TWI774996B - 具有多閥流體盒之裝置與使用多閥流體盒之方法 - Google Patents

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Abstract

一種裝置包括流體回路、旁路流體回路、第一組流體井、第二組流體井、第一閥和第二閥。第一閥可操作地與第一組流體井相關聯，使得第一閥選擇性地將第一組流體井的任何一個流體地連接到第一閥出口。第二閥可操作地與流體回路、旁路流體回路、第一閥出口和第二組流體井相關聯，使得第二閥選擇性地將第二組流體井的任何一個井和第一閥出口流體地連接到流體回路或者將第一閥出口流體地連接到旁路流體回路。

Description

具有多閥流體盒之裝置與使用多閥流體盒之方法 〔相關申請的交叉引用〕
本申請根據35U.S.C§119(e)要求2018年10月5日提交的序列號為62/741,785的臨時專利申請和2018年11月9日提交的序列號為2021969的荷蘭申請的申請日的權益，這兩個申請的公開內容通過引用被併入本文。
本申請涉及多閥流體盒。
由於例如有限的空間可用性，對將用於在微流體盒(microfluidic cartridge)上的不同流體操作的各種類型的流體灌注(prime)和測序(sequence)的需要可能是有問題的。一些微流體系統遠離感興趣的流體區域(例如，流動池、混合儲器)容納各種類型的流體，並且具有可操作地與各種類型的流體相關聯的單個流量控制閥，使得流量控制閥為特定的流體操作選擇流體中的一種，並且將所選擇的流體引導到感興趣的流體區域以用於處理。微流體盒的每個流體操作涉及將所選擇的流體從流量控制閥移動一段公共距離到感興趣的流體區域的入口，這限制了在操作的每個步驟中可以被輸送的流體的體積。因此，每個操作通常需要執行多次流體輸送來移動期望的總體積的流體，從而增加每個流體操作 的時間週期。
下文提出簡化概述，以便提供本文所述的一些態樣的基本理解。本概述並不是所要求保護的主題的廣泛概述。它既不意欲識別所要求保護的主題的關鍵或重要元素，也不意欲描述其範圍。它的唯一目的是以簡化的形式提出一些構思作為稍後提出的更詳細的描述的前序。
本公開的態樣包括一種裝置，該裝置包括：流體回路；旁路流體回路(bypass fluidic circuit)；第一組流體井(fluid wells)；第二組流體井；具有第一閥出口和多個第一井端口的第一閥，多個第一井端口可操作地與第一組流體井相關聯；以及具有第二閥出口、旁路選擇器通道和多個第二井端口的第二閥。在一些例子中，第一閥當在第一位置時選擇性地將第一組流體井的第一井流體地連接到第一閥出口，並且當在第二位置時選擇性地將第一組流體井的第二井流體地連接到第一閥出口。在一些例子中，第二閥出口可操作地與流體回路相關聯，並且旁路選擇器通道可操作地與旁路流體回路和第一閥出口相關聯，使得第二閥當在第一井位置時選擇性地將第二組流體井的第一井流體地連接到流體回路，並且當在旁路位置時選擇性地將旁路選擇器通道流體地連接到旁路流體回路。
本公開的態樣包括一種方法，該方法包括通過將第一閥從阻擋位置(block position)設置到第一流體井位置來選擇存儲在可操作地與第一閥相關聯的第一組流體井的第一流體井中的第一流體的過程；通過將第二閥設置到旁路位置來將所選擇的第一流體的至少一部分從第一閥移動到可操作地與第二閥相關聯的旁路通道中的過程；通過將第二閥設置到第二流體井位置來選擇存儲在可操作地與第二閥相關聯的第二組流體井的第二流體井中的第二流體的過 程；以及當所選擇的第一流體的部分在旁路通道中時將所選擇的第二流體的至少一部分移動到流體回路中的過程。
本公開的態樣包括一種裝置，該裝置包括：流體地連接到流動池的流體回路；旁路通道；第一流體井；第二流體井；第一閥，其包括第一閥出口端口和多個第一井端口，多個第一井端口中的第一井端口可操作地與第一流體井相關聯，使得第一閥選擇性地允許從第一流體井到出口端口的流動；以及第二閥，其包括：流體地連接到流體回路的第二閥出口端口、流體地連接到旁路通道的旁路端口、流體地連接到第一閥出口端口的第二閥進口端口、流體地連接到第二流體井的第二流體井端口、以及第二閥旋轉體，其旋轉到多個第二閥位置，使得第二閥選擇性地允許從第二流體井端口和第二閥進口端口中的所選擇的一個到第二閥出口端口或從第二閥進口端口到旁路端口的流動。
參考附圖，在考慮下面的描述和所附申請專利範圍時，本公開的 主題的其他特徵和特性以及操作方法、結構的相關元件的功能和部件的組合以及製造的經濟性將變得更明顯，所有附圖形成本說明書的一部分，其中相似的參考數字表示在各個附圖中的相應部件。
50:處理儀器
100:流體盒
105:公共通道
110:流體回路
111:入口通道
112:流體設備
113:流體入口
114:流體出口
115:流體通道
116:貯藏儲器
120:旁路流體回路
121:旁路流體通道
122:貯藏儲器
130:第一組井
131:第一流體井
140:第二組井
141:第二流體井
150:第一閥
151:第一旋轉體
152:第一閥選擇器通道
154:第一閥出口端口
155:第一井端口
160:第二閥
161:第二旋轉體
162:第二閥選擇器通道
163:旁路選擇器通道
163a:第一端
163b:第二端
164:第二閥出口端口
165:旁路端口
166:第二閥進口端口
167:第二井端口
170:出口通道
180:閥陣列
181:第一操縱閥
182:第二操縱閥
183:第三操縱閥
190:泵
191:廢物出口
200:控制器
202:壓力傳感器/壓力計
900:方法
910:步驟
920:步驟
930:步驟
940:步驟
950:步驟
960:步驟
被合併在本文中並形成說明書的一部分的附圖示出了本公開的主題的各種例子。在附圖中，相似的參考數字指示相同的或在功能上相似的元件。
圖1是用於將流體從第一組井的任何一個井引導到流體回路或旁路回路以及將流體從第二組井的任何一個井引導到流體回路的裝置的示意圖。
圖2是示例性第一閥和示例性第二閥與旁路回路的示意圖。
圖3是設置在第一流體處理模式中的示例性裝置的示意圖。
圖4是設置在旁路模式中的示例性裝置的示意圖。
圖5是設置在第二流體處理模式中的示例性裝置的示意圖。
圖6是設置在廢物模式中的示例性裝置的示意圖。
圖7是佈置在流體地連接到流體回路、旁路流體回路、泵和廢物出口的出口通道上的示例性閥陣列的示意圖。
圖8是指示示例性閥陣列的各種操作模式的表。
圖9是用於將第一組井和第二組井中的任何一個井的流體流引導到流體回路或旁路回路的示例性方法的流程圖。
圖10是合併到處理儀器中的流體盒的示意圖。
雖然本公開的主題的態樣可以體現在各種形式中，但下面的描述和附圖僅僅意欲公開這些形式中的一些作為主題的具體例子。因此，本公開的主題並沒有意圖限於如此描述和示出的形式或例子。
除非另有限定，否則在本文中使用的所有技術術語、符號和其他技術術語或用語具有與在本公開所屬的領域中的普通技術人員通常理解的相同的含義。本文提到的所有專利、申請、所公佈的申請和其他出版物通過引用被全部併入。如果在該章節中闡述的定義與在通過引用併入本文的專利、申請、所公佈的申請和其他出版物中闡述的定義相反或以其它方式不一致，那麼在該章節中闡述的定義優先於通過引用併入本文的定義。
除非另有指示或上下文提議另外的情況，否則如在本文所使用的「一個(a)」或「一個(an)」意指「至少一個」或「一個或更多個」。
該描述在描述部件、裝置、定位、特徵或其一部分的位置和/或定向時可以使用相對空間和/或定向術語。除非特別說明或以其它方式由本描述的 上下文規定的，否則這樣的術語(沒有限制地包括頂部、底部、在...上方、在...下方、在...之下、在...的頂部上、上部、下部、在...左邊、在...右邊、在...前面、在...後面、在...旁邊、相鄰、在...之間、水平、豎直、對角線、縱向、橫向、徑向、軸向等)為了方便在附圖中提到這種部件、裝置、定位、特徵或其一部分時被使用，且並不意圖為限制性的。
此外，除非另有說明，否則在本描述中提到的任何特定尺寸僅表示體現本公開的態樣的設備的示例性實施方式，且並不意圖為限制性的。
術語「大約」的使用適用于在本文中指定的所有數值，無論是否明確地被指示。該術語通常指本領域中的普通技術人員在本公開的上下文中考慮為與所列舉的數值的偏差的合理量(即，具有等效功能或結果)的數字範圍。例如且並不意圖為限制性的，該術語可被解釋為包括給定數值的±10%的偏差，假設這種偏差不改變該值的最終功能或結果。因此，在一些情況下，如本領域中的普通技術人員將認識到的，約1%的值可以被解釋為從0.9%至1.1%的範圍。
如在本文使用的，術語「相鄰」指接近或鄰接。相鄰物體可以彼此間隔開，或者可以與彼此實際或直接接觸。在一些實例中，相鄰物體可以聯接到彼此或者可以與彼此一體地形成。
如在本文所使用的，術語「基本上」和「基本的」指相當大的程度或限度。當與例如事件、環境、特性或屬性結合來使用時，術語可以指事件、環境、特性或屬性精確地出現的實例以及事件、環境、特性或屬性很近似地(例如考慮本文描述的例子的一般容限水平或可變性)出現的實例。
如在本文所使用的，術語「可選的」和「可選地」意指隨後描述的部件、結構、元件、事件、環境、特性、屬性等可以或可以不被包括或出現，以及該描述包括部件、結構、元件、事件、環境、特性、屬性等被包括或出現的實例以及它不被包括或不出現的實例。
根據各種例子，可以與可包括一個或更多個流體處理通路的流體盒結合來使用如本文所述的組件和設備，流體處理通路包括一個或更多個元件，例如通道、分支通道、閥、分流器、通風口、端口、接觸區域(access area)、通孔、珠(bead)、含試劑的珠、覆蓋層、反應部件、其任何組合和諸如此類中的一個或更多個。任何元件可以與另一元件流體連通。
在說明書中描述的或在申請專利範圍中列舉的元件和部件的所有可能的組合被設想和考慮為本公開的一部分。應當認識到，前述構思和下面更詳細討論的另外的構思的所有組合(假定這樣的構思不是相互不一致的)被設想為本文公開的創造性主題的一部分。特別地，出現在本公開的末尾處的所要求保護的主題的所有組合被設想為本文公開的創造性主題的一部分。
在所附申請專利範圍中，術語「包含(including)」用作相應術語「包括(comprising)」的簡明英語等效形式。術語「包括(comprising)」和「包含(including)」在本文中被規定為開放式的，不僅僅包括所列舉的元件，而且還包含任何另外的元件。而且，在所附申請專利範圍中，術語「第一」、「第二」和「第三」等僅僅用作標簽，且並不意圖在它們的對象上強加數字要求。
術語「流體連通」意指直接流體連通，例如，兩個區域可以經由連接這兩個區域的無阻流體處理通路而與彼此流體連通或者可能能夠在流體連通中，例如，當兩個區域經由流體處理通路被連接時，它們可能能夠與彼此流體連通，該流體處理通路可以包括佈置在其中的閥，其中可以例如通過溶解可溶解閥、使可爆裂閥爆裂或以其他方式打開佈置在流體處理通路中的閥在啟動閥時在兩個區域之間建立流體連通。
流體盒
存在對允許多於一個流體操作一次出現的改進的流體盒裝置和 方法的需要。這種流體操作可以在流體盒上彼此獨立地出現以縮短流體過程的累積時間。此外，存在對可以通過為每種類型的流體操作提供專用的閥通道來隔離在流體盒上處理的流體以防止在流體之間的未預期的交叉污染的改進的流體盒裝置和方法的需要。
根據各種例子，一種裝置包括流體盒，該流體盒被配置為容納各種類型的流體(例如，試劑、緩衝液、反應介質)，並通過兩個或更多個獨立的流體操作(例如，流體的混合、培育或輸送)選擇性地移動各種類型的流體。流體盒包括被配置為容納與第一流體處理操作相關聯的一種或更多種類型的流體的第一組井和被配置為容納與第二流體處理操作相關聯的一種或更多種類型的流體的第二組井。流體盒包括流體回路和旁路流體回路以進行獨立的流體操作。第一閥可操作地與第一組井相關聯，使得第一閥可以選擇性地允許流體從第一組井的任何一個井流動。第二閥可操作地與第一閥、流體回路、旁路流體回路和第二組井的任何一個井相關聯以選擇性地允許流體從第二組流體井的一個井流到流體回路，從第一閥流到流體回路，或者從第一閥流到旁路流體回路。在一些實例中，第二閥還可以有利地用於頻繁的流體操作(例如，重複測序操作)，而第一閥可以用於不太頻繁的流體操作(例如，雙端(paired-end)或放大操作)。以這種方式分離閥可以導致對每個閥的降低的空間要求和每個閥的優化以完成高頻操作和低頻操作。
如圖1所示，示例裝置包括用於容納各種類型的流體並通過兩個或更多個獨立的流體操作來將各種類型的流體選擇性地測序的流體盒100。在一些例子中，流體盒100包括流體回路110、旁路流體回路120、第一組井130、第二組井140、第一閥150、第二閥160、公共通道105、出口通道170和閥陣列180。在一些例子中，流體盒100包括支撐盒的各種部件(例如第一組井130、第二組井140、第一閥150、第二閥160和閥陣列180)的基底(未示出)，但是盒的一個或 更多個部件可以不被支撐在公共基底或其他支撐結構上。在一些例子中，流體回路110、旁路流體回路120和出口通道170包括佈置在流體盒100的基底上或流體盒100的基底內的一個或更多個流體通道或導管，以傳輸流體盒100內的流體並將流體盒100內的流體傳輸到與流體盒100流體地連接的其他設備。
如圖1所示，流體回路110包括流體設備112(例如，流動池)和兩個或更多個流體通道111、115，流體通道111、115分別將流體設備112流體地連接到第二閥160和出口通道170。在一個例子中，流體設備112是流動池，其包括被固定在一起並在其中限定一個或更多個通道(未示出)的第一玻璃層(未示出)和第二玻璃層(未示出)。在各種例子中，流體設備112可以包括流體入口113、流體出口114以及流體地連接到流體入口113和流體出口114的一個或更多個流體通道(未示出)以允許流體處理(例如化學或生化化驗或其他反應)發生。在各種例子中，流體設備112被配置成允許各種類型的流體(例如，試劑、緩衝液、反應介質)到流體入口113內的引入以在一個或更多個流體通道內經歷流體處理。在各種例子中，流體設備112還被配置成允許各種類型的流體通過流體出口114從一個或更多個流體通道中排出。
在圖1所示的例子中，通道111是將流體設備112的流體入口113流體地連接到第二閥160的入口通道，而通道115是將流體設備112的流體出口114流體地連接到出口通道170的後管線通道(post line channel)(兩個通道在所示例子中被示出，儘管在其他例子中流體回路110可以包括多於兩個通道)。在一些例子中，流體回路110包括與後管線通道115在一條線上的貯藏儲器116，貯藏儲器116被配置為容納穿過流體設備112的一定體積的流體，使得離開流體設備112的流體可以在被引導至出口通道170之前被暫時容納。貯藏儲器116被配置成允許雙向流體流動，使得貯藏儲器116也可以容納從出口通道170引導的流體，並允許流體流到流體設備112。
在一些例子中，流體設備112是盒100的一體的部分。在其他例子中，流體設備112例如經由將流體入口113和流體出口114分別連接到入口通道111和後管線通道115的流體連接器來可移除地附接或聯接到盒100。
在圖1所示的例子中，旁路流體回路120包括將第二閥160流體地連接到出口通道170的旁路流體通道121(一個通道在所示例子中被示出，但是在其他例子中旁路流體回路120可以包括兩個或更多個通道)。旁路流體通道121被配置成允許流體從第二閥160流到出口通道170而不流動通過流體設備112。在一些例子中，旁路流體回路120包括與旁路流體通道121在一條線上的貯藏儲器122，該貯藏儲器122被配置為容納從第二閥160供應的一定體積的流體，使得流體可以在被引導至出口通道170之前被暫時容納。貯藏儲器122被配置成允許雙向流體流動，使得貯藏儲器122也可以容納從出口通道170引導的流體，並允許流體流到第二閥160。
在圖1所示的例子中，公共通道105連接第一閥150和第二閥160。
如圖1和圖2所示，第一組井130包括兩個或更多個第一流體井131，其聯接到第一閥150，以便能夠流體地連接到第一閥150。在所示的例子中，十九個第一流體井131聯接到第一閥150，但是本公開可設想任何數量的兩個或更多個第一流體井。第一組井130的不同流體井131可以具有相同或不同的尺寸(即體積)，例如所有流體井131可以具有相同的體積，所有流體井131可以具有不同的體積，或者流體井131的子集可以具有相同的體積，以及井131的子集可以具有不同的體積，這取決於要存儲在每個第一流體井131中的試劑或其他流體的所需存儲體積。
如圖1和圖2所示，第二組井140包括兩個或更多個第二流體井141，其聯接到第二閥160，以便能夠流體地連接到第二閥160。在所示的例子中，五個第二流體井141聯接到第二閥160，但是本公開可設想任何數量的兩個或更 多個第二流體井。第二組井140的不同流體井141可以具有相同或不同的尺寸(即體積)，例如所有流體井141可以具有相同的體積，所有流體井141可以具有不同的體積，或者流體井141的子集可以具有相同的體積，以及井141的子集可以具有不同的體積，這取決於要存儲在每個第二流體井141中的試劑、緩衝液或其他流體的所需存儲體積。
第一閥150被構造和佈置成選擇性地將第一組井130的第一流體井131中的一個流體地連接到公共通道105，並因而連接到第二閥160。在圖1和2所示的例子中，第一閥150是包括可旋轉地安裝在流體盒100內的第一旋轉體151的旋轉閥。在一些例子中，第一旋轉體151包括由剛性塑料材料(例如聚丙烯)製成的圓盤(未示出)和由彈性體材料(例如Dynaflex®、Santoprene®和矽樹脂)製成的蓋(未示出)。在各種例子中，第一閥150包括多個第一井端口155，每個第一井端口與第一組井130的第一流體井131中的一個相關聯。在圖1和2所示的例子中，該組第一井端口155以圓周模式佈置在第一旋轉體151周圍，使得每個第一井端口155位於距第一旋轉體151的中心相同的徑向距離處。在其他例子(未示出)中，該組第一井端口155可以放置成將第一閥150流體地連接到第一組井130的其他佈置。在一些例子中，每個第一井端口155通過流體通道流體地連接到它的相關聯的第一流體井131。
參考圖2，第一閥150包括通過公共流體通道105流體地連接到第二閥160的第一閥出口，例如第一閥出口端口154，公共流體通道105從第一閥150的第一閥出口端口154延伸到第二閥160的第二閥進口端口166。在一些例子中，出口端口154可以佈置在第一旋轉體151的中心周圍處。在所示的例子中，用虛線示出從第一閥出口端口154延伸的公共流體通道105的一部分，其與旋轉體151重疊，例如在第一旋轉體151下方延伸。
在圖1和2所示的例子中，第一旋轉體151包括從第一閥出口端口 154朝著旋轉體151的圓周邊緣徑向延伸的第一閥選擇器通道152。
在各種例子中，旋轉體151被配置成在多個角位置之間旋轉，使得第一閥選擇器通道152可以經由每個井的相應第一井端口155將第一流體井131中的任何一個流體地連接到第一閥出口端口154。當旋轉體151旋轉到角位置使得第一閥選擇器通道152與第一井端口155中的一個對齊時，流體可以通過閥選擇器通道152從所選擇的第一流體井131流動並進入第一閥出口端口154內。
在一些例子中，第一閥150可以包括硬止動件(hard stop)(未示出)以在阻擋位置處限制旋轉體151的旋轉，在該阻擋位置處，第一閥選擇器通道152不與第一井端口155中的任何一個對齊。在一些例子中，硬止動件包括從第一旋轉體151的圓周邊緣突出的突出部和從第一閥150的定子部件(stator component)(未示出)突出的柱，由此當第一旋轉體151設置在阻擋位置處時突出部接合柱。
在各種例子中，當第一旋轉體151設置在阻擋位置處時，第一閥150被配置成阻止流體從第一組井130流到第二閥160。在一些例子中，第一旋轉體151被配置成在第一方向上從阻擋位置旋轉到多個第一流體位置中的任何一個以選擇性地允許從多個第一井端口155中的任何一個和相關聯的第一流體井131中的任何一個流到第一閥出口端口154。在其他例子中，第一旋轉體151被配置成從阻擋位置雙向地旋轉到將第一井端口155中的一個和相關聯的第一流體井131中的一個連接到第一閥出口端口154的多個第一流體位置中的任何一個。
在一些例子中，第一旋轉體151可以被設置到清洗位置(未示出)，使得第一閥150允許來自空氣源的流體流動以通過氣泡分離穿過公共流體通道105的流體的等分試樣(aliquots)。
第二閥160被構造和佈置成選擇性地將第二組井140的第二流體井141中的一個流體地連接到流體回路110的入口通道111，將公共通道105和第一 閥150連接到流體回路110的入口通道111，或者將公共通道105和第一閥150連接到旁路流體回路120的旁路通道121。在圖1和圖2所示的例子中，第二閥160是旋轉閥，其包括可旋轉地安裝在流體盒100內的第二旋轉體161，使得第二旋轉體161被配置成在多個角位置之間旋轉。在一些例子中，第二旋轉體161包括由剛性塑料材料(例如聚丙烯)製成的圓盤(未示出)和由彈性體材料(例如Dynaflex®、Santoprene®和矽樹脂)製成的蓋(未示出)。在各種例子中，第二閥160包括流體地連接到流體回路110的入口通道11的第二閥出口(例如第二閥出口端口164)、流體地連接到旁路回路120的旁路通道121的旁路端口165、流體地連接到公共通道105和第一閥150的第二閥進口端口166以及多個第二井端口167，每個第二井端口167與第二組井140的第二流體井141中的一個相關聯。
在圖1和圖2所示的例子中，旁路端口165、第二閥進口端口166和多個第二井端口167以圓周模式佈置在第二旋轉體161周圍。在其他例子(未示出)中，旁路端口165、第二閥進口端口166和多個第二井端口167可以被放置成將第二閥160流體地連接到旁路回路120、第一閥150和第二組井140的其他佈置。在一些例子中，每個第二井端口167通過流體通道流體地連接到它的相關聯的第二流體井141。
參考圖2，第二閥出口端口164流體地連接到從第二閥160延伸到流體設備112的入口通道111。在一些例子中，第二閥出口端口164佈置在第二旋轉體161的中心周圍處，使得旁路端口165、第二閥進口端口166和該組第二井端口167位於距第二閥出口端口164相同的徑向距離處。在所示的例子中，用虛線示出從第二閥出口端口164延伸的入口通道111的一部分，其與旋轉體151重疊，例如在第二旋轉體161下方延伸。
在圖1和圖2所示的例子中，第二旋轉體161包括從第二閥出口端口164朝著第二旋轉體161的圓周邊緣徑向延伸的第二閥選擇器通道162。
在圖1-7所示的例子中，第二旋轉體161還包括佈置在第二旋轉體161的圓周邊緣附近的旁路選擇器通道163。在一些例子中，旁路選擇器通道163包括圖3中所示的基本上與第二閥選擇器通道162徑向對齊的第一端163a和從第二閥選擇器通道162偏移的第二端163b。參考圖3和圖6，當第二旋轉體161被設置在旁路位置處時，旁路選擇器通道163的第一端163a被配置成流體地連接到第二閥進口端口166，並且旁路選擇器通道163的第二端163b被配置成流體地連接到旁路端口165。在旁路位置處，第二閥選擇器通道162不與第二井端口167中的任何一個對齊，使得第二選擇器閥通道162不流體地連接到第二流體井141中的任何一個。在一些實施方式中，當第二旋轉體161設置在旁路位置處時，第二閥選擇器通道162可以流體地連接到第二流體井141，使得第二閥進口端口166流體地連接到旁路端口165，同時所選擇的第二流體井141流體地連接到第二閥出口端口164。
在各種例子中，第二旋轉體161被配置成在多個角位置之間旋轉，使得第二閥160允許流體(i)從第二組井140的第二流體井141中的一個流到入口通道111，(ii)從公共通道105和第一閥150流到入口通道111，或者(iii)從公共通道105和第一閥流到旁路通道121。
第二旋轉體161到第二閥選擇器通道162與第二井端口167中的一個流體地連接的角位置的旋轉允許流體從所選擇的對應的第二流體井141通過第二閥選擇器通道162、通過第二閥出口端口164流動並流動到入口通道111中。當第二閥選擇器通道162與第二井端口167中的一個流體地連接時，旁路選擇器通道163的第一端163a和第二端163b從第二閥進口端口166和旁路端口165移位，使得旁路選擇器通道163不與第二閥進口端口165和旁路端口166流體連通。
第二旋轉體161到第二閥選擇器通道162與第二閥進口端口166流體地連接的角位置的旋轉允許流體從公共流體通道105和第一閥150通過第二閥 選擇器通道162、通過第二閥出口端口164流動並流動到入口通道111中。當第二閥選擇器通道162與第二閥進口端口166流體地連接時，旁路選擇器通道163的第一端163a和第二端163b從第二閥進口端口166和旁路端口165移位，使得旁路選擇器通道163不與第二閥進口端口165和旁路端口166流體連通。
在一些例子中，第二閥160可以包括類似於上面關於第一閥150描述的例子的硬止動件，以在阻擋位置處限制第二旋轉體161的旋轉，在阻擋位置處，第二閥選擇器通道162不與第二井端口167中的任何一個對齊。當第二旋轉體161設置在阻擋位置處時，第二閥160防止流體從第一閥150和/或第二組井140中的任何一個流到第二閥出口端口164，並且防止流體從第一閥150流到旁路端口165。
在一些例子中，第二旋轉體161被配置成在第一方向上從阻擋位置旋轉到第一閥位置，其中第二閥選擇器通道162與第二閥進口端口166對齊，使得第二閥160允許流體在第二閥進口端口166和第二閥出口端口164之間流動。當第二旋轉體161設置在第一閥位置處時，閥選擇器通道162與第二閥進口端口166對齊，使得第二閥選擇器通道162流體地連接到第二閥進口端口165，並且旁路選擇器通道163不流體地連接到任何一個端口。在一些實施方式中，旁路選擇器通道163可以將第二井端口167流體地連接到另一第二井端口167和/或旁路端口165。
在一些例子中，第二旋轉體161被配置成在第一方向上從阻擋位置旋轉到一個或更多個第二井位置，使得第二閥160允許流體在所選擇的第二井端口167和第二閥出口端口164之間流動。當第二旋轉體161設置在第二井位置中的任何一個處時，第二閥選擇器通道162的入口端流體地連接到所選擇的第二井端口167，且旁通閥通道163不流體地連接到任何一個端口。
在第一閥150和第二閥160的各種例子中，可以提供第一旋轉體 151和第二旋轉體161的角位置的自動控制和監控。每個旋轉體可以例如通過齒輪、傳送帶(belts)、滑輪、驅動軸等聯接到馬達或其他動力裝置，以便提供旋轉體的自動按需提供動力的旋轉。旋轉體的角位置控制和監控可以由旋轉位置傳感器(例如編碼器和/或步進馬達)提供。
參考圖1所示的例子，流體盒100包括流體地連接到出口通道170的廢物出口191，並且泵190可以流體地連接到出口通道170。在各種例子中，泵190被配置成在出口通道170和流體回路110和/或旁路流體回路120中的任何一個之間施加壓力差以沿著流體回路110和/或旁路流體回路120中的任何一個雙向地推進流體流。泵190可以包括具有可操作地與注射器相關聯的致動器(未示出)的注射泵。在各種例子中，致動器被配置為在第一方向上移動注射器的柱塞以產生負壓力差，以通過流體回路110和/或旁路流體回路120朝向注射器的筒抽吸流體(並且可能使流體抽吸到注射器的筒中)。致動器還被配置成在與第一方向相反的第二方向上移動柱塞以產生正壓力差並使流體遠離注射器排出(並且可能使流體從注射器排出)並進入流體回路110和/或旁路流體回路120中的任何一個內。在其他例子(未示出)中，泵190可以包括能夠反轉流動方向的任何其他壓力差產生機構。
在一些例子中，當注射泵190的柱塞改變方向時，可能存在由柱塞產生的壓力的滯後(例如遲滯)。注射泵190的操作可以通過首先將柱塞在相反方向上的運動改變部分衝程並然後在等待預定量的時間之後完成柱塞在相反方向上的衝程來補償這個帶後。在一個例子中，柱塞190可以在第一方向上移動以抽吸流體回路110或旁路流體回路120，以及然後在第二方向上移動以將流體分配到流體回路110或旁路流體回路120中。將流體分配到流體回路110或旁路流體回路120中的過程可以通過在第二方向上將柱塞的方向首先反轉部分衝程來執行，以消除(account for)由注射泵190產生的壓力的任何滯後。在第二方向上將 柱塞移動部分衝程之後，柱塞在第二方向上的衝程可以被完成以確保期望體積的流體被分配到流體回路110或旁路流體回路120中。
在各種例子中，流體盒100包括閥陣列180，閥陣列180包括沿著出口通道170佈置的一個或更多個操縱閥181-183以選擇性地控制在流體回路110、旁路回路120、泵190和廢物出口191之間的流動。一個或更多個操縱閥181-183包括佈置在後管線115和出口通道170之間的接合點處的第一操縱閥181、佈置在旁路流體通道121和出口通道170之間的接合點處的第二操縱閥182以及佈置在廢物出口191和出口通道170之間的接合點處的第三操縱閥183。
在一些例子中，第三操縱閥183比廢物出口191更靠近泵190以促進氣泡從泵190的去除。第三操縱閥183相對於泵190的鄰近位置降低了從泵190輸出的氣泡變得被俘獲在出口通道170中的可能性，從而允許氣泡有效地從流體盒100中被清除。
在各種例子中，操縱閥181-183可以是由小的圓形凹陷(rounded dips)構成的夾管閥，並且可以用外部夾杆壓縮以密封它們的相應通道。在各種例子中，在通道上結合的材料應該足夠柔軟，以實現這種夾管閥機制的使用。只有具有打開的閥的通道才允許流動出現，因而產生選擇流體到其相應的通道的特定流。
如圖1所示，壓力傳感器202(例如壓力計)可以連接到出口通道170以監控流過其的流體的壓力。在一些例子中，壓力傳感器202被配置成產生指示流過出口通道170的流體的壓力測量的信號，並且泵190和閥陣列180的操作可以是基於出口通道170的壓力測量進行的。
參考圖7和圖8，在各種例子中，閥陣列180可以在各種模式下操作，其中特定的操縱閥181-183被設置到打開或關閉位置以選擇性地控制在流體回路110、旁路回路120、泵190和廢物出口191之間的流動。參考圖8的表1，在一 些例子中，閥陣列180可以被設置在全部打開模式中，其中所有操縱閥181-183被設置到在表中由「O」表示的打開位置。在全部打開位置處，閥陣列180允許流體從流體回路110和旁路流體回路120流到出口通道170，並且允許流體從出口通道170流到廢物出口191。
參考圖8的表1，在一些例子中，閥陣列180可以被設置成流體回路或流動池模式，其中第一操縱閥181被設置到打開位置，並且第二操縱閥182和第三操縱閥183被設置到在表中由「X」表示的關閉位置。在流體回路模式中，閥陣列180允許在流體回路110和泵190之間的流體流動，同時防止在旁路流體回路120和出口通道170之間的流體流動並防止在出口通道170和廢物出口191之間的流體流動。因此，在流體回路模式下，來自第一組井130或第二組井140中的任一個井的流體可被引導至流體回路110、貯藏儲器116、出口通道170和/或泵190，並且流體可被反轉以從泵190、出口通道170和/或貯藏儲器116流回到流體回路110。
參考圖8的表1，在一些例子中，閥陣列180可以被設置在廢物模式中，其中第三操縱閥183被設置到打開位置，並且第一操縱閥181和第二操縱閥182被設置到關閉位置。在廢物模式下，閥陣列180允許在泵190和廢物出口191之間的流動流體，同時防止在旁路流體回路120和出口通道170之間的流體流動並防止在流體回路110和出口通道170之間的流體流動。因此，在廢物模式下，來自泵190和/或出口通道170的流體可以被引導至廢物出口191。
參考圖8的表1，在一些例子中，閥陣列180可以被設置在旁路模式中，其中第二操縱閥182被設置到打開位置，並且第一操縱閥181和第三操縱閥183被設置到關閉位置。在旁路模式下，閥陣列180允許在旁路流體回路120和泵190之間的流體流動，同時防止在流體回路110和出口通道170之間的流體流動並防止在出口通道170和廢物出口191之間的流體流動。因此，在旁路模式下，來自 第一組井130或第二組井140中的任一個井的流體可以被引導至旁路流體回路120、出口通道170和/或泵190，並且流體可以被反轉以從泵190和/或出口通道170流到旁路流體回路120。
在各種例子中，閥陣列180被配置成最小化在兩種操作模式之間的過渡期間可能出現的交叉污染或體積不準確性。在各種例子中，流體操縱閥181-183被定位成使得在第一流體操縱閥181和第二流體操縱閥182都瞬時打開的情況下流體流將被引導至廢物出口191，這降低了在流體設備112中的兩種或更多種流體之間的交叉污染的風險。在各種例子中，流體操縱閥181-183由佈置在配置成處理流體盒100的儀器(未示出)中的凸輪(未示出)驅動。在流體操縱閥181-183和凸輪之間的相互作用被配置成最小化在兩種操作模式之間的過渡時間，從而降低交叉污染或體積不準確性的可能性。
流體盒的操作模式
在各種例子中，如圖3-6所示，流體盒100在各種模式下操作以選擇性地將流體從第一組井130的第一流體井131中的任何一個引導至流體回路110或旁路回路120，或者從第二組井140的第二流體井141中的任何一個引導至流體回路110。
參考圖3，第一閥150和第二閥160可以被設置成第一流體處理模式以允許流體從第一組井130的所選擇的第一流體井131流到流體回路110，並阻止來自第二組井140的流動。在第一流體處理模式下，第一閥150的第一旋轉體151被設置為將第一閥選擇器通道152與第一井端口155中的所選擇的一個第一井端口連接以允許流體從相關聯的第一井131流到第一閥出口端口154，並且第二閥160的第二旋轉體161被設置為將第二閥選擇器通道162與第二閥進口端口166連接以允許流體在第二閥進口端口166和第二閥出口端口164之間流動。同 時，在閥181打開以及閥182和183關閉的情況下，閥陣列180被設置在流體回路模式中以允許流體從流體回路110流到出口通道170和泵190。如圖3所示，第一流體的等分試樣(由粗線指示)從所選擇的第一井131經由公共流體通道105被引導至第二閥160並被引導通過流體設備112以經歷流體處理。在穿過流體設備112之後，第一流體的等分試樣可以暫時容納在貯藏儲器116中或者被直接發送到注射泵190中。
參考圖4，第一閥150和第二閥160可以被設置到旁路模式以允許流體從第一組井130的所選擇的第一流體井131流到旁路流體回路120，並阻止來自第二組井140的流動。在旁路模式下，第一閥150的第一旋轉體151被設置為將第一閥選擇器通道152與第一井端口155中的所選擇的一個第一井端口連接以允許流體從相關聯的第一井端口131流到第一閥出口端口154，並且第二閥160的第二旋轉體161被設置為將旁路選擇器通道163與第二閥進口端口166和旁路端口165對齊以允許在第二閥進口端口166和旁路端口165之間的流體流動。同時，在閥182打開以及閥181和183關閉的情況下，閥陣列180被設置在旁路模式中以允許流體從旁路流體回路120流到出口通道170和泵190。如圖4所示，第一流體的等分試樣(由粗線指示)從所選擇的第一井131經由公共流體通道105被引導至第二閥160並進入旁路通道121內，其中第一流體的等分試樣可以暫時容納在貯藏儲器122中和/或被直接發送至注射泵190。
參考圖5，第一閥150和第二閥160可以被設置到第二流體處理模式以允許流體從第二組井140的所選擇的第二流體井141流到流體回路110，並阻止來自第一組井130的流動。在第二流體處理模式下，第一閥150被設置到阻擋位置，其中第一閥選擇器通道152不與第一井端口155中的任何一個對齊以阻擋來自第一組井130的流體。第二閥160被設置成將第二閥選擇器通道162與第二井端口167中的所選擇的一個第二井端口連接以允許流體從相關聯的第二流體井141 流到第二閥出口端口164。同時，在閥181打開以及閥182和183關閉的情況下，閥陣列180被設置在流體回路模式中以允許流體從流體回路110流到出口通道170和泵190。如圖5所示，第二流體的等分試樣(由粗線指示)從所選擇的第二流體井141經由入口通道111被引導至流體設備112以經歷流體處理。在穿過流體設備112之後，第二流體的等分試樣可以暫時容納在貯藏儲器116中和/或被直接發送到注射泵190。
參考圖6，流體盒100可以被設置到廢物模式。在廢物模式下，第一閥150被設置到阻擋位置，其中第一閥選擇器通道152不與第一井端口155中的任何一個對齊以阻擋來自第一組井130的流體，並且在閥183打開以及閥181和182關閉的情況下，閥陣列180被設置在廢物模式中以允許在泵190和廢物出口191之間的流體流動，並且阻止從流體回路110或旁路流體回路120到出口通道170的流動。在廢物模式下，第二閥160可以被設置在任何位置上而不將流體流引導到流體回路110和旁路流體回路120兩者。如圖6所示，被容納在注射泵190或另一儲器中的用過的流體可以被排空到廢物出口191中以用於處置。
在一些例子中，根據在Stone等人在2014年8月7日提交的美國專利第9,410,977號“FLUIDIC SYSTEM FOR REAGENT DELIVERY TO A FLOW CELL”中所描述的試劑再使用處理，暫時容納在貯藏儲器116中的第一流體的等分試樣或第二流體的等分試樣可以再次被再引入到流體設備112中。
在一些例子中，根據在2017年12月13日提交的美國專利公佈號2018/0185842“REAGENT CHANNEL MIXING SYSTEM AND METHOD”中描述的混合處理，暫時容納在貯藏儲器122中的第一流體的等分試樣可用於與其他流體(例如另一試劑溶液)混合。
根據在本公開中描述的例子，流體盒100允許第二種類型的流體處理操作(例如流體的輸送、混合或灌注)在完全獨立於流體設備112的旁路流 體回路120中發生。例如，第一流體可以存儲在流體設備112中用於第一流體處理操作(例如，培育)，而第二流體可以經由旁路流體回路120被引導至貯藏儲器122和/或注射泵190以經歷第二流體處理操作(例如，灌注)。通過同時操作兩個獨立的流體操作，流體盒100可以通過並行化減少或縮短完成多個流體過程的累積時間。
根據本公開中描述的例子，流體盒100允許某些流體(其可能彼此不相容或者可能以其它方式優選地保持分離)通過將第一組流體容納在與第一閥150相關聯的第一組井130中並且將第二組流體容納在與第二閥160相關聯的第二組井140中來保持分離。例如，用於聚集和雙端灌注(CPE)操作的第一組流體可被容納在第一組井130中並通過第一閥150和第二閥160的旁路通道163處理，以及用於合成測序(sequencing-by-synthesis(SBS))操作的第二組流體可被容納在第二組井140中並通過第二閥160的第二閥選擇器通道161處理。第二閥160可以被配置成使得旁路通道163不在第二井端口167中的任一個之上經過，從而防止在預期用於CPE操作的第一組流體和預期用於SBS操作的第二組流體之間的任何未預期的交叉污染。
根據在本公開中描述的例子，流體盒100允許流體基於工作流程和用法來被佈置。例如，預期用於SBS操作的第二組流體比預期用於CPE操作的第一組流體在測序過程期間更頻繁地被選擇和移動。因此，在各種例子中，被容納在第二組井140中的第二組流體僅由第二閥160處理，使得當第二組流體被第二閥160選擇和移動時，被容納在第一組井130中的第一組流體可以選擇性地保持閒置並由第一閥150保護。在第一組井130和第二組井140與第一閥150和第二閥160之間的佈置減小閥150、160在測序過程期間必須旋轉的總距離，從而提高流體盒100的整體可靠性。
處理儀器
流體盒100可以可移除地聯接到流體處理儀器。如在圖10中示意性所示的，可移除的流體盒100可以可操作地安裝到處理儀器50中。如上所述，流體盒100包括通過公共流體通道105連接到第二閥160的第一閥150。流體盒100還包括將第二閥160連接到閥陣列180的旁路回路120。流體設備112可以可操作地聯接到儀器50，並通過入口通道111連接到盒100的第二閥160。儀器50還可以包括廢物出口191(以及可能廢物儲器)和泵190，這兩者都連接到盒100的閥陣列180。控制器200(其可以是儀器50的一部分或者可以是可操作地連接到儀器50的獨立或遠程計算機資源)控制儀器50的操作(例如，流體設備112的處理和泵190的操作)和盒100的操作(例如，第一閥150和第二閥160的操作和閥陣列180的操作)。
硬件和軟件
本公開的方面通過控制和計算硬件部件、用戶創建的軟件、數據輸入部件和數據輸出部件來實現。硬件部件包括被配置成通過接收一個或更多個輸入值、執行存儲在非暫時性機器可讀介質(例如，軟件)上的一個或更多個算法來實現計算和/或控制步驟的計算和控制模塊(例如，系統控制器)，例如微處理器和計算機，所述算法提供用於操縱或以其它方式作用於輸入值的指令並且輸出一個或更多個輸出值。這種輸出可以被顯示或以其他方式被指示給用戶以用於向用戶提供信息，例如關於儀器的狀態或由此執行的過程的信息，或者這種輸出可以包括對其他過程和/或控制算法的輸入。數據輸入部件包括元件，數據由該元件輸入以用於由控制和計算硬件部件使用。這種數據輸入部可以包括位置傳感器、馬達編碼器以及手動輸入元件，例如圖形用戶界面、鍵盤、觸摸屏、麥克風、開關、手動操作的掃描儀、語音激活的輸入部等。數據輸出部件可以包 括硬盤驅動器或其他存儲介質、圖形用戶界面、監視器、打印機、指示燈或可聽信號元件(例如蜂鳴器、喇叭、鈴等)。軟件包括存儲在非暫時性計算機可讀介質上的指令，其當由控制和計算硬件執行時使控制和計算硬件執行一個或更多個自動化或半自動化過程。
在一些例子中，裝置可以包括控制系統，該控制系統包括計算機控制的控制器200(在圖1中被示意性地表示)。控制器200可以是連接到流體盒100的控制系統或計算機，或者可以包括與流體盒100集成的計算機部件。這些計算機部件可以包括一個或更多個微處理器、顯示器、鍵盤(和/或其他用戶輸入設備)、存儲器部件、打印機等。控制器200可以被配置成接收來自用戶或反饋設備(例如壓力傳感器、流量計等)的輸入(例如，用戶輸入)，並且管理流體盒100的流體操作的性能。控制器200可以包括軟件算法，其使得用戶能夠將與流體處理操作相關的用戶定義的參數輸入到流體盒100中，排定(schedule)在流體盒100上的不同流體處理操作，並且使控制器200執行與流體處理操作相關聯的不同步驟，監控流體處理操作的性能，並且為用戶輸出結果(在顯示器上、打印輸出等)。
在各種例子中，控制器200可操作地鏈接到第一閥150、第二閥160、閥陣列180和泵190(通信線路從附圖被省略)，使得控制器200可以向流體盒100的不同設備發送指令以執行與流體處理操作相關聯的不同步驟(例如，與圖3-6和圖9相關聯的過程)。
用於引導被容納在流體盒中的流體的方法
根據各種例子，圖9示出了用於將流體從第一組井130和第二組井140中的任何一個井引導到流體回路110或旁路流體回路120的方法900。
如圖9所示，方法900包括步驟910：通過將第一閥150從阻擋位置 設置到第一流體位置來選擇可操作地與第一閥150相關聯的第一組井130中的第一流體井131，其中第一閥選擇器通道152與對應於所選擇的第一流體井131的第一井端口155中的一個連接。在一些例子中，步驟910還包括使用第一致動器，第一致動器包括可操作地連接到第一閥150以將第一閥體151從阻擋位置旋轉到第一流體位置的馬達(未示出)。在一些例子中，步驟910還包括使用可操作地鏈接到第一致動器的控制器200以命令第一閥150從阻擋位置被重新配置到第一流體位置。
如圖9所示，方法900包括步驟920：通過將第二閥160設置到旁路位置來使第一流體從所選擇的第一流體井131通過第一閥150移動到可操作地與第二閥160相關聯的旁路通道121中，其中旁路選擇器通道163的第一端163a與第二閥進口端口166對齊，以及旁路選擇器通道163的第二端163b與旁路端口165對齊。在一些例子中，步驟920還包括使用泵190來產生壓力差以驅動流體從所選擇的第一流體井131通過第一閥150流動並到達旁路通道121。在一些例子中，步驟920包括使用第二致動器，該第二致動器包括可操作地連接到第二閥160以將第二閥體161旋轉成與旁路通道121連接的馬達(未示出)。在一些例子中，步驟920還包括使用可操作地鏈接到第二致動器的控制器200以命令第二閥160被重新配置到旁路位置。
如圖9所示，方法900包括步驟930：通過將第二閥160設置到第二井位置來選擇可操作地與第二閥160相關聯的第二組井140的第二流體井141，其中第二閥選擇器通道162與對應於所選擇的第二流體井141的第二井端口167中的一個對齊。在一些例子中，步驟930包括使用第二致動器來將第二閥體161旋轉到第二井位置。在一些例子中，步驟930還包括使用可操作地鏈接到第二致動器的控制器200以命令第二閥160被重新配置到第二井位置。在一些例子中，步驟930還包括通過將第一閥設置到阻擋位置來阻止存儲在第一組井131中的流體通 過第一閥150、公共通道105移動並進入第二閥160內。
如圖9所示，方法900包括步驟940：使第二流體從第二組井140的所選擇的第二流體井141通過第二閥160移動並進入流體回路110內，同時在步驟920中從所選擇的第一流體井131移動的第一流體存儲在旁路通道121中。步驟940還可以包括將所選擇的第一流體容納在貯藏儲器122中以及將所選擇的第二流體移動到流體設備112中。在一些例子中，步驟940還包括使用泵190來產生壓力差以驅動流體從所選擇的第二流體井142通過第二閥160流動並進入流體回路110內。
在一些例子中，方法900包括步驟950：通過將第一閥150設置到第一流體位置來選擇可操作地與第一閥150相關聯的第一組流體井130的第一流體井131。在一些例子中，步驟950包括選擇在步驟910中被選擇的第一流體井131。在一些例子中，步驟950包括選擇在步驟910中未被選擇的第一流體井131，其容納與在步驟910的所選擇的第一流體井131中容納的第一流體不同的第三流體。
在一些例子中，方法900包括步驟960：通過將第二閥160設置到第一閥位置來使流體從第一組井130中的所選擇的第一流體井131移動通過第一閥150、公共通道105、第二閥160和流體回路110，其中第二閥選擇器通道162與第二閥進口端口166連接。在一些例子中，步驟960包括使用第二致動器來將第二閥160旋轉到第一閥位置。在一些例子中，步驟960還包括使用可操作地鏈接到第二致動器的控制器200以命令第二閥160被旋轉到第一閥位置。
在一些例子中，方法900可以包括在步驟920之後使所選擇的第一流體的至少一部分從旁路通道121移動到出口通道170並進入注射泵190內以及然後使容納在注射泵190中的所選擇的第一流體的該部分通過出口通道170排出並進入流體回路110中。在一些例子中，使所選擇的第一流體的至少一部分從旁 路通道121移動到出口通道170的步驟包括使用致動器來使注射泵190的柱塞在第一方向上移動以產生負壓力差。在一些例子中，使容納在注射泵190中的所選擇的第一流體的該部分通過出口通道170排出並進入流體回路110中的步驟包括使用致動器來使注射泵190的柱塞在第二方向上移動以產生正壓力差。在一些例子中，使所選擇的第一流體的至少一部分從旁路通道121移動到出口通道170的步驟包括通過將閥陣列180設置在旁路模式中來將第二操縱閥182打開到打開位置，將第一操縱閥181和第三操縱閥183設置到關閉位置。在一些例子中，使來自注射泵190的所選擇的第一流體的該部分排出到出口通道170並進入流體回路110中的步驟包括通過將閥陣列180設置在流動池模式中來將第一操縱閥181打開到打開位置，將第二操縱閥182和第三操縱閥183設置到關閉位置。
在一些實施方式中，方法900可以包括在步驟940之後可以通過將第二閥160設置到旁路供應位置來將來自旁路通道121的所選擇的第一流體移動到流體回路110中，其中第二閥選擇器通道162與旁路端口165對齊。在一些例子中，該步驟包括使用第二致動器來將第二閥體161旋轉到旁路供應位置。在一些例子中，該步驟還包括使用可操作地鏈接到第二致動器的控制器200以命令第二閥160被重新配置到旁路供應位置。在一些例子中，該步驟還包括通過將第一閥設置到阻擋位置來阻止存儲在第一組井131中的流體通過第一閥150、公共通道105移動並進入第二閥160。
在一些例子中，方法900可以包括在步驟940之後使所選擇的第二流體的至少一部分從流體回路110移動到出口通道170並進入注射泵190內。在一些例子中，使所選擇的第二流體的至少一部分從流體回路110移動到出口通道170的步驟包括使用致動器來在第一方向上移動注射泵190的柱塞以產生負壓力差。在一些例子中，使所選擇的第二流體的至少一部分從流體回路110移動到出口通道170的步驟包括：通過將閥陣列180設置在流動池模式中來將第一操縱閥 181打開到打開位置，將第二操縱閥182和第三操縱閥183設置到關閉位置。
在一些例子中，方法900可以包括借助於通過將第一閥選擇器通道152連接到空氣或其他氣體或液體的源將第一閥150設置到清洗位置並通過將旁路選擇器通道163連接到第二閥進口端口166和旁路端口165將第二閥160設置到旁路位置來將一定體積的空氣引入到旁路通道121中的過程。
在一些實施方式中，方法900的步驟910、920、930、940、950和/或960可以以任何順序被執行，並且不限於圖9所示的特定順序。此外，可以省略方法900的步驟910、920、930、940、950和/或960中的任何一個。
應當認識到，前面的構思和下面更詳細討論的另外的構思的所有組合(條件是這樣的構思不是相互不一致的)都被設想為本文公開的發明主題的一部分。特別地，出現在本公開的末尾處的所要求保護的主題的所有組合被設想為本文公開的創造性主題的一部分。還應當認識到，也可以出現在通過引用併入的任何公開內容中的本文中明確使用的術語應當被賦予與本文公開的特定構思最一致的含義。
雖然已經參考某些說明性示例(包括特徵的各種組合和子組合)相當詳細地描述和示出了本公開的主題，但是本領域中的技術人員應容易認識到被包含在本公開的範圍內的其他示例及其變化和修改。此外，這樣的示例、組合和子組合的描述並不意圖傳達所要求保護的主題需要除了在申請專利範圍中明確列舉的特徵或特徵的組合之外的特徵或特徵的組合。因此，本公開的範圍意圖包括被包含在下面的所附申請專利範圍的精神和範圍內的所有修改和變化。
100:流體盒
105:公共通道
110:流體回路
111:入口通道
112:流體設備
113:流體入口
114:流體出口
115:流體通道
116:貯藏儲器
120:旁路流體回路
121:旁路流體通道
122:貯藏儲器
130:第一組井
131:第一流體井
140:第二組井
141:第二流體井
150:第一閥
151:第一旋轉體
152:第一閥選擇器通道
154:第一閥出口端口
155:第一井端口
160:第二閥
161:第二旋轉體
162:第二閥選擇器通道
163:旁路選擇器通道
164:第二閥出口端口
165:旁路端口
166:第二閥進口端口
167:第二井端口
170:出口通道
180:閥陣列
181:第一操縱閥
182:第二操縱閥
183:第三操縱閥
190:泵
191:廢物出口
200:控制器
202:壓力傳感器/壓力計

Claims (19)

  1. 一種具有多閥流體盒之裝置，包括：流體回路；旁路流體回路；第一組流體井；第二組流體井；第一閥，其具有第一閥出口端口和多個第一井端口，該多個第一井端口可操作地與該第一組流體井相關聯，該第一閥當在第一位置時選擇性地將該第一組流體井的第一井流體地連接到該第一閥出口端口，並且當在第二位置時選擇性地將該第一組流體井的第二井流體地連接到該第一閥出口端口；第二閥，其具有第二閥出口端口、旁路選擇器通道和可操作地與該第二組流體井相關聯的多個第二井端口，該第二閥出口端口可操作地與該流體回路相關聯，該旁路選擇器通道可操作地與該旁路流體回路和該第一閥出口端口相關聯，該第二閥當在第一井位置時選擇性地將該第二組流體井的第一井流體地連接到該流體回路以允許流體從該第二組流體井的該第一井流動到該流體回路，並且當在旁路位置時選擇性地將該旁路選擇器通道流體地連接到該旁路流體回路；公共通道，其將該第一閥出口端口流體地連接到該第二閥；出口通道，其流體地連接到廢物出口；以及閥陣列，其包括一個或更多個閥，該一個或更多個閥沿著該出口通道佈置，以選擇性地控制在該旁路流體回路和泵之間的流動、在該流體回路和該泵之間的流動、以及在該出口通道和該廢物出口之間的流動中的至少一種。
  2. 根據請求項1所述的裝置，其中該第二閥能夠在多個位置之間旋轉。
  3. 根據請求項1或2所述的裝置，其中該第二閥當在第一閥位置時選 擇性地將該第一閥出口端口流體地連接到該流體回路。
  4. 根據請求項1或2所述的裝置，其中該第二閥當在第二井位置時選擇性地將該第二組流體井的第二井流體地連接到該流體回路。
  5. 根據請求項1或2所述的裝置，其中該第一閥能夠在多個位置之間旋轉。
  6. 根據請求項1或2所述的裝置，其中該旁路流體回路包括旁路貯藏儲器以容納第一預定體積的流體。
  7. 根據請求項1或2所述的裝置，其中該流體回路包括流體設備和流體貯藏儲器，該流體貯藏儲器在該流體設備的下游容納第二預定體積的流體。
  8. 根據請求項1或2所述的裝置，其中該流體回路流體地連接到流動池；該旁路流體回路包括旁路通道；其中該多個第一閥端口的第一閥端口可操作地與該第一流體井相關聯，使得該第一閥選擇性地允許從該第一流體井到該第一閥出口端口的流動；並且其中該第二閥的該第二閥出口端口流體地連接到該流體回路，並且該第二閥包括：旁路端口，其流體地連接到該旁路通道，第二閥進口端口，其流體地連接到該第一閥出口端口，第二流體井端口，其流體地連接到該第二流體井，以及第二閥旋轉體，其旋轉到多個第二閥位置，使得該第二閥選擇性地允許從該第二流體井端口和該第二閥進口端口中的被選擇的一個到該第二閥出口端口的流動，或者從該第二閥進口端口到該旁路端口的流動。
  9. 根據請求項8所述的裝置，其中該旁路端口、該第一閥進口端口和該第二流體井端口以圓周模式佈置，並且該第二閥旋轉體包括：第二閥選擇器通道，其將該第二閥出口端口流體地連接到該第二閥進口端口或該第二流體井端口中的一個；以及旁路選擇器通道，其在該第二閥旋轉體設置在旁路位置處時將該第二閥進口端口流體地連接到該旁路端口。
  10. 根據請求項1或2所述的裝置，其中該第一閥包括第一閥旋轉體以 旋轉到多個第一閥位置，使得該第一閥選擇性地控制從該多個第一閥端口中的所選擇的一個到該第一閥出口端口的流動；並且其中該第一閥旋轉體包括第一閥選擇器通道，該第一閥選擇器通道將該多個第一閥端口中的所選擇的一個流體地連接到該第一閥出口端口。
  11. 一種具有多閥流體盒之裝置，包括：流體回路，其流體地連接到流動池；旁路通道；第一流體井；第二流體井；第一閥，其包括第一閥出口端口和多個第一閥端口，該多個第一閥端口中的第一閥端口可操作地與該第一流體井相關聯，使得該第一閥選擇性地允許從該第一流體井到該第一閥出口端口的流動；以及第二閥，其包括：第二閥出口端口，其流體地連接到該流體回路；旁路端口，其流體地連接到該旁路通道；第二閥進口端口，其流體地連接到該第一閥出口端口；第二流體井端口，其流體地連接到該第二流體井；以及第二閥旋轉體，其旋轉到多個第二閥位置，使得該第二閥選擇性地允許從該第二流體井端口和該第二閥進口端口中的所選擇的一個到該第二閥出口端口或從該第二閥進口端口直接到該旁路端口的流動。
  12. 根據請求項11所述的裝置，其中該旁路端口、該第一閥進口端口和該第二流體井端口以圓周模式佈置，並且該第二閥旋轉體包括：第二閥選擇器通道，其將該第二閥出口端口流體地連接到該第二閥進口端口或該第二流體井端口中的一個，以及旁路選擇器通道，其在該第二閥旋轉體設置在旁路位置時將 該第二閥進口端口流體地連接到該旁路端口。
  13. 根據請求項11或12所述的裝置，其中該第一閥包括第一閥旋轉體以旋轉到多個第一閥位置，使得該第一閥選擇性地控制從該多個第一閥端口中的所選擇的一個到該第一閥出口端口的流動；並且其中該第一閥旋轉體包括第一閥選擇器通道，該第一閥選擇器通道將該多個第一閥端口中的所選擇的一個流體地連接到該第一閥出口端口。
  14. 一種使用多閥流體盒之方法，包括：通過將第一閥從阻擋位置設置到第一流體井位置來選擇存儲在第一組流體井中的第一流體井中的第一流體，該第一組流體井可操作地與該第一閥相關聯；通過將第二閥設置到旁路位置來將所選擇的第一流體的至少一部分從該第一閥移動到可操作地與該第二閥相關聯的旁路通道中；通過將該第二閥設置到第二流體井位置來選擇存儲在第二組流體井中的第二流體井中的第二流體，該第二組流體井可操作地與該第二閥相關聯；當所選擇的第一流體的該部分在該旁路通道中時，將所選擇的第二流體的至少一部分移動到流體回路中。
  15. 根據請求項14所述的方法，還包括使所選擇的第一流體的至少該部分從該旁路通道移動到該流體回路。
  16. 根據請求項14或15所述的方法，還包括將所選擇的第二流體的至少該部分從該流體回路移動到出口管線。
  17. 根據請求項14或15所述的方法，還包括：選擇存儲在可操作地與該第一閥相關聯的該第一組流體井的第二流體井中的第二流體；通過將該第二閥設置到第一閥位置來將所選擇的第二流體的至少一部分移動到該流體回路。
  18. 根據請求項14或15所述的方法，還包括通過將該第一閥設置到清 洗位置並將該第二閥設置到該旁路位置來將一定體積的空氣引入該旁路通道中。
  19. 根據請求項14或15所述的方法，還包括通過將該第一閥設置到該阻擋位置來阻止存儲在該第一組流體井中的第一流體移動到該第二閥。
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