TW202413917A - 使用熱密封閥進行生物檢定之系統及方法 - Google Patents

Abstract

本文提供了使用熱密封閥及/或孵育室進行生物檢定之系統及方法。該等系統及方法基於樣品之修飾的光學性質來確定核酸擴增樣品之一或多種特性。

Description

使用熱密封閥進行生物檢定之系統及方法

生物樣品檢定用於評估生物樣品之一或多種特性。此類檢定可定性評定及/或定量量測生物樣品中之一或多種分析物的存在、量及/或功能活性。此類評定可基於檢定中發生的變化或未發生變化來進行。舉例而言，在檢定期間在特定條件下發生的生物樣品或其態樣之顏色及/或透射率之變化可充當所檢定的樣品之一或多種特性之指示。

本文提供了用於對需要裂解之細胞進行生物檢定之系統及方法。本文之系統及方法利用熱密封閥來單離且流體連接孵育室與下游反應室。該等系統及方法基於樣品之修飾的光學性質來確定核酸擴增樣品之一或多種特性。

在一態樣中，本揭露提供了一種用於進行生物檢定之系統，該系統包含以下中之一或多者： a. 熱混合模組，其包含： i. 樣品接收模組，其用於接收包含液體樣品( 例如，生物樣品)及製備溶液之樣品溶液；及 ii. 孵育室，其與樣品接收模組流體連通； b. 蠟閥通道，其與孵育室流體連通； c. 光學性質修飾(OPM)模組，其經由蠟閥通道與孵育室可操作地耦合，該OPM模組包含一或多個反應室，各反應室包含檢定試劑； d. 熱密封閥，其安置i)在蠟閥通道內，且ii)在樣品接收模組與OPM模組之間； e. 混合加熱器，其經組態以向孵育室供應熱量。 f. 閥加熱器；及 g. 反應加熱器。

在一些實施例中，孵育室包含試劑或裂解劑。如本文所述，無論何時考慮裂解劑，亦考慮試劑。在一些實施例中，混合加熱器經組態以與熱混合模組之至少一部分對準且自孵育室之中心部分偏移。

在一些實施例中，該系統進一步包含經組態以與樣品接收模組配合之樣品製備裝置。在一些實施例中，樣品接收模組包含穿刺元件，該穿刺元件經組態以刺穿樣品製備裝置上之易破密封件，由此實現該樣品製備裝置內之樣品製備室與該孵育室之間的流體連通。

在一些實施例中，易破密封件包含箔。在一些實施例中，樣品接收模組包含魯爾接頭(luer)，其用於將樣品製備管耦合至檢定裝置。在一些實施例中，樣品製備管包含接觸樣品接收模組之魯爾接頭之套環，以便當配合在一起時在樣品製備裝置與樣品接收模組之間形成防漏密封件。在一些實施例中，孵育室包含排氣口。在一些實施例中，排氣口為選擇性排氣元件。在一些實施例中，選擇性排氣元件為剛性或半剛性多孔基質，其包含( 例如，嵌入其中)在與液體接觸時膨脹之材料。在一些實施例中，選擇性排氣元件為自密封聚合物，其包含( 例如，嵌入其中)在與液體接觸時膨脹之材料。在一些實施例中，選擇性排氣元件為自密封燒結聚合物排氣塞。在一些實施例中，選擇性排氣元件為自密封纖維材料，其包含( 例如，嵌入其中)在與液體接觸時膨脹之材料。在一些實施例中，選擇性排氣元件為包含嵌入的水凝膠之自密封多孔聚乙烯排氣口。在一些實施例中，選擇性排氣元件為熱塑性塑膠( 例如，耐溫的)。在一些實施例中，選擇性排氣元件為聚四氟乙烯或聚醚碸。在一些實施例中，選擇性排氣元件包含熱熔材料。在一些實施例中，選擇性排氣元件包含疏水性多孔膜。在一些實施例中，排氣口包含與填充偵測室流體連通之感測通道，該填充偵測室經組態以偵測其液體填充。

在一些實施例中，熱混合模組進一步包含一或多個感測器，其經組態以i)偵測孵育室內液體之初始存在，ii)偵測孵育室內之液位，iii)或兩者。在一些實施例中，一或多個感測器包含安置在孵育室下方之電容式感測器。在一些實施例中，一或多個感測器包含一或多個底部電極，其與電路板可操作地連通且經組態以穿透孵育室之底壁以便暴露於孵育室內。

在一些實施例中，熱混合模組包含光源，視情況地發光二極體(LED)或雷射。

在一些實施例中，系統進一步包含一或多個頂部電極，其與電路板可操作地連通且經組態以穿透孵育室之除底壁之外的壁以便暴露於孵育室內，由此偵測孵育室內之液位。在一些實施例中，熱混合模組包含電極插座，該電極插座包含電極( 例如，頂部 電極；參見例如 圖 5)。在一些實施例中，一或多個感測器中之一個感測器安置在填充偵測室內或以其他方式可操作地連接至填充偵測室( 例如，感測器可定位在樣品接收模組內但不在填充偵測室內，然而，感測器仍然可偵測自填充偵測室傳輸之光及/或通過填充偵測室傳輸之光)。在一些實施例中，填充偵測室經由感測通道與孵育室流體連通，且一或多個感測器經組態以偵測填充偵測室內光之變化。在一些實施例中，一或多個感測器包含耦合至混合加熱器及/或孵育室之一部分之熱電偶，以便偵測混合加熱器及/或孵育室之溫度變化，由此與孵育室內液體之存在關聯。在一些實施例中，一或多個感測器與混合加熱器可操作地連通。在一些實施例中，一或多個感測器用作混合加熱器之聯鎖裝置，使得混合加熱器經組態以基於一或多個感測器對孵育室內之液體及/或液位之偵測而被啟動及/或停用。

在一些實施例中，孵育室包含光源( 例如，發光二極體(LED)、雷射等)。如本文所用，「光源」係指能夠個別地照亮表面之元件。

在一些實施例中，裂解劑包含凍乾丸粒。在一些實施例中，裂解劑包含二硫蘇糖醇(DTT)、蛋白酶K、變溶菌素、溶葡球菌素、溶菌酶或其組合。在一些實施例中，裂解劑包含一或多種界面活性劑。在一些實施例中，一或多種界面活性劑包含聚山梨醇酯。在一些實施例中，裂解劑包含緩衝溶液之一或多種組分。在一些實施例中，混合加熱器經組態以加熱孵育室內之樣品溶液，由此使得樣品溶液與裂解劑能夠在其中混合以形成製備的樣品溶液。

在一些實施例中，孵育室具有一或多個圓形邊緣。在一些實施例中，當接收來自混合加熱器之熱量時，一或多個圓形邊緣使得樣品溶液能夠在孵育室內循環或實質上循環。在一些實施例中，規定孵育室之高度相對於孵育室之寬度以最小化及/或減少孵育室內之怠體積(dead volume)區域。在一些實施例中，孵育室之長度為孵育室之高度的約0.5倍至約3倍。在一些實施例中，孵育室之長度為孵育室之高度的約0.4倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍、1倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、2.9倍、3倍、3.1倍、3.2倍、3.3倍、3.4倍或3.5倍。在一些實施例中，孵育室之寬度為孵育室之長度及寬度之平均值的約1/8倍至約1.0倍。在一些實施例中，孵育室之寬度為孵育室之長度及寬度之平均值的約1/8倍、1/7倍、1/6倍、1/5倍、¼倍、1/3倍、1/2倍至約1.0倍。在一些實施例中，孵育室之體積為約0.1 mL至約10 mL，諸如約0.5 mL至約5 mL。在一些實施例中，孵育室之體積為約0.1 mL至0.2 mL、0.1 mL至0.3 mL、0.1 mL至0.4 mL、0.1 mL至0.5 mL、0.1 mL至0.6 mL、0.1 mL至0.7 mL、0.1 mL至0.8 mL或0.1 mL至0.9 mL。在一些實施例中，孵育室之體積為約0.1 mL至1 mL、0.1 mL至2 mL、0.1 mL至3 mL、0.1 mL至4 mL、0.1 mL至5 mL、0.1 mL至6 mL、0.1 mL至7 mL、0.1 mL至8 mL、0.1 mL至9 mL、0.1 mL至10 mL。在一些實施例中，孵育室之體積為約0.5 mL至1 mL、0.5 mL至2 mL、0.5 mL至3 mL、0.5 mL至4 mL、0.5 mL至5 mL、0.5 mL至6 mL、0.5 mL至7 mL、0.5 mL至8 mL、0.5 mL至9 mL或0.5 mL至10 mL。在一些實施例中，孵育室之體積為約0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL、0.6 mL、0.7 mL、0.8 mL、0.9 mL、1 mL、1.1 mL、1.2 mL、1.3 mL、1.4 mL、1.5 mL、1.6 mL、1.7 mL、1.8 mL、1.9 mL、2 mL、2.1 mL、2.2 mL、2.3 mL、2.4 mL、2.5 mL、2.6 mL、2.7 mL、2.8 mL、2.9 mL、3 mL、3.1 mL、3.2 mL、3.3 mL、3.4 mL、3.5 mL、3.6 mL、3.7 mL、3.8 mL、3.9 mL、4 mL、4.1 mL、4.2 mL、4.3 mL、4.4 mL、4.5 mL、4.6 mL、4.7 mL、4.8 mL、4.9 mL、5 mL、5.1 mL、5.2 mL、5.3 mL、5.4 mL、5.5 mL、5.6 mL、5.7 mL、5.8 mL、5.9 mL、6 mL、6.1 mL、6.2 mL、6.3 mL、6.4 mL、6.5 mL、6.6 mL、6.7 mL、6.8 mL、6.9 mL、7 mL、7.1 mL、7.2 mL、7.3 mL、7.4 mL、7.5 mL、7.6 mL、7.7 mL、7.8 mL、7.9 mL、8 mL、8.1 mL、8.2 mL、8.3 mL、8.4 mL、8.5 mL、8.6 mL、8.7 mL、8.8 mL、8.9 mL、9 mL、9.1 mL、9.2 mL、9.3 mL、9.4 mL、9.5 mL、9.6 mL、9.7 mL、9.8 mL、9.9 mL或10 mL。

在一些實施例中，混合加熱器經組態以將孵育室內之樣品溶液加熱規定的時間量。在一些實施例中，規定的時間量為約5分鐘。在一些實施例中，規定的時間量為約30秒至約20分鐘。在一些實施例中，規定的時間量為約1分鐘至約10分鐘。在一些實施例中，規定的時間量為約1分鐘至5分鐘或約5分鐘至10分鐘。在一些實施例中，規定的時間量為約20秒、21秒、22秒、23秒、24秒、25秒、26秒、27秒、28秒、29秒、30秒、31秒、32秒、33秒、34秒、35秒、36秒、37秒、38秒、39秒、40秒、41秒、42秒、43秒、44秒、45秒、46秒、47秒、48秒、49秒、50秒、51秒、52秒、53秒、54秒、55秒、56秒、57秒、58秒或59秒。在一些實施例中，規定的時間量為約1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘或10分鐘。在一些實施例中，規定的時間量為約1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘、10分鐘、11分鐘、12分鐘、13分鐘、14分鐘、15分鐘、16分鐘、17分鐘、18分鐘、19分鐘、20分鐘、21分鐘、22分鐘、23分鐘、24分鐘或25分鐘。在一些實施例中，規定的時間量為約1分鐘至2分鐘、1分鐘至3分鐘、1分鐘至4分鐘、1分鐘至5分鐘、1分鐘至6分鐘、1分鐘至7分鐘、1分鐘至8分鐘、1分鐘至9分鐘、1分鐘至10分鐘、1分鐘至11分鐘、1分鐘至12分鐘、1分鐘至13分鐘、1分鐘至14分鐘、1分鐘至15分鐘、1分鐘至16分鐘、1分鐘至17分鐘、1分鐘至18分鐘、1分鐘至19分鐘或1分鐘至20分鐘。在一些實施例中，規定的時間量為約5分鐘至6分鐘、5分鐘至7分鐘、5分鐘至8分鐘、5分鐘至9分鐘、5分鐘至10分鐘、5分鐘至11分鐘、5分鐘至12分鐘、5分鐘至13分鐘、5分鐘至14分鐘、5分鐘至15分鐘、5分鐘至16分鐘、5分鐘至17分鐘、5分鐘至18分鐘、5分鐘至19分鐘或5分鐘至20分鐘。在一些實施例中，規定的時間量為約10分鐘至11分鐘、10分鐘至12分鐘、10分鐘至13分鐘、10分鐘至14分鐘、10分鐘至15分鐘、10分鐘至16分鐘、10分鐘至17分鐘、10分鐘至18分鐘、10分鐘至19分鐘 或10分鐘至20分鐘。

在一些實施例中，蠟閥通道位於孵育室之與樣品接收模組相對的一端。在一些實施例中，熱密封閥包含蠟。在一些實施例中，蠟為水溶性的。在一些實施例中，蠟包含水溶性聚合物。在一些實施例中，熱密封閥包含聚合物。在一些實施例中，聚合物為水溶性的。在一些實施例中，聚合物包含聚乙二醇(PEG)。在一些實施例中，熱密封閥之分子量為約1,300 g/mol至約10,000 g/mol。在一些實施例中，熱密封閥之分子量為約6,000 g/mol。

在一些實施例中，熱密封閥之熔化溫度為約40℃至約75℃。在一些實施例中，熱密封閥之熔化溫度為約40℃至約45℃、約40℃至約50℃、約40℃至約55℃、約40℃至約60℃、約40℃至約65℃、約40℃至約70℃、約40℃至約75℃或約40℃至約80℃。在一些實施例中，熱密封閥之熔化溫度為約35℃至約40℃、約35℃至約45℃、約35℃至約50℃、約35℃至約55℃、約35℃至約60℃、約35℃至約65℃、約35℃至約70℃、約35℃至約75℃或約35℃至約80℃。在一些實施例中，熱密封閥之熔化溫度為約35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃。在一些實施例中，熱密封閥之熔化溫度為約35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。

在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約2 uL至約6 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約3 uL至約5 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約3 uL至約4 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約2 uL至約5 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約2 uL至約4 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約2 uL至約3 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約2 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約3 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約4 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約5 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約6 uL。在一些實施例中，熱密封閥在蠟閥通道內之體積為約7 uL。在一些實施例中，蠟閥通道包含用於在其中容納閥之閥填充口。在一些實施例中，熱密封閥在第一溫度下為固體或實質上固體，以便幫助防止樣品溶液流過蠟閥通道。在一些實施例中，熱密封閥經組態以在接收足夠的熱量之後自固體或實質上固體的組態轉變為軟的、溶解的及/或熔化的組態。

在一些實施例中，系統進一步包含閥加熱器，該閥加熱器經組態以加熱熱密封閥，由此使得熱密封閥能夠軟化、溶解及/或熔化以允許樣品溶液流過其中。在一些實施例中，自孵育室至蠟閥通道之入口包含一或多個收斂壁。在一些實施例中，系統進一步包含與混合加熱器、閥加熱器或兩者可操作地耦合之一或多個導熱墊。在一些實施例中，一或多個導熱墊( 例如，熱間隙墊)包含閥導熱墊，其經組態以將熱量自閥加熱器傳遞至蠟閥通道，以便加熱熱密封閥。導熱墊( 例如，熱間隙墊)藉由填充空間且傳導熱量而允許基板與熱密封閥或孵育室之間的距離變化。

在一些實施例中，孵育室內之樣品溶液之液位位於比蠟閥通道高的高度，使得熱密封閥處於來自樣品溶液之靜水壓力下。在一些實施例中，樣品製備管定位在比熱密封閥或蠟閥通道高的高度處，使得熱密封閥處於來自樣品溶液之靜水壓力下。在一些實施例中，熱密封閥經組態以溶解於樣品溶液中。在一些實施例中，製備的樣品溶液經組態以在穿過蠟閥通道之後進入一或多個反應室中之至少一個反應室。在一些實施例中，溶解的熱密封閥與製備的樣品溶液一起進入至少一個反應室中。

在一些實施例中，系統進一步包含位於蠟閥通道下游及一或多個反應室上游之隔離室，其中隔離室經組態以在其中接收製備的樣品溶液及溶解的熱密封閥之初始流，以便減少在一或多個反應室中發現的溶解的熱密封閥之量。在一些實施例中，隔離室包含排氣口。在一些實施例中，該室具有出口且間接連接至排氣口。

在一些實施例中，系統進一步包含一或多個混合室( 例如，往復混合室)，以便改進溶解的熱密封閥在一或多個反應室中之分佈。

在一些實施例中，系統進一步包含可操作地耦合至熱混合模組、蠟閥通道及/或OPM模組之基板。在一些實施例中，基板包含印刷電路板。在一些實施例中，混合加熱器及/或閥加熱器安置在基板上。在一些實施例中，基板進一步包含可操作地連接至混合加熱器及/或閥加熱器之電源。在一些實施例中，基板包括控制器以調節供應至混合加熱器及/或閥加熱器之電力，以便將混合加熱器及/或閥加熱器實質上維持在預定溫度。在一些實施例中，電源經組態以實質上恆定的速率向混合加熱器及/或閥加熱器供電。在一些實施例中，基板包含熱間隙墊。

在一些實施例中，製備溶液為核酸擴增製備溶液。在一些實施例中，製備溶液進一步包含光學性質修飾試劑。在一些實施例中，液體樣品( 例如，生物樣品)包含人類唾液、尿液、人類黏液、陰道液、精液、血液、口腔沖洗液或固體組織諸如口腔組織、細菌、一或多種孢子、一或多種病毒，或其組合，及/或其濃縮物。

在一些實施例中，OPM模組包含與蠟閥通道流體連通之反應室通道，其中一或多個反應室通過對應的分支與反應室通道流體連通。在一些實施例中，各反應室與安置在OPM模組中之單個感測區域實質上等距。在一些實施例中，OPM模組進一步包含第一複數個光管，各第一光管能夠在一或多個反應室中之一者與單個感測區域之間傳輸光。在一些實施例中，OPM模組進一步包含經組態以加熱一或多個反應室之反應加熱器。

在一些實施例中，檢定試劑包含乾燥或凍乾的試劑。在一些實施例中，檢定試劑包含核酸擴增酶及DNA引子。

在另一態樣中，本揭露提供一種用於基於液體樣品( 例如，生物樣品)之修飾的光學性質來確定核酸擴增樣品之一或多種特性的方法，該方法包含： a. 提供包含核酸之液體樣品( 例如，生物樣品)； b. 將液體樣品( 例如，生物樣品)與包含緩衝溶液及/或光學性質修飾試劑溶液之製備溶液合併，以便產生樣品溶液； c. 將樣品溶液分配至孵育室中； d. 使用混合加熱器向孵育室施加熱量來將樣品溶液與裂解劑混合，以便使其熱混合，由此形成製備的樣品溶液； e. 加熱安置在與孵育室流體連通之蠟閥通道內之熱密封閥，以便使得製備的樣品溶液能夠通過蠟閥通道流至包含檢定試劑之一或多個反應室，其中製備的樣品溶液與檢定試劑混合以形成反應混合物； f. 加熱反應混合物以促進使用存在於液體樣品( 例如，生物樣品)中之核酸以及檢定試劑之核酸擴增反應，該反應產生擴增的核酸及複數個質子； g. 使質子與光學性質修飾試劑反應，其中該反應能夠修飾光學性質修飾試劑之光學性質以允許偵測修飾的光學性質，其指示液體樣品( 例如，生物樣品)中可疑分析物之存在；及 h. 使複數個發光元件以重複頻率以重複樣式發射光，以便使用光感測器基於修飾的光學性質來確定液體樣品( 例如，生物樣品)之一或多種特性。

在一些實施例中，該方法進一步包含使用電子結果顯示機制來顯示所確定之特性。

在一些實施例中，提供液體樣品( 例如，生物樣品)包含對個體進行鼻拭子、對個體進行扁桃體及/或咽喉拭子、對個體進行陰道拭子、自個體獲得毛髮樣品、自個體獲得血液樣品、自個體獲得尿液樣品或其組合。

在一些實施例中，合併液體樣品( 例如，生物樣品)與製備溶液係在樣品製備裝置內。

在一些實施例中，方法進一步包含提供如本揭露中所描述之系統。

在一些實施例中，將樣品溶液分配至孵育室中包含將樣品製備裝置與樣品接收模組耦合，以便在樣品製備裝置與孵育室之間產生流體路徑。

在一些實施例中，方法進一步包含破壞及/或破裂樣品製備裝置上之易破密封件，以便使得樣品溶液能夠自樣品製備裝置流至孵育室。

在一些實施例中，方法進一步包含將混合加熱器維持在停用狀態，直至在孵育室內偵測到樣品溶液及/或直至偵測到孵育室內樣品溶液之最低液位。

在一些實施例中，使用感測器在孵育室內偵測到樣品溶液及/或直至偵測到孵育室中樣品溶液之最低液位。在一些實施例中，將樣品溶液與裂解劑混合規定的時間量。在一些實施例中，規定的時間量為約1分鐘至約20分鐘。

在一些實施例中，方法進一步包含基於以下各者來調節混合加熱器：i)經由電源供應至混合加熱器之恆定或實質上恆定的電力，或ii)維持混合加熱器或孵育室之一部分之恆定或實質上恆定的溫度。在一些實施例中，加熱熱密封閥包含在規定的時間量之後啟動閥加熱器。在一些實施例中，加熱熱密封閥導致熱密封閥軟化、熔化及/或溶解，其中該溶解係在製備的樣品溶液內進行。在一些實施例中，熱密封閥為本文所述之任何閥。

在一些實施例中，方法進一步包含將初始體積量之製備的樣品溶液及溶解的熱密封閥隔離在位於一或多個反應室上游之隔離室中。

本揭露之另一態樣提供一種用於製備熱密封閥系統之方法，該方法包含： a. 將熔化或溶解的蠟通過閥填充口分配至蠟閥通道中； b. 密封閥填充口；及 c. 對蠟閥通道進行乾燥或冷卻，以便使蠟固化或實質上固化。

在一些實施例中，使用蠟分配器將蠟分配至蠟閥通道中。在一些實施例中，密封閥填充口包含使用聚合物、阻塞物、塞子、端口之熱熔及/或壓敏黏合劑。

本揭露之另一態樣提供了一種用於進行生物檢定之套組，該套組包含： a. 樣品製備裝置；及 b. 檢定裝置，其包含： i. 熱混合模組，其包含： • 樣品接收模組，其用於接收包含液體樣品( 例如，生物樣品)及製備溶液之樣品溶液及 • 孵育室，其與樣品接收模組流體連通且包含裂解劑； ii. 蠟閥通道，其與孵育室流體連通； iii. 光學性質修飾(OPM)模組，其經由蠟閥通道與孵育室可操作地耦合，該OPM模組包含一或多個反應室，各反應室包含檢定試劑； iv. 熱密封閥，其安置i)在蠟閥通道內，且ii)在樣品接收模組與OPM模組之間；及 v. 混合加熱器，其經組態以向孵育室供應熱量。

在一些實施例中，檢定裝置進一步包含閥加熱器。在一些實施例中，檢定裝置進一步包含反應加熱器。

在一些實施例中，樣品製備裝置包含經組態以獲得液體樣品( 例如，生物樣品)之樣品收集器及其中包含製備溶液且經組態以容納樣品收集器之至少一部分之管。

在一些實施例中，樣品收集器包含鼻拭子、咽喉及/或扁桃體拭子、陰道拭子或其組合。在一些實施例中，檢定裝置包含本揭露之系統或方法中描述的任何特徵部。

在一個態樣中，本揭露提供了一種套組，其包含如本文所揭示之檢定裝置及/或樣品製備裝置或其組件。在一些實施例中，套組包含使用說明或向用戶提供對使用說明之訪問之QR碼或條形碼。

相關申請案之交互參照

本申請案主張於2022年6月12日提出申請之美國臨時專利申請案第63/351,427號之優先權及權益，該美國臨時專利申請案之全部內容出於所有目的以引用方式併入本文。

本文提供了用於進行生物檢定之系統及方法。該等系統及方法基於溶析樣品之修飾的光學性質來確定核酸擴增樣品之一或多種特性。本文之系統及方法利用包含蠟之熱密封閥來單離孵育室及下游反應室之內容物。蠟經溶解以允許孵育室與下游反應室之間的流體連接。

在更詳細地描述本發明之前，應當理解，本發明不限於所描述的特定實施例，因此當然可變化。亦應當理解，本文中使用的術語僅係為了描述特定實施例之目的，且不意欲進行限制，因為本發明之範疇將僅由所附申請專利範圍限制。

在提供值範圍的情況下，除非上下文另有明確規定，否則在彼範圍之上限與下限之間的各中間值(至下限之單位的十分之一)及在彼規定範圍內之任何其他指定值或中間值均涵蓋於本揭示內容內。此等較小範圍之上限及下限可獨立地包括於較小範圍內且亦涵蓋於本揭示內容內，在所規定範圍內受到任何特定排他性限制。在所規定範圍包括界限中之一者或兩者的情況下，不包括彼等所包括之界限中之任一者或兩者之範圍亦包括於本揭露中。

本文中可用前面帶有術語「約」之數值來呈現某些範圍。如本說明書及申請專利範圍中所使用的，除非另有說明，否則術語「約」及「大約」係指小於或等於+/-1%、+/-2%、+/-3%、+/-4%、+/-5%、+/-6%、+/-7%、+/-8%、+/-9%、+/-10%、+/-11%、+/-12%、+/-14%或+/-15%之變化，具體視實施例而定。作為非限制性實例，約100米表示95米至105米、90米至110米或85米至115米之範圍，具體視實施例而定。

術語「實質上」係指小於或等於+/-1%、+/-2%、+/-3%、+/-4%、+/-5%、+/-6%、+/-7%、+/-8%、+/-9%、+/-10%、+/-11%、+/-12%、+/-14%或+/-15%之變化。作為非限制性實例，實質上平行表示與平行相差-1至1度、-5至5度或-15度至15度之範圍，具體視實施例而定。

除非另有定義，否則本文所用之所有技術及科學術語均具有如本發明所屬技術領域之一般熟悉此項技術者通常所理解之相同含義。儘管與本文所述之方法及材料相似或等效的任何方法及材料亦可用於本發明之實踐或測試，但現在描述了代表性說明性方法及材料。

本說明書中引用之所有公開案及專利以引用方式併入本文中，如同特定地及個別地指示各個別公開案或專利以引用方式併入一般，且以引用方式併入本文中以揭示及描述與所引用公開案之方法及/或材料相關的方法及/或材料。任何公開案之引用係為了其揭露先於申請日期且不應被理解為承認本發明無權先於依靠先前發明之此公開案。此外，所提供的公開案日期可能不同於實際公開日期，其可需要獨立地證實。

應注意，除非上下文另有明確規定，否則如本文及所附申請專利範圍中所用，單數形式「一(a/an)」及「該」包括複數個指示物。應進一步注意，申請專利範圍可經起草以排除任何視情況選用之元素。因此，對使用排他性術語如「僅僅(solely)」、「僅(only)」及其與申請專利範圍元素相關之類似術語，或使用「否定」限制，該陳述意欲用作先決基礎。

此外，所揭示的裝置及/或相關方法之某些實施例可由可包括在本申請案中之附圖來表示。裝置及其特定空間特性及/或能力之實施例包括附圖中示出或實質上示出的或自附圖中合理推斷的彼等。此類特性包括例如以下中之一或多者( 例如，一、二、三、四、五、六、七、八、九或十者 等)：關於平面( 例如，橫截平面)或軸( 例如，對稱軸)之對稱性、邊緣、周邊、表面、特定取向( 例如，近端；遠端)及/或數量( 例如，三個表面；四個表面)或其任何組合。此類空間特性亦包括例如缺乏( 例如，具體不存在)以下中之一或多者( 例如，一、二、三、四、五、六、七、八、九或十者 等)：關於平面( 例如，橫截平面)或軸( 例如，對稱軸)之對稱性、邊緣、周邊、表面、特定取向( 例如，近端)及/或數量( 例如，三個表面)或其任何組合。

如熟習此項技術者在閱讀本揭露後將顯而易見的，在不脫離本發明之範疇或精神的情況下，本文描述及示出的個別實施例中之各者均具有分立的組件及特徵部，該等組件及特徵部可容易地與其他幾個實施例中之任一者之特徵部分離或組合。任何所列舉的方法可按照所列舉的事件之次序或以邏輯上可能的任何其他次序來執行。

在進一步描述本發明時，將更詳細地論述用於實踐主題系統之主題裝置，繼之回顧相關方法。 定義

除非另有說明，否則申請專利範圍及說明書中使用的術語定義如下。除非另有定義，否則本文使用的所有技術術語、符號及其他科學術語意欲具有熟習此項技術者通常理解的含義。在一些情況下，為了清楚及/或便於參考，本文定義了具有通常理解的含義之術語，並且本文中包括此類定義未必應解釋為表示與此項技術中通常理解的內容之差異。

除非上下文另有明確指示，否則如本文所用，單數形式「一(a/an)」及「該」包括複數個指示物。除非另有明確指示，否則術語「包括」、「諸如」及其類似術語意欲表達包括而非限制。

除非另有明確指示，否則如本文所用，術語「包含」亦具體包括「由所列舉的元素組成」及「基本上由所列舉的元素組成」之實施例。

術語「比色法」或「比色」係指定量或以其他方式觀測溶液中之有色化合物濃度之技術。「比色偵測」係指偵測溶液中之此類有色化合物及/或化合物之顏色變化之任何方法。方法可包括目視觀測、吸光度量測或螢光量測等。

術語「加酸顯色劑(halochromic agent)」係指在某些化學反應時改變顏色之組成物。具體地，加酸顯色劑可指隨著pH變化而改變顏色之組成物。不同的加酸顯色劑可在不同的pH轉變範圍內改變顏色。

術語「轉變pH範圍」或「pH轉變範圍」係指特定樣品或化合物之顏色發生變化之pH範圍。樣品之特定轉變pH範圍可視樣品中之加酸顯色劑而定(參見上文)。

術語「核酸擴增」或「擴增反應」係指擴增DNA、RNA或其修飾型式之方法。核酸擴增包括多種技術，諸如等溫反應或熱循環反應。更具體地，核酸擴增包括諸如以下之方法：聚合酶鏈反應(PCR)、環介導等溫擴增(LAMP)、股置換擴增(SDA)、重組酶聚合酶擴增(RPA)、解旋酶依賴性擴增(HDA)、多重置換擴增(MDA)、滾環擴增(RCA)及基於核酸序列之擴增(NASBA)。術語「等溫擴增」係指在不改變擴增反應之溫度之情況下進行的擴增方法。擴增反應期間會釋放質子：在擴增反應期間，每向單股DNA模板中添加一去氧核苷酸三磷酸(dNTP)，就會釋放一個質子(H ⁺)。

術語「足夠的量」意謂足以產生所需效果的量， 例如足以調節細胞中之蛋白質聚集之量。

如本文所用，液體樣品可指生物樣品。「生物樣品」為可取自個體之含有一定量的有機材料之樣品，有機材料 例如，一或多種有機分子，諸如一或多種核酸， 例如DNA及/或RNA或其部分。因此，「生物樣品檢定」為對生物樣品進行的評估樣品之一或多種特性之測試。在一些態樣中，生物樣品為核酸擴增樣品，其為包括或疑似包括可根據實施例擴增之一或多種核酸或其部分之樣品。

生物樣品可由個體提供且包括一或多種細胞，諸如個體之組織細胞。如本文所用，術語「組織」係指個體( 例如，活生物體，諸如哺乳動物，諸如人類)中具有相似功能及結構之一或多種細胞聚集物，或係指複數種不同類型的此類聚集物。組織可包括例如器官組織、肌肉組織( 例如，心肌；平滑肌；及/或骨骼肌)、結締組織、神經組織及/或上皮組織。在一些版本中，組織可包括來自個體臉頰內部之細胞及/或個體唾液中之細胞。在一些實施例中，在本文提及生物樣品的情況下考慮液體樣品。

在一些實施例中，生物樣品為體液(黏液、陰道液、精液、尿液、唾液 等)拭子。在一些實施例中，生物樣品為扁桃體/咽喉拭子。在一些實施例中，生物樣品為鼻拭子。在一些實施例中，生物樣品為鼻咽拭子。在一些實施例中，生物樣品為陰道拭子。

如上所述，生物樣品可由個體提供。在某些實施例中，個體為「哺乳動物」或「哺乳類」個體，其中此等術語廣泛用於描述哺乳綱內之生物體，包括食肉目( 例如，狗及貓)、囓齒類( 例如，小鼠、豚鼠及大鼠)及靈長類動物( 例如，人類、黑猩猩及猴子)。在一些實施例中，個體為人類。術語「人類」可包括兩種性別及處於任何發育階段之人類個體( 例如，胎兒、新生兒、嬰兒、少年、青少年及成人)，其中在某些實施例中，人類個體為少年、青少年或成人。雖然本文所述之裝置及方法可與人類個體相關聯地應用，但應當理解，主題裝置及方法亦可與其他個體相關聯地應用，即，應用於「非人類個體」。

液體樣品( 例如，生物樣品)可包括例如人類唾液、尿液、人類黏液、血液、口腔沖洗液或固體組織諸如頰組織。生物樣品亦可包括病毒、細菌及/或孢子。

在一些實施例中，將生物樣品與製備溶液混合。在一些實施例中，製備溶液包含核酸擴增製備溶液。在一些實施例中，製備溶液包含溶析緩衝液。在一些實施例中，製備溶液替代或另外包括光學性質修飾試劑。根據一些實施例，當生物樣品或其一或多個態樣暴露於光學性質修飾試劑時，光學性質修飾試劑之光學性質由於生物樣品中的特定標記之存在或不存在而改變。可改變的光學性質之實例包括藉由分光光度法量測之顏色及吸光度。光學性質之變化可偵測到且用於鑑別生物樣品之性質。在一些實施例中，用製備溶液之裂解劑裂解樣品之細胞及/或自其中提取核酸。此類提取的核酸可釋放至所得製備的樣品溶液中。在一些實施例中，包括自生物樣品中提取基因體去氧核糖核酸(DNA)之步驟。當需要時，製備溶液為核酸擴增製備溶液且暴露於該溶液製備樣品之核酸以用於擴增， 例如，等溫擴增。

此外，如本文所用，片語「光學性質」係指一或多種光學可識別的特性，諸如由輻射( 例如，在使用樣品進行檢定反應之前、期間或之後，由該樣品發射或傳輸通過該樣品之光)之波長及/或頻率產生的特性，諸如顏色、吸光度、反射率、散射、螢光、磷光 等。因此，修飾光學性質係指改變此類特性。 系統

本揭露之態樣包括用於藉由修飾生物樣品之光學性質且偵測此等修飾的性質來進行生物檢定之系統。此類系統可包括多種裝置，包括樣品製備裝置及檢定裝置。

在一些實施例中，樣品製備裝置經組態以在分配至檢定裝置中之前製備生物樣品。在一些實施例中，使用樣品收集器( 例如，鼻拭子 等)收集生物樣品。在一些實施例中，將生物樣品與製備溶液混合以形成樣品溶液。在一些實施例中，製備溶液包含核酸擴增製備溶液。在一些實施例中，製備溶液包含溶析緩衝液。在一些實施例中，製備溶液包含光學性質修飾試劑。在一些實施例中，當生物樣品或其一或多個態樣暴露於光學性質修飾試劑時，光學性質修飾試劑之光學性質由於生物樣品中的特定標記之存在或不存在而改變。在一些實施例中，樣品溶液經組態以分配至檢定裝置中。

在一些實施例中，檢定裝置包含一或多個熱混合模組，及/或一或多個光學性質修飾模組。在一些實施例中，熱混合模組及光學性質修飾模組經由其間的蠟閥通道流體連接。在一些實施例中，對由熱混合模組接收之生物樣品進行生物檢定( 例如，生物樣品可在樣品溶液中提供)。在一些實施例中，如本文所述，檢定裝置經組態以在將生物樣品轉移至光學修飾模組以進行一或多個反應之前將生物樣品孵育規定的時間段。

在一些實施例中，位於閥通道內之熱密封閥提供障壁以防止生物樣品(及對應的樣品溶液)流至光學修飾模組。在一些實施例中，熱密封閥經組態以在接收足夠的熱量之後軟化、熔化及/或溶解，使得樣品溶液將能夠推動通過閥且流過通道進入光學性質修飾模組。在一些實施例中，樣品之此類孵育允許將樣品與裂解劑混合，其中此類孵育及混合幫助裂解細胞且釋放如本文所述之生物材料，以幫助促進光學修飾模組中之反應。在一些實施例中，樣品與裂解劑之混合係經由熱混合進行的。本文所述之熱密封閥亦可用於不涉及細胞裂解之替代混合室( 例如，用試劑溶析樣品)。

在一些實施例中，光學性質修飾模組包含 一或多個反應室，其中一或多者可視情況在其中具有檢定試劑( 例如，光學性質修飾試劑、核酸擴增試劑或兩者)以與製備的樣品溶液中之樣品混合且反應。在一些實施例中，反應( 例如，擴增反應)提供反應產物，其與光學性質修飾試劑反應以產生生物樣品之光學性質之可偵測的變化，以指示樣品中疑似存在的分析物之存在、不存在或量。

在一些實施例中，檢定試劑存在於製備溶液中。在一些實施例中，檢定試劑存在於孵育室中。在一些實施例中，檢定試劑存在於一或多個反應室中。

在一些實施例中，各反應室可包括用於自樣品入口及/或導管接收生物樣品之樣品接收開口。樣品接收開口可以可操作地( 例如，流體地)連接至樣品入口。在一些版本中，各反應室包括一或多個， 例如兩個附加開口，諸如「通風」及「補充」或「第一」及「第二」開口。在一些實施例中，蠟閥通道110下游之通道通向自通道分支的一或多個導管( 例如，像輻條)且將通道流體連接至反應室。在一些實施例中，各導管連接至不同的反應室。

在一些實施例中，各反應室包含如本文所述之選擇性排氣元件。此等選擇性排氣元件經組態以當樣品溶液進入相應的反應室時允許任何氣體( 例如，空氣)及/或蒸氣自反應室排出。一旦選擇性排氣元件被製成不可滲透流體，則該等方法包括防止流體進一步流動通過裝置或一旦流體接觸選擇性排氣元件即防止流體自反應室流回，從而使其不可滲透流體。因此，在此流動停止後，擴散係將任何污染物輸送至及/或輸送出反應室之唯一方法。因此，若入口及/或導管具有足夠的長度，則污染物擴散時間顯著長於反應及/或讀出時間，並且結果不受污染物影響。

當將生化方案小型化且自動化至微流體系統中時，一個挑戰為如何將樣品準確等分至多個反應室中，同時最小化交叉污染。在一些實施例中，此係藉由在自主流體通道分支的導管端部使用多個反應室來完成。在反應室中發生反應之前，必須單離等分試樣，以便反應之間不會發生串擾。在一些實施例中，可藉由將輸入閥及/或輸出閥放置於各室之間來達成樣品單離。該等閥將室密封以防止任何串擾。儘管使用多個閥在一定程度上有效，但此方案要求主動控制閥之打開及關閉，進而需要能源、基礎設施及費用來實施，並且因此使OPM模組之系統設計複雜化。此外，一些閥結構在起動注給時工作效果最佳，因此需要微流體系統填充初始起動注給液。此起動注給步驟繼而使系統工作流程變得複雜。因此，根據本發明方法之版本，該方法不包括起動注給。

相比之下，主題裝置及方法可藉由被動等分通過裝置之一或多個部分來充分地提供自動流體流動控制，使得可進行檢定。舉例而言，一或多種流體， 例如空氣及/或生物樣品，可在極少或無特定用戶交互的情況下移動及/或阻止移動通過裝置之一或多個部分。裝置或其部分之被動密封消除了主動控制之需要，並且最小化了整個裝置之複雜性以及運行該裝置所需的用戶步驟。因此，本揭露提供了簡單且易於使用的檢定裝置。此類主題裝置及方法不需要閥或複雜的閥控制方案。因此，本揭露提供了不具有移動部件之片上等分功能之簡單且穩健的實施。根據主題實施例，等分體積及數量由通道及室幾何形狀控制( 例如，反應室之樣品接收開口之間的通道之長度及橫截面分別足夠長及足夠小，以防止反應室之內容物之間的串擾)。舉例而言，在一些實施例中，反應室通道中之各者的橫截面積不大於反應室之1/10。

在一些實施例中，檢定裝置包含基板。基板可包括一或多個控制單元， 例如，中央處理單元(CPU)或現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)。此單元可包括記憶體及/或處理器， 例如微處理器，其經組態以基於一或多組輸入( 例如，來自用戶及/或感測器、及/或定時器、及/或儲存於記憶體中之指令之輸入)生成一或多個輸出， 例如電信號。裝置亦可包括用於接收輸入且可操作地耦合至控制單元之用戶界面。在一些實施例中，基板包括印刷電路板(PCB)，其安置在熱混合模組、通道及/或光學性質修飾模組下方。在一些實施例中，基板包括一或多個加熱器以向檢定裝置供應熱量。基板亦可包括一或多個熱間隙墊，例如，以將PCB上之加熱元件耦合至適當的流體位置。

在一些實施例中，樣品製備裝置經組態以與檢定裝置可操作地耦合。

如本文所用，「可操作地耦合」、「可操作地連接」及「可操作地附接」意謂以允許以本文所述之方式有效地操作所揭示裝置及/或執行方法之特定方式連接。舉例而言，可操作地耦合可包括可移動地耦合或固定地耦合兩個或更多個態樣。可操作地耦合亦可包括流體地及/或電動地及/或可配合地及/或黏合地耦合兩個或更多個組件。因此，可操作地可耦合之裝置為能夠被可操作地耦合之裝置。此外，如本文所用，「可移動地耦合」意謂以兩個或更多個耦合組件可以重複解耦合然後重新耦合之方式耦合， 例如，物理地及/或流體地及/或電耦合。 檢定裝置

圖 1A 及圖 1B描繪本文所描述的用於對生物樣品進行生物檢定之系統100之示範性實施例。在一些實施例中，系統包含與樣品製備裝置104耦合之檢定裝置102。如本文所用，「檢定裝置」及測試筒可互換使用。在一些實施例中，檢定裝置包含如本文所述之熱混合模組106及光學性質修飾(「OPM」)模組108。在一些實施例中，樣品製備裝置104用於溶析生物樣品以製備樣品溶液107。在一些實施例中，熱混合模組106及OPM模組108在檢定裝置102上形成為單個整體件。在一些實施例中，檢定裝置102包含經組態以可操作地耦合之頂部部分103及底部部分105。在一些實施例中，頂部103及底部部分105沿著檢定裝置之分模線(參見 例如， 圖 6中之160)耦合。在一些實施例中，裝置之頂部部分及底部部分可夾置由彈性體或其他軟材料製成的墊圈以形成流體密封件。 圖 1C描繪了檢定裝置102之示範性實施例之側視圖。亦 參見 圖 1D 及圖 1E，其在熱混合模組106之孵育室上具有平坦或低輪廓的排氣口。 圖 2A描繪了示範性檢定裝置102之實施例之底部部分105的俯視圖。如本文所述，在一些實施例中，檢定裝置102包含其中具有孵育室112之熱混合模組106、OPM 108及安置於其間的通道110。術語「孵育室」在本文中可與「混合室」互換使用。 圖 2B描繪了不具有隔離室158及填充偵測室126之類似檢定裝置102。

在一些實施例中，如 圖 1C所示，檢定裝置102進一步包含與熱混合模組106之底部部分105、通道110及OPM模組108可操作地耦合之基板119。在一些實施例中，如本文所述，基板119包含PCB 120。在一些實施例中，基板119包括一或多個加熱器，各加熱器與電源可操作地連通(例如，單個電源可向所有加熱器提供電力，或者一或多個電源可向加熱器提供電力)。在一些實施例中，在存在多個加熱器之情況下，一次僅向一個加熱器供電。在一些實施例中，如本文所述，基板119包括與熱混合模組106對準之混合加熱器、與通道110對準之閥加熱器及/或與OPM模組108對準之反應加熱器。在一些實施例中，基板119包含一或多個熱間隙墊，例如，以將PCB上之加熱元件耦合至適當的流體位置。

參考 圖 3A 及圖 3B，描繪了根據本文所述的實施例之檢定裝置102之側剖視圖。在一些實施例中，熱混合模組106包含樣品接收模組114及孵育室112。在一些實施例中，樣品接收模組112經組態以與樣品製備裝置104可操作地耦合以自其中接收樣品(如本文所述)。在一些實施例中，樣品接收模組112包含魯爾接頭116，該魯爾接頭在其中限定通向樣品入口118之開口，該樣品入口與孵育室112流體連通。在一些實施例中，魯爾接頭116經組態以與樣品製備裝置104可操作地耦合，以促進 例如通過穿刺元件或圍繞穿刺元件將樣品接收至檢定裝置中。舉例而言， 圖 3A 及圖 3B提供了樣品製備裝置104與魯爾接頭116之示範性耦合。考慮樣品製備裝置為管、小瓶、注射器或其他容器。在一些實施例中，穿刺元件121經組態以破壞樣品製備裝置之易破密封件以使流體能夠自其中流出。如本文所用，「易破密封件」係指用於密封在樣品接收模組端部處可破裂的開口之工具。在本揭露之裝置中考慮破壞易破密封件之其他方式， 例如，易破密封件可經刺穿、戳破、穿透、刺破、切開、切口 等。參考 圖 4，示出了魯爾接頭116與樣品製備裝置104之間的相互作用之示範性描述，其中魯爾接頭116經組態以與樣品製備裝置之套環122配合，由此形成防漏界面。套環122可進一步包括管肋，其導致魯爾接頭116與套環122之間更強的密封。在一些實施例中，樣品接收模組進一步包含穿刺元件121，該穿刺元件用於破壞樣品製備裝置104之易破密封件以使流體能夠自其中流動。在一些實施例中，如本文所述，孵育室112經組態以接收來自樣品接收模組之樣品溶液。

穿刺元件破壞易破密封件，由此將樣品製備裝置104置於與檢定裝置或與孵育室流體連接。在某些實施例中，當穿刺元件刺穿易破密封件時，穿刺元件提供易破密封件及/或穿刺元件之最小變形。PCT/US2021/049178 (其相關揭示內容以引用方式併入本文)描述了一種無氣泡穿刺機制，其可用於破壞易破密封件，允許以可重複的幾何形狀清楚地穿刺易破密封件，由此最小化氣泡之大小及/或數量或完全防止氣泡形成。如所使用的，術語「無氣泡穿刺」係指當例如樣品收集管發生穿刺時減少(最小化)氣泡之大小及/或數量或完全防止氣泡形成之機制。本文所述之無氣泡穿刺機制最小化或防止氣泡引入至被穿刺的室( 例如，樣品收集管)中。

「易破密封件」中提及之「密封件」可為材料層，諸如聚合物及/或金屬材料，如本文中描述的此類材料。在一些實施例中，密封件為由鋁及/或其他金屬製成之箔片。

在一些實施例中，樣品製備裝置包含閥而非待刺穿之易破密封件。PCT/US2017/022304中提供了包含易破密封件或閥之樣品製備裝置之實例，其相關揭示內容以引用方式併入本文。

在一些實施例中，檢定裝置亦可包括一或多個過濾器，其用於過濾通過檢定裝置之任何部件排出的流體或自樣品製備裝置排出的流體。過濾器可經組態以在通過閥排出樣品流體之前過濾樣品流體。

在一些實施例中，界面包含疏水材料。在一些實施例中，穿刺元件包含親水材料。在一些實施例中，出口端口包含疏水材料。在一些實施例中，易破密封件包含親水材料。在一些實施例中，界面包含塑膠材料。在一些實施例中，穿刺元件包含金屬材料。在一些實施例中，出口端口包含塑膠材料。在一些實施例中，易破密封件包含金屬材料。在一些實施例中，穿刺元件包含的材料之硬度為包含易破密封件之材料之硬度的至少2X倍，使得穿刺元件以可重複的幾何形狀提供對易破密封件之清楚的穿刺並且穿刺元件不發生變形。在一些實施例中，穿刺元件之硬度為包含易破密封件之材料之硬度的至少約1X、約2X、約3X、約4X、約5X、約6X、約7X、約8X、約9X、約10X、約11X、約12X、約13X、約14X、約15X或約20X倍。

在一些實施例中，穿刺元件之經組態以接觸易破密封件的第二部分之端部包含鈍尖端，使得第二部分之端部的表面積與穿刺元件之長度正交。在一些實施例中，穿刺元件之經組態以接觸易破密封件的第二部分之端部包含鋒利尖端。 孵育室排氣口

在一些實施例中，孵育室112包括排氣口124，該排氣口經組態以當樣品溶液進入孵育室112時允許任何氣體( 例如，空氣)及/或蒸氣自孵育室112排出。在一些實施例中，排氣口124向周圍環境開放，其中在填充孵育室112時，樣品溶液溢出排氣口124之頂部。在一些實施例中，排氣口124包含選擇性排氣元件，該選擇性排氣元件經組態以在與液體直接接觸時密封，從而防止液體( 例如，樣品溶液)自其中穿過。

選擇性排氣元件可為多孔的且因此具有複數個延伸通過其中之孔。此類元件可具有被動可調的孔隙率及/或可控制裝置內之一或多種流體( 例如，氣體，諸如空氣)及/或液體(諸如生物樣品)之流動。舉例而言，在一些實施例中，排氣口124包含自密封燒結聚合物排氣塞或疏水性多孔膜。在一些實施例中，選擇性排氣元件為多孔疏水膜，其具有允許氣體( 例如，空氣)但不允許水滴或其他極性液體通過其中之孔。

如本文所用，片語「被動可調孔隙率」係指具有第一構形及第二構形之能力，在第一構形中，一或多種氣體( 例如，空氣)可自其中穿過， 例如穿過孔，在第二構形中，包括一或多種氣體及液體(諸如包括生物樣品之液體)之流體被阻止或減少自其中穿過， 例如穿過孔，且在與液體接觸時自動自第一構形行進至第二構形。此外，在第二構形中，選擇性排氣元件防止液體通過其蒸發， 例如通過孔蒸發。此外，在第二構形中，選擇性排氣元件可藉由覆蓋反應室之開口( 例如，排氣開口)來在端部流體地密封流體通道( 例如，反應室)，且防止流體自其中通過，包括蒸發。此外，選擇性排氣元件經組態以在使一或多種液體(諸如包括液體樣品之液體)與選擇性排氣元件或其部分( 例如，表面，諸如形成孵育室或反應室之壁的表面)時，被動地( 例如，自動地而無需用戶交互)自第一構形行進至第二構形。因此，在一些實施例中，選擇性排氣元件在與液體接觸時可對液體及氣體自密封。

選擇性排氣元件之使用可最小化或消除對裝置(或裝置通道)內之輸入及/或輸出閥的需要。儘管使用多個閥在一定程度上有效，但此方案要求主動控制閥之打開及關閉，進而需要能源及基礎設施來實施，並且因此使系統設計複雜化。裝置或其部分之被動密封消除了主動控制之需要，並且最小化了整個裝置之複雜性以及運行該裝置所需的用戶步驟。在反應室中之各者中使用至少一個選擇性排氣元件可促進對裝置內的流體流動之被動控制；因此，在一些實施例中，裝置不需要閥來發揮作用及/或控制流向室( 例如，反應室)之流體。

參考 圖 2A，在一些實施例中，檢定裝置包含經由感測通道128與孵育室112流體連通之填充偵測室126，視情況其中填充偵測室126與光管可操作地耦合，該光管可操作地連接至LED。舉例而言，在一些實施例中，感測通道128與孵育室112流體連接，使得當流體進入孵育室112時，其亦經由感測通道128流入填充偵測室。感測通道之末端處的開口可允許感測通道128與孵育室112之間的流體連通。在一些實施例中，填充偵測室126包括(或可操作地連接至)光感測器以偵測來自光管之光，其中用樣品溶液填充填充偵測室126 (經由填充孵育室112)導致光感測器偵測到光之減少(由於樣品，端視所使用的液體( 例如，緩衝液)，樣品可能係暗的)。將感測通道128連接至孵育室112之感測通道128之末端處的開口之位置可確定何時偵測到液體填充以及所產生的輸出( 例如，加熱及/或攪拌之啟動)。舉例而言，感測通道128 之開口可放置於孵育室112之頂部，使得液體僅在孵育室112處於或接近最大液體容量時才開始進入填充偵測室126。然後，液體流入填充偵測室126，由此衰減光感測器偵測到的光。

在一些實施例中，光感測器包含互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶片、光電二極體、光電晶體、光電池及光電倍增管中之一者。 孵育室液體偵測

在一些實施例中，檢定裝置包括一或多個感測器，其經組態以偵測i)液體( 例如，樣品溶液)進入孵育室( 例如，樣品溶液之初始進入)，ii)液體填充的孵育室，或iii)兩者。在一些實施例中，一或多個感測器作為聯鎖裝置操作且幫助防止在液體進入孵育室之前啟動加熱器( 例如，混合加熱器)。舉例而言，在樣品溶液進入孵育室112之前過早地啟動混合加熱器可能會使檢定裝置102過熱，及/或不必要地縮短向混合加熱器提供電力之電源之電池壽命。在一些實施例中，感測器與電源可操作地耦合以啟動加熱器。舉例而言，在一些實施例中，可包含PCB及視情況地熱間隙墊之基板119與控制器及電源可操作地連通，其中一旦一或多個感測器偵測到孵育室112內之流體及/或規定的液位，則控制器將允許電源向混合加熱器供電。

在一些實施例中，孵育室可包括經組態以發射光之一或多個光源。此類光源可以可操作地耦合至一或多個感測器及/或PCB及/或控制器/控制單元，使得感測器經定位( 例如，在同一室內穿過光源)以接收/偵測來自光源之光。參見 例如 圖 18。在一些實施例中，一或多個感測器可經組態以偵測光學性質， 例如光之波長， 例如顏色，及/或光學性質之變化，諸如自室之內容物發射的光之波長。在一些實施例中，在光源及一或多個感測器位於同一室( 例如，孵育室、反應室、填充偵測室 等)內之情況下，光源在液體進入室之前發射光並且當液體進入且填充室時，感測器( 例如，光感測器)偵測到的光信號被衰減。一旦光信號衰減至閾值量，來自感測器之輸入表明室中存在液體。在一些實施例中，控制器可藉由生成開始動作( 例如，啟動加熱元件或混合元件)之輸出來響應。根據各種實施例之光源亦可包括一或多個發光二極體(LED)。在一些實施例中，此亦藉由使用一或多個光管來完成，其中一或多個光管使得光能夠在感測器之間傳輸。在一些實施例中，一或多個光管可操作地連接至孵育室，並且其將照射通過室( 例如，孵育室、反應室、填充偵測室 等)的光傳輸至一或多個感測器。在一些實施例中，使用位於一或多個光管內之一或多個反射表面及/或一或多個折射表面中之至少一者來將由光源發射的光傳輸通過一或多個光管。

在一些實施例中，一旦在孵育室中偵測到流體，系統即開始孵育加熱步驟。然後顯示器上之指示器可發出已開始樣品處理之信號。若未偵測到流體，則系統可保持在「準備裝載樣品」狀態( 例如，類似於裝置首次通電或裝載時使用的指示器)。當試劑暴露於空氣之時間過長時，此將使裝置能夠標記錯誤。

在一些實施例中，感測器將提供指示孵育室112內之流體偵測之信號，其中信號可為聽覺信號( 例如，蜂鳴聲，其可源自PCB)及/或視覺信號( 例如，閃光)。

在一些實施例中，一或多個感測器包含安置在孵育室112下方之電容式感測器。在一些實施例中，電容式感測器經組態以量測樣品溶液( 例如，其包括緩衝液)中與空氣相比增加的介電常數。在一些實施例中，位於(孵育室之)底部的電容式感測器經組態以偵測進入孵育室112之樣品溶液或孵育室112內之樣品溶液位準。

在一些實施例中，一或多個感測器包含導電感測器，該導電感測器包含一或多個電極。在一些實施例中，一或多個電極可操作地與基板( 例如，PCB)耦合，且經組態以穿透孵育室之底壁，使得電極暴露於孵育室內(參見例如 圖 2A 、圖 3A 及圖 5中之電極130)。因此，在一些實施例中，一或多個電極130經組態以接觸液體( 例如，樣品)且因此偵測樣品溶液初始進入孵育室112中。在一些實施例中，電極130需要液體以便在兩個電極130之間傳導電荷。舉例而言，在一些實施例中，樣品溶液包括離子緩衝液，其具有經組態以在兩個電極130之間傳導的離子。因此，當孵育室112中不存在流體時，電極130之間可能不存在任何電荷傳導。在一些實施例中，電極130之間的電荷傳導使得能夠經由PCB啟動混合加熱器134。在一些實施例中，電極130包含金屬、聚合物或彈性體，其中嵌入有導電顆粒以使整個電極導電。

參考 圖 5，在一些實施例中，另外或替代地在孵育室112之底部具有電極130，檢定裝置進一步包含位於孵育室之頂部的電極132。在一些實施例中，類似於位於孵育室之底部之兩個電極，當暴露於液體( 例如，樣品)時，底部電極130及頂部電極132將於其間傳導電荷。因此，在一些實施例中，頂部132及底部130電極組態能夠偵測孵育室112何時填充有液體(由此產生通過孵育室高度之導電路徑)。在一些實施例中，頂部電極132經由導電夾或導線可操作地連接至基板( 例如，PCB)。在一些實施例中，混合加熱器134將在孵育室填充有樣品溶液時啟動。在一些實施例中，檢定裝置包含兩個底部電極130以及頂部電極132，以便能夠偵測孵育室112中之初始液體的存在(或進入)以及孵育室112中之液體( 例如，樣品)之位準。

在一些實施例中，一或多個感測器包含如本文所述之光感測器，其中填充偵測室126用於偵測孵育室1112中之液位，使得光感測器對光的偵測減少指示孵育室填充有液體( 例如，樣品溶液) (例如參見 圖 2A及 圖 18)。在一些實施例中，此種偵測允許啟動混合加熱器134。

在一些實施例中，一或多個感測器包含熱電偶，其與混合加熱器134可操作地耦合且經組態以量測該混合加熱器134或PCB與孵育室緊密熱接觸的另一區域之溫度。在一些實施例中，向混合加熱器134提供恆定的電源(藉由如本文所述之一或多個電源)，使得由熱電偶偵測到的混合加熱器134之溫度上升之延遲指示孵育室112內存在液體。舉例而言，在一些實施例中，樣品溶液包括具有高熱容量之緩衝液，使得當該樣品溶液存在於孵育室1121中時，混合加熱器134之溫度上升得比不存在時慢。 圖 7提供了當孵育室112係i)空的及ii)填充有緩衝液( 例如，提供有樣品溶液)時，混合加熱器134、孵育室112之側壁及底壁之溫度上升之示範性比較。如圖所示，與空的孵育室112相比，當孵育室112充滿時之溫度上升要慢得多。在一些實施例中，熱電偶對溫度上升之此種偵測允許啟動混合加熱器134。 樣品溶液混合

在一些實施例中，孵育室經組態以將樣品溶液與裂解劑混合，以便裂解經由生物樣品獲得的細胞。在一些實施例中，此種裂解允許該等細胞內之核酸被釋放以在OPM模組108中擴增。在一些實施例中，將裂解劑安置於孵育室112中，之後將樣品溶液分配至該孵育室內。在一些實施例中，在將樣品溶液分配至孵育室112內之後，將裂解劑提供至孵育室112中。在一些實施例中，裂解劑與樣品溶液實質上同時分配至孵育室112內。在一些實施例中，裂解劑懸浮於剛好穿過穿刺元件之樣品入口中，以促進更快且更完全的混合。

在一些實施例中，裂解劑包含凍乾丸粒136，其在暴露於樣品溶液時復水。在一些實施例中，裂解劑為液體。在一些實施例中，裂解劑包含二硫蘇糖醇(DTT)、蛋白酶K、變溶菌素、溶葡球菌素、溶菌酶或其任何組合。在一些實施例中，裂解劑進一步包含一或多種界面活性劑，諸如Tween。在一些實施例中，裂解劑進一步包含與樣品一起提供之緩衝液之一或多種組分。

在一些實施例中，在使用裂解劑的情況下，亦考慮RNA酶抑制劑或防止核酸降解之一些其他劑。

參考 圖 3A及 圖 3B，在一些實施例中，樣品溶液經由如本文所述之熱混合與裂解劑136混合。在一些實施例中，混合加熱器134經組態以向孵育室112供應熱量，以便更快地加熱樣品溶液之位於混合加熱器134附近的一部分(與孵育室112中別處的剩餘樣品相比)，由此更快地使樣品溶液之該部分之溫度上升。此種溫度之上升降低了樣品溶液之該部分之密度，由此與周圍的樣品溶液相比增加了該部分的浮力，使得樣品溶液之該部分在孵育室112內上升，且導致樣品溶液之另一部分移動至其在混合加熱器134附近的位置(例如，參見 圖 3A及 圖 3B中表示樣品溶液之近似運動的箭頭之移動)。在一些實施例中，向孵育室112持續供應的熱量逐漸加熱樣品溶液。在一些實施例中，樣品溶液之該加熱幫助進一步裂解樣品溶液內之細胞。

在一些實施例中，孵育室經組態以在不存在裂解劑的情況下混合液體樣品。在一些實施例中，孵育室經組態以混合液體樣品與試劑，如一般熟習此項技術者所考慮的。

如 圖 3A及 圖 3B所示，在一些實施例中，孵育室112經組態以具有一或多個圓形邊緣138，以促進其中的樣品溶液之循環，其中此種循環係通過經由混合加熱器134之流體之移動來提供的。在一些實施例中，該一或多個圓形邊緣138幫助流體以近似圓形運動之方式循環。在一些實施例中，混合加熱器134附近的孵育室112之角可以為非圓形的139。

在一些實施例中，規定孵育室112之尺寸以最佳化其中的樣品溶液混合，並且幫助減少或最小化怠體積區域，其中樣品溶液可能更加停滯且因此減少混合。在一些實施例中，孵育室112之長度在該室之高度的0.75倍與2倍之間。在一些實施例中，室之寬度在通道長度及寬度之平均值的1/6 與2/3之間。

在一些實施例中，規定孵育室112之一或多個壁之厚度，以便當樣品溶液穿過該壁時經由剪切來最佳化樣品溶液混合。若室太窄且壁太靠近，則壁摩擦會減慢混合速度。壁越寬，邊界壁相對於整個橫截面之比例就越低，那麼由壁摩擦引起的剪切應力對混合之貢獻就不大。

在一些實施例中，孵育室112之體積為約0.5 mL至5 mL、約0.1 mL至約100 mL、約0.5 mL至約50 mL、約0.75 mL至約25 mL或約1 mL至約10 mL。

如 圖 3A及 圖 3B所示，在一些實施例中，混合加熱器134定位成偏離孵育室112之中心位置140 ( 例如，沿著孵育室之寬度)。在一些實施例中，將混合加熱器134定位成偏離孵育室112之中心位置140 ( 例如，沿著寬度)幫助促進樣品溶液之不均勻浮力混合(與更中心的加熱位置相反)。因此，如 圖 3A及 圖 3B所示，樣品溶液之位於混合加熱器134附近的部分(其中孵育室可具有非圓形的角139)將比孵育室112中別處之樣品溶液接收更多的熱量，以便通過密度差促進孵育室112內之流體運動且由此混合(如本文所述)。

考慮混合加熱器之各種大小。在一些實施例中，混合加熱器之大小為孵育室之 1/50。在各種實施例中，混合加熱器之長度不超過孵育室之長度的一半。在一些實施例中，混合加熱器之大小不超過孵育室之大小的一半。

在一些實施例中，如本文所述，基板包含與電源可操作地連通之控制器，該電源向混合加熱器134提供電力以用於其加熱。在一些實施例中，由控制器基於混合加熱器134之溫度來調節供應至混合加熱器134之電力，使得感測器( 例如，熱電偶)向控制器發送反饋信號以改變供應的電力，以便將混合加熱器134維持在規定的溫度( 例如，30℃與65℃之間)。在一些實施例中，供應至混合加熱器134之電力係以恆定或實質上恆定的速率，而不論混合加熱器134之溫度如何。在一些實施例中，此種恆定或實質上恆定的供電速率係足夠的，因為熱混合係經由溫度之不均勻性來促進的。在一些實施例中，混合加熱器134為電阻加熱器。

在一些實施例中，熱間隙墊109將熱量自PCB加熱器傳導至裝置之不同部件。在一些實施例中，金屬元件將熱量自PCB加熱器傳導至熱密封閥及/或孵育室。在一些實施例中，金屬元件為圓柱形的。在一些實施例中，金屬元件為鋁筒。金屬元件可由任何導熱金屬， 例如銀、銅、鋁或金製成。在一些實施例中，金屬元件為金屬合金， 例如，其包含至少一種導熱金屬。在一些實施例中，將金屬元件壓接配合至PCB與室或裝置組件之間的位置以接收熱量( 例如，鄰近熱密封閥)。在一些實施例中，將金屬元件壓接配合至擠壓肋。如本文所用，「擠壓肋」係指一組極小的突出部，當部件被壓接配合至其中時，該等突出部會變形。不限於作用機制，壓接配合(及視情況地擠壓肋壓接配合)的使用最小化了檢定裝置之其餘部分及/或環境之熱損失。 圖 19提供由三個擠壓肋1901緊固之鋁筒之圖示。鋁筒將熱量自PCB加熱器傳導至熱密封閥。

如本文所述，在一些實施例中，蠟閥通道110用作自孵育室112至OPM模組108之出口。在一些實施例中，蠟閥通道110包括如本文所述之熱密封閥，該熱密封閥提供障壁以防止樣品溶液流過通道110，以便將樣品溶液保持在孵育室112內以用於使該混合及/或孵育發生規定的時間量。在一些實施例中，對於體積為1 mL之孵育室，混合及/或孵育(以便裂解樣品溶液內的細胞)之規定的時間量為約1至20分鐘、約3至10分鐘、約2至15分鐘或約5至10分鐘。 熱密封閥及通道

在一些實施例中，如本文所述，蠟閥通道110將熱混合模組106與OPM模組108連接。在一些實施例中，蠟閥通道設有閥以提供障壁，該障壁幫助防止樣品溶液在樣品溶液中之細胞充分混合及裂解之前過早地進入OPM模組108。在一些實施例中，該閥為熱密封閥( 例如，參見 圖 9中的142)，其在第一溫度下最初可為固體，但是在接收足夠的熱量後，蠟閥軟化、熔化及/或溶解，由此允許液體( 例如，製備的樣品溶液，其為在充分混合及/或孵育之後的樣品溶液)穿過該閥至OPM 108。在一些實施例中，熱密封閥包含水溶性蠟。在一些實施例中，熱密封閥包含聚合物。在一些實施例中，聚合物為水溶性的。在一些實施例中，閥包含蠟，視情況地水溶性蠟。在一些實施例中，熱密封閥包含聚合物，例如聚乙二醇(PEG)。在一些實施例中，蠟( 例如，PEG)在軟化及/或熔化之後與樣品溶液一起溶解，由此降低或消除當自熱源移開(且因此冷卻)時蠟再固化的風險。因此，此幫助防止蠟閥通道110內或檢定裝置中更下游之流動被堵塞(部分或完全)。在一些實施例中，溶解的閥材料對於樣品溶液在OPM模組108內之反應( 例如，擴增)具有最小或無有害影響。

在一些實施例中，熱密封閥包含用作此項技術中已知的熱密封閥材料之其他類型的蠟及材料。可用於本揭露之裝置中的蠟材料之非限制性實例包括聚乙二醇(PEG)、HYDROSOL™、Aquasol及Cerita。在一些實施例中，蠟可為不溶性蠟及乳化劑諸如聚山梨醇酯。

在一些實施例中，熱密封閥之致動溫度視其材料之分子量而定。在熱密封閥材料分子量的上下文中，術語「約」亦表示在聚合物( 例如，PEG)之製劑中，一些分子之重量將比規定的分子量重，而一些分子之重量將比規定的分子量輕。如本文所用，「致動溫度」係指蠟溶解之溫度。舉例而言，在一些實施例中，蠟之分子量為約1,305 g/mol至約10,000 g/mol，其對應於約43℃至約63℃之致動溫度範圍。在一些實施例中，增加閥之分子量會增加致動溫度。在一些實施例中，閥之分子量為約500 g/mol至約20,000 g/mol、約1,000 g/mol至約15,000 g/mol或約1305 g/mol至約10,000 g/mol。在一些實施例中，熱密封閥之分子量為約1,300 g/mol至約10,000 g/mol。在一些實施例中，熱密封閥之分子量為約6,000 g/mol。在一些實施例中，熱密封閥材料為PEG。

在一些實施例中，熱密封閥材料係基於其在室溫及標準運輸條件下保持穩定(包括固態)之能力來選擇。舉例而言，分子量越高，熱密封閥材料可以承受的運輸及/或儲存溫度就越高。裝置之標準運輸條件要求係一般熟習此項技術者已知的。舉例而言，所需的標準運輸條件可基於ASTM D4332條件( 例如，ASTM D4332-14)。簡言之，ASTM D4332測試描述了對容器、包裝或包裝組件進行調節之計劃。目的為使容器與其可能暴露的大氣接近或達至平衡。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在高達約60℃及視情況地約15%相對濕度下保持穩定性( 例如，保持固態)。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在高達約40℃及視情況地約90%相對濕度下保持穩定性( 例如，保持固態)。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在低至約-30℃之溫度下保持穩定性。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在高達約40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃下保持穩定性( 例如，保持固態)。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在約40℃與60℃或40℃與65℃之間保持穩定性( 例如，保持固態)。

在一些實施例中，熱密封閥材料必須在約15%之相對濕度下保持穩定性( 例如，保持固態)。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在約90%之相對濕度下保持穩定性( 例如，保持固態)。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在約15%與90%之間的相對濕度下保持穩定性( 例如，保持固態)。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在約15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%或90%之相對濕度下保持穩定性( 例如，保持固態)。

在一些實施例中，熱密封閥材料必須在本文所揭示之任何溫度及/或相對濕度條件下保持穩定性( 例如，保持固態)至少6小時、12小時、24小時、36小時、38小時或72小時。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在本文所揭示之任何溫度下保持穩定性( 例如，保持固態)至少6小時。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在本文所揭示之任何溫度下保持穩定性( 例如，保持固態)至少12小時。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在本文所揭示之任何溫度下保持穩定性( 例如，保持固態)至少24小時。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在本文所揭示之任何溫度下保持穩定性( 例如，保持固態)至少36小時。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在本文所揭示之任何溫度下保持穩定性( 例如，保持固態)至少48小時。在一些實施例中，熱密封閥材料必須在本文所揭示之任何溫度下保持穩定性( 例如，保持固態)至少72小時。

在一些實施例中，熱密封閥材料在高達60℃下保持穩定性( 例如保持固態)達72小時。

在一些實施例中，用於熱密封閥之較佳材料亦具有在約30秒與50秒之間取平均的致動時間。在一些實施例中，致動時間不超過約 30秒。在一些實施例中，致動時間不超過約25秒、26秒、27秒、28秒、29秒、30秒、31秒、32秒、33秒、34秒、35秒、36秒、37秒、38秒、39秒、40秒、41秒、42秒、43秒、44秒、45秒、46秒、47秒、48秒、49秒或50秒。在一些實施例中，致動時間在約 25秒與30秒、25秒與35秒、25秒與40秒、25秒與45秒或25秒與50秒之間。在一些實施例中，致動時間在約 30秒與35秒、30秒與40秒、30秒與45秒、30秒與50秒之間。在一些實施例中，致動時間在約 30秒與35秒、30與40秒、30秒與45秒或30秒與50秒之間。在一些實施例中，致動時間在約 35與40秒、35秒與45秒或35秒與50秒之間。在一些實施例中，致動時間在約 40秒與45秒或40秒與50秒之間。

在一些實施例中，使用分子量為6,000 g/mol之PEG，因為其在標準運輸條件期間保持穩定性(包括保持固態)。

在一些實施例中，如本文所述，蠟經由蠟填充口(參見 圖 3A 、圖 3B 、圖 6 及圖 9中的144)提供於蠟閥通道110中。在一些實施例中，蠟以熔化狀態提供，然後其在蠟閥通道110內固化。在一些實施例中，蠟閥通道110內提供的蠟之量為約1 uL至約10 uL、約2 uL至約8 uL、約3 uL至約6 uL或約4 uL至約5 uL。在一些實施例中，蠟閥通道110內不需要蠟之特定樣式或組態。

在一些實施例中，如本文所述，基板包括閥加熱器135，該閥加熱器經組態以向熱密封閥供應熱量以使其軟化、熔化及/或溶解。在一些實施例中，蠟閥通道110在高度方面與基板109之間隔比例如與混合加熱器134對準的孵育室112之底部間隔得遠。因此，參考 圖 6，在一些實施例中，檢定裝置進一步包含安置在基板與熱密封閥(在蠟閥通道110中)之間的導熱材料137 ( 例如，導熱墊)，以在其間傳遞熱量。舉例而言，在一些實施例中，導熱材料包含GAP PAD®、3M導熱黏合轉移膠帶、ARTIC Thermal Pad、Laird Tflex、Fujipoly CARCON間隙填充墊或等效材料。

在一些實施例中，如本文所述，基板包含向閥加熱器135供電以用於其加熱之電源。在一些實施例中，該電源與混合加熱器134之電源相同。在一些實施例中，該電源不同於混合加熱器134之電源。在一些實施例中，電源位於基板外部。在一些實施例中，閥加熱器為電阻加熱器。加熱器可經調節以控制給定溫度，亦可以恆定電力加熱，直至在反應井中偵測到流體(此將表明熱密封閥係打開的)。

在一些實施例中，如 圖 6所示，自孵育室112至蠟閥通道110之入口146之一或多個壁148為收斂的( 例如，傾斜的)。在一些實施例中，在蠟閥通道110之入口146處具有收斂壁幫助減少或消除在蠟閥通道中及/或沿著閥-流體界面( 例如，參見 圖 10中的150)之氣泡之形成。如本文所述(參見例如，實例1)，在一些實施例中，熱密封閥經組態以在與某些液體( 例如，緩衝液與樣品溶液)接觸時溶解( 例如，緩慢溶解)。在一些實施例中，來自樣品溶液之靜水壓力幫助提供力以向前推動軟化的、熔化的及/或溶解的閥通過蠟閥通道110，其中由抵靠蠟閥通道110之壁之運動引起的閥之剪切可能會進一步增加(閥的)溶解。因此，在一些實施例中，藉由與樣品溶液接觸，以及由蠟閥通道內之樣品溶液對熱密封閥施加的靜水壓力，閥之此種溶解幫助降低打開該閥( 例如，經由軟化及/或熔化)所需的壓力及時間，以便允許製備的樣品溶液流過蠟閥通道且達至OPM模組108。在一些實施例中，閥之此種打開可在高於或約此項技術中已知的蠟熔點值之溫度下發生，或在一些情況下，在低於此項技術中已知的蠟熔點值之溫度下發生。

熱密封閥材料之溶解度亦會隨著溫度之升高而增加。因此，當檢定裝置或蠟閥通道附近之溫度較高時，熱密封閥之致動(打開) (其為熱密封閥材料之溶解)發生得更快。

在一些實施例中，熱密封閥可防止樣品溶液流過蠟閥通道110之時間量為樣品溶液溫度( 例如，在孵育室112內)、閥致動溫度、蠟閥通道之橫截面積及/或由閥阻斷的蠟閥通道之長度的函數。在一些實施例中，通道直徑在約100 μm與2 mm之間。在一些實施例中，通道內之蠟團在約100 μm與10 mm之間，其可視蠟閥通道之長度而變化。

在一些實施例中，當樣品溶液溫度接近閥熔化溫度時，閥之完整性可能受到損害，因此不能可靠地防止樣品溶液流過蠟閥通道110。因此，在一些實施例中，檢定裝置包括熱電偶，其在孵育/混合階段期間偵測孵育室112內的樣品溶液之溫度，使得若樣品溶液之溫度接近閥熔化溫度之規定範圍，與混合加熱器134耦合的控制器經組態以停止向加熱器供電。在一些實施例中，熱電偶存在且有利於防止檢定達至孵育室中之特定溫度或溫度範圍。

在一些實施例中，氣泡( 例如，空氣泡)之存在導致閥在高於文獻值的溫度下打開，此係由於經由與樣品溶液接觸之先前溶解有限或缺乏，及/或由於有限或減小的靜水壓力，由此導致閥接收到的被推開且穿過蠟閥通道110之力減小。

在一些實施例中，如本文所述，檢定裝置設有固化於其中的閥。舉例而言，在一些實施例中，檢定裝置可與其中的閥一起組裝及包裝，且因此僅在個體在進行檢定時使用時才接觸液體，以便防止在將樣品溶液引入孵育室112中之前閥之潛在緩慢及最終溶解。

在一些實施例中，一旦製備的樣品溶液流過蠟閥通道，另外的未混合的樣品溶液就可自樣品入口及/或樣品製備裝置104 (其可在混合/孵育階段之後保持耦合至檢定裝置102)流出。因此，在一些實施例中，蠟閥通道110之入口146與樣品入口118間隔開儘可能遠，以便幫助降低未混合的(且因此可能未裂解的)樣品進入OPM模組之風險及/或量。 光學性質修飾模組

如本文所述，在一些實施例中，在混合及/或孵育足夠時間段之後的樣品溶液(因此製備的樣品溶液)，一旦熱密封閥打開，就將流過蠟閥通道110，且進入光學性質修飾(OPM)模組108。在一些實施例中，OPM模組108包含如PCT/US2018/044044 (「'044申請案」)中所描述的裝置，該申請案之全文併入本文。在一些實施例中，'044申請案中之常見樣品接收入口與蠟閥通道110流體連通，以便自其接收樣品。在一些實施例中，代替'044申請案中之常見樣品接收入口或除了該常見樣品接收入口之外，OPM模組108包含與蠟閥通道110流體連通的反應室通道152 ( 圖 2A及 圖 2B)。在一些實施例中，反應室通道152沿著OPM模組108圍繞中心部分156繼續，該中心部分具有通向對應反應室154之一或多個分支。在一些實施例中，如'044申請案中描述的第一片件及第二片件各自為如本文所述之檢定裝置102的頂部部分及底部部分之各部件。在一些實施例中，OPM模組108為可耦合至蠟閥通道110及熱混合模組106之可拆式裝置。

在一些實施例中，當製備的樣品溶液進入OPM模組108中之反應室通道152時，蠟被溶解。在一些實施例中，製備的樣品溶液經由反應室通道152之一或多個分支分佈至一或多個反應室154。

在一些實施例中，OPM模組108進一步包含隔離室158，其耦合至反應室通道152之第一分支。 參見 圖 2A。在一些實施例中，隔離室為排氣式的。如本文實例2中所述，在一些情況下，在進入OPM模組108之製備的樣品溶液之初始體積中將發現大量溶解的閥材料，因此隔離室158將獲得大量( 例如，過量)溶解的閥材料，從而減少分佈於一或多個反應室154上之溶解的閥材料之量。

在一些實施例中，OPM模組108包含一系列一或多個混合室( 例如，往復混合室)，其經組態以幫助將溶解的熱密封閥材料更均勻地分佈於整個反應室中。在一些實施例中，此類一或多個往復混合室經配置以使用狹窄的往復混合通道彼此串聯連接，其中至少一個往復混合室經組態以含有整個樣品溶液體積。在一些實施例中，一或多個往復混合室安置在反應室之上游。

在一些實施例中，蠟閥通道在蠟填充口附近逐漸變細。在一些實施例中，蠟填充口在接近蠟填充口處為狹窄的( 例如，約500 um)且在遠離蠟填充口處變寬( 例如，在遠端處為1 mm)。在一些實施例中，蠟閥通道之最窄端與蠟閥通道之最寬端之比為約1:2或更低( 例如1:2.5、1.3 等)。此蠟閥通道幾何形狀允許熱密封閥在通道內分配時保持一致的長度( 亦即，長度與具有不同體積的分配的熱密封閥材料之加熱區域之長度相同或較之更短，任何過量的熱密封閥材料均被分配至通道之更寬部分，而閥之總長度不會顯著增加。此亦可最小化進入OPM之過量熱密封閥材料。 參見例如， 圖 16示出了蠟閥通道幾何形狀，其在蠟填充口附近不會逐漸變細或在蠟填充口遠端不會變寬，並且可允許過量的熱密封閥材料進入OPM中。替代地， 圖 17示出了蠟閥通道110，其在接近蠟填充口處為狹窄的且在蠟填充口遠端處變寬。 樣品製備裝置

在一些實施例中，樣品製備裝置包含如美國專利第11,123,736號及第11,125,661號中之任一者所述的任何樣品製備裝置，該等專利之揭示內容的全文併入本文。 用於製備熱密封閥之方法

參考 圖 9，描繪了用於製備檢定裝置之蠟閥通道110內的熱密封閥之方法。在一些實施例中，如本文所述，提供了檢定裝置，其具有熱混合模組、蠟閥通道110及OPM模組(或視情況地，OPM模組可移動地耦合至蠟閥通道110)。在一些實施例中，蠟閥通道110包括閥填充口144，其允許熱密封閥插入蠟閥通道110中。在一些實施例中，熱密封閥材料以熔化或溶解狀態分配至蠟閥通道110中。 圖 8描繪了用於分配熱密封閥材料之示範性裝置200，其具有加壓蠟儲存器202、精密分配閥204、加熱器塊206及/或蠟分配器針208。在一些實施例中，蠟分配裝置200為氣動驅動系統。使用裝置200，可將熱密封閥材料分配至整合測試室210上。此項技術中之許多其他系統可能需要加熱沉積有熱密封閥材料之塑膠裝置。在本揭露之裝置中，檢定裝置不必經加熱來分配熱密封閥材料。在一些實施例中，蠟分配器裝置及/或消耗品經組態以將約1 uL至約10 uL、約2 uL至約7 uL、約3 uL至約5 uL或約4 uL的熱密封閥材料分配至蠟閥通道110中。

在一些實施例中，一旦在蠟閥通道110中分配了足夠量的熱密封閥材料，閥填充口144即被密封。在一些實施例中，額外的聚合物在填充口144周圍熔化，其在冷卻之後固化且由此密封蠟填充口144開口。在一些實施例中，塞子被引入蠟填充口144開口。在一些實施例中，壓敏黏合劑放置於蠟填充口144開口上方以將其密封。在一些實施例中，蠟填充口開口保持打開。在一些實施例中，蠟填充口之塑膠被熔化且熱熔封閉。舉例而言，諸如裝置塑膠之材料在蠟填充口上熔化以將其密封。

在一些實施例中，熔化或溶解的熱密封閥材料(亦稱為溶解的閥材料)將流入蠟閥通道110且相應地固化，而不需要將熱密封閥材料成形及/或定位在蠟閥通道110內。在一些實施例中，熱密封閥材料及/或蠟閥通道在包裝之前經乾燥及/或冷卻，以便確保熱密封閥材料在蠟閥通道110內固化。 用於在系統中進行生物檢定之方法

圖 11為根據本文所述之實施例的用於使用系統( 例如，100)進行生物檢定之方法1100之流程圖。在其他實施例中，該方法可包括與 圖 11所示之步驟不同的及/或附加的步驟。此外，該方法之步驟可以不同於在各種實施例中結合 圖 11描述的次序之次序來進行。

個體提供生物樣品1101。如本文所述，生物樣品為可取自個體之含有一定量的有機材料之樣品，有機材料 例如，一或多種有機分子，諸如一或多種核酸， 例如DNA及/或RNA或其部分。在一些態樣中，生物樣品為核酸擴增樣品，其為疑似包括可擴增之一或多種核酸或其部分之樣品。

所提供的生物樣品可包括一或多種細胞，諸如個體之組織細胞。如本文所用，術語「組織」係指個體( 例如，活生物體，諸如哺乳動物，諸如人類)中具有相似功能及結構之一或多種細胞聚集物，或係指複數種不同類型的此類聚集物。組織可包括例如器官組織、肌肉組織( 例如，心肌；平滑肌；及/或骨骼肌)、結締組織、神經組織及/或上皮組織。在一些版本中，組織可包括來自個體的臉頰內部之細胞及/或個體的唾液中之細胞。

所提供的液體樣品( 例如，生物樣品)可包括例如人類唾液、尿液、人類黏液、血液、口腔沖洗液或固體組織諸如頰組織。生物樣品亦可包括細菌或孢子。生物樣品可由樣品收集器提供。提供可包括使樣品收集器接觸， 例如摩擦及/或刮擦個體之一或多個表面及/或個體之生物樣品(諸如自個體提取的液體樣品， 例如唾液及/或血液樣品)之表面。因此，在一些版本中，提供包括自個體提取一或多個生物樣品。在一些版本中，提供生物樣品可包括指示個體產生生物樣品，諸如藉由吐出至樣品收集器上及/或吐出至樣品收集器內。提供生物樣品亦可包括將生物樣品或其一部分( 例如，一或多個細胞)保留在樣品收集器上，同時例如將樣品收集器轉移至樣品製備裝置( 例如，104)或檢定裝置( 例如，102)。在一些情況下，樣品收集器為拭子並且提供生物樣品包括擦拭個體的嘴及/或鼻子之內部以在收集器上獲得生物樣品。在一些版本中，樣品收集器為鼻咽拭子、中鼻甲拭子、生殖器拭子及/或鼻拭子。在提供生物樣品之後，方法1100可包括將生物樣品與製備溶液混合以形成樣品溶液1102。在一些實施例中，將生物樣品與如本文所述之樣品製備裝置( 例如，104)中之製備溶液混合。

在一些實施例中，製備溶液包含光學性質修飾試劑溶液。在一些實施例中，光學性質修飾試劑溶液包含光學性質修飾試劑及液體緩衝液。

光學性質修飾試劑可包括例如pH敏感染料、螢光染料、FRET染料、微米及奈米顆粒、螢光蛋白、比色受質、酶及試劑、電漿子結構、沉澱試劑及受質或其任何組合。

在一些版本中，光學性質修飾試劑為或包括酶聯免疫吸附檢定(ELISA)試劑。在一些態樣中，ELISA試劑選自由以下組成之群：鹼性磷酸酶、辣根過氧化物酶、β-半乳糖苷酶、BCIP/NBT (5-溴-4-氯-3-吲哚基-磷酸/硝基四氮唑藍)、TMB (3,3',5,5'四甲基聯苯胺)、DAB (3,3',4,4'二胺基聯苯胺)、4CN (4-氯-l-萘酚)。TMB (雙官能受質)、ABTS (2,2'-次偶氮基-二[3-乙基苯并噻唑啉]磺酸鹽)、OPD (鄰苯二胺)、MUG (4-甲基傘形酮基半乳糖苷)、HPA (羥基苯乙酸)及HPPA (3-對羥基苯基丙酸)。

在各種情況下，光學性質修飾試劑可包括一或多種光學性質修飾物質，且因此經組態以使其光學性質中之一者(諸如顏色)經修飾。因此，方法1100包括修飾光學性質修飾試劑之一或多種光學性質。

修飾光學性質係指改變一個態樣( 例如，樣品)之一或多個光學可識別的特性，諸如由自一個態樣發射的輻射( 例如，光)之波長及/或頻率產生的特性，諸如顏色、螢光、磷光 等。舉例而言，在一些版本中，光學性質為顏色且修飾光學性質包括改變顏色。在一些態樣中，此光學性質修飾， 例如顏色變化，在例如環境光下可由無輔助的人眼偵測到。在替代態樣中，諸如方法1100，光學性質修飾可使用光感測器來偵測。修飾光學性質亦可包括改變物質之透射率及/或不透明度，並且可包括使物質實質上自透明改變為不透明或自不透明改變為透明。因此，方法1100可包括用光感測器偵測透射率之此種變化。

用戶將樣品溶液分配1103至檢定裝置中，或具體地經由樣品接收模組( 例如，114)分配至熱混合模組之孵育室( 例如，112)中(參見例如 圖 10)。在一些實施例中，孵育室112中具有裂解劑( 例如，136)，用於與樣品溶液混合以便形成製備的樣品溶液。此種混合幫助在樣品溶液內製備生物樣品，以在暴露於其中時與例如檢定試劑及/或光學性質修飾試劑反應。混合可包括用裂解劑裂解生物樣品之細胞及/或自其中提取核酸。此類提取的核酸可釋放至所得製備的樣品溶液中。在一些實施例中，包括自生物樣品中提取基因體去氧核糖核酸(DNA)之步驟。在一些實施例中，裂解劑以丸粒形式提供，該丸粒可經凍乾，且一旦暴露於樣品溶液即被水合。

然後使用安置於孵育室下方之混合加熱器134加熱1104孵育室，以使得樣品溶液能夠與裂解劑熱混合。在一些實施例中，混合加熱器134經對準為自孵育室112之中心部分偏移，以幫助促進樣品溶液之不均勻浮力，由此促進室112內之流體運動( 例如，樣品溶液的在混合加熱器附近的部分之溫度將變得更高，從而降低密度，且允許在室內上升及移動)。在一些實施例中，孵育室包含一或多個圓形壁138以幫助促進孵育室112內之循環運動，並且在一些情況下促進圓形或稍微類似的運動。在一些實施例中，混合加熱器134基於以恆定速率自電源接收電力，或藉由調節電力使得混合加熱器134溫度保持恆定或實質上恆定來提供熱量。在一些實施例中，將樣品溶液混合及/或孵育規定的時間。在一些實施例中，規定的時間為約1分鐘至約20分鐘。

在將樣品溶液混合規定的時間之後，然後使用閥加熱器135向熱密封閥1105施加熱量(參見例如， 圖 10)。在一些實施例中，熱密封閥位於蠟閥通道110內，該蠟閥通道自孵育室110的與樣品接收模組114之入口相對的端部延伸。在一些實施例中，熱密封閥提供障壁以防止樣品溶液穿過蠟閥通道110。在一些實施例中，熱密封閥在第一溫度下為固體，但經組態以一旦暴露於足夠的熱量( 例如，閥加熱器135)即軟化及/或熔化。在一些實施例中，熱密封閥包含蠟或水溶性聚合物( 例如，PEG)。在一些實施例中，閥加熱器加熱熱密封閥，在一些情況下，該熱密封閥之熔化溫度為約40℃至約65℃。在一些實施例中，熱密封閥充分軟化、熔化及/或溶解以由製備的樣品溶液打開，由此允許製備的樣品溶液流過蠟閥通道110至光學性質修飾(OPM)模組108。在一些實施例中，熱密封閥溶解於製備的樣品溶液中。

製備的樣品溶液進入OPM模組108中之反應室通道152，其與一或多個反應室154流體連通。然後將製備的樣品溶液轉移至反應室154中(步驟1106)。具體地，製備的樣品溶液沿著反應室通道152行進且分支至一或多個反應室154中，其中反應室154包含檢定試劑，由此產生核酸反應混合物。

如本文所述，在一些實施例中，反應室154中之各者包含檢定試劑。因此，將製備的樣品溶液轉移至反應室中之一或多者中可包括將製備的樣品溶液與檢定試劑混合，由此產生包括製備的樣品溶液及檢定試劑之核酸反應混合物，用於進行核酸擴增反應。

檢定試劑包含能夠與生物樣品反應之酶及核酸引子，使得疑似存在於樣品中之一或多種核酸可經擴增(若存在)， 例如等溫擴增。在某些實施例中，檢定試劑包含核酸擴增酶及DNA引子。舉例而言，檢定試劑可包括一或多種引子、去氧核苷酸(dNTP)及/或聚合酶、Trizma預設晶體(Tris緩衝液，pH 8.8；Sigma，目錄號T9443)、氯化鉀(KC1；Wako Pure Chemicals，目錄號163-03545)、硫酸鎂七水合物(MgSO4；Wako Pure Chemicals，目錄號137-00402)、硫酸銨((H4)2S04；Kanto Chemical，目錄號01322-00)、Tween 20 (Tokyo Chemical Industry，目錄號T0543)、甜菜鹼溶液(甜菜鹼，5 M；Sigma，目錄號B0400)、鈣黃綠素(DOJINDO，目錄號340-00433)加上如上所論述的一或多種光學修飾試劑、氯化錳(II)四水合物(MnCl2；Wako Pure Chemicals，目錄號133-00820)、瓊脂糖S、EtBr溶液、模板核酸或其任何組合。此外，在一些版本中，檢定試劑可以乾燥( 例如，凍乾)形式儲存於流體室205中。因此，製備反應混合物可包括混合製備的樣品溶液與檢定試劑及/或使檢定試劑水合。

檢定試劑可包含能夠經由等溫擴增方案擴增生物樣品中存在的核酸之一或多種試劑，該等溫擴增方案包括：轉錄介導的擴增、股置換擴增、基於核酸序列之擴增、滾環擴增、環介導的等溫擴增、等溫多重置換擴增、解旋酶依賴性擴增、環狀解旋酶依賴性擴增、單引子等溫擴增、環介導的擴增或其任何組合。[00202]在某些實施例中，進行的擴增反應為LAMP。在LAMP反應中，使用兩對或三對引子擴增在高溫下處於動態平衡之雙股或單股DNA模板。引子為基於DNA模板使用引子設計軟體諸如LAMP Designer (Premier Biosoft, Palo Alto, CA)設計的。在LAMP反應之第一步中，正向內引子(Forward Inner Primer，FIP)之F2區在相應的互補(F2c)位置處與單股DNA黏合。其次，具有股置換活性之聚合酶自F2之3'端沿著模板摻入dNTP。核苷酸之摻入會釋放質子，從而降低反應混合物之pH。然後，F3正向引子與位於F2區上游及模板上之F3c區黏合。F3正向引子開始擴增模板股，從而釋放更多質子並且置換先前合成的摻入FIP之股。此單股含有Fl序列(在靶序列內)及其互補的Flc序列(在FIP內)。當Flc在5'端與Fl黏合時，此形成莖環。同時，反向內引子(Backward Inner Primer，BIP)與股之另一端黏合，且核苷酸自B2延伸，從而釋放更多的質子。然後，反向引子B3與B2區下游之B3c區結合，置換BIP擴增的股且促進延伸以產生雙股。此置換的股現在含有Bl序列(在靶序列內)及其互補的Blc序列(在BIP內)，從而在3'端形成另一莖環。現在該結構在各端具有兩個莖環結構，自該結構發生連續置換及延伸以擴增模板。LAMP反應可藉由添加更多的正向及反向環引子來擴增，以產生更多具有莖環結構之擴增子。

LAMP程序可在固定溫度下進行，從而最小化對任何昂貴的熱循環裝備之需求。通常，等溫方法需要設定溫度，該溫度由所選試劑決定。舉例而言，在LAMP方法中，酶在60-65℃之間發揮最佳作用。根據主題實施例之擴增亦可藉由應用PCR來進行。

在一些實施例中，系統( 例如，100)加熱1107反應混合物(使用例如反應加熱器)以產生擴增的核酸及複數個質子。具體地，用反應加熱器加熱反應混合物促進使用來自生物樣品之核酸及檢定試劑之核酸擴增反應。此反應產生擴增的核酸及複數個質子。

在一些實施例中，加熱步驟1107包括將熱能自反應加熱器轉移至熱間隙墊，再轉移至反應室中之一或多者。加熱反應混合物促進生物樣品之核酸與檢定試劑之間的核酸擴增反應。此核酸擴增反應產生擴增的核酸及複數個質子。

然後質子與光學性質修飾試劑反應1108。使反應產物或其態樣與光學性質修飾試劑反應可包括化學修飾反應產物及/或光學性質修飾試劑，諸如藉由將一或多個質子鍵合至光學性質修飾試劑。在一些實施例中，質子與光學性質修飾試劑之此反應充分修飾光學性質修飾試劑之光學性質以允許偵測指示生物樣品中可疑分析物之存在的修飾的光學性質。

檢定裝置使1109發光元件發射光。具體地，系統之微處理器(如'044申請案中所描述的)指示複數個發光元件來以重複頻率及重複樣式發射光。在重複樣式期間，複數個發光元件中之各發光元件在不同的時間點發光，使得在任何時間複數個反應室中僅一者被照亮。暴露於光可改變條件，使得可量測光學性質。以此方式，在各重複樣式期間，各反應室之內容物之光學性質可藉由光感測器連續監測。

基於在步驟1109中偵測到的光學性質，系統( 例如，100)能夠使用光感測器及微處理器來 確定1110反應室中含有的樣品之一或多個特性，該微處理器對一或多個反應室中之反應混合物進行光學性質分析，如'044申請案中所述。進行光學性質分析可包括確定反應室之一或多種內容物之光學性質是否已經發生變化。

光學性質分析可在關於步驟1106描述的整個擴增反應過程中實時進行，或在擴增反應進行之後進行。反應混合物之修飾的光學性質之偵測可與擴增反應產物存在或不存在的數位示值相關聯。換言之，反應混合物之修飾的光學性質之偵測可提供關於擴增反應產物是否存在或不存在的資訊。在某些實施例中，偵測到反應混合物之修飾的光學性質表明已獲得擴增反應之指數期或穩定期。

在一些實施例中，相對於使用不含加酸顯色劑之反應混合物之擴增反應，擴增反應產物之偵測加速。在其他實施例中，在自擴增反應開始時間起不到60分鐘內偵測到反應混合物之光學性質修飾。由於反應混合物中之加酸顯色劑(弱酸或鹼)吸收擴增反應期間產生的質子，且遊離質子之重組起到加速擴增反應偵測的作用，因此獲得了擴增反應產物之加速偵測。可設計該反應，使得需要最小的擴增來產生足以使加酸顯色劑改變光學性質之pH轉變。使用螢光嵌入染料、分子信標、雜交探針、基於染料之偵測、UV-Vis或其他偵測方法之習知擴增技術需要在可偵測到擴增信號之前發生一定閾值量的擴增。然而，本揭露之方法在可偵測到加酸顯色劑之光學性質修飾之前需要相對較小的閾值擴增量，因此相對於習知擴增方法加速了擴增反應產物之偵測。

在一些實施例中，系統經組態以使用電子結果顯示機制來顯示所確定的特性(如'044申請案中所描述的)。所提供之結果可為顯示器上之視覺輸出的形式及/或音頻輸出的形式。

關於方法1100值得注意的是，在各種實施例中，系統包含一或多個( 例如，三個)檢定對照：樣品充足性對照、陽性對照( 例如，內部陽性對照)及/或陰性對照。提供樣品充足性對照偵測例如豐富的人類核酸標記，諸如管家基因、RNA及/或人類β-肌動蛋白去氧核糖核酸(DNA)，以確保足夠的拭子樣品。陽性對照擴增可在反應室內共同包裝及/或共同凍乾之合成寡核苷酸。此合成寡核苷酸可包括在例如光學性質修飾試劑溶液及/或檢定試劑中。此對照確保系統在允許擴增感興趣的遺傳標記之條件下運行。陰性對照亦擴增陽性對照，但無共同凍乾的合成寡核苷酸。此對照確保不存在任何污染的自擴增擴增子。 套組

本文揭示之實施例亦包括套組，該等套組包括主題裝置且可根據主題方法使用。本發明套組可包括根據本文所述之實施例中之任一者的兩個或更多個， 例如，複數個、三個或更少、四個或更少、五個或更少、十個或更少、或十五個或更少、或十五個或更多個檢定裝置或其組件，或其任何組合。

套組可包括一或多種組成物及/或試劑，諸如本文所述之組成物及/或試劑中之任一者， 例如光學性質修飾試劑、擴增組成物、製備溶液及/或緩衝液，其可儲存在套組中與裝置分開的容器中。此外，套組可包括可促進套組之任何態樣之操作的任何裝置或其他元件。舉例而言，套組可進一步包括用於製備樣品及/或分析樣品( 例如，製備的樣品)之一或多種特性之一或多個裝置。在一些實施例中，套組包含具有一或多種組成物及/或試劑之樣品製備管。套組亦可包括包裝， 例如，用於運輸裝置而不破裂的包裝。

在某些實施例中，本文揭示之套組包括說明，諸如使用裝置之說明。在一些態樣中，使用裝置之說明記錄在合適的記錄介質上。舉例而言，說明可印刷在基材諸如紙或塑膠等上。因此，說明可作為包裝插頁存在於套組中，存在於套組或其組件之容器之標籤中(亦即與包裝或分包裝等相關)。在其他實施例中，說明作為電子儲存資料文件存在於合適的電腦可讀儲存介質， 例如，便攜式快閃驅動、CD-ROM、磁片、雲端等上。說明可為可儲存的及/或可在一或多個程序(諸如電腦應用)內再現。在一些實施例中，可藉由掃描打印在裝置組件、基材(諸如紙或塑膠等)上的QR碼或條形碼來訪問該等說明。該等說明可採取任何形式，包括如何使用裝置之完整說明或作為可訪問全球資訊網上發佈的說明之網站地址。 實例

以下係用於實施本發明之特定實施例之實例。實例僅係出於說明目的而提供，且並不意欲以任何方式限制本發明之範疇。已作出努力來確保所用數值( 例如，量、溫度等)之精確性，但當然應當容許一些實驗誤差及偏差。

除非另有指示，否則本發明之實踐將採用此項技術範圍內之蛋白質化學、生物化學、重組DNA技術及藥理學之習知方法。此類技術在文獻中充分解釋。參見 例如，T.E. Creighton, Proteins: Structures and Molecular Properties(W.H. Freeman and Company, 1993)；A.L. Lehninger, Biochemistry(Worth Publishers, Inc., current addition)；Sambrook等人, Molecular Cloning: A Laboratory Manual(第2版, 1989)； Methods In Enzymology(S. Colowick及N. Kaplan編, Academic Press, Inc.)； Remington's Pharmaceutical Sciences, 第18版 (Easton, Pennsylvania: Mack Publishing Company, 1990)；Carey及Sundberg Advanced Organic Chemistry 第 3 版. (Plenum Press) 第A卷及第B卷(1992)。 實例 1 – 溶解的閥材料在反應室中之分佈

圖 12描繪了溶解於樣品溶液中之熱密封閥材料( 例如，聚乙二醇)在檢定裝置中之複數個反應室(Ch 1至Ch 8)中的分佈。示出了兩種情況，第一種情況表示未發生熱混合(如本文所述)之樣品溶液(水) (未混合組)，而第二種情況表示熱混合之後的樣品溶液(水) (混合組)。在兩種情況下，很明顯溶解的熱密封閥材料之最大濃度出現在第一室中，而其餘室具有相對均勻且體積明顯較小的熱密封閥材料。此突出了在反應室上游具有隔離室(過量溶解的熱密封閥材料之收集室， 例如 圖 2A)之技術優點，以便在將製備的樣品溶液分佈至反應室之前移除大量溶解的閥材料( 例如，大多數)。此亦具有最小化來自不同反應室的檢定結果之變化之優點，因為隔離室允許溶解的閥材料在室中之各者中相對均勻地分佈。

圖 13包括示出了具有隔離室( 例如， 圖 2A中的158)之檢定裝置及不具有隔離室( 例如， 圖 2B)之檢定裝置中的反應室中之溶解的閥材料之分佈的圖。Ch W表示隔離室。Ch 1至Ch 8表示反應室。結果表明，無論是否使用隔離室，所有反應室中均存在溶解的閥材料，並且在不具有隔離室的情況下，溶解的閥材料在Ch 2至Ch 8中之分佈相當。在不具有隔離室之檢定裝置組中，第一反應室(Ch 1)中存在不成比例但體積仍然小的溶解的閥材料。 實例 2 – 液體溶解及靜水壓力對熱密封閥材料之致動溫度之影響

如 圖 14所示，具有本文所述之一些檢定元件( 例如，混合室及蠟閥通道)之測試設備用於測試熱密封閥材料之致動溫度。 圖 15包括描繪熱密封閥( 例如，PEG)在不同組裝條件下的致動溫度之圖。分子量為1305至1595之PEG之文獻值為約44℃至約46℃。在第一條件下，檢定裝置上之蠟閥通道未設置來自孵育室之傾斜入口，其中熱密封閥集中於通道中，在流體( 例如，液體，諸如緩衝液)與熱密封閥材料之間具有空氣，使得液體對熱密封閥材料之溶解減少或不溶解，並且由液體施加有限的靜水壓力或不施加靜水壓力。所得致動溫度為77℃-79℃。

在第二條件下，設置通向蠟閥通道之傾斜入口，其中液體與熱密封閥接觸，但液體在熱密封閥上施加有限的靜水壓力或不施加靜水壓力。因此，所得致動溫度為61℃-63℃，因此表明與不接觸液體的情況相比，由暴露於液體而導致的熱密封閥之溶解使致動溫度降低了16℃。

在第三條件下，設置通向蠟閥通道之傾斜入口，以及提供液體之垂直定向的小瓶，使得液體在熱密封閥上施加靜水壓力。因此，所得致動溫度為38℃-39℃，因此表明由暴露於液體而導致的熱密封閥之溶解以及靜水壓力進一步降低致動溫度，在此情況下低於文獻值。

表 1提供了本揭露之組合件中之基於PEG的熱密封閥之注入參數。所使用的PEG之分子量為6,000 g/mol。 表 1：PEG 6000MW之注入參數。

分配器中之熱密封閥材料之溫度 (℃)	分配致動器計時 ( 秒 )	蠟儲存器之背壓 (psi)	分配真空 (psi)	分配壓力 (psi)
85	0.060	1	0	70

量測了6000 g/mol PEG之致動時間，且取平均值為30秒與50秒之間。參見表 2。 表 2：裝載的PEG 6000MW之致動時間。

負載循環	運行 1 (mm:ss)	運行 2 (mm:ss)	運行 3 (mm:ss)	平均值 (mm:ss)
25%	0:49	0:50	0:50	0:49
37.50%	0:35	0:44	0:46	0:41
50%	0:32	0:26	0:45	0:34
67.50%	0:28	0:28	0:39	0:31

本說明書中所引用之所有出版物及專利申請案均以引用方式併入本文，就好像各個別出版物或專利申請案具體且單獨地指出以引用方式併入一樣。任何公開案之引用係為了其揭露先於申請日期且不應被理解為承認本發明無權先於依靠先前發明之此公開案。

儘管為了清楚理解的目的，已藉助於說明及實例對前述發明進行了一些詳細描述，但根據本發明之教示，對於一般熟習此項技術者顯而易見的是，可在不脫離所附申請專利範圍之精神或範疇的情況下進行某些改變及修改。

100:系統 102:檢定裝置 103:頂部部分 104:樣品製備裝置 105:底部部分 106:熱混合模組 107:樣品溶液 108:光學性質修飾模組 109:基板 110:蠟閥通道 112:孵育室 114:樣品接收模組 116:魯爾接頭 118:樣品入口 119:基板 120:PCB 121:穿刺元件 122:套環 124:排氣口 126:填充偵測室 128:感測通道 130:底部電極 132:頂部電極 134:混合加熱器 135:閥加熱器 136:裂解劑、凍乾丸粒 137:導熱材料 138:圓形邊緣、圓形壁 139:非圓形的角 140:中心位置 142:熱密封閥 144:蠟填充口 146:入口 148:壁 150:閥-流體界面 152:反應室通道 154:反應室 156:中心部分 158:隔離室 160:分模線 200:裝置 202:加壓蠟儲存器 204:精密分配閥 206:加熱器塊 208:蠟分配器針 210:整合測試室 1100:方法 1101,1102,1103,1104,1105,1106,1107,1108,1109,1110:步驟 1901:擠壓肋

圖 1A 及圖 1B提供了根據本文所述之實施例的用於進行生物檢定之示範性系統之透視圖，該系統具有樣品製備裝置及檢定裝置。 圖 1C提供了根據本文所述之實施例的示範性檢定裝置之側視圖，該檢定裝置具有熱混合模組、光學性質修飾(OPM)模組及印刷電路板(PCB)。 圖 1D提供了根據本文所述之實施例的用於進行生物檢定之示範性系統之透視圖，該系統具有樣品製備裝置及檢定裝置。 圖 1E提供了根據本文所述之實施例的示範性檢定裝置之側視圖，該檢定裝置具有熱混合模組、光學性質修飾(OPM)模組及印刷電路板(PCB)。 圖 2A提供了根據本文所述之實施例的檢定裝置之底部部分之俯視圖。 圖 2B提供了根據本文所述之替代實施例的檢定裝置之底部部分之俯視圖。 圖 3A提供了根據本文所述之實施例的描繪與檢定裝置耦合之樣品製備裝置之圖像的側剖視圖。 圖 3B提供了根據本文所述之替代實施例的描繪與檢定裝置耦合之樣品製備裝置之圖像的側剖視圖 圖 4提供了根據本文所述之實施例的描繪耦合的樣品接收模組及樣品製備裝置之圖像之示範性側剖視圖。 圖 5提供了根據本文所述之實施例的展示頂部電極及底部電極的描繪與檢定裝置耦合之樣品製備裝置之圖像的另一示範性側剖視圖。 圖 6提供了根據本文所述之實施例的展示孵育室、蠟閥通道及用於閥加熱器之熱墊的描繪檢定裝置之圖像之示範性側剖視圖。 圖 7提供了基於各種填充條件之孵育室加熱器及壁溫度分佈之圖。 圖 8提供了根據本文所述之實施例的蠟分配器裝置之圖像之示範性前視圖。 圖 9提供了根據本文所述之實施例的用於用蠟填充蠟閥通道之示範性方法流程。 圖 10提供了根據本文所述之實施例的用於將流體添加至孵育室且在施加熱之後溶解熱密封閥材料之示範性方法流程。 圖 11提供了根據本文所述之實施例的用於使用本文所述之系統進行生物檢定之方法之示範性流程圖。 圖 12提供了根據本文所述之實施例的於複數個反應室中偵測到的溶解的閥材料之濃度之圖示。 圖 13提供了在具有或不具有隔離室之情況下於複數個反應室中偵測到的溶解的閥材料 之圖示。 圖 14提供了用於評估致動溫度及熱密封閥材料在通道中之移動之測試設備之俯視圖。 圖 15提供了熱密封閥材料( 例如，PEG)在不同環境條件下之致動溫度之圖示。 圖 16 及圖 17各自提供了根據本文所述之實施例的展示兩種不同的蠟閥通道幾何形狀之樣品接收模組之俯視圖。 圖 18提供了具有光源及光感測器以偵測液體進入/室填充之示範性填充偵測室之俯視圖。 圖 19提供了由三個擠壓肋緊固之鋁筒之俯視圖。

100:系統

102:檢定裝置

103:頂部部分

104:樣品製備裝置

105:底部部分

106:熱混合模組

107:樣品溶液

108:光學性質修飾模組

Claims (106)

1. 一種用於進行生物檢定之系統，該系統包含： a. 熱混合模組，其包含： i. 樣品接收模組，其用於接收包含生物樣品及製備溶液之樣品溶液；及 ii. 孵育室，其與該樣品接收模組流體連通； b. 蠟閥通道，其與該孵育室流體連通； c. 光學性質修飾(OPM)模組，其經由該蠟閥通道與該孵育室可操作地耦合，該OPM模組包含一或多個反應室，各反應室包含檢定試劑； d. 熱密封閥，其安置i)在該蠟閥通道內，且ii)在該樣品接收模組與該OPM模組之間；及 e. 混合加熱器，其經組態以向該孵育室供應熱量。
2. 如請求項1之系統，其中該孵育室包含裂解劑。
3. 如請求項1或2之系統，其中該混合加熱器經組態以與該熱混合模組之至少一部分對準且自該孵育室之中心部分偏移。
4. 如請求項1至3中任一項之系統，其進一步包含經組態以與該樣品接收模組配合之樣品製備裝置。
5. 如請求項1至4中任一項之系統，其中該樣品接收模組包含穿刺元件，該穿刺元件經組態以刺穿該樣品製備裝置上之易破密封件，由此實現該樣品製備裝置內之樣品製備室與該孵育室之間的流體連通。
6. 如請求項1至5中任一項之系統，其中該易破密封件包含箔。
7. 如請求項1至6中任一項之系統，其中該樣品接收模組包含魯爾接頭(luer)，其用於將樣品製備管耦合至該檢定裝置。
8. 如請求項4至7中任一項之系統，其中該樣品製備管包含接觸該樣品接收模組之該魯爾接頭之套環，以便當配合在一起時在該樣品製備裝置與該樣品接收模組之間形成防漏密封件。
9. 如請求項1至8中任一項之系統，其中該孵育室包含排氣口。
10. 如請求項9之系統，其中該排氣口為選擇性排氣元件。
11. 如請求項9或10之系統，其中該選擇性排氣元件包含自密封聚合物排氣塞。
12. 如請求項9或10之系統，其中該選擇性排氣元件包含自密封多孔聚合物排氣口，該自密封多孔聚合物排氣口進一步包含嵌入的水凝膠。
13. 如請求項9或10之系統，其中該選擇性排氣元件包含自密封多孔聚乙烯排氣口，該自密封多孔聚乙烯排氣口進一步包含嵌入的水凝膠。
14. 如請求項9或10之系統，其中該選擇性排氣元件包含聚四氟乙烯或聚醚碸。
15. 如請求項9之系統，其中該選擇性排氣元件包含疏水性多孔膜。
16. 如請求項9之系統，其中該排氣口包含與填充偵測室流體連通之感測通道，該填充偵測室經組態以偵測其液體填充。
17. 如請求項1至16中任一項之系統，其中該熱混合模組包含光源。
18. 如請求項17之系統，其中該光源為發光二極體(LED)或雷射。
19. 如請求項1至16中任一項之系統，其中該熱混合模組進一步包含一或多個感測器，其經組態以i)偵測該孵育室內液體之初始存在，ii)偵測該孵育室內之液位，iii)或兩者。
20. 如請求項19之系統，其中該一或多個感測器相對於該光源經組態使得該一或多個感測器偵測由該光源發射之光，並且當該孵育室填充有液體時，由該感測器偵測到的光被衰減。
21. 如請求項19之系統，其中該一或多個感測器包含安置在該孵育室下方之電容式感測器。
22. 如請求項19或21之系統，其中該一或多個感測器包含一或多個底部電極，其與電路板可操作地連通且經組態以穿透該孵育室之底壁以便暴露於該孵育室內。
23. 如請求項22之系統，其進一步包含一或多個頂部電極，其與該電路板可操作地連通且經組態以穿透該孵育室之除該底壁之外的壁以便暴露於該孵育室內，由此偵測該孵育室內之液位。
24. 如請求項19之系統，其中該一或多個感測器中之一個感測器安置在填充偵測室內，該填充偵測室經由感測通道與該孵育室流體連通，其中該感測器經組態以偵測該填充偵測室內光之變化。
25. 如請求項19之系統，其中該一或多個感測器包含耦合至該混合加熱器及/或該孵育室之一部分之熱電偶，以便偵測該混合加熱器及/或孵育室之溫度上升變化，由此與該孵育室內液體之存在關聯。
26. 如請求項19至24中任一項之系統，其中該一或多個感測器與該混合加熱器可操作地連通。
27. 如請求項26之系統，其中該一或多個感測器用作該混合加熱器之聯鎖裝置，使得該混合加熱器經組態以基於該一或多個感測器對該孵育室內之液體及/或液位之偵測而被啟動及/或停用。
28. 如請求項2至27中任一項之系統，其中該裂解劑包含凍乾丸粒。
29. 如請求項2至28中任一項之系統，其中該裂解劑包含二硫蘇糖醇(DTT)、蛋白酶K、變溶菌素、溶葡球菌素、溶菌酶或其組合。
30. 如請求項2至29中任一項之系統，其中該裂解劑包含一或多種界面活性劑。
31. 如請求項30之系統，其中該一或多種界面活性劑包含聚山梨醇酯。
32. 如請求項2至31中任一項之系統，其中該裂解劑包含緩衝溶液之一或多種組分。
33. 如請求項2至32中任一項之系統，其中該混合加熱器經組態以加熱該孵育室內之該樣品溶液，由此使得該樣品溶液與該裂解劑能夠在其中混合以形成製備的樣品溶液。
34. 如請求項1至33中任一項之系統，其中該孵育室具有一或多個圓形邊緣。
35. 如請求項34之系統，其中當接收來自該混合加熱器之熱量時，該一或多個圓形邊緣使得該樣品溶液能夠在該孵育室內循環或實質上循環。
36. 如請求項1至35中任一項之系統，其中規定該孵育室之高度相對於該孵育室之寬度以最小化及/或減少該孵育室內之怠體積(dead volume)區域。
37. 如請求項36之系統，其中該孵育室之長度為該孵育室之高度的約0.5倍至約3倍。
38. 如請求項36或37之系統，其中該孵育室之寬度為該孵育室之長度及寬度之平均值的約1/8倍至約1.0倍。
39. 如請求項1至38中任一項之系統，其中該孵育室之體積為約0.1 mL至約10 mL，諸如約0.5 mL至約5 mL。
40. 如請求項1至39中任一項之系統，其中該混合加熱器經組態以將該孵育室內之該樣品溶液加熱規定的時間量。
41. 如請求項40之系統，其中該規定的時間量為約30秒至約20分鐘。
42. 如請求項41之系統，其中該規定的時間量為約1分鐘至5分鐘或約5分鐘至10分鐘。
43. 如請求項1至42中任一項之系統，其中該蠟閥通道位於該孵育室之與該樣品接收模組相對的一端。
44. 如請求項1至43中任一項之系統，其中該熱密封閥包含蠟。
45. 如請求項44之系統，其中該蠟為水溶性的。
46. 如請求項1至45中任一項之系統，其中該蠟包含水溶性聚合物。
47. 如請求項46之系統，其中該聚合物包含聚乙二醇(PEG)。
48. 如請求項1至47中任一項之系統，其中該熱密封閥之分子量為約1,300 g/mol至約10,000 g/mol。
49. 如請求項1至47中任一項之系統，其中該熱密封閥之分子量為約6,000 g/mol。
50. 如請求項1至48中任一項之系統，其中該熱密封閥之熔化溫度為約40℃至約75℃。
51. 如請求項1至50中任一項之系統，其中該熱密封閥在該蠟閥通道內之體積為約2 uL至約6 uL。
52. 如請求項1至51中任一項之系統，其中該蠟閥通道包含用於在其中容納該閥之閥填充口。
53. 如請求項1至52中任一項之系統，其中該熱密封閥在第一溫度下為固體或實質上固體，以便幫助防止該樣品溶液流過該蠟閥通道。
54. 如請求項53之系統，其中該熱密封閥經組態以在接收足夠的熱量之後自該固體或實質上固體的組態轉變為軟的、溶解的及/或熔化的組態。
55. 如請求項1至54中任一項之系統，其進一步包含閥加熱器，該閥加熱器經組態以加熱該熱密封閥，由此使得該熱密封閥能夠軟化、溶解及/或熔化以允許該樣品溶液流過其中。
56. 如請求項1至55中任一項之系統，其中自該孵育室至該蠟閥通道之入口包含一或多個收斂壁。
57. 如請求項55或56之系統，其進一步包含與該混合加熱器、該閥加熱器或兩者可操作地耦合之一或多個導熱墊。
58. 如請求項57之系統，其中該一或多個導熱墊包含閥導熱墊，其經組態以將熱量自該閥加熱器傳遞至該蠟閥通道，以便加熱該熱密封閥。
59. 如請求項1至58中任一項之系統，其中該孵育室內之該樣品溶液之液位位於比該蠟閥通道高的高度，使得該熱密封閥處於來自該樣品溶液之靜水壓力下。
60. 如請求項1至59中任一項之系統，其中該樣品製備管定位在比該熱密封閥或該蠟閥通道高的高度處，使得該熱密封閥處於來自該樣品溶液之靜水壓力下。
61. 如請求項1至60中任一項之系統，其中該熱密封閥經組態以溶解於該樣品溶液中。
62. 如請求項1至61中任一項之系統，其中該製備的樣品溶液經組態以在穿過該蠟閥通道之後進入該一或多個反應室中之至少一個反應室。
63. 如請求項61或62之系統，其中該溶解的熱密封閥與該製備的樣品溶液一起進入至少一個反應室中。
64. 如請求項61至63中任一項之系統，其進一步包含位於該蠟閥通道下游及該一或多個反應室上游之隔離室，其中該隔離室經組態以在其中接收該製備的樣品溶液及溶解的熱密封閥之初始流，以便減少在該一或多個反應室中發現的該溶解的熱密封閥之量。
65. 如請求項61至64中任一項之系統，其進一步包含一或多個混合室( 例如，往復混合室)，以便改進該溶解的熱密封閥在該一或多個反應室中之分佈。
66. 如請求項1至65中任一項之系統，其進一步包含可操作地耦合至該熱混合模組、該蠟閥通道及/或該OPM模組之基板。
67. 如請求項66之系統，其中該基板包含印刷電路板。
68. 如請求項66或67之系統，其中該混合加熱器及/或該閥加熱器安置在該基板上。
69. 如請求項66至68中任一項之系統，其中該基板進一步包含可操作地連接至該混合加熱器及/或該閥加熱器之電源。
70. 如請求項69之系統，其中該基板包括控制器以調節供應至該混合加熱器及/或該閥加熱器之電力，以便將該混合加熱器及/或該閥加熱器實質上維持在預定溫度。
71. 如請求項69之系統，其中該電源經組態以實質上恆定的速率向該混合加熱器及/或該閥加熱器供電。
72. 如請求項66至71中任一項之系統，其中該基板包含熱間隙墊。
73. 如請求項1至71中任一項之系統，其中該製備溶液為核酸擴增製備溶液。
74. 如請求項1至73中任一項之系統，其中該製備溶液進一步包含光學性質修飾試劑。
75. 如請求項1至74中任一項之系統，其中該生物樣品包含人類唾液、尿液、人類黏液、陰道液、精液、血液、口腔沖洗液或固體組織諸如口腔組織、細菌、一或多種孢子、一或多種病毒，或其組合。
76. 如請求項1至75中任一項之系統，其中該OPM模組包含與該蠟閥通道流體連通之反應室通道，其中該一或多個反應室通過對應的分支與該反應室通道流體連通。
77. 如請求項1至76中任一項之系統，其中各反應室與安置在該OPM模組中之單個感測區域實質上等距。
78. 如請求項1至77中任一項之系統，其中該OPM模組進一步包含第一複數個光管，各第一光管能夠在該一或多個反應室中之一者與該單個感測區域之間傳輸光。
79. 如請求項1至78中任一項之系統，其中該OPM模組進一步包含經組態以加熱該一或多個反應室之反應加熱器。
80. 如請求項1至79中任一項之系統，其中該檢定試劑包含乾燥或凍乾的試劑。
81. 如請求項1至80中任一項之系統，其中該檢定試劑包含核酸擴增酶及DNA引子。
82. 一種用於基於生物樣品之修飾的光學性質來確定核酸擴增樣品之一或多種特性的方法，該方法包含： a. 提供包含核酸之該生物樣品； b. 將該生物樣品與包含緩衝溶液及/或光學性質修飾試劑溶液之製備溶液合併，以便產生樣品溶液； c. 將該樣品溶液分配至孵育室中； d. 使用混合加熱器向該孵育室施加熱量來將該樣品溶液與裂解劑混合，以便使其熱混合，由此形成製備的樣品溶液； e. 加熱安置在與該孵育室流體連通之蠟閥通道內之熱密封閥，以便使得該製備的樣品溶液能夠通過該蠟閥通道流至包含檢定試劑之一或多個反應室，其中該製備的樣品溶液與該檢定試劑混合以形成反應混合物； f. 加熱該反應混合物以促進使用存在於該生物樣品中之該核酸以及該檢定試劑之核酸擴增反應，該反應產生擴增的核酸及複數個質子； g. 使該等質子與該光學性質修飾試劑反應，其中該反應能夠修飾該光學性質修飾試劑之光學性質以允許偵測該修飾的光學性質，其指示該生物樣品中可疑分析物之存在；及 h. 使複數個發光元件以重複頻率以重複樣式發射光，以便使用光感測器基於該修飾的光學性質來確定該生物樣品之一或多種特性。
83. 如請求項82之方法，其進一步包含使用電子結果顯示機制來顯示所確定的特性。
84. 如請求項82或83之方法，其中提供該生物樣品包含對個體進行鼻拭子、對該個體進行扁桃體及/或咽喉拭子、對該個體進行陰道拭子、自該個體獲得毛髮樣品、自該個體獲得血液樣品、自該個體獲得尿液樣品、獲得口腔沖洗液或其組合。
85. 如請求項82至84中任一項之方法，其中合併該生物樣品與該製備溶液係在樣品製備裝置內。
86. 如請求項82至85中任一項之方法，其進一步包含提供如請求項1至81中任一項之系統。
87. 如請求項86之方法，其中將該樣品溶液分配至該孵育室中包含將該樣品製備裝置與該樣品接收模組耦合，以便在該樣品製備裝置與該孵育室之間產生流體路徑。
88. 如請求項87之方法，其進一步包含破壞及/或破裂該樣品製備裝置上之易破密封件，以便使得該樣品溶液能夠自該樣品製備裝置流至該孵育室。
89. 如請求項82至88中任一項之方法，其進一步包含將該混合加熱器維持在停用狀態，直至在該孵育室內偵測到該樣品溶液及/或直至偵測到該孵育室內該樣品溶液之最低液位。
90. 如請求項89之方法，其中使用如請求項19至27中任一項之一或多個感測器中之一個感測器在該孵育室內偵測到該樣品溶液及/或直至偵測到該孵育室中該樣品溶液之最低液位。
91. 如請求項82至90中任一項之方法，其中將該樣品溶液與該裂解劑混合規定的時間量。
92. 如請求項91之方法，其中該規定的時間量為約1分鐘至約20分鐘。
93. 如請求項82至92中任一項之方法，其進一步包含基於以下各者來調節該混合加熱器：i)經由電源供應至該混合加熱器之恆定或實質上恆定的電力，或ii)維持該混合加熱器或該孵育室之一部分之恆定或實質上恆定的溫度。
94. 如請求項91至93中任一項之方法，其中加熱該熱密封閥包含在該規定的時間量之後啟動該閥加熱器。
95. 如請求項82至94中任一項之方法，其中加熱該熱密封閥導致該熱密封閥軟化、熔化及/或溶解，其中該溶解係在該製備的樣品溶液內。
96. 如請求項95之方法，其進一步包含將初始體積量之該製備的樣品溶液及該溶解的熱密封閥隔離在位於該一或多個反應室上游之隔離室中。
97. 如請求項82至96中任一項之方法，其中該熱密封閥包含如請求項44至51中之任一閥。
98. 一種用於製備如請求項1至66中之任一系統中之熱密封閥的方法，該方法包含： a. 將熔化或溶解的熱密封閥材料通過閥填充口分配至該蠟閥通道中； b. 密封該閥填充口；及 c. 對該蠟閥通道進行乾燥或冷卻，以便使該熱密封閥材料固化或實質上固化。
99. 如請求項98之方法，其中使用蠟分配器將該熱密封閥材料分配至該蠟閥通道中。
100. 如請求項98或99之方法，其中密封該閥填充口包含使用聚合物、阻塞物、塞子、端口之熱熔及/或壓敏黏合劑。
101. 一種用於進行生物檢定之套組，該套組包含： a. 樣品製備裝置；及 b. 檢定裝置，其包含： i. 熱混合模組，其包含： i. 樣品接收模組，其用於接收包含生物樣品及製備溶液之樣品溶液；及 ii. 孵育室，其與該樣品接收模組流體連通且包含裂解劑； ii. 蠟閥通道，其與該孵育室流體連通； iii. 光學性質修飾(OPM)模組，其經由該蠟閥通道與該孵育室可操作地耦合，該OPM模組包含一或多個反應室，各反應室包含檢定試劑； iv. 熱密封閥，其安置i)在該蠟閥通道內，且ii)在該樣品接收模組與該OPM模組之間；及 v. 混合加熱器，其經組態以向該孵育室供應熱量。
102. 如請求項101之套組，其中該樣品製備裝置包含： a. 樣品收集器，其經組態以獲得生物樣品；及 b. 管，其中包含製備溶液，且經組態以容納該樣品收集器之至少一部分。
103. 如請求項101或102之套組，其中該樣品收集器包含鼻拭子、咽喉及/或扁桃體拭子、陰道拭子或其組合。
104. 如請求項101至103中任一項之套組，其中該檢定裝置進一步包含閥加熱器。
105. 如請求項101至104中任一項之套組，其中該檢定裝置進一步包含反應加熱器。
106. 如請求項101至105中任一項之套組，其中該檢定裝置包含如請求項1至81中任一項所述之任何特徵部。