CN219342162U - 一种微流体盒及用于其的分度器组件、卷盘组件以及用于扩增和检测的组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及单泳道扩增盒。本文描述的技术总体上涉及微流体盒。该技术更具体地涉及被配置为进行单个扩增反应的单泳道盒。反应腔室具有具备薄壁形状的大体积。阀可以被配置为同时密封从所述反应腔室引出的填充通道和通气通道。

Description

一种微流体盒及用于其的分度器组件、卷盘组件以及用于扩 增和检测的组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年10月1日提交的美国临时申请号63/251485和2022年4月1日提交的美国临时申请号63/326633的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文描述的技术总体上涉及微流体盒。在一个方面中，该技术更具体地涉及单泳道盒，其中微流体盒被配置为接收和扩增感兴趣的多核苷酸。在另一方面中，该技术涉及具有深反应腔室以从生物样品扩增感兴趣的多核苷酸的微流体盒。在另一方面中，该技术涉及具有大表面积反应腔室以从生物样品扩增感兴趣的多核苷酸的微流体盒。本文描述的盒的实施例可以允许检测那些多核苷酸。

背景技术

分子诊断测试中测定的灵敏度取决于若干因素。这些因素包括在处理样本以获得扩增准备样品期间的提取效率、样品的扩增效率和在扩增过程期间在反应体积中实现的热均匀性，以及其他因素。增加反应体积的尺寸有助于扩增效率的改善，导致改善的检测限(LOD)和改善的定量限(LOQ)。改善反应体积和热源之间的热连通的均匀性和分布有助于改善热均匀性。

一种当前的微流体盒实施方式具有反应腔室，该反应腔室具有约4μL的反应体积。存在与包括具有这种小反应体积的反应腔室的盒相关联的显著优点。然而，随着反应腔室的体积减小，可能出现与实现期望的分析灵敏度相关联的挑战。同时，随着反应腔室的体积增加以实现改善的扩增效率并克服目标递送限制，可能出现与实现热均匀性相关联的挑战。因此，需要克服这些挑战并实现改善的扩增效率和热均匀性的微流体盒，从而导致具有改善的LOD和改善的LOQ的测定。

本文包括对本技术背景的讨论以解释本技术的背景。这不应被视为承认在任何权利要求的优先权日所提及的任何材料是公开的、已知的或公知常识的一部分。

遍及说明书的描述和权利要求，词语“包括”及其变体(例如“包括”和“包含”)并不旨在排除其他添加、组分、整体或步骤。

实用新型内容

本技术包括用于改善更大样品尺寸的扩增的方法和装置。盒可以包括用于进行需要更大样品尺寸的反应的深反应腔室。盒可以包括用于进行需要更大样品尺寸的反应的大表面积反应腔室。更大样品尺寸可能是检测非常低的分析物水平或定量分析所必需的。在一些实施例中，更大样品尺寸用于检测病毒载量。这些测试可以受益于更大量的添加剂化学。本技术包括用于容纳更大体积的样品的方法和装置。

本技术的盒可以包括单泳道盒。代替在多个网状系统/网状物(network)中处理多个样品，该盒可以在单个网状系统中处理单个样品。该盒可以特别设计用于进行单个反应。这允许提供更大随机进入的构造。这允许仅消耗所需数量的反应容器的构造。

盒可与加热器组件相互作用以便深反应腔室的均匀加热。盒可以与加热器组件相互作用以便大表面积反应腔室的均匀加热。加热器组件可以将热提供给盒的特定区域，从而增加盒内的热均匀性并且增强在盒中执行的扩增的参数。本技术的实施改善了在深反应腔室内扩增感兴趣的多核苷酸的盒的特征。

根据本技术的盒的实施例可以包括成形的深反应腔室，在一些实施例中，所述成形的深反应腔室可以是圆锥形的或矩形的。反应腔室可以是非常薄壁的腔室以将热有效地传递到反应腔室的内含物。反应腔室可以被设计成将流体和化学物质集中在反应腔室的底部中。反应腔室可以被设计成降低热阻，以使扩增分子化学物质的快速热循环最大化。反应腔室的形状可以与检测器的锥角匹配。反应腔室的形状的益处可以包括温度控制的更大均匀性。

根据本技术的盒的实施例可以包括成形的大表面积反应腔室，在一些实施例中，所述成形的大表面积反应腔室可以是细长的。反应腔室可以用有效地将热传递到反应腔室的内含物的层密封。反应腔室可以被设计成将流体和化学物质集中在反应腔室的底部中。反应腔室可以被设计成降低热阻，以使扩增分子化学物质的快速热循环最大化。反应腔室可以包括有助于检测的特征。反应腔室的形状的益处可以包括温度控制的更大均匀性。反应腔室的形状的益处可以包括处理和移动的更容易性。

本技术的盒还可以通过增加扩增腔室体积来实现改善的测定灵敏度，同时在扩增过程期间实现跨反应腔室的最佳热均匀性。本技术的更大体积反应腔室可以接收含有从样本提取的DNA/RNA目标分析物的更大体积的流体洗出液，从而增加测定灵敏度。在一些情况下，与当前的微流体装置相比，本技术的微流体装置实现了反应腔室体积的多倍增加。

本技术可以包括反应腔室的改善的密封结构。根据本技术的阀包含利用微流体性质来促进反应腔室的完全且牢固的密封的几何形状。在一些方面中，单个阀可以密封反应腔室的两个开口。在一些方面中，单个阀可以密封连接到反应腔室的两个不同通道。在一些方面中，单个阀可以密封反应腔室的两个进入点。单个阀可以防止通过连接到反应腔室的通道进入和离开反应腔室。单个阀可以阻挡入口和通气口，从而隔离扩增腔室内的内含物。单个阀可以防止流体和气体移动通过连接到反应腔室的通道，从而在热循环期间形成不可渗透的密封。

在一些实施例中，提供了一种微流体盒。所述微流体盒可以包括入口。所述微流体盒可以包括反应腔室。所述微流体盒可以包括通气口。所述微流体盒可以包括填充通道，所述填充通道跨越在所述入口和所述反应腔室之间，包括第一下通道、第一贯通通道和第一上通道。所述微流体盒可以包括通气通道，所述通气通道跨越在所述反应腔室与所述通气口之间，包括第二上通道、第二贯通通道和第二下通道。所述微流体盒可以包括阀，所述阀被配置为沿着所述第一下通道和所述第二下通道同时密封所述填充通道和所述通气通道。

在一些实施例中，所述反应腔室是圆锥形的。在一些实施例中，所述反应腔室是梯形的。在一些实施例中，所述反应腔室具有在50μl和100μl之间的体积。在一些实施例中，所述反应腔室具有在100μl和150μl之间的体积。在一些实施例中，所述微流体盒可以包括顶层，所述顶层被配置为密封所述反应腔室、所述第一上通道和所述第二上通道。在一些实施例中，所述阀被配置为将流体样品限制于所述填充通道和所述反应腔室。在一些实施例中，所述微流体盒可以包括底层，所述底层被配置为密封所述第一下通道和所述第二下通道。在一些实施例中，所述微流体盒可以包括底层，所述底层被配置为密封所述阀的阀通道。在一些实施例中，所述微流体盒可以包括与所述第一下通道形成结合部的第一阀通道和与所述第二下通道形成结合部的第二阀通道。

在一些实施例中，提供了一种用于扩增和检测的组件。所述组件可以包括盒。所述盒可以包括入口。所述盒可以包括反应腔室。所述盒可以包括通气口。所述盒可以包括填充通道，所述填充通道跨越在所述入口和所述反应腔室之间，包括第一下通道、第一贯通通道和第一上通道。所述盒可以包括通气通道，所述通气通道跨越在所述反应腔室与所述通气口之间，包括第二上通道、第二贯通通道和第二下通道。所述盒可以包括阀，所述阀被配置为沿着所述第一下通道和所述第二下通道密封所述填充通道和所述通气通道。所述组件可以包括加热器组件，所述加热器组件被配置为向所述反应腔室和所述阀施加热。所述组件可以包括检测器，所述检测器被配置为检测来自所述反应腔室的荧光。

在一些实施例中，所述加热器组件包括被配置为接收所述反应腔室的传导元件。在一些实施例中，所述加热器组件被配置为加热所述阀的热响应物质。在一些实施例中，所述检测器被配置用于双色检测。在一些实施例中，所述检测器被配置为检测用于综合征测试的多个不同的荧光探针。在一些实施例中，所述组件被配置为接收多个检测器。在一些实施例中，所述组件被配置为接收多个盒。

在一些实施例中，提供了一种扩增和检测的方法。所述方法可以包括将扩增准备样品引入到盒中。在一些实施例中，所述盒包括跨越在入口和反应腔室之间的填充通道。在一些实施例中，所述填充通道包括第一下通道、第一贯通通道和第一上通道。在一些实施例中，所述盒包括跨越在所述反应腔室和通气口之间的通气通道。在一些实施例中，所述通气通道包括第二上通道、第二贯通通道和第二下通道。所述方法可以包括闭合阀以沿着所述第一下通道和所述第二下通道同时密封所述填充通道和所述通气通道。所述方法可以包括加热所述反应腔室。所述方法可以包括检测来自所述反应腔室的荧光。

在一些实施例中，所述方法可以包括通过检测多个盒中的多个荧光探针来执行综合征测试。在一些实施例中，检测荧光包括检测来自50μl和150μl之间的样品体积的荧光。

在一些实施例中，提供了一种微流体盒。所述微流体盒可以包括入口。所述微流体盒可以包括反应腔室。所述微流体盒可以包括通气口。所述微流体盒可以包括填充通道，所述填充通道跨越在所述入口和所述反应腔室之间，所述填充通道包括第一下通道。所述微流体盒可以包括通气通道，所述通气通道跨越在所述反应腔室和所述通气口之间，所述通气通道包括第二下通道。所述微流体盒可以包括阀，所述阀被配置为沿着所述第一下通道和所述第二下通道同时密封所述填充通道和所述通气通道。

在一些实施例中，所述反应腔室包括平坦底部。在一些实施例中，所述反应腔室具有在50μl和150μl之间的体积。在一些实施例中，所述微流体盒可以包括顶层。在一些实施例中，所述通气口包括上通道、贯通通道和所述第二下通道。在一些实施例中，所述微流体盒可以包括底层，所述底层被配置为密封所述反应腔室。在一些实施例中，所述微流体盒可以包括突出部，所述突出部从所述反应腔室延伸。

在一些实施例中，提供了一种微流体盒分度器组件。所述微流体盒分度器组件可以包括分度轮。所述微流体盒分度器组件可以包括检测器。所述微流体盒分度器组件可以包括加热器组件。在一些实施例中，所述分度轮被配置为使盒旋转。在一些实施例中，所述分度器组件被配置为相对于所述加热器组件和所述检测器定位所述盒以扩增和检测多核苷酸。

在一些实施例中，所述微流体盒分度器组件可以包括所述盒。在一些实施例中，所述微流体盒分度器组件可以包括盒装载站，所述盒装载站包括一叠盒。在一些实施例中，所述微流体盒分度器组件可以包括盒转移机构，所述盒转移机构被配置为将所述盒移动到所述分度轮上。在一些实施例中，所述微流体盒分度器组件可以包括盒转移机构，所述盒转移机构被配置为相对于所述检测器和所述加热器组件定位所述盒。在一些实施例中，所述微流体盒分度器组件可以包括盒转移机构，所述盒转移机构被配置为在扩增和检测之后将所述盒移动到废物容器中。

在一些实施例中，提供一种微流体盒卷盘组件。所述微流体盒卷盘组件可以包括一卷盒。所述微流体盒卷盘组件可以包括一个或多个检测器。所述微流体盒卷盘组件可以包括一个或多个加热器组件。在一些实施例中，所述一卷盒被配置为相对于所述一个或多个检测器和所述一个或多个加热器组件被推进以扩增和检测多核苷酸。

在一些实施例中，所述一卷盒被配置为相对于所述一个或多个检测器和所述一个或多个加热器组件推进。在一些实施例中，所述微流体盒卷盘组件可以包括盒推进机构，所述盒推进机构被配置为相对于所述一个或多个检测器和所述一个或多个加热器组件推进所述一卷盒中的一个或多个盒。在一些实施例中，所述微流体盒卷盘组件可以包括盒推进机构，所述盒推进机构被配置为在扩增和检测之后将所述一卷盒中的一个或多个盒推进到废物容器中。

在本文中的附图和进一步描述中阐述了本技术的一个或多个实施例的细节。根据描述和附图并且根据权利要求，本技术的其他特征、目的和优点将是显而易见的。

附图说明

图1A-1DD示出了单泳道盒及其部件的示例的视图；

图2A-2E示出了与图1A-1DD的单泳道盒组合的检测器的示例的视图；

图3A-3DD示出了单泳道盒的示例的视图；

图4A-4E示出了与图3A-3DD的单泳道盒组合的检测器的示例的视图；

图5A-5DD示出了单泳道盒的示例的视图；

图6A-6E示出了与图5A-5DD的单泳道盒组合的组件的示例的视图。

具体实施方式

本技术涉及被配置为进行来自样品的一个或多个多核苷酸的扩增(诸如通过PCR)的装置。除非另有明确说明，否则在本文使用术语PCR的情况下，旨在涵盖PCR的任何变体，包括但不限于实时且定量以及任何其他形式的多核苷酸扩增。

盒可以被配置为使得其从存在于与盒热连通的外部设备中的一个或多个加热元件接收热能。本技术提供了一种用于检测样品(特别是来自生物样品)中的多核苷酸的设备。该技术更具体地涉及对扩增腔室内的感兴趣的核苷酸进行PCR并检测那些多核苷酸的系统。盒被配置为接受单个样品。在一些实施例中，加热器组件被配置为在多个盒上并行地进行扩增。在一些实施例中，加热器组件被配置为单独地在每个盒上进行扩增，或单独地在一些盒上进行扩增，或同时在一些盒上进行扩增，或单独地在所有盒上进行扩增，或同时在所有盒上进行扩增。

盒是指可以是一次性的、或者全部或部分地可重复使用并且被配置为与一些其他设备配合使用的单元，该一些其他设备已经被适当地和互补地配置为接收盒并对盒进行操作(诸如向盒递送能量)。盒可以通过增加待确定的多核苷酸的浓度和/或通过相对于待确定的多核苷酸的浓度降低抑制剂的浓度来处理样品。在各种实施例中，微流体网状系统可以被配置为在适于从中和的多核苷酸样品产生PCR扩增子的热循环条件下，将来自外部热源的热耦合到包括PCR试剂和中和的多核苷酸样品的样品混合物。至少外部热源可以在一个或多个计算机处理器的控制下操作，该计算机处理器被配置为执行计算机可读指令，该计算机可读指令用于操作盒的一个或多个部件，并且用于接收来自检测器的信号，该检测器测量来自PCR反应腔室中的一个或多个的荧光。

盒被配置为接收约1μl至约500μl(诸如1-200μl或50-150μl或50-100μl或100-150μl)体积的样品、和/或试剂、和/或扩增的多核苷酸。在一些实施例中，对于如本文描述的深孔，体积大于50μl。在一些实施例中，孔的最大体积为84μl。在一些实施例中，对于如本文描述的深孔，体积大于100μl。在一些实施例中，孔的最大体积为约126μl。

本文给出的某些范围中的数值前面有术语“约”。术语“约”在本文中用于为其前面的确切数字以及接近或近似该术语前面的数字的数字提供字面支持，诸如自指定值的±10％或更小、±1-5％或更小、±1％或更小和±0.1％或更小的变化。在确定数字是否接近或近似具体列举的数字时，接近或近似的未列举的数字可以是在其呈现的背景下提供具体列举的数字的实质等同物的数字。

本技术的一个方面涉及具有单个样品泳道的盒。单个样品泳道独立地与给定样品相关联。盒可以相对于加热器组件和检测器布置，使得可以在两个或更多个盒中并行地(例如同时地)进行分析。根据本文描述的方法以及本领域已知的其他方法，样品泳道是可独立控制的一组元件，可以通过该组元件来分析样品。如本文进一步描述的，样品泳道至少包括样品入口和具有一个或多个微流体部件的微流体网状系统。

本技术的实施例包括具有单个样品泳道的盒。然而，应当理解，本技术的实施例可以在包括多个样品泳道的盒中实施。多泳道盒被配置为串联或并联、同时或连续地接受多个样品。在一些实施例中，多泳道盒被配置为接受12个样品或任何其他合适数量的样品。在一些情况下，多泳道盒被配置为接受至少第一样品和第二样品，其中第一样品和第二样品均含有呈适于扩增的形式的一种或多种多核苷酸。所讨论的多核苷酸在不同样品中并且因此在盒的不同样品泳道中可以彼此相同或不同。

现在将参考图1A-1DD描述根据本技术的微流体盒的非限制性实施方式。图1A-1E示出了盒100的视图。图1A示出了盒100的俯视图。图1B示出了盒100的侧视图。图1C示出了盒的透视图。图1D示出了盒100的另一侧视图。图1E示出了盒100的分解视图。

图1F-1J示出了带有盒100的网状系统的虚线的盒100的视图。图1F示出了盒100的俯视图。图1G示出了盒100的侧视图。图1H示出了盒的透视图。图1I示出了盒100的另一侧视图。图1J示出了盒100的分解视图。

图1K-1P示出了盒100的基底层的视图。图1K示出了盒100的基底层的俯视图。图1L示出了盒100的基底层的侧视图。图1M示出了盒100的基底层的仰视图。图1N示出了盒100的基底层的另一侧视图。图1O示出了盒100的基底层的俯视透视图。图1P示出了盒100的基底层的仰视透视图。

图1Q-1V示出了盒100的带有网状系统的虚线的基底层的视图。图1Q示出了盒100的基底层的俯视图。图1R示出了盒100的基底层的侧视图。图1S示出了盒100的基底层的仰视图。图1T示出了盒100的基底层的另一侧视图。图1U示出了盒100的基底层的俯视透视图。图1V示出了盒100的基底层的另一俯视透视图。

图1W-1Z示出了盒100的顶层的视图。图1W示出了盒100的顶层的俯视图。图1X示出了盒100的顶层的侧视图。图1Y示出了盒100的顶层的透视图。图1Z示出了盒100的顶层的另一侧视图。

图1AA-1DD示出了盒100的底层的视图。图1AA示出了盒100的底层的俯视图。图1BB示出了盒100的底层的侧视图。图1CC示出了盒100的底层的透视图。图1DD示出了盒100的底层的另一侧视图。

盒100包括单个样品泳道。盒100包括网状系统102。网状系统102通常被配置为诸如通过PCR对PCR准备样品进行扩增。应当理解，本公开的系统、装置和方法的实施例不限于扩增，并且可以在涉及将热能传递到样品的任何方法中实施。网状系统102可以接受并扩增使用任何合适的方法从样本提取的含有核酸的样品。在接受PCR准备样品的盒的示例中，样品可以包括混合物，该混合物包括PCR试剂和中和的多核苷酸样品，该混合物适合于经受从中和的多核苷酸样品产生PCR扩增子的热循环条件。在一个示例中，PCR准备样品包括PCR试剂混合物，该PCR试剂混合物包括聚合酶、阳性对照质粒、对质粒的至少一部分和多个多核苷酸具有选择性的荧光杂交探针、以及对多核苷酸序列具有选择性的至少一个探针。在本技术的实施例中，网状系统被配置为在适于从中和的多核苷酸样品产生PCR扩增子的热循环条件下将来自外部热源的热与包括PCR试剂和中和的多核苷酸样品的混合物耦合。

盒100包括反应腔室104。盒100可以包括单个反应腔室104。盒100可以包括入口106。入口106可以优选地被配置为接收移液管或PCR管的底端，并且从而以最小的浪费并且以最小的空气引入接受用于分析的样品。在一些实施例中，入口106被配置为接受液体转移构件，诸如注射器、移液管或含有PCR准备样品的PCR管。在一些实施例中，入口106可以被制造成具有适当锥角的圆锥形形状，使得行业标准移液管顶端(2μl、20μl、200μl体积等)紧密地配合在其中。如本领域技术人员将理解的，盒100可以适于适合本文中未另外描述的其他后来出现的行业标准。在一些实施例中，入口106被配置为以便防止在样本已经被引入到给定泳道中之后随后将样本无意地引入到该泳道中。入口106的配置可以与自动移液机兼容。含有样品的流体可以在来自样品注入操作的力的影响下从入口106被泵送到反应腔室104中。当将样品从液体分配器(诸如移液管尖端)转移到盒100上的入口106时，可以同时将一定体积的空气引入网状系统102中。在一些实施例中，空气的体积在约0.5ml和约5ml之间。盒100可以包括通气口108。当反应腔室104正被填充时，通气口108可以有助于从盒100排出气体。例如，气体可以是环境空气。盒100可以包括阀110。阀110可以在扩增期间密封反应腔室104。例如，阀110可以通过阻碍通向和离开反应腔室104的通道来密封反应腔室104，如下面详细解释的。

反应腔室104是被设计用于扩增(诸如PCR)的深孔反应腔室。反应腔室104可以类似于多泳道盒的反应腔室，但在若干关键方面不同。与具有多个泳道以同时进行多个反应不同，盒100被设计用于进行单一反应。单个样品泳道盒可以提供更大的随机进入。单个样品泳道可以允许消耗所需数量的反应容器，从而导致用于扩增的盒、试剂和其他输入的更少浪费。

反应腔室104的体积显著大于其他已知盒中的反应腔室。在一些实施例中，反应腔室104可以容纳50μl和150μl之间的体积。反应腔室104有利地可以进行需要更大样品尺寸的反应，这可能是检测非常低的分析物水平或定量分析所必需的。反应腔室104可以被设计用于检测病毒载量，其受益于更大体积的添加剂化学物质。

反应腔室104可以是非常薄壁的腔室。薄壁腔室可以减小用于将热施加到反应腔室104的热阻。薄壁腔室可以使样品的快速热循环最大化。反应腔室104可以具有均匀的壁厚。反应腔室104可以具有1mm或更小、2mm或更小、3mm或更小、4mm或更小、5mm或更小或前述值中的两个的任何范围的壁。

在一些实施例中，反应腔室104可以是圆锥形状。圆锥形状可以有利地将PCR准备样品集中在反应腔室104的底部中。反应腔室104可以成形为与本文描述的加热器组件相对应。反应腔室104可以与本文描述的检测器的锥角匹配。这种形状的另一益处可以包括温度控制的更大均匀性。

阀110被配置用于反应腔室104的牢固密封。阀110包含利用微流体性质进行有效密封的几何形状。阀110可以密封一个或多个通道。阀110可以密封反应腔室104的一侧或多侧。阀110可以密封反应腔室104的上游端和下游端。阀110可以同时密封两个通道。阀110可以连续地密封两个通道。

盒100可以由多个层构成。盒100可以包括一个层、两个层、三个层、四个层、五个层或前述值中的两个的任何范围。一个或多个层可以限定网状系统102。一个或多个层可以限定被配置为对样品进行PCR的各种部件，其中要确定一种或多种多核苷酸的存在或不存在。

盒100可以包括基底层120。基底层120可以形成盒主体。基底层120可以包括网状系统102或其一部分。基底层120可以包括形成在其表面中的一个或多个通道。基底层120可以包括形成在其顶表面上的一个或多个通道。基底层120可以包括形成在其底表面上的一个或多个通道。基底层120可以包括延伸基底层120的厚度的一个或多个通道。基底层120可以包括完全延伸通过基底层的至少一个通道。基底层120可以形成反应腔室104的一部分。反应腔室104可以包括在基底层120的顶表面上的开口114。反应腔室104可以延伸通过基底层120。反应腔室104可以延伸经过基底层120的底表面。反应腔室104可以形成封闭端。基底层120可以包括第一侧116。第一侧116可以是基底层120的顶表面。基底层120可以包括第二相对侧118。第二侧118可以是基底层120的底表面。基底层120可以包括在第二侧118上连接到阀110的通道。基底层120可以包括在第一侧116上的通气口108。基底层120可以包括在第一侧116上的阀110的蜡装载孔或储器。基底层120可以包括在第一侧116上的反应腔室104的开口114。在一些实施例中，有利的是，所有网状系统限定结构被限定在相同的单个基底层120中。该属性有助于盒100的制造和组装。

基底层120可以由塑料或聚合物模制而成。在一些实施例中，基底层120由zeonor塑料(环烯烃聚合物)注塑成型。盒100的构造可以包括单个注塑成型的塑料主体。基底层120可以由刚性且不可变形的任何材料形成。刚性是有利的，因为它促进与加热器组件的有效且均匀的接触。基底层120可以由对空气和其他气体不通气的任何材料形成。使用非通气材料是有利的，因为它降低了反应腔室的内含物将在分析期间变化的可能性。基底层120可以由具有低自发荧光的任何材料形成，以促进在反应腔室104中进行的扩增反应期间检测多核苷酸。使用具有低自发荧光的材料可以是有利的，使得背景荧光不会减损来自感兴趣分析物的荧光的测量。

盒100还可以包括顶层122。顶层122可以在基底层120上方形成覆盖物。当组装盒100时，顶层122可以接触基底层120的第一侧116。顶层122可以包括用于入口106的开口124。顶层122可以包括用于通气口108的开口126。顶层122可以覆盖网状系统102的一个或多个部件。顶层122可以包括网状系统102或其一部分。顶层122可以形成反应腔室104的顶表面。顶层122可以形成一个或多个通道的顶表面。顶层122可以形成阀110的储器的顶表面。顶层122可以包括塑料或聚合物材料。顶层122可以透射在任何合适的检测方法中使用的光，例如在荧光检测中使用的激发和发射光。在不使用光检测感兴趣分析物的另一些实施例中，顶层122可以透射其他类型的信号(例如但不限于热信号、磁信号、电信号)。在一些实施例中，感兴趣分析物的检测不涉及顶层122。例如，在加热反应腔室104中的样品之后，器械可以刺穿顶层122并从反应腔室104提取样品用于盒外检测。

盒100还可以包括底层128。底层128可以在基底层120下方形成覆盖物。当组装盒100时，底层128可以接触基底层120的第二侧118。底层128可以包括用于反应腔室104的开口158。底层128可以位于网状系统102的一个或多个部件下方。底层128可以包括网状系统102或其一部分。底层128可以形成一个或多个通道的底表面。底层128可以包括塑料或聚合物材料。顶层122和底层128可以是相同的材料。顶层122和底层128可以是不同的材料。顶层122和底层128可以结合到基底层120。顶层122和底层128可以用粘合剂粘附。顶层122和底层128可以是可热密封的。

在一些实施例中，盒100由三个层组成。在各种实施例中，一个或多个这样的层是可选的。盒100可以包含基底层120。基底层120可以形成盒主体。盒100可以包括顶层122。盒100可以包括底层128。盒100可以包括一个或多个附加层。盒100可以包括疏水性通气薄膜层。疏水性通气薄膜层可以定位在通气口108上方。疏水性通气薄膜层可以是多孔的以允许气体而非液体逸出盒100。盒100可以包括计算机可读标签。标签可以包括条形码、射频标签或一个或多个计算机可读字符。

基底层120可以包括入口106。顶层122可以包括允许移液管尖端进入的开口124。基底层120可以包括通气口108。顶层122可以包括允许气体从盒100逸出的开口126。基底层120可以包括反应腔室104。底层128可以包括容纳反应腔室104的向下突出部的开口158。

基底层120可以包括网状系统102的一个或多个部件。基底层120可以包括模制到基底层120的底部中的下通道组130、132。下通道组130、132的部分可以是形成在基底层120的第二侧118中的凹槽。下通道组130、132可以由基底层120和底层128形成。底层128可以形成下通道组130、132的底表面。下通道组130、132可以包括第一下通道130。第一下通道130可以连接到入口106。第一下通道130可以连接到阀110。下通道组130、132可以包括第二下通道132。第二下通道132可以连接到通气口108。第二下通道132可以连接到阀110。下通道组130、132可以形成H形。下通道组130、132可以由阀110密封。

基底层120可以包括模制到基底层120的顶部的上通道组134、136。上通道组134、136的部分可以是形成在基底层120的第一侧116中的凹槽。上通道组134、136可以由基底层120和顶层122形成。顶层122可以形成上通道组134、136的顶表面。上通道组134、136可以包括第一上通道134。第一上通道134可以连接到反应腔室104。上通道组134、136可以包括第二上通道136。第二上通道136可以连接到反应腔室104。上通道组134、136可以从反应腔室104径向向外延伸。上通道组134、136可以连接到反应腔室104的上边缘142。上边缘142可以由开口114形成。

基底层120可以包括一个或多个贯穿通道或通孔138、140。贯通通道138、140可以完全延伸通过基底层120。贯通通道138、140可以相对于基底层120的第一侧116和第二侧118具有基本上竖直的取向。贯通通道138、140不需要是竖直的，并且可以相对于竖直方向倾斜。贯通通道138、140可以在基底层120的上表面和基底层120的下表面之间延伸。贯通通道138、140可以包括第一贯通通道138。第一贯通通道138可以连接第一下通道130和第一上通道134。贯通通道138、140可以包括第二贯通通道140。第二贯通通道140可以连接第二下通道132和第二上通道136。

网状系统120可以包括填充通道146。填充通道146可以将入口106连接到反应腔室104。填充通道146可以包括第一下通道130。第一下通道130可以从入口106引出。第一下通道130可以从旁经过阀110并且紧邻阀110。填充通道146可以包括第一贯通通道138。填充通道146可以包括从基底层120的下表面到上表面的过渡。填充通道146可以包括第一上通道134。填充通道146可以允许反应腔室104从顶部填充。例如，填充通道146可以允许反应腔室104从反应腔室104的顶表面处的上边缘142填充。填充通道146可以成形为使反应腔室104的尺寸最大化。反应腔室104的总体积的一部分可以完全位于由第一侧116形成的平面和由第二侧118形成的平面之间。填充通道146可以从入口106引出，从旁经过阀110，通向第一贯通通道138(到达基底层120的顶侧)，并终止于反应腔室104。替代地，填充通道146可以具有任何其他构造。

网状系统102可以包括通气通道148。通气通道148可以将反应腔室104连接到通气口108。通气通道148可以包括第二上通道136。第二上通道136可以从反应腔室104引出。通气通道148可以包括第二贯通通道140。通气通道148可以包括第二下通道132。第二下通道132可以从旁经过阀110并且紧邻阀110。第二下通道132可以通向通气口108。通气口108可以延伸通过基底层120。通气口108可以在基底层120的上侧上。通气通道148可以包括从基底层120的下表面到上表面的过渡。通气通道148可以允许反应腔室104从反应腔室104的顶部排出气体。例如，通气通道148可以允许气体从反应腔室104的顶表面处的上边缘142逸出反应腔室104。通气通道148可以成形为使反应腔室104的尺寸最大化。通气通道148可以从反应腔室104引出，通向第二贯通通道140，到达基底层120的底侧，从旁经过阀110，并终止于通气口108。通气口108可以延伸通过基底层120。通气口108可以允许气体从基底层120的顶侧逸出。在另一些实施例中，通气口108不延伸通过基底层120，并且通气口108可以允许气体从基底层120的底侧上逸出。通气口108可以在顶表面上通过如这里体现的通孔离开盒100，或直接到达底表面。通气口108可以与盒设计集成。通气口可以相对于如本文描述的加热器组件放置以允许有效通气。替代地，通气通道148可以具有任何其他构造。

阀110可以包括促进密封的特别设计的通道150、152。基底层120可以包括第一阀通道150。第一阀通道150可以连接到第一下通道130。随着第一阀通道150朝向第一下通道130前进，第一阀通道150可以具有增加的宽度。基底层120可以包括第二阀通道152。第二阀通道152可以连接到第二下通道132。随着第二阀通道152朝向第二下通道132前进，第二阀通道152可以具有增加的宽度。阀通道150、152的增加的宽度可以促进微流体拉动或毛细作用。阀通道150、152可以被配置为朝向下通道130、132拉动可密封材料。

阀110可以包括可密封材料。可密封材料可以定位在基底层120的第二侧118处。可密封材料可以阻挡材料从第一阀通道150传到第二阀通道152。可密封材料可以是相对不移动的。可密封材料可以位于阀110的底部处的限定点处。可密封材料可以被装载并朝向限定点流动。可密封材料可以在限定的点中固化。可密封材料可以在样品装载到盒上之前被定位。可密封材料在反应腔室104的填充期间起作用。在阀110甚至已经被激活之前，可密封材料防止样品从填充通道146流到通气通道148。防止样品从第一下通道130通过阀通道150、152流到第二下通道132。可密封材料防止通气通道148被填充有样品。可密封材料促进样品沿着填充通道146流到反应腔室104。可密封材料防止通气通道148填充有样品，从而保持通气通道148开放以便气体流动。可密封材料使盒的整个通气侧与流体流隔离。可密封材料防止样品流过阀110并流出通气口108。

阀110将填充通道146与通气通道148隔离。在阀110被致动之前，阀110用于流体流动的隔离目的或功能。在阀110被致动之前，阀110将通气通道与流体流隔离。阀110允许流体在一个方向上朝向反应腔室104流动。阀110防止流体分支到两个通道中。阀110防止流体流到通气口108。在阀的致动之前，阀110将通气口108与流体流隔离。阀110维持通气通道148没有流体以允许气体经过。在阀110被致动之后，阀110用于隔离目的或功能。阀110用于流体和气体两者的隔离目的或功能，防止移动经过阀110到达入口106和通气口108。阀110被致动以为填充通道146和通气通道148提供密封。阀110被致动以阻挡从反应腔室104引出的通道。阀110与盒的结构相结合提供两种功能，一种功能在阀110的致动之前，并且一种功能在阀110的致动之后。盒的这种双功能特征与其他盒是可区分的。在其他盒中，阀可能无法在致动之前用于阻挡或阻碍两个通道或通道的两个区段之间的流体流动。阀可以设置在主通道之外的侧通道中。阀仅具有阻挡主通道的一种功能。样品流过通道直到阀被致动。

相比之下，阀110在甚至不致动阀110的情况下将整个一半的微流体网状系统与样品隔离。可密封材料的位置在不致动阀110的情况下隔离通气通道148。可密封材料的位置防止流体流入通气通道148。

阀110可以包括热响应物质(TRS)块。TRS在第一温度下相对不可移动，而在第二温度下更可移动。第一温度和第二温度还未高到足以损坏材料，诸如阀110所在的盒100的聚合物层。TRS块可以是基本上实心块或更小颗粒的聚集体，当阀110闭合时，所述更小颗粒协作以阻碍通道。TRS的非限制性示例包括共晶合金(例如，焊料)、蜡(例如，烯烃)、聚合物、塑料及其组合。TRS也可以是各种材料的共混物，诸如与空气微泡共混的热弹性聚合物的乳液(以实现更高的热膨胀以及可逆的膨胀和收缩)、与expancel材料共混的聚合物(提供更高的热膨胀)、与导热微球共混的聚合物(提供更快的热传导并因此更快的熔化曲线)或与磁性微球共混的聚合物(以允许熔化的热响应材料的磁致动)。

在一些实施例中，TRS更易移动的第二温度低于约90℃，而TRS相对不可移动的第一温度低于第二温度(例如，约70℃或更低)。通常，储器160与TRS块气体连通。阀110与热源连通，该热源可以选择性地施加到储器160和TRS。在加热储器160中的气体(例如，空气)并将TRS块加热到第二温度时，储器160内的由于气体体积的膨胀的气体压力迫使TRS块移动到阀通道150、152中并移动到下通道组130、132，从而阻碍材料沿着下通道组130、132经过。

阀110可以包括储器160。在一些实施例中，储器160可以包含气体腔室。气体可以在加热时膨胀，从而从储器160推动TRS。由于阀通道150、152的横截面形状，TRS也可以通过毛细作用移动。TRS可以注入到阀110中的适当位置，使得当储器160被加热时，液化的TRS将在膨胀几何形状的促进下流入填充通道146和通气通道148。阀通道150、152的几何形状可以促进下通道130、132的完全且牢固的密封。相对移动的TRS然后将固化，从而当TRS冷却回到固态时密封下通道130、132。阀110可以在热循环之前闭合，以防止或减少液体的任何蒸发、气泡产生或流体从反应腔室104的移动。

在一些实施例中，通过将精确控制量的可密封材料(诸如蜡)沉积到在基底120中加工的装载入口中来构造阀110。在一些实施例中，装载入口可以是储器160。将受控的热液滴分配到正确尺寸和几何形状的盒100中的组合用于将可密封材料精确地装载到盒100的阀通道150、152中以形成阀110。

在一些实施例中，加热的分配头可以精确地定位在盒100中的储器160上方，并且可以以20％的精度分配体积小至75纳升(nl)的熔融的可密封材料液滴。合适的分配器也是可以以+/-20％的精度沉积小于100nl的量的分配器。分配器还能够加热并维持待分配的可密封材料的分配温度。例如，它可以具有储器来容纳可密封材料的溶液。还期望分配头可以具有移动自由度。

储器160可以以75nl的液滴可以使用例如压缩空气精确地推进到储器160的底部的这种方式或以类似于喷墨打印方法的方式来定尺寸。微流体盒可以维持在高于可密封材料的熔点的温度下，从而允许可密封材料在其被分配之后立即保持在熔融状态。在液滴落到储器160的底部之后，可密封材料通过毛细作用被吸入阀通道150、152的狭窄区段中。阀通道150、152的狭窄区段的体积可以设计成大致等于分配到储器160中的最大典型量。阀通道150、152的狭窄区段也可以设计成使得即使所分配的可密封材料可以在最小喷射尺寸和最大喷射尺寸之间显著变化，可密封材料也总是填充直到在填充通道146和通气通道148的结合部并在该结合部处或之前停止，因为该结合部提供比阀通道150、152的狭窄区段的横截面更高的横截面，并且因此减小了毛细力。

在图1F-1V中示出了示例性阀。阀110具有包含分别与两个通道中的每一个接触的TRS的储器160。储器160还可以在阀的制造期间用作TRS的装载端口。为了使阀密封非常牢固且可靠，阀通道150可以朝向填充通道146(例如，样品沿着其经过)向外张开。阀通道150可以在阀结合部处具有任何合适的尺寸(例如，300μm宽并且150μm厚)。填充通道146(特别是第一下通道130)可以在阀结合部处具有任何合适的尺寸(例如150μm宽并且150μm厚)。阀通道150的流体动力学可以可靠且可重复地密封第一下通道130。为了使阀密封非常牢固且可靠，阀通道152可以朝向通气通道148(例如，气体沿着其经过)向外张开。阀通道152可以在阀结合部处具有任何合适的尺寸(例如，300μm宽并且150μm厚)。通气通道148(特别是第二下通道132)可以在阀结合部处具有任何合适的尺寸(例如150μm宽并且150μm厚)。阀通道152的流体动力学可以可靠且可重复地密封第二下通道132。

储器160可以具有相对于填充通道146和通气通道148的对称设计。阀通道150、152可以具有相同的尺寸。阀通道150、152可以是镜像通道。阀通道150、152可以在直径上对置。阀通道150、152可以在储器160的相对侧上。阀通道150、152可以基本上相等地填充有TRS。储器160可以由单个热源加热。可以加热储器160以维持均匀的温度。储器160可以被加热以引起TRS以相等或基本上相等的体积从阀110流到阀通道150、152，并且然后流到填充通道146和通气通道148。阀110可以被加热以引起TRS以相等或基本上相等的流速从储器160流到阀通道150、152，并且然后流到填充通道146和通气通道148。阀110可以被加热以引起TRS从储器160相等地或基本上相等地流动，以密封填充通道146和通气通道148。

阀通道150、152可以具有相同或基本上相同的体积。阀通道150、152可以同时从储器160接收TRS。阀通道150、152可以同时从储器160接收相同或基本上相同体积的TRS。阀通道150、152可以以相同或基本上相同的速率填充。阀通道150、152可以允许TRS的同时流动以同时密封填充通道146和通气通道148。

下通道组130、132在阀相交处可以具有相同的尺寸。下通道组130、132可以是阀110附近的镜像通道。下通道组130、132可以相对于储器160在直径上对置。下通道组130、132可以在储器160的相对侧上。下通道组130、132可以是平行的或基本上平行的。下通道组130、132可以与阀通道150、152形成结合部。下通道组130、132可以接收TRS的一部分，以防止流体或气体流过下通道组130、132。下通道组130、132可以由TRS密封。

填充通道146和通气通道148可以由单个阀110密封。填充通道146和通气通道148可以同时密封。填充通道146和通气通道148可以用相同体积的TRS密封。填充通道146和通气通道148可以同时密封。填充通道146和通气通道148可以用从单个储器160流动的TRS密封。TRS可以是气体流不可穿透的。当通气通道148被密封时，防止气体流到通气口。TRS可以是流体流不可穿透的。当填充通道146被密封时，防止流体样品从入口106流到反应腔室104。当填充通道146被密封时，防止流体样品从反应腔室104流到入口106。

在一些实施例中，阀110的致动引起可密封材料的相等或基本上相等的流速以及通气通道148和填充通道146的密封。阀110的致动密封填充通道146和通气通道148两者。阀110的致动同时或基本上同时密封两个通道130、132。阀110的致动密封两个下通道130、132。阀110的致动密封基底层120的同一侧上的两个通道。在一些实施例中，阀110的致动引起可密封材料的不相等或基本上不相等的流速以及通气通道148和填充通道146的密封。阀110的致动用不同体积的材料密封上游通道和下游通道。阀110的致动在不同时间密封两个通道130、132。阀110的致动顺序地密封两个下通道130、132。

可以考虑其他构造。在一些实施例中，阀110具有包含TR的双储器。一个储器与阀通道150流体连通，并且另一个储器与阀通道152流体连通。储器可以在阀的制造期间用作TRS的装载端口。储器可以相对于填充通道146和通气通道148具有对称设计。储器可以相对于填充通道146和通气通道148具有不对称设计。储器可以接收相同体积或不同体积的TRS。储器可以接收相同组分的TRS或不同组分的TRS。

阀通道150、152可以具有任何横截面形状。阀通道150、152可以具有相同的尺寸。阀通道150、152可以具有不同的尺寸。阀通道150、152可以具有不同的形状。阀通道150、152可以具有不同的构造。阀通道150、152可以从相应的储器相等地填充。阀通道150、152可以从相应的储器不相等地填充。

阀通道150、152可以分别与填充通道146和通气通道148形成T形结合部。阀通道150、152可以具有任何形状以促进TRS从相应的储器向外流动。填充通道146可以在阀结合部处具有任何合适的尺寸。通气通道148可以在阀结合部处具有任何合适的尺寸。

储器可以由单个热源加热。储器可以由两个或更多个热源加热。储器可以被单独地加热。储器可以被独立地加热。储器可以被串联地加热。储器可以被并行地加热。储器可以被顺序地加热。储器可以被同时加热。储器可以被加热到不同的温度。储器可以以不同的加热梯度加热。储器可以达到第二温度以使TRS同时移动。储器可以达到第二温度以使TRS在不同时间移动。储器可以被加热以引起TRS从储器相等地或不相等地流到阀通道150、152。储器可以被加热以引起TRS从储器相等或不相等地流动以密封填充通道146和通气通道148。

在一些实施例中，阀110的致动引起不相等的流速以及通气通道148和填充通道146的密封。阀110可以通过向储器施加热来被致动。热的施加可以由一个或多个处理器控制。热的施加可以确定填充通道146和通气通道148何时被密封。阀110的致动密封从反应腔室104引出的上游通道和下游通道。阀110的致动密封填充通道146和通气通道148两者。阀110的致动可以顺序地密封通道146、148。阀110的致动可以首先密封填充通道146并且其次密封通气通道148。阀110的致动可以首先密封通气通道148并且其次密封填充通道146。

在一些实施例中，通道的结构引起通气通道148和填充通道146的不相等的流速和密封。通道可以具有影响流速的不相等的尺寸或体积。通道的构造可以确定填充通道146和通气通道148何时被密封。在一些实施例中，阀110的阀通道150、152在不同的开始时间或在不同的时间窗口期间引起通气通道148和填充通道146的不相等的流速和密封。阀通道150、152可以具有不同的长度，从而引起TRS首先密封一个通道。阀通道150、152可以具有不同的体积，从而引起TRS首先密封一个通道。阀通道150、152可以具有不同的流动特性，从而引起TRS首先密封一个通道。阀通道150、152可以具有不同的形状，从而引起TRS首先密封一个通道。在一些实施例中，阀通道150、152可以具有影响TRS的流动的一个或多个收缩部。在一些实施例中，阀通道150、152可以具有影响TRS的流动的一个或多个扩口或膨胀部。阀110通过本文描述的一个或多个储器和一个或多个通道的任何组合来密封下通道130、132。

基底层120可以包括反应腔室104。反应腔室104可以是圆锥形的。反应腔室104可以具有渐缩的轮廓。反应腔室104可以包括平坦的外部底表面。反应腔室104可以具有弯曲的外部底表面(或任何其他合适的轮廓)。反应腔室104可以具有弯曲的内部底表面(或任何其他合适的轮廓)。反应腔室104可以具有在液体内含物进入反应腔室104时引起液体内含物朝向反应腔室104的底部向下流动的形状。反应腔室104可以具有截头圆锥形状。反应腔室104可以具有任何尖的或大致尖的形状。反应腔室104可以向下逐渐渐缩。反应腔室104可以在盒100中形成孔。

反应腔室104可以是薄壁反应腔室104。与反应腔室104的体积相比，反应腔室104可以具有薄壁。反应腔室104可以具有厚度在10μm和100μm之间的壁。反应腔室104可以具有均匀的壁厚。反应腔室104可以具有不均匀的壁厚。反应腔室104可以具有比侧壁更厚的底壁。反应腔室104可以具有大致一致的薄壁。反应腔室104可以跨壁厚有效地传递热以加热反应腔室的内含物。

反应腔室104可以接收一定体积的样品。反应腔室104可以被认为是深孔。反应腔室104可以接收大于50μl的流体体积。在一些实施例中，体积大于100μl。在一些实施例中，反应腔室104的最大体积为126μl。

反应腔室104可以从基底层120的底部垂直地突出。反应腔室104可以包括大于基底层120的平均高度H1的高度H2。反应腔室104可以向下延伸基底层120的平均高度H1的3至6倍。

上通道组134、136的定位允许反应腔室104的高度被最大化。上通道组134、136在基底层120的顶侧上。填充通道146可以包括第一上通道134。通气通道148可以包括第二上通道136。反应腔室104从反应腔室104的顶部填充。样品从基底层120的顶侧流入反应腔室104的入口。反应腔室104在重力的影响下被填充。反应腔室104从反应腔室104的顶部通气。反应腔室104在反应腔室104中的气体(例如，空气)从反应腔室104的底部朝向反应腔室104的顶部移位的情况下被通气。

下通道组130、132的定位允许TRS在重力的影响下从储器150流出。储器160在基底层120的平均高度H1内。下通道组130、132的定位允许储器160的高度在基底层120内被最大化。储器的高度可以等于或基本上等于基底层120的平均高度H1。填充通道146可以包括第一下通道130。通气通道148可以包括第二下通道132。下通道组130、132和阀通道150、152在基底层120的底侧上的定位允许储器160的高度被最大化。阀通道150、152和下通道组130、132在基底层120的底侧上。储器160从基底层120的顶侧跨越到底侧。储器160跨越基底层120的平均厚度。

阀110的定位允许填充通道146和通气通道148的密封。在一些实施例中，阀110的致动可以允许同时密封。在一些实施例中，一个或多个储器、阀通道组150、152和下通道组130、132的布置可以允许同时密封。阀110可以被致动以防止样品沿着填充通道146从入口106流到反应腔室104，或反之亦然。特别地，下通道130可以被从阀通道150流入下通道130的TRS阻挡。一旦冷却，TRS就不能被流体和气体穿透。阀110可以被致动以防止气体沿着通气通道148从反应腔室104流到通气口108，或反之亦然。特别地，下通道132可以被从阀通道152流入下通道132的TRS阻挡。一旦冷却，TRS就不能被气体和流体穿透。

单个阀110防止进入和离开反应腔室104。进入和离开反应腔室104的唯一入口是沿着填充通道146和通气通道148。填充通道146和通气通道148可以沿着下通道130、132被TRS的流动阻挡。单个阀110可以密封填充通道146和通气通道148两者。单个阀110可以防止流体在热循环期间从反应腔室104蒸发。单个阀110可以在热循环期间维持反应腔室104中的流体体积。单个阀110可以在热循环期间维持盒100中的流体体积。单个阀110可以在扩增期间提供密封区域。

流体样品可以沿着填充通道146的曲折路径流动。入口106可以被配置为与液体分配器的移液管尖端配合。液体分配器可以提供致动力以使流体从入口106移动到反应腔室104。填充通道146可以包括贯通通道138。可以经由贯通通道138迫使样品向上朝向基底层120的第一侧116。贯通通道138可以允许样品从基底层120的第二侧118传到基底层120的第一侧116。上通道134可以允许样品进入反应腔室104。上通道134的位置可以减少从反应腔室104朝向入口106的回流。反应腔室104可以从顶部填充。反应腔室104可以被部分填充以用于扩增。反应腔室104可以基本上填充直到与上通道组134、146的连接。反应腔室104可以接收高达用于扩增的最大体积。可以对部分填充的反应腔室104执行扩增。

盒100内的气体可以沿着通气通道148的曲折路径流动。气体可以从反应腔室104传到通气口108。通气通道148可以包括贯通通道140。由于由通气口108形成的压力梯度，气体可以经由贯通通道140向下经过。贯通通道140可以允许气体从基底层120的顶侧传到基底层120的第二侧118。上通道136可以允许来自反应腔室104的气体的经过。上通道136可以从反应腔室104排出气体。由反应腔室104中的流体样品移位的气体可以在反应腔室内上升并经过通气通道148到达通气口108。上通道136可以相对于反应腔室104定位，以减少样品从反应腔室104到通气口108的流动。当样品在反应腔室104内时，上通道136可以定位在样品上方。

网状系统102可以部分地形成在基底层120内。下通道组130、132可以在基底层120的底部上开口。阀通道组150、152可以在基底层120的底部上开口。在一些实施例中，储器160可以在基底层120的底部上开口。贯通通道组138、140的最底部分可以在基底层120的底部上开口。反应腔室104可以在基底层120的顶部上开口。上通道组134、136可以在基底层120的顶部上开口。贯通通道组138、140的最上部分可以在基底层120的顶部上开口。储器160可以在基底层120的顶部上开口。通气口108可以在基底层120的顶部上开口。网状系统102可以包括用一个或多个附加层流体密封的一个或多个部分。

顶层122可以形成网状系统102的一部分。顶层122可以是为薄聚合物片材的顶部覆盖物。顶层122可以在配合到基底层120的一侧上包括压敏粘合剂。顶层122可以流体地密封上通道组134、136。顶层122可以流体地密封储器160。顶层122可以流体地密封反应腔室104。顶层122可以流体地密封贯穿通道组138、140。顶层122可以流体地密封填充通道146和通气通道148的一部分。顶层122的开口124与入口106对准以允许填充。顶层122的开口126与通气口108对准以允许通气。顶层122不流体地密封入口106或通气口108。

底层128可以形成网状系统102的一部分。底层128可以是为薄聚合物片材的底部覆盖物。底层128可以在配合到基底层120的一侧上包括压敏粘合剂。底层128可以流体地密封下通道组130、132。底层128可以流体地密封阀通道150、152。底层128可以流体地密封贯通通道组138、140。在一些实施例中，底层128可以流体地密封储器160。底层128可以流体地密封填充通道146和通气通道148的一部分。底层128的开口158与反应腔室104对准。反应腔室104是由基底层120形成的薄壁腔室。底层128可以通过开口158接收反应腔室104。

盒100组合了包括具有用于均匀温度控制的成形反应腔室的可消耗盒设计的各种原理。盒100包括通过将网状系统限定结构定位在基底层120的相对侧上来简化制造的特征。反应腔室104可以包括更大的储器，以促进更大样品体积的扩增。增强阀110可以通过同时密封填充通道146和通气通道148来密封反应腔室104。在致动阀110之前，阀110可以将网状系统102的第一部分与网状系统102的第二部分隔离。在致动该阀110之后，网状系统102的第三部分与网状系统102的第四部分隔离，其中第三部分与第一部分不同(不与第一部分共同延伸)，并且第四部分与第二部分不同(不与第二部分共同延伸)。

在致动之前，可密封材料防止流体从填充通道146直接流到通气通道148。在致动之前，可密封材料封闭旁路。可密封材料防止流体沿着阀110从填充通道146直接流到通气通道148。密封材料将通气通道148的部分与填充通道146的部分隔离。在位于基底120的第二侧118上的网状系统102的部分上，密封材料确实起到隔离功能以阻挡或阻碍两个通道之间的流体流动。通过阀110的可密封材料来防止流体在下通道组130、132之间沿着基底120的第二侧118流动。可密封材料的位置可以在基底120的第二侧118处。因此，流体沿着填充通道146从入口106流到反应腔室104。当反应腔室104被填充时，流体沿着通气通道148将气体推动到通气口108。在通气通道148和填充通道146之间存在经由反应腔室104的入口，但是这涉及网状系统102的不在基底的第二侧118上的部分。通过网状系统102提供专门设计用于气体流动的入口，具体地，从基底的第二侧118沿着流动通道146移动，然后移动到基底120的第一侧116到反应腔室，并且然后向下回到基底的第二侧118到达通气通道148。关于液体样品，液体样品沿着该回路到达通气通道148的唯一方式是如果盒不按预期操作，例如如果反应腔室104被填充到容量并且仍然添加更多样品直到样品到达通气口108。从液体样品和盒的预期操作的角度来看，密封材料在通气通道148的部分和填充通道146的部分之间起到隔离功能。密封材料不将通气通道148与填充通道146完全隔离，以用于沿着网状系统102的曲折路径行进到通气口108的气体。

可密封材料起到对于流体样品的隔离功能。可密封材料阻挡或阻碍通过阀110在通气通道148和填充通道146之间的直接连接。可密封材料阻挡或阻碍流体通过阀110在通气通道148与填充通道146之间的流动。在阀110的致动之前和阀110的致动之后，可密封材料阻挡或阻碍流体通过阀110在通气通道148和填充通道146之间的流动。

与多泳道盒相比，单泳道性质可以减少与未使用的泳道或未使用的输入相关联的浪费。单泳道、单样品设计可以用于单独测试的护理点设置。

在一些实施例中，反应消耗品经由填充通道146被添加到反应腔室104中。盒100可以用于基于由用户添加的样品和试剂的任何扩增测试。保持反应消耗品与盒100分开的构造提供了支持来自单个样品提取的多个反应的能力。例如，可以将单个样品提取添加到多个盒100中，每个盒支持对单个样品提取执行的多个反应中的一个。保持反应消耗品与盒100分开的构造提供了运行特定测试而不引起可能未使用的外来反应腔室的浪费的能力。保持反应消耗品与盒100分开的构造提供了运行特定测试而不会由于仅使用所需的特定所需量的试剂而引起试剂浪费的能力。

现在将参考图2A-2E描述根据本技术的微流体盒的非限制性实施方式。图2A示出了盒100以及加热器组件170和检测器180的横截面图。图2B示出了盒100、加热器组件170和检测器180的侧视图。图2C示出了盒100、加热器组件170和检测器180的另一侧视图。图2D示出了盒100、加热器组件170和检测器180的另一横截面视图。图2E示出了盒100、加热器组件170和检测器180的分解视图。

加热器组件170可以是接收盒100的平台或舱。加热器组件170可以包括接收盒100的成形孔口。加热器组件170可以包括一个或多个加热器。加热器组件170可以包括将一个或多个加热器连接成单元的框架。盒100可以被接收在接收舱中。接收舱可以被配置为使得可以在盒上操作的各种部件(热泵、珀耳帖冷却器、除热电子元件、检测器、力构件等)可以被定位成在盒上适当地操作。例如，加热器组件170可以位于接收舱中，使得它可以热耦合到可选择性地接收在接收舱中的盒100的一个或多个不同位置。加热器组件170可以包括一个或多个接触热源。

加热器组件170可以由一个或多个加热器单元制成。加热器组件可以包括多个可独立控制的加热器。一个或多个加热器可以由单件金属或其他材料制成。一个或多个加热器可以彼此分开制造。一个或多个加热器可彼此独立地安装或通过接收舱连接到彼此。加热器组件170可以被配置为使得每个加热器单元独立地加热盒100的单独部分。加热器组件170可以将热施加到单个盒。加热器组件170可以包括加热阀110的加热器单元。加热器组件170可以包括加热反应腔室104的加热器单元。

加热器组件170可以包括阀加热器172，阀加热器172可以是独立加热盒100的单独部分的加热器单元。当盒100被加热器组件170接收时，阀加热器172可以相对于阀110定位。阀加热器172可以加热到软化阀110的TRS的温度。阀加热器172可以停止加热以允许TRS固化。阀加热器172被配置为与阀110对准并将热递送到阀110。阀加热器172被配置为向储器160内的TRS施加热。

加热器组件170可以包括反应腔室加热器174。反应腔室加热器174可以是独立地加热盒100的单独部分的加热器单元。反应腔室加热器174可以是热电加热器。反应腔室加热器174可以是热电冷却器。可以适当地实施其他反应腔室加热器。反应腔室加热器174可以被配置为使反应腔室104经受加热和冷却。反应腔室加热器174被配置为与反应腔室104对准并将热递送到反应腔室104。反应腔室加热器174的加热和冷却功能可以由一个或多个处理器控制。

反应腔室中的热循环性能的示例可以包括加热到第一温度，将第一温度维持第一时间段，冷却到第二温度，和将第二温度维持第二时间段。重复该循环，其中每个循环的时间被最小化。在一些实施例中，循环时间可以在15秒至30秒的范围内。在一些实施例中，温度可以变化约30度。应当理解，该示例是非限制性的，并且反应腔室加热器174可以被编程为执行任何合适的热循环方案/协议(protocol)。可以通过一个或多个处理器针对任何热循环方案控制反应腔室加热器174。

反应腔室加热器174可以包括传导元件176。传导元件176可以包括电铸件。传导元件176可以由任何传导材料形成。在一些实施例中，反应腔室加热器174定位在传导元件176下方。反应腔室加热器174可以处于任何位置以有效地将热递送到传导元件176。

传导元件176可以与反应腔室104的形状紧密匹配。传导元件176可以包括被配置为递送热的任何形状。传导元件176的更大储器可以与反应腔室104的几何形状匹配。传导元件176被配置为具有部分地或完全地围绕反应腔室104的下部分的内腔。内腔可以周向地围绕反应腔室104。内腔可以围绕反应腔室104，以提供反应腔室104的内含物的快速且均匀的加热。传导元件176可以具有锥形腔。传导元件176可以具有平坦底部腔。反应腔室104可以被安置在传导元件176内。图2E图示了分解视图，其图示了盒100可以如何下降到传导元件176中。

反应腔室104可以在传导元件176和反应腔室104的内含物之间具有薄壁。传导元件176可以接触反应腔室104的薄壁。传导元件176被成形为紧密地符合反应腔室104的形状，以便增加在反应腔室104的加热期间与反应腔室104接触的表面积。在一些实施例中，传导元件176围绕反应腔室的高度的一部分。传导元件176可以围绕高度的至少50％、高度的至少60％、高度的至少70％、高度的至少80％、高度的至少90％或前述值中的两个的任何范围。传导元件176可以围绕在基底层120的平均厚度下方延伸的反应腔室104的部分。在一些实施例中，传导元件176可以围绕被配置为被填充的反应腔室104的部分。

阀加热器172和反应腔室加热器174可以被独立地控制。阀加热器172和反应腔室加热器174可以被定位在彼此不同的高度处。阀加热器172和反应腔室加热器174可以串联地操作。在反应腔室加热器174对反应腔室104的内含物进行热循环之前，可以致动阀加热器172以密封填充通道146和通气通道148。

检测器180被配置为监测来自参与生化反应的一种或多种物质的荧光。检测器180可以是光学检测器。检测器180可以包括选择性地发射在荧光染料吸收带中的光的光源。检测器180可以包括选择性地检测在荧光染料发射带中的光的光检测器。荧光染料对应于荧光多核苷酸探针或其片段。在一些实施例中，检测器180可以包括选择性地发射在荧光染料吸收带中的光的带通滤光二极管和选择性地检测在荧光染料发射带中的光的带通滤光光电二极管。检测器180可以被配置为独立地检测具有不同荧光发射光谱的多种荧光染料，其中每种荧光染料对应于荧光多核苷酸探针或其片段。检测器180可以被配置为独立地检测盒100的反应腔室104中或多个盒100的反应腔室104中的多种荧光染料，其中每种荧光染料对应于荧光多核苷酸探针或其片段。检测器180可以具有1种颜色、2种颜色、3种颜色、4种颜色、5种颜色、6种颜色、7种颜色、8种颜色检测或多于8种颜色的检测的可能性。检测器180可以由一个或多个处理器控制。检测器180能够检测来自反应腔室104内的扩增反应的任何体积的一个或多个荧光信号。

检测器180可以包括发光二极管(LED)、光电二极管和滤光器/透镜以用于实时监测从反应腔室104发出的一个或多个荧光信号。检测器180可以包括具有与单个盒100的反应腔室104耦合的模块化设计的检测系统。检测器180可以检测单一颜色的光。检测器180可以包括光源182和光检测器184。检测器180可以包括任何附加的光学部件，包括滤光器和透镜。检测器180可以包括一个LED和一个光电二极管。LED配置为将聚焦光束传输到盒100的特定区域上。光电二极管被配置为接收从盒100的区域发射的光。在一些实施例中，可以从单个位置检测两种或更多种颜色。检测器180可以包括两个或更多个LED和两个或更多个光电二极管。检测器180可以包括五个LED和五个光电二极管。可以适当地实施其他数量的LED和光电二极管。LED可以是不同的颜色，并且光电二极管可以接收对应的光。滤光器可以是带通滤光器。光源处的滤光器可以对应于一个或多个荧光探针的吸收带，并且光检测器处的滤光器可以对应于荧光探针的发射带。

检测器180可以是静止的。检测器180可以不具有可移动部件。组件可以包括对应于接收在组件190中的盒100的数量的多个检测器180。在一些实施例中，组件190可以与六个盒100相互作用。组件190可以包括接收检测器180的对接部192。在所图示的实施例中，组件190可以包括多达六个检测器180。检测器180的数量可以对应于组件190可以接收的盒100的数量。在所图示的实施例中，组件190具有五个安装的检测器180并且配置为接收多达五个盒100。存在不具有对应检测器180的一个对接部192。该组件可以包括任何数量的检测器180，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、36、48、60、72、84、96个，或3、6、12的任何倍数，或前述值中的两个的任何范围。

在一些实施例中，检测器180可以被安装在允许检测器180在多个盒100上方滑动的组件上。检测器180可以跨安装在该组件中的一个或多个盒100进行扫描。这样的检测系统可以被配置为通过被安装在允许它在多个反应腔室104上方滑动的组件上而接收来自多个盒100的光。

图2A示出了具有检测器180的盒100的横截面视图。光源182相对于反应腔室104成一角度。光检测器184相对于反应腔室104竖直取向。检测器180可以是被配置为与盒100配合的单色检测系统。检测器180可以与盒100间隔开。检测器180可以与盒100接触。在一些实施例中，检测器180或组件190可以向盒100施加力以相对于加热器组件170安置盒100。图2B-2D图示了检测器180和盒100之间的对准。这些图示出了组件190内的附加检测器180。虽然仅图示了一个盒100，但是组件190可以接收多个盒100。每个盒100被配置为接收单个样品。每个盒100可以包括单个泳道。多个盒100可以具有顺序或同时处理的相应反应腔室104的内含物。组件190、检测器180和加热器组件170可以进行并行处理。组件190可以进行并行检测。可以基于有序测试所需的扩增方案独立地处理每个盒100。组件190可以包括一个或多个处理器，以控制相对于一个或多个盒100的加热和检测操作。

LED光可以在经过反应腔室104中的样品之前经过滤光器。然后，所产生的荧光可以通过第二滤光器，并进入光电二极管。检测器180足够灵敏以收集来自盒100的反应腔室104的荧光。

检测器180可以用于检测反应腔室104中的液体的存在或盒100本身的存在。这些测量可以提供是否对该盒100进行扩增循环的确定。例如，在组件190中，并非所有盒100都将被装载到组件190中；对于不是的那些，将不需要应用来自对应加热组件170的加热方案。在一些实施例中，获取背景读数。液体的存在改变了来自反应腔室104的荧光读数。可编程阈值可以用于调节编程到控制设备操作的处理器中的算法(例如，阈值必须超过背景读数20％)。如果两个读数的差异没有超过编程的裕度，则认为液体没有进入对应盒100的对应反应腔室104，并且不启动针对该反应腔室104的扩增循环。

组件190可以将消耗品盒设计的原理与可重复使用的加热器组件170和可重复使用的检测器180进行组合。反应腔室104的更大储器可以用于各种测试，包括检测病毒载量的那些测试。更大的反应腔室104与加热器组件170的传导元件176的几何形状匹配。阀110将微流体原理应用于储器160的出口处的几何形状。增强阀110和盒100的单泳道性质可以使盒上操作变得容易。阀110可以同时密封两个通道，从而密封反应腔室104以用于扩增。盒100的单泳道性质可以装载用于扩增和检测的单个样品。

在一些使用中，用户可以通过利用多个盒100来划分样品并运行多个测试。盒100的单泳道性质可以被设计用于护理点设置。保持反应消耗品与一次性盒100分开的构造提供了支持来自单个样品提取的多个反应而不浪费多泳道盒的未使用的泳道或过量的溶液(如果试剂与盒一起嵌入的话)的能力。可以基于待运行的特定一个或多个测试将提取溶液和必要试剂添加到盒100中。盒100可以被认为是通用盒100。在一些实施例中，盒100未预先装载有试剂，从而使得盒100可用于任何测试。

在一些实施例中，在提取条上进行多核苷酸的提取和扩增准备样品的制备。可以用试剂保持器处理样品，该试剂保持器被配置为包括一个或多个部件，该一个或多个部件包括处理管、接收移液管尖端的插座、移液管护套、一个或多个试剂管和/或被配置为接收容器的一个或多个容座。试剂保持器可以通过被配置为制备用于扩增的样品的加热器和分离器来进行操作。扩增准备样品可以通过移液管尖端或任何其他合适的工具装载到盒100中。扩增准备样品可以包括针对所考虑的一种或多种靶分析物的扩增探针和引物。可以合适地实施用于样品制备的其他方法。

加热器组件170和盒100可以成形为使热传递最大化。可以通过在反应腔室104的基底层120中产生更均匀的壁厚而针对可制造性优化形状。这可以通过选择性取芯来实现。在一些实施例中，基底层120围绕反应腔室104取芯。传导元件176可以延伸到基底层120中。传导元件176可以通过延伸到基底层120的厚度中而延伸反应腔室104的高度的更大部分。

现在将参考图3A-3DD描述根据本技术的微流体盒的非限制性实施方式。图3A-3E示出了盒200的视图。盒200可以包括本文描述的盒100的任何特征。图3A示出了盒200的俯视图。图3B示出了盒200的侧视图。图3C示出了盒200的透视图。图3D示出了盒200的另一侧视图。图3E示出了盒200的分解视图。

图3F-3J示出了带有盒200的网状系统的虚线的盒200的视图。图3F示出了盒200的俯视图。图3G示出了盒200的侧视图。图3H示出了盒的透视图。图1I示出了盒200的另一侧视图。图3J示出了盒200的分解视图。

图3K-3P示出了盒200的基底层的视图。图3K示出了盒200的基底层的俯视图。图3L示出了盒200的基底层的侧视图。图3M示出了盒200的基底层的仰视图。图3N示出了盒200的基底层的另一侧视图。图3O示出了盒200的基底层的俯视透视图。图3P示出了盒200的基底层的仰视透视图。

图3Q-3V示出了盒200的带有网状系统的虚线的基底层的视图。图3Q示出了盒200的基底层的俯视图。图3R示出了盒200的基底层的侧视图。图3S示出了盒200的基底层的仰视图。图3T示出了盒200的基底层的另一侧视图。图3U示出了盒200的基底层的俯视透视图。图3V示出了盒200的基底层的另一俯视透视图。

图3W-3Z示出了盒200的顶层的视图。图3W示出了盒200的顶层的俯视图。图3X示出了盒200的顶层的侧视图。图3Y示出了盒200的顶层的透视图。图3Z示出了盒200的顶层的另一侧视图。

图3AA-3DD示出了盒200的底层的视图。图3AA示出了盒200的底层的俯视图。图3BB示出了盒200的底层的侧视图。图3CC示出了盒200的底层的透视图。图3DD示出了盒200的底层的另一侧视图。

盒200可以包括单个样品泳道。盒200包括用于装载样品并对样品进行扩增的网状系统202。网状系统202可以使用任何合适的方法接受并扩增含有多核苷酸的样品。扩增准备样品可以包括聚合酶、阳性对照质粒、对质粒的至少一部分和多种多核苷酸具有选择性的荧光杂交探针和/或对多核苷酸序列具有选择性的至少一种探针中的一种或多种。扩增准备样品可以被配置用于综合征测试。

盒200包括反应腔室204。盒200可以包括单个反应腔室204。反应腔室204可以具有矩形形状。反应腔室204可以具有渐缩的轮廓。反应腔室204可以逐渐形成更小的矩形形状。反应腔室204可以是任何多边形形状。反应腔室204可以是梯形的。反应腔室204可以逐渐变窄。反应腔室204可以具有圆形边缘。反应腔室204可以具有平坦的外部底表面。反应腔室204可以具有比反应腔室104更长的水平尺寸。反应腔室204可以具有比反应腔室104更短的竖直尺寸。反应腔室204可以具有与反应腔室104不同的形状。反应腔室204是被设计用于扩增(诸如PCR)的深孔反应腔室。

反应腔室204显著大于其他系统中的反应腔室。在一些实施例中，反应腔室204可以容纳在50μl和100μl之间的体积。在一些实施例中，反应腔室204可以容纳约84μl的体积。反应腔室204有利地可以进行需要更大样品尺寸的反应。反应腔室204可以被设计用于检测病毒载量，其受益于更大的体积。

反应腔室204可以是薄壁腔室。薄壁腔室可以有效地将热传递到反应腔室204的内含物。反应腔室204可以具有恒定的壁厚或可变的壁厚。反应腔室204可以具有1mm或更小、2mm或更小、3mm或更小、4mm或更小、5mm或更小或前述值中的两个的任何范围的壁厚。

在一些实施例中，反应腔室204可以是三维梯形形状。反应腔室204的形状可以有利地将PCR准备样品集中在反应腔室204的底部中。反应腔室204可以成形为与加热器组件相对应。反应腔室204可以与本文描述的检测器的角度匹配。这种形状的益处可以包括用于检测的更大目标。该形状的另一益处可以包括反应腔室204可以接收用于扩增和检测的更大样品。

盒200可以包括入口206，并且可以具有入口106的任何特征。盒200可以包括通气口208。通气口208可以促进从网状系统202排出气体，并且可以具有通气口108的任何特征。盒200可以包括阀210。阀210可以在扩增期间密封反应腔室204，并且可以具有阀110的任何特征。阀210可以包括被配置用于有效密封的形状。阀210可以密封通气通道248和填充通道246。

盒200由多个层构成。盒200可以包括基底层220。基底层220可以包括网状系统202或其一部分。基底层220可以包括形成在其表面中的流体部件。基底层220可以包括第一侧216和第二侧218。

盒200还可以包括顶层222。顶层222可以包括对应于入口206的开口224。顶层222可以包括对应于通气口208的开口226。顶层222可以流体地密封网状系统202的一部分。

盒200还可以包括底层228。底层228可以包括对应于反应腔室204的开口258。开口258可以是矩形的。底层228可以流体地密封网状系统202的一部分。

基底层220可以包括下通道组230、232。下通道组230、232可以包括第一通道230。第一通道230可以连接到入口206。第一下通道230可以连接到阀210。下通道组可以包括第二下通道232。第二下通道232可以连接到通气口208。第二下通道232可以连接到阀210。下通道组230、232可以由阀210密封。

基底层220可以包括上通道组234、236。上通道组可以包括第一上通道234。第一上通道234可以连接到反应腔室204。上通道组可以包括第二上通道236。第二上通道236可以连接到反应腔室204。

基底层220具有一个或多个通孔或贯穿通道238、240。贯通通道238、240可以完全延伸通过基底层220。贯通通道238、240可以包括第一贯通通道238。贯通通道可以包括第二贯通通道240。

网状系统220可以包括填充通道246。填充通道246可以将入口206连接到反应腔室204。填充通道246可以包括第一下通道230、第一贯通通道238和第一上通道234。填充通道246可以允许反应腔室204从顶部填充。例如，填充通道246可以允许反应腔室204从反应腔室204的顶表面处的上边缘242填充。

网状系统202可以包括通气通道248。通气通道248可以将反应腔室204连接到通气口208。通气通道248可以包括第二上通道236、第二贯通通道240和第二下通道232。通气口208可以延伸通过基底层220并且在基底层220的第一侧216上排出气体。

阀210可以包括促进填充通道146和通气通道148的密封的通道。基底层220可以包括第一阀通道250。第一阀通道250可以连接到第一下通道230。第一阀通道250可以具有朝向第一下通道230增加的横截面。基底层220可以包括第二阀通道252。第二阀通道252可以连接到第二下通道232。第二阀通道252可以具有朝向第二下通道232增加的横截面。阀通道250、252的增加的横截面可以促进TRS朝向下通道230、232的流体毛细作用。阀210可以包括储器260。阀通道250、252的几何形状促进下通道230、232的完全且牢固的密封。

基底层220可以包括薄壁反应腔室204。反应腔室204可以从基底层220的底部垂直地突出。反应腔室204可以包括大于基底层220的平均高度H1的高度H2。反应腔室204可以在基底层220的第二侧218的一般平面下方延伸。反应腔室204可以包括更大的储器，以促进更大样品体积的扩增。阀210可以通过密封填充通道146和通气通道148来密封反应腔室204。

现在将参考图4A-4E描述根据本技术的微流体盒的非限制性实施方式。图4A示出了盒200以及加热器组件270和检测器280的横截面视图。图4B示出了盒200、加热器组件270和检测器280的侧视图。图4C示出了盒200、加热器组件270和检测器280的另一侧视图。图4D示出了盒200、加热器组件270和检测器280的另一横截面视图。图4E示出了盒200、加热器组件270和检测器280的分解视图。加热器组件270可以包括加热器组件170的任何特征。检测器280可以包括检测器180的任何特征。

加热器组件270可以是接收盒200的平台或舱。加热器组件270可以包括接收盒200的轮廓的成形孔口。加热器组件270可以包括一个或多个加热器。加热器组件270可以包括一个或多个接触热源。加热器组件270可以包括阀加热器272。当盒200由加热器组件270接收时，阀加热器272可以相对于阀210定位。阀加热器272可以施加热以软化TRS。阀加热器272可以施加热以允许TRS流入填充通道246和通气通道248。该方案可以停止热的施加以允许TRS固化。阀加热器272被配置为与阀210对准并将热递送到阀210。

加热器组件270可以包括反应腔室加热器274。反应腔室加热器274可以被配置为使反应腔室204经受加热。反应腔室加热器274可以被配置为使反应腔室204经受冷却。反应腔室加热器274被配置为向反应腔室204施加热。反应腔室加热器274可以定位在反应腔室204下方。反应腔室加热器274可以延伸比反应腔室204更大的长度。反应腔室加热器274可以延伸比反应腔室更大的宽度。反应腔室加热器274可以具有与反应腔室204类似的形状。反应腔室加热器274可以经历任何热循环方案。

加热器组件270可以包括传导元件276。传导元件276可以耦合到反应腔室加热器274。传导元件276可以接收和分配来自反应腔室加热器274的热。传导元件276可以与反应腔室204的形状紧密匹配。传导元件276可以包括任何多边形形状。传导元件276被配置为具有部分地或完全地围绕反应腔室204的下部分的内腔。内腔可以在一侧、一侧或多侧、两侧、两侧或更多侧、三侧、三侧或更多侧、或四侧上与反应腔室204相邻。内腔可以围绕反应腔室204以提供基本上均匀的温度。传导元件276可以具有矩形腔。传导元件276可以具有平坦底部腔。反应腔室204可以安置在传导元件276内。图2E图示了分解视图，其图示了盒200可以如何相对于加热器组件270定位。

反应腔室204可以在传导元件276和反应腔室204的内含物之间具有薄壁。传导元件276被成形为紧密地符合反应腔室204的形状，以便在反应腔室204的加热期间增加表面积。在一些实施例中，传导元件276围绕反应腔室204的高度的一部分。传导元件276可以围绕高度的至少30％、高度的至少40％、高度的至少50％、高度的至少60％、高度的至少70％、高度的至少80％、高度的至少90％、或前述值中的两个的任何范围。传导元件276可以围绕反应腔室104的在基底层220的平均厚度下方延伸的部分。在一些实施例中，传导元件276可以围绕反应腔室204的被配置为被填充的部分。

检测器280被配置为检测来自反应腔室204的荧光。检测器280可以具有检测器180的任何特征。检测器280可以包括光源282和光检测器284。检测器280可以包括任何附加的光学部件，包括滤光器和透镜。检测器280可以包括一个LED和一个光电二极管。LED被配置为将聚焦光束传输到反应腔室204上。光电二极管被配置为接收从反应腔室204发射的光。检测器280可以是静止的。检测器280可以是可移动的。光源282相对于反应腔室204成一角度。光检测器284相对于反应腔室204竖直取向。检测器280可以是被配置为与盒200配合的单色检测系统。检测器280可以是被配置为与盒200配合的多色检测系统。检测器280可以包括多个LED和多个光电二极管。检测器280可以用于检测反应腔室204中的液体的存在和/或盒200的存在。

组件290可以将可消耗盒设计的原理与可重复使用的加热器组件270和检测器280进行组合。反应腔室204的更大储器可以用于一个或多个测试，包括检测病毒载量的那些测试。更大的反应腔室204和加热器组件270可以具有匹配的几何形状。阀210可以利用微流体原理来促进TRS在储器160的出口处的流动。阀210和盒200的单泳道性质可以简化盒上操作。阀210可以同时密封两个通道，从而密封反应腔室204以用于扩增。盒100的单泳道性质可以装载用于扩增和检测两者的单个样品。

加热器组件280和盒200可以成形为使热传递最大化。盒200可以在围绕反应腔室204的基底层220中包括均匀的壁厚。基底层220可以选择性地取芯以在反应腔室204周围提供切口。传导元件276可以延伸到基底层220中。传导元件276可以通过延伸到基底层220的厚度中而延伸反应腔室204的高度的更大部分。

现在将参考图5A-5DD描述根据本技术的微流体盒的非限制性实施方式。图5A-5E示出了盒300的视图。盒300可以包括本文描述的盒100、200的任何特征。图5A示出了盒300的俯视图。图5B示出了盒300的侧视图。图5C示出了盒300的透视图。图5D示出了盒300的另一侧视图。图5E示出了盒300的分解视图。

图5F-5J示出了带有盒300的网状系统的虚线的盒300的视图。图5F示出了盒300的俯视图。图5G示出了盒300的侧视图。图5H示出了盒的透视图。图5I示出了盒300的另一侧视图。图5J示出了盒300的分解视图。

图5K-5P示出了盒300的基底层的视图。图5K示出了盒300的基底层的俯视图。图5L示出了盒300的基底层的侧视图。图5M示出了盒300的基底层的仰视图。图5N示出了盒300的基底层的另一侧视图。图5O示出了盒300的基底层的俯视透视图。图5P示出了盒300的基底层的仰视透视图。

图5Q-5V示出了盒300的带有网状系统的虚线的基底层的视图。图5Q示出了盒300的基底层的俯视图。图5R示出了盒300的基底层的侧视图。图5S示出了盒300的基底层的仰视图。图5T示出了盒300的基底层的另一侧视图。图5U示出了盒300的基底层的俯视透视图。图5V示出了盒300的基底层的另一俯视透视图。

图5W-5Z示出了盒300的顶层的视图。图5W示出了盒300的顶层的俯视图。图5X示出了盒300的顶层的侧视图。图5Y示出了盒300的顶层的透视图。图5Z示出了盒300的顶层的另一侧视图。

图5AA-5DD示出了盒300的底层的视图。图5AA示出了盒300的底层的俯视图。图5BB示出了盒300的底层的侧视图。图5CC示出了盒300的底层的透视图。图5DD示出了盒300的底层的另一侧视图。

盒300可以包括单个样品泳道。盒300包括网状系统302。网状系统302可以被配置为接收用于处理样品的热。在一些实施例中，网状系统302可以被配置为接收用于热循环的样品。网状系统302可以使用任何合适的方法接受并扩增样品中的多核苷酸。在一些实施例中，网状系统302可以被配置为对扩增准备样品进行扩增。扩增准备样品可以包括一种或多种酶、一种或多种质粒和一种或多种探针。扩增准备样品可以包括一种或多种多核苷酸。扩增准备样品可以被配置用于综合征测试。

盒300包括反应腔室304。盒300可以包括单个反应腔室304。单个样品泳道可以包括一个反应腔室304。反应腔室304是设计用于扩增(诸如PCR)的大表面积反应腔室。盒300可以被设计用于在单个反应腔室304内进行反应。单个反应腔室304可以提供更大的随机进入。单个反应腔室304可以被预先装载有必要的试剂。单个反应腔室304可以接收具有必要试剂的扩增准备样品。单个样品泳道盒300可以允许以一个反应-一个盒-一个反应腔室的比率消耗所需数量的反应腔室304。反应腔室304的体积显著大于其他已知盒中的反应腔室。在一些实施例中，反应腔室304可以容纳在50μl和150μl之间的体积。在一些实施例中，反应腔室304可以容纳大约79μl的体积。反应腔室304有利地可以进行需要更大样品体积的反应。更大样品体积可能是检测非常低的分析物水平或定量分析所必需的。可能需要更大样品体积来检测病毒载量。

反应腔室304可以包括大的表面积，反应腔室304可以具有长度。长度可以沿着盒300的纵向轴线延伸。长度可以沿着盒300的最长轴线。反应腔室304可以在长度方向上是细长的。反应腔室304可以具有宽度。宽度可以横向于盒300的纵向轴线延伸。宽度可以横跨盒300。反应腔室304可以具有高度。高度可以横向于盒300的纵向轴线延伸。高度可以延伸通过盒300的所有层。高度可以是盒300的厚度。长度可以大于宽度。长度可以大于高度。宽度可以大于高度。反应腔室304可以限定大的表面积。表面积可以由反应腔室304的长度和宽度限定。表面积可以是细长的。反应腔室304可以包括薄顶壁。薄壁腔室可以增加反应腔室304的体积。反应腔室可以延伸通过盒300的大部分高度。在一些实施例中，反应腔室304的顶部可以具有均匀的壁厚。在一些实施例中，反应腔室304的顶部可以具有不均匀的壁厚。在一些实施例中，反应腔室304的顶部可以包括更大厚度的突出部。反应腔室304可以具有1mm或更小、2mm或更小、3mm或更小、4mm或更小、5mm或更小、或前述值中的两个的任何范围的最大顶壁厚度。

反应腔室304可以具有矩形形状。反应腔室304可以具有细长形状。反应腔室304可以具有大致竖直的侧壁。反应腔室304可以具有圆角。反应腔室304可以具有平坦的外部底表面。反应腔室304可以具有比微流体盒100的反应腔室104更短的竖直尺寸。反应腔室304可以具有比微流体盒200的反应腔室204更短的竖直尺寸。反应腔室304可以具有比反应腔室104更大的底表面积。反应腔室304可以具有比反应腔室204更大的底表面积。反应腔室304可以具有与反应腔室104、204不同的形状。反应腔室304是设计用于扩增的大表面积反应腔室。

在一些实施例中，反应腔室304可以是三维细长形状。在一些实施例中，反应腔室304可以是平坦底部形状。反应腔室304的形状可以有利地沿着比反应腔室104、204更大的表面积集中PCR准备样品。反应腔室304的底部可以成形为与加热器组件相对应。反应腔室304的形状的益处可以包括用于加热的更大目标。反应腔室304的顶部可以成形为与检测器相对应。反应腔室304的形状的益处可以包括用于检测的更大目标。反应腔室304的形状的益处可以包括反应腔室304可以接收用于扩增和检测的更大体积的样品。

盒300可以包括被配置为接收流体的入口306。入口306可以具有入口106、206的任何特征。入口306可以被配置为从自动分配系统或由用户手动地接收移液管。盒300可以包括通气口308。通气口308可以促进气体从网状系统302经过。通气口308可以具有通气口108、208的任何特征。

盒300可以包括阀310。阀310可以被配置为在处理期间密封反应腔室304。阀310可以具有阀110、210的任何特征。阀310可以包括被配置用于有效密封的形状。阀310可以密封通向反应腔室304的一个或多个通道。阀310可以密封反应腔室304的入口和出口。在一些实施例中，阀310可以独立地密封两个通道。在一些实施例中，阀310可以同时密封两个通道。在一些实施例中，阀310可以顺序地密封两个通道。

盒300由多个层构成。盒300可以包括一个层、两个层、三个层、四个层、五个层或前述值中的两个的任何范围。在一些实施例中，盒300可以由一个或多个层构成。在一些实施例中，网状系统302可以由一个或多个层构成。一个或多个层可以允许气体从网状系统302逸出。一个或多个层可以防止液体从网状系统302逸出。一个或多个层可以允许流体进入网状系统302。一个或多个层可以限定反应腔室304。一个或多个层可以限定入口306。一个或多个层可以限定通气口308。一个或多个层可以限定阀310。盒300可以包括不形成网状系统302的一个或多个附加层。不形成网状系统302的一个或多个附加层可以包括标签。

盒300可以包括基底层320。基底层320可以包括网状系统302或其一部分。基底层320可以包括形成在其表面中的一个或多个通道。基底层320可以包括反应腔室304的至少一部分。基底层320可以包括入口306的至少一部分。基底层320可以包括通气口310的至少一部分。

基底层320可以包括第一侧316和第二侧318。第一侧316可以是上表面。第二侧318可以是下表面。基底层320可以包括形成在第一侧316上的一个或多个通道。基底层320可以包括形成在第二侧318上的一个或多个通道。基底层320可以包括延伸基底层320的厚度或高度的一个或多个通道。基底层320可以包括完全延伸通过基底层320的至少一个通道。基底层320可以形成反应腔室304的一部分。反应腔室304可以包括在基底层320的第二侧318上的开口314。反应腔室304可以至少部分地延伸通过基底层320。反应腔室304可以形成封闭端。反应腔室304可以在基底层320的第一侧316上封闭。通气口308可以延伸通过基底层320。通气口308可以被配置为通向第一侧316。阀310可以延伸通过基底层320。基底层320可以包括在第一侧316上的阀310的储器。基底层320可以包括在第二侧318上连接到阀310的通道。在一些实施例中，有利的是，网状系统302的每一个部件的至少一部分被限定在相同的单个基底层320中。基底层320可以由可模制材料(诸如塑料或聚合物)模制而成。基底层320可以由对气体不通气的任何材料形成。基底层320可以由对液体无孔的任何材料形成。基底层320可以由使得能够在反应腔室中进行检测的任何材料(诸如具有低自发荧光的材料)形成。

盒300还可以包括顶层322。当盒300被组装时，顶层322可以耦合到基底层320的第一侧316。顶层322可以覆盖基底320的一个或多个部件。顶层322可以形成盒300的顶部或盒300的顶部的一部分。顶层322可以形成网状系统302或其一部分。顶层322可以包括开口324。开口324可以具有与入口306相对应的形状和尺寸。开口324可以大于入口306，以允许形成入口306的基底层320延伸通过。顶层322可以包括开口326。开口326可以具有与通气口308对应的形状和尺寸。开口326可以大于通气口308。形成通气口308的基底层320可以完全设置在顶层322下方。顶层322可以流体地密封网状系统302的一部分。顶层322可以部分地形成一个或多个通道。顶层322可以部分地形成阀310的储器。顶层322可以包括开口358。开口358可以促进用于检测的信号的经过。开口358可以容纳反应腔室304的向上突出部。开口358可以容纳透镜。在一些实施例中，顶层322可以覆盖反应腔室304的一部分。开口358可以设置在反应腔室304上方。在一些实施例中，顶层322覆盖反应腔室304的至少一部分。顶层322可以透射光或其他信号。顶层322可以覆盖基底层320的第一侧316的至少一部分。在一些实施例中，顶层322不覆盖反应腔室304的任何部分。顶层322可以促进盒上检测。在一些实施例中，盒300不包括顶层322。网状系统302的一个或多个部件的顶表面可以由基底320形成。

盒300可以包括底层328。当组装盒300时，底层328可以耦合到基底层320的第二侧318。底层328可以位于基底320的一个或多个部件下方。底层328可以形成盒300的底部或盒300的底部的一部分。底层328可以形成网状系统302或其一部分。底层328可以形成盒300的平坦外部底表面。在一些实施例中，底层328不包括开口。底层328可以流体地密封网状系统302的一部分。底层328可以部分地形成一个或多个通道。底层328可以部分地形成阀310。底层328可以部分地形成反应腔室304。底层328可以密封反应腔室304。底层328可以覆盖反应腔室304的开口314。底层328可以覆盖基底层320的第二侧318的至少一部分。在一些实施例中，底层328可以透射光或其他信号。在一些实施例中，底层328不透射光或其他信号。在一些实施例中，感兴趣分析物的检测不涉及底层328。在一些实施例中，在加热反应腔室304中的样品之后，器械可以刺穿顶层322或底层328并从反应腔室304提取样品以用于盒外检测。在一些实施例中，盒300不包括底层328。网状系统302的一个或多个部件的底表面可以由基底320形成。

在一些实施例中，盒300可以具有平坦或基本上平坦的外表面。底层328可以是平面的。底层328可以具有平坦的底表面。底层328可以限定反应腔室304。反应腔室304可以具有平坦或基本上平坦的外表面。反应腔室304可以是平面的。反应腔室304可以具有平坦的底表面。盒300可以成形为与本文描述的加热器组件相对应。底层328可以限定阀310。阀310可以具有平坦或基本上平坦的外表面。阀310可以是平面的。阀310可以具有平坦的底表面。盒300可以成形为与本文描述的加热器组件相对应。加热器组件可以被配置为定位在盒300下方。加热器组件可以被配置为定位在反应腔室304下方。加热器组件可以被配置为定位在阀310下方。加热器组件可以具有对应的平坦表面以与盒300的平坦底部配合。外表面的这种平坦形状的益处可以包括温度控制的更大均匀性。

在一些实施例中，反应腔室304可以是平坦底部腔室。反应腔室304的下表面可以由底层328形成。底层328可以具有平坦的上表面。底层328可以形成反应腔室304的平坦底部。底层328的平坦形状可以有利地沿着反应腔室304的表面积集中PCR准备样品。底层328的平坦形状可以防止或限制流体的汇集。底层328的平坦形状可以将流体散布在更大的表面积上以便进行加热。底层328的平坦形状可以促进流体的均匀加热。内表面的这种平坦形状的益处可以包括温度控制的更大均匀性。

顶层322和底层328可以是相同的材料。顶层322和底层328可以是不同的材料。在一些实施例中，顶层322和底层328可以结合到基底层320。在一些实施例中，顶层322和底层328可以结合到一个或多个中间层。顶层322和底层328可以用粘合剂粘附。顶层322和底层328可以是可热密封的。

盒300可以包括下通道组330、332。下通道组330、332可以由基底层320和底层328形成。下通道组330、332的底部可以由底层328形成。下通道组330、332可以从基底层320的第二侧318延伸。下通道组330、332的底部可以由底层328形成。下通道组330、332可以包括第一下通道330。第一下通道330可以连接到入口306。第一下通道330可以连接到阀310。第一下通道330可以连接到反应腔室304。第一下通道330可以连接到反应腔室304的下边缘344。下通道组330、332可以包括第二下通道332。第二下通道332可以连接到通气口308。第二下通道332可以连接到阀310。下通道组330、332可以形成H形。下通道组330、332可以是非对称的。下通道组330、332可以由阀310密封。

盒300可以包括上通道336。上通道336可以由基底层320和顶层322形成。上通道336的顶部可以由顶层322形成。上通道336可以从基底层320的第一侧316延伸。上通道336可以连接到反应腔室304。上通道336可以连接到反应腔室304的上边缘342。

盒300可以包括贯通通道340。贯通通道340可以由基底层320、顶层322和底层328形成。贯通通道340可以完全延伸通过基底层320。贯通通道340的顶部可以由顶层322形成。贯通通道340的底部可以由底层328形成。在一些实施例中，贯通通道340可以相对于基底层320的第一侧316和第二侧318具有基本上竖直的取向。在一些实施例中，贯通通道340可以相对于竖直方向倾斜。贯通通道340可以连接第二下通道332和上通道336。贯通通道340可以与通气口308相关联。

网状系统320可以包括填充通道346。填充通道346可以将入口306连接到反应腔室304。填充通道346可以包括第一下通道330。第一下通道330可以从入口306引出。第一下通道330可以从旁经过阀310并且紧邻阀310。填充通道346可以沿着底层328延伸。填充通道346可以由基底层320和底层328形成。填充通道346可以延伸到反应腔室304的底表面。填充通道346可以允许反应腔室304从反应腔室304的底部填充。填充通道346可以连接到反应腔室304的下边缘344。填充通道346可以沿着基底320的第二侧318。填充通道346可以从入口306引出，从旁经过阀310并终止于反应腔室304。填充通道346可以是线性的或基本上线性的。填充通道346可以是平面的。填充通道346可以由底层328的平坦表面形成。替代地，填充通道346可以具有本文描述的任何另一种构造。

网状系统302可以包括通气通道348。通气通道348可以将反应腔室304连接到通气口308。通气通道348可以包括上通道336。上通道336可以从反应腔室304引出。通气通道348可以连接到反应腔室304的上边缘342。通气通道348可以沿着基底320的第一侧316。通气通道348可以包括贯通通道340。通气通道348可以经过基底层320。通气通道348可以包括第二下通道332。第二下通道332可以从旁经过阀310并且紧邻阀310。第二下通道332可以通向通气口308。通气口308可以延伸通过基底层320。通气口308可以在基底层320的第一侧316上开口。通气通道348可以包括从基底层320的上表面到下表面的过渡。通气口308可以从第二侧318延伸通过基底层320到达第一侧316。通气口308可以允许气体从基底层320的第一侧316逸出。在另一些实施例中，通气口308可以允许气体从基底层320的第二侧318逸出。通气口308可以在顶表面上通过如这里体现的通孔离开盒300或直接到达底表面。

通气通道348可以形成曲折路径。通气通道348可以从反应腔室304的上边缘342排出气体。通气通道348可以成形为使反应腔室304的填充体积最大化。通气通道348可以连接到上边缘342。反应腔室304可以填充到上边缘342，而不允许液体进入通气通道348。因此，反应腔室304的流体容量延伸到上边缘342。通气通道348可以定位成限制流体流入通气通道348。通气通道348可以定位成允许气体从反应腔室304的上部分逸出。通气通道348可以允许反应腔室304从反应腔室304的上边缘342排出气体。通气通道348可以由基底层320、顶层322和底层328形成。通气通道348可以沿着基底层320的第一侧316和第二侧318延伸。上通道336可以从反应腔室304沿着第一侧316通向贯通通道340到达向基底层320的第二侧318，从旁经过阀310，并终止于通气口308。替代地，通气通道348可以具有本文描述的任何另一种构造。

盒300可以包括被配置为促进填充通道346和通气通道348的密封的通道。阀310可以包括第一阀通道350。第一阀通道350可以连接到第一下通道330。第一阀通道350可以具有朝向第一下通道330增加的横截面。第一阀通道350可以由基底层320和底层328形成。阀310可以包括第二阀通道352。第二阀通道352可以连接到第二下通道332。第二阀通道352可以具有朝向第二下通道332增加的横截面。第二阀通道352可以由基底层320和底层328形成。阀通道350、352的增加的横截面可以促进可密封材料从阀310朝向下通道330、332的流体毛细作用。阀310可以包括储器360。阀310可以包括可密封材料。在阀310被致动之前，可密封材料可以阻挡材料从第一阀通道350传到第二阀通道352。在阀310已经被致动之前，可密封材料防止流体从填充通道346流到通气通道348。当被致动时，可密封材料可以从阀通道350、352流到下通道330、332。在阀310已经被致动之后，可密封材料防止流体流到入口306和通气口308。阀通道350、352和储器360的几何形状促进下通道330、332的完全且牢固的密封。在一些实施例中，储器360诸如通过顶层322从顶部加热。在一些实施例中，储器360诸如通过底层328从底部加热。储器360可以由一个或多个热源加热。阀310可以包括本文描述的阀110、210的任何特征。

盒300可以包括反应腔室304。反应腔室304可以由基底层320和底层328形成。反应腔室304可以包括平坦的外部底表面。底层328可以形成平坦或基本上平坦的表面。反应腔室304可以具有平坦形状，以在流体进入反应腔室304时引起液体内含物沿着反应腔室304的表面积扩散。反应腔室304可以具有略小于盒304的总高度的高度。第一侧316可以形成反应腔室304的顶表面。底层328可以形成反应腔室304的底表面。反应腔室304可以是薄壁反应腔室304。第一侧316可以形成薄壁。第一侧316可以是薄壁以促进检测。反应腔室304可以跨基底层320的第一侧316的壁厚有效地将光转移，以检测来自反应腔室的内含物的信号。底层328可以形成薄壁。底层328可以是薄壁，以促进将热传递到反应腔室304的内含物。反应腔室304可以跨底层328的壁厚有效地传递热，以加热反应腔室的内含物。与反应腔室304的体积相比，反应腔室304可以具有薄壁。反应腔室304可以具有厚度在10μm和100μm之间的壁。反应腔室304可以在第一侧316处具有均匀的壁厚。由于突出部，反应腔室304可以在第一侧316处具有不均匀的壁厚。反应腔室304可以在底层328处具有均匀的壁厚。反应腔室304可以在第一侧316和底层328处具有大致均匀的壁厚。反应腔室304可以具有不均匀的壁厚，例如反应腔室304可以具有比底壁更厚的顶壁。

反应腔室304可以具有任何细长形状。反应腔室304可以具有弯曲边缘。反应腔室304可以形成盒300中的孔。反应腔室304可以接收一定体积的扩增准备样品。反应腔室304可以接收大于50μl的流体体积。反应腔室304可以接收大于75μl的流体体积。反应腔室304可以接收大于100μl的流体体积。在一些实施例中，反应腔室304的最大体积为79μl。盒可以被配置为接收为约1μl至约500μl(诸如1-200μl或60-80μl或50-100μl或25-125μl)的流体(诸如扩增准备样品)体积。

基底层320可以包括突出部356。突出部356可以从反应腔室304延伸。反应腔室304可以包括大于基底层320的平均高度H1的高度H2。突出部356可以在基底层320的第一侧316的一般平面上方延伸。反应腔室304可以包括更大的储器，以促进更大样品体积的扩增。

现在将参考图6A-6E描述根据本技术的微流体盒的非限制性实施方式。图6A-6C图示了分度器组件。图6A示出了盒300以及分度器组件的等距视图。图6B示出了盒300以及分度器组件的分解视图。图6C示出了盒300以及分度器组件的另一视图。图6D-6E图示了卷盘组件。图6D示出了盒300以及卷盘组件的等距视图。图6E示出了盒300以及卷盘组件的分解视图。

盒300可以被配置为与一个或多个部件相互作用。所述组件可以允许如本文描述的样品处理。本技术的盒可以包括单泳道盒以在单个网状系统中处理单个样品。盒300可以包括被配置为接收流体的入口306。入口306可以被配置为在处理期间的任何时间接收移液管。可以将样品添加到在分度器组件中的任何合适位置处的盒300中。可以手动地或通过自动样品输入装置将样品添加到盒300中。可以将样品添加到在卷盘组件中的任何合适位置处的盒300中。可以手动或通过自动样品输入装置将样品添加到盒300中。样品可以在与组件相互作用之前进入盒300。样品可以在与组件相互作用的同时进入盒300。该组件可以促进热的施加以便进行处理。该组件可以促进用于检测的光的投射。

该组件可以执行一个或多个功能来处理样品。分度器组件可以用于样品的扩增。分度器组件可以用于样品的检测。分度器组件可以用于样品的扩增，但不用于检测。分度器组件可以用于样品的检测，但不用于扩增。卷盘组件可以用于样品的扩增。卷盘组件可以用于样品的检测。卷盘组件可以用于样品的扩增，但不用于检测。卷盘组件可以用于样品的检测，但不用于扩增。该组件可以省略本文描述的一个或多个功能。

突出部356可以与检测器380对准。检测器380可以被配置用于实时监测从反应腔室304发出的一个或多个荧光信号。检测器380可以包括光源和光检测器。光源和光检测器可以具有本文描述的光源182、282和光检测器184、284的任何特征。检测器380可以包括一个LED和一个光电二极管。LED被配置为将聚焦光束传输到盒300的突出部356上。光电二极管配置为接收从盒300的突出部356发射的光。检测器380可以包括本文描述的检测器180、280的任何特征。顶层322可以包括开口358。突出部356可以延伸通过开口358。在一些实施例中，突出部356可以是实心的。在一些实施例中，突出部356可以是中空的。在一些实施例中，突出部356可以用作透镜以朝向反应腔室304引导光。在一些实施例中，突出部356可以用作透镜以放大来自反应腔室304的信号。

加热器组件370可以包括加热器组件170、270的任何特征。检测器380可以包括检测器180、280的任何特征。检测器380可以包括组件190、290的任何特征。分度器组件和卷盘组件是处理一个或多个盒300的系统的示例。盒300可以被独立地处理。盒300可以被顺序地处理。盒300可以被同时处理。虽然图示了盒300，但是分度器组件和卷盘组件可以被配置为处理任何盒，包括盒100、200。

如图6E所示，加热器组件370可以是接收盒300的平台或舱。加热器组件370可以包括平坦表面以接收盒300的平坦底部。在一些实施例中，加热器组件370可以将热施加到盒300的平坦外表面。加热器组件370可以将热施加到盒300的底层328。加热器组件370可以将热施加到基底层320的第二侧318。加热器组件370可以定位在盒300的下方。在一些实施例中，加热器组件370可以将热施加到盒300的顶层322。加热器组件370可以将热施加到基底层320的第一侧316。加热器组件370可以定位在盒300的上方。加热器组件370可以包括一个或多个加热器。加热器组件370可以包括一个或多个接触热源。加热器组件370可以包括阀加热器372。当盒300由加热器组件370接收时，阀加热器372可以相对于阀310定位。阀加热器372可以施加热以软化可密封材料。阀加热器372可以施加热以允许可密封材料流入填充通道346和通气通道348。该方案可以停止施加热以允许可密封材料在填充通道346和通气通道348内固化。可密封材料可以密封填充通道346和通气通道348，以防止流体经过可密封材料逸出到入口306和通气口308。阀加热器372被配置为与阀310对准并将热递送到阀310。阀加热器372被配置为与储器360、第一阀通道350、第二阀通道352、第一下通道330和第二下通道332中的一个或多个对准并将热递送到储器360、第一阀通道350、第二阀通道352、第一下通道330和第二下通道332中的一个或多个。加热器组件370可以将热施加到盒300的平坦底部到达阀310。

加热器组件370可以包括反应腔室加热器374。反应腔室加热器374被配置为向反应腔室304的内含物施加热。反应腔室加热器374可以将热施加到盒300的平坦底部。反应腔室加热器374可以将热施加到底层328。底层328可以将热传递到反应腔室304中的流体。反应腔室304中的流体可以沿着反应腔室304的表面积扩散。反应腔室304可以具有大的表面积，从而增加接收热的表面积。流体可以在反应腔室304内形成具有大表面积的流体层。大的表面积可以促进均匀的加热和冷却。大的表面积可以确保高效的能量传递。大的表面积可以促进均匀的加热。大的表面积可以被快速地加热和冷却，导致更快的处理时间。反应腔室加热器374可以具有与反应腔室304的表面积类似的表面积。反应腔室加热器374可以具有比反应腔室304更大的表面积。反应腔室加热器374可以通过底层328均匀地加热反应腔室304。反应腔室加热器374可以是接触热源。反应腔室加热器374可以经历或应用任何热循环方案。在一些实施例中，加热器组件370可以相对于盒300静止。在一些实施例中，加热器组件370可以相对于盒300移动。在一些实施例中，盒300可以相对于加热器组件370移动。

底层328可以覆盖反应腔室304的开口314。底层328可以定位在反应腔室加热器374和反应腔室304的内含物之间。底层328可以由促进热传递的材料形成。底层328可以是传导的。底层328可以具有外部平坦表面。外部平坦表面可以有助于移动盒300。例如，外部平坦表面可以有助于在基本上水平的方向或取向上移动盒300。外部平坦表面可以增加加热器组件370与盒300之间的接触。外部平坦表面可以增加反应腔室加热器374和反应腔室304之间的接触。外部平坦表面可以增加阀加热器372与阀310之间的接触。底层328可以具有内部平坦表面。内部平坦表面形成反应腔室304的平坦底部。内部平坦表面可以在反应腔室304的加热期间增加表面积。扩增准备样品可以沿着内部平坦表面的表面积扩散以便进行基本上均匀的加热。在一些实施例中，底层328形成反应腔室304的薄壁。薄壁可以增加传热效率。薄壁可以缩短处理时间。

检测器380被配置为检测来自反应腔室304的荧光。检测器380可以具有检测器180、280的任何特征。检测器380可以包括光源和光检测器。检测器380可以包括任何附加的光学部件。检测器380可以被配置为将聚焦光束传输到反应腔室304上。检测器380可以被配置为将漫射光束传输到反应腔室304上。检测器380可以将光传输到突出部356上。突出部356可以用作透镜以将光引导到反应腔室304。光电二极管被配置为接收从反应腔室304发射的光。光电二极管可以接收来自突出部356的光。突出部356可以用作透镜以放大来自反应腔室304的光。光源可以相对于反应腔室304成一角度。光检测器可以相对于反应腔室304竖直取向。检测器380可以是被配置为检测单个探针的单色检测系统。检测器380可以是被配置为检测多个探针的多色检测系统。检测器380可以用于检测反应腔室304中的液体的存在和/或盒300的存在。

系统可以包括组件390。组件390可以包括一个或多个检测器380。检测器380的数量可以对应于接收在组件390中的盒300的数量。在一些实施例中，检测器380可以在组件内静止。在所图示的实施例中，每个组件390可以包括多达六个检测器380。检测器380的数量可以对应于组件390可以接收的盒300的最大数量。在一些实施例中，组件390可以与六个盒300相互作用。组件390可以同时与多个盒相互作用。组件390可以顺序地与多个盒相互作用。组件390可以包括接收检测器380的对接部392。在所图示的实施例中，组件390可以包括六个对接部392。在所图示的实施例中，组件390具有五个安装的检测器380，并且被配置为接收多达六个检测器380。存在不具有对应检测器380以便示出对接部392的一个对接部392。

该系统可以将可消耗盒设计的原理与可重复使用的加热器组件370、可重复使用的检测器380和可重复使用的组件390进行组合。反应腔室304的更大表面积可以用于一个或多个测试，包括检测病毒载量的那些测试。底部平坦的反应腔室304和加热器组件370可以具有匹配的几何形状。加热器组件370和盒300可以成形为使热传递最大化。盒300可以在形成反应腔室304的底层328中包括均匀的壁厚。基底层320可以选择性地取芯以为反应腔室304提供切口。加热器组件370可以基于反应腔室304的几何形状加热反应腔室304的更大表面积。反应腔室304的突出部356和检测器380可以促进通过安装在组件390中的检测器380的检测。突出部356可以用作透镜以传递或放大光。

盒300的单泳道特性可以简化盒上操作。阀310可以同时密封两个通道，从而密封反应腔室304以用于扩增。盒300的单泳道性质可以装载用于扩增和检测两者的单个样品。盒300的单泳道性质可以处理单个样品。盒300的单泳道性质可以经历单个扩增方案。盒300的单泳道性质可以经历单个检测方案。当处理单个样品时，使用盒300的单泳道性质。盒300的单泳道性质可以在处理单个样品之后被丢弃。盒300的单泳道性质可以仅利用诊断测试所需的试剂，而不会过度浪费试剂。盒300的单泳道性质可以利用单个反应腔室304，而不会浪费过多的反应腔室。

图6A-6C的分度器组件被配置用于一个或多个盒300的自动扩增和检测。分度器组件可以包括一叠盒300。该一叠盒可以被装载到盒装载站364中。盒装载站364可以竖直地堆叠两个或更多个盒300。盒300的平坦底部经由底层328可以允许盒300堆叠。盒300可以直接堆叠在彼此的顶部上。盒300可以堆叠在竖直传送器或搁架上。盒300配置为被提升到盒装载站364的顶部。

分度器组件可以包括盒转移机构。最顶部的盒300可以被配置为水平地移动。盒可以在盒装载站364内移动。盒转移机构可以将盒300移动到分度轮366。盒转移机构可以是允许盒300移动的任何机构。盒转移机构可以定位在盒300的下方。盒300的平坦外表面可以促进通过盒转移机构的移动。盒转移机构可以是传送器。盒转移机构将盒300从盒装载站364移动到分度轮366。分度轮366可以包括接收盒300的狭槽368。移动盒300的盒转移机构可以在盒装载站364和分度轮366之间的线性路径中移动盒。当分度轮366接收盒300时，狭槽368可以与盒装载站364对准。分度轮366可以围绕轴线376旋转。轴线376可以位于分度轮366的中心处。该系统可以包括与盒转移机构将盒300移动到狭槽368中同步地旋转分度轮366的方案。该系统可以连续地将下一个盒300从盒装载站364移动到旋转分度轮366的下一个狭槽368中。分度轮366可以包括任何数量的狭槽368，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、二十四个、四十八个或前述值中的两个的任何范围。狭槽368的数量可以对应于组件390的数量。

分度轮366旋转到可用的组件390。组件390可以是热循环仪读取器站。组件390可以包括对应的加热器组件370。组件390可以包括对应的检测器380。在一些实施例中，加热器组件370经由盒转移机构与盒300一起行进。在一些实施例中，加热器组件370与分度轮366一起移动。在一些实施例中，加热器组件370与分度轮366分开移动。在一些实施例中，加热器组件370不移动。在一些实施例中，加热器组件370相对于盒300静止。在一些实施例中，加热器组件370相对于组件390静止。在一些实施例中，加热器组件370相对于检测器380静止。在一些实施例中，加热器组件370和检测器380处于固定关系。在一些实施例中，加热器组件370经由盒转移机构从分度轮366接收盒300。在一些实施例中，组件390不移动。在一些实施例中，组件390相对于盒300静止。在一些实施例中，检测器380相对于组件390静止。在一些实施例中，检测器380和组件390处于固定关系。在一些实施例中，组件390经由盒转移机构从分度轮366接收盒300。

分度器组件可以包括任何数量的加热器组件370，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、二十四个、四十八个或前述值中的两个的任何范围。在一些实施例中，加热器组件370加热单个盒300。在一些实施例中，加热器组件370加热多于一个盒300。在一些实施例中，加热器组件370根据单独的热循环方案加热多于一个盒300。

分度器组件可以包括任何数量的组件390，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、二十四个、四十八个或前述值中的两个的任何范围。分度器组件可以在每个组件390内包括任何数量的检测器380，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、二十四个、四十八个或两个前述值的任何范围。在一些实施例中，组件390实时监测来自单个盒300的信号。在一些实施例中，组件390实时监测来自多于一个盒300的信号。在一些实施例中，组件390根据一个或多个检测方案实时监测来自多于一个盒300的信号。在一些实施例中，检测器380实时监测来自单个盒300的信号。在一些实施例中，检测器380根据一个或多个检测方案实时监测来自多于一个盒300的信号。

在一些实施例中，盒300经由盒转移机构从加热器组件370移除。在一些实施例中，盒300经由盒转移机构从组件390移除。在一些实施例中，分度轮366可以在狭槽368中接收使用过的盒300。在一些实施例中，分度轮366将使用过的盒旋转到废物容器。盒转移机构可以在扩增之后将使用过的盒300放置在废物容器中。在一些实施例中，使用过的盒300与分度轮366一起移动。在一些实施例中，使用过的盒300与分度轮366分开移动。

图6D-6E的卷盘组件被配置用于一个或多个盒300的自动扩增和检测。卷盘组件可以包括一卷盒300。该一卷盒300可以包括耦合在一起的两个或更多个盒300。盒300的顶层322可以被耦合。盒300的基底层320可以被耦合。盒300的底层328可以耦合。该一卷盒300可以是柔性的。该一卷盒300可以被配置为形成线圈。该一卷盒300可以包括并排定位的盒300。该一卷盒300可以包括水平地堆叠的盒300。

卷盘组件可以包括盒推进机构。推进机构可以移动盒300。盒推进机构可以是允许该一卷盒300移动的任何机构。盒推进机构可以是传送器。推进机构可以将下一个盒300移动到相对于组件390的适当位置。推进机构可以将一组盒300移动到相对于组件390的适当位置。组件390可以接收多个检测器380。在所图示的实施例中，组件390可以接收六个检测器380。推进机构可以使一组六个盒300相对于组件390移动。推进机构可以移动一组六个盒300，以便由接收在组件390中的六个检测器380进行检测。推进机构可以以六个为一组的方式推进盒300。推进机构可以将六个扩增准备盒300定位在组件390下方。推进机构可以从组件390移动六个使用过的盒300。该一卷盒300可以被推进直到所有盒300都被使用。

盒推进机构将该一卷盒300中的一个或多个盒移动到组件390。组件390可以包括加热器组件370和检测器380。加热器组件370可以加热单个盒300。检测器380可以检测来自单个盒300的光。在所图示的实施例中，提供六个加热器组件370来以加热六个盒300。在所图示的实施例中，提供六个检测器380来检测来自六个盒300的信号。在一些实施例中，加热器组件370是静止的。在一些实施例中，检测器380是静止的。在一些实施例中，加热器组件370相对于检测器380静止。在一些实施例中，加热器组件370和检测器380处于固定关系。在一些实施例中，安装在组件390中的加热器组件370和检测器380从盒推进机构接收盒300。卷盘组件可以包括任何数量的加热器组件370，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、二十四个、四十八个或前述值中的两个的任何范围。在一些实施例中，加热器组件370加热单个盒300。在一些实施例中，加热器组件370加热多于一个盒300。在一些实施例中，加热器组件370根据一个或多个热循环方案加热一个或多个盒300。在一个非限制性示例中，加热器组件370根据不同的热循环方案加热多个盒300中的每一个。

卷盘组件可以包括任何数量的组件390，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、二十四个、四十八个或前述值中的两个的任何范围。卷盘组件可以在组件390内包括任何数量的检测器380，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、二十四个、四十八个或前述值中的两个的任何范围。在一些实施例中，组件390实时监测来自单个盒300的信号。在一些实施例中，组件390实时监测来自多于一个盒300的信号。在一些实施例中，检测器380实时监测来自单个盒300的信号。在一些实施例中，检测器380根据一个或多个检测方案实时监测来自多于一个盒300的信号。在一个非限制性示例中，检测器380根据不同的检测方案监测来自多个盒300中的每一个的信号。

在处理之后，盒推进机构从组件390移动该一卷盒300的中一个或多个盒。该一卷盒300被顺序地馈送到相对于组件390的适当位置。在一些实施例中，使用过的盒300经由盒推进机构相对于组件390被推进。在一些实施例中，盒推进机构从左向右推进。组件390左侧的盒300为扩增和检测作好准备。组件390右侧的盒300已经经历扩增和检测。当该一卷盒300中的所有盒300都已经经历扩增和检测时，所述盒推进机构可以丢弃该一卷盒300。

盒300可以是平坦的，如本文描述的。盒300可以有助于自动化。盒300的平坦外部底表面可以通过使盒更易于移动来促进自动化。通过具有平坦的底部，盒300更易于自动化，因为除了能够在竖直平面中移动之外，盒300还可以在水平平面中滑动。在一些实施例中，盒300可以取向成具有面向下的加热侧。在一些实施例中，盒300可以取向成具有面向上的光学器件侧。这允许在用于放置检测器380和加热器组件370的器械设计方面的灵活性。

盒300的平坦的外部底面可以促进能量传递。盒300可以促进将热施加到反应腔室304的内含物。盒300可以促进将热施加到阀310的内含物。盒300可以被配置为从底部加热。益处是如果存在底部填充，则重力有助于流体在加热器的顶部上。益处是微流体性质有助于使流体沿着大的表面积扩散以便进行均匀的加热。益处是重力促进盒300与加热器组件370之间的接触。在一些实施例中，通过组件390或力构件施加压力以促进盒300与加热器组件370之间的接触。

在使用中，将移液管尖端插入盒300中。流体被分配并通过填充通道346流到反应腔室304。通气口308允许空气逸出。阀310被加热以密封盒300。在一些实施例中，一叠盒被装载到盒装载站364中。盒转移机构将盒300移动到分度轮366上。分度轮366旋转到可用的热循环仪读取器站。盒转移机构将盒300移动到热循环仪中。在扩增和/或检测之后，盒转移机构将盒300移动到废物。在一些实施例中，该一卷盒300被装载到器械中。卷盘推进机构将下一组盒推进到热循环仪读取器中。在扩增和/或检测之后，使用过的盒向前推进，并且在所有盒都被使用之后，卷盘被丢弃。

盒300可以包括许多特征。突出部356可以产生透镜效果。盒300可以是在每一侧上具有层322、328以覆盖开放的微流体通道和腔室的单个模制基底320。开放的微流体通道和腔室可以在基底320的模制期间形成。在一些实施例中，盒300可以包括焊接或粘附在一起以产生微流体通道和腔室的两个模制部分。在一些实施例中，仅需要分析样品的表面是光学透明的。材料可以是聚丙烯。在一些实施例中，省略了突出部356。基底层320可以包括光学透明材料。在一些实施例中，顶层322可以覆盖反应腔室304。顶层可以是光学透明的。盒300可以具有使反应腔室304中的气泡最小化的特征。在一些实施例中，可以在用层密封之前将主混合物添加到盒300中。这使得盒是测定特异性的。这可以通过消除器械中的额外消耗品来减少浪费。在一些实施例中，条形码可以被蚀刻到基底层320的模制塑料上，这可以消除定制标签打印。在一些实施例中，底层328可以是箔。盒300可以组装在卷盘中以用于自动化。盒300可以堆叠和分度以用于自动化。盒300可以是单次使用消耗品。盒300可以在反应腔室304中具有试剂。

盒100、200、300可以被认为是反应消耗品。盒100、200、300接收用于扩增的扩增准备样品。本文描述的组件190、290、390可以接收用于扩增和检测的一个或多个盒100、200、300(例如，任何数量的盒，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、24、36、48、60、72、84、96个或前述值中的两个的任何范围)。盒100、200、300可以包括用于扩增的单个孔或反应腔室104、204。盒100、200、300接收来自单个患者的单个样品。

盒100、200、300可以接收制备的样品。样品可以通过一种或多种化学反应来制备。样品可以通过一种或多种物理反应来制备。样品可以通过裂解细胞来制备。样品可以通过加热来制备。样品可以通过磁分离来制备。样品可以通过混合一种或多种溶液来制备。样品可以通过混合一种或多种试剂来制备。样品可以在远离盒100、200、300的位置处制备。样品可以在组件的单独模块中制备，该单独模块将热施加到样品并检测来自样品的信号。样品可以与一种或多种主混合物进行组合。样品可以与用于检测的一种或多种探针进行组合。可以从样品中提取一种或多种多核苷酸。

盒100、200、300可以是一次性的。样品可以在扩增后保留在盒上。样品可以通过阀110、210、310密封在反应腔室104、204、304内。盒100、200、300可以防止暴露于其中的样品。盒100、200、300可以被认为是单泳道盒。盒100、200、300可以具有单个入口106、206、306。盒100、200、300可以具有单个反应腔室104、204、304。盒100、200、300可以具有单个阀110、210、310。盒100、200、300可以具有单个通气口108、208、308。盒100、200、300可以具有单个填充通道146、246、346。盒100、200、300可以具有单个通气通道148、248、348。

盒100、200、300可以接收制备的样品。样品可以在装载在盒100、200、300的入口106、206、306中之前与主混合物进行组合。取决于待运行的一个或多个测试，样品可以与主混合物进行组合。取决于待检测的一种或多种病原体，样品可以与主混合物进行组合。

盒100、200、300可以经设计用于反应腔室104、204、304的有效加热。反应腔室104、204、304可以与加热器组件170、270、370接口连接。反应腔室104、204、304的内含物可以经历循环加热。加热器组件170、270、370可以根据在两个温度之间循环加热的温度廓线进行加热。加热器组件170、270、370可以将温度维持一段时间。可以维持温度使得反应腔室104的内含物被加热或冷却。加热器组件170、270、370可以将至少两个温度维持一段时间。可以维持温度使得反应腔室104的内含物在循环方案的每个循环期间遍及反应腔室104、204、304具有恒定的温度。加热器组件170、270、370可以成形为快速地改变反应腔室104、204、304的内含物的温度。加热器组件170、270、370可以使与反应腔室104、204、304接触的表面积最大化。反应腔室104、204、304可以是薄壁的，以有效地将热传递到反应腔室104、204、304的内含物。

加热器组件170、270、370可以将热施加到一个或多个盒。盒可以彼此相同，或它们可以彼此不同。加热器组件170、270、370可以同时加热两个或更多个反应腔室。加热器组件170、270、370可以顺序地加热两个或更多个反应腔室。加热器组件170、270、370可以并行地加热两个或更多个反应腔室。加热器组件170、270、370可以将热施加到一个盒的反应腔室，但不将热施加到另一个盒的反应腔室。

加热器组件170、270、370可同时加热两个或多个阀。加热器组件170、270、370可以顺序地加热两个或更多个阀。加热器组件170、270、370可以并行地加热两个或更多个阀。加热器组件170、270可以将热施加到一个盒的阀，但不将热施加到另一个盒的阀。

加热器组件170、270、370可以具有与一个或多个盒接口连接的任何形状，加热器组件170、270、370可以包括阀加热器172、272、372和反应腔室加热器174、274、374。阀加热器172、272、372和反应腔室加热器174、274、374可以被相对于单个盒100、200、300独立地致动。在反应腔室加热器174、274、374加热反应腔室104、204、304的内含物之前，阀加热器172、272、372可以施加热以密封反应腔室104、204、304。加热器组件170、270、370可以加热盒的一部分而不加热盒的另一部分。加热器组件170、270、370可以顺序地加热盒100、200、300的区域。

反应腔室加热器174、274、374和传导元件176、276、376可以是多孔加热器。加热器组件170、270、370可以包括一个或多个接触式加热器。传导元件176、276、376可以是接收反应腔室104、204、304的杯状物。反应腔室104、204、304可以具有任何三维形状。传导元件176、276、376可以包括三维腔。传导元件176、276、376可以围绕反应腔室104、204、304。传导元件176、276、376可以由反应腔室加热器174、274、374加热。反应腔室加热器174、274、374可以是加热块。反应腔室加热器174、274、374可以加热两个或更多个盒100、200、300的两个或更多个传导元件176、276、376。阀加热器172、272、372可以是加热块。阀加热器172、272、372可以将热施加到储器160、260、360。阀加热器172、272、372可以将热施加到阀通道150、152、250、252、350、352。阀加热器172、272、372可以定位成控制TRS的流动特性。阀加热器172、272、372可以加热两个或更多个盒100、200、300的两个或更多个阀110、210、310。

加热器组件170、270、370可以加热盒100、200、300的两个不同区域。加热器组件170、270、370可以将热施加到阀110、210、310附近的区域。加热器组件170、270、370可以将热施加到反应腔室104、204、304附近的区域。加热器组件170、270、370可以施加热而不会过度加热盒的另一部分。阀110、210、310和反应腔室104、204、304可以在空间上分开。加热器组件170、270、370可以用两种或更多种类型的加热器施加热。加热器组件170、270、370可以用接触式加热器施加热。加热器组件170、270、370可以用电阻加热器施加热。加热器组件170、270、370可以在阀110、210、310下方施加热。加热器组件170、270、370可以从平面加热器施加热。加热器组件170、270、370可以在反应腔室104、204、304周围施加热。加热器组件170、270、370可以围绕反应腔室104、204、304周向地施加热。加热器组件170、270、370可以在扩增期间防止反应腔室104、204、304内的热梯度。

阀110、210、310可以隔离反应腔室104、204、304内的样品以便扩增。阀110、210、310可以隔离反应腔室104、204、304内的样品以便检测。阀110、210、310可以隔离反应腔室104、204、304内的样品以便丢弃。阀110、210、310将样品密封在盒100、200、300内以防止样品之间的交叉污染。阀110、210、310将样品密封在盒100、200、300内以防止暴露于用户。

盒100、200、300使盒100、200、300内的死体积最小化。反应腔室104、204、304从顶部填充以使反应腔室104、204、304的体积最大化。反应腔室104、204、304从顶部通气以使反应腔室104、204、304的体积最大化。储器160、260、360跨越基底层120、220、320的高度。填充通道146跨越基底层120、220、320的高度。通气通道148跨越基底层120、220、320的高度。通气口108、208、308跨越基底层120、220、320的高度。盒100、200、300利用重力来填充反应腔室104、204、304。盒100、200、300利用重力从入口106、206、306填充填充通道146、246、346。盒100、200、300利用重力来分散来自储器160、260、360的TRS。盒100、200、300利用气体上升的概念来使反应腔室104、204、304通气。

盒100、200、300可以用于综合征测试。盒100、200、300可以与单个扩增反应一起使用一次。盒100、200、300可以用于同时靶向多种病原体，例如用于具有重叠症状的病原体。盒100、200、300可以允许从单个反应腔室104、204、304内的单个样品快速识别细菌、病毒、真菌、寄生虫或其他病原体。盒100、200、300可以完全集成到用于综合征测试的系统中。盒100、200、300可以接受更大体积的扩增准备样品，这可以有益于综合征测试。扩增准备样品的体积可以含有多种试剂、探针和在反应腔室104、204、304内用于扩增和检测所需的主混合物的其他溶液。可以为一个或多个同时测试制备样品。样品可以与一种或多种主混合物混合。样品可以包括用于测试的大体积。样品可以与多个探针混合以用于单个扩增区域内的多重检测。

扩增和检测发生在盒100、200、300的单个反应腔室104、204、304内。单个反应腔室104、204、304可以具有促进样品流到反应腔室104、204、304的底部的形状。反应腔室104、204、304可以是渐缩的。反应腔室104、204、304的外表面可以具有平坦的底部。可以循环加热样品。可以加热样品以用于等温扩增或包括向样品施加热的任何其他方法。检测器180、280、380可以定位在反应腔室104、204、304上方。检测器180、280、380可以检测来自样品中的一个或多个探针的荧光。反应腔室104、204、304可以被传导元件176、276、376包围，使得反应腔室104、204、304内的任何温度梯度被最小化。

用户可以制备用于扩增的多个样品，其中每个样品作为单个盒100、200、300的输入。样品可以利用用于扩增的试剂来制备。样品制备可以取决于待运行的测试。盒100、200、300可以对待运行的测试是通用的。盒100、200、300可以被装载有制备的样品。在一些实施例中，在装载样品之前，盒100、200、300不包含扩增试剂。在一些实施例中，在装载样品之前，盒100、200、300不包含探针。将扩增准备样品装载到盒100、200、300中以用于扩增和检测。盒100、200、300被装载到组件190、290、390中以用于加热和检测。盒100、200、300是可单独寻址的。每个盒可以在组件190、290、390内经历独立的加热。每个盒可以在组件190、290、390内经历独立的扩增。每个盒可以在组件190、290、390内经历独立的检测。

加热可以是异步的。可以在加热反应腔室104、204、304之前加热阀110、210、310。最初，阀110、210、310打开以允许反应腔室104、204、304被填充有来自入口106、206、306的扩增准备样品。盒100、200、300被装载到组件190、290、390中。阀110、210、310然后闭合，以通过由阀加热器172、272、372施加热来密封填充通道146、246、346和通气通道148、248、348。储器160、260、360中的TRS在扩增之前被加热。加热器组件170、270、370允许盒100、200、300的不同区域的异步加热。

阀110、210、310通过使TRS流入T形结合部来密封。T形结合部由阀通道150、152、250、252、350、352和下通道组130、132、230、232、330、332的相交形成。T形结合部可以包括阀通道150、152、250、252、350、352的扩口区段，其可以引起有利的毛细作用来填充下通道组130、132、230、232、330、332。阀通道150、152、250、252、350、352和下通道组130、132、230、232、330、332的相交可以具有允许填充通道146、246、346和通气通道148、248、348完全密封的任何形状。加热器组件170、270、370可以加热两个或更多个盒100、200、300的两个或更多个阀。加热器组件170、270、370可以单独地寻址每个阀110、210、310。

在一些实施例中，阀110、210、310是不可逆的。TRS被加热并流入填充通道146、246、346和通气通道148、248、348。加热器组件170、270、370可以停止热的施加，从而允许TRS冷却并变得不移动。在一些实施例中，一旦TRS从储器160、260、360流到填充通道146、246、346和通气通道148、248、348，TRS就保持在该位置。TRS不从填充通道146、246、346和通气通道148、248、348流回到储器160、260、360。在扩增和检测期间，TRS阻止样品离开反应腔室104、204、304。在另一些实施例中，阀110、210、310是可逆的，从而允许填充通道146、246、346和通气通道148、248、348变得不被阻挡。

TRS在两个方向上从储器160、260朝向填充通道146、246、346和通气通道148、248、348流动。TRS在来自160、260、360的重力的影响下流动。TRS通过毛细作用从阀通道150、152、250、252、350、352流到下通道组130、132、230、232、330、332。储器160、260、360中的膨胀气体可以在两个方向上推动TRS。阀110、220、310的对称性以及来自加热器组件170、270、370的热的居中且均匀的施加可以引起填充通道146、246、346和通气通道148、248、348的同时且相等的密封。单个储器160、260可以有助于盒100、200、300的制造和组装。包括镜像阀通道150、152、250、252、350、352的阀110、210、310的对称性可以通过同时可靠地密封填充通道146、246、346和通气通道148、248、348两者来促进使用。包括镜像阀通道150、152、250、252、350、352的阀110、220、320的对称性可以通过以相等体积和流速的TRS可靠地密封填充通道146、246和通气通道148、248、348两者来促进使用。包括镜像阀通道150、152、250、252、350、352的阀110、220、320的对称性可以通过由阀加热器172、272、372施加热而可靠地密封填充通道146、246、346和通气通道148、248、348两者来促进使用。阀加热器172、272、372可以居中地位于储器160、260、360下方，以提供集中且精确的热施加。阀加热器172、272、372可以在储器160、260、360和/或阀通道150、152、250、252、350、352下方均匀地提供热，以确保从储器160、260、360到相应的阀通道150、152、250、252、350、352的相等流速和流量。

在具有两个储器和/或不同阀通道特性的另一些实施例中，填充通道146、246、346和通气通道148、248、348可以具有填充通道146、246、346和通气通道148、248、348的顺序密封。在具有两个储器和/或不同阀通道特性的另一些实施例中，填充通道146、246、346和通气通道148、248、348可以具有填充通道146、246、346和通气通道148、248、348的不相等的流动特性和密封。

加热器组件170、270、370可以包括反应腔室加热器174、274、374和传导元件176、276、376，以向反应腔室104、204、304提供均匀的热。盒100、200、300可以被设计成从顶部填充反应腔室104、204、304。扩增准备样品在重力的影响下流到反应腔室104、204、304的一部分。反应腔室104、204、304可以被部分填充，使得包含样品的反应腔室104、204、304的整个高度被反应腔室加热器174、274、374围绕。反应腔室104、204、304可以被填充为使得包含样品的反应腔室104、204、304的大部分高度被反应腔室加热器174、274、374围绕。盒100、200、300的设计可以防止到入口106、206、306的背压。一旦样品进入反应腔室104、204、304，重力的影响就防止样品流回到入口106、206、306。上通道组134、136、234、236、336沿着基底层120、220、320的顶部的位置可以防止回流。在填充反应腔室104、204、304的同时对反应腔室104、204、304的通气可以防止回流。压力梯度允许气体朝向通气口108、208、308逸出，但不允许流体逸出。一旦样品经过填充通道146、246、346，样品就保留在反应腔室104、204、304内。样品不进入通气通道148、248、348。

阀110、210、310隔离反应腔室104、204、304，反应腔室104、204、304与入口106、206、306隔离。反应腔室104、204、306与通气口108、208、308隔离。来自反应腔室104、204、304的上游通道和下游通道两者都被密封。一个阀110、210、310隔离网状系统102、202、302的入口和出口两者。在扩增和检测之后，一个阀将样品保留在盒100、200、300上。

前面的描述旨在说明本技术的各个方面。本文呈现的示例不旨在限制本技术的范围。现在充分描述了该技术，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下，可以对其进行许多改变和修改。

Claims (34)

1.一种微流体盒，其特征在于，所述微流体盒包括：

入口；

反应腔室；

通气口；

跨越在所述入口和所述反应腔室之间的填充通道，所述填充通道包括第一下通道、第一贯通通道和第一上通道；

跨越在所述反应腔室与所述通气口之间的通气通道，所述通气通道包括第二上通道、第二贯通通道和第二下通道；以及

阀，所述阀被配置为沿着所述第一下通道和所述第二下通道同时密封所述填充通道和所述通气通道。

2.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述反应腔室是圆锥形的。

3.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述反应腔室是梯形的。

4.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述反应腔室具有在50μl和100μl之间的体积。

5.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述反应腔室具有在100μl和150μl之间的体积。

6.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述微流体盒还包括顶层，所述顶层被配置为密封所述反应腔室、所述第一上通道和所述第二上通道。

7.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述阀被配置为将流体样品限制于所述填充通道和所述反应腔室。

8.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述微流体盒还包括底层，所述底层被配置为密封所述第一下通道和所述第二下通道。

9.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述微流体盒还包括底层，所述底层被配置为密封所述阀的阀通道。

10.根据权利要求1所述的微流体盒，其特征在于，所述微流体盒还包括与所述第一下通道形成结合部的第一阀通道和与所述第二下通道形成结合部的第二阀通道。

11.一种用于扩增和检测的组件，其特征在于，所述组件包含：

盒，所述盒包括：

入口；

反应腔室；

通气口；

跨越在所述入口和所述反应腔室之间的填充通道，所述填充通道包括第一下通道、第一贯通通道和第一上通道；

跨越在所述反应腔室与所述通气口之间的通气通道，所述通气通道包括第二上通道、第二贯通通道和第二下通道；

阀，所述阀被配置为沿着所述第一下通道和所述第二下通道密封所述填充通道和所述通气通道；

加热器组件，所述加热器组件被配置为向所述反应腔室和所述阀施加热；以及

检测器，所述检测器被配置为检测来自所述反应腔室的荧光。

12.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述加热器组件包括被配置为接收所述反应腔室的传导元件。

13.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述加热器组件被配置为加热所述阀的热响应物质。

14.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述检测器被配置用于双色检测。

15.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述检测器被配置为检测用于综合征测试的多个不同的荧光探针。

16.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述组件被配置为接收多个检测器。

17.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述组件被配置为接收多个盒。

18.一种微流体盒，其特征在于，所述微流体盒包括：

入口；

反应腔室；

通气口；

跨越在所述入口和所述反应腔室之间的填充通道，所述填充通道包括第一下通道；

跨越在所述反应腔室和所述通气口之间的通气通道，所述通气通道包括第二下通道；以及

阀，所述阀被配置为沿着所述第一下通道和所述第二下通道同时密封所述填充通道和所述通气通道。

19.根据权利要求18所述的微流体盒，其特征在于，所述反应腔室包括平坦底部。

20.根据权利要求18所述的微流体盒，其特征在于，所述反应腔室具有在50μl和150μl之间的体积。

21.根据权利要求18所述的微流体盒，其特征在于，所述微流体盒还包括顶层。

22.根据权利要求18所述的微流体盒，其特征在于，所述通气口包括上通道、贯通通道和所述第二下通道。

23.根据权利要求18所述的微流体盒，其特征在于，所述微流体盒还包括底层，所述底层被配置为密封所述反应腔室。

24.根据权利要求18所述的微流体盒，其特征在于，所述微流体盒还包括突出部，所述突出部从所述反应腔室延伸。

25.一种微流体盒分度器组件，其特征在于，所述微流体盒分度器组件包括：

分度轮；

检测器；

加热器组件；

其中所述分度轮被配置为使盒旋转；

其中所述分度器组件被配置为相对于所述加热器组件和所述检测器定位所述盒以扩增和检测多核苷酸。

26.根据权利要求25所述的微流体盒分度器组件，其特征在于，所述微流体盒分度器组件还包括所述盒。

27.根据权利要求25所述的微流体盒分度器组件，其特征在于，所述微流体盒分度器组件还包括盒装载站，所述盒装载站包括一叠盒。

28.根据权利要求25所述的微流体盒分度器组件，其特征在于，所述微流体盒分度器组件还包括盒转移机构，所述盒转移机构被配置为将所述盒移动到所述分度轮上。

29.根据权利要求25所述的微流体盒分度器组件，其特征在于，所述微流体盒分度器组件还包括盒转移机构，所述盒转移机构被配置为相对于所述检测器和所述加热器组件定位所述盒。

30.根据权利要求25所述的微流体盒分度器组件，其特征在于，所述微流体盒分度器组件还包括盒转移机构，所述盒转移机构被配置为在扩增和检测之后将所述盒移动到废物容器中。

31.一种微流体盒卷盘组件，其特征在于，所述微流体盒卷盘组件包括：

一卷盒；

一个或多个检测器；

一个或多个加热器组件；

其中所述一卷盒被配置为相对于所述一个或多个检测器和所述一个或多个加热器组件被推进以扩增和检测多核苷酸。

32.根据权利要求31所述的微流体盒卷盘组件，其特征在于，所述一卷盒被配置为相对于所述一个或多个检测器和所述一个或多个加热器组件推进。

33.根据权利要求31所述的微流体盒卷盘组件，其特征在于，所述微流体盒卷盘组件还包括盒推进机构，所述盒推进机构被配置为相对于所述一个或多个检测器和所述一个或多个加热器组件推进所述一卷盒中的一个或多个盒。

34.根据权利要求31所述的微流体盒卷盘组件，其特征在于，所述微流体盒卷盘组件还包括盒推进机构，所述盒推进机构被配置为在扩增和检测之后将所述一卷盒中的一个或多个盒推进到废物容器中。

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