，样品可在被提供至测定站 之后提供至样品制备。样品可以在其被提供至样品制备站和/或测 定站之前、之后或在此期间经受检测。
可为模块提供流体处理系统。流体处理系统可以允许样品、 试剂或流体的移动。流体处理系统可以允许流体的分发和/或吸 取。流体处理系统可以从选定位置汲取期望的流体并且/或者可在 选定位置分发流体。流体处理系统可以允许两种或更多种流体的 混合和/或反应。在一些情况下，流体处理机构可以是移液管。在 本文其他各处更详细地提供了移液管或流体处理机构的示例。
本文对流体处理系统的任何描述亦可适用于其他样品处理系 统，且反之亦然。例如，样品处理系统可以运送任何类型的样品， 包括但不限于体液、分泌物或组织样品。样品处理系统可能能够 处理流体、固体或半固体。样品处理系统可能能够接纳、存放和/ 或移动样品，以及/或者对设备内的样品处理有用的和/或必需的、 设备内的任何其他物质。样品处理系统可能能够接纳、存放和/或 移动容器(例如，测定单元、试剂单元)，所述容器可包含样品 和/或设备内的任何其他物质。
流体处理系统可以包括尖端。例如，可将移液管尖端可移除 地连接到移液管。尖端可与移液管嘴相接。在本文其他各处更详 细地提供了尖端/嘴接口的示例。
流体处理系统的另一示例可使用流通设计。例如，流体处理 系统可包含一个或多个通道和/或管道，流体可通过该通道和/或管 道流动。该通道或管道可包含一个或多个阀门，所述阀门可以选 择性地停止和/或允许流体的流动。
流体处理系统可以具有可导致流体隔离的一个或多个部分。 例如，流体处理系统可以使用可与设备的其他组件流体隔离的移 液管尖端。流体隔离的部分可以是可移动的。在一些实施方式中， 流体处理系统尖端可以是如本文其他各处描述的测定尖端。
模块可以具有壳体和/或支撑结构。在一些实施方式中，模块 可以具有支撑结构，该模块的一个或多个组件可以置于该支撑结 构上。该支撑结构可以支撑模块的一个或多个组件的重量。组件 可以提供于支撑结构上方、支撑结构的侧边和/或支撑结构下方。 支撑结构可以是衬底，该衬底可以连接和/或支撑模块的各个组 件。支撑结构可以支撑模块的一个或多个样品制备站、测定站和/ 或检测站。模块可以是自包含的。多个模块可以一起移动。模块 的各个组件可能能够一起移动。模块的各个组件可以彼此连接。 模块的组件可以共用公共支座。
模块可以是封闭的或敞开的。模块的壳体可将模块封闭于其 中。壳体可以完全地封闭模块或者可以部分地封闭模块。壳体可 以形成在模块周围的气密封闭。备选地，壳体不必是气密的。壳 体可以使模块内或者一个或多个组件内的温度、湿度、压力或其 他特性能够得到控制。
可为模块提供电连接。模块可以电连接到设备的其余部分。 多个模块可以彼此电连接或者可以不彼此电连接。当模块插入/附 接到设备时，模块可进入与设备的电连接。设备可以为模块提供 功率(或电力)。当从设备移除模块时，其可以从电源断开。在 一种情况下，当模块插入到设备中时，模块与设备的其余部分电 连接。例如，模块可以插入设备的支座中。在一些情况下，设备 的支座(例如，壳体)可以为模块提供电力和/或功率。
模块可能还能够与设备的其余部分形成流体连接。在一个示 例中，模块可以流体连接到设备的其余部分。备选地，模块可以 例如经由本文公开的流体处理系统而进入与设备的其余部分的流 体连通。模块可在该模块插入/附接到设备时进入流体连通，或者 可在该模块插入/附接到设备之后的任何时刻选择性地进入流体 连通。模块可在该模块从设备移除时断开与设备的流体连通，以 及/或者在该模块附接于设备的情况下选择性地断开与设备的流 体连通。在一个示例中，模块可以处于或者可以进入与设备的样 品采集单元的流体连通。在另一示例中，模块可以处于或者可以 进入与设备的其他模块的流体连通。
模块可具有任何大小和形状，包括本文其他各处描述的那些 大小和形状。模块可具有等于或小于设备的大小。设备模块可封 闭小于或等于约4m3、3m3、2.5m3、2m3、1.5m3、1m3、0.75m3、 0.5m3、0.3m3、0.2m3、0.1m3、0.08m3、0.05m3、0.03m3、0.01 m3、0.005m3、0.001m3、500cm3、100cm3、50cm3、10cm3、5cm3、 1cm3、0.5cm3、0.1cm3、0.05cm3、0.01cm3、0.005cm3、或0.001 cm3的总体积。模块可具有本文其他各处描述的任何体积。
模块和/或模块壳体可以具有覆盖设备横向面积的占地面积。 在一些实施方式中，设备占地面积可小于或等于约4m2、3m2、 2.5m2、2m2、1.5m2、1m2、0.75m2、0.5m2、0.3m2、0.2m2、 0.1m2、0.08m2、0.05m2、0.03m2、100cm2、80cm2、70cm2、 60cm2、50cm2、40cm2、30cm2、20cm2、15cm2、10cm2、7cm2、 5cm2、1cm2、0.5cm2、0.1cm2、0.05cm2、0.01cm2、0.005cm2、 或0.001cm2。
模块和/或模块壳体可以具有小于或等于约4m、3m、2.5m、 2m、1.5m、1.2m、1m、80cm、70cm、60cm、50cm、40cm、 30cm、25cm、20cm、15cm、12cm、10cm、8cm、5cm、3cm、 1cm、0.5cm、0.1cm、0.05cm、0.01cm、0.005cm或0.001cm 的横向尺寸(例如，宽度、长度或直径)或高度。该横向尺寸和/ 或高度可以彼此不同。备选地，它们可以是相同的。在一些情况 下，模块可以是高而薄的，或者可以是矮而宽的。高度与横向尺 寸的比率可以大于或等于100∶1、50∶1、30∶1、20∶1、10∶1、9∶1、 8∶1、7∶1、6∶1、5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、 1∶7、1∶8、1∶9、1∶10、1∶20、1∶30、1∶50或1∶100。模块和/或模块 壳体可以成比例地高而薄。
模块和/或模块壳体可具有任何形状。在一些实施方式中，模 块可具有矩形或正方形的横截面形状。在其他实施方式中，模块 可具有圆形、椭圆形、三角形、梯形、平行四边形、五边形、六 边形、八边形或任何其他形状的横截面形状。模块可具有圆形、 椭圆形、三角形、矩形、正方形、梯形、平行四边形、五边形、 六边形、八边形或任何其他形状的纵截面形状。模块可以具有或 者可以不具有箱形形状。
可以为设备提供任何数目的模块。设备可配置成接纳固定数 目的模块。备选地，设备可配置成接纳可变数目的模块。在一些 实施方式中，设备的每个模块可具有相同的组件和/或配置。备选 地，设备的不同模块可具有不同的组件和/或配置。在一些情况下， 不同的模块可具有相同的壳体和/或支撑结构形制。在另一示例 中，不同的模块仍可具有相同的总尺寸。备选地，它们可以具有 不同的尺寸。
在一些情况下，设备可具有单一模块。该单一模块可配置用 于每次接纳单一样品，或者可能能够同时或依次接纳多个样品。 该单一模块可能能够执行一个或多个样品制备步骤、测定步骤和/ 或检测步骤。该单一模块可以被换出以提供不同功能，或者可以 不被换出。
模块和模块组件的进一步细节和说明在本文的其他各处进一 步描述。此类模块的任何此类实施方式可以结合其他实施方式或 单独地提供。
机架
在本发明的一个方面中，提供了一种具有多个模块的系统。 该系统配置用于测定生物样品，诸如来自于受试者的流体和/或组 织样品。
在一些实施方式中，系统包含安装在支撑结构上的多个模块。 在一个实施方式中，支撑结构是具有多个安装台的机架，所述多 个安装台中的一个单个的安装台用于支撑一个模块。
在一个实施方式中，机架包含控制器，该控制器通信地耦合 到所述多个模块。如下所述，在一些情况下，控制器通信地耦合 到流体处理系统。控制器配置用于控制模块的操作以便制备和/或 处理样品，诸如通过本文描述的一种或多种技术来测定样品。
所述多个模块中的单个模块包含样品制备站、测定站和/或检 测站。系统配置用于执行(a)选自包含样品处理、离心、分离、 物理分离和化学分离在内的组中的多个样品制备规程，和(b)选 自包含以下各项在内的组中的至少一种类型的测定，这些项为： 免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测 定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、 微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性 同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成 测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定以及/或者其他类型 的测定或它们的组合。在一些实施方式中，分离包括磁分离，举 例而言，诸如借助于磁场的分离。
在一个实施方式中，支撑结构为机架型结构，用于可移除地 保持或固定多个模块中的单个模块。机架型结构包括多个台位， 所述台位配置用于接纳和可移除地固定模块。在一个示例中，如 图4中所示，机架400可以具有一个或多个模块410a、410b、410c、 410d、410e、410f。模块可具有垂直布置，其中它们位于彼此之 上。例如，六个模块可以堆迭在彼此之上。模块可以具有水平布 置，其中它们彼此相邻。在另一示例中，模块可以形成阵列。图 5图示了具有形阵列的多个模块510的机架500的示例。例如， 模块可以形成M个模块高和/或N个模块宽的垂直阵列，其中M、 N为正整数。在其他实施方式中，机架可以支撑模块的阵列，其 中形成了模块的水平阵列。例如，模块可以形成N个模块宽和/ 或P个模块长的水平阵列，其中N和P为正整数。在另一示例中， 可由机架支撑模块的三维阵列，其中模块形成M个模块高、N个 模块宽和P个模块长的组块，其中M、N和P为正整数。机架可 能能够支撑具有任何数目的配置的任何数目的模块。
在一些实施方式中，机架可具有一个或多个台位，每个台位 配置用于接纳一个或多个模块。当台位已接纳模块时，设备可能 能够操作。即使一个或多个台位尚未接纳模块，设备仍可能能够 操作。
图6示出了机架安装配置的另一实施方式。可以彼此相邻地 提供一个或多个模块600a、600b。可提供任何数目的模块。例如， 模块可以垂直地堆迭在彼此顶上。例如，N个模块可以垂直堆迭 在彼此之上，其中N为任何正整数。在另一示例中，模块可以彼 此水平连接。可提供模块之间的垂直和/或水平连接的任何组合。 模块可以彼此直接接触或者可以具有连接接口。在一些情况下， 可向该堆/组添加模块或从其移除模块。该配置可能能够适应任何 数目的模块。在一些实施方式中，模块的数目可以受设备壳体的 限制，或者可以不受其限制。
在另一实施方式中，支撑结构安设在第一模块下方，并且相 继的模块可借助或不借助安设在每个模块上的安装构件而安装在 彼此之上。安装构件可以是模块之间的连接接口。在一个示例中， 每个模块包括磁安装构件，用于将第一模块的顶面固定到第二模 块的底面。可以采用其他连接接口，所述接口可包括磁特征、粘 合剂、滑动特征、锁定特征、系杆、扣接件、钩与环紧固件、扭 转特征或插头。模块可以彼此机械连接和/或电气连接。以这种方 式，模块可以堆迭在彼此之上或彼此的旁边以形成用于测定样品 的系统。
在其他实施方式中，一种用于测定样品的系统包含壳体和该 壳体内的多个模块。在一个实施方式中，壳体是具有多个安装台 的机架，所述多个安装台中的一个单个的安装台用于支撑一个模 块。例如，机架可与壳体形成一体。备选地，壳体可以包含或包 围机架。壳体和机架可以由单独的零件形成或者可以不由其形成， 这些单独的零件可以彼此连接或者可以不彼此连接。所述多个模 块中的单个模块包括选自包含样品制备站、测定站和检测站在内 的组中的至少一个站。系统包含流体处理系统，该流体处理系统 配置用于在单个模块内转移样品或试剂器皿或者将样品或试剂器 皿从该单个模块转移至系统壳体内的另一模块。在一个实施方式 中，流体处理系统是移液管。
在一些实施方式中，在设备内或设备之间可以共享所有模块。 例如，设备可以将它的模块中的一个、一些或所有模块作为专用 模块。在这种情况下，可以根据需要而将样品从一个模块运送到 另一模块。这种移动可以是顺序的或随机的。
任何模块都可以是共享资源，或者可以包含指定的共享资源。 在一个示例中，指定的共享资源可能是所有模块都不可用的资源， 或者可能是在有限数目的模块中可用的资源。共享资源可以或不 可以从设备移除。共享资源的示例可以包括细胞计数站。
在一个实施方式中，系统还包含细胞计数站，用于对一个或 多个样品执行细胞计数。细胞计数站可由机架支撑并通过样品处 理系统可操作地耦合到多个模块中的每个模块。
细胞计数测定通常用于光学测量单个细胞的特性。被监测的 细胞可以是活细胞和/或死细胞。通过使用适当的染料、染色剂或 其他标记分子，可以使用细胞计数来确定特定蛋白质、核酸、脂 质、碳水化合物或其他分子的存在、数量和/或修饰。可通过细胞 计数测量的性质还包括细胞功能或活性的测量，包括但不限于： 吞噬作用、小分子的主动运输、有丝分裂或减数分裂、蛋白质翻 译、基因转录、DNA复制、DNA修复、蛋白质分泌、细胞凋亡、趋化性、移动性、粘附性、抗氧化活性、RNAi、蛋白质或核酸降 解、药物反应、传染性以及特定途径或酶的活性。细胞计数还可 用于确定关于细胞群体的信息，包括但不限于：细胞计数、总群 体百分比以及上述任何特性在样品群体中的变化。本文所描述的 测定可用于测量每个细胞的一个或多个上述特性，这有利于确定 不同特性之间的相关性或其他关系。本文所描述的测定还可用于 例如通过利用特定于不同细胞系的抗体标记混合的细胞群体，而 独立地测量多个细胞群体。
细胞计数可能对于实时确定细胞的特性是有用的。可以连续 地和/或在不同时间点监测细胞的特性。不同时间点可以是有规律 的或无规律的时间间隔。不同时间点可以依据预定时间表，或者 可由一个或多个事件触发。细胞计数可以使用本文所描述的一种 或多种成像技术或其他感测技术来检测细胞中随时间推移的变 化。这可以包括细胞移动或形态。可以分析样品的运动学或动力 学。可以为细胞提供时序分析。这样的实时检测对于凝集、凝固、 凝血酶原时间的计算可能是有用的。可以根据基于时间的分析来 查明一种或多种分子和/或疾病的存在、对疾病和/或药物的响应。
在一个示例中，细胞计数分析是通过流式细胞术或通过显微 术进行的。流式细胞术通常使用流性液体介质，该介质循序地将 单个细胞携载至光学检测器。显微术通常使用光学手段来检测静 止细胞，一般通过记录至少一个放大图像来进行检测。对于显微 术，静止细胞可位于显微镜容槽或载玻片中，所述显微镜容槽或 载玻片可定位于与用于检测细胞的成像器件相邻或光学连接的显 微镜载物台上。可针对一种或多种抗原或其他特征来例如计数或 测量成像的细胞。应当理解，流式细胞术和显微术不是完全排斥 的。作为示例，流式细胞术测定使用显微术来记录经过光学检测 器的细胞的图像。许多靶标、试剂、测定和检测方法对于流式细 胞术和显微术可以是相同的。正因为如此，除非另有规定，本文提供的描述应被认为适用于这些形式和本领域已知其他形式的细 胞计数分析。
在一些实施方式中，可测量多达约10,000个任何给定类型的 细胞。在其他实施方式中，测量不同数目的任何给定类型的细胞， 包括但不限于：多于和/或等于约10个细胞、30个细胞、50个细 胞、100个细胞、150个细胞、200个细胞、300个细胞、500个 细胞、700个细胞、1000个细胞、1500个细胞、2000个细胞、3000 个细胞、5000个细胞、6000个细胞、7000个细胞、8000个细胞、 9000个细胞、10000个细胞、100,000个细胞、500,000个细胞、 1,000,000个细胞、5,000,000个细胞或10,000,000个细胞。
在一些实施方式中，在微流体通道内执行细胞计数。例如， 在单一通道中或者并行地在多个通道中执行流式细胞术分析。在 一些实施方式中，流式细胞术依次地或同时地测量多个细胞特性。 在一些情况下，细胞计数可发生在本文描述的一个或多个尖端/或 器皿内。细胞计数可以与细胞分选相结合，其中经检测的满足特 定的一组特性的细胞从流中转移出来，并被采集用于储存、额外 的分析和/或处理。此类分选可以基于不同的几组特性，诸如3路 或4路分选，来分离多个细胞群体。
图7示出了根据本发明的一个实施方式，具有多个模块 701-706和细胞计数站707的系统700。所述多个模块包括第一模 块701、第二模块702、第三模块703、第四模块704、第五模块705和第六模块706。
细胞计数站707通过样品处理系统708可操作地耦合到多个 模块701-706的每个模块。如本文所描述，样品处理系统708可 以包括移液管，诸如容积式、排气式或吸取式移液管。
如在上文以及本发明的其他实施方式中所述，细胞计数站707 包括用于对样品执行细胞计数的细胞计数器。细胞计数站707可 对样品执行细胞计数，而同时模块701-706中的一个或多个模块 对另一样品执行其他制备和/或测定规程。在一些情况下，细胞计 数站707在样品已于模块701-706中的一个或多个模块内经历样 品制备之后，对样品执行细胞计数。
系统700包括具有多个台位(或安装台)的支撑结构709。 所述多个台位用于将模块701-706对接到支撑结构709。如图所 示，支撑结构709为机架。
每个模块借助于附接构件固定到机架709。在一个实施方式 中，附接构件是紧固到模块或台位的挂钩。在这样的情况下，该 挂钩配置用于滑入模块或台位的插座之中。在另一实施方式中， 附接构件包括紧固件，诸如螺丝紧固件。在又一实施方式中，附 接构件由磁性材料形成。在这样的情况下，模块和台位可以包括 相反极性的磁性材料，以便提供吸引力来将模块固定到台位。在 另一实施方式中，附接构件包括台位中的一个或多个轨道或导轨。 在这样的情况下，模块包括用于与一个或多个轨道或导轨配合的 一个或多个结构，从而将模块固定到机架709。可选地，可由导 轨提供功率。
可允许模块与机架配合的结构的示例可以包括一个或多个销 钉。在一些情况下，模块直接从机架接收功率。在一些情况下， 模块可以是在内部为设备供电的电源，如锂离子电池或者以燃料 电池为动力的电池。在一个示例中，模块配置成借助于导轨与机 架配合，而模块的功率直接来自于导轨。在另一示例中，模块借 助于附接构件(导轨、销钉、挂钩、紧固件)与机架配合，但是 无线地——诸如感应地(即，感应耦合)——向模块提供功率。
在一些实施方式中，与机架配合的模块不一定需要销钉。例 如，可以在模块与机架或其他支座之间提供感应电通信。在一些 情况下，可以使用无线通信，诸如借助于ZigBee通信或其他通信 协议。
每个模块都可从机架709移除。在一些情况下，一个模块可 用同样的、相似的或不同的模块替换。在一个实施方式中，通过 将模块滑出机架709而从机架移除该模块。在另一实施方式中， 通过扭转或转动模块从而使模块的附接构件从机架709脱离，而 从机架709移除该模块。从机架709移除模块可终止模块与机架 709之间的任何电连通性。
在一个实施方式中，通过使模块滑入台位而将模块附接到机 架。在另一实施方式中，通过扭转或转动模块从而使模块的附接 构件接合机架709，而将模块附接到机架。将模块附接至机架709 可以在模块与机架之间建立电连接。所述电连接可用于向模块或 者从模块向机架或向设备提供功率，以及/或者在模块与一个或多 个其他模块或者系统700的控制器之间提供通信总线。
可占用或不占用机架的每个台位。如图所示，机架709的所 有台位均由模块占用。然而，在一些情况下，机架709的一个或 多个台位未被模块占用。在一个示例中，第一模块701已从机架 移除。在这样的情况下，系统700可在不带有被移除的模块的情 况下操作。
在一些情况下，台位可配置用于接纳系统700被配置成要使 用的模块类型的子集。例如，台位可配置用于接纳能够运行凝集 测定而非细胞计数测定的模块。在这样的情况下，该模块可以是 “专用”于凝集的。能够以多种方式测量凝集。测量样品浊度的 时间相关变化是一种方法。可以通过用光照亮样品并且用诸如光 电二极管或相机等光学传感器测量90度的反射光来实现此方法。 随着更多的光被样本散射，所测量的光将会随时间增加。测量透 射率的时间相关变化是另一个示例。在后一情况中，此方法可通 过在器皿中照亮样品并且用诸如光电二极管或相机等光学传感器 测量穿过样品的光来实现。随着样品凝集，所测量的光可能随时 间减少或增加(例如，取决于凝集的材料保持悬浮还是从悬浮液 中沉淀)。在其他情况下，台位可配置用于接纳系统700被配置 成要使用的所有类型的模块，范围从检测站到支持电气系统。
每个模块可配置成与其他模块相独立地发挥功能(或执行)。 在一个示例中，第一模块701配置成与第二模块702、第三模块 703、第四模块704、第五模块705、第六模块706相独立地执行。 在其他情况下，模块配置成与一个或多个其他模块一起执行。在 这样的情况下，模块可以支持一个或多个样品的并行处理。在一 个示例中，在第一模块701制备样品的同时，第二模块702对相 同的或不同的样品进行测定。这可以支持对模块间停工期的最小化和消除。
支撑结构(或机架)709可以具有服务器类型配置。在一些 情况下，将机架的各尺寸是标准化的。在一个示例中，模块701-706 之间的间距标准化为至少约0.5英寸、或1英寸、或2英寸、或3 英寸、或4英寸、或5英寸、或6英寸、或7英寸、或8英寸、 或9英寸、或10英寸、或11英寸、或12英寸的倍数。
机架709可以支撑模块701-706中的一个或多个模块重量。 此外，机架709具有选定的重心，使得模块701(顶部)被安装 在机架709上，而不生成可导致机架709旋转或翻倒的力臂。在 一些情况下，机架709的重心安排在机架的垂直中点与机架的底 部之间，垂直中心为从机架709的底部到机架顶部的50％。在一 个实施方式中，如沿着远离机架709的底部的纵轴所测量，机架 709的重心安排在从机架709的底部测量的机架高度的至少约0.1％、或1％、或10％、或20％、或30％、或40％、或50％、或 60％、或70％、或80％、或90％、或100％之处。
机架可以具有多个台位(或安装台)，所述台位配置用于接 纳一个或多个模块。在一个示例中，机架709具有六个安装台， 用于允许将模块701-706中的每个模块安装到机架。在一些情况 下，台位位于机架的同一侧上。在其他情况下，台位位于机架的 交替的两侧上。
在一些实施方式中，系统700包括电气连通性组件，用于将 模块701-706彼此电连接。电气连通性组件可以是总线，诸如系 统总线。在一些情况下，电气连通性组件还使模块701-706能够 彼此通信和/或与系统700的控制器通信。
在一些实施方式中，系统700包括控制器(未示出)，用于 借助模块701-706中的一个或多个模块促进样品的处理。在一个 实施方式中，控制器促进模块701-706中样品的并行处理。在一 个示例中，控制器指引样品处理系统708在第一模块701和第二 模块702中提供样品，以便同时运行对样品的不同测定。在另一 示例中，控制器指引样品处理系统708在模块701-706中的一个 模块内提供样品，并且还向细胞计数站707提供样品(比如，样 品的有限体积的一部分)，从而使得对样品的细胞计数和一个或 多个其他样品制备规程和/或测定并行地进行。以这样的方式，系 统将模块701-706以及细胞计数站707间的停工期最小化——如 果不是将其消除的话。
多个模块中的每个单个模块可包括样品处理系统，用于向单 个模块的各处理模块和测定模块提供样品以及从其移除样品。此 外，除了用于借助模块促进对样品的处理和/或测定的其他组件之 外，每个模块可包括各种样品处理和/或测定模块。每个模块的样品处理系统可与系统700的样品处理系统708相分离。亦即，样 品处理系统708向和从模块701-706转移样品，而每个模块的样 品处理系统向和从包括在每个模块内的各种样品处理和/或测定 模块转移样品。
在图7图示的示例中，第六模块706包括样品处理系统710， 该样品处理系统710包括吸取式移液管711和容积式移液管712。 第六模块706包括离心机713、分光光度计714、核酸测定(诸如， 聚合酶链反应(PCR)测定)站715和PMT 716。分光光度计714 的示例在图70(参见下文)中示出。第六模块706还包括筒匣717， 该筒匣717用于保持多个尖端，所述多个尖端用于促进向和从第 六模块的每个处理或测定模块的样品转移。
在一个实施方式中，吸取式移液管711包括1个或多个、或 者2个或更多个、或者3个或更多个、或者4个或更多个、或者 5个或更多个、或者6个或更多个、或者7个或更多个、或者8 个或更多个、或者9个或更多个、或者10个或更多个、或者15 个或更多个、或者20个或更多个、或者30个或更多个、或者40 个或更多个、或者50个或更多个头。在一个示例中，吸取式移液 管711是具有八个头的8头移液管。吸取式移液管711可以是如 本发明的其他实施方式中所描述的那样。
在一些实施方式中，容积式移液管712具有小于或等于约 20％、15％、12％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、 1％、0.5％、0.3％、或0.1％或更小的变异系数。该变异系数根据σ/μ 而确定，其中“σ”是标准差，而“μ”是整个样品测量中的平均 值。
在一个实施方式中，所有模块彼此相同。在另一实施方式中， 至少一些模块彼此不同。在一个示例中，第一、第二、第三、第 四、第五和第六模块701-706包括容积式移液管和吸取式移液管 以及各种测定，诸如核酸测定和分光光度计。在另一示例中，模 块701-706中的至少一个可具有与其他模块不同的测定和/或样品 制备站。在一个示例中，第一模块701包括凝集测定但不包括核 酸扩增测定，而第二模块702包括核酸测定但不包括凝集测定。 模块可以不包括任何测定。
在图7图示的示例中，模块701-706包括相同的测定和样品 制备(或操纵)站。然而，在其他实施方式中，每个模块包括本 文描述的任何数目和组合的测定和处理站。
模块可以相对于彼此垂直或水平地堆迭。如果两个模块沿着 平行于、基本上平行于或几乎平行于重力加速度矢量的平面定向， 则它们是关于彼此垂直定向的。如果两个模块沿着正交于、基本 上正交于或几乎正交于重力加速度矢量的平面定向，则它们是关 于彼此水平定向的。
在一个实施方式中，模块垂直堆迭，即，一个模块在另一模 块的上面。在图7图示的示例中，机架709被定向成使得模块 701-706相对于彼此垂直地安设。然而，在其他情况下，模块相对 于彼此水平地安设。在这样的情况下，可将机架709定向成使得 模块701-706可以彼此并排地水平坐落。
现参考图7A，图中示出了具有多个模块701至704的系统 730的又一实施方式。图7A的该实施方式示出了水平配置，其中 模块701至704安装到支撑结构732，在该支撑结构732上运送 设备734可沿着X、Y和/或可选地Z轴移动以在模块内和/或模块 之间移动诸如但不限于样品器皿、尖端、容槽等元件。举非限制 性示例而言，如果模块701-704沿着正交于、基本上正交于或几 乎正交于重力加速度矢量的平面定向，则它们是关于彼此水平定向的。
应当理解，像图7的实施方式一样，模块701-704可以全都 是彼此相同的模块。在另一实施方式中，至少一些模块彼此不同。 在一个示例中，第一、第二、第三和/或第四模块701-704可由一 个或多个其他模块所取代，所述其他模块可占用被取代的模块的 位置。所述其他模块可以可选地提供不同功能，诸如但不限于用 一个或多个细胞计数模块707、通信模块、储存模块、样品制备 模块、载玻片制备模块、组织制备模块等取代模块701-704中之 一。例如，可以用提供不同硬件配置(诸如但不限于提供热控储 存腔室用于温育、在测试之间储存和/或在测试之后储存)的一个 或多个模块取代模块701-704中之一。可选地，取代模块701-704 中的一个或多个的模块可以提供非测定相关的功能，诸如但不限 于用于系统730的附加电信设备、附加成像或用户界面设备或者 附加电源，诸如但不限于电池、燃料电池等。可选地，取代模块 701-704中的一个或多个的模块可以提供用于附加一次性用品以 及/或者试剂或流体的储存。应当理解，尽管图7A仅示出了四个 模块安装在支撑结构上，但该水平安装配置并不排除具有更少或 更多模块的其他实施方式。应当理解，还可以在并非每个台位或 槽都由模块所占用的情况下运行配置，特别是在其中一种或多种 类型的模块比其他模块汲取更多功率的任何场景中。在这样的配 置中，原本被引导至空台位的功率可以由可比其他模块汲取更多 功率的模块所使用。
在一个非限制性示例中，每一模块借助于附接构件固定到支 撑结构732。在一个实施方式中，附接构件是紧固到模块或台位 的挂钩。在这样的情况下，该挂钩配置用于滑入到模块或台位的 插座之中。在另一实施方式中，附接构件包括紧固件，诸如螺丝 紧固件。在又一实施方式中，附接构件由磁性材料形成。在这样 的情况下，模块和台位可以包括相反极性的磁性材料，以便提供 吸引力来将模块固定到台位。在另一实施方式中，附接构件包括 台位中的一个或多个轨道或导轨。在这样的情况下，模块包括用 于与一个或多个轨道或导轨配合的一个或多个结构，从而将模块 固定到支撑结构732。可选地，可由导轨提供功率。
可允许模块与支撑结构732配合的结构的示例可以包括一个 或多个销钉。在一些情况下，模块直接从支撑结构732接收功率。 在一些情况下，模块可以是在内部为设备供电的电源，如锂离子 电池或者以燃料电池为动力的电池。在一个示例中，模块配置成 借助于导轨与支撑结构732配合，而模块的功率直接来自于导轨。 在另一示例中，模块借助于附接构件(导轨、销钉、挂钩、紧固 件)与支撑结构732配合，但是无线地——诸如感应地(即，感应耦合)——向模块提供功率。
现参考图7B，图中示出了具有多个模块701至706的系统740 的又一实施方式。图7B示出了提供支撑结构742，其可允许运送 设备744沿着X、Y和/或可选地Z轴移动以在模块内和/或模块之 间运送诸如但不限于样品器皿、尖端、容槽等元件。运送设备744 可被配置用于接近任一列模块。可选地，一些实施方式可具有不 止一个运送设备744来为器皿或模块之间的其他元件提供更高的 运送吞吐量能力。为清楚起见，虚线所示的运送设备744可表示 第二运送设备744。备选地，其还可以用于示出当服务于第二列 模块时运送设备744位于何处。还应当理解，还可以通过使用更 大的支撑结构来容纳这样的配置而创建具有更多个行和/或列的 实施方式。
应当理解，像图7的实施方式一样，模块701-706可以全都 是彼此相同的模块。在另一实施方式中，至少一些模块彼此不同。 在一个示例中，第一、第二、第三和/或第四模块701-706可由一 个或多个其他模块取代，所述其他模块可占用被取代的模块的位 置。所述其他模块可以可选地提供不同功能，诸如但不限于用一 个或多个细胞计数模块707、通信模块、储存模块、样品制备模 块、载玻片制备模块、组织制备模块等取代模块701-706中之一。
应当理解，尽管图7B仅示出了六个模块安装在支撑结构上， 但该水平和垂直安装配置并不排除具有更少或更多模块的其他实 施方式。应当理解，还可以在并非每个台位或槽都由模块所占用 的情况下运行配置，特别是在其中一种或多种类型的模块比其他 模块汲取更多功率的任何场景中。在这样的配置中，原本被引导 至空台位的功率可以由可比其他模块汲取更多功率的模块所使 用。
现参考图7C，图中示出了具有多个模块701、702、703、704、 706和707的系统750的又一实施方式。图7C还示出了系统750 具有附加模块752，该模块752可以由提供不同硬件配置(诸如 但不限于提供热控储存腔室用于温育、在测试之间储存和/或在测 试之后储存)的一个或多个模块所取代。可选地，取代模块701-704 中的一个或多个的模块可以提供非测定相关的功能，诸如但不限 于用于系统730的附加电信设备、附加成像或用户界面设备或者 附加电源，诸如但不限于电池、燃料电池等。可选地，取代模块 701-707中的一个或多个的模块可以提供用于附加一次性用品以 及/或者试剂或流体的储存。
应当理解，尽管图7C示出了七个模块安装在支撑结构上，但 该安装配置并不排除具有更少或更多模块的其他实施方式。应当 理解，还可以在并非每个台位或槽都由模块所占用的情况下运行 配置，特别是在其中一种或多种类型的模块比其他模块汲取更多 功率的任何场景中。在这样的配置中，原本被引导至空台位的功 率可以由可比其他模块汲取更多功率的模块所使用。
在一些实施方式中，模块701-706通过通信总线(“总线”) 而彼此和/或与系统700的控制器通信，该通信总线可以包括用于 促进模块和/或控制器间的通信的电子电路和组件。通信总线包括 在系统700的模块和/或控制器之间传输数据的子系统。总线可以 使系统700的各组件进入与系统700的中央处理器(CPU)、存 储器(例如，内部存储器、系统缓存)和存储位置(例如，硬盘) 的通信。
通信总线可以包括具有多个连接的并行电线，或者提供逻辑 功能作为并行电总线的任何物理布置。通信总线可以包括并行连 接和位串行连接，并且能够以多点(即，电并联)或菊花链拓扑 结构连线，或者通过交换式集线器连接。在一个实施方式中，通 信总线可以是第一代总线、第二代总线或第三代总线。通信总线 允许在每个模块与其他模块和/或控制器之间的通信。在一些情况 下，通信总线支持在多个系统间的通信，诸如，在与系统700相 似或相同的多个系统间的通信。
系统700可包括一个或多个串行总线、平行总线或者自修复 总线。总线可包括主调度器，该主调度器控制数据流量，诸如前 往或来自模块(例如，模块701-706)、控制器和/或其他系统的 流量。总线可包括外部总线，其将外部设备和系统连接至主系统 板(例如，主板)；以及内部总线，其将系统的内部组件连接至 系统板。内部总线将内部组件连接至一个或多个中央处理器 (CPU)和内部存储器。
在一些实施方式中，通信总线可以是无线总线。通信总线可 以是火线(IEEE1394)、USB(1.0、2.0、3.0或其他)或Thunderbolt。
在一些实施方式中，系统700包括选自包含以下各项在内的 组中的一个或多个总线，这些项为：媒体总线、计算机自动测量 与控制(CAMAC)总线、工业标准结构(ISA)总线、USB总线、 火线、Thunderbolt、扩展ISA(EISA)总线、低引脚数总线、MBus、 微通道总线、多总线、NuBus或IEEE 1196、OPTi局部总线、外 围设备互联(PCI)总线、并行先进技术附件(ATA)总线、Q- 总线、S-100总线(或IEEE 696)、SBus(或IEEE 1496)、SS-50 总线、STE总线、STD总线(用于STD-80[8-位]和STD32[16-/32- 位])、单总线、VESA局部总线、VME总线、PC/104总线、PC/104 Plus总线、PC/104Express总线、PCI-104总线、PCIe-104总线、 1-线总线、超传输总线、互集成电路(I2C)总线、PCI Express(或 PCIe)总线、串行ATA(SATA)总线、串行外围接口总线、UNI/O 总线、SMBus、2线或3线接口、自修复弹性接口总线以及其变 体和/或其组合。
在一些情况下，系统700包括串行外围接口(SPI)，其为系 统700的一个或多个微处理器与外围元件或I/O组件(例如，模 块701-706)之间的接口。SPI可用于将2个或更多个、或者3个 或更多个、或者4个或更多个、或者5个或更多个、或者6个或 更多个、或者7个或更多个、或者8个或更多个、或者9个或更 多个、或者10或更多个、或者50个或更多个、或者100个或更 多个SPI兼容性I/O组件附接至一个微处理器或多个微处理器。 在其他情况下，系统700包括RS-485或其他标准。
在一个实施方式中，提供具有SPI桥接的SPI，该SPI桥接具 有并联和/或串联拓扑。这样的桥接允许在不激增芯片选择的情况 下选择SPI I/O总线上的许多SPI组件之一。这是通过应用以下所 述的适当控制信号从而允许在SPI总线上菊花式链接设备或为设 备进行芯片选择而实现的。然而，它不保持并行数据通路，从而 在SPI组件与微处理器之间没有需要传输的菊花链数据。
在一些实施方式中，在微处理器与以并行和/或串行(或串联) 拓扑相连的多个SPI I/O组件之间提供SPI桥接组件。该SPI桥接 组件支持使用MISO和MOSI线的并行SPI，以及通往其他从属设 备的串行(菊花链)局部芯片选择连接(CSL/)。在一个实施方 式中，本文提供的SPI桥接组件解决了与针对多从属设备的多芯 片选择相关联的任何问题。在另一实施方式中，本文提供的SPI 桥接组件支持针对4个SPI使能设备(CS1/-CS4/)的4个、8 个、16个、32个、64个或更多个单个芯片选择。在又一实施方 式中，本文提供的SPI桥接组件支持与外部地址线设置(ADR0- ADR1)的4倍级联。在一些情况下，本文提供的SPI桥接组件提供了对用于控制或数据的多达8个、16个、32个、64个或更多 个一般输出位加以控制的能力。本文提供的SPI桥接组件在一些 情况下支持对用于控制或数据的多达8个、16个、32个、64个 或更多个一般输出位的控制，并可以用于对主站的设备标识和/或 对主站的诊断通信。
图41A示出了根据本发明的一个实施方式，具有主桥接和并 串联SPI从属桥接的SPI桥接方案。SPI总线通过向SPI桥接中添 加局部芯片选择(CSL/)、模块选择(MOD_SEL)和选择数据 输入(DIN_SEL)而得到增强，从而允许添加包括必要系统特征 和非必要系统特征在内的各种系统特征，诸如多个从属设备的级 联、设备芯片选择的虚拟菊花式链接从而将模块至模块的信号计 数保持在可接受水平、对模块标识和诊断的支持、以及在保持与嵌入式SPI兼容从属组件保持兼容性的同时与模块上的非SPI元 件通信。图41B示出了根据本发明的一个实施方式的SPI桥接的 示例。该SPI桥接包括内部SPI控制逻辑、控制寄存器(如图所 示，为8位)和各输入和输出引脚。
在并串联配置中每个从属桥接都连接至主站(本文也称“SPI 主站”或“主桥接”)。每个从属桥接的MOSI引脚连接至主桥 接的MOSI插脚，并且从属桥接的MOSI引脚彼此连接。类似地， 每个从属桥接的MISO引脚连接至主桥接的MISO引脚，并且从 属桥接的MISO引脚彼此连接。
每个从属桥接可以是模块(例如，图7的模块701-706中的 一个)或模块中的组件。在一个示例中，第一从属桥接是第一模 块701，第二从属桥接是第二模块702，并以此类推。在另一示例 中，第一从属桥接是模块的组件(例如，图9的组件910中的一 个)。
图41C示出了根据本发明的一个实施方式，具有相互连接的 模块引脚和主桥接与从属桥接的各个组件的模块组件图。图41D 示出了根据本发明的一个实施方式的，连接到主桥接的从属桥接。 每个从属桥接的MISO引脚与主桥接的MOSI引脚电连通。每个 从属桥接的MOSI引脚与主桥接的MISO引脚电连通。第一从属 桥接(左)的DIN_SEL引脚与第一从属桥接的MOSI引脚电连通。 第一从属桥接的DOUT_SEL引脚与第二从属桥接(右)的 DIN_SEL引脚电连通。通过使每个附加的从属桥接的DIN_SEL 引脚进入与前一从属桥接的DOUT_SEL引脚的电连通，可以连接 附加的从属桥接作为第二从属。在这样的情况下，从属桥接以并串联配置连接。
在一些实施方式中，在断言模块选择线(MOD_SEL)时，被 引向连接的SPI桥接的CLK脉冲捕获移位至桥接中的DIN_SEL 位的状态。DIN_SEL位的数目对应于在并串联SPI链路上连接在 一起的模块的数目。在一个示例中，如果两个模块以并串联配置 (例如，RS486)连接起来，则DIN_SEL的数目等于2。
在一个实施方式中，在模块选择序列期间锁存“1”的SPI桥 接成为“选定模块”，其被设置成在随后的元件选择序列期间接 收8位控制字。每个SPI桥接可以访问多达4个级联的SPI从属 设备。此外，每个SPI桥接可以具有8位GP接收端口和8位GP 传输端口。“元件选择”序列向“选定模块”SPI桥接控制寄存 器中写入8位字，以支持与特定SPI设备的后续事务或者经由SPI 桥接GPIO端口读写数据。
在一个实施方式中，通过断言局部芯片选择线(CSL/)并继 而将MOSI传输的数据字的第一字节时钟输入到控制寄存器中而 进行元件选择。在一些情况下，控制寄存器的格式为CS4 CS3 CS2 CS1 AD1 AD0 R/W N。在另一实施方式中，第二字节是要传输或 接收数据。当CSL/被解除断言时，循环完成。
在SPI事务中，随元件选择序列之后，开始后续的SPI从属 数据事务。SPI CS/(其可称为SS/)按照CS4、CS3、CS2或CS1 的真状态而被路由到4个可能的桥接设备之一。跳线位AD0、AD1 与控制寄存器的AD0、AD1进行比较，允许模块上多达4个SPI 桥接。
图41E示出了根据本发明的一个实施方式的设备，其具有安 装在设备的通信总线的SPI链路上的多个模块。图中示出了3个 模块，即，模块1、模块2和模块3。每个模块包括一个或多个 SPI桥接，该一个或多个SPI桥用于使模块的各组件进入与SPI 链路的电连接，包括与SPI链路电连通的主控制器(包括一个或 多个CPU)。模块1包括与SPI桥接00、SPI桥接01、SPI桥接 10和SPI桥接11中的每一个电连通的多个SPI从属设备。此外， 每个模块包括接收数据控制器、传输数据控制器和模块ID跳线 器。
在其他实施方式中，模块701-706配置成借助于无线通信总 线(或接口)彼此通信和/或与系统700的一个或多个控制器通信。 在一个示例中，模块701-706借助于无线通信接口彼此通信。在 另一示例中，模块701-706中的一个或多个模块借助于无线通信 总线与系统700的控制器通信。在一些情况下，模块701-706和/ 或系统的一个或多个控制器之间仅通过无线通信总线进行通信。 这样可以有利地排除对用于接纳模块701-706的台位中的有线接 口的需求。在其他情况下，系统700包括有线接口，该有线接口 与系统700的无线接口协同工作。
虽然系统700如图所示具有单一机架，但系统(诸如系统700) 可以具有多个机架。在一些实施方式中，系统具有至多1个、或 2个、或3个、或4个、或5个、或6个、或7个、或8个、或9 个、或10个、或20个、或30个、或40个、或50个、或100个、 或1000个、或10,000个机架。在一个实施方式中，系统具有安 设于并排式配置之中的多个机架。
图8示出了多机架系统的示例。例如，第一机架800a可连接 和/或邻接到第二机架800b。每个机架可包括一个或多个模块810。 在另一实施方式中，系统包括多个机架，该多个机架相对于彼此 垂直安设——即，一个机架在另一机架的顶上。在一些实施方式 中，机架可形成垂直阵列(例如，一个或多个机架高和一个或多 个机架宽)、水平阵列(一个或多个机架宽，一个或多个机架长) 或者三维阵列(一个或多个机架高，一个或多个机架宽和一个或 多个机架长)。
在一些实施方式中，模块可根据机架配置而安设在机架上。 例如，如果垂直定向的机架被彼此邻接地放置，则模块可以沿着 机架垂直安设。如果水平定向的机架被放置于彼此的顶上，则模 块可以沿着机架水平安设。机架可经由包括先前针对模块所描述 的那些连接接口在内的任何种类的连接接口而彼此连接。机架可 以彼此连接或者可以不彼此连接。机架可以彼此机械连接和/或电 连接。
在另一实施方式中，系统包括多个机架，并且所述多个机架 之中的每个机架针对诸如样品处理等不同用途而配置。在一个示 例中，第一机架针对样品制备和细胞计数而配置，并且第二机架 针对样品制备和凝集而配置。在另一实施方式中，机架水平地(即， 沿着与力加速度矢量正交的轴)安设。在又一实施方式中，系统 包括多个机架，并且所述多个机架之中的两个或更多个机架针对 诸如样品制备或处理等相同的用途而配置。
在一些情况下，具有多个机架的系统包括单一的控制器，该 控制器配置用于指引(或促进)每个机架中的样品处理。在其他 情况下，多个机架之中的每个单个的机架包括控制器，该控制器 配置用于促进所述单个机架中的样品处理。控制器可以彼此网络 连通或电连通。
具有多个机架的系统可以包括通信总线(或接口)，该通信 总线(或接口)用于使多个机架彼此通信。这允许机架间的并行 处理。例如，对于包括借助于通信总线彼此可交换地耦合的两个 机架的系统而言，系统在两个机架中的第一个中处理第一个样品， 同时系统在两个机架中的第二个中处理第二个样品。
具有多个机架的系统可以包括一个或多个样品处理系统，该 一个或多个样品处理系统用于向和从机架转移样品。在一个示例 中，系统包括三个机架和两个样品处理系统，以便向和从第一、 第二和第三机架中的每个机架转移样品。
在一些实施方式中，样品处理系统为机器人或机械臂，其用 于促进在机架间、在机架中的模块间和/或在模块内的样品转移。 在一些实施方式中，每个模块可以具有一个或多个机器人。所述 机器人对于移动不同模块内或不同模块间的组件或者系统的其他 组件可能是有用的。在其他实施方式中，样品处理系统为促动器 (例如，电动马达、气动促动器、液压促动器、线性促动器、梳 状驱动器、压电促动器和放大压电促动器、热双压电晶片、微镜 器件和电活性聚合物)设备，用于促进机架或机架中的模块间的 样品转移。在其他实施方式中，样品处理系统包括移液管，诸如 容积式、吸取式或排气式移液管，其可以可选地具有机器人能力 或者拥有移液能力的机器人。一个或多个机器人对于将采样系统 从一个位置转移到另一位置可能是有用的。
机械臂(这里也称“臂”)配置用于向和从模块转移样品， 或者在一些情况下在机架间转移样品。在一个示例中，臂在机架 中的多个垂直定向的模块间转移样品。在另一示例中，臂在机架 中的多个水平定向的模块间转移样品。在又一示例中，臂在机架 中的多个水平和垂直定向的模块间转移样品。
每个臂可以包括样品操纵设备(或构件)，用于在向和从模 块和/或一个或多个其他机架转移期间支撑样品。在一个实施方式 中，样品操纵设备配置用于支撑具有样品的尖端或器皿(例如， 容器、小瓶)。样品操纵设备可配置用于支撑样品支座，诸如微 型卡或筒匣。备选地，操纵设备可以具有可允许操纵设备充当样 品支座的一个或多个特征。样品操纵设备可以包括或者可以不包 括平台、夹持器、磁体、紧固件或者对转移可能有用的任何其他 机构。
在一些实施方式中，臂配置用于从一个台位向另一台位转移 模块。在一个示例中，臂将模块从第一机架中的第一台位转移到 第二机架中的第一台位，或者从第一机架中的第一台位转移到第 二机架中的第二台位。
臂可以具有一个或多个促动机构，该促动机构可允许臂转移 样品和/或模块。例如，可以提供一个或多个马达，该马达可以允 许臂的移动。
在一些情况下，臂可以沿着轨道移动。例如，可以提供垂直 的和/或水平的轨道。在一些情况下，机械臂可以是具有运动锁定 安装件的磁性安装件。
在一些实施方式中，机器人——诸如机械臂——可提供在设 备壳体内。机器人可提供在机架内和/或模块内。备选地，它们可 以在机架和/或模块的外部。它们可以允许设备内、轨道间、模块 间或模块内组件的移动。机器人可以移动一个或多个组件，包括 但不限于样品处理系统，诸如移液管、器皿/尖端、筒匣、离心机、 细胞计数器、相机、检测单元、热控制单元、测定站或系统或者 本文其他各处描述的任何其他组件。组件可在模块内、机架内或 设备内移动。即使设备内没有提供机架或模块，组件在设备内可 能仍然是可移动的。机器人可以移动一个或多个模块。模块在设 备内可能是可移动的。机器人可以移动一个或多个机架。机架在 设备内可能是可移动的。
机器人可使用一个或多个不同的促动机构进行移动。此类促 动机构可以使用机械组件、电磁、磁性、热性质、压电性质、光 学器件或任何其他性质或者其组合。例如，促动机构可以使用马 达(例如，线性马达、步进马达)、导螺杆、磁轨或任何其他促 动机构。在一些情况下，机器人可以是电子控制的、磁控的、热 控的或光控的。
图68A提供了控制机器人或其他物件的位置的磁方式的示 例。俯视图示出了磁体6800的阵列。可邻接于磁体提供线圈支撑 结构6810。线圈支撑结构可由导电性弱磁材料制成。
磁体阵列可以包括磁体条带或磁体的m×n阵列，其中m和/ 或n大于或等于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、 14、15、16、17、18、19、20、25、30、40、50或100。
图68B提供了磁性控件的侧视图。线圈支撑结构6810可在其 上具有1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个 导电线圈6820。线圈支撑结构可以邻接磁体6800的阵列。
可以提供被动阻尼以及使用导电磁性材料。
促动机构可能能够以非常高的精度移动。例如，机器人可能 能够以约0.01nm、0.05nm、0.1nm、0.5nm、1nm、5nm、10nm、 30nm、50nm、75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1μm、 1.5μm、2μm、3μm、4μm、5μm、7μm、10μm、15μm、20μm、 25μm、30μm、40μm、50μm、75μm、100μm、150μm、200μm、 250μm、300μm、500μm、750μm、1mm、2mm或3mm内的 精度移动。
机器人可能能够在任何方向上移动。机器人可能能够在横向 方向(例如，水平方向)和/或垂直方向上移动。机器人可能能够 在水平面和/或垂直面内移动。机器人可能能够在x、y和/或z方 向上移动，其中x轴、y轴和z轴彼此正交。一些机器人可以仅 在一个维度、两个维度、和/或三个维度内移动。
在一些情况下，本文所使用的术语“系统”可以指本文所公 开的“设备”或“样品处理设备”，除非上下文另有明确所指。
即插即用
在本发明的一个方面中，描述了即插即用系统。即插即用系 统配置用于测定来自受试者的至少一个样品，诸如组织样品或流 体样品。
在一些实施方式中，即插即用系统包含具有安装台的支撑结 构，该安装台配置用于支撑多个模块中的模块。模块可从安装台 拆卸。在一些情况下，模块可以可移除地拆卸——亦即，模块可 从安装台拆卸并回到其在安装台上的初始位置。备选地，模块可 以用另一模块替换。
在一个实施方式中，模块配置用于在不借助系统中的另一模 块的情况下执行(a)选自包含样品处理、离心、磁分离在内的组 中的至少一种样品制备规程，或(b)选自包含如下各项在内的组 中的至少一种类型的测定，这些项为：免疫测定、核酸测定、基 于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、 电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热 测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝 固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物 测定、渗透压测定以及/或者其他类型的测定或它们的组合。
在一个实施方式中，模块配置成与控制器电通信、电磁通信 或者光电通信。控制器配置用于向模块或多个模块中的单个模块 提供一个或多个指令，以促进至少一种样品制备规程或至少一种 类型的测定的执行。
在一个实施方式中，系统与控制器通信，以便协调或促进样 品的处理。在一个实施方式中，控制器是系统的一部分。在另一 实施方式中，控制器相对于系统位于远程。在一个示例中，控制 器与系统进行网络通信。
在一个实施方式中，模块耦合到支撑结构。该支撑结构可以 是具有多个台位的机架，该多个台位用于接纳多个模块。支撑结 构是配置用于接纳模块的系统的一部分。在一个实施方式中，模 块可热插拔——亦即，模块可在系统正在处理其他样品时与另一 模块互换或从支撑结构移除。
在一些实施方式中，在用户将第一模块热调换为第二模块后， 系统能够检测和识别第二模块并更新可由系统使用的模块列表。 这允许系统确定有哪些资源可由系统使用以处理样品。例如，如 果细胞计数模块调换为凝集模块并且系统没有其他的细胞计数模块，则系统将了解到该系统无法对样品执行细胞计数。
多个模块可以包括相同的模块或不同的模块。在一些情况下， 多个模块是针对各种制备和/或处理功能而配置的多功能(或多用 途)模块。在其他情况下，多个模块可以是针对比多功能模块更 少的功能而配置的特定用途(或特定功能)模块。在一个示例中， 一个或多个模块是针对细胞计数而配置的特定用途模块。
在一些实施方式中，系统配置用于在无需任何用户输入的情 况下检测模块的类型。这样的即插即用功能有利地使得用户能够 将模块插入系统以供使用，而无需输入任何命令或指令。
在一些情况下，控制器配置用于检测模块。在这样的情况下， 当用户将模块插入系统时，系统检测模块并确定模块是多用途模 块还是特定用途模块。在一些情况下，系统能够通过使用电子标 识符来检测模块，该电子标识符可包括唯一标识符。在其他情况 下，系统能够借助于物理标识符检测模块，所述物理标识符诸如 为条形码或配置用于通过系统总线提供诸如RFID号码或唯一ID 之类的唯一无线电射频识别(RFID)码的电子组件。
系统可以自动地或根据来自用户或者与该系统通信的另一系 统或电子组件的请求而检测模块。在一个示例中，当用户将模块 701输入系统700后，系统700检测该模块，这可以允许系统700 确定模块的类型(例如，细胞计数模块)。
在一些情况下，系统还配置用于确定模块的位置，这可以允 许系统构建模块的虚拟地图，举例而言，比如用于促进并行处理 (参见下文)。在一个示例中，系统700配置用于检测模块701-706 中每个模块的物理位置。在这样的情况下，系统700了解到第一 个模块701位于系统700的第一个端口(或台位)之中。
模块可以具有相同的组件或不同的组件。在一个实施方式中， 每个模块具有相同的组件，诸如在以上图7的背景下描述的那些 组件。也就是说，每个模块包括移液管和各种样品处理站。在另 一实施方式中，模块具有不同的组件。在一个示例中，一些模块 配置用于细胞计数测定，而其他模块配置用于凝集测定。
在另一实施方式中，共享模块可以是专用的冷却或加热单元， 该专用冷却或加热单元根据需要为设备或其他模块提供冷却或加 热能力。
在又一实施方式中，共享资源模块可以是可充电电池组。电 池的示例可包括但不限于：锌-碳、锌-氯、碱性、氧-氢氧化镍、 锂、氧化汞、锌-空气、氧化银、NiCd、铅酸、NiMH、NiZn或锂 离子。这些电池可以是或不是可热插拔的。可充电电池可以与外 部电源耦合。可充电电池模块可在设备插入外部电源时进行再充 电，或者可以从设备中取出电池模块并在设备之外的专用再充电 站进行再充电，或者将其直接插入外部电源。该专用再充电站可以是所述设备或者可以操作地连接至所述设备(例如，可以通过 无直接物理接触的感应来进行再充电)。再充电站可以是太阳能 再充电站或者可以由其他清洁电源或常规电源供电。再充电站可 由常规发电机供电。电池模块可以为设备或成组的设备提供不断 电供应系统(UPS)，以防来自外部供应的电力中断。
在另一实施方式中，共享资源模块可以是“计算中心”，或 者是通过适当冷却而装配在一起成为模块的一些高性能通用或专 用处理器，该模块专门用于在设备内的高性能计算或者由一些设 备所共享。
在又一实施方式中，模块可以是高性能和/或高容量存储设备 的组装件，用于在设备上提供大量的存储空间(例如，1TB、2TB、 10TB、100TB、1PB、100PB或更大)，以供所有模块、可能 与所述设备共享资源的其他设备中的模块共享，甚至由外部控制 器共享用于将大量数据本地缓存到设备或者物理地点或一些地点 或者任何其他设备群组。
在另一实施方式中，共享模块可以是卫星通信模块，该卫星 通信模块能够提供从设备或者可能正在共享资源的其他设备与卫 星进行通信的通信能力。
在又一实施方式中，模块可以是因特网路由器和/或无线路由 器，其向设备或者被允许共享该设备资源的成组设备提供完整路 由和/或热点能力。
在一些实施方式中，模块可以单独地或与本文提供的其他模 块(或系统)结合地充当设备或者被允许共享该设备资源的成组 设备的“数据中心”，从而针对给定位置或地点或者多个位置或 地点提供高性能计算、高容量存储、高性能网络、卫星通信能力 或设备中其他形式的专用通信能力。
在一个实施方式中，共享模块可以是与设备协同使用的无线 或有线外设的再充电站。
在一个实施方式中，共享模块可以是小型致冷或温度控制存 储单元，用于为设备储存样品、筒匣或其他供给。
在另一实施方式中，模块可配置用于自动地分发处方或其他 药物。该模块还可以具有其他组件，诸如使得药物的包装和分发 安全而有效的包装封口机和标签打印机。模块可被远程编程或在 设备中编程以自动地分发药物——这基于对生物样品的实时诊断 或者确定此类需求的任何其他算法或方法。系统可以具有药学决 策支持分析，用以围绕治疗决策、剂量和其他药学相关决策支持 而对模块予以支持。
模块可以具有可调换组件。在一个示例中，模块具有容积式 移液管，该移液管可与相同类型的移液管或者诸如吸取式移液管 之类的不同类型的移液管调换。在另一示例中，模块具有测定站， 该测定站可与相同类型的测定站(例如，细胞计数测定站)或不 同类型的测定站(例如，凝集测定站)调换。模块和系统配置用 于识别模块和模块中的组件，以及鉴于耦合至系统的模块和每个 模块中的组件而更新或修改处理例程，诸如并行处理例程。
在一些情况下，模块可以在设备之外并通过设备的总线(例 如，经由USB端口)连接至设备。
图9示出了具有一个或多个组件910的模块900的示例。模 块可具有一个或多个控制器。组件910经由通信总线(“总线”) 彼此电耦合和/或电耦合到控制器，举例而言，所述通信总线例如 是在以上图7的背景下描述的总线。在一个示例中，模块900包 括选自包含以下各项在内的组中的一个或多个总线，这些项为： 媒体总线、计算机自动测量与控制(CAMAC)总线、工业标准结 构(ISA)总线、扩展ISA(EISA)总线、低引脚数总线、MBus、 微通道总线、多总线、NuBus或IEEE1196、OPTi局部总线、外 围设备互联(PCI)总线、并行先进技术附件(ATA)总线、Q- 总线、S-100总线(或IEEE 696)、SBus(或IEEE 1496)、SS-50 总线、STE总线、STD总线(用于STD-80[8-位]和STD32[16-/32- 位])、单总线、VESA局部总线、VME总线、PC/104总线、PC/104 Plus总线、PC/104Express总线、PCI-104总线、PCIe-104总线、1-线总线、超传输总线、互集成电路(I2C)总线、PCI Express(或 PCIe)总线、串行ATA(SATA)总线、串行外围接口总线、UNI/O 总线、SMBus、自修复弹性接口总线以及其变体和/或其组合。在 一个实施方式中，通信总线配置用于将组件910彼此通信耦合并 通信耦合至控制器。在另一实施方式中，通信总线配置用于将组 件910通信耦合至控制器。在一个实施方式中，通信总线配置用 于将组件910彼此通信耦合。在一些实施方式中，模块900包括 电力总线，该电力总线为组件910中的一个或多个组件提供电力。 电力总线可以与通信总线相分离。在另一实施方式中，借助于通 信总线为一个或多个组件提供电力。
在一个实施方式中，组件910可以是可调换的，诸如可热插 拔的。在另一实施方式中，组件910可从模块900移除。组件910 针对样品制备、处理和测试而配置。组件910中的每个组件可配 置用于借助一个或多个样品处理、制备和/或测试例程来处理样 品。
在图示的示例中，模块900包括6个组件910：第一组件(组 件1)、第二组件(组件2)、第三组件(组件3)、第四组件(组 件4)、第五组件(组件5)和第六组件(组件6)。模块900通 常包括1个或多个、或者2个或更多个、或者3个或更多个、或 者4个或更多个、或者5个或更多个、或者6个或更多个、或者 7个或更多个、或者8个或更多个、或者9个或更多个、或者10 个或更多个、或者20个或更多个、或者30个或更多个、或者40 个或更多个、或者50个或更多个、或者100个或更多个组件910。 借助于通信地(和电气地)耦合至组件910的控制器，组件910 被配置用于样品的串行和/或并行处理。
在一个示例中，组件1是离心机，组件2是分光光度计，组 件3是核酸测定站，并且组件4是PMT站，组件5是尖端固定器， 并且组件6是样品洗涤站。
在一个实施方式中，组件配置用于按顺序处理样品。在这样 的情况下，样品依次在组件(即，组件1、组件2等)中得到处 理。在另一实施方式中，样品处理不一定是按次序的。在一个示 例中，样品首先在组件4中处理，继而在组件1中处理。
在一个实施方式中，组件910并行地处理样品。亦即，组件 可以在一个或多个其他组件处理某一样品或不同样品时处理该样 品。在一个示例中，组件1处理样品，同时组件2处理样品。在 另一实施方式中，组件910依次地处理样品。亦即，当一个组件 处理样品时，另一组件不处理样品。
在一些实施方式中，模块900包括样品处理系统，该样品处 理系统配置用于向和从组件910转移样品。在一个实施方式中， 样品处理系统是容积式移液管。在另一实施方式中，样品处理系 统是吸取式移液管。在又一实施方式中，样品处理系统是排气式 移液管。在另一实施方式中，样品处理系统包括一个或多个吸取 式移液管、容积式移液管和排气式移液管。在又一实施方式中， 样品处理系统包括吸取式移液管、容积式移液管和排气式移液管 中的任何两个。在另一实施方式中，样品处理系统包括吸取式移 液管、容积式移液管和排气式移液管。
组件910可以经由本文提供的总线架构而连接。在一个示例 中，组件910经由在图41A-图41E的背景下描述的并-串联配置 而连接。亦即，每个组件910可以连接到SPI从属桥接，而该SPI 从属桥接转而连接到主桥接。在其他实施方式中，组件910以串 联(或菊花链)配置连接。在其他实施方式中，组件910以并联 配置连接。
在一些实施方式中，组件910可与其他组件调换。在一个实 施方式中，每个组件可与相同的组件(即，具有相同功能的另一 组件)调换。在另一实施方式中，每个组件可与不同的组件(即， 具有不同功能的组件)调换。当模块900关闭后，组件910可热 插拔或者可移除。
图10示出了根据本发明的一个实施方式，具有多个模块的系 统1000，所述多个模块安装到系统1000的台位。该系统包括第 一模块(模块1)、第二模块(模块2)和第三模块(模块3)。 系统1000包括通信总线(“总线”)，用于使系统1000的控制 器与每个模块通信。系统1000的通信总线(本文也称“系统总线”) 还配置用于使模块彼此通信。在一些情况下，系统1000的控制器 是可选的。
继续参照图10，每个模块包括由Mxy标示的多个站(或子模 块)，其中“x”标示模块而“y”标示站。每个模块可选地包括 控制器，该控制器经由通信总线(本文也称“模块总线”)通信 地耦合至每个站。在一些情况下，控制器通过模块总线通信地耦 合到系统总线。
模块1包括第一站(M11)、第二站(M12)、第三站(M13) 和控制器(C1)。模块2包括第一站(M21)、第二站(M22)、 第三站(M23)和控制器(C2)。模块3包括第一站(M31)和 控制器(C3)。模块的控制器经由通信总线通信地耦合到每个站。 所述站选自包含制备站、测定站和检测站在内的组。制备站配置 用于样品制备；测定站配置用于样品测定；并且检测站配置用于 分析检测。
在一个实施方式中，每个模块总线配置用于允许如此地将站 移除——使得模块在没有被移除的站的情况下仍可以发挥功能。 在一个示例中，可从模块1移除M11，同时允许M12和M13发 挥功能。在另一实施方式中，每个站可与另一站热调换——亦即， 可以在不移除模块或关闭系统1000的情况下将一个站用另一站 替换。
在一些实施方式中，站可从模块移除。在其他实施方式中， 站可由其他站替换。在一个示例中，M11由M22替换。
就特定模块而言，每个站可以是不同的，或者两个或更多个 站可以是相同的。在一个示例中，M11是离心机而M12是凝集站。 作为另一示例，M22是核酸测定站而M23是x射线光电子能谱站。
两个或更多个模块可具有相同的站配置或不同的配置。在一 些情况下，模块可以是专用模块。在图10图示的实施方式中，模 块3具有单一站M31，该单一站M31通信地耦合至C3。
系统1000包括样品处理系统，用于向和从模块转移样品。该 样品处理系统包括容积式移液管、吸取式移液管和/或排气式移液 管。该样品处理系统由系统1000的控制器来控制。在一些情况下， 样品处理系统可由另一样品处理系统调换，诸如由专门用于某些 用途的样品处理系统调换。
继续参照图10，每个模块包括样品处理系统，用于向和从站 转移样品。该样品处理系统包括容积式移液管、吸取式移液管和/ 或排气式移液管。该样品处理系统由模块中的控制器来控制。备 选地，样品处理系统由系统1000的控制器来控制。
并行处理和动态资源共享
在本发明的另一方面中，提供了用于处理样品的方法。该方 法用于制备样品和/或执行一个或多个样品测定。
在一些实施方式中，一种用于处理样品的方法包括提供具有 如本文所述的多个模块的系统。所述系统的模块配置用于同时执 行(a)选自包含样品处理、离心、磁分离和化学处理在内的组中 的至少一种样品制备规程，和/或(b)选自包含以下各项在内的 组中的至少一种类型的测定，这些项为：免疫测定、核酸测定、 基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测 定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、 量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、 凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养 物测定、渗透压测定以及/或者其他类型的测定或它们的组合。接 下来，系统针对(a)所述至少一种样品制备规程或(b)所述至 少一种类型的测定的资源不可用性或故障的存在进行测试。在检 测到至少一个模块内的故障之后，系统使用该系统的或者与该系 统通信的另一系统的另一模块来执行所述至少一种样品制备规程或所述至少一种类型的测定。
在一些实施方式中，图7的系统700配置用于分配资源共享 以促进样品制备、处理和测试。在一个示例中，模块701-706中 的一个模块配置用于执行第一样品制备规程，而模块701-706中 的另一模块配置用于执行不同于第一样品制备规程的第二样品制 备规程。这使得系统700能够在系统700对第二样品或第一样品 的一部分进行处理的同时在第一模块701中处理第一样品。在模 块(或模块内的组件)中的处理例程需要不同的时间段来完成的 情况下，这有利地减少或消除模块之间的停工期(或停滞期)。 即使处理例程在相同的时间段内完成，但在所述时段不重迭的情 况下，并行处理使系统能够在多种情况下优化系统资源。这可能 适用于其中一个模块在另一模块之后投入使用或者如果一个模块 具有不同于另一模块的起始时间的情况。
系统700包括用于促进样品转移、制备和测试的各种设备和 装置。样品处理系统708使得样品能够向和从模块701-706中的 每个模块转移。样品处理系统708使得样品能够在该样品的一部 分或不同的样品被转移到另一模块或从另一模块转移的同时在一 个模块中得到处理。
在一些情况下，系统700配置用于检测模块701-706中的每 个模块以及确定配置用于接纳模块的台位是空的还是已被模块占 用。在一个实施方式中，系统700能够确定系统700的台位是被 诸如配置用于执行多种测试的模块之类的通用或多功能模块所占 用，还是被诸如配置用于执行选择测试的模块之类的专用模块所 占用。在另一实施方式中，系统700能够确定台位或台位中的模 块是否有缺陷或出故障。该系统继而可以使用其他模块来执行样 品处理或测试。
“多功能模块”配置用于诸如样品制备和处理等一系列广泛 用途。多功能模块可配置用于至少2种、或3种、或4种、或5 种、或6种、或7种、或8种、或9种、或10种、或20种、或30种、或40种、或50种用途。“特殊用途模块”是配置用于一 种或多种选择用途或用途的子集的模块，比如用于至多1种、或 2种、或3种、或4种、或5种、或6种、或7种、或8种、或9 种、或10种、或20种、或30种、或50种用途。此类用途可包 括样品制备、处理和/或测试(例如，测定)。模块可以是多功能 模块或特殊用途模块。
在一些情况下，特殊用途模块可包括其他模块中所不包括的 样品制备规程和/或测试。备选地，特殊用途模块包括其他模块中 所包括的样品制备规程和/或测试的子集。
在图7所图示的示例中，模块706可以是特殊用途模块。特 殊用途例如可以包括选自细胞计数测定、凝集测定、微观测定和/ 或本文其他各处描述的任何其他测定之中的一种或多种测定。
在一个示例中，模块配置用于仅执行细胞计数。该模块配置 成供系统700用以执行细胞计数。该细胞计数模块可配置成在对 样品执行细胞计数之前制备和/或处理样品。
在一些实施方式中，提供了配置用于并行处理多个样品的系 统。所述样品可以是不同的样品或同一样品的部分(例如，血液 样品的部分)。并行处理使该系统能够在当系统资源本会无法使 用时的情况下对此类资源加以使用。通过这种方式，该系统配置 用于最小化或消除诸如制备和/或测定例程等处理例程之间的停 滞期。在一个示例中，在该系统对不同模块中的相同或不同样品 进行离心的同时，该系统测定(例如，通过细胞计数的方式)第 一模块中的第一样品。
在一些情况下，该系统配置成在系统处理第一模块的第二组 件中的第二样品的同时处理第一模块的第一组件中的第一样品。 第一样品和第二样品可以是大量样品的部分，比如血液样品的部 分，或者是不同样品，比如来自第一受试者的血液样品和来自第 二受试者的血液样品，或者来自第一受试者的尿样和来自第一受 试者的血样。在一个示例中，在系统对第一模块中的第二样品进 行离心的同时，系统测定第一模块中的第一样品。
图11示出了图示根据本发明的实施方式的并行处理例程的 多个标绘图。每个标绘图图示了作为时间(横坐标，或“x轴”) 的函数的、单个模块中的处理。在每个模块中，随时间推移的阶 跃升高对应于处理的起始，而随时间推移的阶跃降低则对应于处 理的终止(或完成)。顶部的标绘图示出了第一模块中的处理， 中间的标绘图示出了第二模块中的处理，而底部的标绘图示出了 第三模块中的处理。第一、第二和第三模块为同一系统(例如，图7的系统700)的部分。备选地，第一、第二和/或第三模块可 以是独立系统的部分。
在图示的示例中，当第一模块处理第一样品时，第二模块处 理第二样品并且第三模块处理第三样品。第一模块和第三模块同 时开始处理，但处理时间不同。举例而言，如果第一模块借助不 同于第三模块的测定或制备例程(例如，在第一模块中为离心， 而在第三模块中为细胞计数)来处理样品，则可能是这种情况。 此外，第一模块花费两倍长的时间来完成。在这段时间内，第三 模块处理第二样品。
第二模块在比第一模块和第三模块的起始时间更晚的时刻开 始处理样品。举例而言，如果第二模块需要不同于第一模块和第 三模块的时段来完成样品处理，或者如果第二模块遭遇故障，则 可能是这种情况。
所述模块可具有相同的尺寸(例如，长度、宽度、高度)或 不同的尺寸。在一个示例中，一个通用或特殊用途模块具有不同 于另一通用或特殊用途模块的长度、宽度和/或高度。
在一些情况下，用于处理生物样品的系统和模块配置成与其 他系统通信以促进样品处理(例如，制备、测定)。在一个实施 方式中，系统例如通过诸如无线网络路由器、蓝牙、射频(RF)、 光电或其他无线通信模式之类的无线通信接口的方式与另一系统 通信。在另一实施方式中，系统通过诸如有线网络(例如，因特 网或内联网)之类的有线通信方式与另一系统通信。
在一些实施方式中，处于预定区域中的服务点设备彼此通信 以促进网络连通性，比如通往因特网或内联网的连通性。在一些 情况下，多个服务点设备借助于内联网，比如由所述多个服务点 设备中的一个所建立的内联网，而彼此进行通信。这可以允许多 个服务点设备的子集无需直接(例如，有线的、无线的)网络连 接而连接到网络——所述多个服务点设备的所述子集借助于连接 到网络的服务点设备的网络连通性而连接到网络。借助于此类共 享的连通性，服务点设备无需连接到网络即可检索数据(例如， 软件、数据文件)。例如，未连接到广域网的第一服务点设备可 通过与第二服务点设备形成局域连接或点对点连接来检索软件更 新。第一服务点设备继而可以借助于第二服务点设备的网络连通 性来连接到广域网(或云)。备选地，第一服务点设备可直接从 第二服务点设备检索软件更新的副本。
在共享连通性的一个示例中，第一服务点设备连接(例如， 无线连接)到第二服务点设备。第二服务点设备借助于第二服务 点设备的网络接口而连接到网络。第一服务点设备可通过第二服 务点设备的网络连接而连接到网络。
基于记录的日志和故障恢复
本发明的另一方面提供了用于使诸如服务点设备等设备和系 统能够保持事务记录和/或操作记录日志的方法。此类方法例如使 本文所提供的系统和设备能够从故障状况中恢复。
在一些情况下，服务点设备和模块具有对此类设备的操作的 状态加以表征的操作状态，举例而言，所述操作诸如为样品离心、 从第一组件到第二组件的样品转移或者核酸扩增。在一个实施方 式中，操作状态是服务点设备的操作的状态的单独(或离散)状 况。
操作状态可以捕获诸如设备层次或系统层次等各层次上的操 作。在一个示例中，操作状态包括使用设备(例如，移液管)。 在另一个示例中，操作状态包括移动设备的组件(例如，将移液 管向左移动两英寸)。
在一些实施方式中，服务点设备具有处理目录(或操作目录)， 该目录具有一个或多个操作矩阵。所述一个或多个矩阵中的每个 矩阵具有服务点系统(或设备)或者系统的一个或多个模块的离 散操作状态。处理目录可由服务点系统或设备生成，或者由位于 该服务点系统或设备上或与其相关联的另一系统生成。在一个示 例中，处理目录在初始系统启动或设置之后生成。在另一示例中， 处理目录根据用户或诸如维护系统等其他系统的请求而生成。
在一个实施方式中，服务点系统生成处理目录，该处理目录 配置用于记录与服务点系统的一个或多个离散操作状态相对应的 操作数据。所述一个或多个离散操作状态可选自包含样品制备、 样品测定和样品检测在内的组。接下来，服务点系统的操作数据 被循序地记录在处理目录中。
在一些情况下，操作数据是实时记录的。亦即，当检测到或 获知服务点系统的操作状态中的改变或更新时，可以记录操作数 据。
在一些情况下，操作数据在服务点系统执行与该服务点系统 的操作状态相对应的处理例程之前记录在样品处理目录中。在其 他情况下，操作数据在服务点系统执行处理例程之后记录在样品 处理目录中。作为一个备选方案，操作数据在服务点系统正在执 行处理例程的同时记录在样品处理目录中。在一些情况下，记录 数据在事务之前、事务进行期间或其完成之后得到记录，以便为 了整体系统层次记录或者为了系统完整性和系统恢复的目的而提 供对跨时间和空间的每个动作的最细粒度层次的记录。
服务点系统配置用于记录服务点系统和/或服务点系统的模 块的各组件的各处理例程的进展。在一些情况下，当处理例程已 由服务点系统完成时，服务点系统在处理目录中作出记录。
处理目录可通过储存于服务点系统或与该服务点系统相关联 的另一系统上的一个或多个矩阵的方式来提供。在一些情况下， 服务点设备(例如，图7中的系统700)或模块(例如，图7中 的第一模块701)可包括具有该服务点设备或模块的离散操作状 态的操作矩阵。该操作矩阵包括服务点系统的单个模块或模块的 组件的离散状态，即，状态1、状态2、状态3，等等。操作矩阵 的行(如果是行矩阵的话)或列(如果是列矩阵的化)为每个模 块或组件而保留。此外，每个状态可包括一个或多个子状态，并 且每个子状态可包括一个或多个子状态。例如，具有第一状态(状 态1)的模块可具有执行各种功能的组件。各组件的状态具有由 状态mn标示的状态，其中‘m’标示模块而‘n’标示该模块的 组件。在一个示例中，对于服务点设备的第一模块而言，第一组 件可具有第一状态——状态11，而第二组件可具有第二状态—— 状态12；并且对于服务点设备的第二模块而言，第一组件可具有 第一状态——状态21，而第二组件可具有第二状态——状态22。 每个模块可具有任何数目的组件(或子模块)，比如至少1个组 件(例如，单一离心机)、至少10个组件或者至少100个组件。
图42示出了根据本发明的一个实施方式的服务点系统的操 作矩阵的示例。该操作矩阵可用于服务点系统，或者系统的模块， 或者系统或任何模块的任何组件。该操作矩阵包括第一列和第二 列，第一列具有对应于序列号(“Sequence No.”)的数字，而第 二列具有对应于系统的操作状态(例如，“状态1”)的字符串。 每个操作状态包括一个或多个例程——例程n，其中‘n’是大于 或等于1的整数。在图示的示例中，第一状态(“状态1”)包 括至少3个例程——“例程1”、“例程2”和“例程3”。在一 个实施方式中，例程包括一个或多个指令，所述指令单独地或与 其他例程关联地使系统或系统中的模块符合系统的特定状态。
矩阵可位于(或储存在)服务点设备的控制器的物理存储介 质或与该控制器相关联的物理存储介质上。该物理存储介质可以 是服务点设备的数据库的一部分。所述数据库可包括选自包含中 央处理器(CPU)、硬盘和存储器(例如，闪存)在内的组中的 一个或多个组件。所述数据库可以随载于设备上和/或包含在设备 内。备选地，数据可从设备传输到外部设备和/或云计算基础结构。 矩阵可通过具有一个和多个行和列的一个或多个电子表格、数据 文件的方式来提供。备选地，矩阵可由存在于服务点设备上或与 其相关联的控制器或其他系统的存储器或其他存储位置之中的一 个或多个行和一个或多个列来定义。
图43是服务点系统和/或服务点系统的一个或多个模块的操 作矩阵的示例。该操作矩阵包括模块的3个处理状态，即，“离 心样品”、“对样品执行细胞计数”和“对样品进行凝集测定”。 每个处理状态包括一个或多个例程。例如，第一处理状态(“离 心样品”)具有如图所示的六个例程，即，“从样品处理系统移 除样品”、“在离心尖端中提供样品”，等等。例程以时间增加 的顺序列出。即，“从样品处理系统移除样品”例程在“在离心 尖端中提供样品”例程之前执行。
在一些情况下，以一维矩阵(即，列矩阵或行矩阵)提供操 作数据。在其他情况下，以二维矩阵提供操作数据，其中行对应 于例程而列对应于单个系统或系统模块。
操作矩阵允许服务点系统以系统中最细粒度层次的细节来确 定系统已进行了什么处理例程。在系统记录故障状况(例如，断 电、系统崩溃、模块崩溃)之前的特定状态中完成了哪些处理例 程的情况下，这有利地使系统能够从故障状况恢复。
在一些实施方式中，一种用于更新服务点系统的操作记录日 志的方法包括访问该服务点系统的操作记录日志，该操作记录日 志配置用于记录与服务点系统的一个或多个离散操作状态相对应 的操作数据。该操作记录日志可由服务点系统、服务点系统的控制器、或者服务点系统的或与服务点系统(统称为“所述系统”) 相关联的另一系统所访问。所述一个或多个离散操作状态包括一 个或多个预定的处理例程(例如，离心、PCR、一种或多种测定)。 接下来，所述系统生成要由服务点系统来执行的一个或多个处理 例程。所述处理例程对应于服务点系统的一个或多个操作状态。 所述系统继而在操作日志中记录对应于所述一个或多个处理例程 的数据。
在一些情况下，操作记录日志可以是所述系统的操作系统的 一部分。备选地，操作记录日志是驻留在系统或云上的软件或其 他计算机实现应用。
在一些情况下，日志实现(或驻留)于硬盘上或不属硬盘的 一部分的闪存盘上。除了外部电源之外，日志系统可单独地由电 池供电，从而在发生系统崩溃或来自外部源或其他来源的供电中 断的情况下向日志系统提供不断电供应系统。在其他情况下，操 作日志驻留于诸如远程系统之类的另一系统的存储介质(硬盘、 闪存盘)上。
在另一实施方式中，当系统启动时查阅记录日志并重置该系 统。如果系统先前崩溃或异常停止，则该系统将会使用记录日志 从容地带来所有模块、组件和系统，使得系统是可依赖的。在一 些情况下，系统可周期性查阅记录日志以监测每一模块、组件、 子组件等的状态并且对任何错误提供实时恢复。
在另一实施方式中，系统可使用记录日志和机载相机来提供 对整个系统或给定模块的监督。在此情况下，系统可实时或接近 实时地注意到异常和失误并且采取纠正行动。在另一实施方式中， 系统可向诸如云等外部设备发送这些观察，并且从外部设备接收对如何补救该系统中的任何错误或失误的指令。
在另一实施方式中，一种用于借助服务点系统来处理样品的 方法包括访问该服务点系统的操作日志。所述操作日志具有与所 述服务点系统的一个或多个离散操作状态相对应的操作数据。所 述一个或多个离散操作状态包括一个或多个预定处理例程。所述系统循序地执行来自所述一个或多个预定处理例程的处理例程， 并且从所述操作日志移除与所述服务点系统的操作状态的已完成 处理例程相对应的数据。
在一个实施方式中，对应于已完成处理例程的数据在循序执 行处理例程之前、之后或在此期间从操作日志被移除。
在一些实施方式中，一种用于还原服务点系统的操作状态的 计算机辅助方法包括在该服务点系统的故障状况之后访问样品处 理目录；从该样品处理目录识别出服务点系统的最后时刻的操作 状态；从所述一个或多个预定样品处理例程识别出最后时刻的样品处理例程，所述最后时刻的样品处理例程对应于服务点系统的 最后时刻操作状态；以及执行选自所述一个或多个预定样品处理 例程的下一时刻处理例程，所述下一时刻处理例程紧随所述最后 时刻样品处理例程。所述样品处理目录配置用于记录与所述服务 点系统的一个或多个离散操作状态相对应的操作数据。在一些情 况下，在循序选自一个或多个预定样品处理例程的样品处理例程 完成之后，将所述操作数据记录在样品处理目录中。服务点系统 的所述一个或多个操作状态选自包含样品制备、样品测定和样品 检测在内的组。在一些情况下，故障状况选自包含系统崩溃、断 电、硬件故障、软件故障以及操作系统故障在内的组。
在其他实施方式中，一种用于还原服务点系统的操作状态的 计算机辅助方法包括在该服务点系统的故障状况之后访问该服务 点系统的操作日志。接下来，从所述操作日志循序地回放与操作 数据相对应的一个或多个处理例程。所述一个或多个处理例程在 无需服务点系统执行所述一个或多个处理例程的情况下得到回 放。当来自所述一个或多个处理例程的某一处理例程与所述服务 点系统在故障状况之前的操作状态相对应时，系统停止回放所述 一个或多个处理例程。系统继而将所述服务点系统还原至故障状 况之前的操作状态。在一些情况下，操作日志具有与所述服务点 系统的一个或多个离散操作状态相对应的操作数据。所述一个或 多个离散操作状态包括一个或多个预定处理例程。
图44示出了计划矩阵和例程矩阵。计划矩阵和例程矩阵可以 是服务点系统的一个或多个操作矩阵的部分。计划矩阵包括要由 服务点系统或服务点系统的模块(“所述系统”)来执行的预定 例程。在一些实施方式中，例程可以是动态的，并且可将例如样 品类型、定时或与系统崩溃有关的信息考虑在内。计划的例程(“计 划”)按照这样的计划要由所述系统执行的顺序从上到下循序列 出。例程矩阵包括已由所述系统执行的例程(或计划)。当系统 执行特定例程时，系统将该例程记录在例程矩阵中。例程按照它 们的执行顺序被记录在例程矩阵中。列表底部的例程是最后时刻 执行的例程。在一些情况下，一旦完成历程所必需的步骤中的一 个或多个步骤已由所述系统完成，就将该例程标记为已完成。
在一个示例中，所述系统在故障状况之后访问例程矩阵，以 确定最后时刻执行的例程。所述系统继而开始处理在最后时刻执 行的例程之后选择的计划(来自计划矩阵)。在图示的示例中， 所述系统通过在离心机中提供离心尖端而开始处理。在一些实施 方式中，可以用来自外部设备(例如，云)的信息来进行故障恢 复。
在一个实施方式中，系统提供了用于指示在故障状况之前所 要完成的最后时刻处理例程的指针。图45A示出了具有处理状态 的操作矩阵。每个处理状态具有例程矩阵中的一个或多个例程。 在图示的示例中，以黑色文本示出已完成的例程，并以灰色文本 示出尚未完成的例程。如上文所述，待完成的例程可通过参考计 划矩阵来填入。水平箭头是标记紧随最后时刻例程的例程矩阵中 的位置的指针。在故障状况之后，系统在水平箭头所指示的位置 开始处理。在此，系统在离心机中提供离心尖端。在其他情况下， 系统包括标记当前的和待完成的处理例程的位置的指针。在图 45B中，水平箭头是标记尚未完成的处理例程(“在离心尖端中 提供样品”)的位置的指针。系统可能正在0％至小于100％的完 成度之间执行这样的处理例程。一旦完成，水平箭头就递增至下 一例程(箭头沿例程矩阵递增)。在故障状况之后，系统在水平 箭头所指示的位置开始处理。作为另一备选方案，系统包括标记 紧随当前处理例程的待完成处理例程的位置的指针。在图45C中， 水平箭头是标记接下来所要处理的处理例程(“在离心机中提供 离心尖端”)的位置的指针。在图示的示例中，系统仍在执行前 一处理例程(如以灰色示出的“在离心机中提供离心尖端”)。 如上文所述，待完成例程可通过参考计划矩阵来填入。
在一些实施方式中，追踪处理例程还可包括追踪一个或多个 组件的精确位置。追踪处理例程可包括追踪与追踪该处理例程有 关的每个步骤或位置。例如，追踪组件的位置可保持对组件已经 移动的精确距离的追踪(例如，追踪每mm、μm、nm、或更小)。 即使组件尚未到达它的目的地，但它已在其行程上移动的距离仍 可得到追踪。因此，即使出现错误，组件的精确位置仍可以是已 知的，并且对于确定接下来的步骤可能是有用的。在另一示例中， 可以追踪某物件已被离心的时间量——即使离心处理尚未完成。
组件
设备可包括一个或多个组件。这些组件中的一个或多个可能 是模块组件，其可提供给模块。这些组件中的一个或多个不是模 块组件，并且可以提供给该设备，但却是在模块之外。
设备组件的示例可包括流体处理系统、尖端、器皿、微型卡、 测定单元(其可以是尖端或器皿的形式)、试剂单元(其可以是 尖端或器皿的形式)、稀释单元(其可以是尖端或器皿的形式)、 洗涤单元(其可以是尖端或器皿的形式)、降污特征、裂解特征、 过滤器、离心机、温度控件、检测器、壳体/支座、控制器、显示 器/用户界面、电源、通信单元、设备工具和/或设备标识符。
设备组件中的一个、两个或更多个也可以是模块组件。在一 些实施方式中，一些组件可同时提供于设备层次和模块层次上， 并且/或者设备和模块可能是相同的。例如，设备可具有其自己的 电源，而模块亦可具有其自己的电源。
图2提供了设备200的高层次图示。该设备可具有壳体240。 在一些实施方式中，该设备的一个或多个组件可包含在设备壳体 内。例如，该设备可包括一个或多个支撑结构220，该支撑结构 220可具有一个或多个模块230a、230b。该设备还可具有样品采 集单元210。设备可具有能够允许该设备与一个或多个外部设备 290通信的通信单元280。该设备还可包括电力单元270。设备可 具有显示器/用户界面260，该显示器/用户界面260对设备的操作 者或用户可以是可见的。在一些情况下，用户界面260向受试者 显示诸如图形用户界面(GUI)之类的用户界面。该设备还可具 有可向该设备的一个或多个组件提供指令的控制器250。
在一些实施方式中，设备上的显示单元可以是可拆卸的。在 一些实施方式中，显示单元还可具有CPU、存储器、图形处理器、 通信单元、可充电电池和其他外设，从而使得能够像“平板计算 机”或“板型计算机”那样对其进行操作，以使其能够与设备无 线通信。在一些实施方式中，分离的显示器/平板可以是在处于一 个位置或一个组中的所有设备之间共享的资源，因此一个“平板” 可以控制、输入1个、2个、5个、10个、100个、1000个或更 多个设备以及与其交互。
在一些实施方式中，分离的显示器可充当医疗保健专业人员 的配套设备，不仅用于控制所述设备，而且还充当触控输入设备， 用来采集患者签名、弃权和其他授权，以及与其他患者和医疗保 健专业人员合作。
壳体可包围(或封闭)该设备的一个或多个组件。
样品采集单元可与一个或多个模块流体连通。在一些实施方 式中，样品采集单元可以选择性地与所述一个或多个模块流体连 通。例如，样品采集单元可以选择性地进入与模块的流体连通和/ 或脱离与该模块的流体连通。在一些实施方式中，样品采集单元 可以与模块流体隔离。流体处理系统可以协助将样品从样品采集 单元运送到模块。流体处理系统可在样品采集单元与模块保持流 体隔离或液压隔离的同时运送流体。备选地，流体处理系统可允 许样品采集单元流体连接到模块。
通信单元可能能够与外部设备通信。在通信单元与外部设备 之间可提供双向通信。
电力单元可以是内部电源，或者可以连接到外部电源。
对诊断设备和一个或多个设备组件的进一步描述可在本文其 他各处更详细地讨论。
流体处理系统
设备可具有流体处理系统。如先前所述，本文对流体处理系 统的任何讨论可适用于任何样品处理系统或反之亦然。在一些实 施方式中，流体处理系统可包含在设备壳体内。流体处理系统或 流体处理系统的多个部分可包含在模块壳体内。流体处理系统可 允许流体的采集、递送、处理和/或运送，干试剂的溶解，液体和 /或干试剂与液体的混合，以及非流体组分、样品或材料的采集、 递送、处理和/或运送。流体可以是样品、试剂、稀释剂、洗涤剂、 染料或任何其他可由设备使用的流体。由流体处理系统处理的流 体可包括均质流体，或者在其中含有颗粒或固体组分的流体。由 流体处理系统处理的流体可在其中具有至少一部分流体。流体处 理系统可能能够处理干试剂的溶解、液体和/或液体中的干试剂的 混合。“流体”可以包括但不限于不同的液体、乳液、悬浊液等 等。不同的流体可使用不同的流体转移设备(尖端、毛细管，等 等)来处理。流体处理系统，包括但不限于移液管，也可用于在 设备周围运送器皿。流体处理系统可能能够处理流动材料，包括 但不限于液体或气态流体，或者它们的任何组合。流体处理系统 可分发和/或吸取流体。流体处理系统可分发和/或吸取样品或其他 流体，所述样品或其他流体可能是体液或任何其他类型的流体。 样品可包括漂浮在液体内的一种或多种微粒或固体物质。
在一个示例中，流体处理系统可使用移液管或类似的设备。 流体处理设备可以是流体处理系统的一部分，并且可以是移液管、 注射器或任何其他设备。流体处理设备可具有含内表面和外表面 以及开口端的部分。流体处理系统也可包含一个或多个移液管， 其中每个移液管具有多个孔口，通过该孔口可同时发生通气和/或 流体流动。在一些情况下，含内表面和外表面以及开口端的部分 可以是尖端。尖端可能是或者可能不是可从移液管嘴移除的。开 口端可采集流体。流体可通过同一开口端分发。备选地，流体可 通过另一端分发。
所采集的流体可以选择性地包含在流体处理设备内。当需要 时，可从流体处理设备分发流体。例如，移液管可以选择性地吸 取流体。移液管可吸取选定量的流体。移液管可能能够促动搅拌 机构以在尖端内或器皿内混合流体。移液管可合并有尖端或器皿， 从而创造出连续流动回路用于进行混合，包括对非液体形式的材 料或试剂的混合。移液管尖端也可通过对多种流体的同时或依次 (诸如在2-部分底物反应中)计量递送来促进混合。流体可包含 在移液管尖端内，直至期望从移液管尖端分发流体。在一些实施 方式中，可以分发流体处理设备内的全部流体。备选地，可以分 发流体处理设备内流体的一部分。可以分发流体处理设备内选定 量的流体，或将其保留在尖端中。
流体处理设备可包括一个或多个流体处理孔口和一个或多个 尖端。例如，流体处理设备可以是带有移液管嘴和可移除/可分离 的移液管尖端的移液管。尖端可连接到流体处理孔口。尖端可能 可从流体处理孔口移除。备选地，尖端可以一体地形成于流体处 理孔口上或者可以永久地固定到流体处理孔口。当与流体处理孔 口相连接时，尖端可形成不漏流体的密封。在一些实施方式中， 流体处理孔口能够接纳单一尖端。备选地，流体处理孔口可配置 用于同时接纳多个尖端。
流体处理设备可包括一个或多个流体隔离或液压独立的单 元。例如，流体处理设备可包括一个、两个或更多个移液管尖端。 移液管尖端可配置用于接纳和约束流体。尖端可以彼此流体隔离 或液压独立。包含在尖端内的流体可以彼此或者与设备内的其他 流体流体隔离或液压独立。流体隔离或液压独立的单元可相对设 备的其他部分和/或相对于彼此移动。流体隔离或液压独立的单元 可单个地移动。
为了分发和/或吸取流体，流体处理设备可包括一种、两种、 三种、四种或更多种类型的机构。例如，流体处理设备可包括容 积式移液管和/或排气式移液管。流体处理设备可包括压电或声学 分发器以及其他类型的分发器。流体处理设备可包括1个、2个、 3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个容积式 移液管。流体处理设备可能能够从移液管嘴/尖端计量(吸取)非 常小的流体液滴。流体处理设备可包括1个或多个、2个或更多 个、4个或更多个、8个或更多个、12个或更多个、16个或更多 个、20个或更多个、24个或更多个、30个或更多个、50个或更 多个、100个或更多个排气式移液管。在一些实施方式中，可使 用相同数目的容积式移液管和排气式移液管。备选地，可提供多 于容积式移液管的排气式移液管，或反之亦然。在一些实施方式 中，一个或多个容积式移液管可整合成“刀片”式(或模块化) 移液管形制以节省空间以及提供额外的自定义配置。
在一些实施方式中，流体处理装置，诸如本文其他各处所述 的移液管(例如，容积式移液管、排气式移液管、压电式移液管、 声学移液管或者其他类型的移液管或流体处理装置)，可具有汲 取通过或不通过空气“塞”分离的若干种不同流体的能力。流体 处理设备可具有通过使封闭的流体往复运动从而破坏非搅动层， 来促进/加速与附接到表面(例如，移液管尖端表面)的试剂进行 反应的能力。所述往复运动可气动驱动。该运动可等效于或可比 于微量滴定板的用以加速ELISA测定中的结合反应的轨道移动。
流体处理设备可包括一个或多个基座或支座。基座和/或支座 可支撑一个或多个移液管头。移液管头可包括移液管主体和移液 管嘴。移液管嘴可配置成与可移除式尖端相接和/或连接到可移除 式尖端。基座和/或支座可使流体处理设备的一个或多个移液管头彼此连接。基座和/或支座可支撑和/或承载移液管头的重量。基座 和/或支座可允许移液管头一起移动。一个或多个移液管头可从基 座和/或支座延伸。在一些实施方式中，一个或多个容积式移液管 和一个或多个排气式移液管可共享基座或支座。
容积式移液管
图12示出了根据本发明的一个实施方式提供的容积式移液 管的分解图。容积式移液管可包括下部，该下部包括容积式移液 管尖端1200、嘴1202和槽孔套筒1204。容积式移液管还可包括 内部部分，该内部部分包括夹头1212、夹头套筒1214、夹头弹簧 1216、和夹头帽和锤1218。容积式移液管可包括上部，该上部包 括带锤片轴销1222的螺纹螺旋管1220、基座1228和DC齿轮马 达1230。
容积式移液管可允许具有高精确度和高准确度的流体分发或 吸取。例如，通过使用容积式移液管，可将分发或吸取的流体量 控制在约1mL、500微升(μL，本文也使用“ul”)、300μL、 200μL、150μL、100μL、50μL、30μL、10μL、5μL、1μL、 500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、 100pL、10pL、或1pL以内。
容积式移液管可具有低变异系数(CV)。例如，CV可以是 10％或更小、8％或更小、5％或更小、3％或更小、2％或更小、1.5％ 或更小、1％或更小、0.7％或更小、0.5％或更小、0.3％或更小、0.1％ 或更小、0.05％或更小、0.01％或更小、0.005％或更小、或者0.001％或更小。在一些情况下，具有这样的变异系数的容积式移液管可 配置用于处理小于或等于10mL、5mL、3mL、2mL、1mL、0.7 mL、0.5mL、0.4mL、0.3mL、250μL、200μL、175μL、160μL、 150μL、140μL、130μL、120μL、110μL、100μL、70μL、50μL、 30μL、20μL、10μL、7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、 100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10 pL、5pL、1pL的样品(例如，流体)体积。在其他情况下，具 有这样的变异系数的容积式移液管配置用于处理大于10mL、20 mL、30mL、40mL、50mL、100mL或更大的样品体积。
容积式移液管可通过俘获定量的流体并通过改变俘获有流体 的腔室的体积以将其排出，来导致流体被分发和/或吸取。容积式 移液管可在不俘获空气的情况下俘获流体。在另一个实施方式中， 单一的移液管可能能够通过用空气“塞”分离俘获的液体，来俘 获多种数量或类型的液体。容积式移液管的尖端可以包括可直接 排开流体的柱塞。在一些实施方式中，容积式移液管的尖端可作 为微量注射器而发挥功能，其中内部柱塞可直接排开流体。
容积式移液管可具有多种形制。例如，柱塞可基于各种促动 机制而上下滑动。对带有锤片轴销1222的螺纹螺旋管1220的使 用可有利地允许对分发和/吸取的体积进行很大程度的控制。这在 处理体积很小的流体的情况下可能非常有用。螺纹螺旋管可机械 地耦合至马达1230。马达可旋转，从而导致螺纹螺旋管旋转。在 一些实施方式中，螺纹螺旋管可直接联接到马达，从而使螺纹管 的旋转量与马达的旋转量相同。备选地，螺纹螺旋管可间接耦合 到马达，从而使螺旋管的转动量相对于马达的转动量成一定比例。
锤片轴销1222可穿过螺纹螺旋管1220定位。该锤片轴销可 具有关于螺纹螺旋管的正交定向。例如，如果螺纹螺旋管垂直对 准，则锤片轴销可水平对准。锤片轴销可在两个点上穿过螺纹螺 旋管。在一些实施方式中，螺纹螺旋管和锤片轴销可定位在槽孔 套筒1204内。锤片轴销的一端可适合于套筒的槽内。在一些实施 方式中，槽孔套筒可具有两个槽，并且锤片轴销可具有两个端。 锤片轴销的第一端可位于套筒的第一槽内，而锤片的第二端可位 于套筒的第二槽内。所述槽可阻止锤片轴销旋转。因此，当螺纹 螺旋管被马达转动时，锤片轴销可沿着槽上下移动。
由于锤片轴销1222可选地可穿过夹头帽和锤1218。夹头帽 可直接地或间接地连接到夹头。夹头可能能够通入和穿过移液管 嘴1202的至少一部分。由于锤片轴销可沿槽上下移动，因此夹头 也可沿槽上下移动。夹头销上下移动的量可与锤片轴销所移动的 量相同。备选地，夹头销移动的距离可与锤片轴销所移动的距离 成一定比例。夹头销可直接地或间接地耦合至锤片轴销。
夹头优选地不直接接触移液管尖端所采集和/或分发的流体。 备选地，夹头可接触流体。夹头可接触柱塞，该柱塞可优选地直 接接触移液管尖端所采集和/或分发的流体。备选地，柱塞可以不 直接接触流体。夹头可上下移动的量可以决定分发的流体的量。
螺纹螺旋管的使用可提供对所分发和/或吸取的流体量的很 高程度的控制。使螺纹旋转的大运动量可转化成使锤片轴销上下 滑动的小运动量，并从而导致移液管尖端内的柱塞上下滑动。
容积式移液管可具有全吸取位置和全分发位置。当移液管处 于全吸取位置时，夹头可处在顶部位置。当移液管处于全分发位 置时，夹头可处在底部位置。移液管可能能够在全吸取位置与全 分发位置之间转变。移液管可能能够具有全吸取位置与全分发位 置之间的任何位置。移液管可具有部分吸取位置和部分分发位置。 移液管可通过模拟方式平滑地停止在其间的任何位置。备选地， 移液管可通过数字方式以固定增量停止在其间的特定位置。为了 吸取或抽入流体，移液管可从分发位置移动到吸取位置(例如， 让夹头组装件朝马达向上移动)。为了分发或喷出一些流体，移 液管可从吸取位置移动到分发位置(例如，让夹头组装件远离马 达向下移动)。
图13示出了位于顶部位置(例如，全吸取位置)的容积式尖 端的外侧视图和侧截面图。为清楚起见，为示出移液管尖端未。 马达1300可耦合至螺旋管1310。螺旋管可位于马达的下方。螺 旋管可位于马达与容积式尖端之间。夹头组装件1320可位于螺旋 管内。螺旋管可环绕或包围夹头组装件。
在夹头组装件1320与螺旋管1310之间可提供柱塞弹簧1330。 夹头组装件可具有搁板或凸出部，在该搁板或凸出部上可支撑或 安置柱塞弹簧的一端。移液管嘴1340可具有另一搁板或凸出部， 在该搁板或凸出部上可支撑或安置柱塞弹簧的一端。柱塞弹簧可 位于移液管嘴与夹头的顶部之间。
当容积式移液管处在其全吸取位置时，柱塞弹簧可处于延伸 状态。当移液管处在吸取位置时，柱塞弹簧可将夹头组装件保持 在上部位置。
图14示出了位于底部位置(例如，全分发位置)的容积式尖 端的外侧视图和侧截面图。马达1400可耦合至螺旋管1410。螺 旋管可位于马达的下方。螺旋管可位于马达与容积式尖端之间。 夹头组装件1420可位于螺旋管内或至少部分地位于螺旋管的下 方。螺旋管可环绕或包围夹头组装件。
柱塞弹簧1430可至少部分地提供在夹头组装件1420与螺旋 管1410之间。夹头组装件可具有搁板或凸出部，在该搁板或凸出 部上可支撑或安置柱塞弹簧的一端。移液管嘴1440可具有另一搁 板或凸出部，在该搁板或凸出部上可支撑或安置柱塞弹簧的一端。 柱塞弹簧可位于移液管嘴与夹头的顶部之间。柱塞弹簧可包围夹 头组装件的至少一部分。
当容积式移液管处在其全分发位置时，柱塞弹簧可处于压缩 状态。夹头组装件可朝尖端向下推动，从而压缩弹簧。移液管可 具有两个(或更多个)柱塞和/或夹头，它们支持两种材料的吸取 /分发以及随后的混合；例如，处理环氧树脂——其为由两种不同 化学物质形成的共聚物；混合和计量可关于体积和时间得到精细 控制。
容积式尖端柱塞1450可连接到夹头组装件1420。柱塞可位 于夹头组装件的下方。柱塞可位于夹头组装件与尖端之间。容积 式尖端柱塞可包括细长部分，该细长部分可能能够至少部分地延 伸穿过移液管尖端。在一些实施方式中，细长部分可长至足以在 处于全分发位置时完全地延伸穿过移液管尖端。在一些实施方式 中，当处于全分发位置时，柱塞的细长部分可延伸到移液管尖端 之外。柱塞的端部可以直接接触或者可以不直接接触容积式移液 管所吸取和/或分发的流体。在一些实施方式中，柱塞可以具有可 安置在夹头组装件上的凸出部或搁板。柱塞上下移动的量可与夹 头组装件上下移动的量相同。
移液管尖端可具有如本文其他各处所述的任何尖端配置。例 如，移液管尖端可具有如图14或图27所示的容积式尖端。该容 积式尖端可配置用于约束和接纳任何体积的流体，包括本文其他 各处所述的流体体积。
现参考图91，现在将描述用于容积式(PD)尖端的接合机构 的一个实施方式。如图91中所见，‘夹头驱动器’1460可磁性 地或机械地连接到任何可相对于静止‘壳体’1462驱动‘夹头驱 动器’1460的机构。该实施方式可包括压缩弹簧1464、夹头套筒 1466和夹头1468。夹头驱动器1460的运动致使系统的其余部分 产生与PD尖端的其他实施方式中“螺旋管”中“锤片轴销”的 运动相同的效果。通过具有使压缩弹簧1464位于夹头套筒1466 内部的这样的设置，驱动促动器不必符合PD组装件，并且PD机 构独立于促动方法。整个组装件可以是移液管机构的部分。
排气式移液管
图15示出了根据本发明的一个实施方式提供的排气式移液 管的外部视图。排气式移液管可包括移液管尖端1500和用于将该 移液管尖端从移液管嘴1520移除的外部移除机构1510。
排气式移液管可允许具有高精确度和高准确度的流体分发或 吸取。例如，通过使用排气式移液管，可将分发或吸取的流体量 控制在约3mL、2mL、1.5mL、1mL、750μL、500μL、400μL、 300μL、200μL、150μL、100μL、50μL、30μL、10μL、5μL、 1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL或1nL之内。在 一些实施方式中，容积式移液管可具有比排气式移液管更高的准确度和/或精确度。
在一些实施方式中，一个或多个移液管，比如一个或多个排 气式移液管、容积式移液管和吸取式移液管，可具有低变异系数 (CV)。例如，CV可以是15％或更小、12％或更小、10％或更 小、8％或更小、5％或更小、3％或更小、2％或更小、1.5％或更小、 1％或更小、0.7％或更小、0.5％或更小、0.3％或更小、或者0.1％ 或更小。在一些情况下，具有这样的变异系数的移液管(例如， 容积式移液管、排气式移液管或者吸取式移液管)可配置用于处 理小于或等于10mL、5mL、3mL、2mL、1mL、0.7mL、0.5mL、 0.4mL、0.3mL、250μL、200μL、175μL、160μL、150μL、140 μL、130μL、120μL、110μL、100μL、70μL、50μL、30μL、 20μL、10μL、7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、100nL、 50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10pL、5pL、 1pL的样品(例如，流体)体积。在其他情况下，具有这样的变 异系数的移液管(例如，容积式移液管、排气式移液管或者吸取 式移液管)配置用于处理大于10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、100mL或者更高的样品体积。本文提供的移液管的各种 类型和组合(例如，容积式移液管、排气式移液管或者吸取式移 液管)配置成在处理本文阐述的样品体积的同时，具有这样的变 异系数。
排气式移液管可具有低变异系数(CV)。例如，CV可以是 10％或更小、8％或更小、5％或更小、3％或更小、2％或更小、1.5％ 或更小、1％或更小、0.7％或更小、0.5％或更小、0.3％或更小、0.1％ 或更小、0.05％或更小、0.01％或更小、0.005％或更小、或者0.001％或更小。在一些情况下，具有这样的变异系数的排气式移液管可 配置用于处理小于或等于10mL、5mL、3mL、2mL、1mL、0.7 mL、0.5mL、0.4mL、0.3mL、250μL、200μL、175μL、160μL、 150μL、140μL、130μL、120μL、110μL、100μL、70μL、50μL、 30μL、20μL、10μL、7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、 100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10 pL、5pL、1pL的样品(例如，流体)体积。在其他情况下，具 有这样的变异系数的排气式移液管配置用于处理大于10mL、20 mL、30mL、40mL、50mL、100mL、或更高的样品体积。
排气式移液管可通过由气密套筒内的柱塞的移动生成真空， 而导致流体被分发和/或吸取。当柱塞向上移动时，在柱塞所留下 的空缺的空间内形成真空。空气从尖端上升从而填充留下的空缺 的空间。尖端空气继而被流体所取代，所述流体可被抽入尖端并 可用于运送和分发到其他各处。在一些实施方式中，排气式移液 管可能经受不断改变的环境，比如温度。在一些实施方式中，为 了提供改善的准确度，可对环境加以控制。
排气式移液管可具有多种形制。例如，排气式移液管可以是 可调节的或固定的。尖端可以是圆锥形或圆柱形。移液管可以是 标准的或锁定的。移液管可以是电子控制的或自动控制的，或者 可以是手动的。移液管可以是单通道的或多通道的。
图16示出了排气式移液管的剖面图。所述排气式移液管可包 括移液管尖端1600和用于将该移液管尖端从移液管嘴1620移除 的外部移除机构1610。移除机构可定位成与移液管尖端的端部相 接触。移除机构可在移液管尖端的上方定位在与分发和/或吸取流体的移液管端部相对的端部处。移液管尖端可具有搁架或凸出部， 在该搁架或凸出部上可安置所述移除机构。
移液管尖端可具有本文其他各处所描述的任何形制的任何尖 端。例如，尖端可以是核酸尖端、离心提取尖端、大体量处理尖 端、显色尖端、血液尖端、微小尖端、微尖端、毫微尖端、毫微 微尖端、微微尖端等，或者可以具有图24至图34中所描述的任 何尖端的特征或特性。
图17图示了移液管尖端1700与嘴1720之间的接口的特写。 移除机构1710可定位于成与移液管尖端相接触。
移液管嘴可以具有可与移除机构相接触的凸出部1730或搁 板。嘴搁板可避免移除机构向上移动太远。嘴搁板可为移除机构 提供期望的位置。
移液管嘴还可具有一个或多个密封元件1740。所述密封元件 可以是一个或多个O形环或本领域已知的其他相似材料。当移液 管尖端附接于嘴时，该密封元件可接触移液管尖端。该密封元件 可允许在移液管尖端与嘴之间形成不漏流体的密封。该密封元件 可在无外力的情况下保持移液管尖端附接于嘴。移液管尖端可以 摩擦配合到移液管嘴。
在移液管嘴内可提供内部通道1750或腔室。移液管尖端可具 有内表面1760和内部区域1770。移液管嘴的内部通道可与移液 管尖端的内部区域流体连通。柱塞可移动通过移液管嘴的通道和/ 或移液管尖端的内部区域。该柱塞可允许流体从移液管尖端的吸 取或分发。该柱塞可以直接接触流体或者可以不直接接触流体。 在一些实施方式中，可在柱塞与流体之间提供空气。
图18示出了移除机构1810的促动的示例。该移除机构可导 致移液管尖端1800从嘴1820处被移除。移除机构可提供在移液 管尖端和嘴之外。为了从嘴推离移液管尖端，可使移除机构向下 移动。备选地，可使移液管嘴向上移动，从而导致移液管尖端被 移除机构卡住并被推离。移除机构可相对移液管嘴移动。
移除机构可在移液管尖端的顶部接触移液管尖端。移除机构 可在移液管尖端的侧面接触移液管尖端。移除机构可部分地或完 全地围绕移液管尖端。
图19A示出了多个具有外部移除机构的移液管。例如，可以 提供8个移液管头。在本发明的其他实施方式中，可以使用包括 本文其他各处所述的移液管头在内的任何其他数目的移液管头。
图19B示出了移液管头的侧视图。该移液管头可包括移液管 尖端1900。移液管尖端可以可移除地耦合到移液管嘴1920。可以 提供外部移除机构1910。外部移除机构可处在与移液管尖端的接 触之中，或者可以接触到移液管尖端。移液管嘴可耦合到移液管 的支座1930。移液管支座可耦合到马达1940或其他促动机构。
图20A、图20B和图20C示出了排气式移液管的截面图。该 排气式移液管可包括移液管尖端2000和用于将移液管尖端从移 液管嘴2020移除的外部移除机构2010。移除机构可定位成与移 液管尖端的端部接触。移除机构可定位在移液管尖端上方的与分 发和/或吸取流体的移液管尖端的端部相对的端部处。移液管尖端 可具有搁板或凸出部，在该搁板或凸出部上可安置移除机构。
移除机构2010可上下移动，以便将移液管尖端从嘴移除。移 除机构可以耦合到可允许移除机构上下移动的促动机构。在一些 实施方式中，移除机构可直接耦合到促动机构。备选地，移除机 构可间接耦合到促动机构。在移除机构与促动机构之间可提供一 个或多个开关，所述开关可确定移除机构是否响应于促动机构。 所述开关可以是螺线管或其他机构。
排气式移液管还可包括内部柱塞2030。该柱塞可移动通过移 液管嘴的内部部分。柱塞可以耦合到可允许柱塞上下移动的促动 机构。在一些实施方式中，柱塞可直接耦合到促动机构。备选地， 柱塞可间接耦合到促动机构。在柱塞与促动机构之间可提供一个 或多个开关，所述开关可确定柱塞是否响应于促动机构。所述开 关可以是螺线管或其他机构。
图20A示出了处于下位的柱塞以及处于下位的移除机构，从 而相对于移液管嘴向下推动尖端。
图20B示出了处于中间位置的柱塞以及处于上位的移除机 构，从而允许尖端附接到移液管嘴。
图20C示出了处于上位的柱塞以及处于上位的移除机构，从 而允许尖端附接到移液管嘴。
图21示出了多个具有移除机构的移液管。例如，可以提供8 个移液管头。在本发明的其他实施方式中，可使用包括本文其他 各处所述的移液管头在内的任何其他数目的移液管头。
可以提供用于移液管的支撑结构2100。可以提供可让柱塞延 伸通过的一个或多个移液管套筒2110。可以提供根据本发明的实 施方式的弹簧2120。当柱塞向下移动时，弹簧可被压缩。当柱塞 处于上位时，弹簧可以是延伸的。
可以提供一个或多个开关机构，诸如螺线管2130。可以为多 个移液管提供促动机构，诸如马达2140。促动机构可耦合到移液 管的柱塞和/或移除机构。在一些实施方式中，促动机构可直接耦 合到柱塞和/或移除机构。备选地，促动机构可间接地连接到柱塞 和/或移除机构。在一些实施方式中，可以在促动机构与柱塞和/ 或移除机构之间提供一个或多个开关。所述开关可确定柱塞和/或 移除机构是否响应于促动机构。在一些实施方式中，所述开关可 以是螺线管。
在一些实施方式中，可使用单一促动机构来控制用于多头移 液管的每个移液管活塞。可以为每个移液管活塞提供开关，从而 使得对每个移液管活塞的促动均可得到单独控制。在一些实施方 式中，移液管活塞可动态地改变其体积，从而针对需要吸取/分发 的样品体积而优化性能；例如，活塞可以是管内的管，其可膨胀 以便动态地控制体积。在一些实施方式中，可以为成组的移液管 活塞提供开关，以使得对移液管活塞组中的每组之间的促动均可 得到单独控制。可以使用单一促动机构来控制每个移液管活塞。 在一些实施方式中，可以使用单一促动机构来控制成组的移液管 活塞。备选地，每个移液管活塞可连接到其自己单独的促动机构。 因此，可以为移液管活塞提供1个、2个、3个、4个或更多个促 动机构(比如马达)。
图22示出了根据本发明的一个实施方式的多头移液管的示 例。所述多头移液管上的单个移液管头可以单独地促动，或者可 以具有可单独促动的组件。例如，用于移液管头中的一个移液管 头的移除机构2200可处于上位，而其他移除机构2210可处于下 位。针对这一个移液管头的诸如螺线管2220之类的开关可以脱 开，而针对其他移液管头的开关可以接合。因此，当诸如马达2230 之类的促动机构被接合从而向下移动移除机构以将移液管尖端从 移液管嘴移除时，这个脱开的开关可导致这一个移除机构不随其 他移动机构一起向下移动。脱开的移除机构可保持在其原位。这 可导致该移液管尖端留在脱开的移液管上，而其他移液管尖端则 从其他移液管上被移除。
在另一示例中，用于所述移液管头中的一个移液管头的柱塞 2250可处于上位，而其他柱塞2260可处于下位。针对这一个移 液管头的诸如螺线管之类的开关可以脱开，而针对其他移液管头 的开关可以接合。因此，当诸如马达之类的促动机构被接合从而 向下移动柱塞以便分发流体或将移液管尖端从移液管嘴移除时， 这一个脱开的开关可导致这一个柱塞不随其他柱塞一起向下移 动。所诉脱开的柱塞可保持在其原位。这可导致该移液管尖端在 其他移液管尖端从其他移液管上被移除时保留在脱开的移液管 上，或者当流体在其他移液管被分发时可阻止流体从脱开的移液 管分发。
在一些实施方式中，脱开的开关可阻止移除移液管尖端或分 发流体。在一些实施方式中，脱开的开关可阻止移液管尖端被拾 取。例如，接合的开关可导致移液管头向下促动以拾取移液管尖 端，而与脱开的开关相耦合的移液管头则保持在回缩位置中。在 另一示例中，接合的开关可导致一个或多个拾取移液管头的机构 促动以拾取头，而脱开的开关则阻止一个或多个移液管尖端拾取 机构的操作。
在一些附加的实施方式中，脱开的开关阻止移液管尖端吸取 流体。例如，接合的开关可导致内部柱塞或其他机构向上移动从 而吸取流体。脱开的开关可导致柱塞保持在其原位。因此，多头 移液管中流体的吸取可在使用一个或多个促动机构的同时得到单 独控制。
可以在移液管嘴之外或在移液管嘴的内部提供移除机构。本 文对任何类型的移除机构的任何描述亦可指其他类型的移除机 构。例如，对于可单独促动的外部移除机构的描述亦可适用于可 具有柱塞形式或其他可在嘴内提供的形式的内部移除机构。
促动机构可配置用于促动多个移液管中的组件。例如，促动 机构可配置用于促动移除机构。促动机构可能能够促动第一移除 机构和第二移除机构二者。可在促动机构与第一移除机构之间操 作地提供第一螺线管。可在促动机构与第二移除机构之间操作地 提供第二螺线管。第一螺线管可以接合或脱开，以便确定促动机 构所引起的促动是否可以导致移除机构的移动。第二螺线管可以 接合或脱开，以便确定促动机构所进行的促动是否可以导致移除 机构的移动。第一螺线管和第二螺线管可以彼此独立地接合或脱 开。用于由促动机构所控制的单个移液管或移液管组的螺线管中 的每个螺线管可响应于从控制器接收到的一个或多个信号而接合 或脱开。
在一些实施方式中，促动机构可位于移液管的顶部。促动机 构可位于与移液管尖端相对的一端处的支撑结构上。促动机构可 位于与移液管嘴相对的一端处的支撑结构上。促动机构可包括一 个或多个可平行于一个或多个移液管尖端定向的轴杆。促动机构 可以具有可与沿一个或多个移液管尖端的高度延伸的轴线平行的 旋转轴。
图23示出了根据本发明的另一实施方式提供的多头移液管 的示例。促动机构2310可位于移液管的任何部分上。例如，驱动 机构可位于支撑结构的一侧。备选地，其可位于支撑结构的顶部 或底部上。促动机构可位于与移液管嘴2320相对的支撑结构的一 侧。促动机构可包括一个或多个可垂直于一个或多个移液管尖端 2340定向的轴杆2330。促动机构可以具有可与沿一个或多个移液 管尖端的高度延伸的轴线垂直的旋转轴。例如，移液管尖端可具 有垂直定向，而促动机构可拥有具有水平定向的轴杆或旋转轴。 备选地，促动机构轴杆或轴可相对于一个或多个移液管尖端呈任 何角度。
一个或多个移液管头或移液管支座2350可具有弯曲配置。例 如，移液管支座可具有与垂直组件2350b相遇的水平组件2350a。 在一些实施方式中，流体可以仅提供给移液管的垂直组件。备选 地，流体可以流向或者可以不流向移液管的水平组件。移液管可 以具有可与两个或更多个嘴或尖端联接的单一活塞或柱塞，并且 可以使用阀门或开关来支持通过一个或多个所述嘴或尖端的吸取 /分发。
可以提供一个或多个开关2360。开关可以是可单独控制的。 本文其他各处所述的开关和控件的示例均可适用。促动机构可能 能够驱动一个或多个移液管促动组件，诸如移液管尖端移除器、 一个或多个移液管尖端安装器、一个或多个流体分发机构、以及/ 或者一个或多个流体吸取机构。开关可以确定一个或多个所述移 液管促动组件是否移动。
具有侧面安装的促动机构可减小多头移液管的一个或多个尺 寸。例如，侧面安装的促动机构可在保持相同的桶体积并因此保 持移液管容量的同时减小多头移液管的垂直尺寸。根据移液管在 设备和/或模块内的期望位移或者设备和/或模块中的其他约束条件，可以选择顶部安装的、侧面安装的或底部安装的促动机构。
具有导致所有移液管促动组件的促动的单一促动机构也可减 小多头移液管的尺寸。单一促动机构可控制多个移液管促动组件。 在一些实施方式中，可提供一个或多个促动机构来控制多个移液 管促动组件。
图46示出了根据本发明的另一实施方式提供的，处于收缩位 置的流体处理装置的示例。该流体处理装置可包括一个或多个尖 端4610、4612、4614。在一些实施方式中，可提供多种尖端类型。 例如，可以提供容积式尖端4610、排气式嘴尖端4612，并且可以 提供排气式微型嘴尖端4614。可以提供支撑一个或多个移液管头 的基座4620。容积式马达4630可耦合到容积式移液管头4635。
流体处理装置可包括多支管4640。该多支管可包括一个或多 个通气端口4642。通气端口可流体连接到移液管头的流体路径。 在一些实施方式中，每个移液管头可具有通气端口。在一些情况 下，每个排气式移液管头可具有通气端口。管道4644可连接到多 支管。可选地，该管道可将多支管连接到正压源或负压源、环境 空气、或者可逆的正/负压源。
可以为流体处理装置提供均热器4650。均热器可提供等温控 制。在一些实施方式中，均热器可与多个移液管头热连通。均热 器可协助均衡多个移液管头的温度。
流体处理装置可具有一个或多个支撑部分。在一些实施方式 中，所述支撑部分可包括上蛤壳件4660和下蛤壳件4665。
图46A示出了处于完全回缩位置的，如先前所述的收缩的流 体处理装置。图46B示出了处于完全Z-下降位置的，收缩的流体 处理装置。在完全Z-下降位置，整个下蛤壳件4665可相对于上 蛤壳件4660而降低。下蛤壳件可支撑移液管头和嘴。移液管头和 嘴可随下蛤壳件一起移动。下蛤壳件可包括支撑移液管头的前部 4667和支撑促动机构和开关机构的后部4668。
图47示出了根据本发明的实施方式，处于延伸位置的流体处 理装置的示例。该流体处理装置可包括一个或多个尖端4710、 4712、4714。可以提供容积式尖端4710，可以提供排气式嘴尖端 4712和排气式微型嘴尖端4714。该流体处理装置还可包括一个或 多个嘴4720、4722、4724。可以提供容积式嘴4720、排气式嘴 4722以及排气式微型嘴4724。嘴可与它们相应的尖端相接。在一 些情况下，嘴可经由压入配合或任何其他接合机构连接到它们相 应的尖端。可以提供一个或多个尖端排出器4732、4734。例如， 可提供常规的尖端排出器4732，用于移除排气式尖端4712。可提 供一个或多个微型排出器4734，用于移除排气式微型尖端4714。 排出器可形成套环。排出器可被设计用于将尖端推开。排出器可 位于嘴的下方。
流体处理装置可处于完全Z-下降位置，其中下蛤壳件4765 相对于上蛤壳件4760降低。此外，可以提供Z-离合杆4770，所 述Z-离合杆4770可以接合任何或所有的移液管，以进行个别化 的和/或组合的嘴下降(即，嘴延伸)。图47示出了所有的嘴都 下降的示例。然而，嘴可以单个地选择，以便确定要下降哪个嘴。 嘴可以响应于诸如马达之类的单一促动机构而下降。开关机构可 确定哪些移液管与杆接合。图示的离合杆4770示出了嘴处于下降位置，且离合杆被降低。可以提供Z-马达编码器4780。所述编码 器可允许对马达移动位置进行追踪。
根据一些实施方式，可以提供x轴滑块4790。该x轴滑块可 允许流体处理装置横向移动。在一些实施方式中，流体处理装置 可沿轨道滑动。
图48示出了流体处理装置的前视图。在一些实施方式中可提 供保护板4810。该保护板可保护移液管头的各部分。保护板可保 护移液管头的流体途径。在一个示例中，可以为将移液管腔连接 至嘴的硬管道提供保护板。保护板可连接到均热器，或者可与均 热器合并为一体。
如上所述，可以提供多种类型的移液管和/或尖端。可以使用 一个或多个容积式移液管和/或一个或多个排气式移液管。在一些 情况下，保护板可以仅遮盖排气式移液管。备选地，保护板可以 遮盖容积式移液管，或者可以遮盖这二者。
图49示出了流体处理装置的侧视图。流体处理装置可包括移 液管头，所述移液管头可包括嘴头4902，该嘴头4902可配置用 于连接至尖端4904。尖端可以可移除地连接到移液管嘴。
一个或多个移液管嘴可由嘴-下降轴杆4920所支撑。可以提 供Z-马达4922，其在被促动时可导致一个或多个嘴下降(例如， 延伸)。可以提供一个或多个螺线管4924，或者可以提供其他开 关机构用于选择性地将Z-马达与嘴-下降轴杆相连接。当螺线管处 于“开”位置时，Z-马达的促动可导致嘴-下降轴杆降低或上升。 当螺线管处于“关”位置时，z-马达的促动不会导致嘴-下降轴杆 的移动。
可以提供穿过移液管头并终止于移液管嘴的管道4910。该管 道可具有带刚性内管道4910a和刚性外管道4910b的部分。在一 些情况下，刚性内管道可以是可移动的，而刚性外管道则是固定 的。在其他实施方式中，刚性内管道可以是可移动的或固定的， 并且刚性外管道可以是可移动的或固定的。在一些实施方式中， 内管道可以是相对外管道可移动的。管道的总长度可以是可变的。
在流体处理装置内可以提供柱塞4930。所述柱塞可在移液管 腔内提供计量。可以提供移液管腔4935的延伸部。在一些情况下， 移液管腔的延伸部可与管道4910处于流体连通。备选地，管道与 移液管腔不处于流体连通。在一些实施方式中，移液管腔与管道 彼此平行。在其他实施方式中，移液管腔与管道彼此基本上不平 行。它们可能基本上彼此垂直。管道可具有基本上垂直的定向， 而移液管腔可具有基本上水平的定向，或反之亦然。在一些实施 方式中，移液管和尖端可以在诸如多内腔管道布置中以推/拉方式 发挥作用，以便同时地或循序地吸取和分发。
可以提供一个或多个阀4937用于控制通往移液管的通气端 口入径。在一些情况下，阀可对应于关联的移液管。阀可以确定 通气端口是敞开的还是封闭的。阀可以确定通气端口敞开的程度。 通气端口可与诸如正压源或负压源之类的压力源相连通。通气端 口可与环境空气相连通。通气端口可以提供从多支管通往管道 4910的入径。
可以提供用于个别计量的离合杆4940。该离合杆可以连接到 可用于驱动流体计量的马达。可选地，可以提供导轴4942。可以 提供与离合杆连通的一个或多个螺线管4945或其他开关机构。所 述螺线管或其他开关机构可被提供用于选择性地将马达与柱塞 4930相连接。当螺线管处于“开”位置时，计量马达的促动可导 致柱塞被接合并且移动，从而分发和/或吸取流体。当螺线管处于 “关”位置时，计量马达的促动不会导致柱塞的移动。可以提供 多个柱塞，每个柱塞关联于其相应的螺线管，所述螺线管可选择 性地处于开或关位置。因此，当马达被促动时，只有与“开”螺 线管相关联的柱塞才可作出响应。
图50示出了流体处理装置的另一侧视图。该视图包括用于计 量的马达5010的视图。所述马达可用于计量排气式移液管内的流 体。还图示了用于马达的编码器5020。所述编码器可允许对马达 移动的追踪。这确保了柱塞位置始终是已知的。
图51图示了流体处理装置的背面透视图。该流体处理装置可 包括泵5110。所述泵可与移液管腔流体连通。在一些情况下，所 述泵可以进入或脱离与移液管腔的流体连通。所述泵可与多支管 和/或通气端口流体连通。所述泵可抽吸液体或空气(或者实现液 体或空气的移动)。
所述泵可提供正压和/或负压。所述泵可以是可逆泵，其可能 能够既提供正压又提供负压。所述泵可在包含活塞的移液管中被 促动，以允许移液管吸取或分发任何体积的液体，而不受限于给 定的活塞尺寸所能生成的正排量。这个因素与大体积尖端相结合， 可以允许小移液管吸取或分发大体积的液体用于某些应用。所述 泵可允许移液管在无需马达或活塞的情况下发挥功能，同时仍然 通过脉宽调制而提供精细的控制。
流体处理装置还可包括具有一个或多个阀的累积器5120，所 述一个或多个阀可连接到压力源或环境条件。可选地，该累加器 可以连接到可提供正压或负压的可逆泵。
多头流体处理装置——诸如多头移液管，可能能够同时在若 干个移液管嘴上拾取多个尖端/器皿。例如，多个移液管嘴可以延 伸以便拾取多个尖端/器皿。所述多个移液管嘴可单独控制以确定 要拾取哪些尖端/器皿。多个尖端/器皿可同时被拾取。在一些情况下，所有移液管嘴可基本上同时地拾取移液管尖端/器皿。
在一些实施方式中，移液管不包括柱塞。可以使用正压和/或 负压在移液管中或借助于移液管移动样品(例如，流体)。在一 些情况下，借助于气体或真空相应地提供正压或负压。可以使用 具有一个或多个真空泵的真空系统来提供真空。可以借助于加压 空气来提供正压。可以使用压缩机来对空气加压。
尺寸/范围
移液管的一个或多个尺寸(例如，长度、宽度或高度)可小 于或等于约1mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、 35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、70mm、80mm、 90mm、100mm、112mm、12cm、15cm、20cm、25cm、30cm 或者本文其他各处所述的任何其他尺寸。一个或多个尺寸可能相 同，或者可能会有所不同。例如，移液管的高度可不超过1mm、 1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、5.5cm、6cm、6.5cm、7cm、 8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、15cm、17cm、20cm、25cm或30cm。
在一些实施方式中，移液管可具有1cm3或更小、5cm3或更 小、8cm3或更小、10cm3或更小、15cm3或更小、20cm3或更小、 25cm3或更小、30cm3或更小、35cm3或更小、40cm3或更小、50cm3或更小、60cm3或更小、70cm3或更小、80cm3或更小、 90cm3或更小、100cm3或更小、120cm3或更小、150cm3或更小、 200cm3或更小、250cm3或更小、300cm3或更小、或者500cm3或更小的总体积。
移液管可具有一个或多个移液管头。在一些实施方式中，移 液管的单个移液管头可能能够分发任何体积的流体。例如，所述 单个移液管头可能能够分发和/或吸取不超过和/或等于约10mL、 5mL、3mL、2mL、1mL、0.7mL、0.5mL、0.4mL、0.3mL、 250μL、200μL、175μL、160μL、150μL、140μL、130μL、120 μL、110μL、100μL、70μL、50μL、30μL、20μL、10μL、7μL、 5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、 1nL、500pL、100pL、50pL、10pL、5pL、1pL或本文其他各 处所述的任何其他体积的流体。移液管可能能够在具有诸如本文 其他各处所述的那些尺寸等任何尺寸的同时，分发不超过和/或等 于诸如本文所述的那些流体体积等任何流体体积。在一个示例中， 流体处理装置可具有不超过20cm的高度、宽度和/或长度以及可 能能够吸取和/或分发至少150μL的移液管头。
流体处理系统可能能够以高精确度和/或准确度分发和/或吸 取流体。例如，流体处理系统的变异系数可小于或等于20％、15％、 12％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1.5％、1％、 0.7％、0.5％、0.4％、0.3％、0.2％、0.1％、0.07％、0.05％、0.01％、0.005％或0.001％。流体处理装置可能能够在以本文所述的变异系 数值发挥功能的同时分发和/或吸取流体。所述流体处理系统可能 能够将所分发的流体体积控制在5mL、3mL、2mL、1mL、0.7mL、 0.5mL、0.3mL、0.1mL、70μL、50μL、30μL、20μL、10μL、 7μL、5μL、3μL、1μL、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、 5nL、1nL、500pL、100pL、50pL、10pL、5pL或1pL之内。 例如，所述流体处理装置可能能够分发和/或吸取不超过本文所述 的任何体积的最小增量。
所述流体处理系统可能能够在具有一个或多个其他所述特征 (例如，具有本文所述的任何尺寸或者能够分发和/或吸取本文所 述的任何体积)的同时，以本文所述的任何变异系数进行操作和/ 或将所分发的流体体积控制在本文所述的任何值。例如，流体处 理装置可能能够在以4％或更小的变异系数发挥功能的同时分发 和/或吸取1μL-3mL的流体。
流体处理装置可包括一个移液管头或多个移液管头。在一些 实施方式中，所述多个移液管头可包括第一移液管头和第二移液 管头。所述第一移液管头和第二移液管头可能能够以及/或者配置 用于分发和/或吸取相同量的流体。备选地，所述第一移液管头和第二移液管头可能能够以及/或者配置用于分发不同量的流体。例 如，所述第一移液管头可配置用于分发和/或吸取多达第一体积的 流体，并且所述第二移液管头可配置用于分发和/或吸取多达第二 体积的流体，其中所述第一体积和第二体积是不同的或相同的。 在一个示例中，所述第一体积可约为1mL，而第二体积可约为250 μL。
在另一示例中，所述流体处理装置可包括多个移液管头，其 中第一移液管头可包括配置用于与第一可移除式尖端相连接的第 一移液管嘴，并且第二移液管头可包括配置用于与第二可移除式 尖端相连接的第二移液管嘴。第一可移除式尖端可配置用于保存 多达第一体积的流体，而第二可移除式尖端可配置用于保存多达 第二体积的流体。所述第一体积和第二体积可以是相同的或者可 以是不同的。所述第一体积和第二体积可具有本文其他各处所述 的任何值。例如，第一体积可约为1mL，而第二体积可约为250 μL。
可以为流体处理装置提供多个移液管头。所述多个移液管头 可间隔开任何距离。在一些实施方式中，所述流体处理装置可小 于或等于约0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、1mm、1.5mm、 2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、 7mm、8mm、9mm、10mm、12mm、15mm、20mm、30mm 或50mm。移液管头之间的距离可以是移液管头的从中心到中心 的距离。移液管头从中心到中心之间的距离可以是移液管头的节 距。
移液管头可共享支撑结构。在一些实施方式中，支撑结构可 以是可移动的支撑结构。一个、两个或更多个移液管头可沿该支 撑结构移动，从而使得移液管头之间的横向距离可以是可变的。 在一些情况下，移液管头的节距可以是可变的，以便包含或受限 于一个或多个先前所述的尺寸。在一个示例中，移液管头可沿支 座滑动，从而使得移液管头从中心到中心的距离可以变化。每个 所述移液管头可以是可变的，从而使它们间隔开相同的距离；或 者可以是可单个变化的，从而使得它们可间隔开各种距离。当移 液管头位置变化时，移液管头之间的横向距离比例可以保持不变， 或者可以改变。移液管、刀片或嘴可改变其相对位置(移入或移 出、扩张或收缩)，以便根据需要获得不同的节距，并且可以每 一次访问多个平面中的资源。
在一些实施方式中，移液管(例如，容积式移液管、吸取式 移液管、排气式移液管)的形状因数可适合于所谓的“微型”移 液管。在此类情况下，可针对贯穿水平配置或蛤壳配置的空间而 减小或优化形状因数。系统或设备可包括一个或多个微型移液管。 所述微型移液管可以是模块化的，并且可从具有所述微型移液管 的支撑结构移除。
在一些实施方式中，微型移液管配置用于处理1uL、0.9uL、 0.8uL、0.7uL、0.6uL、0.5uL、0.4uL、0.3uL、0.2uL、0.1uL、 10nL、1nL的样品。
在一些实施方式中，提供了这样的微型移液管——其支持与 不可复制实验室方案的微流体限制处理截然相反的，在服务点地 点对各种化学成分的宏观尺度方案和/或处理。在一些情况下，方 案和/或处理选自但不限于：离心、分离、沉淀、变性、提取、凝 聚、絮凝、色层分析、基于柱的处理、洗脱、稀释、混合、温育、 细胞裂解、细胞固定、加热、冷却、样品分配、单独的处理或测 定或检测系统、模块化、样品利用率、沉降、固相上分析物的浓缩、免疫测定、核酸扩增、核磁共振、显微镜检查、光谱测定、 热量测定、测序、病理监督和分析、以及培养。
移液管配置
流体处理装置可以是移液管。在一些实施方式中，流体处理 装置可包括一个或多个移液管头。流体处理装置可包括支撑体， 以及由此延伸的所述一个或多个移液管头。如先前所述，支撑体 可支撑所述一个或多个移液管头的重量。支撑体可包含用于在一 个维度或多个维度上单个地或一起移动所述移液管头的机构。支 撑体可允许所述移液管头一起移动。支撑体还可以是灵活的或“蛇 形的”和/或机器人性质的，从而允许移液管头在多个(或无限个) 方向平面中的大范围移动。这样的移动范围可允许移液管充当拥 有一种或多种流体处理功能或非流体处理功能的设备的机器人末 端效应器。支撑体可使移液管头彼此连接。共享的支撑体可以与 移液管头形成一体或者可以不与其形成一体。支撑体还可以支撑 或者可以不支撑促动机构。支撑体可能能够或者可能不能够支撑 可操作地连接到一个或多个移液管头的促动机构的重量。
移液管头可包括配置用于与可移除式尖端相连接的移液管 嘴。移液管头还可包括移液管主体。移液管嘴可与移液管主体同 轴。移液管主体可支撑移液管嘴。移液管嘴可包括开口。移液管 头还可包括处于其中的流体路径。流体路径可以包含在或者可以 不包含在移液管主体内。流体路径可穿过移液管主体。流体路径 可具有给定的长度。流体路径可终止于移液管嘴。流体路径可处 于内管道中。内管道可以是刚性的或柔性的。
移液管嘴可以通过任何方式与可移除式尖端相连接。例如， 移液管嘴可与可移除式尖端相连接以形成不漏流体的密封。可移 除式尖端可摩擦配合移液管嘴。尖端可沿移液管嘴的外表面、移 液管嘴的内表面，或者在移液管嘴的凹槽或中间部分内与移液管 嘴相接。备选地，移液管嘴可沿尖端的外表面、尖端的内表面， 或者在尖端的凹槽或中间部分内与尖端相接。
在一些实施方式中，可在移液管头内提供柱塞。该柱塞可允 许流体的分发和/或吸取。柱塞可在移液管头内移动。移液管可能 能够从储存在移液管中或拾取自移液管之外的存储区的一组挑选 的柱塞中加载期望的柱塞。柱塞可沿流体路径移动。柱塞可保持 在相同的定向，或者可具有不同的定向。在备选的实施方式中， 可以提供换能器驱动的隔膜，该隔膜可起到使流体通过尖端得到 分发和/或吸取的作用。可以使用备选的分发和/或吸取机构，其可 以包括可耦合至流体路径的正压源和/或负压源。
在一些实施方式中，移液管头的尖端可具有长度。尖端的方 向可以沿着尖端的长度。在一些实施方式中，流体处理装置可包 括具有转子和定子的马达。转子可配置成绕旋转轴旋转。旋转轴 可具有相对于尖端的任何定向。例如，旋转轴可基本上平行于尖 端。备选地，旋转轴可基本上不与尖端平行。在一些情况下，旋 转轴可基本上垂直于尖端，或者相对于尖端成任何其他角度，包 括但不限于15度、30度、45度、60度或75度。在一个示例中，旋转轴可以是水平的，而可移除式尖端可以垂直地对准。备选地， 旋转轴可以是垂直的，而可移除式尖端则水平地对准。这种配置 可提供“弯曲的”移液管配置，其中尖端相对于马达是弯曲的。 马达对于计量尖端内的流体可能是有用的。在一些实施方式中， 马达可允许一个或多个柱塞在移液管头内的移动。
在一些实施方式中，流体处理装置可包括马达，该马达可能 能够允许基本上不平行于可移除式尖端的多个柱塞的移动。备选 地，所述多个柱塞的移动可基本上平行于可移除式尖端。在一些 情况下，所述多个柱塞的移动可基本上垂直于可移除式尖端，或 者成任何其他角度，包括但不限于本文其他各处所述的那些角度。 在一个示例中，柱塞可能能够在水平方向上移动，而可移除式尖 端则垂直地对准。备选地，柱塞可能能够在垂直方向上移动，而 可移除式尖端则水平地对准。
流体路径可终止于移液管嘴。在一些情况下，可在柱塞处提 供流体路径的另一终点。在一些实施方式中，流体路径可以是弯 曲的或弯折的。流体路径的第一部分可具有与该流体路径的第二 部分不同的定向。所述第一部分和第二部分可基本上彼此垂直。 所述第一部分和第二部分的角度可彼此相对固定，或者可以是可 变的。
促动
流体处理装置可包括促动机构。在一些实施方式中，可以为 流体处理装置提供单一的促动机构。备选地，可以提供多个促动 机构。在一些情况下，可以根据特定用途(例如，尖端移除、柱 塞控制、开关控制)而仅提供单一促动机构。备选地，可以针对 特定用途而提供多个促动机构。在一个示例中，促动机构可以是 马达。马达可包括转子和定子。转子可能能够绕旋转轴旋转。
诸如马达之类的单一促动机构对于个别化的分发和/或吸取 可能是有用的。流体处理装置可包括多个移液管头。可以提供多 个柱塞，其中至少一个柱塞可以在移液管头内并且可以配置成可 在移液管头内移动。在一些情况下，每个所述移液管头均可在其 中具有一个或多个柱塞。所述多个柱塞可以是可独立移动的。在 一些情况下，柱塞可沿移液管头内的流体路径移动。促动机构可 以可操作地连接到柱塞。促动机构可允许多个柱塞的独立移动。 可选地，这样的柱塞的移动可导致流体的分发和/或吸取。单一马 达或其他促动机构可控制多个柱塞的独立移动。在一些情况下， 单一马达或其他促动机构可控制所述多个柱塞中的所有柱塞的独 立移动。
诸如马达之类的单一促动机构对于尖端从移液管嘴的个别化 的移除可能是有用的。流体处理装置可包括多个移液管头。可以 提供多个尖端移除机构，其中至少一个尖端移除机构配置用于从 移液管嘴移除单个地选定的尖端。尖端移除机构可以配置成可相 对于移液管嘴移动，以便实现所述移除。尖端移除机构可以是可 独立移动的。备选地，尖端移除机构不需要移动，但可以是可单 独控制的，以便允许尖端的移除。促动机构可以可操作地连接到 尖端移除机构。促动机构可允许多个尖端移除机构的独立移动。 单一马达或其他促动机构可控制多个尖端移除机构的独立运动。 在一些情况下，单一马达或其他促动机构可控制所述多个尖端移 除机构中的所有尖端移除机构的独立移动。
在一些实施方式中，尖端移除机构可在移液管头内。内部尖 端移除机构可以配置成可在移液管头内移动。例如，尖端移除机 构可以是柱塞。在其他实施方式中，尖端移除机构可以在移液管 头之外。例如，尖端移除机构可以是环绕移液管头的至少一部分 的套环。所述套环可接触移液管嘴、移液管主体和/或移液管尖端 的一部分。外部移除机构的另一示例可以是剥离板。尖端移除机 构在导致尖端从移液管被移除时可以接触或者可以不接触尖端。
诸如马达之类的单一促动机构对于移液管嘴的个别化的回缩 和/或延伸可能是有用的。流体处理装置可包括多个移液管头。移 液管头可包括移液管嘴，所述移液管嘴相对于支撑体可以是或者 可以不是可移动的。多个移液管嘴可以是可独立移动的。促动机构可以可操作地连接到移液管头的移液管嘴或其他部分，从而可 允许移液管嘴的回缩和/延伸。促动机构可允许多个移液管嘴的独 立移动。单一马达或其他促动机构可控制多个移液管嘴的独立移 动。在一些情况下，单一马达或其他促动机构可控制所述多个移 液管嘴中的所有移液管嘴的独立移动。
在一些实施方式中，尖端可基于移液管嘴的位置而连接到该 移液管嘴。例如，移液管嘴可延伸并下降从而接触尖端。移液管 嘴和尖端可以彼此压力配合。如果选定的移液管嘴是独立可控的 处于延伸位置，则连接到装置的尖端可以是可控的。例如，可以 选定一个或多个移液管嘴，使其延伸。尖端可连接到延伸的移液 管嘴。因此，单一促动机构可允许对尖端的独立选择和连接/拾取。
备选地，单一马达或其他促动机构可控制单一的柱塞、尖端 移除机构和/或移液管嘴的独立移动。在一些情况下，可以提供多 个促动机构来控制多个柱塞、尖端移除机构和/或移液管嘴的移 动。
流体处理装置可包括一个或多个开关。单个的开关可具有开 位置和关位置，其所述中开位置可允许响应于由促动机构所引起 之移动的行动或移动，并且其中关位置不允许响应于由促动机构 所引起之移动的行动或移动。开关的开位置可允许促动机构与诸 如柱塞、尖端移除机构和/或移液管嘴移动机构之类的流体处理装 置的另一部分之间的可操作连接。开关的关位置可不允许促动机 构与诸如柱塞、尖端移除机构和/或移液管嘴移动机构之类的流体 处理装置的另一部分之间的可操作连接。例如，关位置可允许促 动机构移动，但选定的流体处理机构的其他部分不提供响应。在 一个示例中，当开关处于开位置时，与该单个开关相关联的一个 或多个柱塞可响应于由马达所引起的移动而移动，并且当开关处 于关位置时，与该单个开关相关联的一个或多个柱塞不被允许响 应于由马达所引起的移动而移动。在另一示例中，当开关处于开 位置时，与该单个开关相关联的一个或多个尖端移除机构可响应 于马达所引起的移动而导致尖端被移除，并且当开关处于关位置时，一个或多个尖端移除机构不可响应于马达所引起的移动而导 致尖端被移除。类似地，当开关处于开位置时，与该单个开关相 关联的一个或多个移液管嘴可响应于马达所引起的移动而延伸和 /或缩回，并且当开关处于关位置时，与该单个开关相关联的一个 或多个移液管嘴不被允许响应于马达所引起的移动而延伸和/或 缩回。
开关可以是二元开关，其可仅具有开位置和关位置。一种、 两种或更多种促动可在开关处于开位置时发生，而在开关处于关 位置时则不可发生。在备选的实施方式中，开关可具有多个位置 (例如，3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个位置)。开 关可以全关、全开或者部分地开启。在一些实施方式中，开关可 具有不同程度的压下。不同的开关位置可能允许或者可能不允许 不同的促动组合。在一个示例中，当马达被促动时，处于位置0 的开关可能不允许柱塞和尖端移除机构的促动，处于位置1的开 关可允许柱塞的促动而不允许尖端移除机构的促动，处于位置2 的开关可能不允许柱塞的促动而允许尖端移除机构的促动，并且 处于位置3的开关可允许柱塞的促动并且允许尖端移除机构的促 动。在一些实施方式中，开关可包括控制销，该控制销可延伸不 同的程度以代表开关的不同位置。
在一些实施方式中，开关可以是螺线管。该螺线管可具有开 位置和/或关位置。在一些实施方式中，螺线管可具有针对开位置 的延伸组件和针对关位置的回缩组件。可以为每个移液管头提供 单一螺线管。例如，单一螺线管可以允许或者可以不允许单个的 与该螺线管相关联的柱塞、与该螺线管相关联的尖端移除机构或 者与该螺线管相关联的移液管嘴的移动。
开关的另一示例可包括对一个或多个二元凸轮的使用。图54 示出了凸轮-开关布置的示例。凸轮-开关布置可包括多个二元凸 轮5410a、5410b、5410c、5410d。所述二元凸轮可具有一个或多 个凸出段5420以及一个或多个缺口段5422。可以提供一个或多 个控制销5430。在一些实施方式中，每个凸轮可具有与其可操作 地连接的控制销。
单个控制销5430可接触单个的二元凸轮5410。在一些实施 方式中，可在控制销上提供偏置力，该偏置力可导致控制销保持 与凸轮表面相接触。因此，控制销可接触凸轮的凸出段5420或凸 轮的缺口段5422。凸轮可以旋转，从而导致接触控制销的凸轮部 分改变。凸轮可具有旋转轴。随着凸轮的旋转，控制销可接触凸 出段或缺口段，这可以导致控制销作出响应而移动。当控制销接 触凸出段时，与控制销接触缺口段的情况相比，控制销轴可从凸 轮的旋转轴进一步延伸。
可以提供多个凸轮。在一个示例中，每个凸轮可共享旋转轴。 在一些示例中，凸轮可具有共同的轴杆。凸轮可配置成以相同速 率旋转。凸轮可在围绕凸轮的不同角度具有凸出段和缺口段。例 如，图54A示出了具有一个凸出段和一个缺口段的第一凸轮 5410a。第二凸轮5410b可具有两个凸出段和两个缺口段。第三凸 轮5410c可具有四个凸出段和四个缺口段。第四凸轮5410d可具 有八个凸出段和八个缺口段。在一些情况下，可以提供任何数目的凸轮。例如，可以提供n个凸轮，其中n是任何正整数。可以 提供从第一凸轮直至第n凸轮。可以提供多个凸轮中的任何选定 的凸轮i。在一些情况下，第i凸轮可具有2i-1个凸出段和2i-1个缺口段。凸出段和缺口段可径向均匀分布在凸轮周围。可从凸 轮凸出或可不从凸轮凸出的控制销的配置可形成二元配置。
图54A示出了处于位置0的二元凸轮的示例，其中凸轮旋转 了0度。每个控制销正在接触缺口部分，这允许每个控制销具有 回缩位置。图54B示出了处于位置1的二元凸轮的示例，其中凸 轮旋转了22.5度。除第四控制销之外的每个控制销都正在接触缺 口部分。第四控制销正在接触凸出段，这导致第四控制销延伸。 可以产生二元读数，其中回缩的销为0，而延伸的销为1。图54C 示出了处于位置5的二元凸轮的示例，其中凸轮旋转了112.5度。第一控制销和第三控制销正在接触缺口部分，而第二销和第四销 正在接触凸出部分。第二销和第四销是延伸的。图54D示出了处 于位置15的二元凸轮的示例，其中凸轮旋转了337.5度。每个控 制销正在接触凸轮的凸出段。每个控制销均处于延伸位置，因此 每个都具有读数1。凸轮可以旋转任意量，这可以允许延伸和回 缩的销的任何组合。
延伸的控制销可允许在促动机构与流体处理装置的另一部分 之间的可操作连接。例如，针对特定凸轮的延伸的控制销可允许 马达移动与这一单个凸轮相关联的柱塞、尖端移除机构和/或移液 管嘴。
图54E示出了根据本发明的实施方式的，安装有马达的选择 凸轮。一个或多个凸轮5410可与一个或多个控制销5430一起提 供。凸轮可共享轴杆5440。可以提供带有编码器的马达5450。滑 轮5460可以将马达可操作地连接到凸轮。在一些实施方式中，马 达可能能够旋转，这可导致凸轮旋转。轴杆可以旋转，这可导致 凸轮一起旋转。凸轮可旋转到期望的位置以提供延伸的控制销的 期望布置。延伸的控制销可允许在另一马达与移液管的另一部分 之间的可操作连接。还可以提供无附件的移液管主体5470。在一 些实施方式中，延伸的控制销可以是处于开位置的开关，而回缩 的控制销可以是处于关位置的开关，或反之亦然。
在一些实施方式中，吸取和分发彼此独立地得到控制。这可 以借助于单个促动机构来实现。在一个示例中，一个促动机构提 供样品(例如，流体)吸取，而另一促动机构提供样品分发。
通气
一个或多个流体处理机构可包括通气孔。例如，移液管可包 括通气孔。例如，移液管嘴和/或移液管尖端可包括通气开口。通 气开口可允许内部柱塞机构在内部移动，而不会排出或吸取流体。 在一些实施方式中，通气开口可允许柱塞在不导致流体路径内的 流体沿该流体路径大幅移动的情况下移动。例如，通气孔可能能 够允许柱塞在不排出流体的情况下在移液管嘴或尖端内向下移 动。柱塞可以一直接触流体或者可以不一直接触流体。在一些情 况下，柱塞可以向下移动而不排出流体，直到柱塞接触流体。在 另一示例中，通气开口可允许柱塞远离流体向上移动并抽入空气， 同时允许流体留在移液管嘴或尖端内其原来的位置。
通气孔可允许提高的移液管准确度和/或精确度。通气孔可包 含在排气式移液管中。通气孔可通过根据环境条件而允许排放出 可导致流体的固有不准确度的空气，来提高排气式移液管的准确 度和/或精确度。备选地，可以为容积式移液管包含通气孔。通气 可降低与可变条件相关联的不准确度。通气孔可允许弹出填充有 流体的移液管尖端，而不从尖端损失流体。在不损失流体的情况 下使流体填充的尖端排气可在尖端从移液管脱开时支持尖端的温 育，从而空出移液管以执行其他任务。在一个实施方式中，移液 管尖端可被排气，并于随后被拾取用于内部流体的进一步处理。
在一些实施方式中，流体处理装置可包括一个或多个通气端 口。在一些情况下，一个或多个移液管头可具有通气端口。在一 个示例中，流体处理装置的每个移液管头可具有通气端口。每个 特定类型的移液管头(例如，排气式移液管头)可具有通气端口。
通气端口可能能够具有敞开位置和封闭位置。在一些情况下， 可使用开关来确定通气端口时处于敞开位置还是封闭位置。在一 个示例中，开关可以是螺线管、阀门或者本文其他各处所述的任 何其他开关机构。通气端口开关可具有一种或多种提供给本文其 他各处所述的任何其他开关机构的特性，或反之亦然。通气端口 开关可以是二元开关，或者可具有多个位置。通气端口可以是敞 开的或者是封闭的，或者可以具有不同的敞开度。通气端口是敞 开或是封闭，或者通气端口的敞开程度可由控制器来控制。在一 个示例中，通气螺线管可确定通气端口是处于敞开位置还是封闭 位置。在另一示例中，阀门可确定通气端口是处于敞开位置还是 封闭位置。阀门、螺线管或任何其他的开关可进行工作循环。工作循环可具有任何周期，包括但不限于5s或更少、3s或更少、2 s或更少、1s或更少、500ms或更少、300ms或更少、200ms 或更少、100ms或更少、75ms或更少、60ms或更少、50ms或 更少、40ms或更少、30ms或更少、20ms或更少、10ms或更 少、5ms或更少、或者1ms或更少的周期。工作循环可根据来自 控制器的一个或多个指令来控制。
在一些实施方式中，通气螺线管、阀门或其他开关可以确定 通气孔可敞开的程度。例如，开关可以仅确定通气端口是敞开还 是封闭。备选地，开关可以确定通气端口是否敞开到中间程度， 比如敞开约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或 90％。通气端口可敞开到固定程度，或者可以敞开沿连续范围的 任何程度。敞开程度可响应于来自控制器的一个或多个信号而受 到控制。控制器可用于确定要在流体路径中提供的压力的期望程 度。
通气端口可耦合至压力源。压力源可以是正压源或负压源。 正压源对于流体从移液管头内的排出可能是有用的。负压源对于 流体向移液管头中的吸取可能是有用的。在一些情况下，通气端 口可耦合到大气条件。例如，通气端口可选择性地将移液管头的 内部与环境空气相连接。
正压或负压可通过本领域已知的任何技术来递送。在一个示 例中，通气端口可耦合至能够递送正压或负压的可逆泵。所述泵 可能能够长时间递送正压或负压。例如，所述泵可递送正压直至 所有流体都被排出。所述泵可在与期望的一样长的时间内递送正 压，以便允经移液管头排出许期望量的流体。在另一示例中，所 述泵可在与期望的一样长的时间内递送负压，以便允许经移液管 头吸取期望量的流体。可逆泵可允许在选定的条件下在提供正压 与负压之间进行转换。
可以通过流体来提供正压或负压。例如，可以通过空气或另 一气体来提供负压。在其他实施方式中，可以通过液体或任何其 他流体来提供正压或负压。
在一些情况下，移液管头具有单一通气端口。备选地，移液 管头可具有多个通气端口。多个通气端口可连接至正压源、负压 源、环境条件或它们的任何组合。
回缩
流体处理装置可包括一个或多个移液管头，其中单个的移液 管头具有指定长度的流体路径。流体路径可完全处于移液管头之 内，或者移液管头的一个或多个部分可处于移液管头之外。流体 路径长度可终止于移液管嘴。流体路径长度可终止于流体处理装 置的孔口。在一些情况下，流体路径长度可终止于连接到流体处 理装置的尖端的末端。在一些情况下，流体路径长度可终止于柱 塞的末端(例如，更靠近尖端的柱塞末端)。备选地，流体路径 长度可终止于移液管头或者基座或支座的末端。流体路径可具有 两个或更多个终止末端，所述终止末端可以是上述终止位置的任 何组合。在一些情况下，流体路径长度可由两个终止末端所决定。
流体路径的长度可以是可调节的。在一些情况下，当尖端与 移液管嘴接合时，流体路径的长度可以是可调节的，而不会影响 从尖端的流体移动。流体路径长度可以在尖端内的流体保持在基 本上相同的位置的同时得到调节。流体路径长度可增大和/或减 小。
可以通过改变流体路径的1个、2个或更多个终止点的位置 来调节流体路径长度。在一个示例中，流体路径可具有两个终止 点：更靠近尖端或流体被排出和/或吸取的点的一个远端终止点， 和更远离尖端或流体被排出和/或吸取的点的一个近端终止点。可 以移动远端终止点，从而调节流体路径长度。备选地，可以移动 近端终止点，从而调节流体路径长度。在一些情况下，可以彼此 相对地移动远端终止点和近端终止点，从而调节流体路径长度。
在一个示例中，远端终止点可以是移液管嘴，近端终止点可 以是更靠近移液管嘴的活塞末端。移液管嘴可连接到在其中可包 含流体的尖端。移液管嘴可相对于柱塞和/或移液管头的其余部分 缩回或延伸。可以调节移液管头的流体路径长度。在一些情况下， 使移液管嘴延伸和/或缩回无需引起尖端内流体的大幅移动。在另 一示例中，可以朝向或远离尖端促动柱塞。这也可导致移液管头 的流体路径长度得到调节。可以在不引起尖端内流体的大幅移动 的情况下促动柱塞。
如先前所述，流体处理装置可包括至少一个连接到基座的移 液管头，其中单个的移液管头包含配置用于与可移除式尖端相连 接的移液管嘴。柱塞可提供于移液管头之内，并且可配置成在移 液管头内可移动。移液管嘴可以是相对于基座可移动的，从而使 移液管嘴能够具有回缩位置和延伸位置——在其中移液管嘴比在 回缩位置中离基座更远。移液管嘴可以相对于柱塞、相对于马达、 相对于移液管头的其余部分、相对于开关或相对于流体处理装置 的任何其他部分是可移动的。在缩回位置与延伸位置之间调节移 液管嘴可改变终止于移液管嘴的流体路径长度。在一些情况下， 可以仅使用刚性组件来形成流体路径长度。
在回缩位置与延伸位置之间可以提供位置上的任何差异。例 如，回缩位置与延伸位置之间可存在不超过和/或等于约1mm、3 mm、5mm、7mm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、4cm、5cm或10cm的差异。位置上的差异可以是在垂直方向上、水平 方向上或它们的任何组合的方向上。位置上的差异可以是在平行 于尖端长度的方向上、垂直于尖端长度的方向上或它们的任何组 合的方向上。
在一些实施方式中，这可以通过排气——诸如本文其他各处 所述的通气机构或其他机构来实现。通气端口可沿流体路径定位。
流体路径可由一个或多个组件形成。在一些实施方式中，流 体路径可完全由刚性组件形成。在其他实施方式中，流体路径可 由柔性组件形成。备选地，流体路径可由刚性组件和柔性组件的 组合而形成。流体路径可由刚性组件形成而不使用柔性组件。流 体路径可由柔性组件形成而不使用刚性组件。
刚性组件的示例可包括硬管、管道、导管或通道。流体路径 可由单一刚性组件或多个刚性组件形成。多个刚性组件可以是或 者可以不是可彼此相对移动的。刚性组件可相对于彼此滑动。在 一个示例中，可以提供处在伸缩式配置中的多个刚性组件，其中 一个或多个刚性组件可在另一刚性组件内滑动。可以通过彼此相 对地移动一个或多个刚性组件来改变流体路径的长度。
柔性组件的示例可包括可弯曲的管、管道、导管或通道。例 如，可以使用可弯曲的塑料管。流体路径可由单一柔性组件或多 个柔性组件形成。多个柔性组件可以是相对于彼此可移动的。例 如，它们可彼此相对滑动，并且/或者可具有伸缩式布置。
流体处理装置可在一个或多个移液管头内具有柱塞。柱塞可 以配置成可在移液管头内移动。柱塞可以是沿流体路径可移动的。 柱塞可以是在垂直方向和/或水平方向上可移动的。柱塞可以是在 平行于尖端长度和/或垂直于尖端长度的方向上可移动的。柱塞可 与流体路径的一个或多个壁形成不漏流体的连接。因此，由于柱 塞可沿流体路径移动，可以改变和/或保持流体路径内的压力。
柱塞可由刚性组件、柔性组件或它们的任何组合而形成。柱 塞可由单一的整体件形成。备选地，柱塞可由多个区段形成。例 如，柱塞可包括第一区段和第二区段。第一区段的至少一部分可 配置成相对于第二区段滑动，从而允许柱塞延伸和/或收缩。在一 个示例中，第一区段可配置成在第二区段内滑动。可以提供伸缩 式配置。柱塞的长度可以是固定的或者可以是可变的。柱塞可具 有任何数目的区段(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个、 7个、8个或更多个区段)，所述区段可以是或者可以不是相对于 彼此可移动的。柱塞可形成双针和/或多针配置。
在一些实施方式中，热分布器可包围柱塞。热分布器可协助 将柱塞保持在期望的温度或在期望的温度范围内。这在期望精确 控制分发和/或吸取的体积时可能是有益的。热分布器可协助减少 和/或控制流体处理装置的诸如柱塞等一个或多个组件的热膨胀。在其他实施方式中，可使用移液管嘴和/或尖端来向和/或从移液管 传热，以便进行加热和/或冷却操作。还可使用移液管来递送/施加 冷空气以控制筒匣、器皿、尖端等的温度。可利用泵来实现此功 能。
本发明的一个方面可涉及一种流体处理方法，其可包括提供 具有本文所述特征中的一个或多个特征的流体处理装置。例如， 所述方法可包括提供至少一个可操作地连接到基座的移液管头， 其中单个的移液管头包括配置用于与可移除式尖端相连接的移液 管嘴。该方法还可包括相对于基座缩回和/或延伸移液管嘴。该方 法可包括将移液管嘴缩回和/或延伸任何距离，该距离可由控制器 决定。
可选地，所述方法可包括用尖端分发和/或吸取流体。吸取和 /或分发可发生在移液管嘴缩回和/或延伸之时。吸取和/或分发可 发生在移液管嘴在垂直方向上、水平方向上、平行于尖端长度的 方向上、垂直于尖端长度的方向上、远离/朝向基座的方向上、或 它们的任何组合的方向上缩回和/或延伸之时。
分发和/或吸取的速度可取决于移液管嘴缩回和/或延伸的速 度，或反之亦然。在具有小体积流体和小器皿的系统中，在缩回 和/或延伸移液管嘴期间进行分发和/或吸取可能是有益的。例如， 可以提供小器皿，其中流体处于或接近该器皿的最顶层。当尖端 与器皿处流体表面的顶部相遇时，如果未发生吸取，则可能会发 生溢流。如果在尖端遇到流体并下降到器皿之中时发生吸取，则 吸取可防止溢流的发生。在一些实施方式中，分发和/或吸取可以 以足以防止溢流或足以具有任何其他期望效果的速率而发生。
在一些实施方式中，移液管嘴可在平移移液管头之前、之后 和/或与此同时地延伸和/或缩回。移液管嘴可在第一方向上延伸和 /或缩回，并且移液管头平移可在第二方向上发生。第一方向和第 二方向可能基本上彼此平行或者可能不基本上彼此平行。在一些情况下，第一方向和第二方向可能基本上彼此不平行。第一方向 和第二方向可能基本上彼此垂直。在一个示例中，第一方向为基 本上垂直的方向，而第二方向为基本上水平的方向。在另一示例 中，第一方向基本上平行于尖端的长度，而第二方向基本上垂直 于尖端的长度。
移液管嘴可在用尖端分发和/或吸取流体之前、之后和/或与此 同时地相对于基座延伸和/或缩回。流体可在平移移液管头之前、 之后和/或与此同时地被分发和/或吸取。
在一个示例中，可在平移移液管头之前和/或与此同时地缩回 移液管嘴。继而可在用尖端分发和/或吸取流体之前和/或与此同时 地延伸移液管嘴。在平移移液管头的同时，可将移液管尖端缩回 足够的量以清除可能遇到的任何物体。移液管尖端可充分延伸，以便与所要吸取的流体相接触以及/或者将流体分发到指定位置。
在移液管头的平移发生时，移液管嘴可以延伸和/或缩回或者 可以不延伸和/或缩回。在一些情况下，一起平移的多个移液管头 中的单个移液管嘴可以一起延伸和/或缩回或者可以不一起延伸 和/或缩回。在一些情况下，单个的移液管嘴可独立地缩回和/或延伸。移液管嘴可基于所要移动的已知路径而延伸和/或缩回，所述 已知路径可能包括需要清除的已知障碍物或者可能不包括该障碍 物。移液管嘴可基于传感器所提供的一个或多个测量(例如，如 果传感器在移液管头的平移期间遇到阻碍)而延伸和/或缩回。
在一些情况下，移液管可包括一个或多个传感器，用于向操 作移液管的控制系统提供各种数据。在一个示例中，所述一个或 多个传感器提供使移液管能够延伸和缩回的位置测量。在另一示 例中，所述一个或多个传感器提供温度、压力、湿度、导电性数 据。在又一示例中，所述一个或多个传感器包括用于从移液管内 取得图像、视频和/或录音的相机。
多头移液管可具有多个移液管头。一个或多个所述移液管头 和/或每个移液管头可包括移液管嘴。一个或多个所述移液管头和 /或每个移液管头可具有与其相连接的移液管尖端。一个或多个所 述移液管头和/或每个移液管头可能能够接纳或连接到移液管尖端。在一个示例中，每个移液管头可连接到一个移液管尖端。在 其他示例中，每个移液管头可能能够连接到一个或多个移液管尖 端。移液管尖端可压入配合到移液管头上并且/或者可用本领域中 已知的任何其他机构来连接，这些机构包括但不限于：磁性件、 扣接件、勾环紧固件、弹性物、系杆、滑动机构、锁定机构、夹 具、促动机械组件和/或粘合剂。
可成行提供一个或多个移液管头。例如，可以成行提供1个 或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更 多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多 个、10个或更多个、或者12个或更多个移液管头。可成列提供 一个或多个移液管头。例如，可以成列提供1个或多个、2个或 更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更 多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多 个、或者12个或更多个移液管头。可以提供移液管的阵列，其中 所述阵列具有成行的1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、 4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8 个或更多个、9个或更多个、10个更或多个、或者12个或更多个 移液管头以及成列的1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、 4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8 个或更多个、9个或更多个、10个或更多个、或者12个或更多个 移液管头。在一些实施方式中，移液管头可布置成交错的行，直 线的、弯折的或弯曲的行，同心形状，或者任何其他配置。移液 管头可配置成和/或尺寸设定成匹配于本文其他各处所述的微型 卡上的一种或多种排列。
多头移液管可具有拥有本文其他各处所述的移液管头配置的 排气式移液管。备选地，多头移液管可具有拥有本文其他各处所 述的移液管头配置的容积式移液管。备选地，多头移液管可既包 括排气式移液管又包括容积式移液管。在一个区域中可提供一个或多个排气式移液管，并且在另一区域中可提供一个或多个容积 式移液管。备选地，可以穿插排气式移液管和容积式移液管。可 以以一种形制提供排气式移液管，并且可以以另一形制提供容积 式移液管。例如，可以提供一行排气式移液管，并且可以提供单 一的容积式移液管。在一个实施方式中，一排8个头的排气式移 液管可与单一的容积式移液管一起提供。
可在同一移液管支座上提供一个或多个排气式移液管和一个 或多个容积式移液管。备选地，它们可以提供在不同的移液管支 座上。排气式移液管和容积式移液管可相对于彼此处在固定位置。 备选地，它们可以是可彼此相对移动的。
在设备内可提供1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多 个移液管和/或其他流体处理机构。流体处理机构可在该设备内具 有固定位置。备选地，流体处理机构可以是可在设备内移动的。
在模块内可提供1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多 个移液管和/或其他流体处理机构。流体处理机构可在该模块内具 有固定位置。备选地，流体处理机构可以是可在模块内移动的。 在一些实施方式中，流体处理机构可以是可在模块之间移动的。 可选地，可在模块之外但在设备之内提供流体处理机构。
流体处理机构可将样品或其他流体从设备和/或模块的一部 分转移到另一部分。流体处理机构可在模块之间转移流体。流体 处理机构可使流体能够从设备的一部分被运送到另一部分，从而 实现一个或多个样品处理步骤。例如，流体可在设备的第一部分 中经受样品制备步骤，并且可通过由流体处理系统转移到设备的 第二部分，其中可以发生额外的样品制备步骤、测定步骤或检测 步骤。在另一示例中，流体可在设备的第一部分中经受测定，并 且可由流体处理系统转移到设备的第二部分，其中可以发生额外 的测定步骤、检测步骤或样品制备步骤。在一些情况下，流体处 理机构配置用于转移流体、固体或半固体(例如，凝胶)。因此， 术语“流体处理”不必限于流体，而是可以囊括不同粘度或稠度 的物质。
流体处理可允许在流体被包含在一个或多个移液管尖端和/ 或器皿内的情况下对流体的转移。包含流体的尖端和/或器皿可从 设备的一部分移动到另一部分。例如，移液管尖端可在设备的一 个部分中汲取流体，并且移动到设备的第二部分，在该处流体可 被分发。备选地，设备的各部分可相对于流体处理机构而移动。 例如，设备的一部分可移动到移液管，在该处移液管可汲取流体。 继而设备的另一部分可移动到移液管，在该处移液管可分发流体。 类似地，流体处理机构可以是可移动的，以便在不同的位置拾取 和/或移除移液管尖端和/或器皿。
流体处理尖端
在一个示例中，移液管嘴可配置用于接纳一种或多种类型的 移液管尖端。移液管嘴可塑形成与一种或多种类型的移液管尖端 互补。在一些实施方式中，移液管尖端可具有拥有相同直径的末 端，即使其他移液管尖端形状或尺寸可以变化。在另一个示例中， 移液管嘴可具有一个或多个塑形特征，所述塑形特征可根据移液 管尖端而选择性地接触移液管尖端。例如，移液管嘴可具有接触 第一类型移液管尖端的第一部分，以及接触第二类型移液管尖端 的第二部分。在此类情况下，移液管嘴可具有相同的配置。备选 地，移液管嘴可经特殊塑形以适合一种类型的移液管尖端。不同 的移液管嘴可用于不同的移液管尖端。
移液管尖端可以由可使一个或多个信号能够从移液管尖端被 检测到的材料形成。例如，移液管尖端可以是透明的，并且可允 许对移液管尖端内流体的光学检测。可以在移液管尖端附接到移 液管嘴时以任何其他方式对移液管尖端进行光学读取或检测。备 选地，可以在移液管尖端已从移液管嘴移除时以任何其他方式对 移液管尖端进行光学读取或检测。当由检测器读取时，移液管尖 端可能具有包含于其中的流体或者可能不具有流体。移液管尖端 可具有如本文其他各处所更详细描述的一种或多种配置、尺寸、 特性或特征。
在一些实施方式中，移液管尖端可接收或发射来自光源的光。 尖端可发挥透镜的功能以聚焦移液管所发射的光。在一些实施方 式中，光源可以可操作地连接到流体处理装置。光源可在流体处 理装置之外，或者可在流体处理装置之内。在一些实施方式中， 可在流体处理装置的移液管头内提供一个或多个光源。在一些实 施方式中，多个移液管头或每个移液管头可具有光源。多个光源 可以是或者可以不是独立可控的。可以控制或者可以不控制光源 的一个或多个特性，包括但不限于：光源是开还是关、光源的亮 度、光的波长、光的强度、照明角度、光源位置。光源可向尖端 中提供光。
光源可以是任何能够沿电磁波谱发射能量的器件。光源可沿 可见光谱发光。在一个示例中，光源可以是发光二极管(LED) (例如，砷化镓(GaAs)LED、砷化铝镓(AlGaAs)LED、砷化 镓磷(GaAsP)LED、磷化铝镓铟(AlGaInP)LED、磷化镓(III) (GaP)LED、氮化铟镓(InGaN)/氮化镓(III)(GaN)LED、或 磷化铝镓(AlGaP)LED)。在另一示例中，光源可以是激光器， 例如垂直腔面发射激光器(VCSEL)或者其他合适的光发射器， 诸如磷化铟镓铝(InGaAIP)激光器、磷化镓砷/磷化镓 (GaAsP/GaP)激光器、或砷化镓铝/砷化镓(GaAIAs/GaAs)激 光器。光源的其他示例可包括但不限于电子激发光源(例如，阴 极射线发光、电子受激发光(ESL灯泡)、阴极射线管(CRT监 视器)、数码管)、白炽光源(例如，碳丝灯、常规白炽灯泡、 卤素灯、碳硅棒、能斯脱灯)、电致发光(EL)光源(例如，发 光二级管-有机发光二级管、聚合物发光二级管、固态照明、LED 灯、电致发光片、电致发光线)、气体放电光源(例如，荧光灯、 感应照明、空心阴极灯、氖灯和氩灯、等离子体灯、氙气闪光灯)、 或者高强度放电光源(例如，炭弧灯、陶瓷放电金属卤化物灯、 汞介质-弧碘灯、汞蒸汽灯、金属卤化物灯、钠蒸汽灯、氙弧灯)。 备选地，光源可以是生物发光光源、化学发光光源、磷光光源、 荧光光源。
光源可能能够以任何光谱发射电磁波。例如，光源可具有落 入10nm至100μm之间的波长。光波长可落入100nm至5000nm、 300nm至1000nm、或400nm至800nm之间。光波长可小于和/ 或等于10nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600 nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、 1300nm、1500nm、1750nm、2000nm、2500nm、3000nm、4000 nm或5000nm。
可以提供多个光源中的一个或多个光源。在一些实施方式中， 多个光源中的每一个可以是相同的。备选地，一个或多个所述光 源可以是不同的。光源所发出的光的光特性可以是相同的或者可 以是不同的。光源可以是独立可控的。
尖端可形成波导，该波导能够通过尖端向包含于其中的流体 提供光，或者能够通过尖端而从流体传输光信号。尖端可能能够 从光源向包含于其中的流体传输光。光源可以是红外光。红外光 可用于加热尖端之中或其他各处的样品或反应。尖端可能能够传 输光。尖端可由透光材料形成。在一些实施方式中，尖端可传输 电磁波谱中所有的波。备选地，尖端可传输电磁波谱中选定的波。 例如，尖端可传输选定波长的光。尖端可以或不可以沿尖端的整 个长度传输光。尖端的一部分或整个尖端可由透光材料形成。尖 端可以是透明的、半透明的和/或不透明的。
在一些实施方式中，尖端可包括能够传导光的纤维。所述纤 维可由光学透明材料形成。所述纤维可以沿可移除式尖端的一部 分或整个长度延伸。光纤可嵌入在可移除式尖端中。光纤可嵌入 在不透明尖端、透明尖端和/或半透明尖端内。
移液管嘴可由透明和/或反射表面形成。移液管嘴可配置成允 许通过移液管嘴的光传输。例如，来自光源的光可穿过移液管嘴 到达尖端。在一些实施方式中，移液管嘴可具有反射表面。来自 尖端的光可由移液管嘴反射回尖端中，从而在尖端内或邻近尖端 处创造出高照明度。
图55A-图55E示出了使用一个或多个光源的流体处理装置的 示例。图55A示出了多个移液管头。每个移液管头可包括嘴5510。 可以为每个移液管头提供喷吸套筒5512。
图55B示出了在底部位置具有柱塞5520的流体处理装置的侧 面剖视图。该装置可包括移液管壳体5530。可以提供螺线管5540， 该螺线管5540可影响喷吸套筒5512或柱塞5520的促动。
图55C示出了可在流体处理装置内提供的光源的特写。例如， 可以在移液管壳体内提供LED 5550或其他光源。本文对LED的 任何描述亦可适用于任何其他光源，且反之亦然。LED可位于柱 塞5520的末端。LED可位于柱塞的顶端或柱塞的底端。LED可 与柱塞同轴。LED可与柱塞成为一体或可以是与柱塞分离的零件。 LED可以直接接触或者可以不直接接触柱塞。在一些实施方式中， LED可随柱塞一起移动。备选地，LED可保持固定，而柱塞可以是可移动的。
可以提供可协助对准和/或控制柱塞位置的柱塞固定器5560。 柱塞固定器可具有一个或多个可将柱塞置于延伸或回缩位置的特 征5565。当柱塞处于延伸位置时，其可位于比柱塞处于回缩位置 时更靠近移液管嘴和/或尖端之处。
图55D示出了柱塞5520和移液管嘴5510的特写。在一些情 况下，可在移液管头上提供O形环5570。柱塞可由透光材料形成。 在一些实施方式中，柱塞可由透明材料形成。柱塞可以是可发挥 光导功能的光管柱塞。柱塞可将来自光源的光传输至尖端和/或包 含在尖端内的流体。柱塞可以或可以不将来自尖端内流体的光传 输到另一位置。
图55E示出了流体处理装置的透视图。
流体处理装置可以可操作地连接到图像捕捉器件。图像捕捉 器件可能能够捕捉尖端内的流体的图像。备选地，图像捕捉器件 可能能够捕捉通过尖端的图像。图像捕捉器件可在流体处理装置 之外，或者可在流体处理装置之内。在一些实施方式中，可在流 体处理装置的移液管头内提供一个或多个图像捕捉器件。在一些 实施方式中，多个移液管头或每个移液管头可具有图像捕捉器件。 在一些实施方式中，图像捕捉器件可与装置一体形成。所述装置 本身可能能够发挥图像捕捉器件的功能。在一些实施方式中，尖 端和/或柱塞可能能够发挥图像捕捉器件的透镜的功能。尖端和/ 或柱塞可由透光材料形成，所述透光材料可经塑形用于提供期望 的光学效应。
多个图像捕捉器件可以是或者可以不是独立可控的。图像捕 捉器件可以是相同的，或者可以是不同的。
对图像捕捉器件的任何描述均可适用于任何电磁谱检测器 件。图像捕捉器件可能能够捕捉电磁辐射并且沿着以下各项中的 一项或多项生成图像，这些项为：可见光谱、红外光谱、紫外光 谱或伽马光谱。在一些实施方式中，图像捕捉器件为相机。对相 机或本文其他各处所述的其他检测器件的任何描述均可适用。在 一个示例中，图像捕捉器件可以是数码相机。图像捕捉器件还可 包括电荷耦合器件(CCD)或光电倍增管和光电管，或者光监测 器或其他检测器件，诸如扫描显微镜(无论其为背向光照式或是 正向光照式)。在一些情况下，相机可使用CCD、CMOS，可以 是无透镜(计算式)相机(例如，弗兰肯相机(Frankencamera))、 开源相机，或者可以使用本领域已知的或以后开发的任何其他视 觉检测技术。相机可包括一个或多个如下特征，所述特征可在使 用中使相机聚焦，或者可以捕捉可于后期聚集的图像。在一些实 施方式中，成像器件可采用2-D成像、3-D成像和/或4-D成像(包 含随时间的变化)。成像器件可捕捉静态图像。所述静态图像可 捕捉于1个或多个时间点。成像器件还可捕捉视频和/或动态图像。 可在1个或多个时间段内连续捕捉视频图像。对成像器件和/或检 测单元的任何其他描述亦可适用。
在一个示例中，图像捕捉器件可位于柱塞的末端。在一些示 例中，图像捕捉器件可位于柱塞的底端或顶端。图像捕捉器件可 与柱塞同轴。图像捕捉器件可与柱塞成为一体，或者可以是与柱 塞分离的零件。图像捕捉器件可以直接接触或者可以不直接接触 柱塞。在一些实施方式中，图像捕捉器件可随柱塞一起移动。备 选地，图像捕捉器件可保持固定，而柱塞可以是可移动的。图像 捕捉器件可位于如图55B和图55C中所提供的光源所在的位置 上，或者邻接或接近光源。
柱塞和/或尖端可包括透光材料。柱塞和/或尖端可由透明材料 制成。柱塞和/或尖端可经塑形以具有期望的光学性质。柱塞和/ 或尖端可以是图像捕捉器件的透镜。柱塞和/或尖端的移动可以影 响或者可以不影响图像捕捉器件所捕获的图像的聚焦。图像捕捉器件可指向沿尖端长度的纵向方向。备选地，图像捕获装置可指 向垂直于尖端长度的横向方向，或者成任何其他角度。
在一些实施方式中，图像捕捉器件可能能够捕捉尖端内的流 体的图像。备选地，图像捕捉器件可能能够捕捉器件内的任何样 品的图像。在一些实施方式中，图像捕捉器件可捕捉位于尖端末 端的样品的图像。例如，样品可位于移液管嘴对面的尖端的末端。 图像捕捉器件可捕捉样品的通过尖端的图像。样品可以是流体样 品、组织样品或者本文其他各处所述的任何其他样品。在一些实 施方式中，图像捕捉器件可与光源协同操作。光源可照亮样品， 这允许图像捕捉器件捕捉样品的图像。
处理器可以可操作地连接到流体处理装置的尖端。处理器可 位于流体处理装置之内、与尖端相关联的移液管头之内、或者尖 端本身之上。流体处理装置可基于来自处理器的指令而改变和/或 保持可移除式尖端的位置。处理器可以连接到流体处理装置上或其附近的对环境条件(诸如温度、湿度或蒸汽压)进行测量的传 感器，并且可以调节流体处理设备的运动以针对此类条件作出补 偿或优化。
在一个示例中，可提供多个尖端，其中所述多个尖端中的单 个尖端可具有位于尖端上的和/或可操作地连接到尖端的处理器。 在一些实施方式中，每个尖端可具有在其上或可操作地连接的处 理器。尖端处理器可能能够与控制器通信和/或彼此通信。例如， 第一可移除式尖端的第一处理器可与第二可移除式尖端的第二处 理器通信。
在一些实施方式中，基于所述通信，尖端的位置可以是可控 的。当尖端与移液管头接合时，尖端的位置可以是可控的。备选 地，当尖端与移液管头分离时，尖端的位置可以是可控的。当尖 端与移液管头接合时和/或当尖端与移液管头分离时，尖端可能能 够改变和/或保持其位置。
尖端可包括1个、2个或更多个开口。尖端可以呈任何可与 移液管或者一个或多个移液管嘴相接的有用形状。尖端可采取诸 如圆柱形、椭圆形、正方形、“T”形或圆形等许多形式。单一尖 端可具有多个子隔室或腔。这样的子隔室可用于容纳诸如试剂等 各种有用化学物质。诸如试剂等有用化学物质可以以液体、固体、 薄膜或其他形式存放于尖端或任何其子隔室之中或之上。尖端可 包含可按照命令(例如，当刺破时)而释放的诸如试剂等化学物 质的囊泡。尖端还可用于诸如试剂和/或样品过滤之类的化学和物 理处理步骤。一个或多个所述开口可包括开关，诸如阀门。在一 个示例中，尖端可具有两个开口，其中每个开口可包括嵌入式被 动阀。诸如嵌入式被动阀之类的开关可配置用于允许流体在一个 方向上流动通过第一开口，继而通过尖端主体，进而通过第二开 口。阀门可控制流体流动的方向。流体可完全流动通过尖端，或 者可以流动通过尖端的一部分。例如，尖端可在一个开口处具有 开关，这允许流体朝在某个方向上流动(例如，允许流体流入尖 端以允许吸取，同时不允许流体脱离尖端；或者允许流体流出尖 端以允许分发，同时不允许将流体吸入尖端)。阀门可得到控制， 以确定流体流动的方向、流体流动的数量级、或者是否允许任何 流体流动。
流体处理系统可能能够同时分发和/或吸取一种或多种流体。 在一些情况下，流体处理系统可同时分发、吸取和/或运送多种类 型的流体。流体处理可提供针对一个或多个并发步骤或测试而追 踪和处理不同流体的模块化技术。
多用途运送
流体处理装置对于分发、吸取和/或转移一种或多种流体可能 是有用的。流体处理装置对于包括非流体处理功能在内的一种或 多种额外功能也可能是有用的。组件或尖端的连接可允许流体处 理设备发挥能够执行一种或多种非流体处理功能的机器人的功能。备选地，可以采用移液管本身来通过一个或多个促动机构执 行一种或多种此类非流体功能。此类非流体处理功能可包括传递 动力以移动组件、工具或其他物体(诸如容槽主体)或者筒匣或 试样或它们的任何组件的能力。当与允许大范围移动的柔性支撑 体(本文所述)或其他配置相结合时，装置可能能够在装置之内 或者甚至在装置之外的多个维度上执行此类功能。
例如，流体处理装置对于将组件从设备内的一个位置转移到 另一位置可能是有用的。可被转移的组件可以是样品处理组件。 样品处理组件可以是其样品制备单元或组件、其测定单元组件和/ 或其检测单元或组件。组件的示例可包括但不限于尖端、器皿、 支撑结构、微型卡、传感器、温度控制器件、图像捕捉单元、光 学器件、细胞计数器、离心机或本文其他各处所述的任何其他组 件。
流体处理装置可拾取样品处理组件。流体处理装置可将样品 处理组件移动到设备的不同位置。流体处理装置可将样品处理组 件卸放到其在装置内的新位置。
流体处理装置可能能够在模块内转移样品处理组件。流体处 理装置可以局限于或者可以不局限于模块。备选地，流体处理装 置可能能够在模块之间转移样品处理组件，且不必局限于单一模 块。在一些情况下，流体处理装置可能能够在机架内转移样品处 理组件并且/或者可局限于机架。备选地，流体处理装置可能能够 在机架之间转移样品处理组件，并且不必局限于单一机架。
流体处理装置可使用各种机构来拾取和移动样品处理组件。 例如，可以使用在一个或多个移液管头与样品处理组件的特征之 间的压入配合来拾取样品处理组件。例如，移液管嘴可通过压入 配合布置而与尖端相接。可以使用相同的压入配合布置来允许移 液管嘴与样品处理组件的特征接合。备选地，压入配合接口可存 在于流体处理装置的任何其他部分与样品处理组件之间。在一些 情况下，样品处理组件的压入配合特征可以凸出，以便与流体处 理装置相遇。样品处理组件的压入配合特征可具有与流体处理装 置的压入配合部分互补的形状。
接合机构的另一示例可以是压力驱动机构，诸如抽吸机构。 可以使用由一个、两个或更多个移液管头所提供的吸力来拾取样 品处理组件。吸力可由一个或多个移液管头提供，可由柱塞的内 部促动或耦合到流体路径的负压源提供。提供吸力的移液管头可 接触样品处理组件的任何部分，或者可接触样品处理组件的特定 特征。样品处理组件的特征可以凸出以与流体处理装置相遇，或 者可以不凸出。
接合机构的额外示例可以是磁性机构。流体处理装置可包括 磁体，该磁体可被接通以便与样品处理组件的磁体相接。当希望 卸放样品处理组件时，可以关闭该磁铁。可以使用本领域已知的 额外机构，包括但不限于粘合剂、勾环紧固件、螺丝、或者锁槽 配置。
在一些实施方式中，可提供组件移除机构以协助卸放样品处 理组件。备选地，可不需要单独的组件移除机构。在一些情况下， 可使用尖端移除机构作为组件移除机构。在另一示例中，可使用 柱塞作为组件移除机构。备选地，可提供单独的组件移除机构。 组件移除机构可使用重力、摩擦力、压力、温度、粘性、磁性原 理或任何其他原理。大量的尖端可储存在设备内，作为在需要时 所要利用的移液管或机器人的共享资源。尖端可储存在当需要时 所使用的斗仓、筒匣、储囊之中。备选地，尖端可以以镶套方式 储存以节约设备内的空间。在另一实施方式中，模块可配置用于 提供所需的额外尖端或任何其他资源作为设备中的共享模块。
流体处理装置可在任何数目的接口与样品处理组件相接。例 如，流体处理装置可与样品处理组件在1个、2个、3个、4个、 5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个接口相接。每个接 口可以是相同种类的接口，或者可以是各种接口(例如，压入配 合、抽吸、磁性，等等)的任何组合。接口的数目和/或类型可取 决于样品处理组件。流体处理装置可配置成用一种类型的接口与 样品处理组件相接，或者可以具有多种类型的接口。流体处理装 置可配置用于拾取和/或转移单一类型的样品处理组件，或者可能 能够拾取和转移多种类型的样品处理组件。在应用各种类型尖端 的协助下，流体处理装置可以为样品处理组件或与样品处理组件 一起促进或执行包括物理和化学处理步骤在内的各种样品处理任 务。
图52提供了用于携载样品处理组件的流体处理装置的示例。 所述样品处理组件可以是容槽托架5210。所述容槽托架可具有一 个或多个接口特征5212，所述接口特征5212可配置用于与流体 处理装置相接。在一些实施方式中，所述接口特征可接触流体处 理设备的移液管嘴5220。多个接口特征可接触多个移液管嘴。
在一些实施方式中，尖端移除机构5230对于将容槽托架从移 液管嘴移除可能是有用的。多个尖端移除机构可同时或依次得到 促动。
图53示出了对携载样品处理组件有用的流体处理装置的侧 视图。容槽托架5310可与流体处理装置相接。例如，嘴5320可 与容槽托架接合。嘴可具有相同的形状和/或配置。备选地，嘴可 具有不同的配置。容槽托架可具有一个或多个互补形状5330，所 述互补形状5330可配置用于接纳嘴。嘴可通过摩擦力和/或真空 辅助而与载体接合。嘴可用于排气式移液管。
容槽托架可与一个或多个容槽5340或其他类型的器皿相接。 容槽可具有如图70A-图70B中所示的配置。
流体处理装置还可与一系列连接的器皿相接。图69中示出了 一种这样的配置，其中流体处理装置可与拾取端口6920相接，以 便拾取器皿条带。
在一些实施方式中，提供了可与用于各种处理和分析功能的 移液管相接的微型器皿。在一些情况下，可在服务点地点执行所 述各种处理和分析功能。
拾取接口
流体处理设备可配置用于与尖端或任何其他组件相接。如先 前所述，流体处理设备可包括移液管嘴，该移液管嘴可压入配合 到移液管尖端。可以使用额外的机构来将尖端或其他组件连接到 流体处理设备，所述机构包括但不限于：磁性件、扣接件、勾环 紧固件、弹性物、系杆、滑动机构、锁定机构、夹具、促动机械 组件和/或粘合剂。组件或尖端的连接可允许流体处理设备发挥能 够执行一种或多种流体处理或非流体处理功能的机器人的功能。 此类功能可包括传递动力以移动诸如筒匣之类的工具或其他物体 的能力。当与柔性支撑体(如上所述)相结合时，设备可能能够 跨大移动范围执行此类功能。
移液管嘴可能能够与单一尖端和/或器皿相接。例如，特定的 移液管嘴可配置用于与特定的尖端和/或器皿相接。备选地，单一 移液管嘴可能能够与多个尖端和/或器皿相接。例如，相同的移液 管嘴可能能够与大的和小的移液管尖端和/或器皿相接。移液管嘴可能能够与具有不同配置、尺寸、体积容量、材料和/或大小的尖 端和/或器皿相接。
在一个示例中，可使用一个或多个旋转机构。此类旋转机构 可包括将尖端拧到移液管嘴上。此类螺纹机构可采用外螺纹和/或 内螺纹。图59包括螺纹机构的示例。可以提供移液管嘴5900。 尖端5910可配置用于连接到移液管嘴。尖端可直接地或经由接口 5920连接到移液管嘴。在一些情况下，接口可以是螺母或其他连 接器。接口5920可以以任何方式连接到移液管嘴5900，这些方 式包括压入配合、螺丝或本文其他各处所述的任何其他连接机构。 类似地，接口5920可通过压入配合、螺丝或本文其他各处所述的 任何其他连接机构连接到尖端5910。
在一个示例中，移液管尖端5910可具有外螺纹坡道5930。 诸如螺母之类的接口5920可具有互补的内螺纹坡道5940。在一 个备选实施方式中，移液管尖端可具有内螺纹坡道，并且诸如螺 母之类的接口可具有互补的外螺纹坡道。移液管尖端可能能够拧 入接口的内部部分。移液管尖端的外表面的一部分可接触接口的 内表面。
在一个备选实施方式中，移液管尖端可能能够拧在接口的外 部部分上。移液管尖端的内表面的一部分可接触接口的外表面。 在这样的实施方式中，接口可在其外表面上具有外螺纹坡道和/或 在其外表面上具有内螺纹坡道。移液管尖端可相应地在其内表面 上具有互补的内螺纹坡道或者在其内表面上具有互补的外螺纹坡 道。
在额外的实施方式中，尖端表面的一部分可嵌入接口中，或 者接口的一部分可嵌入尖端中。
移液管嘴的一部分可在接口内，或者移液管嘴的一部分可在 接口之外。在一些实施方式中，移液管嘴表面的一部分可嵌入接 口的一部分内，或者接口表面的一部分可嵌入移液管嘴的一部分 内。
移液管嘴5900可具有一个或多个法兰5950或其他表面特征。 表面特征的其他示例可包括凹槽、凸出物、隆起物或槽道。法兰 可配合到尖端5910的法兰座之中。法兰可配合到法兰座之中以阻 止旋转。这个接口可配置成一旦尖端被正确拧入，就阻止接口和 尖端的旋转。
在本发明的备选实施方式中，可以不需要接口5920。尖端可 直接拧入移液管嘴。尖端可直接拧到嘴上或者嘴的内部。尖端的 外表面可接触嘴的内表面，或者尖端的内表面可接触嘴的外表面。 在备选实施方式中，尖端表面的一部分可嵌入移液管嘴内，或者 移液管嘴表面的一部分可嵌入尖端内。
尖端可具有1个、2个或更多个外螺纹坡道。可以提供任何 数目的外螺纹坡道。可以提供1个、2个、3个、4个、5个、6 个、7个、8个或更多个螺纹坡道。螺纹坡道可以是外螺纹坡道、 内螺纹坡道或它们的任何组合。螺纹坡道可以径向等距地间隔开。 移液管尖端可具有1个、2个或更多个法兰座。可以提供1个、2 个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个法兰座。法兰座 可以径向等距地间隔开。备选地，法兰座之间的间距可以有所不 同。法兰座可以径向定位在螺纹坡道触及移液管尖端的末端之处。 备选地，法兰座可定位在关于螺纹坡道的任何位置。
移液管嘴可具有1个、2个或更多个法兰或本文其他各处所 述的其他表面特征。可以提供1个、2个、3个、4个、5个、6 个、7个、8个或更多个法兰。法兰可以径向等距地间隔开。备选 地，法兰之间的间距可以有所不同。法兰可配置成配合到法兰座 之中。在一些实施方式中，可在法兰与法兰座之间提供一一对应。 第一法兰可配合到第一法兰座之中，并且第二法兰可配合到第二 法兰座之中。法兰座可具有与法兰互补的形状。在一些实施方式 中，法兰可具有相同的形状，并且法兰座可配合在任何法兰之上。 备选地，法兰可具有不同的形状和/或配置，从而使特定的法兰座 可对应于特定的法兰。
在备选实施方式中，可在移液管嘴内提供一个或多个法兰。 在移液管嘴上可塑造互补的法兰座。
法兰可压入配合到法兰座中。法兰与法兰座之间的连接可以 是紧固的。备选地，法兰与法兰座之间的连接可以是宽松的，从 而使法兰可滑出法兰座。
图60提供了根据本发明的实施方式而提供的嘴-尖端接口的 附加示例。拾取器和接口可使用一种或多种在圆珠笔类型的配置 中所采用的特征、特性或方法。嘴6000可配置成与尖端6002接 触。一个或多个拾取爪6004可配置用于拾取尖端。拾取爪可具有 一个或多个可夹持或拾取尖端的爪齿6006或其他组件。
在一些情况下，套环6008可配合在拾取爪6004之上。爪齿 6006可伸出套环。所述套环可具有爪压缩直径6010。所述爪可在 拾取器套环内滑动。因此，所述齿可从套环延伸出不同的量。爪 压缩直径可将齿压缩到一起。当套环在齿上滑动时，这可使齿能 够夹持诸如尖端等物体。
可以提供棘轮机构6012。所述棘轮机构可在爪的一部分之上 滑动。一个或多个爪销6014可在棘轮内引导爪。例如，爪销可保 持爪沿棘轮纵向移动，而不是左右滑动。
可以提供爪弹簧6016，所述爪弹簧6016可协助在纵向方向 上沿所述爪提供力。在一些情况下，可以提供可允许嘴在纵向方 向上移动的嘴弹簧6018。可选地，嘴弹簧可具有比爪弹簧更小的 直径。爪弹簧可环绕在嘴的一部分的外部。可以提供一个或多个 盖6020。
包括嘴6000、爪6004、套环6008、盖6020和关联部分在内 的拾取器组装件可接近尖端6002。所述组装件可下压以便拾取接 合该尖端。爪的一个或多个齿6006可捕捉尖端的凸缘。套环可部 分地位于齿之上以便压缩该齿使其倚靠尖端。在拾取器压紧步骤 中，套环可进一步向下滑动以将齿进一步绷紧在尖端周围。
继而可以拉起组装件。在拾取器锁定步骤中，齿可以卡在尖 端的凸缘上。嘴可促使尖端倚靠于齿，从而形成密封。整个组装 件可在移液功能中使用。例如，移液管和连接的尖端可以吸取、 分发和/或转移流体。在移液功能期间，爪可以锁定在套环之中。
为了移除尖端，可在卸放接合步骤中下压组装件。在卸放拉 离步骤中，组装件可被提升，且套环相对于爪向上滑动，从而允 许齿在尖端周围松开。整个组装件可在尖端仍然在下降的同时被 提升，从而使尖端从拾取组装件分离。
图61示出了内螺纹拾取接口的示例。尖端6100可拧入移液 管的螺纹部分6110。所述部分可以是移液管嘴或者是尖端与移液 管嘴之间的接口。尖端可包括一个或多个法兰6120或其他表面特 征。如本文其他各处所述，可以提供任何数目或配置的法兰。法 兰可以与一个或多个可使尖端围绕螺纹部分旋转的机构相接合。 备选地，螺纹部分可以转动而尖端保持静止，可选地使用法兰将 其固定就位。螺纹部分可包括一个或多个可拧入尖端内的螺丝 6130。备选地，尖端可在其外表面上包括一个或多个螺丝，并且 可拧入螺纹部分之中。螺纹部分可包括一个或多个流体通路6140。 所述流体通路可进入与尖端的内部6150的流体连通。
图62图示了O形环尖端拾取器的示例。尖端6200可由移液 管嘴6210拾取。尖端的一部分可配合到嘴的一部分内。例如，尖 端的外表面的一部分可接触嘴的内表面。备选地，嘴的一部分可 配合到尖端的一部分内。例如，尖端的内表面的一部分可接触嘴 的外表面。
嘴可以具有一个或多个可接触尖端6200的O形环6220。O 形环可由弹性材料形成。O形环可提供在移液管嘴的圆周周围。 备选地，可以提供弹性材料且无需将其提供在移液管嘴的整个圆 周周围。例如，可在移液管嘴内的一个或多个间隙处提供一个或 多个橡皮球或相似的弹性凸出物。移液管嘴可具有一个或多个凹 槽，一个或多个O形环可配合到所述凹槽之中。备选地，尖端可 在其外表面上具有一个或多个凹槽，一个或多个O形环或其他材 料可配合到所述凹槽之中。
可以在嘴和/或尖端的一部分之间提供高摩擦和/或柔性材料。 这可使尖端能够压入配合到嘴中，或者让嘴压入配合到尖端中。 在一些情况下，嘴和尖端二者均可具有O形环或类型材料。O形 环可确保在尖端与嘴之间的流体密封。
移液管嘴可具有内部搁板或平坦靠板6230。平坦靠板可提供 物理阻挡以使尖端座合于适当的位置。
图63提供了膨胀/收缩智能材料尖端拾取器的示例。尖端6300 可由移液管嘴6310拾取。尖端的一部分可配合到嘴的一部分内。 例如，尖端的外表面的一部分可接触嘴的内表面。备选地，嘴的 一部分可配合到尖端的一部分内。例如，尖端的内表面的一部分 可接触嘴的外表面。
嘴可以包括由当相应地遭受到磁场或电场时可收缩的磁致伸 缩或电致伸缩智能材料制成的套环。可以结合电磁线圈、磁场操 纵或者生成电流的电源，以便控制材料的收缩和膨胀。
为了拾取尖端，嘴可下降至尖端周围并且可以激活套环，从 而导致套环收缩并夹持该尖端。套环可牢固地夹持尖端。套环的 收缩可充分牢固地夹持尖端，以确保严密的流体密封。为了释放 尖端，可以解激活套管以使其膨胀并释放该尖端。
移液管嘴可具有内部搁板或平坦靠板6320。平坦靠板可提供 物理阻挡，以使尖端座合在适当的位置。
在一个备选实施方式中，嘴的智能材料可插入尖端的一部分 内。可以激活所述材料以导致所述材料膨胀并从内部夹持尖端。 可以解激活所述材料以导致所述材料收缩并释放尖端。
图64提供了膨胀/收缩弹性体偏转尖端拾取器的示例。尖端 6400可由移液管嘴6410拾取。尖端的一部分可配合到嘴的一部 分内。例如，尖端的外表面的一部分可接触嘴的内表面。备选地， 嘴的一部分可配合到尖端的一部分内。例如，尖端的内表面的一 部分可接触嘴的外表面。
嘴可包括刚性材料6420和弹性材料6430。所述刚性材料可 以是刚性块或固体材料。尖端可由弹性材料包围。刚性块可居于 包围尖端的弹性材料之上。
促动器可提供力6440，该力6440可压缩刚性块6420。可朝 向尖端挤压刚性块。挤压刚性块可压缩弹性体6430，从而导致可 使弹性体的内腔室缩小的鼓胀效应。使内腔室收缩可导致弹性体 牢固地夹持尖端6400。在第一方向上(例如，朝向尖端)压缩弹 性体可导致弹性体在第二方向上(例如，垂直于尖端)膨胀，这 可以导致尖端周围的弹性体的压缩。
为了卸放尖端，可以移除力6440，这可导致刚性块从尖端移 开，并且可将弹性体从其压缩状态释放出来。
图65提供了真空夹持器尖端拾取器的示例。可以提供具有大 头6502的尖端6500。所述大头可具有较大的平坦表面积。
尖端可与嘴6510接合。嘴可具有一个或多个位于其中的洞道 6520。在一些情况下，可提供1个、2个、3个、4个、5个、6 个、7个、8个或更多个穿过嘴的洞道。洞道可以等距径向间隔开， 或者以不同间距径向间隔开。洞道可具有相同的或不同的直径。 洞道的第一端可耦合到压力源，而通道的第二端可面向尖端的头 6502。压力源可以是负压源。洞道可连接到较低压力区域，从而 创造出可作用于尖端的扁平头上的吸力。吸力可以提供可向上作用的拉力，以便将尖端固定到嘴。
在一些实施方式中，可提供O形环6530。O形环或其他弹性 构件可位于嘴与尖端的头之间。可以在嘴和/或尖端中提供一个或 多个凹槽或搁板以容纳O形环。O形环可允许在嘴与尖端之间形 成密封。这可在嘴内的流体路径6540与尖端内的流体路径6550 之间提供不漏流体的密封。
为了从嘴卸放尖端，所述洞道可从负压抽吸压力源断开。备 选地，可以关闭压力源本身。
此类嘴-尖端连接和接口是仅以示例的方式提供的。附加的尖 端-嘴接口以及/或者本文所述的尖端-嘴接口的变更或组合均可得 到实现。在一些实施方式中，移液管的一个或多个组件可被配置 成可替换的。这样的配置可以允许向移液管上添加或替换具有不同功能的移液管组件(例如，嘴)的未来版本。
模块化流体处理
在一些实施方式中，本文其他各处所述的流体处理装置配置 中的一种或多种配置可以以模块化的方式实现。例如，可以以模 块化形制提供一个或多个移液管头。在一些实施方式中，单一移 液管模块可在其上具有单一移液管头和/或嘴。备选地，单一移液 管模块可在其上具有2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液 管头和/或嘴。移液管模块可彼此相邻地堆迭以形成多头配置。单 个的移液管模块可以是可移除的、可替换的和/或可调换的。单个 的移液管模块可各自具有相同的配置或者可具有不同的配置。在 一些情况下，不同的移液管模块可用其他移液管模块换出，以便 提供不同的功能性。本文所描述的移液管模块还可称为“移液管 卡”、“卡”或“移液管单元”。
图66提供了根据本发明的一个实施方式的移液管模块的示 例。所述移液管模块可包括安装在支座6610上的移液管主体 6600。所述支座可包括一个或多个导杆6612、轨道、螺丝或类似 的特征。移液管主体可能能够沿导杆或类似特征滑动。本文对导 杆的任何描述均可适用于可引导移液管主体的运动的任何其他特 征。在一些情况下，移液管主体可能能够沿导杆相对于支座向上 和/或向下移动。
在一些情况下，支座还可包括导螺杆6614。所述导螺杆可与 移液管主体的促动接口6602相互作用。所述促动接口可接触导螺 杆，从而由于导螺杆可以转动，因此促动机构可与螺丝的齿相接 合并且可导致移液管主体相应地向上或下移动。在一些实施方式 中，促动接口可以是弹簧加载式挠曲件。该弹簧加载式挠曲件可 以偏靠螺丝，从而提供与螺丝的牢固而柔韧的接触。弹簧加载式 挠曲件可配置用于精确的运动约束。螺丝可响应于促动机构而转 动。在一些实施方式中，促动接口可借助于磁体而连接到移液管 活塞，从而提供充足的自由度以限制磨损和延长机构的寿命。在 一些实施方式中，促动机构可以是马达，其可包括本文其他各处 所述的任何类型的马达。马达可直接连接到螺丝或者可经由耦合而连接。促动机构可响应于来自控制器的一个或多个指令而移动。 控制器可在移液管模块之外，或者可本地提供在移液管模块上。
移液管主体6600可包括机壳。可选地，机壳可以是梭型蛤壳 状机壳。嘴6620可连接到移液管主体。嘴可从移液管主体延伸。 在一些实施方式中，嘴可从移液管主体向下延伸。嘴相对于移液 管主体可具有固定位置。备选地，嘴可从移液管主体延伸和/或缩 回。嘴可具有位于其中的流体通路。流体通路可连接到移液管活 塞。对本文其他各处所述的柱塞、压力源或流体通路的任何描述 均可使用在模块化移液管之中。在一些实施方式中，移液管主体 可支撑马达6630、齿轮系、阀门6632、导螺杆、磁性活塞安装块、 活塞腔体块和阀门安装件6634以及/或者其他组件。可在移液管 主体的机壳内提供一个或多个本文所述的组件。
移液管主体还可包括导轨6640。所述导轨可允许移液管的一 部分相对于移液管主体移动。在一个示例中，移液管嘴可相对于 移液管主体而向上或向下移动。移液管嘴可以连接到可沿导轨移 动的内部组装件。在一些实施方式中，导轨6640可配置用于与可 阻止移液管主体旋转的另一机构相接。导轨可由外部机壳所约束， 这可以约束绕导杆的旋转。
图67A示出了处于全分发位置的，具有回缩的滑闸的模块化 移液管的示例。移液管主体6700可相对于支座6710处于向上的 位置。移液管主体可以包括可与导螺杆6714接合的促动接口 6702。当滑闸缩回时，促动接口可处于导螺杆的顶部。安装件可 具有导杆6712，该导杆6712可协助于相对所述安装件引导移液 管主体。
图67B示出了处于全分发位置的，具有降下的滑闸的模块化 移液管的示例。移液管主体6700可相对于支座6710处于向下的 位置。移液管主体可以包括可与导螺杆6714接合的促动接口 6702。当滑闸下降时，促动接口可处于导螺杆的底部。安装件可 具有导杆6712，该导杆6712可协助于相对所述安装件引导移液 管主体。
安装件可以是完全回缩的、完全降下的，或者具有任何介于 其间的位置。螺丝可以转动从而导致移液管主体相对安装件上升 或下降。螺丝可在第一方向上转动从而导致移液管主体上升，并 且可在第二方向上转动从而导致移液管主体下降。螺丝可在任何 点停止转动以便提供移液管主体的位置。移液管主体可随嘴一起 下降，这可以允许以较小的相对运动实现较大的复杂性。
在流体处理系统中可提供多个移液管模块。移液管模块可具 有刀片配置。可提供薄刀片形状因子从而使得任何数目的刀片可 以以模块化的方式并排堆迭以形成在其中每个嘴可独立地工作或 移动的移液系统。单一刀片可以由可被选择用于特定化操作的多 个工具(嘴、末端效应器，等等)所组成，从而使整体组装件所 需的空间最小化。在一些实施方式中，刀片还可发挥用于保存在 器皿和/或筒匣中的样品和/或试剂的冷冻箱、制冷器、加湿器、和 /或恒温箱的功能。
多个移液管模块可以位于或者可以不位于彼此相邻之处。在 一些实施方式中，移液管模块可以是狭窄的并且可紧挨着彼此堆 迭，以形成多头移液管配置。在一些实施方式中，移液管模块可 具有小于或等于1μm、5μm、10μm、50μm、100μm、300μm、 500μm、750μm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、 4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.5cm、2cm、 3cm或5cm的宽度。可以将任何数目的移液管模块放置在一起。 例如，可以将1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或 更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更 多个、9个或更多个、10个或更多个、12个或更多个、15个或更 多个、20个或更多个、25个或更多个、30个或更多个、50个或 更多个、70个或更多个、100个或更多个移液管模块放置在一起。 额外的移液管模块可单独地放置或者放置在一起，并且可选地可 以具有拥有不同尺寸和容量的不同的嘴。
单独的移液管模块可彼此相邻地放置并且可以彼此接触或者 可以不彼此接触。放置在一起的移液管模块可以共享或者可以不 共享公共支座。移液管模块的移液管主体可能能够相对移液管安 装件彼此独立地向上或向下移动。移液管模块的嘴可能能够相对其他移液管模块独立地延伸和/或缩回。在一些实施方式中，包括 位于公共支座上的多个移液管模块的移液管可被配置成使得所述 移液管模块中的任一个能够在设备内接触到与其他移液管模块中 的一个或多个可以接触到的位置相同的位置。这样的配置可以例 如可期望作为对移液管模块变得不起作用的事件的预防，并且同 一公共支座的另一移液管模块接替不起作用的移液管变得可期 望。
各移液管模块可具有相同或不同的配置。移液管嘴的移液管 嘴可能是相同的或者可能不同。移液管模块可能能够与多种类型 的尖端或与专用的尖端相接。移液管模块可具有相同或不同程度 的灵敏度或变异系数。移液管模块可具有相同或不同的用于控制 流体吸取和/或分发的机构(例如，排气式、容积式、内部柱塞、 垂直柱塞、水平柱塞、压力源)。移液管模块可具有相同或不同 的用于拾取或移除尖端的机构(例如，压入配合、拧入、智能材 料、弹性材料、按压配合，或者本文其他各处所述的或另外的任 何其他接口)。
模块化移液管可以具有可分解为多种功能的运动。例如，运 动可分解为(1)活塞和活塞块在(z)方向上的运动，以便吸取和分 发流体，以及(2)滑闸组装件在(z)方向上的运动，以便允许移液 管模块在各种高度与物体接合并且当在当沿(xy)方向上移动时提 供余隙。在一些实施方式中，(z)方向可以是垂直方向，并且(xy) 方向可以是水平方向。活塞和活塞块的运动可平行于滑闸组装件 的运动。备选地，活塞和活塞块的运动可以是非平行的和/或垂直 的。在其他实施方式中，活塞和活塞块的运动和/或滑闸组装件的 运动可以是水平的，或者可具有任何其他定向。
例如，如图66中所示，活塞运动可通过对水平堆迭的齿轮系 和导螺杆的使用而在非常紧凑的扁平封装中实现。可以使用恒力 弹簧、压缩弹簧或波形弹簧来消除该组装件中的间隙，并因此可 为吸取和分发提供显著改善的准确度/精确度。系统可使用伴随各 种弹簧的准确的或非常精确的运动约束，以便允许组装件即使在 每一单个组件的位置或大小中存在误差的情况下仍精确地操作。
与尖端、嘴或活塞直接作用的所有组件可安装到单一的“滑 闸组装件”，并且这一整个的组装件可如一个零件般移动。滑闸 组装件可包括图66中所示的移液管主体6600。各组件可随滑闸 组装件一起移动，这可区别于在其中仅有嘴移动的传统移液管。 这种设计可允许这些组件到关键的活塞/嘴区域的简单刚性的连 接，而无需在若干个部件之间的复杂联接或相对移动。它还可以 提供将未来的组件和功能集成于其上的可扩展“平台”。
活塞可封装在腔体中。活塞所封装在的腔体可由单块金属切 割而成，并且任何阀或嘴可直接安装到此块。这可简化移液活动 可能直接涉及的组件的安装，并且可用很小的未使用体积来提供 可靠的气密密封。这可有助于减小移液的变异系数。本文其他各 处所述的任何变异系数值均可由移液管实现。
滑闸组装件可有意地在绕滑闸导杆的旋转中欠约束。这可有 助于容忍设备中的未对准，因为滑闸可具有足够的自由度而从一 侧到另一侧(例如，xy平面)枢转到与尖端或其他接口物件接合 所需的任何位置中。
滑闸组装件中的组件可装入两块“蛤壳”中。滑闸组装件的 一些、一半以上、或所有的组件可装入所述蛤壳内。蛤壳可包括 通往可将组件固定就位的滑闸机壳的两个对称的半部。其还可包 括具有用于组件安装的深槽的单一半部，以及完成将组件固定就 位这一过程的扁平的第二半部。蛤壳的各部分可以是或者可以不 是对称的，或者可以具有或可以不具有相同厚度。这些设计可允 许组装件包括大量的小组件，而无需针对每个组件的复杂安装方 法。所述蛤壳设计还可允许以下组装方法：其中组件可被简单地 卸放到它们的正确位置，并且继而可使蛤壳的第二半部就位并紧 固，从而将一切物件锁定就位。此外，这种几何结构本身适合于 将PCB布线板直接集成到蛤壳机壳组件之中以促进设备内组件接线的方法。
对蛤壳的任何描述可应用于滑闸组装件的多部件壳体或外 壳。滑闸组装件的壳体可由结合在一起形成壳体的1个、2个、3 个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个部件所形成。蛤壳可 以是二部件滑闸壳体的示例。蛤壳的各部分可以由或者可以不由 合页连接。蛤壳的各部分可彼此分离。
在一些实施方式中，每个嘴/尖端/活塞/滑闸可结合成非常薄 而扁平的单一模块(或刀片)。这可允许若干个刀片以设定的距 离彼此堆迭，以创造任意大小的移液管。根据需要，可将期望数 目的刀片堆迭在一起，这可以允许移液管根据需要而增大或缩小。 这种模块化方法在机械设计中可提供巨大的灵活性，这是因为其 将功能性和组件分解成了可互换的部件。其还可使这种设计中的 模块化组件能够快速适配和集成到新的移液管系统中；因此，相 同的基本模块化组件可能能够完成种类繁多的具有不同需求的任 务。由于随载于每个移液管刀片上的快速而独立的嘴及活塞控制， 功能性的模块化还可使更高效的设备方案成为可能。这种设计可 在对设备的服务中提供优势，因有可以独立地调换有缺陷的刀片， 而不必需要整个新移液器。一个或多个所述刀片可以是相对于其 他位置可独立移动和/或移除的。
图67C示出了又一实施方式，其中提供了多个单独的移液管 单元6720。图67C是示出单个移液管单元6720中的每一个可以 是可相对于移液管机壳6722中的任何其他移液管单元单个移动 的前视图。单个移液管单元6724中的一些移液管单元被配置成较 大体积的单元并且使用较大的头单元6726。移液管单元6720和 6724中的每一个可单个地上下移动，如箭头6728所指示。系统 可以可选地具有成像器件6730和6732以查看移液管尖端处的活动。这可以用作质量控制，以对尖端是否适当坐落于移液管嘴上、 尖端中是否有足够体积的样品、样品中是否存在不期望的气泡或 其他缺陷进行成像。在本实施方式中，多个成像器件6730和6732 足以对移液管嘴的所有尖端进行成像。
图67D示出了单个移液管单元6720的一个实施方式的侧视 图。图67D示出了该移液管单元6720可具有提供力的单元6740， 诸如但不限于马达、压电驱动单元等。尽管并不排除直接驱动， 但本实施方式使用诸如但不限于滑轮、联接或齿轮6744和6746 等传动件，用于使导螺杆6748转动，而导螺杆6748转而移动活 塞滑动机构6750，该活塞滑动机构6750可上下移动，如箭头6752 所指示。这转而移动活塞6754，该活塞6754使用直接或排气式 驱动耦合到嘴部分6756的尖端(未示出)中的流体的吸取或分发。 当活塞滑动机构6750的下延伸部向下推并使尖端排出器滑块 6760向下移动时，如箭头6762所指示，尖端排出器滑块6760得 到促动。在排出尖端之后，滑块6760可返回到其原始位置。
如箭头6770所指示，整个移液管单元6720可在第一参考系 中上下平移。移液管单元6720内的组件还可在第二参考系中上下 移动。液体的吸取和分发独立于单元6720的运动。本发明还示出 了没有管道延伸到外部源。所有流体保持与移液管单元6720的内 部分离，以便可以在不必在使用之间清洗或洗涤的情况下使用该 单元。一些实施方式可具有疏水涂层、密封件、过滤器、滤纸、 熔块、隔片或其他流体密封物件以防止流体和雾化颗粒进入硬件、 移液管的非一次性部分。
在一些实施方式中，可以提供具有公共传动系设计的、用于 各种流体体积和尖端类型的全模块化移液管单元6720。在一个实 施方式中，嘴和所有流体组件(包括活塞/泵)都位于自包含式模 块中，该自包含式模块可在组装件的其余部分之外建立并验证。 公共平台允许通过可接合头的新尖端或者通过用更新的移液管单 元取代模块移液管单元6720而向系统添加具有不同功能的嘴的 未来版本，只要接口机械地和电气地保持与移液管机壳上之物相 兼容即可。
可以优化移液管单元以移取不同体积的流体。移液管单元可 具有不同的体积容量。在一些实施方式中，移液管单元的体积容 量相关于活塞块或活塞、移液管单元的嘴以及/或者与嘴相接的尖 端的体积。在一些实施方式中，移液管单元可具有低至0.1微升 或高达20微升或者介于其间的任何体积的移液容量。在一些实施 方式中，移液管单元可针对一定体积范围的移液而优化，该体积 范围例如包括0.1-2微升、0.1-10微升、1-10微升、1-50微升、2-20 微升、1-100微升、10-200微升、20-200微升或100-1000微升。
传感器探针
在一些实施方式中，移液管、移液管单元或本文所述设备的 任何其他组件可包含探针。所述探针可包括一个或多个传感器， 例如针对运动、压力、温度、图像等的传感器。向设备的一个或 多个组件中集成探针可以帮助监控设备内的一个或多个情况或事 件。例如，接触式探针可与移液管相集成，以使得当移液管被移 动时该探针可以感测其位置(例如，通过压力、运动或成像)。 这可以提高精确度和准确度，并且降低移液管移动的COV。在另 一示例中，移液管上的探针可以获取关于移液管嘴与移液管尖端 之间密封强度的信息。在另一示例中，探针可包含温度传感器。 如果探针例如附接到离心机、筒匣或移液管，则该探针可以获取 关于离心机、筒匣或移液管附近区域的温度的信息。探针可与模 块、设备或系统的控制器相通信，以使得由探针获取的信息可以 发送到该控制器。控制器可以使用该信息以便校准或优化设备性 能。例如，如果探针感测到尖端未在移液管嘴上正确密封，则控 制器可指引将该尖端从移液管嘴弹出，并将新的移液管尖端加载 到嘴上。在一些实施方式中，探针可具有独立式结构，而不与设 备的另一组件相集成。
器皿/尖端
系统可包含一个、两个或更多个器皿和/或尖端，或者可以含 有可包含一个、两个或更多个器皿和/或尖端的设备。设备的一个 或多个模块可包含一个、两个或更多个器皿和/或尖端。
器皿可具有内表面和外表面。器皿可具有第一端和第二端。 在一些实施方式中，所述第一端和第二端可彼此相对。所述第一 端或第二端可以敞开。在一些实施方式中，器皿可具有敞开的第 一端和封闭的第二端。在一些实施方式中，器皿可具有一个或多 个额外的末端或凸出部，它们可以是敞开的或封闭的。在一些实 施方式中，器皿可以用于容纳衬底以供测定或反应。在其他实施 方式中，所述衬底自身可以发挥某种器皿的功能，从而消除了对 单独的器皿的需求。
器皿可具有任何横截面形状。例如，器皿可具有圆形横截面 形状、椭圆横截面形状、三角形横截面形状、正方形横截面形状、 矩形横截面形状、梯形横截面形状、五边形横截面形状、六边形 横截面形状或八边形横截面形状。横截面形状可沿器皿的整个长 度保持不变，或者可以变化。
器皿可具有任何横截面尺寸(例如，直径、宽度或长度)。 例如，横截面尺寸可小于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、 2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、 7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm或3cm。横 截面尺寸可以指器皿的内部尺寸或外部尺寸。横截面尺寸可沿器 皿的整个长度保持不变，或者可以变化。例如，敞开的第一端可 以比封闭的第二端具有更大的横截面尺寸，或反之亦然。
器皿可具有任何高度(其中高度可以是与横截面维度正交的 方向上的维度)。例如，高度可小于或等于约0.1mm、0.5mm、 1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm、 3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。在一些 实施方式中，高度可以是在器皿的第一端与第二端之间测量的。
器皿的内部可具有约1000μL或更小、500μL或更小、250μL 或更小、200μL或更小、175μL或更小、150μL或更小、100μL 或更小、80μL或更小、70μL或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更 小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、 300nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、10nL或更小、1nL 或更小、500pL或更小、250pL或更小、100pL或更小、50pL 或更小、10pL或更小、5pL或更小、或者1pL或更小的体积。
器皿的一个或多个壁可具有相同的厚度或沿器皿的高度变化 的厚度。在一些情况下，所述壁的厚度可小于和/或等于约1μm、 3μm、5μm、10μm、20μm、30μm、50μm、75μm、100μm、 200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、 900μm、1mm、1.5mm、2mm或3mm。
可以提供可具有相同的形状和/或大小或者不同的形状和/或 大小的一个或多个器皿。
器皿可由单一整体件形成。备选地，器皿可由两个或更多个 器皿零件形成。所述两个或更多个器皿零件可以永久地彼此接附， 或者可以选择性可从彼此分离。器皿可包括主体和盖。备选地， 一些器皿可以仅包括主体。
器皿可配置用于容纳和/或约束样品。器皿可配置成与流体处 理系统相接合。可以使用本领域已知的任何流体处理系统，诸如 移液管，或者使用本文其他各处描述的实施方式。在一些实施方 式中，器皿可以配置成与可连接到流体处理设备(诸如移液管) 的尖端相接合。器皿可配置用于在器皿内部中接纳尖端的至少一 部分。尖端可至少部分地插入到器皿中。在一些实施方式中，尖 端可配置成进入器皿直抵器皿的底部。备选地，尖端可配置成不 超过部分地插入到器皿中。
器皿材料可以是不同的类型，这取决于相应过程所需的性质。 材料可包括但不限于：聚合物、半导体材料、金属、有机分子、 陶瓷、复合材料、迭层材料等。材料可以是刚性的或柔性的，或 者能够在这两者之间转变。器皿材料可包括但不限于聚苯乙烯、 聚碳酸酯、玻璃、金属、丙烯酸、半导体材料等，并且可以包括 若干种类型的涂层之一。通过在器皿壁上引入功能化孔隙，器皿 材料可渗透选择性的种类。这允许了某些分子种类穿过该材料。器皿材料还可覆有涂层，以防止吸收诸如水之类的物质。可以使 用其他涂层来实现特定的光学特性，诸如透射、反射、荧光等。
器皿可具有不同的几何形状，包括但不限于矩形、圆柱形、 六边形，并且可以根据应用而包括但不限于诸如穿孔、渗透膜、 微粒或凝胶等属性。器皿可包含微流体通道或电路，它们可选地 在硅衬底上。
器皿还可以是主动式的，并执行一组任务。器皿可包含主动 式运送器，用以将流体/悬浊液泵过薄膜/隔障。
器皿可设计成具有特定光学性质——透明、不透明、荧光或 与电磁频谱的任何部分相关的其他性质。通过设计材料以使其在 电磁频谱的红外部分中强烈吸收，可将器皿设计成充当局部加热 的反应器。
器皿壁可设计成通过吸收、散射、干涉等而响应于不同的电 磁辐射。光学特性和嵌入式传感器的组合可导致器皿能够充当自 包含式分析器——例如，器皿壁上的光敏材料和嵌入式传感器会 将器皿转变成能够测量光信号变化的分光光度计。
在一些实施方式中，器皿可以被认为是智能容器，其可通过 “取样”周围的流体而改变其性质。器皿可允许单元之间的优选 离子转移——与细胞类似，通过电和/或化学触发器发信号。它们 还可以响应于外部和/或内部刺激而影响对其内部流体的容纳。响 应于刺激还可以导致器皿的大小/形状的改变。器皿可以响应于外 部或内部刺激而自适应，并且可能通过更改测定动态范围、信号 强度等而支持反射测试。
器皿还可以嵌有不同的传感器或具有嵌入其中的不同的传感 器，诸如环境(温度、湿度等)、光学、声学或电磁传感器。器 皿可以安装有微小的无线相机，以便即时传输关于其内容物的， 或者备选地关于在其中发生的过程的信息。备选地，器皿可包含 另一类型的一个或多个检测器，该检测器向中央处理器无线地传 输数据。
器皿可以设计成一系列不同体积，范围从数微升到数毫升。 跨不同长度和时间尺度处理流体涉及操纵和/或利用各种力—— 水动力、惯性力、重力、表面张力、电磁力等。器皿可设计成利 用某些力而非其他力，以便以特定方式操纵流体。示例包括在毛 细管中使用表面张力来转移流体。诸如混合和分离之类的操作需 要不同的策略，这取决于体积——器皿可设计成特别地利用某些 力。混合在处理小体积时特别重要，这是因为不存在惯性力。可 以采取新颖的混合策略——比如在外力下使用磁性颗粒、剪切诱 导混合等——来实现高效的混合。
器皿因其在处理小体积和大体积流体中固有的灵活性而提供 了超越微流体芯片的灵活性。与微流体器件相比，这些器皿的智 能设计允许处理更大范围的体积/尺寸。在一个实施方式中，器皿 被设计成具有锥形底部。这样的锥形至少位于器皿的内表面中。 应当理解，只要内部是锥形，外部可以是锥形的、正方形的或以 其他方式塑形。这些特征减少了所需样品/液体超额。亦即，可以 在器皿中混合小体积并在不浪费液体/留下残余液体的情况下将 其提取出来。这样的设计允许既用小体积的液体又用大体积的液 体工作。另外，器皿可以利用微流体器件所无法利用的力——从 而在处理中提供更大的灵活性。通过切换到不同大小，容器还可 以提供动态改变尺度的能力。在“智能器皿”的概念中，同一器 皿可以改变容量和其他物理属性，以利用不同的力来处理流体。 这样的促动可被编程，以及从外部促动，或者由内部流体的变化 所发起。
器皿的功能性可以超出流体容纳——不同的器皿可以经由表 面特征或外部促动而连通，并且参与跨器皿边界流体/种类运送。 器皿因此成为流体容纳、处理和运送的载体——与细胞类似。器 皿可以响应于外部促动和/或内部流体成分变化而融合。在这一实施方式中，器皿可被视为功能单元，其能够执行一个或若干个专 门功能——分离，诸如等电聚焦、透析等。器皿可以用来取样某 些流体并生成关于转化、终点等的信息。
器皿可充当自包含式分析单元，带有内置的检测器和信息交 换机构(通过嵌入器皿壁内部的传感器和发射器)。器皿壁可用 传统材料和/或有机半导体材料制成。器皿可集成有其他传感器/ 促动器，以及与其他器皿相接。在本实施方式中，器皿可被视为 能够容纳、处理、测量和通信的系统。在一些实施方式中，器皿 可包含用于对非常小体积液体的电操纵的芯片。
器皿还可具有样品提取、采集和流体转移功能性。在本实施 方式中，器皿会表现得像储存在筒匣中的移液管，并且能够向特 定位置转移流体。示例包括用于核酸扩增测定的病毒运送培养基， 其中器皿同时用来采集和运送该病毒运送培养基。另一示例是为 了采集手指针刺样品而从设备伸出的容槽。
器皿可设计用于容纳/处理多种样品类型，包括但不限于血 液、尿液、排泄物等。不同的样品类型可能需要器皿特性——材 料、形状、大小等之中的改变。在一些实施方式中，器皿执行所 含样品的样品采集、处理和分析。
器皿或子器皿可以密封或以其他方式包含其内部的试剂。移 液管可在需要时采取行动——比如通过打破包含试剂的密封—— 从器皿释放出试剂以供化学反应或其他过程。器皿可由玻璃或其 他材料组成。原本会被吸收到传统聚合物尖端中或在暴露于环境时会降解的试剂可能需要器皿中的此类分隔或密封。
在一些实施方式中，本文提供的器皿具有圆形边缘以使流体 处理期间的流体损失最小化。
器皿(例如尖端)可具有内表面和外表面。器皿(例如尖端) 可具有第一端和第二端。在一些实施方式中，所述第一端和第二 端可彼此相对。所述第一端和/或第二端可以敞开。器皿(例如尖 端)可包括连接第一端和第二端的通路。在一些实施方式中，器 皿(例如尖端)可包括一个或多个额外的端或凸出物。例如，器 皿(例如尖端)可具有第三端、第四端或第五端。在一些实施方 式中，一个或多个额外的端可以敞开或封闭，或者是它们的任何组合。
器皿(例如尖端)可具有任何横截面形状。例如，器皿可具 有圆形横截面形状、椭圆横截面形状、三角形横截面形状、正方 形横截面形状、矩形横截面形状、梯形横截面形状、五边形横截 面形状、六边形横截面形状或八边形横截面形状。横截面形状可 沿器皿(例如尖端)的整个长度保持不变，或者可以变化。
器皿(例如尖端)可具有任何横截面尺寸(例如，直径、宽 度或长度)。例如，横截面尺寸可小于或等于约0.1mm、0.5mm、 1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、 5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm 或3cm。横截面尺寸可以指器皿(例如尖端)的内部尺寸或外部 尺寸。横截面尺寸可沿器皿(例如尖端)的整个长度保持不变， 或者可以变化。例如，敞开的第一端可以比敞开的第二端具有更 大的横截面尺寸，或反之亦然。第一端与第二端的横截面尺寸比 可小于和/或等于约100∶1、50∶1、20∶1、10∶1、5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶10、1∶20、1∶50或1∶100。在一些实施 方式中，横截面尺寸的改变可以以不同速率变化。
器皿(例如尖端)可具有任何高度(其中高度可以是与横截 面维度正交的方向上的维度)。例如，高度可小于或等于约0.1 mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、 1.5cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。在一些实施方式中，高度可以是在尖端的第一端与第二端 之间测量的。
器皿(例如尖端)的内部可具有约1000μL或更小、500μL 或更小、250μL或更小、200μL或更小、175μL或更小、150μL 或更小、100μL或更小、80μL或更小、70μL或更小、60μL或 更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或更小、15μL或更 小、10μL或更小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500 nL或更小、300nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、10nL 或更小、1nL或更小、500pL或更小、250pL或更小、100pL或 更小、50pL或更小、10pL或更小、5pL或更小、或者1pL或 更小的体积。
器皿(例如尖端)的一个或多个壁可具有相同的厚度或沿器 皿(例如尖端)的高度而变化的厚度。在一些情况下，壁的厚度 可以小于和/或等于约1μm、3μm、5μm、10μm、20μm、30μm、 50μm、75μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、 600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、1.5mm、2mm或3mm。
可以提供一个或多个可具有相同的形状和/或大小或者不同 的形状和/或大小的器皿(例如尖端)。本文描述的各实施方式中 的任何一个均可具有如本文其他各处描述的器皿和/或尖端的一 个或多个特征。
尖端可由单一整体件形成。备选地，尖端可由两个或更多个 尖端零件形成。所述两个或更多个尖端零件可以永久地彼此附接， 或者可以选择性地从彼此分离。还可以将化学成分或传感器物理 地集成到尖端中，从而有效地实现在器皿(例如尖端)上的完整 实验室测试。器皿(例如尖端)可以各自单独地提供不同的制备、 测定或检测功能。器皿(例如尖端)可在单一器皿或尖端内提供 多个功能或所有功能。
器皿(例如尖端)可由可以是刚性、半刚性或柔性的材料所 形成。器皿(例如尖端)可由导电性、绝缘性、或包含有嵌入的 材料/化学成分/等的材料所形成。器皿(例如尖端)可由相同材料 或不同材料形成。在一些实施方式中，器皿(例如尖端)可由透 明、半透明或不透明材料形成。尖端的内表面可涂覆释放到流体 中的反应物；此类反应物可经板涂、冻干等。器皿(例如尖端) 可以由可允许检测单元检测与器皿(例如尖端)内的样品或其他 流体相关的一个或多个信号的材料形成。例如，器皿(例如尖端) 可以由可允许一个或多个电磁波长从其穿过的材料形成。此类电 磁波长的示例可包括可见光、IR、远IR、UV或者沿电磁频谱的 任何其他波长。所述材料可允许选定的波长或者一个或多个波长 范围穿过。在本文其他各处提供了波长的示例。器皿(例如尖端) 可以是透明的，以允许对包含在其中的样品或其他流体的光学检 测。
器皿(例如尖端)可形成波导。器皿(例如尖端)可允许光 垂直穿过。器皿(例如尖端)可允许光沿器皿的长度穿过。器皿 (例如尖端)可允许光光以任何角度进入和/或行进。在一些实施 方式中，器皿(例如尖端)可允许光以选定的角度或角度范围进 入和/或行进。器皿和/或尖端可以形成一个或多个可聚焦、准直和 /或分散光的光学器件。
可以将材料选择成不可渗透一种或多种流体。例如，材料可 能对于样品和/或试剂是不可渗透的。材料可以是可选择性地渗透 的。例如，材料可允许空气或其他选定的流体通过。
用来形成器皿和/或尖端的材料的示例可包括：功能化玻璃、 Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、SiN4、改性硅，或者范围广泛的凝 胶或聚合物中的任一种，诸如(聚)四氟乙烯、(聚)偏二氟乙 烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 ABS或其组合。在一个实施方式中，测定单元可包含聚苯乙烯。 材料可包括任何形式的塑料或丙烯酸。材料可以是硅基的。根据 本发明可使用其他适当的材料。在此描述的任何材料，诸如适用 于尖端和/或器皿的那些材料，均可用于形成测定单元。透明的反 应位点可能是有利的。另外，在其中存在允许光到达光检测器的 光透射窗口的情况下，表面可以有利地是不透明和/或优选地是光 散射性的。
器皿和/或尖端可具有感测其中液位的能力。例如，器皿和/ 或尖端可具有电容式传感器或压力计。器皿可采用本领域已知的 任何其他技术来检测容器内的液位。器皿和/或尖端可能能够以高 精确度感测液位。例如，器皿和/或尖端可能能够检测到精度约为1nm、5nm、10nm、50nm、100nm、150nm、300nm、500nm、 750nm、1μm、3μm、5μm、10μm、50μm、75μm、100μm、 150μm、200μm、250μm、300μm、400μm、500μm、600μm、 700μm、800μm、900μm或1mm以内的液位。
尖端可辅助于样品的分发和/或吸取。尖端可配置用于选择性 地包含和/或约束样品。尖端可配置成与流体处理设备相接合。可 以使用本领域已知的任何流体处理系统，比如移液管，或者使用 本文其他各处描述的实施方式。尖端可连接到流体处理设备，以 形成不漏流体的密封。在一些实施方式中，尖端可插入到器皿中。 尖端可至少部分地插入到器皿中。尖端可以包括可决定尖端可以 插入到器皿中多远的表面形状或特征。
器皿和/或尖端可独立地形成，而且可从彼此分离。器皿和/ 或尖端可以是可相对于彼此独立移动的。备选地，两个或更多个 器皿和/或尖端可以彼此相连接。它们可共享公共支座。例如，所 述两个或更多个器皿和/或尖端可以是由相同材料切割而成—— 例如，切割到公共衬底中。在另一示例中，两个或更多个器皿和/ 或尖端可彼此相邻地直接联接，使得它们彼此直接接触。在又一 示例中，一个或多个联接组件可将两个或更多个器皿和/或尖端联 接到一起。联接组件的示例可包括杆、条带、链、环、弹簧、片 或块。联接的器皿和/或尖端可形成条带、阵列、曲线、圆、蜂窝、 交错行或任何其他配置。器皿和/或连接可由光学透明、半透明和 /或不透明材料形成。在一些情况下，材料可阻止光进入器皿和/ 或腔体内的空间。本文对器皿和/或尖端的任何讨论均可适用于容 槽，且反之亦然。容槽可以是一种类型的器皿。
图69提供了器皿条带的示例。器皿条带提供了可共同联接的 多个器皿的示例。器皿条带6900可具有一个或多个腔体6910。 腔体可直接在其中接纳样品、流体或其他物质，或者可以接纳可 配置成在其中约束或接纳样品、流体或其他物质的器皿和/或尖 端。腔体可形成行、阵列，或者如本文其他各处描述的任何其他 布置。腔体可经由器皿条带主体而彼此相连。
器皿条带可包括一个或多个拾取接口6920。拾取接口可接合 样品处理装置，比如流体处理装置。拾取接口可与一个或多个移 液管嘴相接。可以使用本文其他各处描述的任何接口配置。例如， 移液管嘴可压入配合到拾取接口中。备选地，拾取接口可与移液 管的一个或多个其他组件相接。
器皿条带对于比色分析或细胞计数可能是有用的。器皿条带 对于本文其他各处描述的任何其他分析可能是有用的。
图70A和70B提供了容槽7000的另一示例。容槽提供了可 共同联接的多个槽道的示例。容槽托架可具有由一个、两个或更 多个零件形成的主体。在一个示例中，容槽可具有顶部主体部分 7002a和底部主体部分7002b。顶部主体部分可在其上具有一个或 多个表面特征，诸如腔体、槽道、凹槽、通路、孔穴、凹坑或任 何其他表面特征。底部主体部分不需要包括任何表面特征。底部 主体部分可以是无腔体的实心部分。顶部和底部主体部分可以合在一起形成容槽主体。顶部和底部主体部分可具有相同的占位面 积，或者可具有不同的占位面积。在一些情况下，顶部主体部分 可以比底部主体部分更厚。备选地，底部主体部分可以比顶部主 体部分更厚或与其厚度相等。
容槽7000可具有一个或多个腔体7004。所述腔体可直接在 其中接纳样品、流体或其他物质。腔体可形成行、阵列，或者如 本文其他各处描述的任何其他布置。腔体可经由容槽主体而彼此 相连。在一些情况下，腔体的底部可由底部主体部分7002b形成。 腔体的壁可由顶部主体部分7002a形成。
容槽还可包括一个或多个流体连接的腔体7006。该腔体可配 置用于在其中接纳样品、流体或其他物质，或者可以接纳可配置 用于在其中约束或接纳样品、流体或其他物质的器皿和/或尖端 (例如，容槽)。腔体可形成行、阵列，或者如本文其他各处描 述的任何其他布置。腔体可经由通过容槽主体的通路7008彼此流 体连接。
通路7008可连接两个腔体、三个腔体、四个腔体、五个腔体、 六个腔体、七个腔体、八个腔体或更多个腔体。在一些实施方式 中，可提供多个通路。在一些情况下，通路的一部分可由顶部主 体部分7002a形成，并且通路的一部分可由底部主体部分7002b 形成。通路可定向在与其所连接到的腔体7006的定向不平行(例 如，平行)的方向上。例如，通路可以是水平定向的，而腔体可 以是垂直定向的。可选地，通路可允许流体从流体连接的一个腔体流到另一腔体。
容槽可包括一个或多个拾取接口。可选地，拾取接口可以是 容槽的一个或多个腔体7004、7006。拾取接口可接合样品处理装 置，比如流体处理装置。拾取接口可与一个或多个移液管嘴相接。 可以使用本文其他各处描述的任何接口配置。例如，移液管嘴可 压入配合到拾取接口中，或者嘴可与拾取接口磁性地相互作用。 备选地，拾取接口可与移液管的一个或多个其他组件相接。可选 地，容槽可包括一个或多个嵌入的磁体或者一个或多个磁性特征， 该磁体或磁性特征允许样品处理装置基于磁力而拾取和/或卸放 容槽。在一些实施方式中，样品处理装置可将容槽从筒匣直接转 移到细胞计数站。在一些实施方式中，模块层次样品处理系统可 将容槽从测定站转移到同一模块中的细胞计数站或检测站。在一些实施方式中，设备层次样品处理系统可将容槽从测定站转移到 不同模块中的细胞计数站或检测站。
容槽对于例如比色分析或细胞计数可能是有用的。容槽对于 本文其他各处描述的任何其他分析可能是有用的。在一些实施方 式中，容槽具有针对与细胞计数器一起使用而优化的配置，例如， 与显微镜载物台相接。在一些实施方式中，容槽具有针对与分光 光度计一起使用而优化的配置。
容槽可由包括本文其他各处描述的那些材料在内的任何材料 所形成。可选地，容槽可由透明、半透明、不透明材料或其任何 组合所形成。容槽可阻止包含在其中的化学品从一个腔体穿通到 另一腔室。
现参考图92，现在将描述容槽的进一步实施方式。图92示 出了具有多个反应容腔7032的容槽7030。其还包括允许光学、 比色、比浊或其他视觉观察以及可选地对其中的样品进行非视觉 感测的侧壁。在本实施方式中，容槽7030具有至少一个架高部分 7040，该架高部分7040允许与诸如移液管等运送机构的接合以将 容槽从一个位置移到另一位置。架高部分7040允许将具有反应器 皿/容腔的容槽7030的部分定位于检测器中的较低处，从而促进 检测器设计并更加遮蔽样品使其在测量期间免受外部光或其他不 期望的外部条件影响。在一些实施方式中，容槽7030可在顶部部 分和/或底部部分上具有凸棱、支腿或其他稳定特征，以使得在移 液管或其他运送机构脱开它时，其可抵靠检测器站的底部表面或侧壁表面而支撑自身，以使得移液管或其他机构可以执行其他任 务，诸如但不限于移取或运送其他样品或试剂。
现参考图93，本实施方式示出了容槽的抬升位置7040位于 中心，以在仅使用流体运送系统的单一的嘴来移动容槽7038时提 供更平衡的条件。
图71示出了根据本发明的一个实施方式的尖端的示例。尖端 7100可能能够与包括本文描述的任何示例在内的微型卡、容槽托 架和/或条带相接。
尖端可以包括可存放样品的狭窄部分7102、样品体积区7104 和/或嘴插入区7106。在一些情况下，尖端可包括一个或多个所述 区。样品存放区可具有比样品体积区更小的直径。样品体积区可 具有比嘴插入区更小的体积。样品存放区可具有比嘴插入区更小的体积。
在一些实施方式中，在嘴插入区7106的末端处可提供凸缘 7108或表面。该凸缘可从嘴插入区的表面凸出。
尖端可包括一个或多个连接区域，诸如可在各种类型的区之 间提供的漏斗形区域7110或阶梯形区域7112。例如，在样品存 放区7102与样品体积区7104之间可提供漏斗形区域。在样品体 积区7104与嘴插入区之间可提供阶梯形区域7112。在连接区域 之间可以提供或者可以不提供任何类型的连接区域。
样品存放区可包括开口，通过所述开口可以吸取和/或分发流 体。嘴插入区可包括开口，移液管嘴可以可选地插入到所述开口 中。可以使用如本文其他各处描述的任何类型的嘴-尖端接口。嘴 插入区的开口可具有比样品存放区的开口更大的直径。
尖端可由透明、半透明和/或不透明材料形成。尖端可由刚性 或半刚性材料形成。尖端可由本文其他各处描述的任何材料形成。 尖端可以涂覆或者可以不涂覆一种或多种试剂。
尖端可用于核酸测试或者本文其他各处描述的任何其他测 试、测定和/或过程。
图72提供了测试条带的示例。该测试条带可包括测试条带主 体7200。测试条带主体可由实心材料形成，或者可由空心壳或任 何其他配置形成。
测试条带可包括一个或多个腔体7210。在一些实施方式中， 腔体可在主体中作为行来提供。腔体可以可选地以直行、以阵列 (例如，mxn阵列，其中m、n是大于零的整数，包括但不限于 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或 更大)来提供。腔体可定位成交错的行、同心圆或任何其他布置。
腔体可直接在其中接纳样品、流体或其他物质，或者可以接 纳可配置用于在其中约束或接纳样品、流体或其他物质的器皿和/ 或尖端。腔体可配置用于接纳尖端，诸如图71中图示的尖端或本 文其他各处描述的任何其他尖端和/或器皿。测试条带可以可选地 是核酸测试条带，其可配置用于接纳和支撑核酸尖端。
腔体可具有锥形开口。在一个示例中，腔体可包括顶部部分 7210a和底部部分7210b。所述顶部部分可以是锥形的，并且可具 有直径比底部部分更大的开口。
在一些实施方式中，腔体可配置成接纳用于汲取的移液管嘴。 一个或多个移液管嘴可与测试条带的一个或多个腔体相接合。1 个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管嘴可同时与测 试条带的对应腔体相接合。腔体的锥形开口对于嘴汲取可能是有 用的。移液管嘴可以压入配合到腔体中，或者可以以本文描述的 任何其他方式与腔体相接。
在测试条带中可提供一个或多个样品和/或试剂。测试条带可 具有狭窄的型面。多个测试条带可彼此相邻定位。在一些情况下， 多个彼此相邻的测试条带可形成腔体的阵列。测试条带可以针对 模块化配置而被换出。测试条带和/或试剂可以是彼此可独立移动的。测试条带可在其中具有不同的样品，所述不同的样品可能需 要保持在不同条件下和/或按不同调度安排运送到设备的不同部 分。
图73示出了测试条带的另一示例。测试条带可具有主体7300。主体可由单一整体件或多个零件形成。主体可具有模塑的 形状。主体可形成多个彼此相连的圆形零件7310a、7310b或者彼 此相连的各种形状。圆形零件的主体可以彼此直接相连，或者在 主体之间可提供一个或多个条带或空间。
测试条带可包括一个或多个腔体7330。在一些实施方式中， 腔体可在主体中作为行来提供。腔体可以可选地以直行、以阵列 (例如，m x n阵列，其中m、n是大于零的整数，包括但不限于 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或 更大)来提供。腔体可定位成交错的行、同心圆或任何其他布置。
腔体可直接在其中接纳样品、流体或其他物质，或者可以接 纳可配置用于在其中约束或接纳样品、流体或其他物质的器皿和/ 或尖端。腔体可配置用于接纳尖端，诸如图71中图示的尖端，或 者本文其他各处描述的任何其他尖端和/或器皿。测试条带可以可 选地是核酸测试条带，该条带可配置用于接纳和支撑核酸尖端。
测试条带主体7330可模塑在腔体7330周围。例如，如果腔 体具有圆形横截面，则该腔体周围的测试条带主体部分7310a、 7310b可具有圆形横截面。备选地，测试条带主体不需要匹配于 腔体形状。
在一些实施方式中，测试条带可包括外部拾取插座7320。一 个或多个移液管嘴可接合测试条带的一个或多个外部拾取插座。1 个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管嘴可同时与测 试条带的对应拾取插座相接合。拾取插座可具有一个或多个腔体 7340或通孔，所述腔体或通孔可能能够与移液管嘴相接。移液管 嘴可以压入配合到腔体中，或者可以以本文描述的任何其他方式 与插座相接。
在测试条带中可提供一个或多个样品和/或试剂。所述一个或 多个样品可直接处在腔体内，或者可以提供在可放置于测试条带 的腔体中的尖端和/或器皿之中。测试条带可具有狭窄的型面。多 个测试条带可彼此相邻定位。在一些情况下，多个彼此相邻的测 试条带可形成腔体的阵列。测试条带可以针对模块化配置而被换 出。测试条带可以是彼此可独立移动的。测试条带和/或试剂可在 其中具有不同的样品，所述样品可能需要保持在不同条件下和/或 按不同调度安排运送到设备的不同部分中。
核酸器皿/尖端
图24示出了根据本发明的一个实施方式提供的器皿的示例。 在一些情况下，器皿对于等温和不等温核酸测定(诸如但不限于： LAMP、PCR、实时PCR)或其他核酸测定可能是有用的。备选 地，器皿可用于其他目的。
器皿可包括配置用于接纳和约束样品的主体2400，其中主体 包含内表面、外表面、开口端2410和封闭端2420。器皿可配置 为与移液管相接合。器皿可包括延伸穿过器皿横截面的柔性材料 2430。柔性材料可跨器皿的开口端延伸。
柔性材料可以具有或者可以不具有狭缝、孔穴或其他形式的 开口。柔性膜可配置用于防止当不存在穿过狭缝插入的物体时流 体穿过柔性膜。在一些实施方式中，柔性材料可以是膜。柔性材 料可以是由硅基材料或者任何弹性或可变形材料形成的隔片。在 一些实施方式中，柔性材料可以是自愈合材料。诸如尖端等物体 可穿过柔性材料插入。尖端可穿过柔性材料中的狭缝或开口插入， 或者可穿透柔性材料。图24从外视图和剖视图示出了穿过柔性材 料插入到器皿中的尖端的示例。尖端的插入可允许样品通过尖端 分发到器皿和/或从器皿吸取样品。当尖端被移除时，柔性膜可再 密封，或者狭缝可充分封闭以防止流体穿过柔性膜。
器皿的主体可具有第一开口端2410和第二闭合端2420。第 一端的横截面尺寸，比如直径，可以比第二端的横截面尺寸更大。 封闭端可具有锥形形状、圆形形状或扁平形状。
在一些实施方式中，器皿的主体可具有第一直径的、具有开 口端2442和闭合端2444的圆柱形部分2440，以及接触开口端的 漏斗形部分2450，其中漏斗形部分的一端可接触开口端，并且可 具有第一直径，而漏斗形部分的第二端2452可具有第二直径。在 一些实施方式中，漏斗形部分的第二端可接触具有两个开口端并 可具有第二直径的另一个圆柱形部分2460。在一些实施方式中， 第二直径可以比第一直径更大。备选地，第一直径可以比第二直 径更大。在一些实施方式中，器皿主体的开口端可配置成与可移 除式盖2470相接合。在一些实施方式中，额外的圆柱形部分的末 端或漏斗形部分的第二端可配置成与所述盖相接合。
在一些实施方式中，器皿还可包括盖2470。盖可配置成在主 体的开口端接触主体。在一些实施方式中，盖的至少一部分可延 伸到主体的内部之中，或者可包围主体的一部分。备选地，主体 的一部分可延伸到盖的内部之中，或者可包围盖的一部分。盖可 具有两个或更多个末端。在一些实施方式中，一个、两个或更多 个末端可以敞开。例如，盖可具有第一端2472和第二端2474。 通路可穿过盖延伸。盖的直径可以沿盖的整个长度保持不变。备 选地，盖的直径可以变化。例如，更加远离主体的盖的末端可具 有比要与主体相接合的盖的末端更小的直径。
可以在器皿的主体内提供柔性膜2430。备选地，柔性膜可提 供在器皿的盖内。柔性膜可夹在器皿的主体与盖之间。在一些情 况下，柔性膜可同时提供在器皿的主体和盖内，或者可提供多个 柔性膜，所述多个柔性膜可以以任何方式分布在器皿的主体与盖 之间。在一些实施方式中，主体可包含柔性材料穿过其延伸的内 部部分，或者盖可包含柔性材料穿过其延伸的通路。
一个或多个尖端可插入到器皿中。在一些实施方式中，尖端 可特别设计用于插入到核酸器皿中。备选地，本文其他各处描述 的任何尖端均可插入到核酸器皿中。在一些情况下，移液管尖端 可插入到核酸器皿中。
尖端2480可具有下部2482和上部2484。所述下部可具有细 长的形状。下部可具有比上部更小的直径。在下部与上部之间可 提供一个或多个连接特征2486。
尖端的下部可至少部分地插入到器皿中。尖端可通过器皿的 盖和/或通过器皿的柔性材料插入。尖端可进入器皿主体的内部。 尖端可穿过柔性材料的狭缝或开口。备选地，尖端可刺穿柔性材 料。
在一些实施方式中，尖端和/或器皿可具有任何其他类型的可 减少污染的障壁。障壁可包括柔性材料或膜、薄膜、油(例如， 矿物油)、蜡、凝胶，或者可防止包含在尖端和/或器皿内的样品、 流体或其他物质穿过障壁的任何其他材料。障壁可防止尖端和/或 器皿内的物质被环境污染、雾化和/或蒸发，和/或污染设备的其他 部分。障壁可允许样品、流体或其他物质仅在期望的条件和/或时 间穿过障壁。
图25示出了根据本发明的另一实施方式提供的器皿的示例。 在一些情况下，器皿可用于等温和不等温核酸测定(例如LAMP、 PCR、实时PCR)或其他核酸测定。备选地，器皿可用于其他目 的。器皿可以包括或者可以不包括本文其他各处描述的器皿的特 征或特性。
器皿可包含配置用于接纳和约束样品的主体2500，其中主体 包含内表面、外表面、第一端2510和第二端2520。在一些实施 方式中，一个或多个所述末端可以敞开。一个或多个所述末端可 以闭合。在一些实施方式中，第一端可以敞开，而第二端可以闭 合。通路可在第一端与第二端之间延伸。
器皿可包括跨通路延伸的材料2530，该材料能够具有(1) 第一状态，其配置用于防止当不存在插入到材料中的物体时流体 穿过材料，和(2)第二状态，其配置用于防止流体和物体穿过材 料。第一状态可以是熔化状态，而第二状态可以是固态。例如， 当处于熔融状态时，材料可允许尖端穿过，同时阻止流体穿过。 流体可通过穿过材料的尖端来分发和/或吸取。当材料处于熔融状 态时，尖端可能能够穿过材料插入和从材料移除。当处于固态时， 材料可以足够坚实以阻止尖端穿过，并且可阻止流体穿过。
在一些实施方式中，材料可由蜡形成。材料可具有选定的熔 点。例如，材料具有低于和/或等于约30℃、35℃、40℃、45℃、 50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或75℃的熔点。材料可具有50 到60℃之间的熔点。当材料的温度足够高时，材料可进入熔化状 态。当材料的温度被带到足够低时，材料可凝固成固态。
当诸如尖端之类的物体穿过材料从器皿移除时，该物体的一 部分可被材料所涂覆。例如，如果尖端插入到熔化的蜡中，并继 而从蜡中移除，则插入到蜡中的尖端的部分在移除时可被蜡涂覆。 这可以有利地密封尖端并减少或防止污染。另外，密封可防止生 物危害或化学危害材料逸出器皿。
图25中步骤1示出了核酸扩增/蜡组装件器皿的示例。该器 皿可具有蜡障壁2530和含水或冻干的试剂2550。障壁可包括放 置在试剂之上的熔化的蜡，其在此处于运输/储存温度下凝固。
图25中步骤2示出了加热器皿以熔化蜡并制备样品的第二步 骤。可以使用移液管/嘴2540可来将器皿放置在加热块上。可以 使用本领域已知的其他机构来向蜡递送热量。可以提供蜡障壁 2530，其中蜡在加热步骤期间熔化。在蜡障壁下方可提供含水或 冻干的试剂2550。
图25中步骤3示出了向器皿引入样品的步骤。尖端2560(诸 如移液管尖端)可穿透熔化的蜡障壁2530。在障壁下方可提供含 水或冻干的试剂2550。移液管尖端可以包含可存放在蜡层下方的 DNA样品2570。在蜡层下方存放可防止污染。包含DNA的样品 可存放在试剂层中。可选地，当尖端从器皿移除时，尖端可具有 被蜡涂覆的部分。
图25中步骤4示出了扩增步骤。在试剂和样品层2550之上 可提供蜡障壁2530。蜡在扩增期间可保持为熔化的障壁。在测定 期间，扩增可在蜡层下进行。在扩增期间或之后可取得浊度或其 他读数，以指示出产物的水平。
图25中步骤5图示了扩增后的蜡凝固步骤。在试剂和样品层 2550之上可提供蜡障壁2530。取得测定读数后，器皿可以冷却， 并且蜡可以重新凝固，从而为通过核酸扩增(例如PCR、实时PCR、 LAMP)生成的DNA提供了包容障壁。
图25中步骤6示出了移除器皿的步骤。可以使用移液管/嘴 2540来移除完全包含的用过的器皿。器皿可包含已凝固的蜡障壁 2530。器皿还可包含准备好处置的核酸扩增产物2550。移液管/ 嘴可从加热块移除器皿，或者可将器皿移至设备的另一部分。
移液管/嘴可以通过器皿的开口端与器皿相接合。在一些实施 方式中，移液管/嘴可与器皿形成密封。移液管/嘴可压入配合到器 皿。备选地，可以使用额外的机构来允许移液管/嘴选择性地与器 皿接合和/或脱开。
离心器皿/尖端
图26A示出了根据本发明的一个实施方式提供的器皿的示 例。在一些情况下，该器皿可用于离心。器皿可配置用于插入到 离心机中。可以使用任何本领域已知的离心机。离心机的示例在 本文其他各处更详细地得到描述。在一个实施方式中，器皿可以 是离心器皿。备选地，器皿可用于其他目的。在另一非限制性实 施方式中，器皿至少在内壁表面中具有锥形底部以允许样品的固 体聚集。在本示例中，器皿的长度足够短，以使得尖端可插入到 器皿的底部以根据需要而使溶质重悬浮。可选地，器皿体积足够 大以便能够处理足够的样品，从而减少样品处理时间并减少可变 性。可选地，器皿足够窄以使得在器皿中对样品的体积测量足够 精确。
器皿可包含配置用于接纳和约束样品的主体2600，其中该主 体包含内表面、外表面、第一端2608和第二端2610。在一些实 施方式中，一个或多个所述末端可以敞开。一个或多个所述末端 可以闭合。在一些实施方式中，第一端可以敞开，而第二端可以 闭合。通路可在第一端与第二端之间延伸。
器皿的一个或多个端2610可以是圆形的、锥形的、扁平的， 或者具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，器皿的横截面 尺寸，比如直径，可以跨器皿的长度而变化。在一些情况下，具 有封闭端的器皿的下部2620可以比更靠近开口端的器皿的另一 上部2630具有更小的直径。在一些实施方式中，可以提供器皿的 一个或多个额外部分2640，所述额外部分2640可位于所述下部 与上部之间。在一些实施方式中，所述一个或多个额外部分的直 径可以介于下部和上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域 2650、阶梯形区域或脊2660可连接不同直径的各部分。备选地， 各部分可逐渐过渡以具有不同的直径。在一些实施方式中，器皿 的开口端可以比器皿的封闭端具有更大的横截面尺寸。
与离心机相接的器皿可用于超出常规分离之外的若干个目 的。与离心机相接的器皿可设计用于分离或者用于特定的测定。 可使用离心机执行的测定的示例包括红细胞沉降率、红细胞抗体 筛查等。用于这些应用的器皿可专门带有嵌入式传感器/检测器和 传输数据的能力。示例包括带有内置相机的尖端，该相机可在红 细胞堆积期间传输图像。离心机器皿还可设计成通过使用磁性的 和/或非磁性微珠而针对离心混合做出优化。容槽的离心允许在小 通道内部的强制流动，这对于诸如流体聚焦和基于尺寸的分离等 应用可能是有用的。器皿还可设计用于处理远小于传统离心机的 体积，其中器皿设计对于避免破坏诸如细胞等脆弱的生物种类而 言是关键的。离心机器皿还可配备用于在无需封盖住整个离心机 的情况下防止雾化的特征。
在一个实施方式中，器皿可被视为两件式部件，其具有充当 盖板的顶部特征，用于防止以气溶胶形式从器皿的任何流体损失。 备选地，器皿可配备鸭嘴隔阀，以防气溶胶泄漏。
图26B还示出了根据本发明的一个实施方式提供的尖端。尖 端可用于从器皿分发和/或吸取样品或其他流体。尖端可配置成至 少部分地插入到器皿中。在一些实施方式中，尖端可以是离心机 提取尖端。
尖端可配置用于接纳和约束样品，其中尖端包含内表面、外 表面、第一端2666和第二端2668。在一些实施方式中，一个或 多个所述末端可以敞开。在一些实施方式中，第一端和第二端可 以敞开。通路可在第一端与第二端之间延伸。
尖端的一个或多个端2668可以是圆形的、锥形的、扁平的， 或者具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，尖端的横截面 尺寸，比如直径，可以跨尖端的长度而变化。在一些情况下，处 在第二端的尖端的下部2670可以比更靠近第一端的尖端的另一 上部2675具有更小的直径。在一些实施方式中，可以提供尖端的 一个或多个额外部分2680，所述额外部分2680可位于下部与上 部之间。在一些实施方式中，所述一个或多个额外部分的直径可 介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域2690、 阶梯形区域或者脊2695可连接不同直径的部分。备选地，各部分 可逐渐过渡以具有不同的直径。在一些实施方式中，尖端的第一 端可以比尖端的第二端具有更大的横截面尺寸。在一些实施方式 中，尖端的下部可以是狭窄的，而且可以沿尖端的整个长度具有 基本上相似的直径。
尖端可配置用于穿过器皿的开口端延伸到器皿中。尖端的第 二端可插入到器皿中。具有更小直径的尖端的末端可穿过器皿的 开口端插入。在一些实施方式中，尖端可完全插入到器皿中。备 选地，尖端可仅部分地插入到器皿中。尖端可具有比器皿更大的 高度。尖端的一部分可凸出到器皿之外。
器皿或尖端可包含凸出表面特征，所述凸出表面特征可防止 尖端的第二端接触到器皿的封闭端的内表面底部。在一些实施方 式中，凸出表面特征可以处在或靠近器皿的封闭端。在一些实施 方式中，凸出表面特征可位于沿器皿的下半部、器皿的下1/3、器 皿的下1/4、器皿的下1/5、器皿的下1/10、器皿的下1/20或器皿的 下1/50之处。凸出表面特征可位于器皿的内表面上。备选地，凸 出表面特征可位于尖端的外表面上。在一些情况下，凸出表面特 征可同时位于器皿的内表面和尖端的外表面上。
在一些实施方式中，凸出表面特征可包括一个或多个隆起物、 脊或阶梯。例如，器皿可包括一体形成于器皿的底部内表面上的 表面特征。该表面特征可包括器皿的底部内表面上的1个、2个、 3个、4个、5个、6个或更多个隆起物。表面特征可彼此均匀地 间隔开。例如，可以以放射状图案提供所述隆起物或其他表面特 征。隆起物或其他表面特征可连续地或间断地环绕器皿的内表面 或尖端的其他表面。
备选地，凸出表面特征可以是器皿或尖端的形状的一部分。 例如，器皿可塑形成具有不同的内径，并且尖端可塑形成具有不 同的外径。在一些实施方式中，器皿的内表面可形成阶梯，在其 上可安置尖端。器皿和/或尖端的型面可如此塑形：使得可以基于 器皿和尖端的内部和外部横截面尺寸而防止尖端接触到器皿的底 部。
器皿和/或尖端可塑形用于防止当尖端已插入到其最远可到 达处时尖端在器皿内的摆动。备选地，器皿和尖端可塑形成允许 一些摆动。在一些实施方式中，当尖端完全插入到器皿中时，尖 端可与器皿形成密封。备选地，尖端与器皿之间无需形成密封。
在一些实施方式中，可通过期望的量防止尖端接触器皿的底 部。这一间隙可使流体能够在尖端与器皿之间自由流动。这一间 隙可防止尖端与器皿之间的流体阻塞。在一些实施方式中，可防 止尖端接触器皿的底部，以在沿器皿的期望高度上提供尖端。在 一些实施方式中，可以分离器皿内流体或样品的一种或多种组分， 并且尖端可定位用以分发和/或吸取流体或样品的期望组分。例 如，可向器皿的底部提供流体或样品具有较高密度的部分，并且 可向器皿的上部提供具有较低密度的部分。根据尖端是要将流体 或样品汲取或递送到较高密度部分还是较低密度部分，尖端可相 应地定位得更靠近器皿的底部和/或上部。
在一些实施方式中，可向离心器皿和/或尖端提供其他特征， 所述其他特征可允许尖端与器皿之间在沿器皿的期望高度上的流 体流动。例如，尖端可包含将尖端的外表面与在第一和第二端之 间的尖端的通路相连接的一个或多个开口、通路、狭缝、通道或 管道。开口可允许流体流动，即使尖端的末端接触到器皿的底部。 在一些实施方式中，沿尖端的高度可提供多个开口。沿尖端的高 度可提供一个或多个开口，以允许流体在器皿内的期望高度上流 动。
尖端可配置用于执行色谱分析。在这个过程中，混合物溶解 在被称为“流动相”的流体中，该流体携载着混合物穿过保存被 称为“固定相”的另一材料的结构。混合物的各种成分以不同的 速度行进，从而导致它们分离。分离是基于流动相与固定相之间 的差异分配。化合物分配系数中的细微差异导致固定相上的差异 滞留，并因此改变分离。尖端可配置用于执行尺寸排阻色谱，其 中溶液中的分子通过其尺寸而不是通过分子量来分离。这可以包 括凝胶过滤色谱分析、凝胶渗透色谱分析。尖端可配置用于实现 对带电颗粒的质量电荷比的测量，从而执行质谱分析。即，该过 程将化学品电离以生成带电分子，而离子继而根据它们的质量电 荷比而得到分离，可能是由使用电磁场的分析器来分离。尖端可 充当电极。
本文提供的系统和设备，诸如服务点系统(包括模块)，配 置用于随美国专利公开号2009/0088336(“MODULAR POINT-OF-CARE DEVICES，SYSTEMS，AND USES THEREOF”) 中提供的器皿和尖端一起使用，该文献通过引用完整并入本文。
容积式尖端
图27也示出了根据本发明的一个实施方式提供的尖端2700。 尖端可用于从器皿分发和/或吸取样品或其他流体。尖端可能能够 提供和/或汲取准确且精确的流体量，具有高灵敏度。尖端可配置 成至少部分地插入到器皿中。在一些实施方式中，尖端可以是容 积式尖端，诸如但不限于图14中所示的容积式尖端。
该尖端可配置用于接纳和约束样品，其中尖端包含内表面、 外表面、第一端2702和第二端2704。在一些实施方式中，一个 或多个所述末端可以敞开。在一些实施方式中，第一端和第二端 可以敞开。通路可在第一端与第二端之间延伸。
尖端的一个或多个端2704可以是圆形的、锥形的、扁平的， 或者具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，尖端的横截面 尺寸，比如直径，可以跨尖端的长度而变化。在一些情况下，处 在所述第二端的尖端的下部2710可以比更靠近所述第一端的尖 端的另一上部2720具有更小的直径。在一些实施方式中，可以提 供尖端的一个或多个额外部分2730，所述额外部分2730可位于 所述下部与上部之间。在一些实施方式中，所述一个或多个额外 部分的直径可以介于下部和上部的直径大小之间。一个或多个漏 斗形区域2740、阶梯形区域或者脊2750可连接不同直径的各部 分。备选地，各部分可逐渐过渡以具有不同的直径。在一些实施 方式中，尖端的第一端可以比尖端的第二端具有更大的横截面尺 寸。在一些实施方式中，尖端的下部可以是狭窄的，而且可以沿 尖端的整个长度具有基本上相似的直径。
在一些实施方式中，可提供柱塞2760，该柱塞2760可以是 可至少部分地插入到容积式尖端内的。在一些实施方式中，尖端 的尺寸和/或形状可以如此塑造：使得柱塞可被拦阻而无法一直进 入到尖端的第二端。在一些实施方式中，尖端可被内部搁板2770 所拦阻。可以阻止尖端进入尖端的下部2710。柱塞的末端2765 可以是圆形的、锥形的、扁平的，或者具有任何其他几何形状。
柱塞可以配置成可在尖端内移动。柱塞可沿尖端的高度移动。 在一些实施方式中，柱塞可以是可移动的，以便分发和/或吸取期 望体积的样品或其他流体。
容积式尖端可具有可能能接纳任何体积的流体的内部体积。 例如，容积式尖端可具有的内部体积可包含少于和/或等于约1 nL、5nL、10nL、50nL、100nL、500nL、1μL、5μL、8μL、 10μL、15μL、20μL、30μL、40μL、50μL、60μL、70μL、80 μL、100μL、120μL、150μL、200μL、500μL或本文其他各处 描述的任何其他体积。
尖端可包含如本文其他各处描述的容积式尖端的一个或多个 特性。
额外的器皿/尖端
图28示出了根据本发明的一个实施方式提供的容腔的示例。 容腔可以是器皿的示例。在一些情况下，容腔可用于各种测定。 容腔可配置用于包含和/或约束一种或多种试剂。在一些实施方式 中，在容腔内可发生一个或多个反应。备选地，容腔可用于其他 目的。在一些实施方式中，可提供多个容腔。在一些实施方式中， 可提供384个容腔。例如，容腔可提供为一行或多行、一列或多 列，或者阵列。容腔可具有4.5μm的直径，并且可被提供有384个间隔。备选地，容腔可具有任何其他间隔或大小。
容腔可包含配置用于接纳和约束样品的主体，其中该主体包 含内表面、外表面、第一端2806和第二端2808。在一些实施方 式中，一个或多个所述末端可以敞开。一个或多个所述末端可以 闭合。在一些实施方式中，第一端可以敞开，而第二端可以闭合。 通路可在第一端与第二端之间延伸。
容腔的一个或多个端2808可以是圆形的、锥形的、扁平的， 或者具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，器皿的横截面 尺寸，比如直径，可以跨器皿的长度而变化。备选地，器皿的横 截面尺寸无需大幅变化。器皿尺寸可逐渐过渡以具有不同的直径。 在一些实施方式中，器皿的开口端可以比器皿的封闭端具有更大 的横截面尺寸。备选地，器皿的开口端和闭合端可具有基本上相 似或相同的横截面尺寸。
在一些实施方式中，容腔的一个或多个末端可具有凸缘2810、 脊或类似的表面特征。在一些实施方式中，可以在容腔的开口端 处或与其靠近之处提供凸缘。可在容腔的外表面上提供凸缘。在 一些实施方式中，凸缘可以接合可支撑容腔的搁架。在一些实施 方式中，凸缘可以接合可覆盖容腔的盖。毛细管和容槽是流体包 容/处理单元的特例，因为它们是为特定任务而设计。毛细管在本 文提供的系统(例如血液计量毛细管)中可仅利用毛细力来将流 体转移到特定位置。容槽使用毛细力和/或外力的组合在特别设计 的通道中运送流体。容槽和毛细管可经表面处理或加工，以便增 强诸如光学透明度、表面张力等某些性质，或者供添加或涂覆诸 如抗凝剂、蛋白质等其他物质。可以与特定器皿相结合地使用不 同类型的微珠，以进一步扩展和/或增强器皿中的处理。示例包括 以下：a)可以使用微珠来增强混合；b)可使用带有涂覆的抗体 的磁珠。微珠分离通过外部EM场实现；c)可以使用非磁性珠作 为亲和柱；d)可以使诸如聚苯乙烯珠之类的普通微珠功能化，以 捕获特定靶标；和e)可以使用长链PEG珠来制成线状结构。
图29也示出了根据本发明的一个实施方式提供的尖端2900。 尖端可以是可用于分发和/或吸取样品或其他流体的大体量处理 尖端。尖端可配置用于至少部分地插入到器皿中。备选地，尖端 可配置用于在不插入到器皿中的情况下分发和/或吸取样品或其 他流体样品。
尖端可配置用于接纳和约束样品，其中尖端包含内表面、外 表面、第一端和第二端。在一些实施方式中，一个或多个所述末 端可以敞开。在一些实施方式中，第一端和第二端可以敞开。通 路可在第一端与第二端之间延伸。
尖端的一个或多个端可以是圆形的、锥形的、扁平的，或者 具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，尖端的横截面尺寸， 比如直径，可以跨尖端的长度而变化。在一些情况下，处在第二 端的尖端的下部2910可以比更靠近第一端的尖端的另一上部 2920具有更小的直径。在一些实施方式中，可以提供尖端的一个 或多个额外部分2930，所述额外部分2930可位于所述下部与上 部之间。在一些实施方式中，所述一个或多个额外部分的直径可 以介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域、阶 梯形区域或脊2940可连接不同直径的各部分。备选地，各部分可 逐渐过渡以具有不同的直径。在一些实施方式中，尖端的第一端 可以比尖端的第二端具有更大的横截面尺寸。在一些实施方式中， 尖端的下部可具有逐渐变化的直径。在一些实施方式中，可以沿 尖端下部的长度提供直径中的大幅差异。大体量处理尖端可以比 本文描述的一种或多种其他类型的尖端具有更大的内部体积。
图30示出了根据本发明的一个实施方式提供的尖端3000的 另一示例。尖端可以是配置用于提供比色示值读数的测定尖端 (即，显色尖端)，其可用于分发和/或吸取样品或其他流体。显 色尖端可使用检测系统读取。检测系统可从本文其他各处更详细 描述的实施方式中的任一个并入。尖端可配置用于至少部分地插 入到器皿中。
尖端可配置用于接纳和约束样品，其中尖端包含内表面、外 表面、第一端和第二端。在一些实施方式中，一个或多个所述末 端可以敞开。在一些实施方式中，第一端和第二端可以敞开。通 路可在第一端与第二端之间延伸。
尖端的一个或多个端可以是圆形的、锥形的、扁平的，或者 具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，尖端的横截面尺寸， 比如直径，可以跨尖端的长度而变化。在一些情况下，处在第二 端的尖端的下部3010可以比更靠近第一端的尖端的另一上部 3020具有更小的直径。在一些实施方式中，可以提供尖端的一个 或多个额外部分3030，所述额外部分3030可位于所述下部与上 部之间。在一些实施方式中，所述一个或多个额外部分的直径可 以介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域3040、 阶梯形区域或脊3050可连接不同直径的各部分。
备选地，各部分可逐渐过渡以具有不同的直径。在一些实施 方式中，尖端的第一端可以比尖端的第二端具有更大的横截面尺 寸。在一些实施方式中，可以提供尖端的相对狭窄的下部。该下 部的横截面直径不需要大量改变或变化。尖端的下部可以是可使 用检测系统读取的。检测系统可能能够检测关于尖端内样品或其 他流体的一个或多个信号。
图31提供了根据本发明的另一实施方式提供的尖端3100。 尖端可以是可用于分发和/或吸取样品或其他流体的血液尖端。尖 端可配置用于至少部分地插入到器皿中。尖端可配置作为“浸杆”， 其可以用来诸如通过使用用试剂功能化的薄尖探针而快速检测多个靶标，。在一些实施方式中，包含在血液尖端内的流体可以是 血液。
尖端可配置用于接纳和约束样品，其中尖端包含内表面、外 表面、第一端和第二端。在一些实施方式中，一个或多个所述末 端可以敞开。在一些实施方式中，所述第一端和第二端可以敞开。 通路可在第一端与第二端之间延伸。
尖端的一个或多个端可以是圆形的、锥形的、扁平的，或者 具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，尖端的横截面尺寸， 比如直径，可以跨尖端的长度而变化。在一些情况下，处在第二 端的尖端的下部3110可以比更靠近第一端的尖端的另一上部 3120具有更小的直径。在一些实施方式中，可以提供尖端的一个 或多个额外部分3130，所述额外部分3130其可位于所述下部与 上部之间。在一些实施方式中，所述一个或多个额外部分的直径 可以介于下部与上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域 3140、阶梯形区域或脊3150可连接不同直径的各部分。备选地， 各部分可逐渐过渡以具有不同的直径。在一些实施方式中，尖端 的第一端可以比尖端的第二端具有更大的横截面尺寸。在一些实 施方式中，尖端的下部可具有逐渐变化的直径。在一些实施方式 中，可以沿尖端下部的长度提供直径中的大幅差异。
图32提供了根据本发明的又一个实施方式提供的尖端3200。 尖端可以是可用于分发和/或吸取样品或其他流体的当前反应尖 端。尖端可配置用于至少部分地插入到器皿中。在一些实施方式 中，在尖端内可发生一个或多个反应。
尖端可配置用于接纳和约束样品，其中尖端包含内表面、外 表面、第一端和第二端。在一些实施方式中，一个或多个所述末 端可以敞开。在一些实施方式中，尖端可不完全封闭通路。例如， 槽销阵列可以通过沾吸方法吸上流体并将其递送到移液管。在一 些实施方式中，第一端和第二端可以敞开。通路可在第一端与第 二端之间延伸。
尖端的一个或多个端可以是圆形的、锥形的、扁平的，或者 具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，尖端的横截面尺寸， 诸如直径，可以跨尖端的长度而变化。在一些示例中，出在第二 端的尖端的下部3210可以比更靠近第一端的尖端的另一上部 3220具有更小的直径。在一些实施方式中，可以提供尖端的一个 或多个额外部分3230，所述额外部分3230可位于下部与上部之 间。在一些实施方式中，所述一个或多个额外部分的直径可以介 于下部和上部的直径大小之间。一个或多个漏斗形区域、阶梯形 区域或脊3240可连接不同直径的各部分。备选地，各部分可逐渐 过渡以具有不同的直径。在一些实施方式中，尖端的第一端可以 比尖端的第二端具有更大的横截面尺寸。在一些实施方式中，尖 端的下部可具有逐渐变化的直径，或者可具有基本上相同的直径。
举例而言，在美国专利公开号2009/0088336(“MODULAR POINT-OF-CARE DEVICES，SYSTEMS，AND USES THEREOF”) 中提供了额外的尖端，该文献通过引用完整并入本文。
微型尖端
图33示出了根据本发明的一个实施方式提供的微型尖端嘴 3300和微型尖端3310的示例。
微型尖端嘴3300可配置用于与微型尖端3310相接。在一些 实施方式中，微型尖端嘴可连接到微型尖端。微型尖端可以是可 附接微型尖端嘴和可从其拆卸的。微型尖端嘴可至少部分地插入 到微型尖端中。微型尖端嘴可与微型尖端形成不漏流体的密封。 在一些实施方式中，微型尖端嘴在其外表面上可包括密封O形环 3320或其他密封特征。在其他实施方式中，微型尖端在其内表面 之内可包括密封O形环或其他密封特征。
微型尖端嘴可配置用于与诸如移液管等流体处理设备相接。 在一些实施方式中，微型尖端嘴可直接连接到流体处理装置嘴或 孔口。微型尖端嘴可与流体处理设备形成不漏流体的密封。在其 他实施方式中，微型尖端嘴可以连接到可与流体处理设备相连的 尖端或其他中间结构。
图34示出了根据本发明的一个实施方式提供的微型尖端的 示例。例如，根据本发明的一个实施方式，单独的微型尖端可用 于包含、分发和/或吸取少于和/或等于约1pL、5pL、10pL、50pL、 100pL、300pL、500pL、750pL、1nL、5nL、10nL、50nL、75nL、100nL、125nL、150nL、200nL、250nL、300nL、400nL、 500nL、750nL、1μL、3μL、5μL、10μL或15μL的体积。微 型尖端还可用于如本文其他各处描述的任何其他体积。
微型尖端可配置用于接纳和约束样品，其中微型尖端包含内 表面3402、外表面3404、第一端3406和第二端3408。在一些实 施方式中，一个或多个所述末端可以敞开。在一些实施方式中， 所述第一端和第二端可以敞开。通路可在第一端与第二端之间延 伸。
微型尖端的一个或多个端3408可以是圆形的、锥形的、扁平 的，或者具有任何其他几何形状。在一些实施方式中，微型尖端 的横截面尺寸，比如直径，可以跨尖端的长度而变化。在一些情 况下，处在第二端的尖端的下部3410可以比更靠近第一端的尖端 的另一上部3420具有更小的直径。在一些实施方式中，可以提供 尖端的一个或多个额外部分，所述额外部分可位于所述下部与上 部之间。在一些实施方式中，所述一个或多个额外部分的直径可 以介于下部和上部的直径大小之间。备选地，在下与上部之间不 提供中间的额外部分。一个或多个漏斗形区域、阶梯形区域或脊 3430可连接不同直径的各部分。备选地，各部分可逐渐过渡以具 有不同的直径。在一些实施方式中，尖端的第一端可以比尖端的 第二端具有更大的横截面尺寸。在一些实施方式中，尖端的下部 可具有逐渐变化的直径，或者可具有基本上相同的直径。器皿可 由刚性的和/或多孔的和/或半渗透的障壁所覆盖，以便防止流体的 雾化、蒸发等，从而防止设备的任何污染。器皿可设计成具有在 POS设备中处理小体积(少于10uL)流体的能力，从而减少样 品需求。器皿可以不仅设计用于包含流体，而且还用于充当执行 涉及小体积流体的单元操作的地点，所述单元操作包括但不限于： 分离、混合、反应等。器皿可设计成具有特殊的表面性质和/或特 征，以实现特殊过程的执行。将单元操作分散在单个器皿之中将 会导致样品浪费减少、较低的资源/较低的消耗、以及化学过程的 更高效执行。
微型卡
图35提供了根据本发明的一个实施方式的微型卡的示例。微 型卡可包括一个或多个衬底3500，所述衬底配置用于支撑一个或 多个尖端，所述尖端可选地可以是在本文中互换使用的微型尖端 或器皿。所述尖端或器皿可具有本文其他各处描述的任何其他尖 端或器皿的特性或形制。微型卡可被配置用于在该卡中支持本文 其他各处所公开的多种测定的执行或检测。微型卡的使用可例如 允许以小体积或在公共支座上同时执行或检测多阵列测定。
微型卡可以可选地形成筒匣或被包括在筒匣内。筒匣可以是 可插入样品处理设备和/或可从其移除的。微型卡可以是可插入样 品处理设备和/或可从其移除的。
衬底可具有基本上为平面的配置。在一些实施方式中，衬底 可具有上表面和下表面。上表面和下表面可具有平面配置。备选 地，上表面和/或下表面可具有弯折表面、弯曲表面、带有脊的表 面或其他表面特征。上表面和相对的下表面可彼此平行。备选地， 上表面和下表面可具有其中它们不彼此平行的配置。在一些实施 方式中，平面衬底可具有多个凹坑或腔体。
衬底可具有本领域已知的任何形状。例如，衬底可具有基本 上为正方形或矩形的形状。备选地，衬底可具有圆形、椭圆形、 三角形、梯形、平行四边形、五边形、六边形、八边形或任何其 他形状。
衬底可具有任何横向尺寸(例如，直径、宽度、长度)。在 一些实施方式中，一个或多个横向尺寸可以是约0.1mm、0.5mm、 1mm、5mm、7mm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm、5.5cm、6cm、6.5cm、7cm、7.5cm、8cm、 9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、15cm或20cm。横向尺寸 可以是相同的，或者可以有所不同。
衬底可具有任何高度(其中高度可以是在与横向维度正交的 方向上的维度)。例如，高度可以小于或等于约0.1mm、0.5mm、 1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm、 2.5cm、3cm、4cm或5cm。
衬底可由任何材料形成。衬底可由刚性、半刚性或柔性材料 形成。在一些实施方式中，衬底包括金属，诸如铝、钢、铜、黄 铜、金、银、铁、钛、镍或者其任何合金或组合，或本文其他各 处描述的任何其他金属。在其他实施方式中，衬底可包括硅、塑 料、橡胶、木材、石墨、钻石、树脂或任何其他材料，包括但不 限于本文其他各处描述的那些材料。衬底的一个或多个表面可以 用或者可以不用材料涂覆。例如，腔体的一个或多个部分可用橡 胶材料涂覆，该橡胶材料可夹持住器皿和/或尖端并防止它们滑 脱。
衬底可以是基本上实心或空心的。衬底可由在其中提供有一 个或多个腔体的实心材料形成。备选地，衬底可具有贝壳状结构。 衬底可包括笼状或网状结构。衬底可以包括一个或多个可将腔体 联接在一起的组件。联接组件可包括杆、链、弹簧、片、块或任 何其他组件。
衬底可配置用于支撑一个或多个尖端或器皿。衬底3500可包 含一个或多个腔体3510，所述腔体3510配置用于接纳一个或多 个尖端或器皿。腔体可在衬底上具有任何布置。例如，腔体可形 成一个或多个行以及/或者一个或多个列。在一些实施方式中，腔 体可形成m x n阵列，其中m、n是整数。备选地，腔体可形成交 错的行和/或列。腔体可形成直线、弯折线、弯曲线、同心图案、 随机图案，或者具有本领域已知的任何其他配置。
在衬底上可提供任何数目的腔体。例如，可在微型卡的单一 衬底上提供大于和/或等于约1个腔体、4个腔体、6个腔体、10 个腔体、12个腔体、24个腔体、25个腔体、48个腔体、50个腔 体、75个腔体、96个腔体、100个腔体、125个腔体、150个腔 体、200个腔体、250个腔体、300个腔体、384个腔体、400个 腔体、500个腔体、750个腔体、1000个腔体、1500个腔体、1536 个腔体、2000个腔体、3000个腔体、3456个腔体、5000个腔体、 9600个腔体、10000个腔体、20000个腔体、30000个腔体或50000 个腔体。
腔体可全部具有相同尺寸和/或形状，或者可以有所不同。在 一些实施方式中，腔体可部分地延伸到衬底中而不突破衬底。腔 体可具有内壁和底部表面。备选地，腔体可延伸穿过衬底。腔体 可以具有或者可以不具有底部表面或部分底部表面或者搁板。
腔体可具有任何几何形状。例如，腔体的横截面形状可包括 圆形、椭圆形、三角形、四边形(例如，正方形、矩形、梯形、 平行四边形)、五边形、六边形、八边形或任何其他形状。腔体 的横截面形状可沿腔体的高度保持不变或者变化。腔体的横截面 形状对于衬底上的所有腔体可以是相同的，或者可以在衬底上的 各腔体之间变化。腔体的横截面形状可以与器皿和/或尖端的外部 形状互补，或者可以不与其互补。腔体可形成为容腔，或者可由容槽形成，或者可具有类似于微量滴定板的形制。
腔体可具有任何横截面尺寸(例如，直径、宽度或长度)。 例如，横截面尺寸可大于或等于约0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、 2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、 7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm或3cm。横 截面尺寸可以指腔体的内部尺寸。横截面尺寸可以沿腔体的整个 高度保持不变，或者可以变化。例如，腔体的敞开的上部可以比 封闭的底部具有更大的横截面尺寸。
腔体可具有任何高度(其中高度可以是在与横截面维度正交 的方向上的维度)。例如，高度可以小于或等于约0.1mm、0.5mm、 1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、 5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、1cm、1.2cm、1.5cm、2cm、 3cm、4cm或5cm。腔体的高度可以小于衬底的厚度。备选地， 当腔体延伸一直穿过时，腔体的高度可以等于衬底的厚度。
腔体的底部可具有任何形状。例如，腔体的底部可以是圆形 的、扁平的或锥形的。腔体的底部可与一个或多个器皿和/或尖端 的一部分互补。腔体的底部可与一个或多个器皿和/或尖端的下部 互补。在一些实施方式中，腔体可以包含一个或多个可允许腔体 与多个器皿和/或微型尖端相接合的表面特征。不同的器皿和/或尖 端可以接合腔体的不同表面或部分。备选地，腔体可塑形用于接 纳特定器皿和/或尖端。
腔体的内部可具有约1000μL或更小、500μL或更小、250μL 或更小、200μL或更小、175μL或更小、150μL或更小、100μL 或更小、80μL或更小、70μL或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更 小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、 300nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、10nL或更小、或 者1nL或更小的体积。
腔体可塑形用于容纳特定尖端或器皿。在一些实施方式中， 腔体可塑形用于容纳多个不同类型的尖端和/或器皿。腔体可具有 内表面。内表面的至少一部分可接触器皿和/或尖端。在一个示例 中，腔体可具有一个或多个搁板或内表面特征，所述搁板或内表 面特征可允许具有第一配置的第一器皿/尖端配合在腔体内以及 允许具有第二配置的第二器皿/尖端配合在腔体内。具有不同配置 的第一器皿/尖端和第二器皿/尖端可接触腔体的内表面的不同部 分。在一些实施方式中，微型卡的腔体被配置用于与微型尖端相 接(例如，其可支持不超过例如20、10、5、3、2、1、0.5或0.1 微升的体积)。
在一些实施方式中，腔体可接纳一个或多个器皿和/或微小尖 端。器皿和/或尖端可卡扣配合到腔体中。备选地，器皿和/或微小 尖端可平滑地滑入和滑出腔体，可压入配合到腔体中，可扭转到 腔体中，或者可具有与腔体的任何其他相互作用。
备选地，腔体不需要接纳器皿和/或尖端。腔体自身可以形成 可包含和/或约束一种或多种流体的器皿。例如，腔体自身可以是 样品容器，或者可包含任何其他流体——包括试剂。腔体可设计 成使得光不穿过腔体。在一些情况下，流体或选定的化学品不穿 过腔体壁。
腔体可以全都在衬底的同一侧上具有开口。在一些实施方式 中，腔体可全都向衬底的上表面敞开。备选地，一些腔体可向衬 底的下表面和/或衬底的侧表面敞开。
在一些实施方式中，腔体可使用光刻技术、蚀刻、激光蚀刻、 钻孔、机械加工或本领域已知的任何其他技术来形成。腔体可切 割到衬底中。
一个或多个器皿和/或微小尖端可插入到腔体中。单个的腔体 可配置用于接纳单一器皿和/或尖端。备选地，单个的腔体可配置 用于同时接纳多个器皿和/或微小尖端。腔体可全都由器皿和/或微 小尖端所填充，或者一些腔体可以是空的。
器皿和/或尖端可至少部分地插入到腔体中。器皿和/或尖端可 延伸到衬底的表面之外。例如，如果衬底的腔体在衬底的上表面 上具有开口，则器皿和/或尖端可延伸到衬底的上表面之外。器皿 和/或微小尖端的至少一部分可从衬底凸出。备选地，器皿和/或尖端的一部分不从衬底凸出。器皿和/或尖端从衬底凸出的程度可取 决于器皿和/或尖端的类型或者腔体配置。
在一些备选实施方式中，器皿和/或微小尖端可一直延伸穿过 衬底。器皿和/或微小尖端可在衬底的两个或更多个表面之上延 伸。在一些实施方式中，器皿和/或尖端可至少部分地延伸到衬底 的下表面之外。
器皿和/或微小尖端可由衬底支撑，使得它们彼此平行。例如， 器皿和/或尖端可全都具有垂直对准。器皿和/或微小尖端可对准成 与衬底的平面正交。器皿和/或尖端可以与衬底的顶部表面和/或底 部表面正交。备选地，器皿和/或尖端不需要彼此平行。
在一些实施方式中，每个腔体可具有提供在其中的器皿和/或 尖端。备选地，可有意地让一些腔体敞开。一个或多个控制器可 追踪腔体是被占用还是空着。一个或多个传感器可确定腔体是被 占用还是空着。
器皿和/或尖端可选择性地放置在衬底和/或从衬底移除。器皿 和/或微小尖端可从衬底的腔体移到设备的另一部分或移到衬底 的另一腔体。器皿和/或微小尖端可从设备的另一部分或从衬底的 另一腔体放置到衬底的腔体中。器皿和/或微小尖端在衬底上的位置可以更改或交换。在一些实施方式中，每个腔体可以是可单个 寻址的。每个器皿和/或尖端可以是可单个寻址和/或可单个移动 的。器皿和/或微小尖端可以彼此独立地寻址和/或移动。例如，单 一器皿和/或微小尖端可以相对于其他器皿和/或微小尖端寻址和/ 或移动。多个器皿和/或微小尖端可以同时移动。在一些情况下， 单一器皿和/或微小尖端可以逐一移动。单个的器皿和/或微小尖端 可以是可相对于彼此和/或腔体移动的。
器皿和/或尖端可使用流体处理设备从衬底移除和/或放置在 衬底上。器皿和/或尖端可使用无需与人交互的另一自动化过程来 移除和/或放置。备选地，器皿和/或尖端可以手动移除和/或放置。 器皿和/或尖端可以在自动化过程或手动过程中单个地移动。
微型卡可包括多个不同类型的器皿和/或尖端。微型卡可包括 至少2种、至少3种、至少4种、至少5种、或至少6种或者更 多种不同类型的容器和/或尖端。备选地，微型卡可包括所有相同 类型的器皿和/或尖端。微型卡可包括选自以下各项的一个或多个 器皿和/或尖端，这些项为：核酸器皿、核酸尖端、离心器皿、离 心尖端、容积式尖端、容腔、大体量处理尖端、显色尖端、血液 尖端、当前反应尖端、3μL微型尖端、5μL微型尖端、10μL微 型尖端或15μL微型尖端、或任何其他尖端/器皿，或者其组合。 微型卡可包括一个或多个器皿和/或尖端，所述器皿和/或尖端配置 用于执行一种或多种以下测定：免疫测定、核酸测定、基于受体 的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化 学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、 比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、 凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗 透压测定，以及/或者其他类型的测定或者它们的组合。由衬底支 撑的器皿和/或尖端可支持1种、2种、3种、4种、5种、6种或 更多种测定。
在一些实施方式中，微型卡被配置用于免疫测定的执行。微 型卡可在该微型卡的不同腔体中包含不同的抗体标记的微珠。在 一些实施方式中，包含抗体标记的微珠的腔体不包含器皿或尖端。 抗体标记的微珠的微珠可以是任何类型，包括磁珠。当保持在微 型卡的腔体中时，抗体标记的微珠可以与样品一起温育、洗涤、 与检测试剂混合并被带到检测单元附近，以便检测相关分析物是 否在样品中。
测定单元
根据本发明的一个实施方式，测定站或者模块或设备的任何 其他部分可包括一个或多个测定单元。测定单元可配置用于执行 生物或化学反应，该反应产生可检测信号，该信号指示出一种或 多种分析物的存在或缺失以及/或者一种或多种分析物的浓度。测定单元可配置用于运行测定，所述测定可包括如本文其他各处描 述的任何类型的测定。测定可在测定单元内发生。
可检测信号可包括光信号、可视信号、电信号、磁信号、红 外信号、热信号、运动、重量或声音。
在一些实施方式中，可提供多个测定单元。在一些实施方式 中，可提供一行或多行测定单元和/或一列或多列测定单元。在一 些实施方式中，可提供测定单元的m x n阵列，其中m、n是整数。 测定单元可提供为彼此交错的行或列。在一些实施方式中，它们 可具有任何其他配置。
可以提供任何数目的测定单元。例如，可以存在大于和/或等 于约1、2、3、4、5、8、10、15、20、25、30、40、50、60、70、 80、90、100、120、150、175、200、250、300、400、500或1000个测定单元。
测定单元可提供在筒匣、卡中，或者具有任何其他支撑结构。 测定单元可具有相同的定向。备选地，测定单元可具有不同的定 向。在一些示例中，测定单元可保持在垂直定向。在其他示例中， 测定单元可具有水平或垂直的定向，或者任何其他角度的定向。 测定单元可随时间推移而保持不变或者可以变化。
测定单元可以是彼此流体隔离或液压独立的。测定单元可以 包含和/或约束可彼此流体隔离的样品或其他流体。测定单元内包 含的样品和/或其他流体可以是相同的，或者在各单元之间可以有 所不同。系统可能能够追踪每个测定单元包含着什么。系统可能能够追踪每个测定单元的位置和历史。
测定单元可以是相对于彼此或者设备或模块的另一部分可独 立移动的。因此，包含在其中的流体和/或样品可以是相对于彼此 或者设备或模块的其他部分可独立移动的。测定单元可以是可单 独寻址的。可以追踪每个测定单元的位置。测定单元可被单独地 选择用于容纳和/或提供流体。测定单元可被单独地选择用于运送 流体。流体可以单独地向测定单元提供或从测定单元移除。流体 可以单独地使用测定单元分发和/或吸取。测定单元可以是可独立 检测的。
本文对单个测定单元的任何描述亦可适用于成组的测定单 元。一组测定单元可包括一个、两个或更多个测定单元。在一些 实施方式中，一组内的测定单元可同时移动。可以追踪各组测定 单元的位置。流体可从一组或多组测定单元同时递送和/或吸取。 检测可针对一组或多组测定单元内的测定单元而同时发生。
测定单元可具有如本文其他各处描述的任何尖端或器皿的形 式或特性。例如，测定单元可以是本文描述的任何尖端或器皿。 本文对测定单元的任何描述亦可适用于尖端或器皿，或者对尖端 或器皿的任何描述亦可适用于测定单元。
在一些实施方式中，测定单元可以是测定尖端。测定尖端可 具有第一端和第二端。第一端和第二端可彼此相对。第一端和/或 第二端可以敞开或闭合。在一些实施方式中，第一端和第二端都 可以是敞开的。在备选实施方式中，测定单元可具有三个、四个 或更多个端。
测定尖端可具有内表面和外表面。通路可连接测定尖端的第 一端和第二端。该通路可以是管道或通道。测定尖端的第一端和 第二端可以彼此流体连通。测定尖端的第一端的直径可以大于测 定尖端的第二端的直径。在一些实施方式中，测定尖端的第一端 的外径可以大于测定尖端的第二端的外径。测定尖端的第一端的 内径可以大于测定尖端的第二端的内径。备选地，测定尖端的直 径在第一端和第二端可以是相同的。在一些实施方式中，可以保 持测定尖端的第二端处于第一端之下。备选地，第一端与第二端 的相对位置可以变化。
如先前关于尖端和/或器皿所述，测定单元可使用流体处理设 备来拾取。例如，移液管或其他流体处理设备可连接到测定单元。 移液管嘴或孔口可与测定单元的一端相接。在一些实施方式中， 可在流体处理设备与测定单元之间形成不漏流体的密封。测定单 元可附接到流体处理设备和/或从其分离。可以使用任何其他自动 化设备或过程来移动或操纵测定单元。可以在无人为干预的情况 下移动或操纵测定单元。
流体处理设备或任何其他自动化设备可能能够拾取或卸放单 个的测定单元。流体处理设备或其他自动化设备可能能够同时拾 取或卸放多个测定单元。流体处理设备或其他自动化设备可能能 够选择性地拾取或卸放多个测定单元。在一些实施方式中，流体处理设备可能能够使用一个、两个或更多个测定单元来选择性地 吸取和/或分发样品。对于如本文先前描述的流体处理系统的任何 描述均可适用于测定单元。
在一个实施方式中，测定单元可由模制塑料形成。测定单元 可以是市售的，或者可以通过定制生产而制成为具有精确的形状 和大小。单元可涂覆有捕获试剂——涂覆所使用的方法与用来涂 覆微量滴定板的那些方法类似，但具有的优点在于：可以通过将 它们放置在大器皿中，加入涂层试剂，使用筛、固定器等进行处 理以恢复该零件并根据需要洗涤它们，来对它们进行成批处理。 在一些实施方式中，捕获试剂可提供在测定单元的内表面上。
测定单元可提供刚性支座，在其上可以固定反应物。测定单 元还可被选择用于提供关于与光的相互作用的适当特性。例如， 测定单元可以由如下材料制成，所述材料诸如为：功能化玻璃、 Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、SiN4、改性硅，或者范围广泛的凝 胶或聚合物中的任一种，诸如(聚)四氟乙烯、(聚)偏二氟乙 烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 ABS或其组合。在一个实施方式中，测定单元可包含聚苯乙烯。 根据本发明可使用其他适当的材料。在此描述的任何材料，比如 适用于尖端和/或器皿的那些材料，均可用来形成测定单元。透明 的反应位点可以是有利的。另外，在其中存在允许光到达光检测 器的光透射窗口的情况下，表面可以有利地是不透明的和/或优选 地是光散射性的。
反应物可固定在测定单元的捕获表面上。在一些实施方式中， 捕获表面提供在测定单元的内表面上。在一个示例中，捕获表面 可提供在测定尖端的下部。试剂可以是对于检测体液样品中的目 标分析物有用的任何物质。例如，此类反应物包括但不限于：核 酸探针、抗体、细胞膜受体、单克隆抗体和与特定分析物反应的 抗血清。可使用多种市售的反应物，诸如许多为特定分析物特别 开发的多克隆和单克隆抗体。
本领域技术人员将意识到，存在许多方式来将各种反应物固 定到可让反应发生的支座上。固定可以是共价或非共价的，经由 连接体部分，或将其栓固到固定部分。接附核酸或蛋白质分子例 如抗体到固体支撑上的非限制性示例的结合部分，包括链霉亲和 素或抗生物素蛋白/生物素联接、氨基甲酸酯联接、酯联接、酰胺、 硫醇酯、(N)-功能化的硫脲、功能化的马来酰亚胺、氨基、二 硫化物、酰胺、腙联接等等。另外，使用本领域已知的方法，甲 硅烷基部分可以接附核酸直接到衬底(例如玻璃)上。表面固定 也可以通过聚-L赖氨酸系链实现，其提供了与表面的电荷间耦合。
在并入捕获表面的最后步骤之后，可以干燥测定单元。例如， 干燥可以通过被动暴露于干燥气氛，或者通过使用真空歧管和/或 通过歧管应用清洁的干燥空气来执行。
在一些实施方式中，可向在其上提供有捕获表面的测定单元 提供微珠或其他衬底，而不是使用测定单元上的捕获表面。可以 提供一个或多个带有捕获表面的自由流动衬底。在一些实施方式 中，带有捕获表面的自由流动衬底可提供在流体内。在一些实施 方式中，微珠可以是磁性的。微珠可涂覆有本领域已知的一种或 多种试剂。可以将磁珠保持在测定单元内的期望位置。磁珠可使 用一个或多个磁体来定位。
微珠可用于进行一种或多种测定，包括但不限于免疫测定、 核酸测定或任何本文其他各处描述的其他测定。微珠可在反应(例 如，化学、物理、生物反应)期间使用。微珠可在一个或多个样 品制备步骤期间使用。微珠可用一种或多种试剂涂覆。微珠自身 可由试剂形成。微珠可用于纯化、混合、过滤或任何其他过程。 微珠可由透明材料、半透明材料和/或不透明材料形成。微珠可由 导热材料或热绝缘材料形成。微珠可由导电材料或电绝缘材料形 成。微珠可加速样品制备和/或测定步骤。微珠可以提供可与一种 或多种样品或流体反应的增大的表面积。
在备选实施方式中，可向测定单元提供微珠或其他固体材料。 微珠可配置成在某些条件下溶解。例如，微珠可在与流体接触时 或者在与分析物或其他试剂接触时溶解。微珠可在特定温度下溶 解。
微珠可具有任何大小或形状。微珠可以是球形的。微珠可具 有小于或等于约1nm、5nm、10nm、50nm、100nm、200nm、 300nm、500nm、750nm、1μm、2μm、3μm、5μm、10μm、 20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、 600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、1.2mm、1.5mm、2 mm、2.5mm、3mm、4mm或5mm的直径。微珠可具有相同的 大小或不同的大小。微珠可包括微粒或纳米颗粒。
对于在测定单元、处理单元和/或试剂单元中的微珠任何描述 均可适用于处在装置中任何位置的微珠。微珠可在任何尖端/器皿 (包括本文描述的那些尖端/器皿)、容槽、毛细管、通道、储罐、 储液器、腔室、导管、管、管道中、在表面上或任何其他位置储 存和/或使用。微珠可提供在流体中，或者可与流体相分离。
在测定单元内可提供反应位点。在一些实施方式中，可在测 定单元的表面(诸如内表面)上提供反应位点。反应位点可提供 在测定单元所包含的流体内。反应位点可在测定单元内的衬底上。 反应位点可在自由浮动于测定单元内的衬底的表面上。反应位点 可以是测定单元内的衬底。
测定单元可具有任何尺寸，包括本文其他各处针对尖端和/或 器皿描述的那些尺寸。测定单元可能能够包含和/或约束小体积的 样品和/或其他流体，包括本文其他各处提到的体积。
测定单元可从流体处理机构拾取和/或移除。例如，测定尖端 或其他测定单元可由移液管嘴拾取。所述测定尖端或其他测定单 元可由移液管嘴卸放。在一些实施方式中，可以选择性地单个拾 取和/或卸放测定单元。可以选择性地拾取和/或卸放一组或多组测定单元。可以使用自动机构来拾取和/或卸放测定单元。可以在无 需人为干预的情况下拾取和/或卸放测定单元。移液管可根据在本 文其他各处提供的描述拾取和/或卸放测定单元。
可以使用流体处理机构在设备和/或模块内移动测定单元。例 如，可使用移液管头来运送测定尖端或其他测定单元。可以在水 平方向和/或垂直方向上运送测定尖端或其他测定单元。可以在任 何方向上运送测定尖端和/或测定单元。可以使用流体处理机构来单个地移动测定单元。可以使用流体处理机构同时移动一组或多 组测定单元。
测定单元的形状和/或大小可设成允许由检测单元进行检测。 检测单元可提供在测定单元的外部或内部，或者与测定单元相集 成。在一个示例中，测定单元可以是透明的。测定单元可允许由 检测单元对光信号、音频信号、可视信号、电信号、磁信号、运 动、加速度、重量或任何其他信号的检测。
检测器可能能够检测来自单个测定单元的信号。检测器可以 区分从每一个单个的测定单元接收的信号。检测器可以单个地追 踪和/或跟踪来自每一个单个的测定单元的信号。检测器可能能够 同时检测来自一组或多组测定单元的信号。检测器可以追踪和/或跟踪来自一组或多组测定单元的信号。
测定单元可由任何材料形成。测定单元可由包括本文其他各 处针对尖端和/或器皿描述的那些材料在内的任何材料组成。测定 单元可由透明材料组成。
处理单元
根据本发明的一个实施方式，制备站和/或测定站或者模块或 设备的任何其他部分可包括一个或多个处理单元。处理单元可配 置用于为了生物或化学反应的执行而制备样品和/或用于执行该 生物或化学反应，所述生物或化学反应产生可检测信号，该信号 指示出一种或多种分析物的存在或缺失以及/或者一种或多种分 析物的浓度。处理单元可用于制备测定样品，或者执行如在一个 或多个本文其他各处所述的样品制备或处理步骤中提供的关于样 品或相关试剂的任何其他过程。处理单元可具有如本文其他各处 描述的测定单元的一个或多个特性。处理单元可发挥如本文其他 各处描述的测定单元的功能。
可检测信号可包括光信号、可视信号、电信号、磁信号、红 外信号、热信号、运动、重量或声音。
在一些实施方式中，可提供多个处理单元。在一些实施方式 中，可提供一行或多行处理单元和/或一列或多列处理单元。在一 些实施方式中，可提供处理单元的m x n阵列，其中m、n是整数。 处理单元可提供为彼此交错的行或列。在一些实施方式中，它们 可具有任何其他配置。
可提供任何数目的处理单元。例如，可以存在大于和/或等于 约1个、2个、3个、4个、5个、8个、10个、15个、20个、25 个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个、 120个、150个、175个、200个、250个、300个、400个、500 个或1000个处理单元。
处理单元可提供在筒匣、卡中，或者具有任何其他支撑结构。 处理单元可具有相同的定向。备选地，处理单元可具有不同的定 向。在一些示例中，处理单元可保持在垂直定向上。在其他示例 中，处理单元可具有水平或垂直的定向，或者任何其他角度的定 向。处理单元可随时间推移保持不变或者可以变化。
在一些情况下，移液管、尖端或二者都可与筒匣或卡相集成。 在一些情况下，尖端或移液管，或者尖端或移液管的组件与筒匣 或卡相集成。
处理单元可以是彼此流体隔离的或液压独立的。处理单元可 以包含和/或约束可彼此流体隔离的样品或其他流体。处理单元内 包含的样品和/或其他流体可以是相同的，或者可以在各单元之间 有所不同。系统可能能够追踪每个处理单元包含了什么。系统可能能够追踪每个处理单元的位置和历史。
处理单元可以是相对于彼此或者设备或模块的另一部分可独 立移动的。因此，包含在其中的流体和/或样品可以是相对于彼此 或者设备或模块的其他部分可独立移动的。处理单元可以是可单 独寻址的。可以追踪每个处理单元的位置。可以单独地选择处理 单元用于接纳和/或提供流体。可以单独地选择处理单元用于运送 流体。流体可以单独地向处理单元提供或从处理单元移除。流体 可以单独地使用处理单元来分发和/或吸取。处理单元可以是可独 立检测的。
本文对单个处理单元的任何描述亦可适用于成组的处理单 元。一组处理单元可包括一个、两个或更多个处理单元。在一些 实施方式中，一组内的处理单元可同时移动。可以追踪各组处理 单元的位置。流体可同时从一组或多组处理单元递送和/或吸取。 检测可同时针对一组或多组处理单元内的处理单元发生。
处理单元可具有如本文其他各处描述的任何尖端或器皿的形 式或特性。例如，处理单元可以是本文描述的任何尖端或器皿。 本文对处理单元的任何描述亦可适用于尖端或器皿，或者对尖端 或器皿的任何描述亦可适用于处理单元。
在一些实施方式中，处理单元可以是处理尖端。处理尖端可 具有第一端和第二端。第一端和第二端可彼此相对。第一端和/或 第二端可以敞开或闭合。在一些实施方式中，第一端和第二端全 都可以敞开。在备选实施方式中，处理单元可具有三个、四个或 更多个端。
处理尖端可具有内表面和外表面。通路可连接处理尖端的第 一端和第二端。通路可以是导管或通道。处理尖端的第一端和第 二端可以彼此流体连通。处理尖端的第一端的直径可以大于处理 尖端的第二端的直径。在一些实施方式中，处理尖端的第一端的 外径可以大于处理尖端的第二端的外径。处理尖端的第一端的内 径可以大于处理尖端的第二端的内径。备选地，处理尖端的直径 在第一端和第二端可以是相同的。在一些实施方式中，处理尖端 的第二端可保持低于第一端。备选地，第一端与第二端的相对位 置可以变化。
在一些实施方式中，处理单元可以是器皿。处理单元可具有 第一端和第二端。第一端和第二端可彼此相对。第一端和/或第二 端可以敞开或闭合。在一些实施方式中，处理单元的第二端可保 持低于第一端。备选地，第一端与第二端的相对位置可以变化。 处理单元的开口端可以朝上定向，或者可保持高于封闭端。
在一些实施方式中，处理单元可具有盖或封闭件。盖或封闭 件可能能够阻塞处理单元的开口端。可以选择性地应用盖或封闭 件来闭合或打开处理单元的开口端。盖或封闭件可具有如本文其 他各处说明的或如本领域已知的一种或多种配置。盖或封闭件可 形成气密密封，所述气密密封可将试剂单元的内容物与周围环境 分隔开。盖或封闭件可包括薄膜、油(例如，矿物油)、蜡或凝 胶。
如先前关于尖端和/或器皿所描述，可以使用流体处理设备来 拾取处理单元。例如，移液管或其他流体处理装置可连接到处理 单元。移液管嘴或孔口可与处理单元的一端相接。在一些实施方 式中，流体处理设备与处理单元之间可形成不漏流体的密封。处 理单元可附接到流体处理设备和/或从流体处理设备分离。可以使 用任何其他自动化设备或过程来移动或操纵处理单元。可以在无 人为干预的情况下移动或操纵处理单元。
流体处理设备或任何其他自动化设备可能能够拾取或卸放单 个的处理单元。流体处理设备或其他自动化设备可能能够同时拾 取或卸放多个处理单元。流体处理设备或其他自动化设备可能能 够选择性地拾取或卸放多个处理单元。在一些实施方式中，流体处理设备可能能够使用一个、两个或更多个处理单元来选择性地 吸取和/或分发样品。针对如本文先前所述的流体处理系统的任何 描述均可适用于处理单元。
在一个实施方式中，处理单元可由模制塑料形成。处理单元 可以是市售的，或者可以通过注塑成型而制成为具有精确的形状 和大小。单元可涂覆有捕获试剂——涂覆所使用的方法与用来涂 覆微量滴定板的那些方法类似，但具有的优点在于：可以通过将 它们放置在大器皿中，加入涂层试剂并使用滤筛、固定器等进行 处理以恢复该零件并根据需要洗涤它们，来对它们进行成批处理。 在一些实施方式中，捕获试剂可提供在处理单元的内表面上。
处理单元可提供刚性支座，在其上可以固定反应物。处理单 元还可被选择用于提供关于与光的相互作用的适当特性。例如， 处理单元可以由如下材料制成，所述材料诸如为：功能化玻璃、 Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、SiN4、改性硅，或者范围广泛的凝 胶或聚合物中的任一种，诸如(聚)四氟乙烯、(聚)偏二氟乙 烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 ABS或其组合。在一个实施方式中，处理单元可包含聚苯乙烯。 根据本发明可使用其他适当的材料。在此描述的任何材料，比如 适用于尖端和/或器皿的那些材料，均可用来形成处理单元。透明 的反应位点可以是有利的。另外，在其中存在允许光到达光检测 器的光透射窗口的情况下，表面可以有利地是不透明的和/或优选 地是光散射性的。处理单元可以可选地是不透明的，并且不允许 在其中的光的透射。
反应物可固定在处理单元的捕获表面上。在一些实施方式中， 捕获表面提供在处理单元的内表面上。在一个示例中，捕获表面 可提供在处理尖端或器皿的下部之中。
在并入捕获表面的最后步骤之后，可以干燥处理单元。例如， 干燥可以通过被动暴露于干燥气氛，或者通过使用真空歧管和/或 通过歧管应用清洁的干燥空气来执行。
在一些实施方式中，可向在其上提供有捕获表面的处理单元 提供微珠或其他衬底，而不是使用处理单元上的捕获表面。可以 提供一个或多个带有捕获表面的自由流动衬底。在一些实施方式 中，带有捕获表面的自由流动衬底可提供在流体内。在一些实施 方式中，微珠可以是磁性的。微珠可涂覆有本领域已知的一种或 多种试剂。可以将磁珠保持在处理单元内的期望位置。磁珠可使 用一个或多个磁体来定位。
微珠可用于进行一种或多种测定，包括但不限于免疫测定、 核酸测定或任何本文其他各处描述的其他测定。微珠可在反应(例 如，化学、物理、生物反应)期间使用。微珠可在一个或多个样 品制备步骤期间使用。微珠可用一种或多种试剂涂覆。微珠自身 可由试剂形成。微珠可用于纯化、混合、过滤或任何其他过程。 微珠可由透明材料、半透明材料和/或不透明材料形成。微珠可由 导热材料或热绝缘材料形成。微珠可由导电材料或电绝缘材料形 成。微珠可加速样品制备和/或测定步骤。微珠可以提供可与一种 或多种样品或流体反应的增大的表面积。
在备选实施方式中，可向测定单元提供微珠或其他固体材料。 微珠可配置成在某些条件下溶解。例如，微珠可在与流体接触时 或者在与分析物或其他试剂接触时溶解。微珠可在特定温度下溶 解。
微珠可具有任何大小或形状。微珠可以是球形的。微珠可具 有小于或等于约1nm、5nm、10nm、50nm、100nm、200nm、 300nm、500nm、750nm、1μm、2μm、3μm、5μm、10μm、 20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、 600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、1.2mm、1.5mm、2 mm、2.5mm、3mm、4mm或5mm的直径。微珠可具有相同的 大小或不同的大小。微珠可包括微粒或纳米颗粒。
处理单元可具有任何尺寸，包括本文其他各处针对尖端和/或 器皿描述的那些尺寸。处理单元可能能够包含和/或约束小体积的 样品和/或其他流体，包括本文其他各处提到的体积。
处理单元可从流体处理机构拾取和/或移除。例如，处理尖端 或其他处理单元可由移液管嘴拾取。所述处理尖端或其他处理单 元可由移液管嘴卸放。在一些实施方式中，可以选择性地单个拾 取和/或卸放处理单元。可以选择性地拾取和/或卸放一组或多组处理单元。可以使用自动机构来拾取和/或卸放处理单元。可以在无 需人为干预的情况下拾取和/或卸放处理单元。移液管可根据在本 文其他各处提供的描述拾取和/或卸放处理单元。
可以使用流体处理机构在设备和/或模块内移动处理单元。例 如，可使用移液管头来运送处理尖端/器皿或其他处理单元。可以 在水平方向和/或垂直方向上运送处理尖端/器皿或其他处理单元。 可以在任何方向上运送处理尖端/器皿和/或测定单元。可以使用流 体处理机构来单个地移动处理单元。可以使用流体处理机构同时 移动一组或多组处理单元。
处理单元的形状和/或大小可设成允许由检测单元进行检测。 检测单元可提供在处理单元的外部或内部，或者与处理单元相集 成。在一个示例中，处理单元可以是透明的。处理单元可允许由 检测单元对光信号、音频信号、可视信号、电信号、磁信号、化 学信号、生物信号、运动、加速度、重量或任何其他信号的检测。
检测器可能能够检测来自单个处理单元的信号。检测器可以 区分从每一个单个的处理单元接收的信号。检测器可以单个地追 踪和/或跟踪来自每一个单个的处理单元的信号。检测器可能能够 同时检测来自一组或多组处理单元的信号。检测器可以追踪和/或跟踪来自一组或多组处理单元的信号。
在一些实施方式中，磁性颗粒或超顺磁性纳米颗粒可以与器 皿以及微型化磁共振协同使用，以实现特定单元操作。磁性颗粒 或超顺磁性纳米颗粒可通过外部磁场或通过移液管/流体转移设 备来操纵。磁珠可用于分离(当涂覆有抗体/抗原/其他捕获分子 时)、混合(通过由外部磁场搅拌)、集中分析物(通过选择性 地分离分析物，或通过分离杂质)等。所有这些单元操作可高效 地在小体积中以高效率执行。
试剂单元
根据本发明的一个实施方式，测定站或者模块或设备的任何 其他部分可包括一个或多个试剂单元。试剂单元可配置用于包含 和/或约束可在测定中使用的试剂。试剂单元内的试剂可用于生物 或化学反应。在可与试剂发生的反应之前、之后或与此同时，试 剂单元可储存一种或多种试剂。生物和/或化学反应可以在试剂单 元之外发生或者可以不在试剂单元之外发生。
试剂可包括在本文其他各处更详细描述的任何试剂。例如， 试剂可包括样品稀释剂、检测器偶联物(例如，酶标记的抗体)、 洗涤溶液和酶底物。可以根据需要而提供额外的试剂。
在一些实施方式中，可提供多个试剂单元。在一些实施方式 中，可提供一行或多行试剂单元和/或一列或多列试剂单元。在一 些实施方式中，可提供试剂单元的m x n阵列，其中m、n是整数。 试剂单元可提供为彼此交错的行或列。在一些实施方式中，它们 可具有任何其他配置。
可提供任何数目的试剂单元。例如，可以存在大于和/或等于 约1个、2个、3个、4个、5个、8个、10个、15个、20个、25 个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个、 120个、150个、175个、200个、250个、300个、400个、500 个或1000个试剂单元。
可选地，可以提供相同数目的试剂单元和测定单元。一个或 多个试剂单元可对应于一个测定单元。一个或多个测定单元可对 应于一个试剂单元。一个或多个试剂单元可以是可相对于测定单 元移动的。备选地，一个或多个测定单元可以是可相对于试剂单 元移动的。测定单元可以是可相对于试剂单元单独移动的。
试剂单元可提供在筒匣、卡中，或者具有任何其他支撑结构。 试剂单元可具有相同的定向。例如，试剂单元可以具有一个或多 个可面向同一方向的开口端。备选地，试剂单元可具有不同的定 向。在一些示例中，试剂单元可保持垂直定向。在其他示例中， 试剂单元可具有水平或垂直定向，或者任何其他角度的定向。试 剂单元可以随时间推移保持不变或者可以变化。试剂单元可与测 定单元一起提供在支撑结构上。备选地，试剂单元可提供在不同 于测定单元的单独的支撑结构上。试剂单元和测定单元可被支撑 在支撑结构的单独的部分中。备选地，它们可以掺混在支撑结构 上。
试剂单元可以是彼此流体隔离或液压独立的。试剂单元可以 包含和/或约束可彼此流体隔离的样品或其他流体。试剂单元内包 含的样品和/或其他流体可以是相同的，或者在各单元之间可以有 所不同。系统可能能够追踪每个测定单元包含着什么。系统可能能够追踪每个测定单元的位置和历史。
试剂单元可以是相对于彼此或者设备或模块的另一部分可独 立移动的。因此，包含在其中的流体和/或样品可以是相对于彼此 或者设备或模块的其他部分可独立移动的。试剂单元可以是可单 独寻址的。可以追踪每个试剂单元的位置。试剂单元可被单独地 选择用于容纳和/或提供流体。试剂单元可被单独地选择用于运送 流体。流体可以单独地向试剂单元提供或从试剂单元移除。试剂 单元可以是可独立检测的。
本文对单个试剂单元的任何描述亦可适用于成组的试剂单 元。一组试剂单元可包括一个、两个或更多个试剂单元。在一些 实施方式中，一组内的试剂单元可同时移动。可以追踪各组试剂 单元的位置。流体可从一组或多组试剂单元同时递送和/或吸取。 检测可针对一组或多组测定单元内的测定单元而同时发生。
试剂单元可具有如本文其他各处描述的任何尖端或器皿的形 式或特性。例如，试剂单元可以是本文描述的任何尖端或器皿。 本文对试剂单元的任何描述亦可适用于尖端或器皿，或者对尖端 或器皿的任何描述亦可适用于试剂单元。
在一些实施方式中，试剂单元可以是器皿。试剂单元可具有 第一端和第二端。第一端和第二端可彼此相对。第一端和/或第二 端可以敞开或闭合。在一些实施方式中，第一端可以敞开而第二 端可以闭合。在备选实施方式中，测定单元可具有三个、四个或 更多个端。器皿可以被隔片和/或障壁所覆盖，以防止蒸发和/或雾 化，从而防止试剂损失和设备污染。器皿可以是一次性的。这消 除了对于外部地从公共来源填充试剂的需求。这还允许了更好的 质量控制和试剂处理。此外，这减少了设备和周边的污染。
试剂单元可具有内表面和外表面。通路可连接试剂单元的第 一端和第二端。通路可以是导管或通道。测定尖端的第一端和第 二端可以彼此流体连通。试剂单元的第一端的直径可以大于试剂 单元的第二端的直径。在一些实施方式中，试剂单元的第一端的 外径可以大于试剂单元的第二端的外径。备选地，直径可以是相 同的，或者第二端的外径可以大于第一端的外径。试剂单元的第 一端的内径可以大于试剂单元的第二端的内径。备选地，试剂单 元的直径和/或内径在第一端和第二端可以是相同的。在一些实施 方式中，试剂单元的第二端可保持低于第一端。备选地，第一端 与第二端的相对位置可以变化。试剂单元的开口端可以朝上定向， 或者可保持比封闭端更高。
在一些实施方式中，试剂单元可具有盖或封闭件。盖或封闭 件可能能够阻塞试剂单元的开口端。可以选择性地应用盖或封闭 件来闭合或打开试剂单元的开口端。盖或封闭件可具有如在本文 其他各处说明的或者如本领域已知的一种或多种配置。盖或封闭 件可形成气密密封，所述气密密封可将试剂单元的内容物与周围 环境分隔开。
如先前关于尖端和/或器皿所描述，可以使用流体处理设备来 拾取试剂单元。例如，移液管或其他流体处理设备可连接到试剂 单元。移液管嘴或孔口可与试剂单元的一端相接。在一些实施方 式中，流体处理设备与试剂单元之间可形成不漏流体的密封。试 剂单元可附接到流体处理设备和/或从流体处理设备分离。流体处 理设备可将试剂单元从一个位置移动到另一位置。备选地，试剂 单元不连接到流体处理设备。可以使用任何其他自动化设备或过 程来移动或操纵测定单元。可以在无人为干预的情况下移动或操 纵试剂单元。
试剂单元可配置用于接纳测定单元。在一些实施方式中，试 剂单元可包括开口端，测定单元的至少一部分可穿过该开口端插 入。在一些实施方式中，测定单元可完全插入在试剂单元内。试 剂单元的开口端可具有比测定单元的至少一个开口端更大的直 径。在一些情况下，试剂单元的开口端的内径可以比测定单元的 至少一个开口端的外径更大。在一些实施方式中，试剂单元可以 塑形为或者可以包括一个或多个特征，所述一个或多个特征可允 许测定单元在试剂单元内插入期望的量。测定单元可能能够或者 可能不能够完全插入到试剂单元中。
测定单元可向试剂单元分发流体和/或从试剂单元吸取流体。 试剂单元可以提供可由测定单元汲取的流体，比如试剂。测定单 元可以可选地向试剂单元提供流体。流体可通过试剂单元的开口 端和测定单元的开口端转移。测定单元和试剂单元的开口端可允 许测定单元和试剂单元的内部部分彼此流体连通。在一些实施方 式中，测定单元在所述分发和/或吸取期间可位于试剂单元之上。
备选地，试剂单元于测定单元之间的流体转移可由流体处理 设备来完成。一个或若干个此类流体转移可同时发生。流体处理 设备在一个实施方式中可以是移液管。
在一个示例中，可在试剂单元中提供用于化学反应的试剂。 测定单元可被置入试剂单元之中并可从试剂单元吸取试剂。化学 反应可在测定单元内发生。来自反应的过量流体可从测定单元分 发。测定单元可汲取洗涤溶液。洗涤溶液可从测定单元排出。洗 涤步骤可发生1次、2次、3次、4次、5次或更多次。可选地， 可将洗涤溶液汲取和/或分发到试剂单元。这可以降低背景信号干 扰。检测器可检测来自测定单元的一个或多个信号。降低的背景 信号干扰可允许增加从测定单元检测到的信号的灵敏度。可以采 用测定尖端形制，其可有利地提供便利的流体排出，以改善洗涤 条件。
流体处理设备或任何其他自动化设备可能能够拾取或卸放单 个的测定单元。流体处理设备或其他自动化设备可能能够同时拾 取或卸放多个测定单元。流体处理设备或其他自动化设备可能能 够选择性地拾取或卸放多个测定单元。在一些实施方式中，流体处理设备可能能够使用一个、两个或更多个测定单元来选择性地 吸取和/或分发样品。针对如本文先前所述的流体处理系统的任何 描述均可适用于测定单元。
在一个实施方式中，试剂单元可由模制塑料形成。处理单元 可以是市售的，或者可以通过注塑成型而制成为具有精确的形状 和大小。单元可涂覆有捕获试剂——涂覆所使用的方法与用来涂 覆微量滴定板的那些方法类似，但具有的优点在于：可以通过将 它们放置在大器皿中，加入涂层试剂并使用滤筛、固定器等进行 处理以恢复该零件并根据需要洗涤它们，来对它们进行成批处理。 在一些实施方式中，捕获试剂可提供在试剂单元的内表面上。备 选地，试剂单元可以是无涂层的，或者可涂有其他物质。
试剂单元可提供刚性支座。试剂单元可被选择用于提供关于 与光的相互作用的适当特性。例如，试剂单元可以由如下材料制 成，所述材料诸如为：功能化玻璃、Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、 SiN4、改性硅，或者范围广泛的凝胶或聚合物中的任一种，诸如 (聚)四氟乙烯、(聚)偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚 丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ABS或其组合。在一个实 施方式中，测定单元可包含聚苯乙烯。根据本发明可使用其他适 当的材料。在此描述的任何材料，比如适用于尖端和/或器皿的那 些材料，均可用来形成试剂单元。透明的反应位点可以是有利的。 另外，在其中存在允许光到达光检测器的光透射窗口的情况下， 表面可以有利地是不透明的和/或优选地是光散射性的。
试剂单元可以提供或者可以不提供捕获表面，诸如针对测定 单元描述的那些捕获表面。类似地，试剂单元可以采用或者可以 不采用微珠或其他衬底来提供捕获表面。可选地，针对测定单元 或处理单元的关于微珠或其他捕获表面的任何描述亦可适用于试 剂单元。
试剂单元可以具有或者可以不具有反应位点。本文对测定单 元的反应位点的任何描述亦可适用于试剂单元。
试剂单元可具有任何尺寸，包括本文其他各处针对尖端和/或 器皿描述的那些尺寸。试剂单元可能能够包含和/或约束小体积的 样品和/或其他流体，包括本文其他各处提到的体积。
试剂单元可以固定在设备和/或模块内。备选地，试剂单元可 以是相对于设备和/或模块可移动的。可以使用流体处理机构或任 何其他自动化过程来拾取和/或移动试剂单元。例如，试剂单元可 由移液管嘴以诸如其他各处针对测定单元所描述的方式来拾取。
测定单元与试剂单元之间可发生相对移动。测定单元和/或试 剂单元可相对于彼此移动。测定单元可相对于彼此移动。试剂单 元可相对于彼此移动。测定单元和/或试剂单元可以是可相对于设 备和/或模块单独移动的。
试剂单元的形状和/或大小可设成允许由检测单元进行检测。 检测单元可提供到试剂单元的外部或内部，或者与试剂单元相集 成。在一个示例中，试剂单元可以是透明的。试剂单元可允许由 检测单元对光信号、音频信号、可视信号、电信号、磁信号、运 动、加速度、重量或任何其他信号进行检测。
检测器可能能够检测来自单个试剂单元的信号。检测器可以 区分从每一个单个的试剂单元接收的信号。检测器可以单独追踪 和/或跟踪来自每一个单个的试剂单元的信号。检测器可能能够同 时检测来自一组或多组试剂单元的信号。检测器可以追踪和/或跟踪来自一组或多组试剂单元的信号。备选地，检测器不需要检测 来自单个试剂的信号。在一些实施方式中，设备和/或系统可保持 追踪试剂单元内所提供的试剂或其他流体的身份，或者与试剂或 其他流体相关联的信息。
如先前所提及，试剂单元可在其中包括一种或多种试剂。试 剂可包括洗涤缓冲液、酶底物、稀释缓冲液或偶联物(诸如酶标 记的偶联物)。酶标记的偶联物的示例可包括多克隆抗体、单克 隆抗体，或者可用酶来标记，其与适当的底物反应时可产生可检 测的信号。试剂还可包括DNA扩增剂、样品稀释剂、洗涤溶液、 样品预处理试剂(包括诸如去污剂等添加剂)、聚合物、螯合剂、 白蛋白结合试剂、酶抑制剂、酶(例如，碱性磷酸酶、辣根过氧 化物酶)、抗凝剂、红细胞凝集剂或抗体。本文其他各处描述的 试剂的任何其他示例也可包含和/或约束在试剂单元内。
稀释
根据本发明的一个实施方式，设备和/或模块可允许一种或多 种稀释剂的使用。稀释剂可包含在一个或多个试剂单元中，或者 在可包含和/或约束稀释剂的任何其他单元中。稀释剂可提供在尖 端、器皿、腔室、容器、通道、管、储液器或者设备和/或模块的 任何其他组件中。稀释剂可储存在流体隔离或液压独立的组件中。 流体隔离或液压独立的组件可以是固定的，或者可以配置成相对 于设备和/或模块的一个或多个部分移动。
在一些实施方式中，稀释剂可储存在稀释剂单元中，该稀释 剂单元可具有如本文其他各处描述的试剂单元的任何特性。稀释 剂单元可储存在与其余的试剂单元相同的位置，或者可相对于其 余的试剂单元远程地储存。
可以采用本领域已知的任何稀释剂示例。稀释剂可能能够稀 释或稀化样品。在大多数情况下，稀释剂不导致与样品发生化学 反应。设备可采用一种类型的稀释剂。备选地，设备可以具有多 种类型的稀释剂可用，或者采用多种类型的稀释剂。系统可能能 够追踪稀释剂和/或各种类型的稀释剂。因此，系统可能能够取用 期望类型的稀释剂。例如，尖端可汲取期望的稀释剂。
在一些实施方式中，可向样品提供稀释剂。稀释剂可稀释样 品。随着稀释剂的添加，样品的浓度可变得降低。稀释的程度可 根据一个或多个方案或指令来控制。在一些情况下，方案或指令 可从诸如服务器等外部设备提供。备选地，方案或指令可随载地 提供在设备或者筒匣或器皿上。因此，服务器和/或设备可能能够 进行可变的稀释控制。通过控制稀释程度，系统可能能够检测一 种或多种分析物的存在或者其可在宽范围内变化的浓度。例如， 样品可具有第一分析物，其具有可在第一范围内检测到的浓度； 以及第二分析物，其具有可在第二范围内检测到的浓度。可以分 割样品，并且可以对其施加或者可以不对其施加不同量的稀释剂， 以便使样品的各部分达到第一分析物和第二分析物的可检测范围。类似地，样品可以经受或者可以不经受不同程度的富集，以 便使分析物达到检测所期望浓度。
稀释和/或富集可允许检测具有宽浓度范围的一种、两种、三 种或更多种分析物。例如，可以从样品检测出相差1个或多个、2 个或多个、3个或多个、4个或多个、5个或多个、6个或多个、7 个或多个、8个或多个、9个或多个、或者10个或更多个量级程 度的分析物。
在一些实施方式中，样品可在测定尖端或本文其他各处描述 的其他类型的尖端中与稀释剂结合。测定尖端可吸取稀释剂。测 定尖端可从试剂单元汲取稀释剂。稀释剂可以在或者可以不在测 定尖端内与样品结合。
在另一示例中，稀释剂和/或样品可在试剂单元或本文其他各 处描述的其他类型的器皿中结合。例如，可以向试剂单元中的样 品添加稀释剂，或者可以向试剂单元中的稀释剂添加样品。
在一些实施方式中，可以提供一个或多个混合机构。备选地， 不需要单独的混合机构。将样品与稀释剂相结合的测定单元、试 剂单元或者任何其他尖端、器皿或隔室可能能够移动，从而实现 混合。
可以结合不同量的稀释剂和/或样品，以达到期望的稀释水 平。方案可决定所要结合的稀释剂与样品的相对比例。在一些实 施方式中，样品与稀释剂的比例可以小于和/或等于约1∶1000000、 1∶100000、1∶10000、1∶1000、1∶500、1∶100、1∶50、1∶10、1∶5、1∶3、 1∶2、1∶1，或者大于和/或等于2∶1、3∶1、5∶1、10∶1、50∶1、100∶1、 500∶1、1000∶1、10000∶1、100000∶1或1000000∶1。可以使用测定 尖端从试剂单元汲取稀释的样品，在该测定尖端可发生一个或多 个化学反应。
可以根据一组或多组指令来提供期望量的稀释剂。在一些实 施方式中，所提供的稀释量可由流体处理系统来控制。例如，测 定尖端可汲取期望量的稀释剂并将其分发到期望的位置。可以以 高灵敏度控制由测定尖端汲取的稀释剂的体积。例如，所汲取的 稀释剂的量可具有本文其他各处讨论的流体或样品的任何体积。 在一些实施方式中，测定尖端可在一轮中汲取期望量的稀释剂。 备选地，为了达到期望的稀释程度，测定尖端可多次汲取和分发 稀释剂。
样品的稀释可在样品预处理步骤期间发生。样品可在经历化 学反应之前得到稀释。备选地，稀释可发生在化学反应期间和/或 化学反应之后。
根据测定需求，可以针对每个测定实时优化稀释因数。在一 个实施方式中，可以通过所要执行的所有测定的知识来执行对稀 释方案的实时确定。这样的优化可以对使用相同稀释的多个测定 加以利用。前述稀释方案可导致经最终稀释的样品的精确度更高。
样品的稀释可连续执行或在单一步骤中执行。对于单一步骤 稀释，可以将选定量的样品与选定量的稀释剂相混合，以便实现 样品的期望稀释。对于连续稀释，可以执行两次或更多次单独的 依次稀释以便实现样品的期望稀释。例如，可以执行样品的第一 稀释，并且该第一稀释的一部分可以用作第二稀释的输入材料， 以产出选定稀释水平的样品。
对于本文所述的稀释，“原始样品”是指在给定的稀释过程 起始时使用的样品。因此，尽管“原始样品”可以是直接从受试 者获得的样品，但其还可包括任何用作给定的稀释规程的起始材 料的其他样品(例如，已经处理过或先前在单独的稀释规程中稀 释过的样品)。
在一些实施方式中，可以用本文如下所述的设备来执行样品 的连续稀释。可以将选定量(例如体积)的原始样品与选定量的 稀释剂相混合，以产出第一稀释样品。该第一稀释样品(以及任 何随后的稀释样品)将会具有：i)样品稀释因数(例如，原始样品 在第一稀释样品中稀释到的量)和ii)初始量(例如，在将选定量 的原始样品与选定量的稀释剂相混合之后存在的第一稀释样品的 总量)。例如，可以将10微升的原始样品与40微升的稀释剂相 混合，以产出具有5倍稀释因数和50微升的初始量的第一稀释样 品。接下来，可以将选定量的第一稀释样品与选定量的稀释剂相 混合，以产出第二稀释样品。例如，可以将5微升的第一稀释样 品与95微升的稀释剂相混合，以产出具有100倍稀释因数和100 微升的初始量的第二稀释样品。对于以上稀释步骤中的每一个， 原始样品、一个或多个稀释样品以及稀释剂可在流体隔离的器皿 中储存或混合。依次稀释可按前述方式继续进行所需的若干步骤 以达到选定的样品稀释水平/稀释因数。
在本文提供的设备中，可以通过单一步骤或连续稀释规程将 原始样品稀释例如至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、 25、30、35、40、50、75、100、200、300、400、500、1,000、 5,000、10,000、20,000、50,000或100,000倍。在一些实施方式中， 可以稀释单一原始样品以达到多个不同的选定样品稀释因数(例 如，可以稀释单一原始样品以生成稀释了5倍、10倍、25倍、100 倍、200倍、500倍和1000倍的样品)。在一些实施方式中，设 备可被配置用于执行2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个步 骤的连续稀释。设备可被配置用于在同一设备中稀释1、2、3、4、 5、6、7、8、9、10个或更多个不同的原始样品(例如，设备可 同时稀释包含EDTA和包含肝素的血浆样品)。在一些实施方式 中，本文提供的设备包含控制器，该控制器被配置用于命令设备 内的样品处理系统执行一个或多个样品处理步骤，以制备上文或 本文其他各处所描述的样品的任何稀释液。控制器可指引设备使 用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或更多种不同的稀释剂用 于不同的稀释规程。控制器可包含用于执行稀释的方案。可以即 时地储存或生成方案。方案可从外部设备发送到样品处理设备， 或者在样品处理设备上储存或生成。
在一些实施方式中，稀释规程的一个或多个步骤可以用样品 处理系统来执行。该样品处理系统可以是移液管或其他流体处理 装置。样品处理系统可被配置用于从包含样品或稀释剂的流体隔 离的器皿获取选定量的样品或稀释剂，并且将该选定量的样品或 稀释剂运送到不同的流体隔离的器皿。在样品的稀释期间，稀释 剂可在样品添加到稀释剂之前存放于器皿中。备选地，样品可在 稀释剂添加到样品之前存放于器皿中。在其他实施方式中，样品 和稀释剂可处于相同的流体回路中。
样品的稀释可促进用少量原始样品执行更大数目的测定。在 一些情况下，原始样品稀释成具有不同稀释因数的多个稀释样品 例如可以：i)例如通过仅使用执行每一测定所需的最小量的原始样 品(即，通过不使用比执行测定所必要的浓度更浓的样品)来减 少样品浪费；ii)例如通过减少样品浪费来增加可以用给定量的原 始样品执行的测定的总数目；以及iii)在需要不同的样品稀释因数 来执行不同的测定的情况下(例如，如果一个测定要求高样品浓 度以便高效检测样品中不丰富的分析物，并且如果另一测定要求 低样品浓度以便高效检测样品中丰富的分析物)，例如通过将原 始样品稀释到不同的样品稀释因数来增大可以用原始样品执行的 测定的多样性。
洗涤
根据本发明的一个实施方式，设备和/或模块可允许洗涤。洗 涤溶液可包含在一个或多个试剂单元中，或者在可包含和/或约束 洗涤溶液的任何其他单元中。洗涤溶液可提供在尖端、器皿、腔 室、容器、通道、管、储液器或者设备和/或模块的任何其他组件 中。洗涤溶液可储存在流体隔离或液压独立的组件中。流体隔离 或液压独立的组件可以是固定的，或者可以配置成相对于设备和/ 或模块的一个或多个部分移动。
在一些实施方式中，洗涤溶液可储存在洗涤单元中，该洗涤 单元可具有如本文其他各处描述的试剂单元的任何特性。洗涤单 元可储存在与其余的试剂单元相同的位置，或者可相对于其余的 试剂单元远程地储存。
可以采用本领域已知的任何洗涤溶液示例。洗涤溶液可能能 够清除未结合的和/或未反应的反应物。例如，化学反应可在包含 分析物的样品与已固定的反应物之间发生，其可导致分析物结合 到表面。可以洗涤掉未结合的分析物。在一些实施方式中，反应 可导致光信号、光或任何其他种类信号的发射。如果未反应的反 应物留在附近，则它们可能导致造成干扰的背景信号。可能期望 清除未反应的反应物，以便减小造成干扰的背景信号和允许对结 合的分析物的读取。在一些情况下，洗涤溶液不导致在洗涤溶液 与样品之间发生化学反应。
设备可采用一种类型的洗涤溶液。备选地，设备可以具有多 种类型的洗涤溶液可用，或者采用多种类型的洗涤溶液。系统可 能能够追踪洗涤溶液和/或各种类型的洗涤溶液。因此，系统可能 能够取用期望类型的洗涤溶液。例如，尖端可汲取期望的洗涤溶 液。
在一些实施方式中，可向样品提供洗涤溶液。洗涤溶液可稀 释样品。随着洗涤溶液的添加，样品的浓度可变得更低。洗涤的 程度可根据一个或多个方案或指令来控制。通过控制洗涤程度， 系统可能能够以期望的灵敏度来检测一种或多种分析物的存在或 浓度。例如，增加的洗涤量可以清除可导致造成干扰的背景噪声 的不期望的试剂或样品。
在一些实施方式中，洗涤溶液可提供到测定尖端或者本文其 他各处描述的其他类型的尖端。测定尖端可吸取洗涤溶液。测定 尖端可从洗涤单元汲取洗涤溶液。洗涤溶液可以通过测定尖端分 发回去，或者可以不通过测定尖端分发回去。测定尖端的同一开 口可吸取和分发洗涤溶液。例如，测定尖端可具有底部开口，该 底部开口可用来汲取和排出洗涤溶液。测定尖端可同时具有底部 开口和顶部开口，其中底部开口可具有比顶部开口更小的直径。 与测定尖端的底部封闭时的情况相比，通过底部开口排出洗涤溶 液可允许洗涤溶液的更有效排出。
在另一示例中，洗涤溶液和/或样品可在试剂单元或本文其他 各处描述的其他类型的器皿中结合。例如，可以向试剂单元中的 样品添加洗涤溶液，或者可以向试剂单元中的洗涤溶液添加样品。 洗涤溶液可以以任何方式排出。在一些实施方式中，洗涤溶液和/或样品的结合物可由测定尖端汲取。
可以根据一组或多组指令来提供期望量的洗涤溶液。在一些 实施方式中，所提供的洗涤溶液量可由流体处理系统来控制。例 如，测定尖端可汲取期望量的洗涤溶液并将其分发。可以以高灵 敏度控制由测定尖端汲取的洗涤溶液体积。例如，汲取的洗涤溶 液的量可具有本文其他各处讨论的流体或样品的任何体积。在一 些实施方式中，测定尖端可在一轮中汲取期望量的洗涤溶液。备 选地，为了达到期望的洗涤程度，测定尖端可多次汲取和分发洗 涤溶液。
可以发生不同数目的洗涤循环，以便提供期望的检测灵敏度。 方案可决定洗涤循环的数目。例如，可以发生大于和/或等于约1 个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11 个或12个洗涤循环。洗涤溶液可使用测定尖端从洗涤单元汲取， 并且可从测定尖端排出。
洗涤可在经历化学反应之后发生。备选地，洗涤可发生在化 学反应期间和/或在化学反应之前。
污染消减
根据本发明的一个实施方式，设备和/或模块可允许防止和/ 或减少污染。例如，可以提供触吸垫。触吸垫可由吸收性材料形 成。例如，触吸垫可以是海绵、织物、凝胶、多孔材料、毛细管， 或者具有可将可能接触到垫的流体吸收或吸去的任何特征。测定 尖端可接触到触吸垫，这可以导致流体被触吸垫从接近该垫的测 定尖端吸收。在一些实施方式中，可以以使得测定尖端不接触垫 的先前已被接触过的部分的方式，将测定尖端带至触吸垫。在一 些情况下，不将液体放置在与先前已被触吸的液体相同的位置。 可以以如此方式将测定尖端带至垫：使得接触点间隔开来，从而 每当测定尖端接触到垫时都使用不同的接触点。一个或多个控制 器可决定测定尖端接下来可接触的触吸垫的位置。控制器可保持 追踪垫上的哪些点已被测定尖端接触。测定垫可以是吸收性的。
测定尖端可被垫擦拭。可以将来自测定尖端的过量流体或不 期望的流体从测定尖端移除。例如，测定尖端的开口端(诸如底 部端)可接触到触吸垫。垫可由吸收性材料形成，该吸收性材料 可将流体从测定尖端吸去。因此，由于测定尖端或设备的其他组 件可在模块和/或设备各处移动，可以减少过量流体或不期望的流 体污染模块和/或设备的其他部分的可能性。在一个非限制性示例 中，吸收垫是筒匣的部分并且其被配置用于将流体从尖端吸去， 从而减少遗留。在一些实施方式中，吸收垫可以位于可由样品处 理系统接近的、设备中的任何位置。吸收垫与移液或其他尖端相 关液体转移方法一起使用可提高流体转移的准确度和精确度，并 且可降低用液体转移方法转移流体的变异系数。
污染防止和/或减少机制的另一个示例可包括对测定尖端或 设备的其他组件施加涂层或覆盖层。例如，可让测定尖端接触熔 化的蜡、油(诸如矿物油)或凝胶。在一些实施方式中，蜡、油 或凝胶可硬化。当材料冷却和/或暴露于空气时可发生硬化。备选 地，它们无需硬化。诸如蜡、油或凝胶之类的涂层表面可以足够 有粘性，以保持在测定尖端或设备的其他组件上。在一个示例中， 测定尖端的开口端可与涂层材料接触，该涂层材料可覆盖测定尖 端的开口端，从而密封测定尖端的内容物。
污染防止和/或减少的额外示例可以是用以接纳用过的测定 尖端的废物室、可将一个或多个盖放在测定尖端的用过部分上的 组件、加热器或风扇、或者发射到一个或多个组件或子系统上的 紫外光、或者可减少污染的可能性的任何其他组件。在一些实施 方式中，设备的流体处理组件不需要定期除污，这是因为设备的 固定组件通常不直接接触样品。流体处理设备可能能够例如通过 使用移液管从储罐吸取清洁剂(例如乙醇)而周期性地自清洁。 流体处理装置以及其他设备资源也可以通过包括UV照射在内的 多种其他方法除污、灭菌或消毒。
过滤器
设备和/或模块可包括其他组件，所述其他组件可允许如本文 其他各处描述的一种或多种功能。例如，设备和/或模块可具有过 滤器，该过滤器可允许按颗粒大小、密度或任何其他特征来分离 样品。例如，具有小于阈值大小的颗粒大小的颗粒或流体可以穿 过过滤器，而具有大于阈值大小的大小的其他颗粒则不能穿过。 在一些实施方式中，可提供多个过滤器。多个过滤器可具有相同 的大小或不同的大小，这可以允许将不同大小的颗粒分选到任何 数目的组中。
离心机
根据本发明的一些实施方式，系统可包括一个或多个离心机。 设备可在其中包括一个或多个离心机。例如，可以在设备壳体内 提供一个或多个离心机。模块可具有一个或多个离心机。设备的 一个、两个或更多个模块可在其中具有离心机。离心机可由模块 支撑结构所支撑，或者可包含在模块壳体内。离心机可具有紧凑、 扁平且仅需很小占位面积的形状因子。在一些实施方式中，离心 机可针对供服务点应用而得到微型化，但仍然能够以高速率旋转， 等于或超过约10000rpm，而且能够承受高达约1200m/s2或更大 的重力。
离心机可配置用于接纳一个或多个样品。离心机可用于分离 和/或纯化不同密度的材料。此类材料的示例可包括病毒、细菌、 细胞、蛋白质、环境成分或其他成分。离心机可用来浓缩细胞和/ 或颗粒以供后续测量。
离心机可以具有可配置用于接纳样品的一个或多个腔体。腔 体可配置用于直接在腔体内接纳样品，使得样品可接触腔体壁。 备选地，腔体可以配置用于接纳在其中可包含样品的样品器皿。 本文对腔体的任何描述均可适用于可以接纳和/或包含样品或样 品容器的任何配置。例如，腔体可包括材料内的缺口、勺斗形制、 具有中空内部的凸出物、配置成与样品容器互连的构件。对腔体 的任何描述亦可包括可以具有或者可以不具有凹面或内表面的配 置。样品器皿的示例可包括本文其他各处描述的任何器皿或尖端 设计。样品器皿可具有内表面和外表面。样品器皿可具有至少一 个配置用于接纳样品的开口端。开口端可以是可封闭或可密封的。 样品器皿可具有封闭端。样品器皿可以是流体处理装置的嘴，该 装置可充当离心机，以使流体在嘴、尖端或附接至这样的嘴的另 一器皿之中旋转。
离心机可具有1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4 个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、8个或更多个、10个 或更多个、12个或更多个、15个或更多个、20个或更多个、30 个或更多个、或者50个或更多个配置用于接纳样品或样品器皿的 腔体。
在一些实施方式中，离心机可配置用于接纳小体积的样品。 在一些实施方式中，腔体和/或样品器皿可配置用于接纳1000μL 或更小、500μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、175μL 或更小、150μL或更小、100μL或更小、80μL或更小、70μL 或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、20μL或 更小、15μL或更小、10μL或更小、8μL或更小、5μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、300nL或更小、100nL或更小、50 nL或更小、10nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、100pL 或更小、50pL或更小、10pL或更小、5pL或更小、或者1pL 或更小的样品体积。在一些实施方式中，可以配置离心机以使得 离心机被配置用于接纳的总体积(例如，可由离心机中所有腔体 和/或样品器皿接纳的总组合体积)为10ml或更小、5ml或更小、 4ml或更小、3ml或更小、2ml或更小、1ml或更小、750μl或 更小、500μl或更小、400μl或更小、300μl或更小、200μl或更 小、100μl或更小、50μl或更小、40μl或更小、30μl或更小、20μl或更小、10μl或更小、8μl或更小、6μl或更小、4μl或更 小或者2μl或更小。在一些实施方式中，离心机可包含50个或更 少、40个或更少、30个或更少、29个或更少、28个或更少、27个或更少、26个或更少、25个或更少、24个或更少、23个或更 少、22个或更少、21个或更少、20个或更少、19个或更少、18 个或更少、17个或更少、16个或更少、15个或更少、14个或更少、13个或更少、12个或更少、11个或更少、10个或更少、9 个或更少、8个或更少、7个或更少、6个或更少、5个或更少、4 个或更少、3个或更少、2个或更少或者1个腔体和/或样品器皿， 该腔体和/或样品器皿被配置用于接纳10ml或更小、5ml或更小、 4ml或更小、3ml或更小、2ml或更小、1ml或更小、750μl或 更小、500μl或更小、400μl或更小、300μl或更小、200μl或更 小、100μl或更小、50μl或更小、40μl或更小、30μl或更小、 20μl或更小、10μl或更小、8μl或更小、6μl或更小、4μl或更 小或者2μl或更小的总体积。
在一些实施方式中，离心机可具有封盖，所述封盖可将样品 包含在离心机内。封盖可防止样品雾化和/或蒸发。离心机可选地 可具有薄膜、油(例如，矿物油)、蜡或凝胶，它们可将样品包 含在离心机内和/或防止其雾化和/或蒸发。可以提供薄膜、油、蜡 或凝胶作为可包含在离心机的腔体和/或样品器皿内的样品之上 的一个层。
离心机可配置成绕旋转轴旋转。离心机可能能够以任何转数/ 分钟来旋转。例如，离心机的旋转速率可高达100rpm、1000rpm、 2000rpm、3000rpm、5000rpm、7000rpm、10000rpm、12000rpm、 15000rpm、17000rpm、20000rpm、25000rpm、30000rpm、40000 rpm、50000rpm、70000rpm或100000rpm。在一些时间点，离 心机可保持静止，而在其他时间点，离心机可以旋转。静止的离 心机不旋转。离心机可配置成以可变速率旋转。在一些实施方式中，可控制离心机以期望的速率旋转。在一些实施方式中，旋转 速度的变化率可以是可变和/或可控的。
在一些实施方式中，旋转轴可以是垂直的。备选地，旋转轴 可以是水平的，或者可具有介于垂直与水平之间的任何角度(例 如，约15、30、45、60或75度)。在一些实施方式中，旋转轴 可处于固定方向上。备选地，旋转轴可在设备的使用期间变化。 当离心机正在旋转时，旋转轴角度可以变化或者不可以变化。
离心机可包含基座。基座可具有顶部表面和底部表面。基座 可配置成绕旋转轴旋转。旋转轴可与基座的顶部表面和/或底部表 面正交。在一些实施方式中，基座的顶部表面和/或底部表面可以 是平坦的或弯曲的。顶部表面和底部表面可以是或者可以不是基 本上彼此平行的。
在一些实施方式中，基座可具有圆形形状。基座可具有任何 其他形状，包括但不限于椭圆形、三角形、四边形、五边形、六 边形或八边形形状。
基座可具有高度和一个或多个横向维度(例如，直径、宽度 或长度)。基座的高度可平行于旋转轴。横向维度可垂直于旋转 轴。基座的横向尺寸可以大于高度。基座的横向尺寸可以比高度 大2倍或更多、3倍或更多、4倍或更多、5倍或更多、6倍或更 多、8倍或更多、10倍或更多、15倍或更多、或者20倍或更多。
离心机可具有任何大小。例如，离心机可具有约200cm2或 更小、150cm2或更小、100cm2或更小、90cm2或更小、80cm2或更小、70cm2或更小、60cm2或更小、50cm2或更小、40cm2或更小、30cm2或更小、20cm2或更小、10cm2或更小、5cm2或更小、或者1cm2或更小的占位面积。离心机可具有约5cm或 更小、4cm或更小、3cm或更小、2.5cm或更小、2cm或更小、 1.75cm或更小、1.5cm或更小、1cm或更小、0.75cm或更小、 0.5cm或更小、或者0.1cm或更小的高度。在一些实施方式中， 离心机的最大尺寸可以是约15cm或更小、10cm或更小、9cm 或更小、8cm或更小、7cm或更小、6cm或更小、5cm或更小、 4cm或更小、3cm或更小、2cm或更小、或者1cm或更小。
离心机基座可配置用于接纳驱动机构。驱动机构可以是马达， 或者是可使离心机能够绕旋转轴旋转的任何其他机构。驱动机构 可以是无刷马达，其可包括无刷马达转子和无刷马达定子。无刷 马达可以是感应马达。无刷马达转子可包围无刷马达定子。转子 可配置成绕旋转轴关于定子旋转。
基座可连接到或者可并入无刷马达转子，这可导致基座关于 定子旋转。基座可贴固到转子，或者可与转子形成一体。基座可 关于定子旋转，并且与马达的旋转轴正交的平面可以和与基座的 旋转轴正交的平面共面。例如，基座可具有与基座旋转轴正交的 平面，该平面基本上穿过基座的上表面与下表面之间。马达可具 有与马达旋转轴正交的平面，该平面基本上穿过马达中心。基座 平面和马达平面可以基本上共面。马达平面可以在基座的上表面 与下表面之间经过。
无刷马达组装件可包括转子和定子。马达组装件可包括电子 组件。无刷马达向转子组装件中的集成可缩小离心机组装件的总 尺寸。在一些实施方式中，马达组装件不延伸超过基座高度。在 其他实施方式中，马达组装件的高度不大于基座高度的1.5倍、 基座高度的2倍、基座高度的2.5倍、基座高度的3倍、基座高 度的4倍或基座高度的5倍。转子可被基座所包围，使得转子不 暴露于基座外。
马达组装件可实现离心机的旋转而无需主轴/轴杆组装件。转 子可包围定子，而定子可电连接到控制器和/或电源。
在一些实施方式中，腔体可配置成在基座静止时具有第一定 向，而在基座旋转时具有第二定向。第一定向可以是垂直定向， 而第二定向可以是水平定向。腔体可具有任何定向，其中腔体可 以与垂直和/或旋转轴呈大于和/或等于约0度、5度、10度、15 度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、 60度、65度、70度、75度、80度、85度或90度。在一些实施 方式中，第一定向可以比第二定向更接近于垂直。第一定向可以 比第二定向更接近于与旋转轴平行。备选地，无论基座是静止还 是在旋转，腔体均可具有相同的定向。腔体的定向可取决于或者 可不取决于基座旋转的速度。
离心机可配置用于接纳样品器皿，并且可配置成在基座静止 时让样品器皿处于第一定向而在基座旋转时让样品器皿处于第二 定向。第一定向可以是垂直定向，而第二定向可以是水平定向。 样品器皿可具有任何定向，其中样品器皿可以与垂直呈大于和/或 等于约0度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、 40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、 85度或90度。在一些实施方式中，第一定向可以比第二定向更 接近于垂直。备选地，无论基座是静止还是在旋转，样品器皿均 可具有相同的定向。器皿的定向可取决于或者可不取决于基座旋 转的速度。
图36示出了根据本发明的一个实施方式提供的离心机的示 例。该离心机可包括具有底部表面3602和/或顶部表面3604的基 座3600。该基座可包含一个、两个或更多个翼部3610a、3610b。
翼部可配置成在延伸穿过基座的轴上折迭。在一些实施方式 中，该轴可形成穿过基座的割线。延伸穿过基座的轴可以是折迭 轴，其可由一个或多个枢轴点3620形成。翼部可包含处于轴的一 侧的基座的整个部分。基座的整个部分可以折迭，从而形成翼部。 在一些实施方式中，基座的中心部分3606可与旋转轴相交，而翼 部则不与旋转轴相交。基座的中心部分可以比翼部更靠近旋转轴。 基座的中心部分可配置用于接纳驱动机构3630。驱动机构可以是 马达，或者是可导致基座旋转的任何其他机构，并且可在本文其 他各处进一步详细讨论。在一些实施方式中，翼部可具有达基座 占位面积的约2％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％或 40％或者更大的占位面积。
在一些实施方式中，可提供穿过基座的多个折迭轴。折迭轴 可彼此平行。备选地，一些折迭轴可以彼此正交，或者相对于彼 此处于任何其他角度。折迭轴可延伸穿过基座的下表面、基座的 上表面、或基座的下表面与上表面之间。在一些实施方式中，折 迭轴可更靠近基座下表面地或者更靠近基座上表面地延伸穿过基 座。在一些实施方式中，枢轴点可以处在或者更靠近于基座的下 表面或基座的上表面。
在翼部中可提供1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多 个腔体。例如，翼部可配置用于接纳一个、两个或更多个样品或 样品器皿。每个翼部可能能够接纳相同数目的器皿或不同数目的 器皿。翼部可包含配置用于容纳样品器皿的腔体，其中样品器皿 在基座静止时朝向第一定向，并且被配置成当基座旋转时朝向第 二定向。
在一些实施方式中，翼部可配置为相对于基座的中心部分成 角度。例如，翼部可以在基座的中心部分的90与180度之间。例 如，当基座静止时，翼部可以是垂直朝向的。翼部在垂直朝向时 可以与基座的中心部分成90度。当基座旋转时，翼部可以是水平 朝向的。翼部在水平朝向时可以与基座的中心部分成180度。当 基座旋转时，翼部可以从基座延伸形成基本上不间断的表面。例 如，当基座旋转时，翼部可以延伸形成基座的底部表面和/或顶部 表面的基本上连续的表面。翼部可配置成相对于基座的中心部分 向下折迭。
翼部的枢轴点可包括一个或多个枢销3622。枢销可延伸穿过 翼部的一部分和基座中心部分的一部分。在一些实施方式中，翼 部和基座的中心部分可具有互锁特征3624、3626，所述互锁特征 可防止翼部相对于基座的中心部分横向滑动。
翼部可具有重心3680，该重心定位成低于折迭轴和/或枢轴点 3620。当基座静止时，翼部的重心可定位成比延伸穿过基座的轴 更低。当基座旋转时，翼部的重心可定位成比延伸穿过基座的轴 更低。
翼部可由两种或更多种具有不同密度的不同材料所形成。备 选地，翼部可由单一材料形成。在一个示例中，翼部可具有轻质 的翼盖3640和沉重的翼基座3645。在一些实施方式中，翼盖可 由具有比翼基座更低密度的材料形成。例如，翼盖可由塑料形成， 而翼基座由金属形成，例如，由钢、钨、铝、铜、黄铜、铁、金、 银、钛或者其任何组合或合金形成。较重的翼基座可帮助将翼部 质心提供在折迭轴和/或枢轴点的下方。
翼盖和翼基座可通过任何本领域已知的任何机构相连接。例 如，可移提供紧固件3650，或者可以采用粘合剂、焊接、互锁特 征、夹具、钩环紧固件或者任何其他机构。翼部可选地可包括嵌 件3655。嵌件可由比翼盖更重的材料形成。嵌件可帮助将翼部质 心提供在折迭轴和/或枢轴点的下方。
在翼盖或翼基座或者其任何组合内可提供一个或多个腔体 3670。在一些实施方式中，腔体可配置用于接纳多个样品器皿配 置。腔体可具有内表面。内表面的至少一部分可接触样品器皿。 在一个示例中，腔体可具有一个或多个如下搁板或内表面特征： 其可允许具有第一配置的第一样品器皿配合在腔体内，以及具有 第二配置的第二样品器皿配合在腔体内。具有不同配置的第一样 品器皿和第二样品器皿可接触腔体的内表面的不同部分。
离心机可配置用于接合流体处理设备。例如，离心机可配置 用于连接到移液管或其他流体处理设备。在一些实施方式中，离 心机与流体处理设备之间可形成水密密封。离心机可以与流体处 理设备相接合，并且配置用于接收从流体处理设备分发的样品。 离心机可以与流体处理设备相接合，并且配置用于从流体处理设 备接收样品器皿。离心机可以与流体处理设备相接合并允许流体 处理设备从离心机汲取或吸取样品。离心机可以与流体处理设备 相接合并允许流体处理设备拾取样品器皿。
样品器皿可配置用于接合流体处理设备。例如，样品器皿可 配置用于连接到移液管或其他流体处理设备。在一些实施方式中， 样品器皿与流体处理设备之间可形成水密密封。样品器皿可与流 体处理设备相接合，并且配置用于接收从流体处理设备分发的样 品。样品器皿可与流体处理设备相接合，并允许流体处理设备从 样品器皿汲取或吸取样品。
样品器皿可配置成延伸出离心机翼部。在一些实施方式中， 离心机基座可配置成允许样品器皿在翼部折迭时延伸出离心机翼 部，并允许翼部在折迭状态与延伸状态之间枢转。
图37示出了根据本发明的另一实施方式提供的离心机的示 例。该离心机可包括具有底部表面3702和/或顶部表面3704的基 座3700。基座可包含一个、两个或更多个勺斗3710a、3710b。
勺斗可配置成绕延伸穿过基座的勺斗枢轴枢转。在一些实施 方式中，该轴可形成穿过基座的割线。勺斗可配置成关于旋转点 3720枢转。基座可配置用于接纳驱动机构。在一个示例中，驱动 机构可以是马达，诸如无刷马达。驱动机构可包括转子3730和定 子3735。转子可选地可以是无刷马达转子，而定子可选地可以是 无刷马达定子。驱动机构可以是可导致基座旋转的任何其他机构， 并且可在本文其他各处进一步详细讨论。
在一些实施方式中，可提供穿过基座的勺斗的多个旋转轴。 所述轴可以彼此平行。备选地，一些轴可以彼此正交或者相对于 彼此成任何其他角度。勺斗旋转轴可延伸穿过基座的下表面、基 座的上表面，或者在基座的下表面与上表面之间。在一些实施方 式中，勺斗旋转轴可以更靠近基座的下表面地或者更靠近基座的 上表面地延伸穿过基座。在一些实施方式中，旋转点可以处在或 更靠近基座的下表面或基座的上表面。
在勺斗中可提供1个、2个、3个、4个或更多个腔体。例如， 勺斗可配置用于接纳一个、两个或更多个样品或样品器皿3740。 每个勺斗可能能够接纳相同数目的器皿或不同数目的器皿。勺斗 可包含配置用于接收样品器皿的腔体，其中样品器皿在基座静止 时朝向第一定向，并且配置成在基座旋转时朝向第二定向。
在一些实施方式中，勺斗可配置成相对于基座成角度。例如， 勺斗可以处在基座的0与90度之间。例如，当基座静止时，勺斗 可以是垂直朝向的。当基座静止时，勺斗可向上定位越过离心机 基座的顶部表面。当基座静止时，样品器皿的至少一部分可延伸 到基座的顶部表面以外。翼部在垂直朝向时，可以与基座的中心 部分成90度。当基座旋转时，勺斗可以是水平朝向的。勺斗在水 平朝向时，可以与基座成0度。当基座旋转时，勺斗可以缩回到 基座中，从而形成基本上不间断的顶部和/或底部表面。例如，当 基座旋转时，勺斗可以缩回，从而形成基座的底部和/或顶部表面 的基本上连续的表面。勺斗可配置成相对于基座向上枢转。勺斗 可以如此配置，使得勺斗的至少一部分可以向上枢转越过基座的 顶部表面。
勺斗的旋转点可包括一个或多个枢销。枢销可延伸穿过勺斗 和基座。在一些实施方式中，勺斗可定位在基座的如下各部分之 间——所述各部分可防止勺斗相对于基座横向滑动。
勺斗可具有质心3750，该质心定位成低于旋转点3720。当基 座静止时，勺斗的质心可定位成低于旋转点。当基座旋转时，勺 斗的质心可定位成低于旋转点。
勺斗可由两种或更多种具有不同密度的不同材料形成。备选 地，勺斗可由单一材料形成。在一个示例中，勺斗可具有主体3715 和内部嵌件3717。在一些实施方式中，主体可由具有比嵌件更低 密度的材料形成。例如，主体可由塑料形成，而嵌件由金属形成， 例如由钨、钢、铝、铜、黄铜、铁、金、银、钛或者其任何组合 或合金形成。较重的嵌件可帮助将勺斗质心提供在旋转点下方。 勺斗材料可包括密度较高的材料和密度较低的材料，其中密度较 高的材料定位成低于旋转点。勺斗的质心可以如此定位：使得当 离心机静止时勺斗自然摆动，开口端向上并且较重端向下。勺斗 的质心可以如此定位：使得当离心机以某一速度旋转时勺斗自然 缩回。当速度处于预定的速度时，勺斗可以缩回，该预定速度可 包括任何速度或者其他各处提到的任何速度。
在勺斗内可提供一个或多个腔体。在一些实施方式中，腔体 可配置用于接纳多个样品器皿配置。腔体可具有内表面。内表面 的至少一部分可接触样品器皿。在一个示例中，腔体可具有一个 或多个如下搁板或内表面特征：其可允许具有第一配置的第一样 品器皿配合在腔体内，并且具有第二配置的第二样品器皿配合在 腔体内。具有不同配置的第一样品器皿和第二样品器皿可接触腔 体的内表面的不同部分。
如先前所述，离心机可配置用于接合流体处理设备。例如， 离心机可配置用于连接到移液管或其他流体处理设备。离心机可 配置用于接纳通过流体处理设备分发的样品，或者提供要由流体 处理设备吸取的样品。离心机可配置用于接纳或提供样品器皿。
如先前所提及，样品器皿可配置用于接合流体处理设备。例 如，样品器皿可配置用于连接到移液管或其他流体处理设备。
样品器皿可配置成延伸出勺斗。在一些实施方式中，离心机 基座可配置成允许样品器皿在勺斗被提供于回缩状态时延伸出勺 斗，并且允许勺斗在回缩与凸出状态之间枢转。延伸出离心机顶 部表面的样品器皿可允许更容易地向和/或从离心机转移样品或 样品器皿。在一些实施方式中，勺斗可配置成缩回到转子中，从 而创造出紧凑的组装件以及在操作期间减少阻力，且具有诸如降 低噪音和发热以及需要更低功率等额外的益处。
在一些实施方式中，离心机基座可包括一个或多个通道或其 他类似结构，诸如凹槽、导管或通路。对通道的任何描述亦可适 用于任何类似的结构。通道可包含一个或多个滚珠轴承。滚珠轴 承可穿过通道滑动。通道可以敞开、封闭或部分敞开。通道可配 置成防止滚珠轴承从通道脱落。
在一些实施方式中，可将滚珠轴承在转子内放置在密封/封闭 轨道中。这种配置对于动态平衡离心机转子是有用的，特别是当 同时离心不同体积的样品时尤为如此。在一些实施方式中，滚珠 轴承可以在马达外部，从而使总体系统更加强健和紧凑。
通道可环绕离心机基座。在一些实施方式中，通道可沿离心 机基座的周长环绕基座。在一些实施方式中，通道可以处在或更 靠近于离心机基座的上表面或离心机基座的下表面。在一些情况 下，通道对离心机基座的上表面和下表面可以是等距的。滚珠轴 承可沿离心机基座的周长滑动。在一些实施方式中，通道可以在 离旋转轴一定距离之处环绕基座。通道可形成圆，其中旋转轴在 圆的基本中心处。
图38示出了根据本发明的另一实施方式提供的离心机的额 外示例。该离心机可包括具有底部表面3802和/或顶部表面3804 的基座3800。基座可包含一个、两个或更多个勺斗3810a、3810b。 勺斗可连接到模块框架3820，后者可连接到基座。备选地，勺斗 可直接地连接到基座。勺斗还可接附到配重3830。
模块框架可连接到基座。模块框架可在边界连接到基座，该 边界可与基座形成连续的或基本上连续的表面。基座的顶部、底 部和/或侧部表面的一部分可与模块框架形成连续的或基本上连 续的表面。
勺斗可配置成绕延伸穿过基座和/或模块框架的勺斗枢轴枢 转。在一些实施方式中，该轴可形成穿过基座的割线。勺斗可配 置成绕勺斗枢轴3840枢转。基座可配置用于接纳驱动机构。在一 个示例中，驱动机构可以是马达，诸如无刷马达。驱动机构可包 括转子3850和定子3855。在一些实施方式中，转子可以是无刷 马达转子，而定子可以是无刷马达定子。驱动机构可以是可导致 基座旋转的任何其他机构，并且可在本文其他各处进一步详细讨 论。
在一些实施方式中，可提供穿过基座的勺斗的多个旋转轴。 所述轴可以彼此平行。备选地，一些轴可以彼此正交或相对于彼 此处于任何其他角度。勺斗旋转轴可以延伸穿过基座的下表面、 基座的上表面，或者在基座的下表面与上表面之间。在一些实施 方式中，勺斗旋转轴可更靠近基座的下表面地或更靠近基座的上 表面地延伸穿过基座。在一些实施方式中，勺斗枢轴可以处在或 更靠近基座的下表面或基座的上表面。勺斗枢轴可以处在或更靠 近模块框架的下表面或模块框架的上表面。
在勺斗中可提供1个、2个、3个、4个或更多个腔体。例如， 勺斗可配置用于接纳一个、两个或更多个样品或样品器皿。每个 勺斗可能能够接纳相同数目的器皿或不同数目的器皿。勺斗可包 含配置用于接收样品器皿的腔体，其中样品器皿在基座静止时朝 向第一定向，并且配置成在基座旋转时朝向第二定向。
在一些实施方式中，勺斗可配置为相对于基座成角度。例如， 勺斗可以在基座的0与90度之间。例如，勺斗在基座静止时可以 是垂直朝向的。勺斗在基座静止时可向上定位越过离心机基座的 顶部表面。在基座静止时，样品器皿的至少一部分可延伸到基座 的顶部表面以外。翼部在垂直朝向时可以与基座的中心部分成90 度。当基座旋转时，勺斗可以是水平朝向的。勺斗在水平朝向时 可以与基座成0度。当基座旋转时，勺斗可以缩回到基座和/或框 架模块中，从而形成基本上不间断的顶部表面和/或底部表面。例 如，当基座旋转时，勺斗可以缩回，从而与基座和/或框架模块的 底部表面和/或顶部表面形成基本上连续的表面。勺斗可配置成相 对于基座和/或框架模块向上枢转。勺斗可以如此配置：使得勺斗的至少一部分可以向上枢转越过基座和/或框架模块的顶部表面。
勺斗可锁定在多个位置，以便支持离心管的卸放和拾取，以 及当离心机器皿处在离心机勺斗中时将液体吸取和分发进和出离 心机器皿。实现这一点的一个手段是一个或多个马达，其驱动与 离心机转子相接触的转轮以精细地定位和/或锁定转子。另一方法 可以是使用形成于转子上的凸轮(CAM)形状，而无需额外的马 达或转轮。来自移液管的附件，诸如接附到移液管嘴的离心机尖 端，可以下压到转子上的凸轮形状上。凸轮表面上的这个力可促 使转子旋转到期望的锁定位置。这个力的持续施加可以使转子能 够被严格保持在期望位置。可以向转子添加多个此类凸轮形状， 以支持多个锁定位置。当转子被一个移液管嘴/尖端保持时，另一 移液管嘴/尖端可与离心机勺斗相接，以便卸放或拾取离心机器皿或执行其他功能，比如从离心机勺斗中的离心机器皿吸取或分发。
勺斗枢轴可包括一个或多个枢销。枢销可延伸穿过勺斗以及 基座和/或框架模块。在一些实施方式中，勺斗可定位在基座和/ 或框架模块的如下各部分之间：所述各部分可防止勺斗相对于基 座横向滑动。
勺斗可附接到配重。配重可配置成在基座开始旋转时移动， 从而引起勺斗枢转。当基座开始旋转时，可由施加在配重上的离 心力引起配重移动。配重可配置成当基座开始以阈值速度旋转时 从旋转轴移开。在一些实施方式中，配重可以在直线方向或路径 上移动。备选地，配重可以沿弯曲路径或任何其他路径移动。勺 斗可在配重枢轴点3860处附接到配重。可以使用一个或多个枢销 或凸出物，其可允许勺斗相对于配重旋转。在一些实施方式中， 配重可以沿水平直线路径移动，从而导致勺斗向上或向下枢转。 配重可以在与离心机的旋转轴正交的直线方向上移动。
配重可位于模块框架和/或基座的各部分之间。模块框架和/ 或基座可配置成防止配重滑出基座。模块和/或基座可限制配重的 路径。配重的路径可被限制在直线方向。可以提供一个或多个可 限制配重路径的导销3870。在一些实施方式中，导销可穿过框架 模块和/或基座以及配重。
可以向配重提供偏置力。偏置力可通过弹簧3880、弹性结构、 气动机构、液压机构或任何其他机构来提供。偏置力可在基座静 止时将配重保持在第一位置，而来自离心机旋转的离心力可在离 心机以阈值速度旋转时导致配重移动到第二位置。当离心机回到 静止或速度降到预定的旋转速度以下时，配重可返回到第一位置。 当配重处在第一位置时，勺斗可具有第一定性；而当配重处在第 二位置时，勺斗可具有第二定向。例如，当配重处在第一位置时， 勺斗可具有垂直定向；而当配重处在第二位置时，勺斗可具有水 平方向。配重的第一位置可以比配重的第二位置更靠近旋转轴。
在勺斗内可提供一个或多个腔体。在一些实施方式中，腔体 可配置用于接纳多个样品器皿配置。腔体可具有内表面。内表面 的至少一部分可接触样品器皿。在一个示例中，腔体可具有一个 或多个搁板或内表面特征，所述搁板或内表面特征可允许具有第 一配置的第一样品器皿配合在腔体内，以及具有第二配置的第二 样品器皿配合在腔体内。具有不同配置的第一样品器皿和第二样 品器皿可接触腔体的内表面的不同部分。
如先前所述，离心机可配置用于接合流体处理设备。例如， 离心机可配置用于连接到移液管或其他流体处理设备。离心机可 配置用于接纳通过流体处理设备分发的样品，或者提供要由流体 处理设备吸取的样品。离心机可配置用于接纳或提供样品器皿。
如先前所提及，样品器皿可配置用于接合流体处理设备。例 如，样品器皿可配置用于连接到移液管或其他流体处理设备。
样品器皿可配置成延伸出勺斗。在一些实施方式中，离心机 基座和/或模块框架可配置成允许样品器皿在勺斗被提供于回缩 状态中时延伸出勺斗，并且允许勺斗在回缩状态与凸出状态之间 枢转。延伸出离心机顶部表面的样品器皿可允许更容易地向和/或从离心机转移样品或样品器皿。
在一些实施方式中，离心机基座可包括一个或多个通道或其 他类似结构，诸如凹槽、导管或通路。对通道的任何描述亦可适 用于任何类似的结构。通道可包含一个或多个滚珠轴承。滚珠轴 承可穿过通道滑动。通道可以敞开、封闭或部分敞开。通道可配 置成防止滚珠轴承从通道脱落。
通道可环绕离心机基座。在一些实施方式中，通道可沿离心 机基座的周长环绕基座。在一些实施方式中，通道可以处在或更 靠近于离心机基座的上表面或离心机基座的下表面。在一些情况 下，通道对离心机基座的上表面和下表面可以是等距的。滚珠轴 承可沿离心机基座的周长滑动。在一些实施方式中，通道可以在 离轴旋转一定距离之处环绕基座。通道可形成圆，其中旋转轴在 圆的基本中心处。
可以使用本领域已知的离心机配置的其他示例，包括各种摆 动勺斗配置。例如，参见美国专利号7,422,554，该文献特此通过 引用而全文并入。例如，勺斗可以向下摆动而不是向上摆动。勺 斗可以摆动以向侧面而不是向上或向下凸出。
离心机可以封闭在壳体或外壳内。在一些实施方式中，离心 机可以完全封闭在壳体内。备选地，离心机可具有一个或多个敞 开区段。壳体可以包括可移动部分，所述可移动部分可允许流体 处理设备或其他自动化设备接近离心机。流体处理设备和/或其他 自动化设备可在离心机中提供样品、取用样品、提供样品器皿或 取用样品器皿。可以在离心机的顶部、侧部和/或底部准许此类取 用。
样品可从腔体分发和/或汲取。样品可使用流体处理系统来分 发和/或汲取。流体处理系统可以是本文其他各处描述的移液管， 或者是本领域已知的任何其他流体处理系统。样品可使用尖端来 分发和/或汲取，所述尖端具有本文其他各处描述的任何配置。样品的分发和/或吸取可以是自动化的。
在一些实施方式中，可将样品器皿提供到离心机或将其从离 心机移除。样品器皿可以在自动化过程中使用设备插入离心机或 从离心机移除。样品器皿可从离心机的表面延伸，这可以简化自 动化的拾取和/或取回。样品可能已在样品器皿内提供。备选地， 样品可从样品器皿分发和/或汲取。样品可使用流体处理系统从样 品器皿分发和/或汲取。
在一些实施方式中，来自流体处理系统的尖端可至少部分地 插入到样品器皿和/或腔体中。尖端可以是可从样品器皿和/或腔体 插入和移除的。在一些实施方式中，样品器皿和尖端可以是如先 前所述的离心器皿和离心尖端，或者具有任何其他器皿或尖端配置。在一些实施方式中，可将容槽(诸如在图70A和图70B中所 描述的容槽)放置在离心机转子中。这种配置可提供某些与传统 尖端和/或器皿相比的优点。在一些实施方式中，容槽可用一个或 多个具有专门的几何形状的通道来形成图案，从而使得离心过程 的产物自动分离到单独的隔室中。一个这样的实施方式可以是具 有锥形通道的容槽，该通道终止于一个由狭窄的开口分隔开的隔 室中。上清液(例如，来自血液的血浆)可被离心力迫使进入隔室，同时红细胞留在主通道中。容槽可以更加复杂，具有若干个 通道和/或隔室。通道可以是隔离的或相连的。
在一些实施方式中，可将一个或多个相机放置在离心机转子 中，从而使得其可以在转子旋转时对离心机器皿的内容物成像。 相机图像可以例如通过使用无线通信方法而得到实时分析和/或 通信。这种方法可用来追踪沉降率/细胞堆积——比如用于ESR (红细胞沉降率)测定，其中对RBC(红细胞)沉淀速度加以测 量。在一些实施方式中，可将一个或多个相机定位在转子外，所 述相机可以在转子旋转时对离心机器皿的内容物成像。这可以通 过使用与相机和旋转中的转子同步定时的频闪光源来实现。在转 子旋转时对离心机器皿内容物的实时成像可允许在离心过程完成 后停止旋转转子，从而节省时间，并且有可能防止内容物的过度 堆积和/或过度分离。
现参考图94，现在将描述具有样品成像系统的离心机的一个 实施方式。图94示出了在一些实施方式中，诸如但不限于相机、 CCD传感器等成像器件3750可与离心机转子3800一起使用。在 本示例中，成像器件3750在离心机转子3800正在旋转时是静止 的。成像可以通过使用与相机和旋转中的转子同步定时的频闪光 源来实现。可选地，还可以使用高速图像捕捉在不使用闪光灯的 情况下获取图像。
图95示出了成像器件3750的一个实施方式，该成像器件3750 可安装在静止位置中以在离心机器皿在离心机中旋转时对其进行 观察。图95示出除了成像器件3750之外，还可以使用一个或多 个照明源3752和3754来辅助图像捕捉。安装器件3756被配置用 于定位成像器件3750以使其具有能够清晰观察离心机器皿和其 中的内容物的视野和聚焦。
现参考图96至图98，现在将描述具有样品成像系统的离心 机的又一实施方式。图96示出了在一些实施方式中，诸如但不限 于相机、CCD传感器等成像器件3770可安装在离心机转子3800 内，或者安装在与其相同的旋转参考系中。图97示出了图示成像 器件3700被定位用于通过开口3774(图98中所示)观察离心机 器皿3772中的样品的剖面图。由于成像系统位于离心机转子3800 中，因此该成像系统可在不使用闪光照明系统的情况下持续对离 心机器皿3772和其中的样品进行成像。可选地，可以适当地平衡 离心机转子3800以将转子中的成像器件3770的附加重量纳入考 虑。
热控制单元
根据本发明的一些实施方式，系统可包括一个或多个热控制 单元。设备可在其中包括一个或多个热控制单元。例如，可以在 设备壳体内提供一个或多个热控制单元。模块可具有一个或多个 热控制单元。设备的一个、两个或更多个模块可在其中具有热控 制单元。热控制单元可由模块支撑结构所支撑，或者可以包含在 模块壳体内。热控制单元可提供于设备层次(例如，设备中所有 模块的整体)、机架层次(例如，机架中所有模块的整体)、模 块层次(例如，模块内)和/或组件层次(例如，模块的一个或多 个组件内)。
热控制单元可配置用于加热和/或冷却样品或其他流体或模 块温度或整个设备的温度。对控制样品温度的任何讨论亦可涉及 本文的任何其他流体，包括但不限于试剂、稀释剂、染料或洗涤 流体。在一些实施方式中，可提供单独的热控制单元组件来加热 和冷却样品。备选地，相同的热控制单元组件既可加热又可冷却 样品。
热控制单元可用于改变和/或维持样品的温度，以保持样品处 于所期望的温度或在期望的温度范围内。在一些实施方式中，热 控制单元可能能够将样品维持在目标温度的1℃内。在其他实施 方式中，热控制单元可能能够将样品维持在目标温度的5℃、4℃、 3℃、2℃、1.5℃、0.75℃、0.5℃、0.3℃、0.2℃、0.1℃、0.05℃ 或0.01℃内。可以将期望的目标温度编程。可以随着时间推移而 改变或维持期望的目标温度。目标温度曲线可以说明期望的目标 温度随时间推移的变化。目标温度曲线可动态地从外部设备(诸 如服务器)提供，可板载地从设备提供，或者可由设备的操作者 输入。
热控制单元可能能够顾及设备外部的温度。例如，一个或多 个温度传感器可以确定设备外部的环境温度。热控制单元可以操 作以达到目标温度，从而补偿不同的外部温度。
目标温度随时间推移可保持不变或者可以改变。在一些实施 方式中，目标温度可以以循环方式改变。在一些实施方式中，目 标温度可以暂时改变，并继而保持不变。在一些实施方式中，目 标温度可以遵循本领域已知的针对核酸扩增的曲线。热控制单元 可以控制样品温度，以使其遵循针对核酸扩增的已知曲线。在一 些实施方式中，温度可以在30-40摄氏度的范围内。在一些情况 下，温度范围可以是0-100摄氏度。例如，对于核酸测定，可以达到高达100摄氏度的温度。在一个实施方式中，温度范围是约 15-50摄氏度。在一些实施方式中，该温度可用于温育一个或多个 样品。
热控制单元可能能够快速改变一个或多个样品的温度。例如， 热控制单元可以以大于和/或等于1℃/分、5℃/分、10℃/分、15℃ /min、30℃/分、45℃/分、1℃/秒、2℃/秒、3℃/秒、4℃/秒、5℃/秒、7℃/秒或10℃/秒的速度斜升或斜降样品的温度。
系统的热控制单元可包含热电器件。在一些实施方式中，热 控制单元可以是加热器。加热器可提供主动加热。在一些实施方 式中，可以改变或维持向加热器提供的电压和/或电流，以提供期 望的加热量。热控制单元可以是电阻加热器。加热器可以是热块。 在一个实施方式中，在核酸测定站中使用热块以调节反应的温度。
热块可具有一个或许多个开口以支持检测器和/或光源的并 入。热块可具有用于内含物成像的开口。可以填充和/或覆盖热块 中的开口以改善块的热性能。
加热器可以具有或者可以不具有提供主动冷却的组件。在一 些实施方式中，加热器可与散热器热连通。散热器可以得到被动 冷却，并且可以允许热量消散至周围环境。在一些实施方式中， 散热器或加热器可以诸如利用强制流体流动而得到主动冷却。散 热器可以包含或者可以不包含一个或多个表面特征，诸如鳍片、 凸脊、隆起物、凸出物、凹槽、通道、孔穴、板片或任何可以增 加散热器表面积的其他特征。在一些实施方式中，可以使用一个 或多个风扇或泵来提供强制流体冷却。
在一些实施方式中，热控制单元可以是珀尔贴器件(Peltier Device)，或者可以并入珀尔贴器件。热控制单元可选地可以并 入流体流动以提供温度控制。例如，可以向热控制单元提供一种 或多种经加热流体或经冷却流体。在一些实施方式中，经加热流 体和/或经冷却流体可以包含在热控制单元内，或者可以流动通过 热控制单元。通过对热管的使用，可以增强空气温度控制，以便 快速升温至期望的水平。通过使用强制对流，可使热传递更快地 进行。强制对流传热还可用于通过交替鼓吹热空气和冷空气而对 特定区域进行热循环。需要特定温度和温度循环的反应可在尖端 和/或器皿上进行，其中诸如通过IR加热器而精细地控制尖端的 加热和冷却。
在一些实施方式中，热控制单元可以使用传导、对流和/或辐 射来向样品提供热量或从样品移除热量。在一些实施方式中，热 控制单元可直接与样品或样品固定器物理接触。热控制单元可直 接与器皿、尖端、微型卡或器皿、尖端或微型卡的壳体物理接触。 热控制单元可以接触传导性材料，该传导性材料可直接与样品或 样品固定器物理接触。例如，热控制单元可以接触这样的传导性 材料——该传导性材料可直接与器皿、尖端、微型卡或者用以支 撑器皿、尖端或微型卡的壳体物理接触。在一些实施方式中，热 控制单元可以由高热导率材料形成，或者包括高热导率材料。例 如，热控制单元可以包括金属，诸如铜、铝、银、金、钢、黄铜、 铁、钛、镍或者其任何组合或其合金。例如，热控制单元可以包 括金属块。在一些实施方式中，热控制单元可以包括塑料或陶瓷 材料。
可以将一个或多个样品带至热控制单元和/或从热控制单元 移除。在一些实施方式中，可使用流体处理系统将样品带至热控 制单元和/或从热控制单元移除。可使用任何其他自动化过程将样 品带至热控制单元和/或从热控制单元移除。可以在无需人为干预的情况下向和从热控制单元输送样品。在一些实施方式中，可以 手动地向和从热控制单元转移样品。
热控制单元可配置成与小体积的样品热连通。例如，热控制 单元可配置成与具有如本文其他各处所述体积的样品热连通。
热控制单元可与多个样品热连通。在一些情况下，热控制单 元可以保持每个相同的样品相对于彼此处于相同的温度。在一些 情况下，热控制单元可以热连接至热分布器，该热分布器可以均 匀地向多个样品提供热量。
在其他实施方式中，热控制单元可以向多个样品提供不同的 热量。例如，可将第一样品保持在第一目标温度，并且可将第二 样品保持在第二目标温度。热控制单元可以形成温度梯度。在一 些情况下，单独的热控制单元可以保持不同样品处于不同的温度， 或者沿单独的目标温度曲线操作。多个热控制单元可以是可独立 操作的。
可以在热控制单元处或靠近热控制单元处提供一个或多个传 感器。可以在与热控制单元热连通的样品处或靠近该样品处提供 一个或多个传感器。在一些实施方式中，传感器可以是温度传感 器。可以使用本领域已知的任何温度传感器，包括但不限于温度 计、热电偶或IR传感器。传感器可向控制器提供一个或多个信号。 基于该信号，控制器可向热控制单元发送信号以更改(例如，增 高或降低)或更改样品的温度。在一些实施方式中，控制器可直 接控制热控制单元以更改或维持样品温度。控制器可与热控制单 元相分离，或者可以是热控制单元的一部分。
在一些实施方式中，传感器可以周期性地向控制器提供信号。 在一些实施方式中，传感器可以向控制器提供实时反馈。控制器 可以周期性地或者响应于反馈而实时地调节热控制单元。
如先前所述，热控制单元可用于核酸扩增(例如，等温及非 等温核酸扩增，诸如PCR)、温育、蒸发控制、冷凝控制、获得 期望的粘度、分离或本领域已知的任何其他用途。
核酸测定站
在一些实施方式中，本文公开的系统、设备或模块可包含核 酸测定站。核酸测定站可包含一个或多个硬件组件用于促进核酸 测定的执行(例如，热控制单元)。核酸测定站还可包含一个或 多个检测单元或传感器用于监测或测量非核酸测定(例如，普通 化学测定、免疫测定等)。核酸测定站可与模块或设备的筒匣或 常规测定站合并或者可与其分离。本文中核酸测定站还可称为“核 酸扩增模块”。
图101示出了核酸测定站10201的示例。核酸测定站10201 可包含热块10202。热块10202可被塑形以例如通过具有容腔来 接收或支撑一个或多个器皿10203(包括测定单元、尖端以及本 文其他各处公开的任何核酸器皿/尖端)。热块可具有本文其他各 处所述的热控制单元的任何特征。例如，热块可保持选定的温度 或者温度范围或循环以便执行或支持核酸测定(例如，为PCR测 定而进行热循环，或者为等温测定保持选定的恒定温度)。在一些实施方式中，热块可与加热器或热控制单元热接触，以使得热 块本身不包含用于调节热量的组件。相反，热块的温度可通过与 加热块热接触的加热器或热控制单元的温度来调节。
核酸测定站可被配置用于接收1、2、3、4、5、6、7、8、9、 10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、35、40、45、 50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、225、250、275、 300、400、500个或更多个器皿。在一些实施方式中，热块可包 含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、 24、26、28、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、125、 150、175、200、225、250、275、300、400、500个或更多个容 腔。核酸测定站可位于设备或模块中，以使得其可由该设备或模 块的样品处理系统所接近。例如，设备或模块的样品处理系统可 被配置用于向或从核酸测定站运送器皿。
在一些实施方式中，核酸测定站10201可以包含可移动部分 10204。所述可移动部分可被配置成沿着站的引导结构(诸如轨道 10205或导杆)移动。可移动部分可以具有两个或更多个位置， 包括敞开位置和封闭位置。当可移动部分10204处于敞开位置时， 热块10202的容腔可以是可接近的，以便可以在热块中放置或从 热块移除(例如，通过样品处理系统)器皿。相反，当可移动部 分10204处于封闭位置时，其可阻挡热块10202的一个或多个容 腔，使得器皿不可放置在热块中或从热块移除。
在一些实施方式中，核酸测定站可包含一个或多个光源。在 一些实施方式中，核酸测定站可包含的光源数目与该站被配置用 于接收的器皿数目相同(例如，如果该站被配置用于接收10个器 皿，则其包含10个光源)。光源可以是本文其他各处所公开的任 何光源，包括例如激光器或发光二极管。可以配置一个或多个光 源以使得其相对于热块或器皿容腔处于固定位置。光源可与热块 的容腔共线，或者其可位于侧面(例如，成90度角)。备选地， 一个或多个光源可以是可相对于核酸测定站的热块或其他组件移 动的。一个或多个光源可由站的可移动部分所支撑。在一些实施 方式中，当可移动部分处于封闭位置中时，由该可移动部分支撑 的一个或多个光源被定位成使得来自该一个或多个光源的光指向热块的容腔或其中的器皿。在一些实施方式中，核酸测定站的一 个或多个组件可以是可相对于光源移动的。
在一些实施方式中，核酸测定站可包含一个或多个光学传感 器。在一些实施方式中，核酸测定站可包含的光学传感器数目与 该站被配置用于接收的器皿数目相同(例如，如果该站被配置用 于接收10个器皿，则其包含10个光学传感器)。光学传感器可 以是本文其他各处所公开的用于检测光信号的任何传感器，包括 例如PMT、光电二极管或CCD传感器。可以配置光学传感器以 使得其相对于热块或器皿容腔处于固定位置。光学传感器可与热 块的容腔共线，或者其可位于侧面(例如，成90度角)。备选地， 一个或多个光学传感器可以是可相对于核酸测定站的热块或其他 组件移动的。一个或多个光学传感器可由站的可移动部分所支撑。 在一些实施方式中，当可移动部分处于封闭位置中时，由该可移 动部分支撑的一个或多个光学传感器被定位成使得从热块容腔或 其中的器皿生成的光或者穿过热块容腔或其中的器皿的光可到达 光学传感器。在一些实施方式中，核酸测定站的一个或多个组件 可以是可相对于光学传感器移动的。
核酸测定站可既包含光源又包含光学传感器。既包含光源又 包含光学传感器的站可具有类似于分光光度计的能力。在一些实 施方式中，既包含光源又包含光学传感器的核酸测定站可被配置 用于执行涉及评估样品的光学性质——这通常在专用分光光度计中执行——的测量——例如，进行对以下各项的测量：样品的颜 色、吸光度、透射率、荧光、光散射性质或浊度。在一些实施方 式中，既包含光源又包含光学传感器的核酸测定站可执行仅使用 光学传感器的样品测量——例如，测量样品的发光。在这样的情 况下，当光学传感器检测从样品发出的光时，可以关闭或阻挡站 的光源。可测量的测定类型例如包括核酸测定、免疫测定和普通 化学测定。
在一些实施方式中，核酸测定站可包含针对加热块或站的每 一容腔的光学传感器以及可选的光源。针对每一容腔包含光学传 感器可允许同时在核酸测定站中进行多个不同测定的同时测量。
在一些实施方式中，核酸测定站可包含处于热块中或邻近热 块的固定位置的光学传感器。该光学传感器可与热块的容腔共线， 或者位于热块容腔的一侧。在热块容腔的壁中可存在开口或通道， 以在容腔内部与光学传感器之间创造光路。核酸测定站还可包含光源。该光源可附接到测定站的可移动部分，被配置成使得在所 述可移动部分的一个或多个位置中，来自光源的光指向热块的容 腔中。在光源和光学传感器都与热块的容腔共线的情况下(由于 光源和光学传感器具有固定位置或可移动位置)，可以获得样品 的各种类型的分光光度读数——例如，吸光度、透射率或荧光。 在光学传感器与光源和热块的容腔成角度的情况下，可以获得的 样品的分光光度读数例如包括光散射、荧光和浊度。
为了在核酸测定站中执行荧光测定，可以使用具有窄发射波 长曲线的光源(例如，发光二极管)。附加地或备选地，可以在 光源与样品之间放置激发滤光片，以使得仅有一个或多个选定波 长的光到达样品。此外，可以在样品与光学检测器之间放置发射 滤光片，以使得仅有选定波长的光(通常是由荧光化合物发出的 光)到达光学检测器。
在一些实施方式中，可在核酸测定站中执行或检测核酸测定 (例如，核酸扩增测定)。给定核酸测定站的各种光学配置，该 站可被配置用于测量核酸扩增测定，该核酸扩增测定在反应中产 生多种不同类型的光学变化，诸如荧光或浊度。另外，在一些实 施方式中，可在核酸测定站中测量产生样品光学性质变化的任何 类型的测定。例如，可在核酸测定站中测量产生样品浊度变化的 非核酸测定，例如，通过测量样品的吸光度或由样品散射的光。 在一些实施方式中，核酸测定站可具有被配置用于样品荧光测量 的某些热块容腔(例如，它们可包含滤光器或具有特定波长的光 源)和被配置用于样品浊度测量的某些热块容腔(例如，它们可 具有与光源或容腔成角度的光学传感器，或者它们可以没有滤光器)。在一些实施方式中，核酸测定站可具有一个或多个被配置 用于检测核酸测定的容腔，以及一个或多个被配置用于检测非核 酸测定的容腔。
在一些实施方式中，本文其他各处所述的测定单元或其他反 应器皿可被运送到或坐落于本文所述的核酸测定站中用于测量器 皿中的反应。因此，除了支持核酸测定之外，核酸测定站还可发 挥用于广范围测定(例如，免疫测定和普通化学测定)的检测单 元的功能。这可以促进在本文提供的模块或设备中同时执行和检 测多种不同的测定。
细胞计数器
根据本发明的一些实施方式，系统可以包括一个或多个细胞 计数器。设备可以在其中包括一个或多个细胞计数器。例如，可 在设备壳体内提供一个或多个细胞计数器。模块可以具有一个或 多个细胞计数器。设备的一个、两个或更多个模块可以在其中具 有细胞计数器。细胞计数器可由模块支撑结构来支撑，或者可以 包含在模块壳体内。备选地，细胞计数器可提供在模块外部。在 一些情况下，细胞计数器可提供在设备内并且可由多个模块共享。 细胞计数器可以具有本领域已知的或今后开发的任何配置。
在一些实施方式中，细胞计数器可具有小体积。例如，细胞 计数器可具有小于或等于约0.1mm3、0.5mm3、1mm3、3mm3、 5mm3、7mm3、10mm3、15mm3、20mm3、25mm3、30mm3、 40mm3、50mm3、60mm3、70mm3、80mm3、90mm3，100mm3、 125mm3、150mm3、200mm3、250mm3、300mm3、500mm3、750mm3或1m3的体积。
细胞计数器可具有小于或等于约0.1mm2、0.5mm2、1mm2、 3mm2、5mm2、7mm2、10mm2、15mm2、20mm2、25mm2、30 mm2、40mm2、50mm2、60mm2、70mm2、80mm2、90mm2，100 mm2、125mm2、150mm2、200mm2、250mm2、300mm2、500mm2、 750mm2或1m2的占位面积。细胞计数器可以具有小于或等于 0.05mm、0.1mm、0.5mm、0.7mm、1mm、2mm、3mm、4mm、 5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、 13mm、15mm、17mm、20mm、25mm、30mm、40mm、50mm、 60mm、70mm、80mm、100mm、150mm、200mm、300mm、 500mm或750mm的一个或多个尺寸(例如，宽度、长度、高度)。
细胞计数器可以接纳小体积的样品或其他流体。例如，细胞 计数器可以接纳约500μL或更小、250μL或更小、200μL或更 小、175μL或更小、150μL或更小、100μL或更小、80μL或更 小、70μL或更小、60μL或更小、50μL或更小、30μL或更小、 20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、8μL或更小、5μL 或更小、1μL或更小、500nL或更小、300nL或更小、100nL或 更小、50nL或更小、10nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、 250pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、10pL或更小、5pL 或更小或者1pL或更小的样品体积。
细胞计数器可以利用一种或多种照明技术，包括但不限于明 视场、暗视场、前向照明、斜射照明、后向照明、相位衬度和差 分干涉显微术。可以使用任何照明源来实现聚焦，包括但不限于 暗视场成像。暗视场成像可利用不同波段的各种照明源来执行。 暗视场成像可利用物镜外的光波导来执行。由成像系统所产生的 图像可以是单色的和/或彩色的。成像系统可被配置成无光学器 件，从而降低成本和尺寸。
细胞计数器(以及其他模块)可配置成合并图像处理算法， 以便从样品中的细胞和其他元素的图像中提取定量信息，从而支 持有报告价值的计算。在采用时，图像处理和分析可包括但不限 于：a)图像获取、压缩/解压缩和质量改进，b)图像分割，c) 图像拼接，和d)定量信息提取。
检测单元
根据本发明的一些实施方式，系统可以包括一个或多个检测 单元。在一些实施方式中，本文提供的检测站可包含检测单元。 设备可以在其中包括一个或多个检测单元。例如，可在设备壳体 内提供一个或多个检测单元。模块可具有一个或多个检测单元。 设备的一个、两个或更多个模块可在其中具有检测单元。检测单 元可由模块支撑结构来支撑，或着可以包含在模块壳体内。备选 地，检测单元可提供在模块外部。
检测单元可用于检测由设备上的至少一种测定所产生的信 号。检测单元可用于检测在设备中的一个或多个样品制备站产生 的信号。检测单元可能能够检测在设备的样品制备或测定中的任 何阶段产生的信号。
在一些实施方式中，可提供多个检测单元。多个检测单元可 同时和/或依次操作。多个检测单元可包括相同类型的检测单元和 /或不同类型的检测单元。多个检测单元可根据同步的调度安排来 操作，或者彼此独立地操作。
在一些实施方式中，本文提供的系统、设备或模块可具有多 种类型的检测单元，该检测单元可位于一个或多个检测站中。例 如，本文提供的系统、设备或模块可包含以下各项中的一个或多 个、两个或更多个、三个或更多个或者全部四个：i)专用分光光度 计(例如，如图74中所述的分光光度计)；ii)光传感器，其未专 门配置用于与光源一起操作(例如，不作为分光光度计的部分的 PMT或发光二极管)；iii)相机(例如，包含CCD或CMOS传感 器)；以及iv)核酸测定站，其包含或可操作地耦合到光源和光传 感器，以使其可发挥分光光度计的作用。在一些实施方式中，本 文提供的系统、设备或模块还可包含含有成像器件的细胞计数站。 在一些实施方式中，上述各项中的一个、两个、三个、四个或全 部五个可集成在单一检测站中。所述单一检测站可被配置用于同 时测量多种不同的测定。
检测单元可以在从中检测到信号的组件之上，在从中检测到 信号的组件的下方，在从中检测到信号的组件的侧面，或集成到 从中检测到信号的组件之中，或者可以具有与从中检测到信号的 组件相关的不同定向。例如，检测单元可与测定单元通信。检测 单元可接近从中检测到信号的组件，或者可以远离从中检测到信 号的组件。检测单元可以处在离从中检测到信号的组件1mm或 更远、1cm或更远、10cm或更远之内。
检测单元可具有固定位置，或者可以是可移动的。检测单元 可以是可相对于要从中检测信号的组件移动的。例如，检测单元 可移动至与测定单元通信，或者测定单元可移动至与检测单元通 信。在一个示例中，提供传感器用于在检测到测定时相对于检测 器定位测定单元。
检测单元可包括一个或多个光学传感器或视觉传感器或声波 传感器或磁传感器或放射性传感器或这些传感器的一些组合。例 如，检测单元可包括显微术、目视检查、经由照相胶片，或者可 以包括对诸如数码相机、电荷耦合器件(CCD)、过冷CCD阵列、 光电检测器或其他检测器件等电子检测器的使用。光检测器还可 包括如下非限制性示例：包括光电二极管、光电倍增管(PMT)、 光子计数检测器或雪崩光电二极管、雪崩光电二极管阵列。在一 些实施方式中，可使用PIN二极管。在一些实施方式中，PIN二 极管可以耦合至放大器以创造出具有可与PMT相比的灵敏度的 检测器件。一些测定可生成如本文所述的发光。在一些实施方式 中，对荧光或化学发光予以检测。在一些实施方式中，检测组装 件可包括成束地连接到CCD检测器或连接到PMT阵列的多个光 缆。光纤束可由分立的光纤或融合在一起形成密实束的许多小光 纤所构建。此类密实束可从市场购得，并且很容易接合到CCD检 测器。在一些实施方式中，光缆可以直接并入测定单元或试剂单 元。例如，本文其他各处所述的样品或尖端可以包含光缆。在一 些实施方式中，用于检测或分析(诸如图像处理)的电子传感器 可以内建到移液管或流体处理系统的其他组件之中。在一些实施 方式中，检测单元可以是PMT。在一些实施方式中，检测单元可 以是光电二极管。在一些实施方式中，检测单元可以是分光光度 计。在一些实施方式中，检测单元可以是包含或可操作地耦合到 光源和光学传感器的核酸测定站。在一些实施方式中，检测单元 可以是相机。在一些实施方式中，检测单元可以是成像器件。在 一些实施方式中，检测单元可以是包含显微镜载物台和成像器件 的细胞计数站。在一些实施方式中，包含CCD或CMOS传感器 的检测单元可被配置用于获得诸如但不限于样品、测定单元、容 槽、测定、设备或设备周围事物的数字图像。数字图像可以是二 维的或三维的。数字图像可以是单一图像或图像集，包括视频。 在一些情况下，数字成像可由设备或系统用于控制或监控设备、 其周围事物或设备内的过程。
一个或多个检测单元可配置用于检测可检测的信号，该信号 可以是光信号，包括但不限于光致发光、电致发光、声致发光、 化学发光、荧光、磷光、偏振、吸光度、浊度或散射。在一些实 施方式中，在化学反应期间可以采用一个或多个标记物。标记物 可以允许可检测信号的生成。检测标记物的方法是本领域技术人 员公知的。因此，举例而言，在标记物为放射性标记物的情况下， 用于检测的手段可包括闪烁计数器或者如在放射自显影术中的照 相胶片。在标记物为荧光标记物的情况下，可以通过用适当波长 的光激发荧光染料，并例如通过显微术、目视检查、经由照相胶 片，通过使用诸如数码相机、电荷耦合器件(CCD)或光电倍增 管和光电管之类的电子检测器或其他检测器件检测产生的荧光， 来检测所述荧光标记物。在一些实施方式中，可使用成像器件， 诸如相机。在一些情况下，相机可以使用CCD、CMOS，可以是 无透镜相机(例如，弗兰肯相机(Frankencamera))、微透镜阵列相机、开源相机，或者可以使用本领域已知的或今后开发的任 何其他视觉检测技术。相机可获取非常规图像，例如，全息图像、 断层成像或干涉成像、傅立叶变换光谱，所述图像可继而借助于 或不借助于计算方法而得到解译。相机可以包括一个或多个如下 特征：其可在使用期间使相机聚焦，或者可以捕捉可于后期聚焦 的图像。在一些实施方式中，成像器件可采用2-D成像、3-D成 像和/或4-D成像(包含随时间的变化)。成像器件可以捕捉静态图像。用以实现3-D和4-D成像的光学方案可能是本领域技术人 员所知的若干种方案之中的一种或多种，例如，结构化照明显微 术(SLM)、数字全息显微术(DHM)、共聚焦显微术、光场显 微术等。可以在一个或多个时间点捕捉静态图像。成像器件还可 以捕捉视频图像和/或动态图像。可以在一个或多个时间段内连续 捕捉视频图像。成像器件可以从以任意扫描模式(例如，光栅扫 描)扫描样品的光学系统采集信号。在一些实施方式中，成像器 件可在对图像的捕捉中使用设备的一个或多个组件。例如，成像 器件可以使用尖端和/或器皿来辅助捕捉图像。尖端和/或器皿可以 发挥光学器件的功能，以便辅助捕捉图像。
检测单元可能还能够捕捉音频信号。可以连通一个或多个图 像捕捉音频信号。音频信号可随一个或多个静态图像或视频图像 一起捕获和/或与之相关联。备选地，可以独立于图像而捕捉音频 信号。
在一个示例中，可使用PMT作为检测器。在一些情况下，低 至每秒100次的计数率和高达10000000次的计数率是可测量的。 PMT的线性响应范围(例如，计数率与每单位时间的光子数成正 比的范围)可以是约每秒1000-3000000次计数。在一个示例中， 测定具有在低端约200-1000次计数/秒和在高端约10000-2000000 次计数/秒的可检测信号。在一些情况下，对于蛋白质生物标志物， 计数率与结合于捕获表面的碱性磷酸酶成正比，并且还与分析物 浓度也成正比。
在另一示例中，检测器可包括相机，该相机可以实时成像。 备选地，相机可以以选定的时间间隔或者当由事件触发时拍摄快 照。类似地，相机可以以选定的时间间隔或当由事件触发时拍摄 视频。在一些实施方式中，相机可以同时对多个样品进行成像。 备选地，相机可以成像选定视图，继而移到下一位置成像不同的 选定视图。
检测单元可具有这样的输出：其为数字形式，并且通常是所 检测信号的一对一或一对多变换，例如，图像强度值是与在曝光 时间中到达相机传感器的光子数目的正乘方成比例的整数。备选 地，检测单元可以输出模拟信号。示例性检测器的可检测范围可 适合于所使用的检测器。
检测单元可能能够捕捉和/或成像来自沿电磁频谱任何之处 的信号。例如，检测单元可能能够捕捉和/或成像可见信号、红外 信号、近红外信号、远红外信号、紫外信号、伽玛射线、微波和/ 或其他信号。检测单元可能能够捕捉大频率范围上的声波，例如， 音频、超声波。检测单元可能能够测量具有宽量值范围的磁场。
光检测器还可包括光源，诸如电灯泡、白炽灯泡、电致发光 灯、激光器、激光二极管、发光二级管(LED)、气体放电灯、 高强度放电灯、自然日光、化学发光光源。如本文其他各处提供 的光源的其他示例。光源可以照亮组件以便辅助检测结果。例如， 光源可以照亮测定以便检测结果。例如，测定可以是如常用于核 酸测定的荧光测定或吸光度测定。检测器还可以包含用以将光源 递送至测定的光学器件，诸如透镜、反光镜、扫描或电流镜、棱镜、光纤光学器件或液体光导。检测器还可以包含用以将光从测 定单元递送至检测单元的光学器件。在一些实施方式中，光源可 耦合到主要被配置用于检测发光测定的光学检测器/传感器，以便 扩大可由光学传感器检测的测定类型的范围(例如，包括吸光度、 荧光、浊度和比色测定等)。
光学检测单元可用于检测一个或多个光信号。例如，检测单 元可用于检测提供发光的反应。检测单元可用于检测提供荧光、 化学发光、光致发光、电致发光、颜色改变、声致发光、吸光度、 浊度或偏振的反应。检测单元可能能够检测与色彩强度和相位或 其空间或时间梯度相关的光信号。例如，检测单元可配置用于检 测选定的波长或波长范围。光学检测单元可配置成在样品之上移 动，并且可使用反光镜来同时扫描样品。
在一些实施方式中，本文提供的生成特定类型结果的测定(例 如，发光、浊度、颜色改变/比色法等)可由本文提供的不同类型 或配置的检测单元来监测。例如，在一些情况下，产生浑浊的反 应产物的测定可在以下各项中监测：i)专用分光光度计，ii)核酸测 定站，其包含或可操作地耦合到光源和光学传感器，或者iii)包含 CCD传感器的检测单元(例如，包含CCD传感器的独立式成像 器件，或者包含含有CCD传感器的成像器件的细胞计数站)。在 检测单元配置i)和ii)中，样品均可定位于相应的光源与相应的光 学传感器之间的检测单元中，以便可以在一个或多个选定的波长 上测量I0(入射辐射)和I1(透射辐射)值，并且计算吸光度。 在检测单元配置iii)中，可以由CCD传感器获得样品的图像，并 且通过图像分析对其进一步处理。在一些实施方式中，可在上述 检测单元中的不止一个中监测样品。在另一示例中，在一些情况 下，产生化学发光信号的测定可由以下各项监测：i)光电二极管或 其他发光传感器，ii)包含或可操作地耦合到光源和光学传感器的 核酸测定站，或者iii)包含CCD传感器的检测单元。在配置i)中， 光电二极管检测来自化学发光反应的光。在一些情况下，光电二 极管可被配置用于感测非常低水平的光，并且因此可与仅产生低 水平化学发光的测定一起使用。在配置ii)中，测定(包括非核酸 扩增测定)可放置在核酸扩增模块中，并且站内的光学传感器可 以用于检测来自化学发光测定的光(在不使用站中的光源的情况 下)。在一些情况下，该配置中的光学传感器对光可能不像独立 式光电二极管或PMT那么敏感，并且因此，核酸测定站作为化学 发光测定的检测器的使用可以伴随产生相对适中到高水平的化学 发光的光的测定。在配置iii)中，可以由CCD传感器获得化学发 光样品的图像，并且通过图像分析(包括光计数)对其进一步处 理以确定样品中的化学发光水平。
在一些实施方式中，本文提供的系统、设备或模块的控制器 可被配置用于从设备或模块内的两个或更多个检测单元中选择特 定的检测单元，用于在同一设备或模块内检测来自选定的测定单 元的信号或数据。例如，本文提供的设备的模块可包含三个检测 单元：i)光电二极管，ii)包含或可操作地耦合到光源和光学传感器 的核酸测定站，以及iii)包含CCD传感器的检测单元。模块还可 包含多个测定单元并且可同时执行多个测定。例如，在模块中的 测定站中的特定可移动测定单元中的化学发光测定的执行之前、 期间或之后，控制器可确定要使用模块中的三个检测单元中的哪 个来接收选定的测定单元并检测来自该测定单元的信号或数据。 在作出确定的过程中，控制器可将一个或多个因素纳入考虑，诸 如：i)检测单元可用性——在选定的测定单元中的测定完成时，检 测单元中的一个或多个可能由其他测定单元所占用；ii)对于接收 特定测定单元配置的检测单元适合性——不同的检测单元可能被 优化用于接收特定形状或大小的测定单元；iii)对于检测来自正在 选定的测定单元内执行的特定测定的信号或数据的检测单元适合 性——不同的检测单元可能被优化用于测量样品的特定性质(例 如，吸光度与荧光与颜色等)，或者不同的检测单元可能被优化 用于测量样品的特定性质的某些特征/版本(例如，包含光学传感 器的检测单元可被优化用于测量高水平的光或低水平的光，或者 配置用于测量荧光的检测单元可被配置用于测量具有某一激发波 长范围和某一发射波长范围的化合物的荧光)；以及iv)用于多重 测定的总时间——以便减少执行设备或模块内的多个测定或从中获得数据所必需的总时间，控制器可将正在设备或模块中同时执 行的其他测定纳入考虑，以便针对正在模块或设备中同时执行的 所有测定的组合而优化每一检测单元的使用。基于由控制器作出 的各种确定，控制器可指引模块内的样品处理装置(例如，移液 管)将包含化学发光测定的测定单元运送到模块内的特定检测单 元，用于化学发光信号的测量。在本示例中，如果预期选定的测 定单元中的化学发光测定会生成低水平的光并且在该选定的测定 单元中的测定完成时光电二极管是可用的，则控制器可指引样品 处理装置将所述选定的测定单元运送到所述光电二极管用于测 量。在一些实施方式中，控制器可包含用于利用从模块或设备中 的两个或更多个检测单元中选择的检测单元来检测选定的测定单元中的测定的方案，其中该方案将上述与从两个或更多个检测单 元选择检测单元相关的因素中一个或多个纳入考虑。方案可储存 在模块或设备中、储存在外部设备或云中，或者按需生成。按需 生成的方案可在设备上生成，或者在外部设备或云上生成，并且 下载到样品处理设备。
在一些实施方式中，设备或控制器可接收或储存方案，该方 案包含用于指引设备或模块内的样品处理装置将测定单元移动到 该设备或模块中的不同检测单元(或者反之亦然)的指令，并且 该方案将正在同一模块或设备中同时执行的多个测定纳入考虑。 可选地，利用这样的方案，根据正在同一模块或设备中同时执行 的其他测定，可以在本文提供的不同检测单元中测量具有相同反 应结果的不同测定(举例而言，可以例如在PMT或包含CCD传 感器的相机中测量化学发光反应)。控制器、方案和检测单元的 这些特征提供了多种益处，例如包括在设备或模块内高效地多重 复用分立的测定的能力，以及使用不同检测单元从测定中高效获 得数据的能力。
在一些实施方式中，检测系统可以包含用于检测受试者的特 定参数的光学或非光学检测器或传感器。此类传感器可包括针对 温度、电信号的传感器，针对被氧化的或被还原的化合物(例如， O2、H2O2和I2)或可氧化/可还原有机化合物的传感器。检测系统 可以包括测量声波、声压变化和声速的传感器。在一些实施方式 中，本文提供的系统和设备可以包含气压计或其他用于感测大气 压的器件。大气压测量可例如有助于针对高压或低压情况而调整 方案。例如，大气压可能与测量样品中一种或多种溶解气体的测 定相关。另外，当例如在高压或低压环境中(例如，在高海拔处、 在飞机上或在太空中)使用本文提供的设备时，大气压测量可以 是有用的。
温度传感器的示例可以包括温度计、热电偶或IR传感器。温 度传感器可以使用或者可以不使用热成像。温度传感器可以接触 或者可以不接触要感测其温度的物件。
针对电性质的传感器的示例可以包括可检测或测量电压水 平、电流水平、电导率、阻抗或电阻的传感器。电性质传感器还 可以包括电位器或安培计传感器。
在一些实施方式中，标记物可选定为可由检测单元检测。标 记物可选定为由检测单元选择性地检测。在本文其他各处更详细 地讨论了标记物的示例。
可以根据一个或多个调度安排或检测到的事件而触发任何传 感器。在一些实施方式中，传感器可在其从一个或多个控制器接 收到指令时得到触发。传感器可以连续感测并可以指示出在何时 感测到某一状况。
一个或多个传感器可向控制器提供指示出所测量之性质的信 号。一个或多个传感器可向同一控制器或向不同的控制器提供信 号。在一些实施方式中，控制器可具有硬件模块和/或软件模块， 该硬件模块和/或软件模块可以处理传感器信号以便为控制器解 译该信号。在一些实施方式中，信号可经由有线连接提供给控制 器，或者可以无线提供。控制器可以提供于全系统层次、设备组 层次、设备层次、模块层次或模块的组件层次或者如本文其他各 处所述的任何其他层次之上。
基于来自传感器的信号，控制器可以实现组件中的变化或维 持单元的状态。例如，控制器可以改变热控制单元的温度，更改 离心机的转速，确定方案以对特定的测定样品运行，移动器皿和/ 或尖端，或者分发样品和/或吸取样品。在一些实施方式中，基于 来自传感器的信号，控制器可以维持设备的一个或多个状况。来 自传感器的一个或多个信号还可允许控制器确定设备的当前状态 和追踪已经发生了或正在进行什么动作。这可以影响或者可以不 影响要由设备执行的未来动作。在一些情况下，传感器(例如， 相机)对于检测可包括设备错误或故障的状况可能是有用的。传 感器可以检测可导致数据采集错误或故障的状况。传感器在为了 试图纠正检测到的错误或故障而提供反馈的过程中是有用的。
在一些实施方式中，可针对设备的特定动作或状况而考虑来 自单一传感器的一个或多个信号。备选地，可针对设备的特定动 作或状况而考虑来自多个传感器的一个或多个信号。可以基于一 个或多个信号被提供的时刻而对其进行评估。备选地，可基于随 时间推移采集的信息而对一个或多个信号进行评估。在一些实施 方式中，控制器可具有硬件模块和/或软件模块，该硬件模块和/ 或软件模块可以以互相依赖的或独立的方式处理一个或多个传感 器信号，从而为控制器解译所述信号。
在一些实施方式中，多种类型的传感器或检测单元对于测量 同一性质可能是有用的。在一些情况下，多种类型的传感器或检 测单元可以用于测量同一性质，并且可以提供验证所测量的性质 的方式，或者作为粗略的第一测量，该第一测量可继而用于细化 第二测量。例如，可以同时使用相机和分光镜或其他类型的传感 器来提供比色读数。可以经由荧光和另一类型的传感器来观察核 酸测定。可以使用吸光度或荧光而以低灵敏度测量细胞浓度，目 的在于在执行高灵敏度细胞计数之前配置同一或另一检测器。利 用本文提供的系统、设备、方法和测定，可以例如通过测量以下 各项来测定样品的浊度：i)透射穿过样品的光(类似于吸光度测量 并且可包括比色法；光路可水平地或垂直地经过样品)；或ii)由 样品散射的光(有时称为散射光度测量)。通常，对于选项i)， 光传感器定位成与光源共线，而要测量的样品位于光源与光学传 感器之间。通常，对于选项ii)，光学传感器从来自光源的光的路 径偏移(例如，成90度角)，而要测量的样品位于光源的路径中。 在另一示例中，可以例如通过以下各项来测定样品的凝集：i)测量 透射穿过样品的光(类似于吸光度测量并且可包括比色法)；ii) 测量由样品散射的光(有时称为散射光度测量)；iii)获取样品的 电子图像(例如，用CCD或CMOS光学传感器)，随后进行手 动或自动化图像分析；或者iv)对样品进行目视检查。
控制器还可向外部设备提供信息。例如，控制器可将测定读 数提供给外部设备，该外部设备可进一步分析该结果。控制器可 将由传感器提供的信号提供给外部设备。控制器可将此类数据作 为从传感器采集的原始数据来传递。备选地，控制器可在向外部 设备提供来自传感器的信号之前对所述信号进行处理和/或预处 理。控制器可以对接收自传感器的信号执行任何分析，或者可以 不执行任何分析。在一个示例中，控制器可将信号转换成期望的 形制，而不执行任何分析。
在一些实施方式中，可在设备的壳体内部提供检测单元。在 一些情况下，一个或多个检测单元，诸如传感器，可提供在设备 的壳体之外。在一些实施方式中，设备可能能够进行外部成像。 例如，设备可能能够执行MRI、超声或其他扫描。这可能利用或 者可能不利用设备之外的传感器。在一些情况下，其可利用外设， 该外设可与设备通信。在一个示例中，外设可以是超声扫描器。 外设可通过无线连接和/或有线连接而与设备通信。可使设备和/ 或外设极为接近(例如，在1m、0.5m、0.3m、0.2m、0.1cm、 8cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1cm、0.5cm内)或接 触所要扫描的区域。在一些实施方式中，设备可包含外围设备或 与其通信，该外围设备用于执行X射线(例如，X射线发生器和 检测器)、声像图检查、超声波或超声心动图(例如，声像扫描 器)、联合血氧计(cooximeter)或眼扫描(例如，光学传感器)。在一些实施方式中，设备可包含可独立移动的外设或与其通信， 该外设可借助于成像器件而物理地跟随受试者(例如，在整个房 间或房屋内)并监测受试者。所述可独立移动的外设可以例如监 测需要高水平护理或监测的受试者。
在一些实施方式中，传感器可集成到丸剂或贴片中。在一些 实施方式中，传感器可以是可植入式或可注射式。可选地，这样 的传感器可以是植入式/注射式多分析物传感器。所有这样的传感 器(丸剂、贴片、植入式/注射式)可同时地、循序地或逐一地测 量多个测定法，并且可通过有线、无线或其他通信技术而与蜂窝 电话或外部设备通信。这些传感器中的任何传感器均可被配置用 于执行一种或多种类型的测定，或者从受试者获取一种或多种类 型的数据(例如，温度、电化学等数据)。来自传感器的数据例 如可以传送到外部设备或本文提供的系统的样品处理设备。在一 些实施方式中，传感器可从外部设备或样品处理设备接收指令， 该指令例如关于何时执行测量或执行什么测定。
相机
本文所述的相机可以是电荷耦合器件(CCD)相机、过冷CCD 相机或其他光学相机。此类相机可形成在具有一个或多个相机的 芯片上，诸如相机阵列的一部分。此类相机可包括一个或多个光 学组件，例如用于捕捉光、使光聚焦、使光偏振、滤除不需要的 光、使散射最小化、改善图像质量、提高信噪比。在一个示例中， 相机可包括一个或多个透镜和反光镜。此类相机可具有彩色传感 器或单色传感器。此类相机还可包括诸如微处理器和数字信号处 理器之类的电子组件，用于一个或多个以下任务：图像压缩、使 用计算方法提高动态范围、自动曝光、最优相机参数的自动确定、 图像处理、与相机同步地触发闪光灯、让连线控制器补偿温度变 化对相机传感器性能的影响。此类相机还可包括板载存储器用以 缓冲以高帧率获取的图像。此类相机可以包括用于图像质量改善 的机械特征，诸如冷却系统或抗振系统。
相机可提供在本文描述的服务点系统、设备和模块的各个位 置上。在一个实施方式中，相机可提供在模块中，用于成像包括 样品制备和测定在内的各处理例程。这可以使系统能够检测故障， 执行质量控制评估，执行纵向分析，执行过程优化以及使操作与 其他模块和/或系统同步。
在一些情况下，相机包括选自包含以下各项在内的组中的一 个或多个光学元件，这些项为：透镜、反光镜、衍射光栅、棱镜 和用于引导和/或操纵光的其他组件。在其他情况下，相机是配置 用于在不具有一个或多个透镜的情况下操作的无透镜相机。无透 镜相机的一个示例是弗兰肯相机。在一个实施方式中，无透镜相 机使用(或采集)反射光或散射光，并进行计算机处理以推断物 体的结构。
在一个实施方式中，无透镜相机具有至多约10纳米(“nm”)、 至多约100nm、至多约1μm、至多约10μm、至多约100μm、 至多约1mm、至多约10mm、至多约100mm或至多约500mm 的直径。在另一实施方式中，物透镜相机具有介于约10nm与1 mm之间或介于约50nm与500μm之间的直径。
本文提供的相机配置用于快速图像捕捉。采用此类相机的系 统可以以延迟方式或以实时方式提供图像，在延迟方式中存在从 捕捉到图像的时点到将其向用户显示的时点的延迟，而在实时方 式中从捕捉到图像的时点到将其向用户显示的时点存在低延迟或无延迟。在一些情况下，本文提供的相机配置用于在低照明条件 或基本上低照明条件下操作。
在一些情况下，本文提供的相机由光波导形成，所述光波导 配置用于引导光谱中的电磁波。此类光波导可形成于光波导阵列 之中。光波导可以是平面波导，其可以包括用于引导光的一个或 多个光栅。在一些情况下，相机可具有向相机传感器携载光的光 纤像束、传像管或面板。
相机可作为检测单元使用。相机对于成像一个或多个样品或 样品的一部分也可能是有用的。相机对于病理学可能是有用的。 相机对于检测样品中一种或多种分析物的浓度也可能是有用的。 相机对于成像样品和/或样品中的分析物随时间推移的运动或变 化可能是有用的。相机可以包括可连续捕捉图像的视频相机。相 机还可以可选地一次或多次捕捉图像(例如，周期性地、以预定 间隔(定期或不定期间隔)、响应于一个或多个检测到的事件)。 例如，相机对于捕捉细胞形态、利用造影剂(例如，荧光染料、 金纳米颗粒)标记的细胞中实体的浓度和空间分布的变化和/或运 动可能是有用的。细胞成像可包括随时间推移而捕捉的图像，所 述图像对于分析细胞运动和形态变化以及相关联的疾病状态或其 他状况可能是有用的。相机对于捕捉样品运动学、动力学、形态 学或组织学可能是有用的。此类图像对于受试者的诊断、预后和/ 或治疗可能是有用的。成像器件可以是相机或传感器，该相机或 传感器检测和/或记录电磁辐射以及相关联的空间维度和/或时间 维度。
相机对于设备操作者与设备的交互可能是有用的。相机可用 于设备操作者与另一个人之间的通信。相机可允许电话会议和/或 视频会议。相机可允许可能身处不同地点的个人之间的面对面交 流的模拟。可以储存样品或其组分或者涉及该样品或其组分的测定或反应的图像，从而支持后续的反射测试、分析和/或复核。可 以使用图像处理算法来分析装置内或远程采集的图像。
相机对于受试者的生物特征测量(例如，腰围、颈围、臂围、 腿围、身高、体重、身体脂肪、BMI)和/或识别可选地可以通过 成像而表征的受试者或设备操作者(例如，面部识别、视网膜扫 描、指纹、手印、步态、运动)也可能是有用的。嵌入式成像系 统还可通过系统捕捉受试者的超声或MRI(磁共振成像)。如本 文其他各处所述，相机对于安全应用也可能是有用的。相机对于 成像器件的一个或多个部分以及对于检测设备内的错误也可能是 有用的。相机可以成像和/或检测设备的一个或多个组件的机械故 障和/或正常运行。相机可用于捕捉问题、纠正问题或者从检测到 的状况中学习。例如，相机可以检测尖端中是否存在气泡——该 气泡的存在可能造成读数偏差或可能导致错误。相机还可用于检 测尖端是否未正确地结合到移液管。相机可以捕捉组件的图像并 确定组件是否正确定位，或者确定组件定位在何处。相机可用作 伴随控制器的反馈回路的一部分，以确定具有亚微米分辨率的组 件位置并调节系统配置来顾及精确位置。
动态资源共享
设备的一个或多个资源可得到共享。资源共享可发生在设备 的任何层次上。例如，模块的一个或多个资源可在模块内共享。 在另一示例中，设备的一个或多个资源可在模块之间共享。机架 的一个或多个资源可在机架内共享。设备的一个或多个资源可在 机架之间共享。
资源可包括设备的任何组件、设备内提供的试剂、设备内的 样品或设备内的任何其他流体。组件的示例可包括但不限于流体 处理机构、尖端、器皿、测定单元、试剂单元、稀释单元、洗涤 单元、污染消减机构、过滤器、离心机、磁分离器、恒温箱、加 热器、热块、细胞计数器、光源、检测器、壳体、控制器、显示 器、电源、通信单元、标识符或者本领域已知的或本文其他各处 所述的任何其他组件。组件的其他示例可以包括试剂、洗涤剂、 稀释剂、样品、标记物或者对于实现化学反应可能有用的任何流 体或物质。模块可包括1个、2个、3个、4个、5个或更多个在 此所列的资源。设备可包括1个、2个、3个、4个、5个或更多 个在此所列的资源。模块可包括不同的资源，或者可包括相同的 资源。设备可包括模块内未提供的一个或多个模块。
可能期望使用可能不可现成获得的资源。当资源正被使用、 预定安排被使用、不存在或不可操作时，该资源可能是不可现成 获得的。例如，在模块内可能期望离心样品，然而该模块可能不 具有离心机，离心机可能正在使用中，并且/或者离心机可能遭受 错误。设备可以确定模块内是否有额外的离心机可用。如果在模 块内有额外的离心机可用，则设备可以使用可用的离心机。这可 适用于模块内的任何资源。在一些实施方式中，一个模块内的资 源可能能够弥补另一模块中的不足。例如，如果需要两个离心机， 但是有一个不能使用，则可以使用另一离心机来同时地或依次地 适应两次离心。
在一些情况下，期望的资源在选定的模块内可能是不可用的， 但是在另一模块中可能是可用的。可以使用在该另一模块中的资 源。例如，如果在第一模块中的离心机损坏、正在使用中或不存 在，则可以使用第二模块中的离心机。在一些实施方式中，可将 样品和/或其他流体从第一模块转移到第二模块以便使用资源。例 如，可将样品从第一模块转移到第二模块以便使用离心机。一旦 已使用了资源，样品和/或其他流体可转移回第一模块，可以保留 在第二模块，或者可以转移至第三模块。例如，样品可以转移回 第一模块，以便使用第一模块中可用的资源进一步处理。在另一 示例中，如果所需要的资源在第二模块中可用，则相同的样品可 以保留在第二模块中进一步处理。在又一示例中，如果所需要的资源在第一模块和第二模块中均不可用，或者通过使用第三模块 的资源而某种方式改进了调度安排，则样品和/或其他流体可转移 至第三模块。
样品和/或其他流体可在模块间转移。在一些实施方式中，如 本文其他各处更详细地描述的那样，机械臂可在模块之间往复运 送样品、试剂和/或其他流体。样品和/或其他流体可使用流体处理 系统来转移。样品和/或其他流体可于尖端、器皿、单元、隔室、 腔室、管、导管或任何其他流体容纳机构和/或转移机构内在模块 之间转移。在一些实施方式中，流体在模块之间转移时可包含在 流体隔离的或液压独立的容器内。备选地，它们可以流过模块之 间的导管。导管可提供模块之间的流体连通。每个模块可具有流 体处理系统或机构，该流体处理系统或机构可能能够控制模块内 样品和/或流体的移动。在第一模块中的第一流体处理机构可将流 体提供至模块间流体输送系统。在第二模块处的第二流体处理机 构可从模块间流体输送系统汲取流体并可转移流体，以便支持对 第二模块中资源的使用。
在备选实施方式中，一个或多个资源可在模块之间转移。例 如，机械臂可在模块之间往复运送资源。可以使用其他机构来将 资源从第一模块转移至第二模块。在一个示例中，第一模块可包 含试剂单元内的试剂。试剂和试剂单元可以转移至可使用该试剂 和试剂单元的第二模块。
资源可以提供在可处于所有模块外部的设备内。样品和/或其 他流体可转移至该资源，并且该资源可以得到使用。可以使用机 械臂或本文其他各处所述的任何其他转移机构将样品和/或流体 转移至模块外部的资源。备选地，外部资源可转移至一个或多个 模块。在一个示例中，可在设备内但在所有模块之外提供细胞计 数器。为了取用该细胞计数器，可以从模块到细胞计数器往复运 送样品。
模块内、模块之间或模块外部的设备内的这样的资源分配可 以动态地发生。设备可能能够追踪有哪些资源是可用的。基于一 个或多个方案，设备可能能够即时确定资源是可用的还是不可用 的。设备可能还能够确定在同一模块内、不同模块内或设备内的 其他各处中是否有另一资源可用。设备可根据一组或多组方案来 确定是要等待使用目前不可用的资源，还是要使用另一可用资源。 设备可能能够追踪资源在将来是否会变得不可用。例如，可以调 度安排在样品已温育预定长度的时间之后使用离心机。离心机可 能从预定使用时间开始到预期使用结束都是不可用的。方案可顾 及将来不可用的资源。
在一些实施方式中，来自一个或多个传感器的信号可以辅助 于对资源状态和/或资源可用性的即时确定。一个或多个传感器和 /或检测器可能能够提供关于资源和/或过程的状态的实时反馈或 更新。系统可以确定是否需要对调度安排作出调整和/或是否使用另一资源。
方案可以包括一组或多组指令，该一组或多组指令可以确定 在何时使用何种资源。方案可以包括使用相同模块内、不同模块 内或模块外部的资源的指令。在一些实施方式中，方案可以包括 一组或多组优先级或准则。例如，如果相同模块内的资源是可用 的，则可以使用该资源而非使用在另一模块内提供的模块。与使 用资源的样品更为接近的资源可具有较高优先级。例如，如果正 在对第一模块内的样品执行一个或多个步骤，并且资源在第一模 块内可用，则可以使用该资源。如果在第一模块内有资源的多个 副本可用，则可以使用最靠近于样品的资源的副本。如果资源在 第一模块内不可用，则可以使用与第一模块最为靠近的模块中的 可用资源。在另一示例中，还可以针对确定模块的使用而考虑到当前和将来的可用性。该信息可来自于云、控制器、设备，或者 来自于模块本身。在一些实施方式中，完成速度可具有高于接近 性的优先级(例如，试图将样品保持在同一模块内)。备选地， 接近性可具有高于速度的优先级。其他准则可包括但不限于接近 性、速度、完成时间、更少的步骤或更少的能耗量。该准则可以 具有按优先顺序排列的任何等级，或者任何其他指令或方案集可 以确定资源和/或调度安排的使用。
壳体
根据本发明的一些实施方式，系统可包括一个或多个设备。 设备可具有壳体和/或支撑结构。
在一些实施方式中，设备壳体可以完全封闭设备。在其他实 施方式中，设备壳体可部分地封闭设备。设备壳体可包括1个、2 个、3个、4个、5个、6个或更多个壁，所述壁可以至少部分地 封闭设备。设备壳体可包括底部和/或顶部。设备壳体可将设备的 一个或多个模块包含在壳体内。设备壳体可将电子组件和/或机械 组件包含在壳体内。设备壳体可将流体处理系统包含在壳体内。 设备壳体可将一个或多个通信单元包含在壳体内。设备壳体可包 含一个或多个控制器单元。设备用户界面和/或显示器可包含在壳 体内，或者可以安设在壳体的表面上。设备可以包含或者可以不 包含电源或者与电源的接口。电源可以提供或接合在壳体内、壳 体外部，或者并入壳体内。
设备可以是或者可以不是气密的或流体密闭的。设备可以阻 止或者可以不阻止光或其他电磁波从设备外部进入壳体或从设备 内逃逸出壳体。在一些情况下，单个模块可以是或者可以不是气 密的或流体密闭的，并且/或者可以阻止或者可以不阻止光或其他电磁波进入模块。
在一些实施方式中，设备可由支撑结构来支撑。在一些实施 方式中，支撑结构可以是设备壳体。在其他实施方式中，支撑结 构可从设备下方支撑设备。备选地，支撑结构可从一侧或多侧或 者从顶部支撑设备。支撑结构可集成在设备内或在设备的各部分 之间。支撑结构可连接设备的各部分。本文对设备壳体的任何描 述亦可适用于任何其他支撑结构，或反之亦然。
设备壳体可以完全或部分地封闭整个设备。设备壳体可封闭 小于或等于约4m3、3m3、2.5m3、2m3、1.5m3、1m3、0.75m3、 0.5m3、0.3m3、0.2m3、0.1m3、0.08m3、0.05m3、0.03m3、0.01m3、0.005m3、0.001m3、500cm3、100cm3、50cm3、10cm3、5cm3、 1cm3、0.5cm3、0.1cm3、0.05cm3或0.01cm3的总体积。设备可 具有本文其他各处所述的任何体积。
设备和/或设备壳体可以具有覆盖设备的横向面积的占位面 积。在一些实施方式中，设备占位面积可以小于或等于约4m2、3 m2、2.5m2、2m2、1.5m2、1m2、0.75m2、0.5m2、0.3m2、0.2m2、 0.1m2、0.08m2、0.05m2、0.03m2、100cm2、80cm2、70cm2、 60cm2、50cm2、40cm2、30cm2、20cm2、15cm2、10cm2、7cm2、 5cm2、1cm2、0.5cm2、0.1cm2、0.05cm2或0.01cm2。
设备和/或设备壳体可具有小于或等于约4m、3m、2.5m、2 m、1.5m、1.2m、1m、80cm、70cm、60cm、50cm、40cm、 30cm、25cm、20cm、15cm、12cm、10cm、8cm、5cm、3cm、 2cm、1cm、0.5cm、0.1cm、0.05cm或0.01cm的横向尺寸(例 如，宽度、长度或直径)或高度。横向尺寸和/或高度可以彼此不 同。备选地，它们可以是相同的。在一些情况下，设备可以是高 而薄的设备，或者可以是矮而宽的设备。高度与横向尺寸的比率 可以大于或等于100∶1、50∶1、30∶1、20∶1、10∶1、9∶1、8∶1、7∶1、 6∶1、5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10、1∶20、1∶30、1∶50或1∶100。
设备和/或设备壳体可具有任何形状。在一些实施方式中，设 备可具有矩形或正方形的横向截面形状。在其他实施方式中，设 备可具有圆形、椭圆形、三角形、梯形、平行四边形、五边形、 六边形、八边形或任何其他形状的横向截面形状。设备可具有圆 形、椭圆形、三角形、矩形、正方形、梯形、平行四边形、五边 形、六边形、八边形或任何其他形状的纵向截面形状。设备可以 具有或者可以不具有箱形形状。设备可以具有或者可以不具有扁平的平面形状和/或圆形形状。
设备壳体和/或支撑结构可由刚性、半刚性或柔性材料形成。 设备壳体可由一种或多种材料形成。在一些实施方式中，设备壳 体可以包括聚苯乙烯、可塑性塑料或可加工塑料。设备壳体可包 括聚合物材料。聚合物材料的非限制性示例包括聚苯乙烯、聚碳 酸酯、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯、聚氯乙烯 (PVC)、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯(ABS)和玻璃。设备壳体可以是不透明材料、半透明材 料、透明材料，或者可以包括是其任意组合的部分。
设备壳体可由单一整体件或多个零件形成。设备壳体可包含 多个零件，该多个零件可永久地彼此贴固或者可移除地彼此附接。 在一些情况下，壳体的一个或多个连接特征可仅包含在该壳体内。 备选地，设备壳体的一个或多个连接特征可在设备壳体的外部。 设备壳体可以是不透明的。设备壳体可以阻止不受控制的光进入 设备。设备壳体可以包括一个或多个透明的部分。设备壳体可以 允许受控光进入设备的选定区域。
设备壳体可以包含一个或多个可移动部分，所述一个或多个 可移动部分可以用于接纳样品进入设备。备选地，当向设备提供 样品时，设备壳体可以是静态的。例如，设备壳体可包括开口。 设备开口可以保持敞开或可以是可关闭的。设备开口可直接或间 接地通向样品采集单元，以使得受试者可通过设备壳体向设备提 供样品。在这样的情况下，可例如向设备中的筒匣提供样品。设 备可以包括一个或多个可移动的托盘，该托盘可以接纳一个或多 个样品或者设备的其他组件。托盘在水平和/或垂直方向上可以是 可平移的。开口可与在其中的流体处理系统的一个或多个部分流 体连通。开口可以选择性地敞开和/或关闭。设备壳体的一个或多 个部分可以选择性地敞开和/或关闭。
在一些实施方式中，设备壳体可配置用于接纳筒匣或样品采 集单元。在一些实施方式中，设备壳体可配置用于接纳或采集样 品。设备壳体可配置用于直接从受试者或环境采集样品。样品接 收位置可被配置成具有敞开位置和封闭位置，以使得当封闭时， 设备壳体可以密封。设备壳体可与受试者或环境相接触。有关样 品采集的额外细节可在本文的其他各处描述。
在一些实施方式中，壳体可包围本文其他各处所述的一个或 多个机架、模块和/或组件。备选地，壳体可以一体地形成本文其 他各处所述的一个或多个机架、模块和/或组件。例如，壳体可以 为设备提供电力和/或能量。壳体可以从壳体的能量存储单元、能 量生成单元和/或能量输送单元向设备供能。壳体可以提供设备和 /或外部设备之间的连通。
控制器
可以在本文所述的系统的任何层次上提供控制器。例如，可 以为系统、成组的设备、单一设备、模块、设备的组件和/或组件 的一部分提供一个或多个控制器。
系统可以包含一个或多个控制器。控制器可以向一个或多个 设备、设备的模块、设备的组件和/或组件的部分提供指令。控制 器可以接收可从一个或多个传感器检测到的信号。控制器可接收 由检测单元提供的信号。控制器可包含本地存储器或者可以访问 远程存储器。存储器可以包含具有用以执行如本文其他各处所述 的一个或多个步骤的代码、指令、语言的有形计算机可读介质。 控制器可以是处理器或者使用处理器。
全系统控制器可提供在一个、两个或更多个设备的外部，并 且可以向或从所述一个、两个或更多个设备提供指令或接收信号。 在一些实施方式中，控制器可与选定的设备组通信。在一些实施 方式中，控制器可与处在相同地理位置或不同地理位置上的一个 或多个设备通信。在一些实施方式中，全系统控制器可提供在服 务器或另一网络设备上。图39示出了通过网络与外部设备通信的 多个设备的示例。在一些情况下，外部设备可以包含控制器，或 者可以是与其他设备通信的控制器。在一些实施方式中，全系统 控制器可以提供在设备上，该设备可与其他设备具有主从关系。
根据本发明的另一实施方式，设备可以包含一个或多个控制 器。控制器可以向设备的一个或多个模块、设备的组件和/或组件 的部分提供指令。设备层次控制器可以接收可从一个或多个传感 器和/或检测单元检测到的信号。
控制器可以包含本地存储器或者可以访问设备上的远程存储 器。存储器可以包含具有用以执行本文其他各处所述的一个或多 个步骤的代码、指令、语言的有形计算机可读介质。设备可以具 有可储存一个或多个方案的本地存储器。在一些实施方式中，控 制器可以提供在云计算基础结构上。控制器可以分散遍布于一个 或多个硬件设备。用于控制器的存储器可以提供在一个或多个硬 件设备上。方案可以板载地生成和/或储存在设备上。备选地，可 从诸如外部设备或控制器之类的外部来源接收方案。方案可以储 存在云计算基础结构或点对点基础设施上。存储器还可储存从设 备的检测单元采集的数据。数据可储存用于对检测到的信号的分 析。一些信号处理和/或数据分析可发生在者可不发生在设备层 次。备选地，信号处理和/或数据分析可以发生在诸如服务器之类 的外部设备上。信号处理和/或数据分析可以使用云计算基础结构 而发生。信号处理和/或数据分析可发生在与设备所处之处不同的 位置，或者在相同的地理位置。
设备层次控制器可提供在设备内，并且可以向或从一个、两 个或更多个机架、模块、模块的组件或组件的部分提供指令或接 收信号。在一些实施方式中，控制器可与选定的模块组、组件或 部分进行通信。在一些情况下，设备层次控制器可以提供在与其 他模块通信的模块内。在一些实施方式中，设备层次控制器可以 提供在模块上，该模块可与其他模块具有主从关系。模块控制器 可以是可插入设备中和/或可从设备移除的。
设备层次控制器可以从全系统控制器或者从向一个或多个设 备提供指令的控制器接收指令。该指令可以是可储存在设备的本 地存储器上的方案。备选地，可响应于接收到的指令由设备执行 指令，而无需将指令储存在设备上或仅将其暂时储存在设备上。 在一些实施方式中，设备可以仅储存最近接收的方案。备选地， 设备可以储存多个方案，并能够在稍后的时间引用这些方案。
设备可将有关检测到的信号的信息从检测单元提供至外部来 源。接收信息的外部来源可以与方案的来源相同或者可以不相同。 设备可以提供关于从检测单元检测到的信号的原始信息。这样的 信息可以包括测定结果信息。设备可以提供对采集到的传感器信息的一些处理。设备可以本地执行或者可以不执行对采集到的传 感器信息的分析。发送至外部来源的信息可以包括或者可以不包 括经处理的数据和/或经分析的数据。
设备层次控制器可以命令设备作为服务点设备而执行。服务 点设备可以在远离另一位置的位置执行一个或多个动作。设备层 次控制器可以命令设备直接与受试者或环境交互。设备层次控制 器可允许设备由设备的操作者来操作，该操作者可能是或可能不是医疗保健专业人员。设备层次控制器可以命令设备直接接收样 品，其中一些附加分析可以远程地发生。
根据本发明的额外的实施方式，模块可以包含一个或多个控 制器。控制器可以向模块的一个或多个组件和/或组件的部分提供 指令。模块层次控制器可以接收可从一个或多个传感器和/或检测 单元检测到的信号。在一些示例中，每个模块可具有一个或多个 控制器。每个模块可具有一个或多个微控制器。每个模块可以具 有可独立控制每个模块的不同操作系统。模块可能能够彼此独立 地操作。一个或多个模块可具有一个或多个微控制器，所述一个 或多个微控制器控制不同的外设、检测系统、机器人、移动、站、 流体促动、样品促动或模块内的任何其他动作。在一些情况下， 每个模块可具有内建图形能力，用于对图像的高性能处理。在额 外的实施方式中，每个模块可以具有它们自己的控制器和/或处理 器，该控制器和/或处理器可允许使用多个模块进行并行处理。
控制器可以包含本地存储器，或者可以访问模块上的远程存 储器。存储器可包含具有用以执行本文其他各处所述的一个或多 个步骤的代码、指令、语言的有形计算机可读介质。模块可以具 有可储存一个或多个方案的本地存储器。方案可以板载地生成和/ 或储存在模块上。备选地，可以从诸如外部模块、设备或控制器 之类的外部来源接收方案。存储器还可储存从模块的检测单元采 集的数据。数据可储存用于对检测到的信号的分析。一些信号处 理和/或数据分析可发生或者可不发生在模块层次。备选地，信号 处理和/或数据分析可以发生在设备层次或诸如服务器之类的外 部设备处。信号处理和/或数据分析可以发生在与模块所处之处不 同的位置或相同的地理位置上。
模块层次控制器可提供在模块内，并且可以向或从模块的一 个、两个或更多个组件或组件的部分提供指令或接收信号。在一 些实施方式中，控制器可与选定成组组件或部分组进行通信。在 一些情况下，模块层次控制器可提供在与其他组件通信的组件内。 在一些实施方式中，模块层次控制器可提供在组件上，该组件可 与其他组件具有主从关系。模块控制器可以是可插入模块中和/或 可从模块移除的。
模块层次控制器可以从全设备控制器、全系统控制器或者从 向一个或多个设备提供指令的控制器接收指令。指令可以是可储 存在模块的本地存储器上的方案。备选地，可响应于接收到的指 令由模块执行指令，而无需将指令储存在模块上或仅将它们暂时 储存在模块上。在一些实施方式中，模块可以仅储存最近接收到 的方案。备选地，模块可以储存多个方案，并且能够在稍后的时 间引用这些方案。
模块可将有关检测到的信号的信息从检测单元提供至设备或 外部来源。接收该信息的设备或外部来源可以与方案的来源相同 或者可以不同。模块可以提供关于从检测单元检测到的信号的原 始信息。这样的信息可以包括测定结果信息。模块可以提供对采集的传感器信息的一些处理。模块可以本地执行或者可以不执行 对采集的传感器信息的分析。发送至设备或外部来源的信息可以 包括或者可以不包括经处理的数据和/或经分析的数据。
模块层次控制器可以命令模块作为服务点模块而执行。模块 层次控制器可以命令模块直接与受试者或环境交互。模块层次控 制器可允许模块由设备的操作者所操作，该操作者可能是或者可 能不是医疗保健专业人员。
控制器可提供在如本文描述的系统的任何层次(例如，高层 次系统、设备组、设备、机架、模块、组件、组件的部分)。控 制器在其层次可具有或者可不具有存储器。备选地，它可以访问 和/或使用处于任何其他层次的存储器。控制器可以与相同层次或 不同层次上的额外的控制器进行通信，或者可以不与其通信。控 制器可以与在下方或上方紧邻它们的层次上的或者在高于或低于 它们的多个层次上的额外的控制器进行通信。控制器可以通信， 以便接收和/或提供指令/方案。控制器可以通信，以便接收和/或 提供采集的数据或基于该数据的信息。
用户界面
设备可以具有显示器和/或用户界面。在一些情况下，借助于 显示器，诸如通过图形用户界面(GUI)，向受试者提供用户界 面，所述图形用户界面可使受试者能够与设备进行交互。显示器 和/或用户界面的示例可以包括触摸屏、视频显示器、LCD屏、 CRT屏、等离子屏、光源(例如，LED、OLED)、遍及或跨越 设备、模块或其他组件的基于IR LED的表面、基于像素感测 (pixelsense)的表面、基于红外相机或其他捕捉技术的表面、投 影仪、投影屏、全息图、按键、鼠标、按钮、旋钮、滑动机构、 操纵杆、音频组件、语音激活、扬声器、麦克风、相机(例如， 2D、3D相机)、多重相机(例如，可能对于捕捉姿势和运动是 有用的)、具有内置屏幕的眼镜/隐形眼镜、视频捕获、触感接口、 温度传感器、身体传感器、身体质量指数传感器、运动传感器和/ 或压力传感器。在此对显示器和/或用户界面的任何描述均可适用于任何类型的显示器和/或用户界面。显示器可以向设备的操作者 提供信息。用户界面可以向操作者提供信息和/或从操作者接收信 息。在一些实施方式中，此类信息可包括视觉信息、音频信息、 感觉信息、热信息、压力信息、运动信息或任何其他类型的信息。 在向使用服务点系统或信息系统或着通过触摸或其他方式与系统 沟通的用户提供反馈的过程中，可以使用声音、视频和颜色编码 信息(诸如，红色LED指示模块正处于使用中)。在一些实施方 式中，用户界面或设备的其他传感器可能能够检测是否有人正在 靠近设备，并且醒来。
图56图示了具有显示器5601的服务点设备5600。显示器配 置用于向受试者提供图形用户界面(GUI)5602。显示器5601可 以是触控显示器，诸如电阻式触控显示器或电容式触控显示器。 设备5600配置用于与远程设备5603通信，举例而言，该远程设 备诸如为个人计算机、智能电话、平板计算机或服务器。设备5600 具有中央处理器(CPU)5604、存储器5605、通信模块(或接口) 5606以及硬盘驱动器5607。在一些实施方式中，设备5600包括 用于图像和视频捕捉的相机5608(或者在一些情况下为多个相机， 诸如用于三维成像)。设备5600可包括用于捕捉声音的录音机。 借助于显示器5601可向受试者提供图像和/或视频。在其他实施 方式中，相机5608可以是运动感测输入设备(例如，
)。
可将一个或多个传感器并入设备和/或用户界面。传感器可提 供在设备壳体上、设备壳体外部或设备壳体内。可以并入本文其 他各处所述的任何传感器类型。传感器的一些示例可包括光学传 感器、温度传感器、运动传感器、深度传感器、压力传感器、电 特性传感器、陀螺仪或加速度传感器(例如，加速计)。
在一个示例中，设备包括加速计，该加速计检测设备于何时 未被安设在理想表面(例如，水平表面)上，比如设备于何时翻 倒。在另一示例中，加速计检测设备于何时被移动。在此类情况 下，可关闭设备以防止对设备各组件的损害。在一些情况下，设 备在关闭之前借助于设备上的相机拍摄设备上或设备周围预定区 域的照片(参见图56)。
用户界面和/或传感器可以提供在设备的壳体上。它们可以集 成到设备的壳体内。在一些实施方式中，用户界面可形成设备的 壳体的外层。当观察设备时，用户界面可以是可见的。当操作设 备时，用户界面可以是选择性可视的。
用户界面可以显示与设备的操作和/或从设备采集的数据有 关的信息。用户界面可以显示与可在设备上运行的方案有关的信 息。用户界面可包括与提供自设备外部的来源或提供自设备的方 案有关的信息。用户界面可显示与受试者和/或受试者的医疗保健可及性有关的信息。例如，用户界面可以显示与受试者身份和受 试者的医疗保险有关的信息。用户界面可以显示与设备的调度和/ 或处理操作有关的信息。
用户界面可能能够从设备的用户接收一种或多种输入。例如， 用户界面可能能够接收关于一种或多种要由设备执行的测定或规 程的指令。用户界面可从用户接收关于要在设备内发生的一个或 多个样品处理步骤的指令。用户界面可接收关于一种或多种要对其进行测试的分析物的指令。
用户界面可能能够接收关于受试者身份的信息。受试者身份 信息可由受试者或设备的另一操作者输入，或者由用户界面本身 来成像或以其他方式捕捉。此类标识可以包括生物计量信息、颁 发的身份证或其他可唯一标识的生物学特征或标识特征、材料或 数据。用户界面可以包括一个或多个传感器，该一个或多个传感 器可以辅助接收关于受试者的标识信息。用户界面可以具有关于 受试者身份的一个或多个问题或指令，受试者可对这些问题或指 令作出响应。
在一些情况下，用户界面配置用于向受试者显示问卷，该问 卷包括关于受试者的饮食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况(参 见上文)的问题。该问卷可以是引导问卷，其具有多个针对受试 者的饮食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况的问题或与之相关 的问题。问卷可借助于设备的显示器上的用户界面，诸如图形用 户界面(GUI)，而呈现给受试者。
用户界面可能能够接收与受试者的状况、习惯、生活方式、 饮食、锻炼、睡眠模式或任何其他信息有关的附加信息。该附加 信息可由受试者或设备的另一操作者直接输入。可通过来自于用 户界面的一个或多个问题或指令来提示受试者，并且其可以输入 信息以作出响应。问题或指令可涉及受试者生活的定性方面(例 如，患者感觉如何)。在一些实施方式中，由受试者提供的信息 不是定量的。在一些情况下，受试者还可提供定量信息。由受试 者提供的信息可能涉及或者可能不涉及来自受试者的样品内的一 个或多个分析物水平。该调查还可采集有关由受试者所经受的或 当前采取的治疗和/或用药的信息。用户界面可以提示使用调查或 类似技术的受试者。该调查可包括图形、图像、视频、音频或其 他媒体特征。该调查可具有或者可不具有固定的问题和/或指令 集。该调查(例如，问题的顺序和/或内容)可根据受试者的回答 而动态地改变。
关于受试者的标识信息和/或关于受试者的附加信息可储存 在设备中和/或传输到外部设备或云计算基础结构。此类信息在对 关于采集自受试者的样品的数据的分析中可能是有用的。此类信 息对于确定是否继续进行样品处理也可能是有用的。
用户界面和/或传感器可能能够采集关于受试者或环境的信 息。例如，设备可以通过屏幕、热传感器、光学传感器、运动传 感器、深度传感器、压力传感器、电特性传感器、加速度传感器、 本文所述的或本领域已知的任何其他类型的传感器来采集信息。 在一个示例中，光学传感器可以是多孔径相机，该多孔径相机能 够采集多个图像并计算从此点的深度。光学传感器可以是如本文 其他各处所述的任何类型的相机或成像器件。光学传感器可以捕 捉受试者的一个或多个静态图像和/或受试者的视频图像。
设备可以采集受试者的图像。图像可以是受试者的2D图像。 设备可以采集受试者的多个图像，所述多个图像可用于确定受试 者的3D表示。设备可以采集受试者的一次性图像。设备可以采 集受试者的随时间推移的图像。设备可以以任何频率采集图像。 在一些实施方式中，设备可以实时地连续采集图像。设备可以采 集受试者的视频。设备可以采集关于受试者的任何部分的图像， 这些部分包括但不限于受试者的眼睛或视网膜、受试者的面部、 受试者的手、受试者的指尖、受试者的躯干和/或受试者的全身。 所采集的受试者的图像对于识别受试者和/或对受试者疾病的诊 断、治疗、监测或预防可能是有用的。在一些情况下，图像对于 确定受试者的身高、胸围、体重或身体质量指数可能是有用的。 设备还可以捕捉受试者的身份证、保险卡或关联于受试者的任何 其他物体的图像。
设备还可以采集受试者的音频信息。此类音频信息可包括受 试者的语音或受试者的一种或多种生物过程的声音。例如，音频 信息可以包括受试者心跳的声音。
设备可以采集关于受试者的生物计量信息。例如，设备可以 采集关于受试者体温的信息。在另一示例中，设备可以采集关于 受试者的脉搏率的信息。在一些情况下，设备可以扫描受试者的 一部分，诸如受试者的视网膜、指纹或手印。设备可以确定受试 者的体重。设备还可从受试者采集样品，并对受试者的DNA或其 一部分进行测序。设备还可从受试者采集样品，并在其上进行蛋 白质组学分析。此类信息可用于设备的操作。此类信息可涉及受 试者的诊断或身份。在一些实施方式中，设备可采集关于设备的 操作者的信息，该操作者可能与受试者不同或相同。此类信息对 于验证设备操作者的身份可能是有用的。
在一些情况下，由设备采集的此类信息可用于识别受试者。 可出于保险或治疗目的而验证受试者的身份。受试者识别可与受 试者的医疗记录绑定。在一些情况下，由设备从受试者和/或样品 采集的数据可与受试者的记录相关联。受试者身份还可与受试者 的医疗保险(或其他支付者)记录绑定。
电源
设备可以具有电源或者连接到电源。在一些实施方式中，电 源可在提供在设备之外。例如，可以从输电网/公共设施提供电力。 可以从外部储能系统或储库提供电力。可以由外部产能系统提供 电力。在一些实施方式中，设备可包括插头或能够将设备电连接 至外部电源的其他连接器。在另一示例中，设备可使用身体的自 然电脉冲来给设备供电。例如，设备可接触受试者、由受试者佩 戴和/或由受试者吞服，该受试者可向设备提供一些电力或者可以 不提供电力。在一些实施方式中，设备可以包括一个或多个压电 组件，该压电组件可以是可移动的，并且能够向设备提供电力。 例如，设备可以具有配置用于放置在受试者身上的贴片配置，从 而当受试者移动和/或贴片折曲时生成电力并提供给设备。
设备可以可选地具有内部电源。例如，可在设备上提供本地 能量存储。在一个实施方式中，本地能量存储可以是一个或多个 电池或超级电容。本领域已知的或今后开发的任何电池化学成分 均可用作电源。电池可以是一次电池或二次(可再充电)电池。 电池的示例包括但不限于：锌-碳、锌-氯、碱性、氧-氢氧化镍、 锂、氧化汞、锌-空气、氧化银、NiCd、铅酸、NiMH、NiZn或锂 离子。内部电源可以是独立的或可以与外部电源相耦合。在一些 实施方式中，设备可包括能量生成器。能量生成器可独立地提供， 或者可以与外部电源和/或内部电源相耦合。能量生成器可以是如 本领域已知的传统发电机。在一些实施方式中，能量生成器可以 使用可再生能源，包括但不限于：太阳能光伏、太阳热能、风能、 水能或地热能。在一些实施方式中，可通过核能或通过核聚变生 成电力。
每个设备可连接至电源或具有电源。每个模块可连接至电源 或具有其自己的本地电源。在一些情况下，模块可连接至设备的 电源。在一些情况下，每个模块可具有其自己的本地电源，并且 可能能够独立于其他模块和/或设备而操作。在一些情况下，模块 可能能够共享资源。例如，如果在一个模块中的电源损坏或受损， 则该模块可能能够接入另一模块或设备的电源。在另一示例中， 如果特定模块正在消耗较大量的功率，则该模块可能能够接入另 一模块或设备的电源。
可选地，设备组件可以具有电源。本文关于模块和/或设备的 电源的任何讨论亦可涉及处于诸如系统、设备组、机架、设备组 件或设备组件的部分等其他层次上的电源。
通信单元
设备可以具有通信单元。设备可能能够使用通信单元与外部 设备通信。在一些情况下，外部设备可以是一个或多个同类设备。 外部设备可以是云计算基础结构、云计算基础结构的一部分，或 者可以与云计算基础结构交互。在一些情况下，设备可与之通信 的外部设备可以是服务器或如本文其他各处所述的其他设备。
通信单元可允许设备与外部设备之间的无线通信。备选地， 通信单元可提供设备与外部设备之间的有线通信。通信单元可能 能够向/从外部设备无线地传输和/或接收信息。通信单元可允许设 备与一个或多个外部设备之间的单向通信和/或双向通信。在一些实施方式中，通信单元可将设备所采集或确定的信息传输至外部 设备。在一些实施方式中，通信单元可以接收来自于外部设备的 方案或者一个或多个指令。设备可能能够与选定的外部设备通信， 或者可能能够与种类繁多的外部设备自由地通信。
在一些实施方式中，通信单元可允许设备通过网络进行通信， 所述网络诸如有局域网(LAN)或广域网(WAN)，比如因特网。 在一些实施方式中，设备可经由诸如蜂窝网络或卫星网络之类的 电信网络进行通信。
可由通信单元使用的技术的一些示例可包括蓝牙或RTM技 术。备选地，可以使用各种通信方法，诸如利用调制解调器的拨 号有线网络、诸如TI、ISDN等直接链路或者电缆线路。在一些 实施方式中，无线连接可使用诸如蜂窝网络、卫星网络或寻呼机 网络、GPRS之类的示例性无线网络，或者使用诸如以太网或在 LAN上的令牌环之类的局部数据传送系统。在一些实施方式中， 通信单元可包含无线红外通信组件，用于发送和接收信息。
在一些实施方式中，在通过网络(诸如无线网络)传输信息 之前，可对信息进行加密。在一些实施方式中，加密可以是基于 硬件的加密。在一些情况下，可在硬件上对信息进行加密。任何 或所有信息——可以包括用户数据、受试者数据、测试结果、标 识符信息、诊断信息或任何其他类型信息——均可根据基于硬件 和/或基于软件的加密而得到加密。加密还可以可选地基于受试者 特定信息。例如，受试者可能有某一样品正由设备处理，并且受 试者的密码可用于加密关于受试者样品的数据。通过利用受试者 特定信息加密受试者的数据，只有受试者能够取回该数据。例如， 只有当受试者在网站上输入密码时解密才能发生。在另一示例中， 由设备所传输的信息可通过当时特定于设备操作者的信息而得到加密，并且只有当操作者输入操作者的密码或者提供操作者特定 信息时才能取回。
每个设备可具有通信单元。每个模块可具有其自己的本地通 信单元。在一些情况下，模块可与设备共享通信单元。在一些情 况下，每个模块可具有其自己的本地通信单元，并且可能能够独 立于其他模块和/或设备进行通信。模块可以使用其通信单元与外 部设备、设备或其他模块进行通信。在一些情况下，模块可能能 够共享资源。例如，如果在一个模块中通信单元损坏或受损，则 该模块可能能够接入另一模块或设备的通信单元。在一些情况下， 设备、机架、模块、组件或设备组件的部分可能能够共享一个或 多个路由器。层级结构中的各个层次和/或组件可能能够彼此通 信。
可选地，设备组件可具有通信单元。在此关于模块和/或设备 的通信单元的任何讨论亦可涉及处在诸如系统、设备组、机架、 设备组件或设备组件的部分等其他层次上的通信单元。
设备、模块和组件标识符
设备可以具有设备标识符。设备标识符可以标识设备。在一 些实施方式中，设备标识符可以是对每一设备唯一的。在其他实 施方式中，设备标识符可以标识设备或设备内提供的模块/组件的 类型。设备标识符可指示设备能够执行的功能。在这样的情况下， 设备标识符可以是或者可以不是唯一的。
设备标识符可以是设备上形成的物理物体。例如，设备标识 符可由光学扫描器或成像器件(诸如相机)读取。设备标识符可 由本文其他各处所述的一种或多种类型的传感器读取。在一个示 例中，设备标识符可以是条形码。条形码可以是1D或2D条形码。 在一些实施方式中，设备标识符可以发射一种或多种可以标识设 备的信号。例如，设备标识符可以提供红外信号、热信号、超声 波信号、光学信号、音频信号、电信号、化学信号、生物信号或 者可指示设备身份的其他信号。设备标识符可使用射频识别 (RFID)标签。
设备标识符可储存在设备的存储器中。在一个示例中，设备 标识符可以是计算机可读介质。设备标识符可无线地通信或者经 由有线连接来通信。
设备标识符可以是静态的或可改变的。设备标识符可以随着 为设备提供的一个或多个模块的可能的改变而改变。设备标识符 可基于设备的可用组件而改变。当由设备的操作者命令时，设备 标识符可以改变。
可以提供设备标识符以允许将设备集成到全系统通信内。例 如，外部设备可与多个设备通信。外部设备可经由设备标识符将 一个诊断设备与另一诊断设备区分开来。外部设备可以基于诊断 设备的标识符而向其提供专门的指令。外部设备可以包括存储器， 或者可以与可对有关各设备的信息保持记录的存储器通信。设备 的设备标识符可在存储器中与从该设备采集的或与该设备相关联 的信息相链接。
在一些实施方式中，标识符可提供在模块上或组件层次上， 以便唯一地标识出系统层次上的设备中的每个组件。例如，各模 块可以具有模块标识符。模块标识符可以是或者可以不是对每一 模块唯一的。模块标识符可以具有设备标识符的一种或多种特性。
模块标识符可允许设备或系统(例如，外部设备、服务器) 标识提供于其中的模块。例如，模块标识符可以标识模块的类型， 并且可允许设备自动地检测由模块提供的组件和能力。在一些情 况下，模块标识符可以唯一地标识模块，并且设备可能能够追踪 与特定模块相关联的特定信息。例如，设备可能能够追踪模块的 使用年限并估计可能需要于何时更新或替换某些组件。模块可与 它作为其一部分的设备的处理器通信。
备选地，模块可与外部设备的处理器通信。模块标识符可在 全系统层次上提供相同的信息。在一些实施方式中，系统而非设 备可以追踪与模块标识符相关联的信息。
当模块标识符连接至设备或与设备相接时，模块标识符可传 送至设备或系统。例如，在模块已安装在支撑结构上之后，模块 标识符可传送至设备或系统。备选地，当模块尚未连接至设备时， 模块标识符可远程地传送。
可以在本文描述的任何其他层次(例如，外部设备、设备组、 机架、设备组件、组件部分)上提供标识符。本文提供的标识符 的任何特性亦可适用于此类标识符。
系统
图39提供了根据本发明的一个实施方式的诊断系统的图示。 一个、两个或更多个设备3900a，3900b可通过网络3920与外部 设备3910进行通信。设备可以是诊断设备。设备可以具有如本文 其他各处所述的任何特征或特性。在一些示例中，设备可以是台 式设备、手持设备、贴片和/或丸剂。设备可配置用于接纳样品以 及执行一个或多个样品制备步骤、测定步骤或检测步骤。设备可 包含如本文其他各处所述的一个或多个模块。
在一些实施方式中，贴片或丸剂配置用于操作地耦合(或链 接)至移动设备，诸如网络设备，该移动设备配置用于与另一设 备和/或网络(例如，内联网或因特网)进行通信。在一些情况下， 贴片配置用于与循环通过受试者身体或安设于受试者体内(比如 在受试者的组织内)的丸剂进行通信。在其他情况下，丸剂是具 有纳米级、微米级或更大尺寸的颗粒。在一个示例中，丸剂是纳 米颗粒。贴片和/或丸剂可以包括板载电子器件，以允许贴片和/ 或丸剂与另一设备通信。
系统可以包括任何数目的设备3900a、3900b。例如，系统可 包括1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、 5个或更多个、10个或更多个、20个或更多个、50个或更多个、 100个或更多个、500个或更多个、1000个或更多个、5000个或 更多个、10000个或更多个、100000个或更多个或者1000000个 或更多个设备。
设备可以关联成或者可以不关联成设备组。设备可以与1个、 2个、3个、10个或任何数目的组相关联。设备可以是组，子组、 亚子组的一部分，在系统中对子分组不设限制。在一些实施方式 中，设备组可包括处在特定地理位置的设备。例如，设备组可以 指在同一房间内或同一建筑内的设备。设备组可包括在同一零售 商位置、实验室、诊所、医疗保健设施或任何其他位置内的设备。 设备组可以指在同一城镇或城市内的设备。设备组可包括在特定 半径内的设备。在一些情况下，设备组可包括使用同一通信端口 的设备。例如，设备组可以包括使用同一路由器、因特网集线器、 电信塔、卫星或其他通信端口的设备。
备选地，设备组可包括与同一实体或实体的部门相关联的设 备。例如，设备组可与实验室、医疗保健提供者、医疗设施、零 售商、公司或其他实体相关联。
本文关于全系统层次的任何描述均可涉及整体全域系统，该 全域系统可包括任何设备或与任何设备通信。备选地，本文对系 统的任何描述亦可涉及设备组。
如本文其他各处所述，可以提供网络3920。例如，网络可包 括局域网(LAN)或诸如因特网之类的广域网(WAN)。在一些 实施方式中，设备可经由诸如蜂窝网络或卫星网络之类的电信网 络进行通信。
设备可使用诸如蓝牙或RTM技术之类的无线技术与网络进 行通信。备选地，可使用各种通信方法，诸如利用调制解调器的 拨号有线连接、诸如TI、ISDN之类的直接链路或者电缆线路。 在一些实施方式中，无线连接可使用诸如蜂窝网络、WiMAX、 Wi-Fi、卫星或寻呼机网络、GPRS之类的示例性无线网络，或者 使用诸如以太网或在LAN上的令牌环之类的局部数据传送系统。 在一些实施方式中，设备可使用红外通信组件进行无线通信。
根据本发明的一个实施方式，可提供外部设备3910。外部设 备可以是本文其他各处所述的或本领域已知的任何网络设备。例 如，外部设备可以是服务器、个人计算机、膝上型计算机、平板 计算机、移动设备、蜂窝电话、卫星电话、智能电话(例如，iPhone、Android、Blackberry、Palm、Symbian、Windows)、个人数字助 理(PDA)、寻呼机或任何其他设备。在一些情况下，外部设备 可以是另一诊断设备。可以在诊断设备之间提供主从关系、点对 点或分布式关系。
外部设备可具有处理器和存储器。外部设备可以访问本地存 储器或与存储器通信。存储器可以包括一个或多个数据库。
对外部设备的任何描述亦可适用于任何云计算基础结构。外 部设备可以指一个或多个可包括处理器和/或存储器的设备。该一 个或多个设备可以彼此通信或者可以不彼此通信。
在一些实施方式中，外部设备可发挥控制器的功能或者可以 包含控制器，并执行如本文其他各处所述的控制器的一种或多种 功能。外部设备可发挥全系统控制器的功能，可以控制成组的设 备，或者可以控制单个设备。
在一个示例中，外部设备可以将数据储存在存储器中。此类 数据可以包括分析物阈值数据。此类数据可以包括对于执行分析 和/或校准可能有用的曲线或其他信息。外部设备还可接收和/或储 存从样品处理设备接收的数据。此类数据可包括与由样品处理设备检测到的一个或多个信号相关的数据。在一些实施方式中，可 在样品处理设备上执行一个或多个诊断和/或校准。此类诊断和/ 或校准可以使用和/或访问板载地储存在设备上或储存在外部设 备(诸如服务器)上的曲线或其他数据。
图1示出了根据本发明的一个实施方式，与控制器110通信 的设备100的示例。
设备可具有如本文其他各处所述的任何特定、结构或功能。 例如，设备100可包含一个或多个支撑结构120。在一些实施方 式中，支撑结构可以是机架或如本文其他各处所述的任何其他支 撑物。在一些情况下，设备可以包括单一支撑结构。备选地，设 备可以包括多个支撑结构。多个支撑结构可以彼此连接或者可以 不彼此连接。
设备100可包含一个或多个模块130。在一些情况下，支撑 结构120可包含一个或多个模块。在一个示例中，模块可具有可 安装在机架支撑结构上的刀片形制。每个设备或支撑结构可被提 供以任何数目的模块。不同的支撑结构可具有不同数目或类型的 模块。
设备100可包含一个或多个组件140。在一些情况下，模块 130可包含模块的一个或多个组件。机架120可包含模块的一个 或多个组件。每个设备、机架或模块可被提供以任何数目的组件。 不同的模块可具有不同数目或类型的组件。
在一些示例中，设备可以是台式设备、手持设备、可佩带设 备、可吞服设备、可植入设备、贴片和/或丸剂。设备可以是便携 式的。设备可以放置在诸如柜台、桌子、地板等表面或任何其他 表面之上。设备可安装或附接至墙壁、天花板、地面和/或任何其 他结构。设备可直接由受试者佩戴，或者可并入受试者的服装内。
设备可以是自包含的。例如，设备可以包含本地存储器。该 本地存储器可提供给整体设备，或者可提供给一个或多个模块， 或者可分布在一个或多个模块上。本地存储器可包含在设备的壳 体内。本地存储器可提供在模块的支座上或模块的壳体内。备选 地，设备的本地存储器可提供在模块之外但又在设备壳体之内。 设备的本地存储器可以由设备的支撑结构所支撑，或者可以不由 其支撑。本地存储器可提供在设备的支撑结构之外，或者可以集 成在设备的支撑结构内。
一个或多个方案可储存在本地存储器中。可将一个或多个方 案递送至本地存储器。本地存储器可包括用于对检测到的信号的 板载分析的信息的数据库。备选地，本地存储器可储存与检测到 的信号相关的信息，所述检测到的信号可提供至外部设备用于远 程分析。本地存储器可包括对检测到的信号的一些信号处理，但 该信号可传输至外部设备用于分析。外部设备可以是或者可以不 是相同的设备控制器。
本地存储器可能能够储存非暂时性计算机可读介质，其可包 括能够执行本文所述步骤的代码、逻辑或指令。
设备可包含本地处理器。该处理器可能能接收指令并提供信 号以执行该指令。处理器可以是中央处理器(CPU)，该中央处 理器可以执行有形计算机可读介质的指令。在一些实施方式中， 处理器可包括一个或多个微处理器。处理器可能能够与设备的一 个或多个组件进行通信，并实现设备的操作。
处理器可提供给整体设备，或者可提供给一个或多个模块， 或者可分布在一个或多个模块上。处理器可以包含在设备的壳体 内。处理器可提供在模块的支座上或模块的壳体内。备选地，设 备的处理器可提供在模块之外，但又在设备壳体之内。设备的处 理器可以由设备的支撑结构所支撑，或者可以不由其支撑。处理 器可提供在设备的支撑结构之外，或者可以集成在设备的支撑结 构内。
控制器110可与设备100通信。在一些实施方式中，控制器 可以是全系统控制器。控制器可与任何设备通信。控制器可选择 性地与一组设备通信。例如，系统可包括一个、两个或更多个控 制器，其中一个控制器可专用于一组设备。控制器可能能够单个 地与每个设备通信。在一些情况下，控制器可与成组的设备，而 不区分组内的设备。控制器可与设备或设备组的任何组合进行通 信。
控制器可提供在设备之外。控制器可以是与设备通信的外部 设备。如本文其他各处所述，外部设备可以是任何种类的网络设 备。例如，控制器可以是服务器、移动设备或另一诊断设备，该 另一诊断设备可与设备具有主从关系。
在备选实施实施方式中，控制器可本地提供至设备。在这种 情况下，设备可以是完全自包含的，无需外部通信。
控制器可包含存储器或者可与存储器通信。可将一个或多个 方案储存在控制器存储器上。这些方案可储存在设备之外。可将 方案储存在存储器和/或云计算基础结构中。方案可在控制器侧更 新，而无需更改设备。控制器存储器可包括与设备、样品、受试 者和/或从设备采集的信息相关的信息的数据库。从设备采集的信 息可包括在设备内检测到的信号的原始数据。从设备采集的信息 可包括对检测到的信号的一些信号处理。备选地，从设备采集到 的信息可包括可能已经板载地在设备上执行的分析。
控制器存储器可能能够储存非暂时性计算机可读介质，该介 质可包括能够执行本文所述步骤的代码、逻辑或指令。
控制器可包含处理器。处理器可能能够接收指令并提供信号 以执行该指令。处理器可以是中央处理器(CPU)，该中央处理 器可以执行有形计算机可读介质的指令。在一些实施方式中，处 理器可包括一个或多个微处理器。控制器的处理器可能能够分析 从设备接收的数据。控制器的处理器可能还能够选择一个或多个 方案以提供给设备。
在一些实施方式中，控制器可提供在单一外部设备上。单一 外部设备可能能够向诊断设备提供方案和/或接收从诊断设备采 集的信息。在一些情况下，控制器可提供在多个设备上。在一个 示例中，单一外部设备或多个外部设备可能能够向诊断设备提供 方案。单一外部设备或多个外部设备可能能够接收从诊断设备采 集的信息。单一外部设备或多个外部设备可能能够分析从诊断设 备采集的信息。
备选地，系统可使用云计算。控制器的一个或多个功能可由 计算机网络提供，而不是局限于单一外部设备。在一些实施方式 中，网络或多个外部设备可与诊断设备通信，以及向或从诊断设 备提供指令或接收信息。可以使用多个处理器和存储设备来执行 控制器的功能。控制器可提供在这样的环境中：该环境支持对可 配置计算资源(例如，网络、服务器、存储、应用和服务)的共 享池的方便的按需访问，所述可配置计算资源可通过最小的管理 工作量或服务提供者交互而快速供应和释放。
可在诊断设备与控制器之间提供通信。通信可以是单向通信。 例如，控制器可将方案下推至设备。在另一示例中，设备可以发 起对来自控制器的方案的请求。或者，设备可以仅向控制器提供 信息，而不要求来自控制器的方案。
优选地，可在诊断设备与控制器之间提供双向通信。例如， 可从设备之外的来源提供方案。方案可以基于或者可以不基于由 设备提供的信息。例如，方案可以基于或者可以不基于提供给设 备的输入，其可以以某种方式确定由设备提供给控制器的信息。 输入可由设备的操作者手动地确定。例如，操作者可指定操作者 希望设备执行的一个或多个测试。在一些情况下，可自动地确定 输入。例如，可以基于样品的特性、哪些模块可用或已被使用、 有关受试者的以往记录、预期测试的调度安排或任何其他信息而 自动地确定要运行的测试。
在一些实施方式中，设备可请求来自于控制器的特定方案。 在一些其他实施方式中，设备可向控制器提供信息，并且控制器 可基于该信息而选择一个或多个方案以提供给设备。
设备可以基于来自一个或多个传感器的一个或多个检测到的 信号而提供在设备采集的信息。可将感测的信息提供至控制器。 所述感测的信息可以是或者可以不是在方案的操作期间采集的。 在一些实施方式中，控制器可基于在第一方案期间采集的信息而 提供附加方案。基于所述采集的信息，可在附加方案启始之前完 成第一方案，或者在第一方案完成之前启始附加方案。
可以提供反馈系统，其中可基于在方案期间或在方案完成后 采集的信息而提供或改变方案。可以并行地、依次地或以其任何 组合来运行一个或多个方案。设备可执行迭代过程，其可使用指 令、基于指令执行的动作、从执行的动作采集的数据，其可选地 可以影响后续的指令，等等。方案可导致设备执行一个或多个动 作，包括但不限于，样品采集步骤、样品制备步骤、测定步骤和/ 或检测步骤。
在系统内，设备可能能够与一个或多个实体通信。例如，设 备可与实验室福利管理者通信，所述实验室服务管理者可从设备 采集信息。实验室福利管理者可分析从设备采集的信息。设备可 与方案提供者通信，所述方案提供者可向设备提供一个或多个指 令。方案提供者和实验室福利管理者可以是相同的实体或者可以 是不同的实体。设备可以可选地与支付者(诸如保险公司)通信。 设备可以可选地与医疗保健提供者通信。设备可直接与这些实体 中的一个或多个实体通信，或者可通过另一方与它们间接地通信。 在一个示例中，设备可与实验室福利管理者通信，实验室福利管 理者可与支付者和医疗保健提供者通信。
在一些实施方式中，设备可以使受试者能够与医疗保健提供 者进行通信。在一个示例中，设备可以允许由设备拍摄受试者的 一个或多个图像，并提供给受试者的医生。受试者可以或者不可 以在设备上看到医生。受试者的图像可用于识别或诊断目的。如 本文其他各处所述，可以使用关于受试者识别的其他信息。受试 者可与医生实时通信。备选地，受试者可以查看由医生提供的记 录。受试者可以有利地与受试者自己的医生通信，这可以为受试 者提供额外的舒适和/或人际互动的感觉。备选地，受试者可与诸 如专科医生等其他医疗保健提供者通信。
在一些实施方式中，系统内的诊断设备可共享资源。例如， 系统内的设备可以彼此通信。设备可彼此直接链接，或者可通过 网络进行通信。设备可直接链接到共享资源，或者可通过网络与 共享资源进行通信。共享资源的示例可以是打印机。例如，多个 设备可与单一打印机通信。共享资源的另一示例是路由器。
多个设备可共享附加的外设。例如，系统内的多个设备可与 可以捕捉受试者的一个或多个生理参数的外设进行通信。例如， 设备可与血压测量设备、称重器具、脉搏率测量设备以及超声图 像捕捉设备或任何其他外围设备进行通信。在一些情况下，多个 设备和/或系统可与计算机、移动设备、平板计算机或对于与受试 者交互可能有用的任何其他设备进行通信。此类外部设备对于经 由调查而从受试者采集信息可能是有用的。在一些实施方式中， 系统的一个或多个控制器可以确定哪个设备可在任何给定时刻使 用哪个外设。在一些实施方式中，外围设备可经由无线连接(例 如蓝牙)与样品处理设备进行通信。
系统可能能够进行动态资源分配。在一些实施方式中，动态 资源分配可以是全系统的，或者是在一组设备内。例如，多个设 备可连接至多个共享资源。在一个示例中，设备A和设备B可连 接至打印机X，而设备C和设备D可连接至打印机Y。如果打印 机X出现问题，则设备A和设备B可能能够使用打印机Y。设备 A和设备B可能能够与打印机Y直接通信。备选地，设备A和设 备B可能不能够与打印机Y直接通信，但可能能够通过设备C和 设备D与打印机Y通信。对于路由器或其他共享资源，情况也可 以是这样。
方法
用于处理样品的方法
在一些实施方式中，单一设备——诸如模块或具有一个或多 个模块的系统——被配置用于执行选自包含样品制备、样品测定 和样品检测在内的组中的一个或多个例程。样品制备可包括物理 处理和化学处理。在一些情况下，单一设备是单一模块。在其他 情况下，单一设备是如上所述具有多个模块的系统。
图40示出了可在一种方法中执行的一个或多个步骤的示例。 该方法可以由或者可以不由单一设备执行。
该方法可包括样品采集4000、样品制备4010、样品测定4020、 检测4030和/或输出4040的步骤。这些步骤中的任何步骤都是可 选的。此外，这些步骤可以按任何顺序发生。一个或多个所述步 骤可以重复一次或多次。
在一个示例中，当样品被采集之后，其可经历一个或多个样 品制备步骤。备选地，当样品被采集之后，其可直接进入样品测 定步骤。在另一示例中，检测步骤可直接发生在采集样品之后。 在一个示例中，检测步骤可包括拍摄样品的图像。该图像可以是 数字图像和/或视频。
在另一示例中，当样品已经历一个或多个样品制备步骤之后， 其可进入样品测定步骤。备选地，其可直接进入检测步骤。
在样品已经历一个或多个测定步骤之后，该样品可继续进行 检测步骤。备选地，样品可以返回到一个或多个样品制备步骤。
在样品已经历检测步骤之后，其可以被输出。输出可包括显 示和/或传输在检测步骤期间采集的数据。在检测后，样品可经历 一个或多个样品制备步骤或样品测定步骤。在一些情况下，在检 测后，可以采集额外的样品。
在样品已得到显示和/或传输之后，可执行额外的样品制备步 骤、样品测定步骤和/或检测步骤。在一些情况下，可以响应于传 输的数据而向设备发送方案，该方案可以实现额外的步骤。在一 些情况下，可以响应于检测到的信号而板载地生成方案。分析可 板载地发生在设备上，或者可基于传输的数据而远程地发生。
单一设备可能能够执行一个或多个样品处理步骤。在一些实 施方式中，术语“处理”包含制备样品、测定样品以及检测样品 以生成数据用于后续离板(即，设备外)或板上(即，设备上) 分析之中的一种或多种处理。样品处理步骤可包括样品制备规程 和/或测定——包括本文其他各处所述的任何样品制备规程和/或 测定在内。样品处理可包括本文所述的一个或多个化学反应和/或 物理处理步骤。样品处理可包括对样品的组织学、形态学、运动 学、动力学和/或状态的评估，这可以包括针对细胞的此类评估或 本文所述的其他评估。在一个实施方式中，单一设备配置用于选 自包含以下各项在内的组中的一个或多个样品制备规程，这些项 为：样品的称重或体积测量、离心、样品处理、分离(例如，磁 分离)、利用磁珠和/或纳米颗粒的其他处理、试剂处理、化学分 离、物理分离、化学分离、温育、抗凝、凝聚、去除样品的部分 (例如，物理去除血浆、细胞、裂解产物)、固体物质的分散/溶 解、选定细胞的浓缩、稀释、加热、冷却、混合、一种或多种试 剂的添加、干扰因素的去除、细胞涂片的制备、粉碎、研磨、活 化、超声波处理、微柱处理和/或本领域已知的任何其他类型的样 品制备步骤，包括但不限于图57中所列的那些步骤。在一个示例 中，单一模块配置用于执行多个样品制备规程。在另一示例中， 单一系统——诸如系统700——配置用于执行多个样品制备规程。 在另一实施方式中，单一设备配置用于执行选自包含以下各项在 内的组中的1种或多种、或者2种或更多种、或者3种或更多种、 或者4种或更多种、或者5种或更多种、或者10种或更多种测定， 这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测 定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、 色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测 定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、 蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定、和/或 其他类型的测定或者它们的组合。在一些情况下，单一设备配置 用于执行多种类型的测定，其中至少一种测定是细胞计数或凝集。 在其他情况下，单一设备配置用于执行多种类型的测定，包括细 胞计数和凝集。在一个示例中，系统700配置用于借助细胞计数 站707来执行细胞计数。单一设备可配置用于执行包括本文其他 各处所述的数目在内的任何数目的测定，在领域上涉及化学-常规 化学、血液学(包括基于细胞的测定、凝固和男性疾病学)、微 生物学-细菌学(包括“分子生物学”)、化学-内分泌学、微生 物学-病毒学、诊断免疫学-一般免疫学、化学-尿液分析、免疫血 液学-ABO血型组与Rh型、诊断免疫学-梅毒血清学、化学-毒理学、免疫血液学-抗体检测(输血)、免疫血液学-抗体检测(非 输血)、组织相容性、微生物学-分支杆菌学、微生物学-真菌学、 微生物学-寄生虫学、免疫血液学-抗体识别、免疫血液学-相容性 测试、病理学-组织病理学、病理学-口腔病理学、病理学-细胞学、 放射生物测定、或临床细胞遗传学。单一设备可配置用于对一种 或多种、两种或更多种、三种或更多种、或任何数目(包括本文 其他各处所述的数目)的以下所列项目的测量，这些项目为：蛋白质、核酸(DNA、RNA、其杂交体、microRNA、RNAi、EGS、 反义链)、代谢物、气体、离子、粒子(其可包括晶体)、小分 子及其代谢物、元素、毒素、酶、脂质、碳水化合物、朊病毒、 有形成分(例如，细胞实体(例如，整个细胞、细胞碎片、细胞 表面标记物))。单一设备可能能够执行各种类型的测量，包括 但不限于成像、光谱测定/光谱学、电泳、色谱分析、沉降、离心 或图58中提到的任何其他测量。
在一些情况下，样品的组织学包含样品的静态信息以及样品 随时间的变化。在一个示例中，所采集的样品包含细胞，该细胞 在样品被采集之后增殖(或分裂)或转移。
在另一实施方式中，单一设备配置用于执行一种或多种类型 的样品检测例程，诸如本文其他各处所描述的那些例程。
在一些实施方式中，多用途或多功能设备配置用于制备和处 理样品。此类设备可包括1个或多个、或者2个或更多个、或者 3个或更多个、或者4个或更多个、或者5个或更多个、或者6 个或更多个、或者7个或更多个、或者8个或更多个、或者9个 或更多个、或者10个或更多个、或者20个或更多个、或者30个 或更多个、或者40个或更多个、或者50个或更多个、或者100 个或更多个模块，作为单一系统或彼此通信的多个系统的一部分。 模块可以彼此流体连通。备选地，模块可以彼此流体隔离或液压 独立。在这样的情况下，样品转移设备可以使样品能够向和从模 块转移。此类设备可以接纳1个或多个、或者2个或更多个、或者3个或更多个、或者4个或更多个、或者5个或更多个、或者 6个或更多个、或者7个或更多个、或者8个或更多个、或者9 个或更多个、或者10个或更多个、或者20个或更多个、或者30个或更多个、或者40个或更多个、或者50个或更多个、或者100 个或更多个样品。在一个实施方式中，设备以批量的方式接纳样 品(例如，一次向设备提供5个样品)。在另一实施方式中，设 备以连续的方式接纳样品。在一些实施方式中，流体隔离或液压 独立的模块彼此液压隔离。
在一个实施方式中，并行地处理样品。在另一实施方式中， 循序地(或一个接一个地)处理样品。本文提供的设备可以制备 和分析相同的样品或多个不同的样品。在一个示例中，本文提供 的设备处理相同的血液、尿液和/或组织样品。在另一示例中，本 文提供的设备处理不同的血液、尿液和/或组织样品。
在一些实施方式中，用于处理样品的设备接纳体积至少约1 纳升(nL)、或10nL、或100nL、或1微升(μL)、或10μL、 或100μL、或1毫升(mL)、或10mL、或100mL、或1升(L)、 或2L、或3L、或4L、或5L、或6L、或7L、或8L、或9L、 或10L、或100L、或1000L的样品。在另一实施方式中，用于 处理样品的设备接纳质量至少约1纳克(ng)、或10ng、或100 ng、或1微克(μg)、或10μg、或100μg、或1毫克(mg)、 或10mg、或100mg、或1克(g)、或2g、或3g、或4g、或 5g、或6g、或7g、或8g、或9g、或10g、或100g、或1000g 的样品。
设备可借助于一个模块或多个模块来执行样品制备、处理和/ 或检测。例如，设备可在第一模块(例如，图7的第一模块701) 中制备样品，并在与第一模块相分离的第二模块(例如，图7的 第二模块702)中运行(或执行)测定。
设备可接纳一个样品或多个样品。在一个实施方式中，系统 接纳单一样品并制备、处理和/或检测该单一样品。在另一实施方 式中，系统接纳多个样品，并同时制备、处理和/或检测所述多个 样品中的一个或多个样品。
在一些实施方式中，设备的一个或多个模块彼此流体隔离或 液压独立。在一个实施方式中，系统700的多个模块701-706相 对于彼此流体隔离。在一个示例中，通过密封的方式(诸如流体 密封或压力密封)提供流体隔离。在一些情况下，此类密封为密 闭密封。在其他实施方式中，系统的一个或多个模块彼此流体耦 合。
在一些情况下，具有多个模块的设备配置成彼此通信。例如， 具有多个模块的第一设备(诸如设备1000)与另一设备(诸如具 有多个模块的同样的或类似的设备)进行通信。以这样的方式， 两个或更多个设备可以彼此通信，以便例如促进资源共享。
生物样品的处理可包括预处理(例如，样品的制备，用于随 后的处理或测量)、处理(例如，样品的改变以使得其不同于其 原始的或先前的状态)和后处理(例如，固定样品，或者在样品 或相关试剂的测量或使用之后处置全部样品或相关试剂或者其一 部分)。生物样品可分成部分，诸如血液或尿液样品的等分试样， 或者诸如切片、切碎或将组织样品分成两份或更多份。对诸如血 液样品等生物样品的处理可包括混合、搅拌、声处理、均化或者 对样品或样品的一部分的其他处理。对诸如血液样品等生物样品 的处理可包括样品或其部分的离心。对诸如血液样品等生物样品 的处理可包括为样品的组件提供分离或沉淀的时间，并且可包括 过滤(例如，使样品或其部分穿过过滤器或膜)。对诸如血液样 品等生物样品的处理可包括允许或致使血液样品凝固。对诸如血 液样品等生物样品的处理可包括样品或样品的一部分的浓缩(例 如，通过血液样品的沉降或离心，或从组织样品对包含组织匀浆 的溶液的沉降或离心，或用电磁其他微珠)以提供沉淀物和上清 液。对诸如血液样品等生物样品的处理可包括对样品的一部分的 稀释。稀释可以是对整个样品或对样品的一部分的稀释，包括对 来自样品的沉淀物或上清液的稀释。生物样品可用水，或用盐溶液，诸如缓冲盐溶液来稀释。生物样品可用可以包括或可以不包 括固定剂(例如，甲醛、低聚甲醛或交联蛋白质的其他试剂)的 溶液来稀释。生物样品可用溶液稀释以使得在周围溶液与这类细 胞的内部或内部隔室之间产生渗透梯度，该渗透梯度有效地使细 胞体积改变。例如，在稀释之后产生的溶液浓度小于细胞内部或 内部细胞隔室的有效浓度的情况下，这样的细胞体积将会增大 (即，细胞将会膨胀)。生物样品可用可以包括或可以不包括渗 透物(诸如，例如，葡萄糖、蔗糖或其他糖；诸如钠、钾、铵盐 等盐或其他盐；或者其他渗透活性化合物或成分)的溶液来稀释。 在实施方式中，渗透物可通过例如稳定或减小周围溶液与这类细 胞的内部或内部隔室之间可能的渗透梯度，来有效地维持样品中 细胞的完整性。在实施方式中，渗透物可有效地提供或增大周围 溶液与这类细胞的内部或内部隔室之间的渗透梯度，有效地使得 细胞至少部分地收缩(在细胞的内部或内部隔室浓度低于周围溶 液的浓度时)，或者有效地使得细胞膨胀(在细胞的内部或内部 隔室浓度高于周围溶液的浓度时)。
生物样品可被染色，或者标记物或试剂可添加到样品中，或 者可以用其他方式制备样品以供样品、样品的一部分、样品的组 成部分或者样品中细胞或结构的一部分的测定、可视化或量化。 例如，生物样品可与包含染料的溶液相接触。染料可染色或以其 他方式使样品中的细胞、细胞的一部分、细胞内的组分或者与细 胞相关联的物质或分子可见。染料可与元素、化合物或样品的其 他组分结合或被其改变；例如染料可以响应于其所存在的溶液pH 的改变或差异而改变颜色，或者以其他方式改变其一种或多种性 质，包括其光学性质；染料可以响应于该染料所存在的溶液中存 在的元素或化合物(例如，钠、钙、CO2、葡萄糖或其他离子、 元素或化合物)浓度的改变或差异而改变颜色，或以其他方式改 变其一种或多种性质，包括其光学性质。例如，生物样品可与包 含抗体或抗体片段的溶液相接触。例如，生物样品可与包括颗粒 的溶液相接触。添加到生物样品中的颗粒可充当标准(例如，可 充当大小标准，其中颗粒的大小或大小分布已知，或者作为浓度 标准，其中颗粒的数目、量或浓度已知)，或可充当标记物(例 如，其中颗粒结合或粘附至特定细胞或特定类型的细胞、特定细 胞标记物或细胞隔室，或者其中颗粒结合至样品中的所有细胞)。
在一个示例中，提供了如同图7的系统700的两个机架型设 备。所述设备配置成诸如通过直接链接(例如，有线网络)或无 线链接(例如，蓝牙、WiFi)的方式而彼此通信。当两个机架型 设备中的第一个处理样品的一部分(例如，血液等分试样)时， 所述两个机架型设备中的第二个对同一样品的另一部分执行样品 检测。第一机架型设备继而将其结果传输至第二机架型设备，第 二机架型设备将信息上传至服务器，该服务器处于与第二机架型设备而不是第一机架型设备的网络通信之中。
本文提供的设备和方法配置用于随服务点系统一同使用。在 一个示例中，设备可部署在医疗保健提供者的地点(例如，药店、 医生办公室、诊所、医院)，用于样品制备、处理和/或检测。在 一些情况下，本文提供的设备仅配置用于样品采集和制备，而处 理(例如，检测)和/或诊断则在由认证和授权实体(例如，政府 认证)认证的远程地点执行。
在一些实施方式中，用户将样品提供至具有一个或多个模块 的系统，诸如图7的系统700。用户将该样品提供至系统的样品 采集模块。在一个实施方式中，样品采集模块包括一个或多个刺 血针、针头、微针、静脉抽血器、手术刀、杯子、拭子、洗涤剂、 桶、篮、工具包、可渗透基质或本文其他各处所述的任何其他样 品采集机构或方法。接下来，系统将样品从样品采集模块引导至 一个或多个处理模块(例如，模块701-706)以便进行样品制备、测定和/或检测。在一个实施方式中，借助于样品处理系统，诸如 移液管，将样品从采集模块引导至所述一个或多个处理模块。接 下来，在所述一个或多个模块中处理样品。在一些情况下，在一 个或多个模块中测定样品，并于随后使其经受一个或多个检测例 程。
在一些实施方式中，在一个或多个模块中进行处理之后，系 统将结果传送到与该系统通信的用户或系统(例如，服务器)。 其他系统或用户继而可以取用该结果以帮助治疗或诊断受试者。
在一个实施方式中，系统配置用于与其他系统——诸如相似 的或同样的系统(例如，机架，诸如在图7的背景下描述的机架) 或包括服务器在内的其他计算机系统——进行双向通信。
本文提供的设备和方法通过支持并行处理而可以有利地降低 服务点系统的能源足迹或碳足迹。在一些情况下，系统——诸如 图7的系统700——具有的足迹是其他服务点系统的至多10％、 或15％、或20％、或25％、或30％、或35％、或40％、或45％、 或50％、或55％、或60％、或65％、或70％、或75％、或80％、 或85％、或90％、或95％、或99％。
在一些实施方式中，提供了用于检测分析物的方法。在一个 实施方式中，处理例程包括检测分析物的存在或缺失。该处理例 程借助于本文提供的系统和设备而得到促进。在一些情况下，分 析物关联于生物过程、生理过程、环境条件、样品状况、病症或 病症的阶段，诸如自身免疫性疾病、肥胖症、高血压、糖尿病、 神经元和/或肌肉退行性疾病、心脏病和内分泌疾病之中的一种或 多种。
在一些情况下，设备一次处理一个样品。然而，本文提供的 系统配置用于多重样品处理。在一个实施方式中，设备一次或以 重迭的时间处理多个样品。在一个示例中，用户将样品提供至具 有多个模块的设备，诸如图7的系统700。该设备继而借助于设 备的一个或多个模块来处理样品。在另一示例中，用户将多个样 品提供至具有多个模块的设备。该设备继而通过在第一模块中处 理第一样品的同时在第二模块中处理第二样品，来借助多个模块 同时处理样品。
系统可以处理相同类型的样品或不同类型的样品。在一个实 施方式中，系统同时处理相同样品的一部分或多部分。如果期望 对相同样品的各种测定和/或检测方案，则这可能是有用的。在另 一实施方式中，系统同时处理不同类型的样品。在一个示例中， 系统在该系统的不同模块中，或者在具有用于处理血液和尿液样 品的处理站的单一模块中，同时地处理血液和尿液样品。
在一些实施方式中，一种用于借助服务点系统(诸如图7的 系统700)来处理样品的方法包括：接纳测试准则或参数，以及 基于该准则而确定测试顺序或调度安排。测试准则接纳自与服务 点系统通信的用户、系统或服务器。该准则可基于期望的或预定 的效果来选择，这些效果诸如为：最少的时间、成本、组件使用、 步骤和/或能量。服务点系统按照测试顺序或调度安排来处理样 品。在一些情况下，反馈回路(与传感器耦合)使服务点系统能 够监测样品处理的进展并保持或改变测试顺序或调度安排。在一 个示例中，如果系统检测到处理耗费了比调度安排中阐述的预定 时间量更长的时间，则系统加速所述处理或调整任何并行的处理， 诸如在系统的另一模块中的样品处理。反馈回路允许实时或伪实时(例如，缓存的)监测。在一些情况下，反馈回路可提供允许 反射测试，其可在开始或完成另一测试和/或测定或感测一个或多 个参数之后，导致后续测试、测定、制备步骤和/或其他过程的启 始。此类后续测试、测定、制备步骤和/或其他过程可自动启始， 而无需任何人为干预。可选地，响应于测定结果而执行反射测试。 亦即，举非限制性示例而言，如果命令了反射测试，则为筒匣预 加载用于测定A和测定B的试剂。测定A是初步测试，而测定B 是反射测试。如果测定A的结果满足了启动反射测试的预定标准， 则用设备中的相同样品运行测定B。计划设备方案以将运行反射 测试的可能性纳入考虑。可在测定A的结果完成之前执行测定B 的一些或所有方案步骤。例如，可在设备上提前完成样品制备。 还有可能用来自患者的第二样品运行反射测试。在一些实施方式 中，本文提供的设备和系统可包含组件以使得多个不同的测定和 测定类型可以用同一设备进行反射测试。在一些实施方式中，可在本文提供作为反射测试方案的部分的单一设备中执行具有临床 意义的多个测试，在其中用已知系统和方法执行相同测试要求两 个或更多个单独设备。因此，本文提供的系统和设备可例如允许 比已知系统和方法更快且需要更少样品的反射测试。另外，在一 些实施方式中，对于用本文提供的设备进行的反射测试，不必预 先知道将会执行哪个反射测试。
在一些实施方式中，服务点系统可基于初始参数和/或期望效 果而坚持预定测试顺序或调度安排。在其他实施方式中，可以即 时地修改该调度安排和/或测试顺序。可以基于一个或多个检测到 的状况、一个或多个要运行的附加过程、一个或多个不再要运行 的过程、一个或多个要修改的过程、一个或多个资源/组件利用率 修改、一个或多个检测到的错误或警报状况、一个或多个资源和/ 或组件的不可用性、由用户提供的一个或多个后续输入或样品、 外部数据或者任何其他原因，而修改调度安排和/或测试顺序。
在一些示例中，可以在向设备提供一个或多个初始样品之后， 向设备提供一个或多个附加样品。附加样品可来自同一受试者或 不同的受试者。附加样品可以是与初始样品相同类型的样品或不 同类型的样品(例如，血液、组织)。可以在设备上处理一个或 多个初始样品之前、之后和/或与此同时地提供附加样品。可以为 附加样品提供相对于彼此和/或初始样品相同的和/或不同的测试 或期望的准则。附加样品可与初始样品依次和/或并行处理。附加 样品可使用一个或多个与初始样品相同的组件，或者可以使用不 同的组件。鉴于初始样品的一个或多个检测到的状况，可能需要 或者可能不需要附加样品。
在一些实施方式中，系统借助于诸如刺血针、手术刀或流体 采集器皿等样品采集模块来接纳样品。系统继而加载或取用方案， 以便执行来自多个潜在处理例程的一个或多个处理例程。在一个 示例中，系统加载离心方案和细胞计数方案。在一些实施方式中， 方案可从外部设备加载到样品处理设备。备选地，方案可能已经 在样品处理设备上。可以基于一个或多个期望的准则和/或处理例 程来生成方案。在一个示例中，生成方案可包括生成针对每个输 入过程的一个或多个子任务的列表。在一些实施方式中，每个子 任务要由一个或多个设备的单一组件来执行。生成方案还可包括 生成列表的顺序、定时和/或分配一个或多个资源。
在一个实施方式中，方案提供了特定于样品或样品中组分的 处理细节或说明。例如，离心方案可包括适合于预定样品密度的 旋转速率和处理时间，其支持样品与可能和样品的期望组分一同 存在的其他材料的依赖于密度的分离。
方案包含在系统中，诸如包含在系统的方案储存库中，或者 从与该系统通信的另一系统(诸如数据库)中检索。在一个实施 方式中，系统与数据库服务器进行单向通信，该数据库服务器根 据系统对一个或多个处理方案的请求而向系统提供方案。在另一 实施方式中，系统与数据库服务器进行双向通信，这使系统能够 向数据库服务器上传用户特定处理例程，以供用户或可能使用到 该用户特定处理例程的其他用户将来使用。
在一些情况下，处理方案可由用户调整。在一个实施方式中， 用户可借助于方案引擎来生成处理方案，该方案引擎向用户提供 面向定制针对特定用途的方案的一个或多个选项。该定制可发生 在使用方案之前。在一些实施方式中，该方案可在方案正被使用 的同时得到修改和更新。
借助于方案，系统对样品进行处理，这可以包括制备样品、 测定样品和检测在样品中所关注的一种或多种组分。在一些情况 下，系统执行关于处理后的样品或多个样品的数据分析。在其他 情况下，系统在处理期间执行数据分析。在一些实施方式中，板 载地——亦即，在系统上执行数据分析。在其他实施方式中，使 用系统之外的数据分析系统来执行数据分析。在这样的情况下， 在处理样品的同时或在处理之后将数据引导至分析系统。
在一些实施方式中，提供给设备或其组件的、来自受试者的 单一样品可用于两种或更多种测定。所述测定可以是本文其他各 处所描述的任何测定。在一些实施方式中，提供给设备的样品可 以是全血。全血可包含抗凝剂(例如，EDTA、香豆素、肝素或其 他抗凝剂)。在设备内，全血可经受将血细胞与血浆分离的规程 (例如，通过离心或过滤)。在备选实施方式中，可将包含分离 的血细胞和血浆的样品引入到设备中(例如，如果全血样品在样 品插入到设备中之前分离成血浆和血细胞)。全血可用于一种或 多种测定；在这样的情况下，可在测定之前处理(例如，稀释) 全血。可进一步处理包含血浆和含细胞的部分的样品以制备所述 部分中之一或全部二者用于测定。例如，可以将血浆从细胞移取 到新的器皿中，并且用一种或多种不同的稀释剂稀释以生成一个 或多个不同的样品稀释水平。血浆样品(稀释的和未稀释的血浆 样品)可用于一种或多种不同的测定，例如包括免疫测定、普通 化学测定和核酸测定。在一些示例中，来自原始全血样品的血浆 样品可用于至少1、2、3、4、5个或更多个免疫测定，1、2、3、 4、5个或更多个普通化学测定，以及1、2、3、4、5个或更多个 核酸测定。在一些示例中，血浆样品可用于两种或更多种不同的、 产生可测量的两种或更多种不同光学性质的测定(例如，测定可 产生测定的颜色改变、测定的吸光度改变、测定的浊度改变、测 定的荧光改变或测定的发光改变等)。另外，从上述相同的全血 样品分离出的细胞也可用于一种或多种测定。例如，可通过细胞 计数来测量细胞。细胞计数测定可包括本文其他各处提供的对细 胞计数的任何描述，包括通过显微术和流式细胞术进行的细胞成 像。在一些实施方式中，经离心或以其他方式以次优抗凝剂或其 他缓冲液、试剂或样品条件处理的细胞仍可用于细胞计数。在此 类情况下，将细胞从次优条件快速分离(例如，通过离心或过滤) 以使细胞暴露于次优条件的时间最小化可以是有利的。在一些实施方式中，进一步处理细胞以将细胞分离成不同的细胞部分或细 胞类型——例如，将红细胞与白细胞分离。另外，可通过其他类 型的测定来测量细胞，所述其他类型的测定诸如为普通化学测定 (例如，执行血细胞凝集测定用于红细胞分类)。
在一些实施方式中，提供了用于使用本文所述的设备对来自 受试者的单一样品执行两种或更多种测定的方法，包括以下各项 中的一个或多个：1)如果样品是全血，则将全血分离成血浆和细 胞部分，以及可选地，将一些血液作为全血而保留；2)将全血的 原始样品分成1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、 30、35、40、50、60、70、80、100、200、300、400、500个或 更多个流体隔离的等分试样；3)将血浆的原始样品分成1、2、3、 4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、50、60、70、 80、100、200、300、400、500个或更多个流体隔离的等分试样； 4)将血浆的原始样品稀释成一个或多个具有不同稀释水平的血浆 样品；5)用血浆样品执行一种、两种或三种类型的测定中的每一 种的至少一个、两个或三个测定，测定类型选自免疫测定、普通 化学测定和核酸测定；6)用血浆样品测定，在至少一个、两个或 三个不同检测单元处测量测定结果，所述检测单元诸如为光电二 极管PMT、电子二极管、分光光度计、成像器件、相机、CCD传 感器以及包含光源和光学传感器的核酸测定站；7)将血细胞分离 成包含白细胞或包含红细胞的部分；8)用包含细胞的样品执行一 种、两种、三种或四种类型的测定中的每一种的至少一个、两个 或三个测定，测定类型选自免疫测定、普通化学测定、核酸测定 和细胞计数测定；9)用细胞计数测定获取一个或多个细胞的数字 图像；10)用细胞计数测定获取细胞计数；11)用细胞计数测定执 行流式细胞术并获取散布图；12)加热样品；以及13)用本文其他 各处所公开的任何试剂或化学物处理样品。
准确度、灵敏度、精确度和变异系数
准确度是准确性的程度。精确度是再现性的程度。准确度是 对测量与预定目标测量、结果或参考(例如，参考值)的贴近度 的衡量。精确度是多次测量彼此的贴近度。在一些情况下，使用 再现性的平均程度来量化精确度。准确度可使用相对于预定值的 偏差或分散来量化。
在一些实施方式中，系统具有不论正在处理的样品的类型如 何，都保持不变的灵敏度。在一些情况下，系统可能能够在约1 个分子(例如，核酸分子)、5个分子、10个分子或者在约1pg/mL、 5pg/mL、10pg/mL、50pg/mL、100pg/mL、500pg/mL、1ng/mL、 5ng/mL、10ng/mL、50ng/mL、100ng/mL、150ng/mL、200ng/mL、 300ng/mL、500ng/mL、750ng/mL、1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、 50μg/mL、100μg/mL、150μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、500 μg/mL、750μg/mL、1mg/mL、1.5mg/mL、2mg/mL、3mg/mL、 4mg/mL、5mg/mL、7mg/mL、10mg/mL、20mg/mL或50mg/mL在范围内检测分析物或信号。在一些实施方式中，系统——包括 该系统的一个或多个模块在内——具有特定于样品的灵敏度。也 就是说，系统检测的灵敏度取决于一个或多个特定于样品的参数， 诸如样品的类型。
在一些实施方式中，系统具有不论至少一个特定于样品的样 品参数(诸如样品的类型)如何，都保持不变的准确度。在一个 实施方式中，系统具有至少约20％、或25％、或30％、或35％、 或40％、或45％，55％、或60％、或65％、或70％、或75％、或 80％、或85％、或90％、或91％、或92％、或93％、或94％、或 95％、或96％、或97％、或98％、或99％、或99.9％、或99.99％、 或99.999％的准确度。模块和/或组件可以具有任何准确度，包括 本文其他各处所描述的那些准确度。在一些实施方式中，系统—— 包括该系统的一个或多个模块在内——具有特定于样品的准确 度。也就是说，系统的准确度取决于至少一个特定于样品的样品 参数，诸如样品的类型。在这样的情况下，系统可能能够针对一 种类型的样品提供比另一类型的样品更准确的结果。
在一些实施方式中，系统具有不论至少一个特定于样品的样 品参数(诸如样品的类型)如何，都保持不变的精确度。在其他 实施方式中，系统具有特定于样品的精确度。在这样的情况下， 系统以比另一类型的样品更高的精确度处理一种类型的样品。
变异系数是标准差与平均值的绝对值之间的比率。在一个实 施方式中，系统具有小于或等于约20％、15％、12％、10％、9％、 8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.3％或0.1％的 变异系数(CV)(本文也称“相对标准差”)。在另一实施方式中， 系统中的模块具有小于或等于约20％、15％、12％、10％、9％、 8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.3％或0.1％的 变异系数。在又一实施方式中，处理例程具有小于或等于约20％、15％、12％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、 0.5％、0.3％或0.1％的变异系数。
本文提供的系统具有适合纵向趋势分析的变异系数，该纵向 趋势分析诸如为涉及在预定时间段内对相同变量的重复观察的调 查研究。在一个示例中，可将来自利用具有小于约15％的CV的 第一系统和具有小于约15％的CV的第二系统处理的样品的结果 关联起来，以便评估受试者的健康或治疗的趋势。
本文提供的系统具有适合于处理具有如下浓度范围的样品的 动态范围，所述浓度范围超过100个数量级或更多、50个数量级 或更多、30个数量级或更多、10个数量级或更多、7个数量级或 更多、5个数量级或更多、4个数量级或更多、3个数量级或更多、 2个数量级或更多或者1个数量级或更多。在一个示例中，系统 对样品进行两次处理，第一次处理约0.1mL的样品体积，而第二 次处理约10mL的样品体积。两种情况的结果都落入以上所述的准确度、精确度和变异系数内。此外，本文提供的系统配置用于 检测超过1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、 10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、 19个、20个或更多个数量级范围(“动态范围”)内的信号。在一 些情况下，通过稀释来支持动态范围。在一个实施方式中，使用 动态反馈来确定样品稀释的水平。
样品处理速率
在一个实施方式中，服务点系统或该系统内的一个或多个模 块配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或 8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、 或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、 或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内离心样 品。在另一实施方式中，服务点系统或系统内的一个或多个模块 被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、 或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、 或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品 执行细胞计数测定。在又一实施方式中，服务点系统或系统内的 一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小 时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、 或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分 钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20 秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的 时间段内对样品执行免疫测定。在另一实施方式中，服务点系统 或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、 或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分 钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或 30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、 或0.1秒的时间段内对样品执行核酸测定。在又一实施方式中， 服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小 时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、 或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6 分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、 或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1 秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品执行基于受体的测定。 在另一实施方式中，服务点系统或系统内的一个或多个模块被配 置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45 分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、 或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分 钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、 或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品执行比色 测定。在又一实施方式中，服务点系统或系统内的一个或多个模 块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或 8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、 或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、 或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品 执行酶学测定。在另一实施方式中，服务点系统或系统内的一个 或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、 或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或 9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、 或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、 或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间 段内对样品执行质谱分析法(或质谱法)测定。在又一实施方式 中，服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约 4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分 钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、 或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分 钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、 或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品执行红外光谱测定。 在另一实施方式中，服务点系统或系统内的一个或多个模块被配 置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45 分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、 或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分 钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、 或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品执行X 射线光电子能谱测定。在又一实施方式中，服务点系统或系统内 的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2 小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分 钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或 4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、 或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1 秒的时间段内对样品执行电泳测定。在另一实施方式中，服务点 系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或 3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分 钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或 5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、 或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5 秒、或0.1秒的时间段内对样品执行核酸测序(例如，单分子测 序)测定。在又一实施方式中，服务点系统或系统内的一个或多 个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1 小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分 钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或 3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或 10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品执行凝集测定。在另一实施方式中，服务点系统或系统 内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或 2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、 或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、 或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1 秒的时间段内对样品执行色谱测定。在又一实施方式中，服务点 系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约4小时、或 3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分钟、或15分 钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、或6分钟、或 5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、 或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5 秒、或0.1秒的时间段内对样品执行凝固测定。在另一实施方式 中，服务点系统或系统内的一个或多个模块被配置用于在至多约 4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45分钟、或30分 钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、或7分钟、 或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分钟、或1分 钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、或3秒、 或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品执行电化学测量。 在又一实施方式中，服务点系统或系统内的一个或多个模块被配 置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或45 分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、或8分钟、 或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分钟、或2分 钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10秒、或5秒、 或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对样品执行组织 学测定。在另一实施方式中，服务点系统或系统内的一个或多个 模块被配置用于在至多约4小时、或3小时、或2小时、或1小 时、或45分钟、或30分钟、或15分钟、或10分钟、或9分钟、 或8分钟、或7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟、或3分 钟、或2分钟、或1分钟、或45秒、或30秒、或20秒、或10 秒、或5秒、或3秒、或1秒、或0.5秒、或0.1秒的时间段内对 样品执行活细胞分析(测定)。
在一个实施方式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置用 于在至多约2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分 钟、或1分钟、或30秒的时间段内执行选自包含以下各项在内的 组中的任何一种测定，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受 体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电 化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测 定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固 测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测 定、渗透压测定和/或其他类型的测定或者其组合。在另一实施方 式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置用于在至多约2小时、 或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟的时间 段内执行选自包含以下各项在内的组中的任何两种测定，这些项 为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比 色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测 定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放 射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、渗透压测定和/或其他类型 的测定或者其组合。在又一实施方式中，处理系统，诸如服务点 系统，被配置用于在至多约3小时、或2小时、或1小时、或30 分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟的时间段内执行选自包含 以下各项在内的组中的任何三种测定，这些项为：免疫测定、核 酸测定、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、 电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形 测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘 度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测 定、培养物测定、渗透压测定和/或其他类型的测定或者其组合。
在一个实施方式中，服务点系统，诸如图7的系统700，被 配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或 1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内处理至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、 8个、9个或10个样品。在另一实施方式中，并行工作的多个服 务点系统被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或 2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分 钟、或30秒的时间段内处理至少1个、2个、3个、4个、5个、 6个、7个、8个、9个或10个样品。
在一个实施方式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置用 于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段 内采集样品和处理样品。在另一实施方式中，处理系统，诸如服 务点系统，被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、 或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样品、处理样品和提供(或传送) 处理的结果。
在一个实施方式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置用 于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段 内采集多个样品和处理样品。在另一实施方式中，处理系统，诸 如服务点系统，被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小 时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集多个样品、处理样品和提供(或 传送)处理的结果。
在一个实施方式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置用 于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段 内采集样品和测定样品。在另一实施方式中，处理系统，诸如服 务点系统，被配置用于在至多约5小时、或4小时、或3小时、 或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样品、测定样品和提供(或传送) 测定的结果。
在一个实施方式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置用 于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段 内采集样品、制备样品和测定样品。在另一实施方式中，处理系 统，诸如服务点系统，被配置用于在至多约5小时、或4小时、 或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样品、制备样品、测定 样品和提供(或传送)测定的结果。
在一个实施方式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置用 于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段 内采集样品和对样品执行多种测定。在另一实施方式中，处理系 统，诸如服务点系统，被配置用于在至多约5小时、或4小时、 或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、或5 分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集样品、对样品执行多种 测定和提供(或传送)测定的结果。
在一个实施方式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置用 于在至多约5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、 或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段 内采集多个样品和对样品执行多种测定。在另一实施方式中，处 理系统，诸如服务点系统，被配置用于在至多约5小时、或4小 时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或10分钟、 或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集多个样品、对样品 执行多种测定和提供(或传送)测定的结果。
处理系统，诸如服务点系统，可被配置用于采集一个或多个 样品并测序来自于样品的基因签名。可以测序整个基因组或者可 以测序基因组的选定部分。该处理系统可配置用于在至多约48小 时、36小时、24小时、18小时、12小时、8小时、6小时、5小 时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小时、或30分钟、或 10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时间段内采集和测序 样品。在另一实施方式中，处理系统，诸如服务点系统，被配置 用于在至多约48小时、36小时、24小时、18小时、12小时、8 小时、6小时、5小时、或4小时、或3小时、或2小时、或1小 时、或30分钟、或10分钟、或5分钟、或1分钟、或30秒的时 间段内采集多个样品、对样品执行多种测定和提供(或传送)测 定的结果。
本文提供的系统配置用于借助该系统的数据存储模块或耦合 至该系统的外部存储系统来储存数据。在一些情况下，对在样品 处理期间或之后采集和/或生成的数据进行压缩，并将其储存在诸 如硬盘、存储器或高速缓存等物理存储介质中。在一个实施方式中，借助于无损压缩来压缩数据。这可以最小化或消除数据保真 度的任何损失。
本文描述的处理系统配置用作服务点系统。在一个实施方式 中，服务点系统是医护点系统。医护点系统可以使用在服务点地 点，诸如受试者的地点(例如，住宅或企业场所或体育赛事场所 或安检场所或战斗地点)、医疗保健提供者(例如，医生)的地 点、药房或零售商、诊所、医院、急诊室、疗养院、临终关怀场 所或实验室。零售商可以是药房(例如，零售药房、临床药房、 医院药房)、药店、连锁店、超市或杂货店。零售商的示例包括 但不限于Walgreen、CVS Pharmacy、Duane Reade、Walmart、 Target、Rite Aid、Kroger、Costco、Kaiser Permanente或Sears。 在一些情况下，服务点系统(包括但不限于医护点系统)部署在 由认证或授权实体(例如，政府认证实体)指定使用的任何地点。 在其他情况下，服务点系统可使用在或嵌入在交通工具中，诸如 在轿车、船舶、卡车、公共汽车、飞机、摩托车、厢式车、流动 医疗车、移动单元、救护车、消防车/卡车、急救护理车或配置用 于将受试者从一点运送到另一点的其他交通工具中。样品采集站 可以在样品获取场所和/或健康评估和/或治疗地点(其可包括本文 其他各处所述的任何样品采集站，包括但不限于急诊室、医生办 公室、急救站、筛查棚(其可在远程地点)、走进某人的住宅提 供家庭护理的医疗保健专业人员)。
系统(设备)或系统(设备)的组合可位于/放置于战略服务 点地点。地点可基于以下各种目标来选择和优化，这些目标诸如 但不限于疾病患病率、疾病发展速率、预计发病率、估计的爆发 风险、人口统计、政府政策法规、消费者、医生和患者偏好、在 所述地点对其他技术的使用、安全和风险估计、安全威胁，等等。 设备可以定期重新安置，以便频繁地(诸如，每天、每周、每月、 每年，等等)提高总体效用。可以更新系统以提高性能和/或增加功能。系统可以以模块为基础而在模块上更新。系统更新可经由 硬件和/或经由软件而发生。可以经由支持刀片和/或模块抽出和插 入的特征来以最小停工期更新系统。
此外，可从受试者采集样品或由受试者提供样品的服务点地 点可以是远离分析设施的地点。样品采集站可具有独立于实验室 的设施。样品可以是或者可以不是在服务点地点从受试者新鲜采 集。备选地，样品可在其他地点从受试者采集并被带至服务点地 点。在一些实施方式中，在将样品提供至设备之前，不对样品提 供样品制备步骤。例如，在将样品提供至设备之前无需准备载玻 片。备选地，在将样品提供至设备之前，可对样品执行一个或多 个样品制备步骤。
在服务点地点的样品采集站可以是血液采集中心或任何其他 体液采集中心。样品采集站可以是生物样品采集中心。在一些实 施方式中，样品采集站可以是零售商。样品采集站的其他示例可 包括医院、诊所、医疗保健专业人员办公室、学校、日间护理中 心、健康中心、辅助生活住所、政府机关、流动医疗护理单元、 或住宅。例如，样品采集站可以是受试者的住宅。样品采集站可 以是在其中由设备接收来自受试者的样品的任何地点。采集站可 以是移动中的地点，诸如在患者身上或伴随患者，或者在移动单 元或交通工具中，或者伴随流动医生。可将任何地点指定为样品 采集站。所述制定可由任何主体做出，该主体包括但不限于实验 室、关联于实验室的实体、政府机构或监管机构。在此关于样品 采集站或服务点地点的任何描述均可涉及或适用于零售商、医院、 诊所或本文提供的任何其他示例，且反之亦然。
在各实施方式中所述的服务点系统，诸如医护点系统，被配 置用于与各种类型的样品结合使用，所述样品诸如有组织样品(例 如，皮肤、器官部分)、流体样品(例如，气息、血液、尿液、 唾液、脑脊液)和来自受试者的其他生物样品(例如，排泄物)。
本文所述的服务点系统配置用于在用户可接近服务点系统的 位置处理样品。在一个示例中，服务点系统位于受试者的住宅， 并且在受试者的住宅中从受试者采集样品和进行处理。在另一示 例中，服务点系统位于药店，并且在药店中从受试者采集样品和 进行处理。在又一示例中，服务点系统位于医疗保健提供者的地 点(例如，医生办公室)，并且在医疗保健提供者的地点从受试 者采集样品和进行处理。在另一示例中，服务点系统板载地位于 运输系统(例如，交通工具)上，并且在运输系统上从受试者采 集样品和进行处理。
在一些实施方式中，样品处理系统可部署在中心实验室之外 的地点(例如，在学校、住宅、战地医院、诊所、企业、交通工 具，等等)。在一些实施方式中，样品处理系统可部署在具有除 实验室服务之外的主要用途的地点(例如，在学校、住宅、战地 医院、诊所、企业、交通工具，等等)。在一些实施方式中，样 品处理系统可部署在并非专门用于处理从多个样品获取地点接收 的样品的地点。在一些实施方式中，样品处理系统可位于距离从 受试者获得样品的位置小于约1千米、500米、400米、300米、 200米、100米、75米、50米、25米、10米、5米、3米、2米 或1米之处。在一些实施方式中，样品处理系统可位于与从受试 者获得样品之处相同的房间、建筑物或园区内。在一些实施方式 中，样品处理系统可在受试者身上或在受试者体内。在一些实施 方式中，样品直接从受试者提供至样品处理系统。在一些实施方 式中，可以在从受试者采集样品的48小时、36小时、24小时、 12小时、8小时、6小时、4小时、3小时、2小时、1小时、45 分钟、30分钟、15分钟、10分钟、5分钟、1分钟、或30秒内 将样品提供至样品处理系统。
在一些实施方式中，样品处理系统可以是便携式的。在一些 实施方式中，样品处理系统可具有小于约4m3、3m3、2m3、1m3、 0.5m3、0.4m3、0.3m3、0.2m3、0.1m3、1cm3、0.5cm3、0.2cm3或0.1cm3的总体积。在一些实施方式中，样品处理系统可具有小 于约1000kg、900kg、800kg、700kg、600kg、500kg、400kg、 300kg、200kg、100kg、75kg、50kg、25kg、10kg、5kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、25g、10g、5g或1g的质量。在一些实施 方式中，样品处理系统可配置用于流动样品处理。
在一些实施方式中，本文提供的系统可在太空中或者在零重 力或低重力下使用。在这样的实施方式中，可以修改系统以针对 减小的重力作出调整，诸如但不限于通过在所有液体器皿和样品 处理系统上包括密封件。另外，依赖于重力的步骤(例如，样品 的沉淀)可以改为通过施加力(例如离心)来实现。此外，可以 校准测定以将由于低重力对反应造成的改变纳入考虑。
在一些实施方式中，可以在样品处理系统的位置处执行服务 点测试。
在一些实施方式中，由服务点系统在服务点系统的位置执行 包括诊断和/或治疗在内的样品处理后分析。在其他实施方式中， 样品处理后分析在远离样品采集和处理地点之处远程地执行。在 一个示例中，样品处理后分析在医疗保健提供者的地点执行。在 另一示例中，样品处理后分析在处理系统的地点执行。在又一示 例中，样品处理后分析在服务器上(例如，在云上)执行。
样品处理后分析可发生在实验室或通过与实验室相关联的实 体而发生。实验室可以是能够执行临床测试或分析采集到的数据 的实体或设施。实验室可以提供受控条件，在该受控条件下可以 进行科学研究、实验和测量。实验室可以是医学实验室或临床实 验室，在其中可以进行关于临床试样的测试或者可以发生有关从 临床试样采集的数据的分析，以便获取适合于疾病的诊断、预后、 治疗和/或预防的、关于患者健康的信息。临床试样可以是从受试 者采集的样品。优选地，如本文其他各处所进一步详述，可在位 于与实验室分离的设施处的样品采集站从受试者采集临床试样。 可以使用放置在指定的样品采集站或受试者身上或体内的设备从 受试者采集临床试样。
在一些实施方式上，实验室可以是认证实验室。认证实验室 可以是经授权的分析设施。本文对实验室的任何描述均可适用于 经授权的分析设施，且反之亦然。在一些情况下，实验室可由政 府机构认证。实验室可以接受由监管机构作出的认证或监督。在 一个示例中，实验室可由诸如医疗保险和医疗补助服务中心 (CMS)之类的实体加以认证。例如，经授权的分析设施可以是 临床实验室改进修正案(CLIA)认证的实验室或其在任何外国管辖区内的等同实体。
在其他实施方式中，后处理分析在设备上执行。接收样品和/ 或处理样品的同一设备还可执行后处理分析。备选地，接收样品 和/或处理样品的设备不执行后处理分析。在一些情况下，后处理 分析可在设备上板载地发生和离板地发生。
在一个实施方式中，借助于服务点系统的后处理模块来执行 后处理分析。在另一实施方式中，借助于服务点系统之外的后处 理系统来执行后处理分析。在一个示例中，此类后处理系统可位 于经授权执行后处理分析的医疗保健提供者或其他实体处。
在一些情况下，服务点系统安设在支付方或实体的地点。在 一个示例中，服务点系统安设在为服务点系统的使用提供(或者 将会提供)支付的医疗保健提供者的地点。在另一示例中，服务 点系统安设在为服务点系统的使用提供(或者将会提供)支付的 药店。
在一个实施方式中，后处理系统支持诊断，诸如疾病诊断。 在另一实施方式中，后处理系统支持治疗。在又一实施方式中， 后处理系统支持诊断和治疗。后处理系统对于疾病诊断、治疗、 监测和/或预防可能是有用的。
在一个示例中，后处理系统支持药物筛选。在这种情况下， 服务点系统从受试者采集样品(例如，尿样)，并诸如通过执行 离心和一种或多种测定来处理该样品。接下来，服务点系统生成 数据以供后续的后处理分析——包括标识(或标记)在样品中是 否发现预定药物。后处理分析在系统上进行。备选地，后处理分 析在远离服务点系统位置的地点进行。
在一些情况下，服务点系统用于临床试验，诸如用于疗法的 开发。此类临床试验包括旨在允许为健康干预(例如，药物、诊 断、设备、治疗方案)收集安全性(或者更具体地，关于药物不 良反应和其他治疗的不良影响的信息)和功效数据而实施的一个 或多个方案。本文提供的服务点系统和信息系统可用于通过测试 或通过综合EMR(电子医疗记录)系统或同时通过这两者来促进 患者在临床试验中的登记。
在一些情况下，本文提供的服务点系统配置用于临床前开发 (或试验)。在一个示例中，使用服务点系统，诸如图7的系统 700，来处理样品并收集数据以供可用于临床前开发的可行性测 试、迭代测试和安全性之用。此类试验可包括动物测试。本文描 述的服务点系统有利地支持以支持利用给定样品执行许多测试的 处理速率使用小样品体积的测试。借助于本文提供的服务点系统 的临床前试验支持对治疗药物或其代谢物或治疗方案的功效和/ 或毒性的评估。
本文提供的服务点系统可以可选地用于生物毒素测试。服务 点系统可处理环境或产品样品，并且可以检测一种或多种毒素。 本文描述的服务点系统有利地支持以支持利用给定样品执行许多 测试的处理速率使用小样品体积的测试。借助于本文提供的服务 点系统的毒素测试支持对环境(例如，受污染的水、空气、土壤) 或产品(例如，食物和/或饮料产品、建筑材料和/或任何其他产品) 中的威胁的评估。
本文提供的服务点系统，诸如图7的系统700，支持系统发 育分类、亲子鉴定、法医鉴定、依从性或非依从性测试、监测药 物不良反应(ADR)、开发个体化医疗、疗法或治疗系统和方法 的校准、评估疗法或治疗系统和方法的可靠性、以及/或者趋势分 析(例如，纵向趋势分析)。借助于以上所述的服务点系统的依 从性或非依从性测试可以改善耐受依从性，这可以降低与遵守特 定疗法相关联的医疗保健成本。
作为个体化医疗的一部分，受试者使用服务点系统来从受试 者采集样品和处理该样品。在一个示例中，从受试者采集尿样并 针对一种或多种预定药物的存在而对其进行测试。在一些情况下， 样品的采集、样品的处理和后处理分析提供了特定于受试者(或 个体化)的护理。在一些情况下，在从受试者采集样品并进行处 理之后，服务点系统或后处理系统向受试者或医疗保健提供者传 送通知或警报。在一个示例中，如果服务点系统确定监测的药物 (或药物的代谢物)的浓度高于和/或低于预定限度，则系统向受 试者的医生传送警报。
在一个实施方式中，服务点系统用于处理样品并执行后处理 分析以生成由其他系统使用的数据。在另一实施方式中，服务点 系统用于处理样品并将后处理数据引导至另一系统，以利用该后 处理数据进行后处理分析。在这样的情况下，分析的结果配置成 诸如如果满足某些访问要求，则与其他系统或个人共享。在一个 示例中，后处理数据或后处理分析的结果由支付者(例如，保险 公司)、医疗保健提供者、实验室、诊所、其他服务点设备或模 块和/或受试者所共享。
服务点系统可以用于接纳、处理和/或分析小体积的样品，该 体积可包括本文其他各处所述的体积。服务点系统还可用于提供 快速结果。服务点系统可能能够在短时间量之内处理和/或分析样 品，该时间量可包括本文其他各处所述的时间长度。
本文提供的系统配置用作服务点系统。此类系统配置用于在 诸如受试者的住宅或医疗保健提供者的地点之类的各个地点采集 和处理一个或多个样品。在一些实施方式中，本文提供的系统， 诸如图7的系统700，在样品处理例程之间具有至多约2小时、1 小时、30分钟、10分钟、5分钟、1分钟、30秒、1秒或0.5秒 的停工期。在一些情况下，系统在停工期中重置。在其他实施方 式中，本文提供的系统，诸如图7的系统700，配置用于在处理 之后的至多约10分钟、9分钟、8分钟、7分钟、6分钟、5分钟、 4分钟、3分钟、2分钟、1分钟、30秒、10秒、5秒、1秒、0.5 秒、0.1秒、或0.01秒、或0.001秒的时间段内将数据传输至后处 理系统。在一个示例中，系统700采集和处理第一样品并将数据 传输至后处理系统。系统700能够在系统700传输数据0.5秒之 后接纳第二样品用于处理。
在一些情况下，系统，诸如图7的系统700，配置用于每采 集例程接纳1个、或2个、或3个、或4个、或5个、或6个、 或7个、或8个、或9个、或10个样品。在其他情况下，系统， 诸如图7的系统700，配置用于在样品采集站之间至多约10分钟、 9分钟、8分钟、7分钟、6分钟、5分钟、4分钟、3分钟、2分 钟、1分钟、30秒、10秒、5秒或1秒的时间段中每次接纳1个 样品。
在一些实施方式中，多个样品可包括多种类型的样品。在其 他情况下，多个样品可包括相同类型的样品。多个样品可从相同 的受试者或从不同的受试者采集。多个样品可在相同时间或在不 同时间点采集。可以为多个样品提供这些的任何组合。
在一些实施方式中，服务点系统，诸如图7的系统700，配 置用于诸如借助与通信系统(诸如网络或电话系统)耦合的音频 和/或可视媒体来进行远程治疗。在一个示例中，受试者将样品提 供至服务点系统，该服务点系统处理该样品以生成被处理的数据。 接下来，系统与远程医疗保健提供者建立通信链路，该医疗保健 提供者审查受试者的数据并提供诊断。医疗保健提供者继而在治 疗中帮助受试者。在一个实施方式中，医疗保健提供者由受试者 选定。
在一些实施方式中，系统的至少一个组件由聚合物材料构建。 聚合物材料的非限制性示例包括聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、 聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)、聚砜、 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯(ABS)和 玻璃。
系统和系统的子组件可通过多种方法制造，所述方法包括但 不限于冲压、注塑成型、压花加工、铸造、吹塑成型、机械加工、 焊接、超声波焊接和热粘合。在一个实施方式中，设备通过注塑 成型、热粘合和超声波焊接来制造。设备的子组件可通过热粘合、 超声波焊接、摩擦配合(压入配合)、粘合剂而彼此贴固，或者 在例如玻璃或半刚性或非刚性聚合物衬底之类特定衬底的情况 下，两组件之间自然粘合。
设备使用和识别方法
该设备可配置用于仅执行样品处理和数据生成。备选地，设 备可配置用于执行样品处理、数据生成以及后续的定性和/或定量 评价。在其他实施方式中，同一设备可根据逐个情况来执行样品 处理、数据生成、以及/或者定性和/或定量评价。例如，可以根据 逐个测试、根据逐个样品、根据逐个患者、根据逐个客户、根据 逐个操作者和/或根据逐个位置而应用这些设备功能性的任何组 合。
在设备接收样品之前、之后和/或与此同时，可以验证受试者 的身份。样品可能已经从受试者采集。受试者的身份还可以在设 备处理样品之前、之后和/或与此同时得到验证。这可以包括在设 备制备样品和/或在设备测定样品之前、之后和/或与此同时验证受试者的身份。
在一些实施方式中，受试者可与支付者相关联。例如，支付 者——诸如医疗保险公司、政府支付者或如本文所述的任何其他 支付者，可以为受试者提供保险覆盖。支付者可以支付受试者的 部分或全部医疗账单。本文对受试者的保险覆盖范围和/或验证保 险覆盖范围的任何描述亦可适用于由任何支付者支付的任何其他 保险覆盖。可以验证受试者的保险覆盖范围。例如，系统可以验 证受试者是有保险覆盖范围权限的会员。系统还可以验证受试者 根据保险有资格进行某些测试和/或项目。例如，某些受试者有资 格进行免费的糖尿病测试或基因测试。在一些情况下，不同的受 试者可能有资格进行不同的测试。此类测试的可得性可以针对单 个受试者或针对人群组而定制。此类测试资格可以基于针对保险 公司生成的一组规则或指导方针。此类保险会员资格和/或测试资 格验证可以通过软件系统实现。
受试者可到达服务点并登记。在一些实施方式中，登记可包 括验证受试者的身份。登记还可包括为受试者确定支付者，比如 受试者是否具有医疗保险覆盖。这些规程在服务点可以是自动化 的。服务点可包括医生的办公室、零售商站点或本文其他各处所 述的任何其他服务点。在一些实施方式中，可以使用设备来登记 受试者。备选地，可以使用可与所述设备通信或者可不与其通信 的外部设备来登记受试者。登记受试者可允许系统访问受试者的 一个或多个预先存在的记录。
在一些实施方式中，当受试者到达服务点时，可以验证受试 者的身份证明。在一些实施方式中，从受试者采集的样品可伴随 或不伴随受试者到达服务点。受试者的身份证明可以使用设备来 验证，和/或由服务点的人员来验证。例如，在服务点的人员可以 查看受试者的身份证和/或保险卡。设备可能会或者可能不会捕捉 受试者的图像和/或从受试者采集一个或多个生物计量参数。设备 可以评估与受试者相关联的一个或多个特性以便于辅助识别受试 者，所述特性包括但不限于受试者的外貌、面部识别、视网膜扫 描、指纹扫描、手印扫描、体重、身高、胸围、语音、步态、移 动、比例、蛋白质组数据、基因数据、分析物水平、心率、血压、 电生理读数和/或体温。可供评估的受试者的一个或多个特性可包 括受试者的一个或多个生理参数，该生理参数可包括以上所列的 一个或多个特性(例如，心率、血压、电生理读数、体温)。设 备可从采集自受试者的样品生成受试者的基因签名，并将该基因 签名与预存的受试者基因签名相比较。设备还可从采集自受试者 的样品生成受试者的蛋白质组签名，并将该蛋白质组签名与预存 的受试者蛋白质组签名相比较。在一些实施方式中，当基因签名 与预存的基因签名匹配时，受试者的身份证明可得到验证。可能 要求精确匹配或近似匹配。当蛋白质组签名与预存的蛋白质组签 名之间的差异落入可接受范围内时，受试者的身份证明可得到验 证。受试者的身份证明可以使用来自受试者的一个或多个生物样 品的静态和动态签名验证的组合来验证。例如，受试者的基因签 名可以是静态的，而受试者的蛋白质组签名可以是动态的。动态 签名的其他示例可包括一种或多种分析物水平，以及/或者受试者 的其他生理特性。
身份验证可包括将一种或多种静态和/或动态签名信息与相 关于受试者的先前储存的信息进行比较。先前储存的信息可由设 备访问。先前储存的信息可载于设备上或在设备之外。身份验证 还可并入无需特定于受试者的一般知识。例如，当受试者是完全 长大的成年人时，如果受试者的身高大幅改变，则验证可以针对 动态签名标记可能的问题；但当受试者是生长中的儿童或青少年 时，如果受试者的身高在可接受的范围内改变，则可以不标记问 题。一般知识可载于设备上或在设备之外。一般知识可存储在一 个或多个存储器中。在一些实施方式中，设备和/或外部设备可能 能够对网络上所提供的公共信息进行数据挖掘。
验证可以板载地在设备上发生。备选地，受试者的身份证明 可在服务点采集并可在另一实体或地点进一步验证。所述另一实 体或地点可在无人工干预的情况下自动地验证身份和/或保险覆 盖，或者在或有人工干预的情况下对此进行验证。验证可以使用 软件程序板载地或在离板地发生。在一些示例中，实验室、医疗 护理专业人员或支付者可以验证受试者身份。设备、实验室、医 疗护理专业人员和/或支付者可能能够访问受试者信息，例如电子 健康记录。验证可以快速和/或实时地发生。例如，验证可以在1 小时或更短、30分钟或更短、20分钟或更短、15分钟或更短、 10分钟或更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45 秒或更短、30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更 短、5秒或更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1 秒或更短时间内发生。验证可以是自动化的，而无需任何人工干 预。
系统可以为了系统的记录、为了保险覆盖范围而验证受试者 的身份，以便降低成本、节约时间、防范欺诈或者任何其他目的。 验证可由设备执行。验证可由与设备通信的实体或外部设备来执 行。验证可在任何时间发生。在一个示例中，可在制备受试者的 样品供测试之前验证受试者的身份。可在向设备和/或筒匣提供样 品之前验证受试者的身份。可在验证受试者的保险覆盖范围之前、 之后或与此同时地提供受试者身份的验证。可在验证受试者已收 到要经受所述定性和/或定量评价的处方之前、之后或与此同时地 提供受试者身份的验证。验证可通过与医疗服务提供者、实验室、 支付者、实验室福利管理者或任何其他实体的通信而进行。验证 可通过访问一个或多个数据存储单元而发生。所述数据存储单元 可包括电子医疗记录数据库和/或支付者数据库。电子医疗记录数 据库可包括与受试者的健康、医疗记录、病史或治疗有关的任何 信息。
验证可快速和/或实时地发生。例如，验证可以在10分钟或 更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、 30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或 更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短 时间内发生。验证可以是自动化的，而无需任何人工干预。
验证可以包括由受试者提供的信息。例如，验证可包括扫描 受试者的身份证和/或保险卡。验证可包括拍摄受试者和/或受试者 面部的照片。例如，验证可包括拍摄受试者的二维或三维快照。 可以使用如下相机：其可提供受试者的二维数字图像并且/或者可 能能够创制受试者的三维或四维图像。在一些实施方式中，可同 时使用多个相机。受试者的四维图像可包含随时间的变化。验证 可包括拍摄受试者面部的照片用于身份识别。验证可包括拍摄受 试者面部的另一部分的照片用于身份识别，所述部分包括但不限 制于患者的全身、手臂、手、腿、躯干、脚或身体的任何其他部 分。验证可以采用可捕捉附加视觉信息和/或音频信息的摄像机和 /或麦克风。验证可包括比较受试者的移动(例如，步态)或语音。
受试者的验证可包括输入与受试者相关的个人信息，诸如受 试者的姓名、保险单号码、关键问题的答案和/或任何其他信息。 验证可包括采集受试者的一个或多个生物计量读数。例如，验证 可包括指纹、手印、足印、视网膜扫描、温度读数、体重、身高、 音频信息、电读数或任何其他信息。生物计量信息可通过设备采 集。例如，设备可具有触摸屏，受试者可将其手掌置于触摸屏上 以便由设备读取。触摸屏可能能够扫描受试者的一个或多个身体 部分，以及/或者接收来自从受试者的温度读数、电读数和/或压力 读数。
在一些实施方式中，触摸屏可能能够测量受试者的身体质量 指数。这样的测量可基于来自受试者的电读数。在一个示例中， 可以提供一种用于测量受试者的身体脂肪百分比的方法，该方法 包括提供触摸屏，以及将第一手指放置在触摸屏的第一侧上并将 第二手指放置在触摸屏的第二侧上。可以引导电流通过受试者的 身体，其中，该电流经过第一手指和第二手指而被引导通过受试 者的身体。借助于被引导通过受试者身体的电流，通过测量第一 手指与第二手指之间的电阻，可以确定受试者的身体脂肪百分比。 触摸屏可以是电容式触摸屏或电阻式触摸屏。在一个示例中，触 摸屏可以是至少60点触摸屏。第一手指可以在受试者的第一只手 上，而第二手指可以在受试者的第二只手上。在一个非限制性示 例中，生物电阻抗分析(BIA)方法允许估计身体脂肪百分比。 BIA背后的一般原理为：两个或更多个导体附接至个人的身体上 并且发送小电流通过身体。导体之间的电阻将会提供对一对电极 之间身体脂肪的测量，这是因为脂肪、肌肉和骨骼组织之间的电 阻不同。脂肪百分比的计算使用重量，从而必须用称重器具测量， 由设备计算机视觉系统估计，并且/或者由用户输入。另一实现为 了额外的准确度，用施加在双手和双脚上的导体来测量阻抗。
备选地，设备可从其他设备接收生物计量信息。例如，设备 可以从可与设备分离的称重器具接收受试者的体重。该信息可从 所述其他设备直接(例如，通过有线或无线连接)发送，或者可 以手动键入。
验证还可包括基于采集自受试者的样品的信息。例如，验证 可包括受试者的基因签名。当向设备提供样品时，设备可使用该 样品的至少一部分来确定受试者的基因签名。例如，设备可以执 行一个或多个核酸扩增步骤并且可以确定受试者的关键基因标 记。这可以形成受试者的基因签名。受试者的基因签名可于在设 备上处理样品之前、之后或与此同时地获得。受试者的基因签名 可储存在一个或多个数据存储单元上。例如，受试者的基因签名 可储存在受试者的电子医疗记录中。受试者的采集的基因签名可 与已储存在记录中的受试者的基因签名(如果其存在)相比较。 受试者的任何其他唯一标识特性均可用于验证受试者的身份。
用于核酸(包括DNA和/或RNA)扩增的方法是本领域中已 知的。扩增方法可以涉及温度变化，诸如热变性步骤；或者可以 是不需要热变性的等温过程。聚合酶链反应(PCR)使用多个循 环的变性、引物对与相反链的退火和引物延伸，从而指数地增加 靶序列的拷贝数。可以通过施加热、增加局部金属离子浓度(例 如US6277605)、超声辐射(例如WO/2000/049176)、施加电压 (例如，US5527670、US6033850、US5939291和US6333157)以 及施加电磁场并结合与磁响应材料结合的引物(例如， US5545540)来实现退火的核酸链的变性，上述专利及专利申请 特此通过引用整体并入。在称为RT-PCR的变化形式中，使用逆 转录酶(RT)从RNA生成互补DNA(cDNA)，然后通过PCR 扩增cDNA以产生DNA的多个拷贝(例如，US5322770和 US5310652，其特此通过引用整体并入)。
恒温扩增方法的一个例子是链置换扩增，通常称为SDA，它 使用以下循环：引物对序列退火至靶序列的相对链，在dNTP的 存在下引物延伸以产生半硫代磷酸化引物延伸产品双链体，核酸 内切酶介导的半修饰限制性核酸内切酶识别位点的切口产生，和 聚合酶介导的从缺口3′端的引物延伸以置换现有的链并生成用于 下一轮引物退火、切口产生和链置换的链，导致产物的几何扩增(例如，US5270184和US5455166，其特此通过引用整体并入)。 嗜热SDA(tSDA)在基本相同的方法中在更高的温度下使用嗜热 性核酸内切酶和聚合酶(欧洲专利号0 684 315，其特此通过引用 整体并入)。
其他扩增方法包括滚环扩增(RCA)(例如，Lizardi，“Rolling CircleReplication Reporter Systems”，美国专利号5,854,033)； 依赖解旋酶的扩增(HDA)(例如，Kong等，“Helicase Dependent Amplification Nucleic Acids”，美国专利申请公开号US 2004-0058378 A1)；及环介导的等温扩增(LAMP)(例如，Notomi 等，“Process forSynthesizing Nucleic Acid，”美国专利号 6,410,278)，其特此通过引用整体并入。在一些情况下，等温扩 增使用通过RNA聚合酶从启动子序列开始的转录，例如可被引入 寡核苷酸引物中。在本领域中常用的基于转录的扩增方法包括基 于核酸序列的扩增，也称为NASBA(例如US5130238)；依赖于 使用RNA复制酶扩增探针分子本身的方法，通常被称为Qβ复制 酶方法(例如，Lizardi，P.等(1988)Biotechnol.6，1197-1202)； 自动维持序列复制(例如，Guatelli，J.等(1990)Proc.Natl.Acad. Sci.USA 87，1874-1878；Landgren(1993)Trends in Genetics 9， 199-202；和HELEN H.LEE等，NUCLEIC ACID AMPLIFICATIONTECHNOLOGIES(1997))；和用于产生额外的 转录模板的方法(例如，US5480784和US5399491)，其特此通 过引用整体并入。进一步的等温核酸扩增方法包括使用含有非规范核苷酸(例如尿嘧啶或RNA核苷酸)的引物与在非规范核苷酸 处切割核酸以暴露针对其他引物的结合位点的酶(例如DNA糖基 化酶或RNaseH)的组合(例如，US6251639、US6946251和 US7824890)，其特此通过引用整体并入。等温扩增过程可以是 线性的或指数的。
用于受试者身份识别的核酸扩增可包括多个核酸序列，例如 大约或大于约10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、 50、100或更多的靶序列的连续、并行或同时扩增。在一些实施 方式中，受试者的整个基因组或整个转录组得到非特异性地扩增， 其产物是针对一个或多个识别序列特征的探针。识别序列特征包 括可作为在个体之间进行区分的基础的核酸序列的任何特征。在 一些实施方式中，使用大约或超过约10、11、12、13、14、15、 20、25、30、35、40、50、100或更多的识别序列，以所选的统 计显著性唯一地识别个体。在一些实施方式中，统计显著性为大 约或小于约10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8、10-9、10-10、 10-11、10-12、10-13、10-14、10-15或更小。识别序列的示例包括限 制性片段长度多态性(RFLP；Botstein，等，Am.J.Hum.Genet. 32：314-331，1980；WO 90/13668)，单核苷酸多态性(SNPs；Kwok， 等，Genomics 31：123-126，1996)，随机扩增多态性DNA(RAPD； Williams等，Nucl.Acids Res.，18：6531-6535，1990)，简单序列重复 (SSRs；Zhao和Kochert，PlantMol.Biol.21：607-614，1993； Zietkiewicz，等.Genomics 20：176-183，1989)，扩增片段长度多态 性(AFLP；Vos，等，Nucl.Acids Res.，21：4407-4414，1995)，短串联重 复(STRs)，可变数目串联重复(VNTR)，微卫星(Tautz，Nucl.Acids Res.，17：6463-6471，1989；Weber和May，Am.J.Hum.Genet. 44：388-396，1989)，反转录转座子间扩增多态性(IRAP)，长散布元件(LINE)，长串联重复(LTR)，可移动元件(ME)，反转录转座子微 卫星扩增多态性(REMAP)，基于反转录转座子的插入多态性 (RBIP)，短散布元件(SINE)，和序列特异性扩增多态性(SSAP)。 识别序列的另外的例子在本领域中是已知的，例如在 US20030170705中，其通过引用并入本文。基因签名可以由单一 类型(例如，SNPs)的多个识别序列组成，或可包括任何数目或 组合的两个或两个以上不同类型的识别序列的组合。
基因签名可以用于任何需要一个或多个受试者的身份识别的 过程，如父系或母系亲子鉴定、移民和继承纠纷、动物育种试验、 双胞胎卵型检测、人类和动物的近亲繁殖试验；移植匹配性评价， 如骨髓移植；人类和动物的遗骸的鉴定；培养细胞的质量控制； 法医检测如精液样品、血迹和其他生物材料的法医分析；通过检 测杂合性丢失对肿瘤的遗传构成的表征；和确定特定识别序列的 等位基因频率。用于产生基因签名的样品包括来自犯罪现场的证 据、血液、血迹、精液、精斑、骨骼、牙齿、毛发、唾液、尿液、 粪便、指甲、肌肉或其他软组织、香烟、邮票、信封、头皮屑、 指纹、含有任何这些材料的项目、以及它们的组合。在一些实施 方式中，生成和比较两个或两个以上的基因签名。在一些实施方 式中，一个或多个基因签名与一个或多个已知的基因签名如包含 在数据库中的基因签名进行比较。
基因签名可由接收样品的设备来生成。基因签名可由制备样 品和/或运行一种或多种测定的设备来生成。从设备采集的数据可 以发送到可生成基因签名的外部设备。基因签名可在设备和外部 设备上联合生成。
在一些实施方式中，系统或设备联接到自动化的实验室自动 化系统(LAS)。该实验室自动化系统可在设备上或在外部设备 上操作，包括在云中操作。在一些实施方式中，其可在集中实验 室设施中操作。实验室自动化系统可以可操作地联接到实验室信 息系统(LIS)，该实验室信息系统联接到并且在一些实施方式中 集成到电子医疗记录(EMR)系统。当在设备上生成测定数据或 其他数据时，该数据可馈送到LAS中以供分析并且转而馈送到LIS和EMR系统中。自学习数据引擎可集成到EMR系统中以使 得当数据传输到EMR中时，EMR内运行的模型可基于来自现场 的实时数据而重新拟合并重新调整。这样的模型可以驱动临床决 策支持系统，该临床决策支持系统可针对基于临床规则的系统而 索引从在设备上同时运行的广范围测定法生成的综合生化数据， 这可以在来自各种来源如医院、学术中心或实验室的EMR系统数 据库中定制或导入其中。自学习数据引擎中的算法可以驱动对于最终使用者的适当临床决策支持程序的选择。这样的选择可基于 在设备上生成的数据或输入到设备中的数据提示而动态发生。在 一些实施方式中，下文提供了临床决策支持系统的某些应用。
在一些实施方式中，系统可验证受试者是否已从医疗保健专 业人员接收到要经受临床测试的指令。因此，系统可以验证受试 者是否已接到来自医疗护理专业人员的处方要求其进行生物样品 的定性和/或定量评价。例如，系统可验证受试者是否已从医疗护 理专业人员收到要进行测试的处方。系统可验证受试者是否已从 医疗护理专业人员收到要向设备提供样品的指令。系统还可以验 证受试者是否得到授权前往特定的服务点经受测试。验证可借助 于设备而发生。验证可发生在任何时间。在一个示例中，可以在 制备受试者的样品用于测试之前验证受试者的进行测试的授权。 可以在向设备和/或筒匣提供样品之前验证受试者的进行测试的 授权。对受试者的授权的验证可在验证受试者的身份证明之后提 供。对受试者的授权的验证可在验证受试者具有针对临床测试的 保险覆盖范围之前或之后提供。系统可以验证受试者是否得到针 对样品的定性和/或定量评价的医疗保险的覆盖，其中该验证步骤 在借助于设备处理生物样品或从设备传输数据之前、之后或与此同时地执行。该验证可通过与医疗服务提供者、实验室、支付者、 实验室福利管理者或任何其他实体的通信而进行。验证可以快速 和/或实时地发生。例如，验证可以在10分钟或更短、5分钟或更 短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、 20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或更短、3秒或更 短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短时间内发生。验 证可以是自动化的，而无需任何人工干预。
该系统还可以验证受试者是否具有对发生一个或多个样品处 理步骤的保险覆盖(和/或由任何其他支付者提供的保险覆盖)。 系统可以验证受试者是否具有保险覆盖，以及受试者是否具有对 特定要求的测试的保险覆盖。系统可以验证受试者是否具有向设 备提供样品的保险覆盖范围。系统还可以验证受试者是否具有针 对前往服务点并经受一种或多种测试的保险覆盖范围。验证可发 生在任何时间。在一个示例中，可以在制备受试者的样品用于测 试之前验证受试者的保险覆盖范围。可以在向设备和/或筒匣提供 样品之前验证受试者的保险覆盖范围。对受试者的保险覆盖范围 的验证可在验证受试者的身份证明之后提供。对受试者的保险覆 盖范围的验证可在验证受试者已收到要进行临床测试的处方之前 或之后提供。该验证可通过与医疗护理提供者、实验室、支付者、 实验室福利管理者或任何其他实体的通信而进行。验证可借助于 设备而发生。验证可快速和/或实时地发生。例如，验证可以在10 分钟或更短、5分钟或更短、3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、20秒或更短、15秒或更短、10秒或更短、 5秒或更短、3秒或更短、1秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或 更短时间内发生。验证可以是自动化的，而无需任何人工干预。
系统还可以验证临床测试是否适合于受试者。系统可验证对 于定性和/或定量评价的处方是否在一组规则限制内。此类规则限 制可形成指导方针。此类规则限制可能是支付者、处方医生或其 他出具处方的医疗护理专业人员、实验室、政府或监管机构或任 何其他实体的规则限制。这样的验证可取决于受试者的一个或多 个已知特性，包括但并不限于性别、年龄、或既往病史。可以提 供临床决策支持系统。该系统可能能够访问一个或多个医疗记录， 或访问关联于受试者的信息。该系统可能还能够访问一般医疗数 据。系统可能能够访问与受试者的身份、受试者的保险覆盖范围、 受试者的既往和当前医学治疗、受试者的生物特征和/或提供给受 试者的处方有关的记录。系统可能能够访问电子健康记录和/或调 出患者的记录和病史。该系统还可以调出支付者记录，诸如与受 试者有关的保险和财务信息。验证可借助于设备而发生。
在确定测试的适当性的过程中，系统可以提供附加的前端决 策支持。例如，如果医生为受试者预定了与前一周相同的测试， 并且其不是需要在一周内重复的测试类型，则系统可确定该测试 是不恰当的。在另一示例中，如果测试以某种方式与先前的测试 冲突或者鉴于受试者正经受的治疗将会是不恰当的，则系统可确 定该测试是不适当的。
在一些实施方式中，系统可能能够在提供定性和/或定量评价 之前访问一个或多个记录数据库和/或支付者数据库。在一些情况 下，系统可能能够在提供所述定性和/或定量评价之前，和/或在访 问所述数据库之前，确定要访问哪些记录数据库和/或支付者数据库。此外，系统可能能够访问可能特定于或者可能不特定于受试 者或受试者的同等群体的一般信息。系统可能能够对公共信息进 行网络抓取和/或挖掘，所述公共信息可包括诸如因特网之类的网 络上的信息。系统可以基于受试者的身份、受试者的支付者信息、 关于样品采集的信息、提议的定性和/或定量评价以及/或者任何其 他信息而做出这样的确定。
在一个示例中，不适当的测试可能是针对男性受试者的妊娠 试验或针对女性受试者的PSA(前列腺特异性抗原)水平测试。 这样的测试可能超出支付者或处方医生的规则限制之外。这样的 预订错误可通过审查预订的测试和关联于受试者的信息而被检测 到。此类关联于的信息可包括受试者的医疗记录或关于受试者的 识别信息。在一个示例中，在制备受试者的样品用于测试之前验 证测试的适当性。受试者的测试适当性可在向设备和/或筒匣提供 样品之前、之后或与此同时地验证。受试者的测试适当性的验证 可在验证受试者的身份和/或保险覆盖范围之后或之前提供。该验 证可通过与医疗护理提供者、实验室、支付者、实验室福利管理 者或任何其他实体的通信而进行。临床决策支持系统可快速地和/ 或实时地运行。例如，验证可以在10分钟或更短、5分钟或更短、 3分钟或更短、1分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、20秒 或更短、15秒或更短、10秒或更短、5秒或更短、3秒或更短、1 秒或更短、0.5秒或更短或者0.1秒或更短时间内发生。临床决策 支持系统可以是自动化的，而无需任何人工干预。
在一些实施方式中，合格人员可协助采集受试者的身份和/或 向设备提供来自受试者的样品。合格人员可以是已经受过使用设 备的培训的获授权的技术人员。合格人员可以是设备的指定操作 者。合格人员可以是或者可以不是医疗护理专业人员。在一些实 施方式中，可以验证合格人员的身份。合格人员的身份可在接收 生物样品、从设备电子地传输数据和/或分析所传输的数据之前、 之后或与此同时地验证。合格人员的身份可在验证受试者的身份 之前、之后或与此同时地验证。合格人员的身份可使用本文其他 各处所述的一种或多种技术来验证。
系统可能能够提供一个或多个实验室报告。该实验室报告可 提供给医疗护理专业人员。在一些情况下，实验室报告可提供给 受试者。实验室报告可经由样品处理设备上的用户界面来提供。 备选地，实验室报告可提供给一个或多个外部设备。实验室报告 可以包括可纵向查看的数据。该数据可包括随时间推移而采集的 信息。此类随时间推移的信息可以包括生化数据、分析物水平、 生理信息、生活方式信息、医疗护理和治疗信息、和/或任何其他 可由设备采集的信息。一个或多个示图或图表可以示出信息随时 间推移的变化或稳定性。还可以显示一个或多个预计趋势。
在一些情况下，借助于在通过引用而整体并入本文的、属 Michelson等人的美国专利申请号12/412,334(“METHODS AND SYSTEMS FOR ASSESSING CLINICAL OUTCOMES”)中所提供 的方法(例如，多变量方法)来准备实验室报告(或者受试者的 健康、状况或康乐的报告或与之有关的报告)。在一个示例中， 实验室报告包括关于受试者的状况(例如，健康状况或疾病状况) 的进展的轨迹、速度和/或加速度的详情。该轨迹可指示出进展到 临床结果的可能性。实验室报告可借助于异步数据管理来准备。
在一些实施方式中，可以在样品处理设备上显示纵向数据。 样品处理设备可处理样品和向外部设备传输数据。分析可在设备 之外发生，或者板载地在设备上发生。分析的结果可包括一个或 多个实验室报告、电子医疗记录、实验室分析、医疗咨询、医疗 参考或任何其他显示，其可以显示在样品处理设备上。本文对实 验室报告和/或上述列表上的任何其他项目的任何描述均可适用 于提及上述列表上的任何其他项目。备选地，实验室报告、电子 医疗记录或任何其他显示可以在样品处理设备之外的设备上显 示。
数据的显示可包括随时间推移而呈现的纵向数据。此类纵向 数据可说明数值变化、数值变化速率、数值变化的速率的速率或 者其任何进一步的变化速率。此类纵向数据可包括预测性数据和/ 或过去的估计数据。此类信息可包括随时间推移示出此类数据的示图或图表。此类信息可包括示出图像随时间变化的视频。此类 数据可包括评价信息。此类信息可包括与诊断、预后和/或治疗有 关的信息。
纵向分析可因所采集的数据的低变异系数而成为可能。纵向 显示和/或分析可基于具有拥有本文其他各处所述任何数值的变 异系数的数据。在一些情况下，纵向分析可因测试的高频率而成 为可能。在一些情况下，高频率的测试可由诸如药店、医生办公 室、诊所、医院、超市或受试者的住宅或办公室之类的便利服务 点地点所支持。
系统可包括自动化临床决策支持。临床决策支持可包括前端 临床决策支持系统和/或后端临床决策支持系统。在前端系统的一 个示例中，当为受试者预订了测试时，临床决策支持系统可指示 出测试对于受试者是否合适/不合适，受试者是否已经受过测试 (例如，如果最近进行过测试，则它可能会示出测试结果而不是 进行测试)，以及/或者受试者是否正在经受过多的测试。临床决 策支持还可以为受试者推荐附加的测试。在一些实施方式中，数 据可实时提供在用户界面上，比如在触摸屏上。显示的数据可针 对查看数据的个人而定制，或者可基于所述数据而定制。例如， 显示及关联的临床决策支持可基于生化数据而为医疗护理专业人 员定制。定制的健康报告或治疗分析可基于相关临床决策支持系统的最佳实践而显示定制的建议，以及例如通过对数据的治疗分 析、纵向分析和其他多变量(多元)分析而对疾病的发生、进展 和消退提供更好的洞察。治疗分析报告可包括来自现有EMR系统 分析的信息或本文所述的针对受试者的任何测试的任何结果，以 及/或者任何预后或治疗计划或另外专为给定的受试者定制的健 康建议。
在后端系统的一个示例中，临床决策支持系统可参考一个或 多个指导方针或规则。指导方针/规则可根据医疗保健专业人员、 根据受试者、根据医疗保险公司或其他支付者、根据医院、诊所 或其他医疗实体或者任何其他团体来定制。在一些情况下，指导 方针/规则可基于生化数据而定制。临床决策支持系统可取得生化 数据，并基于生活方式信息、饮食信息或者包括本文其他各处所 述信息在内的任何其他可采集到的信息，为受试者定制建议。在 一些情况下，后端临床决策支持可取得数据(例如，包括生化数 据)并定制一个或多个财务事项。此类财务事项可包括保险公司 和/或医疗保健专业人员的报销，或对一项或多项服务的收费。
临床决策支持可链接到一个或多个受试者记录。临床决策支 持可链接到受试者的医疗记录和/或支付者记录。临床决策支持可 集成对附加的一般知识的使用。临床决策支持可周期性地或连续 地更新，以适应最新的临床知识。临床决策支持可包括与一种或多种疾病的诊断、治疗、监测和/或预防相关联的最佳实践或数据。 在一个示例中，临床决策支持系统可具有与糖尿病护理相关联的 一个或多个说明。通过链接受试者的记录，临床决策支持系统可 能能够提供个人化的受试者护理。例如，通过将受试者的医疗记 录与临床决策支持系统相链接，临床决策支持系统可能能够基于 与受试者有关的附加信息来预订附加的测试或建议接下来的步 骤，所述附加信息包括但不限于受试者的病史、受试者的家族病 史、关于这些受试者的人口统计信息(年龄、性别)、关于受试 者的生活方式信息(受试者的饮食、锻炼、习惯)、可能的环境 考虑(例如，受试者是否生活在暴露于特定毒素或具有某些疾病 的较高风险的地区)和/或任何其他关于受试者的信息。
临床决策支持系统可能还能够提供基于人群的临床决策支 持。临床决策支持系统可能能够为一个或多个同等群体提供支持。 这样的群体可按任何方式划分。例如，所述群体可以基于年龄、 性别、生活方式、地域、职业、病史、家族病史或任何其他因素。 该临床决策支持系统可使用流行病学模型来提供决策支持。从流 行病学来源收集的信息可以应用于一个或多个患者群体。
在一个示例中，个人可到达并进行资格测试以查验他们是否 有资格进行一个或多个测试。该个人继而可被预先筛选并可以回 答问卷。该问卷可包括关于受试者的生活方式(例如，饮食、锻 炼、习惯)和/或病史的问题。医生可以进行对该个人的医生检查。 在一些情况下，问卷包括关于受试者的饮食摄取、锻炼、健康状 况和/或精神状况的问题。受试者的健康状况可能是受试者的生理 状况，或者与之相关。受试者的精神状况可能相关于受试者的情 绪或抑郁障碍，诸如抑郁症。该问卷可以是引导问卷，其具有多 个针对受试者的饮食摄取、锻炼、健康状况和/或精神状况的问题 或与之相关的问题。在一些情况下，问卷借助于如下系统(或子 系统)向受试者呈现，该系统配置用于了解受试者的回应并响应 于受试者的回应而专门定制后续的问题。该问卷可借助于诸如图 形用户界面(GUI)之类的用户界面，在设备的显示器上向受试 者呈现。
在一些实施方式中，可由设备和/或系统做出对生活方式的建 议并传回给客户。此类建议可在完成问卷之前、之后或与此同时 地提供。此类建议可基于在问卷、医疗记录、生化数据和/或测试 结果内收集到的信息而做出。
设备可借助于参考信息来解译受试者对问题的回应。在一些 情况下，参考信息包括对饮食摄取的食物份量、锻炼的费力水平、 健康状况的现状和/或精神状况的现状的图片描绘。该参考信息可 以包括在存储于设备的存储器位置(例如，高速缓存、硬盘驱动 器、闪存)中的校准矩阵之中。
设备和/或医疗保健人员可采集关于个人的生物计量信息(例 如，血压、体重、体温)。这可以与可由设备处理的采集自受试 者的样品的测试相结合。所有的信息均可链接，并且可由临床决 策支持系统访问。在一些实施方式中，所有的信息可在单一受试 者的记录内链接。这样的规程对于年度体检或预防保健可能是有 用的。这样的规程对于诊断、治疗或监测疾病可能也是有用的。
临床决策支持可提供改善的患者分诊。例如，临床决策支持 系统可基于患者的信息(例如，分析物水平、生理信息、附加信 息或它们的任何组合)而对受试者的状况作出诊断或建议。通过 并入受试者特定信息，可以更好地缩窄此类患者状况或者可以分 配更精确/准确的概率。临床决策支持可能还能够标记一个或多个 危急情况，并可导致向受试者和/或受试者的医疗保健提供者提供 警报。临床决策支持系统可能能够标记一个或多个可能需要加快 的进一步分析的状况，以及制定一个或多个进程来辅助进一步分 析。
受试者的医疗保健提供者可能能够访问临床决策支持系统和 /或关联于受试者的附加记录。例如，受试者可向设备提供样品， 而该设备可运行一个或多个测试。临床决策支持系统可以向受试 者的初级保健医生提供测试结果。初级保健医生可能能够查看受 试者的测试结果和/或过去的测试结果。初级保健医生可能还能够 查看由临床决策支持系统所提供的附加信息。在一些实施方式中， 临床决策支持系统可能能够为初级保健医生提供该初级保健医生 的专业知识以外的专业信息。例如，如果初级保健医生有癌症患 者，则临床决策支持系统可以利用特定于癌症的信息来辅助该初 级保健医生。临床决策支持系统可向医生提供一个或多个建议。 决策可以包括推荐的一个或多个由医生进行的干预。当医生要求 时，当检测到特定状况时，当临床决策支持完成分析时，或根据 日程安排，可以向医生提供这样的建议。在一些实施方式中，可 以在医生的办公室中提供设备。受试者可能能够向医生办公室中 的设备提供样品，并且医生可在受试者正在拜访医生的办公室时 接收一个或多个测试结果。
临床决策支持系统可确定给定的医疗保健专业人员的护理质 量。在一些情况下，医生的护理质量可由临床决策支持系统来确 定，以便提供给一个或多个支付者(例如，医疗保险公司)。护 理质量可以基于在受试者与医疗保健专业人员的互动期间受试者 数据的改变来确定。此类改变可包括生活方式的改变、生化数据 的改变、来自患者的反馈，或者任何其他信息。
可以提供可有利地适应反射测试的方法。基于一个或多个测 试结果，可以在设备上运行附加的测试。这样的测试及后续测试 可实时安排。由于测试结果可板载地在设备上提供，或者可以自 动地离板进行，并且可导致后续的测试使用该设备自动地进行。 后续测试可以对已经进行过一个或多个初始测试的同一样品执 行。备选地，设备可基于所需要的测试而请求来自受试者的附加 样品。在执行第一测试之后，如果需要第二测试，则它可以被快 速启始。在一些实施方式中，第二测试在从第一测试完成时起的 4小时或更短、3小时或更短、2小时或更短、1小时或更短、30 分钟或更短、15分钟或更短、10分钟或更短、5分钟或更短、1 分钟或更短、45秒或更短、30秒或更短、15秒或更短、5秒或更 短、1秒或更短、或者0.1秒或更短的时间内启始。这可以有利地 允许多个测试发生，而无需受试者多次前往样品采集站。这还可 以有利于地允许多个测试发生，而无需医生嘱咐额外的步骤。实 现疾病的诊断、监测、治疗和/或预防所需的时间量可以大大减少。 这样的反射规程可在受试者拜访医生期间使用。这样的反射规程 可以在受试者会见医生之前，受试者正在会见医生时，和/或受试 者已经会见医生之后发生。该反射规程可以使用临床决策支持。
在一些情况下，当测试被预订时，医疗保健专业人员可以进 行反射，并确定附加的测试或步骤。备选地，设备和/或临床决策 支持可提供反射测试。例如，如果某一数值超出范围(例如，样 品的分析物的水平在预期范围之外)，则医疗保健专业人员可以 通过触摸屏对同一样品进行反射分析。备选地，所有测试均可自 动对样品运行，并且如果医疗保健专业人员因某事项超出范围而 想要进行另一测试，则可以显示数据。在一些情况下，所显示的 数据可以仅包括医疗保健专业人员所预订的数据。备选地，可以 显示由临床决策支持认为相关的额外数据。
在一些情况下，可向医疗保健专业人员提供一个或多个实验 室报告。在一些情况下，实验室报告可显示在样品处理设备上， 或者显示在任何外部设备上。实验室报告和/或实验室预订系统可 针对反射分析而定制。在一个示例中，订单可允许用户预订测试， 并且还可以示出用于输入和/或显示期望何种反射分析的字段。报 告可示出针对结果进行的反射分析。还可以显示反射分析的结果。
临床决策支持可能能够进行自学习。在一些实施方式中，可 以监测受试者的响应、受试者对一种或多种治疗的响应，并且这 样的数据可由临床决策支持系统访问。临床决策支持的自学习可 针对个人受试者。例如，临床决策支持可了解到特定受试者对特 定类型的药物反应不良。临床决策支持的自学习还可以广义化。 例如，临床决策支持系统可知晓特定人口统计学人群或具有特定 特性的人群可能会或可能不会对特定治疗有良好反应的模式。临 床决策支持可利用受试者的记录、其他患者的记录、一般健康信 息、公共信息、医疗数据和统计数据、保险信息或其他信息。一 些信息可在因特网上(例如，网站、文章、期刊、数据库、医学 统计)公开获得。临床决策支持系统可以可选地抓取网站或数据 库以更新信息。可由临床决策支持系统采集/访问的附加信息可以 包括实体自己的试验和关于药物有效性和/或毒性的信息。在一些 实施方式中，自学习可发生在云上。当收集到额外数据时，可将 其上传到云，并且其可由临床决策支持系统所访问。
设备对于辅助药物和/或用药处方可能是有用的。例如，设备 可用于在书写药物处方之前检查受试者体内的分析物水平。设备 可确定药物浓度。设备可用于周期性地对受试者进行测试，以便 计量受试者采用了多少用药，而不考虑在何时做出了用药的重新 配方。设备可用于在提供药物的处方之前、之后或与此同时地测 试该药物在受试者体内的存在或水平。此类用以确定药物水平和/ 或分析物水平的测试对于测试药物的功效和安全性可能是有用 的。在已向受试者开具药物处方之后，设备对于基于药效动力学 曲线确定药物是否安全或有效可能是有用的。这样的测试对于测 试受试者服用药物的依从性和/或非依从性可能也是有用的(例 如，如果药物水平过高，则受试者可能服药过量；如果药物水平过低，则受试者可能未按照其本应该的频率用药)。设备对于随 时间推移监测受试者体内的药物水平以确定受试者是否遵从服药 安排可能是有用的。药物和/或分析物水平可与依从性和/或非依从 性相关联。设备的组件，诸如刀片，可储存药品——其可能是片 剂或液体形式。这些药品可基于测试结果、历史数据、医师医嘱、 医疗指导和/或其他所需的医疗记录而分发给受试者。药品可由设 备根据需要自动地包装、密封和标记，并继而分发给受试者。
如果检测到某些状况，则可向医疗保健专业人员和/或受试者 提供一个或多个警报。例如，如果设备对受试者具有毒性或有害 影响，以及/或者如果受试者没有遵守规定，则可以提供适当的警 报。
样品或其一部分可由设备存档以用于稍后的测试。这个过程 可如一组规程和/或规则所定义的那样，由测试结果、设备错误或 其他因素触发。可对存档的样品加以封装以便维持样品的完整性， 并且可以将其储存在冷藏室中。存档的样品可根据需要而由设备自动地密封在器皿(例如，具有隔片的器皿)中并标记。存档的 样品可储存在真空下的器皿中。存档的样品稍后可由相同的设备 进行分析，或者转移到另一设备，或者寄送到另一测试设施。使 用存档样品的测试结果可与来自初始样品测试的任何先前的测试 结果相结合。
本文所述的设备对于远程医疗可能是有用的。如本文其他各 处所述，该设备对于验证受试者和/或设备操作者的身份可能是有 用的。设备和/或系统可能能够确认受试者的身份、访问支付者信 息、确定受试者是否收到要进行测试的医嘱、确定测试是否在一 组规则之内、访问临床决策支持系统、分发处方药物或者执行其 他步骤。
设备可能能够执行对受试者健康状况和/或医疗状况的定性 和/或定量分析。例如，设备可能能够处理受试者的样品，这对于 确定受试者的一种或多种分析物水平可能是有用的。分析物的存 在和/或浓度可用于评估受试者的健康状况和/或验证受试者的身份。设备可能还能够采集受试者的一种或多种生理测量。此类信 息对于评估受试者的健康和/或验证受试者的身份可能也是有用 的。在一些情况下，可以采集关于受试者的生活方式和/或习惯的 额外的定性信息，并将其用于评估受试者的健康。如本文任何各 处所述的采集到的任何关于受试者的信息对于评估受试者的健康 (例如，对受试者的诊断、治疗和/或疾病预防)均可能是有用的。
由设备所采集的与受试者相关的任何信息均可由受试者的医 生或其他医疗保健专业人员访问。在一些实施方式中，受试者的 医生可能只可以访问由设备采集的信息的子集。本文对医生的任 何描述均可适用于受试者的初级保健医生或其他医疗保健专业人员。受试者的医生可能处在与受试者不同的地点。备选地，受试 者的医生可能处在与受试者相同的地点。受试者的医生可能能够 评估受试者健康的状态而无需当面见到受试者本人。设备可提供 在服务点地点。设备可以有利地使受试者能够前往服务点地点并 进行关于受试者的信息的采集，该信息可由医生赖以评估受试者 的健康状态。医生可以是受试者的初级保健医生，这可以使受试 者能够与熟悉受试者及受试者病史和状况的医生维持私人关系。
在另一实施方式中，当患者与医疗保健提供者讲不同的语言 时，设备或系统可执行实时语言转译服务。例如，访问某国家的 人士可前往设备地点(如零售地点)，与在医疗上最相关的、有 资格的或可接见的医疗保健人员联系，而所述医疗人员可能不能 够讲访问者的语言。在这种情况下，设备可自动检测这种障碍， 或者设备可向患者或医疗保健提供者提示语言首选项并自动提供 翻译服务。
在又一个实施方式中，可将设备放置在其中有大量人口可能 从来无法接触到高素质健康保健人员的偏远和欠发达地区、乡村 或地点。在这个示例中，设备在外部控制器或云的帮助下自动地 使来自发达世界的医疗保健专家与身处偏远和乡村地区的患者相联系，并且不仅基于口头语言，而且还使用设备或模块中的相机、 成像分析和运动检测以及其他传感器，基于手语、身体语言和肢 体动作来执行语言和其他文化解译。
在另一实施方式中，设备可使用外部控制器和云来克服建立 在会妨碍向某些人口提供医疗护理的当地习俗的基础上的文化障 碍。例如，在其中只允许女性医疗保健专业人员与女性患者接触 的某些地区中，该设备可以检测患者的性别，并自动地或通过手 动验证而将女性患者与身处远程或本地位置的女性医疗保健提供 者相连接，从而支持获得更大范围的医疗保健服务——在这些地 点原本不可能或者很少有机会接触到这样的服务。设备可使用图 像采集、识别、语音以及使用相机和图像分析及面部识别的其他 物理线索，来提供这种能力。
在一些实施方式中，医生可通过设备而从远程地点或者在相 同的地点与受试者实时互动。在其他实施方式中，医生和患者不 需要实时互动——相关于受试者的信息可经由设备采集，并可由 医生在另一时间访问。医生可以决定需要做出哪些后续行动(如 果有的话)，或者是否应当安排实时的当面或远程访问。
可以提供可捕捉受试者的图像的一个或多个相机。如本文其 他各处所述的任何类型的相机或相机的组合对于捕捉图像均可以 是有用的。在一些实施方式中，相机可捕捉受试者的静态图像或 受试者的视频图像。在一个示例中，可由设备捕捉受试者的视频 流，其可以被发送给处于远程地点的医生。相机可以或者可以不 在医生的地点捕捉医生的图像并将医生的图像发送到设备。医生 的图像可由处于医生地点的样品处理设备来捕捉。备选地，医生 的图像可由任何其他类型的设备来捕捉。例如，受试者和医生可 经由设备进行视频会议。该视频会议可示出受试者及医生的二维 图像，或者受试者及医生的三维图像。在备选的实施方式中，可 以使用音频信息来进行受试者与医生之间的电话会议。一个或多个静态和/或视频图像可被捕捉并在受试者和/或医生之间发送。
在一些实施方式中，会议可在任何数目的当事方之间提供。 例如，可以允许在双方(例如，受试者与受试者的医生，或者受 试者的初级保健医生与专科医生)、三方(例如，在受试者、受 试者的初级保健医生以及专科医生之间)、四方、五方、六方或 更多方之间进行会议。当咨询受试者的一个或多个专科医生或其 他医疗保健提供者时，这可能是有用的。如果受试者希望在会议 上联入家庭成员或朋友，则这可能也是有用的。每一当事方可处 在不同的地点，或者一些当事方可处在相同的地点。
受试者和/或医生(或本文所述的任何当事方或当事方的组 合)之间的交谈可经由设备实时地发生。备选地，受试者可查看 受试者医生的预录视频。受试者可记录来自受试者的陈述和/或其 他信息。受试者的录像视频可发送给受试者的医生，该医生可以 实时地或在以后的时间查看录像视频。本文对受试者-医生互动的 任何描述亦可适用于本文其他各处所述的任何其他当事方、若干 个当事方或当事方的组合。
此外，如本文其他各处所述，可以捕捉受试者、受试者的一 部分或采集自受试者的样品的图像。这样的图像对于识别目的可 能是有用的。
捕捉的图像对于其他目的也可能是有用的。例如，可以捕捉 受试者的图像，并且可以出于健康和/或医疗目的而分析和评估受 试者的身高和/或腰围的改变或不变。例如，受试者胸围的突然增 大或减小可发出危险信号，或者与收集到的关于样品的其他信息 一起评估以确定是否存在健康问题。可以分析受试者的步态，以 便确定受试者是否在跛行或者在以指示出损伤的方式移动。可以 储存和分析受试者的面部表情，以便确定受试者是否处于特定的 心理状态中。
还可以采集身体的一部分的图像，以评估受试者的健康状态。 例如，受试者皮肤上的皮疹或损伤、受试者皮肤上的痣、受试者 咽喉的图像或者任何其他类型的图像可由设备采集和/或可由医 生查看。医生可基于采集到的受试者皮肤的一个或多个图像来评 估皮肤病状况。医生可以访问受试者的孔口的一个或多个图像。 在一些实施方式中，发送的图像可以是二维图像。发送的图像还 可以是三维图像，其对于查看一种或多种特征(例如，皮疹是否 肿胀)可能是有用的。
在另一示例中，可将采集自受试者的样品的图像发送给医生。 例如，可以将组织样品、体液样品或其他样品的一个或多个图像 发送给医生。图像还可以包括处于各个处理阶段的样品。设备可 能有利地能够快速产生图像，从而使医生不必在与受试者互动时 等待这样的图像。在一些实施方式中，这样的图像可由受试者的 初级保健医生、病理学家或其他医疗保健专业人员访问。
这样的图像可以相对于针对受试者采集的较早期图像而得到 分析。这样的图像还可以以独立的方式分析，而无需回顾针对受 试者采集的历史图像。在一些实施方式中，可以对采集自受试者 的一个或多个图像执行趋势分析。这样的趋势分析可能会延伸很 长的一段时间(例如，关于受试者身上的痣的历史数据以及其在 多次访视中如何改变)，或延伸较短的时间(例如，样品在一次 访视的过程中如何反应)。可以分析来自受试者的多次访视或来 自受试者的一次访视的图像。
在一些实施方式中，可以提供一种用于借助设备来诊断或治 疗受试者的方法。该方法可包括验证受试者和借助于三维成像器 件获得受试者的三维表示。三维成像器件可以是本文其他各处所 述的任何相机或多个相机。在一些实施方式中，三维成像器件可 使用多个透镜。三维成像器件可包括光学、运动和/或音频捕捉技 术。系统可包括图像识别模块，该模块用于分析受试者的动态三 维空间表示的至少一部分以用于治疗。图像识别可以板载于设备 上或者可以不板载于设备上。该方法可包括将所述三维表示提供 至医疗保健提供者的计算机系统的显示器，该计算机系统通信地 耦合到三维成像器件，医疗保健提供者与受试者远程通信。该方 法还可包括借助于计算机系统显示器上的三维表示来诊断或治疗 受试者。
在一些情况下，向医生显示的三维图像可以是受试者的被成 像部分的实际三维图像。备选地，该三维图像可以代表被捕捉的 受试者。这可以包括经简化或经更改的图像。在一些实施方式中， 三维表示可包括从受试者采集的其他信息的视觉指示。例如，可 以生成这样的三维图像：其示出受试者皮肤上的皮疹，以及可对 皮疹的不同区域处的热量或在皮疹的不同部分处检测到的分析物 的浓度加以指示的颜色指示。三维图像可包括计算机生成的模型。
医疗保健提供者可能已由受试者选定。在一些实施方式中， 医疗保健提供者是受试者自己的初级保健医生。诊断可实时地提 供。在一些实施方式中，诊断可以包括将三维表示与受试者特定 信息相结合。在一些实施方式中，可通过验证受试者的身份来认 证受试者。这样的身份识别验证可以使用本文其他各处所述的任 何技术。在一些情况下，受试者可经由指纹或基因签名而得到验 证。受试者可通过触摸设备的触摸屏而得到验证。认证步骤可借 助于生物计量扫描、受试者的保险卡、受试者的姓名、受试者的 驾驶执照、受试者的身份证、借助护理点系统中的相机拍摄的受 试者的图像以及手势识别设备之中的一种或多种来进行。
可以提供服务点系统用于诊断或治疗受试者。该系统可包括： 服务点设备，其具有用于提供受试者的动态三维空间表示的三维 成像器件；以及与所述三维成像器件通信的远程计算机系统，该 远程计算机系统用于认证受试者，以及在所述认证之后检索受试者的动态三维空间表示。该系统可包括图像识别模块，该图像识 别模块用于分析受试者的动态三维空间表示的至少一部分，以用 于治疗。
从受试者采集的其他生理数据对于评估受试者的健康可能是 有用的。例如，受试者的血压水平、心率和/或体温可由医生评估 以及/或者鉴于与受试者相关的其他信息来评估，以便评估受试者 的健康。受试者的体重也可用于评估受试者的健康。例如，如果 受试者突然增加或减轻体重，则这可能被医生认为是一个指示。
与受试者的样品相关的物理数据对于评估受试者的健康可能 是有用的。例如，可以处理来自受试者的样品，并且采集到的数 据可由受试者的医生访问。在一些实施方式中，可在医生查看由 设备采集到的数据之前，对该数据执行一个或多个分析步骤。
此外，如本文其他各处所述，可以采集与受试者的生活方式 和/或习惯相关的信息。如本文其他各处所述，此类信息可从图形 用户界面采集。在一些情况下，如本文其他各处所述，此类信息 可以以调查的形式采集。在一些情况下，此类信息可以经由可能 能够与设备进行通信的外部设备来采集。外部设备可以是计算机、 服务器、平板计算机、移动设备或者本文其他各处所述的任何其 他类型的网络设备。此类信息可储存在设备中和/或从样品处理设 备传送。此类信息可由受试者的医生或其他医疗保健专业人员访 问。
所采集的任何与受试者相关的信息均可由受试者的一个或多 个医生访问，并且可由医生藉此评估受试者的健康。让设备处在 服务点地点可以允许受试者前往对受试者而言便利的服务点地点 之一。这可扩宽受试者对各个医生的可及性。例如，如果受试者 在第一地点生活并拥有受试者所喜欢的初级保健医生，如果受试 者搬迁到第二地点，则受试者仍然可以主要与同一初级保健医生 互动。这还可以为受试者和医生的时间安排提供灵活性。例如， 受试者可在受试者有空的时候或在对受试者方便的时间向样品处 理设备提供信息。当医生在其日程安排中有时间时，医生可能能 够访问与受试者有关的信息。如果/当必要时，可以安排医生与受 试者之间的当面和/或实时会面或会议，但很多前期的数据收集和 分析可在这样的会面之前发生，从而使这样的会面更加有效。
异步数据管理
本文所述的系统可以可选地使用异步数据管理。异步数据管 理可使用本文所述的样品处理设备。备选地，异步数据管理还可 发生在本文所述的样品处理设备的环境之外。
可以储存关于受试者的数据。这些数据可包括受试者的医疗 记录。此类医疗记录可跨越一段时间长度(例如，多次诊视)， 或者可以来自单一时间点或很短的时间(例如，单次诊视)。此 类数据可由一方或多方访问。例如，受试者的医生可能能够访问 与受试者相关的信息。
在一些实施方式中，一方或多方可能能够控制谁有权访问受 试者的信息，以及授权访问的是哪些信息。例如，受试者可决定 哪些医生或医疗保健机构有权访问受试者的数据。受试者可能希 望选择受试者的医生和/或专科医生。受试者可以指定其他各方有 权访问哪些数据。例如，受试者可以决定某些医疗保健专业人员 仅有权访问医疗数据的某个子集。受试者可决定专科医生仅有权 访问该专科医生的领域内的或与该专科医生评估受试者的健康相 关的数据。可以授权不同的当事方访问信息的不同子集。备选地， 受试者可选择授权不同的当事方访问相同的信息。在某些情况下， 受试者可选择授权访问所有的信息。
在一些实施方式中，其他当事方可以决定谁可以有权访问受 试者的信息。例如，医生办公室可采集关于受试者的信息。医生 和/或与受试者相关联的实体可决定谁有权访问该信息，以及其他 当事方对信息的哪些部分具有信息访问权。在一些情况下，医生 可决定受试者有权访问哪些信息。在一些情况下，信息采集实体 可决定谁有权访问受试者的哪些信息。任何其他当事方都可以是 指定的当事方，其决定谁有权访问受试者的信息。
访问权的授权者可以决定其他当事方可以在何时能够访问选 定的信息。例如，受试者、医生或任何其他当事方都可以是访问 权的指定授权者。授权者可以提供向另一当事方提供的访问权的 失效时间和/或日期。在一些情况下，授权者可以指定另一当事方 可访问信息的起始时间和/或终止时间。在一些情况下，授权者不 需要指定失效时间，并且可以选择在任何时间撤消访问权。
在一些情况下，医生可能希望与另一医疗保健提供者、受试 者或受试者的关联方共享信息。在一个示例中，医生可能希望从 诸如某特定领域的专科医生等另一医疗保健提供者获得第二意 见。医生可能需要获得受试者对共享信息的批准。备选地，医生 可能有权力共享信息的某些部分。第一当事方(例如，医生)可 向第二当事方(例如，专科医生)以第一格式提供选定的数据。 在一个示例中，医生可能能够提供图表或数据的其他可视描绘，同时包括记录医生想法的视频和/或音频。共享的和/或提供的数据 可以涉及可对原始数据授予的访问权。
第二当事方可以查看第一格式的数据。第二当事方可能能够 将数据从第一格式更改成第二格式。第二当事方可能能够插入或 更改提供给该第二当事方的一些数据。例如，第二当事方可查看 伴随医生想法的记录的图表或数据的其他可视描绘。第二当事方可能能够在任何点停止记录并插入医生自己的想法。例如，可以 提供示出视觉方面(例如，数据)和音频方面(例如，医生的备 注)的视频。第二当事方可能能够停止视频并记录第二当事方自 己的声音和想法，其可插入到视频中。类似地，第二当事方可能 能够更改和操纵示出的数据。例如，第二当事方可能能够在数据 的显示中写入第二当事方自己的备注或观点。
除了添加或插入附加信息之外，第二当事方可能能够更改以 第一格式提供的数据。例如，第一当事方可以绘制关于数据的备 注。第二当事方可能能够更改该备注——例如，改变趋势线的形 状，或者更改等式。拥有第二格式的数据可由第二当事方和第一 当事方访问。在一些情况下，第二当事方可将第二当事方处的数 据发送回第一当事方。对发送数据的任何提及均可包括提供对原 始数据的访问权。原始数据可储存在一个或多个数据库中，或在 其他存储器中。原始数据可储存在云计算基础结构中。
此类更改可以异步地发生。例如，第一当事方可向第二当事 方发送拥有第一格式的信息。在信息已被发送后，第二当事方可 以在另一时间做出到第二格式的此类更改。第二当事方继而可以 将拥有第二格式的信息发送至第一当事方。该信息可在已做出更 改之后发送。此类更改可以操纵底层实时数据。对发送信息的讨 论可涉及发送对底层实时数据的访问权。在一些情况下，每次只 有一方可以访问数据以更改数据。备选地，多方可以同时地访问 数据和/或更改数据。
在一些实施方式中，可以从样品处理设备采集数据。样品处 理设备还可以包括可允许用户向一个或多个其他当事方提供访问 权的界面。例如，可以提供发送键或界面，在其中用户可以选择 要向一个或多个指定的接收者发送和/或提供访问权的信息，以及 /或者时间限制。设备还可以包括相机和/或麦克风，用户可通过它 们来记录可伴随数据的一个或多个评论和/或备注。用户可能还能 够经由设备的触摸屏或其他用户界面添加评论或备注。
数据可储存在云上。设备的用户可能能够选择哪些当事方有 权访问信息。选定的接收者可能能够访问储存在云上的数据。选 定的接收者可能能够经由一个或多个设备访问数据，所述一个或 多个设备可包括样品处理设备、计算机、平板计算机、移动设备 或者本文其他各处所述的任何其他类型的网络设备。
在备选实施方式中，此类更改可实时发生。例如，可以发生 视频会议，在其中多个当事方可同时查看相同的信息。该会议可 允许一个或多个所述当事方更改信息——例如，添加备注、绘制 图表或者在以其他方式操纵信息。所述一个或多个当事方可操纵 底层信息，或者信息的视觉表示。
设备校准和/或维护
在一些实施方式中，设备可能能够执行板载校准和/或控制。 设备可能能够执行一个或多个诊断步骤(例如，制备步骤和/或测 定步骤)。如果结果超出预期范围之外，则可以清洗和/或替换设 备的一部分。结果对于校准设备可能也是有用的。板载校准和/或 控制可无需人工干预而发生。校准和控制可在设备壳体内发生。
该设备可能还能够执行板载维护。如果在校准、设备操作、诊 断测试期间或任何其他时间点检测到需要设备修理和/或维护的 状况，则设备可制定一个或多个自动化规程以执行所述维护和/或 修理。对维护的任何描述可包括修理、清洗和/或调节。例如，设 备可检测到组件松脱并可自动地绷紧该组件。设备还可检测到模 块中的洗涤剂或稀释剂水平不足，并提供添加更多洗涤剂或稀释 剂的警报，或者从另一模块调来洗涤剂或稀释剂。
系统可配置成在某些模块被移除和/或出故障之后仍继续运 行。
校准和/或维护可以定期发生。在一些实施方式中，设备校准 和/或维护可自动地以定期或不定期的间隔发生。设备校准和/或维 护可在从设备检测到一个或多个状况时发生。例如，如果一个组 件疑似出现故障时，设备可在相关的组件上运行诊断。设备校准 和/或维护可根据设备的操作者的指令而发生。设备校准和/或维护 还可根据来自外部设备的自动化指令而发生。在下一段落中简要 描述了校准和质量控制(QC)筒匣。校准筒匣的目标是支持对设 备的每一模块/检测器的定量评估和调节。例如，通过执行多个测 定步骤，测试/评价移液管、门架、离心机、相机、分光光度计、 核酸扩增模块、热控制单元和细胞计数器的功能性。可以将校准 筒匣用试剂对照运行期间作出的每一测量与设备的精确度要求进 行对比。举非限制性示例而言，针对这些结果存在通过失败结果。 如果需要重新校准，则使用所生成的数据来重新校准设备(诸如 设备传感器和移液管)。重新校准确保了每一设备都是准确的。 还可以在不引入筒匣的情况下在设备中自动执行一些QC。例如， 设备中的光源可用于周期性地对设备中的光学传感器进行质量控 制。外部设备或控件可维持针对多个设备的设备校准调度安排和/ 或设备维护调度安排。设备校准和/或维护可按基于时间的调度安 排或基于使用的调度安排而发生。例如，比其他设备使用得更频 繁的设备可得到更频繁的校准和/或维护，并且/或者反之亦然。 QC数据可随例如储存在样品处理设备或外部设备上的数据进行 索引。
在一些实施方式中，校准方案可储存在样品处理设备上，或 储存在外部设备上并从该外部设备传输到样品处理设备。在一些 实施方式中，样品处理设备可与外部设备相通信以向外部设备提 供QC数据。在一些实施方式中，外部设备可基于从样品处理设 备向该外部设备提供的QC数据，向样品处理设备发送方案或校 准指令。
在一些实施方式中，设备可定期得到校准和质量控制。包含 一个或多个硬件单元在内的每个模块可通过利用校准筒匣来周期 性地校准。该校准筒匣可包含一系列标准流体，经正确校准的系 统会对此给出已知的响应。可以读取、分析对这些标准的模块结 果，并且如有必要，则可基于其偏差或缺失来确定模块状态并对 此做出修正。校准标准可储存在设备中或作为筒匣单独引入。
在一些实施方式中，一些模块可针对环境中的任何改变而自 动修正。例如，移液管上的温度传感器可自动地触发在所需活塞 运动中的调节，以针对温度波动做出修正。一般而言，在其中具 有关于性能的反馈可供使用的模块可以对随时间推移的任何改变 做出自动修正。
在一些实施方式中，可以校准细胞计数器的输出测量，以匹 配于来自判定设备或根据需要利用其他技术的设备的结果。
在实施方式中，设备可监测其环境，包括其内部和外部环境。 在实施方式中，设备可向实验室提供设备环境信息。设备环境信 息例如包括内部温度、外部温度、内部湿度、外部湿度、时间、 组件状态、错误代码、来自内部相机的图像、来自外部相机的图 像以及其他信息。在一些实施方式中，设备可包含热传感器。在 实施方式中，内部相机可固定在内部位置处。在实施方式中，内 部相机可固定在内部位置处，并且可被配置用于旋转、扫描或以其他方式提供设备内的多个区域或区的视图。在实施方式中，内 部相机可以是可在设备内移动的；例如，内部相机可安装在设备 内的诸如移液管等可移动元件上。在实施方式中，内部相机可以 是可在设备内移动的，并且可被配置用于旋转、扫描或以其他方 式从设备内的多个位置提供设备内的区域的多个示图。在实施方 式中，外部相机可固定在外部位置处。在实施方式中，外部相机 可固定在外部位置处，并且可被配置用于旋转、扫描或以其他方 式提供设备外部区域的多个视图。在实施方式中，外部相机可以 是可在设备的外部上或其周围移动的。在实施方式中，外部相机 可以是可移动的，并且可被配置用于旋转、扫描或以其他方式从 设备的外部上或其周围的多个位置提供设备外部区域的多个视 图。
设备环境信息向实验室的传输有助于对设备的监督和控制， 包括有助于对设备动态操作的监督和控制。设备环境信息向实验 室的传输有助于维持设备的操作和控制的完整性、对设备的操作 和控制的质量控制，以及减少由设备执行的数据采集和样品处理中的变异或错误。例如，温度信息向实验室的传输有助于对设备 的监督和控制，并且有助于由实验室对设备向该实验室提供的数 据进行分析。例如，设备可具有专用温度区，并且该信息可传输 到实验室。
在实施方式中，设备可被配置用于控制设备内或设备的一部 分内的温度。设备或其部分可维持在单一恒定温度下，或在渐进 的不同选定温度下。这样的控制提高了在设备内进行的测量的再 现性，可以统一所有样品的条件或提供其规律性，并且降低测量 和数据的变异性，例如，如由多次测量或重复测量的变异系数所 测量的变异性。这样的控制还可以影响一种或多种测定中的化学 性能以及测定反应的速度/动力学。温度信息可有助于质量控制。 在实施方式中，设备可以监测温度并控制其内部温度。温度控制 可有助于质量控制。监测并控制其温度的设备可向实验室传输温 度信息；实验室可在对仪器操作的控制中、在对仪器的监督中以 及在对从仪器传输的数据的分析中使用这样的温度信息。温度控制还可用于调节利用设备执行的测定的速度。例如，可以将设备 维持在使一种或多种选定测定的速度优化的温度下(例如，在 20℃、22℃、25℃、27℃、32℃、35℃、37℃、40℃、42℃、45℃、 47℃、50℃、52℃、55℃、57℃、60℃、62℃、65℃、67℃、70℃、 72℃、75℃、77℃、80℃、82℃、85℃、87℃、90℃、92℃、95℃ 或97℃)。
在实施方式中，设备可被配置用于从设备内或设备的一部分 内获取图像。这样的图像可提供关于与设备内组件、试剂、供给 或样品相关的位置、状况、可用性或其他信息等信息，并且可提 供在对设备操作的控制中所使用的信息。这样的图像可有助于质 量控制。从设备内获取图像的设备可向实验室传输图像信息；实 验室可以在对仪器操作的控制中(可能是动态地或者实时连续地 或者实时但按选定间隔地控制)、在对仪器的监督中以及在对从 仪器传输的数据的分析中使用这样的图像信息。
设备安全性
在样品处理设备上可提供一个或多个安全特征。该设备可具 有一个或多个运动传感器，所述运动传感器可确定设备于何时改 变定向或移动。设备可能能够检测是否有人正试图打开设备。例 如，一个或多个传感器可检测是否有该设备的部分被拆开。设备 可能能够检测到设备是否跌落或翻倒。设备可能能够感测设备的 任何运动或设备附近的任何运动。例如，设备可能能够感测是否 有物体或人到达设备的一定距离内(例如，使用运动传感器、光 学传感器、热传感器和/或音频传感器)。设备可能能够确定该设 备是否未插电，或者在设备上是否发生错误。对于可能因设备篡 改而发生的动作的任何描述均可适用于任何如本文所述的其他设 备状况，并且反之亦然。使用一个或多个加速计、一个或多个振动传感器以及/或者一个或多个倾斜传感器来确定设备的快速移 动和震动。可选地，设备外部的相机可以对其周围环境进行成像 和识别，并且/或者通过视频捕捉、发出警报或仅向经验证的一个 或多个个人或设备提供访问权而为设备提供安全保障。
在一些实施方式中，如果有人试图打开设备，或者如果有人 进入设备的接近范围内，则可提供警报。在一些情况下，如果设 备壳体遭到破坏，则可提供警报。类似地，如果设备跌落、翻倒， 或者如果检测到错误，则可提供警报。设备可以包含稳定系统， 该稳定系统可选地拥有冲击吸收和抑制能力，以便例如在处于高 速行驶的车辆上移动时防止其翻倒。在一些情况下，如果设备检 测到该设备正在被打开、接近或篡改时，则设备上的相机可捕捉 设备周围环境的图像。设备可以捕捉试图打开该设备的个人的图 像。关联于设备的数据可以发送到云或外部设备。可以从设备传 输与设备篡改相关联的设备，比如篡改设备的个人的图像。与该 设备相关联的、可包括一个或多个图像的数据可以储存在设备中。 在设备不能够立即传输数据的情况下，一旦设备能够传输并且/或 者连接到网络，即可传输该数据。
设备可包括一个或多个可能能够记录和/或转播声音的麦克 风或音频检测设备。例如，如果设备被篡改，则麦克风可采集音 频信息，并且该音频信息可储存在设备上或者可从设备传输。
可选地，设备可包括一个或多个位置感测器件。例如，该设 备可在设备内具有GPS追踪器。当检测到任何对设备的篡改时， 可以从设备传输设备的位置。该位置可以传输到外部设备或云。 在一些情况下，一旦检测到篡改，即可持续广播设备的位置，或 者以一个或多个间隔或在检测到其他事件时广播。所有者或与该 设备相关联的实体可能能够跟踪设备的位置。在一些情况下，可 以提供多个位置传感器，从而即使设备被拆开，并且/或者一个或 多个位置传感器被发现和损毁，仍然有可能追跟踪设备的其他部 件。在某个特定时刻该设备不能够传输设备位置的情况下，该设 备可能能够储存设备位置，并在其一旦能够传输时传输该设备位 置。
在一些实施方式中，可将设备设计成使得其只能从内部打开， 或者设计成只从内部打开。例如，在一些实施方式中，该设备在 设备的外部没有紧固件或螺钉。任何机械紧固和/或敞开特征均可 以在设备的内部。设备可从壳体内机械锁定。壳体的外部部分可 不包括任何外部紧固/锁定机构。设备可根据来自控制器的一个或 多个指令从内部打开。例如，设备可具有一个或多个触摸屏或其 他用户界面，所述触摸屏或其他用户界面可接受来自用户的指令 以打开设备。设备可具有一个或多个通信单元，所述通信单元可 接收来自外部设备的指令以打开设备。根据所述指令，设备内的 一个或多个敞开机构可致使设备敞开。在一些情况下，设备可能 需要电力来使设备敞开。在一些情况下，设备可能仅在通电时才 能打开。备选地，当由本地储能系统或产能系统供电时，设备可 以打开。在一些情况下，设备仅在其接收到来自已被识别或认证 的用户的指令时才可打开。例如，仅有某些用户可被授予致使设 备打开的权力。
设备可具有一个或多个本地储能系统。该储能系统可允许设 备的一个或多个部分即使在该设备与外部能源相分离的情况下仍 然运行。例如，如果该设备未插电，则一个或多个储能系统可允 许设备的一个或多个部分运行。在一些情况下，储能系统可以允 许设备的所有部分运行。在其他示例中，本地储能系统可允许某 些信息从设备传输到云。本地储能系统可能足以为可以捕捉设备 周围环境和/或篡改设备的个人的一个或多个图像的相机供电。本 地储能系统可能足以为可指示设备位置的GPS或其他位置传感器 供电。本地储能系统可能足以例如在基于记录的日志方法中保存 和/或传输设备的状态，从而使该设备可以在其中止之处重新开始 或知晓需要执行哪些步骤。本地储能系统可能足以为传输单元供 电，该传输单元可将关于该设备的信息发送至云和/或外部设备。
在一个实施方式中，设备和外部控制器保持一种安全机 制——通过该安全机制，任何可物理接近设备的未经授权人员都 不能够检索测试信息和将其链接回个人，从而保护患者健康数据 的隐私。这样的一个示例是，设备捕捉用户的识别信息，将其发 送到外部设备或云，从云接收密钥并从设备擦除所有的患者信息。 在这样的场景中，如果设备向外部设备发送任何有关该患者的进 一步的数据，则其将会涉及通过已从外部设备获得的密钥来链接。
分光光度计
分光光度计可包含光源和光学传感器，并且在一些实施方式 中可以用于测量任何可通过评估测定反应的光学性质而测量的测 定。例如，分光光度计可以用于测量样品的颜色、吸光度、透射 率、荧光、光散射性质或浊度。分光光度计可以测量可见光、近 紫外光或近红外光。分光光度计可配置用于测量光的单一波长或 者波长范围。在一些实施方式中，分光光度计可以测量100-900nm 之间的波长范围，举例而言，诸如200-600nm、300-800nm、 400-800nm或200-800nm。在一些实施方式中，分光光度计可以 测量单一样品在多个不同波长上的光学性质(例如，样品在多个 波长上的吸光度)。分光光度计可配置成使得其可以将具有一个 或多个不同波长的光引导至样品并且其可以检测该样品对一个或 多个不同波长的光的透射率、反射或发射。分光光度计可例如通 过包含单色器和可调滤光器而将不同波长的光引导至样品，使得 来自光源的光可得到过滤，从而只有选定的波长或波长范围到达 样品。在一些实施方式中，使用光栅在光谱上分离透射的光，并 且由空间传感器来读取光谱分离的信号。在一些实施方式中，光 源可以是宽谱光源，诸如Xe光源、Hg-Xe光源、Hg-Ar光源。光 源可以是脉冲的或连续的，并且可以允许可调节的强度。在另一 示例中，分光光度计可包含至少两个发射具有不同峰值波长范围 的光的光源(例如，不同的LED)。分光光度计还可配置成使得 光学传感器仅检测某个波长或波长范围的光(例如，通过在传感 器前面使用滤光器)。分光光度计可以是专用的分光光度计(即， 其可被优化用于执行分光光度法读取；例如，其可以不包含无关 的硬件，诸如样品加热器)。可选地，在某些实施方式中，分光 光度计可以包括可与正在执行的光学测量配合使用的电极或电化 学检测单元。可选地，在分光光度计的其他实施方式中不排除诸 如加热单元、容槽架等其他硬件。
图74A、图74B、图74C、图74D、图74E、图74F或图74G 示出本文提供的分光光度计7400的实施方式。分光光度计7400 可以是在图7的背景下描述的分光光度计714。分光光度计7400 包括检测块7401(“块”)，该检测块具有激光二极管、滤光器、 传感器(用于检测电磁辐射)和印刷电路板。在一些情况下，分 光光度计7400包括具有一个或多个处理器的控制器。诸如但不限 于氙灯光源之类的光源位于邻接块7401的隔室7402之中。块7401 包括样品插座(或入口)端口或通道7403，其配置用于接纳第一 耗材7404或第二耗材7405。第一耗材7404是容槽，而第二耗材 是尖端。耗材7404和7405配置成通过本文所提供的各种样品处 理系统(例如，机器人)来移动、携载和操纵。容槽包括样品架。 一些实施方式可使用具有特定波长的光源。可选地，其他实施方 式不具体限制波长。
参照图74C，第一耗材7404配置用于安装在端口7403中。 第一耗材7404的单个样品架7406配置用于以直接视线或借助光 学器件放置在光源7407(例如，氙灯光源)的视线上。光从单个 的样品架传到检测器7408(例如，CCD传感器)以供检测。参照 图74D，第二耗材7405插入到端口7403中以供样品检测。来自 激光二极管7409的光被导向第二耗材7405。光继而传到滤光器 7410，其被移入发源于第二耗材7405的光的路径之中。光继而被 导向传感器7408。可以使用光学器件将来自第一耗材7404或第 二耗材7405的光导向传感器7408。
耗材7404和7405配置用于保持样品用于检测。耗材7404和 7405可在使用后丢弃。在一些情况下，分光光度计7400配置用 于一次保持一个耗材，然而在一些情况下，分光光度计7400可在 处理期间保持多个耗材。在一些情况下，可以使用非消耗性的样 品架。
在一个实施方式中，流体处理设备可用于将测定器皿转移至 分光光度计中，在其中对样品的光学特性进行测量。该特性可包 括但不限于吸光度、荧光、浊度等。分光光度计可包括一个或多 个传感器，所述传感器能够同时处理一个或多个样品。类似地， 可以同时测量一个或多个信号(吸光度、浊度等)。
分光光度计可包括PCB板，该PCB板连接至外部计算机和/ 或处理单元。备选地，该计算机可以是PCB板本身的一部分。计 算机可在来自分光光度计传感器的数据由所述板进行处理之后接 收这些数据。计算机可编程用于实时分析从板发送的数据。在一 个实施方式中，计算机分析的结果可向板提供反馈。该反馈可包 括获取时间的变化，用以计算平均值的获取数目等。在一些实施 方式中，该反馈可以用来自动校准分光光度计组件。
在一些实施方式中，分光光度计的光源和光学传感器可以彼 此共线地定向。在其他实施方式中，光学传感器与来自光源的光 路成角度(例如，成45度或90度)。与来自光源的光路成角度 的光学传感器可例如用于检测由样片散射的光或者由荧光化合物 发射的光。
现参考图74E，现在将描述分光光度计的另一实施方式。图 74E中所示的该实施方式使用不同的机构7440来从筒匣运送容 槽。该实施方式使用机构7440中的齿轮来接合形成于容槽中的齿 轮齿7442，而不是使用移液管或其他仪器来将容槽从移液管中取 出并取入检测站中。这允许将容槽7444从筒匣中移出，而无需使 用提升机构，诸如系统中的移液管、机器人或其他末端效应器， 这继而释放出该硬件以执行其他任务。如图74E中所见，可将容 槽移至检测器7446，该检测器7446可以是单一检测器或阵列检 测器。
现参考图74F和图74G，现在将描述分光光度计的又一实施 方式。图74F是基于光纤的分光光度计的俯视图，其中照明源和/ 或检测器可以与样品位置间隔开并且由光纤7460和7462连接起 来。这可以允许组件放置的更大灵活性。可选地，这还允许针对 容槽的每个样品容腔的特定照明条件，每一样品容腔7464具有多 个照明波长，或者基于从和向某些照明源和检测器提供和接收多 个波长的光的能力的其他定制照明或检测。举非限制性示例而言， 检测器可以是如该图中所示的单一检测器或者其可以是阵列检测 器。
图74G示出剖视透视图，该透视图示出向内的光通路7470 和向外的光通路7472。该实施方式示出光纤耦合器7474、准直器 7476、反光镜7478、滤光器7480、反射器7482以及用于通往检 测器的向外的光通路的光纤耦合器7484。在一个实施方式中，样 品容腔7464可以是容槽的一部分，或者可选地，其可以是被设计 用于容纳反应器皿的开口。基于光纤的分光光度计版本可以将照 明源和检测器与样品处理单元相分离。光纤可以携载来自不同位 置的光源，从而创造出共享的照明源。这在光源放置和共享方面 提供更大的灵活性。
关于彩色条带和容槽处理，分光光度计可配置用于接纳单个 容槽、多个容槽或者在其中具有多个反应容腔或反应器皿的单个 容槽。通过移液管对容槽进行定位可以是通过集中移液管的方式， 并且如图93中所见，容槽的读取窗口位于集中固定器的每个侧面上。可选地，如图92中所见，移液管可以位于每个末端上或其附 近。可选地，固定器可以仅位于一个末端上。如果容槽在该容槽 上具有大量的器皿，特别是如果多个器皿可被同时读取，则这还 可改善用于样品制备的时间。可选地，一些实施方式可以脱开移 液管、机器人或末端效应器，以将容槽卸放在检测站处用于检测。 在该读取或检测时间期间，诸如但不限于移液管、机器人或末端 效应器等样品处理器件可以在返回以取回容槽之前执行其他任 务。应当理解，容槽和/或检测站可具有诸如但不限于凸缘、边缘、 支腿或支座等结构特征，所述结构特征允许容槽保持竖直或处于 其他稳定的配置中，以允许在由样品处理系统卸放之后发生分析 物检测。
可选地，可以存在这样的容槽：其配置成在检测器处断开并 且具有诸如但不限于凸棱、脊、凸缘、手状物或其他特征等特征， 以在容槽处于检测器中时对其加以稳定。分光光度计可具有被塑 形用于接纳这种类型的容槽的接收区。系统还可配置用于接纳单 个容槽或者具有能够以循序的、非同时的方式加载有其他样品器 皿的容槽，以提供调度安排的更大灵活性。
光纤还可提供多通道配置，以支持更大的激发范围和检测器 配置。光纤还可允许在容槽中的多重内反射，该容槽被设计成使 得该多重内反射路径将路径长度延伸到该容槽的物理几何路径长 度之外。一些实施方式可具有容槽的这样的侧壁：所述侧壁具有 凸形的内壁表面，使得器皿致使进入其中的光发生反射。
测定
受体结合测定
受体：
在一些实施方式中，分析站被配置为进行基于受体的分析。 通常，基于受体的分析包括检测在两个结合配偶体—分析物受体 和分析物之间的相互作用。通常，在一对给定的结合配偶体中的 一个是已知的(分析物受体)而另一个进行检测(分析物)的基 础上区分在这对结合配偶体中的分析物受体和分析物。同样地， 在其他实施方式中，本文所述的典型的分析物受体可作为分析物 被检测，在另外的实施方式中，如本文所述的典型的分析物可作 为分析物受体用于检测各自的结合配偶体。在一些实施方式中， 分析物受体、分析物或两者都包含蛋白质。分析物受体包括但不 限于：天然的或合成的蛋白质、细胞受体蛋白质、抗体、酶、多 肽、多核苷酸(例如，核酸探针、引物和适体)、脂质、有机或 无机小分子、抗原(例如，用于抗体检测)、金属结合配体，和 任何对目标分析物具有结合亲和力的其他天然的或合成的分子。 在一些实施方式中，分析物受体对分析物的结合亲和力为KD小于约5×10-6M、1×10-6M、5×10-7M、1×10-7M、5×10-8M、1×10-8M、 5×10-9M、1×1w-9M、5×10- 10M、1×10-10M、5×10-11M、1×10-11M或 更低。在一些实施方式中，本文所述的分析物受体(例如，抗体) 可被提供在例如本文提供的筒匣或测定站中的测定单元、试剂单 元、器皿、尖端或容器中。分析物受体能够以各种形式(例如包 括冻干、凝胶或液体形式)来提供。
在一些实施方式中，分析物受体为包含识别结构的肽，该识 别结构与诸如蛋白质的分析物上的目标结构结合。各种识别结构 是本领域公知的，且可使用本领域已知的方法进行制备，包括通 过噬菌体展示文库(参见，例如，Gururaja等(2000)Chem.Biol. 7：515-27；Houimel等，(2001)Eur.J.Immunol.31：3535-45； Cochran等(2001)J.Am.Chem.Soc.123：625-32；Houimel等 (2001)Int.J.Cancer 92：748-55，各自通过引用并入本文)。各种识 别结构均为本领域已知的(参见，例如，Cochran等，(2001)J.Am.Chem.Soc.123：625-32；Boer等，(2002)Blood 100：467-73；Gualillo 等，(2002)Mol.CellEndocrinol.190：83-9，各自特此通过引用并 入本文)，包括例如用于生成识别结构(例如对蛋白质上的目标结 构具有亲和力的聚合物)的组合化学方法(参见，例如，Barn等，(2001)J.Comb.Chem.3：534-41；Ju等，(1999)Biotechnol. 64：232-9，各自特此通过引用并入本文)。
在一些实施方式中，分析物受体为肽、多肽、寡肽或蛋白质。 所述肽、多肽、寡肽或蛋白质可以由天然存在的氨基酸和肽键或 合成的拟肽结构组成。因此，如本文所用的“氨基酸”或“肽残 基”包括天然存在的和合成的氨基酸二者。例如，高苯丙氨酸、 瓜氨酸和正亮氨酸被认为是用于本发明的氨基酸。侧链可以是(S) 或(R)构型。在一些实施方式中，氨基酸为(S)或L-构型。如 果使用非天然存在的侧链，可使用非氨基酸的取代基，例如以防止或延缓体内降解。可以合成，或在一些情况下重组制备含有非 天然存在的氨基酸的蛋白质；参见，例如，van Hest等，FEBS Lett 428：(1-2)68-701998年5月22日和Tang等，Abstr.Pap AM.Chem. S218：U138第2部分1999年8月22日，这两篇都特此通过引用 并入本文。
在一些实施方式中，分析物受体是细胞信号传导分子，其为 信号传导途径的一部分，如受体蛋白质。受体蛋白质可以是膜相 关蛋白质(例如，细胞外膜蛋白、细胞内膜蛋白、内在膜蛋白或 瞬变膜相关蛋白)、胞质蛋白质、伴侣蛋白质或与一个或多个细 胞器相关的蛋白质(例如核蛋白、核包膜蛋白、线粒体蛋白质、 高尔基体和其他转运蛋白、内体蛋白质、溶酶体蛋白质等)。受 体蛋白质的例子包括但不限于：激素受体，类固醇受体，细胞因 子受体，如IL1-α、IL-β、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、 IL-8、IL-9、IL-10、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21、CCR5、CCR7、 CCR-1-10、CCL20，趋化因子受体，如CXCR4，粘附受体和生长 因子受体，包括但不限于，PDGF-R(血小板衍生生长因子受体)、 EGF-R(表皮生长因子受体)、VEGF-R(血管内皮生长因子)、 uPAR(尿激酶纤溶酶原激活物受体)、ACHR(乙酰胆碱受体)、IgE-R(免疫球蛋白E受体)、雌激素受体、甲状腺激素受体、 CD3(T细胞受体复合物)、BCR(B细胞受体复合物)、CD4、 CD28、CD80、CD86、CD54、CD102、CD50、ICAMs(例如ICAMs 1、2和3)，阿片受体(mu和kappa)、FC受体、5-羟色胺受体 (5-HT、5-HT6、5-HT7)、β-肾上腺素能受体、胰岛素受体、瘦 素受体、TNF受体(组织坏死因子)、他汀类受体、FAS受体、 BAFF受体、FLT3配体受体、GMCSF受体和纤连蛋白受体。受 体蛋白质的其他实例包括整合素家族的受体。整合素受体家族的 成员作为由各种α和β亚基组成的异二聚体起作用，并介导细胞 的细胞骨架和细胞外基质之间的相互作用(综述于Giancotti和 Ruoslahti，Science 285，1999年8月13日)。α和β亚基的不同 的组合产生了广泛的配体特异性，细胞类型特异性因子的存在可 以进一步提高所述配体特异性。已知整合素聚簇可激活大量细胞 内途径，例如RAS、Rab、MAP激酶途径和PI3激酶途径。在一 些实施方式中，分析物受体是由选自以下整合素的β整合素和α 整合素组成的异二聚体：β1、β2、β3、β4、β5、β6、α1、α2、α3、α4、 α5和α6，或是MAC-1(β2和CD11b)或αVβ3。受体蛋白质可能 是一个或多个细胞信号传导途径的成员，包括但不限于MAP激 酶、PI3K/Akt、NFkB、WNT、RAS/RAF/MEK/ERK、JNK/ SAPK、p38MARK、Src家族激酶、JAK/STAT和/或PKC信号传 导途径。
在一些实施方式中，分析物受体为抗体，且基于受体的分析 被称为是以一种或多种抗原作为分析物的免疫分析。备选地，免 疫分析可包括使用抗原作为分析物受体，以便检测作为分析物的 目标抗体的存在。
在一些实施方式中，免疫测定可以是酶联免疫吸附测定 (“ELISA”)。例如，可以在由设备或者在尖端/器皿中的微珠上 根据本文公开的方法进行的ELISA中使用具有粘附抗体或靶抗原 的尖端。
进行ELISA通常涉及至少一种能够结合感兴趣的抗原(即， 指示出流感病毒感染的分析物)的抗体。包含或疑似包含感兴趣 的抗原的样品非特异性地(例如，经由吸附到表面)或者特异性 地(例如，在“夹心”ELISA中，经由被对相同抗原具有特异性的 另一抗体的捕捉)固定在支撑物(例如，具有用于固定的表面的 尖端或其他支撑物)上。在固定抗原之后添加检测抗体，从而与 抗原形成复合物。检测抗体可与酶偶联，或者其本身可由转而与酶偶联的第二抗体检测。在添加针对偶联的酶的底物时，生成指 示出样品中抗原的存在和/或量的可检测信号。底物的选择将取决 于偶联的酶。合适的底物包括荧光底物和发色底物。关于可被修 改以增加检测到的信号的参数以及本领域已知的ELISA的其他变 化，本领域技术人员将会是熟知的。
在一些ELISA中，固相捕获表面可包括附接的第一抗体，样 品(例如，稀释的血液、血浆或生物标本)可以添加到该第一抗 体。如果存在，样品中的分析物可以与第一抗体结合并且固定。 可以添加酶试剂，包括例如与酶(例如，碱性磷酸酶或辣根过氧 化物酶)偶联或缀合的抗体，该酶产生可检测的产物或者可以其 他方式检测到。如果酶试剂的抗体部分可以与分析物结合，则该 酶试剂也固定在捕捉表面上。添加酶的底物可导致一种产物，该产物产生效应，例如，可测量和标绘的光。以这种方式，可以测 量样品中存在的分析物的量。
因此，举例而言，可使用本文公开的设备、系统或方法进行 的示例性ELISA包括在其上固定第一抗体的固相捕捉表面(例如， 尖端)。第一抗体对测试抗原是特异性的(例如，对诸如胆固醇 等目标血液分析物具有特异性或者对例如感兴趣的病毒外壳上的 神经氨酸酶或者其他抗原具有特异性的抗体)。如果在暴露于表 面上固定的抗体的测试样品(例如，全血、血浆或血清)中存在 测试抗原，则该测试抗原可固定(捕获)在捕获表面上。添加与 第一抗体相结合的第二标记的抗体(例如，其中第一抗体是包括 Fc部分的绵羊抗体，第二抗体可以是针对绵羊Fc并且用碱性磷 酸酶标记的抗体)允许检测并量化样品中抗原的量。与基底结合 的第一抗体不会由于第二抗体的添加而被洗掉。例如，通过提供 与第二抗体偶联的酶的底物，从而导致产生可被检测和测量的有 色的、荧光的、发光的(例如，化学发光的)或以其他方式可检 测的化合物，可以实现这样的检测和量化。
备选地，在使血液样品与具有固定的、针对第一抗原的第一 抗体(以及可选地，用催化产生第一可检测化合物的反应的酶标 记)的表面相接触之后，可以添加针对第二抗原并且用可产生第 二可检测化合物的第二酶标记的第二抗体。与基底结合的第一抗 体不会由于第二抗体的添加而被洗掉，并且可通过为由连接到第 一抗体的酶产生第一可检测产物提供底物和适当的反应条件而被 检测到。捕获表面上第二标记的抗体的结合和后续检测指示出测 试样品中第一和第二测试抗原二者的存在。由连接到抗体的酶产 生的第一和第二可检测化合物都可通过任何期望的手段来检测， 包括检测荧光、发光、化学发光、吸光度、比色法或其他用于检 测因附着的酶而发生的酶反应的产物的手段。
在一些实施方式中，光电倍增管、电荷耦合器件、光电二极 管、相机、分光光度计以及其他组件和设备可用于测量在进行 ELISA期间发射或影响的光。例如，在对样品进行ELISA期间检 测到的光的量(例如，表示为相对光单位，或者发光度的其他测 量值)可以与标准曲线(例如，为特定测定、设备、筒匣或试剂 准备的校准曲线)进行比较，以计算样品中目标分析物的浓度。 在一些实施方式中，本文所述的任何抗体(包括针对本文所述的 抗原和病原体的抗体)可以与ELISA一起使用或者可选地在夹心 免疫测定中使用。
例如，ELISA还可用于竞争性结合实验中，其中可通过添加 已知量的标记的分析物并且测量分析物的结合而测量溶液中分析 物的浓度。样品分析物(其不包括标记物)的增加的浓度干扰(“竞 争”)标记的分析物的结合，从而允许计算样品中分析物的量。
例如，竞争性ELISA实验可用于确定抗体或抗体片段对其靶 标的结合特性。在这样的实验中，目标分析物存在于溶液中或者 结合到基底(例如，尖端、微珠、微量滴定板)上。生物素化的 抗体或抗体片段可以在链霉亲和素连接的碱性磷酸酶的存在下与 已知浓度的靶标预先温育。在经历温育的时间之后，可使抗体或 抗体片段与其靶标结合，并且洗掉未结合的靶标。可以使用碱性 磷酸酶化学发光底物来获得信号，并且使用如本文公开的设备或 单独的发光计、分光光度计或其他设备来读取信号。除了该溶液 不含未标记的靶标以外在其他方面与测试条件相同的试验条件可 以用作基线测量以作为对照。对其获得最大响应值的50％时的未 标记的靶标的浓度可称为Kd。
本文所用的术语“抗体”是指免疫球蛋白分子和免疫球蛋白分 子的免疫活性部分，即，包含特异性结合抗原(与抗原发生“免疫 反应”)的抗原结合单元(“Abu”或复数“Abus”)的分子。在结构 上，最简单的天然存在的抗体(例如，IgG)包括4条多肽链-两 个重(H)链和两个轻(L)链，链间通过二硫键连接。免疫球蛋 白代表一个大家族的分子，其包括几种类型的分子，例如IGD、 IgG、IgA、IgM和IgE。术语“免疫球蛋白分子”包括，例如，杂合抗体或改变的抗体，及其片段。基于其分子结构的类型，抗原结 合单元可大致分为“单链”(“Sc”)和“非单链”(“Nsc”)型。
术语“抗体”和“抗原结合单元”还包括免疫球蛋白分子及其片 段，其可以是人、非人(脊椎动物或无脊椎动物来源的)、嵌合 体或人源化的。嵌合抗体和人源化抗体的概念的描述请参阅Clark 等，2000年及其中所引用的参考文献(Clark，(2000)Immunol. Today21：397-402)。嵌合抗体包括可操作地连接到人抗体的恒定 区的非人抗体的可变区，例如小鼠或大鼠来源的VH和VL结构 域(参见例如美国专利号4,816,567)。在一些实施方式中，本发 明的抗体是人源化的。本文所用的“人源化”抗体是指包含人框架 区(FR)和来自非人(通常是小鼠或大鼠)抗体的一个或多个互补 决定区(CDR)的抗体。提供CDR的非人抗体被称为“供体”，而提 供框架的人免疫球蛋白称为“受体”。人源化主要依靠将供体CDR 移植到受体(人)VL和VH框架上(Winter，美国专利号5,225,539)。 这种策略被称为“CDR移植”。常常需要所选受体框架残基“回复突 变”为相应的供体残基来重新获得在初始移植构建体中失去的亲 和力(美国专利号5,530,101；美国专利号5,585,089；美国专利号 5,693,761；美国专利号5,693,762；美国专利号6,180,370；美国专 利号5,859,205；美国专利号5,821,337；美国专利号6,054,297； 美国专利号6,407,213)。人源化抗体最好也将包含免疫球蛋白恒 定区的至少一部分，通常是人免疫球蛋白恒定区的至少一部分， 因此一般包含人Fc区。非人类抗体的人源化方法是本领域中公知 的，基本上可以按照Winter及其同事的方法进行(Jones等，1986，Nature 321：522-525；Riechmann等，1988，Nature332：323-329；Verhoeyen等，1988，Science，239：1534-1536)。人源化鼠单克隆 抗体的其他例子在本领域中也是已知的，例如抗体结合人蛋白C (O′Connor等，1998，Protein Eng11：321-8)、白细胞介素2受体 (Queen等，1989，Proc Natl Acad Sci，USA86：10029-33)和人表 皮生长因子受体2(Carter等，1992年，Proc Natl Acad Sci，USA 89：4285-9)。在一个替代实施方式中，本发明的抗体可以是完全人 抗体，即该抗体的序列完全是或基本上是人的序列。用于生成完全人抗体的许多方法在本领域中是已知的，包括使用转基因小鼠 (Bruggemann等，1997，Curr Opin Biotechnol 8：455-458)或人抗体 文库加上选择方法(Griffiths等，1998，Curr Opin Biotechnol 9：102-108)。此外，人源化抗体可包含在接受抗体和引入的CDR 或框架序列中都未发现的残基。进行这些修饰以进一步完善和优 化抗体的性能并最小化引入人体时的免疫原性。
“非单链抗原结合单元”(“Nsc Abus”)是含有轻链多肽和重链 多肽的异多聚体。Nsc Abus的实例包括但不限于：(i)通过异源 二聚化序列稳定的ccFv片段；(ii)包含至少一个ccFv片段的任 何其他单价和多价分子；(iii)由VL、VH、CL和CH1结构域 组成的Fab片段；(iv)由VH和CH1结构域组成的Fd片段；(v) 由抗体的一个臂的VL和VH结构域组成的Fv片段；(vi)F(ab′) 2片段，即包含在铰链区由二硫键连接的两个Fab片段的二价片 段；(vii)双体抗体；及(viii)在Little等，(2000)Immunology Today或在美国专利号7429652中所描述的任何其他Nsc Abus。
如上所述，Nsc Abus可以是“单价”或“多价”的。前者每个抗 原结合单元具有一个结合位点，而后者包含能够结合一个以上相 同或不同种类的抗原的多个结合位点。根据结合位点的数目，Nsc Abus可以是二价的(具有两个抗原结合位点)、三价的(具有三 个抗原结合位点)、四价的(具有四个抗原结合位点)等等。
多价Nsc Abus可以基于它们的结合特异性进一步分类。“单 特异性”Nsc Abus是能够结合一种或多种同类抗原的分子。“多特 异性”Nsc Abus是对至少两种不同的抗原具有结合特异性的分子。 虽然这样的分子通常将只结合两种不同的抗原(即双特异性Abus)，但是当在本文中使用时，该表述也包括具有额外的特异 性的抗体，如三特异性抗体。双特异性抗原结合单元的实例包括 有一个臂针对肿瘤细胞抗原而另一个臂针对细胞毒性触发分子的 抗原结合单元，如抗CD3/抗恶性B-细胞(1D10)、抗CD3/抗p185 HER2、抗CD3/抗p97、抗CD3/抗肾细胞癌、抗CD3/抗OVCAR-3、 抗CD3/L-D1(抗结肠癌)、抗CD3/抗黑素细胞刺激激素类似物、 抗FcγRI/抗CD15、抗p185 HER2/FcγRIII(CD16)、抗EGF受 体/抗CD3、抗CD3/抗CAMA1、抗CD3/抗CD19、抗 CD3/MoV18、抗FcγR/抗HIV；用于体外或体内肿瘤检测的双特 异性Abus，例如抗CEA/抗EOTUBE、抗CEA/抗DPTA、抗-p185 HER2/抗半抗原；作为疫苗佐剂的BsAbs(参见Fanger等，同上)； 和作为诊断工具的双特异性Abus，例如抗兔IgG/抗铁蛋白、抗- 辣根过氧化物酶(HRP)/抗激素、抗生长素抑制素/抗P物质、抗 神经细胞粘附分子(NCAM)/抗CD3、抗叶酸结合蛋白(FBP)/ 抗CD3、抗泛癌相关抗原(AMOC-31)/抗CD3；有一个臂特异 性结合肿瘤抗原而一个臂结合毒素的双特异性Abus，如抗皂草素 /抗-Id-1、抗CD22/抗皂草素、抗CD7/抗皂草素、抗CD38/抗皂 草素、抗CEA/抗蓖麻毒素A链、抗干扰素-α(IFN-α)/抗杂交瘤 独特型、抗CEA/抗长春花生物碱；用于转化酶激活的前药的BsAbs，如抗CD30/抗碱性磷酸酶(其催化磷酸丝裂霉素前药转化 为丝裂霉素醇)；可以用作纤维蛋白溶解剂的双特异性Abus，如 抗纤维蛋白/抗组织纤溶酶原激活物(tPA)，抗纤维蛋白/抗尿激 酶型纤溶酶原激活物(uPA)；用于将免疫复合物靶向至细胞表 面受体的双特异性抗原结合单元，例如抗低密度脂蛋白(LDL)/ 抗Fc受体(例如，FcγRI、FcγRII或FcγRIII)；用于传染病的治 疗的双特异性Abus，如抗CD3/抗单纯疱疹病毒(HSV)、抗-T- 细胞受体：CD3复合物/抗流感、抗HRP/抗FITC、抗CEA/抗-β- 牛乳糖苷酶(参见Nolan等，同上)。三特异性抗体的实例包括 抗CD3/抗CD4/抗CD37、抗CD3/抗CD5/抗CD31和抗CD3/抗 CD8/抗CD37。
“单链抗原结合单元”(“Sc Abu”)是指单体Abu。尽管Fv片 段的两个域由单独的基因编码，但是可以制得一个合成接头，使 它们能够成为蛋白质单链(即单链Fv(“scFv”)，如Bird等(1998) Science 242：423-426和Huston等，1988)PNAS 85：5879-5883)BYRECOMBINANT METHODS中所述。其他Sc Abus包括通过异 源二聚化序列稳定的抗原结合分子，和dAb片段(Ward等，(1989) Nature 341：544-546)，dAb片段由VH结构域和一个分离的互补性 决定区(CDR)组成。连接肽的一个例子是四个甘氨酸后跟一个丝 氨酸的序列，对于15个氨基酸的总长度，这5个氨基酸的序列重 复出现两次，该连接肽在一个V区的羧基末端和另一个V区的氨 基末端之间桥连约3.5纳米。也可以使用其他连接序列，并且它 们可以提供额外的功能，例如用于连接药物或固体支持物的工具。 优选的单链抗原结合单元包含连接在一起并通过一对异源二聚化 序列得到稳定化的VL和VH区。scFv可以以任何顺序进行组装， 例如，VH-(第一异源二聚化序列)-(第二异源二聚化序列)-VL， 或VL-(第一异源二聚化序列)-(第二异源二聚化序列)-VH。 如果一种抗体或Abu与抗原结合的亲和力或亲合力大于它与包括 多肽或其他物质的其他参考抗原结合的亲和力或亲合力，则该抗 体或Abu与该抗原“特异性结合”或发生“免疫反应”。
在一些实施方式中，分析物受体是酶且目标分析物为该酶的 底物，或者分析物受体是酶的底物且分析物为作用于该底物的酶， 从而通过酶对底物的活性，例如通过产生可检测到的产物来实现 检测。许多在对各种底物的活性的检测中有用的或通过对各种底 物的活性可检测的酶在本领域中是已知的，并且包括但不限于， 蛋白酶、磷酸酶、过氧化物酶、硫酸酯酶、肽酶、糖苷酶、水解 酶、氧化还原酶、裂解酶、转移酶、异构酶、连接酶和合酶。特 别感兴趣的是有生理学意义的类别的酶。这些酶包括但不限于， 蛋白激酶、肽酶、酯酶、蛋白质磷酸酶、异构酶、糖基化酶、合 成酶、蛋白酶、脱氢酶、氧化酶、还原酶、甲基化酶等。感兴趣 的酶还包括参与生成或水解酯类(有机和无机均可)、糖基化和 水解酰胺的酶。任何类别均可以进一步细分，如在激酶中，其中 激酶对于肽和蛋白质中的丝氨酸、苏氨酸和/或酪氨酸残基的磷酸 化可能是特异性的。因此，酶可以是，例如，来自激酶的不同功 能组的激酶，包括环状核苷酸调节的蛋白激酶、蛋白激酶C、 Ca2+/CaM调节的激酶、细胞周期蛋白依赖性激酶、ERK/MAP 激酶和蛋白质酪氨酸激酶。激酶可能是信号传导途径中有效地磷酸化寡肽底物的蛋白质激酶，如ERK激酶、S6激酶、IR激酶、 P38激酶和AbI激酶。对于这些激酶，底物可以包括寡肽底物。 其他感兴趣的激酶可包括，例如，Src激酶、JNK、MAP激酶、 细胞周期蛋白依赖性激酶、P53激酶、血小板衍生生长因子受体、 表皮生长因子受体和MEK。
尤其是，用于本发明中的酶包括任何表现出酶活性的蛋白质， 例如，脂肪酶、磷脂酶、硫酸脂酶、脲酶、肽酶、蛋白酶和酯酶， 包括酸性磷酸酶、葡萄糖苷酶、葡萄糖醛酸酶、半乳糖苷酶、羧 酸酯酶和萤光素酶。在一个实施方式中，所述酶之一是水解酶。 在另一个实施方式中，所述酶中的至少两种是水解酶。水解酶的 实例包括：碱性和酸性磷酸酶、酯酶、脱羧酶、磷脂酶D、P-木 糖苷酶、β-D-岩藻糖苷酶、硫葡萄糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、α-D- 半乳糖苷酶、α-D-葡萄糖苷酶、β-D-葡萄糖苷酶、β-D-葡萄糖醛 酸酶、α-D-甘露糖苷酶、β-D-甘露糖苷酶、β-D-呋喃果糖苷酶和 β-D-葡糖苷酸酶(β-D-glucosiduronase)。在一些实施方式中，酶 的产物直接在反应中产生可检测的特征(例如颜色、浊度、光波 长的吸光度、荧光、化学发光、电导或温度的变化)。在一些实 施方式中，酶的产物通过结合具有可检测标记的第二分析物受体 而间接地检测。
在一些实施方式中，用于检测分析物的分析物受体为适体。 适体可以位于微珠或其他表面上，如微阵列型表面上。术语“适体” 用来指由于其特异性结合一种或多种目标分析物的能力而被选择 的肽、核酸或其组合。肽适体为亲和性试剂，通常包含在支架蛋 白的表面上展示的一个或多个可变环结构域。核酸适体是特异性 结合的寡核苷酸，是能够选择性地与预定目标分析物形成复合物 的寡核苷酸。这种复合是目标特异性的，意思是其他材料，例如 可能伴随着目标分析物的其他分析物，不会以同样大的亲和力与 该适体复合。一般认为，复合和亲和力只是程度的问题；然而， 在本文中“目标特异性的”意味着适体与目标结合的亲和力程度远 高于它与污染材料的结合。因此，特异性在本文中的含义类似于例如用于抗体的特异性的含义。适体可以通过任何已知的方法制 备，包括合成、重组和纯化方法。另外，术语“适体”还包括“二级 适体”，其含有从两个或更多已知的适体与给定的目标相比较而获 得的共有序列。
通常，核酸适体的长度是约9个至约35个核苷酸。在一些实 施方式中，核酸适体的长度至少为4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、 70、80、90、100个或更多个核酸。虽然适体的寡核苷酸一般是 单链或双链的，但可以预期适体有时可以呈现三链或四链结构。 在一些实施方式中，核酸适体是环状的，如在US20050176940中。 适体的特异性结合寡核苷酸应包含序列赋予的特异性，但可能会 延伸有侧翼区和以其他方式被衍生或修饰。可以分离发现与目标 分析物结合的适体，测序，然后再合成为常规的DNA或RNA部 分，或可能是修饰的寡聚体。这些修饰包括但不限于引入：(1) 修饰的或类似形式的糖(例如，核糖和脱氧核糖)；(2)替代的 连接基团；或(3)嘌呤和嘧啶碱基的类似形式。
核酸适体可包括DNA、RNA、官能化或修饰的核酸碱基、核 酸类似物、修饰或替代骨架化学实体或它们的组合。适体的寡核 苷酸可包含常规碱基腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶或尿苷。 引入嘌呤和嘧啶的类似形式的合成适体包括在术语适体内。嘌呤 和嘧啶的“类似”形式是在本领域中通常已知的那些，其中有许多 被用作化学治疗剂。嘌呤和嘧啶的类似形式(即碱基类似物)的 非限制性实例包括吖丙啶基胞嘧啶、4-乙酰胞嘧啶、5-氟尿嘧啶、 5-溴尿嘧啶、5-羧甲基氨基甲基-2-硫尿嘧啶、5-羧甲基-氨基甲基 尿嘧啶、肌苷、N6-异戊烯腺嘌呤、1-甲基腺嘌呤、1-甲基假尿嘧 啶、1-甲基鸟嘌呤、1-甲基肌苷、2，2-二甲基鸟嘌呤、2-甲基腺嘌 呤、2-甲基鸟嘌呤、3-甲基胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、N6-甲基腺嘌 呤、7-甲基鸟嘌呤、5-甲基氨甲基尿嘧啶、5-甲氧基氨基甲基-2- 硫尿嘧啶、β-D-甘露糖基辫苷、5-甲氧基尿嘧啶、2-甲基-硫代-N6- 戊烯腺嘌呤、尿嘧啶-5-氧基乙酸甲酯、假尿嘧啶、辫苷 (queuosine)、2-巯基胞嘧啶、5-甲基-2-巯基尿嘧啶、2-巯基尿 嘧啶、4-巯基尿嘧啶、5-甲基尿嘧啶、尿嘧啶-5-氧乙酸、5-戊炔 基尿嘧啶和2，6-二氨基嘌呤。在脱氧核糖核酸中使用尿嘧啶(以 下简称为“dU”)作为胸腺嘧啶的取代碱基在本发明中被认为是嘧 啶的“类似”形式。
适体的寡核苷酸可以含有在本领域中已知的核糖或脱氧核糖 的类似形式，包括但不限于2′取代的糖，例如2′-O-甲基-核糖、2′-O- 烯丙基-核糖、2′氟-核糖或2′-迭氮基-核糖、碳环糖类似物、α-异 头糖、差向异构的糖如阿拉伯糖、木糖或来苏糖、吡喃糖、呋喃糖、景天庚酮糖、锁定核酸(LNA)、肽核酸(PNA)、无环类 似物和脱碱基核苷类似物如甲基核苷。
适体也可包括其合成中的中间体。例如，任何通常存在的羟 基可以用膦酸基团、磷酸基团取代，经由标准保护基保护，或活 化以准备与其他的核苷酸或底物的额外连接。5′末端的OH通常是 游离的，但可被磷酸化；在3′末端的OH取代基也可被磷酸化。 羟基也可以衍生为标准保护基。一个或多个磷酸二酯键可以用替 代连接基团取代。这些替代连接基团包括但不限于如下实施方式， 其中P(O)O被替换为P(O)S(“硫代磷酸酯”)、P(S)S(“二 硫代磷酸酯”)、P(O)NR2(“氨基磷酸酯”)、P(O)R、P(O) OR′、CO或CH 2(“formacetal”)，其中每个R或R′独立地是H 或取代的或未取代的烷基(1-20C)，可选地含有醚键(-O-)、 芳基、烯基、环烷基、环烯基或芳烷基。
用于本发明的适体的一个具体的实施方式是以如在美国专利 号5,270,163和5,475,096中所公开的RNA适体为基础的，所述专 利通过引用并入本文。上述专利公开了SELEX方法，其涉及使用 相同的一般选择方案，从候选寡核苷酸的混合物中选择和结合、分离和扩增的逐步重复，以实现结合亲和力和选择性的几乎任何 所需标准。从优选含有随机化序列的片段的核酸混合物开始， SELEX方法包括以下步骤：在有利于结合的条件下将混合物与目 标如目标分析物接触，将未结合的核酸从已与目标分子特异性结 合的那些核酸中分离，解离核酸-目标复合物，扩增从核酸-目标 复合物中解离的核酸以得到配体富集的核酸混合物，然后重复结 合、分离、解离和扩增的步骤所需的多个循环，以产生对目标分子具有高度特异性、高亲和力的核酸配体。在一些实施方式中， 采用负筛选，其中将多个适体暴露于分析物或在待分析的样品中 可能与目标分析物同时出现的其他材料，且仅保留未结合的适体。
SELEX方法包括高亲和力的含有修饰核苷酸的核酸配体的 识别，该修饰核苷酸对配体赋予改进的特性，如提高的体内稳定 性或改善的递送特性。这样的修饰的实例包括在核糖和/或磷酸和 /或碱基位置上的化学取代。在一些实施方式中，两个或更多的适 体连接形成一个多价的适体分子。多价适体分子可以包含适体的 多个拷贝，每个拷贝针对相同的分析物，两个或更多个不同的适 体针对不同的分析物，或这些的组合。
分析物受体可用于在本文所述的任何检测方案中检测分析 物。在一个实施方式中，分析物受体共价地或非共价地偶联在底 物上。分析物受体可以偶联在其上的底物的非限制性的实例包括 微阵列、微珠、移液管尖端、样品转移装置、容槽、毛细管或其 他试管、反应室或任何可与本检测系统兼容的其他合适的形式。 生物芯片微阵列的生产可以采用各种半导体制造技术，如固相化 学、组合化学、分子生物学和机器人技术。一种通常使用的方法 是用于在一个芯片上生产含有数百万个分析物受体的微阵列的光 刻制造工艺。备选地，如果预先合成分析物受体，可以通过使用 诸如微通道泵送、“喷墨”点印、模板冲压或光致交联等技术将它 们连接到阵列表面。一个示例性的光刻工艺开始于用光敏化合物 涂覆石英晶片，以防止在石英晶片和产生的DNA探针的第一核苷 酸之间发生偶联。光刻掩模用来阻止或允许光透射到晶片表面的 特定位置上。该表面然后与可能含有腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶 或鸟嘌呤的溶液接触，且只在玻璃上已通过照明脱保护的那些区 域发生偶联。偶联的核苷酸具有光敏保护基，使该循环可以重复。 以这种方式，通过重复脱保护和偶联的循环，在合成探针的同时 创建了微阵列。该过程可重复直到探针达到其全长。市售的阵列 通常制造为每个阵列超过130万个独特特征的密度。根据实验的 要求和每个阵列所需的探针的数目，每个晶片可以切成数十或数 百个的单个阵列。
也可以使用其他方法来产生附着有分析物受体的涂覆的固体 表面。涂覆的固体表面可以是Langmuir-Bodgett膜、功能化的玻 璃、锗、硅、PTFE、聚苯乙烯、砷化镓、金、银、膜、尼龙、PVP、 聚合物塑料或本领域中已知的、能够在其表面上引入诸如氨基、 羧基、Diels-Alder反应物、巯基或羟基等官能团的任何其他材料。 然后这些基团可以共价连接到交联剂，使得随后分析物受体和目 标分析物结合将发生在溶液中而没有来自生物芯片的阻碍。典型 的交联基团包括乙二醇低聚物、二胺和氨基酸。备选地，可以使 用酶促过程，如在美国专利公开号US20100240544中所述，将分 析物受体偶联到阵列上。
在一些实施方式中，分析物受体偶联到微珠的表面上。用于 偶联分析物受体如寡核苷酸的微珠在本领域中是已知的，并且包 括磁性和非磁性珠。微珠可以用1、2、3、4、5、6、7、8、9、 10种或更多的染料进行标记，以方便微珠的编码和与之连接的分 析物受体的识别。微珠的编码可用于在一个阵列中区分至少10、 50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、 2000、5000种或更多种不同的微珠，每个微珠对应于对不同分析 物具有特异性的不同的分析物受体。
在一些实施方式中，分析物受体偶联到反应室例如尖端的表 面上。例如，尖端的内表面可用对单一分析物具有特异性的分析 物受体进行涂覆。备选地，尖端的内表面可用对不同分析物具有 特异性的两种或更多种分析物受体进行涂覆。当两种或更多种不 同的分析物受体被偶联到相同的尖端内表面时，每种不同的分析 物受体可偶联在不同的已知位置，例如沿着尖端的轴在不同的位 置形成不同排列的环或带。在这种情况下，通过吸取样品到尖端 并使包含在样品中的分析物与沿着尖端涂覆在连续位置的分析物 受体结合，可在相同的样品中分析多种不同的分析物。然后可以 如本文所述使结合事件可视化，条带图案中每个条带的位置对应 于特定已知的分析物。
分析物：
分析物受体可用作诊断和预后试剂、用作发现新型治疗的试 剂、用作监测个体中药物反应的试剂以及用作发现新治疗靶点的 试剂。分析物受体可用于检测一种或多种目标分析物。术语“分析 物”是指任何类型的生物分子，包括，例如，简单的中间代谢物、 糖类、脂质和激素以及诸如复杂的碳水化合物、磷脂、核酸(例 如。DNA、RNA、mRNA、miRNA、rRNA、tRNA)、多肽和肽 之类的大分子。分析物的进一步的非限制性实例包括药物、候选 药物、前药、药剂、药物代谢物、诸如表达的蛋白质和细胞标记 之类的生物标记物、抗体、血清蛋白质、胆固醇和其他代谢物、 电解质、金属离子、多糖、基因、蛋白质、糖蛋白、糖脂、凝集素、生长因子、细胞因子、维生素、酶、酶底物、酶抑制剂、类 固醇、氧和在生理流体中发现的其他气体(例如，CO2)、细胞、 细胞成分、细胞粘附分子、植物和动物产物、细胞表面标记物(例 如，细胞表面受体和在此确定为受体蛋白质的其他分子)以及细 胞信号传导分子。蛋白质分析物的非限制性实例包括膜相关蛋白 质(例如，细胞外膜蛋白、细胞内膜蛋白、内在膜蛋白或瞬变膜 相关蛋白)、胞质蛋白、伴侣蛋白、与一种或多种细胞器相关的 蛋白质(例如，核蛋白质、核膜蛋白质、线粒体蛋白质、高尔基 体和其他转运蛋白、内体蛋白质、溶酶体蛋白质等)、分泌的蛋 白质、血清蛋白质和毒素。待检测的分析物的非限制性实例包括 脂连蛋白、丙氨酸氨基转移酶(ALT/GPT)、甲胎蛋白(AFP)、 白蛋白、碱性磷酸酶(ALP)、甲胎蛋白、载脂蛋白A-I(Apo A-I)、 载脂蛋白B(Apo B)、载脂蛋白B/载脂蛋白A-1之比值(Apo B/A1)、天冬氨酸氨基转移酶(AST/GOT)、
(11- 脱氢-血栓烷B2)、碳酸氢盐(CO2)、直接胆红素(DBIL)、 总胆红素(TBIL)、血尿素氮(BUN)、羟基端胶原蛋白交联 (β-CrossLaps)、钙、癌抗原125(CA 125)、癌抗原15-3(CA 15-3)、癌抗原19-9(CA 19-9)、癌胚抗原(CEA)、氯化物(Cl)、 差示全血细胞计数(CBC)、C-肽、C-反应蛋白(CRP-hs)、肌 酸激酶(CK)、肌酸酐(血清)、肌酸酐(尿液)、细胞色素 P450、胱抑素-C，D-二聚体、硫酸脱氢表雄酮(DHEA-S)、雌二 醇、F2异前列腺素、因子V Leiden、铁蛋白、纤维蛋白原(质量)、 叶酸、促卵泡激素(FSH)、游离脂肪酸/非酯化脂肪酸 (FFA/NEFA)、果糖胺、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、葡萄糖、 HbA1c和估计的平均葡萄糖(eAG)、HDL2子类、高密度脂蛋 白胆固醇(HDL-C)、高密度脂蛋白颗粒数(HDL-P)、高灵敏 度C-反应蛋白(hs-CRP)、同型半胱氨酸、胰岛素、铁和TIBC、乳酸脱氢酶(LDH)、瘦素、脂蛋白(a)胆固醇(Lp(a)chol)、 脂蛋白(a)质量(Lp(a)质量)、脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PLA2)、 直接低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、低密度脂蛋白颗粒数(LDL-P)、黄体生成素(LH)、镁、亚甲基四氢叶酸还原酶 (MTHFR)、微量白蛋白、髓过氧化物酶(MPO)、N-端b型钠 尿肽前体(NT-proBNP)、非高密度脂蛋白胆固醇、ω-3脂肪酸 谱、骨钙素、甲状旁腺激素(PTH)、磷、钾(K+)、总前列腺 特异性抗原(总PSA)、凝血素、抵抗素、性激素结合球蛋白 (SHBG)、小致密低密度脂蛋白(sdLDL)、小致密低密度脂蛋 白/低密度脂蛋白胆固醇比值(sd LDL/LDL-C比值)、钠(NA+)、 T摄取、睾酮、促甲状腺激素(TSH)、甲状腺素(T4)、总胆 固醇(TCHOL)、总蛋白、甘油三酯(TRIG)、三碘甲状腺原氨 酸(T3)、T4(游离)、尿酸、维生素B12、25-羟基-维生素D、 凝血因子(例如，因子I(纤维蛋白原)、因子II(凝血酶原)、 因子III(组织促凝血酶原激酶)、因子IV(钙)、因子V(促凝 血球蛋白原)、因子VI(不再认为具有止血活性)、因子VII(转 变加速因子)、因子VIII(抗血友病因子)、因子IX(血浆凝血 激活酶成分；Christmas因子)、因子X(stuart因子)、因子XI (血浆凝血激活酶先质)、因子XII(hageman因子)、因子XIII (血纤蛋白稳定因子))。
在一些实施方式中，分析物是细胞信号传导分子，诸如蛋白 质。可作为分析物检测的蛋白质的非限制性实例包括激酶、磷酸 酶、脂质信号分子、衔接蛋白/支架蛋白、GTP酶激活蛋白、异构 酶、脱乙酰酶、甲基化酶、脱甲基酶、肿瘤抑制基因、胱天蛋白 酶、细胞凋亡中涉及的蛋白质、细胞周期调控因子、分子伴侣、 代谢酶、膜泡运输蛋白、细胞因子、细胞因子调控因子、泛素化 酶、粘附分子、细胞支架/收缩蛋白、异源三聚体G蛋白、小分子 量GTP酶、鸟苷酸交换因子、羟化酶、蛋白酶、离子通道、分子 转运蛋白、转录因子/DNA结合因子、转录调节因子和翻译调节 因子。分析物可以是任何细胞信号传导途径的成员，包括但不限于MAP激酶、PI3K/Akt、NFkB、WNT、RAS/RAF/MEK/ERK、 JNK/SAPK、p38MAPK、Src家族激酶、JAK/STAT和/或PKC信 号传导途径。信号分子的实例包括但不限于，HER受体、PDGF 受体、Kit受体、FGF受体、Eph受体、Trk受体、IGF受体、胰 岛素受体、Met受体、Ret、VEGF受体、TIE1、TIE2、FAK、Jak1、 Jak2、Jak3、Tyk2、Src、Lyn、Fyn、Lck、Fgr、Yes、Csk、Abl、 Btk、ZAP70、Syk、IRAKs、cRaf、ARaf、BRAF、Mos、Lim激 酶、ILK、Tpl、ALK、TGFβ受体、BMP受体、MEKKs、ASK、 MLKs、DLK、PAKs、Mek 1、Mek 2、MKK3/6、MKK4/7、ASK1、 Cot、NIK、Bub、Myt 1、Wee1、酪蛋白激酶、PDK1、SGK1、SGK2、 SGK3、Akt1、Akt2、Akt3、p90Rsks、p70S6激酶、Prks、PKCs、 PKAs、ROCK 1、ROCK 2、Auroras、CaMKs、MNKs、AMPKs、 MELK、MARKs、Chk1、Chk2、LKB-1、MAPKAPKs、Pim1、 Pim2、Pim3、IKKs、Cdks、Jnks、Erks、IKKs、GSK3α、GSK3β、 Cdks、CLKs、PKR、PI3-激酶1类，2类，3类、mTor、SAPK/JNK1，2，3、 p38s、PKR、DNA-PK、ATM、ATR、受体酪氨酸蛋白磷酸酶(RPTP)、 LAR磷酸酶、CD45、非受体酪氨酸磷酸酶(NPRTP)、SHPs、MAP激酶磷酸酶(MKP)、双特异性磷酸酶(DUSP)、CDC25 磷酸酶、低分子量酪氨酸磷酸酶、眼睛缺乏(EYA)酪氨酸磷酸 酶、Slingshot磷酸酶(SSH)、丝氨酸磷酸酶、PP2A、PP2B、PP2C、 PPl、PP5、肌醇磷酸酶、PTEN、SHIPs、肌微管素、磷酸肌醇激 酶、磷脂酶、前列腺素合成酶、5-脂氧合酶、鞘氨醇激酶、鞘磷 脂酶、衔接蛋白/支架蛋白、Shc、Grb2、BLNK、LAT、PI3-激酶 的B细胞衔接蛋白(BCAP)、SLAP、Dok、KSR、MyD88、Crk、 CrkL、GAD、Nck、Grb2相关结合物(GAB)、Fas相关死亡域 (FADD)、TRADD、TRAF2、RIP、T-细胞白血病家族、IL-2、 IL-4、IL-8、IL-6、干扰素β、干扰素α、细胞因子信号传导抑制 剂(SOC)、Cbl、SCF泛素化连接酶复合体、APC/C、粘附分子、 整合素、免疫球蛋白样粘附分子、选择蛋白、钙粘着蛋白、连环 蛋白、粘着斑激酶、p130CAS、胞衬蛋白、肌动蛋白、桩蛋白、 肌球蛋白、肌球蛋白结合蛋白、微管蛋白、eg5/KSP、CENPs、β-肾上腺素能受体、蕈毒碱受体、腺苷酸环化酶受体、小分子量GTP 酶、H-Ras、K-Ras、N-Ras、Ran、Rac、Rho、Cdc42、Arfs、RABs、 RHEB、Vav、Tiam、Sos、Dbl、PRK、TSC1，2、Ras-GAP、Arf-GAPs、 Rho-GAPs、胱天蛋白酶、胱天蛋白酶2、胱天蛋白酶3、胱天蛋 白酶6、胱天蛋白酶7、胱天蛋白酶8、胱天蛋白酶9、Bcl-2、 Mcl-1、Bcl-XL、Bcl-w、Bcl-B、A1、Bax、Bak、Bok、Bik、Bad、Bid、Bim、Bmf、Hrk、Noxa、Puma、IAPB、XIAP、Smac、survivin、 Plk1、Cdk4、Cdk6、Cdk2、Cdk1、Cdk7、细胞周期蛋白D、细 胞周期蛋白E、细胞周期蛋白A、核苷转运蛋白、Ets、Elk、SMADs、Rel-A(p65-NFKB)、CREB、NFAT、ATF-2、AFT、Myc、Fos、 Sp1、Egr-1、T-bet、β-连环蛋白、HIFs、FOXOs、E2Fs、SRFs、 TCFs、Egr-1、β-连环蛋白、STAT1、STAT 3、STAT 4、STAT 5、 STAT 6、细胞周期蛋白B、Rb、p16、p14Arf、p27KIP、p21CIP、 分子伴侣、Hsp90s、Hsp70、Hsp27、代谢酶、乙酰辅酶A羧化酶、ATP柠檬酸裂合酶、一氧化氮合酶、小窝蛋白、转运必需内体分 选复合物(ESCRT)蛋白、囊泡蛋白分选(Vsps)、羟化酶、脯 氨酰-羟化酶PHD-1，2和3、天冬酰胺羟化酶FIH转移酶、Pinl脯 氨酰异构酶、拓扑异构酶、脱乙酰酶、组蛋白脱乙酰酶、长寿蛋 白、组蛋白乙酰化酶、CBP/P300家族、MYST家族、ATF2、DNA 甲基转移酶、DMNT1、DMNT3a、DMNT3b、组蛋白H3K4脱甲 基酶、H3K27、JHDM2A、UTX、VHL、WT-1、p53、Hdm、PTEN、 泛素蛋白酶、尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)和uPA受体(uPAR) 系统、组织蛋白酶、金属蛋白酶、酯酶、水解酶、分离酶、钾离 子通道、钠离子通道、多耐药性蛋白质、P-糖蛋白、p53、WT-1、 HMGA、pS6、4EPB-1、eIF4E-结合蛋白、RNA聚合酶、起始因 子、延伸因子。
在一些实施方式中，目标分析物可选自由宿主产生的内源性 分析物或对于宿主而言为外来的外源性分析物。合适的内源性分 析物包括但不限于自身抗原(其是自身免疫反应的靶标)以及癌 症或肿瘤抗原。在自身免疫疾病的治疗或预防中有用的自身抗原 的示例性实例包括但不限于与以下疾病相关的抗原：糖尿病、关 节炎(包括类风湿关节炎、幼年型类风湿关节炎、骨关节炎、银 屑病性关节炎)、克罗恩病、溃疡性结肠炎、结膜炎、角膜结膜 炎、溃疡性结肠炎、哮喘、变应性哮喘、皮肤红斑狼疮、硬皮病、 阴道炎、直肠炎、药疹、麻风病逆转反应、麻风结节性红斑、自 身免疫性葡萄膜炎、变应性脑脊髓炎、多发性硬化症、重症肌无 力、系统性红斑狼疮、自身免疫性甲状腺炎、皮肤炎(包括特应 性皮炎和湿疹性皮炎)、韦格纳肉芽肿、慢性活动性肝炎、 Stevens-Johnson综合征、特发性口炎性腹泻、扁平苔癣、Graves 眼病变、结节病、原发性胆汁性肝硬化、后葡萄膜炎、
综 合征(包括
综合征继发的干燥性角结膜炎)、脱发(alopecia greata)、因节肢动物叮咬反应引起的变应性应答、急性出血坏死 性脑病、特发性双侧进展性感音神经性听力丧失、再生障碍性贫 血、纯红细胞贫血、特发性血小板减少症、多软骨炎和肺间质纤 维化。其他自身抗原包括由用于系统性红斑狼疮治疗的核小体衍 生的自身抗原。分析物的进一步的非限制性实例包括U1-RNP、 原纤蛋白(硬皮病)、胰腺β细胞抗原、GAD65(糖尿病相关)、胰岛素、髓磷脂碱性蛋白、髓磷脂蛋白脂质蛋白质、组蛋白、PLP、 胶原蛋白、葡萄糖-6-磷酸异构酶、瓜氨酸化蛋白和肽、甲状腺抗 原、甲状腺球蛋白、促甲状腺激素(TSH)受体、各种tRNA合 成酶、乙酰胆碱受体(AchR)的成分、MOG、蛋白酶-3、髓过氧 化物酶、表皮钙粘蛋白、乙酰胆碱受体、血小板抗原、核酸，核 酸：蛋白质复合体、关节抗原、神经系统抗原、唾液腺蛋白质、 皮肤抗原、肾脏抗原、心脏抗原、肺抗原、眼抗原、红细胞抗原、 肝脏抗原以及胃抗原。
在一些实施方式中，分析物与癌症的存在或其他肿瘤生长有 关。通过与分析物受体结合检测的癌症和肿瘤相关分析物的实例 包括但不限于gp100、MART、Melan-A/MART-1、TRP-1、Tyros、 TRP2、MC1R、MUC1F、MUC1R、BAGE、GAGE-1、gp100In4、 MAGE-1、MAGE-3、MAGE4、PRAME、TRP2IN2、NYNSO1a、 NYNSO1b、LAGE1、p97黑素瘤抗原、p5蛋白质、gp75、癌胚抗 原、GM2和GD2神经节苷脂、cdc27、p21ras、gp100Pmel117、 etv6、aml1、亲环蛋白b(急性淋巴细胞白血病)；Imp-1、EBNA-1 (鼻咽癌)；MUC家族、HER2/neu、c-erbB-2、MAGE-A4、NY-ESO-1(卵巢癌)；前列腺特异性抗原(PSA)及其抗原表位PSA-1、 PSA-2和PSA-3、PSMA、HER2/neu、c-erbB-2、ga733糖蛋白(前 列腺癌)；Ig-独特型(B细胞淋巴瘤)；E-钙粘蛋白、α-连环蛋白、β-连环蛋白、γ-连环蛋白、p1120ctn(神经胶质瘤)；p21ras (膀胱癌)；p21ras(胆管癌)；HER2/neu、c-erbB-2(非小细胞 肺癌)；HER2/neu、c-erbB-2(肾癌)；病毒产物诸如人乳头瘤 病毒蛋白质(宫颈鳞状细胞癌和食道鳞状细胞癌)；NY-ESO-1 (睾丸癌)；MUC家族、HER2/neu、c-erbB-2(乳腺癌)；p53、 p21ras(宫颈癌)；p21ras、HER2/neu、c-erbB-2、MUC家族、 Cripto-1蛋白、Pim-1蛋白(结肠癌)；结直肠癌相关抗原 (CRC)——CO17-1A/GA733、APC(结直肠癌)；癌胚抗原(CEA) (结直肠癌；绒毛膜癌)；亲环蛋白b(上皮细胞癌)；HER2/neu、 c-erbB-2、ga733糖蛋白(胃癌)；甲胎蛋白(肝细胞癌)；Imp-1、 EBNA-1(霍奇金淋巴瘤)；CEA、MAGE-3、NY-ESO-1(肺癌)； 亲环蛋白b(淋巴细胞衍生的白血病)；MUC家族、p21ras(骨 髓瘤)；以及HTLV-1表位(C细胞白血病)。
在一些实施方式中，分析物是外来抗原。外来抗原包括但不 限于，移植抗原、变应原以及来自于病原性生物体的抗原。移植 抗原可由来自于例如心脏、肺、肝脏、胰腺、肾脏、神经移植物 成分的供体细胞或组织而产生，或在无外源性抗原的情况下由携 带加载自身抗原的MHC的供体抗原呈递细胞而产生。变应原的 非限制性实例包括Fel d1(即，家猫的猫皮肤和唾液腺变应原)； Der p L Der p II或Der fi(即，来自屋尘螨的主要蛋白质变应原)； 以及来源于以下的变应原：草、树木和杂草(包括豚草)花粉； 真菌和霉菌；食物，诸如鱼、贝类、螃蟹、龙虾、花生、果仁、 面筋、鸡蛋和牛奶；带刺昆虫，诸如蜜蜂、黄蜂和大黄蜂以及 chimomidae(非叮咬蚋)；其他昆虫，诸如家蝇、果蝇、丝光绿 蝇、螺旋蝇、谷物象鼻虫、家蚕、蜜蜂、非叮咬蚋幼虫、蜡螟幼 虫、粉虱、蟑螂以及Tenibrio molitor甲虫的幼虫；蜘蛛和螨虫， 包括屋尘螨；在诸如猫、狗、牛、猪、羊、马、兔子、大鼠、豚 鼠、老鼠、以及沙鼠之类的哺乳动物的皮屑、尿液、唾液、血液 或其他体液中发现的变应原；空气通常携带的颗粒物；乳胶；以 及蛋白质去污剂添加剂。
在一些实施方式中，分析物是病原体或其产物或片段。典型 的病原体包括但不限于，病毒、细菌、朊病毒、原生动物、单细 胞生物体、藻类、病原性生物体的卵、微生物、孢囊、霉菌、真 菌、蠕虫、变形虫、病原性蛋白质、寄生虫、藻类以及类病毒。 许多病原体及其标记物是本领域已知的(参见，例如，Foodborne Pathogens：Microbiology and MolecularBiology，Caister Academic Press，eds.Fratamico，Bhunia，and Smith(2005)；Maizels等，Parasite Antigens Parasite Genes：A Laboratory Manual for MolecularParasitology，Cambridge University Press(1991)；National Library of Medicine；US20090215157和US20070207161)。病毒的示例 性实例包括引起包括但不限于以下疾病的病毒：麻疹、流行性腮 腺炎、风疹、脊髓灰质炎、肝炎(例如，甲型肝炎病毒、乙型肝 炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒肝炎病毒以及戊型肝炎病 毒)、流感、腺病毒、狂犬病、黄热病、EB病毒和其他病毒，诸 如乳头瘤病毒、埃博拉病毒、流感病毒、日本脑炎、登革病毒、 汉坦病毒、仙台病毒以及人免疫缺陷病毒(HIV)。来源于此类 病毒的任何合适的抗原在本发明的实践中都是有用的。例如，来 源于HIV的示例性逆转录病毒抗原包括但不限于诸如gag、pol 和env基因的基因产物、Nef蛋白质、逆转录酶和其他HIV成分 之类的抗原。单纯疱疹病毒抗原的示例性实例包括但不限于诸如 即刻早期蛋白、糖蛋白D和其他单纯疱疹病毒抗原成分之类的抗 原。水痘带状疱疹病毒抗原的非限制性实例包括诸如9PI、gpII 以及其他水痘带状疱疹病毒抗原成分之类的抗原。日本脑炎病毒 抗原的非限制性实例包括诸如蛋白质E、M-E、M-E-NS1、NS1、 NS1-NS2A以及日本脑炎病毒抗原成分之类的抗原。肝炎病毒抗 原的示例性实例包括但不限于诸如乙型肝炎病毒的S、M和L蛋 白质、乙型肝炎病毒的pre-S抗原以及其他肝炎(例如，甲型肝 炎、乙型肝炎和丙型肝炎)、病毒成分如病毒DNA和/或病毒RNA 之类的抗原。流感病毒抗原的示例性实例包括但不限于，诸如血 凝素和神经氨酸酶(neurarnimidase)以及其他流感病毒成分之类 的抗原。麻疹病毒抗原的示例性实例包括但不限于，诸如麻疹病 毒融合蛋白和其他麻疹病毒成分之类的抗原。风疹病毒抗原的示 例性实例包括但不限于，诸如蛋白质E1和E2以及其他风疹病毒 成分之类的抗原；轮状病毒抗原诸如VP7sc以及其他轮状病毒成 分。巨细胞病毒抗原的示例性实例包括但不限于，诸如包膜糖蛋 白B以及其他巨细胞病毒抗原成分之类的抗原。呼吸道合胞体病 毒抗原的非限制性实例包括诸如RSV融合蛋白、M2蛋白以及其 他呼吸道合胞体病毒抗原成分之类的抗原。狂犬病病毒抗原的代 表性实例包括但不限于，诸如狂犬病糖蛋白、狂犬病核蛋白以及 其他狂犬病病毒抗原成分之类的抗原。乳头瘤病毒抗原的示例性 实例包括但不限于，L1和L2衣壳蛋白以及与宫颈癌相关的E6/E7 抗原。病毒抗原的其他实例请参见，例如，Fundamental Virology， 第二版，Fields，B.N.和Knipe，D.M.编着，1991，Raven Press， 纽约。
真菌的示例性实例包括Acremoniuin spp.、曲霉属的种 (Aspergillus spp.)、Epidermophytoni spp.、甄氏外瓶霉(Exophiala jeanselmei)、Exserohilunm spp.、紧密着色霉(Fonsecaea compacta)、 裴氏着色霉(Fonsecaea pedrosoi)、尖孢镰孢菌(Fusarium oxsporum)、蛙粪霉属的种(Basidiobolus spp.)、双极霉属的种 (Bipolarisspp.)、Blastomyces derinatidis、假丝酵母属的种 (Candida spp.)、Cladophialophoracarrionii、Coccoidiodes immitis、 耳霉属的种(Conidiobolus spp.)、隐球菌属的种(Cryptococcus spp.)、弯孢属的种(Curvularia spp.)、腐皮镰孢菌(Fusarium solani)、白地霉(Geotrichum candidum)、荚膜组织胞浆菌 capsulatum变种(Histoplasmacapsulatum var.capsulatum)、荚膜 组织胞浆菌duboisii变种(Histoplasma capsulatumvar.duboisii)、 威尼克外瓶霉(Hortaea werneckii)、Lacazia loboi、龙眼焦腐病 菌(Lasiodiplodia theobromae)、Leptosphaeria senegalenisis、Piedra iahortae、花斑癣(Pityriasis versicolor)、(Pseudallesheria boydii)、 Pyrenochaeta romeroi、无根根霉菌(Rhizopus arrhizus)、短帚霉 (Scopulariopsis brevicaulis)、Scytalidiumdimidiatum、申克孢子 丝菌(Sporothrix schenckii)、毛癣菌属的种(Trichophytonspp.)、 毛孢子菌属的种(Trichosporon spp.)、Zygomcete真菌、灰马杜 拉分枝菌(Madurella grisea)、足马杜拉分枝菌(Madurella mycetomatis)、秕糠马拉癣菌(Malassezia furfur)、小孢子癣菌 属的种(Microsporum spp.)、罗萨梯新龟甲形菌(Neotestudina rosatii)、Onychocola canadensis、巴西副球孢子菌(Paracoccidioidesbrasiliensis)、疣状瓶霉(Phialophora verrucosa)、结节菌(Piedraia hortae)、Absidiacoryinbifera、微小根毛霉(Rhizomucor pusillus) 以及无根根霉菌(Rhizopusarrhizus)。因此，可用于本发明的组 合物和方法中的示例性真菌抗原包括但不限于，假丝酵母抗原成 分；隐球菌真菌抗原，诸如荚膜多糖以及其他隐球菌真菌抗原成 分；组织胞浆菌属真菌抗原，诸如热休克蛋白60(HSP60)以及 其他组织胞浆菌属真菌抗原成分；球孢子菌真菌抗原，诸如内孢 囊抗原以及其他球孢子菌真菌抗原成分；以及癣真菌抗原，诸如 毛癣菌素以及其他球孢子菌真菌抗原成分。
细菌的示例性实例包括引起包括但不限于以下的疾病的细 菌：白喉(例如，白喉棒杆菌(Corynebacterium diphtheria))、 百日咳(例如，百日咳博德特氏菌(Bordetellapertussis))、炭 疽病(例如，炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis))、伤寒、鼠疫、 志贺杆菌病(例如，痢疾志贺氏菌(Shigella dysenteriae))、 肉毒中毒(例如，肉毒梭菌(Clostridium botulinum))、破伤风 (例如，破伤风梭菌(Clostridium tetani))、结核病(例如，结 核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis))、细菌性肺炎(例 如，流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、霍乱(例如，霍 乱弧菌(Vibrio cholerae))、沙门氏菌病(例如，伤寒沙门氏菌 (Salmonella typhi))、消化性溃疡(例如，幽门螺杆菌(Helicobacter pylori))、军团菌病(例如，军团菌属的种(Legionella spp.)) 以及莱姆病(例如，布氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi))。其 他病原菌包括大肠杆菌(Escherichia coli)、产气荚膜梭菌 (Clostridium perfringens)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)以及酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)。细菌的进一步实例包括表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、葡萄球菌属的种(Staphylococcussp.)、肺炎链球 菌(Streptococcus pneumoniae)、无乳链球菌(Streptococcusagalactiae)、肠球菌属的种(Enterococcus sp.)、蜡状芽孢杆菌 (Bacillus cereus)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、 乳酸杆菌属的种(Lactobacillus sp.)、单核细胞增生李斯特氏菌 (Listeria monocytogenes)、诺卡氏菌属的种(Nocardia sp.)、 马红球菌(Rhodococcus equi)、猪红斑丹毒丝菌(Erysipelothrix rhusiopathiae)、疮疱丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)、放线 菌属的种(Actinomyces sp.)、动弯杆菌属的种(Mobiluncus sp.)、 消化链球菌属的种(Peptostreptococcus sp.)、淋病奈瑟氏球菌(Neisseria gonorrhoeae)、脑膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitides)、粘膜炎莫拉氏菌(Moraxella catarrhalis)、韦荣 氏球菌属的种(Veillonella sp.)、伴放线放线杆菌(Actinobacillus actinomycetemcomitans)、鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、布鲁氏菌属的种(Brucella sp.)、弯曲杆菌属的种 (Campylobacter sp.)、二氧化碳嗜纤维菌属的种(Capnocytophaga sp.)、人心杆菌(Cardiobacterium hominis)、啮蚀艾肯氏菌(Eikenella corrodens)、土拉热弗朗西丝氏菌(Francisella tularensis)、杜克嗜血菌(Haemophilus ducreyi)、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)、金氏金氏菌(Kingellakingae)、侵肺军 团菌(Legionella pneumophila)、多杀巴斯德氏菌(Pasteurellamultocida)、肉芽肿克雷伯氏菌(Klebsiella granulomatis)、肠杆 菌科(Enterobacteriaceae)、柠檬酸杆菌属的种(Citrobacter sp.)、 肠杆菌属的种(Enterobacter sp.)、大肠杆菌(Escherichia coli)、 肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellapneumoniae)、变形杆菌属的种 (Proteus sp.)、Salmonella enteriditis、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、志贺氏菌属的种(Shigella sp.)、粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)、小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)、 鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)、气单胞菌属的种(Aeromonas sp.)、类志贺邻单胞菌(Plesiomonasshigelloides)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、创伤弧菌(Vibrio vulnificus)、不动杆菌属的种(Acinetobacter sp.)、黄杆菌属的 种(Flavobacterium sp.)、洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)、类鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pseudomallei)、 嗜麦芽黄单胞菌(Xanthomonas maltophilia)、嗜麦芽糖寡养单胞 菌(Stenotrophomonas maltophila)、脆弱拟杆菌(Bacteroidesfragilis)、拟杆菌属的种(Bacteroides sp.)、普雷沃氏菌属的种 (Prevotella sp.)、梭杆菌属的种(Fusobacterium.sp.)以及减少 螺菌(Spirillum minus)。因此，可用于本发明的组合物和方法中 的细菌抗原包括但不限于：百日咳细菌抗原，诸如百日咳毒素、 丝状血凝素、百日咳杆菌粘附素、F M2、FIM3、腺苷酸环化酶以 及其他百日咳细菌抗原成分；白喉细菌抗原，诸如白喉毒素或类 毒素以及其他白喉细菌抗原成分；破伤风细菌抗原，诸如破伤风 毒素或类毒素以及其他破伤风细菌抗原成分；链球菌细菌抗原， 诸如M蛋白以及其他链球菌细菌抗原成分；革兰氏阴性杆菌细菌 抗原，诸如脂多糖以及其他革兰氏阴性细菌抗原成分；结核分枝 杆菌细菌抗原，诸如霉菌酸、热休克蛋白65(HSP65)、30kDa 的主要分泌蛋白、抗原85A以及其他分支杆菌抗原成分；幽门螺 杆菌细菌抗原成分；肺炎球菌细菌抗原，诸如肺炎球菌溶血素、 肺炎球菌荚膜多糖以及其他肺炎球菌细菌抗原成分；流感嗜血菌 细菌抗原，诸如荚膜多糖以及其他流感嗜血菌细菌抗原成分；炭 疽细菌抗原，诸如炭疽保护性抗原以及其他炭疽细菌抗原成分； 立克次氏体细菌抗原，诸如rompA以及其他立克次氏体细菌抗原 成分。本文所述的细菌抗原还包括任何其他细菌、分支杆菌、支 原体、立克次氏体或衣原体抗原。
引起疾病的原生动物以及其他寄生物的示例性实例包括但不 限于，疟疾(例如，恶性疟原虫(Plasmodium falciparum))、钩 虫、绦虫、蠕虫、鞭虫、癣、线虫、蛲虫、蛔虫、丝虫(filarids)、 盘尾丝虫病(例如，盘尾丝虫(Onchocerca volvulus))、血吸虫 病(例如，血吸虫属的种(Schistosoma spp.))、弓形体病(例 如，弓形虫属的种(Toxoplasmaspp.))、锥虫病(例如，锥虫 属的种(Trypanosoma spp.))、利什曼病(利什曼原虫属的种(Leishmania spp.))、贾第虫病(例如，蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia))、变形虫病(例如，溶组织内变形虫(Entamoeba histolytica))、丝虫病(例如，马来丝虫(Brugiamalayi))以 及旋毛虫病(例如，旋毛虫(Trichinella spiralis))。因此，可 用于本发明的组合物和方法中的抗原包括但不限于：恶性疟原虫 抗原，诸如裂殖子表面抗原、子孢子表面抗原、环子孢子抗原、 配子母细胞/配子表面抗原、血液阶段抗原pf 155/RESA以及其他疟原虫抗原成分；硕大利什曼原虫以及其他利什曼原虫抗原，诸 如gp63、脂磷聚糖及其相关蛋白质以及其他利什曼原虫抗原成分； 弓形虫抗原，诸如SAG-1、p30以及其他弓形虫抗原成分；血吸 虫抗原，诸如谷胱甘肽-S-转移酶、副肌球蛋白以及其他血吸虫抗 原成分；以及克氏锥虫抗原，诸如75-77kDa抗原、56kDa抗原 以及其他克氏锥虫抗原成分。
在一些实施方式中，分析物是药物或药物代谢物。系统的特 征是具有在同一系统上运行任何类型的测定的能力。
在一些实施方式中，本文提供的某些分析物可在核酸测定(例 如，核酸扩增测定)中检测。这些核酸测定可包含与核酸特异性 地杂交的一种或多种核酸探针，该核酸是感兴趣的分析物的一部 分或者与之有关。例如，核酸探针可以与编码本文所述的蛋白质 分析物的核酸特异性地杂交。在另一示例中，核酸探针可以与来 自本文所述的病原体的核酸特异性地杂交。这些核酸探针或其他 核酸探针可被提供在例如本文提供的筒匣或测定站中的测定单 元、试剂单元、器皿、尖端或容器中。核酸探针能够以各种形式 (包括例如冻干、凝胶或液体形式)来提供。
检测
在一些实施方式中，使用一种或多种可检测的标记物或标签 来检测一种或多种分析物受体与一种或多种目标分析物的结合。 通常标记物是可被直接(即，初级标记物)或间接(即，次级标 记物)检测到的分子；例如标记物可以是可视化的和/或可测量的 或可以其他方式识别的，以便可以得知它的存在或不存在。标记 物可直接或间接地偶联到一个或多个分析物受体、分析物或标签 (例如，探针)上，该标记物与分析物或分析物受体之一或两者 相互作用。通常，标记物提供可检测的信号。在本发明中有用的 标记物的非限制性实例包括荧光染料(例如，异硫氰酸荧光素、 德克萨斯红、罗丹明等等)、酶(例如，LacZ、CAT、辣根过氧 化物酶、碱性磷酸酶、I 2-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷酶以及葡萄糖 氧化酶、乙酰胆碱酯酶及其他常用作可检测酶的酶)、量子点标 记物、发色团标记物、酶标记物、亲和配体标记物、电磁自旋标 记物、重原子标记物、用纳米颗粒光散射标记物或其他纳米颗粒 标记的探针、异硫氰酸荧光素(FITC)、TRITC、罗丹明、四甲 基罗丹明、R-藻红蛋白、Cy-3、Cy-5、Cy-7、德克萨斯红、Phar-Red、 别藻蓝蛋白(APC)、诸如FLAG或HA表位的附加表位以及酶标签和半抗原偶联物(诸如洋地黄毒苷或二硝基苯基)或能够形 成诸如链霉亲和素/生物素、抗生物素蛋白/生物素或抗原/抗体复 合物(包括，例如，兔IgG和抗-兔IgG)之类的复合物的结合对 的成分；磁性粒子；电子标记物；热标记物；发光分子；磷光分 子；化学发光分子；荧光团，诸如伞形酮、荧光素、罗丹明、四 甲基罗丹明、曙红、绿色荧光蛋白、赤藓红、香豆素、甲基香豆 素、芘、孔雀石绿、芪、荧光黄、级联蓝、二氯三嗪基胺荧光素、 丹磺酰氯、藻红蛋白、诸如包括铕和铽的那些络合物的镧系元素 荧光络合物、分子信标及其荧光衍生物、诸如鲁米诺的发光材料； 光散射或等离子体共振材料，诸如金或银颗粒或量子点；包括14C、123I、124I、131I、125I、Tc99m、32P、35S或3H在内的 放射性同位素标记或重同位素；或球壳；以及利用产生本领域技 术人员已知的标记物的任何其他信号标记的探针，例如，如在 Principles of Fluorescence Spectroscopy，Joseph R.Lakowicz(编 着)，PlenumPub Corp，第二版(1999年7月)和Richard P.Hoagland 的Molecular Probes Handbook的第六版中所述的。可同时使用两 种或多种不同的标记物以检测单一测定中的两种或多种分析物。 在一些实施方式中，在单一测定中使用大约或多于约1、2、3、4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20 种或更多种不同的标记物。
在一些实施方式中，标记物是酶，其活性产生具有可检测信 号的产物。用于灵敏检测的底物可以是比色的、放射性的、荧光 的或化学发光的。在酶作用于显色底物之后，常规比色底物产生 新的颜色(或光谱吸收的变化)。通常，比色底物产生光谱吸收 的变化。在一些实施方式中，酶是辣根过氧化物酶，其底物包括 但不限于3，3′-二氨基联苯胺(DAB)、3-氨基-9-乙基咔唑(AEC) 以及Bajoran紫。在一些实施方式中，酶是碱性磷酸酶，其底物包括但不限于固红和Ferangi蓝。各种其他酶标记物以及相关发色 团是本领域已知的，并且可从商业供应商(诸如Thermo Fisher Scientific)处购买到。酶学测定的非限制性实例为酶联免疫吸附 测定(ELISA)。用于执行ELISA的方法是本领域已知的，且可 以类似地应用于本发明的方法中。在暴露于标记的第二分析物受 体之前，分析物可以被或可以不被未标记的第一分析物受体结合 (例如，夹心ELISA)，并且特异性地结合到该分析物或第一分析物受体上。在典型的ELISA测定中，连接至酶的分析物受体为 抗体。在抗体被替换为另一分析物受体时，可执行相似的测定。
合适的荧光标记物包括但不限于，荧光素、罗丹明、四甲基 罗丹明、曙红、赤藓红、香豆素、甲基香豆素、芘、孔雀石绿、 芪、荧光黄、级联蓝TM、德克萨斯红、IAEDANS、EDANS、BODIPY FL、LC Red 640、Cy 5、Cy 5.5、LC Red 705以及俄勒冈绿。合 适的光学染料在Richard P.Haugland的1996年版的Molecular Probes Handbook中进行了描述，在此特意通过引用并入。合适的 荧光标记物还包括但不限于，绿色荧光蛋白(GFP)、增强型GFP(EGFP)、蓝色荧光蛋白(BFP)、增强型黄色荧光蛋白(EYFP)、 萤光素酶、β-半乳糖苷酶以及海肾。荧光标记物的进一步的实例 在WO 92/15673；WO 95/07463；WO 98/14605；WO 98/26277； WO 99/49019；美国专利号5,292,658；美国专利号5,418,155；美 国专利号5,683,888；美国专利号5,741,668；美国专利号5,777,079； 美国专利号5,804,387；美国专利号5,874,304；美国专利号 5,876,995；以及美国专利号5,925,558中有描述，通过引用将其并入本文。
在一些实施方式中，在本发明中使用的标记物包括： Alexa-Fluor染料(AlexaFluor 350、Alexa Fluor 430、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 594、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 660、Alexa Fluor 680)、级联蓝、级联黄以及R-藻红蛋白(PE)(Molecular Probes)(Eugene，Oreg.)、FITC、 罗丹明以及德克萨斯红(Pierce，Rockford，Ill.)、Cy5、Cy5.5、 Cy7(Amersham Life Science，Pittsburgh，Pa.)。用于Cy5PE、 Cy5.5PE、Cy7PE、Cy5.5APC、Cy7APC的串联偶联方案是本领域 已知的。可评估荧光探针偶联的定量以确定标记的程度，并且包 括染料光谱特性的方案也是本领域公知的。在一些实施方式中， 荧光标记物偶联到氨基葡聚糖连接体上，该连接体偶联到结合元 件或抗体上。其他的标记物列于以下公司的在线和硬拷贝目录中 并可以通过该目录获得：BD Biosciences、Beckman Coulter、 AnaSpec、Invitrogen、Cell SignalingTechnology、Millipore、 eBioscience、Caltag、Santa Cruz Biotech、Abcam和Sigma，通过引用将其内容并入本文。
标记物可与分析物受体、分析物或此两者结合，它们的结合 可以是共价的或非共价的。检测可由来自于标记物的可检测信号 的增强或降低产生。在一些实施方式中，增强或降低的程度与分 析物的量相关。在一些实施方式中，用标记化合物处理包含待分 析的分析物的样品以将分析物与诸如荧光标签的标记物偶联。之 后可通过检测标记物来测定结合，例如通过测量荧光，以检测一 种或多种分析物的存在以及可选地检测其量，诸如与偶联到阵列 的分析物受体或偶联到编码的小球的分析物受体相结合。在一些 实施方式中，利用标记化合物处理样品以将分析物与连接体偶联。 结合后，利用诸如荧光标签的标记物将连接体功能化，并且通过 检测标签来测定阳性事件，诸如荧光的增强。在一些实施方式中， 分析物受体的分析物结合域由包含诸如荧光标记的标记物的探针 结合；与分析物结合后，释放探针，这导致来自于标记物的可检 测信号的可测量的降低(例如，荧光的降低)。在一些实施方式 中，分析物受体是荧光标记的，并且由利用猝灭剂标记的探针部 分地结合，该猝灭剂靠近荧光标记；与分析物结合后，释放补充 探针，导致与分析物受体偶联的标记物的荧光有可测量的增强。 在一些实施方式中，分析物受体由探针结合，其杂交封闭了包含 二级结构的域；与分析物结合后，释放探针，并且使得二级结构 对于用来产生可测量信号的标记物诸如嵌入染料而言是可用的。 可用于检测结合对中的分析物受体与分析物之间的结合的标记物 可以包括，例如，荧光素、四甲基罗丹明、德克萨斯红或本领域已知的任何其他荧光分子。检测到的标记物的水平将随着被测定 的混合物中目标分析物的量而变化。
在一些实施方式中，置换探针偶联到亲和对的一个成员如生 物素上。之后可检测分子偶联到亲和对的另一个成员例如抗生物 素蛋白上。在将测试混合物加至包含分析物受体的测定单元后， 添加可检测分子。可检测分子的量将随着测试混合物中存在的目 标分子的量而相反地变化。在另一实施方式中，置换探针将是生 物素标记的，并且可通过添加荧光标记的抗生物素蛋白来检测； 之后抗生物素蛋白自身将连接到另一荧光标记的、生物素偶联的 化合物上。在置换寡核苷酸上的生物素基团还可用于结合连接抗 生物素蛋白的报告酶；之后该酶将催化导致可检测化合物沉积的 反应。备选地，该报告酶将催化不溶性产物的产生，该不溶性产 物将局部猝灭固有荧光固体表面的荧光。在置换测定的另一实施 方式中，置换探针将利用可免疫检测的探针如洋地黄毒苷进行标 记。之后置换探针将由特异识别该探针的第一组抗体结合。之后 这些第一抗体将由荧光标记的或偶联到报告酶的第二组抗体识别 和结合。
在一些实施方式中，在一种或多种目标分析物(例如，抗原) 的存在下，分析物受体如抗体诱导凝集反应。涉及使用抗体的典 型的凝集反应包括(i)混合多克隆抗体与包含与抗体相应的抗原 的样品，并观察免疫凝集物的形成；(ii)混合单克隆抗体与包含 具有至少两种抗原功能的抗原(二价或多价抗原)的样品，并观 察免疫凝集物的形成；(iii)混合至少两种不同的单克隆抗体与 包含单价抗原的样品，并观察免疫凝集；(iv)上述任意反应， 但应用偶联到诸如胶乳颗粒、胶体等颗粒上的抗体或其他如本文 所述的合适的分析物受体；以及(v)上述任意反应，但应用到细 胞表面上存在的抗原上，在这种情况下，每个物理单位的抗原数 通常为100个或更多，并且在这种情况下，可由单克隆抗体或其 他如本文所述的合适的分析物受体凝集这些细胞，即使每个抗原 分子都是单价的。在诸如玻璃或塑料板之类的固体基底表面上或 在诸如微量滴定板、容槽、尖端、毛细管或其他合适的容器中的 溶液中可观察凝集反应。固体表面或容器优选地着色为与凝集物 的颜色形成对比。在一些实施方式中，固体表面或容器是光学透 明的，从而可通过颜色、对比度、吸光度的变化或如本文所述的 任何其他合适的标记的检测来测量凝集。在一些实施方式中，在流体流中测量凝集，其中通过中断流体的流动来确定凝集的存在。 在一些实施方式中，凝集反应是血细胞凝集反应。在一些实施方 式中，凝集反应是凝集抑制反应，其中分析物(例如，小分子、 药物或药物代谢物)的存在抑制或减慢了凝集反应的速度，诸如 在凝集靶标(例如，涂覆有分析物的小球)的存在下，通过竞争 与分析物受体(例如，抗体)的结合。
如本文所述的受体结合测定可与一种或多种其他测定相结 合，诸如对本发明的系统中的不同样品或相同样品进行。可同时 或依次对一个或多个样品执行不同测定。
在一些实施方式中，可同时测定多种分析物。多种分析物可 在单独的容器或同一容器中进行分析。可使用不同的检测器测定 同一分析物。这可允许系统在该分析物的不同浓度范围上保持高 精确度。
核酸杂交测定
在一些实施方式中，分析物是在核酸杂交反应中检测的目标 核酸(例如DNA、RNA、mRNA、miRNA、rRNA、tRNA及其杂 合体)。样品中的目标核酸可以是来自获取样品的个体的核酸，或 者来自提供样品的个体是其宿主的来源，例如如本文描述的病原 体。一般而言，杂交是指其中一种或多种多核苷酸反应形成复合 体的反应，该复合体是通过核苷酸残基的碱基之间的氢键键合而 稳定化。氢键键合可通过Watson Crick碱基配对、Hoogstein结合或以任何其他序列特异性方式发生。复合体可包含形成双链体结 构的两条链、形成多链复合体的三条或更多条链、一条自杂交链 或它们的任意组合。杂交反应可构成更广泛的过程中的一个步骤， 例如扩增过程(例如PCR、连接酶链反应、自我持续序列复制)的 起始，或核酸内切酶对多核苷酸的酶切。能够与给定序列杂交的 序列被称作给定序列的“互补序列”。在一些实施方式中，在目标 核酸(分析物)和核酸探针之间发生杂交。在一些实施方式中，目 标核酸在与探针杂交前被修饰，例如通过将衔接子连接到目标核 酸的一端或两端，从而生成修饰的目标核酸。在包含衔接子的修 饰的核酸中，探针可以仅与衔接子序列、仅与目标核酸序列、或 与衔接子和目标核酸序列两者杂交。本发明的核酸探针的用途的 非限制性示例包括检测指示感染的病毒或细菌核酸序列的存在， 检测与疾病和癌症相关的哺乳动物基因的变体或等位基因的存 在，对一个或多个基因座进行基因分型(例如单核苷酸多态性)， 确定法医样品中发现的核酸的来源，和亲子鉴定。
本发明的核酸探针可包含DNA、RNA、修饰的核苷酸(例如 甲基化的或标记的核苷酸)、修饰的骨架化学实体(例如含吗啉环 的骨架)、核苷酸类似物、或其中两种或更多种的组合。探针可以 是完整基因或基因片段或其表达产物的编码链或互补链。探针的 核苷酸序列可以是与生物样品中的核酸序列具有充足的互补性， 从而在所需杂交条件下允许探针与生物样品中的目标核酸杂交的 任何序列。理想地，探针将仅与样品中的核酸靶标杂交，而且将 不会非特异性地与样品中的其他非互补核酸或样品中的目标核酸 的其他区域结合。杂交条件可以根据杂交反应中所需的严格程度 而变化。例如，如果杂交条件是针对高严格性的，探针将仅与样 品中与其具有极高程度互补性的核酸序列结合。低严格性杂交条 件将允许探针与样品中的某些核酸序列杂交，这些核酸序列与探 针序列具有一定的互补性，但不像在高严格性时发生杂交所需的 那样与探针序列高度互补。杂交条件将取决于生物样品、探针类 型和靶标而变化。技术人员将会知道如何为本发明方法的特定应 用优化杂交条件，或者备选地，如何设计核酸探针以供在一组指 定条件下最佳使用。另外，本文对“本发明的核酸探针”、“核酸探 针”等的提及可以指本文所述的核酸探针的各实施方式中的任何 一个。
核酸探针可以是商业获得的或可以根据本领域公知的标准核 苷酸合成方案进行合成。备选地，可以根据分子生物学领域中的 标准方法(Sambrook等1989.MolecularCloning：A Laboratory Manual，第二版，Cold Spring Harbor Laboratory Press，ColdSpring Harbor，N.Y.)，通过从生物材料分离和纯化核酸序列而产生探针。 可以根据公知的核酸扩增程序(例如聚合酶链式反应)扩增核酸探 针。此外，可以通过本领域中的标准方案将本发明的探针与本发 明的任何标记物连接。
进一步预期，本发明也包括核苷酸杂交方法，其中核酸探针 用作酶催化的延伸反应例如PCR和引物延伸标记反应(例如原位 和体外PCR以及其他基于引物延伸的反应)的引物。此外也包括 原位杂交方法。
可以与本发明的核酸探针连接的标记物包括但不限于半抗 原、生物素、洋地黄毒苷、异硫氰酸荧光素(FITC)、二硝基苯基、 氨基甲基香豆素乙酸、乙酰基氨基芴和汞-巯基-配体复合体、发 色染料、荧光染料和如本文描述的任何其他合适的标记物，例如 与分析物受体的标记组合描述的。在一些实施方式中，通过检测 杂交反应例如PCR的产物而间接检测杂交。例如，可用能够检测 扩增的核酸的染料或染色剂(例如嵌入或沟结合染料)检测扩增产 物，该染料例如是溴化乙锭、SYBR绿、SYBR蓝、DAPI、吖啶 黄素、氟香豆素、玫瑰树碱、道诺霉素、氯喹、偏端霉素D、色 霉素、碘化丙啶、Hoeste、SYBR金、吖啶、原黄素、吖啶橙、胡米铵、光辉霉素、多吡啶钌、氨茴霉素和本领域已知的其他合适 的染色剂。在一些实施方式中，各自具有不同目标核酸和不同标 记的多个探针同时与一种样品杂交，例如大约或超过约1、2、3、 4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、 20个或更多个不同探针。
在一个实施方式中，核酸探针与基底共价或非共价偶联。可 与核酸探针偶联的基底的非限制性示例包括微阵列、微珠、移液 管尖端、样品转移装置、容槽、毛细管或其他试管、反应室或与 本检测系统兼容的任何其他合适的形式。生物芯片微阵列的生产 可以采用各种半导体制造技术，如固相化学、组合化学、分子生 物学和机器人技术。一种常用的方法是用于生产在一个芯片上具 有数百万个核酸探针的微阵列的光刻法制造工艺。备选地，如果 预先合成核酸探针，可以使用例如微通道泵送、“喷墨”点印、模 板冲压或光致交联技术将它们连接到阵列表面上。一个示例性的 光刻工艺开始于用光敏化合物涂覆石英晶片，以防止在石英晶片 和产生的DNA探针的第一核苷酸之间发生偶联。光刻掩模用来阻 止或允许光透射到晶片表面的特定位置上。该表面然后与可能含 有腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶或鸟嘌呤的溶液接触，且只在玻璃 上已通过照明脱保护的那些区域发生偶联。偶联的核苷酸具有光 敏保护基，使该循环可以重复。以这种方式，通过重复脱保护和 偶联的循环，在合成探针的同时创建了微阵列。该过程可重复直 到探针达到其全长。市售的阵列通常制造为每个阵列超过130万 个独特特征的密度。根据实验的要求和每个阵列所需的探针的数目，每个晶片可以切成数十或数百个的单个阵列。
也可以使用其他方法来产生附着有核酸探针的涂覆的固体表 面。涂覆的固体表面可以是Langmuir-Bodgett膜、功能化的玻璃、 锗、硅、PTFE、聚苯乙烯、砷化镓、金、银、膜、尼龙、PVP、 聚合物塑料或本领域中已知的、能够在其表面上引入诸如氨基、 羧基、Diels-Alder反应物、巯基或羟基等官能团的任何其他材料。 然后这些基团可以共价连接到交联剂，使得随后核酸探针和目标 核酸分析物结合将发生在溶液中而没有来自生物芯片的阻碍。典 型的交联基团包括乙二醇低聚物、二胺和氨基酸。备选地，可以 使用酶促过程，如在US20100240544中所述，将核酸探针偶联到 阵列上。
在一些实施方式中，核酸探针偶联到微珠的表面上。用于偶 联核酸探针的微珠在本领域中是已知的，并且包括磁性和非磁性 珠。微珠可以用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或更多的染 料进行标记，以方便微珠的编码和与之连接的核酸探针的识别。 微珠的编码可用于在一个阵列中区分至少10、50、100、200、300、 400、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、5000种或 更多种不同的微珠，每个微珠对应于对不同的目标核酸分析物具 有特异性的不同的核酸探针。
在一些实施方式中，核酸探针偶联到反应室例如尖端的表面 上。例如，尖端的内表面可用对单一目标核酸分析物具有特异性 的核酸探针进行涂覆。备选地，尖端的内表面可用对不同的目标 核酸分析物具有特异性的两种或更多种不同的核酸探针进行涂 覆。当两种或更多种不同的核酸探针被偶联到相同的尖端内表面 时，每种不同的核酸探针可偶联在不同的已知位置，例如沿着尖 端的轴在不同的位置形成不同排列的环或带。在这种情况下，通 过吸取样品到尖端并使包含在样品中的核酸分析物与沿着尖端涂 覆在连续位置的核酸探针结合，可在相同的样品中分析多种不同 的核酸分析物。然后可以如本文所述使结合事件可视化，条带图 案中每个条带的位置对应于特定已知的核酸分析物。
在一些实施方式中，核酸杂交反应是测序反应。测序反应可 直接由样品核酸进行，或可涉及预扩增步骤，例如逆转录和/或 PCR。使用模板依赖性合成的序列分析可以包括许多不同过程。 例如，最早的DNA测序方法之一是四色链终止Sanger测序法， 其中使用模板分子群体来创造互补片段群体。在四种天然存在的 核苷酸的存在下，使用染料标记的终止子核苷酸的亚群，例如双 脱氧核糖核苷酸，进行引物延伸，其中各个类型的终止子(ddATP、 ddGTP、ddTTP、ddCTP)包含不同的可检测标记。结果，创造了 一组嵌套片段，其中这些片段越过引物在模板中的各个核苷酸处 终止，而且以允许识别终止核苷酸的方式标记。该嵌套片段群然 后进行基于大小的分离，例如使用毛细管电泳，并且识别与各个 不同大小的片段相关联的标记，以识别终止核苷酸。因此，移动 穿过分离系统中的检测器的标记序列提供对合成片段的序列信息 的直接读取，并且基于互补性，获得作为基础的模板的序列信息 (参见，例如美国专利号5,171,534，为所有目的通过引用全文并入 本文)。
模板依赖性测序方法的其他示例包括合成测序方法，其中随 着其向生长中的引物延伸产物上添加，反复识别个体核苷酸。在 合成测序的一个种类中，在允许添加单碱基并且几乎没有或完全 没有越过该碱基的延伸的条件下，核酸合成复合体与一种或多种 核苷酸接触。然后查询或观察该反应，以确定碱基是否掺入，并 且提供该碱基的身份。在合成测序的第二个种类中，在不间断的 反应过程(例如无洗涤步骤)中实时观察核苷酸向生长中的新生 链的添加。
合成测序的一个示例是焦磷酸测序，这是通过测定在得到的 合成混合物中测序反应副产物即焦磷酸的存在而识别核苷酸的掺 入的一种方法。具体而言，引物、聚合酶模板复合体与单一类型 的核苷酸接触。如果该核苷酸掺入，聚合反应在三磷酸链的α和 β磷酸之间裂解三磷酸核苷，释放焦磷酸。然后使用化学发光酶 报告系统确定释放的焦磷酸的存在，该系统将焦磷酸与AMP转化 为ATP，然后使用萤光素酶测量ATP，以产生可测量的光信号。 如果检测到光，则碱基已掺入，如果检测不到光，则碱基未掺入。 在适当的洗涤步骤后，多种碱基循环地与该复合体接触，以依次 识别模板核酸中随后的碱基。参见，例如美国专利号6,210,891， 为所有目的通过引用全文并入本文。
在相关的方法中，引物/模板/聚合酶复合体固定在基底上，并 且复合体与标记的核苷酸接触。复合体的固定可以通过引物序列、 模板序列和/或聚合酶进行，且可以是共价或非共价的。一般而言， 优选的方面，特别是根据本发明的实施方式，通过聚合酶或引物和基底表面之间的连接提供复合体的固定。多种类型的连接可用 于这种接附，包括例如使用例如生物素-PEG-硅烷联接化学过程提 供生物素化的表面组分，接着对欲固定的分子进行生物素化，随 后通过例如链霉亲和素桥进行连接。其他合成偶联化学过程以及 非特异性蛋白吸附也可用于固定。在备选的构型中，提供了带有 和不带可去除的终止子基团的核苷酸。掺入后，标记物与复合体 偶联，因此可以检测。在带有终止子的核苷酸情况下，带有可独 立识别的标记物的所有四种不同的核苷酸与复合体接触。由于终 止子的存在，标记的核苷酸的掺入阻止了延伸，且向复合体添加 标记物。然后从掺入的核苷酸中除去标记物和终止子，且在适当 的洗涤步骤后重复这一过程。在未终止的核苷酸的情况下，向复 合体添加单一类型的标记的核苷酸，以确定其是否将掺入，正如 焦磷酸测序一样。在除去核苷酸上的标记基团和适当的洗涤步骤 后，各种不同的核苷酸在同一过程中通过反应混合物循环。参见， 例如美国专利号6,833,246，为所有目的通过引用全文并入本文。
在又一个合成测序方法中，随着模板依赖性合成的进行，实 时观察不同标记的核苷酸的掺入。具体而言，随着荧光标记的核 苷酸的掺入，观察独立的固定的引物/模板/聚合酶复合体，从而允 许随其添加实时识别各个添加的碱基。在这一方法中，标记基团 连接于在掺入期间裂解的核苷酸的一部分上。例如，通过将标记 基团连接于在掺入期间去除的磷酸链的一部分，即核苷多磷酸上 的β、γ或其他末端磷酸基团上，标记物未掺入到新生链中，而是 产生了天然DNA。个体分子的观察一般涉及将复合体光学限制在 极小的照明体积内。通过光学限制复合体，创造了一监测区域， 其中随机扩散的核苷酸存在极短的时间，而掺入的核苷酸由于已 被掺入而在观察体积内保持更长的时间。这导致与掺入事件相关 的特征信号，其特征也在于所添加的碱基所特有的信号谱。在相 关方面，相互作用的标记组分，例如荧光共振能量转移(FRET)染 料对，被提供到聚合酶或复合体的其他部分及掺入的核苷酸上， 从而掺入事件使标记组分互相靠近，且产生特征信号，该信号也 是所掺入的碱基所特有的(参见，例如美国专利号6,056,661、 6,917,726、7,033,764、7,052,847、7,056,676、7,170,050、7,361,466、 7,416,844和公开的美国专利申请号20070134128，其全部公开内 容为所有目的特此通过引用全文并入本文。可以使用光检测器代 替CCD相机来检测散射的变化。荧光和透射率的组合可用来增强 信号。
如本文描述的核酸杂交测定可以与一种或多种其他测定相结 合，例如对本发明的系统内的不同样品进行，或对同一样品进行。 可同时或依次对一个或多个样品执行不同测定。
各种样品可用于本文提供的核酸测定。例如，鼻咽拭子、鼻 咽吸取物或痰样品可用作生物样品，可以从该生物样品中检测传 染性病原体。在一些实施方式中，本文其他各处所述的任何其他 生物样品可用于核酸测定。
可以使用用于本文提供的测定检测的各种方法来监测核酸测 定。例如，核酸扩增测定的测量可以通过监测反应的荧光的增加 (例如，在其中使用嵌入到双链DNA中的荧光染料的测定)或者 通过监测反应的吸光度或浊度的增加(例如，在其中由于DNA合 成期间的核苷酸掺入而生成的焦磷酸与Mg++反应以形成不溶性 焦磷酸镁的测定)来进行。例如，还可通过获得一段时间内的荧 光、吸光度或浊度并且分析所述数据以确定指示出样品中感兴趣 的核酸的存在或量的转折点来分析核酸扩增测定。这种分析可例 如通过将数据拟合到指数曲线并且基于基线以上的阈值来选择转 折点而进行。基线可例如通过使用至少3个数据点的移动平均值 而确定。可以针对特定的测定而选择数据的转折点，并且该转折点可例如是值为基线以上的10％、200％、300％、400％、500％、 600％、700％、800％、900％或100％的时间。
普通化学测定
在一些实施方式中，本文提供的装置和系统可配置用于进行 一个或多个普通化学测定。普通化学测定可以包括，例如，基础 代谢组[葡萄糖、钙、钠(Na)、钾(K)、氯(Cl)、CO2(二 氧化碳、碳酸氢盐)、肌酸酐、血尿素氮(BUN)]的测定、电解 质组[钠(Na)、钾(K)、氯(Cl)、CO2(二氧化碳、碳酸氢 盐)]的测定、化学14组/综合代谢组[葡萄糖、钙、白蛋白、总蛋白、钠(Na)、钾(K)、氯(Cl)、CO2(二氧化碳、碳酸氢盐)、 肌酸酐、血尿素氮(BUN)、碱性磷酸酶(ALP)、丙氨酸转氨 酶(ALT/GPT)、天冬氨酸转氨酶(AST/GOT)、总胆红素]的 测定、脂质谱/脂质组[LDL胆固醇、HDL胆固醇、总胆固醇和甘 油三酯]的测定、肝组/肝功能[碱性磷酸酶(ALP)、丙氨酸转氨 酶(ALT/GPT)、天冬氨酸转氨酶(AST/GOT)、总胆红素、 白蛋白、总蛋白、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、乳酸脱氢酶(LDH)、 凝血酶原时间(PT)]的测定、碱性磷酸酶(APase)、血红蛋白、 VLDL胆固醇、乙醇、脂肪酶、pH、锌原卟啉、直接胆红素、血 型分型(ABO、RHD)、铅、磷酸盐、血细胞凝集抑制、镁、铁、 铁摄取、大便潜血和其他，单独地或以任何组合。
在本文提供的普通化学测定中，在一些示例中，通过一个或 多个测定步骤来确定样品中分析物的水平，所述一个或多个测定 步骤涉及感兴趣的分析物与一种或多种试剂的反应，从而导致反 应中可检测的变化(例如，反应的浊度变化、反应中发光的生成、 反应中的颜色变化等)。在一些示例中，通过一个或多个测定步 骤来确定样品的性质，所述一个或多个测定步骤涉及感兴趣的样 品与一种或多种试剂的反应，从而导致反应中可检测的变化(例 如，反应的浊度变化、反应中发光的生成、反应中的颜色变化等)。 一般地，如本文所用的，“普通化学”测定不涉及核酸的扩增、显 微镜台上细胞的成像或者溶液中分析物的水平的确定，该分析物 的水平的确定基于使用标记的抗体/结合物来确定溶液中分析物的水平。在一些实施方式中，在单一器皿中使用所有试剂来执行 普通化学测定——即，为了进行反应，将所有必要的试剂添加到 反应器皿中，并且在测定过程期间，不从反应或反应器皿中移除 材料(例如，不存在洗涤步骤；其为“混合并读取”反应)。普通 化学测定还可为，例如，比色测定、酶学测定、光谱测定、比浊 测定、凝集测定、凝固测定和/或其他类型的测定。可以通过测量 由测定反应对所选择的一个或多个波长的光的吸光度来分析许多 普通化学测定。在一些实施方式中，可以通过测量反应的浊度(例 如，用分光光度计进行测量)来分析普通化学测定。在一些实施 方式中，可以通过测量反应中生成的化学发光(例如，用PMT、 光电二极管或其他光学传感器进行测量)来分析普通化学测定。 在一些实施方式中，可以基于在相同或相关测定中针对一种或多 种其他分析物而确定的实验值，通过计算来执行普通化学测定。 在一些实施方式中，可以通过测量反应的荧光(例如，用检测单元进行测量，该检测单元包含或连接至i)具有特定波长(“激发 波长”)的光源；以及ii)配置用于检测以特定波长(“发射波长”) 发射的光的传感器)来分析普通化学测定。在一些实施方式中， 可以通过测量反应中的凝集(例如，通过用分光光度计来测量反 应的浊度或者通过用光学传感器来获得反应的图像)来分析普通 化学测定。在一些实施方式中，可以通过在一个或多个时间点上 对反应进行成像(例如，用CCD或CMOS光学传感器进行成像)， 接着进行图像分析，来分析普通化学测定。可选地，分析可涉及 凝血酶原时间、激活部分促凝血酶原激酶时间(APTT)，其中之 一可以通过诸如但不限于比浊法的方法来测量。在一些实施方式 中，可以通过测量反应的粘度(例如，用分光光度计进行测量， 其中反应的粘度的增加改变反应的光学性质)来分析普通化学测 定。在一些实施方式中，可以通过测量两种非抗体试剂(例如， 金属离子与发色团；这样的反应可以用分光光度计或者通过使用 另一设备的比色法来测量)之间的复合物形成来分析普通化学测 定。在一些实施方式中，可以通过用于测定细胞抗原的非ELISA 或基于细胞计数的方法来分析普通化学测定(例如，针对血型的 血细胞凝集测定，其可例如根据反应的浊度来测量)。在一些实 施方式中，可以借助于(例如，用于二氧化碳或氧的)电化学传 感器来分析普通化学测定。还可以使用额外的方法来分析普通化 学测定。
在一些实施方式中，可以使用分光光度计来测量普通化学测 定。在一些实施方式中，普通化学测定可以在测定结束时测量(“终 点”测定)或者在测定过程中的两个或更多个时间测量(“时间过 程”或“动力学”测定)。
例如，可通过将生物样品(例如，血浆、尿等)与葡萄糖氧 化酶一起温育以生成葡萄糖酸和过氧化氢来进行葡萄糖测定。在 一个示例中，过氧化氢可以与过氧化物酶和色原一起温育，该色 原可以在氧化时改变颜色——例如，邻联茴香胺。有色产物可通 过与硫酸的反应而得到进一步稳定化。有色产物可以在分光光度 计中根据405nm处的吸光度而测量得到。在另一示例中，过氧化 氢可以与过氧化物酶、4-氨基安替比林和酚类化合物(例如，N，N- 二乙基苯胺)一起温育，以形成有色产物。所述产物可以例如在 分光光度计中在510nm处测量。
例如，可通过将生物样品(例如，血浆、尿等)与α-酮戊二 酸和丙氨酸一起温育以产生谷氨酸和丙酮酸来进行丙氨酸转氨酶 测定。这些产物与可氧化的色原[例如10-乙酰基-3，7-二羟基吩噁 嗪(ADHP)]的温育可以生成有色产物。例如，氧化的10-乙酰基 -3，7-二羟基吩噁嗪可以在分光光度计中根据在570nm处的吸光 度进行比色检测，或者在EX/EM＝535/587nm处进行荧光检测。 在另一示例中，谷氨酸和丙酮酸产物可以与乳酸脱氢酶和NADH 温育，其中丙酮酸与NADH在乳酸脱氢酶催化的反应中反应，以 形成NAD+和乳酸。该反应可以根据340nm处的吸光度来监测， NADH在此波长处吸收(即，NADH消耗越多，340nm处的吸光 度越低)。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与四苯基硼酸 一起温育进行钾测定。血浆中的钾可与四苯基硼酸盐形成不溶的 盐，其可从溶液中沉淀出来和/或增加样品的浊度。该测定可以在 分光光度计中进行测量，例如，通过测量样品在578nm处的吸光 度。
例如，可通过将生物样品(例如血浆，尿等)与色原对硝基 苯基磷酸盐(pNPP)一起温育进行碱性磷酸酶测定。pNPP可以 被碱性磷酸酶去磷酸化而形成对硝基苯酚和磷酸盐；在去磷酸化 时它形成黄色。例如，该测定可以在分光光度计中通过比色测量 样品在405nm处的吸光度来测量。在另一示例中，例如，可通过 将血浆与在碱性磷酸酶介导的裂解时释放光的化学发光底物(例 如3-(2′-螺金刚烷基)-4-甲氧基-4-(3″-磷酰氧基)-苯基-1，2-二氧杂 环丁烷(AMPPD)一起温育进行碱性磷酸酶测定。例如，该测定 可以通过在光传感器(例如PMT或光电二极管)处获得该测定的 读数来测量。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与β-半乳糖苷 酶和邻硝基苯基-β-半乳糖苷(ONPG)一起温育进行钠测定。β- 半乳糖苷酶可具有钠依赖的活性，并将ONPG水解为半乳糖和邻 硝基苯酚。邻硝基苯酚的生成可以在分光光度计中根据420nm处 的吸光度来测量。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与邻甲酚酞和 2-氨基-2-甲基-1-丙醇一起温育进行钙测定。血浆中的钙可与邻甲 酚酞形成复合物，该复合物具有紫色。该复合物可以在分光光度 计中根据575nm处的吸光度来测量。
例如，可通过将全血与一种或多种去污剂、铁氰化物和氰化 物一起温育进行血红蛋白测定。血红蛋白可以与氰化物形成复合 物，其可以在分光光度计中根据540nm处的吸光度来测量。
HDL-胆固醇测定可如下进行：例如，将生物样品(例如血浆 等)与保护非HDL胆固醇(例如LDL、VLDL和乳糜微粒)但使 HDL-胆固醇暴露于酶的试剂一起温育。这些试剂可包括，例如， 聚乙烯基磺酸(PVS)、聚乙二醇甲基醚(PEGME)或硫酸葡聚 糖。然后反应混合物与胆固醇酯酶(以将胆固醇酯转化为胆固醇) 和胆固醇氧化酶(以将胆固醇转化为胆甾-4-烯-3-酮，并同时产生 过氧化氢)一起温育。反应混合物与可氧化的色原(例如N-(2- 羟基-3-磺丙基)-3，5-二甲氧基苯胺(ALPS)和氨基安替比林 (AAP))或荧光染料一起温育，该色原可被过氧化氢氧化，由 过氧化物酶(例如辣根过氧化物酶)催化。
例如，根据对样品中其他胆固醇分子(例如，总胆固醇和HDL- 胆固醇)水平的基于酶的测定，通过计算样品中VLDL的水平， 可进行VLDL-胆固醇测定。在一些情况下，估计VLDL为样品中 的总甘油三酯的五分之一。在另一个示例中，可以通过从HDL- 胆固醇中物理或化学地分离LDL和VLDL-胆固醇，用LDL-胆固 醇来测定VLDL-胆固醇。分离的LDL/VLDL然后可与胆固醇酯酶 (以将胆固醇酯转化为胆固醇)和胆固醇氧化酶(以将胆固醇转 化为胆甾-4-烯-3-酮，并同时产生过氧化氢)一起温育。该反应混 合物与可氧化的色原(例如ALPS/AAP)或荧光染料一起温育， 该色原可被过氧化氢氧化，由过氧化物酶(例如辣根过氧化物酶) 催化。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与pH指示剂 分子一起温育进行pH测定。通常，pH指示剂的颜色响应于周围 溶液的pH而变化。pH指示剂是本领域公知的，并且包括，例如 溴酚蓝、甲基红、石蕊、酚酞和酚红。
凝血酶原时间(PT)测定可以如下进行：例如，将血液与柠 檬酸盐或其他抗凝剂一起温育，并分离血浆。然后向血浆中加入 一种物质以逆转抗凝剂的作用(例如，在柠檬酸盐的情况下，加 入钙)。然后向血浆中加入组织因子(因子(III))，并测量样 品凝结所需的时间。例如，样品的凝结可增加样品的浊度和/或增 加其粘度。例如，该测定可以在分光光度计中通过测量样品的吸 光度进行测量。
例如，通过将红细胞与裂解红细胞的溶液(例如，水或含有 10mM磷酸盐缓冲液(pH7.4)的水)一起温育，并观察样品在 EX/EM＝424/594nm(这是锌原卟啉的强激发和发射波长)处的 荧光，可进行锌原卟啉测定。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与试剂一起温 育进行氯化物测定，该试剂当与汞原子复合时具有一种颜色，而 当与铁原子复合时具有第二种颜色(例如2，4，6-三吡啶基-s-三嗪(TPTZ)或硫氰酸盐)。这些试剂相对于铁原子优先与汞原子形 成复合物。然而，在氯离子的存在下，汞从所述试剂上解离并形 成HgCl2，而铁能够与所述试剂形成复合物。含铁复合物可被着 色，并且可以例如在分光光度计中测量：Fe-TPTZ在620nm处或 硫氰酸铁在480nm处测量。
甘油三酯测定可以如下进行：例如，将生物样品(例如血浆 等)与可以将甘油三酯转化为甘油和脂肪酸的脂肪酶一起温育。 然后甘油可以与另外的酶一起温育，该另外的酶与甘油及其产物 反应，最终导致过氧化氢的形成(在一个示例中，甘油激酶催化 甘油和ATP的反应以形成磷酸甘油，而甘油-3-磷酸氧化酶催化磷 酸甘油向磷酸二羟基丙酮和过氧化氢的转化)。该反应可以与过 氧化物酶和可氧化的底物(例如，色原或荧光染料)一起温育， 可以监测该底物的氧化(例如，使用分光光度计)。
总胆固醇测定可以如下进行：例如，将生物样品(例如血浆 等)与胆固醇酯酶(以将胆固醇酯转化为胆固醇)和胆固醇氧化 酶(以将胆固醇转化为胆甾-4-烯-3-酮，并同时产生过氧化氢)一 起温育。该反应可以与过氧化物酶和可氧化的底物(例如，色原 或荧光染料)一起温育，可以监测该底物的氧化(例如，使用分 光光度计)。
例如，可以通过将生物样品(例如血浆、尿等)与结合白蛋 白的染料诸如5′，5″-二溴-邻甲酚磺酞(溴甲酚紫(BCP))或溴甲 酚绿(BCG)一起温育进行白蛋白测定。例如，该测定可以在分 光光度计中根据在600nm处的吸光度(对于BCP)或在628nm 处的吸光度(对于BCG)进行测量。
总蛋白测定可以如下进行：例如，将生物样品(例如血浆、 尿等)与结合蛋白质中的一个或多个结构(例如，肽键)的试剂 一起温育。这些试剂包括，例如，铜(II)离子(用于缩二脲试 验)和CoomassieTM染料。蛋白质-染料复合物可以通过将该复合 物与另一种试剂如二辛可宁酸(BCA)(用于BCA试验)一起温 育而进一步稳定。对于使用铜(II)离子的测定，例如，可以在 分光光度计中在540nm处测量样品。对于使用CoomassieTM染料 的测定，例如，可以在分光光度计中在595nm处测量样品。
碳酸氢盐/二氧化碳测定可以如下进行：例如，调节生物样品 (例如血浆、尿等)的pH至pH大于7，使得样品中的二氧化碳 转化为碳酸氢盐(HCO3 -)。向样品提供磷酸烯醇丙酮酸盐(PEP) 和磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)，使得PEPC催化PEP与碳酸 氢盐之间的反应以形成草酰乙酸和磷酸盐。草酰乙酸可以通过多 种机制来检测。例如，草酰乙酸可以与NADH和苹果酸脱氢酶一 起温育，其中苹果酸脱氢酶催化草酰乙酸和NADH向苹果酸和 NAD+的转化。可以通过测量340nm处的吸光度以监测NADH的 水平来监测该反应。在另一示例中，草酰乙酸可以与可与草酰乙 酸形成复合物的色原如固紫B(Fast Violet B)一起温育。例如，可在分光光度计中测量在578nm处的吸光度以监测草酰乙酸-固 紫B复合物的水平，而监测该反应。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与一种或多种 天冬氨酸转氨酶底物(例如，天冬氨酸和α-酮戊二酸)一起温育 进行天冬氨酸转氨酶(AST/SGOT)测定。样品中的天冬氨酸转 氨酶可以催化氨基从天冬氨酸向α-酮戊二酸的转移，以形成草酰 乙酸和谷氨酸。在该测定中还可提供苹果酸脱氢酶，它可催化草 酰乙酸向苹果酸的转化，并结合NADH至NAD+的氧化。在该测 定中还可提供乳酸脱氢酶，以减小来自丙酮酸的干扰。该测定可 根据340nm处的吸光度进行监测，NADH在此波长处吸收(即， NADH消耗越多，340nm处的吸光度越低)。NADH向NAD+的 转化速率可正比于样品中天冬氨酸转氨酶的量。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与脲酶一起温 育进行血尿素氮(BUN)测定，该脲酶可裂解样品中的尿素以产 生二氧化碳和氨。该氨随后可以参与能容易地监测的反应。在一 个示例中，该氨可以与氨和α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶和NADH 的存在下一起温育，以产生谷氨酸和NAD+。该测定可以根据在 340nm处的吸光度进行监测，NADH在此波长处吸收；NADH向 NAD+的转化速率可以正比于样品中尿素的量。在另一示例中， 氨可以与水杨酸盐和硝普钠以及随后与次氯酸盐一起温育，以产 生例如可在分光光度计中于630nm处测量的蓝绿色产物。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与可将胆红素 转化为容易检测的分子的试剂一起温育进行总胆红素测定。例如， 可将样品与磺胺酸和亚硝酸钠一起温育以将胆红素转化为偶氮胆 红素形式，后者可以例如在分光光度计中根据550nm处的吸光度 容易地检测。
例如，可通过将生物样品(例如血浆、尿等)与肌酸酐酶一 起温育进行肌酸酐测定，该肌酸酐酶可以将肌酸酐转化为肌酸。 肌酸然后可通过肌酸脒基水解酶(amidinolydrolase)转化为肌氨 酸。然后肌氨酸氧化酶可催化肌氨酸与水和氧的反应，以形成甘 氨酸、甲醛和过氧化氢。根据本文其他地方公开的方法，所述过 氧化氢可以与任何可氧化的色原或本文描述的其他可检测的试剂 一起使用。氧化产物的水平可以正比于样品中肌酸酐的量。
应当理解，对于基本上所有上述情况，本文系统的实施方式 可以采用同一系统使用多种相同或不同的检测方法处理该系统中 这些测定中的两个或更多个。这种使用来自同一样品的等分试样 在同一装置中(或可选地使用相同的系统)对至少两个、任选三 个测定的同时处理，因在至少减少样品使用量和缩短多个测定的 处理时间方面的节省，而提供了与已知的系统相比巨大的优势。
电泳
在一些实施方式中，本发明的系统包括使分析物经历电泳过 程。本发明可用于分离、检测和测定一个或多个具有生物、生态 或化学意义的样品中的一种或多种分析物。特别感兴趣的是大分 子，例如蛋白质、多肽、糖和多糖，遗传材料，例如核酸和多核 苷酸，碳水化合物，细胞材料，例如细菌、病毒、细胞器、细胞 碎片、代谢物，药物，如本文描述的任何其他分析物，及其组合。 目标蛋白质包括血浆中存在的蛋白质、白蛋白、球蛋白、纤维蛋 白原、凝血因子、激素、干扰素、酶、生长因子和本文描述的其 他蛋白质。可以使用本发明分离和检测的其他化学品包括但不限 于药品，例如抗生素，以及农用化学品，例如杀虫剂和除草剂。
电泳可包括使用凝胶和/或毛细管。可以在使用或不使用分子 基质(在本文中也称作筛分基质或介质，以及分离基质或介质)来 产生分离的情况下，进行电泳分离。在不使用基质作为毛细管电 泳过程的一部分时，该技术通常称为毛细管区带电泳(CZE)。在基 质与毛细管电泳过程结合使用时，该技术通常称为毛细管凝胶电 泳(CGE)。在电泳过程中使用的基质的非限制性示例包括线性聚合 物溶液，例如聚(环氧乙烷)溶液、交联的聚丙烯酰胺和琼脂糖。 合适的基质可以处于液体、凝胶或颗粒形式。
在电泳中，分离缓冲液一般如此选择，使得其有助于溶解或 悬浮样品中存在的物质。液体一般是同时包含阴离子和阳离子物 质的电解质。优选地，电解质包含约0.005-10摩尔/升的离子物质， 更优选地约0.01-0.5摩尔/升的离子物质。用于典型电泳系统的电解质的示例包括水与有机溶剂和盐的混合物。可以与水混合产生 适当电解质的代表性材料包括：无机盐，例如磷酸盐、碳酸氢盐 和硼酸盐；有机酸，例如乙酸、丙酸、柠檬酸、氯乙酸及其对应 的盐等；烷基胺，例如甲胺；醇，例如乙醇、甲醇和丙醇；多元 醇，例如链烷二醇；含氮溶剂，例如乙腈、吡啶等；酮，例如丙 酮和甲基乙基酮；以及烷基酰胺，例如二甲基甲酰胺、N-甲基和 N-乙基甲酰胺等。以上离子和电解质物质仅为了说明目的而提供。 本领域熟练的研究人员能够由上述物质和可选的物质例如氨基 酸、盐、碱等配制电解质，以产生用于毛细管电泳系统的合适的 支持电解质。电泳分离使用的电压对于本发明不是关键，且可以 广泛变化。毛细管电泳的典型电压是约500V-30,000V，优选约 1,000-20,000V。
在一些实施方式中，电泳过程是毛细管电泳过程。在典型的 毛细管电泳过程中，充满缓冲液的毛细管悬挂在两个装满缓冲液 的储液器之间。横越毛细管的两端施加电场。生成电场的电位在 千伏的范围。包含一种或多种组分或物质的样品一般在高电位端 且在电场的影响下引入。备选地，使用压力或真空注射样品。同 一样品可以引入到多个毛细管中，或者各毛细管中可以引入不同 样品。一般地，毛细管阵列保持在导引装置中，且毛细管的吸入 端浸在包含样品的小瓶中。样品被毛细管吸入后，毛细管的末端 从样品小瓶中移走，并浸没在可处于普通容器中或单独的小瓶中 的缓冲液中。样品朝低电位端迁移。在迁移期间，样品的组分被 电泳分离。分离后，由检测器检测组分。可在样品仍处于毛细管 中时或在样品已离开毛细管后实现检测。
毛细管电泳的通道长度这样选择，使得其有效实现物质的适 当分离。通常，通道越长，样品穿过毛细管迁移所花费的时间越 长。因此，可以在更大距离上使物质彼此分离。但是，较长的通 道使得带变宽，且导致过长的分离时间。通常，对于毛细管电泳， 毛细管约10cm到约5米长，且优选约20cm到约200cm长。在 一般使用聚合物分离基质的毛细管凝胶电泳中，更优选的通道长 度是约10cm到约100cm长。
毛细管的内径(即孔径大小)不是关键的，虽然小孔径毛细管 在高度多路应用中更有用。本发明扩展到范围广泛的毛细管大小。 一般而言，毛细管的内径范围可以约为5-300微米，优选约20-100 微米。毛细管长度的范围通常可以约为100-3000mm，优选约 300-1000mm。
合适的毛细管是由坚固且耐用的材料构造的，使其在毛细管 电泳的正常条件下反复使用时可以保持其物理完整性。它一般由 非导体材料构成，使得可以横越毛细管施加高电压而不生成过多 的热。无机材料，例如石英、玻璃、熔融石英，和有机材料，例 如聚四氟乙烯、氟化乙烯/丙烯聚合物、聚氟乙烯、芳纶、尼龙(即 聚酰胺)、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等，可以有利 地用来制造毛细管。
在穿过毛细管壁实现激发和/或检测时，如下面更详细描述 的，特别有利的毛细管是由透明材料构造的。在穿过毛细管壁实 现激发的情况下，在暴露于用来照射目标物质的光时基本不显示 荧光，即显示的荧光低于背景水平的透明毛细管是特别有用的。 一种这样的毛细管可从Polymicro Technologies(Phoenix，Ariz.) 得到。或者，可以在不透明的或发荧光的毛细管的壁上形成透明 的不发荧光的部分，以便能够穿过毛细管壁进行激发和/或检测。 例如，熔融石英毛细管通常在外毛细管表面上提供聚酰亚胺涂层， 以增强其抗破裂性。已知该涂层当暴露于波长低于600nm的光时 发射宽荧光。如果不首先除去该涂层而使用透壁激发方案，则荧 光背景可以掩盖弱的分析物信号。因此，可以通过任何方便的方 法除去发荧光聚合物涂层的一部分，例如通过在硫酸中煮沸，通 过使用加热的探头(例如通电的丝线)氧化，或通过用小刀刮去。 在内径大约0.1mm或更小的毛细管中，有用的透明部分的宽度为 约0.01mm到约1.0mm。
凝血测定
在一些实施方式中，本发明的系统包括使分析物经历凝血测 定。凝血测定包括但不限于检测一种或多种凝血因子和测量凝血 时间的测定。凝血测定的读出一般是凝块的形成、凝块形成速度 或凝块形成的时间。凝血因子包括因子I(纤维蛋白原)、因子II(凝 血酶原)、因子III(组织促凝血酶原激酶)、因子IV(钙)、因子V(促 凝血球蛋白原)、因子VI(不再认为具有止血活性)、因子VII(转变 加速因子)、因子VIII(抗血友病因子)、因子IX(血浆凝血激活酶 成分；Christmas因子)、因子X(stuart因子)、因子XI(血浆凝血 激活酶先质)、因子XII(hageman因子)和因子XIII(血纤蛋白稳定 因子)。出血性病状例如血友病(其中十二种凝血因子中的一种或 多种可能有缺陷)的诊断可以通过范围广泛的凝血试验来实现。另 外，已开发数种测试来监控溶栓治疗的进展。已开发其他测试来 对溶栓前或易凝状态发出信号，或监测在心肺旁路手术期间对患 者施用鱼精蛋白的效果。凝血试验也可用于监控口服和静脉内抗 凝血治疗。在本发明中有用的三种诊断性凝血试验的示例是激活 部分促凝血酶原激酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)和激活凝血 时间(ACT)。
APTT测试评估了凝血的内源性共同途径。出于这个原因， APTT经常用来监控静脉内肝素抗凝血治疗。特别地，其测量向 柠檬酸盐处理的血样中添加活化剂(例如钙)和磷脂后形成纤维 蛋白凝块的时间。肝素施用具有抑制凝块形成的效果。
PT测试评估了凝血的外源性共同途径(例如在钙离子和组织 促凝血酶原激酶的存在下凝血酶原向凝血酶的转化)，且可以用来 监控口服抗凝血治疗。口服抗凝剂香豆素抑制凝血酶原的形成。 因此，该测试基于向血样添加钙和组织促凝血酶原激酶。
ACT测试评估了凝血的内源性共同途径。它经常用来监控通 过肝素治疗的抗凝。ACT测试基于向未添加外源抗凝剂的新鲜全 血添加内源性途径的活化剂。
凝血测定可使用比浊测量法。在凝血测定分析的一个示例中， 将全血样品收集到含有柠檬酸盐的负压容器(vacutainer)中，然后 离心。用向其中添加了足够过量的钙以中和柠檬酸盐的效果的血 浆进行该测定。对PT测试，组织促凝血酶原激酶作为干试剂提供，在使用前重建。该试剂对热敏感，因此用设备保持在4℃。将样 品和试剂的等分试样转移到在37℃加热的容槽中，基于光密度的 变化进行测量。
作为比浊法的备选，Beker等(参见Haemostasis(1982)12：73) 引入了发色PT试剂(Thromboquant PT)。该测定基于由凝血酶从 修饰的肽Tos-Gly-Pro-Arg-pNA水解对硝基苯胺，且通过分光光 度计监测。也可通过流体流动的变化或破坏来测量凝血，例如根 据流速降低、两点间流动时间延长和形成流体流动的阻碍，例如 在毛细管中进行测量。可与测试结果进行比较的正常凝血结果的 标准将随使用的方法而不同，并且是本领域已知的或可使用对照 样品(例如来自正常个体)确定。
细胞计数
在一些实施方式中，测定系统配置为执行细胞计数测定。细 胞计数测定一般用于光学、电学或声学地测量个体细胞的特征。 对于本公开内容而言，“细胞”可包含通常与个体细胞大小类似的 非细胞样品，包括但不限于囊泡(例如脂质体)、细胞小群体、病 毒体、细菌、原生动物、结晶、通过脂质和/或蛋白质的聚合形成 的实体、以及与小颗粒例如珠或微球结合的物质。此类特征包括 但不限于大小；形状；粒度；光散射图样(或光学特性曲线)；细 胞膜是否完整；细胞内部内容物的浓度、形态和时空分布，包括 但不限于蛋白质含量、蛋白质修饰、核酸含量、核酸修饰、细胞 器含量、核结构、核含量、细胞内部结构、内部囊泡含量(包括pH)、 离子浓度和其他小分子例如类固醇或药物的存在；和细胞表面(细 胞膜和细胞壁二者)标记物，包括蛋白质、脂质、碳水化合物，及 其修饰。通过使用适当的染料、染色剂或其他标记分子，无论是 以纯形式、与其他分子偶联还是固定在或结合于纳米颗粒或微米 颗粒上，可利用细胞计数确定特定蛋白质、核酸、脂质、碳水化 合物或其他分子的存在、量和/或修饰。可通过细胞计数测量的性 质还包括细胞功能或活性的测量，包括但不限于吞噬作用、抗原 呈递、细胞因子分泌、内部和表面分子的表达的变化、与其他分 子或细胞或基底的结合、小分子的主动转运、有丝分裂或减数分 裂；蛋白质翻译、基因转录、DNA复制、DNA修复、蛋白质分 泌、凋亡、趋化性、迁移性、粘附、抗氧化活性、RNAi、蛋白质 或核酸降解、药物反应、传染性和特定途径或酶的活性。细胞计 数也可用来确定关于细胞群体的信息，包括但不限于细胞计数、 总群体百分比和样品群体中任何上述特征的变化。本文描述的测 定可用来对各个细胞测量一种或多种上面的特征，其可以有利于 确定不同特征之间的相关性或其他关系。本文描述的测定也可用 来独立测量多个细胞群体，例如通过用对不同细胞系特异性的抗 体标记混合细胞群体。显微术模块可允许用装置执行组织学、病理学和/或形态学分析，而且也利于同时基于物理和化学特征对目 标的评估。可以将组织匀浆，洗涤，放置在容槽或载玻片上，干 燥，染色(例如使用抗体)，孵育，然后成像。当与本文其他部分 描述的数据传输技术结合时，这些创新推动将来自CMOS/CDD 或类似物的图像传输给有执照的病理学家进行检查，这是使用仅 执行流式细胞术的传统装置所不可能的。细胞计数器可以测量表 面抗原和细胞形态学；与传统血液学实验室装置相比，表面抗原使得能够更灵敏且特异性地测试。细胞测定的判读可以通过门控 一个或多个测量而自动化；门控阀值可以由专家设置和/或基于统 计方法从训练数据学习；门控规则对于独立个体和/或个体群体可 能是特异性的。
在一些实施方式中，细胞计数器模块并入到服务点装置中提 供了一般由普通实验室装置和实验室测量的细胞属性的测量，以 供接受过正规训练的医务人员进行判读和检查，从而改善了作临 床决策的速度和/或质量。服务点装置因此可配置用于细胞计数分析。
细胞计数分析可通过例如流式细胞术或显微术进行。流式细 胞术一般使用流动的液体介质，其依次携带个体细胞到光学、电 学或声波检测器。显微术一般使用光学或声学手段来检测固定的 细胞，通常通过记录至少一幅放大的图像。应当理解，流式细胞 术和显微术不是完全不排斥的。作为一个示例，流式细胞术测定 可使用显微术来记录检测器传递的细胞图像。流式细胞术和显微 术的许多靶标、试剂、测定和检测方法可能是相同的。这样，除 非另外规定，下面的描述应当应用于这些和其他形式的本领域已 知的细胞计数分析。
在一些实施方式中，细胞计数模块可包含显微镜载物台和物 镜。显微镜载物台可配置用于接收细胞计数容槽。显微镜载物台 可由模块层次样品处理系统(例如，配置用于在模块内运送物件) 或设备层次样品处理系统(例如，配置用于在模块之间运送物件) 所接近。细胞计数模块可包含相机、CCD/CMOS传感器或其他可 操作地耦合到物镜或显微镜载物台的成像器件，以使得成像器件 可获取容槽、测定单元或其他器皿中的细胞的数字图像。容槽、 测定单元或其他器皿中的细胞可以沉淀。所述器皿可以是流体隔 离的，或者是可独立移动的。数字图像可以是二维或三维的，并 且其可以是单一图像或图像集。可以通过促动器，例如通过连接 到马达的凸轮精细地定位显微镜物镜，以聚焦图像。物镜可以聚焦在样品的一个或多个平面上。通过图像分析程序，尤其是通过 计算数字图像的图像清晰度或者其他方法，聚焦可以自动化。
流式细胞术
流式细胞术可用来测量例如细胞大小(前散射、导电性)、细 胞粒度(在各种角度的侧散射)、DNA含量、染料染色和定量来自 标记的标记物的荧光。流式细胞术可用来执行细胞计数，例如通 过用荧光标记物来标记样品并流经传感装置。也可以对未标记的 样品进行细胞计数。
优选地，可测量任意给定类型的可达1000000个细胞。在其 他实施方式中，可测量任意给定类型的各种数目的细胞，包括但 不限于大于或等于约10个细胞、30个细胞、50个细胞、100个 细胞、150个细胞、200个细胞、300个细胞、500个细胞、700 个细胞、1000个细胞、1500个细胞、2000个细胞、3000个细胞、 5000个细胞、6000个细胞、7000个细胞、8000个细胞、9000个 细胞、10000个细胞、100000个细胞、1000000个细胞。
在一些实施方式中，可以在微流体通道中执行流式细胞术。 流式细胞分析可以在单一通道中执行或在多个通道中平行执行。 在一些实施方式中，流式细胞术可以依次或同时测量多个细胞特 征。流式细胞术可以与细胞分选结合，其中满足一组特定特征的 细胞的检测从流动的流转移，并收集以供储存、额外分析和/或处 理。应当注意到，此类分选可基于不同组特征分出多个细胞群体， 例如3或4路分选。
显微术
可以与本发明一起使用的显微术方法包括但不限于亮视野、 斜面照明、暗视野、分散染色、相差、微分干涉对比(DIC)、偏振 光、落射荧光、干涉反射、荧光、共焦(包括CLASS)、共焦激光 扫描显微术(CLSM)、结构照明、受激发射减损、电子、扫描探针、 红外、激光、广角、光场显微术、无透镜芯片上全息显微术、数 字及传统全息显微术、扩展场深显微术、光散射成像显微术、反 卷积显微术、散焦显微术、定量相显微术、衍射相显微术、共焦拉曼显微术、扫描式声波显微术和X射线显微术。作为非限制性 的示例，显微术使用的放大水平可包括高达2x、5x、10x、20x、 40x、60x、100x、100x、1000x或更高的放大倍数。可行的放大 水平将随使用的显微术类型而变化。例如，由一些形式的电子显 微术产生的图像可涉及高达几十万倍的放大倍数。对同一样品可 记录多幅显微图像，以生成时间分辨数据，包括视频。通过平行 成像或通过记录包含多个细胞的一幅图像，个体或多个细胞可同 时成像。显微镜物镜可以浸在介质中以改变其光学性质，例如通 过油浸。显微镜物镜可依靠旋转的凸轮相对于样品移动以改变焦 点。细胞计数数据可自动或手动处理，而且可进一步包括例如由 病理学家为诊断目的对细胞或组织形态学的分析。
可使用成像和细胞计数法进行细胞计数。在可亮视野照明主 体的情况下，优选的实施方式是用白光从前方照亮主体并用成像 传感器感测细胞。随后的数字处理将计数细胞。在细胞稀少或较 小时，优选的实施方式是连接特异性或非特异性的荧光标记，然 后用激光照亮主体场。共聚焦扫描成像是优选的。优选地，可计 数任意给定类型的多达1000个细胞。在其他实施方式中，可计数 任意给定类型的各种数目的细胞，包括但不限于多于或等于约1 个细胞、5个细胞、10个细胞、30个细胞、50个细胞、100个细 胞、150个细胞、200个细胞、300个细胞、500个细胞、700个 细胞、1000个细胞、1500个细胞、2000个细胞、3000个细胞、 5000个细胞。可使用可得到的计数算法计数细胞。可通过其特有 的荧光、大小和形状识别细胞。
在一些显微术实施方式中，可通过使用白光光源以及分级聚 光器创造Koehler照明来实现亮视野照明。与流式细胞术中的前 向散射检测类似的性质的细胞亮视野图像可以显示细胞大小、细 胞内的相致密材料和细胞中的着色特征(如果细胞先前已染色的话)。在一个示例实施方式中，Wright-Giemsa染色方法可用来染 色人全血涂片。亮视野成像显示了人白细胞特有的染色模式。特 有形状的红细胞也可以在这些图像中识别。
在一些显微术实施方式中，可通过使用基于环光的照明方案 或其他可得到的外暗视野或经暗视野照明方案实现暗视野成像。 暗视野成像可用于例如确定细胞的光散射性质，相当于流式细胞 术中的侧散射，例如在对人白细胞进行成像时。在暗视野图像中，散射更多光的细胞内部和外部特征显得较亮，而散射较少量的光 的特征显得较暗。细胞例如粒细胞具有一定粒度范围(100-500nm) 的内部颗粒，这些颗粒可以散射大量光，且在暗视野图像中通常 显得较亮。此外，任何细胞的外边界可散射光，且可表现为亮光 的环。该环的直径可以直接给出细胞的大小。此外，显微术方法 还可用来测量细胞体积。例如，可测量红细胞体积。为增加准确 度，可通过使用阴离子或两性离子表面活性剂将红细胞转变成球 体，并使用暗视野成像来测量各个球体的大小，由此可计算细胞 体积。
在一些显微术实施方式中，可以用荧光标记物来标记可能低 于显微镜受衍射限制的分辨极限的小细胞或有形成分；可用适当 波长的光激发样品，并可捕获图像。标记的细胞发射的荧光的衍 射图样可使用计算机分析来量化，而且与细胞大小相关联。用于 这些实施方式的计算机程序在本文其他部分描述。为改善该方法 的准确度，可通过使用阴离子和两性离子表面活性剂将细胞转变 成球体。
可利用细胞成像对各细胞提取一种或多种以下信息(但不限 于以下这些)：
a.细胞大小
b.细胞粒度或光散射(俗称侧散射，基于流式细胞术用语) 的定量测量
c.补偿了光谱通道之间的串扰后成像的各光谱通道中荧光 的定量测量，或者荧光或其他染色的胞内分布模式
d.细胞形状，如通过标准和自定义的形状属性(例如纵横 比、Feret直径、峰度、转动惯量、圆度、紧实度等)所量化的。
e.颜色、颜色分布和细胞形状，在细胞已用染料(未连接抗 体或其他类型的受体)染色的情况下。
f.染色或散射的胞内模式，定义为生物学特征的定量指标 的颜色或荧光，该生物学特征例如为形态学，例如暗视野图 像中细胞内的颗粒密度，或多形核中性粒细胞的Giemsa-Wright染色图像中核仁裂片的数目和大小，等等。
g.在不同通道中获得的图像所显示的细胞特征的共定位。
h.个体细胞、细胞结构、细胞群体、胞内蛋白质、离子、 碳水化合物和脂质或分泌物的空间位置(例如确定分泌的蛋白 质的来源)。
可以设计范围广泛的基于细胞的测定来使用通过细胞计数收 集到的信息。例如，可提供执行5部分白细胞差示的测定。在这 种情况下的可报告值可以是例如以下类型的白细胞的细胞数目/ 微升血液：单核细胞、淋巴细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞和 嗜酸性粒细胞。可报告值也可用来分类白细胞分化，或识别T和 B细胞群体。
荧光显微术
荧光显微术通常涉及用荧光标记物来标记细胞或其他样品， 在下面更详细地描述。荧光标记的样品的显微成像可收集到关于 在给定时刻或在一段时间内标记的靶标的存在、量和位置的信息。 荧光也可用来增强检测细胞、细胞结构或细胞功能的灵敏度。在荧光显微术中，使用一束光来激发荧光分子，该荧光分子然后发 射不同波长的光以供检测。激发荧光团的光源是本领域熟知的， 包括但不限于氙灯、激光、LED和光电二极管。检测器包括但不 限于PMT、CCD和相机。
电子显微术
显微术的另一个非限制性示例使用电子束代替可见光，例如 透射电子显微术(TEM)和扫描电子显微术(SEM)。在TEM中，一 束电子穿过薄样品透射，且电子和标本之间的相互作用被绘图并 放大。TEM因此能够成像到高达单个原子的分辨率。TEM衬比 可使用亮视野成像模式，其中电子被样品吸收；衍衬模式，其中 电子被样品散射；电子能量损失能谱法(EELS)，它检测基于其电 压已与样品的特定组分相互作用的电子；相衬或高分辨率透射电 子显微术；衍射，它产生特有的衍射图样，可以计算分析该衍射 图样以确定样品结构；三维成像，其中样品多次旋转并成像，以 重建总体三维结构。
可通过形成分子的稀溶液或将较大样品切成至多数百纳米厚 的层而制备用于TEM的样品。对于负染色EM，生物样品一般涂 抹在网格上，干燥，用包含重金属例如锇、铅、铀或金的负染色 试剂固定；一种这样的染色试剂是乙酸双氧铀。对于冷冻-EM， 样品可嵌在玻璃状的冰中，并进一步冷却到液氮或液氦的温度。
在SEM中，聚焦的电子束在表面上形成光栅，以产生二次电 子、背散射电子、X射线、光、电流和/或透射电子。SEM可以用 来以大场深显现大小低于1nm的样品，以产生关于样品的3D表 面结构的信息。使用背散射电子的SEM可以与标记物例如胶体金 (例如连接到免疫标记物上)一起使用，以更好地检测特定靶标。
对于SEM，样品一般不含水。生物样品例如细胞可被固定， 以在例如通过蒸发、加热或用临界点干燥干燥前保持其内部结构， 其中水依次被有机溶剂接着被液态二氧化碳代替。导电样品通常 几乎不需要或根本不需要额外的样品制备，仅需要安放在与扫描 电子显微镜兼容的标本支架上。不导电样品可涂覆一薄层导电材 料，例如金、金/钯、铂、锇、铱、钨、铬或石墨，该材料可以增 强信号、增加分辨率和降低照射期间静态电荷的累积。增加SEM 样品导电性的其他方法包括用OTO染色方法染色。对于SEM成 像，不导电样品不需要增加导电性。作为一些非限制性示例，环 境SEM和场发射枪(FEG)SEM可用来对不导电样品成像。
试剂
可通过本领域已知的任何方法制备细胞以供细胞计数测定。 细胞可任选地固定、染色和/或用可检测标记物来标记。细胞可用 本领域已知的多种方法固定，包括但不限于加热、冷冻、灌注、 浸没和化学固定。化学固定可通过众多的试剂来实现，包括但不 限于交联剂(例如甲醛、戊二醛、其他醛及其衍生物)、沉淀剂(例 如乙醇和其他醇)、氧化剂(例如四氧化锇或高锰酸钾)、重铬酸钾、 铬酸、含汞固定剂、乙酸、丙酮、苦味酸盐和HOPE固定剂。细 胞也可以透化，例如通过使用表面活性剂，这对随后的内部标记 或染色可能是有用的。
细胞可用任何光学可检测的染料、染色剂或着色剂染色，例 如核酸染料(包括嵌入剂染料)、亲脂性染料、蛋白质染料、碳水 化合物染料、重金属染色剂。此类染料和染色剂或染色过程包括 但不限于耐酸杆菌染色、Alcian蓝染色、Alcian蓝/PAS染色、茜 红、碱性磷酸酶染色、氨基苯乙烯基染料、钼酸铵、天青A、天 青B、Bielschowsky染色、Bismark棕、碘化镉、碳菁、碳酰肼、 碳吲哚菁、胭脂红、考马斯蓝、刚果红、结晶紫、DAPI、溴化乙 锭、Diff-Quik染色、曙红、氯化铁、荧光染料、品红、姬姆萨染 色、Golgi染色、Golgi-Cox染色、Gomori三色染色、Gordon Sweet 染色、革兰氏染色、Grocott乌洛托品染色、苏木素、六胺、Hoechst染色剂、透明质酸酶Alcian蓝、三氯化铟、吲哚碳菁、吲哚二碳 菁、碘、Jenner染色、硝酸镧、乙酸铅、柠檬酸铅、硝酸铅(II)、 Leishman染色、Luna染色、Luxol快蓝、孔雀石绿、MassonFontana 染色、Masson三色染色、乌洛托品、甲基绿、亚甲基蓝、小胶质 细胞染色、Miller弹性染色、中性红、尼罗蓝、尼罗红、Nissl染 色、橙G、四氧化锇、Papanicolaou染色、PAS染色、PAS淀粉 酶染色、高碘酸、Perls普鲁士蓝、磷钼酸、磷钨酸、铁氰化钾、 亚铁氰化钾、Pouchet染色、碘化丙啶(PI)、普鲁士蓝、Renal Alcian 蓝/PAS染色、Renal Masson三色染色、Renal PAS乌洛托品染色、 罗丹明、Romanovsky染色、钌红、番红O、硝酸银、银染色、天狼星红、氯金酸钠、Southgate′s Mucicannine、苏丹染色、Sybr绿、 Sybr金、SYTO染料、SYPRO染色剂、硝酸铊、氨基硫脲、甲苯 胺蓝、乙酸铀酰、硝酸铀酰、van Gieson染色、硫酸氧钒、von Kossa 染色、WG染色、Wright-Giemsa染色、Wright染色、X-Gal和Ziehl Neelsen染色。细胞可以用无色染料前体处理，该前体在例如通过 酶修饰(例如通过过氧化物酶或萤光素酶)或与离子(例如Fe离子、 Ca2+或H+)结合而处理后转化成可检测的产物。
细胞可进一步用荧光标记物来标记。有用的荧光标记物包括 天然和人工荧光分子，包括荧光蛋白、荧光团、量子点等。可以 使用的荧光标记物的一些示例包括但不限于：1，5IAEDANS； 1，8-ANS；5-羧基-2，7-二氯荧光素；5-羧基荧光素(5-FAM)；荧光 素酰胺(FAM)；5-羧基萘酰荧光素；四氯-6-羧基荧光素(TET)；六 氯-6-羧基荧光素(HEX)；2，7-二甲氧基-4，5-二氯-6-羧基荧光素 (JOE)；
NEDTM；四甲基罗丹明(TMR)；5-羧基四甲基罗丹 明(5-TAMRA)；5-HAT(羟色胺)；5-羟色胺(HAT)；5-ROX(羧基-X- 罗丹明)；6-羧基罗丹明6G；6-JOE；Light
红610；Light
红640；Light
红670；Light
红705；7-氨 基-4-甲基香豆素；7-氨基放线菌素D(7-AAD)；7-羟基-4-甲基香 豆素；9-氨基-6-氯-2-甲氧基吖啶；ABQ；酸性品红；ACMA(9- 氨基-6-氯-2-甲氧基吖啶)；吖啶橙；吖啶红；吖啶黄；吖啶黄素； 吖啶黄素Feulgen SITSA；自发荧光蛋白质；德克萨斯红及相关分 子；噻二碳菁(DiSC3)；噻嗪红R；噻唑橙；硫磺素衍生物；Thiolyte；ThioZole橙；Tinopol CBS(Calcofluor White)；TMR；TO-PRO-1； TO-PRO-3；TO PRO-5；TOTO-1；TOTO-3；TriColor(PE-Cy5)； TRITC(四甲基罗丹明-异硫氰酸酯)；纯蓝；TruRed；Ultralite；荧 光素钠B；Uvitex SFC；WW 781；X罗丹明；XRITC；二甲苯橙； Y66F；Y66H；Y66W；YO-PRO-1；YO-PRO-3；YOYO-1；相互 螯合的染料例如YOYO-3、Sybr绿、噻唑橙；Alexa
染料 系列的成员(来自Molecular Probes/Invitrogen)例如Alexa Fluor 350、A1exa Fluor 405、430、488、500、514、532、546、555、568、594、610、633、635、647、660、680、700和750；Cy Dye荧光 团系列的成员(GE Healthcare)例如Cy3、Cy3B、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7；
染料荧光团的成员(Denovo Biolabels)例如 Oyster-500、-550、-556、645、650、656；DY-Labels系列的成员 (Dyomics)例如DY-415、-495、-505、-547、-548、-549、-550、 -554、-555、-556、-560、-590、-610、-615、-630、-631、-632、 -633、-634、-635、-636、-647、-648、-649、-650、-651、-652、 -675、-676、-677、-680、-681、-682、-700、-701、-730、-731、 -732、-734、-750、-751、-752、-776、-780、-781、-782、-831、 -480XL、-481XL、-485XL、-510XL、-520XL、-521XL；ATTO 系列荧光标记物的成员(ATTO-TEC GmbH)例如ATTO390、425、 465、488、495、520、532、550、565、590、594、610、611X、 620、633、635、637、647、647N、655、680、700、725、740； CAL
系列或
系列染料的成员(BiosearchTechnologies)例如CAL
金540、CAL
橙560、
570、CAL
红590、CAL
红610、CAL
红635、 
570和
670。
荧光标记物可以与靶向部分偶联，以允许特异性结合或定位 到例如特定细胞群体，其中有许多是本领域已知的。非限制性示 例包括抗体、抗体片段、抗体衍生物、适体、寡肽例如核定位序 列(NLS)、充当受体的特异性配体的小分子(包括许多激素和药 物)、核酸序列(例如用于FISH)、核酸结合蛋白质(包括阻遏物和 转录因子)、细胞因子、细胞膜特异性配体、酶、与酶特异性结合 的分子(例如抑制剂)、脂质、脂肪酸以及特异性结合相互作用的 成员，例如生物素/亚氨基生物素和抗生物素蛋白/链霉亲和素。
特异性标记的靶标可以是天然的或人造的，且可包含蛋白质、 核酸、脂质、碳水化合物、小分子及其任意组合。这包括胞内和 细胞表面标记。胞内标记包括细胞内的任何分子、复合体或其他 结构。一些非限制性示例包括基因、着丝粒、端粒、核孔复合体、 核糖体、蛋白酶体、内部脂质膜、代谢物例如ATP、NADPH及 其衍生物、酶或酶复合体、蛋白伴侣、翻译后修饰例如磷酸化或 泛素化、微管、肌动蛋白丝及其他许多。细胞表面标记包括但不 限于蛋白质，例如CD4、CD8、CD45、CD2、CRTH2、CD19、 CD3、CD14、CD36、CD56、CD5、CD7、CD9、CD10、CD11b、 CD11c、CD13、CD15、CD16、CD20、CD21、CD22、CD23、CD24、 CD25、CD33、CD34、CD37、CD38、CD41、CD42、CD57、CD122、 CD52、CD60、CD61、CD71、CD79a、CD95、CD103、CD117、 CD154、GPA、HLA、KOR、FMC7。在一些实施方式中，靶标可 以是细胞内的特定区域，例如靶向特定细胞器或膜约束的囊泡的 内部。在一些实施方式中，靶标可以是遗传操作或其他操作的结果，例如将Lac结合位点克隆到基因序列中以供标记的Lac蛋白 靶向结合。
细胞可通过多种手段进行标记，包括但不限于表面标记、细 胞膜和/或细胞壁的透化、主动转运或其他细胞过程、穿过膜扩散、 载体颗粒例如脂囊泡或其他疏水分子、和由细胞产生(例如对于重 组荧光蛋白)。
在一些实施方式中，包含混合细胞群体的样品可在光学检测 前进行处理，以富集用于检测目标细胞群体。富集的一些示例方 法包括但不限于离心、分选(使用或不用标记)、非目标细胞的选 择性杀死例如通过裂解、和选择性标记以改善目标细胞的检测。 对于成像，细胞可悬浮在液体介质(对于流式细胞术是优选的)中、 附着在表面或限制在小体积中，例如在微流体孔或通道中。
可以向整个样品或样品的部分添加一种或多种试剂，例如细 胞活化剂、刺激剂或抑制剂，以确定细胞/样品如何反应。此类试 剂可以是非特异性的(例如细胞因子)或特异性的(例如抗原)或其 组合。组织样品可以在一种或多种试剂的存在下，在不同环境条 件下培养不同时间段并实时分析。培养条件可以基于测得的反应 随时间变化，且根据需要随时间添加额外的试剂。同样地，使用 这些技术可检查对某些药物的敏感性，例如抗生素抗性。可在试 剂施用之前、期间和之后分析样品。可以随时间依次和/或重复暴 露于一种或多种试剂。试剂浓度可以基于测得的反应进行滴定。
组织样品(例如来自活检)可以以多种方式匀浆，包括通过使 用研磨机、粉碎机，被移液管/嘴驱动，或者用或不用珠(例如纳米 尖珠)离心，将样品推挤穿过筛孔和/或微型柱，或超声破碎。荧光 激活细胞分选(FACS)可与包含流动和/或其他细胞分离方法(例如磁力分离)一起执行。
光谱分析
光谱分析包括产生发光或改变光(例如着色化学)的任何和所 有测定。这可包括以下一种或多种：分光光度法、荧光测定、光 度测定、比浊法、浊度测定、折射测定、偏振测定和凝集测量。
分光光度法是指测量主体对电磁波(包括可见光、UV和红外 线)的反射或透射。例如，分光光度法可用来例如通过在约260的 波长处测量吸光度来测定样品中的核酸浓度；通过在约280的波 长处测量吸光度来测定蛋白质浓度；和/或通过在约230的波长处 测量吸光度来测定盐浓度。
分光光度法的其他示例可包括红外(IR)光谱分析。红外光谱 分析的示例包括近红外光谱分析、远红外光谱分析、激光拉曼光 谱分析、拉曼共焦激光光谱分析、傅里叶变换红外光谱分析和任 何其他红外光谱分析技术。低于约650cm-1的频率一般用于远红 外光谱分析，高于约4000cm-1的频率一般用于近红外光谱分析， 而在约650到约4000cm-1之间的频率一般用于其他类型的IR光 谱分析。IR光谱分析具有许多生物医学应用，包括癌症诊断、关 节炎诊断、测定生物流体的化学成分、测定败血症状态等。IR光 谱分析可用于固体样品，例如组织活检、细胞培养物或子宫颈抹 片；或用于液体样品，例如血液、尿、滑液、粘液等。IR光谱分 析可用来区分正常和癌变细胞，如美国专利号5，186，162中所述， 其通过引用并入本文。IR光谱分析也可用于血样，以检测多种实 体器官癌症的标记。IR光谱分析也可用来确定患者中的细胞免疫， 例如诊断免疫缺陷、自身免疫病、传染病、变态反应、超敏反应 和组织移植相容性。
IR光谱分析可用来测定血液中的葡萄糖水平，这对糖尿病患 者是有用的，例如用于监控胰岛素反应。IR光谱分析进一步可用 来测量血样中的其他物质，例如酒精水平、脂肪酸含量、胆固醇 水平、血红蛋白浓度。IR光谱分析还可以区分来自健康人和关节 炎患者的滑液。
荧光测定是指在用入射光激发荧光分子时测量由与主体偶联 的荧光分子发射的光。荧光测定可使用如上面对细胞计数测定所 述的任何荧光分子、标记和靶标。在一些实施方式中，荧光测定 使用基于酶活性改变荧光的底物分子，例如从NAD+转化成 NADH或反之亦然，或者由前体分子产生β-半乳糖苷酶。荧光测 定可与偏振激发源一起使用，以测量主体的荧光偏振或各向异性， 其可提供关于大小和/或结合态的信息。
比色法是指测量主体的透射颜色吸收，优选地通过用白光逆 光照亮主体，用成像传感器检测结果。示例包括一些使用氧化酶 或过氧化物酶与在过氧化氢的存在下变得有颜色的染料相结合的 测定。一种在人白细胞的完整细胞悬浮液中测定过氧化物酶活性 的方法在Menegazzi等，J.Leukocyte Biol 52：619-624(1992)中公 开，其通过引用全文并入本文。此类测定可用来检测分析物，包 括但不限于醇、胆固醇、乳酸盐、尿酸、甘油、甘油三酯、谷氨 酸盐、葡萄糖、胆碱、NADH。可以使用的一些酶包括辣根过氧 化物酶、乳过氧化物酶、微过氧化物酶、乙醇氧化酶、胆固醇氧 化酶、NADH氧化酶。比色测定的其他非限制性示例包括基于染 料的测定，以测定蛋白质浓度，例如Bradford、Lowry、biureat 和纳米-橙方法。样品的pH也可通过比色测定用指示剂染料确定， 包括但不限于酚酞、百里酚酞、茜素黄R、靛蓝胭脂红、间甲酚 紫、甲酚红、百里酚蓝、二甲酚蓝、2，2’，2”，4，4’-五甲氧基三苯基甲醇、苯紫红素4B、间胺黄、4-苯基偶氮二苯胺、孔雀石绿、喹 哪啶红、橙IV、百里酚蓝、二甲酚蓝及其组合。
光度测定不使用照明方法，因为主体发射其自身的光子。发 射的光可能较弱，而且可使用非常灵敏的传感器检测，例如光电 倍增管(PMT)。光度测定包括产生化学发光的测定，例如使用荧 光素酶的那些测定或使用过氧化物酶的一些测定。
在一些实施方式中，本文提供的系统、装置、方法或测定包 括化学发光化合物。在一些实施方式中，化学发光化合物可以发 射光，诸如在原始的化学发光化合物发生化学改变(例如氧化、 磷酸化、去磷酸化、水解，等)时。化学发光化合物可以包括， 例如：3-(2′-螺金刚烷基)-4-甲氧基-4-(3″-磷酰氧基)-苯基-1，2-二氧 杂环丁烷(AMPPD)、鲁米诺、N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺、 4-氨基邻苯二甲酰肼、腔肠素hcp、腔肠素fcp和D-萤光素。这些 或其他化学发光化合物可以提供于，例如，本文所提供的测定单 元、试剂单元、器皿、尖端(tip)或筒匣或测定台中的容器中， 并且可在配置用于使用其他测定方法(其可以是相同的或不同的) 的离散多重测定的系统中使用。化学发光化合物可以以各种形式 提供，其包括，例如，以冻干的、凝胶或液体形式。在一些实施 方式中，化学发光增强剂分子(例如，4-(4，5-二苯基-2-咪唑基)苯 酚)与化学发光化合物一起提供。
对于比浊法，感测的优选实施方式是用白光逆光照亮主体， 用成像传感器感测结果。对于比浊法，测量透射光强度的下降。 比浊法可用来例如测定溶液中的细胞浓度。在一些实施方式中， 比浊法通过浊度测定进行测量。
浊度测定法测量穿过悬浮液中的主体后透射或散射的光。在 一些实施方式中，所述悬浮液中的主体是与免疫球蛋白(例如 IgM、IgG和IgA)或从溶液中沉淀出的盐结合的底物。
偏振测定法一般测量主体的电磁波偏振。偏振测定分析包括 可提供结构信息的圆二色性和可提供关于主体的大小和/或形状 的信息的光散射测定。光散射测定的一个非限制性示例使用动态 光散射(DLS)。用于这些测定的主体不需要标记。
色原
在一些实施方式中，本文提供的系统、设备、方法或测定(包 括例如，比色测定、吸光度测定、荧光测定和比浊测定)包括色 原(在本文中也称作例如，染色剂、有色产物和其他术语)。在 一些实施方式中，例如在原始的色原分子发生化学改变(例如， 氧化、磷酸化、去磷酸化等)时，色原可能能够从第一颜色转化 为第二颜色。在一些情况下，色原是基本无色的分子，其在分子 发生化学改变时转化为有色的色素。经化学改变的色原产物的形 成可例如通过观察原始的、未经化学改变的色原的水平的降低来 监测，或者通过观察经化学改变的色原的水平的增加来监测。特 定色原(经化学改变的或未经化学改变的)的水平可例如通过测 量可能包含色原的样品对选择的一种或多种波长的光的吸光度来 监测。对于这样的测量，通常，监测的一种或多种波长为色原吸 收的光的波长。在这样的情况下，样品中的色原的更高含量与该 样品对选定波长的光的更高吸光度相关联。这些色原可在配置用 于利用其他测定方法(其可以是相同的或不同的)的离散多重测 定的系统中使用。
可与本文提供的系统、装置和方法一起使用的色原可包括， 例如，i)可以被氧化的底物(例如，在诸如被过氧化物酶和过氧 化氢氧化时改变颜色的分子)，例如：苯胺及相关的衍生物[例如： 2-氨基-4-羟基苯磺酸(AHBS)(在氧化时形成黄色染料，其可以 在415nm处进行监测)、与AAP偶合的N-(2-羟基-3-磺丙基)-3，5- 二甲氧基苯胺(ALPS)(在氧化时形成染料，其可在610nm处 进行监测)、N，N-二乙基苯胺]、邻联茴香胺(在氧化时形成黄橙 色染料，其可在405nm处进行监测)、10-乙酰基-3，7-二羟基吩 噁嗪(ADHP)(在氧化时形成染料，例如，其可以在570nm处 进行比色监测或在EX/EM＝535/587nm处进行荧光监测)、刃天 青(7-羟基-3H-吩噁嗪-3-酮10-氧化物)和相关的衍生物[例如10- 乙酰基-3，7-二羟基吩噁嗪(Amplex红)以及7-乙氧基试卤灵(氧 化时形成粉红色，其可在EX/EM＝570/585nm处进行比色或荧光 监测)；ii)磷酸酶的底物(例如，去磷酸化时改变颜色的分子)，例如：对硝基苯基磷酸盐(pNPP)(在去磷酸化时形成对硝基苯 酚，其可通过405nm处的吸光度进行测量)；iii)水解酶的底物 (例如，在水解时改变颜色的分子)，例如：邻硝基苯基-β-半乳 糖苷(ONPG)(可被β-半乳糖苷酶水解为半乳糖和邻硝基苯酚； 邻硝基苯酚可通过在420nm处的吸光度来测量)；iv)在形成复 合物时可改变颜色的底物，例如：邻甲酚酞(与钙形成复合物， 其可以通过在575nm处的吸光度来测量)、氰化钾(与血红蛋白 形成复合物，其可通过在540nm处的吸光度来测量)、硫氰酸盐 (与铁形成复合物，其可以通过在480nm处的吸光度来测量)、 2，4，6-三吡啶基-s-三嗪(TPTZ)(与铁形成复合物，其可以通过 在620nm处的吸光度来测量)；v)在形成复合物时可能不溶的 底物，例如：四苯基硼酸盐(与钾形成复合物，其可以从溶液中 沉淀出来)；vi)pH值变化时可改变颜色的底物(pH指示剂)，例如：溴酚蓝、甲基红、石蕊、酚酞和酚红。这些或其他色原可 提供于，例如，本文所提供的测定单元、试剂单元、器皿、尖端 (tip)或筒匣中的容器、测定台或装置中。色原可以以各种形式 提供，其包括，例如，以冻干的、凝胶或液体形式。
放射性测定
放射性测定使用至少一种放射性同种型作为可检测标记。放 射性标记可用作成像或计算酶活性的标记。此类酶测定可在反应 结束时测量(终点测定)或在反应过程内多次测量(时间过程测定)。 作为一个非限制性示例，在γ磷酸上用32P标记的ATP可用来测 定样品中存在的ATP酶的活性。在另一个实施方式中，标记的前 体化合物或其他分子可被引入细胞或其他样品，以测量产物分子 的合成(“脉冲”)。这样引入标记的前体之后可以添加前体的未标记 形式(“追踪”)。脉冲-追踪测定的一些示例包括但不限于对胰岛素 合成使用3H-亮氨酸作为前体和对蛋白质合成使用35S-蛋氨酸作 为前体。应当注意到，这些类型的测定未必需要使用放射性标记， 如熟悉本领域的人所知的。
质谱法
在一些实施方式中，样品的至少一部分可通过质谱法进行分 析。样品可作为固体、液体或气体提供给质谱仪，并且可使用多 种电离技术中的任一种，包括基质辅助激光解吸/电离(MALDI)、 电喷雾(包括电喷雾、微喷雾和纳米喷雾)、电感耦合等离子体 (ICP)、辉光放电、场解吸、快原子轰击、热喷雾、硅上解吸附/ 电离、大气压化学电离、DART、二次离子质谱法、火花电离、 热电离和离子附着电离。电离可形成正或负离子。执行这些技术 的方法是本领域熟知的。
对于固相和液相质谱法，可在由任何合适的材料组成的样品 呈递设备上呈递样品，其可以是固体或液体。样品呈递表面可以 附着有酶或酶复合体，其化学修饰样品或与样品结合。化学修饰 的示例包括但不限于酶切、纯化和添加化学部分。
在MALDI中，样品一般与高度吸附的基质预混合，然后用 激光轰击进行电离。MALDI的样品一般是高分子质量的热不稳定 的非挥发性有机化合物，优选地高达30,000Da。样品可呈现在任 何适当的挥发性溶剂中。对于正电离，可使用痕量的三氟乙酸。MALDI基质可以是任何溶解生物分子、在激光轻易可达的频率吸 收光能量且不与生物分子反应的材料。合适的基质包括烟酸、吡 嗪酸、香草酸、琥珀酸、咖啡酸、甘油、尿素或tris缓冲液(pH 7.3)。 优选的基质包括a-氰基-4-羟基肉桂酸、阿魏酸、2，5-二羟基苯甲 酸、芥子酸(或芥酸)、3，5-二甲氧基、4-羟基-反式-肉桂酸、其他 肉桂酸衍生物、龙胆酸及其组合。
在电喷雾电离(ESI)中，样品一般溶解在挥发性极性溶剂例如 乙腈溶液中，并且在毛细管尖端被强电压(例如3-4kV，或对较小 的样品较低，例如用于微喷雾和纳米喷雾时)雾化。ESI样品的质 量范围一般是低于100Da到超过1Mda。雾化可通过让雾状气体 流经毛细管尖端而增强，例如氮气。通过溶剂蒸发，用一般加热 过的干燥气体例如氮气辅助，得到的带电荷的液滴的大小进一步 下降。可向溶剂添加额外的试剂以帮助电离。作为非限制性示例， 对于正电离，痕量的甲酸可帮助样品质子化，而对于负电离，痕 量的氨或挥发性胺可帮助样品去质子化。
质谱法的分析物包括但不限于蛋白质、碳水化合物、脂质、 小分子、及其修饰和/或组合。通常，蛋白质和肽用正电离分析， 而糖和寡核苷酸用负电离分析。分析物可整体或分片分析。质谱 法可用来测定混合物的组成、主体的总大小、化学结构和测序， 例如寡肽或寡核苷酸的测序。在一些实施方式中，质谱法可用来 确定结合相互作用，例如(但不限于)在蛋白质和配体(包括小分子、 肽、金属离子、核酸和其他小分子)之间的结合相互作用。
在一些实施方式中，可使用串联质谱法，其中依次使用两个 或更多个分析器，它们用碰撞室隔开以分隔(fragment)受试离子。 串联MS因此能够首先测定主体的总质量，接着基于主体如何分 隔确定额外的结构信息。串联光谱法的示例包括但不限于四极- 四极、扇形磁场-四极、扇形磁场-扇形磁场、四极-飞行时间。串 联光谱法特别适合于确定结构，包括小有机分子的结构，以及肽 或寡核苷酸测序。用于测量吸光度和/或荧光的双光源包括用于吸 光度测量的宽带光源和用于荧光测量的激光二极管。基于CCD的 紧凑的分光光度计一般使用FPGA/CLPD来控制采集；但是，本 文提供的光谱仪使用通用微处理器，其可提供通用计算方面的更 大灵活性，以及远程更新固件的能力。另外，光谱仪可配备有通 用相机，其能够在读取前查询样品，以确保样品/容器完整性。诸 如此的反馈帮助减少灾难性的故障，且允许实时校正。本文的系 统的至少一些实施方式可具有一个或多个站，所述站包括配置用 于接收单独的样品器皿或样品器皿阵列的质谱分析站。
X射线光电子能谱法
X射线光电子能谱法(XPS)或化学分析电子能谱法(ESCA)是 光电子谱分析方法，用于检测样品表面发射的光电子以确定其成 分。光电子谱分析可根据光源进一步分类为XPS和UV光电子能 谱法(UPS)。
ESCA涉及用紫外线或x射线照射样品表面并检测由样品元 素发射的特有光电子。XPS具体是指使用x射线的ESCA。光电 子被静电或磁分析器滤过，该分析器仅允许指定狭窄能量带的电 子穿过到达检测器。发射的电子的结合能对各元素是独特的，允 许表面上的各元素被识别。检测到的束的强度一般代表标本表面 上或附近的给定化学成分的浓度。通过引用并入本文的美国专利 号3,766,381描述了这样的系统。ESCA和XPS可检测原子序数3或以上的任何元素，并可检测距表面多达10nm的样品组成。因 此，ESCA和XPS特别适合于确定纯材料的经验式、检测低达ppm 的污染物和检测样品表面各元素的化学态或电子态。在XPS中， 发射的电子一般在固体样品中具有短的非弹性自由程。因此，可 通过分析发射的电子从表面出现时的即时角度而确定关于元素量 的进一步信息(例如元素从表面延伸的深度)。ESCA/XPS可用来分 析样品，包括但不限于无机化合物、半导体、聚合物、金属合金、元素、催化剂、玻璃、陶瓷、颜料、纸、墨水、木头、植物部分、 化妆品、牙齿、骨、医学植入物、生物材料、粘性油、胶、离子 修饰材料。
另一种样品分析方法使用俄歇电子，称为俄歇电子能谱法 (AES)，其运行类似于ESCA，除了它使用一束电子来代替UV或 X射线以外。
色谱法
色谱方法使用混合物中溶质的不同性质来允许分离。许多不 同的色谱方法是本领域已知的，包括但不限于纸色谱法、薄层色 谱法(TLC)、柱色谱法、气相色谱法、液相色谱法、亲和色谱法、 置换色谱法、离子交换色谱法(阳离子和阴离子)、疏水作用色谱 法、尺寸排阻色谱法例如凝胶过滤、灌注色谱法、推送柱色谱法、 反相色谱法、二维色谱法、高效液相色谱法、填充毛细管色谱法、 开管液相色谱法、裂解气相色谱法、手性色谱法等。
色谱法一般依靠固体固定相和携带样品的流动相(溶剂)。固 定相可包含固体聚合物，例如塑料、玻璃、其他聚合物、纸、纤 维素、琼脂糖、淀粉、糖、硅酸镁、硫酸钙、硅酸、硅胶、弗罗 里硅土、氧化镁、氧化铝(矾土)、活性炭、硅藻土、珍珠岩、粘 土或本领域已知的其他类似物质。固定相可被处理或以其他方式 修饰，以具有减慢样品混合物中的至少一种溶质的流动性的特性。 对于离子交换色谱法，固定相可包含带电荷的残基，例如吸引带 正电荷的溶质的阴离子。对于尺寸排阻色谱法，固定相可包含可 减慢较小溶质与较大溶质相比的迁移的孔、坑道或其他结构。对 于亲和色谱法，固定相可包含特异性地识别一些溶质的结合部分。 一般地，不同的溶质具有不同的分布平衡。因此，不同溶质将以 不同速率移动跨越固定相，这取决于其一方面对固定相和另一方 面对溶剂的相对亲和力。随着混合物组分(即分析物)的分离，它 们开始形成移动的条带或区带，其可在固定相上检测，如在例如TLC上典型的，或它们依次洗脱，如对于柱色谱方法而言典型的 但非必需的。
分离结果取决于许多因素，包括但不限于固定相选择、溶剂 的极性、相对于欲分离的材料量的固定相尺寸(例如柱的长度和直 径)和洗脱速率。在一些情况下，可能需要长柱或连续排列的多个 柱，以有效分离样品。当样品在固定相和溶剂之间具有相对低的 分布平衡时，尤其是这样。在其他情况下，样品可以与吸附剂材 料紧紧结合，而且可能需要不同的溶剂来从吸附剂洗脱样品。作 为一个非限制性的示例，分子量大于1000的蛋白质或肽在水性介 质中与C-18烷基固定相紧紧结合。该结合如此强大，以致难以有 效地用水从固定相移除蛋白质。一般地，有机洗脱剂例如乙腈、 醇(例如甲醇、乙醇或异丙醇)、其他相对极性的有机溶剂(例如 DMF)或其混合物可用作洗脱剂将蛋白质从固定相移除。其他示例包括结合色谱柱，其中样品以如此高的亲和力结合固定相，使得 需要用竞争结合剂来洗脱样品。
色谱方法可用来从混合物分离几乎任何物质。一些非限制性 示例包括从生物样品例如血液分离特定激素、细胞因子、蛋白质、 糖或小分子例如药物。分离的样品在洗脱后可更容易检测，或可 经历进一步分离、纯化或处理。例如，核酸可从样品分离并用作 核酸扩增的模板。也可分离其他样品，例如从环境样品中分离毒 素或从裂解的细胞中分离感兴趣的靶标。
离子交换色谱法
离子交换色谱法依赖于样品组分和固定相(例如在柱中填充 的树脂)和/或流动相上的电荷之间的电荷-电荷相互作用。在阳离 子交换色谱法中，带正电荷的溶质与带负电荷的固定相分子结合， 而在阴离子交换中，带负电荷的溶质与带正电荷的固定相结合。在典型的实施方式中，溶质在低离子强度的溶剂中与柱结合，然 后使用梯度增加的较高离子强度的第二洗脱溶剂洗脱掉结合的分 子。在一些示例中，梯度改变了洗脱剂溶剂的pH或盐浓度。离 子交换非常适合从混合样品中纯化核酸，核酸一般带负电荷。
用于阴离子交换色谱法的常见树脂包括但不限于Q-树脂和 二乙基氨基乙烷(DEAE)树脂。阳离子交换树脂包括但不限于S树 脂和CM树脂。一些市售树脂包括Nuvia、UNOsphere、AG、 Bio-Rex、Chelex、Macro-Prep MonoBeads、MiniBeads、Resource Q、SourceMedia、Capto IEX、Capto MMC、HiScreen IEX、HiPrep IEX、Sepharose Fast Flow、HiLoadIEX、Mono Q、Mono S和 MacroCap SP。用于阴离子交换的缓冲液包括但不限于N-甲基呱嗪、呱嗪、L-组氨酸、bis-Tris、bis-Tris丙烷、三乙醇胺、Tris、 N-甲基-二乙醇胺、二乙醇胺、1，3-二氨基丙烷、乙醇胺、呱嗪、 1，3-二氨基丙烷、呱啶和磷酸盐缓冲液。用于阳离子交换的缓冲液 包括马来酸、丙二酸、柠檬酸、乳酸、甲酸、丁二酸(butaneandioic acid)、乙酸、丙二酸、磷酸盐缓冲液、HEPES缓冲液和BICINE。
尺寸排阻色谱法
尺寸排阻色谱法(SEC)基于其尺寸分离溶质，且一般用于大分 子或大分子复合体。在SEC中，固定相由多孔颗粒组成，使得小 于孔径的分子可进入颗粒。因此，较小的溶质具有较长的流程和 较长的穿过SEC柱的通过时间，并且与不能适合该孔的较大溶质 分离。尺寸排阻色谱法可使用水性或有机溶剂，它们分别可称作 凝胶过滤或凝胶渗透色谱。与大小已知的标准大分子相比时，尺 寸排阻色谱法也可用来确定关于溶质的一般尺寸信息。尺寸排阻 色谱法也受到溶质的形状的影响，使得一般不能进行精确尺寸测 定。在一个示例中，尺寸排阻色谱法可与动态光散射结合，以获 得关于蛋白质和大分子的绝对大小信息。可基于目标溶质的大小 而选择用于SEC的树脂，以增强色谱柱上的分离。用于尺寸排阻 色谱法的市售树脂包括Superdex、Sepharcryl、Sepharose和 Sephadex树脂。用于SEC的缓冲液的示例包括但不限于Tris-NaCl、磷酸盐缓冲盐水和Tris-NaCl-尿素。
亲和色谱法
亲和色谱法利用个体溶质通过例如螯合、免疫化学结合、受 体-靶标相互作用和这些作用的组合对表面的亲和力的差异。适用 的结合配偶体已知的任何样品(优选地解离常数(Kd)为10-6或更少) 可通过亲和色谱法分离。在一些实施方式中，靶标可设计为包含人造结合部分，例如聚-组氨酸、聚精氨酸、聚赖氨酸、GST、MBP 或其他肽标签(其可在色谱分析之后去除)。亲和色谱法的配体及 其靶标分子包括但不限于生物素和抗生物素蛋白及相关分子、单 克隆或多克隆抗体及其抗原、普鲁卡因胺和胆碱酯酶、N-甲基吖 啶鎓和乙酰胆碱酯酶；对氨基苯甲脒和胰蛋白酶；对氨基苯酚 -β-D-硫代半乳糖-吡喃糖苷和β-半乳糖苷酶；几丁质和溶菌酶； 甲氨蝶呤和二氢叶酸还原酶；AND和醇脱氢酶；磺胺和碳酸酐酶；DNA和DNA聚合酶；互补核酸序列；氧化型谷胱甘肽和谷胱甘 肽还原酶；对氨基苯甲脒和尿激酶；胰蛋白酶和大豆胰蛋白酶抑 制剂；N 6-氨基己酰基-3′，5′-cAMP和蛋白激酶；胃酶抑素和肾素； 4-氯苯甲胺和凝血酶；N-(4-氨基苯基)草氨酸和流感病毒；前白蛋 白和视黄醛结合蛋白；后叶激素运载蛋白和加压素；赖氨酸和纤 溶酶原；肝素和抗凝血酶；环庚直链淀粉和人血清淀粉酶；皮质 醇和皮质素传递蛋白；吡哆醛-5-磷酸和谷丙转氨酶；螯合剂和金属离子；螯合剂-Cu和超氧化物歧化酶；螯合剂-Zn和人纤维蛋白 原；辅酶A和琥珀酸硫激酶；黄素和荧光素酶；磷酸吡哆醛和酪 氨酸氨基转移酶；卟啉和血红素结合蛋白；赖氨酸和核糖体RNA； 聚尿苷和mRNA；伴刀豆球蛋白A和免疫球蛋白；3-磷酸-3-羟基 丙酸酯和烯醇酶；D-苹果酸酯和延胡索酸水合酶；阿托品或眼镜 蛇毒和胆碱能受体；6-氨基青霉烷酸和D-丙氨酸羧肽酶；植物凝 集素和表皮生长因子受体；阿普洛尔和肾上腺素受体；生长激素和催乳素受体；胰岛素和胰岛素受体；雌二醇或己烯雌酚和雌激 素受体；地塞米松和糖皮质激素受体；羟胆钙化醇和维生素D受 体。合适的配体包括但不限于抗体、核酸、抗毒素、肽、螯合剂、 酶抑制剂、受体激动剂和受体拮抗剂。本文使用的术语“抗体”是 指免疫球蛋白例如IgA、IgG、IgM、IgD和IgE，无论起源是单克 隆还是多克隆。用于亲和色谱结合对的结合和洗脱方法取决于使 用的结合对，且通常是本领域熟知的。作为一个示例，带有聚组 氨酸标记的溶质可使用树脂纯化，包括但不限于市售树脂例如 Superflow Ni-NTA(Qiagen)或Talon Cellthru Cobalt(Clontech)。聚 组氨酸标记的溶质例如可以用包含咪唑或甘氨酸的缓冲液从此类 树脂上洗脱。用于离子交换色谱法的缓冲液可这样选择，使得使 用的结合对在缓冲液中可溶。缓冲液一般是单相的水性溶液，而 且可以是极性或疏水的。
供靶向配体结合的树脂可基于靶向配体和将要使用的缓冲液 而选择。
疏水相互作用色谱法
疏水相互作用色谱(HIC)依赖于溶质和固定相之间的疏水相 互作用。一般地，用高离子强度的缓冲液执行HIC，以增加疏水 相互作用的强度，而且通过降低缓冲液组合物的离子强度例如 pH、离子强度、添加离液剂或有机试剂例如乙二醇而实现洗脱。 改变流动相的pH也可影响电荷，从而影响底物的疏水性，以产 生更有效的分离。用于HIC的树脂的非限制性示例包括琼脂糖、 琼脂糖凝胶、纤维素或二氧化硅颗粒，它们可以用苯甲基、包含 2到50个碳原子的具有任意饱和程度的直链或支链烷基修饰，包 括辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基和二 十烷基。包含疏水性聚合物的树脂可具有特定用途，因为它们不 需要用疏水性官能团覆盖树脂。此类固体疏水性聚合物包含缠绕 的疏水性聚合物链的无光表面，该链的分子量为约10,000道尔顿 到约10,000,000道尔顿。聚合物可选地可以是多孔的。合适的聚 合物材料包括，例如聚乙烯、聚丙烯、聚醚砜、聚苯乙烯、聚二 乙烯基苯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷及 其共混物。聚合物支持体可处于任何形式，包括例如颗粒、珠、 卡片、片、纤维、中空纤维和半透膜。
电化学测量
液体样品的电化学分析通常使用浸在液体样品中的电极来进 行分析物类型的电化学确定、分析物浓度的测量或二者。电极彼 此间隔开，并且样品中的电解质提供电极之间的离子连通。在大 多数情况下，样品在测量期间是静止的；在一些情况下，当样品 处于流体运动中时，样品流经电化学检测器，比如在流动注射分 析的情况中那样。电极的尺寸可限定测量所需的样品的体积。当 样品体积不足以覆盖常规大小的电极的表面积时，关于样品体积 的限制和快速测量的需求可能要求使用微电极。可通过电化学分 析测量的样品包括但不限于诸如经处理或未经处理的血液或血浆 等生物流体、生物样品溶液和液体环境样品。可用电化学传感器 测量的分析物包括例如血气(例如，二氧化碳、氧气、pH等等)、电解质(例如，钠离子、钾离子)和代谢物(例如葡萄糖、乳酸 盐)。
电化学测量可用来测量可用于反应以实现向或从电极的电子 或电荷转移的任何试剂。试剂包括但不限于：酶，诸如葡萄糖氧 化酶、葡萄糖脱氢酶、β-羟基丁酸脱氢酶和乳酸脱氢酶；介体， 诸如二茂铁、铁氰化物、醌等；辅酶，诸如烟酰胺腺嘌呤二核苷 酸(NAD)，如果必要的话；离子载体；细胞；小分子，诸如葡萄 糖；或者前述的组合。试剂通常包含酶和介体。介体是具有两种 或更多种不同电活性电位的氧化态的化学种类，其允许电子/电荷向电极转移的可逆机制。酶与样品中的分析物反应，从而催化分 析物的氧化。酶在氧化反应中还原，并且还原的酶通过介体再生。 备选地，可使用离子种类和金属离子来代替酶，以在其与分析物 反应时形成可电化学检测的化合物，诸如用于离子敏感电极的离 子载体。
在其中测量液体样品中的电活性种类而根本不需要任何试剂 的测定中，构成工作电极的导电层不需要有在其上沉积任何试剂。 如众所熟知，电化学测量可通过使用与参比电极耦合的工作电极 来进行。测量可涉及电位变化(电位测定)或电流生成(电流测定)。电极自身对分析物不展示特异性。通过具有仅与分析物混 合物中多种分析物之中的一种反应的酶(在生物传感器的情况 中)，或者通过采用将会选择性地仅允许混合物中多种分析物之 中的一种穿过过滤设备的过滤技术，可以给予电极特异性。在某 些分析物(诸如脑中的多巴胺)的电化学测量中，在生物传感器 的“虚设”电极中对干扰剂的确定是在其中电化学测量的执行无需 在工作电极表面上使用任何试剂的一个示例。例如，参见通过引用而并入本文的美国专利号5,628,890。
在电流测定测量中，在工作电极施加相对于参比电极的恒定 电压，并测量工作电极与对电极之间的电流。电化电池的反应具 有两个分量——催化性(葡萄糖反应分量)和感应电流性(溶液 电阻分量)。如果溶液的电阻是最小化的，则电化电池的反应在 任何给定的时间都将具有与溶液电阻分量相比显著更高的葡萄糖 反应分量。因此，即使在短至一秒的测定时间内，都能够从电化 电池反应获得与葡萄糖浓度的良好相关性。如果溶液的电阻高， 则在工作电极处经历的电压将显著滞后于外加电压。与三电极系 统相比，这一滞后对双电极系统显著更高。在双电极系统的情况 下，工作电极与参比电极之间的iR值比三电极系统中的显著更 高。在三电极系统中，工作电极与参比电极之间无电流流动，并 且因而电压降较低。因此，一旦充电电流(法拉第电流)衰退到 最小值(在两到三毫秒内)，观察到的电流全是催化电流。在双 电极系统中，充电电流直到工作电极处的电压达到稳态(达到外 加电压)时才消弱。因此，在双电极系统中，存在反应曲线的慢 衰退。
电化电池的通径可通过众多方法中的任一种用液体样品填 充。例如，填充可通过毛细引力、化学辅助的芯吸或者真空来进 行。备选地，液体样品可流经通径。填充电化电池的方式取决于 应用，比如传感器的单次使用或在流动注射分析中的连续测量。
在一个示例中，电化学测量可用来测量血液样品中的葡萄糖 水平，其可有助于确定所要施用的胰岛素量。葡萄糖通常在特异 性地使用葡萄糖作底物的酶的存在下通过电流测定来测量。
当前使用的一种酶是葡萄糖氧化酶(GOD)，这是因为它非常 特定于葡萄糖，不与任何其他寡糖反应，而且对温度变化不敏感。 但是，葡萄糖氧化酶具有对氧的存在非常敏感这一缺点。因此， 血样的氧水平的变化可妨碍对葡萄糖水平的精确测量。为了降低 或消除氧浓度的影响，可使用介体来加速电子转移。此类介体的 一些非限制性示例包括二茂铁、其衍生物，以及锇络合物，诸如 在通过引用而并入本文的美国专利号5,393,903中所公开。
用于葡萄糖测定的备选酶可以是葡萄糖脱氢酶(GDH)，其具 有对氧的存在不敏感这一优点。但是，葡萄糖脱氢酶具有较低的 葡萄糖特异性和受其他糖、寡糖和寡多糖(诸如麦芽糖)干扰的 缺点，这导致对葡萄糖水平的过高估计。
图99到图100示出了电化学传感器配置的一些实施方式，所 述电化学传感器配置可适于用作用于检测分析物的系统的探针、 尖端或其他组件的一部分。可选地，这些电化学传感器配置可集 成为设备的一部分。在一个非限制性示例中，这些配置可以是硬 件的一部分，诸如但不限于与移液管单元6720集成，或者其可以 是筒匣或其他一次性用品的一部分。一些实施方式可以将这些电 极与本文中的一个或多个电化学传感器配置相集成以作为样品采 集一次性用品的一部分，所述样品采集一次性用品在其上具有连 接器并且在设备上具有相匹配的连接器，以读取来自所述一次性 用品的一个或多个信号、数据或信息。这种联接可以通过直接的 有线连接、无线连接等。
诸如但不限于电化学系统等其他检测系统可以允许所述实施 方式利用全血样品代替血浆进行工作。这可以因为全血样品相比 于血浆通常能够更直接地使用而减少处理时间。这创建了没有那 么多样品制备步骤的统一方案。可选地，电化学技术可具有包括 离子选择性电极、pH型电极(诸如但不限于克拉克氏电极(Clark electrode))、电流测量电极、电压测量电极的系统。这可以有 助于血气测量，所述血气测量可能期望在采集后不久就在测定测 量中使用样品，以保持样品完整性。
可选地，这些电极可以集成到样品采集设备中、集成到设备 和系统中或者仅集成到系统中。在一个非限制性示例中，采集设 备可包含接合样品的一个或多个电极，采集设备可插入到筒匣中， 并且筒匣插入到设备中。
还可以使用离子选择性检测器。离子选择性电极可以与溶液 中的特定离子相互作用，以生成可被测量的电信号。离子选择性 电极可用于监测诸如氟、溴、镉、氢、钠、银、铅等各种离子， 以及诸如氨、二氧化碳、氧气和一氧化氮等气体。离子选择性电 极可例如包括玻璃膜、晶体膜和有机聚合物膜。在一些实施方式 中，离子选择性电极可以与本文公开的普通化学测定一起使用。
在一些实施方式中，离子选择性电极或膜掺杂有某些化学物 质，用于检测例如钾或钙。在使用离子选择性电极时，最终信号 可以是电压变化、电流变化或阻抗变化。可选地，检测器可掺杂 有荧光化合物或荧光团，诸如卟啉磷光、Pd-荧光体、三(4，7-二苯 基-1，10-邻二氮杂菲)阳离子，其可检测氧气并且对氧气变化敏感。 在一个非限制性示例中，检测器可以是掺杂有荧光团、其他聚合 化合物或免疫印迹材料的PET膜。这在确认测试使用与初始测试 技术不同的技术的情况下可能是期望的。其还可产生更高完整性 的测定，尤其是对于时间敏感型测定。这些测定可以是氧气或其 他气体敏感测定，其中由于在具有许多步骤的测定过程(相对于 具有较少步骤的测定过程)中不期望的气体暴露而存在较高的损 失测定完整性的风险。
在一些实施方式中，离子测定可以利用对于某些离子具有选 择性的离子载体来执行。这些选择性离子载体可掺杂到诸如但不 限于PET的基底中。这种方便性以及可选地不需要样品处理可以 允许在从受试者采集样品后不久并且以较小的体积来使用样品。 离子载体可用于血液分析，包括血气和电解质谱。一些实施方式 可使用侧流或层流条带，诸如但不限于与来自Millipore，Inc.的条 带类似的那些条带，所述条带可具有用离子载体处理以提供期望 的检测的膜。
多变量分析
本文提供的设备和系统可用于多变量分析。这可以支持受试 者的临床结果的表征。本文提供的设备和系统可用来在临床结果 的诊断、预后和治疗中帮助最终使用者。
本文提供的设备和系统可用于多变量分析，在一些情况下伴 有概率或参照空间的帮助。在一些情况下，本文提供的系统和设 备配置用于收集数据，以供与在Michelson等的美国专利申请号 12/412,334(“METHODS AND SYSTEMS FOR ASSESSING CLINICALOUTCOMES”)中提供的方法一起使用，该文献通过引 用完整并入本文。在一个示例中，系统700(包括模块701-706 中的一个或多个)配置用于处理样品，以帮助确定受试者的治疗 的轨迹、速度和/或加速或者状况(例如，健康或疾病状况)的进 展。轨迹可指示出进展到临床结果的可能性。在另一示例中，系 统700收集数据以供用于趋势分析。
在2011年1月21日提交的美国临时专利申请号61/435,250 (“SYSTEMS ANDMETHODS FOR SAMPLE USE MAXIMIZATION”)以及美国专利公开号2009/0088336 (“MODULARPOINT-OF-CARE DEVICES，SYSTEMS，AND USES THEREOF”)中描述的所有器皿(例如，容槽、尖端)、尖 端、方法、系统和装置全都通过引用完整并入本文。
现参考图106A和图106B，现在将描述适合在机架或其他常 见安装结构中使用的模块10100的一个实施方式。图106A是模 块10100中的一些组件的俯视图。在该非限制性示例中，以虚线 示出了提供移液管10104的X-Y轴或其他轴移动的门架系统 10102。移液管10104可以是例如图66至图67D中所示的移液管。 门架系统10102可以如箭头10106所指示那样移动。在一个实施 方式中，移液管10104可以如箭头10108所指示那样移动。门架10102和移液管10104的这样的组合允许在至少XYZ轴中的移动， 从而允许样品器皿向和从模块中的多个位置的移动。图106还示 出处于第二位置中的移液管10104，或者可选地，一些系统可以 随模块10100使用第二移液管和门架系统。
图106A示出可以存在配置用于接收筒匣的测定站接收位置 10110。在一个非限制性示例中，测定站接收位置10110可以是托 盘，该托盘通过使用马达10114和齿轮轨道10116使托盘移出模 块之外而可如箭头10112所指示那样移动，以方便用户将一个或 多个筒匣放置到模块中。
一旦筒匣处于系统中，即可从筒匣移动该筒匣的单个元件， 诸如但不限于容槽、移液管尖端、器皿、其他物理物件、一种或 多种试剂、流体等。图106A还示出模块10100中可能存在多种 组件，诸如但不限于离心机10120、高灵敏度光学检测器10122 (诸如但不限于PMT)、多阵列光学检测器10124(诸如但不限 于分光光度计)以及核酸扩增模块10126。这些组件中的每个组 件可具有其自己的样品器皿接收位置，诸如但不限于位置10130、 位置10132、位置10134和位置10136。在一个非限制性示例中， 位置10130、位置10132、位置10134和位置10136的大小可设定 成不同的形状、设定用于接收不同类型的器皿，并且在离心机的 情况下可以具有可变的位置，这取决于离心机完成离心的位置。 系统的控制器配置用于将样品器皿引导至期望位置，并且能够准 确地将其放置在针对每个组件的适当接收位置中。
图106B示出模块10100中的各种组件的侧视图。
应当理解，可以调节对模块10100内的条件的热控制，以便 实现通过穿过系统的温控气流的方式进行的热调控，从而使得模 块中的一个或多个温度传感器检测到系统中的环境空气处于期望 范围内。可选地，热调节是通过结合受控的空气温度和受控的支 撑结构温度的方式而进行的。当支撑结构包含导热材料时，这可 能特别有用。
现参考图107A，图中示出具有用于将多个筒匣加载到同一模 块中的多个托盘的又一实施方式。一些实施方式可具有全都处于 同一水平上的多个托盘。可选地，一些实施方式可具有处于一个 水平上的一个或多个托盘以及处于同一模块内不同水平上的一个或多个托盘。
现参考图107B，图中示出一个实施方式的侧视图，其中使用 操纵器11111将来自筒匣11113的器皿和/或整个筒匣11113从各 个筒匣接收位置11115运送至各个模块10100。如图所示，筒匣 11113全都装载于一个水平、位置或组装件上，诸如但不限于模 块10100之上的区域。在一些实施方式中，这样的单一装载点可 有助于用户在一个位置上装载而无须在多个不同的位置上装载。 继而可以使用一个或多个操纵器11111将来自筒匣11113的器皿 和/或整个筒匣11113运送到其在系统内的期望位置。在一个实施 方式中，一个或多个操纵器11111能够横向运动和/或垂直运动。 可选地，其可具有一个或多个末端效应器以运送器皿和/或整个筒 匣。
现参考图108，现在将描述在模块之间具有联接的对流流动 的系统10200的一个实施方式。如图108中所见，箭头10202示 出了模块10100之间的公共流动。箭头10204指示出向每个模块 10100中的入口空气流动。可选地，可以使用对相邻模块的热调 控来调控相邻模块的下面或其他表面。以这种方式，组合的模块 热调控可以为共享公共安装件的所有模块创造出更稳定的热状 态。箭头10208指示出模块内的这样的对流气流。可选地，可以使用可提供热调控的(加热的、冷却的或中性的)气流的对流单 元10220在模块10100的基本上不透光的界限内保持期望的空气 温度范围。在模块10100中可以包括一个或多个温度传感器 10230，以向控制器提供反馈，从而调整来自设备10220的流速和 /或空气温度。可以使用完全或至少部分地封闭的通路10232来将 排气气流引导至在其中可具有排气扇的过滤出口10234。可选地， 流动可在排气扇上逆转，因而如果所述扇逆行操作，则其还可发挥入口的功能。
现参考图109和图110，可选地，一些实施方式可具有双层 模块配置，其中某些硬件元件安装在第一平面上，而可具有不同 高度的第二元件安装在第二平面上，使得第一平面和第二平面上 的特征具有位于可由安装在XY门架上的公共移液管系统接近的 区或平面中的样品器皿装载区域。举非限制性示例而言，图109 示出光学检测器组件10250可具有位于拥有门架10102的样品处 理系统的运动范围内的上表面10252。在一个非限制性示例中， 上表面10252位于第一支撑层10260之上，而设备10250安装在 第二支撑层10262上。表面10252的大小可设定用于接收一个容 槽或多个容槽，例如在图110中由表面10252上的虚线所示。可 选地，这些额外的检测位置可配置成共享一个或多个检测器单元， 或者每个检测位置具有其自己的一个或多个专用检测器。图109 还示出处于第二位置中的移液管10104，以及可选地一些系统可 以随模块10100使用第二移液管和门架系统。应当理解，壳体 10270可以是不透光的壳体。一些实施方式可将多个双层模块对 准成堆(类似于图108)和/或水平组合，其中所有的资源都包含 在每个双层模块中。一些实施方式可以不在双层模块之间使用任 何附加的运送设备，但在备选实施方式中并不排除此类运送设备。
图106至图110示出根据本文所述实施方式的模块的配置的 非限制性示例。
样品处理
在能够准确地测量血气浓度中的一个挑战是保持从采集开始 并经过样品处理、反应以及信号读取的样品完整性。一个目标是 使得血气成分去往和离开样品的质量传递最小化。在下文中，详 细描述了在其中样品具有接触空气的可能性的不同步骤，连同用 以最小化或消除质量传递的方式。虽然该示例是在测量血气的背 景下讨论的，但应当理解，该示例还可适用于其他测定——其中 硬件中的结构、一次性用品中的结构、系统中的处理技术以及器 皿中的特定化学可以在一个或多个序列中组合，以执行在传统设 置中由于缺乏系统集成和对本文中的因素和能力的组合的可变应 用而不可能执行的测定。
穿透密封的样品器皿并且将其存放在离心机器皿或其他样品 器皿中。可选地，系统略过所述密封的样品器皿并将来自注射器 的动脉血存放到离心机器皿或样品器皿中。可选地，离心机器皿 或样品器皿在其上具有可再密封的密封件、隔片或其他密封件， 以在其中保持气密环境。所述密封件可以是聚丙烯、箔聚丙烯 (polypro)组合、橡胶或任何可在被穿透之后再密封的材料。当 针尖端穿透所述密封件时，离心机器皿或样品器皿上的密封件或 隔片可保持其中的环境而不损失其中的气氛的完整性。如果样品 (大气压)与样品器皿内部的压力之间的压差较高或者转移流体 的速度较高，则这会导致流体中的湍流混合。这可能会增加样品 与空气之间的质量传递。在一个实施方式中，降低压降将会导致 更平缓的填充，从而使混合最小化。
在一些实施方式中，特别是对于那些不是从动脉样品采集到 注射器中的实施方式，器皿中采集的样品与填充样品器皿的其余 部分的空气相接触。这可能会导致样品与空气之间的质量传递。 一种避免这一现象的方法是用惰性液体来预先填充样品，所述惰 性液体不与样品相混溶并且具有比样品更低的密度。通过这样做， 当采集样品时，该样品将密度较低的液体推至顶部，从而在样品 与空气之间形成液体屏障。对于该液体屏障，存在若干种选项。 简单的示例包括烷烃溶剂，诸如己烷、庚烷、癸烷和环己烷。可 选地，一些示例可使用氟代烃材料。屏障流体的选择主要是基于 与样品的化学相容性。另外，屏障流体的低氧溶解度是优选的， 以进一步减少质量传递的任何可能性。低氧溶解度屏障的一个示例是EPDM液体共聚物(乙烯丙烯二烯单体)。基于长链脂肪酸 的表面活性剂和蛋白质(例如，乳清蛋白质)也起到类似于液体 屏障的作用。可选地，嵌入到聚合物基质中的除氧剂是一种选择， 诸如食品包装行业中使用的除氧剂。可选地，嵌入到诸如PET、 PP、HDPE等聚合物中的过渡金属(铁、钴、镍等)连同活化成 分(诸如NaCl、电解酸化成分、硫酸氢钠等电解质)一起可以促 进可氧化的金属与O2之间的反应。可以使用前述的任何单个或多 个组合。
继而，器皿可转到样品分离设备，诸如但不限于执行分离的 离心机或磁分离设施。器皿继而返回测定站，诸如但不限于筒匣。 继而再次由液体头移液管针或尖端穿透样品器皿上的密封件或隔 片，提取样品，将样品存放在检测器器皿(诸如但不限于比色器皿、容槽或临床化学器皿)中。该器皿还被密封以隔绝外部大气。 在另一配置中，该器皿不是密封的。在密封配置中，该器皿在其 中具有氧气耗尽且预先混合的一组试剂，其中它们已耗尽氧气并 且密封在该器皿或容槽中。继而，密封件可以是可再密封的或者 不是可再密封的，这取决于实施方式。该密封件由进入的液体头 移液管针或尖端刺穿。所述样品与耗尽氧气的试剂一起存放在器 皿中并且开始反应。在敞开的器皿中，混合物的顶部上的一些色 原开始吸收氧气，但氧气读数出现在样品的下部并且不受上表面 与氧气相互作用的影响。可选地，在密封器皿中，该色原与外界 空气的相互作用不再是个问题，尤其是如果仍从器皿的底部读取 样品。
从分离(例如通过离心而进行分离)开始，经过血浆提取、 稀释、与试剂混合、反应混合物温育，最后进行信号读取。在所 有这些步骤中，通过在向其中转移样品的所有器皿中使用相同的 屏障流体，可以使质量传递最小化。这在处理纯净血浆的离心、 血浆提取和稀释等前几个阶段中是特别关键的。具有液体屏障防 止了样品与空气直接接触。液体屏障还允许常规的移液管操作， 诸如要正常执行的提取和混合。
可选地，筒匣可具有拥有挂钩的尖端，诸如但不限于鱼叉状 尖端，其可刺穿器皿顶部的密封件并移除整个插塞或密封件，以 使得整个器皿更容易使用较大体积的尖端接近以便移取样品，该 较大体积的尖端在转移样品时将会较少地搅动样品。可选地，一 些筒匣可具有针尖端，以在不移除盖子或密封件的情况下刺穿样 品器皿上的密封件。
一些实施方式可以具有可由移液管嘴接合的刀刃或切削附 件。当制备组织用于切片或染色时，这可能是特别有用的。系统 中的移液管或其他末端效应器可以使用一个具有切削尖端的嘴来 进行切割，而一个或多个其他嘴可以直接地或者通过尖端、容槽、 组织固定器等来接合组织从而切割该组织。
应当理解，对于身体脂肪测量，一些实施方式可不仅使用触 摸屏。一些实施方式可在系统上具有用于让用户接触诸如电极等 物件的其他位置。
应当理解，还可以按如下方式将仅具有单一导轨的一些筒匣 接合到筒匣接收位置：使得该筒匣可以读取其中的材料。沿着一 个导轨推动筒匣直到其到达对准位置以如下方式记录该筒匣的位 置：使得系统可继而基于机器视觉来进行处理，或者筒匣ID的系 统配置允许该系统确定所插入的筒匣的类型和配置。这种相关性 可以基于设备所载的信息或者基于根据远程服务器上的查找而检 索到的信息。
本文提供了集成以下设备能力中的任何两种或更多种能力的 医疗测试设备、系统和方法：1)多路复用、2)多技术、3)多配置、 4)多样品和/或5)多线程。多路复用是指被设计用于分析每个样品 上的不止一个生物参数(即，测试)的设备、系统或方法，通常 被称为多路测定系统。多技术是指被设计成能够执行诸如免疫测 定和核酸扩增(举非限制性示例而言)等多种类型的测试的设备、 系统或方法。多配置是指被设计成具有处理对给定的患者样品的 不同测试组合的灵活性的设备、系统和方法。多样品是指被设计 用于同时处理不止一个患者样品的设备、系统或方法——不论所 述样品是来自同一患者和/或不同患者。多线程是指被设计用于在 不同的、无计划的时间接纳和处理患者样品的设备、系统和方法。 上述五种设备设计能力中的每一种都提供了与常规医疗测试设备 相比的特定优点。
另外，将这些能力集成到单一设备中提供了进一步的优点， 包括实验室规程和控制的完全自动化、小体积生物样品的最佳利 用、快速结果、反射测试、增强的可靠性、多个用例(即，关于 测试多样性和测试顺序组合的灵活性)、患者便利性以及总体时 间和成本节约。
在一个非限制性示例中，支持设备的强健、可靠和最优性能 的三种技术为：1)系统层次操作和通信架构(SOCA)、2)方案执 行引擎(PREE)以及3)机器视觉和处理(MVP)。
系统层次操作和通信架构(SOCA)
系统层次操作和通信架构(SOCA)被设计用于保持、记录和 优化整体设备性能。SOCA可包括服务器、计算机以及非暂时性 计算机可读介质中的一个或多个，所述非暂时性计算机可读介质 包含用于保持、记录和/或优化整体设备性能的代码、语言或指令。 SOCA可自动确保和记录为实验室展示所执行的测试的分析性能 所需的所有实验室规程和控制。以这种方式，参与的实验室轻松 地符合监管标准，诸如由临床实验室改进修正案(CLIA)或其他 监管要求所定义的那些标准。由SOCA控制的自动化系统可减少 或消除可能与实验室规程相关联的人为错误，所述实验室规程诸 如为样品制备、测定规程、校准、控制、设备维护以及测试报告。
SOCA可以分布在服务器端(与设备分离)和设备端上，或 者分布在这些端中的至少一个上，以确保高性能计算、最大吞吐 量以及数据库通信。SOCA可以用于将储存的数据与来自PREE 和MVP的实时数据相集成，以通过将数据与历史数据、趋势和报 警值相对比来监测设备性能和测试结果。以相互的方式，SOCA 可以向PREE和MVP提供控制输入和数据。图111示出SOCA 2、 PREE 4和MVP 6之间可能的交互途径。
在一些实施方式中，在PREE 4与MVP 6之间也存在直接的 交互，或者备选地，在SOCA 2与PREE 4或者SOCA 2与MVP 6 之间存在交互途径。备选地或附加地，SOCA可集成到PREE或 MVP中，或者SOCA的一些方面可集成到PREE中而一些方面可 集成到MVP中，所述方面彼此交互以实现描述为SOCA的一部 分的功能和方面。
PREE、MVP和/或SOCA之间的数据和通信的实时集成使得 SOCA能够在现场(在设备的位置处)和非现场(在与设备分离 的位置处)执行并保持系统层次的复杂操作。现场可以指在设备 本身之内，或者可以指在与设备相同的物理建筑物或房间中。非 现场可以指与设备相邻但不包括设备本身的位置，诸如除设备本 身之外的单独的控制器或计算机或服务器的一部分，或者可以指 物理上更加远离设备的位置，诸如在不同于设备的单独的房间、 建筑物或物理地址中。通过电子方法或无线方法来实现通信，所 述方法包括有线方法、无线方法、卫星法、使用网络的方法、因 特网方法或者通过其他方法。SOCA与PREE或者SOCA与MVP 或者PREE与MVP之间的通信可以使用封闭系统来实现，或者可 以连接到因特网或通过因特网而连接。SOCA可以驻留在云计算 基础结构上，所述云计算基础结构可以作为服务而不是作为产品 来提供SOCA的功能性，并且由此通过注入因特网等网络向PREE 或MVP提供共享的资源、软件和信息作为工具。
SOCA、MVP、PREE或者与其一起使用的设备或系统中的任 何一个可包括通信单元，用于与SOCA、MVP、PREE以及设备 进行外部通信或者用于在SOCA、MVP、PREE以及与其一起使用的设备和系统之间进行通信。通信单元可利用云计算基础结构、 云计算基础结构的一部分，或者可以与云计算基础结构交互。
通信单元可允许所述一个设备或多个设备与外部设备之间的 无线通信。该外部设备可包括SOCA、MVP和/或PREE或者其任 何能力或功能。外部设备可包括非暂时性计算机可读介质，该介 质可包括能够执行本文所述步骤的代码、逻辑或指令。外部设备 可包括非暂时性计算机可读介质，该介质可包括能够执行归属于 SOCA、MVP和PREE中的任何一个或多个的步骤的代码、逻辑 或指令。
通信单元可提供设备与外部设备之间的有线通信。通信单元 可能能够向/从外部设备无线地传输和/或接收信息。通信单元可允 许设备与一个或多个外部设备之间的单向通信和/或双向通信。在 一些实施方式中，通信单元可将设备所采集或确定的信息传输至外部设备。在一些实施方式中，通信单元可以接收来自于外部设 备的一个或多个指令的方案。设备可能能够与选定的外部设备通 信，或者可能能够与多种多样的外部设备自由通信。
在一些实施方式中，通信单元可允许设备通过网络进行通信， 所述网络诸如为局域网(LAN)或广域网(WAN)，比如因特网。 在一些实施方式中，设备可经由诸如蜂窝网络或卫星网络之类的 电信网络进行通信。
可以由通信单元利用的技术的一些示例可包括蓝牙或RTM 技术。备选地，可利用各种通信方法，诸如利用调制解调器的拨 号有线连接、诸如TI、ISDN之类的直接链路或者电缆线路。在 一些实施方式中，无线连接可使用诸如蜂窝网络、卫星网络或寻 呼机网络、GPRS之类的示例性无线网络，或者使用诸如以太网 或在LAN上的令牌环之类的局部数据传送系统。在一些实施方式 中，通信单元可包含无线红外通信组件，用于发送和接收信息。
在一些实施方式中，在通过网络(诸如无线网络)传输信息 之前，可对信息进行加密。
每个设备可具有通信单元。在一些情况下，每个设备可具有 其自己的本地通信单元，并且可能能够独立于其他设备进行通信。 设备可以使用其通信单元来与外部设备或者与相同位置或另一位 置上的另一设备进行通信。在一些情况下，设备可能能够共享资 源。例如，如果一个设备中的通信单元损坏或受损，则该设备可 能能够接入另一设备的通信单元。在一些情况下，设备、组件或 设备组件的部分可能能够共享一个或多个路由器。层级结构中的 各个层次和/或组件可能能够彼此通信。
可选地，设备组件可具有通信单元。本文关于设备的通信单 元的任何讨论亦可涉及处在诸如系统、设备组、设备组件或设备 组件的部分等其他层次上的通信单元。
SOCA的系统层次复杂操作可包括用于响应和减轻设备违规 行为的系统、方法或设备。SOCA的系统层次复杂操作可包括用 于计算对于执行患者命令的系统需求(例如，实时计算满足给定 的测试顺序所需的不同测试筒匣的最小个数)的系统、方法或设 备。SOCA的系统层次复杂操作可包括用于连续监测和报告现场 情况(诸如测试筒匣的可用性)以及设备实时状态的系统、方法 或设备。SOCA的系统层次复杂操作可包括用于连续监测、记录并向现场设备操作者通知设备状态和性能以及可能影响设备性能 的环境因素的系统、方法或设备。SOCA的系统层次复杂操作可 包括用于经由安全通信信道而向服务器报告现场的测试和控制数 据的系统、方法或设备。SOCA的系统层次复杂操作可包括用于 报告设备性能以及/或者报告可能触发反射测试和/或可能需要由 实验室主管进行审查的关键值或报警值的系统、方法或设备。 SOCA的系统层次复杂操作可包括用于支持能力验证和报告的系 统、方法或设备。SOCA的系统层次复杂操作可包括用于执行校 准和校准验证规程的系统、方法或设备。SOCA的系统层次复杂 操作可包括用于验证试剂和材料批次处于有效期内、验证储存历 史和/或使用适当校准的系统、方法或设备。SOCA的系统层次复 杂操作可包括用于验证设备维护状态的系统、方法或设备。SOCA 的系统层次复杂操作可包括用于保留完整的设备历史(例如，性 能、维护、使用历史等)的系统、方法或设备。SOCA的系统层 次复杂操作可包括用于定期地跨设备和位置对测试结果进行对比 以确保结果一致的系统、方法或设备。SOCA的系统层次复杂操 作中的任何一个或多个可以根据监管或其他要求来执行，所述要 求举非限制性示例而言，包括良好的实验室操作规范。
SOCA可致使复杂的医疗测试设备最优地(或者至少比同一 测试的另一性能更高效)并且使用最少的操作者输入来可靠地进 行操作，而无需在多样和变化的环境中的操作者定制。高效而可 靠的性能确保了提高的测试吞吐量、减少的停机时间或重复测试 以及提高的精确度和准确度。
另外，通过自动化、系统监测、响应和减轻以及数据保留和 记录保存，SOCA可以确保和支持对适当的监管要求(诸如CLIA) 的遵守。
SOCA还可以包括和/或替代地包括无需实时执行但可根据实 施方式而实时执行的特征。因此，SOCA可包括适于确保设备性 能在全部可接受用例中均满足验证准则、计算要在一组测试筒匣 上组合的测试的最优组合(其减少满足患者测试命令所需的筒匣 数目)，以及/或者计算筒匣上的测试组件的最优物理布局以优化 设备运行时间的方法、设备或系统。在一些实施方式中，设备或 系统可包含筒匣。筒匣可以是可从设备移除的。备选地，筒匣可 以永久地附接到设备或与设备成为一体。
筒匣可以插入到样品处理设备之中或以其他方式与该设备相 接。筒匣可以附接到设备。筒匣可从设备移除。在一个示例中， 可以将样品提供到筒匣的样品采集单元。样品可以经由或者可以 不经由体液采集器提供到样品采集单元。体液采集器可接附到筒 匣、可移除地可接附到筒匣，或者可与筒匣分开提供。体液采集 器可以与样品采集单元成为一体，或者可以不与其成为一体。继 而，可将筒匣插入到设备之中。备选地，可将样品直接提供至设 备，该设备可以利用或者可以不利用筒匣。筒匣可包含一种或多 种试剂，所述试剂可在设备的操作中使用。所述试剂可自包含于 筒匣内。试剂可通过筒匣提供至设备，而无需通过管和/或缓冲液 储罐将试剂泵入设备。备选地，设备上可能已经提供了一种或多 种试剂。
设备可能能够接收单一类型的样品或多种类型的样品。该设 备可能能够处理单一类型的样品或多种类型的样品。在一些情况 下，可以利用单一的体液采集器。备选地，可以利用多个和/或不 同的体液采集器。在一些实施方式中，当在设备(诸如但不限于 样品处理单元)处接收样品或者可选地接收样品的一部分之后， 可以使用与样品相关联的信息来确定将要如何处理该样品。在一 个非限制性示例中，诸如样品处理单元等设备的动作不是完全预 设或基本上预设的，相反，所要执行的动作是可变的并且基于与 样品相关联的信息。在本文的至少一个实施方式中，对由样品处 理单元进行的动作的调度安排是可变的，直到处理系统被配置用 于所要处理的样品。在一个非限制性示例中，可以在样品处理单 元处、在样品处理单元之外的设备处、在可与样品处理单元通信 的服务器处或者由与样品处理单元分离的设备来计算所要确定的 动作。
体液采集器或任何其他采集机构可以是一次性的。例如，体 液采集器可使用一次并丢弃。体液采集器可具有一个或多个一次 性组件。备选地，体液采集器可以重复使用。体液采集器可重复 使用任何次数。在一些情况下，体液采集器可同时包括可重复使 用组件和一次性组件。
为了实现这些操作中的任何操作，SOCA可以执行数据集成、 模式识别和机器学习。例如，为了计算要在一组测试筒匣上组合 的测试的最优组合(其减少了满足患者测试命令所需的筒匣数 目)，SOCA可以集成来自以下方面中的任何一个或多个方面的 数据：a)对于与验证准则一致的每个测试的需求(即，化学和样 品处理需求)、b)包括组件性能特性和能力在内的设备设计规范、 c)指示出测试命令的频率、测试命令的时间以及测试命令的地理 位置的历史测试命令数据，以及/或者d)与每个测试和筒匣相关联 的成本。
基于这些数据和/或其他数据，SOCA可计算要在一组测试筒 匣上组合的测试的高效组合。高效组合可以是基于用户或受试者 或患者的值(或目标)或者对所要运行的特定测试的需要而改进 的组合。高效组合还可称为和/或替代地称为测试的最优组合。要 注意的是，考虑到可能有不同的临床测试模式，可以针对特定地 理区域而计算最优的或改进的筒匣解决方案。另外，可以基于操 作条件中的任何变化，诸如新的测试命令数据、设备的变化或向 测试菜单中添加测试，来更新筒匣解决方案。
当样品ID已知时，当要针对该样品而执行的一个或多个测试 已知时，当大致已知可由该样品执行的一组测试时，当所述样品 物理上准备好插入到设备中时，或者在其插入到设备中之后，可 以使用诸如但不限于PREE、调度安排系统、SOCA等系统。可选 地，可以在处理来自于同一初始样品的多个等分试样的样品处理 单元上使用调度安排系统。在一个非限制性示例中，可以在处理 来自于两个初始样品(两者都来自于同一受试者)的多个等分试 样的样品处理单元上使用调度安排系统。在一个非限制性示例中， 可以在处理来自于两个受试者的样品的多个等分试样的样品处理 单元上使用调度安排系统。在一个非限制性示例中，可以在处理 来自于三个受试者的样品的多个等分试样的样品处理单元上使用 调度安排系统。
方案执行引擎(PREE)
方案执行引擎(PREE)可以解析最优的(或至少改进的)设 备方案并且指导设备如何执行这些方案。在一个实施方式中， PREE可以位于样品处理单元上或者位于与样品处理单元分开提 供的设备上。本文提供了这样的方法的实施方式：其在给定所有 测定规范和所有设备规范和/或限制的情况下，通过实时解析一系 列步骤和操作(即，方案)而在设备上进行医疗测试(在本文中 亦称为测定)，以便按最高效(或更高效)的方式对所有的患者样品完成所有需要的测定。效率可以按许多替代的方式来确定， 或者作为根据设备输入、值或用户需求的方式的组合。效率可至 少基于定时值、能耗、先进先出原则、其他效率目标和/或成本。 其他形式的效率可以根据设备的用户需求、监管要求或其他值而 内建到PREE中。如本文所使用，术语“优化的”或相同形式的 词可用于表示在设备中执行子任务的最高效的方式，或者可以表 示相比于以非集成的方式(例如，连续地，或依次地，或者在不 共享设备站的情况下)执行子任务而言，根据若干个值(举非限 制性示例而言，例如时间、成本、能量)中的一个或多个来执行 设备的子任务的更高效的方式。如本文所用的，子任务可以替代 地称为步骤或任务，或者反之亦然。
为了实时计算所需的测试筒匣和最优设备方案，PREE可以 实时地集成由SOCA向其传送的在至少以下方面中的数据：对于 与验证准则一致的每个测试的需求(即，化学和样品处理需求)、 立即可用的测试筒匣的实时库存、指示出每个筒匣上有哪些测试 以及每种测试试剂位于筒匣上何处的测试筒匣规范(即，筒匣布 局)、包括组件性能特性和能力在内的设备设计规范、设备的实 时状态，以及包括相关反射测试请求和任何相关患者历史(诸如 先前的测试结果、电子医疗记录等)的新的一个或多个测试命令。
本文所述的方法、设备和/或系统的某些实施方式的一个组成 部分是测试规范的定义(其可替代地称为限制)。可以关于一组 所需的子任务及其相互依赖性来定义每个测试。例如，一个限制 可以是对于给定测试的最小和最大温育时间。另一限制是某些测 定步骤(或子任务)必须在其他步骤(或子任务)之后执行。另 一限制是测试所需的样品稀释。只有在根据此类限制而完成所有 测试步骤时，测试结果才有效。因此，每次在设备上运行测试时， 可以解析并实现满足所有测定限制的新方案。
解析并实现的确切测试方案将会取决于设备资源、命令的测 试的组合以及已在设备上运行的任何额外的测试。另外，引入到 设备中的新样品可以改变已经在设备上开始的测试的计划执行， 同时确保与验证准则一致的性能。
测试方案可由子任务(或者步骤或任务)的时间序列连同分 配给每个子任务的特定设备资源所定义。设备资源包括物理地参 与到处理测试的所有设备组件。例如，设备资源可包括一个或多 个移液管和离心机。每一资源进一步由其操作特性和能力所表征。 例如，离心机可能能够同时处理“n”个样品，并且当其以给定速 率旋转时，血浆从红细胞的分离可花费“x”秒。
设备可以具有显示器和/或用户界面。显示器和/或用户界面的 示例可包括触摸屏、视频显示器、LCD屏、CRT屏、等离子屏、 光源(例如，LED、OLED)、按键、鼠标、按钮、旋钮、滑动机 构、操纵杆、音频组件。本文对显示器和/或用户界面的任何描述 均可适用于任何类型的显示器和/或用户界面。显示器可以向设备 的操作者提供信息。用户界面可以向操作者提供信息和/或从操作 者接收信息。
用户界面可以提供在设备的壳体上。其可以集成到设备的壳 体中。在一些实施方式中，用户界面可形成设备的壳体的外层。 当观察设备时，用户界面可以是可见的。当操作设备时，用户界 面可以是选择性可见的。
用户界面可以显示与设备的操作和/或从设备采集的数据相 关的信息。用户界面可以显示与可在设备上运行的方案相关的信 息。用户界面可包括与从设备外部的来源提供的或从设备提供的 方案相关的信息。用户界面可显示与受试者和/或受试者的医疗保健可及性相关的信息。例如，用户界面可以显示与受试者身份和 受试者的医疗保险相关的信息。用户界面可以显示与设备的调度 和/或处理操作相关的信息。
用户界面可能能够从设备的用户接收一个或多个输入。例如， 用户界面可能能够接收关于要由设备执行的一个或多个测定或规 程的指令。用户界面可从用户接收关于要在设备内发生的一个或 多个样品处理步骤的指令。用户界面可接收关于测试所针对的一种或多种分析物的指令。用户界面可接收优先级，以供PREE在 子任务列表调度安排的优化中使用。所述优先级可以包括目标、 值、要优先的特定测定、时间、成本或能量中的任何一个或多个。
关于受试者的标识信息和/或与受试者相关的附加信息可储 存在设备中和/或传输到外部设备或云计算基础结构。此类信息在 对关于采集自受试者的样品的数据的分析中可能是有用的。此类 信息对于确定是否继续进行样品处理也可能是有用的。
用户界面和/或传感器可能能够采集关于受试者或环境的信 息。例如，设备可以通过屏幕、热传感器、光学传感器、运动传 感器、深度传感器、压力传感器、电特性传感器、加速度传感器、 本文所述的或本领域已知的任何其他类型的传感器来采集信息。 在一个示例中，光学传感器可以是多孔径相机，其能够采集多个 图像并从中计算出深度。光学传感器可以是如本文其他各处所述 的任何类型的相机或成像器件。光学传感器可以捕捉受试者的一 个或多个静态图像以及/或者受试者的视频图像。
在一些实施方式中，移液管是容积式移液管。容积式移液管 可允许具有高准确度和高精确度的流体分发或吸取。例如，通过 使用容积式移液管，可将分发或吸取的流体量控制在约1mL、500 um、300um、200um、150um、100um、50um、30um、10um、 5um、1um、500nL、300nL、100nL、50nL、10nL、5nL、1nL、 500pL、100pL、10pL或1pL以内。
容积式移液管可具有低变异系数(CV)。例如，CV可以是 10％或更小、8％或更小、5％或更小、3％或更小、2％或更小、1.5％ 或更小、1％或更小、0.7％或更小、0.5％或更小、0.3％或更小、0.1％ 或更小、0.05％或更小、0.01％或更小、0.005％或更小、或者0.001％或更小。
容积式移液管可通过俘获定量的流体并通过改变俘获有流体 的腔室的体积以将其排出，来导致流体被分发和/或吸取。容积式 移液管可在不同时俘获空气的情况下俘获流体。容积式移液管的 尖端可以包括可直接排开流体的柱塞。在一些实施方式中，容积 式移液管的尖端可作为微量注射器而发挥功能，其中内部柱塞可 直接排开流体。
容积式移液管可具有多种形制。例如，柱塞可基于各种促动 机制而上下滑动。
在一些实施方式中，移液管是排气式移液管。排气式移液管 可允许具有高准确度和高精确度的流体分发或吸取。例如，通过 使用排气式移液管，可将分发或吸取的流体量控制在约3mL、2 mL、1.5mL、1mL、750微米(“um”，本文中亦称为“μm”)、 500um、400um、300um、200um、150um、100um、50um、 30um、10um、5um、1um、500nL、300nL、100nL、50nL、 10nL或1nL以内。在一些实施方式中，容积式移液管可具有比 排气式移液管更高的准确度和/或精确度。
排气式移液管可具有低变异系数(CV)。例如，CV可以是 15％或更小、12％或更小、10％或更小、8％或更小、5％或更小、 3％或更小、2％或更小、1.5％或更小、1％或更小、0.7％或更小、 0.5％或更小、0.3％或更小、或者0.1％或更小。
排气式移液管可通过由不漏流体的套筒内的柱塞的移动生成 真空，而导致流体被分发和/或吸取。当柱塞向上移动时，在柱塞 所留下的空缺的空间内形成真空。空气从尖端上升从而填充留下 的空缺的空间。尖端空气继而被流体所取代，所述流体可被抽入 尖端并可用于运送和分发到其他各处。在一些实施方式中，排气 式移液管可能经受不断改变的环境，比如温度。在一些实施方式 中，为了提供改善的准确度，可对环境加以控制。
排气式移液管可具有多种形制。例如，排气式移液管可以是 可调节的或固定的。尖端可以是圆锥形或圆柱形。移液管可以是 标准的或锁定的。移液管可以是电子控制的或自动化控制的，或 者可以是手动的。移液管可以是单通道的或多通道的。
可以提供多种类型的移液管和/或尖端。可以利用一个或多个 容积式移液管以及/或者一个或多个排气式移液管。
离心机可配置用于接纳一个或多个样品或者样品的一部分。 离心机可用于分离和/或纯化不同密度的材料。此类材料的示例可 包括病毒、细菌、细胞、蛋白质、环境成分或其他成分。
离心机可以具有可配置用于接纳样品的一个或多个腔体。腔 体可配置用于直接在腔体内接纳样品，使得样品可接触腔体壁。 备选地，腔体可以配置用于接纳在其中可包含样品的样品器皿。 本文对腔体的任何描述均可适用于可以接纳和/或包含样品或样 品容器的任何配置。例如，腔体可包括材料内的缺口、勺斗形制、 具有中空内部的凸出物、配置成与样品容器互连的构件。对腔体 的任何描述亦可包括可以具有或者可以不具有凹面或内表面的配 置。离心机的样品器皿可具有内表面和外表面。样品器皿可具有 至少一个配置用于接纳样品的开口端。开口端可以是可封闭或可 密封的。样品器皿可具有封闭端。
离心机可具有1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4 个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、8个或更多个、10个 或更多个、12个或更多个、15个或更多个、20个或更多个、30 个或更多个、或者50个或更多个配置用于接纳样品或样品器皿的 腔体。
在一些实施方式中，离心机可配置用于接纳小体积的样品。 在一些实施方式中，腔体和/或样品器皿可配置用于接纳1000uL 或更小、500uL或更小、250uL或更小、200uL或更小、175uL 或更小、150uL或更小、100uL或更小、80uL或更小、70uL或 更小、60uL或更小、50uL或更小、30uL或更小、20uL或更小、15uL或更小、10uL或更小、8uL或更小、5uL或更小、1uL或 更小、500nL或更小、300uL或更小、100nL或更小、50nL或 更小、10nL或更小、或者1nL或更小的样品体积。
离心机可配置成绕旋转轴旋转。离心机可能能够以任何转数/ 分钟来旋转。例如，离心机的旋转速率可高达100rpm、1000rpm、 2000rpm、3000rpm、5000rpm、7000rpm、10000rpm、12000rpm、 15000rpm、17000rpm、20000rpm、25000rpm、30000rpm、40000 rpm、50000rpm、70000rpm或100000rpm。在一些时间点，离 心机可保持静止，而在其他时间点，离心机可以旋转。静止的离 心机不旋转。离心机可配置成以可变速率旋转。在一些实施方式中，可控制离心机以期望的速率旋转。在一些实施方式中，旋转 速度的变化率可以是可变和/或可控的。
在一些实施方式中，旋转轴可以是垂直的。备选地，旋转轴 可以是水平的，或者可具有介于垂直与水平之间的任何角度(例 如，约15、30、45、60或75度)。在一些实施方式中，旋转轴 可处于固定方向上。备选地，旋转轴可在设备的使用期间变化。 当离心机正在旋转时，旋转轴角度可以变化或者可以不变化。
离心机可包含基座。基座可具有顶部表面和底部表面。基座 可配置成绕旋转轴旋转。旋转轴可与基座的顶部表面和/或底部表 面正交。在一些实施方式中，基座的顶部表面和/或底部表面可以 是平坦的或弯曲的。顶部表面和底部表面可以是或者可以不是基 本上彼此平行的。
在一些实施方式中，基座可具有圆形形状。基座可具有任何 其他形状，包括但不限于椭圆形、三角形、四边形、五边形、六 边形或八边形形状。
基座可具有高度和一个或多个横向维度(例如，直径、宽度 或长度)。基座的高度可平行于旋转轴。横向维度可垂直于旋转 轴。基座的横向尺寸可以大于高度。基座的横向尺寸可以比高度 大2倍或更多、3倍或更多、4倍或更多、5倍或更多、6倍或更 多、8倍或更多、10倍或更多、15倍或更多、或者20倍或更多。
离心机可具有任何大小。例如，离心机可具有约200cm2或 更小、150cm2或更小、100cm2或更小、90cm2或更小、80cm2或更小、70cm2或更小、60cm2或更小、50cm2或更小、40cm2或更小、30cm2或更小、20cm2或更小、10cm2或更小、5cm2或更小、或者1cm2或更小的占位面积。离心机可具有约5cm或 更小、4cm或更小、3cm或更小、2.5cm或更小、2cm或更小、 1.75cm或更小、1.5cm或更小、1cm或更小、0.75cm或更小、 0.5cm或更小、或者0.1cm或更小的高度。在一些实施方式中， 离心机的最大尺寸可以是约15cm或更小、10cm或更小、9cm 或更小、8cm或更小、7cm或更小、6cm或更小、5cm或更小、 4cm或更小、3cm或更小、2cm或更小、或者1cm或更小。
离心机基座可配置用于接纳驱动机构。驱动机构可以是马达， 或者是可使离心机能够绕旋转轴旋转的任何其他机构。驱动机构 可以是无刷马达，其可包括无刷马达转子和无刷马达定子。无刷 马达可以是感应马达。无刷马达转子可包围无刷马达定子。转子 可配置成绕旋转轴关于定子旋转。
基座可连接到或者可并入无刷马达转子，这可导致基座关于 定子旋转。基座可贴固到转子，或者可与转子形成一体。基座可 关于定子旋转，并且与马达的旋转轴正交的平面可以和与基座的 旋转轴正交的平面共面。例如，基座可具有与基座旋转轴正交的 平面，该平面基本上穿过基座的上表面与下表面之间。马达可具 有与马达旋转轴正交的平面，该平面基本上穿过马达中心。基座 平面和马达平面可以基本上共面。马达平面可以在基座的上表面 与下表面之间经过。
无刷马达组装件可包括转子和定子。马达组装件可包括电子 组件。在一些实施方式中，马达组装件不延伸超过基座高度。在 其他实施方式中，马达组装件的高度不大于基座高度的1.5倍、 基座高度的2倍、基座高度的2.5倍、基座高度的3倍、基座高 度的4倍或基座高度的5倍。转子可被基座所包围，使得转子不 暴露于基座外。
马达组装件可实现离心机的旋转而无需主轴/轴杆组装件。转 子可包围定子，而定子可电连接到控制器和/或电源。
在一些实施方式中，腔体可配置成在基座静止时具有第一定 向，而在基座旋转时具有第二定向。第一定向可以是垂直定向， 而第二定向可以是水平定向。腔体可具有任何定向，其中腔体可 以与垂直和/或旋转轴呈大于、小于或约为0度、5度、10度、15 度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、 60度、65度、70度、75度、80度、85度或90度。在一些实施 方式中，第一定向可以比第二定向更接近于垂直。第一定向可以 比第二定向更接近于与旋转轴平行。备选地，无论基座是静止还 是在旋转，腔体均可具有相同的定向。腔体的定向可取决于或者 可不取决于基座旋转的速度。
离心机可配置用于接纳样品器皿，并且可配置成在基座静止 时让样品器皿处于第一定向而在基座旋转时让样品器皿处于第二 定向。第一定向可以是垂直定向，而第二定向可以是水平定向。 样品器皿可具有任何定向，其中样品器皿可以与垂直呈大于、小 于或约为0度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、 40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、 85度或90度。在一些实施方式中，第一定向可以比第二定向更 接近于垂直。备选地，无论基座是静止还是在旋转，样品器皿均 可具有相同的定向。器皿的定向可取决于或者可不取决于基座旋 转的速度。
图112描绘了这样一个实施方式：其中确定测试命令的测试 子任务的调度安排，并且根据该调度安排在与对测试命令内的每 个测试的需求一致的最短时间中完成所述测试。如图112中所示， 为了完成46个测试的患者命令：26个比色法(CO)、14个细胞 计数(CY)、5个ELISA、1个核酸扩增(NAA)(例如，利用 PCR、LAMP或其他核酸扩增方法的测试)，解析测试步骤的调 度安排，该调度安排在与对每个测试的需求一致的最短时间中可 选地完成所述命令。如图112的顶部所示，还计算对设备资源的 利用。
在图112的左上方标绘了设备资源，并且在本示例中，所述 设备资源包括PMT、两个核酸测试(NAA_1、NAA_2)、离心机、 显微镜、相机以及移液管。在对应于每一资源的深色条带中指示 出对这些资源中的每一资源的使用率，而同一设备的空闲时间用 浅色条带指示。在测试时间期间的整体资源利用率由对应于图112 的每一资源的每个条带右边的百分比表示。针对每种测试类型的 每个子任务(或任务)标绘在图112的底部，其中该子任务的起 始时间和终止时间由对应于测试子任务的水平条示出。在图112 中，从图的底部至顶部，所述子任务包括：细胞计数：分发样品， NAA：分发样品，使样品离心，样品制备：稀释并且分发样品， 比色法：分发试剂，比色温育，比色成像，ELISA，LAMP：SD， NAA：加热，NAA：试剂，NAA-成像，细胞计数：SD，细胞计 数-成像。某些子任务使用相同的资源，诸如至少用于分发样品、 试剂以及稀释样品的移液管。一些资源必须在其他资源之前完成， 所述其他资源至少为诸如样品分发、稀释和分发、试剂分发。然 而，一些资源可以同时使用，诸如至少显微镜和相机以及移液管。
附加地或备选地，任何资源使用率可以是对效率的测度，或 者任何资源使用率的组合可以是算法用以提供子任务的优化的调 度安排的效率测度。
通过在计算机中(in silico)对设备进行完全建模，本发明还 使得人们能够基本上通过评价设备性能实现的方面来测试该设 备。该方法使得人们能够测试在考虑中的不同设备设计的影响。 本发明还使得人们能够考虑到性能和成本的影响，在所有可能的 设备设计解决方案中进行搜寻，以进一步优化所述设备。最后， 这样的分析可以用于确保设备将会以与验证准则一致的方式进行 操作。
样品可由设备接收。样品的示例可以包括各种流体样品。在 一些情况下，样品可以是来自于受试者的体液样品。样品可以是 含水样品或气体样品。样品可以是凝胶。样品可包含一种或多种 流体组分。在一些情况下，可提供固体或半固体样品。样品可包 括从受试者采集的组织。样品可以是生物样品。该生物样品可以 是体液、分泌物和/或组织样品。生物样品的示例可包括但不限于 血液、血清、唾液、尿液、胃液和消化液、泪液、粪便、精液、阴道分泌物、来源于肿瘤组织的间质液、眼内液、汗液、黏液、 耳垢、油、腺体分泌物或脊髓液。样品可提供自人或动物。样品 可提供自哺乳动物、脊椎动物，诸如鼠类、猿猴、人、农场动物、 运动动物或宠物。样品可采集自活着的或死亡的受试者。
样品可从受试者新鲜采集或者可经历一些形式的预处理、储 存或运输。样品可在不经历干预或很长时间的情况下从受试者提 供至设备。受试者可以接触设备以提供样品。
受试者可提供样品，并且/或者样品可从受试者采集。受试者 可以是人或动物。受试者可以是哺乳动物、脊椎动物，诸如鼠类、 猿猴、人、农场动物、运动动物或宠物。受试者可以是活着的或 死亡的。受试者可以是患者、临床受试者或临床前受试者。受试 者可经历诊断、治疗和/或疾病预防。受试者可受到或者可不受到 医疗保健专业人员的护理。
可通过穿刺受试者的皮肤或者不穿刺受试者的皮肤而从受试 者采集样品。可通过受试者的孔口采集样品。可从受试者采集组 织样品，无论其是内部组织样品还是外部组织样品。样品可从受 试者的任何部位采集，这些部位包括但不限于，受试者的手指、 手、手臂、肩膀、躯干、腹部、腿、脚、颈部或头部。
在一些实施方式中，样品可以是环境样品。环境样品的示例 可包括空气样品、水样、土壤样品或植物样品。环境样品可从一 个位置采集。
额外的样品可包括食物产品、饮料、制造材料、纺织品、化 学品或任何其他样品。
设备可接纳和/或处理一种类型的样品。备选地，设备可接纳 和/或处理多种类型的样品。例如，设备可能能够接纳1种或多种、 2种或更多种、3种或更多种、4种或更多种、5种或更多种、6 种或更多种、7种或更多种、8种或更多种、9种或更多种、10种 或更多种、12种或更多种、15种或更多种、20种或更多种、30 种或更多种、50种或更多种、或者100种或更多种类型的样品。 设备可能能够同时地和/或在不同时间接纳和/或处理这些数目的 样品类型中的任何数目的样品类型。例如，设备可能能够制备、 测定和/或检测一种或多种类型的样品。
可以从受试者或者从另一来源提供任何体积的样品。体积的 示例可包括但不限于：约10mL或更小、5mL或更小、3mL或 更小、1μL或更小、500μL或更小、300μL或更小、250μL或 更小、200μL或更小、170μL或更小、150μL或更小、125μL 或更小、100μL或更小、75μL或更小、50μL或更小、25μL或 更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、5μL或更小、 3μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、250nL或更小、100nL 或更小、50nL或更小、20nL或更小、10nL或更小、5nL或更 小、1nL或更小、500pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、 或者1pL或更小。样品的量可以是约一滴样品。样品的量可以是 约1-5滴样品、1-3滴样品、1-2滴样品或少于1滴样品。样品的 量可以是由刺破的手指或手指针刺采集的量。可以向设备提供包 括本文描述的体积在内的任何体积。
设备可配置用于接纳单一样品，或者可配置用于接纳多个样 品。在一些情况下，所述多个样品可以是或者可以不是多种类型 的样品。例如，在一些情况下，单一设备每次可以处理单一样品。 例如，设备可接收单一样品，并且可利用该样品执行一个或多个 样品处理步骤，诸如样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤。设 备可在能够接纳新样品之前完成处理样品。
在另一示例中，设备可能能够同时处理多个样品。在一个示 例中，设备可同时接收多个样品。所述多个样品可以是或者可以 不是多种类型的样品。备选地，设备可以依次接收样品。样品可 以一个接一个地提供至设备，或者可以在经过任何时间量之后提 供至设备。设备可能能够开始对第一样品的样品处理，在所述样 品处理期间接收第二样品，并与第一样品并行地处理第二个样品。 第一样品和第二样品可以是或者可以不是相同类型的样品。设备 可能能够并行处理任何数目的样品，包括但不限于：多于、少于 和/或等于约1个样品、2个样品、3个样品、4个样品、5个样品、 6个样品、7个样品、8个样品、9个样品、10个样品、11个样品、 12个样品、13个样品、14个样品、15个样品、16个样品、17个 样品、18个样品、19个样品、20个样品、25个样品、30个样品、 40个样品、50个样品、70个样品、100个样品。
当同时处理多个样品时，样品可在任何时刻开始和/或结束处 理。样品不必在同时开始和/或结束处理。第一样品可在第二样品 仍在处理中时即已完成处理。第二样品可在第一样品已开始处理 之后才开始处理。当样品已完成处理时，可以向设备添加额外的样品。在一些情况下，设备可能能够通过在各样品已完成处理时 向设备添加样品而持续运行。
可以同时提供多个样品。所述多个样品可以是或者可以不是 相同类型的样品。例如，可向设备提供多个样品采集单元。例如， 一个、两个或更多个刺血针可被提供在设备上，或者可使所述刺 血针与设备的样品采集单元流体连通。多个样品采集单元可以同 时地或在不同时刻接收样品。可以利用多个本文描述的任何样品 采集机构。可以利用相同类型的样品采集机构或不同类型的样品 采集机构。
可以依次提供多个样品。在一些情况下，可以使用多个样品 采集单元或单一样品采集单元。可以利用本文描述的样品采集机 构的任何组合。设备可每次接纳一个样品、每次接纳两个样品或 更多个样品。样品可在经过任何时间量之后提供至设备。
在一个示例PREE中，命令以下四个测试：1)红细胞压积(测 定方法：离心)2)H3N2病毒载量(测定方法：核酸扩增)3)葡萄 糖(测定方法：细胞计数)以及4)CRP(测定方法：免疫测定 (ELISA))。
如上文所指出，用不同的测定方法来执行这四个测试中的每 一测试。另外，每一测试关于其测定方案和完成该测定所需的设 备资源具有非常具体而独特的要求。进一步地，该示例中的某些 资源无法在无交叉污染的情况下由不止一个测定所使用。要注意 的是，虽然本示例仅包括4个测试(每个测试为不同的类型)， 但在此说明的方法可类似地适用于具有不同设备配置的测试类型 的任何组合中的任何数目的测试的命令。
一种解决这一问题的方法是设计设备，从而确保每个测试具 有完整且独立的一组资源来进行该测试。该方法将会是无资源共 享的简单串行方法，然而，该解决方案还将会需要更多的设备资 源并且无法随着增多的测试命令而很好地扩展。另外，其对于添 加新提供的测试或者其他系统/设备变化是不灵活的。
另一方法将会允许跨测试的资源共享，但将会串行执行每个 测试，即，设备将不会并行处理。该方法实现起来很简单，但关 于测试运行时间并非最优。
本文所述的并且由PREE采用的灵活方法通过考虑设备资源 (诸如移液管、相机、尖端/管/容腔等)以及对每个命令的测试的 要求来解析最优的(或者相比于根据一个或多个值而描述的其他 方法更高效的)方案。最优方案解被发现是高度并行化的。
作为对PREE的输入，可以基于命令的(参见下表1)测试 (输入过程)来生成子任务(或任务)的列表。子任务列表包括 对每个子任务的限制和要求的列表，例如，每个子任务的持续时 间、完成该子任务所需的设备资源的类型以及能够在该子任务完 成之后开始的子任务(即，后续子任务)。仅这个子任务列表不 能指定子任务的排序，也不能指定使用哪些具体资源完成该子任 务。
与设备资源的规范相结合地使用这个子任务列表，PREE通 过寻找子任务的最优排序和对每个子任务的资源分配来解决受限 的调度问题，以便在与所有的指定限制一致的最短时间中完成整 个测试命令。
存在多种可用于解决该问题的方法。所实现的算法使用类似 于离散事件仿真的方法——即，将关于设备的操作的每个决策表 示为改变系统状态的离散事件。每个可能的系统状态由以下变量 表示：1.运行时间：从起始点达到当前状态所用的时间；2.解决 方案状态：已完成的子任务的顺序、它们的起始时间以及资源分 配；3.子任务状态：哪些子任务有待运行、哪些正在运行以及哪 些已完成；以及4.资源状态：哪些资源是可用的、哪些在使用中 或者哪些由于某些类型的先前使用而是不可用的。
对于每个状态，算法可以基于当前子任务(或任务)状态、 资源状态、子任务、子任务资源要求以及子任务排序要求，生成 可在接下来执行的启发式合理的设备操作的列表。继而基于该列 表而生成新的状态。继续这一过程直到其已生成在其中完成所有 子任务和/或子任务的状态或状态集，这时其生成对应于最短运行 时间的一个或多个解决方案状态，作为输出。备选地，所述一个 或多个解决方案状态可对应于另一效率值或测度，诸如能量、成 本、对要最先发生的某些测试的需要，或者其他值或测度。
此外，可以实现用以增加算法的速度的多种方法，诸如通过 排除可能被确定为不是最优的状态。
图113描绘了未经优化的示例测试调度安排，而图114描绘 了由PREE计算出的解，该解被优化以在满足每个测试限制并且 不过度分配任何设备资源的同时使整体测试运行时间最小化。通 过比较这两个图所示，例如，相比于未经优化的测试方案，PREE 使运行时间减少了66％。在一些实施方式中，PREE使运行时间 减少了至少约10％、至少约15％、至少约20％、至少约25％、至 少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、 至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、 至少约80％、至少约85％、至少约90％、约5％至约90％、约10％ 至约75％、约25％至约75％、约40％至约75％、约50％至约70％、 约60％至约70％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、 至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、 至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、 至少90％、5％至90％、10％至75％、25％至75％、40％至75％、50％至70％以及60％至70％。
图113中示出在其中执行测试子任务(或任务)的未经优化 的调度安排，该调度安排在114.9分钟内完成。图113的测试(或 者测定或输入过程)包括：红细胞压积、H3N2、葡萄糖以及CRP。 在图113的顶部标绘了用于这些测试的设备资源，其中对应于标 绘图左边列出的资源(例如，PMT、NAA_2、NAA_1、离心机、 显微镜、相机和移液管)的深色条带指示出何时使用所述资源， 而较浅色的条带指示出对应资源的空闲时间。如由图113的资源 标绘图右边的百分比所表示，整体资源利用率较低。每个子任务 (或任务)标绘在图113的底部，其中该子任务的起始时间和终 止时间由穿过子任务名称的水平条示出。在本示例中，从图113 的底部至顶部，所述子任务包括：红细胞压积：分发样品，H3N2： 分发样品，离心，葡萄糖和CRP：稀释并分发样品，葡萄糖：分 发试剂，葡萄糖：温育，葡萄糖：读取，CRP：分发试剂、温育 和读取，H3N2：制备样品，H3N2：加热，H3N2：分发试剂，H3N2： 温育和读取，红细胞压积：制备样品，以及红细胞压积：成像和 分析。
图114描绘了使用本文描述的设备、方法、算法和/或系统的 优化的调度安排，其中与测试限制相一致地并行执行子任务(或 任务)，在39分钟内完成。图114中的设备资源标绘在顶部，其 中深色条带指示出何时使用所述资源，而较浅色的条带指示出空 闲时间。如由图114右上方的百分比所表示，整体资源利用率较 高。每个子任务标绘在图114的底部，其中该子任务的起始时间 和终止时间由水平条示出。图114具有与如图113中执行的测定 相同的可用资源，并且命令了相同的测试(CRP、葡萄糖、红细 胞压积和H3N2)并且具有与图113中相同的子任务。从图114 的底部至顶部，子任务包括：红细胞压积：分发样品，H3N2：分 发样品，离心，葡萄糖和CRP：稀释并分发样品，葡萄糖：分发 试剂，葡萄糖：温育，葡萄糖：读取，CRP：分发试剂、温育和 读取，H3N2：制备样品，H3N2：加热，H3N2：分发试剂，H3N2： 温育和读取，红细胞压积：制备样品，以及红细胞压积：成像和 分析。
然而，如本示例中所执行并且在图114中示出的基于时间的 优化导致图114中的整组测定的持续时间比图113中的整组测定 的持续时间短得多。图114的子任务的调度安排花费39分钟，该 调度安排使用了本文所述的灵活调度算法以生成有序的子任务调 度安排。相反，图113中未经优化的子任务调度安排花费了114.9 分钟来完成所述子任务。
在一些实施方式中，使用本文所述的设备、方法、算法和/或 系统来优先另一值，诸如能量、成本或用户的另一优先级。在这 样的实施方式中，当优先时间或不同值时，相比于所述优化的调 度安排，可能产生不同的优化调度安排，或者可能产生相同的优 化调度安排。在一些实施方式中，当优先若干个值时，产生相同 的优化调度安排。在一些实施方式中，优先两个或更多个值，以 创建优化的调度安排。在一些实施方式中，可以按照优先级的顺 序来对所述值进行排序，以便生成优化的调度安排。
在一些实施方式中，PREE使设备的能耗减少了至少约10％、 至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约35％、 至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、 至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、 至少约90％、约5％至约90％、约10％至约75％、约25％至约75％、 约40％至约75％、约50％至约70％、约60％至约70％、至少10％、 至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、 至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、 至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、5％至90％、10％至 75％、25％至75％、40％至75％、50％至70％以及60％至70％。
在一些实施方式中，PREE使测定执行的成本减少了至少约 5％、至少约10％、至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少 约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、 至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、 至少约80％、至少约85％、至少约90％、约5％至约90％、约10％ 至约75％、约25％至约75％、约40％至约75％、约50％至约70％、 约60％至约70％、至少5％、至少10％、至少15％、至少20％、 至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、 至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、 至少85％、至少90％、5％至90％、10％至75％、25％至75％、40％ 至75％、50％至70％以及60％至70％。
在一些实施方式中，PREE使效率提高了至少约10％、至少 约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约35％、 至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、 至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、 至少约90％、约5％至约90％、约10％至约75％、约25％至约75％、 约40％至约75％、约50％至约70％、约60％至约70％、至少10％、 至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、 至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、 至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、5％至90％、10％至 75％、25％至75％、40％至75％、50％至70％以及60％至70％。
在一些实施方式中，利用先进先出(FIFO)原则作为在生成 优化调度安排的过程中的值——单独地或与任何其他值(诸如总 体时间、能量、成本等)相结合。FIFO原则通常可适用于特定测 定，或者单独地或与任何其他值(诸如总体时间、能量、成本等) 结合地适用于任何测定的任何一个或多个特定的子任务。FIFO原 则可以是严格的(无论如何都是FIFO)或非严格的(诸如，在其 他优先级或限制发生冲突的情况下)。FIFO通过按先来先服务 (FCFS)行为对过程进行排序来描述队列技术或服务冲突要求的 原则，所述先来先服务(FCFS)行为是：对先到的任务先处理， 后到的任务等待直到先到的任务处理完成，这类似于人们排队的 行为：人们按照他们到达的顺序而离开队列，或者在交通控制信 号处等着轮到自己。
在一些实施方式中，利用后进先出(LIFO)原则作为在生成 优化调度安排的过程中的值——单独地或与任何其他值(诸如总 体时间、能量、成本等)相结合。LIFO原则通常可适用于特定测 定，或者单独地或与任何其他值(诸如总体时间、能量、成本等) 结合地适用于任何测定的任何一个或多个特定的子任务。
在一些实施方式中，在生成优化的(即，高效的)调度安排 中优先FIFO原则与LIFO原则的组合。
可以设想，在优先特定值(或值的组合)以生成优化的(即， 高效的)调度安排中，单个测定可能比其在未经优化的(或低效 的)调度安排中花费更长的时间。或者，从开始到完成，单个测 定可能比其在未经优化的(或低效的)调度安排中消耗更多的能 量或者成本更多，但也可能不是这样。例如图114中提高的效率 (其优先完成全部测定所需的时间)，葡萄糖测定比图113中花 费更长时间(从全部测定开始到葡萄糖测定结束总共经过的时间)来完成，相比于在图113中花费约22分钟，在图114中花费约 48分钟。这并不违背本文做出和描述的改进，所述改进可着眼于 要基于选定或给定的优先级而执行的各种测定的整体效率，而不 是仅着眼于一个测定，除非对该测定的这样的考虑是非常优先的。
本文提供了用于调度生物测定或化学测定的计算机辅助方 法，该方法包括提供一组定义了要由一个或多个设备执行的生物 测定或化学测定的输入过程，其中单个设备包括多个站，其中所 述站选自包含样品制备站、检测站和提供耗材试剂的测定站的组， 并且其中所述站中的至少一个站是检测站。站可以包括资源或可 用资源。示例资源可包括移液管、试剂、离心机、NAA、NAA块、 用于磁分离的磁体、过滤器、加热器、稀释剂、热块、细胞计数 器、能源(例如，X射线、光源)、测定单元、试剂单元、支座、 或者在本文所设想或描述的任何测定中使用的任何资源，或者在 本领域普通技术人员已知的、测试任何生物样品、医疗样品或化 学样品的任何测定中使用的任何资源。
根据本发明一些实施方式，系统可以包括一个或多个检测站。 设备可以在其中包括一个或多个检测站。例如，可在设备内提供 一个或多个检测站。系统可以包含一个或多个检测站。设备的一 个、两个或更多个部件(或其内部的模块)可在其中具有检测站。 备选地，检测站可提供在设备的任何部分的外部。
检测站可用于检测由设备上的至少一种测定所产生的信号。 检测站可用于检测在设备中的一个或多个样品制备站产生的信 号。检测站可能能够检测在设备的样品制备或测定中的任何阶段 产生的信号。
在一些实施方式中，可提供多个检测站。多个检测站可同时 和/或依次操作。多个检测站可包括相同类型的检测站和/或不同类 型的检测站。多个检测站可根据同步的调度安排来操作，或者彼 此独立地操作。
检测站可以在从中检测到信号的组件之上，在从中检测到信 号的组件的下方，在从中检测到信号的组件的侧面，或集成到从 中检测到信号的组件之中，或者可以具有与从中检测到信号的组 件相关的不同定向。例如，检测站可与测定单元通信。检测站可 接近从中检测到信号的组件，或者可以远离从中检测到信号的组 件。检测站可以处在离从中检测到信号的组件1mm或更远、1cm 或更远、10cm或更远之内。
检测站可具有固定位置，或者可以是可移动的。检测站可以 是可相对于要从中检测信号的组件移动的。例如，检测站可移动 至与测定单元通信，或者测定单元可移动至与检测站通信。在一 个示例中，提供传感器用于在检测到测定时相对于检测器定位测 定单元。
检测站可包括一个或多个光学传感器或视觉传感器。例如， 检测站可包括显微术、目视检查、经由照相胶片，或者可以包括 对诸如数码相机、电荷耦合器件(CCD)、过冷CCD阵列或其他 检测器件等电子检测器的使用。光检测器还可包括如下非限制性 示例：包括光电二极管、光电倍增管(PMT)、光子计数检测器 或雪崩光电二极管、雪崩光电二极管阵列。在一些实施方式中， 可使用PIN二极管。在一些实施方式中，PIN二极管可以耦合至 放大器以创造出具有可与PMT相比的灵敏度的检测器件。一些测 定可生成如本文所述的发光。在一些实施方式中，对荧光或化学 发光予以检测。在一些实施方式中，检测组装件可包括成束地连 接到CCD检测器或连接到PMT阵列的多个光缆。光纤束可由分 立的光纤或融合在一起形成密实束的许多小光纤所构建。此类密 实束可从市场购得，并且很容易接合到CCD检测器。在一些实施 方式中，光缆可以直接并入测定单元或试剂单元。例如，本文其 他各处所述的样品或尖端可以包含光缆。
一个或多个检测站可配置用于检测可检测的信号，该信号可 以是发光信号，包括但不限于光致发光、电致发光、化学发光、 荧光或磷光。在一些实施方式中，可在化学反应期间采用一个或 多个标记物。标记物可允许可检测信号的生成。检测标记物的方 法是本领域技术人员所公知的。因此，举例而言，当标记物是放 射性标记物时，检测手段可包括闪烁计数器或者如在放射自显影 术中的照相胶片。当标记物是荧光标记物时，其可以这样检测： 通过用适当波长的光激发荧光染料，并例如通过显微术、目视检 查、经由照相胶片、通过使用诸如数码相机、电荷耦合器件(CCD) 或光电倍增管和光电管等电子检测器或者其他检测设备，来检测 产生的荧光。
在一些实施方式中，可使用成像器件，诸如相机。在一些情 况下，相机可以利用CCD、CMOS，可以是无透镜相机(例如， 弗兰肯相机(Frankencamera))、开源相机，或者可以利用或本 领域已知或今后开发的任何其他视觉检测技术。相机可以包括一 个或多个如下特征：其可在使用期间使相机聚焦，或者可以捕捉 可于后期聚焦的图像。在一些实施方式中，成像器件可采用2D 成像、3D成像和/或4D成像(包含随时间推移的变化)。成像器 件可以捕捉静态图像。所述静态图像可捕捉于1个或多个时间点。 成像器件还可以捕捉视频图像和/或动态图像。可以在一个或多个 时间段内连续捕捉视频图像。在一些实施方式中，成像器件可在 对图像的捕捉中利用设备的一个或多个组件。例如，成像器件可 以使用尖端和/或器皿来辅助捕捉图像。尖端和/或器皿可以发挥光 学器件的功能，以便辅助捕捉图像。
检测站可能还能够捕捉音频信号。可以连同一个或多个图像 捕捉音频信号。音频信号可随一个或多个静态图像或视频图像一 起捕获和/或与之相关联。备选地，可以独立于图像而捕捉音频信 号。
在一个示例中，可使用PMT作为检测器。在一些情况下，低 至每秒100次的计数率和高达10000000次的计数率是可测量的。 PMT的线性响应范围(例如，计数率与每单位时间的光子数成正 比的范围)可以是约每秒1000-3000000次计数。在一个示例中， 测定具有在低端约200-1000次计数/秒和在高端约10000-2000000 次计数/秒的可检测信号。在一些情况下，对于蛋白质生物标志物， 计数率与结合于捕获表面的碱性磷酸酶成正比，并且还与分析物 浓度成正比。
在另一示例中，检测器可包括相机，该相机可以实时成像。 备选地，相机可以按选定的时间间隔或者当由事件触发时拍摄快 照。类似地，相机可以按选定的时间间隔或者当由事件触发时拍 摄视频。在一些实施方式中，相机可以同时对多个样品进行成像。 备选地，相机可以成像选定视图，并继而移到下一位置成像不同 的选定视图。
检测站可具有数字的并且通常与检测到的信号(例如，到达 检测器的光子)成比例的输出。备选地，检测站可以输出模拟信 号。示例性检测器的可检测范围可适合于所使用的检测器。
检测站可能能够捕捉和/或成像来自沿电磁频谱任何之处的 信号。例如，检测站可能能够捕捉和/或成像可见光信号、红外信 号、近红外信号、远红外信号、紫外信号和/或其他信号。
光检测器还可包括光源，诸如电灯泡、白炽灯泡、电致发光 灯、激光器、激光二极管、发光二级管(LED)、气体放电灯、 高强度放电灯。如本文其他各处提供的光源的其他示例。光源可 以照亮组件以便辅助检测结果。例如，光源可以照亮测定以便检 测结果。例如，测定可以是如常用于核酸测定的荧光测定或吸光 度测定。检测器还可以包含用以将光源递送至测定的光学器件， 诸如透镜、反光镜或光纤光学器件。检测器还可以包含用以将光从测定递送至检测站的光学器件。
光学检测站可用于检测一个或多个光信号。例如，检测站可 用于检测提供发光的反应。检测站可用于检测提供荧光、化学发 光、光致发光或电致发光的反应。检测站可能能够检测关于颜色 和/或强度的光信号。例如，检测站可配置用于检测选定的波长或 波长范围。
在一些实施方式中，检测系统可以包含用于检测受试者的特 定参数的非光学检测器或传感器。此类传感器可包括针对温度、 分光光度计、电信号的传感器，针对被氧化的或被还原的化合物 (例如，O2、H2O2和I2)或可氧化/可还原有机化合物的传感器。
温度传感器的示例可以包括温度计、热电偶或IR传感器。温 度传感器可以利用或者可以不利用热成像。温度传感器可以接触 或者可以不接触要感测其温度的物件。
针对电性质的传感器的示例可以包括可检测或测量电压水 平、电流水平、电导率、阻抗或电阻的传感器。电性质传感器还 可以包括电位器或安培计传感器。
在一些实施方式中，标记物可选定为可由检测站检测。标记 物可选定为由检测站选择性地检测。
可以根据一个或多个调度安排或检测到的事件而触发任何传 感器。在一些实施方式中，传感器可在其从一个或多个控制器接 收到指令时得到触发。传感器可以连续感测并可以指示出在何时 感测到某一状况。
一个或多个传感器可向SOCA、PREE和MVP中的任何一个 或多个提供指示出测得的性质的信号。在一些实施方式中，信号 可经由有线连接提供，或者可以无线提供。控制器可以提供于全 系统层次、设备组层次、设备层次或任何其他层次上。
基于来自传感器的信号，SOCA、PREE和/或MVP可以实现 改变或保持设备或测定的状态，例如：改变温度控制单元的温度、 修改离心机的旋转速度、确定要在特定测定样品上运行的方案、 移动器皿和/或尖端以及/或者分发和/或吸取样品。在一些实施方 式中，基于来自传感器的信号，SOCA、PREE和/或MVP可以保 持设备的一个或多个状况。来自传感器的一个或多个信号还可导 致对设备当前状态的确定并且追踪已经发生了或正在进行什么动 作。这可以影响或者可以不影响要由设备执行的未来动作。在一 些实施方式中，可针对设备的特定动作或状况而考虑来自单一传 感器的一个或多个信号。备选地，可针对设备的特定动作或状况 而考虑来自多个传感器的一个或多个信号。可以基于一个或多个 信号被提供的时刻而对其进行评估。备选地，可基于随时间推移 采集的信息而对一个或多个信号进行评估。
可以提供测定单元，并且其可以具有本文其他各处进一步描 述的一种或多种特性。测定单元可能能够接纳和/或约束样品。测 定单元可以是彼此流体隔离的。在一些实施方式中，测定单元可 具有尖端形制。测定尖端可以具有内表面和外表面。测定尖端可 具有第一开口端和第二开口端。在一些实施方式中，测定单元可 作为阵列提供。测定单元可以是可移动的。在一些实施方式中， 单个测定单元可以是可相对于彼此和/或设备的其他组件移动的。 在一些情况下，一个或多个测定单元可同时移动。在一些实施方 式中，测定单元可具有涂覆在表面上的试剂或其他反应物。备选 地，测定单元可包含微珠或其他表面，并有试剂或其他反应物涂 覆于其上。在另一示例中，测定单元可以包含用可溶解的试剂或其他反应物形成的微珠或其他表面。
可以提供试剂单元，并且其可具有如本文其他各处进一步描 述的一种或多种特性。试剂单元可能能够接纳和/或约束试剂或样 品。试剂单元可以是彼此流体隔离的。在一些实施方式中，试剂 单元可具有器皿形制。试剂器皿可具有内表面和外表面。试剂单 元可具有开口端和封闭端。在一些实施方式中，试剂单元可作为 阵列提供。试剂单元可以是可移动的。在一些实施方式中，单个 试剂单元可以是可相对于彼此和/或设备的其他组件移动的。在一 些情况下，一个或多个试剂单元可同时移动。试剂单元可配置用 于接纳一个或多个测定单元。试剂单元可具有内部区域，测定单 元可以至少部分地插入该内部区域之中。
可为测定单元和/或试剂单元提供支座。在一些实施方式中， 该支座可具有筒匣形制或微型卡形制。在模块内可以提供一个或 多个测定/试剂单元支座。该支座可塑形用于支撑一个或多个测定 单元和/或试剂单元。该支座可保持测定单元和/或试剂单元在垂直 方向上对准。该支座可允许测定单元和/或试剂单元被移动或可移 动。测定单元和/或试剂单元可从支座移除以及/或者放置在支座 上。设备和/或系统可以包含美国专利公开号2009/0088336中提供 的一种或多种特性、组件、特征或步骤，该文献通过引用整体并 入本文。
所述方法可包括针对每个输入过程而生成一个或多个子任务 的列表，其中每个子任务要由一个或多个设备的单一站执行。所 述方法可包括使用灵活调度算法来针对一个或多个设备的多个站 而生成有序的子任务调度安排，使得当所述子任务由所述一个或多个设备执行时，以比由多个站循序地执行输入过程的情况更高 效的方式来完成输入过程。该方法还可包括命令所述站根据生成 的子任务的调度安排来执行关联的子任务。可选地，该方法可包 括使用至少一个检测站来采集与单个生物测定或化学测定的状态 相关的信息并且利用所述信息来保持或修改子任务的调度安排。
在一些实施方式中，在比循序地执行一组输入过程的情况所 需的时间更少的时间内完成该组输入过程。可以在少于循序地执 行一组输入过程的情况所需的时间的90％的时间内执行该组输入 过程。平均可以在少于循序地执行一组输入过程的情况所需的时间的90％的时间内执行该组输入过程。可以在少于循序地执行一 组输入过程的情况所需的时间的80％的时间内执行该组输入过 程。平均可以在少于循序地执行一组输入过程的情况所需的时间 的80％的时间内执行该组输入过程。可以在少于循序地执行一组 输入过程的情况所需的时间的75％的时间内执行该组输入过程。 平均可以在少于循序地执行一组输入过程的情况所需的时间的 75％的时间内执行该组输入过程。可以在少于循序地执行一组输 入过程的情况所需的时间的70％的时间内执行该组输入过程。平 均可以在少于循序地执行一组输入过程的情况所需的时间的70％ 的时间内执行该组输入过程。可以在少于循序地执行一组输入过 程的情况所需的时间的60％的时间内执行该组输入过程。平均可 以在少于循序地执行一组输入过程的情况所需的时间的60％的时 间内执行该组输入过程。可以在少于循序地执行一组输入过程的 情况所需的时间的50％的时间内执行该组输入过程。平均可以在 少于循序地执行一组输入过程的情况所需的时间的50％的时间内 执行该组输入过程。可以在少于循序地执行一组输入过程的情况 所需的时间的40％的时间内执行该组输入过程。平均可以在少于 循序地执行一组输入过程的情况所需的时间的40％的时间内执行 该组输入过程。可以在少于循序地执行一组输入过程的情况所需 的时间的25％的时间内执行该组输入过程。平均可以在少于循序 地执行一组输入过程的情况所需的时间的25％的时间内执行该组 输入过程。
可以在一个或多个设备消耗比当循序地执行一组输入过程时 所述一个或多个设备所需总能量更少的能量的情况下完成该组输 入过程。可以在一个或多个设备消耗至少比当循序地执行一组输 入过程时所述一个或多个设备所需总能量少5％的能量的情况下完成该组输入过程。可以在一个或多个设备消耗至少比当循序地 执行一组输入过程时所述一个或多个设备所需总能量少10％的能 量的情况下完成该组输入过程。可以在一个或多个设备消耗至少 比当循序地执行一组输入过程时所述一个或多个设备所需总能量 少15％的能量的情况下完成该组输入过程。可以在一个或多个设 备消耗至少比当循序地执行一组输入过程时所述一个或多个设备 所需总能量少20％的能量的情况下完成该组输入过程。可以在一 个或多个设备消耗至少比当循序地执行一组输入过程时所述一个 或多个设备所需总能量少25％的能量的情况下完成该组输入过 程。可以在一个或多个设备消耗至少比当循序地执行一组输入过 程时所述一个或多个设备所需总能量少30％的能量的情况下完成 该组输入过程。可以在一个或多个设备消耗至少比当循序地执行 一组输入过程时所述一个或多个设备所需总能量少40％的能量的 情况下完成该组输入过程。可以在一个或多个设备消耗至少比当 循序地执行一组输入过程时所述一个或多个设备所需总能量少 50％的能量的情况下完成该组输入过程。
可以在总成本比当循序地执行一组输入过程时所需总成本更 少的情况下完成该组输入过程。可以在总成本至少比当循序地执 行一组输入过程时所需总成本少5％的情况下完成该组输入过程。 可以在总成本至少比当循序地执行一组输入过程时所需总成本少10％的情况下完成该组输入过程。可以在总成本至少比当循序地 执行一组输入过程时所需总成本少15％的情况下完成该组输入过 程。可以在总成本至少比当循序地执行一组输入过程时所需总成 本少20％的情况下完成该组输入过程。可以在总成本至少比当循 序地执行一组输入过程时所需总成本少25％的情况下完成该组输 入过程。可以在总成本至少比当循序地执行一组输入过程时所需 总成本少30％的情况下完成该组输入过程。可以在总成本至少比 当循序地执行一组输入过程时所需总成本少35％的情况下完成该 组输入过程。可以在总成本至少比当循序地执行一组输入过程时 所需总成本少40％的情况下完成该组输入过程。可以在总成本至 少比当循序地执行一组输入过程时所需总成本少45％的情况下完 成该组输入过程。可以在总成本至少比当循序地执行一组输入过 程时所需总成本少50％的情况下完成该组输入过程。
在一些实施方式中，所述子任务都是在总体积为250μL或更 小的样品上执行的。在一些实施方式中，所述子任务都是在总体 积为50μL或更小的样品上执行的。在一些实施方式中，所述子 任务都是在总体积为100μL或更小的样品上执行的。在一些实施 方式中，所述子任务都是在总体积为150μL或更小的样品上执行 的。在一些实施方式中，所述子任务都是在总体积为400μL或更 小的样品上执行的。在一些实施方式中，所述子任务都是在总体 积为500μL或更小的样品上执行的。在一些实施方式中，所述子 任务都是在总体积为750μL或更小的样品上执行的。在一些实施 方式中，所述子任务都是在总体积为1000μL或更小的样品上执 行的。在一些实施方式中，所述子任务都是在总体积为1500μL 或更小的样品上执行的。在一些实施方式中，所述子任务都是在 总体积为25μL至1500μL的样品上执行的。在一些实施方式中， 所述子任务都是在总体积为50μL至1000μL的样品上执行的。 在一些实施方式中，所述子任务都是在总体积为50μL至500μL 的样品上执行的。在一些实施方式中，所述子任务都是在总体积 为100μL至300μL的样品上执行的。在一些实施方式中，所述 子任务都是在总体积为50μL至300μL的样品上执行的。
在一些实施方式中，一个站能够执行不可由另一个站执行的 子任务。在一些实施方式中，一个站能够执行可由仅一个其他站 执行的子任务。在一些实施方式中，一个站能够执行可由仅两个 其他站执行的子任务。在一些实施方式中，一个站能够执行可由 仅三个其他站执行的子任务。在一些实施方式中，一个站能够执 行可由一个或多个其他站执行的子任务。
所述方法可包括：在一个或多个设备已经开始执行由一组输 入过程生成的子任务之后提供至少一个附加输入过程，并且针对 所述至少一个附加输入过程中的每个过程而生成一个或多个子任 务的附加列表，其中每个子任务要由所述一个或多个设备的单一站执行。所述方法可包括使用灵活调度算法来针对所述一个或多 个设备的多个站而生成包括子任务的附加列表以及尚未由所述一 个或多个设备执行的子任务在内的附加的、有序的子任务调度安 排，使得当所述子任务由所述一个或多个设备执行时，以相比于 由所述多个站循序地执行输入过程的情况更高效的方式来完成所 述输入过程。所述方法可包括命令所述站根据附加生成的子任务 调度安排来执行其关联的子任务。
在某些实施方式中，可至少重复一次以下步骤中的任何一个 或多个：提供附加输入过程、针对所述附加输入过程而生成至少 一个子任务的附加列表、使用灵活调度算法来生成附加的、有序 的子任务调度安排，以及命令所述站根据附加生成的调度安排来 执行其关联的子任务。在某些实施方式中，可仅重复一次以下步 骤中的任何一个或多个：提供附加输入过程、针对所述附加输入 过程而生成至少一个子任务的附加列表、使用灵活调度算法来生 成附加的、有序的子任务调度安排，以及命令所述站根据附加生 成的调度安排来执行其关联的子任务。在某些实施方式中，至少 重复两次以下步骤中的任何一个或多个：提供附加输入过程、针 对所述附加输入过程而生成至少一个子任务的附加列表、使用灵 活调度算法来生成附加的、有序的子任务调度安排，以及命令所 述站根据附加生成的调度安排来执行其关联的子任务。在某些实 施方式中，重复两次以下步骤中的任何一个或多个：提供附加输 入过程、针对所述附加输入过程而生成至少一个子任务的附加列 表、使用灵活调度算法来生成附加的、有序的子任务调度安排， 以及命令所述站根据附加生成的调度安排来执行其关联的子任 务。
一些实施方式的设备包括执行所述调度算法的计算站。所述 方法可包括提供与一个或多个设备相分离的、执行调度算法的计 算站，以及提供将子任务的调度安排传递给所述一个或多个设备 的网络。
在一些实施方式中，生物或化学测定选自包括以下各项在内 的组中，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细 胞计数、比色测定、酶学测定、质谱法、红外光谱分析、X射线 光电子能谱法、电泳、核酸测序、凝集、色谱法、凝血、电化学 测定、显微术、活细胞分析和组织学测定。在一些实施方式中， 生物或化学测定称为输入过程或过程、或者测试、或者命令或者 它们的组合，并且选自包括以下各项在内的组中，这些项为：免 疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计数、比色测定、酶 学测定、质谱法、红外光谱分析、X射线光电子能谱法、电泳、 核酸测序、凝集、色谱法、凝血、电化学测定、显微术、活细胞 分析和组织学测定。
细胞计数测定通常用于光学地测量单个细胞的特性。通过使 用适当的染料、染色剂或其他标记分子，可以使用细胞计数来确 定特定蛋白质、核酸、脂质、碳水化合物或其他分子的存在、量 和/或修饰。可通过细胞计数测量的性质还包括细胞功能或活性的 测量，包括但不限于：吞噬作用、小分子的主动转运、有丝分裂 或减数分裂、蛋白质翻译、基因转录、DNA复制、DNA修复、 蛋白质分泌、细胞凋亡、趋化性、移动性、粘附、抗氧化活性、 RNAi、蛋白质或核酸降解、药物反应、传染性以及特定途径或酶 的活性。细胞计数也可用来确定关于细胞群体的信息，包括但不 限于细胞计数、总群体百分比和样品群体中任何上述特性的变化。 本文所描述的测定可用于测量每个细胞的一个或多个上述特性， 这有利于确定不同特性之间的相关性或其他关系。本文描述的测 定也可用来独立测量多个细胞群体，例如通过用对不同细胞系具 有特异性的抗体标记混合细胞群体。
在一个示例中，细胞计数分析是通过流式细胞术或通过显微 术进行的。流式细胞术通常使用流性液体介质，该介质循序地将 单个细胞携载至光学检测器。显微术通常使用光学手段来检测静 止细胞，一般通过记录至少一个放大图像来进行检测。应当理解， 流式细胞术和显微术不是完全排斥的。作为示例，流式细胞术测 定使用显微术来记录经过光学检测器的细胞的图像。流式细胞术 和显微术的许多靶标、试剂、测定和检测方法可能是相同的。正 因为如此，除非另有规定，本文提供的描述应被认为适用于这些 形式和本领域已知其他形式的细胞计数分析。
在一些实施方式中，可以测量多达约10000个任何给定类型 的细胞。在其他实施方式中，测量不同数目的任何给定类型的细 胞，包括但不限于：多于、少于或等于约10个细胞、30个细胞、 50个细胞、100个细胞、150个细胞、200个细胞、300个细胞、 500个细胞、700个细胞、1000个细胞、1500个细胞、2000个细 胞、3000个细胞、5000个细胞、6000个细胞、7000个细胞、8000 个细胞、9000个细胞、10000个细胞。
在一些实施方式中，在微流体通道内执行细胞计数。例如， 在单一通道中或者并行地在多个通道中执行流式细胞术分析。在 一些实施方式中，流式细胞术依次地或同时地测量多个细胞特性。 细胞计数可以与细胞分选相结合，其中经检测的满足特定的一组 特性的细胞从流中转移出来，并被采集用于储存、额外的分析和/ 或处理。此类分选可以基于不同的几组特性，诸如3路或4路分 选，来分离多个细胞群体。
所述方法可包括从所述输入过程中的至少一个输入过程采集 数据，利用所述数据来确定除了所述输入过程以外要被执行的一 组一个或多个过程，针对所述一个或多个附加过程中的每个过程 而生成一个或多个子任务的列表，其中每个子任务可由所述一个或多个设备的单一站执行；使用所述灵活调度算法来生成附加的、 有序的子任务调度安排；以及命令所述站根据附加生成的子任务 调度安排来执行其关联的子任务。
本文提供了执行多种生物或化学测定的设备，其包括：样品 采集站，其配置用于接纳样品；多个站，其中所述站选自包含样 品处理站、检测站以及提供耗材试剂的供应站的组；计算单元， 其配置用于基于定义了要在样品上执行的生物或化学测定的一组 输入过程而针对所述多个站生成有序的子任务调度安排，其中每 个子任务要由单一站执行，使得当所述子任务由所设备执行时， 以相比于循序地完成所述多个过程的情况更高效的方式来完成该 组输入过程，并且其中所述计算单元能够实时修改所述子任务调 度安排；以及控制单元，其配置用于单个地控制所述多个站，以 根据生成的子任务调度安排来执行其关联的子任务。在一些实施 方式中，所述过程的效率基于以下各项中至少一个：目的、效率目标、目标、诸如FIFO或LIFO等排序原则、诸如时间、成本或 能量等另一值以及另一效率测度。
站可包括资源或可用资源。示例资源可包括移液管、试剂、 离心机、灯、NAA、NAA块或者用于本文预期或描述的任何测定 中的任何资源，或者在本文所设想或描述的任何测定中使用的任 何资源，或者在本领域普通技术人员已知的、测试任何生物样品、 医疗样品或化学样品的任何测定中使用的任何资源。
本文提供了一种用于在一个或多个设备上调度多个过程的计 算机辅助方法，其包括：提供一组定义了要由一个或多个设备执 行的生物测定或化学测定的输入过程，其中单个设备包括多个站， 其中所述站选自包含样品制备站、检测站和提供耗材试剂的测定站的组；针对所述输入过程中的每个过程而生成一个或多个子任 务的列表，其中每个子任务要由所述一个或多个设备的单一站执 行；针对所述一个或多个子任务中的每个子任务，确定选自包含 以下各项在内的组中的指定限制，这些项为子任务资源要求、所 需持续时间以及子任务排序要求；以及确定至少一个子任务调度 安排和对每个子任务的资源分配，以便与所有的所述指定限制一 致地完成整组过程。
所述方法还可包括：从所述至少一个子任务调度安排中选择 优选的调度安排，所述优选的调度安排要基于根据所述调度安排 执行一组输入过程的效率而执行。所述优选的调度安排可具有执 行所述一组输入过程所需的最短总时间。所述优选的调度安排可 具有执行所述一组输入过程所需的最低总能量。所述优选的调度 安排可具有执行所述一组输入过程所需的最低总成本。所述优选 的调度安排可具有执行所述输入过程中的至少一个输入过程所需 的最短时间。所述优选的调度安排可具有执行所述输入过程中的 至少一个输入过程所需的最低总能量。所述优选的调度安排可具 有执行所述输入过程中的至少一个输入过程所需的最低总成本。 所述优选的调度安排可具有执行所述输入过程中的至少两个输入 过程所需的最短时间。所述优选的调度安排可具有执行所述输入 过程中的至少两个输入过程所需的最低总能量。所述优选的调度 安排可具有执行所述输入过程中的至少两个输入过程所需的最低 总成本。所述优选的调度安排可具有执行所述输入过程中的至少 三个输入过程所需的最短时间。所述优选的调度安排可具有执行 所述输入过程中的至少三个输入过程所需的最低总能量。所述优 选的调度安排可具有执行所述输入过程中的至少三个输入过程所 需的最低总成本。
本文提供了一种非暂时性计算机可读介质，其包括代码、语 言或指令，以供执行用于确定子任务顺序以及用于向每个子任务 分配资源的方法，所述方法包括：a)针对每个子任务，确定子任 务资源要求和子任务排序要求；b)确定设备的当前状态，其中所 述设备包括多个站，其中所述站选自包含样品制备站、检测站以 及提供耗材试剂的测定站在内的组，其中所述设备的所述状态包 括从起始点达到当前状态的时间；已完成的子任务的顺序、它们 的起始时间以及资源分配；哪些子任务有待运行，哪些正在运行 以及哪些已完成；以及哪些资源是可用的，哪些在使用中或者哪 些由于某些类型的先前使用而是不可用的；c)基于所述设备的所 述当前状态、所述子任务资源要求以及所述子任务排序要求，生成可在接下来执行的启发式合理的设备操作的列表；d)基于所述 设备操作的列表而生成新的状态；e)重复(b)-(d)，直到所述方法已 经生成在其中完成所有过程的状态或状态集；f)基于状态序列的 效率来确定一个或多个状态的一个或多个序列；以及g)输出所述 一个或多个状态的序列中的至少一个。所述方法还可包括确定某 一状态是否并非最优，并且将这样的状态排除在考虑之外。
生成启发式合理的设备操作列表可包括使用可能的设备操作 的搜索树，然而，启发式合理的方法将会选择更有可能产生比其 他分支效率更好的分支，而不是生成所有可能的解决方案分支。 如前所述，这例如基于设备的当前状态、子任务资源要求以及子 任务排序要求。其在每个决策点可以是选择性的，从而挑选出更 有可能产生所寻找的效率(即，改善的定时、成本降低、能量减 少和/或其他效率)的分支。
本文提供了一种非暂时性计算机可读介质，其包括代码、语 言或指令，以供执行用于确定子任务顺序以及用于向每个子任务 分配资源的方法，所述方法包括：a)针对每个子任务，确定子任 务资源要求和子任务排序要求；b)确定设备的当前状态，其中所 述设备包括多个站，其中所述站选自包含样品制备站、检测站以 及提供耗材试剂的测定站在内的组，其中所述设备的所述状态包 括从起始点达到当前状态的时间；已完成的子任务的顺序、它们 的起始时间以及资源分配；哪些子任务有待运行，哪些正在运行 以及哪些已完成；以及哪些资源是可用的，哪些在使用中或者哪 些由于某些类型的先前使用而是不可用的；c)基于所述设备的所 述当前状态、所述子任务资源要求以及所述子任务排序要求而生成可在接下来执行的设备操作的列表；d)基于所述设备操作的列 表而生成新的状态；e)重复(b)-(d)，直到所述方法已经生成在其中 完成所有过程的状态或状态集；f)基于状态序列的效率来确定一 个或多个状态的一个或多个序列；以及g)输出所述一个或多个状 态的序列中的至少一个。所述方法还可包括确定某一状态是否并 非最优，并且将这样的状态排除在考虑之外。
本文提供了一种用于调度生物或化学测定的计算机辅助方 法，其包括：提供包括一个或多个站的系统，单个站被配置用于 接纳样品并且执行针对利用所述样品的生物或化学测定的至少一 个子任务；在所述系统处接纳至少一个样品，在该样品上，至少 一个站配置用于执行至少一个子任务；生成针对所述多个子任务 的调度安排，所述多个子任务由所述一个或多个站基于所述调度 安排的效率以及所述一个或多个站的预期可用性来执行；在所述 系统处接收至少一个附加样品，在该附加样品上，至少一个站配 置用于执行至少一个子任务；以及基于所述调度安排的效率、所 述一个或多个站的预期可用性以及要在所述至少一个附加样品上 执行的子任务来保持或修改所述调度安排。
所述至少一个附加样品可在至少一个站开始根据所述调度安 排来执行子任务之后提供。所述至少一个附加样品可在至少两个 站开始根据所述调度安排来执行子任务之后提供。所述至少一个 附加样品可在至少三个站开始根据所述调度安排来执行子任务之后提供。
所述方法可包括从至少一个站采集信息；以及基于所述调度 安排的效率、所述一个或多个站的预期可用性以及所述采集的信 息来保持或修改所述调度安排。提高的效率可意味着减少用以执 行所述多个子任务的总时间。提高的效率可意味着减少在所述多 个子任务的执行期间由系统消耗的总能量。提高的效率可意味着 减少与所述多个子任务的执行相关联的总成本。提高的效率可意 味着减少用以执行所述多个子任务中的任何两个的总时间。提高 的效率可意味着减少在所述多个子任务中的任何两个的执行期间 由系统消耗的总能量。提高的效率可意味着减少与所述多个子任 务中的任何两个的执行相关联的总成本。提高的效率可意味着减 少用以执行所述多个子任务中的任何三个的总时间。提高的效率 可意味着减少在所述多个子任务中的任何三个的执行期间由系统 消耗的总能量。提高的效率可意味着减少与所述多个子任务中的 任何三个的执行相关联的总成本。提高的效率可意味着减少用以 执行所述多个子任务中的任何四个的总时间。提高的效率可意味 着减少在所述多个子任务中的任何四个的执行期间由系统消耗的 总能量。提高的效率可意味着减少与所述多个子任务中的任何四 个的执行相关联的总成本。
所述子任务中的至少一个可以用于免疫测定、核酸测定、基 于受体的测定、细胞计数、比色测定、酶学测定、质谱法、红外 光谱分析、X射线光电子能谱法、电泳、核酸测序、凝集、色谱 法、凝血、电化学测定、显微术、活细胞分析和组织学测定。在 一些实施方式中，生物或化学测定称为输入过程或过程、或者测 试、或者命令或者它们的组合，并且选自包括以下各项在内的组 中，这些项为：免疫测定、核酸测定、基于受体的测定、细胞计 数、比色测定、酶学测定、质谱法、红外光谱分析、X射线光电 子能谱法、电泳、核酸测序、凝集、色谱法、凝血、电化学测定、 显微术、活细胞分析和组织学测定。
样品可具有250uL或更小的体积。样品可具有50μL或更小 的体积。样品可具有100μL或更小的体积。样品可具有150μL 或更小的体积。样品可具有400μL或更小的体积。样品可具有 500μL或更小的体积。样品可具有750μL或更小的体积。样品可 具有1000μL或更小的体积。样品可具有1500μL或更小的体积。 样品可具有25μL至1500μL的体积。样品可具有50μL至1000μL 的体积。样品可具有50μL至500μL的体积。样品可具有100μL 至300μL的体积。样品可具有50μL至300μL的体积。
本文提供了一种用于执行生物或化学测定的系统，其包括： 样品采集单元，其被配置用于接纳样品；多个站，单个站被配置 用于接纳所述样品的至少一部分并且执行针对利用所述样品的所 述部分的所述生物或化学测定的至少一个子任务；以及控制器， 其生成所述多个子任务的调度安排，所述多个子任务由所述多个 站基于所述调度安排的效率和所述多个站的预期可用性来执行， 并且提供实现所述多个站的操作的指令，以根据所述调度安排来 执行所述子任务。所述控制器在本文中可称为PREE。控制器可 包括SOCA、PREE、MVP或者它们的任何组合，包括SOCA、PREE 和MVP的各方面的任何组合。
所述系统可包括配置用于从至少一个站采集信息的采集站， 并且其中所述控制器基于所述调度安排的效率、所述多个站的预 期可用性以及由所述采集站采集的所述信息来保持或修改所述调 度安排。所述站可选自包含如下各项在内的组：样品制备站、测 定站、检测站、温育站以及样品处理站。在一些实施方式中，至 少一个站包括离心机。在一些实施方式中，至少一个站包括热块。 在一些实施方式中，至少一个站是离心机或热块。在一些实施方 式中，至少一个站包括离心机或热块。
所述调度安排可以基于以所述子任务的预定序列或相对定时 而执行的多个所述子任务。提高的效率可意味着减少用以执行所 述多个子任务的总时间。提高的效率可意味着相比于串行执行测 定的子任务以及/或者串行执行测定本身，减少用以执行所述多个子任务的总时间。提高的效率可意味着减少用以执行所述多个子 任务的总能量。提高的效率可意味着相比于串行执行测定的子任 务以及/或者串行执行测定本身，减少用以执行所述多个子任务的 总时间。提高的效率可意味着减少用以执行所述多个子任务的总 成本。提高的效率可意味着相比于串行执行测定的子任务以及/或 者串行执行测定本身，减少用以执行所述多个子任务的总成本。
在某些实施方式中，样品具有250uL或更小的体积。样品可 具有250uL或更小的体积。样品可具有50μL或更小的体积。样 品可具有100μL或更小的体积。样品可具有150μL或更小的体 积。样品可具有400μL或更小的体积。样品可具有500μL或更 小的体积。样品可具有750μL或更小的体积。样品可具有1000μL 或更小的体积。样品可具有1500μL或更小的体积。样品可具有 25μL至1500μL的体积。样品可具有50μL至1000μL的体积。 样品可具有50μL至500μL的体积。样品可具有100μL至300μL 的体积。样品可具有50μL至300μL的体积。
机器视觉和处理(MVP)
机器视觉和处理(MVP)模块支持对设备状态和性能的实时 监测。当被传递给SOCA时，该信息可用于在测试开始之前、在 测试期间一起按定期的QC间隔来进一步确保适当的设备操作条 件。另外，该信息可以支持在设备的操作期间在有可能的情况下 进行自动校正、识别可能有必要重复测试和/或由实验室主管进行 审查的设备操作异常，以及可能的设备维护需求。另外，MVP提 供可用于控制设备机器人以及具有较高精确度和准确度的其他移 动的直接反馈。而且，来自MVP的输出，诸如计算出的样品和试 剂体积，可以用于使测定校准相比于缺乏此类图像分析能力的传 统设备更为精确和准确。
MVP可通过成像和处理来管理众多测试规程和过程。可以由 设备内的一个或多个数字图像捕捉器件来获取图像。MVP的某些 操作可以整合来自多个图像的数据，以便提高整体性能。可以使 用诸如用于数字压缩、特征选择、噪声补偿、边缘检测、分割、 模板匹配、自动阈值选取、模式识别以及分类等的多种算法，通 过MVP在设备上本地进行图像处理和/或在服务器端远程进行图 像处理。
基于获取的图像而由MVP执行的子任务的非限制性示例包 括：检测样品的存在、测量样品体积以及确定样品类型(例如， 血液、血浆、血清、其他)。MVP可以基于获取的图像而执行的 其他示例子任务包括：测量递送至多个设备检测模块(诸如用于 细胞计数的模块)的样品体积、测量红细胞压积(压积的红细胞 的体积分数)、测量血浆样品体积、评价血浆部分的质量(诸如 溶血(红色)、离心过程的有效性、黄疸(icteria)(黄色)以及 脂血(浑浊))、测量试剂体积、测量总测定体积、评价在设备 的多个尖端、容腔和容槽中的样品吸取和分发(包括对气泡的评 价)、测量机器人移动(诸如速度和位置)从而支持实时反馈和 精细控制、测量和判读诸如细胞计数测定、比色测定以及核酸测 定等测定、对测定进行最优测量(例如，如果测试结果在低范围 之外(OORL)或者在高范围之外(OORH)，则MVP可以要求设备将测试样品移至具有不同路径长度的尖端中的另一位置并且 对测定进行重新成像)、检测诸如丢失的或不正确的样品、试剂、 尖端等任何严重问题，以及/或者检测和校正诸如测定尖端中的光 学缺陷或小气泡等小问题。
选项、变更、设备、站、测定、子任务或任何其他主题可以 包括在处于所有目的而通过引用全文并入于此的以下文献中所公 开和/或建议的项目，这些文献有：2011年9月26日提交的美国 专利申请号13/244,762、2011年9月26日提交的美国专利申请号 13/244,836、2011年9月26日提交的美国专利申请号13/244,946、 2011年9月26日提交的美国专利申请号13/244,947、2011年9 月26日提交的美国专利申请号13/244,949、2011年9月26日提交的美国专利申请号13/244,950、2011年9月26日提交的美国专 利申请号13/244,951、2011年9月26日提交的美国专利申请号 13/244,952、2011年9月26日提交的美国专利申请号13/244,953、 2011年9月26日提交的美国专利申请号13/244,954、2011年9 月26日提交的美国专利申请号13/244,956。
实施例
提供以下实施例用于说明选定的实施方式。它们不应被视为 限制本发明的范围，而只是作为其说明和代表。对于本文列举的 每个实施例，可以提供多种分析技术。所列举的多种技术中的任 何单一技术可足以示出所测试的参数和/或特性，或者技术的任何 组合可用于示出这样的参数和/或特性。本领域技术人员将会熟悉 用于表征药物/聚合物组合物的范围广泛的分析技术。本文介绍的 技术(但并不仅限于此)可以用于附加地和/或替代地表征所述组 合物的特定性质，并且采用对于本领域技术人员显而易见的变更 和调整。
实施例：化学14组和脂质组
使用手指针刺来从受试者释放血液。采集120微升所释放的 全血并且将其与抗凝剂(EDTA或肝素——80微升与EDTA混合， 40微升与肝素混合)混合并转移至用于两种不同的包含抗凝剂的 样品的两个单独的器皿。
将两个器皿都装载到包含多个流体隔离的试剂、器皿和尖端 的筒匣中。将该筒匣装载到本文提供的、包含含有各种组件的模 块的设备中，所述各种组件包括离心机、包含多个卡片的移液管、 分光光度计以及PMT。
在设备内部，使用移液管来使含有EDTA和含有肝素的样品 器皿相接合，并且将它们装载到离心机中。在1200g下将器皿离 心5分钟，以从血浆中分离血细胞。继而从离心机移除器皿并将 其返回至筒匣。
使用移液管来从包含含有EDTA的样品的器皿吸取16微升血 浆，并将吸取的EDTA血浆存放到筒匣中的空器皿中。还使用移 液管来从包含含有肝素的样品的器皿吸取32微升血浆，并将吸取 的肝素血浆存放到筒匣中的空器皿中。
使用移液管，利用稀释剂来稀释EDTA血浆和肝素血浆，并 通过逐步稀释和连续稀释来产生不同的血浆稀释液。对于每个稀 释步骤，首先由移液管从筒匣上的器皿吸取稀释剂，并将该稀释 剂存放在空器皿中。继而由移液管将样品添加至稀释剂中，并且 使稀释剂与样品混合。最终，作为稀释步骤的结果，生成包含稀 释了3倍至300倍的血浆的器皿。
使用稀释的血浆进行化学14组的全部十四个测定[葡萄糖、 钙、白蛋白、总蛋白、钠(Na)、钾(K)、氯(Cl)、CO2(二 氧化碳、碳酸氢盐)、肌酸酐、血尿素氮(BUN)、碱性磷酸酶(ALP)、丙氨酸转氨酶(ALT/GPT)、天冬氨酸转氨酶(AST/ GOT)、总胆红素]和脂质组的全部四个测定(LDL胆固醇、HDL 胆固醇、总胆固醇和甘油三酯)。
化学14组
对于氯化物测定，移液管吸取10微升含EDTA的稀释血浆， 并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的器皿中吸 取20微升含有硝酸汞、硫酸亚铁和2，4，6-三吡啶基-s-三嗪(TPTZ) 的氯化物反应混合物，并将该反应混合物分配到含有10微升稀释 血浆的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，并将其移至分光 光度计，在其中在600nm处测量样品的吸光度。在10mm等效 路径长度下测得的吸光度为2.150。在校准曲线上标绘该吸光度 值，并确定该值指示出血浆样品中的99.0mmol/L氯化物的水平。
对于总蛋白测定，移液管吸取10微升含有EDTA的稀释血浆， 并将稀释血浆分发至空器皿中。移液管继而从筒匣中的器皿中吸 取20微升包含硫酸铜(II)的总蛋白测定反应混合物，并将该反 应混合物分发到包含10微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶液。 温育所述测定并将其移至分光光度计，在其中在450nm处测量样 品的吸光度。在10mm等效路径长度下测得的吸光度为0.089。 在校准曲线上标绘该吸光度值，并且确定该值指示出血浆样品中 的5.7g/dL总蛋白的浓度。
对于白蛋白测定，移液管吸取10微升含有EDTA的稀释血浆， 并将该稀释血浆分发至空器皿中。移液管继而从筒匣中的器皿中 吸取20微升包含溴甲酚绿的白蛋白测定反应混合物，并将该反应 混合物分发到包含10微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶液。温 育所述测定并将其移至分光光度计，在其中在620nm处测量样品 的吸光度。在10mm等效路径长度下测得的吸光度为0.859。在 校准曲线上标绘该吸光度值，并且确定该值指示出血浆样品中的 3.2g/dL白蛋白的浓度。
对于天冬氨酸转氨酶(AST/SGOT)测定，移液管吸取15微 升含有EDTA的稀释血浆，并将稀释血浆分发至空器皿中。随后 移液管从筒匣中的器皿中吸取15微升含有天冬氨酸、α-酮戊二酸、 苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶和NADH的天冬氨酸转氨酶反应混合 物，并将反应混合物分发到含有15微升稀释血浆的器皿中，并混 合该溶液。将该测定移至分光光度计，在其中在340nm处测量样 品的吸光度。然后温育所述测定，并随后在340nm处再次测量， 以确定变化率。在校准曲线上标绘该变化率，并确定该变化率指 示出血浆样品中34.0IU/L天冬氨酸转氨酶的浓度。
对于钾测定，移液管吸取15微升含有肝素的稀释血浆，并将 稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的器皿中吸取15 微升含有四苯基硼酸钠的钾测定反应混合物，并将该反应混合物 分发到含有15微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶液。温育所述 测定，并将其移至分光光度计，在其中在450nm处测定样品的吸 光度。测得的吸光度为-0.141。在校准曲线上标绘该吸光度值，并 确定该值指示出血浆样品中3.4mmol/L钾的浓度。
对于血尿素氮(BUN)测定，移液管吸取10微升含有EDTA 的稀释血浆，并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣 中的器皿中吸取10微升含有脲酶、水杨酸钠和硝普钠的第一BUN 测定反应混合物，并将该反应混合物分发到含有10微升稀释血浆 的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，并且随后移液管从筒 匣中的器皿中吸取10微升含有次氯酸钠的第二BUN测定反应混 合物，并将该反应混合物分发到含有血浆和第一BUN测定反应混合物的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，并将其移至分光 光度计，在其中在630nm处测量样品的吸光度。在10mm等效 路径长度下测得的吸光度为0.0159。在校准曲线上标绘该吸光度 值，并确定该值指示出血浆样品中10.4mg/dL BUN的浓度。
对于碳酸氢盐/二氧化碳测定，移液管吸取10微升含有肝素 的稀释血浆，并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣 中的器皿中吸取10微升含有磷酸烯醇丙酮酸(PEP)和磷酸烯醇 丙酮酸羧化酶(PEPC)的第一碳酸氢盐/二氧化碳测定反应混合物， 并将该反应混合物分发到含有10微升稀释血浆的器皿中，并混合 该溶液。温育所述测定，并且随后移液管从筒匣中的器皿中吸取 10微升含有固紫B的第二碳酸氢盐/二氧化碳测定反应混合物， 并将该反应混合物分发到含有血浆和第一碳酸氢盐/二氧化碳测 定反应混合物的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，并将其 移至分光光度计，在其中在520nm处测量样品的吸光度。在10mm 等效路径长度下测得的吸光度为3.218。在校准曲线上标绘该吸光度值，并确定该值指示出血浆样品中20.0mmol/L碳酸氢盐/二氧 化碳的浓度。
对于葡萄糖测定，移液管吸取10微升含有肝素的稀释血浆， 并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的器皿中吸 取含有葡萄糖氧化酶的10微升第一葡萄糖测定反应混合物，并将 该反应混合物分发到含有10微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶 液。移液管从筒匣中的器皿中吸取10微升含有辣根过氧化物酶、 4-氨基安替比林和4-羟基苯甲酸的第二葡萄糖测定反应混合物， 并将该反应混合物分发到含有血浆和第一葡萄糖测定反应混合物 的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，并将其移至分光光度 计，在其中在510nm处测量样品的吸光度。在10mm等效路径 长度下测得的吸光度为0.623。在校准曲线上标绘该吸光度值，并 确定该值指示出血浆样品中69.3mg/dL葡萄糖的浓度。
对于碱性磷酸酶(ALP)测定，移液管吸取10微升含有肝素 的稀释血浆，并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣 中的器皿中吸取20微升含有AMPPD的碱性磷酸酶测定反应混合 物，并将该反应混合物分发到含有10微升稀释血浆的器皿中，并 混合该溶液。温育所述测定，并将其移至光电倍增管，在其中在 510nm处测量样品的发光。所测得的信号是188,453计数。在校 准曲线上标绘该吸光度值，并确定该值指示出血浆样品中129.0U/L碱性磷酸酶的浓度。
对于钙测定，移液管吸取10微升含有肝素的稀释血浆，并将 稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的器皿中吸取10 微升含有2-氨基-2-甲基-1-丙醇的第一钙测定反应混合物，并将该 反应混合物分发到含有10微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶 液。移液管从筒匣中的器皿中吸取10微升含有邻甲酚酞的第二钙 测定反应混合物，并将该反应混合物分发到含有血浆和第一钙测 定反应混合物的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，并将其 移至分光光度计，在其中在570nm处测量样品的吸光度。测得的 吸光度为-0.0112。在校准曲线上标绘该吸光度值，并确定该值指 示出血浆样品中8.7mg/dL钙的浓度。
对于总胆红素测定，移液管从筒匣中的器皿中吸取10微升含 有磺胺酸的第一胆红素测定反应混合物，并将该反应混合物分发 至空器皿中。随后移液管从筒匣中的器皿中吸取5微升含有亚硝 酸钠的第二胆红素测定反应混合物，并将该反应混合物分发到含 有10微升第一胆红素测定反应混合物的器皿中，并混合该溶液。 随后移液管吸取15微升稀释血浆，并将稀释血浆分发到含有第一 和第二胆红素测定反应混合物的器皿中，并混合该溶液。温育所 述测定，并将其移至分光光度计，在其中在570nm处测量样品的 吸光度。在10mm等效路径长度下测得的吸光度为0.081。在校 准曲线上标绘该吸光度值，并确定该值指示出血浆样品中0.8 mg/dL总胆红素的浓度。
对于肌酸酐测定，移液管吸取10微升含有EDTA的稀释血浆， 并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管吸取10微升含有谷氨 酸脱氢酶、α-酮戊二酸和NADH的第一肌酸酐测定反应混合物， 并将该反应混合物分发到含有10微升稀释血浆的器皿中，混合该 溶液，并温育5分钟。移液管从筒匣中的器皿中吸取10微升含有 肌酸酐脱氨酶(creatininedeiminiase)的第二肌酸酐测定反应混合 物，并将该反应混合物分发到含有血浆和第一肌酸酐测定反应混 合物的器皿中，并混合该溶液。然后将该测定移至分光光度计， 在其中在340nm处测量样品的吸光度持续设定的一段时间，并确 定变化率。将该变化率与校准曲线进行比较，并确定其指示出血 浆样品中1.1mg/dL肌酸酐的浓度。
对于钠测定，移液管吸取10微升含有EDTA的稀释血浆，并 将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的器皿中吸取 10微升含有氯化锂和螯合剂的第一钠测定反应混合物，并将该反 应混合物分发到含有10微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶液。 移液管从筒匣中的器皿中吸取5微升含有β-半乳糖苷酶的第二钠 测定反应混合物，并将该反应混合物分发到含有血浆和第一钠测 定反应混合物的器皿中，并混合该溶液。随后移液管从筒匣中的 器皿中吸取5微升含有2-硝基苯基b-D-吡喃半乳糖苷的第三钠测 定反应混合物，并将该反应混合物分发到含有血浆以及第一和第 二钠测定反应混合物的容器中，并混合该溶液。随后将该测定移 至分光光度计，在其中在570nm处测量样品的吸光度，并在设定的一段时间之后再次测量，以确定吸光度的变化率。在校准曲线 上标绘该变化率，并确定该变化率指示出血浆样品中132.0 mmol/L钠的浓度。
对于丙氨酸氨基转移酶/丙氨酸转氨酶(ALT)测定，移液管 吸取7.5微升含有EDTA的稀释血浆，并将稀释血浆分发至空器 皿中。移液管随后从筒匣中的器皿中吸取7.5微升含有L-丙氨酸 和α-酮戊二酸的第一ALT测定反应混合物，并将该反应混合物分 发到含有7.5微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶液。温育该混 合物。随后移液管从筒匣中的器皿中吸取7.5微升含有丙酮酸氧 化酶、4-氨基安替比林、辣根过氧化物酶和N-乙基-N-(2-羟基-3- 磺丙基)-3，5-二甲氧基苯胺(ALPS)的第二ALT测定反应混合物， 并将该反应混合物分发到含有血浆和第一ALT测定反应混合物 的器皿中，并混合该溶液。温育该混合物。随后移液管从筒匣中 的器皿中吸取7.5微升含有磷酸钠的第三ALT测定反应混合物， 并将该反应混合物分发到含有血浆以及第一和第二ALT测定反 应混合物的器皿中，并混合该溶液。随后将该测定移至分光光度 计，在其中在561nm处测量样品的吸光度。在10mm等效路径 长度下测得的吸光度为1.515。在校准曲线上标绘该吸光度值，并 确定该值指示出血浆样品中49.0U/LALT的浓度。
脂质组
对于LDL-胆固醇测定，移液管吸取10微升含有EDTA的稀 释血浆，并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的 器皿中吸取10微升含有胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶和ALPS的第 一LDL-胆固醇测定反应混合物，并将该反应混合物分发到含有 10微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，然后 移液管从筒匣中的器皿中吸取10微升含有辣根过氧化物酶和4- 氨基安替比林的第二LDL-胆固醇测定反应混合物，并将该反应混合物分发到含有血浆和第一LDL-胆固醇测定反应混合物的器皿 中，并混合该溶液。温育所述测定，并将其移至分光光度计，在 其中在560nm处测量样品的吸光度。在10mm等效路径长度下 测得的吸光度为0.038。在校准曲线上标绘该吸光度值，并确定该 值指示出血浆样品中93.7mg/dLLDL-胆固醇的浓度。
对于HDL-胆固醇测定，移液管吸取10微升含有EDTA的稀 释血浆，并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的 器皿中吸取10微升含有硫酸葡聚糖和ALPS的第一HDL-胆固醇 测定反应混合物，并将该反应混合物分发到含有10微升稀释血浆 的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，然后移液管从筒匣中 的器皿中吸取10微升含有胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶、辣根过氧 化物酶和4-氨基安替比林的第二HDL-胆固醇测定反应混合物， 并将该反应混合物分发到含有血浆和第一HDL-胆固醇测定反应 混合物的器皿中，并混合该溶液。温育所述测定，并将其移至分 光光度计，在其中在560nm处测量样品的吸光度。在10mm等 效路径长度下测得的吸光度为0.015。在校准曲线上标绘该吸光度 值，并确定该值指示出血浆样品中40mg/dLHDL-胆固醇的浓度。
对于总胆固醇测定，移液管吸取10微升含有EDTA的稀释血 浆，并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的器皿 中吸取20微升含有胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶、辣根过氧化物酶、 ALPS和4-氨基安替比林的总胆固醇测定反应混合物，并将该反 应混合物分发到含有10微升稀释血浆的器皿中，并混合该溶液。 将该测定移至分光光度计，在其中在500nm处测量样品的吸光 度，并在设定的一段时间之后再次测量，以确定吸光度的变化率。 在校准曲线上标绘该变化率，并确定该变化率指示出血浆样品中 120.0mg/dL总胆固醇的浓度。
对于甘油三酯测定，移液管吸取10微升含有EDTA的稀释血 浆，并将稀释血浆分发至空器皿中。随后移液管从筒匣中的器皿 中吸取10微升含有脂肪酶和ALPS的第一甘油三酯测定反应混合 物，并将该反应混合物分发到含有10微升稀释血浆的器皿中，并 混合该溶液。然后移液管从筒匣中的器皿中吸取10微升含有甘油 激酶、甘油-3-磷酸氧化酶、辣根过氧化物酶和4-氨基安替比林的 第二甘油三酯测定反应混合物，并将反应混合物分发到含有血浆 和第一甘油三酯测定反应混合物的器皿中，并混合该溶液。温育 所述测定，并将其移至分光光度计，在其中在560nm处测量样品 的吸光度。在10mm等效路径长度下测得的吸光度为0.552。在 校准曲线上标绘该吸光度值，并确定该值指示出血浆样品中69.2 mg/dL甘油三酯的浓度。
除非另有说明，否则使用新的移液管尖端进行上述每个移液 步骤。新尖端保存在筒匣中，并且使用过的尖端返回到它们在筒 匣中的原始位置。每个温育步骤持续不超过15分钟。上述每个测 定在小于20分钟内单独完成，并且多路复用所有上述测定的总时 间小于1小时。
实施例2：测量的COV
制备含有3、7.9、10.2或18.1mg/dL钙离子的SeraCon I(去 纤维蛋白的、合并的血浆，0.2μm过滤；SeraCare，Inc.，Milford， MA)的样品。按照如以上实施例1中所述的针对钙测定的规程， 在本文提供的设备上针对钙而单独地测定每个样品四次。在混合 用于每个反应的全部试剂并且温育所述反应之后，在设备中的分 光光度计中测量反应混合物在570nm处的吸光度。在表1中提供 了该数据。
表1：
如表1中所示，对于相同的钙浓度，使用每个不同的含钙样 品进行的每个不同测定产生类似的吸光度值。基于不同的测定， 针对每个不同的钙浓度，确定所述测定的变异系数(COV)。如 表1中所示，对于每个不同的含钙样品，COV为10.08％或更低。 另外，基于针对每个不同含钙样品的COV计算(5.99+10.08+ 4.15+8.57/4)，该测定的平均COV为7.20％。图102提供了 570nm处的吸光度(Y轴)相对于样品中的钙浓度(X轴)的示 图，其指示出值之间的线性关系。
实施例3：离心机
本文提供的离心机具有4个摆动式吊桶(swinging bucket)以 及小于500微升的总容量、约3英寸的直径、约3.5英寸x3.5英 寸的基座尺寸以及约1.5英寸的高度，向其中装载4个离心管， 其中2个包含60微升含有染料的水而另外2个是空的。操作离心 机进行4个“高速”运行和3个“低速”运行，高速运行具有是低速 运行的6.2倍的目标RPM。每个运行的持续时间至少为180秒。 在每个离心机运行的前3分钟，每秒记录一次转子的RPM。计算 离心机的变异系数。针对每个高速运行和低速运行，确定转子在 50秒到150秒之间的平均速度。基于该数据，确定不同运行中的 高速运行和低速运行的COV：低速运行的COV为2.2％，而高速 运行的COV为1.5％。
实施例4：流体处理装置
针对流体转移的精确度和变异系数，测试如本文提供的、具 有9个各自安装在共同支撑结构上的移液管刀片/卡片的流体处理 装置。9个卡片中的8个(卡片号1-8)具有相同的针对小体积移 液而优化的内部配置(“低容量”卡片)。9个卡片中的1个(卡片 号9)具有针对大体积移液而优化的内部配置(“高容量”卡片)并 且具有比低容量卡片更大的活塞腔和活塞的内部体积。
基于卡片的总容量，测试9个卡片中的每一个在吸移相对较 小的体积和相对较大的体积中的表现。对于低容量卡片，相对较 小的体积约为2微升而相对较大的体积约为10微升；对于高容量 卡片，相对较小的体积约为5微升而相对较大的体积约为40微升。 具体而言，基于活塞在卡片内的移动，测试了低容量卡片在吸取 水溶液中的表现，该活塞的移动根据由可操作地连接至活塞上的 马达的编码器转轮所发出的第一选定数目的滴答声(ticks)和第 二选定数目的滴答声来确定；第一选定数目的滴答声大致对应于 2微升而第二选定数目的滴答声大致对应于10微升。基于活塞在 卡片内的移动，测试了高容量卡片在吸取水溶液中的表现，该活 塞的移动根据由可操作地连接至活塞上的马达的编码器转轮所发 出的第一选定数目的滴答声和第二选定数目的滴答声来确定；第 一选定数目的滴答声大致对应于5微升而第二选定数目的滴答声 大致对应于40微升。
如下所述测量了每个移液管卡片的表现。如上所述，每个移 液管卡片基于活塞在该卡片内的移动来吸取水性染料，该活塞的 移动根据由可操作地连接至活塞上的马达的编码器转轮所发出的 第一选定数目的滴答声和第二选定数目的滴答声来确定。将染料 分发至已知体积的水中，并且确定每个水-染料溶液的吸光度。该 吸光度与由移液管卡片分发到水中的染料的量直接相关，并且其 可以用于计算分发到水中的染料的体积。每个移液管卡片执行10 次如上文所述的相对较小体积和相对较大体积的移液规程，并且 针对每个规程而确定由卡片吸移的液体的体积。继而，对于相对 较小体积和相对较大体积的规程，确定由每个卡片吸移的液体的 平均体积。这些值提供在表2中。另外，基于在10个移液规程的 每一个(其针对较大体积的规程和较小体积的规程中的每一个) 中由每个卡片吸移的体积之间的变异，确定每个移液管卡片针对 较大体积的规程和较小体积的规程的变异系数(COV)。这些值 也提供在表2中。如表所示，对于相对较低体积的规程，全部移 液管卡片都具有2.2％或更低的COV。对于相对较高体积的规程， 全部移液管卡片都具有0.8％或更低的COV。此外，还确定了用 于吸移i)相对较小体积和ii)相对较大体积的流体处理装置的9 个卡片中每一个之间的平均变异系数，并且将该平均变异系数提 供在表2中。如表中所示，在流体处理装置的全部卡片中，针对 较小体积的移液的平均COV为1.3％，而针对较大体积的移液的 平均COV为0.5％。
表2
实施例5：分光光度计
本文所述设备中的分光光度计用于各种测量。
在一个实验中，使用分光光度计获得不同的含有NADH的溶 液的吸光度的多个测量值。制备62.5、125、250、500和1000微 摩尔NADH在20mm Tris、0.05％叠氮化钠中的溶液。在20分钟 的时间内，每分钟测量一次每种溶液在340nm处的吸光度。图 103中提供了每种溶液在每分钟的测量结果。基于每个不同的 NADH溶液的20个测量值，确定每种溶液的测量值的变异COV， 并且将该COV提供在以下表3中。表3还提供每种溶液的平均吸 光度测量值和标准差。
表3：
在另一实验中，制备62.5、125、250、500和1000微摩尔 NADH在10mm磷酸钾(pH8.0)中的溶液。在本文提供的设备 中的i)SPECTROstar Nano(BMG Labtech)酶标仪(“商用酶标 仪”)；以及ii)本文提供的分光光度计(“Theranos”)中测量每 种溶液在340nm处的吸光度。标绘由每个设备测得的吸光度测量 值(X轴：以微摩尔浓度表示的NADH的浓度；Y轴：样品在340 nm处的吸光度)，并且对来自每个设备的值计算斜率(图104)。 对于SPECTROstar Nano，计算出的斜率为：y＝0.0018x+0.0289； R2＝0.9937。对于Theranos分光光度计，计算出的斜率为：y＝ 0.0013x+0.0129；R2＝0.9934。基于来自Theranos分光光度计的 值获得的斜率的高R2值显示，在宽范围的溶液浓度中，用于测量 吸光度的分光光度计存在线性关系。
在另一实验中，测定含有不同量的尿素的样品的吸光度。测 定含有约1、16、23或71毫克/分升血尿素氮的SeraCon I(去纤 维蛋白的、合并的血浆，0.2μm过滤；SeraCare，Inc.，Milford，MA) 的样品中的尿素。在本文提供的设备中的i)SPECTROstar Nano 酶标仪(“商用酶标仪”)；以及ii)本文提供的分光光度计(“Theranos”)中测量每个测定在630nm处的吸光度。标绘由每 个设备测得的吸光度测量值(X轴：以mg/dl表示的样品中血尿 素氮的浓度；Y轴：样品在630nm处的吸光度)，并且对来自每 个设备的值计算斜率(图105)。对于SPECTROstar Nano，计算 出的斜率为：y＝0.0058x+0.0854；R2＝0.9985。对于Theranos 分光光度计，计算出的斜率为：y＝0.0061x+0.0358；R2＝0.9974。 基于来自Theranos分光光度计的值获得的斜率的高R2值显示，在 宽范围的溶液浓度中，用于测量吸光度的分光光度计存在线性关 系。
实施例6
图115示出PREE 10304的实施例。预定由设备执行的过程 10308(测定或测试)分解成具有某些限制的子任务列表10310。 在该实施例中，所述限制包括时间要求10312、资源要求10314 和/或顺序(序列)要求10316，然而举非限制性示例而言，还可 以提供诸如能耗要求和/或成本要求其他限制。将这些子任务 10310和/或限制提供给方案执行引擎(PREE)10304，该方案执 行引擎还被提供了与设备的可用资源10318相关的信息(诸如样品体积、样品识别、试剂体积、站，或者本文提及的或者对样品 执行任何分析测试所需的其他资源)。
PREE10304使用灵活调度算法来生成有序的调度安排 10320，该调度安排10320优化了针对设备的站或设备的子任务 10310的布置，以便提高执行预定过程10308的效率。继而命令 一个设备或多个设备或其站根据有序的调度安排来执行子任务， 并且根据调度安排10320来执行设备功能10322。
在本实施例中，检测器10324(或不止一个检测器)采集与 单个生物或化学测定的状态(举非限制性示例而言，或者其站， 或在此类站处的资源可用性)相关的信息，并且将该信息提供给 MVP 10306，所述MVP可以更新与可用资源10318相关的信息以 继而保持或修改由PREE 10304生成的子任务的调度安排10320。 PREE 10304因此可以根据资源的可用性并基于一个输入过程或 多个输入过程中的变化情况或变化(包括特定资源或输入过程的 添加或移除)来更新子任务的调度安排10320。此外，检测器10324 或另一检测器可以针对预定的任何测定(例如，过程10308)而 生成输出10326。
实施例7
图116描绘了在PREE中使用以生成有序的子任务调度安排 的灵活算法的实施方式。该算法计算设备的设备状态10330，举 非限制性示例而言，包括运行时间10332、解决方案状态10334、 资源状态10336和/或子任务(或任务)状态10338。该算法使用 计算出的设备状态10330或子任务列表10342或全部两者，并且 确定子任务是否完成10340。
如果子任务尚未完成，则生成合理的设备操作列表10344， 并且将该信息馈送到对设备状态10330的计算中，设备状态10330 可重新计算。相反，如果子任务已完成，则算法使用设备状态10330 和目标10348(或效率值)来选择状态的序列10346，以确定相比 于不考虑目标10348(效率值)的情况更优的序列。
实施例8
图117描绘了即使第一调度安排已在一个或多个设备上开始 的情况下，算法和所产生的子任务的调度安排对输入(至少有过 程添加、移除、改变、优先级改变、资源改变、约束改变)的适 应性。在图117中，在输入一个或多个测定10350这一步骤中输 入至少一个测定，并且在向设备10354中输入一个或多个样品 10352这一步骤中中输入至少一个样品(该步骤可包括生成子任 务调度安排10356的PREE)，并且在开始处理样品10358这一 步骤中开始对样品的处理。即使在所有的一个或多个测定已完成 并且输出结果10360之前，或者在这正发生于一些测定时，可以 输入附加的测定，或者可以添加附加的样品，或者可以基于目标 (或效率值)的变化而改变子任务调度安排的生成，或者可以发 生这些项的一些组合。
备选地，测定的输入可包括移除测定或子任务，或者更改子 任务，包括针对特定的一个测定或多个测定而移除子任务。PREE 通过生成更新的子任务调度安排并根据该调度安排处理样品来针 对这些变化的输入、样品、设备能力、资源或限制作出调整。PREE 可以将在任何测定被排序于一组子任务中的何处以及更新的调度 安排于何时生成纳入考虑，或者替代地或附加地，将可用资源或 设备状态纳入考虑。
实施例9
图118描绘了SOCA和多个设备的实施方式。SOCA包括服 务器10362，该服务器包括非暂时性计算机可读介质，所述非暂 时性计算机可读介质包含与至少一个设备10370或者多个设备 10364、10366、10368、10370通信的代码、语言或指令。所述设 备也可包括非暂时性计算机可读介质，该介质包含代码、语言或 指令，所述代码、语言或指令可以使用从SOCA接收的信息以及 来自一个或多个检测器10376、处理单元10372、10374或其他资 源(其在设备内可用或者对设备是可用的)的信息以生成供设备 执行的子任务的最优调度安排。
实施例10
图119描绘了一个实施方式，其中使用本文所述的灵活算法 来调度两个测试测定。为PREE10304提供根据本文所述的算法 来生成最优子任务列表所需的信息。在本实施例中，这包括测试 测定1的子任务：红细胞压积10386(诸如任务1a(移液管)10388、 任务1b(离心机)10390和/或任务1c(显微镜)10392))，并 且包括测试测定2的子任务：H3N2病毒载量，诸如任务2a(移 液管)96、任务2b(离心机)10398、任务2c(移液管)10400 和/或任务2d(NAA块)10402。还可以为PREE提供来自SOCA 10302和设备的输入，诸如可用资源、至少一个目标(效率目标 或效率值)或者其他设备或试剂或样品信息。PREE 10304继而生 成针对每一资源的子任务调度安排以及针对子任务的顺序，以便 根据该顺序来执行所述子任务，所述顺序优先给定的目标并且相 比于串行执行测定的情况更高效地执行测定的所有子任务。
在图119中，移液管10404用于任务2a 10396，继而用于任 务1a 10388，继而用于任务2c 10400。仅针对测定2 10394，根据 由图119中的PREE 10304生成的调度安排来使用NAA块10406， 然而，这仅在已经执行任务2c 10400之后进行。
类似地，在测试测定1 10386和测试测定2 10394中均使用 离心机，然而，PREE10304调度的任务2b 10398发生在任务1b 10390之前，但是任务2b 10398可以仅发生在任务2a 10396之后， 并且由离心机10408执行的任务1b 10390发生在由移液管10404 执行的任务1a 10388之后。另外，如图114中所示，任务1c由显 微镜10410(图119中右下角的框)执行，但其仅在任务1b 10390 由离心机10408执行之后才执行。
本申请要求提交于2013年2月18日的美国专利申请序列号 13/769,779的优先权，该申请是提交于2012年9月25日的PCT 申请号PCT US2012/057155的部分继续申请，并且是提交于2011 年9月26目的美国专利申请序列号13/244,952的部分继续申请， 该申请要求提交于2011年9月25日的PCT申请号 PCT/US2011/53188的优先权。本申请还要求提交于2013年2月 18日的美国临时专利申请序列号61/766113的优先权。本申请还 要求提交于2013年2月18目的美国临时专利申请序列号 61/766119的优先权。本申请还要求提交于2013年2月18日的美 国专利申请序列号13/769,820的优先权，该申请是提交于2012 年9月25日的PCT申请号PCT US2012/057155的部分继续申请， 并且是提交于2011年9月26目的美国专利申请序列号13/244,952 的部分继续申请，该申请要求提交于2011年9月25目的PCT申 请号PCT/US2011/53188的优先权。所有前述申请均为了所有目的 而全文通过引用并入于此。
本文所讨论或引用的出版物仅因其在本申请的提交日期之前 的公开而提供。本文中任何内容都不解释为承认本发明无权因在 先发明而先于这些出版物。此外，所提供的出版物的日期可能不 同于实际的出版日期，所述实际的出版日期可能需要独立地确认。本文提及的所有出版物均通过引用而并入本文，以公开和描述与 所引用的出版物相关的结构和/或方法。以下申请也为所有目的而 通过引用并入于此：美国专利号7,888,125、8,007,999、8,088,593 和美国公开号US20120309636、PCT申请号PCT US2012/057155、 美国专利申请序列号13/244,952以及提交于2011年9月25目的 PCT申请号PCT/US2011/53188。提交于2011年9月25日的PCT 申请号PCT/US2011/53188、提交于2011年9月26日的美国专利申请序列号13/244,946、提交于2011年9月25日的PCT申请号 PCT/US11/53189、专利合作条约申请号PCT/US2011/53188；专利 合作条约申请号PCT/US2012/57155；美国专利申请13/244,947； 美国专利申请13/244,949；美国专利申请13/244,950；美国专利申 请13/244,951；美国专利申请13/244,952；美国专利申请 13/244,953；美国专利申请13/244,954；美国专利申请13/244,956； 提交于2013年2月18日的名为“Systems and Methods forMulti-Analysis”的美国专利申请13/769,779、提交于2014年2月 14日的PCT申请PCT/US14/16620以及提交于2014年2月14日 的PCT申请PCT/US14/16548，所有这些申请均特此通过引用而 全文并入于此。
虽然本文已示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本 领域技术人员显而易见的是，此类实施方式仅以示例的方式提供。 本领域技术人员现将想到不偏离本发明的许多变更、变化和替代。 应当明白，在本发明的实践中可以采用本文描述的本发明的实施方式的各种备选方案。任何特征(不论优选与否)均可与任何其 他特征(不论优选与否)相结合。所附权利要求不应当被解释为 包含装置加功能的限制，除非此类限制在给定的权利要求中用词 组“用于...的装置”明确记载。应当理解，在本文描述中和贯穿 随后的权利要求中所用的“一个”、“一种”和“所述”的含义 包括复数参考，除非上下文另有明确所指。例如，对“一个测定” 的引用可以指单个测定或多个测定。另外，在本文描述中和贯穿 随后的权利要求中所用的“在...中”的含义包括“在...中”和“在... 上”，除非上下文另有明确所指。最后，在本文描述中和贯穿随 后的权利要求中所用的“或”的含义既包括连接性又包括分隔性， 除非上下文另有明确所指。因此，术语“或”包括“和/或”，除 非上下文另有明确所指。
Claims (10)
1.一种生物样品处理设备，包括：
a)样品处理系统；
b)检测站；
c)细胞计数站，其包括成像器件和用于接收显微镜容槽的载物台；以及
d)测定站，其被配置用于支撑多个组件，包括i)生物样品以及ii)至少第一流体隔离的测定单元、第二流体隔离的测定单元和第三流体隔离的测定单元，
其中所述样品处理系统被配置用于i)向所述第一测定单元、所述第二测定单元和所述第三测定单元转移所述生物样品的至少一部分；ii)向所述检测站转移包含生物样品的所述第一测定单元和第二测定单元；以及iii)向所述细胞计数站转移包含生物样品的所述第三测定单元。
2.一种生物样品处理设备，包括：
a)样品处理系统；
b)第一检测站，其包括光学传感器；
c)第二检测站，其包括光源和光学传感器；
d)细胞计数站，其包括成像器件和用于接收显微镜容槽的载物台；以及
e)测定站，其被配置用于支撑i)生物样品，ii)至少第一流体隔离的测定单元、第二流体隔离的测定单元和第三流体隔离的测定单元，以及iii)试剂，该试剂用以执行A)至少一个发光测定；B)至少一个吸光度、比浊或比色测定；以及C)至少一个细胞计数测定；
其中所述第一测定单元被配置用于执行发光测定，所述第二测定单元被配置用于执行吸光度、比浊或比色测定，所述第三测定单元被配置用于执行细胞计数测定，并且所述样品处理系统被配置用于i)向所述第一测定单元、第二测定单元和第三测定单元转移所述生物样品的至少一部分；ii)向所述第一检测站转移包含生物样品的所述第一测定单元；iii)向所述第二检测站转移包含生物样品的所述第二测定单元；以及iv)向所述细胞计数站的所述载物台转移包含生物样品的所述第三测定单元。
3.一种生物样品处理设备，包括：
a)样品处理系统；
b)检测站，其包括光学传感器；
c)流体隔离的样品采集单元，其被配置用于保持生物样品；
d)测定站，其包括至少第一流体隔离的测定单元、第二流体隔离的测定单元和第三流体隔离的测定单元，其中所述第一单元包括抗体，所述第二单元包括寡核苷酸，并且所述第三单元包括色原；以及
e)控制器，其中所述控制器可操作地耦合到所述样品处理系统，其中所述样品处理系统被配置用于将来自所述样品采集单元的所述生物样品的一部分转移到所述第一测定单元、所述第二测定单元和所述第三测定单元中的每一个，并且所述设备被配置用于执行免疫测定、核酸测定和包括色原的普通化学测定。
4.一种生物样品处理设备，其包括壳体，在该壳体中包含：
a)样品处理系统；
b)检测站，其包括光学传感器；
c)流体隔离的样品采集单元，其被配置用于保持生物样品；
d)测定站，其包括至少第一流体隔离的测定单元、第二流体隔离的测定单元和第三流体隔离的测定单元，其中所述第一单元包括第一试剂，所述第二单元包括第二试剂，并且所述第三单元包括第三试剂；以及
e)控制器，其中所述控制器包括本地存储器并且可操作地耦合到所述样品处理系统和所述检测站；
其中所述设备被配置用于使用所述第一测定单元、第二测定单元和第三测定单元中的任何一个或多个来执行测定；其中所述控制器的所述本地存储器包括方案，该方案包括以下指令：i)指引所述样品处理系统向所述第一测定单元、所述第二测定单元和所述第三测定单元转移所述生物样品的一部分；以及ii)指引所述样品处理系统向所述检测站转移所述第一单元、所述第二单元和所述第三测定单元。
5.一种对生物样品执行选自免疫测定、细胞计数测定和普通化学测定的至少4种不同测定的方法，所述方法包括：
a)向样品处理设备中引入具有不超过500微升的体积的生物样品，其中所述设备包括：
i)样品处理系统；
ii)检测站；
iii)细胞计数站，其包括成像器件和用于接收显微镜容槽的载物台；以及
iv)测定站，其包括至少第一可独立移动的测定单元、第二可独立移动的测定单元、第三可独立移动的测定单元和第四可独立移动的测定单元；
b)借助于所述样品处理系统，向所述第一测定单元、第二测定单元、第三测定单元和第四测定单元中的每一个转移所述生物样品的一部分，其中在所述第一测定单元、第二测定单元、第三测定单元和第四测定单元中的每一个中执行不同的测定；
c)借助于所述样品处理系统，向所述检测站或细胞计数站转移所述第一测定单元、第二测定单元、第三测定单元和第四测定单元，其中将包括免疫测定或普通化学测定的测定单元转移到所述检测站，而将包括细胞计数测定的测定单元转移到所述细胞计数站；
d)借助于所述检测站或细胞计数站，获取在所述第一测定单元、第二测定单元、第三测定单元和第四测定单元中的每一个中所执行的测定的数据测量。
6.一种处理生物样品的方法，包括：
a)向样品处理设备中引入具有500微升或更少体积的样品，所述样品处理设备包括：
i)样品处理系统；
ii)至少第一流体隔离的器皿和第二流体隔离的器皿；以及
iii)稀释剂，其中所述样品包括第一浓度下的体液；
b)借助于所述样品处理系统，将所述样品的至少一部分与所述稀释剂相混合以生成稀释的样品，其中所述稀释的样品包括第二浓度下的体液，并且体液的所述第二浓度是体液的所述第一浓度的二分之一或更小；并且，
c)借助于所述样品处理系统，向所述第一流体隔离的器皿和所述第二流体隔离的器皿转移所述稀释的样品的至少一部分。
7.一种处理生物样品的方法，包括：
a)向样品处理设备中引入具有500微升或更少体积的样品，所述样品处理设备包括：
i)样品处理系统；
ii)至少第一流体隔离的器皿和第二流体隔离的器皿；
iii)稀释剂；以及
iv)离心机，其中所述样品包括第一浓度下的体液；
b)借助于所述样品处理系统，向所述离心机中引入所述样品的至少一部分；
c)将所述样品离心，以生成经离心的样品；
d)借助于所述样品处理系统，从所述离心机移除所述经离心的样品的至少一部分；以及
e)借助于所述样品处理系统，将所述经离心的样品的至少一部分与所述稀释剂相混合以生成稀释的样品，其中所述稀释的样品包括第二浓度下的体液，并且体液的所述第二浓度是体液的所述第一浓度的二分之一或更小；以及，
f)借助于所述样品处理系统，向所述第一流体隔离的器皿和所述第二流体隔离的器皿转移所述稀释的样品的至少一部分。
8.一种制备生物样品的方法，包括：
a)向包括离心机和样品处理系统的样品处理设备中引入生物样品和至少一个隔离的器皿；
b)借助于所述样品处理系统，向所述离心机中引入所述生物样品的至少一部分，其中所述离心机包括一个或多个腔体并且其中所述一个或多个腔体被配置用于在所有的所述一个或多个腔体之间接收总共不超过500微升；
c)将所述样品离心，以生成经离心的样品；
d)借助于所述样品处理系统，从所述离心机移除所述经离心的样品的至少一部分；以及
e)借助于所述样品处理系统，将来自步骤d)的从所述离心机移除的经离心的样品转移到所述流体隔离的器皿中。
9.一种样品处理设备，包括：
流体处理装置，其包括第一移液管头和第二移液管头，所述第一移液管头包括第一移液管嘴而所述第二移液管头包括第二移液管嘴，其中至少所述第一移液管嘴包括流体路径的至少一部分；以及
样品处理组件，其包括第一接口特征和第二接口特征，所述第一接口特征和第二接口特征各自被配置用于与所述流体处理装置的嘴相接合；
其中所述流体处理装置可操作以同时将所述样品处理组件的所述第一接口特征与所述第一移液管嘴相接合并将所述样品处理组件的所述第二接口特征与所述第二移液管嘴相接合，并且在所述设备中将所述样品处理组件从第一位置运送到第二位置。
10.根据权利要求9所述的样品处理设备，其中所述流体处理装置还包括第三移液管头，所述第三移液管头包括第三移液管嘴，其中所述第一移液管头、第二移液管头和第三移液管头按配置布置，并且其中在所述配置中所述第一移液管头和第二移液管头通过至少所述第三移液管头而彼此分离。
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