CN116569196A - 用于处理样品的系统和方法 - Google Patents

用于处理样品的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116569196A
CN116569196A CN202180082338.4A CN202180082338A CN116569196A CN 116569196 A CN116569196 A CN 116569196A CN 202180082338 A CN202180082338 A CN 202180082338A CN 116569196 A CN116569196 A CN 116569196A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
module
chip
analysis
chips
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180082338.4A
Other languages
English (en)
Inventor
坦维尔·拉萨布
阿尔诺什·伯德汉瓦拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siginix Co
Original Assignee
Siginix Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siginix Co filed Critical Siginix Co
Publication of CN116569196A publication Critical patent/CN116569196A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N35/00069—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides whereby the sample substrate is of the bio-disk type, i.e. having the format of an optical disk
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
    • B01L9/52—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips
    • B01L9/527—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips for microfluidic devices, e.g. used for lab-on-a-chip
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/0303—Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584—Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/0092—Scheduling
    • G01N35/0095—Scheduling introducing urgent samples with priority, e.g. Short Turn Around Time Samples [STATS]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H10/00—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data
    • G16H10/40—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data for data related to laboratory analysis, e.g. patient specimen analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/028—Modular arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/18—Transport of container or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0803—Disc shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0409—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces centrifugal forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00237—Handling microquantities of analyte, e.g. microvalves, capillary networks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00356—Holding samples at elevated temperature (incubation)
    • G01N2035/00366—Several different temperatures used
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters

Abstract

本公开提供了用于处理样品的系统、装置和方法。用于处理样品的系统可以包括输入模块、处理模块、热模块、检测模块或计算机处理器中的一个或多个。用于处理样品的装置可以包括卡盘、芯片、流体通路或电子电路。用于处理样品的方法可以包括生成采样指令或处理指令、样品采集、分析物检测、样品分析和结果报告中的一个或多个。

Description

用于处理样品的系统和方法
交叉引用
本申请要求于2020年10月7日提交的英国专利申请号GB2015911.7的权益，该申请通过引用以其整体并入本文。
背景技术
预计个性化或精确医疗将对医疗服务带来重大变化，允许对患者的从一刀切转向个性化和有针对性的治疗。个性化和有针对性的治疗可以挽救生命，减少不良反应，并降低成本。分子诊断可能是将个性化医疗合并到医疗保健系统中的关键推动因素。然而，很少有分子诊断被用于临床实践，各国之间，有时甚至个别国家内，获得这些技术的机会仍然不平等。世界上许多地区在研究实验室之外几乎没有或根本没有分子诊断能力。在患者能够负担得起费用的情况下，样品可能会被送往几个集中式或海外实验室，从而增加样品处理和分析的成本和周转时间。此外，许多国家禁止境外样品处理，使得大量人无法进行分子诊断。在具有分子诊断能力的国家，目前的模式是使用昂贵的集中式实验室。集中式实验室可能几乎没有自动化、没有标准化，并且进行手动分析，这可能导致周转时间长、需要专门的技术人员、结果易变和更高的成本。因此，需要能够满足个性化或精确医疗需求的系统、装置和方法。
发明内容
本公开提供了用于样品处理和分析的系统、方法和装置。本公开提供了能够精确控制用于样品处理和分析的微体积的系统、方法和装置，这可以使得能够将个性化或精确医疗集成到医疗保健系统中，以改进诊断、降低成本和改善健康结果。
在一个方面，本公开提供了一种用于处理样品的系统，所述系统包括：输入模块，所述输入模块被配置为接受来自用户的一个或多个芯片，其中所述一个或多个芯片中的至少一个包括所述样品；处理模块，所述处理模块被配置为将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘(cartridge)，其中所述一个或多个卡盘被配置为处理所述样品；和可操作地耦合到所述输入模块和所述处理模块的一个或多个计算机处理器，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为(i)引导所述处理模块将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到所述一个或多个卡盘，以及(ii)引导所述一个或多个卡盘处理所述样品。
在一些实施方式中，所述系统被配置为封闭系统。在一些实施方式中，所述系统还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视该系统。在一些实施方式中，如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。在一些实施方式中，所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
在一些实施方式中，所述系统还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。在一些实施方式中，所述系统还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。在一些实施方式中，所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。在一些实施方式中，所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。在一些实施方式中，所述处理模块被配置为将所述样品从所述一个或多个芯片中的第一芯片传送到所述一个或多个芯片中的第二芯片。在一些实施方式中，所述处理模块被配置为(i)将所述一个或多个芯片中的芯片从所述一个或多个卡盘中的第一卡盘传送到所述一个或多个卡盘中的第二卡盘，或(ii)将所述样品从所述芯片传送到一个或多个其他芯片。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
在另一个方面，本公开提供了一种用于处理样品的方法，所述方法包括：提供一种系统，所述系统包括接受来自用户的一个或多个芯片的输入模块和将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘的处理模块；向所述输入模块提供一个或多个芯片，其中所述一个或多个芯片中的至少一个包括所述样品；使用所述处理模块将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘；和使用所述一个或多个卡盘来处理所述样品。
在一些实施方式中，所述系统被配置为封闭系统。在一些实施方式中，所述方法还包括使用警报模块来监视所述系统。在一些实施方式中，如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，所述方法还包括使用跟踪模块在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
在一些实施方式中，所述方法还包括使用测序单元来对样品的至少一部分进行扩增或测序。在一些实施方式中，所述方法还包括使用一个或多个检测模块来分析所述样品。在一些实施方式中，所述方法还包括使用耦合到所述系统的云服务器来远程监视和控制所述系统。在一些实施方式中，所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。在一些实施方式中，所述处理模块(i)将所述一个或多个芯片中的芯片从所述一个或多个卡盘中的第一卡盘传送到所述一个或多个卡盘中的第二卡盘，或(ii)将所述样品从所述芯片传送到一个或多个其他芯片。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片使用刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
在另一个方面，本公开提供了一种用于分析样品的系统，所述系统包括：处理模块，所述处理模块被配置为耦合到一个或多个卡盘，其中在使用期间，所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；检测模块，所述检测模块包括至少一个传感器，所述传感器被配置为分析所述样品的至少所述部分，其中所述至少一个传感器包括可变路径长度分光光度计，所述可变路径长度分光光度计被配置为与所述卡盘的至少一部分光学连通，所述卡盘包括所述样品的至少所述部分；和可操作地耦合到所述处理模块和所述感测模块的一个或多个计算机处理器，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为(i)引导所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，(ii)引导所述检测模块与包括所述样品的至少所述部分的所述卡盘的至少所述部分光学连通，以及(iii)引导所述检测模块分析所述样品。
在一些实施方式中，所述可变路径长度分光光度计的路径长度被配置为从约0.01毫米(mm)到0.2毫米变化。在一些实施方式中，所述系统被配置为封闭系统。在一些实施方式中，所述系统还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视所述系统。在一些实施方式中，如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。在一些实施方式中，所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
在一些实施方式中，所述系统还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。在一些实施方式中，所述系统还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。在一些实施方式中，所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。在一些实施方式中，所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
在另一个方面，本公开提供了一种用于分析样品的方法，所述方法包括：提供一种系统，所述系统包括耦合到一个或多个卡盘的处理模块和分析所述样品的检测模块；将所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，其中所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；将包括可变路径长度分光光度计的所述检测模块定位为与包括所述样品的至少所述部分的所述卡盘的至少一部分光学连通；和使用所述检测模块来分析所述样品的至少所述部分。
在一些实施方式中，所述可变路径长度分光光度计的路径长度从约0.01毫米(mm)到0.2毫米变化。在一些实施方式中，所述系统被配置为封闭系统。在一些实施方式中，所述方法还包括使用警报模块来监视所述系统。在一些实施方式中，如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，所述方法还包括使用跟踪模块在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
在一些实施方式中，所述方法还包括使用测序单元来对所述样品的至少一部分进行扩增或测序。在一些实施方式中，所述方法还包括使用被配置为分析所述样品的一个或多个检测模块。在一些实施方式中，所述方法还包括使用耦合到所述系统的云服务器来远程监视和控制所述系统。在一些实施方式中，所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
在一个方面，本公开提供了一种用于控制样品温度的系统，所述系统包括：处理模块，所述处理模块被配置为耦合到一个或多个卡盘，其中在使用期间，所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；热模块，所述热模块被配置为控制包括所述样品的至少所述部分的所述一个或多个卡盘中的所述卡盘的至少一部分的温度，其中所述热模块包括气动温度控制单元，所述气动温度控制单元被配置为与所述卡盘的至少所述部分热连通；和可操作地耦合到所述处理模块和所述热模块的一个或多个计算机处理器，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为(i)引导所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，(ii)引导所述热模块与所述卡盘的至少所述部分热连通，以及(iii)引导所述热模块控制所述卡盘的至少所述部分的所述温度，从而控制所述样品的至少所述部分的温度。
在一些实施方式中，所述热模块被配置为提供非接触式温度控制。在一些实施方式中，所述热模块包括Rank-Hilsch涡流管。在一些实施方式中，所述系统被配置为封闭系统。在一些实施方式中，所述系统还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视所述系统。在一些实施方式中，如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。在一些实施方式中，所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
在一些实施方式中，所述系统还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。在一些实施方式中，所述系统还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。在一些实施方式中，所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。在一些实施方式中，所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
在另一个方面，本公开提供了一种用于控制样品温度的方法，所述方法包括：提供一种系统，所述系统包括耦合到一个或多个卡盘的处理模块和控制样品的温度的热模块；将所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，其中所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；定位所述卡盘，使得所述卡盘的至少一部分与所述热模块热连通，其中所述热模块包括气动温度控制单元；以及使用所述热模块来控制所述卡盘的至少所述部分的温度，从而控制所述样品的至少所述部分的所述温度。
在一些实施方式中，所述热模块提供非接触式温度控制。在一些实施方式中，所述热模块包括Rank-Hilsch涡流管。在一些实施方式中，所述系统被配置为封闭系统。在一些实施方式中，所述方法还包括使用警报模块来监视所述系统。在一些实施方式中，如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则所述警报模块向用户发出警报。在一些实施方式中，所述方法还包括使用跟踪模块在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
在一些实施方式中，所述方法还包括使用测序单元来对所述样品的至少一部分进行扩增或测序。在一些实施方式中，所述方法还包括使用被配置为分析所述样品的一个或多个检测模块。在一些实施方式中，所述方法还包括使用耦合到所述系统的云服务器来远程监视和控制所述系统。在一些实施方式中，所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
在另一个方面，本公开提供了一种用于处理样品的装置，所述装置包括：包括一个或多个托架的卡盘，其中所述一个或多个托架中的托架被配置为可移除地保持芯片，并且其中所述托架包括第一图案的接触点，其中所述芯片包括与所述第一图案的接触点互补的第二图案的接触点。
在一些实施方式中，所述卡盘被配置为使得所述托架被配置为可移除地耦合到多于一种类型的芯片。在一些实施方式中，所述芯片被配置为可从所述卡盘传送到另一卡盘。在一些实施方式中，所述芯片被配置为处理所述样品。在一些实施方式中，所述芯片被配置为在所述样品的处理期间执行至少一个功能。在一些实施方式中，所述至少一个功能选自从所述样品中提取核酸、库制备、对所述样品测序、从所述样品中分离组分以及对所述样品执行测定。
在一些实施方式中，所述卡盘包括介观流控电路(mesofluidic circuitry)和宏尺寸触点(macro-sized contact)，并且所述芯片包括微流控电路和微尺寸触点，并且其中所述第一图案的接触点和所述第二图案的接触点被配置为在所述宏尺寸触点和所述微尺寸触点之间提供接口。在一些实施方式中，所述卡盘包括标准接口，使得所述卡盘能够执行多于一种类型的样品处理。在一些实施方式中，所述卡盘被配置为通过将所述芯片交换为另一芯片来分析样品。
在一些实施方式中，所述卡盘或所述芯片包括被配置用于验证和跟踪的认证单元。在一些实施方式中，所述认证单元提供密码安全性。在一些实施方式中，所述卡盘包括一个或多个构件，所述一个或多个构件选自气动装置、换能器、致动器、传感器、微泵、压力发生器、调节器、电磁阀、电磁铁、温度传感器、能量存储单元和电子电路。在一些实施方式中，所述第一图案的接触点和所述第二图案的接触点的接触被配置为向所述芯片提供电力、电子连通、气动连通、电磁连通或其任何组合中的一个或多个。在一些实施方式中，所述卡盘包括存储器，并且其中所述存储器存储用于所述芯片的接口协议或驱动程序。在一些实施方式中，所述芯片包括自密封材料，并且其中所述卡盘包括一个或多个针以穿透所述自密封材料。
在另一个方面，本公开提供了一种用于采集样品的装置，所述装置包括：入口端口，所述入口端口被配置为从对象采集样品；一个或多个芯片，所述一个或多个芯片与所述入口端口流体连通；和与所述入口端口和所述一个或多个芯片流体连通的适配器，其中所述适配器被配置为将所述样品从所述入口端口的一个或多个介观流控通道(mesofluidicchannel)引导到所述一个或多个芯片的一个或多个微流控通道。
在一些实施方式中，所述入口端口流体连接到被配置为从对象抽取血液的针。在一些实施方式中，所述入口端口被配置为密封。在一些实施方式中，所述装置包括至少两个芯片，并且其中所述适配器被配置为将所述样品多路复用到所述至少两个芯片中的每个芯片中。在一些实施方式中，所述适配器被配置为运输所述样品。在一些实施方式中，所述适配器被配置用于芯片检测、芯片识别、温度控制、温度检测、位置检测、数据记录、篡改检测或其任何组合中的一个或多个。
在一些实施方式中，所述装置被配置为一旦所述样品被输入到所述装置中，就跟踪和监视所述样品。在一些实施方式中，所述装置是自密封的。在一些实施方式中，所述一个或多个芯片中的芯片被配置为(i)保持所述样品或(ii)向所述样品提供缓冲液、试剂或其他添加剂。
在另一个方面，本公开提供了一种用于处理对象的样品的系统，所述系统包括：与多个用户装置通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息和临床信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器被配置为执行所述软件指令集以：从第一用户装置接收用于分析所述样品的请求；从第二用户装置请求所述对象的健康或生理信息；查询所述数据库以(i)检索所述测试信息和所述临床信息，以及(ii)使用所述测试信息和所述临床信息来生成预采集限制和样品采集协议；向所述第二用户装置的用户提供所述预采集限制；以及将所述样品采集协议提供给第三用户装置，其中所述样品采集协议允许样品采集者采集用于所述测试的所述样品。
在一些实施方式中，所述对象的所述健康或生理信息选自病史、非处方药物使用情况、补充剂使用情况及其组合。在一些实施方式中，所述系统被配置为如果药物、非处方药物或补充剂干预所述样品的所述分析，则向所述第一用户装置或所述第二用户装置发出警报。在一些实施方式中，所述系统还被配置为向所述第一用户装置或所述第二用户装置提供从样品采集到接收所述样品的所述分析的结果的估计周转时间。在一些实施方式中，所述系统还被配置为向所述第一用户装置、所述第二用户装置或所述第三用户装置提供排程信息。在一些实施方式中，所述排程信息包括样品采集日期、样品采集时间、样品采集位置、被指派采集所述样品的人员或其任何组合。在一些实施方式中，所述预采集限制包括饮食要求或禁食要求。在一些实施方式中，所述系统被配置为向所述第二用户装置提供关于所述预采集限制的提醒。在一些实施方式中，所述样品采集协议包括用于样品采集或样品采集工作流程的材料。在一些实施方式中，所述系统还被配置为提示样品采集人员在样品采集之前明确地识别对象。
在另一个方面，本公开提供了一种用于处理对象的样品的方法，所述方法包括：提供与多个用户装置通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息和临床信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)用于执行所述软件指令集的一个或多个计算机处理器；从所述多个用户装置中的第一用户装置接收用于分析所述样品的请求；从所述多个用户装置中的第二用户装置请求所述对象的健康或生理信息；查询所述数据库以检索所述测试信息和所述临床信息；使用所述测试信息和所述临床信息来生成预采集限制和样品采集协议；向所述第二用户装置提供所述预采集限制；以及将所述样品采集协议提供给所述多个用户装置中的第三用户装置，其中所述样品采集协议允许样品采集者采集所述对象的所述样品用于分析所述样品。
在一些实施方式中，所述健康或生理信息选自患者病史、非处方药物使用情况、补充剂使用情况及其组合。在一些实施方式中，所述方法还包括如果药物、非处方药物或补充剂干预所述样品的所述分析，则向所述第一用户装置或所述第二用户装置发出警报。在一些实施方式中，所述方法还包括向所述第一用户装置或所述第二用户装置提供从样品采集到提供所述样品的所述分析的结果的估计周转时间。在一些实施方式中，所述方法还包括向所述第一用户装置、所述第二用户装置或所述第三用户装置提供排程信息。在一些实施方式中，所述排程信息包括样品采集日期、样品采集时间、样品采集位置、被指派采集样品的人员或其任何组合。在一些实施方式中，所述预采集限制包括饮食要求或禁食要求。在一些实施方式中，所述方法还包括向所述第二用户装置提供关于所述预采集限制的提醒。在一些实施方式中，所述样品采集协议包括用于样品采集或样品采集工作流程的材料。在一些实施方式中，所述方法还包括提示样品采集人员在样品采集之前明确地识别对象。
在另一个方面，本公开提供了一种用于分析对象的样品的系统，所述系统包括：与用户装置通信的计算机服务器和被配置为分析所述样品的分析模块，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器被配置为执行所述软件指令集以：从所述用户装置接收一个或多个输入参数，其中所述一个或多个输入参数包括要执行的分析的类型和测试的数目；在一些实施方式中，查询所述数据库以确定用于执行所述样品的所述分析的一个或多个测试条件；从所述分析模块接收所述分析模块的状态；使用所述一个或多个输入参数、所述一个或多个测试条件以及所述分析模块的所述状态来生成具有最小测试周转时间的测试排程表；以及将所述测试排程表提供给所述分析模块以执行所述样品的所述分析。
在一些实施方式中，所述数据库还包括用于所述分析的协议、结果分析指南、建议指南或其任何组合。在一些实施方式中，所述一个或多个输入参数还包括测试紧急性。在一些实施方式中，所述一个或多个测试条件包括每次测定所需的操作的数目、在测定之间共享的共同子过程，或每次测定所需的材料。在一些实施方式中，所述分析模块的所述状态包括所述分析模块的容量、可用芯片托架的数目、当前操作状态、或每个待运行测试的估计时间。在一些实施方式中，所述系统被配置为使得在所述系统的操作期间允许将附加样品的分析添加到分析队列中。在一些实施方式中，所述系统还被配置为当所述样品的所述分析完成时向所述用户装置发出警报。在一些实施方式中，所述系统还被配置为将所述分析的结果提供给所述用户装置。在一些实施方式中，所述系统还被配置为将所述分析的结果提供给授权专家网络，其中授权专家的列表被存储在所述数据库中。在一些实施方式中，所述授权专家网络包括经验证专家的独立小组。在一些实施方式中，所述系统还被配置为允许所述授权专家网络基于所述样品的所述分析的所述结果提供建议。
在另一个方面，本公开提供了一种用于分析对象的样品的方法，所述方法包括：提供与用户装置和分析模块通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)被配置为执行所述软件指令集的一个或多个计算机处理器；从所述用户装置接收一个或多个输入参数，其中所述一个或多个输入参数包括要执行的分析的类型和测试的数目；查询所述数据库以确定用于执行所述样品的所述分析的一个或多个测试条件；从所述分析模块接收所述分析模块的状态；使用所述一个或多个输入参数、所述一个或多个测试条件以及所述分析模块的所述状态来生成具有最小测试周转时间的测试排程表；以及将所述测试排程表提供给所述分析模块以执行所述样品的所述分析。
在一些实施方式中，所述数据库还包括用于所述分析的协议、结果分析指南、建议指南或其任何组合。在一些实施方式中，所述一个或多个输入参数还包括测试紧急性。在一些实施方式中，所述一个或多个测试条件包括每次测定所需的操作的数目、在测定之间共享的共同子过程，或每次测定所需的材料。在一些实施方式中，所述分析模块的所述状态包括所述分析模块的容量、可用芯片托架的数目、当前操作状态、或每个待运行测试的估计时间。在一些实施方式中，所述方法还包括在所述系统的操作期间允许将附加的分析测试添加到分析测试队列中。在一些实施方式中，所述方法还包括当所述样品的分析完成时向所述用户装置发出警报。在一些实施方式中，所述方法还包括将所述样品的所述分析的结果提供给所述用户装置。在一些实施方式中，所述方法还包括将所述样品的所述分析的结果提供给授权专家网络，其中授权专家的列表被存储在所述数据库中。在一些实施方式中，所述授权专家网络包括经验证专家的独立小组。在一些实施方式中，所述方法还包括允许所述授权专家网络基于所述样品的所述分析的所述结果提供建议。
根据以下详细描述，本公开的附加方面和优点对本领域技术人员来说将变得显而易见，其中仅示出和描述了本公开的说明性实施方式。如将认识到的，本公开能够具有其他和不同的实施方式，并且其若干细节能够在各种显而易见的方面进行修改，所有这些都不脱离本公开。因此，附图和描述本质上被视为说明性的，而不是限制性的。
援引并入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均以引用的方式并入本文，其程度与每个单独的出版物、专利或专利申请被具体且单独地指出以引用的方式并入本文的程度相同。在通过引用并入的出版物和专利或专利申请与说明书中包含的公开内容相矛盾的情况下，说明书旨在取代和/或优先于任何此类矛盾的材料。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求中进行了具体阐述。通过参考以下阐述其中利用本发明原理的示例性实施方式的详细描述和附图(本文中也称为“图”)，将获得对本发明的特征和优点的更好理解，在附图中：
图1示出了用于处理样品的集成系统的示例外壳；
图2示意性地图示了用于样品通过集成系统以及耗材输入的示例处理流程；
图3示意性地图示了耦合到多个用户应用程序和中央数据处理网络的台式系统；
图4示意性地图示了来自各种应用程序、台式系统和控制中心的信息流、过程控制数据和样品流；
图5示意性地图示了用于样品安排和跟踪的示例处理流程；
图6示意性地图示了数据库(例如，知识库)和生物信息学；
图7示意性地图示了示例运行清单，包括排程的和未排程的运行以及缺失的组件；
图8示出了用于示例自动采样器的示例处理流程；
图9示出了具有多个卡盘的示例保持器；
图10示出了示例卡盘、可移除芯片和芯片组件；
图11示意性地图示了示例处理单元，其包括与示例卡盘连通的多个臂；
图12示意性地图示了具有多个传感器的臂的致动；
图13A和图13B示意性地图示了示例分析系统；图13A示意性地图示了被配置为每个运行一组测定的单独系统；图13B示意性地图示了被配置为运行多组测定的集成系统；
图14示出了具有多个类似芯片的示例盘状卡盘、具有不同类型芯片的卡盘以及具有单个芯片的卡盘；
图15示出了具有装载有四种不同芯片类型的四个芯片托架的示例卡盘；
图16示意性地图示了给定托架与多种芯片类型的兼容性；
图17示意性地图示了托架几何形状和接触点拓扑结构的示例；
图18示出了刺穿芯片端口的自密封材料的连接器的示例；
图19示意性地图示了具有高密度端口和最小死区的芯片；
图20示意性地图示了示例连接器；
图21示意性地图示了用于逆转录聚合酶链式反应和下一代测序的示例处理流程；
图22示意性地图示了用于热循环的示例热交换器；
图23示意性地图示了示例非接触式温度控制系统；
图24A和图24B示意性地图示了平面内可变路径长度分光光度法的示例；
图25示意性地图示了样品采集装置的示例；
图26示意性地图示了示例适配器和保持器；
图27示意性地图示了适配器和多种芯片类型之间的示例接口；
图28示出了用于静脉穿刺的示例处理流程；
图29示出了使用样品采集装置进行静脉穿刺的示例处理流程；
图30示意性地图示了示例实验室信息管理系统；
图31示意性地图示了仪器集成和自动化的示例；
图32示意性地图示了用于样品安排和排程的参数的示例矩阵；
图33示意性地图示了用于分析样品和LIMS集成的示例处理流程；
图34示意性地图示了用于样品采集的示例提示、捕获和审查循环；
图35示意性地图示了用于NGS分析的样品的示例处理流程；
图36示意性地图示了用于示例紧急测试的示例处理流程；
图37示意性地图示了知识库的示例体系结构；
图38示意性地图示了用于第二意见审查网络的示例处理流程；
图39示出了用于在分析平台上开发测定的示例处理流程；以及
图40示出了被编程或以其他方式配置为实现本文提供的方法的计算机系统。
具体实施方式
尽管本文已经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来说显而易见的是，这样的实施方式仅通过示例的方式提供。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员可以想到许多变化、改变和替换。应当理解，可以采用本文所述发明的实施方式的各种替代方案。
本文中使用的术语“介观流控(mesofluidic)”通常是指毫米到厘米规模的流体处理组件。例如，介观流控流体流动路径(例如，通道)、室或其他流体处理组件可以具有1毫米(mm)、10mm、100mm或1厘米(cm)数量级的一个或多个尺寸(例如，直径、深度等)。介观流控装置可以被配置为或以其他方式用于处理毫升(mL)数量级的流体体积。例如，介观流控装置可以处理1mL、10mL、100mL或更大数量级的流体体积。
本文使用的术语“微流控”通常是指微米(μm)规模的流体处理组件。例如，微流控流体流动路径(例如，通道)、室或其他流体处理组件可以具有1μm、10μm、100μm或更大数量级的一个或多个尺寸(例如，直径、深度等)。微流控装置可以被配置为或以其他方式用于处理微升(μL)至皮升(pL)数量级的流体体积。例如，微流控装置可以处理1pL、10pL、100pL、1μL、10μL、100μL或更大数量级的流体体积。
本文使用的术语“封闭系统”通常是指被配置为在很少操作员干预或没有操作员干预的情况下分析样品的系统。例如，封闭系统可能不具有或不允许操作员在操作期间将物质传送到系统中或从系统中传送出来。例如，封闭系统可以允许操作员在系统不操作时(例如，在操作之前)将样品或耗材传送到系统中，但在样品处理期间可能不允许干预。在另一个示例中，封闭系统可以允许在操作之前、期间或之后将样品、耗材、试剂等输入到系统中，但可能不允许对样品的处理进行干预。封闭系统可以耦合到一个或多个其他模块或装置(例如，测序仪)，使得物质(例如，样品)可以在没有人为干预的情况下传送到耦合的模块或装置。
当术语“至少”、“大于”或“大于或等于”在一系列两个或更多个数值中的第一个数值之前时，术语“至少”、“大于”或“大于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如，大于或等于1、2或3等价于大于或等于1、大于或等于2或大于或等于3。
当术语“不超过”、“小于”或“小于或等于”在一系列两个或更多个数值中的第一个数值之前时，术语“不超过”、“小于”或“小于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如，小于或等于3、2或1等价于小于或等于3、小于或等于2或小于或等于1。
降低下一代测序(NGS)的成本并增加对各种遗传病症和临床疾病(例如，感染性疾病、抗微生物耐药性、癌症等)的核酸生物标记物的识别和关联，增加了对NGS以外的分子诊断的需求。然而，对实验室基础设施、训练有素的样品处理技术人员、计算基础设施和训练有素的生物信息学家的需求(以解读NGS产生的更大量数据的结果)可能会大大降低低容量、护理点(POC)或资源有限环境的可行性。
专业的液体处理机器人可以提供一定程度的自动化，具有高重现性和高质量的输出，同时减少动手时间(例如手动操作)。然而，对实验室基础设施和训练有素的技术人员的需求可能无法缓解。例如，试剂和样品可以手动等分，并且每个仪器可以在无污染的环境中操作。可以对输出数据执行质量控制，并且在继续进行处理中的下一步骤之前，技术人员可以解读结果。
使用通用液体处理器可以减少动手时间(例如手动操作)，但可能需要操作员的技术知识，并可能增加环境和交叉污染风险。将单独的装置集成到单个平台中并使其自动化可能会增加装置的成本和占地面积，使其可用于具有高容量、高吞吐量要求的大型实验室。然而，对于资源较少的小型实验室来说，这样的系统可能是不可行的。
试剂盒可被制造用于批量处理多个样品(例如，24、96、384等)，用于手动和自动处理。这可能进一步增加POC环境中的低容量应用的复杂性和成本，其中每种测定类型的数目小于批量大小。
微流控电路可以为可能无法与宏流控液体处理工具相匹配的小体积提供更高程度的控制。小型化可以以宏观规模自动化平台的一小部分成本和占地面积将异质过程的并行化从低吞吐量扩展到高吞吐量。微流控电路可以提供封闭系统，该封闭系统可以降低污染风险，并允许在装置、实验室和操作员之间获得一致的、可重现的结果。
微流控电路可以实现对微体积的精确控制，并且短流体路径可以减少死体积并优化试剂和样品的利用。缩短的路径长度、更大的表面积以及功能优化的电路可以以优于等效宏观规模过程的吞吐效率允许传送、混合和均匀的温度控制。
然而，使微流控电路如此高效的属性还可以使微流控电路专业化。例如，微全分析系统可以使用来自单独电路的高阶功能，这可能并不是微不足道的。由于电路和仪表之间的紧密集成，修改可能会对设计和仪表产生级联效应，并对制造、供应链、改造和闲置库存产生重大影响。这可能会降低定期升级系统的能力，从而面临过时的风险，尤其是在分子诊断等不断产生对现有方案的改进和新的测定的新兴领域。
用于样品处理的系统和方法
将液体处理机器人的灵活性和微流控电路的效率相结合的仪器可以实现用于低容量多测定应用的“样品输入-结果输出”分子诊断能力。这样的系统可以显著降低耗材、操作员培训和基础设施要求方面的成本。
在一个方面，本公开提供了用于处理样品的系统。该系统可以包括输入模块、处理模块以及可操作地耦合到输入模块和处理模块的一个或多个计算机处理器。输入模块可以被配置为或可以以其他方式接受来自用户的一个或多个卡盘。一个或多个芯片中的至少一个可以包括样品。处理模块可以被配置为或可以以其他方式将一个或多个芯片从输入模块传送到一个或多个卡盘。一个或多个卡盘可以被配置为或以其他方式处理样品。一个或多个计算机处理器可以被单独地或共同地编程，以引导处理模块将一个或多个芯片从输入模块传送到一个或多个卡盘，并引导一个或多个卡盘处理样品。
在另一个方面，本公开提供了用于处理样品的系统。该系统可以包括处理模块、检测模块以及可操作地耦合到处理模块和检测模块的一个或多个计算机处理器。处理模块可以被配置为耦合到或可以耦合到一个或多个卡盘。在使用期间，一个或多个卡盘中的卡盘可以包括样品的至少一部分(例如，样品可以在与卡盘接合的芯片内)。检测模块可以包括至少一个传感器。传感器可以被配置为或可以以其他方式分析卡盘中的样品的该部分。一个或多个传感器可以是可变路径长度分光光度计，其被配置为在卡盘中的样品的该部分中或与其光学连通。一个或多个计算机处理器可以被单独地或共同地编程以引导处理模块耦合到一个或多个卡盘，引导检测模块与卡盘的具有样品的部分光学连通，并且引导检测模块分析样品。
在另一个方面，本公开提供了一种用于处理样品的系统。该系统可以包括处理模块、热模块以及可操作地耦合到处理模块和热模块的一个或多个计算机处理器。处理模块可以被配置为是或可以被耦合到一个或多个卡盘。在使用期间，一个或多个卡盘可以包括样品的至少一部分。热模块可以被配置为或可以以其他方式控制一个或多个卡盘中的一个卡盘的至少一部分的温度。热模块可以包括气动温度控制单元，该气动温度控制单元被配置为或以其他方式与卡盘的至少一部分热连通。一个或多个计算机处理器可以被单独地或共同地编程以引导处理模块耦合到一个或多个卡盘、引导热模块与卡盘的至少一部分热连通，并引导热模块控制卡盘的至少一部分的温度，从而控制样品的一部分的温度。
在另一个方面，本公开提供了用于处理样品的方法。该方法可以包括提供包括输入模块和处理模块的系统。输入模块可以接受来自用户的一个或多个芯片。用户可以向输入模块提供一个或多个芯片。芯片可以包括或者可以不包括样品、试剂、其他测定组分或其组合。在一个示例中，芯片中的至少一个包括样品。处理模块可以将芯片从输入模块传送到一个或多个卡盘。卡盘可以在输入模块处或在另一位置处被输入到系统中。该系统可以使用一个或多个卡盘来处理样品。
在另一个方面，本公开提供了用于处理样品的方法。该方法可以包括提供包括处理模块和检测模块的系统。处理模块可以耦合到一个或多个卡盘，并且检测模块可以分析样品。处理模块可以耦合到卡盘。卡盘中的至少一个可以包括样品的一部分。检测模块可以包括可变路径长度分光光度计。该系统可以将可变路径长度分光光度计定位为与具有样品的卡盘的至少一部分光学连通。检测模块可以分析样品的该部分。
在另一个方面，本公开提供了用于处理样品的方法。该方法可以包括提供包括处理模块和热模块的系统。处理模块可以耦合到一个或多个卡盘，并且检测模块可以分析样品。处理模块可以耦合到卡盘。卡盘中的至少一个可以包括样品的一部分。热模块可以控制样品的温度，并且可以包括气动温度控制单元。卡盘可以被定位为使得卡盘的至少一部分与热模块热连通。热模块可用于控制卡盘的一部分的温度，从而控制样品或样品的一部分的温度。
在另一个方面，本公开提供了用于处理样品的装置。该装置可以包括具有一个或多个托架的卡盘。托架可以被配置为或可以以其他方式可移除地保持芯片。托架(例如，一个或多个托架中的每个托架)可以包括接触点(例如，流体和电接触点)的图案。芯片也可以包括接触点图案，该接触点图案与卡盘上的接触点图案互补。接触点可以在芯片和卡盘之间提供流体接口、电接口和热接口的组合。接触点可以在芯片和卡盘之间提供流体接口、电接口或热接口中的一个或多个。
如图1和图2所示，这样的系统的示例可以包括自动采样器、用于核酸提取和库制备的微流控驱动器、测序仪或生物信息学系统(例如，干式实验室)。图1示出了这样的系统的外壳的示例，并且图2示出了对系统的输入和来自系统的输出的示例。例如，可以将样品和耗材输入到自动采样器中。样品可以通过微流控驱动器传送到测序仪。微流控驱动器和测序仪两者都可以使用各种耗材，例如试剂。来自测序仪的结果可以提供给干式实验室，该干式实验室可以生成报告。干式实验室可以包括用于存储的坞和应用专用硬件。可替代地，或者除此之外，干式实验室可以在本地或异地服务器集群上实现，或者是基于云的。
与其他流体处理和样品分析系统相比，该系统可能具有许多优点。在一个示例中，该系统易于安装，因为该系统可以是自给式微环境，使得该系统不使用任何外部基础设施或使用最小的外部基础设施(例如，洁净室或层流罩)。在另一个示例中，该系统易于操作，并且操作员可以接受最少的培训，并且可以对该系统进行最少的干预。操作员干预可能限于将样品和耗材装载到系统中。在另一个示例中，该系统可能易于维护，因为它可以是云连接的，以提供对固件、协议、应用程序、参考数据集、生物信息学或其任何组合的自动更新。该系统可以具有用于故障检测和故障点识别的主动自诊断。此外，该系统可以允许远程故障排除，并包括用于前瞻性维护的预测模块。在另一个示例中，由于精心策划的数据库(例如，知识库)和人工智能辅助的报告解读，样品分析可能很容易解读。该系统可以连接到领域专家网络，以分析符合当地法规的报告、元数据和/或去识别数据，从而提高洞察力并加快干预。在另一个示例中，由于用于湿式实验室处理的样品和试剂的微流控操纵以及用于缩短周转时间的硬件加速的干式实验室管道(例如，在分析完成后的几分钟或几小时内)，该系统可以允许快速测试。在另一个示例中，该系统可以包括具有可堆叠和可更换组件的模块化配置。可堆叠和可更换组件可以允许针对不同的工作负载、应用程序和协议优化每个装置、运行或两者，并且在测试之间的停机时间最小。在另一个示例中，该系统可以允许多路测定以及从各种样品类型中的提取和纯化。该系统可以允许为不同的样品按照不同的测定协议制备不同的库，并在单个运行中一起对样品进行测序。在另一个示例中，由于高度技术性和劳动密集型过程的自动化，该系统可能具有成本效益。与其他液体处理和样品分析平台相比，降低的成本可以使测序能够进入护理点(POC)环境。每个芯片的单独试剂卡盘可以优化消耗，并且多路分析可以以任何组合运行，并且可以不依赖于等效宏工具包的批量大小。
系统可以与外部用户装置、云服务器或外部用户装置和云服务器两者通信或耦合。云服务器可以被配置为或以其他方式允许系统的用户远程监视和控制系统。图3示出了将系统耦合到云服务器的示例基础设施。云服务器可以提供系统对患者消息收发服务1、测试订购跟踪和结果访问应用程序2、样品排程、跟踪和元数据应用程序3、实验室管理应用程序4或其任何组合的访问。用于患者消息收发服务可以通过文本、电子邮件或在患者装置上运行的其他消息收发服务或应用程序进行通信，以在样品采集时排定预约并捕获元数据。用于医生和/或临床医生的测试订购应用程序或接口可以允许医生或临床医生诊察患者、选择适当的测试、通过应用程序或经由用于医疗中心的现有企业资源规划系统的应用程序接口访问的网络接口为测试下订单。用于采血师或护士的样品管理应用程序可以允许样品采集者接收测试订单、患者姓名、身份和其他相关细节的详细信息，排定采集样品的预约，并采集样品(例如，血液、血浆、尿液、液化粪便或本文所述的任何其他样品)。样品管理应用程序还可以用于采集关于患者的附加元数据。实验室管理应用程序或网络接口可以允许实验室技术人员管理实验室的操作。
该系统(例如，台式实验室)可以包括实验室信息管理系统(LIMS)5、实验室控制单元6、射频识别器(RFID)或条形码扫描仪7、样品保持器8、测序仪耗材装载器9、测序仪10、实验室机器人11、核酸提取和纯化芯片装载器12、实验室内下一代测序仪分析13、微流控驱动器14、样品构建芯片装载器15或其任何组合。LIMS可以(例如，通过互联网、局域网、Wi-Fi、广域网等)连接到不同的应用程序、基于云的中央管理控制中心和内部实验室控制单元。LIMS还可以下载不同的样品构建协议过程，并将相关的过程指令码传输到实验室控制单元。实验室控制单元可以控制执行湿式实验室工作(例如制备用于测序的样品)的自动化、机器人和机电组件。RFID扫描仪或读取器可以读取样品管、容器或芯片识别(例如，提取纯化芯片、样品构建芯片等)。样品保持器和装载器可以包括机电子系统，用于保持用于湿式实验室处理的样品管、容器或芯片。测序仪耗材装载器可以包括用于将测序仪耗材装载到集成到实验室中的测序仪中的自动化机构。测序仪可以是集成的下一代测序仪(NGS)，与控制单元、机器人和NGS分析集成并适于与之一起工作。实验室机器人可以是自动机器人，其执行芯片的拾取和放置、将测序仪耗材装载到测序仪以及具有构建的样品库的测序仪芯片中。核酸提取和纯化微流控芯片保持器和装载器可以是保持用于核酸提取和纯化的微流控芯片的机电子系统。处理模块(例如，微流控驱动器)可以执行来自样品裂解、核酸提取、纯化或其任何组合的湿式实验室功能。样品构建芯片保持器和装载器可以是保持用于样品构建的微流控芯片的机电子系统。
云服务器还可以将系统耦合到全球控制中心16、数据库(例如，知识库)和生物信息学17、第二意见网络18、基因组数据集19或其任何组合。全球控制中心可以是基于云的实验室网络管理中心。全球控制中心可以允许对所部署的实验室进行监视和操作，接收经测序的匿名测试和患者的个人元数据，并将数据转发到生物信息学和数据库(例如，知识库)，以便进一步分析和匹配。数据库(例如，知识库)和生物信息学可以是基于人工智能或机器学习的系统，其将测序数据与最相关的基因组学数据集、已发表的临床研究和已发表的科学研究论文相匹配。该平台可以允许经验证的领域专家网络对结果报告给出他们的专家意见，并向临床医生或医生建议可以遵循的行动。
图4示意性地图示了来自各种应用程序、台式系统和控制中心的信息流、过程控制数据和样品流。测试订购、跟踪和结果访问应用程序、样品排程应用程序、实验室管理者控制应用程序和基于云的中央控制中心可以向LIMS提供信息并从LIMS接收信息。系统内分析可以向LIMS提供信息。LIMS可以向控制单元提供过程控制数据。控制单元可以向机电控制器、致动器、过程单元、测序仪或其任何组合提供过程控制数据。样品可以被输入到系统中，并在第一芯片中经受裂解和提取。可以将提取物提供给第二芯片用于样品库构建。该库可以被提供给测序仪。来自测序仪的结果可以提供给合并的干式实验室或中继到外部干式实验室。图5示意性地图示了用于样品安排和跟踪的处理流程。患者(例如，对象)、医师或临床医生、采血师和实验室可能有机会根据当地法规选择与系统和患者健康相关的数据。拜访医师或临床医生的患者可能会触发一连串的事件，该事件导致样品采集、样品处理、样品分析、结果分析和医师建议。
图6示意性地示出了数据库(例如，知识库)和生物信息学系统，其可以耦合到分析系统和用户装置。知识库可以实时输入来自基因数据集、科学论文和来自全球控制中心的测试报告的数据。实时数据可以是结构化的或非结构化的，并且可以存储在中央数据目录中。知识库和生物信息学可以使用从系统生成的数据与来自中央数据目录的数据相结合来生成初始报告。初始报告可能包括临床研究和/或引用的论文。该报告可以被提供给第二意见网络用于审查和第二意见。报告和第二意见可以通过LIMS提供给临床医生。
该系统可以被配置为或可以是封闭系统，使得该封闭系统可以在几乎没有操作员干预到没有操作员干预的情况下完成样品的分析。可替代地，或除此之外，该系统可以是开放系统，该开放系统使用操作员干预(例如，样品或试剂处理、在系统元件之间传送样品等)。该系统可以使用一次性使用或最低限度可重复使用的芯片和最低限度的操作员操作，以减少潜在污染，并提高装置、实验室和操作员之间的可重复性和可重现性。在操作之前、操作期间或操作之前和操作期间，封闭系统可以被配置为接受或可以接受一种或多种耗材(例如，样品处理芯片、卡盘、试剂、缓冲液等)。封闭系统可以是自给式的，使得一旦样品和耗材被提供给系统，该系统就可以在很少或没有操作员干预的情况下处理和分析样品。
该系统可以包括至少一个实验室控制单元。实验室控制单元可以控制系统模块。例如，实验室控制单元可以控制输入模块、处理模块(例如，微流控驱动器)、检测模块、热模块、测序仪、干式实验室或其任何组合。实验室控制单元可以与一个或多个外部用户装置、分析系统、全球控制中心或其任何组合通信。实验室控制单元可以与分析系统集成。或者，实验室控制单元可以与分析系统分离。
系统可以包括一个或多个输入模块(例如，装载托架、储存托架、自动采样器等)。输入模块可为装载托架，其被配置为接受或可接受样品(例如，在芯片中或以流体形式)、卡盘、芯片、试剂、缓冲液或其任何组合。装载托架可以将样品、卡盘、芯片、试剂、缓冲液或其任何组合从操作员传送到系统。可替代地，或除此之外，装载托架可以被配置为接受样品或耗材(例如，卡盘、芯片、试剂、缓冲液、一次性用品等)，并存储样品或耗材，直到系统请求为止。试剂、缓冲液等可以在卡盘中提供，并且卡盘可以被提供给系统并输入到系统中。可替代地，或除此之外，试剂和缓冲液可以输入到系统内的储存器中。
输入模块可以是储存托架。样品和卡盘可以在环境温度下存储在系统中(例如，在装载托架或储存托架中)。可替代地，或者除此之外，样品和其他材料可以在制冷下存储在系统内(例如，在装载托架或储存托架中)。该系统可以具有或者可以不具有制冷模块。在一个示例中，该系统具有制冷模块。制冷模块可以与输入模块(例如，装载托架、储存托架、自动采样器等)热连通。可替代地，或除此之外，制冷模块可以是装载托架、储存托架或自动采样器的一部分。在一个示例中，制冷模块是储存托架的一部分。制冷模块可允许样品和耗材在低于或等于约20摄氏度(℃)、15℃、10℃、5℃、0℃、-5℃、-10℃、-20℃或更低的温度下储存。在一个示例中，制冷模块将样品、耗材或两者冷却至低于环境温度(例如，约20℃)。在另一个示例中，制冷模块将样品、耗材或两者冷却至低于或等于约4℃的温度。在另一个示例中，制冷模块将样品、耗材或两者冷却至低于或等于约-20℃。可替代地，或除此之外，在低于环境温度下储存的样品或耗材可以储存在系统外部，并且操作员在运行时装载经制冷的样品、耗材或两者。
该系统可以包括或者可以不包括自动采样器。在一个示例中，该系统包括自动采样器。自动采样器可以包括装载托架，并且可以将样品、耗材、一次性用品或其任何组合提供给装载托架。例如，可以将样品和一次性移液管尖端或抽吸针放置在自动采样器的装载托架中，并且可以机械地执行样品、试剂或者两者的去盖、重新加盖和传送。样品储存器可以包括用于识别和跟踪的机器可读标识符。操作员可以将样品、耗材、一次性用品或其任何组合(例如，通过自动采样器)装载到系统中，并可以手动启动运行。运行可以是排程的或者未排程的。可替代地，或除此之外，系统可以向操作员发出将样品、耗材、一次性用品或其任何组合装载到系统中的警报，并且运行可以自动启动。机器人可以扫描装载的样品。对于排程的运行，系统可以从实验室管理系统(LIMS)请求清单。对于未排程的运行，系统可以请求从装载的样品创建清单。可对照清单检查和验证用于运行的控制装置和耗材，并可提示操作员装载任何缺失或不正确的物品(例如，耗材、一次性用品等)。图7示出了排程运行、未排程运行和缺失物品的示例清单。图8示出了用于自动采样器的示例处理流程。在该示例中，自动采样器可以将储存器(例如，管)去盖，抽吸样品，重新加盖储存器，并将样品传送到芯片以完成采样。或者，自动采样器可以抽吸样品，将样品传送到芯片，检查要完成的采样，并重新加盖储存器。
自动采样器可以包括移液管头或分配头，用于基于针的抽吸和分配。移液管头可以耦合到移液管尖端。移液管头可与5毫升(mL)、1mL、200微升(μL)、20μL或10μL尖端中的一个或多个兼容。自动采样器可以具有一个以上的移液管头，每个移液管头与一个或多个移液管尖端尺寸兼容。移液管头可以具有液位传感器，该液位传感器被配置为提供移液管尖端的定位以进行抽吸或评估样品的液位以提供移液管尖端的定位以进行抽吸。这可以使移液管头能够定位移液管，使得样品被完全抽吸(例如，没有空气进入尖端)。移液管头还可以提供基于压力或电容的感测、基于超声的感测或基于光学的感测，或其组合，用于检测尖端内的气泡或碎屑，例如血块。
可替代地，或除此之外，自动采样器可以被配置为刺破储存器盖，而不是去盖和对样品进行移液。储存器可以包括类似于抽空的血液采集装置的自密封塞子。采样可以包括表面去污，然后用针刺破盖。使用盖刺破可以允许使用具有不同盖类型的储存器，使得该系统能够处理管、微孔板、具有注射端口的样品杯或其任何组合。自动采样器可以包括电容传感器、超声传感器、光学传感器或其任何组合，用于定位用于采样的尖端(例如，移液管尖端或针尖端)。
可替代地，或除此之外，样品可以在芯片中提供给系统，并且提取芯片可以直接装载到系统中(例如，不使用自动采样器)。芯片可以从输入模块(例如，装载托架)传送到处理模块。处理模块可以将芯片与卡盘接口。
为了处理样品，可以将样品提供给输入模块。输入单元(例如，自动采样器)可以向处理单元(例如，微流控驱动器)发出样品准备好的信号。处理单元可以将卡盘旋转到位以接受样品。在将样品装载到芯片中时，根据提取协议通过系统致动芯片。在提取时，可以对输出进行质量控制，并且在通过时，可以将样品传送到库制备芯片。故障可根据测定协议进行处理。一旦提取的输出被装载到库制备芯片中，就可以处理库制备。通过质量控制的库可以被多路复用并传输到测序仪。
可以使用基于电泳的定量、基于荧光的定量、吸收分光光度法或其任何组合来分析样品。样品的分析可以是核酸和独立的库工具包。因此，用于分析、提取和制备的芯片可以在不同的卡盘上。卡盘可以在同一个保持器上，或者可以在不同的保持器上。例如，一个保持器可以包括具有用于样品提取和制备的芯片的多个卡盘，而另一个保持器可以包括具有用于分析的芯片的多个卡盘。
该系统可以包括处理模块(例如，微流控驱动器)。处理模块可以包括液体处理单元、气动单元、温度控制单元、传送单元、保持器、致动器、传感器或其任何组合。处理模块可以包括控制和逻辑电路，其可以减少高级命令的机器到机器接合。处理模块(例如，微流控驱动器)可以被配置为与一个或多个卡盘接合。处理模块可以包括用于识别、装载、卸载、平移、气动、流体和电子连通的标准化机器到保持器接口，用于与卡盘接合。处理模块可以被配置为接受和保持一个或多个卡盘、芯片或卡盘和芯片两者。处理模块可以包括保持或被配置为保持一个或多个卡盘的一个或多个保持器。处理模块可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个或更多个保持器，每个保持器被配置为保持至少一个卡盘。图9示出了具有多个卡盘的示例保持器。保持器可以包括多于或等于1个、2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个、15个、20个、30个、40个、50个或更多个卡盘。
卡盘可以包括被配置为保持单个微流控芯片或多个微流控芯片的托架。卡盘可以包括多于或等于1个、2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个、15个、20个、30个、40个、50个或更多个芯片。在一个示例中，卡盘包括一个或多个芯片。可以基于应用或芯片变体来改变或修改芯片的数目。卡盘可以包括用于局部致动或测量(例如，热循环、磁珠分离等)的保持器到芯片连接器和接触点。处理模块可以使用拾取和放置臂将芯片传送到托架和从托架传送芯片。图10示出了示例卡盘和可移除芯片。质量控制和分析物检测可以通过荧光测定法、电泳法、吸收分光光度法或其任何组合执行。处理模块可以旋转卡盘以将给定芯片定位在臂上，并且臂可以将传感器或其他组件(例如，拾取和放置组件)定位在沿着臂的轴线的给定点处。
卡盘可以是任何形状。卡盘可以是正方形、矩形、圆形、盘状的或任何其他形状。在一个示例中，卡盘是圆形或盘状的。提取和制备芯片可以提供在单个盘上。盘可以在与保持用于检测的卡盘的保持器分离的保持器上。用于提取和制备的卡盘和芯片可以被离心驱动，这可以降低处理单元(例如，微流控驱动器)的复杂性。在一个示例中，卡盘可以具有单个大的提取和制备芯片或多个更大表面积的芯片。单个芯片的较更大表面积可以具有更少的宏接口，这可以允许芯片上的流体电路的更高密度，并且允许芯片持续多次运行。类似地，可以通过堆叠卡盘(例如参见图10)或堆叠保持器和共享臂来实现更高的容量。多种测定芯片和传感器臂的组合可以允许不同的比色、荧光法和成像细胞术测定。
处理模块(例如，微流控驱动器)可以具有一个或多个臂，该臂被配置为定位传感器、换能器、致动器或其任何组合，用于成像细胞术、荧光测定法、分光光度法、定量聚合酶链反应(qPCR)、数字聚合酶链反应(dPCR)、比色法，在卡盘上或卡盘外或在同一卡盘的托架之间传送芯片，将流体传送到卡盘外储存器和从卡盘外储存器传送流体，或在卡盘上的芯片之间传送流体，或其任何组合。图11示意性地图示了包括与卡盘连通的多个臂的示例处理单元。卡盘可以包括多个芯片，如图11的平面图所示。每个臂可以包括控制和逻辑电路。可替代地，或除此之外，控制和逻辑电路可以由多个臂共享。处理模块可以与每个臂接合，并向每个臂提供信号以引导致动、感测和其他动作。臂或多个臂可以被配置用于旋转平移、线性平移或旋转平移和线性平移两者，以允许臂相对于卡盘和芯片定位。或者，处理模块可以平移卡盘以相对于臂定位芯片。臂可以包括一个或多个传感器。臂可以包括至少1个、2个、3个、4个、6个、8个、10个、12个、15个、20个、30个、40个、50个或更多个传感器。在一个示例中，臂包括一个或多个传感器。每个臂的传感器数目可以基于应用进行改变或修改。传感器可以被配置为检测芯片的位置、芯片的一部分的温度、分析物的检测等。臂可以被配置为或可以相对于卡盘平移传感器。图12示意性地图示了传感器通过臂的示例平移。处理模块可以具有单一类型的臂或可以具有多种类型的臂。例如，处理模块可以包括用于传送芯片和卡盘、流体处理、感测或其任何组合的臂。在一个示例中，处理模块可以包括堆叠的多个臂，以允许高吞吐量采样，参见图11的立视图。处理模块可以旋转卡盘以将给定芯片定位在给定臂的下方或附近。臂可以包括用于驱动卡盘的电子器件、数字微流控组件以及用于集成到护理点系统或机器人平台中的机器到机器接口。
例如，该系统可以包括单个处理模块，或者可以包括多个处理模块，以通过交换处理模块(例如，微流控驱动器)来允许多种类型的样品处理和分析。该系统可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个或更多个处理模块。在一个示例中，系统包括一个或多个处理模块。处理模块的数目可以基于应用而改变或修改。可替代地，或除此之外，处理模块可以被配置为允许多种类型的样品处理和分析，例如，通过提供不同的卡盘、芯片或使用不同的机械臂。图13A示出了具有分离的分析机器的示例系统，每个分析机器具有单个处理模块。由于每个机器的配置，每个分析机器可以被配置为运行给定的一组测定。因此，要在机器1上运行的测定可能无法在机器2上运行。图13B示出了具有集成到系统中的多个处理模块的系统。配置有多个处理模块(例如，微流控驱动器)的系统可以被配置为自动化更广泛种类的测定。
卡盘可以包括单一材料，或者可以包括多种材料。卡盘可以是具有多个子组装件的多材料组装件。多材料组装件、子组装件或两者可包括但不限于一种或多种金属，例如不锈钢(例如，汽车工程师协会(SAE)316、316L等)、铝(例如，SAE 3000系列铝、6000系列铝等)、金、银、铂、铜、黄铜、镍或其任何组合。多材料组装件、子组装件或两者可以包括但不限于玻璃(例如，硼硅酸盐或石英)、塑料(例如，复合材料、铝材料、玻璃环氧树脂、苯乙烯类塑料、丙烯酸酯类塑料、甲基丙烯酸酯类塑料、乙烯基类塑料、聚乙烯类塑料、聚酰亚胺类塑料、氟乙烯类塑料、乙烯类塑料、丙烯类塑料等)、陶瓷(例如氧化物、碳化物、氮化物、赛隆陶瓷(sialons)、金属陶瓷复合物、钙钛矿等)或其任何组合。卡盘可以通过但不限于铸造、注射成型、机械加工、三维打印、真空成型、平版印刷术、热压、湿法蚀刻、烧结、挤出、化学结合、热结合、等离子体结合或其任何组合来制造。卡盘可以用各种保护涂层、功能化涂层或两者进行处理。涂层可以通过电镀和化学镀、旋涂、浸涂、喷涂、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉淀、溅射退火、煅烧、热解、烘烤固化、粉末涂装、涂漆、其他表面处理工艺或其任何组合施加到卡盘上。卡盘可以包括组装件和子组装件。子组装件组件可以使用辊对辊涂覆工艺形成。卡盘可以包括被配置为耦合到系统、芯片或系统和芯片两者的电极。电极可以包括但不限于碳电极、石墨电极、石墨烯电极或其任何组合。
卡盘可以包括介观流控电路、微流控电路或介观流控电路和微流控电路的组合。在一个示例中，卡盘包括介观流控电路。卡盘可以包括气动装置、换能器、致动器、传感器、微泵、压力发生器、调节器、电磁阀、电磁铁、温度传感器、能量存储单元、电子电路、存储器或其任何组合。在一个示例中，卡盘可以具有用于生成压差的气动组件。可替代地，或除此之外，用于生成压差的气动组件可以离开卡盘。卡盘可以包括卡盘上的压力储存器，该压力储存器被配置为由处理模块充入。压力储存器可以用作卡盘的压力源。此外，当卡盘被设置在(例如，被定位)充电位置时，压力储存器可以被填充。当卡盘处于充电位置或其他位置时，可以通过有线(例如，通过电刷触点)或无线方式对电池或电力存储单元进行充电。将芯片上的储存器与压力生成系统(例如，气动模块)解耦可以降低复杂性、阀的数目以及用于用单个压力源处理多个芯片的容量。
卡盘可以包括与电路(例如，介观流控电路)流体连通的宏尺寸触点。芯片可以具有微流控电路，该微流控电路具有与微流控电路流体连通的微尺寸触点。卡盘和芯片两者都可以具有触点图案。芯片和相应的托架可以具有多于或等于约1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、10个、12个、13个、20个或更多个触点。在一个示例中，芯片和相应的托架具有一个或多个触点。托架的数目可以基于应用进行改变或修改。卡盘上的触点的图案可以对应于芯片上的触点图案。触点可以在卡盘和芯片之间提供接口。触点可以接合或提供电力、电子连通、气动连通、电磁连通或其任何组合。卡盘可以包括存储器。存储器可以存储接口协议、用于接合芯片的驱动程序，或者两者。卡盘可以包括标准接口(例如，触点图案)，使得卡盘与各种芯片接合，使得卡盘能够执行多于一种类型的样品处理。
卡盘可以具有一个或多个托架。在一个示例中，卡盘具有多个托架。托架可以被配置为使得芯片可移除地装配在托架内。托架可以被配置为使得单个类型的芯片可以可移除地耦合到该托架。可替代地，或除此之外，可以将托架配置为使得多种类型的芯片可以可移除地耦合到托架。卡盘可以具有单一类型的托架，或者可以具有多种类型的托架。每种类型的托架可以具有选定的几何形状和/或选定的触点图案。每个托架可以被配置为可移除地接受具有给定几何形状或触点图案的单一类型的芯片或具有不同几何形状或触点图案的多种类型的芯片。图14示出了具有多个类似芯片的示例盘状的卡盘、具有多于一种芯片类型的卡盘以及具有单个芯片的卡盘。多种芯片类型和卡盘之间的接口可以是相同的，或者接口可以是芯片专用的。每种卡盘类型可以是托架和板载组件的独特组合。例如，配置用于样品提取和纯化的卡盘可以不同于配置用于库制备的卡盘。
图15示出了具有四个芯片托架的示例卡盘，该四个芯片托架装载有四种不同的芯片类型A、B、C和D。芯片A、B和C可用于各自从n个样品中提取DNA，并制备用于NGS的不同库。芯片A、B和C可以根据它们的测定开发者协议进行处理，并且来自每个芯片的输出可以被传送到储存器芯片D。储存器芯片D可以从卡盘中传送出来用于下游处理。可以开发专用的卡盘，使其具有托架来保持特定测序仪的试剂卡盘，准备好的输出可以被直接引入该试剂卡盘中，然后从卡盘中传送出来，放置到测序仪中，而无需手动干预或中间处理。这种标准化可以允许不同的卡盘，从而允许不同的测定由同一系统处理。
给定托架类型的固定或标准化宏接口到微接口可以允许在同一托架中处理不同的芯片。例如，如图16所示，一种类型的卡盘可以包括单个托架，而另一种类型卡盘可以具有相同类型的多个托架(例如，32个托架)。芯片A、B和C可以是不同的芯片，所有芯片均与第一类型的卡盘兼容(例如，与单个托架兼容)，因此，A、B或C中的任何一个都可以装载到第一类型的卡盘中。在一个示例中，芯片A可以是用于多个样品的循环游离脱氧核糖核酸(cfDNA)提取芯片阵列，芯片B可以是用于多个样品的DNA提取芯片阵列，并且芯片C可以是用于多个样品的基因组DNA(gDNA)和库制备芯片。芯片A、B和C中的每一个可以包括来自同一制造商的组分(例如，试剂、缓冲液、测定组分等)，或者可以包括来自不同制造商的组分。芯片可以在同一个卡盘中进行处理，只要它们与卡盘托架兼容即可。当芯片A被装载到卡盘中时，由于芯片A的协议不包括在高温下培养，所以芯片不包括热垫，并且当处理芯片A时，托架上的热换能器可能不会被致动。然而，当芯片B或C被装载到托架中时，致动可以根据每个芯片的协议而发生。三种芯片类型A、B和C可以使用磁珠分离，并且因此，三种芯片可以具有在托架的电磁接触点上对准的相应分离室。这种接口和协议的标准化可以允许测定设计者容易地将他们的测定集成到卡盘和芯片中，用于系统的自动化和处理。因此，测定开发者的生态系统可以允许广泛的应用和持续部署的高度有效测定，否则该生态系统对于单个实体来开发而言可能具有挑战性。
卡盘可以具有至少1个、2个、3个、4个、8个、12个、16个、24个、32个、64个或更多个托架。在一个示例中，卡盘具有一个或多个托架。托架可以被配置为保持单个芯片，或者可以被配置为可移除地保持多个芯片。托架可以被配置为保持单一类型的芯片，或者可以被配置为保持多种类型的芯片。每个托架可以具有固定的几何形状、触点拓扑结构和用于气动、流体、电子、基于接触的换能器、探针、致动器或其任何组合的宏到微接口。具有相同几何形状但不同触点拓扑结构(例如，触点图案)或宏到微接口的两个托架可视作类型不同。接触点可以提供电力、连通、换能器(例如，用于磁珠分离的电磁体)，这些换能器可以用于处理与其他托架平行的托架中的芯片。顺序接触点可以通过卡盘外的机械臂接近，并且可以位于芯片上的任何位置。图17示意性地图示了托架几何形状和接触点拓扑结构的示例。
处理模块可以被配置为将样品从一个芯片传送到另一个芯片或可以将样品从一个芯片传送到另一个芯片。可替代地，或者除此之外，处理模块可以将样品从芯片中的一个位置传送到同一芯片中的另一个位置。处理模块可以被配置为将芯片从一个卡盘传送到另一卡盘或可以将样品从一个卡盘传送到另一卡盘。
芯片可以由玻璃(例如硼硅酸盐、石英等)、塑料(例如，复合材料、铝材料、玻璃环氧树脂、苯乙烯类塑料、丙烯酸酯类塑料、甲基丙烯酸酯类塑料、乙烯基类塑料、聚乙烯类塑料、聚酰亚胺类塑料、氟乙烯类塑料、乙烯类塑料、丙烯类塑料等)、陶瓷(例如氧化物、碳化物、氮化物、塞隆陶瓷、金属陶瓷复合物、钙钛矿等)、印刷电路板或其任何组合形成或可以包括以上材料。芯片可以通过平版印刷工艺、注射成型、机械加工、三维打印、真空成型、平版印刷术、热压、湿法蚀刻、烧结、挤出、化学结合、热结合或等离子体结合或其任何组合来制造。芯片可以用各种保护涂层、功能化涂层或两者进行处理。涂层可通过电镀和化学镀、旋涂、浸涂、喷涂、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、溅射、煅烧、热解、烘烤、固化、粉末涂装、涂漆、其他表面处理工艺或其任何组合来施加。芯片可以包括组装件和子组装件。子组装件组件可以使用辊对辊涂覆工艺形成。芯片可以包括被配置为将芯片电耦合到卡盘的电极。电极可以包括但不限于碳电极、石墨电极、石墨烯电极或其任何组合。
芯片可以包括用于给定测定的试剂。一些试剂可以在制冷条件下储存。芯片可以与测定组分预先安装。可替代地，或除此之外，如图10所示，测定组分可以储存在芯片外，并在样品处理期间添加到芯片。芯片可以与多个试剂盒兼容，使得执行不同的测定可以包括用另一试剂盒替代一个试剂盒。
芯片可以从一个卡盘传送到另一卡盘。可替代地，或者除此之外，芯片可以从卡盘上的一个位置传送到同一卡盘上的另一个位置。卡盘可以被配置为通过将样品从一个芯片(例如核酸提取芯片)引导到另一芯片(例如库制备芯片)来处理和分析样品。可替代地，或除此之外，可以将带有样品的芯片从一个卡盘传送到另一卡盘，用于进一步处理或分析。
芯片可以被配置为或以其他方式处理样品。芯片可以被配置为或者可以在样品的处理期间执行至少一个功能。芯片执行的功能可以包括从样品中提取核酸、库制备、扩增样品、对样品测序、分离或以其他方式纯化样品的组分、对样品进行测定或其任何组合。芯片可以执行单个功能(例如提取、库制备等)，或者芯片可以执行多个功能。芯片可以执行一个或多个功能。芯片可以执行至少1个、2个、3个、4个、5个、10个、15个、20个或更多个功能。在一个示例中，芯片执行一个或多个功能。芯片执行的功能的数目可以基于芯片的应用。例如，一个芯片可以执行样品的核酸提取，而另一个芯片则可以执行库制备。执行较少功能(例如，一个或两个功能)的芯片对于每个过程可以具有更简单的电路，从而在上游过程失败时减少制造复杂性并降低耗材成本。此外，单个电路(例如，用于样品提取的电路)的修改可能不会对另一个电路(例如，库制备电路)的设计产生影响。例如，在提取的核酸输出不能用于测序的情况下，不执行库制备，这可以节省试剂、耗材、测序读数和计算资源。
芯片可以包括一个端口，或者可以包括多个(例如，复数个)端口。芯片可以包括多于或等于1个、2个、4个、6个、8个、10个、12个、15个、20个、25个、30个、40个、50个或更多个端口。在一个示例中，该芯片包括一个或多个端口。端口可以用类似于抽空的血液采集管或注射端口的自密封材料密封。密封件可以黏合到位。端口可以被吸入以减少死体积。流体可以通过刺穿端口的密封件的针从端口引入或提取。图18示出了刺穿芯片端口自密封材料的连接器的示例。自密封材料可以嵌入到端口的孔中，并且针可以刺破自密封材料，使得接口占据的芯片表面积不超过端口孔的大小。如图19所示，小的接口大小可以允许多个端口以紧密的间距放置，从而减少死区，因此允许更密集的电路和无泄漏的多端口连接。端口可以是气动密封的。气动密封可以降低芯片被环境污染的污染风险。气动密封端口可以允许在没有专用气动连接的情况下使用芯片上可充电压力储存器。自密封材料还可以简化去污。例如，芯片的去污可以通过用合适的去污剂(例如，漂白剂、酒精等)擦拭自密封材料的表面、用适当的波段(例如，UVB或UVC)点照射表面、或者擦拭和点照射两者来执行。
芯片可以被配置为或可以使用一次性连接器进行流体连接。可替代地，或者除此之外，连接器可以不是一次性的。连接器可以由兼容的不锈钢合金(例如，SAE 316、316L等)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲醛(POM)、其他非反应性生物相容材料或其任何组合形成。在一个示例中，连接器由PTFE形成并且是一次性的。在另一个示例中，连接器由不锈钢形成并且是一次性的。连接器可以配置有针状突起，该针状突起刺穿自密封材料。连接器可以是针，或者可以不是针。例如，连接器可以是双侧针、单侧针或其他针配置。针可以是经过消毒的医用级针。或者，连接器可以不经过消毒，并且可以不是医用级的。或者，连接器可以不包括针。图20示意性地图示了一次性的双侧针连接器。连接器可以提供芯片之间、芯片和卡盘之间或卡盘之间的流体连接。在一个示例中，连接器提供芯片之间的流体连接。在另一个示例中，连接器提供芯片和卡盘之间的流体连接。芯片或芯片和卡盘可以手动互连(例如，通过操作员)或通过机器人自动化互连。使用机器人操作连接芯片和将芯片连接到卡盘可以允许微流控组件的模块化，并且可以减少处理期间的潜在污染和变化。模块化还可以简化制造和供应链。此外，芯片的模块化和芯片到芯片的接口可以简化表面安装的组件和探针的引入。
使用芯片之间的连接器可以允许将样品直接装载到芯片上(例如，采集装置可以包括芯片)并输入到系统中，以减少潜在的污染风险和操作员错误。样品可以通过带翼针输注来采集，或者可以不通过带翼针输注来采集。样品采集芯片可以被配置为或可以在采集时分离血浆和血清。或者，样品采集芯片可以存储全血。样品芯片可以包括或可以不包括用于样品分离、提取、纯化或其任何组合的微流控电路。在芯片之间分离样品提取、纯化和其他制备过程可以减少浪费和成本，并提高系统效率。例如，如图21所示，逆转录聚合酶链式反应(RT PCR)测定和NGS测定都分别使用聚合酶链式反应(PCR)和库制备之前的核酸提取。如果芯片被集成，使得样品制备和测定在单个芯片中执行，在提取量或质量不符合测定标准的情况下，整个芯片可能被去除，包括用于下游处理的昂贵试剂。通过在多个芯片之间分离过程，过程的一部分的故障可以防止材料和资源的无关浪费。
该系统可以包括热模块。热模块可以被配置为接触卡盘、芯片或卡盘和芯片两者的至少一部分。热模块可以被配置为控制卡盘、芯片或两者的一部分或全部的温度。热模块可以为卡盘或芯片提供大于或等于约-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或更高的温度。热模块可以将卡盘或芯片的温度维持或调节(例如，提供热范围)在约-30℃至-20℃、-30℃至-10℃、-30℃至0℃、-30℃至10℃、-30℃至20℃、-30℃至30℃、-30℃至40℃、-30℃至50℃、-30℃至60℃、-30℃至70℃、-30℃至80℃、-30℃至90℃、-30℃至100℃、-30℃至110℃、-30℃至120℃、-20℃至-10℃、-20℃至0℃、-20℃至10℃、-20℃至20℃、-20℃至30℃、-20℃至40℃、-20℃至50℃、-20℃至60℃、-20℃至70℃、-20℃至80℃、-20℃至90℃、-20℃至100℃、-20℃至110℃、-20℃至120℃、-10℃至0℃、-10℃至10℃、-10℃至20℃、-10℃至30℃、-10℃至40℃、-10℃至50℃、-10℃至60℃、-10℃至70℃、-10℃至80℃、-10℃至90℃、-10℃至100℃、-10℃至110℃、-10℃至120℃、0℃至10℃、0℃至20℃、0℃至30℃、0℃至40℃、0℃至50℃、0℃至60℃、0℃至70℃、0℃至80℃、0℃至90℃、0℃至100℃、0℃至110℃、0℃至120℃、10℃至20℃、10℃至30℃、10℃至40℃、10℃至50℃、10℃至60℃、10℃至70℃、10℃至80℃、10℃至90℃、10℃至100℃、10℃至110℃、10℃至120℃、20℃至30℃、20℃至40℃、20℃至50℃、20℃至60℃、20℃至70℃、20℃至80℃、20℃至90℃、20℃至100℃、20℃至110℃、20℃至120℃、30℃至40℃、30℃至50℃、30℃至60℃、30℃至70℃、30℃至80℃、30℃至90℃、30℃至100℃、30℃至110℃、30℃至120℃、40℃至50℃、40℃至60℃、40℃至70℃、40℃至80℃、40℃至90℃、40℃至100℃、40℃至110℃、40℃至120℃、50℃至60℃、50℃至70℃、50℃至80℃、50℃至90℃、50℃至100℃、50℃至110℃、50℃至120℃、60℃至70℃、60℃至80℃、60℃至90℃、60℃至100℃、60℃至110℃、60℃至120℃、70℃至80℃、70℃至90℃、70℃至100℃、70℃至110℃、70℃至100℃、80℃至90℃、80℃至100℃、80℃至110℃、80℃至120℃、90℃至100℃、90℃至110℃、90℃至120℃、100℃至110℃、100℃至120℃或110℃至120℃。在一个示例中，热范围为约50℃至100℃。在另一个示例中，热范围为约55℃至98℃。热模块可以被配置为提供芯片的热循环。热循环可以用于核酸扩增。
热循环可以包括在足够高以使核酸分子变性的温度下将芯片培养一段时间，然后在延长温度下将芯片培养一段延长时间的循环。变性温度可以根据例如特定的核酸样品、使用的试剂和反应条件而变化。在一些实施方式中，变性温度可以为约80℃至约110℃。在一些实施方式中，变性温度可以为约85℃至约105℃。在一些实施方式中，变性温度可以为约90℃至约100℃。在一些实施方式中，变性温度可以为约90℃至约98℃。在一些实施方式中，变性温度可以为约92℃至约95℃。在一些实施方式中，变性温度可以为至少约80℃、至少约81℃、至少约82℃、至少约83℃、至少约84℃、至少约85℃、至少约86℃、至少约87℃、至少约88℃、至少约89℃、至少约90℃、至少约91℃、至少约92℃、至少约93℃、至少约94℃、至少约95℃、至少约96℃、至少约97℃、至少约98℃、至少约99℃或至少约100℃。
变性的持续时间可能会根据例如特定的核酸样品、使用的试剂和所需的反应条件而变化。在一些实施方式中，变性的持续时间可以小于约300秒、240秒、180秒、120秒、90秒、60秒、55秒、50秒、45秒、40秒、35秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、2秒或1秒。在替代实施方式中，变性的持续时间可以不超过约120秒、90秒、60秒、55秒、50秒、45秒、40秒、35秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、2秒或1秒。
延长温度可能会根据例如特定的核酸样品、使用的试剂和所需的反应条件而变化。在一些实施方式中，延长温度可以为约30℃至约80℃。在一些实施方式中，延长温度可以为约35℃至约75℃。在一些实施方式中，延长温度可以为约45℃至约65℃。在一些实施方式中，延长温度可以为约55℃至约65℃。在一些实施方式中，延长温度可以为约40℃至约60℃。在一些实施方式中，延长温度可以为至少约35℃、至少约37℃、至少约40℃、至少约41℃、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℃或更高。
延长时间可能会根据例如特定的核酸样品、使用的试剂和所需的反应条件而变化。在一些实施方式中，延长的持续时间可以小于约300秒、240秒、180秒、120秒、90秒、60秒、55秒、50秒、45秒、40秒、35秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、2秒或1秒。在替代实施方式中，变性的持续时间可以不超过约120秒、90秒、60秒、55秒、50秒、45秒、40秒、35秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、2秒或1秒。
为了降低成本，芯片可以由聚合物或塑料材料(例如，复合材料、铝材料、玻璃环氧树脂、苯乙烯类塑料、丙烯酸酯类塑料、甲基丙烯酸酯类塑料、乙烯基类塑料、聚乙烯类塑料、聚酰亚胺类塑料、氟乙烯类塑料、乙烯类塑料、丙烯类塑料等)形成。在一个示例中，芯片由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)或其任何组合形成。然而，一些聚合物材料在高温下可能倾向于通道变形。为了减少材料浪费和成本，可以使用分离的芯片进行热循环。可替代地或附加地，可以在另一个过程芯片(例如，样品构建芯片)中执行热循环。用于热循环的芯片可以由导热材料形成，或者可以包括由导热材料形成的区域。用于热循环的芯片可以堆叠在安装到卡盘或芯片的卡盘或表面上。在一个示例中，热循环发生在包括热交换器的表面安装的芯片中，如图22所示。热交换器可以与芯片基板热绝缘，使得包括样品的芯片部分被热循环，而芯片的其余部分可以不被热循环。例如，热交换器可以设置在芯片的一部分上或与其相邻，以局部化温度梯度。
芯片可以是样品采集芯片。样品采集芯片可以接受并保持全血样品、具有血浆分离的全血样品、血浆样品、支气管肺泡灌洗样品、尿液样品、痰样品、滑液样品、液化粪便样品、组织液样品、任何其他生物流体样品或其任何组合。芯片可以是核酸提取芯片。核酸提取芯片可以提取、分离或同时提取和分离核酸(例如，无细胞DNA、循环肿瘤DNA、DNA、无细胞RNA、循环肿瘤RNA、RNA等)。该芯片可以是库制备芯片、质量控制芯片(例如，电泳、荧光法、分光光度法等)或其任何组合。
温度控制对于许多生物和化学反应可能很重要。例如，精确的温度控制可以用于生物测定，例如PCR、温度梯度电泳和其他临床化学。微流控装置的温度控制可以经由基于接触的方法或非接触的方法。基于接触的热控制可以包括使用热电加热和冷却装置或电阻加热进行热控制。基于接触的热控制可能不能很好地扩展到测定的批量处理。非接触式方法可以包括激光、微波或其组合。这些类型的非接触式热控制实施起来可能很复杂，并且开发和使用起来可能很昂贵。或者，非接触式热控制可以由气动系统提供。在一个示例中，热模块被配置为经由气动系统提供非接触式温度控制。热模块可以包括提供非接触式温度控制的Rank-Hilsch涡流管。如图23所示，Rank-Hilsch涡流管可以将压缩空气分离成热流和冷流，使得热流可以提供加热，并且冷流可以提供冷却。Rank-Hilsch系统可能没有或很少有移动部件，使用低压(例如，约1到10巴)，并提供大的温差(例如，约-50℃到200℃)。温度斜坡的速度和温差可以通过调节冷馏分和进入涡流管的输入压力来控制。通过使用类似于加热、通风和空调系统的测湿过程混合热输出和冷输出，可以实现温度精度和快速温度升高(例如，优化的温度升高和控制)。温度调节可以通过将来自涡流管的空气射流聚焦到培养室或芯片上来实现。在该示例中，输出空气可以是热流体。气动温度控制可以允许同步控制延伸、退火和变性的温度(例如，使用单个源)，从而允许以低能耗进行连续的样品处理。
该系统可以包括被配置为分析样品的一个或多个检测模块。检测模块可以被配置为在样品分析之前(例如，在测序之前)对样品进行质量控制。可替代地，或者除此之外，检测模块可以用于样品的分析。样品的质量控制可以包括在分析之前确定样品的数量和质量。检测模块可以包括用于光谱分析、荧光分析、比色分析、电位分析、电泳分析、细胞分析或其任何组合的传感器和换能器。在一个示例中，检测模块包括分光光度计。分光光度计可以是固定路径长度分光光度计或可变路径长度分光光度计。可变路径长度分光光度计可以具有从约0.01毫米(mm)至约0.2mm变化的路径长度。可变路径长度分光光度计对于确定低量和低浓度的样品数量和质量可能是有利的。对于平面内可变路径长度数字微流控电路来说，吸光度测量的集成可能是复杂的，因为这些测量可能会考虑液滴透镜效应。或者，固定路径长度光谱学可能倾向于短路径长度灵敏度。如图24A和图24B所示，交叉通道波导的使用可以允许平面内可变路径长度吸光度测量。波导电路可以是交叉通道电路。交叉通道电路的一端可以耦合到光源，并且另一端耦合到光电检测器。波导可以固定到光源上，或者可以集成到芯片本身中(例如，熔融二氧化硅波导)。可以将另一个波导引入到通道中。光纤与刺破针同轴，并且横截面尺寸与通道相同。光纤可以充当液压活塞。液压活塞可以使用线性台进行定位，并且可以在不同的位置进行读取以确定测量的斜率。可替代地，光纤可以被液压移位，并且可以在压力曲线的线性阶段期间进行读数。
检测模块可以被配置为或可以以其他方式检测与样品一起提供的指示剂。指示剂可以在采集时、处理期间或分析之前添加到样品中。指示剂可以作为芯片或卡盘中的试剂提供。该指示剂可以是分析物专用的，或者可以是通用指示剂。指示剂可以允许检测模块分析样品。分析可以包括检测生物或化学组分的存在或不存在，检测生物或化学反应，或两者兼而有之。指示剂可以包括包含可检测部分的分子。可检测部分可以包括放射性物质、荧光标记、化学发光标记、酶标记、比色标记或其任何组合。放射性种类的非限制性示例包括3H、14C、22Na、32P、33P、35S、42K、45Ca、59Fe、123I、124I、125I、131I或203Hg。荧光标记的非限制性示例包括荧光蛋白、光学活性染料(例如荧光染料)、有机金属荧光团、量子点或其任何组合。化学发光标记的非限制性示例包括荧光素酶类的酶，例如Cypridina、Gaussia、Renilla和Firefly萤光素酶。酶标记的非限制性示例包括辣根过氧化物酶(HRP)、碱性磷酸酶(AP)、β-半乳糖苷酶、葡萄糖氧化酶或本领域已知的其他标记。
指示剂分子可以是荧光分子。荧光分子可以包括荧光蛋白、荧光染料和有机金属荧光团。在一些实施方式中，指示剂分子是蛋白质荧光团。蛋白质荧光团可以包括绿色荧光蛋白(GFP，在光谱的绿色区域发出荧光的荧光蛋白，通常发射波长为500-550纳米的光)、青色荧光蛋白(CFP，在光谱的青色区域发出荧光的荧光蛋白，通常发射波长为450-500纳米的光)、红色荧光蛋白(RFP，在光谱的红色区域发出荧光的荧光蛋白，通常发射波长为600-650纳米的光)。蛋白质荧光团的非限制性示例包括AcGFP、AcGFP1、AmCyan、AmCyan1、AQ143、AsRed2、Azami Green、Azurite、BFP、Cerulean、CFP、CGFP、Citrine、copGFP、CyPet、dKeima-Tandem、DsRed、dsRed-Express、DsRed-Monomer、DsRed2、dTomato、dTomato-Tandem、EBFP、EBFP2、ECFP、EGFP、Emerald、EosFP、EYFP、GFP、HcRed-Tandem、HcRed1、JRed、Katuska、Kusabira Orange、Kusabira Orange2、mApple、mBanana、mCerulean、mCFP、mCherry、mCitrine、mECFP、mEmerald、mGrape1、mGrape2、mHoneydew、Midori-Ishi Cyan、mKeima、mKO、mOrange、mOrange2、mPlum、mRaspberry、mRFP1、mRuby、mStrawberry、mTagBFP、mTangerine、mTeal、mTomato、mTurquoise、mWasabi、PhiYFP、ReAsH、Sapphire、SuperfolderGFP、T-Sapphire、TagCFP、TagGFP、TagRFP、TagRFP-T、TagYFP、tdTomato、Topaz、TurboGFP、Venus、YFP、YPet、ZsGreen和ZsYellow1的突变体和光谱变体。
指示剂分子可以是荧光染料。荧光染料的非限制性示例包括SYBR绿、SYBR蓝、DAPI、碘化丙啶、Hoeste、SYBR金、溴化乙锭、吖啶类、原黄素、吖啶橙、吖啶黄、氟香豆素、玫瑰树碱、柔红霉素、氯喹、偏端霉素D、色霉素、乙菲啶、光辉霉素、钌多吡啶、氨茴霉素、菲啶和吖啶类、溴化乙锭、碘化丙啶、碘化己啶、二氢乙锭、溴乙啡锭二聚体-1和-2、单叠氮化乙锭和ACMA、Hoechst 33258、Hoechst 33342、Hoechst 34580、DAPI、吖啶橙、7-AAD、放线菌素D、LDS751、羟芪巴脒、SYTOX Blue、SYTOX Green、SYTOX Orange、POPO-1、POPO-3、YOYO-1、YOYO-3、TOTO-1、TOTO-3、JOJO-1、LOLO-1、BOBO-1、BOBO-3、PO-PRO-1、PO-PRO-3、BO-PRO-1、BO-PRO-3、TO-PRO-1、TO-PRO-3、TO-PRO-5、JO-PRO-1、LO-PRO-1、YO-PRO-1、YO-PRO-3、PicoGreen、OliGreen、RiboGreen、SYBR Gold、SYBR Green I、SYBR Green II、SYBR DX、SYTO-40、-41、-42、-43、-44、-45(蓝)、SYTO-13、-16、-24、-21、-23、-12、-11、-20、-22、-15、-14、-25(绿)、SYTO-81、-80、-82、-83、-84、-85(橙)、SYTO-64、-17、-59、-61、-62、-60、-63(红)、荧光素、异硫氰酸荧光素(FITC)、四甲基异硫氰酸罗丹明(TRITC)、罗丹明、四甲基罗丹明、R-藻红蛋白、Cy-2、Cy-3、Cy-3.5、Cy-5、Cy5.5、Cy-7、得克萨斯红、Phar-Red、别藻蓝蛋白(APC)、Sybr Green I、Sybr GreenII、Sybr Gold、CellTracker Green、7-AAD、溴乙啡锭二聚体I、溴乙啡锭二聚体II、溴乙啡锭二聚体III、溴化乙锭、伞形酮、曙红、绿色荧光蛋白、赤藓红、香豆素、甲基香豆素、芘、孔雀石绿、二苯乙烯、萤光黄、级联蓝、二氯三嗪胺荧光素、丹酰氯、荧光镧系元素复合物(例如包括铕和铽的那些)、羧基四氯荧光素、5和/或6-羧基荧光素(FAM)、5-(或6-)碘乙酰氨基荧光素、5-{[2(和3)-5-(乙酰巯基)-琥珀酰]氨基}荧光素(SAMSA荧光素)、丽丝胺罗丹明B磺酰氯、5和/或6羧基罗丹明(ROX)、7-氨基-甲基-香豆素、7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酸(AMCA)、BODIPY荧光团、8-甲氧基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐、3,6-二磺酸盐-4-氨基-萘酰亚胺、藻胆蛋白、AlexaFluor350、405、430、488、532、546、555、568、594、610、633、635、647、660、680、700、750和790染料、DyLight 350、405、488、550、594、633、650、680、755和800染料，或其他荧光团。
指示剂分子可以是有机金属荧光团。有机金属荧光团的非限制性示例包括镧系元素离子螯合物，其非限制性示例包括三(二苯甲酰甲烷)单(1，10-菲咯啉)铕(lll)、三(二苯甲酰甲烷)单(5-氨基-1，10-菲咯啉)铕(lll)和Lumi4-Tb穴状化合物。
该系统可以包括测定专用模块或单元。测定专用模块或单元可以集成到系统中(例如，集成到检测模块中)。可替代地，或除此之外，测定专用模块或单元可以与检测模块分离。测定专用模块或单元可以包括测序单元。测序单元可以被配置为或者可以对样品的至少一部分进行测序。
该系统可以包括警报模块。警报模块可以被配置为或者可以以其他方式监视系统。警报模块可以向用户(例如，操作员、技术人员等)发出系统在设定的操作参数之外操作的警报。可替代地，或除此之外，如果系统已被打开或以其他方式被篡改，则警报模块可以向用户发出警报。
该系统可以包括认证模块、跟踪模块或两者，用于验证、跟踪或验证和跟踪两者。在一个示例中，认证模块和跟踪模块集成在一起。每个卡盘或芯片可以具有认证单元，例如机器可读标识符，用于验证和/或跟踪卡盘或芯片。认证单元可以提供密码安全性。跟踪模块可以被配置为或可以在样品被系统处理时跟踪样品、耗材的消耗或两者。卡盘可以包括跟踪耗材的消耗的耗材芯片。耗材芯片可以提供密码认证。耗材芯片可以包括可燃保险丝，使得一旦设置了位，它就不能被改变。卡盘、芯片或卡盘和芯片两者可以包括至少一个机器可读标识符，该机器可读标识符在系统处理样品时被配置为被跟踪模块跟踪或由跟踪模块跟踪。在一个示例中，卡盘具有用于验证和可追溯性的加密安全识别机制。卡盘接合协议(例如，卡盘驱动器)可以存储在卡盘上或存储在系统中。机器可读标识符可以是条形码、快速响应码、点码、超高频加密应答器或其任何组合。卡盘、芯片或卡盘和芯片两者可以包括至少一个人类可读标识符，系统的用户使用该人类可读标识符来跟踪样品。人类可读标识符可以嵌入RFID、打印条形码、或者RFID和机器可读的打印条形码两者。在一个示例中，卡盘、芯片或卡盘和芯片两者包括至少一个机器可读标识符和至少一个人类标识符。
用于样品采集的装置和方法
在一个方面，本公开提供了用于采集样品的装置。该装置可以包括入口端口、一个或多个芯片以及适配器。入口端口可以被配置为或者可以以其他方式从对象采集样品。芯片可以与入口端口流体连通。适配器可以与芯片和入口端口两者流体连通。适配器可以被配置为或可以以其他方式将样品从入口端口的一个或多个介观流控通道引导到芯片的一个或多个微流控通道。
分析质量可能取决于实验室测试的分析阶段、预分析阶段或两者。据估计，预分析错误可能占总测试错误的70％。预分析错误可能导致附加或不必要的测试，并增加医疗保健的经济负担。预分析错误可能占医院总运营成本的0.23％至1.2％，并且超过25％的预分析错误会导致患者护理不当。因此，预分析实践的改进和标准化可以降低成本并增加患者护理。
例如，静脉切开术可能是实验室医学中使用最广泛的侵入性手术之一。静脉切开术可以在世界各地的异质环境中进行(例如，医院、家庭基地、现场等)，由具有不同培训水平和教育背景的个人进行。技术、设备和方案也可能存在很大差异。静脉切开术可能是实验室医学中预分析错误的最大来源。选定组织(例如，世界卫生组织、欧洲临床化学与实验室医学联合会、临床和实验室标准协会等)可能会提供静脉切开术的指南，但指南之间可能不协调，合规性可能存在漏洞，并且可能缺乏持续的教育和实施跟踪。例如，如表1所示，不同国家可能对同一实验室测试有不同的采样前禁食指南。患者识别和测试要求、患者位置、活动、饮食和禁食状态、药物、补充、部位选择和消毒、抽取时间、抽取顺序、处理、储存和运输可能对测试准确性起到重要作用。
表1：用于各种医学测试的静脉切开术指南
对于选定的实验室测试，指南可能已经确立，但由于(例如，在资源匮乏的环境中)执行静脉切开术的专业人员的巨大异质性，合规性可能仍然很差。例如，采血师可能几乎没有或根本没有接受过样品采集和处理方面的正式培训，可能无法使用安全性设备和进行暴露后预防，可能无法获得适当的样品处理和储存设施，并且可能没有用于样品管理和跟踪的正式的系统和协议。微采样方法，如体积吸收微采样(VAMS)、干血点(DBS)、干血浆点(DPS)和毛细管微采样，可以减少对许多测定的静脉穿刺的需要或消除对静脉穿刺的使用。然而，静脉和毛细管血液生物标记物的差异以及低样品量可能使这些技术难以适应某些测定，如全血细胞计数(CBC)、无细胞循环肿瘤DNA(ctDNA)液体活检，和循环游离DNA(cfDNA)病原体宏基因组学。因此，用于简化静脉切开术、减少可变性和提高过程安全性的装置和方法可以提高协调性、合规性并降低测试成本。
样品采集装置可以包括用于采集体液(如血液、尿液、粪便等)的微流控装置。样品采集装置可以与先进的实验室信息管理系统(LIMS)协同使用，以实时提供工作流程。LIMS可以提供语音或手势实现的协议演练和质量跟踪。图25示出了示例样品采集装置的图示。样品采集装置(例如，血液采集装置)可以包括带翼输液器A、微流控芯片适配器和保持器B、微流控采集芯片C、芯片运输装置D或其任何组合。
该装置可以包括一个入口端口或多个入口端口。在一个示例中，该装置包括单个入口端口。该入口端口可以流体地连接到被配置为从对象抽取血液的针。可替代地，或除此之外，入口端口可以被配置为采集全血样品、具有血浆分离的全血样品、血浆样品、支气管肺泡灌洗样品、尿液样品、痰样品、滑液样品、液化粪便样品、组织液样品、任何其他生物流体样品或其任何组合。在一个示例中，入口端口被配置为采集血液。在一个示例中，入口端口是被配置用于静脉穿刺的带翼输液器。带翼输液器可以是市售的带翼静脉穿刺抽取注射器工具包。
入口端口可以被配置为密封或可以密封。入口端口可以配置有自密封塞。入口端口可以包括用于采集体液的探针、针、管或其他装置。用于采集体液的装置可以是可移除的，或者可以不是可移除的。在一个示例中，样品采集装置包括针，并且针可以是可移除的。在移除针时，入口端口可以被密封以防止或减少污染。
样品采集装置可以包括适配器，该适配器被配置为保持或以其他方式保持和运输样品。适配器可以与一个或多个芯片接合。适配器可以被配置为将样品多路复用到保持在适配器内的多个芯片(例如，芯片阵列)中。适配器可以允许芯片与入口端口安全地接合。适配器可以包括用于样品预处理的预处理电路、温度控制、芯片检测、全球定位卫星(GPS)传感器、温度传感器、数据记录器或其任何组合，如图26所示。适配器可以被配置为或可以以其他方式检测芯片、识别芯片、控制芯片的温度、检测芯片的位置(例如，经由全球定位卫星)、记录数据、检测篡改或其任何组合。一旦样品被输入到装置中，装置可以被配置为或者可以以其他方式跟踪和监视样品。芯片的功能范围可以是从具有抗凝剂混合物的样品储存器到血浆分离，再到测定专用电路。
适配器可以为直针抽取或毛细管采集提供接口。适配器可以保持单一类型的芯片或多种类型的芯片并与之接合。对于不同的测定和采集类型，芯片可以是不同的。芯片可以被配置为或可以以其他方式保持样品，向样品提供缓冲液、试剂或其他添加剂，或其任何组合。例如，如图27所示，适配器可以与包括样品储存器、DBS阵列、DPS阵列或另一种测定专用芯片(例如，血细胞计数器)的芯片接合。在一个示例中，芯片包括样品储存器，并且被配置用于即时血浆分离。即时血浆分离可以降低体外过程影响生物标记物的风险，如细胞裂解(例如，cfDNA的gDNA污染、细胞内钾污染等)或体外代谢(如红细胞糖酵解)的风险。在另一个示例中，该芯片可以包括DBS或DPS阵列。DBS或DPS阵列的合并可以提供高效的样品储存和回顾性测试(例如，用于临床研究应用)。在另一个示例中，芯片可以包括用于血液细胞术的组件。血液细胞术芯片可以包括稀释、裂解、染色、计数室或其任何组合。血液细胞术芯片可以是流体静力驱动的。可以将样品抽取到芯片中，并在采集点准备测定。然后可以在实验室中通过光学细胞术分析该测定，而无需附加的样品制备。
适配器可以包括处理驱动器。处理驱动器可以被配置用于气动控制、温度控制、运输或其任何组合。例如，对于可能不受流体静力压驱动的过程，可以兼作运输冷箱的便携式芯片驱动器可以为样品采集和运输提供气动和温度控制。
该装置可以包括单个芯片或多个芯片。在一个示例中，该装置包括至少两个芯片。该装置可以包括1个、2个、4个、6个、8个、10个、12个、15个、20个或更多个芯片。样品采集装置中芯片的数目可以基于应用而改变或修改。在一个示例中，样品采集装置具有一个或多个芯片。该装置可以在芯片之间划分样品。该装置可以将样品多路复用到该装置中的每个芯片中。
本文所述的样品采集装置可简化样品采集、运输、储存或其任何组合的工作流程，以提高患者的安全性和舒适性。此外，样品采集装置可以降低操作员受伤、错误和交叉污染的风险。样品采集装置可以允许减少用于各种测定和同步样品抽取的样品体积。这可以减少抽取时间、医院内贫血的风险、消除抽取顺序带来的污染风险、采血师提高对安全性和舒适性的关注的认知负荷、试剂消耗、运输资源使用以及生物危险废物。此外，即时样品处理可以降低体外代谢对生物标记物(如红细胞糖酵解)的影响风险、生物标记物细胞裂解的风险、测试的周转时间、装运和处理要求、用于样品处理的昂贵设备和人员培训、操作员可变性和人为错误，或其任何组合。
图28示出了来自欧洲临床化学和实验室医学联合会(EFLM)的用于静脉穿刺的示例处理流程指南。处理流程可以包括预采样、患者识别、患者准备、用品组装、给管贴标签、消毒双手、戴上手套、应用止血带、选择静脉、清洁部位、刺穿静脉、排空第一管、移除止血带、按顺序填充管、抽取后倒置一次、移除针、去除装置、施加压力、包扎抽取部位，并且再将管倒置四次。静脉穿刺的工作空间准备可以使用书面协议和规划。要使用的材料可能很容易获得，并且可以在有效期内使用供应品。可以安排工作空间，使得采血师可以在不离开抽血地点的情况下取得供应品。用于静脉穿刺的材料可以包括多功能车、采血托盘、手套、具有安全特征的采血系统、采血管、止血带、抗菌防腐剂、绷带、锐器箱、样品搅拌器、防漏运输袋或其任何组合。
使用本文所述的样品采集装置可以简化样品采集(如抽血)的处理流程。例如，如图29所示，通过静脉穿刺的样品采集可以包括预采样、患者识别、患者准备、组装装置、消毒双手、戴上手套、应用止血带、选择静脉、清洁部位、穿刺静脉、抽取到装置中、移除止血带、移除装置、施加压力和包扎手臂。用于静脉穿刺的材料可以包括样品采集装置、手套、止血带、抗菌防腐剂、绷带、锐器箱、芯片保持器或其任何组合。可以监视样品采集协议和采集的样品，并且可以将监视的信息提供给LIMS。
在一个示例中，样品采集者(例如，采血师)可以使患者做好准备以进行样品采集。LIMS可以通过样品采集界面提示样品采集者让患者舒适地坐15分钟。在此期间，可能会提示采血师告知患者该手术，解决任何问题，确认他们理解并感到舒适，或其任何组合。样品采集接口可以提示样品采集者捕获饮食和禁食合规性数据、补充剂使用情况、审查当前药物详细信息或其任何组合。可以通过扫描来自药物或补充剂瓶的条形码来采集药物和补充剂数据，并由样品采集者确认。如果没有瓶子可用，样品采集者界面可能会提示样品采集者基于所订购的给定测试来确认是否正在服用某些药物或补充剂。如果检测到可能导致虚假结果的交互，则LIMS可以查询知识库并提供信息。基于组织指南，可以不采集样品，或者可以标示并且不执行受影响的测试。附加提示可以捕获数据，包括但不限于乳胶过敏、血管迷走神经反应风险、测试专用因素(如对黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、雌二醇(E2)、黄体酮等的雌性激素)，或其任何组合。样品采集时，选定数据可能不可用或不确定。例如，患者可能不知道自己是否有乳胶过敏，并且由于症状可能不会立即显现，并且直到暴露后长达八小时才可能出现反应，LIMS可以在手术结束时提示样品采集者进行审查，以确认症状，并在手术后跟进患者和用户反馈(如有)。
样品采集者可以组装样品采集装置。组装可以包括将芯片保持器连接到输液器。样品采集者可以扫描芯片的RFID标签，以了解芯片信息并在有效期内进行验证。然后可以使用便携式标签打印机打印或者手动书写和粘贴人类可读的标签。可能会提示样品采集者消毒双手，并确认消毒以继续。语音接合可以降低剩余样品采集过程中的污染风险。可能会提示样品采集者穿戴适当的个人防护设备(例如，手套、口罩、长袍等)，确认并继续。在抽血的情况下，可能会提示样品采集者应用止血带。由于止血带可能是抗生素耐药性感染(例如，MRSA)的来源，样品采集界面可能要求确认使用了新的止血带以允许继续采样。可能会提示样品采集者(例如，采血师)选择静脉并确认使用了正确的针规。样品采集界面可以提示样品采集者使用适当的消毒剂对部位进行消毒，以进行所订购的测试，并要求确认消毒情况，以及要求在允许继续进行之前，该部位已经干燥。基于组织政策，可以使用单独的预浸拭子，并且也可以将其扫描到系统中。样品采集者可以刺穿静脉，抽取到装置中，移除止血带，移除装置，施加压力，并包扎手臂。这些动作可以由样品界面提示，在过程期间具有最小的数据捕获，以确保样品采集者的重点是患者的安全和舒适以及样品采集者的安全。可替代地，或者除此之外，简单的语音命令可以捕获合规性并移动到下一个动作。然后，可以提示样品采集者审查动作以及注释(如有)，以完成工作流程。可以通过数据输入以及时间信息来捕获质量指标(例如，如果清洁部位提示和确认之间的时间表明部位干燥不当)。
实验室信息管理系统及相关方法
在一个方面，本公开提供了用于处理对象的样品的系统。该系统可以包括与多个用户装置(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、15个、20个或更多个用户装置)通信的计算机服务器。计算机服务器可以包括(i)用于存储测试信息和临床信息的数据库(例如，知识库)，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)一个或多个计算机处理器，其被配置为执行该软件指令集以(a)从第一(例如，医生、临床医生等)用户接收对样品分析的请求，(b)从第二用户(例如，患者或对象)装置请求对象的生理信息中的健康状况，(c)查询数据库(例如，知识库)以(i)检索测试信息和临床信息以及(ii)使用测试信息和临床信息来生成预采集限制和样品采集协议，(d)向第二用户装置的用户提供预采集限制，以及(e)向第三用户(例如，技术人员、采血师等)提供样品采集协议。样品采集协议可以允许样品采集者采集样品用于测试。
在另一个方面，本公开提供了用于处理对象的样品的方法。该方法可以包括提供与多个用户装置(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、15个、20个或更多个用户装置)通信的计算机服务器。计算机服务器可以包括(i)用于存储测试信息和临床信息的数据库(例如，知识库)，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)用于执行该软件指令集的一个或多个计算机处理器。计算机服务器可以从第一用户(例如，医生、临床医生等)装置接收对样品分析的请求。计算机服务器可以向第二用户(例如，患者、对象等)装置请求生理信息中的健康状况。计算机服务器可以查询数据库(例如，知识库)以检索测试信息和临床信息。计算机服务器可以使用测试信息、临床信息或两者来生成预采集限制和样品采集协议。计算机服务器可以将预采集限制提供给第二用户装置，并将样品采集协议提供给第三用户(例如，技术人员、采血师等)装置。样品采集协议可以允许样品采集者从对象采集样品以用于样品分析。
在另一个方面，本公开提供了用于分析对象的样品的系统。该系统可以包括与用户装置通信的计算机服务器和被配置为分析样品的分析模块。计算机服务器可以包括用于存储测试信息的数据库(例如，知识库)、用于存储软件指令集的存储器，以及被配置为执行该软件指令集的一个或多个计算机处理器。该软件指令集可以允许计算机服务器(a)从用户(例如，医生、临床医生等)装置接收一个或多个输入参数，(b)查询数据库(例如，知识库)以确定用于分析样品的一个或多个测试条件，(c)从分析模块接收分析模块的状态，(d)使用输入参数、测试条件和分析模块的状态来生成具有最小测试周转时间的测试排程表，以及(d)将测试排程表提供给分析模块以执行样品的分析。输入参数可以包括分析的类型、要执行的测试的数目、分析的紧急性或其任何组合。
在另一个方面，本公开提供了用于分析对象的样品的方法。该方法可以包括提供与用户(例如，医生、临床医生等)装置和分析模块通信的计算机服务器。计算机服务器可以包括用于存储测试信息的数据库(例如，知识库)、用于存储软件指令集的存储器，以及被配置为执行该软件指令集的一个或多个计算机处理器。软件指令可以允许计算机服务器从用户装置接收一个或多个输入参数，查询数据库以确定用于分析样品的一个或多个测试条件，从分析模块接收分析模块的状态，使用一个或多个输入参数、一个或多个测试条件以及分析模块的状态，以生成具有最小测试周转时间的测试排程表，并将测试排程表提供给分析模块以分析样品。输入参数可以包括分析的类型、要执行的测试的数目、测试的紧急性或其任何组合。
该系统可以包括混合云微服务或多个混合云微服务。该系统可以通过混合云和本地基础设施运行微服务集。混合云微服务可以提供企业资源规划(ERP)、客户关系管理(CRM)、实验室信息管理系统(LIMS)、实验室信息系统(LIS)、科学数据管理系统(SDMS)、实验室自动化系统(LAS)或其任何组合。实验室信息管理系统(LIMS)可以包括实验室信息系统(LIS)。或者，实验室信息系统可以与实验室信息管理系统分离。组织可以使用微服务的任何子集来补充旧系统或定制组织独有的解决方案。例如，混合云微服务可用于减少患者识别错误，提高可能影响测试的临床相关信息的数据采集效率，通过实时工作流程演练、实时采集和用于持续改进的分析质量指标或其任何组合来减少操作员的可变性和认知负荷。
根据监管合规性和组织指南，微服务可以分布在全球、地区或本地托管的公共和私有云上。图30示出了LIMS的示例，其可以由基于混合云的和本地的基础设施提供。微服务可以与旧系统互补，或者可以是用于选定应用或用途的可定制解决方案。微服务甚至可以通过驱动体系结构来使用。应用程序接口(API)、远程过程调用(RPC)和消息收发接口可以与旧系统集成。LIMS可以包括知识库、仪器集成和自动化、工作流程管理、患者管理、医师管理、第三方系统集成、统一医学语言系统(UMLS)、数据安全和合规性、供应链管理、生物样品和废物管理、测定开发者管理、计费和客户关系管理，或其任何组合。
仪器集成和自动化可以通过耦合到物联网(IoT)中间件网关、机器视觉和机器人处理，允许第三方装置与实验室自动化系统集成。图31示出了仪器集成和自动化的示例示意图。第三方装置可以通过IoT中间件网关、机器视觉和机器人处理与LIMS和系统装置(例如，分析系统和其他基础设施)集成。IoT中间件网关可以与装置(例如，第三方和系统装置)和通信协议接合，以允许LAS与系统装置通信并控制系统装置。例如，在没有与装置的机器到机器接口的情况下，可以使用机器视觉和机器人控制来致动分析系统并从分析系统读取结果。在一个示例中，该系统与顶部装载台式热循环器集成。顶部装载台式热循环器可以不包括自动化(例如，操作员可以接合以装载、操作和设置循环参数)，但是可以通过具有机械臂或直角坐标式机器人的底盘集成到系统中，以打开、装载和设置热循环参数。机器视觉可用于确认正确的装载和设置的参数。IoT中间件网关可以允许底盘和LAS之间的通信。在另一个示例中，分析系统可以包括设计用于机器人集成的热模块。热模块可以包括机器接口，并且因此，可以通过热模块的机器接口来设置参数。IoT中间件网关可以将热模块接合到LAS。
工作流程管理可以包括测试订购和排程、样品管理、运行优化、分析、质量控制、报告或其任何组合。可以通过医师界面(例如，应用程序或网络界面)或通过集成的第三方系统订购测试。医师可以提供一个或多个输入参数。输入参数可以包括分析的类型、测试的数目、测试的紧急性或其任何组合。测试条件可以包括每次测定所需的操作的数目、测定之间共享的常见子过程、用于每次测定的材料或其任何组合。
界面可以包括患者认证详细信息，例如数据库中现有患者的患者身份或全名、地址和联系方式、用于带照片身份证件的身份、用于根据监管或组织指南登记患者的附加的详细信息，或其任何组合。请求的数据可以根据监管或组织规则进行验证，或者同时根据两者进行验证以合规。该系统可以向医生、临床医生、技术人员或患者的装置提供预采集限制。预采集限制可以包括饮食要求、禁食要求或饮食和禁食要求两者。可以基于组织在规则引擎中定义的参数和权重矩阵、患者可用性、样品采集者可用性或其任何组合来对测试进行排程。参数可以包括紧急性、采样位置、患者状态、样品类型、基于患者的限制(例如，饮食限制、相关病史等)或其任何组合。图32示意性地图示了用于样品安排和排程的参数的示例矩阵。可以向系统提供订购测试的临床医生的详细信息，例如全名和联系方式。可以向患者告知任何预采样限制，并且可以使用患者界面(例如，应用程序、网络界面等)来对样品采集进行排程，该患者界面可以是基于自然语言的，并通过语音、聊天或文本消息收发进行接合。根据定义的规则，可以通过接口向患者请求附加的患者信息，如非处方药(OTC)和补充剂使用情况，并在采集时由样品采集者确认，或两者兼而有之。系统可以选择并获取相关的样品芯片，基于所请求的测试生成采样协议，并指派样品采集者。
样品管理可以包括采样、处理、运输或其任何组合。可以通过用户输入、采集、存储、装置运输传感器或其任何组合来跟踪采样、处理和/或运输，以监视样品的生活力和质量保证跟踪。图33示意性地图示了用于分析样品和LIMS集成的示例处理流程。临床医生可以请求进行测试。如果该患者未被登记，则系统可以提示临床医生或患者进行登记。如果患者已被登记或一旦患者被登记，系统则可以通知患者饮食限制、请求相关病史、请求OTC和补充剂干预。饮食限制可能包括饮食指南(例如，不饮酒、不吸烟等)和禁食指南(例如，在测试前禁食多少小时)。患者可能会收到饮食和禁食指南的通知，并通过聊天机器人、推送通知、电子邮件或短信被提醒采集时间和地点。可以向用户(例如患者)提供附加的提醒以提高合规性。例如，该系统可以在采集前的预设时间向患者提供24小时不要饮酒的提醒、在给定时间后不要进食的提醒、在血液测试的早晨不要吸烟的提醒或其任何组合。相关的健康史(例如，健康或生理信息)可以包括诊断、预诊断、当前药物、与测试相关的其他信息或其任何组合。对象的健康或生理信息可以包括病史、非处方药物使用情况、补充剂使用情况或其任何组合。该系统可以被配置为如果药物、非处方药物或补充剂干预样品分析，则向用户(例如，医生、临床医生、技术人员、患者等)发出警报。
系统可以提供当前药物对所请求测试的影响。如果患者的当前药物对系统不可用，则可以在样品采集和处理工作流程的下游进一步采集该信息。如果采集没有被排程，则系统可以提示患者或临床医生对采集进行排程。该系统可以被配置为向医生、临床医生、患者等的装置提供或可以向其提供排程信息。排程信息可以包括样品采集日期、样品采集时间、样品采集的位置、被指派采集样品的人员或其任何组合。一旦对采集进行了排程，系统可以指派样品采集者，提供要使用的材料，提供样品采集工作流程，分配运行，并将估计的周转时间(TAT)通知给临床医生、患者或其他方。该系统可以被配置为提供或可以提供从样品采集到接收样品分析结果的估计周转时间。可以将结果提供给医生、临床医生、患者或其他相关方的装置。样品管理可以包括医师界面、规则引擎、知识库(例如，数据库)、技术人员(例如，样品采集者)界面、LAS、样品和废物管理、健康级别7快速医疗互操作性资源(HL7FHIR)转录、测试排程程序、患者管理、供应链、计费或其任何组合的使用。
采样时，样品采集者(例如技术人员)可以使用样品采集界面。样品采集界面可以提供提示、捕获和审查循环，如图34所示，以提高工作流程合规性、信息捕获、验证或其任何组合。样品采集界面可以是应用程序或web界面。应用程序可以通过语音、手势、触摸或其组合进行接合，并包括视觉和听觉反馈。例如，该应用程序可以提示采血师(例如，样品采集者)明确地识别患者。基于监管和组织指南，采血师可以扫描经批准的带照片的身份证，以捕获全名和其他可用的患者详细信息(例如出生日期、身体素质等)。应用程序可以请求采血师进行审查，并确认所捕获信息的准确性。可以类似地捕获诸如健康保险之类的附加信息。
样品采集者(例如采血师)可以使患者做好准备以进行样品采集。LIMS可以通过样品采集界面提示样品采集者让患者舒适地坐十五分钟。在此期间，可能会提示采血师告知患者该手术，解决任何问题，确认他们理解并感到舒适，或其任何组合。样品采集界面可以提示样品采集者捕获饮食和禁食合规性数据、补充剂使用情况、审查当前药物详细信息或其任何组合。可以通过扫描来自药物或补充剂瓶的条形码来采集药物和补充剂数据，并由样品采集者确认。如果没有瓶子可用，样品采集者界面可能会提示样品采集者基于所订购的给定测试来确认是否正在服用某些药物或补充剂。如果检测到可能导致虚假结果的交互，则LIMS可以查询知识库并提供信息。基于组织指南，可以不采集样品，或者可以标示并且不执行受影响的测试。附加提示可以捕获数据，例如乳胶过敏、血管迷走神经反应的风险、测试专用因素，例如对黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、雌二醇(E2)、黄体酮等的雌性激素，或其任何组合。样品采集时，选定数据可能不可用或不确定。例如，患者可能不知道自己是否有乳胶过敏，并且由于症状可能不会立即或一小时后显现，LIMS可能会在手术结束时提示样品采集者进行审查，以确认症状(如有)和手术后的用户反馈。
样品采集者可以组装样品采集装置。组装可以包括将芯片保持器连接到输液器。样品采集者可以扫描芯片的超高频(UHF)标签，以了解芯片信息并在有效期内进行验证。然后可以使用便携式标签打印机打印或者手动书写和粘贴人类可读的标签。可能会提示样品采集者消毒双手，并确认消毒以继续。语音接合可以降低剩余样品采集过程中的污染风险。可能会提示样品采集者穿戴适当的个人防护设备(如手套、口罩、长袍等)，确认并继续。在抽血的情况下，可能会提示样品采集者应用止血带。由于止血带可能是抗生素耐药性感染(例如MRSA)的来源，样品采集界面可能要求确认使用了新的止血带以允许继续采样。可能会提示样品采集者(例如，采血师)选择静脉并确认使用了正确的针规。样品采集界面可以提示样品采集者使用适当的消毒剂对部位进行消毒，以进行所订购的测试，并要求确认消毒情况，以及要求在允许继续进行之前，该部位已经干燥。根据组织政策，可以使用单独的预浸拭子，并且也可以将其扫描到系统中。样品采集者可以刺穿静脉，抽取到装置中，移除止血带，移除装置，施加压力，并包扎手臂。这些动作可以由样品界面提示，在过程期间具有最小的数据捕获，以确保样品采集者的重点是患者的安全和舒适以及样品采集者的安全。可替代地，或者除此之外，简单的语音命令可以捕获合规性并移动到下一个动作。然后，可以提示样品采集者审查动作以及注释(如有)，以完成工作流程。可以通过数据输入以及时间信息来获取质量指标(例如，如果清洁部位提示和确认之间的时间表明部位干燥不当)。
可以将样品运输至集成系统。样品可以在样品采集装置(例如适配器和保持器)中运输。在采集、运输和装载到分析系统中的过程期间，LIMS可以跟踪样品。该系统可以针对最高吞吐量和最快周转时间来优化每次运行。该系统可以提供分析模块的状态。分析模块的状态可以包括分析模块的容量、可用的芯片托架的数目、当前操作状态、每个测试要运行的估计时间，或其任何组合。该系统可以被配置为或者可以接受运行中的紧急运行。该系统可以被配置为使得在系统的操作期间允许将附加样品的分析添加到分析队列中。例如，系统可能正在运行一种方法，并且在系统操作期间可以将附加方法添加到队列中。可以将附加方法添加到队列的末尾(例如，在已经完成所有其他测试之后)或添加在队列中的另一个位置。例如，如果系统正在运行中，并且临床医生订购了紧急测试，系统可能会重新计算后续运行以补偿对当前运行的影响。用于计算运行优化的因素可以包括测试紧急性、要运行的测定、子模块容量、每次测定使用的托架、常见子过程(例如，核酸提取、库制备等)、每个子过程的时间和/或组织的规则引擎定义的其他过程。例如，使用NGS的无创产前检测(NIPT)测定和cctDNA测定可以使用样品采集芯片、cfDNA提取芯片、测定专用库制备芯片或其任何组合。因此，该系统可以通过并行运行用于NIPT和cctDNA测定的类似过程来优化周转时间。
在一个示例中，样品处理和分析可能包括库制备和NGS分析。例如，图35示意性地图示了用于NGS分析的样品的示例处理流程。可以制备库，为样品创建化学条形码，并将其在NGS分析仪上多路复用到单个运行中。根据样品数目和组织协议，样品可以直接是序列，或者来自多次运行的样品可以被整合并在NGS分析仪上以延长的时间段运行。
在另一个示例中，可以安排用于疑似抗微生物耐药性(AMR)败血症的紧急样品。图36示意性地图示了用于示例紧急测试的示例处理流程。如果测序仪处于运行中，并且不具有按需能力，则在运行完成之前可能不会执行测定。如果测序尚未完成，但测序仪的样品容量已耗尽，则一些样品可能会被延迟用于紧急样品。样品延迟可能不是一对一的，因为高比例的背景DNA可能会淹没致病性cfDNA。如果测序仪是按需的，那么每个流动池运行单个样品在经济上可能可行，或可能不可行。在这种情况下，测序可能会延迟，直到有更多的样品可供使用且被制备，这可能会导致延迟。用于检测AMR基因的快速多重核酸扩增试验(NAAT)(例如聚合酶链式反应、液滴数字聚合酶链式反应、环介导的等温扩增等)可以与库制备同步进行。NAAT可以允许及时做出治疗决定，而NGS可以为诊断提供完整的图像。该系统可以基于在规则引擎中定义的组织政策来计算最佳过程。在情有可原的情况下，可以提供手动越控，并根据规则引擎中定义的协议对其进行处理。
系统可以被配置为在样品分析已经完成时向用户(例如，技术人员、医生、临床医生等)发出警报。该方法可以包括当样品的分析已经完成时向用户发出警报。
该系统可以包括统一的医学语言系统(UMLS)。该服务可以使用统一的码、术语和词汇表将信息转录进系统和转录出系统，以实现与旧系统的互操作性、回顾性分析、质量保证、跨组织和地区的临床研究，或其任何组合。标准化词汇可以提高机器学习在生成和查询知识库以获得及时和正确的临床结果方面的性能。
可以将分析结果提供给用户(例如，技术人员、医生、临床医生等)。该系统可以包括数据库(例如，知识库)。数据库(例如，知识库)可以包括测试信息、用于分析的协议、结果分析指南、建议指南或其任何组合。图37示意性地图示了知识库的示例体系结构。数据库或知识库可以是包括诊断测试、临床相关信息、第二意见网络或授权专家或其任何组合的知识图。第二意见网络可以提高测试的可重复性，改善结果分析和解读，并为改善临床结果提供建议。可以进一步将结果提供给授权专家的网络。授权专家的列表可以存储在数据库(例如，知识库)中。授权专家网络可以包括经验证专家的独立小组。来自授权专家网络的专家可以基于样品的分析结果提供建议。
临床基因检测和分子诊断的瓶颈可能是领域专长临床医生和专家对结果的审查过程。世界上许多地区可能缺乏能够解读结果并提供指导的卫生专业人员。这个问题可以通过第二意见审查网络来解决，该网络可以包括经验证的独立专家的网络，这些专家能够向已经订购测试的临床医生或医师给出他们的意见、建议和指导。第二意见审查网络可以是一种有用的决策支持工具，用于实现对患者病例的重新评估，随后优化治疗和预后，这可以允许避免不必要的手术和成本。该网络可能包括来自各个领域的广大专家的小组，包括训练有素的生物学家和生物信息学家，他们可以对请求进行患者测试的临床医生进行支持。第二意见审查者可以分析患者的临床档案、基因或分子测试报告、知识库匹配的病例研究和临床文献，或其任何组合，以向患者的临床医生或医师给出指导。网络服务可以为多个紧急临床问题提供服务，并且可以同步实时招募广大专家的异质诊断小组。领域专家的选择可能基于个人知识、个人简历筛选、出版物以及关于选定的医疗和外科患者群体的特定专业知识，包括结果和代表机构。可以在质量、科学水平和专业领域的基础上，对公共和私人中心以及专家实施持续筛选和物色过程，以满足患者临床医生的要求。第二意见审查服务可以是订购测试的临床医生或医师可用的选项。也可以在临床医生或医师已经接收到未审查的测试结果报告之后命令进行审查。图38示意性地图示了第二意见审查网络的示例处理流程。测试报告可以从知识库中导出，并且可以由LIMS摄取到测试报告数据库，该数据库将报告提供给匹配引擎。匹配引擎可以选择审查者，审查者审查该过程，生成报告，然后将该报告递送给临床医生。多个审查者可以重复此循环。
该系统可以被配置用于测定开发。例如，临床试验协议可以包括用于确定合格性、分层、治疗分配的标记物(例如，整体标记物)或其任何组合。用于确定这些标记物的测定可能不符合用于临床决策的标准。因此，预测性标记物和测量标记物的稳健方法可以实现整体标记物的确定。为此，可以使用测定开发者程序来开发测定，以测量和识别整体标记物。开发者程序可以包括过程、软件和硬件工具集，以允许研究人员高效地开发可以在本文所述的分析系统上运行的测定，从而允许靶向药剂和预测标记物的共同开发。图39示出了用于在分析平台上开发测定的示例处理流程。测定开发者可以向开发者程序门户登记。开发者程序管理员(DPM)可以审查申请，并在授予访问权限时通知申请人。申请人可以被授权访问开发者门户，其中可能包括可下载的软件工具和文档，以及探针、芯片、试剂和台式实验室开发者版本的订购详细信息。开发者可以创建测定，通过门户提交测定详细信息，并将测定专用探针、试剂、引物等以及文件一起发送到参考实验室。参考实验室可能有一个测定开发和测试团队，其审查文件，使用样品进行测定并记录结果。如果测试结果是可重现的，并且通过了内部标准，则会告知开发者成功。可以与测定开发者签订协议，用于临床试验支持和开发者对测定的许可。在完成临床试验并已获得相关许可后，可以将测定协议上传到知识库供其他人使用。然后可以在监管批准后在平台上获得该测定。
计算机系统
本公开提供了被编程以实现本公开的方法的计算机系统。图40示出了被编程或以其他方式配置为控制分析系统或其他样品处理装置的计算机系统4001。计算机系统4001可以调节本公开的分析系统的各个方面，例如，调节处理模块、热模块、检测模块等。计算机系统4001可以是用户的电子装置或相对于电子装置远程定位的计算机系统。电子装置可以是移动电子装置。
计算机系统4001包括中央处理单元(CPU，本文也称为“处理器”和“计算机处理器”)4005，它可以是单核或多核处理器，或者可以是用于并行处理的多个处理器。计算机系统4001还包括存储器或存储器位置4010(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元4015(例如，硬盘)、用于与一个或多个其他系统通信的通信接口4020(例如网络适配器)，以及外围装置4025(例如高速缓存、其他存储器、数据存储和/或电子显示适配器)。存储器4010、存储单元4015、接口4020和外围装置4025通过诸如主板之类的通信总线(实线)与CPU 4005通信。存储单元4015可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据储存库)。计算机系统4001可以在通信接口4020帮助下可操作地耦合到计算机网络(“网络”)4030。网络4030可以是互联网、内联网和/或外联网，或者与互联网通信的内联网和/或外联网。在一些情况下，网络4030是电信和/或数据网络。网络4030可以包括一个或多个计算机服务器，其可以实现诸如云计算之类的分布式计算。在一些情况下，在计算机系统4001的帮助下，网络4030可以实现对等网络，该对等网络可以使得耦合到计算机系统4001的装置能够充当客户端或服务器。
CPU 4005可以执行一系列机器可读指令，这些指令可以体现在程序或软件中。这些指令可以被存储在诸如存储器4010之类的存储器位置中。指令可以指向CPU 4005，该指令可以随后对CPU 4005进行编程或以其他方式配置CPU 4005以实现本公开的方法。由CPU4005执行的操作的示例可以包括获取、解码、执行和写回。
CPU 4005可以是电路的一部分，例如集成电路。系统4001的一个或多个其他组件可以被包括在电路中。在一些情况下，该电路是专用集成电路(ASIC)。
存储单元4015可以存储文件，例如驱动程序、库和保存的程序。存储单元4015可以存储用户数据，例如，用户偏好和用户程序。在一些情况下，计算机系统4001可以包括一个或多个附加的数据存储单元，该数据存储单元在计算机系统4001外部，例如位于通过内联网或互联网与计算机系统4001通信的远程服务器上。
计算机系统4001可以通过网络4030与一个或多个远程计算机系统通信。例如，计算机系统4001可以与用户(例如，医师、患者、样品采集者等)的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式PC)、板或平板PC(例如， Galaxy Tab)、电话、智能电话(例如，/>支持Android的装置、/>)或个人数字助理。用户可以通过网络4030访问计算机系统4001。/>
本文所述的方法可以通过存储在计算机系统4001的电子存储位置上(例如，存储器4010或电子存储单元4015上)的机器(例如，计算机处理器)可执行代码来实现。可以以软件的形式提供机器可执行代码或机器可读代码。在使用期间，该代码可以由处理器4005执行。在一些情况下，可以从存储单元4015检索代码并将其存储在存储器4010上，以供处理器4005随时访问。在一些情况下，可以排除电子存储单元4015，并且将机器可执行指令存储在存储器4010上。
代码可以预先编译并配置为与具有适用于执行代码的处理器的机器一起使用，或可以在运行时编译。代码可以以编程语言提供，该编程语言可以被选择以使代码能够以预编译或编译后的方式执行。
本文提供的系统和方法的各方面，例如计算机系统4001，可以在编程中体现。该技术的各个方面可以被认为是“产品”或“制造品”，通常以机器(或处理器)可执行代码和/或相关数据的形式在一种类型的机器可读介质中携带或体现。机器可执行代码可以存储在电子存储单元上，例如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘。“存储”类型的介质可以包括计算机、处理器等的任何或所有有形存储器，或其相关模块，例如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，它们可以在任何时候为软件编程提供非暂时性存储。软件的全部或部分有时可以通过互联网或各种其他电信网络进行通信。例如，这样的通信可以使得能够将软件从一个计算机或处理器装载到另一个计算机或处理器，例如，从管理服务器或主机计算机装载到应用服务器的计算机平台。因此，可以承载软件元件的另一种类型的介质包括光波、电波和电磁波，例如在本地设备之间的物理接口之间、通过有线和光学陆线网络以及通过各种空中链路所使用的。携带这种波的物理元件，例如有线或无线链路、光学链路等，也可以被认为是承载软件的介质。如本文所用，除非限于非暂时性、有形的“存储”介质，否则诸如计算机或机器“可读介质”之类的术语是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。
因此，机器可读介质，如计算机可执行代码，可以采用多种形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括，例如，光盘或磁盘，例如任何计算机等中的任何存储设备，例如可以用于实现附图中所示的数据库等。易失性存储介质包括动态存储器，例如这样的计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括在计算机系统内构成总线的导线。载波传输介质可以采用电信号或电磁信号的形式，或者声波或光波的形式，例如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的声波或光波。因此，计算机可读介质的常见形式例如包括：软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、任何其他具有孔图案的物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或卡盘、传输数据或指令的载波、传输这种载波的电缆或链路，或计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些形式的计算机可读介质中的许多可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携带到处理器以供执行。
计算机系统4001可以包括电子显示器4035或与之通信，该电子显示器4035包括用于向操作员提供例如分析系统状态的用户界面(UI)4040。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于web的用户界面。
本公开的方法和系统可以通过一种或多种算法来实现。在由中央处理单元4005执行时，可以通过软件的方式来实现算法。例如，该算法可以引导分析系统根据给定的协议分析样品。
实施方式列表
本发明的以下实施方式列表将被视为公开了本发明的各种特征，这些特征可被视为针对于讨论它们的特定实施方式，或可与其他实施方式中列出的各种其他特征组合。因此，仅仅因为在一个特定实施方式下讨论了一个特征并不必然将该特征的使用限于该实施方式。
实施方式1.一种用于处理样品的系统，所述系统包括：输入模块，所述输入模块被配置为接受来自用户的一个或多个芯片，其中所述一个或多个芯片中的至少一个包括所述样品；处理模块，所述处理模块被配置为将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘，其中所述一个或多个卡盘被配置为处理所述样品；和可操作地耦合到所述输入模块和所述处理模块的一个或多个计算机处理器，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为(i)引导所述处理模块将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到所述一个或多个卡盘，以及(ii)引导所述一个或多个卡盘处理所述样品。
实施方式2.根据实施方式1所述的系统，其中所述系统被配置为封闭系统。
实施方式3.根据实施方式1或2所述的系统，还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视所述系统。
实施方式4.根据实施方式1-3中任一项所述的系统，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式5.根据实施方式1-3中任一项所述的系统，其中所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。
实施方式6.根据实施方式1-5中任一项所述的系统，其中所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。
实施方式7.根据实施方式1-6中任一项所述的系统，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
实施方式8.根据实施方式1-7中任一项所述的系统，还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。
实施方式9.根据实施方式1-8中任一项所述的系统，还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。
实施方式10.根据实施方式1-9中任一项所述的系统，其中所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。
实施方式11.根据实施方式1-10中任一项所述的系统，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
实施方式12.根据实施方式1-11中任一项所述的系统，其中所述处理模块被配置为将所述样品从所述一个或多个芯片中的第一芯片传送到所述一个或多个芯片中的第二芯片。
实施方式13.根据实施方式1-12中任一项所述的系统，其中所述处理模块被配置为(i)将所述一个或多个芯片中的芯片从所述一个或多个卡盘中的第一卡盘传送到所述一个或多个卡盘中的第二卡盘，或(ii)将所述样品从所述芯片传送到一个或多个其他芯片。
实施方式14.根据实施方式1-13中任一项所述的系统，其中所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。
实施方式15.根据实施方式14所述的系统，其中所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
实施方式16.一种用于处理样品的方法，所述方法包括：提供一种系统，所述系统包括接受来自用户的一个或多个芯片的输入模块和将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘的处理模块；向所述输入模块提供一个或多个芯片，其中所述一个或多个芯片中的至少一个包括所述样品；使用所述处理模块将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘；以及使用所述一个或多个卡盘来处理所述样品。
实施方式17.根据实施方式16所述的方法，其中所述系统被配置为封闭系统。
实施方式18.根据实施方式16或17所述的方法，还包括使用警报模块来监视所述系统。
实施方式19.根据实施方式16-18中任一项所述的方法，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式20.根据实施方式16-18中任一项所述的方法，其中如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式21.根据实施方式16-20中任一项所述的方法，还包括在所述系统处理所述样品时使用跟踪模块来跟踪所述样品。
实施方式22.根据实施方式16-21中任一项所述的方法，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
实施方式23.根据实施方式16-22中任一项所述的方法，还包括使用测序单元对所述样品的至少一部分进行扩增或测序。
实施方式24.根据实施方式16-23中任一项所述的方法，还包括使用一个或多个检测模块来分析所述样品。
实施方式25.根据实施方式16-24中任一项所述的方法，还包括使用耦合到所述系统的云服务器来远程监视和控制所述系统。
实施方式26.根据实施方式16-25中任一项所述的方法，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
实施方式27.根据实施方式16-26中任一项所述的方法，其中所述处理模块(i)将所述一个或多个芯片中的芯片从所述一个或多个卡盘中的第一卡盘传送到所述一个或多个卡盘中的第二卡盘，或(ii)将所述样品从所述芯片传送到一个或多个其他芯片。
实施方式28.根据实施方式16-27中任一项所述的方法，其中所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。
实施方式29.根据实施方式16-28中任一项所述的方法，其中所述一个或多个芯片使用刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
实施方式30.一种用于分析样品的系统，所述系统包括：处理模块，所述处理模块被配置为耦合到一个或多个卡盘，其中在使用期间，所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；检测模块，所述检测模块包括至少一个传感器，所述传感器被配置为分析所述样品的至少所述部分，其中所述至少一个传感器包括可变路径长度分光光度计，所述可变路径长度分光光度计被配置为与所述卡盘的至少一部分光学连通，所述卡盘包括所述样品的至少所述部分；和一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器可操作地耦合到所述处理模块和所述感测模块，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为(i)引导所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，(ii)引导所述检测模块与包括所述样品的至少所述部分的所述卡盘的至少所述部分光学连通，以及(iii)引导所述检测模块分析所述样品。
实施方式31.根据实施方式30所述的系统，其中所述可变路径长度分光光度计的路径长度被配置为从约0.01毫米(mm)到0.2毫米变化。
实施方式32.根据实施方式30或31所述的系统，其中所述系统被配置为封闭系统。
实施方式33.根据实施方式30-32中任一项所述的系统，还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视所述系统。
实施方式34.根据实施方式30-33中任一项所述的系统，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式35.根据实施方式30-33中任一项所述的系统，其中所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。
实施方式36.根据实施方式30-35中任一项所述的系统，其中所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述样品被所述系统处理时跟踪所述样品。
实施方式37.根据实施方式30-36中任一项所述的系统，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
实施方式38.根据实施方式30-37中任一项所述的系统，还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。
实施方式39.根据实施方式30-38中任一项所述的系统，还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。
实施方式40.根据实施方式30-39中任一项所述的系统，其中所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。
实施方式41.根据实施方式30-40中任一项所述的系统，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
实施方式42.根据实施方式30-41中任一项所述的系统，其中所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。
实施方式43.根据实施方式30-42中任一项所述的系统，其中所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
实施方式44.一种用于分析样品的方法，所述方法包括：提供一种系统，所述系统包括耦合到一个或多个卡盘的处理模块和分析所述样品的检测模块；将所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，其中所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；将包括可变路径长度分光光度计的所述检测模块定位为与包括所述样品的至少所述部分的所述卡盘的至少一部分光学连通；和使用所述检测模块来分析所述样品的至少所述部分。
实施方式45.根据实施方式44所述的方法，其中所述可变路径长度分光光度计的路径长度从约0.01毫米(mm)到0.2毫米变化。
实施方式46.根据实施方式44或45所述的方法，其中所述系统被配置为封闭系统。
实施方式47.根据实施方式44-46中任一项所述的方法，还包括使用警报模块来监视所述系统。
实施方式48.根据实施方式44-47中任一项所述的方法，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式49.根据实施方式44-47中任一项所述的方法，其中如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式50.根据实施方式44-49中任一项所述的方法，还包括使用跟踪模块在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。
实施方式51.根据实施方式44-50中任一项所述的方法，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
实施方式52.根据实施方式44-51中任一项所述的方法，还包括使用测序单元对所述样品的至少一部分进行扩增或测序。
实施方式53.根据实施方式44-52中任一项所述的方法，还包括使用被配置为分析所述样品的一个或多个检测模块。
实施方式54.根据实施方式44-53中任一项所述的方法，还包括使用耦合到所述系统的云服务器来远程监视和控制所述系统。
实施方式55.根据实施方式44-54中任一项所述的方法，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
实施方式56.一种用于控制样品的温度的系统，所述系统包括：处理模块，所述处理模块被配置为耦合到一个或多个卡盘，其中在使用期间，所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；热模块，所述热模块被配置为控制包括所述样品的至少所述部分的所述一个或多个卡盘中的所述卡盘的至少一部分的温度，其中所述热模块包括气动温度控制单元，所述气动温度控制单元被配置为与所述卡盘的至少所述部分热连通；和一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器可操作地耦合到所述处理模块和所述热模块，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为(i)引导所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，(ii)引导所述热模块与所述卡盘的至少所述部分热连通，以及(iii)引导所述热模块控制所述卡盘的至少所述部分的所述温度，从而控制所述样品的至少所述部分的温度。
实施方式57.根据实施方式56所述的系统，其中所述热模块被配置为提供非接触式温度控制。
实施方式58.根据实施方式56或57所述的系统，其中所述热模块包括Rank-Hilsch涡流管。
实施方式59.根据实施方式56-58中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为封闭系统。
实施方式60.根据实施方式56-59中任一项所述的系统，还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视所述系统。
实施方式61.根据实施方式56-60中任一项所述的系统，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式62.根据实施方式56-60中任一项所述的系统，其中所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。
实施方式63.根据实施方式56-62中任一项所述的系统，其中所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。
实施方式64.根据实施方式56-63中任一项所述的系统，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
实施方式65.根据实施方式56-64中任一项所述的系统，还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。
实施方式66.根据实施方式56-65中任一项所述的系统，还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。
实施方式67.根据实施方式56-66中任一项所述的系统，其中所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。
实施方式68.根据实施方式56-67中任一项所述的系统，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
实施方式69.根据实施方式56-68中任一项所述的系统，其中所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。
实施方式70.根据实施方式56-69中任一项所述的系统，其中所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
实施方式71.一种用于控制样品的温度的方法，所述方法包括：提供一种系统，所述系统包括耦合到一个或多个卡盘的处理模块和控制所述样品的温度的热模块；将所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，其中所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；定位所述卡盘，使得所述卡盘的至少一部分与所述热模块热连通，其中所述热模块包括气动温度控制单元；以及使用所述热模块来控制所述卡盘的至少所述部分的温度，从而控制所述样品的至少所述部分的所述温度。
实施方式72.根据实施方式71所述的方法，其中所述热模块提供非接触式温度控制。
实施方式73.根据实施方式71或72所述的方法，其中所述热模块包括Rank-Hilsch涡流管。
实施方式74.根据实施方式71-73中任一项所述的方法，其中所述系统被配置为封闭系统。
实施方式75.根据实施方式71-74中任一项所述的方法，还包括使用警报模块来监视所述系统。
实施方式76.根据实施方式71-75中任一项所述的方法，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式77.根据实施方式71-75中任一项所述的方法，其中如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则所述警报模块向用户发出警报。
实施方式78.根据实施方式71-77中任一项所述的方法，还包括在所述系统处理所述样品时使用跟踪模块来跟踪所述样品。
实施方式79.根据实施方式71-78中任一项所述的方法，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
实施方式80.根据实施方式71-79中任一项所述的方法，还包括使用测序单元对所述样品的至少一部分进行扩增或测序。
实施方式81.根据实施方式71-80中任一项所述的方法，还包括使用被配置为分析所述样品的一个或多个检测模块。
实施方式82.根据实施方式71-81中任一项所述的方法，还包括使用耦合到所述系统的云服务器来远程监视和控制所述系统。
实施方式83.根据实施方式71-82中任一项所述的方法，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
实施方式84.一种用于处理样品的装置，所述装置包括：卡盘，所述卡盘包括一个或多个托架，其中所述一个或多个托架中的托架被配置为可移除地保持芯片，并且其中所述托架包括第一图案的接触点，其中所述芯片包括与所述第一图案的接触点的互补的第二图案的接触点。
实施方式85.根据实施方式84所述的装置，其中所述卡盘被配置为使得所述托架被配置为可移除地耦合到多于一种类型的芯片。
实施方式86.根据实施方式84或85所述的装置，其中所述芯片被配置为可从所述卡盘传送到另一卡盘。
实施方式87.根据实施方式84-86中任一项所述的装置，其中所述芯片被配置为处理所述样品。
实施方式88.根据实施方式84-87中任一项所述的装置，其中所述芯片被配置为在所述样品的处理期间执行至少一个功能。
实施方式89.根据实施方式84-88中任一项所述的装置，其中所述至少一个功能选自从所述样品中提取核酸、库制备、对所述样品测序、从所述样品中分离组分以及对所述样品执行测定。
实施方式90.根据实施方式84-89中任一项所述的装置，其中所述卡盘包括介观流控电路和宏尺寸触点，并且所述芯片包括微流控电路和微尺寸触点，并且其中所述第一图案的接触点和所述第二图案的接触点被配置为在所述宏尺寸触点和所述微尺寸触点之间提供接口。
实施方式91.根据实施方式84-90中任一项所述的装置，其中所述卡盘包括标准接口，使得所述卡盘能够执行多于一种类型的样品处理。
实施方式92.根据实施方式84-91中任一项所述的装置，其中所述卡盘被配置为通过将所述芯片交换为另一芯片来分析样品。
实施方式93.根据实施方式84-92中任一项所述的装置，其中所述卡盘或所述芯片包括被配置用于验证和跟踪的认证单元。
实施方式94.根据实施方式84-93中任一项所述的装置，其中所述认证单元提供密码安全性。
实施方式95.根据实施方式84-94中任一项所述的装置，其中所述卡盘包括一个或多个构件，所述一个或多个构件选自气动装置、换能器、致动器、传感器、微泵、压力发生器、调节器、电磁阀、电磁铁、温度传感器、能量存储单元和电子电路。
实施方式96.根据实施方式84-95中任一项所述的装置，其中所述第一图案的接触点的和所述第二图案的接触点的接触被配置为向所述芯片提供电力、电子连通、气动连通、电磁连通或其任何组合中的一个或多个。
实施方式97.根据实施方式84-96中任一项所述的装置，其中所述卡盘包括存储器，并且其中所述存储器存储用于所述芯片的接口协议或驱动程序。
实施方式98.根据实施方式84-97中任一项所述的装置，其中所述芯片包括自密封材料，并且其中所述卡盘包括一个或多个针以穿透所述自密封材料。
实施方式99.一种用于采集样品的装置，所述装置包括：入口端口，所述入口端口被配置为从对象采集样品；一个或多个芯片，所述一个或多个芯片与所述入口端口流体连通；和与所述入口端口和所述一个或多个芯片流体连通的适配器，其中所述适配器被配置为将所述样品从所述入口端口的一个或多个介观流控通道引导到所述一个或多个芯片的一个或多个微流控通道。
实施方式100.根据实施方式99所述的装置，其中所述入口端口流体连接到被配置为从对象抽取血液的针。
实施方式101.根据实施方式99或100所述的装置，其中所述入口端口被配置为密封。
实施方式102.根据实施方式99-101中任一项所述的装置，其中所述装置包括至少两个芯片，并且其中所述适配器被配置为将所述样品多路复用到所述至少两个芯片中的每个芯片中。
实施方式103.根据实施方式99-102中任一项所述的装置，其中所述适配器被配置为运输所述样品。
实施方式104.根据实施方式99-103中任一项所述的装置，其中所述适配器被配置用于芯片检测、芯片识别、温度控制、温度检测、位置检测、数据记录、篡改检测或其任何组合中的一个或多个。
实施方式105.根据实施方式99-104中任一项所述的装置，其中所述装置被配置为一旦所述样品被输入到所述装置中，就跟踪和监视所述样品。
实施方式106.根据实施方式99-105中任一项所述的装置，其中所述装置是自密封的。
实施方式107.根据实施方式99-106中任一项所述的装置，其中所述一个或多个芯片中的芯片被配置为(i)保持所述样品或(ii)向所述样品提供缓冲液、试剂或其他添加剂。
实施方式108.一种用于处理对象的样品的系统，所述系统包括：与多个用户装置通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息和临床信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器被配置为执行所述软件指令集，以：从第一用户装置接收用于分析所述样品的请求；从第二用户装置请求所述对象的健康或生理信息；查询所述数据库以(i)检索所述测试信息和所述临床信息，以及(ii)使用所述测试信息和所述临床信息来生成预采集限制和样品采集协议；向所述第二用户装置的用户提供所述预采集限制；以及将所述样品采集协议提供给第三用户装置，其中所述样品采集协议允许样品采集者采集用于所述测试的所述样品。
实施方式109.根据实施方式108所述的系统，其中所述对象的所述健康或生理信息选自病史、非处方药物使用情况、补充剂使用情况及其组合。
实施方式110.根据实施方式108或109所述的系统，其中所述系统被配置为如果药物、非处方药物或补充剂干预所述样品的所述分析，则向所述第一用户装置或所述第二用户装置发出警报。
实施方式111.根据实施方式108-110中任一项所述的系统，其中所述系统还被配置为向所述第一用户装置或所述第二用户装置提供从样品采集到接收所述样品的所述分析的结果的估计周转时间。
实施方式112.根据实施方式108-111中任一项所述的系统，其中所述系统还被配置为向所述第一用户装置、所述第二用户装置或所述第三用户装置提供排程信息。
实施方式113.根据实施方式108-112中任一项所述的系统，其中所述排程信息包括样品采集日期、样品采集时间、样品采集位置、被指派采集所述样品的人员或其任何组合。
实施方式114.根据实施方式108-113中任一项所述的系统，其中所述预采集限制包括饮食要求或禁食要求。
实施方式115.根据实施方式108-114中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为向所述第二用户装置提供关于所述预采集限制的提醒。
实施方式116.根据实施方式108-115中任一项所述的系统，其中所述样品采集协议包括用于样品采集或样品采集工作流程的材料。
实施方式117.根据实施方式108-116中任一项所述的系统，其中所述系统还被配置为提示样品采集人员在样品采集之前明确地识别对象。
实施方式118.一种用于处理对象的样品的方法，所述方法包括：提供与多个用户装置通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息和临床信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)用于执行所述软件指令集的一个或多个计算机处理器；从所述多个用户装置中的第一用户装置接收用于分析所述样品的请求；从所述多个用户装置中的第二用户装置请求所述对象的健康或生理信息；查询所述数据库以检索所述测试信息和所述临床信息；使用所述测试信息和所述临床信息来生成预采集限制和样品采集协议；向所述第二用户装置提供所述预采集限制；以及将所述样品采集协议提供给所述多个用户装置中的第三用户装置，其中所述样品采集协议允许样品采集者采集所述对象的所述样品用于分析所述样品。
实施方式119.根据实施方式118所述的方法，其中所述健康或生理信息选自患者病史、非处方药物使用情况、补充剂使用情况及其组合。
实施方式120.根据实施方式118或119所述的方法，还包括如果药物、非处方药物或补充剂干预所述样品的所述分析，则向所述第一用户装置或所述第二用户装置发出警报。
实施方式121.根据实施方式118-120中任一项所述的方法，还包括向所述第一用户装置或所述第二用户装置提供从样品采集到提供所述样品的所述分析的结果的估计周转时间。
实施方式122.根据实施方式118-121中任一项所述的方法，还包括向所述第一用户装置、所述第二用户装置或所述第三用户装置提供排程信息。
实施方式123.根据实施方式118-122中任一项所述的方法，其中所述排程信息包括样品采集日期、样品采集时间、样品采集位置、被指派采集所述样品的人员或其任何组合。
实施方式124.根据实施方式118-123中任一项所述的方法，其中所述预采集限制包括饮食要求或禁食要求。
实施方式125.根据实施方式118-124中任一项所述的方法，还包括向所述第二用户装置提供关于所述预采集限制的提醒。
实施方式126.根据实施方式118-125中任一项所述的方法，其中所述样品采集协议包括用于样品采集或样品采集工作流程的材料。
实施方式127.根据实施方式118-126中任一项所述的方法，还包括提示样品采集人员在样品采集之前明确地识别对象。
实施方式128.一种用于分析对象的样品的系统，所述系统包括：与用户装置通信的计算机服务器和被配置为分析所述样品的分析模块，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器被配置为执行所述软件指令集，以：从所述用户装置接收一个或多个输入参数，其中所述一个或多个输入参数包括要执行的分析的类型和测试的数目；查询所述数据库以确定用于执行所述样品的所述分析的一个或多个测试条件；从所述分析模块接收所述分析模块的状态；使用所述一个或多个输入参数、所述一个或多个测试条件以及所述分析模块的所述状态来生成具有最小测试周转时间的测试排程表；以及将所述测试排程表提供给所述分析模块以执行所述样品的所述分析。
实施方式129.根据实施方式128所述的系统，其中所述数据库还包括用于所述分析的协议、结果分析指南、建议指南或其任何组合。
实施方式130.根据实施方式128或129所述的系统，其中所述一个或多个输入参数还包括测试紧急性。
实施方式131.根据实施方式128-130中任一项所述的系统，其中所述一个或多个测试条件包括每次测定所需的操作的数目、在测定之间共享的共同子过程，或每次测定所需的材料。
实施方式132.根据实施方式128-131中任一项所述的系统，其中所述分析模块的所述状态包括所述分析模块的容量、可用芯片托架的数目、当前操作状态、或每个待运行测试的估计时间。
实施方式133.根据实施方式128-132中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为使得在所述系统的操作期间允许将附加样品的分析添加到分析队列中。
实施方式134.根据实施方式128-133中任一项所述的系统，其中所述系统还被配置为当所述样品的所述分析完成时向所述用户装置发出警报。
实施方式135.根据实施方式128-134中任一项所述的系统，其中所述系统还被配置为将所述分析的结果提供给所述用户装置。
实施方式136.根据实施方式128-135中任一项所述的系统，其中所述系统还被配置为将所述分析的结果提供给授权专家网络，其中授权专家的列表被存储在所述数据库中。
实施方式137.根据实施方式128-136中任一项所述的系统，其中所述授权专家网络包括经验证专家的独立小组。
实施方式138.根据实施方式128-136中任一项所述的系统，其中所述系统还被配置为允许所述授权专家网络基于所述样品的所述分析的所述结果提供建议。
实施方式139.一种用于分析对象的样品的方法，所述方法包括：提供与用户装置和分析模块通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)被配置为执行所述软件指令集的一个或多个计算机处理器；从所述用户装置接收一个或多个输入参数，其中所述一个或多个输入参数包括要执行的分析的类型和测试的数目；查询所述数据库以确定用于执行所述样品的所述分析的一个或多个测试条件；从所述分析模块接收所述分析模块的状态；使用所述一个或多个输入参数、所述一个或多个测试条件以及所述分析模块的所述状态来生成具有最小测试周转时间的测试排程表；以及将所述测试排程表提供给所述分析模块以执行所述样品的所述分析。
实施方式140.根据实施方式139所述的方法，其中所述数据库还包括用于所述分析的协议、结果分析指南、建议指南或其任何组合。
实施方式141.根据实施方式139或140所述的方法，其中所述一个或多个输入参数还包括测试紧急性。
实施方式142.根据实施方式139-141中任一项所述的方法，其中所述一个或多个测试条件包括每次测定所需的操作的数目、在测定之间共享的共同子过程，或每次测定所需的材料。
实施方式143.根据实施方式139-142中任一项所述的方法，其中所述分析模块的所述状态包括所述分析模块的容量、可用芯片托架的数目、当前操作状态、或每个待运行测试的估计时间。
实施方式144.根据实施方式139-143中任一项所述的方法，还包括在所述系统的操作期间允许将附加的分析测试添加到分析测试队列中。
实施方式145.根据实施方式139-144中任一项所述的方法，还包括当所述样品的所述分析完成时向所述用户装置发出警报。
实施方式146.根据实施方式139-145中任一项所述的方法，还包括将所述样品的所述分析的结果提供给所述用户装置。
实施方式147.根据实施方式139-146中任一项所述的方法，还包括将所述样品的所述分析的结果提供给授权专家网络，其中所述授权专家的列表被存储在所述数据库中。
实施方式148.根据实施方式139-147中任一项所述的方法，其中所述授权专家网络包括经验证专家的独立小组。
实施方式149.根据实施方式139-147中任一项所述的方法，还包括允许所述授权专家网络基于所述样品的所述分析的所述结果提供建议。
实施例
实施例1：门诊患者处理流程
患者(例如对象)可以去拜访医生或临床医师，医生或临床医师可以对患者进行诊察。医生或临床医师可以决定运行具体的测试(例如基因测试)。医生可以登录到连接到纳于分析系统内的实验室信息管理系统(LIMS)的测试订购界面。医生可以输入患者身份，该身份可以传输到LIMS。LIMS可以审查库存数据库，以确定实验室中是否有测试耗材库存。如果耗材没有库存，医生可以订购耗材。如果耗材有库存，医生可以确认测试订单。LIMS可以经由样品采集、跟踪和元数据应用程序向护士、采血师或其他样品采集者发送测试订单警报。样品采集者可以检查订购的测试信息，包括要采集的样品类型和用于采集样品的装置。样品采集者可以选择合适的时间和位置，或者提供时间和位置选项供患者选择。LIMS可以向患者发送关于样品采集时间和位置的消息。患者可以选择时间和位置，并且LIMS可以向样品采集者提供确认。
在排定的时间，患者可以到达采样位置，并且样品采集者可以确认患者的身份。样品采集者可以选择可以是密封包装的指定的采样装置，并扫描附在包装上的射频标识符(RFID)标签。RFID信息可以与LIMS中的记录和样品采集包的记录相匹配，包括样品采集管或容器的序列号，并且可以生成关于试剂、缓冲液、管或容器内的其他化学品、样品提取工具等的信息。样品采集者可以采集样品并使用RFID读取器扫描样品管或容器的识别号。识别号可以提供给LIMS并添加到独有的测试订单条目中，该条目可以包括患者身份、订购的测试、样品采集包装识别、样品容器独有的识别号或其任何组合。样品采集者可以从患者采集附加的元数据，包括采样前的饮酒、吸烟、药物、饮食、取样位置或其任何组合，并且元数据可以被发送到LIMS并添加到测试记录中。
实施例2：住院患者处理流程
医生或专家可以决定运行具体的测试(例如基因测试)。医生可以登录到连接到纳于分析系统内的实验室信息管理系统(LIMS)的测试订购界面。医生可以输入患者身份，该身份可以传输到LIMS。LIMS可以审查库存数据库，以确定实验室中是否有测试耗材库存。如果耗材没有库存，医生可以订购耗材。如果耗材有库存，医生可以确认测试订单。LIMS可以通过样品采集、跟踪和元数据应用程序向护士、采血师或其他样品采集者发送测试订单警报。样品采集者可以检查订购的测试信息，包括要采集的样品类型和用于采集样品的装置。样品采集者可以选择合适的时间和位置，或者提供时间和位置选项供患者选择。LIMS可以向患者所在的病房发送关于样品采集时间和位置的消息。患者病房可以接收关于时间和位置的消息，并且可以选择时间和位置，并且LIMS可以向样品采集者提供确认。
在排定的时间，样品采集者可以到达患者所在位置，并且样品采集者可以确认患者的身份。样品采集者可以选择可以是密封包装的指定的采样装置，并扫描附在包装上的射频标识符(RFID)标签。RFID信息可以与LIMS中的记录和样品采集包的记录相匹配，包括样品采集管或容器的序列号，并且可以生成关于试剂、缓冲液、管或容器内的其他化学品、样品提取工具等的信息。样品采集者可以采集样品并使用RFID读取器扫描样品管或容器的识别号。识别号可以提供给LIMS并添加到独有的测试订单条目中，该条目可以包括患者身份、订购的测试、样品采集包识别、样品容器独有的识别号或其任何组合。样品采集者可以从患者采集附加的元数据，包括采样前的饮酒、吸烟、药物、饮食、取样位置或其任何组合，并且元数据可以被发送到LIMS并添加到测试记录中。
实施例3：系统处理
采集到的样品可以递送到实验室。实验室技术人员或操作员可以接收样品并视觉验证样品的内容。实验室技术人员可以将样品装载到样品保持器中以装载到系统中。LIMS系统可以提示实验室控制单元启动RFID扫描仪以扫描样品管或容器的识别号。可以通过RFID扫描仪将识别号提供给控制单元。控制单元可以向LIMS提供识别号。LIMS可以将每个样品管识别号与测试记录相匹配，并从测试记录识别要为每个样品运行的测试。LIMS可以确定将使用哪种样品构建芯片和过程进行测试。可以对装载到系统中的所有样品重复该过程。
LIMS可以生成样品识别号列表、每个样品的测试识别号、每个测试的样品构建过程以及每个测试要使用的芯片的列表。LIMS可以指示控制单元扫描当前装载在系统内的芯片的RFID标签。LIMS可以检查以确定系统内是否存在用于测试的芯片，并可以向实验室技术人员显示装载任何缺失芯片的提示。当所有芯片都存在时，LIMS可以指示控制单元开始处理样品，以便使用用于待运行测试的匹配芯片进行构建和测试。
样品可以在核酸提取芯片中提供或可以传送到核酸提取芯片，该核酸提取芯片可以裂解样品中的任何细胞并提取和纯化核酸。提取和纯化的核酸的数量和质量可以使用内置的核酸分析仪来确定。如果提取和纯化的核酸不符合或没有超过所订购的检测的数量和质量标准，则可以重复提取和纯化样品，直到达到标准。如果提取和纯化的核酸达到或超过所订购的检测的数量和质量标准，则可以将提取和纯化核酸传送到样品构建芯片中。LIMS可以指示控制单元激活机电和化学过程，例如加热、冷却、声处理，以及纯化的样品与试剂和标记物的混合，这些试剂和标记物专用于针对样品构建的所订购测试的协议。可以对构建的样品进行质量和数量测试，以验证结果是否符合所规定测试的标准。如果结果不符合具体测试的标准，则可以重复进行样品构建。如果结果符合具体测试的标准，则可以使用机器人液体处理器和移液管将构建的样品传送到测序仪卡盘中进行测序。
机器人处理子系统可以将卡盘插入测序仪，并放置测序仪所需的相关试剂瓶。此外，机器人处理子系统可以从实验室中的流动池保持器采集流动池，并将流动池插入测序仪。一旦样品卡盘、流动池和试剂瓶被放置在测序仪内，控制单元就可以启动测序仪以开始测序。测序仪可以开始测序，并且可以将原始读数提供给实验室内分析单元。
实施例4：干式实验室处理
在收到原始读数后，实验室内分析单元可以开始重建和比对测序读数，并将读数与目标基因进行模式匹配。实验室内分析单元可以在测序完成时或之后不久完成比对、重建和模式匹配。实验室内分析单元可以生成测序基因的报告，并将该报告传输到LIMS，LIMS可以将该报告传送到全球控制中心。全球控制中心可以从报告中提取选定的数据，并将选定的数据传输到知识库和生物信息学系统，该知识库和生物信息学系统可以将报告数据和患者档案与现有的临床研究和研究论文相匹配。相关研究综述和参考文献可附在报告中，以生成带附件的报告。该带附件的报告可以提交给第二意见网络。第二意见网络可以识别最合适的领域专家，并向领域专家提供报告的概要以及接受任务的请求。专业知识排名算法可以选择排名前两到三名的领域专家，并向他们发送完整的匿名报告。选定的领域专家可以审查报告，并通过应用程序或web界面发表意见。经审查的报告可提交给全球控制单元，该全球控制单元可将审查和建议传递给知识库和生物信息学系统。知识库和生物信息学系统可以向医生或临床医师提供完整的报告。
尽管本文已经显示和描述了本发明的优选实施方式，但对本领域技术人员而言显而易见的是，这样的实施方式仅通过示例的方式提供。本发明并不旨在受说明书中提供的具体示例的限制。虽然已经参考上述说明书描述了本发明，但本文中的实施方式的描述和阐释并不意味着以限制的意义来解读。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替换。此外，应当理解，本发明的所有方面不限于本文所述的具体描述、配置或相对比例，这些描述、配置和相对比例取决于各种条件和变量。应当理解，在实践本发明时可以采用本文所述的发明的实施方式的各种替代方案。因此，本发明还应涵盖任何这样的替代方案、修改、变化或等效方案。以下权利要求旨在限定发明的范围，并且在这些权利要求及其等价物的范围内的方法和结构由此被覆盖。

Claims (94)

1.一种用于处理样品的系统，所述系统包括：
输入模块，所述输入模块被配置为接受来自用户的一个或多个芯片，其中所述一个或多个芯片中的至少一个包括所述样品；
处理模块，所述处理模块被配置为将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘，其中所述一个或多个卡盘被配置为处理所述样品；和
可操作地耦合到所述输入模块和所述处理模块的一个或多个计算机处理器，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为：(i)引导所述处理模块将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到所述一个或多个卡盘，以及(ii)引导所述一个或多个卡盘处理所述样品。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统被配置为封闭系统。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视所述系统。
4.根据权利要求3所述的系统，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理模块被配置为将所述样品从所述一个或多个芯片中的第一芯片传送到所述一个或多个芯片中的第二芯片。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理模块被配置为(i)将所述一个或多个芯片中的芯片从所述一个或多个卡盘中的第一卡盘传送到所述一个或多个卡盘中的第二卡盘，或(ii)将所述样品从所述芯片传送到一个或多个其他芯片。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
16.一种用于处理样品的方法，所述方法包括：
(a)提供一种系统，所述系统包括接受来自用户的一个或多个芯片的输入模块和将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘的处理模块；
(b)向所述输入模块提供一个或多个芯片，其中所述一个或多个芯片中的至少一个包括所述样品；
(c)使用所述处理模块将所述一个或多个芯片从所述输入模块传送到一个或多个卡盘；以及
(d)使用所述一个或多个卡盘来处理所述样品。
17.一种用于分析样品的系统，所述系统包括：
处理模块，所述处理模块被配置为耦合到一个或多个卡盘，其中在使用期间，所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；
检测模块，所述检测模块包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为分析所述样品的至少所述部分，其中所述至少一个传感器包括可变路径长度分光光度计，所述可变路径长度分光光度计被配置为与包括所述样品的至少所述部分的所述卡盘的至少一部分光学连通；和
可操作地耦合到所述处理模块和所述感测模块的一个或多个计算机处理器，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为(i)引导所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，(ii)引导所述检测模块与包括所述样品的至少所述部分的所述卡盘的至少所述部分光学连通，以及(iii)引导所述检测模块分析所述样品。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述可变路径长度分光光度计的路径长度被配置为从约0.01毫米(mm)到0.2毫米变化。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述系统被配置为封闭系统。
20.根据权利要求17所述的系统，还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视所述系统。
21.根据权利要求20所述的系统，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
22.根据权利要求20所述的系统，其中所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。
23.根据权利要求17所述的系统，其中所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
25.根据权利要求17所述的系统，还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。
26.根据权利要求17所述的系统，还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。
27.根据权利要求17所述的系统，其中所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。
28.根据权利要求17所述的系统，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
29.根据权利要求17所述的系统，其中所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
31.一种用于分析样品的方法，所述方法包括：
(a)提供一系统，所述系统包括耦合到一个或多个卡盘的处理模块和分析所述样品的检测模块；
(b)将所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，其中所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；
(c)将包括可变路径长度分光光度计的所述检测模块定位为与包括所述样品的至少所述部分的所述卡盘的至少一部分光学连通；以及
(d)使用所述检测模块来分析所述样品的至少所述部分。
32.一种用于控制样品温度的系统，所述系统包括：
处理模块，所述处理模块被配置为耦合到一个或多个卡盘，其中在使用期间，所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；
热模块，所述热模块被配置为控制包括所述样品的至少所述部分的所述一个或多个卡盘中的所述卡盘的至少一部分的温度，其中所述热模块包括气动温度控制单元，所述气动温度控制单元被配置为与所述卡盘的至少所述部分热连通；和
可操作地耦合到所述处理模块和所述热模块的一个或多个计算机处理器，其中所述一个或多个计算机处理器被单独地或共同地编程为：(i)引导所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，(ii)引导所述热模块与所述卡盘的至少所述部分热连通，以及(iii)引导所述热模块控制所述卡盘的至少所述部分的所述温度，从而控制所述样品的至少所述部分的温度。
33.根据权利要求32所述的系统，其中所述热模块被配置为提供非接触式温度控制。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述热模块包括Rank-Hilsch涡流管。
35.根据权利要求32所述的系统，其中所述系统被配置为封闭系统。
36.根据权利要求32所述的系统，还包括警报模块，所述警报模块被配置为监视所述系统。
37.根据权利要求36所述的系统，其中如果所述处理模块在设定的操作参数之外操作，则所述警报模块向用户发出警报。
38.根据权利要求36所述的系统，其中所述警报模块被配置为如果所述系统已被打开或以其他方式被篡改，则向用户发出警报。
39.根据权利要求32所述的系统，其中所述系统还包括跟踪模块，所述跟踪模块被配置为在所述系统处理所述样品时跟踪所述样品。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述一个或多个芯片或所述一个或多个卡盘包括(i)至少一个机器可读标识符，所述至少一个机器可读标识符被配置为在所述系统处理所述样品时由所述跟踪模块跟踪，或者(ii)至少一个人类可读标识符。
41.根据权利要求32所述的系统，还包括测序单元，所述测序单元被配置为对所述样品的至少一部分进行测序。
42.根据权利要求32所述的系统，还包括一个或多个检测模块，所述一个或多个检测模块被配置为分析所述样品。
43.根据权利要求32所述的系统，其中所述系统耦合到云服务器，并且其中所述云服务器被配置为允许所述系统的用户远程监视和控制所述系统。
44.根据权利要求32所述的系统，其中所述处理模块包括选自液体处理单元、气动单元、温度控制单元和传送单元的一个或多个组件。
45.根据权利要求32所述的系统，其中所述一个或多个芯片包括用自密封材料密封的多个端口。
46.根据权利要求45所述的系统，其中所述一个或多个芯片被配置为使用被配置为刺穿所述自密封材料的一次性连接器进行流体连接。
47.一种用于控制样品温度的方法，所述方法包括：
(a)提供一系统，所述系统包括耦合到一个或多个卡盘的处理模块和控制所述样品的温度的热模块；
(b)将所述处理模块耦合到所述一个或多个卡盘，其中所述一个或多个卡盘中的卡盘包括所述样品的至少一部分；
(c)定位所述卡盘，使得所述卡盘的至少一部分与所述热模块热连通，其中所述热模块包括气动温度控制单元；以及
(d)使用所述热模块来控制所述卡盘的至少所述部分的温度，从而控制所述样品的至少所述部分的所述温度。
48.一种用于处理样品的装置，所述装置包括：
包括一个或多个托架的卡盘，其中所述一个或多个托架中的托架被配置为可移除地保持芯片，并且其中所述托架包括第一图案的接触点，其中所述芯片包括与所述第一图案的接触点互补的第二图案的接触点。
49.根据权利要求48所述的装置，其中所述卡盘被配置为使得所述托架被配置为可移除地耦合到多于一种类型的芯片。
50.根据权利要求48所述的装置，其中所述芯片被配置为可从所述卡盘传送到另一卡盘。
51.根据权利要求48所述的装置，其中所述芯片被配置为处理所述样品。
52.根据权利要求51所述的装置，其中所述芯片被配置为在所述样品的处理期间执行至少一个功能。
53.根据权利要求52所述的装置，其中所述至少一个功能选自从所述样品中提取核酸、库制备、对所述样品测序、从所述样品中分离组分以及对所述样品执行测定。
54.根据权利要求48所述的装置，其中所述卡盘包括介观流控电路和宏尺寸触点，并且所述芯片包括微流控电路和微尺寸触点，并且其中所述第一图案的接触点和所述第二图案的接触点被配置为在所述宏尺寸触点和所述微尺寸触点之间提供接口。
55.根据权利要求48所述的装置，其中所述卡盘包括标准接口，使得所述卡盘能够执行多于一种类型的样品处理。
56.根据权利要求48所述的装置，其中所述卡盘被配置为经由将所述芯片交换为另一芯片来分析样品。
57.根据权利要求48所述的装置，其中所述卡盘或所述芯片包括被配置用于验证和跟踪的认证单元。
58.根据权利要求57所述的装置，其中所述认证单元提供密码安全性。
59.根据权利要求48所述的装置，其中所述卡盘包括一个或多个构件，所述一个或多个构件选自气动装置、换能器、致动器、传感器、微泵、压力发生器、调节器、电磁阀、电磁铁、温度传感器、能量存储单元和电子电路。
60.根据权利要求48所述的装置，其中所述第一图案的接触点和所述第二图案的接触点的接触被配置为向所述芯片提供电力、电子连通、气动连通、电磁连通或其任何组合中的一个或多个。
61.根据权利要求48所述的装置，其中所述卡盘包括存储器，并且其中所述存储器存储用于所述芯片的接口协议或驱动程序。
62.根据权利要求48所述的装置，其中所述芯片包括自密封材料，并且其中所述卡盘包括一个或多个针以穿透所述自密封材料。
63.一种用于采集样品的装置，所述装置包括：
入口端口，所述入口端口被配置为从对象采集样品；
一个或多个芯片，所述一个或多个芯片与所述入口端口流体连通；和
与所述入口端口和所述一个或多个芯片流体连通的适配器，其中所述适配器被配置为将所述样品从所述入口端口的一个或多个介观流控通道引导到所述一个或多个芯片的一个或多个微流控通道。
64.根据权利要求63所述的装置，其中所述入口端口流体连接到被配置为从对象抽取血液的针。
65.根据权利要求63所述的装置，其中所述入口端口被配置为密封。
66.根据权利要求63所述的装置，其中所述装置包括至少两个芯片，并且其中所述适配器被配置为将所述样品多路复用到所述至少两个芯片中的每个芯片中。
67.根据权利要求63所述的装置，其中所述适配器被配置为运输所述样品。
68.根据权利要求67所述的装置，其中所述适配器被配置用于芯片检测、芯片识别、温度控制、温度检测、位置检测、数据记录、篡改检测或其任何组合中的一个或多个。
69.根据权利要求63所述的装置，其中所述装置被配置为一旦所述样品被输入到所述装置中，就跟踪和监视所述样品。
70.根据权利要求63所述的装置，其中所述装置是自密封的。
71.根据权利要求63所述的装置，其中所述一个或多个芯片中的芯片被配置为(i)保持所述样品或(ii)向所述样品提供缓冲液、试剂或其他添加剂。
72.一种用于处理对象的样品的系统，所述系统包括：
与多个用户装置通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括：(i)用于存储测试信息和临床信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器被配置为执行所述软件指令集以：
从第一用户装置接收用于分析所述样品的请求；
从第二用户装置请求所述对象的健康或生理信息；
查询所述数据库以(i)检索所述测试信息和所述临床信息，以及(ii)使用所述测试信息和所述临床信息来生成预采集限制和样品采集协议；
向所述第二用户装置的用户提供所述预采集限制；以及
将所述样品采集协议提供给第三用户装置，其中所述样品采集协议允许样品采集者采集用于所述测试的所述样品。
73.根据权利要求72所述的系统，其中所述对象的所述健康或生理信息选自病史、非处方药物使用情况、补充剂使用情况及其组合。
74.根据权利要求73所述的系统，其中所述系统被配置为如果药物、非处方药物或补充剂干预所述样品的所述分析，则向所述第一用户装置或所述第二用户装置发出警报。
75.根据权利要求72所述的系统，其中所述系统还被配置为向所述第一用户装置或所述第二用户装置提供从样品采集到接收所述样品的所述分析的结果的估计周转时间。
76.根据权利要求72所述的系统，其中所述系统还被配置为向所述第一用户装置、所述第二用户装置或所述第三用户装置提供排程信息。
77.根据权利要求76所述的系统，其中所述排程信息包括样品采集日期、样品采集时间、样品采集位置、被指派采集所述样品的人员或其任何组合。
78.根据权利要求72所述的系统，其中所述预采集限制包括饮食要求或禁食要求。
79.根据权利要求72所述的系统，其中所述系统被配置为向所述第二用户装置提供关于所述预采集限制的提醒。
80.根据权利要求72所述的系统，其中所述样品采集协议包括用于样品采集或样品采集工作流程的材料。
81.根据权利要求72所述的系统，其中所述系统还被配置为提示样品采集人员在样品采集之前明确地识别对象。
82.一种用于处理对象的样品的方法，所述方法包括：
(a)提供与多个用户装置通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括：(i)用于存储测试信息和临床信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)用于执行所述软件指令集的一个或多个计算机处理器；
(b)从所述多个用户装置中的第一用户装置接收用于分析所述样品的请求；
(c)从所述多个用户装置中的第二用户装置请求所述对象的健康或生理信息；
(d)查询所述数据库以检索所述测试信息和所述临床信息；
(e)使用所述测试信息和所述临床信息来生成预采集限制和样品采集协议；
(f)向所述第二用户装置提供所述预采集限制；以及
(g)将所述样品采集协议提供给所述多个用户装置中的第三用户装置，其中所述样品采集协议允许样品采集者采集所述对象的所述样品用于分析所述样品。
83.一种用于分析对象的样品的系统，所述系统包括：
与用户装置通信的计算机服务器和被配置为分析所述样品的分析模块，其中所述计算机服务器包括：(i)用于存储测试信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器被配置为执行所述软件指令集以：
从所述用户装置接收一个或多个输入参数，其中所述一个或多个输入参数包括要执行的分析的类型和测试的数目；
查询所述数据库以确定用于执行所述样品的所述分析的一个或多个测试条件；
从所述分析模块接收所述分析模块的状态；
使用所述一个或多个输入参数、所述一个或多个测试条件以及所述分析模块的所述状态来生成具有最小测试周转时间的测试排程表；以及
将所述测试排程表提供给所述分析模块以执行所述样品的所述分析。
84.根据权利要求83所述的系统，其中所述数据库还包括用于所述分析的协议、结果分析指南、建议指南或其任何组合。
85.根据权利要求83所述的系统，其中所述一个或多个输入参数还包括测试紧急性。
86.根据权利要求83所述的系统，其中所述一个或多个测试条件包括每次测定所需的操作的数目、在测定之间共享的共同子过程，或每次测定所需的材料。
87.根据权利要求83所述的系统，其中所述分析模块的所述状态包括所述分析模块的容量、可用芯片托架的数目、当前操作状态、或每个待运行测试的估计时间。
88.根据权利要求83所述的系统，其中所述系统被配置为使得在所述系统的操作期间允许将附加样品的分析添加到分析队列中。
89.根据权利要求83所述的系统，其中所述系统还被配置为当所述样品的所述分析完成时向所述用户装置发出警报。
90.根据权利要求83所述的系统，其中所述系统还被配置为将所述分析的结果提供给所述用户装置。
91.根据权利要求83所述的系统，其中所述系统还被配置为将所述分析的结果提供给授权专家网络，其中授权专家的列表被存储在所述数据库中。
92.根据权利要求91所述的系统，其中所述授权专家网络包括经验证专家的独立小组。
93.根据权利要求91所述的系统，其中所述系统还被配置为允许所述授权专家网络基于所述样品的所述分析的所述结果提供建议。
94.一种用于分析对象的样品的方法，所述方法包括：
(a)提供与用户装置和分析模块通信的计算机服务器，其中所述计算机服务器包括(i)用于存储测试信息的数据库，(ii)用于存储软件指令集的存储器，以及(iii)被配置为执行所述软件指令集的一个或多个计算机处理器；
(b)从所述用户装置接收一个或多个输入参数，其中所述一个或多个输入参数包括要执行的分析的类型和测试的数目；
(c)查询所述数据库以确定用于执行所述样品的所述分析的一个或多个测试条件；
(d)从所述分析模块接收所述分析模块的状态；
(e)使用所述一个或多个输入参数、所述一个或多个测试条件以及所述分析模块的所述状态来生成具有最小测试周转时间的测试排程表；以及
(f)将所述测试排程表提供给所述分析模块以执行所述样品的所述分析。
CN202180082338.4A 2020-10-07 2021-10-06 用于处理样品的系统和方法 Pending CN116569196A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB2015911.7A GB202015911D0 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Systems and methods for processing a sample
GB2015911.7 2020-10-07
PCT/US2021/053842 WO2022076607A1 (en) 2020-10-07 2021-10-06 Systems and methods for processing a sample

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116569196A true CN116569196A (zh) 2023-08-08

Family

ID=73223720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180082338.4A Pending CN116569196A (zh) 2020-10-07 2021-10-06 用于处理样品的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240077506A1 (zh)
EP (1) EP4226301A1 (zh)
CN (1) CN116569196A (zh)
GB (1) GB202015911D0 (zh)
WO (1) WO2022076607A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024023372A1 (es) * 2022-07-28 2024-02-01 Biothink Technologies, S.L. Dispositivo actuador y sistema para análisis clínicos con chips analíticos

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9810704B2 (en) * 2013-02-18 2017-11-07 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-analysis
CN107002016A (zh) * 2014-09-29 2017-08-01 奇普凯尔公司 包括匣盒和流体芯片的用于细胞的光学检测的设备及其方法
WO2017093763A2 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 The Technology Partnership Plc Sample preparation system and cartridge
KR102074150B1 (ko) * 2018-04-11 2020-02-06 바디텍메드(주) 복수의 진단 카트리지 세트의 반응특성 정보 변경 시스템 및 방법
KR20210093860A (ko) * 2018-09-20 2021-07-28 세페이드 반도체 검출 칩을 이용한 샘플 프로세싱의 시스템, 장치, 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP4226301A1 (en) 2023-08-16
GB202015911D0 (en) 2020-11-18
US20240077506A1 (en) 2024-03-07
WO2022076607A1 (en) 2022-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106053864B (zh) 试剂管理系统
US9417210B2 (en) System, apparatus and method for evaluating samples or analytes using a point-of-care device
JP2020190574A (ja) 多重分析のためのシステム及び方法
CN106964411B (zh) 具有集成传送模块的测试盒
JP6628648B2 (ja) アッセイ情報管理方法及びデバイス
US9034257B2 (en) High throughput flow cytometry system and method
US20160144358A1 (en) Dynamic Lab on a Chip Based Point-Of-Care Device For Analysis of Pluripotent Stem Cells, Tumor Cells, Drug Metabolites, Immunological Response, Glucose Monitoring, Hospital Based Infectious Diseases, and Drone Delivery Point-of-Care Systems
US10101349B2 (en) Analytical test management system and method
CA2849104A1 (en) Systems and methods for multi-analysis
CN101500694A (zh) 液滴操纵系统
JP2017049254A5 (zh)
US20240077506A1 (en) Systems and methods for processing a sample
US11360107B1 (en) Systems and methods for sample handling
US9121839B2 (en) Analyzing system, analyzing apparatus, container, analyzing method, program, and recording medium
Aguilera-Herrador et al. Analytical connotations of point-of-care testing
Mandenius et al. Biomechatronic design in biotechnology: a methodology for development of biotechnological products
Vázquez et al. Use of some cost-effective technologies for a routine clinical pathology laboratory
Biehl et al. Gaps and challenges of point-of-care technology
CN112831399A (zh) 智慧医院用自动化检测试剂瓶组、试剂盒、试剂仓及检测方法
EP2431928A1 (en) Method and apparatus for detecting the position of laboratorial equipment items associated with any kind of laboratory instruments, each laboratorial equipment item thereof
Wang et al. Development of fully automated low-cost immunoassay system for research applications
Raju et al. Automation and Computerization of (Bio) sensing Systems
Thurow Strategies for automating analytical and bioanalytical laboratories
Felder et al. Process evaluation of a fully automated molecular diagnostics system
US20230152342A1 (en) Method for detection of a bottom of at least one well

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination