TWI714069B - 具有集成歧管的流動池 - Google Patents

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Abstract

本公開涉及具有集成歧管的流動池。在一個例子中，流動池包括多個入口，其依尺寸被製造成將來自多種試劑之一的試劑流接收到流動池內。流動池的出口依尺寸被製造成使每個試劑流從流動池流出。流動池的流動通道位於每個入口和出口之間並與每個入口和出口流體連通。流動通道包括歧管段和檢測段。歧管段具有與公共管線流體連通的多個歧管分支，其中每個分支連接到每個入口中的一個。檢測段與公共管線和出口流體連通。檢測段可操作來執行在位於檢測段中的分析物和多種試劑之間的多個不同的化學反應。

Description

具有集成歧管的流動池
本公開涉及具有集成歧管的流動池。
使用微流體設備的許多儀器可以包括含有各種試劑的多個試劑孔（well），其中每個試劑孔連接到旋轉選擇閥。旋轉閥與每個孔通道對齊，以便選擇試劑中的任一個。然後利用公共管線來將選定試劑從旋轉閥按規定路線傳輸到流動池的入口。分析物（諸如DNA片段、核酸鏈等）可以定位在流動通道中。選定試劑可以流過流動池，以便對分析物執行各種受控的化學反應。
為了最小化且在某些情況下甚至完全消除試劑的交叉污染，在化學反應的序列中利用的每種試劑常常被序列中的下一試劑（或沖洗試劑）從在流動池外部的公共管線（即外部公共管線）和流動池兩者沖洗出而達到預定的沖洗效率。
然而，在這種有序的化學反應中利用的試劑可能非常昂貴。此外，在流動池的流動通道中達到這種水準的沖洗效率常常需要使一定體積的試劑沖洗通過流動通道，該體積是流動通道的掃掠體積（swept volume）的很多倍。例如，達到位於流動通道中的預定濃度的試劑的沖洗效率可以涉及使一定體積的那種試劑沖洗通過流動通道，該體積是流動通道的掃掠體積的5至10倍。
試劑的如此高的體積以及因此如此高的沖洗因數（flush factor）被涉及的原因之一是，與流動通道的掃掠體積相比，在儀器中的外部公共管線的掃掠體積常常是高的。在流動池外部的公共管線的掃掠體積常常是流動池本身的掃掠體積的兩倍或更多倍，其中兩者都可以被沖洗，以便達到有序的化學反應所涉及的沖洗效率。
此外，通過外部公共管線的流動路徑和通過流動池的流動通道的流動路徑常常不在同一平面中。例如，公共管線可以包括配件、歧管、層、材料或在流動路徑中引起急彎（例如，呈直角或更大的角度）以便連接到流動池和/或旋轉閥的類似物。此外作為例子，試劑孔常常在儀器內位於與流動池不同的水準處，並且外部公共管線常常可以針對這個差異進行調整。
這些水準變化和急彎可促成比通過大部分流動路徑的試劑流明顯更慢的流動的區域（在本文中為死區）。死區可能是可截留試劑並使試劑很難沖洗出來的緩慢移動的層流、渦流或漩渦的區域。在某些情況下，這些死區可能需要相當大量的沖洗試劑體積以沖洗出在那些死區中捕獲的在先前化學反應之後遺留的先前定位的試劑（例如，剩餘試劑）。此外，在公共管線和旋轉閥之間或在公共管線和流動池之間的配件和其他機械連接也可能促成額外的死區，這可增加為達到一定的沖洗效率所涉及的沖洗試劑的體積。
本公開提供了用於相對于現有技術減小沖洗流動池並在流動池的流動通道中達到預定水準的試劑濃度（即沖洗效率）所涉及的試劑流的體積（即總沖洗體積）的裝置和方法的例子。更具體地，本公開提供了流動池的例子，其中流動通道具有集成在其中的檢測段和歧管段。檢測段是流動通道中執行在分析物和各種試劑之間的化學反應的區域。歧管段為在進入檢測段之前的試劑流提供內部公共管線區域。
本公開提供了例子，其中歧管段相對于檢測段是小的，以減小用於達到一定的沖洗效率的總沖洗體積。本公開提供了例子，其中歧管段和檢測段在同一平面中或是平面的，以幫助減少試劑流的死區。此外，本公開提供了歧管段的例子，該歧管段具有僅在銳角下形成的試劑流動路徑接合部以另外説明減少試劑流的死區。
根據本公開的一個或更多個方面的流動池包括多個入口，其依尺寸被製造成將來自多種試劑之一的試劑流接收到流動池內。流動池的出口依尺寸被製造成使每個試劑流從流動池流出。流動池的流動通道位於每個入口和出口之間並與每個入口和出口流體連通。流動通道包括歧管段和檢測段。歧管段具有與公共管線流體連通的多個歧管分支，其中每個分支連接到每個入口中的一個。檢測段與公共管線和出口流體連通。檢測段可操作來執行在位於檢測段中的分析物和多種試劑之間的多個不同的化學反應。
根據本公開的一個或更多個方面的儀器包括多個試劑孔。每個試劑孔可操作來包含位於其中的多種試劑中的一種試劑。儀器的多個閥與每個試劑孔中的一個流體連通。每個閥可操作來控制來自與該閥連通的試劑孔的試劑流。流動池位於儀器內。流動池包括多個入口、出口和位於其間的流動通道。每個入口與每個閥中的一個流體連通，並且每個入口依尺寸被製造成接收每個試劑流中的一個。出口依尺寸被製造成使每個試劑流從流動池流出。流動通道與每個入口和出口流體連通。流動通道包括歧管段和檢測段。歧管段具有與公共管線流體連通的多個歧管分支，其中每個分支連接到入口。檢測段與公共管線和出口流體連通。檢測段可操作來執行在位於檢測段中的分析物和多種試劑之間的多個不同的化學反應。
根據本公開的一個或更多個方面的方法包括將流動池連接到儀器。流動池包括多個入口、出口和在其間流體連通的流動通道。流動通道包括歧管段和檢測段。操作儀器的多個閥中的第一閥以選擇多種試劑中的第一試劑。每種試劑定位在儀器的相應試劑孔中。第一試劑被泵送而通過流動池的多個入口中的第一入口並通過流動通道。執行在位於流動通道的檢測段中的分析物和第一試劑之間的第一化學反應。在第一化學反應完成後，至少一些第一試劑將遺留在流動通道中作為剩餘試劑。操作多個閥中的後續閥以選擇多種試劑中的後續試劑。後續試劑被泵送而通過多個入口中的後續入口並通過流動通道，以從流動通道中沖洗出剩餘試劑。剩餘試劑被沖洗出，使得位於檢測段中的後續試劑的至少約99.95%的濃度在後續試劑的總沖洗體積中被達到，該總沖洗體積等於流動通道的掃掠體積的約2.5倍或更小。
現在將描述某些例子以提供本文公開的方法、系統和設備的結構、功能、製造和使用的原理的全面理解。在附圖中示出了一個或更多個例子。本領域中的技術人員將理解，在本文具體描述並在附圖中示出的方法、系統和設備是非限制性例子，並且本公開的範圍僅由申請專利範圍限定。關於一個例子示出或描述的特徵可以與其他例子的特徵組合。這種修改和變化被規定為被包括在本公開的範圍內。
可在整個本公開（包括申請專利範圍）中使用的術語“實質上”、“近似”、“大約”、“相對”或其他這樣的類似術語用於描述並考慮例如由於在處理中的變化而引起的偏離參考或參數的小波動。這種小波動也包括偏離參考或參數的零波動。例如，它們可以指小於或等於± 10%、例如小於或等於± 5％、例如小於或等於± 2％，例如小於或等於± 1％、例如小於或等於± 0.5％、例如小於或等於± 0.2％、例如小於或等於± 0.1％、例如小於或等於± 0.05％。
如本文所使用的沖洗效率是按在沖洗操作後遺留在分析物所位於的流動通道的區域中的沖洗試劑的體積的百分比濃度。通常，根據待執行的化學反應的參數，待達到的理想沖洗效率的範圍從在流動通道中的沖洗試劑的96%至100%濃度。
如在本文所使用的掃掠體積是在試劑的流動路徑中的部件的內部體積。因此，流動通道的掃掠體積是流動池的流動通道的總內部體積。此外，如在本文所使用的沖洗因數是被沖洗通過部件的試劑的體積，其用該部件的掃掠體積的單位來表示。因此，總沖洗體積是掃掠體積乘以沖洗因數。
因此例如，如果流動通道需要10倍於它的掃掠體積的試劑被沖洗通過流動通道以達到預定的沖洗效率，則達到該沖洗效率的試劑的沖洗因數是10（或以掃掠體積為單位的10）。此外，如果該流動通道具有5微升的掃掠體積，那麼達到該沖洗效率的總沖洗體積是50微升（即5微升（掃掠體積）x 10（沖洗因數））。
圖1A-圖4示出了根據本文公開的方面的流動池的各種例子。圖5-6示出了根據本文公開的方面的儀器的各種例子。圖7示出了根據本文公開的方面的方法的各種例子。
參考圖1A和圖1B，描繪了具有流動通道102的流動池100的透視圖（圖1A）和前側視圖（圖1B）。根據本文公開的方面，流動通道102包括歧管段104和檢測段106（在圖2中被最佳地看到）。歧管段104和檢測段106在流動池100內流體連通地整體地連接在一起。
圖1A和圖1B的流動池100還包括限定流動通道102的頂表面116的頂層108和限定流動通道102的底表面118的底層110。中間層112位於頂層108和底層110之間。中間層112限定流動通道102的幾何形狀。
頂層108、底層110和中間層112可以由玻璃、矽、聚合物或能夠滿足層108、110、112中的任一個的應用要求的其他材料組成。可在三個層108、110、112中的任一個中使用的聚合物的例子是：聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、環烯烴共聚物（COC）和環烯烴聚合物（COP）。COC和COP是光學透明聚合物的例子，其常常用在頂層108和底層110中。三個層108、110、112可以由相同的材料組成，或者它們可以由不同的材料組成。
三個層108、110、112可以用各種粘合劑例如壓敏或熱活化粘合劑結合在一起。另外，層108、110、112可以被熱結合或鐳射焊接。
中間層112在圖1A和圖1B中被示為單層。然而，中間層112可以是被結合在一起以限定流動通道102的幾何形狀的堆疊層。另外，對於該堆疊層，歧管段104可以被製成具有與檢測段106不同的高度。例如，中間層112可以由6個層的堆疊組成，其中該堆疊的底部三個層組成歧管段，以及整個6個層的堆疊組成檢測段。
流動池100的流動通道102包括間隙高度114。間隙高度114由在流動通道的底表面118和流動通道的頂表面116之間的距離限定。如圖1A和圖1B所示，間隙高度114在整個流動通道102中實質上是恒定的。作為例子，在一些流動通道102中的間隙高度114可以在大約10微米和大約100微米之間。例如，間隙高度114可以是大約10微米、大約20微米、大約50微米、大約60微米或大約100微米。
參考圖2，根據本文公開的方面描繪了沿線2-2截取的圖1B的流動池100的橫截面視圖。流動池100包括多個入口120、122、124、126、128、130（本文中為120-130）和至少一個出口132，其中流動通道102位於其間。
每個入口120-130依尺寸被製造成將來自多種試劑146、148、150、152、154、156（本文中為146-156）（在圖5中被最佳地看到）中的一個的試劑流（或流動路徑）（流動路徑由箭頭134、136、138、140、142、144（本文中為134-144）表示）接收到流動池100中。出口132依尺寸被製造成使試劑的每個流動路徑134-144從流動池100流出。
流動通道102位於每個入口120-130和出口132之間並與每個入口120-130和出口132流體連通。流動通道102包括整體地連接並且彼此流體連通的歧管段104和檢測段106。
歧管段104具有與公共管線172流體連通的多個歧管分支160、162、164、166、168、170（本文中為160-170）。每個分支160-170分別連接到每個入口120-130之一。檢測段106與公共管線172和出口132流體連通。檢測段106可操作來執行在位於檢測段106中的分析物（未示出）和多種試劑146-156之間的多個不同的化學反應。分析物可以是DNA片段、寡核苷酸、其他核酸鏈等。
流動通道102的底表面118實際上是流動池100的底層110的頂表面。納米孔（nanowells）（未示出）可以被形成（patterned）到底表面118中以捕獲分析物。可選地，底表面118可以通過表面處理被塗覆以捕獲分析物。此外，納米孔和表面處理的組合可用於捕獲分析物。
試劑146-156可用於對佈置在檢測段106內的分析物執行許多各種受控化學反應。例如，每種試劑146-156的流動路徑134-144可以輸送可用於標記分析物的可識別標籤（例如螢光標記的核苷酸分子等）。此後，激發光可以被輻射通過頂層108並輻射到分析物上，使得被標記到分析物上的螢光標籤使發射光光子發螢光。發射光光子可以在檢測過程期間由儀器200的檢測模組266（在圖6中被最佳地看到）檢測。（注意，在這個特定例子中，檢測模組266是在成像過程期間使用的成像模組。）然後，在儀器200內的設備電路可處理並傳輸從那些檢測到的光子得到的資料信號。然後可以分析資料信號以揭示分析物的性質。
儘管檢測模組266在該例子中被示為用於檢測光的光子的成像模組，但是其他形式的檢測模組和檢測方案可以用於檢測與分析物相關的其他形式的可檢測的性質。例如，與分析物相關的可檢測的性質可以包括電荷、磁場、電化學性質、pH變化等。此外，檢測模組266可以沒有限制地包括感測設備，其可以嵌入在流動池100中、安裝在流動池100外部的儀器中或者以這兩種方式的任何組合安裝。
參考圖3，根據本文公開的方面描繪了圖2的歧管段104的放大視圖。有利地，歧管段104具有一定的體積和幾何形狀，這樣的體積和幾何形狀相對於預先存在的技術顯著減小了沖洗流動池100和在流動池100的流動通道102中達到預定水準的試劑濃度（即沖洗效率）（在圖4的曲線180、182和184中被最佳地看到）所涉及的試劑流的量（即總沖洗體積）。
減小沖洗因數以達到期望沖洗效率的幾何形狀的一個這樣的例子是以歧管分支160-170連接到公共管線172的方式。更具體地，歧管段104的歧管分支160-170通過多個叉狀接合部174與公共管線172流體連通，該接合部174引導每個流動路徑134-144或試劑通過公共管線172並進入檢測段106內。在所示的實現方式中，叉狀接合部174在分支160-170之間形成銳角176，分支160-170包含試劑146-156的多個流動路徑134-144中的流動路徑。在一些實現方式中，叉狀接合部174可以都僅僅是銳角176或者只有一些叉狀接合部174可以形成銳角176。
公共管線172在圖3中被示為在歧管分支160-170和檢測段106之間流體連通的單個公共管線。然而，公共管線172也可以是在流動通道102的歧管分支160-170和檢測段106之間流體連通的多個公共管線。
通過將接合部174形成為銳角176（即小於90度的角），與現有技術相比，可以減小在每個接合部處流動的死區的量。也就是說，流動路徑134-144形成漩渦、渦流、緩慢層流的區域等的趨勢大大降低，因為流動路徑可以圍繞其流動的急彎很少。因為死區可能是難以沖洗的，所以這些死區的減少也減小了達到預定沖洗效率所涉及的沖洗因數。
減小達到期望沖洗效率的沖洗因數的幾何形狀的另一個例子是，流動通道102的歧管段104和檢測段106實質上在同一平面上或者是平面的。因此，在流動通道102中不存在可引起流動死區（例如漩渦、渦流等）的不連續性或水準變化。
歧管段104的體積也有助於減小沖洗因數和提高沖洗效率，因為歧管段104的掃掠體積小於檢測段106的掃掠體積。更具體地，在一些實現方式中，歧管段104可以具有比檢測段106的掃掠體積小至少約10倍的掃掠體積。另外，在一些實現方式中，歧管段104可以具有比檢測段106的掃掠體積小至少約20、50或100倍的掃掠體積。由於歧管段104的小掃掠體積，存在的需要被沖洗以最小化並且在某些情況下甚至完全消除試劑交叉污染的試劑更少。
流動池100包括多個入口120-130，其中每個入口120-130依尺寸被製造成將來自多種試劑146-156之一的流動路徑134-144接收到流動池100內。因為在一些實現方式中，每個入口120-130可以僅接收一種試劑146-156，於是試劑流動路徑134-144可以當它們在流動池外部時保持分離，並且可以沒有可能被其他試劑污染的外部公共管線。換句話說，在包括流動池100的儀器200（在圖5和圖6中被最佳地看到）中，流動通道102的歧管段104可以是儀器200中的唯一公共區域，在該區域中不同試劑146-156的不同流動路徑134-144在流到流動通道102的檢測段106內之前被按規定路線傳輸（route）到一起。
這意味著只有位於儀器200中的流動池100的流動通道102可能需要被沖洗，以減少並且在某些情況下完全消除試劑的交叉污染，因為試劑146-156具有在流動池100外部的單獨的流動路徑134-144。還意味著達到流動池100的預定沖洗效率所涉及的沖洗因數可以與包括流動池100的儀器200所涉及的沖洗因數相同。
參考圖4，根據本文公開的方面，描繪了沖洗效率與沖洗因數的關係的各種曲線180、182、184。如在本文所使用的沖洗效率是按在沖洗操作後遺留在分析物所位於的流動通道的區域（諸如例如檢測段）中的沖洗試劑的體積的百分比濃度。如在本文所使用的沖洗因數是被沖洗通過部件的試劑的體積，其用該部件的掃掠體積的單位來表示。
更具體地，圖4示出三條曲線180、182和184。曲線180是根據本文公開的方面的流動池100的流動通道102的沖洗效率與沖洗因數的關係曲線圖，其中間隙高度114為100微米以及沖洗試劑的流速為每分鐘1500微升。曲線182是根據本文公開的方面的流動池100的流動通道102的沖洗效率與沖洗因數的關係曲線圖，其中間隙高度114為60微米以及沖洗試劑的沖洗流速為每分鐘1500微升。曲線184是根據本文公開的方面的流動池100的流動通道102的沖洗效率與沖洗因數的關係曲線圖，其中間隙高度114為60微米以及沖洗試劑的沖洗流速為每分鐘500微升。
從曲線180、182、184可以看到，在所有情況下，流動通道102包括掃掠體積和幾何形狀，使得用於達到位於檢測段106中的試劑的至少約99.95%百分比濃度的沖洗效率的沖洗因數為約3或更小，例如約2.5或更小、約2.3或更小（以掃掠體積為單位）。另外，2.3的沖洗因數可以達到至少約99.95%例如至少約99.96%、至少約99.97%、至少約99.98%、至少約99.99%、至少約99.995%或更高的沖洗效率。另外，2.5的沖洗因數可以達到至少約99.95%例如至少約99.96%、至少約99.97%、至少約99.98%、至少約99.99%、至少約99.995%或更高的沖洗效率。另外，3.0的沖洗因數可以達到至少約99.95%例如至少約99.96%、至少約99.97%、至少約99.98%、至少約99.99%、至少約99.995%或更高的沖洗效率。另外，2.0的沖洗因數可以達到至少約99%例如至少約99.1%、至少約99.2%、至少約99.3%、至少約99.4%、至少約99.5%或更高的沖洗效率。比較而言，在許多情況下，預先存在的流動通道可涉及預先存在的流動通道的掃掠體積的4至5單位的沖洗因數，以達到至少約99.95%的沖洗效率。
要達到如此高沖洗效率（例如，99.95或更大）的低沖洗因數（例如，2.5或更小）可能是由於流動池100的幾個特徵。例如，歧管段104和檢測段106是在流動池100內的流動通道102的整體部分並且在同一平面中或是平面的。此外作為例子，流動池100的每個入口120-130可以僅接收一種試劑146-156，使得試劑的流動路徑134-144沒有被按規定路線傳輸到一起，直到歧管段104為止。另外作為例子，歧管段104的歧管分支160-170可以在接合部174處形成銳角。此外作為例子，歧管段104具有比檢測段106的掃掠體積小至少約10倍的掃掠體積。
此外，因為對每種試劑146-156都有一個入口120-130，所以試劑可以在包括流動池100的儀器200（在圖5和圖6中被最佳地看到）中保持分離。因此，流動通道102的歧管段104包括在儀器200中的唯一的公共區域，在該區域中不同試劑146-156的不同流動路徑134-144在流到流動通道102的檢測段106內之前被按規定路線傳輸到一起。
因此，流動池100的曲線180、182、184可以保持實質上不變，而不管儀器200用來將試劑146-156連接到流動池100的流體連接的類型。例如，在試劑孔和流動池100之間的流體連接可以與實質上直的且齊平的金屬管剛性地連接，或者該連接可以與被彎曲以適應在試劑孔和流動池100之間的不同水準的管連接。
參考圖5，描繪了盒202和儀器200的示意圖的例子，其中盒202包含根據本文公開的方面的流動池100。在該特定例子中，儀器200是基於盒的測序儀器，其中測序儀器200的盒202包括流動池100和各種試劑處理部件。另外，盒202可以作為模組從儀器200可拆卸，且流動池100可以或可以不從盒202可拆卸。
然而，流動池100和試劑處理部分不必通過盒202與儀器200介面連接。更確切地，它們可以是單獨地安裝在儀器200中的獨立部件。另外，試劑處理部件可以不是單獨從儀器可拆卸的，而流動池100可以從儀器可拆卸。
儀器200的盒202包括多個試劑孔204、206、208、210、212、214（本文中為204-214），其中每個試劑孔可操作來包含位於其中的多種試劑146、148、150、152、154、156中的試劑。多個孔通道216、218、220、222、224、226（本文中為216-226）從每個相應的試劑孔204-214延伸至流動池100的相應入口120-130，其中每個入口與僅僅一種試劑146-156流體連通。
試劑146-156可以是幾種類型或組合的試劑中的任一種，這取決於待在流動池處執行的化學反應的類型和順序。例如，試劑146-156可以具有下面的類型： ● 試劑146可以是摻合混合物，其是將螢光標記的核苷酸摻入到DNA鏈內的化學物質的混合物。 ● 試劑148可以是掃描混合物（scan mix），其是在檢測過程期間使DNA鏈穩定的化學物質的混合物。 ● 試劑150可以是劈裂混合物（cleave mix），其是從DNA鏈酶促地劈裂螢光標記的核苷酸的化學物質的混合物。 ● 試劑152可以是第一洗滌緩衝液，其是從流動池中去除活性試劑的洗滌試劑的混合物。 ● 試劑154可以是第二洗滌緩衝液，其是從流動池中去除活性試劑的洗滌試劑的另一混合物。 ● 試劑156可以是空氣。
盒還包括位於孔通道216-226中的多個閥228、230、232、234、236、238（本文中為228-238）。每個閥228-238與每個試劑孔204-214中的一個流體連通。每個閥228-238可操作來控制來自與閥228-238連通的試劑孔204-214的試劑的流動路徑134、136、138、140、142、144。在這個圖5中所示的特定例子中，閥是夾管閥。然而，也可以使用其他類型的閥，例如電磁閥、球閥等。在圖5的特定配置中，儀器200不包括旋轉閥，該旋轉閥將選擇各種試劑146-156，並且在進入流動池100之前將試劑的流動路徑134-144合併到公共管線中。
流動池100位於儀器200內，並且可以或可以不從盒202可拆卸。此外，如果盒202沒有被利用，流動池100也可以從儀器200可拆卸。
流動池100包括多個入口120、122、124、126、128、130和出口132。每個入口120-130通過各自的孔通道216-226與相應的閥228-238流體連通。每個入口120-130依尺寸被製造成分別接收試劑的每個流動路徑134-144中的一個。孔通道216-226可以以各種配置。例如，孔通道216-226可以主要是將試劑孔204-214剛性地連接到入口120-130的金屬管。可選地，孔通道216-226可以是將試劑孔204-214連接到入口120-130的塑膠管。流動池100的出口132依尺寸被製造成使試劑的每個流動路徑134-144從流動池100流出。
流動池100包括位於每個入口120-130和出口132之間並與每個入口120-130和出口132流體連通的流動通道102。流動通道102包括歧管段104和檢測段106。
歧管段104具有與公共管線172流體連通的多個歧管分支160、162、164、166、168、170。每個歧管分支160-170連接到入口120-130。
檢測段106與公共管線172和出口132流體連通。檢測段106可操作來執行在位於檢測段106中的分析物和多種試劑146-156之間的多個不同的化學反應。
試劑流動路徑134-144保持彼此分離，直到它們進入流動池100為止。因此，流動通道102的歧管段104包括在儀器200中的唯一的公共區域，在該區域中不同試劑146-156的不同流動路徑134-144在流到流動通道102的檢測段106內之前被一起按規定路線傳輸。因此，只有流動通道102需要被沖洗，以便最小化並且在某些情況下甚至完全消除在化學反應之間的試劑的交叉污染。這有助於減小沖洗因數，並因此減小用於在流動通道102中達到沖洗試劑的預定濃度（沖洗效率）的沖洗試劑的總沖洗體積。
另外，在試劑流動路徑134-144保持分離的流動池100的外部，試劑流動路徑可以越過多於一個水準流動。例如，試劑孔204-214可以在儀器200內以比流動池100的水準更高的水準定位。然而，在試劑流動路徑134-144可以混合的流動池100的內部，流動通道102的歧管段104和檢測段106實質上在同一平面上或是平面的。這有助於減少在流動通道102內的潛在死區，因此也有助於減小用於達到預定沖洗效率的沖洗因數。
流動池100的出口132與第一泵夾管（pinch）閥240流體連通。第一泵夾管閥240與第二泵夾管閥242流體連通。
板載泵244（例如注射泵或類似泵）也佈置在盒202上。即使板載泵244可以是其他類型的泵，它在這裡也將被稱為注射泵244。注射泵244以T形構造（tee formation）連接在第一泵夾管閥240和第二泵夾管閥242之間。第一泵夾管閥240和第二泵夾管閥242都由儀器200打開和關閉，以使注射泵244與流動池100接合或脫離。
注射泵244包括佈置在氣缸248中的往復式柱塞246，氣缸248具有氣缸膛（cylinder bore）250。柱塞246被接納在氣缸膛250內以形成柱塞-氣缸膛密封。柱塞246由儀器200驅動以在氣缸膛250內往復運動，並將試劑從試劑孔204-214泵送到廢液罐252。
參考圖6，根據本文公開的方面描繪了包含圖5的可拆卸盒202的儀器200的示意框圖的例子。儀器200包括用於接納盒202的對接站（docking station）260。在儀器200內的各種電氣和機械元件與盒202交互以在由儀器200執行的測序操作期間操作盒202。
儀器200除了別的以外還可以包括一個或更多個處理器262，處理器262執行存儲在記憶體264中的程式指令，以便執行測序操作。處理器262與檢測模組266、注射泵驅動元件268和夾管閥驅動元件270等等進行電子通信。
為使用者提供使用者介面274以控制和監控儀器200的操作。通信介面272在儀器200和遠端電腦、網路等之間傳送資料和其他資訊。
注射泵驅動組件268包括耦合到可延伸軸278的注射泵電機276。可延伸軸278由注射泵電機276在延伸位置和縮回位置之間驅動，以使柱塞246在注射泵244上的氣缸248的氣缸膛250內往復運動。
夾管閥驅動組件270包括一組八個氣動地驅動的夾管閥驅動電機280。夾管閥驅動電機280中的六個機械地耦合到夾管閥228-238。夾管閥驅動電機中的兩個機械地耦合到第一泵夾管閥240和第二泵夾管閥242。夾管閥驅動電機280可以利用空氣壓力來夾緊或釋放夾管閥228-238、240、242的彈性中心部分，以氣動地打開和關閉夾管閥。可選地，夾管閥驅動電機280可以被電氣地驅動。
檢測模組266包含所有照相機和光檢測感測器以實現對從在流動池100中的分析物發射的發射光光子的檢測。在儀器200內的設備電路（未示出）然後可以處理和傳輸從那些檢測到的光子得到的資料信號。然後可以分析資料信號以揭示分析物的性質。
參考圖7，根據本文公開的方面描繪了利用流動池100來執行一系列實驗的方法的例子。該方法利用具有流動池100的儀器200。儀器200包括包含多種試劑146-156的多個試劑孔204-214。每個試劑孔204-214與流動池100上的多個入口120-130的單個入口流體連通，使得試劑的流動路徑134-144不混合，直到它們進入流動池100為止。流動池100包括具有整體地連接到檢測段106的歧管段104的流動通道102。歧管段104接收試劑146-156，並將它們按規定路線傳輸通過公共管線172到達檢測段106。分析物位於檢測段106中，其中執行在分析物和試劑146-156之間的多個化學反應。由於儀器200和流動池100的幾何形狀，相對于現有技術的流動池減小了沖洗因數（以掃掠體積為單位）以及因此用於沖洗流動池100並在流動池100的流動通道102中達到預定水準的試劑濃度（即沖洗效率）的試劑流的量（即總沖洗體積）。
該方法（在步驟300）由將流動池100連接到儀器200開始。流動池100包括多個入口120-130、出口132和在其間流體連通的流動通道102。流動通道102包括歧管段104和檢測段106。流動池100和儀器200的幾何形狀和架構的減小沖洗因數並提高沖洗效率的一些特徵如下： ● 歧管段104和檢測段可以在同一平面上。 ● 歧管段104的掃掠體積可以比檢測段106的掃掠體積小至少約10倍。 ● 在歧管段104內的歧管分支160-170可以在接合部174處形成銳角。 ● 每個入口120-130可以接收流經一個試劑流動路徑134-144的一種試劑146-156。
流動通道102的歧管段104可以包括在儀器200中的唯一的公共區域，在該區域中不同試劑146-156的不同流動路徑134-144在流到流動通道102的檢測段106內之前被按規定路線傳輸到一起。
該方法（在步驟302）通過操作儀器200的多個閥228-238中的第一閥以選擇多種試劑146-156中的第一試劑來繼續。每種試劑定位在儀器200的試劑孔204-214中。
該方法（在步驟304）通過泵送第一試劑通過多個入口120-130中的第一入口並通過流動池100的流動通道102來繼續。泵送可以用各種合適的泵來完成。在圖5中所示的例子中，泵是注射泵244。
該方法（在步驟306）通過執行在位於流動通道102的檢測段106中的分析物和第一試劑之間的第一化學反應來繼續。在第一化學反應完成後，第一試劑的一部分將作為剩餘試劑遺留在流動通道中。剩餘試劑可能必須至少從流動通道102的檢測段106中被沖洗出來，以便最小化並且在某些情況下甚至完全消除與在預定序列的化學反應中使用的多種試劑146-156中的其他試劑的交叉污染。
該方法（在步驟308）通過操作多個閥228-238中的後續閥以選擇多種試劑146-156中的後續試劑來繼續。
該方法（在步驟310）通過以下動作而繼續：泵送後續試劑通過多個入口120-130中的後續入口並通過流動通道102以從流動通道102沖洗掉剩餘試劑使得位於檢測段106中的後續試劑的至少約99.95%的濃度（即，至少約99.95%的沖洗效率）在後續試劑的總沖洗體積中被達到，總沖洗體積等於流動通道102的掃掠體積的約2.5倍（即，約2.5的沖洗因數）或更小。這個2.5的低沖洗因數和99.95%的高沖洗效率是可達到的，至少部分地由於早些時候在300處討論的特徵。可選地（在步驟310），對於一些後續試劑，該方法可以僅使用約2.0或更小的沖洗因數來從流動通道102沖洗掉剩餘試劑，使得後續試劑的至少約99%的濃度（即，至少約99%的沖洗效率）被達到。
然後，該方法（在步驟312）通過以下動作繼續：在位於檢測段106中的後續試劑的至少約99.95%（或者可選地對於一些後續試劑，至少約99%）的濃度被達到之後執行在位於檢測段106中的後續試劑和分析物之間的後續化學反應。在後續化學反應完成後，後續試劑的一部分將遺留在流動通道中作為剩餘試劑。該剩餘試劑可能必須至少從流動通道102的檢測段106中被沖洗出來，以便最小化並且在某些情況下甚至完全消除與在預定序列的化學反應中使用的多種試劑146-156中的其他試劑的交叉污染。
然後，該方法（如由步驟314所示地）通過返回（到步驟308）以重複操作後續閥（步驟308）、泵送後續試劑（步驟310）以及針對在預定序列的化學反應中的多種試劑146-156中的預定序列的試劑執行後續化學反應（步驟312）來反覆運算。
隨著每次反覆運算（步驟314），該方法可以根據所選擇的試劑的類型以多種方式繼續。更具體地，該方法可以基於由在分析物和各種試劑之間的化學反應引起的功能效應來繼續。
例如，該方法可以通過將螢光標記的核苷酸摻入到包括DNA鏈的分析物（即DNA鏈分析物）中來繼續。這可以用摻合混合物例如試劑146或類似物來實現。
此外作為例子，該方法可以通過在檢測過程期間穩定DNA鏈分析物來繼續。這可以用掃描混合物例如試劑148或類似物來實現。
此外作為例子，該方法可以通過酶促地劈裂來自DNA鏈分析物的螢光標記的核苷酸來繼續。這可以用劈裂混合物例如試劑150或類似物來實現。
在執行在定位在流動通道102中的試劑和分析物之間的化學反應之前，不是每種沖洗試劑都需要大約99.95%或更大的沖洗效率（或者可選地，對於一些後續試劑，大約99%或更大的沖洗效率）。例如，如果順序地使用兩種洗滌緩衝液試劑，第二洗滌緩衝液可能只需要約96%或更大的沖洗效率。此外例如，如果試劑是可用於執行預定的原位測試的空氣，則沖洗效率可能僅為約96%。然而，在任何給定序列的試劑中，大多數後續試劑更有可能需要99.95%或更大的沖洗效率（或者可選地，對於一些後續試劑，約為99%或更大的沖洗效率）。這在後續試劑不是洗滌緩衝液或空氣時特別是這種情況。更具體地，這在後續試劑是摻合混合物、劈裂混合物和掃描混合物之一時可能是這種情況。
通過使在約2.5或更小的沖洗因數的情況下至少約99.95%（或者可選地，對於一些後續試劑，在約2.0或更小的沖洗因數的情況下至少約99%）的沖洗效率的達到成為可能（特別是對於非洗滌緩衝液試劑或非空氣試劑），相對于現有技術，昂貴試劑的消耗減少了並且完成一系列受控化學反應而經過的時間顯著縮短了。通過使在約2.5或更小的沖洗因數的情況下約99.95%或更大的沖洗效率的達到成為可能（再次，特別是使用非洗滌緩衝液試劑或非空氣試劑），這種昂貴試劑的消耗甚至進一步減少並且完成該序列受控反應而經過的時間甚至進一步縮短。
應認識到，前述概念和下面更詳細討論的另外的概念（假定這樣的概念不相互不一致）的所有組合被設想為本文公開的創造性主題的一部分。特別是，出現在本公開的結尾處的要求保護的主題的所有組合被設想為是在本文公開的創造性主題的一部分。
儘管前述公開通過參考特定的例子被描述，但是應該理解，在所描述的創造性概念的精神和範圍內可以進行許多改變。因此，意圖是本公開不限於所描述的例子，而是它具有由所附的申請專利範圍的語言限定的全範圍。
在下文的一個或多個實施方案中可實現本公開的各方面：
1）一種流動池，包括： 多個入口，所述多個入口中的每個入口依尺寸被製造成將來自多種試劑的相應試劑的試劑流接收到所述流動池內； 出口，其依尺寸被製造成使試劑流從所述流動池流出；以及 流動通道，其位於所述多個入口中的每個入口和所述出口之間並與所述多個入口中的每個入口和所述出口流體連通，所述流動通道包括： 歧管段，其具有與公共管線流體連通的多個歧管分支，所述多個歧管分支中的每個歧管分支連接到所述多個入口中的相應入口，以及 檢測段，其與所述公共管線和所述出口流體連通，所述檢測段能夠操作來執行在位於所述檢測段中的分析物和所述多種試劑之間的多個不同的化學反應。
2）根據1）所述的流動池，其中所述流動通道的所述歧管段和所述檢測段實質上是平面的。
3）根據1）所述的流動池，其中所述多個歧管分支通過多個叉狀接合部與所述公共管線流體連通，所述多個叉狀接合部中的每一個引導相應的試劑流通過所述公共管線並進入所述檢測段內，至少一個叉狀接合部在對應的歧管分支之間形成銳角。
4）根據1）所述的流動池，其中所述歧管段具有比所述檢測段的掃掠體積小至少約10倍的掃掠體積。
5）根據1）所述的流動池，其中所述流動通道包括掃掠體積和幾何形狀，使得用於達到位於所述檢測段中的試劑的至少約99.95%濃度的沖洗效率的沖洗因數為約2.5或更小。
6）根據1）所述的流動池，包括： 頂層，其限定所述流動通道的頂表面； 底層，其限定所述流動通道的底表面；以及 中間層，其限定所述流動通道的幾何形狀。
7）根據6）所述的流動池，包括由在所述流動通道的所述底表面和所述流動通道的所述頂表面之間的距離限定的間隙高度，其中所述間隙高度在整個所述流動通道中是實質上恒定的並且在約60至100微米的範圍內。
8）根據1）所述的流動池，其中所述流動通道包括掃掠體積和幾何形狀，使得用於達到位於所述檢測段中的試劑的至少為約99%濃度的沖洗效率的沖洗因數為約2.0或更小。
9）根據1）所述的流動池，其中： 所述多種試劑來自位於盒或儀器中的一個中的多個對應試劑孔，以及 所述盒或儀器中的一個包括在所述流動池外部的多個閥，每個閥位於所述多個對應試劑孔中的相應的試劑孔和所述多個入口中的相應的入口之間，使得每個閥控制來自所述多個對應試劑孔的所述相應的試劑孔的試劑流。
10）一種儀器，包括： 多個試劑孔，所述多個試劑孔中的每個試劑孔能夠操作來在其中包含試劑； 多個閥，所述多個閥中的每個閥與所述多個試劑孔中的相應的試劑孔流體連通，所述多個閥中的每個閥能夠操作來控制來自所述多個試劑孔中的所述相應的試劑孔的試劑流；以及 流動池，其能夠操作以流體地耦合到所述儀器，所述流動池包括： 多個入口，每個入口與所述多個閥中的相應的閥流體連通，所述多個入口中的每個入口依尺寸被製造成接收來自所述多個試劑孔中的所述相應的試劑孔的試劑流； 出口，其依尺寸被製造成使所述試劑流從所述流動池流出；以及 流動通道，其位於所述多個入口中的每個入口和所述出口之間，並與所述多個入口中的每個入口和所述出口流體連通，所述流動通道包括： 歧管段，其具有與公共管線流體連通的多個歧管分支，每個分支連接到所述多個入口中的一個入口，以及 檢測段，其與所述公共管線和所述出口流體連通，所述檢測段能夠操作來執行在位於所述檢測段中的分析物和多種試劑之間的多個不同的化學反應。
11）根據10）所述的儀器，其中所述流動通道的所述歧管段是唯一的公共區域，在該公共區域中試劑的流動路徑在流到所述流動通道的所述檢測段內之前被按規定路線傳輸到一起。
12）根據10）所述的儀器，其中所述流動通道的所述歧管段和所述檢測段是實質上平面的。
13）根據10）所述的儀器，其中所述歧管分支通過多個叉狀接合部與所述公共管線流體連通，所述叉狀接合部引導每個試劑流通過所述公共管線並進入所述檢測段內，所述叉狀接合部在所述歧管分支之間僅形成銳角。
14）根據10）所述的儀器，其中所述歧管段具有比所述檢測段的掃掠體積小至少約10倍的掃掠體積。
15）根據10）所述的儀器，其中所述流動通道包括掃掠體積和幾何形狀，使得用於達到位於所述檢測段中的試劑的至少約99.95%濃度的沖洗效率的沖洗因數為約2.5或更小。
16）根據12）所述的儀器，包括： 頂層，其限定所述流動通道的頂表面； 底層，其限定所述流動通道的底表面； 中間層，其限定所述流動通道的幾何形狀；以及 間隙高度，其由在所述流動通道的所述底表面和所述流動通道的所述頂表面之間的距離限定，其中所述間隙高度在整個所述流動通道中是實質上恒定的。
17）根據10）所述的儀器，其中所述流動池定位在所述儀器內。
18）一種方法，包括： 將流動池連接到儀器，所述流動池包括多個入口、出口和在所述多個入口和所述出口之間流體連通的流動通道，所述流動通道包括歧管段和檢測段； 操作所述儀器的多個閥中的第一閥以選擇多種試劑中的第一試劑，每種試劑都位於盒或所述儀器之一的試劑孔中； 將所述第一試劑泵送通過所述流動池的所述多個入口中的第一入口並通過所述流動池的所述流動通道； 執行在位於所述流動通道的所述檢測段中的分析物和所述第一試劑之間的第一化學反應，其中在所述第一化學反應完成後，所述第一試劑中的至少一些遺留在所述流動通道中作為剩餘試劑； 操作所述多個閥中的後續閥以選擇所述多種試劑中的後續試劑；以及 泵送所述後續試劑通過所述多個入口中的後續入口並通過所述流動通道，以從所述流動通道中沖洗出所述剩餘試劑，使得位於所述檢測段中的至少約99.95%的濃度的試劑是使用所述後續試劑的總沖洗體積的所述後續試劑，所述總沖洗體積等於或小於所述流動通道的掃掠體積的約2.5倍。
19）根據18）所述的方法，包括： 在位於所述檢測段中的所述後續試劑的至少約99.95%的濃度被達到之後，執行在位於所述檢測段中的所述後續試劑和所述分析物之間的後續化學反應，其中在所述後續化學反應完成之後，所述後續試劑中的至少一些遺留在所述流動通道中作為第二剩餘試劑。
20）根據19）所述的方法，包括重複以下動作：操作所述後續閥、泵送所述後續試劑和執行後續化學反應。
100‧‧‧流動池 102‧‧‧流動通道 104‧‧‧歧管段 106‧‧‧檢測段 108‧‧‧頂層 110‧‧‧底層 112‧‧‧中間層 114‧‧‧間隙高度 116‧‧‧頂表面 118‧‧‧底表面 120‧‧‧入口 122‧‧‧入口 124‧‧‧入口 126‧‧‧入口 128‧‧‧入口 130‧‧‧入口 132‧‧‧出口 134‧‧‧流動路徑 136‧‧‧流動路徑 138‧‧‧流動路徑 140‧‧‧流動路徑 142‧‧‧流動路徑 144‧‧‧流動路徑 146‧‧‧試劑 148‧‧‧試劑 150‧‧‧試劑 152‧‧‧試劑 154‧‧‧試劑 156‧‧‧試劑 160‧‧‧歧管分支 162‧‧‧歧管分支 164‧‧‧歧管分支 166‧‧‧歧管分支 168‧‧‧歧管分支 170‧‧‧歧管分支 172‧‧‧公共管線 174‧‧‧叉狀接合部 176‧‧‧銳角 180‧‧‧曲線 182‧‧‧曲線 184‧‧‧曲線 200‧‧‧儀器 202‧‧‧盒 204‧‧‧試劑孔 206‧‧‧試劑孔 208‧‧‧試劑孔 210‧‧‧試劑孔 212‧‧‧試劑孔 214‧‧‧試劑孔 216‧‧‧孔通道 218‧‧‧孔通道 220‧‧‧孔通道 222‧‧‧孔通道 224‧‧‧孔通道 226‧‧‧孔通道 228‧‧‧閥 230‧‧‧閥 232‧‧‧閥 234‧‧‧閥 236‧‧‧閥 238‧‧‧閥 240‧‧‧第一泵夾管閥 242‧‧‧第二泵夾管閥 244‧‧‧板載泵/注射泵 246‧‧‧柱塞 248‧‧‧氣缸 250‧‧‧氣缸膛 252‧‧‧廢液罐 260‧‧‧對接站 262‧‧‧處理器 264‧‧‧記憶體 266‧‧‧檢測模組 268‧‧‧注射泵驅動組件 270‧‧‧夾管閥驅動組件 272‧‧‧使用者介面 274‧‧‧通信介面 276‧‧‧注射泵電機 278‧‧‧可延伸軸 280‧‧‧夾管閥驅動電機 300‧‧‧步驟 302‧‧‧步驟 304‧‧‧步驟 306‧‧‧步驟 308‧‧‧步驟 310‧‧‧步驟 312‧‧‧步驟 314‧‧‧步驟
根據結合附圖進行的下面的詳細描述，本公開將被更充分地理解，在附圖中： 圖1A描繪了根據本文公開的方面的具有流動通道的流動池的透視圖的例子，其中流動通道包括歧管段和檢測段； 圖1B描繪了根據本文公開的方面的圖1A的流動池的前側視圖的例子； 圖2描繪了根據本文公開的方面的沿著線2-2截取的圖1B的流動池的橫截面視圖的例子； 圖3描繪了根據本文公開的方面的圖2的歧管段的放大視圖的例子； 圖4描繪了根據本文公開的方面的沖洗效率與沖洗因數的關係的各種曲線的例子； 圖5描繪了根據本文公開的方面的包含圖2的流動池的儀器的盒的示意圖的例子； 圖6描繪了根據本文公開的方面的包含圖5的盒的儀器的示意框圖的例子；以及 圖7描繪了根據本文公開的方面的利用流動池來執行一系列實驗的方法的流程圖的例子。
100‧‧‧流動池
102‧‧‧流動通道
104‧‧‧歧管段
106‧‧‧檢測段
118‧‧‧底表面
120‧‧‧入口
122‧‧‧入口
124‧‧‧入口
126‧‧‧入口
128‧‧‧入口
130‧‧‧入口
132‧‧‧出口
134‧‧‧流動路徑
136‧‧‧流動路徑
138‧‧‧流動路徑
140‧‧‧流動路徑
142‧‧‧流動路徑
144‧‧‧流動路徑
160‧‧‧歧管分支
162‧‧‧歧管分支
164‧‧‧歧管分支
166‧‧‧歧管分支
168‧‧‧歧管分支
170‧‧‧歧管分支
172‧‧‧公共管線

Claims (18)

  1. 一種流動池，包括：多個入口，所述多個入口中的每個入口依尺寸被製造成將來自多種試劑的相應試劑的試劑流接收到所述流動池內；出口，其依尺寸被製造成使試劑流從所述流動池流出；以及流動通道，其位於所述多個入口中的每個入口和所述出口之間並與所述多個入口中的每個入口和所述出口流體連通，所述流動通道包括：歧管段，其具有與公共管線流體連通的多個歧管分支，所述多個歧管分支中的每個歧管分支連接到所述多個入口中的相應入口，以及檢測段，其與所述公共管線和所述出口流體連通，所述檢測段能夠操作來執行在位於所述檢測段中的分析物和所述多種試劑之間的多個不同的化學反應；其中該岐管段之該多個岐管分支具有一第一高度且該檢測段具有一第二高度，其中該第一高度小於該第二高度，且其中該歧管段具有比該檢測段的掃掠體積小至少約10倍的掃掠體積。
  2. 根據請求項1所述的流動池，其中所述流動通道的所述歧管段和所述檢測段實質上是平面的。
  3. 根據請求項1所述的流動池，其中所述多個歧管分支通過多個叉狀接合部與所述公共管線流體連通，所述多個叉狀接合部中的每一個引導相應的試劑流通過所述公共管線並進入所述檢測段內，至少一個叉狀接合部在對應的歧管分支之間形成銳角。
  4. 根據請求項1所述的流動池，其中所述流動通道包括掃掠體積和幾何形狀，使得用於達到位於所述檢測段中的試劑的至少約99.95%濃度的沖洗效率的沖洗因數為約2.5或更小。
  5. 根據請求項1所述的流動池，包括：頂層，其限定所述流動通道的頂表面；底層，其限定所述流動通道的底表面；以及中間層，其限定所述流動通道的幾何形狀。
  6. 根據請求項5所述的流動池，包括由在所述流動通道的所述底表面和所述流動通道的所述頂表面之間的距離限定的間隙高度，其中所述間隙高度在整個所述流動通道中是實質上恒定的並且在約60至100微米的範圍內。
  7. 根據請求項1所述的流動池，其中所述流動通道包括掃掠體積和幾何形狀，使得用於達到位於所述檢測段中的試劑的至少為約99%濃度的沖洗效率的沖洗因數為約2.0或更小。
  8. 根據請求項1所述的流動池，其中：所述多種試劑來自位於盒或儀器中的一個中的多個對應試劑孔，以及所述盒或儀器中的一個包括在所述流動池外部的多個閥，每個閥位於所述多個對應試劑孔中的相應的試劑孔和所述多個入口中的相應的入口之間，使得每個閥控制來自所述多個對應試劑孔的所述相應的試劑孔的試劑流。
  9. 一種具有一流動池的儀器，包括：多個試劑孔，所述多個試劑孔中的每個試劑孔能夠操作來在其中包含試劑；多個閥，所述多個閥中的每個閥與所述多個試劑孔中的相應的試劑孔流體連通，所述多個閥中的每個閥能夠操作來控制來自所述多個試劑孔中的所述相應的試劑孔的試劑流；以及所述流動池，其能夠操作以流體地耦合到所述儀器，所述流動池包括：多個入口，每個入口與所述多個閥中的相應的閥流體連通，所述多個入口中的每個入口依尺寸被製造成接收來自所述多個試劑孔中的所述相應的試 劑孔的試劑流；出口，其依尺寸被製造成使所述試劑流從所述流動池流出；以及流動通道，其位於所述多個入口中的每個入口和所述出口之間，並與所述多個入口中的每個入口和所述出口流體連通，所述流動通道包括：歧管段，其具有與公共管線流體連通的多個歧管分支，每個分支連接到所述多個入口中的一個入口，以及檢測段，其與所述公共管線和所述出口流體連通，所述檢測段能夠操作來執行在位於所述檢測段中的分析物和多種試劑之間的多個不同的化學反應；其中該岐管段之該多個岐管分支具有一第一高度且該檢測段具有一第二高度，其中該第一高度小於該第二高度，且其中該歧管段具有比該檢測段的掃掠體積小至少約10倍的掃掠體積。
  10. 根據請求項9所述的儀器，其中所述流動通道的所述歧管段是唯一的公共區域，在該公共區域中試劑的流動路徑在流到所述流動通道的所述檢測段內之前被按規定路線傳輸到一起。
  11. 根據請求項9所述的儀器，其中所述流動通道的所述歧管段和所述檢測段是實質上平面的。
  12. 根據請求項9所述的儀器，其中所述歧管分支通過多個叉狀接合部與所述公共管線流體連通，所述叉狀接合部引導每個試劑流通過所述公共管線並進入所述檢測段內，所述叉狀接合部在所述歧管分支之間僅形成銳角。
  13. 根據請求項9所述的儀器，其中所述流動通道包括掃掠體積和幾何形狀，使得用於達到位於所述檢測段中的試劑的至少約99.95%濃度的沖洗效率的沖洗因數為約2.5或更小。
  14. 根據請求項11所述的儀器，包括：頂層，其限定所述流動通道的頂表面；底層，其限定所述流動通道的底表面；中間層，其限定所述流動通道的幾何形狀；以及間隙高度，其由在所述流動通道的所述底表面和所述流動通道的所述頂表面之間的距離限定，其中所述間隙高度在整個所述流動通道中是實質上恒定的。
  15. 根據請求項9所述的儀器，其中所述流動池定位在所述儀器內。
  16. 一種使用一流動池的方法，包括：將所述流動池連接到儀器，所述流動池包括多個入口、出口和在所述多個入口和所述出口之間流體連通的流動通道，所述流動通道包括歧管段和檢測段，其中該岐管段之該多個岐管分支具有一第一高度且該檢測段具有一第二高度，其中該第一高度小於該第二高度，且其中該歧管段具有比該檢測段的掃掠體積小至少約10倍的掃掠體積；操作所述儀器的多個閥中的第一閥以選擇多種試劑中的第一試劑，每種試劑都位於盒或所述儀器之一的試劑孔中；將所述第一試劑泵送通過所述流動池的所述多個入口中的第一入口並通過所述流動池的所述流動通道；執行在位於所述流動通道的所述檢測段中的分析物和所述第一試劑之間的第一化學反應，其中在所述第一化學反應完成後，所述第一試劑中的至少一些遺留在所述流動通道中作為剩餘試劑；操作所述多個閥中的後續閥以選擇所述多種試劑中的後續試劑；以及泵送所述後續試劑通過所述多個入口中的後續入口並通過所述流動通道， 以從所述流動通道中沖洗出所述剩餘試劑，使得位於所述檢測段中的至少約99.95%的濃度的試劑是使用所述後續試劑的總沖洗體積的所述後續試劑，所述總沖洗體積等於或小於所述流動通道的掃掠體積的約2.5倍。
  17. 根據請求項16所述的方法，包括：在位於所述檢測段中的所述後續試劑的至少約99.95%的濃度被達到之後，執行在位於所述檢測段中的所述後續試劑和所述分析物之間的後續化學反應，其中在所述後續化學反應完成之後，所述後續試劑中的至少一些遺留在所述流動通道中作為第二剩餘試劑。
  18. 根據請求項17所述的方法，包括重複以下動作：操作所述後續閥、泵送所述後續試劑和執行後續化學反應。
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