CN214662228U - 流动路径选择阀、流动池组件、液路系统及测序系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种流动路径选择阀、流动池组件、液路系统及测序系统。流动路径选择阀被构造成在第一阀位置和第二阀位置之间切换，流动路径选择阀设有公共端口、多个第一端口、多个第二端口和多个连通槽，连通槽可选择地连通公共端口和第一端口或者第一端口和第二端口，在流动路径选择阀处于第一阀位置的情况下，第一端口与第二端口通过连通槽连通，在流动路径选择阀处于第二阀位置的情况下，第一端口与公共端口通过连通槽连通。如此，这样使得流动路径选择阀具有两个或两个以上的通路；该流动路径选择阀，适用于任何的需要利用三通阀特别是多个三通阀的液路系统，例如涉及需改变一个或多个流动路径的方向和/或分配多种液体/溶液的液路系统。

Description

流动路径选择阀、流动池组件、液路系统及测序系统

技术领域

本申请涉及机械和流体技术领域，更具体而言，涉及一种流动路径选择阀、一种流动池组件、一种液路系统和一种测序系统。

背景技术

相关技术中，对置于固相基底上的核酸样本进行核酸检测，例如，基于芯片检测实现核酸序列测定(测序)，通常包括一般所称的上机前的样本处理和上机，所称的上机前的样本处理为处理待测核酸样本使其满足上机要求，例如使待测核酸样本连接到固相基底表面，所称的上机指使处理后的待测核酸样本进入测序仪中进行测序。

当前的商业化测序平台通常包括两个或多个独立的或者功能衔接的设备来实现上述样本处理和测序。对于包括两个配套的设备的测序平台，通常地，其中的一个设备用于对待测核酸样本进行处理包括将其连接到反应小室(例如流动池或芯片)上，该设备常被称为杂交仪、进样仪、建库仪、样本处理仪或者样本制备仪；另一个设备对上一个设备输出的连接有待测核酸样本的芯片进行检测，从而实现核酸序列测定，该设备是测序平台最主要的硬件，亦即通常所称的测序仪。

当前商业化的测序平台，这些独立而又功能衔接的设备可以一起出售或购买，也可以单独/部分出售或购买；购买多个关联设备一般花费较高，而购买其中的一个或部分设备，比如只购买其中的测序仪，需要再结合人工操作或者选择商业化的样本处理服务，一般需要使用者操作更多或者参与更多。

随着测序技术和自动化等相关技术的发展，以及市场对操作简单等的期望，集成至少一部分的上机前样本处理和测序功能于一体的测序仪是一个发展方向(以下简称该种具集成功能的测序仪为集成型测序仪或者集成型测序平台)，特别是与集成前的测序平台相比，性能不减弱、体积相当或更小、操作更简便的集成型测序仪。

而至少受阻于以下因素，当前少有成熟的集成功能的集成型测序仪商品：上机前的样本处理和测序一般都包括多个步骤和多种反应，涉及多种试剂的切换、多种串联或并行的进出液顺序控制和微流控操控。

因此，如何构建一套集成至少一部分的上机前的样本处理和测序多种功能的系统，并且该系统或者包含该系统的集成型测序仪，性能与集成前是相当的或者说具有一定的质量水准并且成本在一定范围内，是值得关注的问题。

实用新型内容

本申请发明人在进行上机前样本处理和上机测序的集成液路设计和测试的过程中发现，能精确控制微量液体的集成液路，特别是能独立或交错地控制多个反应器(反应小室/流动池)上的反应、和/或控制一个反应器的不同区域的不同阶段的反应的液体环境的集成液路，涉及相当数量的阀体，因而关联管道的数目较多且相对交错复杂，构建得的集成液路相对来说比较占空间，而且，与其它功能模块或系统配合搭建整机(集成型测序仪)时，难以在预计体积下实现较好的配合。

因此，本申请实施方式提供一种流动路径选择阀、一种流动池组件、一种液路系统和一种测序系统，以至少一定程度地解决上述问题的至少一部分。

本申请实施方式提供一种流动路径选择阀，所述流动路径选择阀被构造成在第一阀位置和第二阀位置之间切换，所述流动路径选择阀设有公共端口、多个第一端口、多个第二端口和多个连通槽，所述连通槽可选择地连通所述公共端口和所述第一端口或者所述第一端口和所述第二端口，

在所述流动路径选择阀处于所述第一阀位置的情况下，所述第一端口与所述第二端口通过所述连通槽连通，

在所述流动路径选择阀处于所述第二阀位置的情况下，所述第一端口与所述公共端口通过所述连通槽连通。

该流动路径选择阀可以实现对多条液路(流路/流动路径)的三通控制，特别适用于包含多条液路、需要独立或并行控制多条液路的系统。

在某些实施方式中，所述流动路径选择阀包括：

歧管，所述歧管设有所述公共端口、所述多个第一端口和所述多个第二端口；

第一阀芯，所述第一阀芯设有连通槽，所述第一阀芯可相对所述歧管转动或滑动以使所述流动路径选择阀在所述第一阀位置和所述第二阀位置之间切换。

在某些实施方式中，所述流动路径选择阀包括设置在所述歧管上的第二阀芯，所述第一阀芯设在所述第二阀芯上，所述第二阀芯设有第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道与所述第一端口连通，所述第二通道与所述第二端口连通，所述第三通道与所述公共端口连通，

在所述流动路径选择阀处于所述第一阀位置的情况下，所述连通槽连通所述第一通道和所述第二通道实现所述第一端口和所述第二端口连通，在所述流动路径选择阀处于所述第二阀位置的情况下，所述连通槽连通所述第一通道和所述第三通道实现所述第一端口与所述公共端口连通。

在某些实施方式中，所述歧管设有容腔，所述第二阀芯至少部分地容置在所述容腔中。

在某些实施方式中，所述容腔的底面设有第一连接口、第二连接口和第三连接口，所述第一连接口连通所述第一端口和所述第一通道，所述第二连接口连通所述第二端口和所述第二通道，所述第三连接口连通所述公共端口和所述第三通道。

在某些实施方式中，所述第一端口、所述第二端口和所述公共端口中的至少两个分别位于所述歧管不同侧。

在某些实施方式中，所述连通槽包括间隔设置的第一连通槽和第二连通槽，在所述流动路径选择阀处于所述第一阀位置的情况下，所述第一端口与所述第二端口通过所述第一连通槽连通，在所述流动路径选择阀处于所述第二阀位置的情况下，所述第一端口与所述公共端口通过所述第二连通槽连通。

在某些实施方式中，所述流动路径选择阀包括驱动部件，所述驱动部件用于驱动所述第一阀芯转动或滑动；任选的，所述驱动部件提供电磁驱动。

在某些实施方式中，所述流动路径选择阀包括与所述第一阀芯连接的滑块，所述滑块连接所述驱动部件，所述驱动部件通过所述滑块驱动所述第一阀芯滑动。

在某些实施方式中，所述流动路径选择阀包括与所述歧管可拆卸连接的壳体，所述第一阀芯和所述滑块容置在所述壳体中。

在某些实施方式中，所述壳体设有导向槽，所述滑块包括连接部和与所述连接部连接的导轨部，所述连接部与所述第一阀芯连接，所述导轨部与所述导向槽配合以导引所述滑块带动所述第一阀芯滑动。

本申请实施方式的流动池组件包括以上任一实施方式所述的流动路径选择阀和与所述流动路径选择阀连接的流动池，所述流动池包括多个并列设置的通道，所述通道的一端与所述第一端口连通。

在某些实施方式中，所述流动池组件包括两个所述流动路径选择阀和一个所述流动池，所述流动池的通道的一端与其中一个流动路径选择阀的第一端口连通，所述流动池的通道的另一端与另一个流动路径选择阀的第一端口连通。

在某些实施方式中，所述通道的一端或者另一端与所述第一端口为无管道连接。

本申请实施方式的液路系统包括：多条流动路径，在流动池安装于所述液路系统中时与所述流动池流体地连接，以支撑目标分析物；以上任一实施方式的所述的流动路径选择阀，与所述流动路径连接，所述流动路径选择阀在所述流动路径之间进行选择；泵，在所述流动池安装于所述液路系统中时与所述流动池流体地连接，并且在分析操作期间使液体流动通过所述流动路径选择阀所选择的流动路径；以及控制电路，操作性地耦合所述流动路径选择阀，所述控制电路具有一个或多个处理器和储存计算机可执行指令的存储器，该计算机可执行指令在由所述处理器执行时控制所述处理器以命令所述流动路径选择阀选择指定的流动路径。

在某些实施方式中，液路系统还包括试剂选择阀和流动池，所述流动路径选择阀用于根据分析协议从穿过流动池的多个流动路径中选择流通流动池的流动路径，并引导所选择的试剂通过所述流动池。根据分析协议所述泵使所选择的试剂流动通过所选择的流动路径。

在某些实施方式中，所述流动池包括多个并列设置的通道，所述通道的一端与所述第一端口连通。

在某些实施方式中，所述通道的一端与所述第一端口无管道连接。

在某些实施方式中，所述液路系统还包括第一存储器和第二存储器，所述第一存储器存储待测样品溶液，所述第一存储器与所述第二端口连接，所述第二存储器存储反应试剂，所述第二存储器与所述公共端口连接。

本申请实施方式的测序系统包括以上任一实施方式所述的液路系统。

上述任一实施方式的流动路径选择阀，流动路径选择阀位于第一阀位置情况下，每个第一端口与对应的第二端口通过对应的连通槽连通，流动路径选择阀位于第二阀位置的情况下，每个第一端口与公共端口通过对应的连通槽连通，这样使得流动路径选择阀具有两个或两个以上的通路；该流动路径选择阀，适用于任何的需要利用三通阀特别是多个三通阀的液路系统，例如涉及需改变一个或多个流动路径的方向和/或分配多种液体/溶液的液路系统。应用该流动路径选择阀于包含多条液路/流动路径的液路系统，能够实现对该些多条液路的独立或并行地三通控制，可以避免液路系统中同时设置多个三通阀，从而使得液路系统成本降低，体积减小，试剂消耗量减少，可靠性提高以及便于维护维修和操控。上述任一该流动路径选择阀和/或任一包含该流动路径选择阀的液路系统特别适用于包含多条流动路径、且对流体控制和输送有高精度要求的系统，如测序系统(核酸序列测定系统)。包含上述任一流动路径选择阀的测序系统，能实现对流动池不同部分/区域的不同反应进程的独立操控，且制备成本低。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的流动路径选择阀的分解示意图；

图2是本申请实施方式的液路系统的结构示意图；

图3是本申请实施方式的流动路径选择阀的立体示意图；

图4是本申请实施方式的歧管的立体示意图；

图5是本申请实施方式的歧管的侧面示意图；

图6是图5的歧管沿A-A向的截面示意图；

图7是本申请实施方式的第一阀芯的平面示意图；

图8是本申请实施方式的第二阀芯的平面示意图；

图9是本申请实施方式的第一阀芯与第二阀芯配合并位于第一位置的示意图；

图10是本申请实施方式的第一阀芯与第二阀芯配合并位于第二位置的示意图；

图11是本申请实施方式的滑块的立体示意图；

图12是本申请实施方式的壳体的结构示意图；

图13是本申请实施方式的流动池组件的结构示意图；

图14是本申请实施方式的液路系统的结构示意图；

图15是本申请实施方式的系统的结构示意图；

图16是本申请实施方式的方法的流程示意图；

图17是本申请实施方式的液路系统的模块示意图；

图18是本申请实施方式的方法的流程示意图；

图19是本申请实施方式的方法的流程示意图。

主要元件符号说明：

流动路径选择阀10、液路系统12、泵14、公共端口16、第一端口18、第二端口20、连通槽21、第一连通槽22、歧管24、第一阀芯26、第二连通槽23、第二阀芯28、第一通道30、第二通道32、第三通道34、容腔36、第一连接口38、第二连接口40、第三连接口42、紧固件55、驱动部件56、滑块57、壳体58、导向槽59、连接部60、导轨部61、流动池组件101、多条流动路径102、流动池62、控制电路 63、存储器64、第一存储器66、第二存储器68、第一流动池70、第二流动池72、第一流动路径选择阀 74、第二流动路径选择阀76、第一反应区域78、第二反应区域80、试剂选择阀84、进液口86、出液口 88、集液器89、测序系统90。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

另外，下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”和“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性、顺序或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，除非另有限定，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请中，所称的“核酸序列测定”、“序列测定”和“测序”是等同的，包括DNA测序和/ 或RNA测序，包括长片段测序和/或短片段测序；所称的“序列测定反应”同测序反应。一般地，在核酸序列测定中，通过一轮测序反应能够识别/测定模板核酸上的一个碱基/核酸苷，所称碱基选自A、T、C、G和U中的至少一种。在边合成边测序(SBS)和/或边连接边测序(SBL)中，一轮测序反应包括延伸反应(碱基延伸)、信号检测(如拍照/图像采集)和基团切除(切除可检测基团和/或阻断基团)。所称的“核苷酸类似物”即底物，也称为可逆终止子(reversible terminator)，为A、T、C、G和/或U核苷酸的类似物，能够遵循碱基互补原则与特定类型的碱基配对、同时能够阻断或抑制核苷酸/底物结合到模板链的下一个核苷酸位置。一轮测序反应包括一个或几个由延伸反应(碱基延伸)、信号检测和基团切除组成的重复反应；例如，四种核苷酸类似物带有相同的可检测标记，如带有相同的荧光分子，一轮测序反应包括顺序进行的、对应四种核苷酸的四个重复反应；再例如，四种核苷酸类似物带有两种信号可检测区分开的可检测标记，两两所带的可检测标记相同，一轮测序反应可包括两个重复反应，即两种带有不同可检测标记的核苷酸于相同反应体系中进行延伸反应、信号检测和基团切除，两个重复反应实现一轮测序反应完成模板的一个位置的碱基类型识别；又例如，四种核苷酸类似物分别带有信号可检测区分开的四种可检测标记，或者四种核苷酸类似物中的三种分别带有信号可检测区分开的三种可检测标记、另一种核苷酸类似物不带可检测标记，一轮测序反应包括该四种核苷酸类似物于相同反应体系中进行一个重复反应。

请参阅图1-图2，本申请实施方式提供一种流动路径选择阀10，该流动路径选择阀10可以应用于液路系统12，或者说，液路系统12包括流动路径选择阀10，实现合流、分流、流动路径切换和/或流量的控制。

请参阅图1及图3，本申请实施方式的流动路径选择阀10被构造成在第一阀位置和第二阀位置之间切换，流动路径选择阀10具有公共端口16、多个第一端口18、多个第二端口20和多个连通槽21。连通槽21可选择地连通公共端口16和第一端口18或者第一端口18和第二端口20。

在流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，第一端口18与第二端口20通过连通槽21连通。在流动路径选择阀10处于第二阀位置的情况下，第一端口18与公共端口16通过连通槽21连通。

本申请实施方式的流动路径选择阀10和液路系统12中，流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，每个第一端口18与对应的第二端口20通过对应的连通槽21连通，流动路径选择阀10 处于第二阀位置的情况下，每个第一端口18与公共端口16通过对应的连通槽21连通，这样使得流动路径选择阀10具有两个或两个以上的通路；该流动路径选择阀10，适用于任何的需要利用三通阀特别是多个三通阀的液路系统，例如涉及需改变一个或多个流动路径的方向和/或分配多种液体 /溶液的液路系统。应用该流动路径选择阀于包含多条液路/流动路径的液路系统12，能够实现对该些多条液路的独立或并行地三通控制，可以避免液路系统12中同时设置多个三通阀，从而使得液路系统12成本降低，体积减小，试剂消耗量减少，可靠性提高以及便于维护维修和操控。

具体地，公共端口16的数量为一个，公共端口16可以作为流动路径选择阀10的液体入口或者出口。或者说，液体可以从公共端口16进入或流出流动路径选择阀10中，从而实现分流或者并流。这里，公共端口16作为流动路径选择阀10的液体入口，液体可以从公共端口16进入流动路径选择阀10中。公共端口16的形状可以为圆形、多边形等规则形状，也可以为不规则形状。本申请实施方式中，为了便于公共端口16形成、制造和/或与常见的管道连接，公共端口16呈圆形。

多个第二端口20与多个第一端口18一一对应。多个连通槽21与多个第一端口18一一对应。第一端口18的数量可以为2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或者更多。如图1所示的实施方式中，第一端口18的数量为8个，以适配该流动路径选择阀10上游或下游的包含8个出口或入口的元件或装置。

如图2所示，液体可以从公共端口16进入流动路径选择阀10中，从8个第一端口18流出，进而进入包含8条通道或者8个反应区域的流动池(flow cell)62，如此，能实现对该流动池62的该8条通道或者8个反应区域进液的并行控制。第一端口18的形状可以为圆形、多边形等规则形状，也可以为不规则形状。本申请实施方式中，第一端口18呈圆形。第一端口18可以作为流动路径选择阀10的液体出口，也可以作为入口。

类似地，本申请对第二端口20的数量也不作限制，第二端口20的数量可以为2个、3个、4 个、5个、6个、7个、8个或者更多。如图3所示的实施方式中，第二端口20的数量为8个，以适配该流动路径选择阀10上游或下游的包含8个出口或入口的元件或装置，如图2中的位于流动路径选择阀10下游的包含8条通道或者8个反应区域的流动池62，以实现对该流动池62的该8条通道或者8个反应区域进液的并行控制。第二端口20的数量和第一端口18的数量相等。第二端口 20的形状可以为圆形、多边形等规则形状，也可以为不规则形状。本申请实施方式中，第二端口 20呈圆形。第二端口20可以作为流动路径选择阀10的液体入口，也可以作为出口。为了制造方便，第二端口20的尺寸可以与第一端口18的尺寸相同。

连通槽21的数量和第一端口18和/或第二端口20的数量相同。本申请实施方式中，连通槽21 的数量也为8个。连通槽21的形状不作限制，只要能使得流动路径选择阀10处于第一阀位置时，连通第一端口18和第二端口20就行，例如可以成弧形或者长方形等形状。

综上，在第一阀位置时，每个第一端口18与对应的一个第二端口20连通，此时，液体从第二端口20进入流动路径选择阀10内，并从对应的第一端口18流出。也即是说，该流动路径选择阀 10还具有多通路同时进液，多通路同时出液的功能。

在第二阀位置时，公共端口16与每个第一端口18通过对应的一个连通槽21连通，此时，液体可以从公共端口16进入流动路径选择阀10内，经过连通槽21后从第一端口18流出。或者说，在第二阀位置时，液体从一个公共端口16进入流动路径选择阀10内，从多个第一端口18流出。也即是说，流动路径选择阀10具有一通路进液多通路出液的功能。

本申请实施方式中，流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，第一端口18和第二端口20 均与公共端口16隔断；在流动路径选择阀10处于第二阀位置的情况下，公共端口16和第一端口 18均与第二端口20隔断，以形成有独立的第一流道或者第二流道。第一流道和第二流道均为多个，如此，利于实现多个反应区域进出液的并行操控，也利于实现反应区域上不同反应进程进出液的独立操控。

在一些实施方式中，流动路径选择阀10可以处于第三阀位置，在此情况下，公共端口16、多个第一端口18和多个第二端口20相互隔断。如此，在流动路径选择阀10处于第三阀位置的情况下，该流动路径选择阀10还可以实现控制液体阻断的功能。

在此实施方式中，流动路径选择阀10具有三种模式，也即，流动路径选择阀10位于第一阀位置时，第一端口18和第二端口20连通的模式；流动路径选择阀10位于第二阀位置时，公共端口 16和第一端口18连通的模式；流动路径选择阀10位于第三阀位置时，公共端口16、第一端口18 和第二端口20相互隔断的模式。

需要指出的是，本申请所指的多个端口“隔断”指的是，多个端口之间不能连通，或者说，液体不能从指定的一个或多个端口进入，从指定的另外一个或多个端口流出。

请参阅图1及图3，在某些实施方式中，流动路径选择阀10包括歧管(manifold)24和第一阀芯 26。请结合图4-图6，歧管24具有公共端口16、多个第一端口18和多个第二端口20。请参阅图7，第一阀芯26设有连通槽21。第一阀芯26可相对歧管24转动或滑动以使流动路径选择阀10在第一阀位置和第二阀位置之间切换。

如此，在第一阀芯26转动或滑动的过程中，连通槽21可以连通公共端口16和第一端口18，或者可以连通第一端口18和第二端口20，使得液体可以从歧管24进入流动路径选择阀10内，并且从歧管24流出流动路径选择阀10。

具体地，歧管24是一种分流或汇流模块，歧管24可以将从公共端口16进入的液体分流后从多个第一端口18流出，也可以将从第二端口20进入的液体导流后从对应的第一端口18流出。可以理解，歧管24的内部具有与各个端口连通的流道。

本申请示例中，第一阀芯26呈方块状，第一阀芯26可以相对于歧管24滑动。连通槽21呈直线状，连通槽21可以呈折弯形，弯曲形等形状，在此不限制连通槽21的具体形状。

示意性地，连通槽21的数量与第一端口18的数量相同，本申请实施方式中，连通槽21的数量为8个。当然，在其他实施方式中，连通槽21的数量可以为2个、3个、4个、5个、6个等其他数量。

请参阅图1、图3及图8，在某些实施方式中，流动路径选择阀10包括设置在歧管24上的第二阀芯28，第一阀芯26设在第二阀芯28上，第二阀芯28设有第一通道30、第二通道32和第三通道34，第一通道30与第一端口18连通，第二通道32与第二端口20连通，第三通道34与公共端口16连通，

在流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，连通槽21连通第一通道30和第二通道32实现第一端口18和第二端口20连通，在流动路径选择阀10处于第二阀位置的情况下，连通槽21连通第一通道30和第三通道34实现第一端口18与公共端口16连通。

如此，第一阀芯26通过第二阀芯28选择地将第一端口18与公共端口16连通，或者将第一端口18和第二端口20连通，这样方便流动流经选择阀的制备。

具体地，第二阀芯28呈方块状，第一阀芯26和第二阀芯28的体积均小于歧管24的体积。由于歧管24和第一阀芯26单独制造，两者的精度可能无法使得歧管24和第一阀芯26满足配合要求而出现液体渗漏的现象。由于第一阀芯26和第二阀芯28的形状比较规则，容易制造。因此，本申请实施方式通过第二阀芯28连接歧管24和第一阀芯26，可以使得流动路径选择阀10更加容易制造，并且稳定性更佳。

当然，在其他实施方式中，第二阀芯28可以省略。此时，第一阀芯26与歧管24配合连接。

本申请实施方式中，第一通道30、第二通道32和第三通道34都是独立的通道，各个通道隔离设置。第一通道30、第二通道32和第三通道34均呈直线状，且均沿第二阀芯28的厚度方向贯穿第二阀芯28。

当然，在其他实施方式中，第一通道30、第二通道32和第三通道34中的至少一个可以呈折弯形，弯曲形等形状，在此不限制第一通道30、第二通道32和第三通道34的具体形状。

本申请示例中，第一通道30的数量和第一端口18的数量相同，均为8个。第二通道32的数量与第二端口20的数量相同，均为8个。第三通道34的数量为8个。当然，在其他实施方式中，第一通道30、第二通道32和第三通道34的数量可以为2个、3个、4个、5个、6个等其他数量。

如图8的示例中，第一通道30、第二通道32和第三通道34呈行列式排布，8个第一通道30、 8个第二通道32和8个第三通道34均沿第二阀芯28的长度方向间隔设置，并且8个第一通道30 沿第一直线排布，8个第二通道32沿第二直线排布，8个第三通道34沿第三通道34排布。沿第二阀芯28的宽度方向，第一通道30与第三通道34一一对齐设置，第一通道30和第二通道32错开设置。

当然，在其他实施方式中，第一通道30、第二通道32和第三通道34可以呈其他方式排布，在此不限制第一通道30、第二通道32和第三通道34的排布方式。

需要说明的是，本申请实施方式中，第二阀芯28相对于歧管24固定设置。第一阀芯26相对于第二阀芯28在第二阀芯28的表面滑动，以使第一阀芯26可以在第一位置和第二位置之间滑动，从而使得连通槽21可以选择性地连通第一通道30和第二通道32、或者第一通道30和第三通道34。

请参阅图3及图4，在某些实施方式中，歧管24设有容腔36，第二阀芯28至少部分地容置在容腔36中。如此，歧管24和第二阀芯28配合得更加紧凑，可以减小流动路径选择阀10的体积，有利于流动路径选择阀10小型化。

具体地，容腔36的形状和第二阀芯28的形状适配，本申请实施方式中，容腔36的形状也呈长方体状。如图3所示，第二阀芯28部分地容置在容腔36内，或者说，第二阀芯28的一部分凸出于容腔36。

请参阅图4，在某些实施方式中，容腔36的底面设有第一连接口38、第二连接口40和第三连接口42。第一连接口38连通第一端口18和第一通道30。第二连接口40连通第二端口20和第二通道32。第三连接口42连通公共端口16和第三通道34。

如此，第二阀芯28通过设置在容腔36的底面的连接口与第一端口18、第二端口20和公共端口16连通，可以增大第二阀芯28和容腔36的接触面积，防止液体渗漏。

为了使得第一连接口38与第一通道30对接、第二连接口40与第二通道32对接、第三连接口 42与第三通道34对接，第一连接口38、第二连接口40和第三连接口42的排布方式与第一通道30、第二通道32和第三通道34的排布方式相同，在此不再赘述第一连接口38、第二连接口40和第三连接口42的排布方式。

请参阅图4及图5，在某些实施方式中，第一端口18、第二端口20和公共端口16中的至少两个分别位于歧管24不同侧。例如，第一端口18和第二端口20位于歧管24的同一侧，公共端口16 位于歧管24的另一侧。又如，第一端口18和公共端口16位于歧管24的同一侧，第二端口20位于歧管24的另一侧。再如，第一端口18、第二端口20和公共端口16分别位于歧管24的不同侧。

在图5的方位示意中，第一端口18位于歧管24的左侧面，第二端口20位于歧管24的底侧面，公共端口16位于歧管24的右侧面。如此，各个端口设置在歧管24的不同侧，这样可以充分利用歧管24的空间，使得歧管24更加小型化，可以便于歧管24与其他零部件连接。

请参阅图7，在某些实施方式中，连通槽21包括间隔设置的第一连通槽22和第二连通槽23。在流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，第一端口18与第二端口20通过第一连通槽22连通，如图9所示。在流动路径选择阀10处于第二阀位置的情况下，第一端口18与公共端口16通过第二连通槽23连通，如图10所示。或者说，连通槽21包括两个不连续的部分，这样可以便于通过连通槽21控制第一端口18与第二端口20的连通、以及第一端口18与公共端口16的连通。

在图9及图10中的箭头代表液体的流体方向。如在图9中，液体从第二端口20进入流动路径选择阀10后，依次经过第二通道32、第一连通槽22和第一通道30后从第一端口18流出。

在图10中，液体从公共端口16进入流动路径选择阀10后，依次经过第三通道34、第二连通槽34和第一通道30后从第一端口18流出。

如图7的示例中，为了适应第一通道30、第二通道32和第三通道34排布，第一连通槽22相对于第一阀芯26的宽度方向倾斜呈直线延伸，第二连通槽23沿第一阀芯26的宽度方向呈直线延伸。

可以理解，图7仅仅是第一连通槽22和第二连通槽23的一个示例。在其他实施方式中，第一连通槽22、第二连通槽23的形状可以是弧形、弯折形等其他形状。

另外，在其他实施方式中，第一连通槽22和第二连通槽23中的一个可以省略，或者说，连通槽21为一个连续结构的槽。此时，在一个例子中，可以将第一通道30设置在第二通道32和第三通道34之间，并且第一通道30、第二通道32和第三通道34沿同一直线排布。连通槽21呈直线形状。在第一阀芯26位于第一位置时，连通槽21的一端连通第一通道30，另一端连通第二通道32，以使第一端口18和第二端口20连通；在第二阀芯28位于第二位置时，连通槽21的一端连通第三通道34，另一端连通第一通道30，以使公共端口16与第一端口18连通。

请再次参阅图1及图3，在某些实施方式中，流动路径选择阀10包括驱动部件56，驱动部件 56用于驱动第一阀芯26转动或滑动。如此，驱动部件56可以第一阀芯26运动，使得第一阀芯26 可以位于不同的位置，以使流动路径选择阀10实现不同的功能。

具体地，驱动部件56可以提供电磁驱动。例如，驱动部件56可以为电机，在第一阀芯26相对于歧管24滑动时，驱动部件56可以是具有丝杆结构的电机，在第一阀芯26相对于歧管24转动时，驱动部件56可以具有转轴的电机。

请参阅图1、图3及图11，在某些实施方式中，流动路径选择阀10包括与第一阀芯26连接的滑块57，滑块57连接驱动部件56，驱动部件56通过滑块57驱动第一阀芯26滑动。如此，有利于驱动部件56驱动第一阀芯26滑动。

具体地，滑块57与第一阀芯26可拆卸地连接。例如，滑块57与第一阀芯26通过定位销54 连接，滑块57受到驱动部件56的驱动力后，滑块57可以通过定位销驱动第一阀芯26滑动。当然，滑块57与第一阀芯26可以通过卡合结构等方式连接，本申请不限制滑块57和第一阀芯26的具体连接方式。

在驱动部件56为丝杆电机时，滑块57可以套设在丝杆电机的丝杆上。在丝杆转动的过程中，滑块57可以相对于丝杆移动，从而推动第一阀芯26运动。

请参阅图1、图3，在某些实施方式中，流动路径选择阀10包括与歧管24可拆卸连接的壳体 58，第一阀芯26和滑块57容置在壳体58中。如此，壳体58可以保护第一阀芯26和滑块57，并且向第一阀芯26和第二阀芯28提供压紧力，避免第一阀芯26和第二阀芯28出现漏液的不良现象。

具体的，壳体58可以通过紧固件55与歧管24连接。在一个例子中，流动路径选择阀10在组装的过程中，先将第二阀芯28安装到歧管24中，然后将第一阀芯26安装在第二阀芯28上，之后使第一阀芯26和滑块57限位，再将壳体58盖在歧管24上，使得滑块57和第一阀芯26均位于壳体58中，最后通过紧固件55穿过歧管24并与壳体58拧紧，从而使得壳体58固定在歧管24上。

请参阅图11及图12，在某些实施方式中，壳体58设有导向槽59，滑块57包括连接部60和与连接部60连接的导轨部61。连接部60与第一阀芯26连接。导轨部61与导向槽59配合以导引滑块57带动第一阀芯26滑动。如此，导轨部61和导向槽59配合可以使得滑块57沿预定轨迹滑动，从而可以带动第一阀芯26在第一位置和第二位置之间滑动。

具体地，连接部60可以通过定位销54与第一阀芯26连接。连接部60的轮廓可以与第一阀芯 26的形状适配，以便于与第一阀芯26连接。导轨部61凸出于连接部60的表面。导轨部61的横截面积小于连接部60的横截面积。

请参阅图13，本申请实施方式的流动池组件101包括以上任一实施方式的流动路径选择阀10 和流动池62，流动池62与流动路径选择阀10连接。流动池62包括多个并列设置的通道621，通道621的一端与第一端口18连通。如此，流动路径选择阀10和流动池62可以形成一个整体模块，便于安装。

本申请所称的流动池62提供生化反应场所，流动池62具体地可以是芯片，流动池62可拆装地连接到流动路径选择阀10中。具体地，流动池62可以设置有插接头，插接头形成有通道621，插接头可以插入第一端口18中，从而实现流动池62的通道621与第一端口18直接连接。当然，在其他实施方式中，流动池62与流动路径选择阀10可以通过管道连通。

在一些实施方式中，流动池组件101包括两个流动路径选择阀10和一个流动池62，通道621 的一端与其中一个流动路径选择阀10的第一端口18连通，通道621的另一端与另一个流动路径选择阀10的第一端口18连通。

在一些实施方式中，通道621的一端或者另一端与所述第一端口18为无管道连接。如此，流动池62与流动路径选择阀10直接连接，可以省略连接的管道，降低漏液的风险。

请再次参阅图2，本申请实施一个实施方式的液路系统12包括以上任一实施方式的流动路径选择阀10、泵14、多条流动路径102和控制电路63。多条流动路径102在流动池62安装于液路系统 12中时与流动池62流体地连接，以支撑目标分析物。

泵14在流动池62安装于液路系统12中时与流动池62流体地连接，并且在分析操作期间使液体流动通过流动路径选择阀10所选择的流动路径102。

控制电路63操作性地耦合流动路径选择阀10，控制电路63具有一个或多个处理器和储存计算机可执行指令的存储器，该计算机可执行指令在由处理器执行时控制处理器以命令流动路径选择阀 10选择指定的流动路径102。

本申请实施方式的液路系统12中，利用流动路径选择阀10可以对多条流动路径102独立或并行地三通控制，可以避免液路系统12中同时设置多个三通阀，从而使得液路系统12成本降低，体积减小，试剂消耗量减少，可靠性提高以及便于维护维修和操控。上述的液路系统12特别适用于对流体控制和输送有高精度要求的系统，如测序系统。

具体地，泵14可以为液路系统12提供动力，使得液体可以流动。泵14的数量可以包含多个，例如两个，其中一个泵14可以与公共端口16连通，另一个泵14与第二端口20连通，实现分流或者并流。与公共端口16连通的泵可以为液体提供从公共端口16至第一端口18的动力，与第二端口20连通的泵可以为液体提供从第二端口20至第一端口18的动力。

在一个具体实施方式中，第一端口18的数目为8，泵14包含与该第一端口18数目相等的8个泵，例如为负压八联泵，该负压八联泵位于液路系统12的下游，具体地，位于流动池62的下游，该八联泵能够独立地为通过该流动路径选择阀10后的流体提供负压，使得多条流动路径102中各流道流体的动力大小能够独立地控制，利于精细控制各流道流体的流量和/或流速。

请参阅图2，本申请实施方式中，液路系统12还包括存储器64，存储器64可以存储溶液，所称的溶液包括多种，包括反应液、缓冲液、清洗溶液和/或纯净水等，包括不同反应或者一个反应不同步骤的试剂，包含该泵14的液路系统12可以使得一种或多种溶液依次或者同时朝向流动池62 流动。

在某些实施方式中，存储器64包括第一存储器66和第二存储器68，第一存储器66承载生物样品溶液，所第二存储器68承载反应液。在流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，流动路径选择阀10连通第一存储器66和流动池62，泵14诱导生物样品溶液朝向流动池62流动。在流动路径选择阀10处于第二阀位置的情况下，流动路径选择阀10连通第二存储器68和流动池62，泵 14诱导反应液通过第二流道朝向流动池62流动。

也即是说，流动路径选择阀10可以使得反应液和生物样品溶液独立、分时地进入流动池62，以顺序实现相应的反应，例如实现样本加载反应(核酸的固定和/或杂交)以及测序反应。

示例性地，第一反应例如为固定和/或杂交反应，即将待测核酸固定或者连接到流动池62的通道或反应区域上，生物样品溶液为包含待测核酸的溶液，该生物样品溶液可以依次经过第二端口20 和第一端口18进入流动池62，以进行该第一反应。在一个示例中，流动池62为类似于三明治的、具有上中下三层的结构，或者为具有上下两层的结构，上层(靠近物镜)为透光的玻璃层，中层或者下层为透光的玻璃层或者为不透光的基底层，中层或者下层设有阵列排布的多个通道，通道能够容纳液体为反应提供物理空间，每个通道具有独立的进液口和出液口，通道的数目与第一端口18 的数目相等，多个生物样品溶液可以同时且流体独立地经过一个第二端口20和一个第一端口18进入到流动池62的一个通道中，因而，该流动路径选择阀10或者包含该流动路径选择阀10的液路系统12能够不需结合其它手段(如标签标记不同的生物样品)实现多种生物样品的加载和检测分析。具体地，这里的流动池62例如为表面具有功能基团的固相基底和/或表面连接有探针的固相基底，表面具有功能基团的固相基底和/或表面连接有探针的固相基底一般也称为芯片或微球，例如，通道的上表面(上层玻璃层的下表面)和/或通道的下表面(中层或者下层结构的上表面)上具有功能基团或者连接有探针(寡核苷酸)，所称的功能基团能够连接待测核酸，和/或所称探针的至少一部分能够与待测核酸互补配对，以实现将待测核酸固定或连接到固相基底表面，以进行后续的对固定或连接在固相基底表面的待测核酸进行检测分析，例如进行测序反应。

第二反应例如为测序反应，即核酸序列测定反应，更具体地，为基于芯片检测利用可逆终止子的边合成边测序反应，相应地，所称的反应液包括一种或多种包含底物(可逆终止子)、聚合酶催化剂、切割试剂(基团切除试剂)、成像试剂和清洗试剂等多种试剂，各种试剂/反应液可以依次或者同时经过公共端口16和第一端口18进入流动池62，以进行第二反应，具体地，相应试剂顺序或者同时经过流动路径选择阀10后可以流至流动池62，以在流动池62进行多个反应步骤，以实现所称的测序反应；所称的流动池62例如为表面连接有待测核酸的固相基底，该表面连接有待测核酸的固相基底例如为芯片或微球。

通过控制一个流动路径选择阀10切换流道可实现在流动池62中进行上述第一反应和第二反应，可使得包含第一反应和第二反应的核酸序列测定系统(集成系统)具有较简单的结构。而这样不需要在不同的系统/设备/装置中进行第一反应和第二反应，用户操作更简便，而且，搭建该集成的核酸序列测定系统的成本远低于搭建单独实现第一反应的核酸序列测定系统(样本加载装置)和单独实现第二反应的核酸序列测定系统的成本之和。

本申请实施方式的第一反应包括使生物分子连接至流动池62中的反应，例如包括固定、杂交或者采样反应。所称的生物分子包括DNA和/或RNA等，包括核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸及其类似物，包括A、T、C、G和U及其类似物。其中，C表示胞嘧啶或者胞嘧啶类似物，G表示鸟嘌呤或者鸟嘌呤类似物，A表示腺嘌呤或者腺嘌呤类似物，T表示胸腺嘧啶或者胸腺嘧啶类似物，U 表示尿嘧啶或者尿嘧啶类似物。

第二反应包括对连接至流动池62中的生物分子进行检测的反应，例如，生物分子为核酸，第二反应可以为序列测定反应，即一般所称的测序，包括测定DNA或RNA等的一级结构或序列，包括测定给定的核酸片段的核苷酸/碱基的次序。第二反应可以包括一个或多个子反应。在一个例子中，对DNA进行序列测定，第二反应为测序，基于边合成边测序或者边连接边测序，具体地，例如基于芯片检测、利用带有可检测标记的改造的核苷酸，如利用带有检测标记的dNTP或dNTP类似物进行边合成边测序，该测序包括多个子反应，包括碱基延伸反应、采集信号及检测基团切除，来实现待测核酸序列上一个位置的碱基类型的测定；进行该多个子反应一次，可称为进行一个重复反应或一轮反应，测序包括多个重复反应或多轮反应，以测读得核酸分子(模板)的至少一段序列的核苷酸/碱基次序。所称的改造的核苷酸带有荧光分子，在特定情境中能被激发发出荧光以被光学系统检测到，该改造的核苷酸标记结合到待测核酸后，能够阻止碱基/核苷酸结合到待测核酸的下一个位置，例如为3'羟基末端带有可化学切割部分的dNTP或者具有能阻扰下一个核苷酸结合到待测核酸的分子构象的dNTP，dNTP或者dNTP类似物为四种分别包含碱基A、T/U、C和G的脱氧核糖核苷酸。

对于基于芯片检测的边合成边测序(SBS)或者边连接边测序(SBL)，在聚合酶或者连接酶的作用下，碱基延伸反应包括在固定有待测核酸分子的流动池62上、基于碱基互补原则使核酸苷 (包括改造的核苷酸)结合到待测核酸分子上，并采集相应的反应信号。改造的核苷酸可以是带有可检测标记的核苷酸，该可检测标记使得改造的核苷酸在某些环境下可被检测到，例如带有荧光分子标记的核苷酸，在特定波长的激光的激发下，会发出荧光；一般地，对于SBS，该改造的核苷酸还具有抑制另外的核苷酸结合到相同核酸分子的下一个位置的功能，例如带有阻断基团，该阻断基团可以阻止其它核苷酸结合到该模板的下一个位置，以使每个延伸反应为单碱基延伸反应，以能够采集到相应的来自次单碱基延伸的信号，阻断基团例如为改造的连接在该核苷酸的糖基的3'位的叠氮基(-N₃)。

对生物分子的检测分析，一般地，先使生物分子连接至流动池62，再在对连接至流动池62的生物分子进行检测；具体地，在上述任一具体实施方式，先进行第一反应再进行第二反应，即测序反应在待测核酸连接到流动池62之后进行。如此，利用该液路系统12，能够实现多类反应包括采样和样本检测于一个核酸序列测定系统中进行。

在某些具体实施方式中，第一反应为采样反应，第二反应为测序反应，先进行第一反应再进行第二反应，待测核酸分子包含于微量生物样品溶液中，例如为微升级别，例如为20微升；进行第一反应之前，已利用清洗溶液比如利用对后续反应不影响的溶液对该液路系统12进行清洗，液路系统12中充满清洗溶液；在启动第一反应之前，先打入一段空气，以隔开后续流入的生物样品溶液和已在液路系统中的清洗溶液，以免微量生物样品遭到扩散和/或稀释，影响待测核酸分子连接到流动池62和后续的对待测核酸分子的检测，并且，隔开后续流入的生物样品溶液和已在液路系统中的清洗溶液，也利于观察进样情况，利于观察流动池62例如包含多条通道的芯片是否正常、液路系统12是否正常等。

基底可以是任何可用于固定核酸序列的固体支持物，例如尼龙膜、玻璃片、塑料、硅片、磁珠等。基底表面上可以随机分布有探针，探针可以是一段DNA和/或RNA序列等，探针也可称为引物、捕获链或固定链。第一反应可将生物分子与探针固定连接，例如基于碱基互补原则，以使生物分子连接至流动池62中。

采集信号包括采集结合到核酸分子的改造的核苷酸发出的信号，例如利用光学成像组件/系统对碱基延伸反应后的流动池62中的特定区域进行激光照射，该特定区域中的荧光分子标记被激发发出荧光，进而对该区域进行拍照/图像采集，以将生化反应信号记录为图像信息。序列测定又包括将多轮/多次重复反应所获得的图像信息转化成序列信息，即基于图像信息确定碱基类型，即一般所称的碱基识别(base-calling)。

基团切除包括去除碱基延伸反应后，结合到核酸分子的改造的核苷酸上的可检测标记和/或阻断基团，以使得其它核苷酸(包括改造的核苷酸)能够结合到该核酸分子的下一个位置，进行下一个重复反应或下一轮反应。

在前一轮或者前一个子反应或者前一个步骤完成后且在后一轮或者后一个子反应或者下一个步骤开始前，还可以导入清洗试剂以除去流动池62中或液路系统12中残留的未反应物质、干扰反应或信号采集的物质。

在某些实施方式中，流动路径选择阀10设于流动池62的上游。如此，流动路径选择阀10可以控制溶液进入流动池62，并且使得该液路系统12只需采用一个动力组件(例如泵)或者说只需能提供一个方向的动力就能控制多种溶液的进出实现多种反应，利于进一步减小该液路系统12的体积的同时提高其集成程度，利于工业化。

在某些实施方式中，泵14设于流动池62的下游，提供负压。如此，泵14可以使得流动池62 以及流动路径选择阀10等元件形成负压，从而使得溶液进入流动池62内。另外，泵14形成的负压可以去除流动池62中的空气，避免空气影响流动池62正常反应。包含该位于流动池62下游的泵14的液路系统12，能够为多类多种反应的进出液提供统一的动力方向，特别适于包含有对压力敏感的元件/组件的液路系统12，如流动池62为包含薄玻璃且利用胶粘接多层片状结构的芯片，该芯片可能还包含有独立的多个反应区/通道，动力/压力方向的变化容易使芯片变形或者发生液体漏液或串道现象。

请参阅图14，在某些实施方式中，流动池62包括第一流动池70和第二流动池72，流动路径选择阀10包括第一流动路径选择阀74和第二流动路径选择阀76，第一流动路径选择阀74和第二流动路径选择阀76分别连通第一流动池70和第二流动池72。如此，第一流动路径选择阀74和第二流动路径选择阀76可以独立地控制第一流动池70和第二流动池72的反应，有利于第一流动池 70和第二流动池72交错进行不同的反应或者同一反应的不同步骤/子反应，提高反应效率。另外，包含流动路径选择阀10的液路系统12，结合该多个流动池62或者具有多个独立反应区域的流动池 62，有利于提高检测通量和/或实现一次检测多种样本。

具体地，第一流动池70和第二流动池72可以分离结构，也可以一体结构。如图14所示的示例中，第一流动池70和第二流动池72是一体结构。第一流动池70和/或第二流动池72可以包括一个或多个反应区域。其中，每个反应区域均可以实现反应，反应区域可以是交叉、连续或分离的区域。

如图14的示例中，第一流动池70包括八个第一反应区域78。八个第一反应区域78与第一流动路径选择阀74的八个第一端口18一一对应。八个第一反应区域78分离设置。类似地，第二流动池72包括八个第二反应区域80。八个第二反应区域80与第二流动路径选择阀76的八个第二端口一一对应。八个第二反应区域80分离设置。

需要指出的是，第一流动路径选择阀74和第二流动路径选择阀76可以同时工作，也可以单独工作或者交错工作，从而使得第一流动池70和第二流动池72上的反应或步骤可以分时交错进行也可以同时进行，利于提高反应效率，节省检测试剂和/或时间的消耗。

请参阅图15，在某些实施方式中，液路系统12包括试剂选择阀84和流动池62，试剂选择阀84根据分析协议从多种试剂中选择试剂。流动路径选择阀10流体地连接于试剂选择阀84与流动池 62之间，流动路径选择阀10用于根据分析协议从穿过流动池62的多个流动路径中选择流通流动池 62的流动路径，并引导所选择的试剂通过流动池62。根据分析协议泵14使所选择的试剂流动通过所选择的流动路径。

具体地，试剂选择阀84设有多个进液口86和一个出液口88，出液口88可选择地连通其中一个进液口86，进液口86与试剂选择阀82连通。如此，试剂选择阀84的多个进液口86使得流动池进入不同的液体，从而实现多轮/重复反应。

如图15所示，在某些实施方式中，液路系统12包括集液器89，集液器89收集流动池62流出的液体。例如集液器89收集进行第一反应和第二反应后的液体。

综上，在本申请实施一个实施方式中，液路系统12包括流动路径选择阀10、泵14、多条流动路径102和控制电路63。流动路径选择阀10包括歧管24和第一阀芯26。歧管24设有公共端口16、多个第一端口18和多个第二端口20。第一阀芯26设有连通槽21。第一阀芯26可相对歧管24转动或滑动，以使流动路径选择阀10在第一阀位置和第二阀位置之间切换。在流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，第一端口18与第二端口20通过连通槽21连通。在流动路径选择阀10处于第二阀位置的情况下，第一端口18与公共端口16通过连通槽21连通。多条流动路径102在流动池62安装于液路系统12中时与流动池62流体地连接，以支撑目标分析物。泵14在流动池62 安装于液路系统12中时与流动池62流体地连接，并且在分析操作期间使液体流动通过流动路径选择阀10所选择的流动路径102。控制电路63操作性地耦合流动路径选择阀10，控制电路63具有一个或多个处理器和储存计算机可执行指令的存储器，该计算机可执行指令在由处理器执行时控制处理器以命令流动路径选择阀10选择指定的流动路径102。

请参阅图15，本申请实施方式还提供一种测序系统90，该测序系统90例如为核酸测定系统，测序系统90包括以上任一实施方式的液路系统12。

在一个例子中，控制电路63构造成控制流动路径选择阀10转动至第一阀位置，以连通第一存储器66和流动池62，第一存储器66承载第一反应液，第一反应液包含核酸分子；以及构造成在流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，使第一反应液经过进入流动池62以进行第一反应，第一反应包括使至少一部分核酸分子连接到流动池62；以及构造成将流动路径选择阀10转动至第二阀位置，以连通第二存储器68和流动池62，第二存储器68承载第二反应液，第二反应液包含进行核酸测序所需的成分；以及构造成在流动路径选择阀10处于第二阀位置的情况下，使第二反应液经过第二流道进入流动池62以进行第二反应，第二反应包括使进行第一反应之后的流动池62中的核酸分子与第二反应液相互作用发生聚合反应并检测来自该反应的信号，以实现该核酸分子的序列测定。本申请所说的测序系统90例如为测序仪或测序平台等机器。

在一个例子中，第一存储器66承载生物样品溶液，生物样品溶液包含核酸分子，第二存储器68承载反应液，反应液包含进行聚合反应所需的成分，控制电路63构造成流动路径选择阀10以使第一存储器66中的生物样品溶液进入流动池62进行第一反应，第一反应包括至少一部分核酸分子连接到流动池62，并且，控制电路63构造成在进行第一反应之后，控制流动路径选择阀10以使第二存储器68中的反应液进入流动池62进行第二反应，第二反应包括流动池62中的核酸分子与反应液互相作用实现聚合反应。

测序系统90根据实施用于测试、验证、分析(例如，包括测序)等的规定协议的命令而操作。规定协议将预先被建立，且包括用于活动的一系列事件或操作，诸如抽吸试剂、抽吸空气、抽吸其他流体、喷射此等试剂、空气及流体等。该协议将允许协调此类流体操作与仪器的其他操作，诸如在流动池62中发生的反应、流动池62及其位点的成像等。

本申请还提供一种系统，该系统包括以上任一实施方式所述的测序系统90。

本申请还提供一种控制系统实现测序的方法，系统可以为以上的液路系统12，例如，系统包括多条流动路径102、与该多条流动路径102连接的流动池62、流动路径选择阀10、泵14、第一存储器66以及第二存储器68。流动路径选择阀10包括歧管24和第一阀芯26。歧管24设有公共端口16、多个第一端口18和多个第二端口20。第一阀芯26设有连通槽21。第一阀芯26可相对歧管 24转动或滑动，以使连通槽21选择性地连通公共端口16和第一端口18或者第一端口18和第二端口20，从而选择不同流动路径。第一存储器66与第二端口18连接。第二存储器68与公共端口16 连接。第一存储器66承载第一反应液，第一反应液包含核酸分子。第二存储器68承载第二反应液，第二反应液包含进行核酸测序所需的成分。泵14用于使液体流动通过流动路径选择阀10所选择的流动路径。

请参阅图16，所述方法包括：S110，使流动路径选择阀10切换至第一阀位置，以使连通槽21 连通第一端口18和第二端口20以连通第一存储器66和流动池62；S120，在流动路径选择阀10 处于第一阀位置的情况下，控制泵14工作以使第一反应液进入流动池62以进行第一反应，第一反应包括使至少一部分核酸分子连接到流动池62；S130，使流动路径选择阀10切换至第二阀位置，以使连通槽21连通第一端口18和公共端口16以连通第二存储器68和流动池62；S140，在流动路径选择阀10处于第二阀位置的情况下，控制泵14工作以使第二反应液进入流动池62以进行第二反应，第二反应包括使进行第一反应之后的流动池62中的核酸分子与第二反应液相互作用发生聚合反应并检测来自该反应的信号，以实现该核酸分子的序列测定。

该方法通过使一个流动路径选择阀10处于不同的阀位置实现不同流道/试剂的切换来实现第一反应和第二反应，特别适用于集成度高的系统或设备的作业控制。

当前的二代高通量测序平台或者单分子测序平台，一般需要在上机测序前对待测样本进行处理，例如为适配指定的测序平台，需处理待测样本将其转变成适配于该测序平台的文库以及将该文库加载到指定区域中例如流动池62中，以将包含有待测样本的流动池62置入到测序仪中进行自动化测序。当前市售测序平台，上机前的待测样本处理一般与上机测序是分离的，例如手动在试剂管中进行样本处理/文库制备，或者在样本处理设备上进行待测样本的处理和加载。该方法能够实现上机前的样本处理和测序，通过使流动路径选择阀10处于不同阀位置实现多种试剂不同流道的切换和进出控制，特别适于集成上机前样本处理和测序功能的集成型测序平台。

请结合图17，在某些实施方式中，所述系统还包括第三存储器104，第三存储器104与公共端口16连接，第三存储器104承载第三反应液，所述第三反应液包含进行扩增所需的成分。该方法还包括在进行步骤S120之后和S140之前(进行第一反应之后和进行第二反应之前)进行以下：控制泵14工作以使第三存储器104中的第三反应液进入流动池62，以进行第三反应，第三反应包括使进行第一反应之后的流动池62中的核酸分子与第三反应液相互作用以实现该核酸分子的扩增。

所称的“扩增”指克隆核酸分子，例如通过聚合酶链式反应复制该核酸分子为千上万甚至上百万千万个拷贝，变成一个簇(cluster)，该成千上万上百千万个拷贝/簇中的任一个分子与原核酸分子的序列是一样，如此，通过增加分子数量能够放大来自该核酸分子的信号，便于检测该核酸分子；具体地，在后续测序中，该成千上万上百千万个分子(簇)发出的信号等同于来自该单个核酸分子的信号，极大地增强了该分子的信号，利于检测。

当前市场上的二代高通量测序平台，例如ILLUMINA测序平台、Ion Torrent测序平台和华大基因测序平台，在测序之前都需要通过扩增例如桥式扩增(bridge PCR)或滚环扩增等来放大来自待检测分子的信号，以此获得更强的、容易识别检测(或者说不易受干扰)的信号。

请结合图17，在某些实施方式中，所述系统还包括第四存储器106，所述第四存储器106与公共端口16连接，所述第四存储器承载洗涤溶液。所述方法还包括在进行步骤S120之前(进行第一反应之前)进行：在流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，控制泵14工作以使第四存储器106 中的洗涤溶液进入流动池62中。如此，洗涤溶液可以润洗流动池62，可以避免后续的第一反应液遭到上一次残留物质的污染和/或减少第一反应液例如微量的生物样品溶液的没必要的损耗(例如填充在液路系统12的管道中)。

在某些实施方式中，所述方法还包括在进行步骤S120之前进行(第一反应之前)以下步骤：在流动路径选择阀10处于第一阀位置的情况下，控制泵14工作以向流动池62通入空气。如此，在启动第一反应之前，先打入一段空气，以隔开后续流入的第一反应液和已在液路系统中的清洗溶液，以免微量生物样品遭到扩散和/或稀释，影响待测核酸分子连接到流动池62和后续的对待测核酸分子的检测。

在某些实施方式中，该方法还包括在进行步骤S120之前和/或进行步骤S140之前(进行第一反应之前和/或进行第二反应之前)进行以下步骤：控制泵14工作以使第四存储器106中的洗涤溶液进入流动池62中。如此，洗涤溶液可以清洗流动池62，可以避免后续的第一反应液和/或第二反应液遭到上一个反应或者上一步骤残留物的影响。

在某些实施方式中，流动池62具有固相载体表面，固相载体表面上固定有第一测序引物，核酸分子的至少一个末端包含至少一部分能够与第一测序引物的至少一部分互补配对的序列，第一反应包括使至少一部分核酸分子与第一测序引物互补配对以连接到流动池62中。

所称的“第一测序引物”是一段寡核苷酸(一段短的序列已知的核酸序列)，这种固定在芯片表面上的已知序列，经常也称为“探针”。

在某些实施方式中，第二反应液包含第一核苷酸、第一聚合酶和切割试剂，步骤S140包括： (a)控制泵14工作以使第一核苷酸和第一聚合酶进入流动池62，并且使流动池62处于适于聚合反应的条件下，以通过延伸第一测序引物使第一核苷酸结合到核酸分子上，第一核苷酸包含碱基、糖单元、可切割的阻断基团和可检测标记；(b)激发可检测标记并采集来自可检测标记的信号； (c)控制泵14工作以使切割试剂进入流动池62，以去除第一核苷酸的可切割的阻断基团和可检测标记；(d)重复(a)-(c)至少一次。

具体地，所谓的“置于适合聚合反应的条件下”，除了聚合反应需要的成分/试剂(如聚合酶、反应底物即核苷酸、和/或测序引物)，一般还涉及温度条件。例如，核酸序列测定系统90中还包含控制流动池62/反应室温度的温控系统，来达成“适于聚合反应的条件”。

可检测标记例如为光学可检测的标记，例如为荧光分子。可切割的阻断基团可以阻止/抑制反应体系中的其它核苷酸(第一核苷酸)结合到待测核酸分子的下一个位置，可以是物理阻断例如糖基的3'位带有叠氮基(-N₃)，也可以是非物理阻断(虚拟阻断)例如该阻断基团在延伸反应溶液体系中能形成阻挡延伸反应继续进行的空间构象。

在某些实施方式中，第二反应液还包含第二核苷酸，步骤S140还包括在(a)之后进行以下：控制泵14工作以使所述第二核苷酸和所述第一聚合酶进入所述流动池，并且使所述流动池置于适于聚合反应的条件下，以通过继续延伸(a)后的产物使所述第二核苷酸结合到所述核酸分子上，所述第二核苷酸包含碱基、糖单元和可切割的阻断基团。相较于第一核苷酸，该第二核苷酸为不带有可检测标记的可逆终止子，对于相同的聚合酶，第二核苷酸的反应效率一般会比第一核苷酸的高，该步骤的进行，有利于使一个簇中的多个核酸分子的反应同步，即能一定程度的消除或减少一个簇中的反应超前(prephasing)或滞后(phasing)的核酸分子，利于测序反应的进行。

请参阅图19，在某些实施方式中，第二反应液包含第三核苷酸、第四核苷酸、第二聚合酶、第三聚合酶、切割试剂和第二测序引物，核酸分子的至少一个末端包含至少一部分能够与第二测序引物的至少一部分互补配对的序列，控制泵14工作以使第二反应液经过第二流道进入流动池62以进行第二反应包括：(i)控制泵14工作以使第三核苷酸和第二聚合酶进入流动池62，并且使流动池 62处于适于聚合反应的条件下，以通过延伸第一测序引物使第三核苷酸结合到核酸分子上，获得新生链，第三核苷酸为既不带有可切割的阻断基团也不带有可检测标记的核苷酸；(ii)控制泵14工作以使第四核苷酸、第三聚合酶和第二测序引物进入流动池62，并且使流动池62处于适于聚合反应的条件下，以使第二测序引物与新生链结合并通过延伸第二测序引物使第四核苷酸结合到新生链上，第四核苷酸包含碱基、糖单元、可切割的阻断基团和可检测标记；(iii)激发可检测标记并采集来自可检测标记的信号；(iv)控制泵14工作以使切割试剂进入流动池62，以去除第四核苷酸的可切割的阻断基团和可检测标记；(v)重复进行(ii)-(iv)至少一次。如此，通过步骤(ii)- 步骤(v)可以实现第二反应，实现核酸分子序列的测定。

第三核苷酸例如可以为天然核苷酸；第四核苷酸可以同第一核苷酸；第一至第三聚合酶可以相同也可以不同，例如为不同类型的DNA聚合酶或者相同类型DNA聚合酶的不同突变体，分别独立地能结合指定的核苷酸有效地催化指定的延伸反应/聚合反应的进行。

相较于上一个实施方式的测序方法，该方法通过合成待测核酸分子的互补链，能够测读该待测核酸分子的另一端的序列，实现待测核酸分子的另一端测序。

类似地，在某些实施方式中，第二反应液还包含第五核苷酸，该方法还包括在(ii)之后，控制所述泵14工作以使所述第五核苷酸和所述第三聚合酶进入所述流动池，并且使所述流动池置于适于聚合反应的条件下，以通过继续延伸(ii)后的产物使所述第五核苷酸结合到所述新生链上，所述第五核苷酸包含碱基、糖单元和可切割的阻断基团。所称的第五核苷酸例如同第二核苷酸，为不带有可检测标记的可逆终止子，该步骤的进行利于一个簇中的多个核酸分子处于同步的反应状态，即能一定程度的消除或减少一个簇中的反应超前(prephasing)或滞后(phasing)的核酸分子，利于测序反应的进行，利于获得更长的读段(reads)。

需要指出的是，上述实施方式中的关于流动路径选择阀10和/或液路系统12的结构、连接关系和作业控制等技术特征的解释说明也适用于实现该些任一实施方式的控制系统实现测序的方法，关于如何利用流动路径选择阀10和相关元件/结构组件实现该些任一实施方式的控制系统实现测序的方法，在此未展开，本领域技术人员通过上述实施方式中的流动路径选择阀10和/或液路系统12 的结构、连接关系、功能和作业方式的示例介绍以及当前的测序方法示例说明，能够理解如何利用和控制上述实施方式中的流动路径选择阀10和/或液路系统12和/或测序系统90来实现相应的测序方法。

本申请还提供一种方法，该方法包括以上任一实施方式所述的控制系统实现测序的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，" 计算机可读存储介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

此外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种流动路径选择阀，其特征在于，所述流动路径选择阀被构造成在第一阀位置和第二阀位置之间切换，所述流动路径选择阀设有公共端口、多个第一端口、多个第二端口和多个连通槽，所述连通槽可选择地连通所述公共端口和所述第一端口或者所述第一端口和所述第二端口，

在所述流动路径选择阀处于所述第一阀位置的情况下，所述第一端口与所述第二端口通过所述连通槽连通，

在所述流动路径选择阀处于所述第二阀位置的情况下，所述第一端口与所述公共端口通过所述连通槽连通。

2.根据权利要求1所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述流动路径选择阀包括：

歧管，所述歧管设有所述公共端口、所述多个第一端口和所述多个第二端口；

第一阀芯，所述第一阀芯设有所述连通槽，所述第一阀芯可相对所述歧管转动或滑动以使所述流动路径选择阀在所述第一阀位置和所述第二阀位置之间切换。

3.根据权利要求2所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述流动路径选择阀包括设置在所述歧管上的第二阀芯，所述第一阀芯设在所述第二阀芯上，所述第二阀芯设有第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道与所述第一端口连通，所述第二通道与所述第二端口连通，所述第三通道与所述公共端口连通，

在所述流动路径选择阀处于所述第一阀位置的情况下，所述连通槽连通所述第一通道和所述第二通道实现所述第一端口和所述第二端口连通，

在所述流动路径选择阀处于所述第二阀位置的情况下，所述连通槽连通所述第一通道和所述第三通道实现所述第一端口与所述公共端口连通。

4.根据权利要求3所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述歧管设有容腔，所述第二阀芯至少部分地容置在所述容腔中。

5.根据权利要求4所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述容腔的底面设有第一连接口、第二连接口和第三连接口，所述第一连接口连通所述第一端口和所述第一通道，所述第二连接口连通所述第二端口和所述第二通道，所述第三连接口连通所述公共端口和所述第三通道。

6.根据权利要求2-5任一项所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述第一端口、所述第二端口和所述公共端口中的至少两个分别位于所述歧管不同侧。

7.根据权利要求2-5任一项所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述连通槽包括间隔设置的第一连通槽和第二连通槽，在所述流动路径选择阀处于所述第一阀位置的情况下，所述第一端口与所述第二端口通过所述第一连通槽连通，在所述流动路径选择阀处于所述第二阀位置的情况下，所述第一端口与所述公共端口通过所述第二连通槽连通。

8.根据权利要求2-5任一项所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述流动路径选择阀包括驱动部件，所述驱动部件用于驱动所述第一阀芯转动或滑动。

9.根据权利要求8所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述流动路径选择阀包括与所述第一阀芯连接的滑块，所述滑块连接所述驱动部件，所述驱动部件通过所述滑块驱动所述第一阀芯滑动；任选的，所述驱动部件提供电磁驱动。

10.根据权利要求9所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述流动路径选择阀包括与所述歧管可拆卸连接的壳体，所述第一阀芯和所述滑块容置在所述壳体中。

11.根据权利要求10所述的流动路径选择阀，其特征在于，所述壳体设有导向槽，所述滑块包括连接部和与所述连接部连接的导轨部，所述连接部与所述第一阀芯连接，所述导轨部与所述导向槽配合以导引所述滑块带动所述第一阀芯滑动。

12.一种流动池组件，其特征在于，包括：

权利要求1-11任一项所述的流动路径选择阀；和

与所述流动路径选择阀连接的流动池，所述流动池包括多个并列设置的通道，所述通道的一端与所述第一端口连通。

13.根据权利要求12所述的流动池组件，其特征在于，所述流动池组件包括两个所述流动路径选择阀和一个所述流动池，所述流动池的通道的一端与其中一个流动路径选择阀的第一端口连通，所述流动池的通道的另一端与另一个流动路径选择阀的第一端口连通。

14.根据权利要求12或13所述的流动池组件，其特征在于，所述通道的一端或者另一端与所述第一端口为无管道连接。

15.一种液路系统，其特征在于，包括：

多条流动路径，在流动池安装于所述液路系统中时与所述流动池流体地连接，以支撑目标分析物；

权利要求1-11任一项所述的流动路径选择阀，与所述流动路径连接，所述流动路径选择阀在所述流动路径之间进行选择；

泵，在所述流动池安装于所述液路系统中时与所述流动池流体地连接，并且在分析操作期间使液体流动通过所述流动路径选择阀所选择的流动路径；以及

控制电路，操作性地耦合所述流动路径选择阀，所述控制电路具有一个或多个处理器和储存计算机可执行指令的存储器，该计算机可执行指令在由所述处理器执行时控制所述处理器以命令所述流动路径选择阀选择指定的流动路径。

16.根据权利要求15所述的液路系统，其特征在于，还包括：

试剂选择阀，根据分析协议从多种试剂中选择试剂；和

流动池，承载目标分析物；

所述流动路径选择阀流体地连接于所述试剂选择阀与所述流动池之间，根据分析协议所述流动路径选择阀从穿过流动池的多个流动路径中选择流通流动池的流动路径，并引导所选择的试剂通过所述流动池，根据分析协议所述泵使所选择的试剂流动通过所选择的流动路径。

17.根据权利要求16所述的液路系统，其特征在于，所述流动池包括多个并列设置的通道，所述通道的一端与所述第一端口连通。

18.根据权利要求17所述的液路系统，其特征在于，所述通道的一端与所述第一端口无管道连接。

19.根据权利要求15-18任一项所述的液路系统，其特征在于，所述液路系统还包括第一存储器和第二存储器，

所述第一存储器存储待测样品溶液，所述第一存储器与所述第二端口连接，

所述第二存储器存储反应试剂，所述第二存储器与所述公共端口连接。

20.一种测序系统，其特征在于，包括权利要求15-19任一项所述的液路系统。

Images