TW202144752A - 壓力及洩漏測試方法 - Google Patents
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- G05D7/0676—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on flow sources
Abstract
一種分析系統包括一流體系統,該流體系統包括數個組件,該等組件互連以形成具有複數個流徑之一流體系統。一種對該流體系統進行壓力測試之實例方法包括:(a)根據一指定測試協定而自該複數個流徑選擇穿過一流量槽之一流徑;(b)致動一泵以對該經選擇流徑中之一流體加壓;(c)產生表示該經選擇流徑中之壓力的壓力資料;及(d)處理該壓力資料以判定該經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
Description
本發明係關於壓力及洩漏測試方法。
相關申請案之交叉參考
本申請案不但主張2017年3月24日申請之英國(GB)專利申請案第1704763.0號的優先權益,該英國專利申請案主張2017年1月5日申請之美國專利申請案第62/442,542號的優先權益,而且依據35 U.S.C. §119(e)規定主張2017年1月5日申請之美國專利申請案第62/442,542號的優先權益,該英國專利申請案及該美國專利申請案兩者之全文係特此以引用之方式併入本文中。
用於對特別是DNA、RNA及其他生物樣本之所關注分子定序的儀器已被開發且不斷地演進。在定序操作之前,製備所關注分子之樣本以便形成將與試劑混合且最終引入至流量槽中之庫或模板,在流量槽中,個別分子將附著於位點處且經放大以增強可偵測性。定序操作接著包括重複以下步驟之循環:在部位處結合分子,標記經結合組分,對部位處之組分成像,及處理所得影像資料。
在此類定序系統中,流體系統(或子系統)在諸如程式化電腦及適當介面之控制系統的控制下提供物質(例如試劑)之流動。
在隨附圖式及以下描述中闡述本繪示書中所描述之主題之一或多個實施方案的細節。其他特徵、態樣及優點將自該描述、該等圖式及申請專利範圍變得顯而易見。
在一些實施方案中,可提供一種系統,其包括:一界面,其用以與支撐一分析系統中之所關注分析物之一流量槽流體連接,該流體界面包括複數個流徑及複數個流出管線,每一流徑用以在該流量槽安裝於該分析系統中時與該流量槽之一或多個通道流體連接,且每一流出管線用以在該流量槽安裝於該分析系統中時與該流量槽之該等通道中的一者流體連接;一選擇器閥,其與複數個流徑流體連接,該選擇器閥用以可控制地選擇該等流徑中之一者;一或多個泵,每一泵與該等流出管線中之一或多者流體連接;一壓力感測器,其與該經選擇流徑流體連通,該壓力感測器用以偵測該經選擇流徑中之壓力且基於該偵測到之壓力而產生壓力資料;及控制電路系統,該控制電路系統具有一或多個處理器及用以儲存或正儲存電腦可執行指令之一記憶體,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時控制該一或多個處理器以:控制該一或多個泵以便根據一指定測試協定而對該經選擇流徑加壓;及存取該壓力資料,及判定該經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
在該系統之一些實施方案中,該一或多個泵可包括至少一個注射泵。在該系統之一些實施方案中,該流體可包括空氣。
在該系統之一些實施方案中,該記憶體可用以儲存或可儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該一或多個泵以逐步方式對該經選擇流徑加壓,其中每一壓力梯級比前一壓力梯級具有更高壓力。
在該系統之一些實施方案中,該記憶體可用以儲存或可儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該選擇器閥連續地選擇該複數個流徑中之不同流徑以根據該指定測試協定進行壓力測試。
在該系統之一些實施方案中,該複數個流徑可包括在該流量槽安裝至該界面時穿過該流量槽之一個通道的一第一流徑,及在該流量槽安裝至該界面時穿過該流量槽之一第二通道的一第二流徑,其中該第二流徑可不同於該第一流徑。
在該系統之一些實施方案中,該複數個流徑可包括包括該第一流徑及該第二流徑兩者之一第三流徑。
在該系統之一些實施方案中,該選擇器閥可進一步與繞過該流量槽之一旁通管線流體連接,且該記憶體可用以儲存或可儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該選擇器閥選擇該旁通管線以根據該指定測試協定進行壓力測試。
在該系統之一些實施方案中,該系統可包括與該選擇器閥之一入口流體連接的一第二閥,其中該第二閥用以在該第二閥處密封該經選擇流徑,以在該第二閥與該泵之間對該經選擇流徑進行壓力測試。
在一些實施方案中,可提供一種系統,其包括:一流量槽,其用以支撐所關注分析物;一選擇器閥,其與該流量槽流體連接,該選擇器閥用以可控制地自可由該選擇器閥選擇的穿過該流量槽之複數個流徑選擇穿過該流量槽之一流徑;一或多個泵,其與該流量槽流體連接,該一或多個泵用以根據一指定測試協定而對該經選擇流徑中之一流體加壓;一壓力感測器,其與該經選擇流徑流體連接,該壓力感測器用以偵測該經選擇流徑中之壓力且基於該偵測到之壓力而產生壓力資料;及控制電路系統,該控制電路系統具有一或多個處理器及用以儲存或正儲存電腦可執行指令之一記憶體,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時控制該一或多個處理器以:使得該選擇器閥根據該指定測試協定而連續地選擇該複數個流徑中之穿過該流量槽中的不同流徑,使得該一或多個泵經致動以便根據該指定測試協定而對該等經選擇流徑連續地加壓,存取該壓力資料;及基於該壓力資料而判定該等經選擇流徑中之每一者是否以所要方式維持壓力。
在該系統之一些實施方案中,該流體可包括空氣。
在該系統之一些實施方案中,該記憶體可用以儲存或可儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該一或多個泵使用複數個壓力梯級來以逐步方式對該等經選擇流徑中之每一者加壓,其中用於每一經選擇流徑之每一壓力梯級比用於彼經選擇流徑之前一壓力梯級具有更高壓力。
在該系統之一些實施方案中,該複數個流徑可包括穿過該流量槽之一個通道的一第一流徑及穿過該流量槽之一第二通道的一第二流徑,其中該第二流徑可不同於該第一流徑。
在該系統之一些實施方案中,該複數個流徑可包括包括該第一流徑及該第二流徑兩者之一第三流徑。
在該系統之一些實施方案中,該選擇器閥可進一步與繞過該流量槽之一旁通管線流體連接,且該選擇器閥可以是可控的,以選擇該旁通管線以根據該指定測試協定進行壓力測試。
在一些實施方案中,可提供一種方法,其包括:(a)根據該指定測試協定而自複數個流徑選擇穿過一流量槽之一流徑;(b)致動一泵以對該經選擇流徑中之一流體加壓;(c)產生表示該經選擇流徑中之壓力的壓力資料;及(d)處理表示該經選擇流徑中之該壓力的該壓力資料,以判定該經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
在該方法之一些實施方案中,致動該泵可包括致動該泵以使用複數個壓力梯級來以逐步方式對該經選擇流徑加壓。
在該方法之一些實施方案中,該方法可進一步包括對於穿過該流量槽之不同流徑重複(a)至(d),以單獨地判定每一經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
在該方法之一些實施方案中,該複數個流徑可包括穿過該流量槽之一個通道的一第一流徑及穿過該流量槽之一第二通道的一第二流徑,其中該第二流徑可不同於該第一流徑。
在該方法之一些實施方案中,該方法可進一步包括選擇一旁通管線以根據該指定測試協定進行壓力測試,致動該泵以對該旁通管線中之一流體加壓,產生表示該旁通管線中之壓力的壓力資料,及處理表示該旁通管線中之該壓力的該壓力資料,以判定該旁通管線是否以所要方式維持壓力,其中該旁通管線可不流經該流量槽。
在隨附圖式及以下描述中闡述本繪示書中所描述之主題之一或多個實施方案的細節。其他特徵、態樣及優點將自該描述、該等圖式及申請專利範圍變得顯而易見。應注意,以下各圖之相對尺寸可能未按比例繪製。
圖1繪示經組態以處理分子樣本之定序系統10的實施方案,該等分子樣本可經定序以判定其組分、組分排序,且大體上判定樣本之結構。該系統包括接收及處理生物樣本之儀器12。樣本源14提供樣本16,在許多狀況下,樣本16將包括組織樣本。樣本源可包括例如個體或主體,諸如人類、動物、微生物、植物或其他供體(包括環境樣本),或包括所關注之有機分子的任何其他主體,該等有機分子之序列將被判定。該系統可與除了自生物採取之樣本以外的樣本一起使用,該等樣本包括合成分子。在許多狀況下,該等分子將包括DNA、RNA,或具有鹼基對之其他分子,該等分子之序列可界限具有最終所關注之特定功能的基因及變體。
將樣本16引入至樣本/庫製備系統18中。此系統可隔離、分裂及以其他方式製備樣本以供分析。所得的庫包括長度促進定序操作之所關注分子。接著將所得的庫提供至儀器12,在儀器12中執行定序操作。實務上,在自動化或半自動化程序中將可有時被稱作模板之庫與試劑組合,且接著在定序之前引入至流量槽。
在圖1所繪示之實施方案中,儀器包括收納樣本庫之流量槽或陣列20。流量槽包括允許發生定序化學之在本文中亦稱作通路之一或多個流體通道,定序化學包括庫之分子的附著,及可在定序操作期間偵測之位置或位點處的放大。舉例而言,流量槽/陣列20可包括在該等位置或位點處固定於一或多個表面上之定序模板。「流量槽」可包括圖案化陣列,諸如微陣列、奈米陣列等等。實務上,該等位置或位點可以規則的重複圖案、以複雜的非重複圖案或以隨機的配置而安置於支撐體之一或多個表面上。為了使能夠發生定序化學,流量槽亦允許引入用於反應、沖洗等等之物質,諸如包括各種試劑、緩衝劑及其他反應介質。該等物質流動通過流量槽且可在個別位點處接觸所關注分子。
在儀器中,流量槽20安裝於可移動載台22上,在此實施方案中,可移動載台22可在如由參考數字24所指示之一或多個方向上移動。舉例而言,流量槽20可以可移除且可替換之匣的形式被提供,該匣可與系統10之可移動載台22或其他組件上之埠介接,以便允許試劑及其他流體被遞送至流量槽20或自流量槽20遞送。載台與光學偵測系統26相關聯,光學偵測系統26可在定序期間將輻射或光28導引至流量槽。光學偵測系統可使用用於偵測安置於流量槽之位點處之分析物的各種方法,諸如螢光顯微法。作為非限制性實例,光學偵測系統26可使用共焦行掃描以產生漸進像素化影像資料,漸進像素化影像資料可經分析以定位流量槽中之個別位點且判定最近附著或結合至每一位點之核苷酸之類型。亦可使用其他適合成像技術,諸如使一或多個輻射點沿著樣本掃描之技術,或使用「步進拍攝(step and shoot)」成像途徑之技術。光學偵測系統26及載台22可合作以在獲得區域影像時使流量槽及偵測系統維持為靜態關係,或如所提及,可以任何適合模式(例如點掃描、行掃描、「步進拍攝」掃描)來掃描流量槽。
雖然許多不同技術可用於對位點處之分子成像或更一般地用於偵測位點處之分子,但本發明之預期實施方案可使用在致使激發螢光標記之波長下的共焦光學成像。依靠自身的吸收光譜而激發之標記依靠其發射光譜而傳回螢光信號。光學偵測系統26經組態以捕捉此類信號,以允許分析信號發射位點之解析度處理像素化影像資料,且處理及儲存所得的影像資料(或自其導出之資料)。
在定序操作中,以自動化或半自動化方式實施循環操作或程序,其中諸如運用單核苷酸或運用寡核苷酸來增進反應,然後進行沖洗、成像及解區塊以準備後續循環。在自為了定序而製備且固定於流量槽上之樣本庫提取所有有用資訊之前,該庫可經歷許多此類循環。光學偵測系統可藉由使用電子偵測電路(例如攝影機或成像電子電路或晶片)而自在定序操作之每一循環期間對流量槽(及其位點)之掃描產生影像資料。接著可分析所得的影像資料,以定位影像資料中之個別位點且分析及特性化存在於該等位點處之分子,諸如參考在特定位置處偵測的特定色彩或波長之光(特定螢光標記之特性發射光譜),如由該位置處的影像資料中之像素群組或叢集所指示。舉例而言,在DNA或RNA定序應用中,可由可分辨的螢光發射光譜(光之波長或波長範圍)表示四種常見的核苷酸。接著可向每一發射光譜指派對應於彼核苷酸之值。基於此分析,且追蹤針對每一位點所判定之循環值,可針對每一位點判定個別核苷酸及其次序。接著可進一步處理此等序列以組合包括基因、染色體等等之較長片段。如本發明中所使用,術語「自動化」及「半自動化」意謂:一旦起始操作,或一旦起始包括該等操作之程序,就藉由幾乎沒有人類互動之系統程式設計或組態來執行該等操作。
在所繪示之實施方案中,經由閥調件(valving)32將試劑30抽出或吸入至流量槽中。閥調件可諸如經由移液管或吸漿管(圖1中未示)而自試劑被儲存之接收端或器皿接取試劑。閥調件32可允許基於所執行操作之指定序列而選擇試劑。閥調件可進一步接收用於通過流徑34將試劑導引至流量槽20中之命令。退出或流出流徑36導引來自流量槽之已用試劑。在所繪示之實施方案中,泵38用來使試劑移動通過系統。泵亦可提供其他有用功能,諸如量測通過系統之試劑或其他流體,吸入空氣或其他流體等等,如下文更詳細地論述。泵38下游之額外閥調件40允許將已用試劑適當地導引至處置器皿或接收端42。
儀器進一步包括一系列電路系統,其幫助掌控各種系統組件之操作,藉由來自感測器之回饋而監控該等系統組件之操作,收集影像資料,且至少部分地處理影像資料。在圖1所繪示之實施方案中,控制/監督系統44包括控制系統46以及資料獲取及分析系統48。兩個系統皆將包括一或多個處理器(例如數位處理電路,諸如微處理器、多核心處理器、FPGA或任何其他適合之處理電路系統),及關聯記憶體電路系統50(例如固態記憶體裝置、動態記憶體裝置、機載及/或非機載記憶體裝置等等),記憶體電路系統50可儲存用於控制例如一或多個電腦、處理器或其他相似邏輯裝置以提供某些功能性之機器可執行指令。特殊應用或一般用途電腦可至少部分地組成控制系統以及資料獲取及分析系統。控制系統可包括例如經組態(例如經程式化)以處理用於儀器之流體學、光學件、載台控制及任何其他有用功能之命令的電路系統。資料獲取及分析系統48與光學偵測系統介接,以掌控光學偵測系統或載台或此兩者之移動、用於循環偵測之光發射、經傳回信號之接收及處理等等。儀器亦可包括如以參考52所指示之各種介面,諸如准許控制及監控儀器、負載樣本、啟動自動化或半自動化定序操作、產生報告等等之操作員介面。最後,在圖1之實施方案中,外部網路或系統54可耦接至儀器且與儀器合作,例如用於分析、控制、監控、維修及其他操作。
應注意,雖然圖1中繪示單一流量槽及流體學路徑以及單一光學偵測系統,但在一些儀器中,可容納多於一個流量槽及流體學路徑。舉例而言,在本發明之預期實施方案中,提供兩個此類配置以增強定序及輸送量。實務上,可提供任何數目個流量槽及路徑。此等流量槽及路徑可使用相同或不同的試劑容器、處置容器、控制系統、影像分析系統等等。在提供多個流體學系統的情況下,可個別地控制或以協調方式控制多個流體學系統。應理解,片語「以流體方式連接」可在本文中用以描述兩個或多於兩個組件之間的使此等組件彼此進行流體連通之連接,非常相同地,「電連接」可用以描述兩個或多於兩個組件之間的電連接。片語「以流體方式插入」可用以例如描述組件之特定排序。舉例而言,若組件B以流體方式插入於組件A與組件C之間,則自組件A流動至組件C之流體在到達組件C之前將流動通過組件B。
圖2繪示圖1之定序系統之實例流體系統。在所繪示之實施方案中,流量槽/陣列20包括一系列路徑或通路56A及56B,路徑或通路56A及56B可被成對地分組以用於在定序操作期間接收流體物質(例如試劑、緩衝劑、反應介質)。通路56A耦接至共同管線58(第一共同管線),而通路56B耦接至第二共同管線60。亦提供旁通管線62以允許流體繞過流量槽而不進入流量槽。如上文所提及,一系列器皿或接收端64允許儲存可在定序操作期間利用之試劑及其他流體。試劑選擇器66機械地耦接至馬達或致動器(圖中未示)以允許選擇試劑中之一或多者以引入至流量槽中。接著使經選擇試劑前進至相似地包括馬達(圖中未示)之共同管線選擇器68(在本文中亦稱作選擇器閥)。可命令(例如發信號或發指令給)共同管線選擇閥選擇共同管線58及60中之一或多者或此兩個共同管線以致使試劑64以受控制方式流動至通路56A及/或56B,或選擇旁通管線62以使試劑中之一或多者在共同管線選擇閥68與泵38之間流動。
已用試劑通過耦接於流量槽/陣列20與泵38之間的管線(例如退出或流出流徑36)退出流量槽。在所繪示之實施方案中,泵包括具有一對注射器70之注射泵,注射器70由致動器72控制及移動以在測試、驗證及定序循環之不同操作期間吸入試劑及其他流體且排出試劑及流體。泵總成可包括各種其他部件及組件,包括閥調件、儀錶、致動器等等(圖中未示)。在所繪示之實施方案中,壓力感測器74A及74B感測泵之入口管線上之壓力,而提供壓力感測器74C以感測由注射泵輸出之壓力。
由系統使用之流體自泵進入已用試劑選擇閥76。此閥允許針對已用試劑及其他流體選擇多個流徑中之一者。在所繪示之實施方案中,第一流徑通向第一已用試劑容器78,而第二流徑通過流量計80通向第二已用試劑容器82。取決於所使用之試劑,可有利的是將試劑或該等試劑中之某些收集於單獨器皿中以供處置,且已用試劑選擇閥76允許此類控制。
應注意,泵總成內之閥調件可允許包括試劑、溶劑、清潔劑、空氣等等之各種流體由泵吸入且通過共同管線、旁通管線及流量槽中之一或多者而注入或循環。此外,如上文所提及,在本發明之預期實施方案中,在共同控制下提供圖2所展示之流體學系統之兩個平行實施方案。該等流體學系統中之每一者可為單一定序儀器之部分,且可並行地對不同流量槽及樣本庫實行包括定序操作之功能。
流體學系統在針對測試、驗證、定序等等實施指定協定之控制系統46的命令下操作。指定協定將被預先建立,且包括用於諸如以下各者之活動的一系列事件或操作:吸入試劑,吸入空氣,吸入其他流體,排出此類試劑、空氣及流體等等。協定將允許協調此類流體操作與儀器之其他操作,諸如在流量槽中發生之反應、流量槽及其位點之成像等等。在所繪示之實施方案中,控制系統46使用經組態以提供用於閥之命令信號的一或多個閥介面84,以及經組態以掌控泵致動器之操作的泵介面86。亦可提供各種輸入/輸出電路88以用於接收回饋且處理此類回饋,該回饋係諸如來自壓力感測器74A至74C及流量計80。
圖3繪示控制/監督系統44之某些功能組件。如所繪示,記憶體電路系統50儲存在測試、調測、故障診斷、維修及定序操作期間執行之指定常式。許多此類協定及常式可實施及儲存於記憶體電路系統中,且此等協定及常式可不時地被更新或更改。如圖3所繪示,此等協定及常式可包括流體學控制協定90,流體學控制協定90用於控制各種閥、泵及任何其他流體學致動器,以及用於接收及處理來自諸如閥之流體學感測器及流量與壓力感測器的回饋。載台控制協定92允許諸如在成像期間根據需要而移動流量槽。光學件控制協定94允許將命令發佈至成像組件以照明流量槽之部分且接收經傳回信號以供處理。影像獲取及處理協定96允許至少部分地處理影像資料以供提取用於定序之有用資料。其他協定及常式可提供於如由參考98所指示之相同或不同記憶體電路系統中。實務上,記憶體電路系統可被提供為一或多個記憶體裝置,諸如易失性記憶體及非易失性記憶體兩者。此記憶體可在儀器內,且一些記憶體可為非機載的。
一或多個處理器100存取經儲存協定且對儀器實施該等協定。如上文所提及,處理電路系統可為特殊應用電腦、一般用途電腦或任何適合硬體、韌體及軟體平台之部分。處理器以及儀器之操作可由人類操作員經由操作員介面101而掌控。操作員介面可允許測試、調測、故障診斷及維修,以及允許報告可能出現於儀器中之任何問題。操作員介面亦可允許啟動及監控定序操作。
儲存於記憶體50中之流體學控制協定90亦可包括可由處理器100執行以評估流體系統之完整性及可靠性的診斷常式。鑒於此,當前實施方案針對儀器12之流體學系統的操作方法,以使用經加壓空氣來出於潛在滲漏而隔離且測試流體系統之各種流徑(例如流量槽通道、共同管線及泵管線)以判定該等流徑中之每一者是否以所要方式維持壓力。使用該等診斷常式,基於特定關注點,操作者可常規地(例如在每次使用儀器之前、在每天或輪班開始時、按每週或每月間隔)或隨意地評估流體系統。因此,當前實施方案使得能夠較早地偵測且診斷潛在的流體洩漏。因而,目前揭示之診斷常式可有助於避免樣本損失、資料損失、及對儀器12之敏感組件的損壞,以上各者可起因於儀器12之操作期間的流體洩漏。
圖4繪示儀器12之實施方案之流體系統120的部分,其中箭頭指示在樣本分析期間穿過各所繪示流徑之物質(例如試劑、緩衝劑、分析物)的流動。對於圖4中所繪示之實施方案,流量槽陣列20包括表示為通路對A及通路對B之兩個通路對。兩個通路對中之每一者包括兩個各別流體通道或通路,在圖4中表示為通路L1、L2、L3及L4。對於所繪示實施方案,流量槽陣列20經設計以如圖4中所繪示而操作,其中兩個通路對A及B存在於流量槽20中,或其中單個通路對(例如通路對A或B)存在於流量槽20中,如下文關於圖12至圖14更詳細地論述。另外,圖4中所繪示之流體系統120包括分別耦接至流出管線36A、36B、36C及36D及旁通管線62之數個線內壓力感測器122(例如壓力感測器122A至122E、圖2之壓力感測器74A至74C)。該等線內壓力感測器122(例如經由有線或無線通訊頻道)以通信方式耦接至控制系統46之處理器100,且經組態以向處理器100輸出對應於流體系統120之各流徑中的流體壓力的電子信號。
另外,圖4中所繪示之流體系統的泵38包括多個注射泵124(例如注射泵124A及124B)。如所繪示,注射泵124各自包括分別由致動器128(例如致動器128A及128B)致動之一或多個各別注射器126(例如注射器126A及126B)。所繪示注射泵124亦包括閥調件130(例如閥調件130A及130B),閥調件130使得注射泵能夠將流體推至泵124之不同孔口或埠中或將流體拉出孔口或埠外。舉例而言,圖5A、圖5B及圖5C為繪示在不同位置中穿過圖4之閥調件130(例如閥調件130A及130B)之流徑的圖式。如所繪示,閥調件130包括兩個閥單元132A及132B(例如螺線管閥或其他可控制閥)、通向已用試劑收集系統之已用試劑埠136或通向旁通管線62之旁通埠138,該等閥單元在注射器126經致動時協作以吸入一定體積之流體或將一定體積之流體施配至通向流量槽陣列20之流量槽埠134中。在圖5A中,在下文被稱作「I」位置,閥單元132A及132B使得注射器126能夠自流量槽埠134抽出流體或將流體引入至流量槽埠134中。在圖5B中,在下文被稱作「O」位置,閥單元132A及132B使得注射器126能夠自已用試劑埠136抽出流體或將流體引入至已用試劑埠136中。在圖5C中,在下文被稱作「B」位置,閥單元132A及132B使得注射器126能夠自旁通埠138抽出流體或將流體引入至旁通埠138中。如在上文大體上論述,控制系統46發送用以控制致動器126及閥調件130之致動的控制信號。在某些實施方案中,注射泵124,包括相關聯閥調件,可額定為至多約22磅每平方吋(psig)的壓力;然而,在其他實施方案中,可根據本發明而使用其他壓力。
圖4中所繪示之實施方案的共同管線選擇閥68使得能夠以各種方式流體耦接試劑流徑140(安置於試劑選擇器閥(reagent selector valve,RSV)66與共同管線選擇閥66之間)、第一共同管線58、第二共同管線60、旁通管線62與進氣口142。舉例而言,圖6A至圖6F繪示各種位置或定向中的圖4中所繪示之共同管線選擇閥68之實施方案的橫截面圖解視圖。不同著色或散列用以區分開共同管線選擇閥68之埠150,埠150包括:旁通埠150A,其流體耦接至旁通管線62;空氣埠150B,其流體耦接至進氣口142;通路對A埠150C,其流體耦接至通向通路對A之第一共同管線58;RSV埠150D,其經由試劑流徑140流體耦接至反應劑選擇器閥66;及通路對B埠150E,其流體耦接至通向通路對B之第二共同管線60。
圖6A至圖6F中所繪示之共同管線選擇閥68具有圍繞中心點154旋轉且包括各通道156之圓形中心部分152。中心部分152抵靠著埠150牢固地密封,使得流體不離開埠150,除非通道156適合地對準以實現流動至另一埠150。舉例而言,圖6A中所繪示之共同管線選擇閥68的定向,在下文被稱作「RSV至通路對A」位置,將RSV埠150D流體耦接至旁通埠150A。圖6B中所繪示之定向,在下文被稱作「RSV至通路對B」位置,將RSV埠150D流體耦接至通路對B埠150E。圖6C中所繪示之定向,在下文被稱作「RSV至通路對A及B」位置,將RSV埠150D流體耦接至通路對A埠150C及通路對B埠150E。因而,圖6A至圖6C中所繪示之定向使得能夠實施方案圖4中所繪示之流體系統120,以如上文所描述,用來將自試劑選擇閥66接收到之流體導引穿過單個通路對(例如通路對A或B)或同時導引穿過兩個通路對A及B。
圖6A至圖6F中所繪示之共同管線選擇閥68的定向,以及其他潛在位置,亦可出於診斷目的而適用於使得處理器100能夠隔離、製備且對流體系統之各流徑進行測試。詳言之,圖6D中所繪示之定向,在下文被稱作「空氣至通路對A及B」位置,將空氣埠150B流體耦接至通路對A埠150C及通路對B埠150E兩者,此適用於在壓力測試之前使流量槽20乾燥,如下文所論述。圖6E中所繪示之定向,在下文被稱作「空氣至旁通」位置,將空氣埠150B流體耦接至旁通埠150A,此適用於使得能夠在某些壓力測試期間將空氣引入至流體系統中,如下文所論述。圖6F中所繪示之定向,在下文被稱作「RSV至旁通」位置,將RSV埠150D流體耦接至旁通埠150A,此在旁通管線62之壓力測試期間有用,如下文所論述。
如所提及,儲存於記憶體50中之流體學控制協定90可包括可由處理器100執行以出於潛在洩漏而評估流體系統120之診斷常式。圖7為表示用於對圖4中所繪示之儀器12之流體系統120進行壓力測試的程序160的實施方案的流程圖。所繪示程序160以使系統準備進行特定流徑之壓力測試(區塊162)開始。儘管在下文關於圖8詳細論述,但在區塊162中,處理器100可隔離且製備流體系統120之特定流徑,以及以其他方式確保儀器12就緒開始壓力測試。一旦成功地完成製備,則處理器100可執行壓力測試以判定特定流徑之洩漏速率(區塊164)。管在下文關於圖9詳細論述,但在區塊164中,處理器100可將流體系統120之特定流徑加壓至目標壓力,量測已知時間段內之壓力改變,且基於壓力之所量測改變而判定洩漏速率。
繼續圖7中所繪示之程序160,處理器100可接著判定洩漏速率是否小於或等於預定臨限值(區塊166)。若所判定洩漏速率大於預定臨限值,則處理器100可終止其他壓力測試且記錄關於故障之細節(區塊168)。在某些實施方案中,至少部分地基於正受測試之特定流徑的體積及在操作期間橫越流體系統之流體(例如試劑、緩衝劑、分析物)相對於空氣之黏度的黏度,可計算洩漏速率之預定臨限值。舉例而言,若在操作期間橫越流體系統之流體的洩漏速率應對於流體系統120之四通路組態維持處於或低於大致8微升每分鐘(µL/min),則如圖4中所繪示,基於在操作期間橫越流體系統之流體(例如試劑、緩衝劑、分析物)與空氣之間的黏度差,預定臨限值可為大致0.02磅每平方吋每秒(psi/秒)。作為其他實例,若在操作期間橫越流體系統之流體的洩漏速率應對於僅負載了一個通路對A或B之兩通路組態(大致四通路組態之體積的一半)維持處於或低於大致4微升每分鐘(µL/min),則基於黏度差,預定臨限值可再次為大致0.02 psi/秒。
若所判定洩漏速率小於或等於預定臨限值,則處理器100可判定是否應執行其他流徑之額外壓力測試(區塊170)。若將不執行其他壓力測試,則處理器100可終止壓力測試且記錄關於成功壓力測試之細節(區塊172)。若將執行額外壓力測試,則處理器100可選擇下一流徑以進行測試(區塊174),且接著可重複區塊162、164、166及170中闡述之動作,如由箭頭176指示。在某些實施方案中,處理器100可提示操作者執行一或多個實體操作(例如負載通路對、移除通路對、移除/負載多個通路對,例如其中多個通路對在單個流量槽筒中),以使得能夠測試特定流徑。
圖8為繪示用於使流體系統120準備進行壓力測試之程序180之實施方案的流程圖,其對應於圖7之區塊162。所繪示程序180以發送控制信號及/或接收感測器資料以驗證系統之狀態(區塊182)開始。舉例而言,此可包括確保流量槽20中存在之通路對的適當數目。在某些實施方案中,如所繪示,程序184可包括處理器100向流體系統120發送在壓力測試之前對系統進行乾燥之控制信號(區塊184)。舉例而言,如上文關於圖6D所提及,處理器100可提供以下適當控制信號:將共同管線選擇值68定向於「空氣至通路對A及B」位置中且將試劑選擇閥66定向於受阻或關閉位置中,同時致動泵38以自流體系統之流徑抽出且移除液體,由此穿過進氣口142將空氣抽至系統中。
圖8中所繪示之程序180以處理器100自隔離流徑上之感測器接收基線資料以供感測器校準繼續(區塊186)。舉例而言,除非已在正確位置中,否則處理器100可首先以下適合控制信號:向共同管線選擇閥68提供將待壓力測試之流徑或整個流體系統120流體耦接至進氣口142,及均衡流徑中之壓力與環境大氣壓力。舉例而言,共同管線選擇閥68可在待測試之流徑包括通路對時安置於「空氣至通路對A及B」位置中,圖6D中所繪示,且可在待測試之流徑包括旁通管線62時安置於「空氣至旁通」位置中,圖6E中所繪示。在將待壓力測試之流徑流體耦接至進氣口之後,流體系統120之一或多個壓力感測器122A至122E,如圖4中所繪示,可用以量測基線壓力(例如環境壓力)以供校準。
返回參看圖8,所繪示程序180以處理器100發送適當地對共同管線選擇閥68及/或試劑選擇閥66進行定向以隔離待進行壓力測試之流徑的控制信號 (區塊180)結束。如上文關於圖6A至圖6F所論述,共同管線選擇閥68可定向於數個不同位置中以選擇性地流體耦接且選擇性地隔離流體系統120之各流徑。在下文關於圖11至圖14進一步詳細論述區塊188中所闡述之隔離。
圖9為繪示程序190之實施方案的流程圖,程序190用於執行壓力測試以判定流體系統120之特定流徑的洩漏速率,此對應於圖7之區塊164。所繪示程序190以處理器100發送以下控制信號開始:致動泵38之一或多個部分(例如閥調件130及/或注射泵124中之至少一者的注射器126)以將以空氣壓力測試之流徑加壓至預定目標壓力(區塊192)。可瞭解,目標壓力可對應於流體系統120在正常操作期間經歷之壓力,或可對應於大於流體系統120在正常操作期間經歷之壓力(例如兩倍、三倍等)的壓力。舉例而言,在實施方案中,若流體系統120在樣本分析期間經歷大致9 psig之壓力,則在某些實施方案中,用於壓力測試之目標壓力可為大致18 psig以提供流徑之更充分的壓力測試。
如下文更詳細地論述,為了對流體系統10之不同組態進行壓力測試,特定注射泵124(例如注射泵124A或124B)可用以對流徑加壓。在其他實施方案中,兩個注射泵可協作以對正測試之流徑加壓。另外,處理器100可基於自壓力感測器122接收到之壓力量測值而判定流徑內之當前壓力。在正壓力測試之流徑包括多個壓力感測器122的狀況下,處理器100可使用來自特定壓力感測器之壓力量測值,以例如比較來自多個壓力感測器之量測值以驗證壓力感測器之操作。
另外,儘管其他實施方案可包括不同抽汲機構,但圖4中所繪示之流體系統120之實施方案的注射泵124大體上提高在離散壓力梯級中測試之流徑中的壓力。舉例而言,圖10為繪示通路L1至L4之壓力(psi)的圖形194,通路L1至L4如分別由儀器12之流體系統10之流徑中的壓力感測器122A至122D在由圖9之方法190描述之壓力測試期間依據時間(秒)量測。圖9之區塊192中闡述的加壓由圖10之圖形194的量測前區域196指示。更具體言之,區域196包括重複循環,在此期間,首先,流徑中之壓力在空氣自大氣吸入至注射器126中時相對恆定,如區域198中所指示。閥調件接著經致動以使得注射器126與流徑流體連接。接著,流徑中之壓力在流徑中之經加壓空氣與注射器中之較低壓力空氣混合時平衡,如區域200中所指示。隨後,流徑中之壓力在來自注射器之空氣經施配至流徑中時增大,如區域202中所指示。此重複模式產生展現壓力梯級206之圖形194的曲線204。可瞭解,若處理器100判定流體系統不能夠經加壓至目標壓力,則壓力測試可以故障指示結束。
轉而簡要參看圖9,在某些實施方案中,處理器100可在繼續進行程序190之前等待預定量之時間以允許壓力平衡(區塊210)。如由圖10之圖形194展示,儘管表示通路L1至L4之壓力曲線204彼此接近地成軌跡且未良好地解析,但該等曲線在(例如區域200期間)注射泵124該閥調件130打開期間(且簡言之,在此之後)最彼此不同。在某些實施方案中,而非等待預定量之時間,處理器100可替代地等待直到自通路L1至L4中之每一者接收到的壓力量測值在可接受容限內相同為止。
繼續進行圖9中所繪示之程序190,處理器100自沿著經選擇流徑定位之壓力感測器122中的至少一者接收量測資料以判定第一壓力(區塊212)。在自經選擇流徑上之感測器中的至少一者接收量測資料以判定第二壓力(區塊216)之前,處理器100接著等待預定量之時間以允許壓力衰減(區塊214)。返回至圖10,量測區域220在圖形194上指示,且且包括圖9之區塊212、214及216中闡述的動作。如所繪示,收集第一壓力量測值(由箭頭222指示),且在預定量之時間經過(量測或衰減時間,由區域224指示)之後,收集第二壓力值(由箭頭226指示)舉例而言,根據流體系統120之壓力感測器122的速度及解析度,預定量之時間應足夠長以使得能夠偵測大於預定閾值之洩漏速率(例如大致18 psig下大致0.02 psi/秒)。在其他實施方案中,處理器100可自任何適合數目個壓力感測器122收集任何適合數目個壓力量測值以判定洩漏速率。
如圖9中所繪示,在收集到第二壓力量測值之後,處理器100藉由發送以下控制信號來繼續進行程序190:移動共同管線選擇閥68、致動閥調件130及/或注射泵124中之至少一者的注射器126以自流徑抽空經加壓空氣(區塊230)。此對應於圖10之圖形194中指示的量測後區域232。更具體言之,量測後區域232包括以時間段234隨後以時間段236重複循環,在時間段234期間壓力在空氣自流徑吸入至注射器中時減小,在時間段236時,當例如在注射器輸入/輸出自流徑切換至進氣口之後將空氣自注射器126吸入至大氣中時,流徑相對恆定。圖9中所繪示之程序190以處理器100基於第一及第二壓力量測值而計算洩漏速率(區塊240)結束。舉例而言,處理器100可藉由將第一與第二壓力量測值之間的差除以量測時間來計算洩漏速率。
如上文關於圖8之區塊188所提及,處理器100能夠發送適合地對共同管線選擇閥68及/或試劑選擇閥66進行定向以隔離待進行壓力測試之流徑的控制信號。圖11至圖14為圖4之實流體系統120之實施方案之特定隔離流徑的圖解概觀,流體系統120在不同組態中經歷壓力測試。在圖式中,正進行壓力測試之流徑的組件加粗或突出。
圖11指示流體系統120之流徑250的實例,可在兩個通路對A及B在流量槽20中存在時對流體系統120進行壓力測試。所繪示流徑250包括第一共同管線58及第二共同管線60、通路對A及B中之通路L1、L2、L3及L4、流出管線36A至36D及注射泵124。如所繪示,試劑選擇閥66在關閉或受阻位置中,共同管線選擇閥68在圖6C中所繪示之RSV至通路對A及B位置中,且注射泵124A之閥調件130A在關閉或受阻位置中。此外,注射泵124B之閥調件130B在B位置中,致動器128B及閥調件130B經適合地致動,以通過旁通埠138吸入空氣且接著通過通路對埠134施配空氣,如上文關於圖5C所論述。共用管線選擇器閥68可以串聯方式致動以在流體連接旁通管線62/旁通埠138與進氣口142(用於空氣抽吸)與流體連接通路對A/B與試劑流徑140(用於壓力測試)之間切換。替代地,閥調件130B之旁通埠可替代地不與旁通管線流體連接,而是可僅與環境空氣連接,從而允許將空氣直接吸入至注射泵124B中,而不需要使用旁通管線62或致動共用管線選擇器閥68。因此,可以上文所闡述之方式對圖11中指示之整個流徑進行壓力測試。
圖12指示流體系統120之流徑260的實例,可在僅通路對A存在或負載至流量槽陣列20中時對流體系統120進行壓力測試。所繪示流徑260包括第一共同管線58、通路對A中之通路L1及L2、流出管線36A及36B、及注射泵124A。如所繪示,共同管線選擇閥68在圖6E中所繪示之空氣至旁通位置中。此外,注射泵124A之閥調件130A在B位置中,且致動器128A經適合地致動,以在閥調件130A經致動以與流出管線36A及36B連接之後,通過旁通埠138吸入空氣且接著通過流量槽埠134施配空氣,如上文關於圖5C及圖5A所論述。因此,可以上文所闡述之方式對圖12中指示之整個流徑260進行壓力測試。
圖13指示流體系統120之流徑270的實例,可在僅通路對B存在或負載至流量槽陣列20中時對流體系統120進行壓力測試。所繪示流徑270包括試劑流徑140、第二共同管線60、通路對B中之通路L3及L4、流出管線36C及36D、及注射泵124B。如所繪示,試劑選擇閥66在關閉或受阻位置中,共同管線選擇閥68在圖6B中所繪示之RSV至通路對B位置中。此外,注射泵124B之閥調件130B在B位置中,致動器128B及閥調件130B經適合地致動,以在閥130B接著經致動至I位置時,通過旁通埠138吸入空氣且接著通過流量槽埠134施配空氣(見圖5A)。共用管線選擇器閥68可以串聯方式致動以在流體連接旁通管線62/旁通埠138與進氣口142(用於空氣抽吸)與流體連接通路對B與試劑流徑140(用於壓力測試)之間切換。替代地,在一些實施方案中,閥調件130B可具有僅通向環境空氣且不與旁通管線62流體連接之旁通,由此允許通過旁通埠將空氣直接入至注射泵124B中,而不行進穿過旁通管線且不啟動共用管線選擇器閥68。因此,可如上文所闡述而對圖13中指示之整個流徑270進行壓力測試。
圖14指示流體系統120之流徑280的實例,可在無通路對負載至流量槽陣列20中時對流體系統120進行壓力測試。所繪示流徑280包括旁通管線62、試劑流徑140及注射泵124A。如所繪示,試劑選擇閥66在關閉或受阻位置中,共同管線選擇閥68在圖6F中所繪示之RSV至旁通位置中。此外,注射泵124A之閥調件130A在B位置中,且致動器128A經適合地致動,以通過流量槽埠134吸入空氣且通過旁通埠138施配空氣。共用管線選擇器閥68可以串聯方式致動以在流體連接旁通管線62/旁通埠138與進氣口142(用於空氣抽吸)與流體連接旁通管線62與試劑流徑140(用於壓力測試)之間切換。因此,可以上文所描述之方式對圖14中指示之整個流徑280進行壓力測試。應理解,在以上實例中,即使描述為不存在之流動通路集中的一者或兩者實際上存在,亦可執行相同測試。舉例而言,若兩組流動通路存在,則每一組可個別地經壓力測試。舉例而言,此可在偵測到洩漏時有用——可執行個別流動通路測試以嘗試且縮減洩漏在何處。亦應理解,可在其他組合中測試該等流徑之不同分段,例如,流徑140可在以上壓力測試中之任一者中添加或自該等流徑中之任一者省略。應進一步理解,經使用以便將空氣吸入至泵中以供壓力測試的流徑(及經致動以便建立此類流徑之閥調件)可不同於上文所論述之內容——在需要多個抽汲循環以充分地對經選擇流徑加壓之實施方案中,流徑任何組合可用以將空氣輸送至泵以對經測試流徑加壓,只要用於空氣吸入之流徑保持與正受測試之流徑流體隔離即可。
可瞭解,如圖9之區塊192中所闡述,對流體系統120之流徑加壓以供壓力測試可使用成比例壓力控制機構來合理地予以實施。然而,目前應認識到,成比例控制可能無法足夠穩固以處理流體系統120之可壓力測試之各流徑之體積之間的相當大差異,從而引起無法到達目標壓力及/或壓力在目標壓力周圍過度校正且振盪的壓力試運行。因而,在某些實施方案中,可使用比例-積分-微分控制器(PID控制器)來實施區塊120中闡述之加壓。舉例而言,在某些實施方案中,對於所揭示壓力測試之有效壓力控制可併入有使用穩固的系統控制方法及PID控制器(例如整合至處理器100中或以通信方式耦接至處理器100)以正受測試之流徑中達成目標測試壓力。目前應認識到,此組態提高流體系統120有效率地到達目標壓力之能力,同時避免不必要的壓力振盪及壓力不穩定性,而不管流體系統120之可經壓力測試的不同流徑之體積的顯著差異。
作為具體實例,在實施方案中,可實施圖9中之區塊192的加壓以將流徑適合地加壓至目標壓力以供測試,如目前揭示。圖15為繪示系統控制方法300之實施方案的流程圖,系統控制方法300可至少部分地由PID(例如處理電路系統100之部分)執行以執行圖9之區塊192中闡述之動作。所繪示方法300以處理器100自沿著正壓力測試之流徑安置的一或多個壓力感測器122A至122E接收(區塊302)第一量測值開始。隨後,處理器100可發送(區塊304)以下控制信號:適合地致動閥調件130及注射泵124之致動器128以使得注射泵124執行單個循環或衝程以對流徑加壓。所繪示方法300以處理器100自沿著正進行壓力測試之流徑安置的一或多個壓力感測器122A至122E接收(區塊306)第二量測值繼續。使用第一及第二量測值,處理器100可計算(區塊308)注射泵124之每衝程壓力的改變。
方法300以處理器100計算壓力誤差(pressure error,PE)(區塊310)開始,PE為指示應多強力地關閉電流壓力與目標壓力之間的間隙的值。在某些實施方案中,可根據方程式1而計算PE:方程式 1 ,
其中GainP、GainI及GainD之值特定針對於流體系統120之組態。舉例而言,在某些實施方案中,GainP為大約1.0,GainI為大約0.016,且GainD為大約1.0;然而,在其他實施方案中,可使用不同值。在本上下文中,術語“大約”欲意謂所指示值不準確,且實際值可不同於所指示實際值(例如±10%、±5%、±2%或±1%),其方式不會實質上變更所關注運算。在某些實施方案中,GainP可設定成小值以避免超越目標壓力,而GainI及GainD值經調諧以遞增地接近目標壓力。
其中integralprevious為先前計算之整數值,errorprevious為先前計算之誤差值,且Δt為誤差計算之間的時間間隔(當加壓常式首先開始時,「先前」值可首先設定成零)。如由區塊312指示,正PE值可指示壓力應增大(區塊314)以到達目標壓力,而負PE值可指示壓力應減小(區塊316)以到達目標壓力。然而,在增大或減小流徑中之壓力之前,處理器100首先判定PE值是否在目標壓力之預定容限值(例如±0.5 psig)內。舉例而言,如區塊318中所指示,若處理器100判定正PE值不超過預定容限值,則處理器100可前進圖9中所繪示之壓力測試方法190的至區塊210。類似地,如區塊320中所指示,若處理器100判定負PE值大於負預定容限值,則處理器100亦可前進至區塊210。
若處理器100在區塊318中判定正PE值大於預定容限值(例如0.5 psig),則處理器100可向注射泵124提供適合的控制信號以減小流徑中之壓力(區塊316)。類似地,若處理器100在區塊320中判定負PE值小於負預定容限值(例如-0.5 psig),則處理器100可向注射泵124提供適合的控制信號以增大流徑中之壓力(區塊314)。在兩個情形中,處理器100可發送以下控制信號:致動閥調件130以使得注射泵124能夠自特定埠(例如流量槽埠134或旁通埠138)吸入空氣,及再次致動閥調件130以使得注射泵124能夠將空氣施配至另一特定埠(例如流量槽埠134或旁通埠138)中,以適合地增大或減小流徑中之壓力,如上文所論述。取決於PE值,處理器100可利用注射泵124之完全衝程或可計算小於完全衝擊之泵位置以到達目標壓力。舉例而言,在某些實施方案中,處理器100可根據方程式5而計算泵位置:方程式 5 ,
其中ΔP為流徑中之當前經量測壓力(例如區塊306之第二量測值)與先前量測之壓力(例如區塊302之第一量測值)之間的差,且PumpPositionmax為注射泵124之致動器130的最大位置(例如6000步)。另外,處理器100可針對每一壓力提高(如區塊314中所闡述)及每一壓力降低(如區塊316中所闡述)而追蹤循環(例如注射泵124之完全或部分衝程)之數目。
在致動注射泵124以以增大或減小流徑中之壓力之後,方法300以處理器100自一或多個壓力感測器130A至130 E接收另一量測值(區塊322)繼續。隨後,處理器100可判定加壓方法300期間注射泵124之循環的數目是否已超出預定臨限值(例如10個循環)(區塊324),且若超出,則可以故障指示終止壓力測試(區塊326)。然而,若處理器100判定尚未到達循環限度,則處理器可進行回至區塊310,如由箭頭328指示,且基於最新壓力量測值而再次計算PE。
在存在的情況下,在本發明及權利要求書中對例如(a)、(b)、(c)…等等之序數指示符的使用應被理解為不傳達任何特定次序或順序,惟在明確地指示此類次序或順序的程度上除外。舉例而言,若存在被標註為(i)、(ii)及(iii)之三個步驟,則應理解,可按任何次序(或在不以其他方式禁忌的情況下甚至同時地)執行此等步驟,除非另有指示。舉例而言,若步驟(ii)涉及操縱在步驟(i)中產生之元件,則步驟(ii)可被被視為在步驟(i)之後的某一點發生。相似地,若步驟(i)涉及操縱在步驟(ii)中產生之元件,則應反過來理解。
亦應理解,「用以」之使用(例如「用以在兩個流徑之間切換的閥」)可運用諸如「經組態以」(例如「經組態以在兩個流徑之間切換的閥」)等等之語言予以替換。
諸如「約」、「大致」、「實質上」、「標稱」等等之術語在用於參考數量或相似可定量屬性時應被理解為包括在所指定值之±10%內的值,除非另有指示。
除了本發明中所列出之實施方案以外,以下額外實施方案亦應被理解為在本發明之範圍內:
實施方案1:一種系統,其包括:一流量槽,其用以支撐所關注分析物;一選擇器閥,其耦接至該流量槽以選擇穿過該流量槽之一流徑,該流徑為可由該選擇器閥選擇之複數個流徑中之一者;一泵,其耦接至該流量槽以根據一指定測試協定而對該經選擇流徑中之一流體加壓;一壓力感測器,其耦接至該流徑以偵測該經選擇流徑中之壓力及基於該偵測到之壓力而產生壓力信號;及處理電路系統,其用以存取該壓力資料及判定該經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
實施方案2:如實施方案第1項之系統,其中該泵包括一注射泵。
實施方案3:如實施方案第1項之系統,其中該流體包括空氣。
實施方案4:如實施方案第1項之系統,其中該泵在複數個壓力梯級中對該經選擇流徑加壓。
實施方案5:如實施方案第1項之系統,其中該選擇器閥連續地選擇該複數個流徑中之穿過該流量槽中的不同流徑,以根據該指定測試協定進行壓力測試。
實施方案6:如實施方案第5項之系統,其中該複數個流徑包括穿過該流量槽之一個通道的一第一流徑及穿過該流量槽之一第二通道的一第二流徑,該第二流徑不同於該第一流徑。
實施方案7:如實施方案第6項之系統,其中該複數個流徑包括包括該第一流徑及該第二流徑兩者之一第三流徑。
實施方案8:如實施方案第1項之系統,其中該選擇器閥耦接至繞過該流量槽之一旁通管線流體,且其中該選擇器閥亦選擇該旁通管線以根據該指定測試協定進行壓力測試。
實施方案9:如實施方案第1項之系統,其包括耦接至該選擇器閥來以流體方式隔離該經選擇流徑以進行壓力測試之一第二閥。
實施方案10:一種系統,其包括:一流量槽,其用以支撐所關注分析物;一選擇器閥,其耦接至該流量槽以選擇穿過該流量槽之一流徑,該流徑為可由該選擇器閥選擇之複數個流徑中之一者;一泵,其耦接至該流量槽以根據一指定測試協定而對該經選擇流徑中之一流體加壓;一壓力感測器,其耦接至該流徑以偵測該經選擇流徑中之壓力及基於該偵測到之壓力而產生壓力信號;及處理電路系統,其用以連續地命令該選擇器閥以根據該指定測試協定而選擇該複數個流徑中之穿過該流量槽的不同流徑,及存取該壓力資料及判定該等經選擇流徑中之每一者是否以所要方式維持壓力。
實施方案11:如實施方案第10項之系統,其中該流體包括空氣。
實施方案12:如實施方案第10項之系統,其中該泵在複數個壓力梯級中對該等經選擇流徑中之每一者加壓。
實施方案13:如實施方案第10項之系統,其中該複數個流徑包括穿過該流量槽之一個通道的一第一流徑及穿過該流量槽之一第二通道的一第二流徑,該第二流徑不同於該第一流徑。
實施方案14:如實施方案第13項之系統,其中該複數個流徑包括包括該第一流徑及該第二流徑兩者之一第三流徑。
實施方案15:如實施方案第10項之系統,其中該選擇器閥耦接至繞過該流量槽之一旁通管線流體,且其中該選擇器閥亦選擇該旁通管線以根據該指定測試協定進行壓力測試。
實施方案16:一種方法包括實施包括以下各者之一所儲存指定測試協定:(a)根據一指定測試協定而自複數個流徑選擇穿過一流量槽之一流徑;(b)致動一泵以對該經選擇流徑中之一流體加壓;(c)產生表示該經選擇流徑中之壓力的壓力資料;及(d)處理該壓力資料以判定該經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
實施方案17:如實施方案第16項之方法,其中該泵在複數個壓力梯級中對該經選擇流徑加壓。
實施方案18:如實施方案第16項之方法,其包括對於穿過該流量槽之不同流徑重複(a)至(d),以單獨地判定每一經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
實施方案19:如實施方案第18項之方法,其中該複數個流徑包括穿過該流量槽之一個通道的一第一流徑及穿過該流量槽之一第二通道的一第二流徑,該第二流徑不同於該第一流徑。
實施方案20:如實施方案第18項之方法,其中該選擇器閥耦接至繞過該流量槽之一旁通管線流體,且其中該選擇器閥亦選擇該旁通管線以根據該指定測試協定進行壓力測試。
應瞭解,前述概念(假設此等概念並不相互不一致)之所有組合被預期為本文中所揭示之本發明主題之部分。在本發明結尾處出現之所主張主題的所有組合被預期為本文中所揭示之本發明主題之部分。亦應瞭解,本文中明確地使用的亦可出現於以引用之方式併入之任何揭示內容中的術語應符合與本文中所揭示之特定概念最一致的含義。
10:系統
12:儀器
14:樣本源
16:樣本
18:樣本/庫製備系統
20:流量槽/陣列
22:可移動載台
24:方向
26:光學偵測系統
28:輻射/光
30:試劑
32:閥調件
34:流徑
36:退出/流出流徑
36A:流出管線
36B:流出管線
36C:流出管線
36D:流出管線
38:泵
40:閥調件
42:處置器皿/接收端
44:控制/監督系統
46:控制系統
48:資料獲取及分析系統
50:記憶體電路系統
52:介面
54:外部網路/系統
56A:路徑/通路
56B:路徑/通路
58:共同管線
60:共同管線
62:旁通管線
64:器皿/接收端
66:試劑選擇閥
68:共同管線選擇閥
70:注射器
72:致動器
74A:壓力感測器
74B:壓力感測器
74C:壓力感測器
76:已用試劑選擇閥
78:已用試劑容器
80:流量計
82:已用試劑容器
84:閥介面
86:泵介面
88:輸入/輸出電路
90:流體學控制協定
92:載台控制協定
94:光學件控制協定
96:影像獲取及處理協定
98:其他協定
100:處理器
101:操作員介面
120:流體系統
122A:壓力感測器
122B:壓力感測器
122C:壓力感測器
122D:壓力感測器
122E:壓力感測器
124A:注射泵
124B:注射泵
126:注射器
126A:注射器
126B:注射器
128A:致動器
128B:致動器
130:閥調件
130A:閥調件
130B:閥調件
132A:閥單元
132B:閥單元
134:流量槽埠
136:已用試劑埠
138:旁通埠
140:試劑流徑
142:進氣口
150:埠
150A:旁通埠
150B:進氣口
150C:通路對A埠
150D:試劑選擇器閥(RSV)埠
150E:通路對B埠
152:中心部分
154:中心部分
156:通道
160:程序
162:使系統準備進行特定流徑之壓力測試
164:執行壓力測試以判定特定流徑之洩漏速率
166:洩漏速率≤流徑的預定臨限值
168:終止壓力測試且記錄系統故障
170:額外流徑仍要測試
172:終止壓力測試且記錄系統通過
174:選擇另一流徑以進行壓力測試
176:箭頭
180:程序
182:發送控制信號及/或接收感測器資料以驗證系統狀態
184:發送針對壓力測試對系統進行乾燥之控制信號
186:自隔離流徑上之感測器接收基線資料以供感測器校準
188:發送將共同管線選擇閥及/或試劑選擇閥移動至適合位置以隔離待進行壓力測試之流徑的控制信號
190:程序
192:發送致動閥調件及/或注射泵之注射器以基於來自經選擇流徑上之感測器的量測資料而利用空氣將流徑加壓至預定目標壓力的控制信號
194:圖形
196:量測前區域
198:區域
200:區域
202:區域
204:曲線
206:壓力梯級
210:等待預定量之時間以允許壓力平衡
212:自經選擇流徑上之壓力感測器中的至少一者接收量測資料以判定第一壓力
214:等待預定量之時間以允許壓力衰減
216:自經選擇流徑上之感測器中的至少一者接收量測資料以判定第二壓力
220:量測區域
222:箭頭
224:區域
226:箭頭
230:發送移動共同管線選擇閥、致動閥調件及/或注射泵之注射器以自流徑抽空經加壓空氣之控制信號
232:量測後區域
234:時間段
236:時間段
240:基於第一及第二壓力而計算洩漏速率
250:流徑
260:流徑
270:流徑
280:流徑
300:系統控制方法
302:自流徑上之一或多個壓力感測器接收第一量測值
304:發送致動閥調件及注射泵之致動器的控制信號
306:自流徑上之一或多個壓力感測器接收第二量測值
308:基於第一及第二量測值而計算每衝程壓力之改變
310:計算壓力誤差(PE)
312:PE>0
314:增大壓力
316:減小壓力
318:PE>容限
320:PE≤容限
322:自流徑上之一或多個壓力感測器接收另一量測值
324:循環=循環限度
326:終止壓力測試且記錄系統故障
328:箭頭
L1:通路
L2:通路
L3:通路
L4:通路
當參考隨附圖式閱讀以下詳細描述時,本發明之此等及其他特徵、態樣及優點將變得更好地理解,圖式中,遍及圖式之類似字符表示類似部件,其中:
[圖1]為可使用所揭示技術之實例定序系統的圖解概觀;
[圖2]為圖1之定序系統之實例流體系統的圖解概觀;
[圖3]為圖1之定序系統之實例處理及控制系統的圖解概觀;
[圖4]為圖1之實例定序系統之流體系統的部分之另一實施方案的圖解概觀;
[圖5A至圖5C]為繪示各位置中之穿過圖4之實例流體系統的實例注射泵之閥門組之流徑的圖式;
[圖6A至圖6F]為各位置中之圖4中繪示的流體系統之實例共同管線選擇閥之實施方案的橫截面圖;
[圖7]為繪示用於對圖4之流體系統進行壓力測試之實例製程的實施方案之流程圖;
[圖8]為繪示用以使圖4之流體系統準備進行壓力測試之實例製程之實施方案的流程圖;
[圖9]為繪示實例製程之實施方案的流程圖,該實例製程用於執行壓力測試以判定圖4之流體系統之特定流徑的洩漏速率;
[圖10]為依據壓力測試期間之時間而繪示圖4之流體系統的流徑中之壓力之實例的圖形,如圖9中所闡述;
[圖11至圖14]為圖4之實例流體系統之流徑之實施方案的圖解概觀,該流體系統在不同組態中經歷對不同流徑進行壓力測試;且
[圖15]為繪示實例系統控制方法之實施方案的流程圖,該控制方法涉及使用比例-積分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器以在壓力測試期間控制流徑之加壓。
10:系統
12:儀器
14:樣本源
16:樣本
18:樣本/庫製備系統
20:流量槽/陣列
22:可移動載台
24:方向
26:光學偵測系統
28:輻射/光
30:試劑
32:閥調件
34:流徑
36:退出/流出流徑
38:泵
40:閥調件
42:處置器皿/接收端
44:控制/監督系統
46:控制系統
48:資料獲取及分析系統
50:記憶體電路系統
52:介面
54:外部網路/系統
Claims (20)
- 一種系統,其包含: 界面,其與流量槽流體連接以支撐分析系統中所關注之分析物,該流體界面包括複數個流徑及複數個流出管線,每一流徑用以在該流量槽安裝於該分析系統中時與該流量槽之一或多個通道流體連接,且每一流出管線用以在該流量槽安裝於該分析系統中時與該流量槽之該等通道中的一者流體連接; 選擇器閥,其與複數個流徑流體連接,該選擇器閥用以可控制地選擇該等流徑中之一者; 一或多個泵,每一泵與該等流出管線中之一或多者流體連接; 壓力感測器,其與該經選擇流徑流體連通,該壓力感測器用以偵測該經選擇流徑中之壓力且基於該偵測到之壓力而產生壓力資料; 控制電路系統,該控制電路系統具有一或多個處理器及用以儲存電腦可執行指令之記憶體,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時控制該一或多個處理器以: 使得該選擇器閥連續地(successively)選擇該複數個流徑中之不同流徑以根據指定測試協定進行壓力測試; 控制該一或多個泵以便根據該指定測試協定而對該經選擇流徑加壓;及 存取該壓力資料,及判定該經選擇流徑的每一者是否以所要方式維持壓力。
- 如請求項1所述之系統,其中該一或多個泵包含至少一個注射泵。
- 如請求項1所述之系統,其中該流體包含空氣。
- 如請求項1所述之系統,其中該記憶體用以儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該一或多個泵以逐步方式對該經選擇流徑加壓,其中每一壓力梯級比前一壓力梯級具有更高壓力。
- 如請求項4所述之系統,其中該複數個流徑包含在該流量槽安裝至該界面時穿過該流量槽之一個通道的第一流徑,及在該流量槽安裝至該界面時穿過該流量槽之第二通道的第二流徑,該第二流徑不同於該第一流徑。
- 如請求項5所述之系統,其中該複數個流徑包含第三流徑,該第三流徑包括該第一流徑及該第二流徑兩者。
- 如請求項1所述之系統,其中該選擇器閥進一步與繞過該流量槽之旁通管線流體連接,且其中該記憶體用以儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該選擇器閥選擇該旁通管線以根據該指定測試協定進行壓力測試。
- 如請求項1所述之系 統,其進一步包含與該選擇器閥之入口流體連接的第二閥,該第二閥用以在該第二閥處密封該經選擇流徑,以在該第二閥與該泵之間對該經選擇流徑進行壓力測試。
- 一種系統,其包含: 界面,其與流量槽流體連接以支撐分析系統中所關注之分析物,該流體界面包括複數個流徑及複數個流出管線,每一流徑用以在該流量槽安裝於該分析系統中時與該流量槽之一或多個通道流體連接,且每一流出管線用以在該流量槽安裝於該分析系統中時與該流量槽之該等通道中的一者流體連接; 流徑選擇器閥,其與該複數個流徑流體連接,該流徑選擇器閥用以可控制地選擇該等流徑中之一者; 一或多個泵,每一泵與該等流出管線中之一或多者流體連接; 試劑選擇器閥,其與該流徑選擇器閥之入口流體連接,該試劑選擇器閥用以在該試劑選擇器閥處密封該經選擇流徑,以至少在該試劑選擇器閥與該泵之一或多者之間對該經選擇流徑進行壓力測試; 壓力感測器,其與該經選擇流徑流體連通,該壓力感測器用以偵測該經選擇流徑中之壓力且基於該偵測到之壓力而產生壓力資料;及 控制電路系統,該控制電路系統具有一或多個處理器及用以儲存電腦可執行指令之記憶體,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時控制該一或多個處理器以: 控制該一或多個泵以便根據指定測試協定而對該經選擇流徑加壓;及 存取該壓力資料,及判定該經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
- 如請求項9所述之系統,其中該一或多個泵包含至少一個注射泵。
- 如請求項9所述之系統,其中該流體包含空氣。
- 如請求項9所述之系統,其中該記憶體用以儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該一或多個泵以逐步方式對該經選擇流徑加壓,其中每一壓力梯級比前一壓力梯級具有更高壓力。
- 如請求項9所述之系統,其中該記憶體用以儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該選擇器閥連續地(successively)選擇該複數個流徑中之不同流徑以根據該指定測試協定進行壓力測試。
- 如請求項13所述之系統,其中該複數個流徑包含在該流量槽安裝至該界面時穿過該流量槽之一個通道的第一流徑,及在該流量槽安裝至該界面時穿過該流量槽之第二通道的第二流徑,該第二流徑不同於該第一流徑。
- 如請求項14所述之系統,其中該複數個流徑包含第三流徑,該第三流徑包括該第一流徑及該第二流徑兩者。
- 如請求項9所述之系統,其中該選擇器閥進一步與繞過該流量槽之旁通管線流體連接,且其中該記憶體用以儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該一或多個處理器,以使得該選擇器閥選擇該旁通管線以根據該指定測試協定進行壓力測試。
- 一種系統,其包含: 界面,其與流量槽流體連接以支撐分析系統中所關注之分析物,該流體界面包括複數個流徑及複數個流出管線,每一流徑用以在該流量槽安裝於該分析系統中時與該流量槽之一或多個通道流體連接,且每一流出管線用以在該流量槽安裝於該分析系統中時與該流量槽之該等通道中的一者流體連接; 選擇器閥,其與複數個流徑流體連接,該選擇器閥用以可控制地選擇該等流徑中之一者; 一或多個泵,每一泵與該等流出管線中之一或多者流體連接; 壓力感測器,其與該經選擇流徑流體連通,該壓力感測器用以偵測該經選擇流徑中之壓力且基於該偵測到之壓力而產生壓力資料;及 控制電路系統,該控制電路系統具有一或多個處理器及用以儲存電腦可執行指令之記憶體,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時控制該一或多個處理器以: 控制該一或多個泵以便使該經選擇流徑乾燥; 控制該一或多個泵以便根據指定測試協定而對該經選擇流徑加壓;及 存取該壓力資料,及判定該經選擇流徑是否以所要方式維持壓力。
- 如請求項17所述之系統,其中進一步包含與該選擇器閥流體連接的進氣口,其中該記憶體用以儲存另外電腦可執行指令,該等電腦可執行指令在由該一或多個處理器執行時進一步控制該選擇器閥使該進氣口流體耦接至該經選擇流徑。
- 如請求項18所述之系統,其中該等電腦可執行指令控制該一或多個泵以便使該經選擇流徑乾燥進一步包括:控制該一或多個泵以自該經選擇流徑抽出液體並抽空氣穿過進氣口。
- 如請求項17所述之系統,其中該流體包含空氣。
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