CN104271765A - 用于处理和检测核酸的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于处理和检测来自生物样品的集合的核酸的系统和方法，包括：捕获板和捕获板模块，被配置为帮助生物样品的集合内的核酸结合至磁珠；分子诊断模块，被配置为接收被结合于磁珠的核酸，分离核酸以及分析核酸，包括盒接收模块、加热/冷却子系统和被配置为帮助核酸分离的磁体、被配置为控制流过用于处理核酸的微流体盒的流体的阀致动子系统以及用于分析核酸的光学子系统；流体操纵系统，被配置为把样品和试剂递送至系统的部件以帮助分子诊断方案；以及测定带，被配置为把核酸样品与分子诊断试剂组合以便分析核酸。

Description

用于处理和检测核酸的系统和方法
技术领域
本发明大体上涉及分子诊断领域，并且更具体地涉及用于处理和检测核酸的改进的系统和方法。
背景
在过去25年内，分子诊断是快速发展的实验室学科。其起源于基础的生物化学和分子生物学研究过程，但是现在已经成为集中于核酸(NA)的日常分析的独立学科，包括用于医疗保健中的诊断用途以及需要核酸分析的其他领域的脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。生物样品的分子诊断分析可以包括在试样中存在的一种或多种核酸材料的检测和/或监测。所进行的具体分析可以是定性的和/或定量的。分析方法可以涉及核酸材料的分离、纯化和扩增，并且聚合酶链反应(PCR)是用于扩增核酸的常用技术。通常所获得的待分析的核酸样品的量、品质和/或纯度是不适当的，妨碍诊断技术的可靠实施。目前的样品处理方法和分子诊断技术还是劳动力/时间密集的、低处理量的并且高成本的，并且分析的系统是不适当的。此外，分离、处理和扩增的方法对于某些样品基质和/或核酸类型通常是特异性的并且并不是对常见的样品和核酸类型都适用。
由于目前的分子诊断系统和方法的这些和其他的缺陷，因此存在对用于处理和检测核酸的改进的系统和方法的需要。本发明提供这样的系统和方法。
附图简述
图1A-1B描绘了用于处理和检测核酸的系统的实施方案；
图2A-2B描绘了用于处理和检测核酸的系统的实施方案的分别是元件的实施方案以及系统工作台的实施方案的俯视图；
图3A-3B描绘了用于把样品与磁珠组合的捕获板的实施方案；
图4描绘了用于帮助生物样品的溶解和生物样品与磁珠的组合的捕获板模块的实施方案；
图5A-5B描绘了捕获板的可选择的实施方案；
图6A-6B描绘了用于处理和检测核酸的分子诊断模块的实施方案；
图7A-7E描绘了由分子诊断模块的实施方案的元件进行的操作的序列；
图8描绘了微流体盒的实施方案和盒平台的实施方案；
图9A-9B描绘了分子诊断模块的实施方案的线性致动器的配置；
图10A-10B描绘了分子诊断模块的阀致动子系统的实施方案的元件；
图11A-11C描绘了分子诊断模块的阀致动子系统的实施方案；
图12A-12D描绘了分子诊断模块的光学子系统的实施方案的元件；
图13描绘了用于处理和检测核酸的分子诊断模块的可选择的实施方案的侧视图；
图14A-14C描绘了用于处理和检测核酸的系统的流体操纵系统的实施方案；
图15描绘了流体操纵系统的元件的实施方案；
图16A-16C是描绘了用于处理和检测核酸的示例性方法的示意图；
图17A-17B示出了在用于处理和检测核酸的系统中使用的消耗品和试剂的实施方案；
图18A-18B描绘了用于帮助分析含有核酸的样品的测定带(assaystrip)的实施方案；
图19描绘了测定带夹持器的实施方案；
图20描绘了测定带托架(carrier)的实施方案；
图21A-21B分别地示出了测定带夹持器和测定带的可选择的实施方案；
图22示出了用于帮助核酸的处理和检测的过滤器的实施方案；
图23示出了用于帮助核酸的处理和检测的过滤器夹持器的实施方案；以及
图24A-24D描绘了用于处理和检测核酸的方法的实施方案。
优选的实施方案的描述
本发明的优选实施方案的以下描述不意图把本发明限制于这些优选的实施方案，而是意图使任何本领域的技术人员能够制造和使用本发明。
1.用于处理和检测核酸的系统
如在图1A-1B和7A中示出的，用于处理和检测核酸的系统100的实施方案包括：捕获板110，被配置为帮助生物样品内的核酸结合至磁珠的集合119；分子诊断模块130，包括微流体盒接收模块140、加热和冷却子系统150、磁体160、阀致动子系统170、光学子系统180；以及测定带190，被配置为帮助混合分子诊断试剂与核酸体积。系统100的其他的实施方案可以还包括以下中的至少一个：被配置为支撑捕获板110的捕获板模块120；过滤器200和过滤器夹持器205，用于帮助样品制备；微流体盒210，被配置为帮助样品处理；测定带夹持器230；测定带托架240；液体操纵系统250，被配置为帮助将气体和流体递送至系统100的不同元件；处理器，被配置为分析来源于系统100的运行的数据；以及用户界面，被配置为允许用户与系统100交互。系统100因此用以接收含有核酸的生物样品(即不纯的核酸样品)，把核酸与生物样品分离，并且根据至少一个分子诊断方案(例如PCR)分析核酸样品。优选地，系统100是简单工作的系统，用户通过其加载含有核酸的生物样品的集合并且接收来源于分子诊断方案的数据的集合，而无需用户任何进一步的样品操纵。可选择地，系统100帮助用于分子诊断方案的样品准备的方面，且某些样品操纵由用户进行。
在系统100的一个示例性工作流程中，液体操纵系统250抽吸含有核酸的生物样品的集合(即不纯的核酸样品)，并且通过捕获板模块120把生物样品的集合分配入捕获板110中，以被溶解并且与磁珠(含有专有的亲合力涂层以把核酸结合于磁珠)组合。液体操纵系统250然后从捕获板110抽吸与磁珠组合的溶解的生物样品的集合(即磁珠-样品的集合)中基本上全部每个样品，并且把磁珠-样品的集合分配入微流体盒210中，微流体盒210在分子诊断模块130的盒接收模块140内被对准并且被配置为被分子诊断模块130操纵。分子诊断模块130的加热和冷却子系统150、磁体160和阀致动子系统170然后帮助核酸的集合与磁珠-样品分离，因为液体操纵系统250在合适的阶段分配洗涤溶液、释放溶液(release solution)和/或空气。液体操纵系统250然后从被容纳在分子诊断模块130内的微流体盒210抽吸核酸的集合，使用测定带190把核酸的集合与分子诊断试剂的集合组合，并且把与分子诊断试剂的集合组合的核酸的集合(即核酸-试剂混合物的集合)分配入分子诊断模块130内的微流体盒210中。分子诊断模块130的检测室加热器157、光学子系统180和阀致动子系统170然后通过被配置为把信息显示在用户界面上的处理器帮助分析核酸-试剂混合物的集合。
如所述的，上文的工作流程仅是系统100的一个示例性工作流程，并且处理和检测核酸样品的系统100和方法的其他的工作流程在下文的章节2中进一步描述。系统100的实施方案的元件的详细描述在下文的章节1.1-1.6中描述。
1.1系统-捕获板和捕获板模块
如在图3A和3B中示出的，捕获板110包括含有孔的集合112和可刺穿的箔密封件115的捕获板基板111，并且用以帮助生物样品内的核酸结合至磁珠的集合119。优选地，整个的捕获板110被配置为是消耗品(即一次性的)，使得捕获板110的每个孔可以仅被使用一次，而其余的未使用的孔可以在系统100的另外的运行期间被使用。可选择地，捕获板110的至少一部分被配置为是可反复使用的，使得另外的混合或试剂加入可以被进行并且捕获板110的各部分可以被用于系统100的多次运行。在捕获板110的一个变化形式中，捕获板基板111是可反复使用的，而可刺穿的箔密封件115是一次性的并且在系统100的每次运行之后被更换。
捕获板基板111被配置为使得捕获板110能够置于平坦的表面上，可以与另一个捕获板110堆叠，并且还可以被用于操纵微量滴定板的工业标准仪器部件操纵。捕获板基板还用以界定孔的集合112并且用以耦合于可刺穿的箔密封件115。捕获板基板111优选地包含可以被热处理以耦合于可刺穿的箔密封件115的与PCR相容的聚合物，但是可以可选择地包含任何合适的可以含有流体并且被结合于可刺穿的箔密封件115的材料。
捕获板基板111的孔的集合112用以接收含有或被怀疑潜在地含有核酸的至少一种生物样品，并且用以帮助生物样品与磁珠的集合119组合。优选地，孔113每个被配置为不仅容纳生物样品，而且被配置为帮助生物样品与磁珠的集合119混合(例如使用移液管，液体操纵系统250或其他的设备)，其优选地被预加载在孔112中，或可选择地可以被操作者加入。优选地，孔也比它们的宽度深以允许具有临床上有关的样品体积的大量的孔112(例如24个)，并且被均匀地间隔以帮助多种生物样品的抽吸、递送和/或混合(例如使用多端头移液管)。可选择地，孔比它们的深度宽以帮助用于把生物样品与磁珠119混合的较大的装置。孔的集合112的每个孔113也优选地具有圆锥形形状的底部区，如在图3A中示出的，以帮助从孔完全地抽吸流体。可选择地，每个孔113可以不具有圆锥形形状的底部区。此外，在图3A中示出的取向中，孔的集合112中的每个孔113的顶部优选地形成从捕获板基板111突出的升高的边缘，以帮助每个孔113被可刺穿的箔密封件115密封。可选择地，孔的集合112中的每个孔113的顶部可以不形成从捕获板基板111突出的升高的边缘。磁珠优选地是聚合物珠，其被与用于结合于核酸的配体预耦合并且包含超顺磁性的组分。此外，磁珠可以被处理为是带正电荷的。然而，磁珠可以可选择地是被配置为帮助生物磁性分离的任何合适的磁珠(例如磁性的、顺磁性的或超顺磁性的)。
每个量的磁珠119可以伴随有溶解试剂(例如蛋白酶K)以及包含用于DNA和RNA的核酸序列的样品过程对照(sample process control)，其用以溶解生物样品并且用以提供通过其样品过程对照可以在之后被检测以验证处理准确度和测定精确度的机构。包含用于DNA和RNA的核酸序列的样品过程对照允许捕获板的一个形式帮助涉及DNA和RNA检测的测定。优选地，所述量的磁珠119、溶解试剂和样品过程对照在每个孔内被干燥以改进保存期限；然而，所述量的磁珠119、溶解试剂和样品过程对照可以可选择地呈液体形式。
可刺穿的箔密封件115用以分隔孔的集合112的每个孔113，防止孔的集合112中的每个的内容物被污染，保护磁珠119和被储存在孔112中的其他试剂不变劣，并且提供识别捕获板110的信息。可刺穿的箔密封件115优选地密封捕获板110的每个孔113，并且被配置为被外部元件刺穿(例如被移液管端头)，使得每个孔在被刺穿之前被密封。在一个变化形式中，可刺穿的箔密封件115还形成围绕刺穿其的元件的密封件，并且在另一个变化形式中，可刺穿的箔密封件115不形成围绕刺穿其的元件的密封件，以防止气锁。可刺穿的箔密封件115还优选地被包括制造商信息、捕获板内容物、内容物的批次、到期日期和提供更多的信息的唯一的电子标签(例如条形码或二维码)中的至少一个的识别信息标记。优选地，可刺穿的箔密封件115不延伸超出捕获板110的占地面积，但是可选择地，可刺穿的箔密封件115可以是任何合适的大小和/或包括帮助捕获板的操纵的突起特征(例如凸台)。
在一个变化形式中，捕获板110可以至少被磁珠119预包装，使得孔的集合112中的每个孔113被特定量或浓度的磁珠定义的磁珠的集合119预包装。孔的集合112可以然后被可刺穿的箔密封件115密封，可刺穿的箔密封件115被配置为被递送待与磁珠119混合的一定体积的生物样品的外部元件刺穿。在另一个变化形式中，捕获板110可以不被磁珠119预包装，但是捕获板的孔113可以仍然被可刺穿的箔密封件115密封。在本变化形式中，可刺穿的箔密封件115被配置为被至少一个外部元件刺穿，用于意图被组合的生物样品和磁珠的共同递送。
捕获板110'的变化形式可以还包括带插槽的橡胶膜116，如在图5A和5B中示出的，被配置为提供经过可刺穿的箔密封件115至孔的集合112的通路(acess)。带插槽的橡胶膜116因此用以防止或减少孔的集合112的内容物的飞溅、蒸发和/或气溶胶化。优选地，带插槽的橡胶膜116包含自密封的且位于孔的集合112的井上的中心的插槽，并且进一步不延伸超出捕获板110的占地面积。可选择地，带插槽的橡胶膜116的插槽可以不是自密封的，和/或带插槽的橡胶膜116可以是任何合适的大小并且包括延伸超出捕获板110的占地面积的特征。
在一个具体的实施例中，捕获板110包括具有18mm中心至中心间距的24个孔113，每个孔具有2mL的容积容量，并且依从于实验室自动化和筛选学会(SLAS)标准。具体的实施例中的捕获板110的每个孔113也被指定量的磁珠119预包装，并且包括被热密封于可刺穿的箔密封件的突出的顶部边缘。此外，每个孔113还容纳有益于处理和监测样品的其他试剂，包括蛋白酶K和被设计为作为过程对照起作用的一种或多种特定的核酸支架。捕获板110的具体的实施例可以因此把12个生物样品的两组与磁珠组合。具体的实施例中的捕获板110通过注射成型被产生，具有127.75mm×85.5mm的占地面积，并且包含具有高的蒸汽屏障的与PCR相容的基于聚丙烯的聚合物。
系统100的实施方案可以还包括捕获板模块120，如在图4中示出的，其用以接收、支撑和加热捕获板110。捕获板模块120优选地包括被配置为搁置捕获板110的导热基板121、捕获板加热器123、捕获板接收模块125和捕获板电子模块127。优选地，捕获板模块120用以帮助被沉积入捕获板的孔113中的生物样品溶解，并且用以帮助核酸(即在已溶解的生物样品内的)结合至捕获板110的孔113内的一定量的磁珠119。在一个具体的实施例中，捕获板模块120具有108mm×156mm×45mm的尺寸并且被配置为置于平坦的表面上。
导热基板121被配置为搁置并且支撑捕获板110，并且用以把热传导至捕获板110的孔的集合112。优选地，导热基板121也被配置为可逆地耦合于捕获板110，并且包括环绕孔的集合112中的每个孔113的凹槽122的集合。在一个变化形式中，凹槽122完全地依从于捕获板110的每个孔113的外部表面，但是在另一个变化形式中，凹槽122可以环绕捕获板110的每个孔113的一部分。此外，凹槽122优选地是导热的以把热传导至孔的集合112，并且导热基板121的除了凹槽122的部分包含非传导的刚性的材料。可选择地，整个导热基板121可以包含导热的材料。
捕获板加热器123优选地被耦合于导热基板121，并且用以把热经过导热基板121转移至捕获板110的孔113。捕获板加热器123优选地依从于导热基板121的凹槽122的至少一部分，以帮助将热经过凹槽122传递至捕获板110的单个孔113。在本变化形式中，捕获板加热器123是捕获板加热器的集合124中的一个，其中捕获板加热器的集合124中的每个捕获板加热器123把热传递至捕获板110的孔的集合112的单个孔113。可选择地，捕获板加热器123可以依从于导热基板121的多个凹槽122的各部分，使得捕获板加热器123被配置为把热传递至捕获板110的多个孔113。优选地，捕获板加热器123是电阻加热器，但是可选择地，捕获板加热器123可以是珀尔帖加热器(Peltier heater)或被配置为把热传递至捕获板110的任何合适的加热器。捕获板加热器123可以也进一步耦合于散热器。
捕获板接收模块125包括用以把捕获板模块120耦合于捕获板110的捕获板致动系统126。如在图4中示出的，捕获板致动系统126包括具有带铰链的抓握部128的结构支撑部和至少一个捕获板模块致动器129。捕获板模块致动器129优选地是具有弹簧返回部的推动型螺线管，但是可以可选择地是任何合适的线性致动器，例如液压致动器。具有带铰链的抓握部128的结构支撑部优选地耦合于捕获板加热器123并且容纳捕获板模块致动器129，使得，在第一配置中，捕获板模块致动器129的致动向外位移带铰链的抓握部(允许捕获板模块120接收捕获板110)，并且在第二配置中，捕获板模块致动器129的致动向内位移带铰链的抓握部(允许捕获板模块120耦合于捕获板110)。具有带铰链的抓握部128的结构支撑部还可以包括被配置为抓握捕获板110的纹理化的和/或高摩擦的表面，但是可选择地可以不包括纹理化的和/或高摩擦的表面。
捕获板电子模块127被耦合于捕获板加热器123和捕获板致动系统126，并且用以实现捕获板加热器123和捕获板致动系统126的控制。优选地，捕获板电子模块127调制捕获板加热器123的输出，以可控地加热捕获板110的至少一个孔113。此外，捕获板电子模块127优选地调制捕获板致动系统126，以可控地把捕获板模块120耦合于捕获板110。优选地，捕获板电子模块127被耦合于外部电源，使得捕获板模块120不包括集成的电源；然而，在可选择的实施方案中，捕获板电子模块127可以被耦合于与捕获板模块120集成的电源。
1.2系统-分子诊断模块
如在图6A和6B中示出的，系统100的分子诊断模块130的实施方案包括盒接收模块140、加热和冷却子系统150、磁体160、阀致动子系统170和光学子系统180，并且用以操纵用于含有核酸的生物样品的处理的微流体盒210。分子诊断模块130优选地被配置为与至少一个其他的分子诊断模块130并行地操作，使得容纳生物样品的多个微流体盒210可以被同时地处理。在第一变化形式中，分子诊断模块130被配置为以使每个分子诊断模块130内的微流体盒210的通路成为可能的方式与另一个分子诊断模块130是可堆叠的；第一变化形式的实施例在图6B中示出，其中分子诊断模块130以交错的构型被堆叠。在该第一变化形式中，每个分子诊断模块130还可以包括锁定销或用于把被堆叠的分子诊断模块130耦合在一起的其他合适的机构。在另一个变化形式中，分子诊断模块130可以不被配置为与另一个分子诊断模块堆叠，使得分子诊断模块130被配置为并排地置于同一个平面上。分子诊断模块130的实施方案的元件在下文的章节1.2.1至1.2.5中进一步描述。
1.2.1分子诊断模块-盒接收模块
如在图9A中示出的，分子诊断模块130的盒接收模块140包括：盒平台141，包括盒加载导轨142、盒阻挡件143、磁体接收插槽144和阀致动插槽的集合145；线性致动器146，被配置为使置于盒平台141上的微流体盒210位移；以及被耦合于盒平台141的弹簧的集合148。盒接收模块140因此用以接收、对准和压缩用于根据分子诊断测定方案处理生物样品的微流体盒210。如在图7A-7C中示出的，盒平台141优选地被配置为接收沿着盒加载导轨142的微流体盒210直到其到达盒阻挡件143，并且被线性致动器146竖直地位移，这施加抵着被耦合于盒平台141的弹簧的集合148的偏置力。磁体接收插槽144和阀致动插槽的集合145通过磁体160和阀致动子系统170提供至微流体盒210的通路，因为微流体盒被线性致动器146竖直地位移。
盒平台141包括盒加载导轨142、盒阻挡件143、磁体接收插槽144和阀致动插槽的集合145，并且用以接收和对准微流体盒210，同时通过磁体160和阀致动子系统170提供向微流体盒210的通路。如在图8中示出的，盒平台141的实施方案包括一对平行的盒加载导轨142，其在被配置为把微流体盒引导朝向一对平行的盒加载导轨142的一对向内地成锥形的突起处开始，并且跨越盒平台141的两个短的边缘。盒平台141的实施方案还包括盒阻挡件143，盒阻挡件143包括被垂直于盒加载导轨142地取向的竖直凸台，并且跨越盒平台的长的边缘。优选地，盒加载导轨142和盒阻挡件143被配置为使得微流体盒210在盒加载导轨142之间滑动并且击打盒阻挡件143以预示合适地对准。可选择地，盒加载导轨142和盒阻挡件143可以被配置为使得微流体盒在盒加载导轨142上或沿着盒加载导轨142滑动，在这之后盒阻挡件143耦合于微流体盒210的一部分以确保微流体盒合适地对准。盒加载导轨142和盒阻挡件143的另外的变化形式可以被用于实现微流体盒210被分子诊断模块130接收和对准，并且是本领域的技术人员已知的。
在图8中示出的盒平台141的实施方案还包括垂直于平行的盒加载导轨142定向的并且被配置为提供向阀致动子系统170的通路的阀致动插槽的集合145，以及位于阀致动插槽的集合145之间的磁体接收插槽144。优选地，磁体接收插槽144和阀致动插槽的集合145基本上跨越盒平台141的长度维度，如在图8中示出的，并且被配置为相应于微流体盒210上需要磁场和/或阀控以实现生物样品的处理和核酸检测，一旦微流体盒210已经被在分子诊断模块130内对准的话，的位置。因此，磁体接收插槽144和阀致动插槽的集合145的可选择的配置可以容纳具有可选择的需要磁场和/或阀控以实现其他方案的区的其他的盒。在一个可选择的实施方案中，磁体接收插槽144和阀致动插槽的集合可以包括盒平台141的一个连续的空隙，使得盒平台141沿着微流体盒210的周边支撑微流体盒210，但是形成在微流体盒210的占地面积的大部分下方的连续的空隙。
线性致动器146用以线性地位移置于盒平台141上的微流体盒210，以压缩微流体盒210并且把微流体盒210定位在微流体盒210的一侧的盒加热器153和光学子系统180和在微流体盒210的另一侧的磁体160和检测室加热器157之间。线性致动器146还用以向阀致动子系统170提供足够的反作用力，使得分子诊断模块130内的微流体盒210在被阀致动子系统170操纵时合适地保持条件。线性致动器146进一步用以运动被耦合于液体操纵系统250的喷嘴149，以把液体操纵系统250耦合于微流体盒210的流体端口222。在分子诊断模块130的在图7B和7B中示出的取向中，线性致动器146优选地被耦合于加热和冷却子系统150的一部分、光学子系统180的一部分、和喷嘴149，并且竖直地位移盒加热器153、光学子系统180和喷嘴149以把盒加热器153、180和喷嘴149定位在微流体盒210上。该竖直位移还允许微流体盒210接收磁体160和检测室加热器157，磁体160提供磁场以帮助分子诊断方案的子集合，检测室加热器157允许用于需要核酸的加热和冷却的分子诊断方案(例如PCR)的核酸的扩增。优选地，线性致动器146是剪式千斤顶致动器，其被配置为把基本上均一的压力施加于分子诊断模块130内被对准的微流体盒210的所有阻断位置上，并且被配置为在至少两个配置中操作。在缩回的配置146a中，如在图9A中示出的，剪式千斤顶致动器尚未线性地位移盒平台141，并且在延伸的配置146b中，如在图9B中示出的，剪式千斤顶致动器已经线性地位移微流体盒210以把微流体盒210定位在子系统153和180和磁体160和检测室加热器157之间。此外，剪式千斤顶致动器的延伸的配置146b被配置为把喷嘴149耦合于微流体盒210的流体端口222，使得液体操纵系统250可以递送用于生物样品的处理的溶液和气体。线性致动器146可以可选择地是任何合适的被配置为把微流体盒在分子诊断模块130内线性地位移的线性致动器，例如液压线性致动器、气动线性致动器或被马达驱动的线性致动器。
如在图7B、7C和8中示出的，弹簧的集合148被耦合于盒平台141并且用以当线性致动器146位移置于盒平台141上的微流体盒210时提供顶着线性致动器146的反作用力。弹簧的集合148因此允许盒平台141返回至允许微流体盒210被加载并且当线性致动器146在缩回的配置146b中时被从分子诊断模块130卸载的位置，如在图7B中示出的。优选地，在图7B中示出的取向中，弹簧的集合148位于盒平台141的底部侧的周边区处，使得弹簧的集合148不干扰磁体或阀致动子系统170。可选择地，弹簧的集合148可以被定位在任何合适的位置处以提供顶着线性致动器146的反作用力。在图6A中示出的具体实施例中，弹簧的集合148包括四个位于邻近盒平台141的底部侧的角落的弹簧，但是在其他的变化形式中，弹簧的集合148可以包括任何合适数量的弹簧。弹簧的集合148的每个弹簧还优选地被容纳在引导器内以防止从线性竖直运动的偏离(在图7B中示出的取向中)；然而，弹簧的集合148中的每个弹簧可以可选择地不被容纳在引导器内。在分子诊断模块130的一个可选择的实施方案中，弹簧的集合148可以完全地被第二线性致动器代替，第二线性致动器被配置为把置于盒平台141上的微流体盒210在与被线性致动器146强迫的位移相反的方向线性地位移。
相似地，喷嘴149、加热和冷却子系统150、盒加热器153和磁体160优选地被耦合于弹簧，使得弹簧被定位在元件149、150、153、和160和元件149、150、153、和160被安装于其基板之间。可选择地，弹性体材料优选地被定位在元件149、150、153、和160和元件149、150、153、和160被安装于其基板之间。弹簧和/或弹性体材料用以当线性致动器146被延伸或缩回时提供分子诊断模块130的子系统的合适的功能和对准，贡献于可靠性以及总体的公差风险的减少。弹簧和/或弹性体材料进一步用以允许更多的压力被施加于被在分子诊断模块130内对准的微流体盒210的阻断位置，并且允许合适的压力被施加于分子诊断模块130的元件149、150、153和160。因此，合适的接触被在元件149、150、153、和160和正在被分子诊断模块操纵的微流体盒210之间保持。这些元件在下文更详细地描述。
1.2.2分子诊断模块-加热/冷却子系统和磁体
分子诊断模块130的加热和冷却子系统150包括盒加热器153、风扇155和检测室加热器的集合157并且用以可控地加热用于含有核酸的生物样品的根据分子诊断方案的处理的微流体盒210的各部分。在分子诊断模块130的实施方案的在图7A-7C中示出的取向中，盒加热器153优选地被耦合于盒接收模块140的线性致动器146并且被配置为跨越被在分子诊断模块130内对准的微流体盒210的中央区，风扇155位于盒接收模块140的背部壁处，并且检测室加热器的集合157位于微流体盒210的检测室的集合213下方。在分子诊断模块130的可选择的实施方案中，加热和冷却子系统150可以具有任何合适的向分子诊断模块130内的微流体盒提供受控的加热和冷却的可选择的配置。
盒加热器153用以把热传递至微流体盒210的加热区224，以诱导pH移动以把被结合的核酸从加热区224内的磁珠释放。盒加热器153优选地是被配置为仅从盒加热器153的一侧把热传递至微流体盒210的板形状的加热器，使得热经过板形状的加热器的一个面部流动至微流体盒210。在一个具体的实施例中，盒加热器153是被蚀刻以是导电性的硅晶圆并且形成电阻加热器。在该优选的变化形式中，盒加热器153是被结合(即被锡焊至电路板的背部侧)的倒装芯片，或被结合至电路板并且然后使用线性轴承和弹簧被耦合于被耦合于线性致动器146的板的丝。优选的变化形式允许12个独立的通道的独立的控制，相应于12个不同的用于样品处理的路径。在另一个变化形式中，经过一个面部的加热使用具有一个被暴露的面部和覆盖所有的其他的面部的绝热部的板形状的电阻加热器被实现，并且在又另一个变化形式中经过一个面部的加热使用珀尔帖加热器被实现。在使用珀尔帖加热器的盒加热器153的一个变化形式中，盒加热器153包含热电材料，并且响应于被置于经过热电材料的电压差产生在盒加热器153的相反的面部上的不同的温度。因此，当电流流动经过珀尔帖加热器时，珀尔帖加热器的一个面部在温度上降低，并且珀尔帖加热器的另一个面部在温度上增加。盒加热器153的可选择的变化形式可以被用于合适地把热传递至微流体盒210的加热区224。
优选地，盒加热器153被配置为使用盒接收模块140的线性致动器146线性地平移，以与跨越被在分子诊断模块130内对准的微流体盒210的中央部分的加热区224对准。在一个变化形式中，盒加热器153优选地被相对于线性致动器146固定，使得(在图7B-7C中示出的取向中)盒加热器153可以仅随着线性致动器竖直地运动。在一个可选择的变化形式中，盒加热器153可以另外地被配置为随着水平平面横向地平移(在图7B-7C中示出的取向中)，使得盒加热器153可以在至少两个垂直的坐标平面中平移。在本可选择的变化形式中，盒加热器153可以被配置为横扫经过被在分子诊断模块130内对准的微流体盒210的表面，或被配置为响应于微流体盒210的运动平移，使得盒加热器153的相对于微流体盒210的加热区224的位置是始终固定的。
风扇155用以调制分子诊断模块130内的热控制，通过使从分子诊断模块130内的暖的物体至在分子诊断模块130外部的较冷的空气的热传递成为可能。在图6A中示出的取向中，风扇155优选地位于分子诊断模块130的背部面部处，使得分子诊断模块130内的热被从分子诊断模块130的背部面部传递出来至在分子诊断模块外部的较冷的空气。在一个具体的实施方案中，分子诊断模块130包括四个位于分子诊断模块130的背部面部处的风扇155；然而，在可选择的实施方案中，分子诊断模块130可以包括位于分子诊断模块130的任何合适的位置处的任何合适的数量的风扇。在一个变化形式中，风扇155可以是被动的并且单独地被来源于分子诊断模块内的热空气至分子诊断模块的较冷的空气外侧的运动的对流流驱动；然而，在可选择的变化形式中，风扇155可以是被马达驱动的并且被配置为主动地冷却分子诊断模块130的内部部件，如果分子诊断模块元件超过某个阈值温度的话。
检测室加热器的集合157用以分别地加热微流体盒210内的检测室的集合213的检测室。检测室加热器的集合157中的每个检测室加热器优选地被配置为加热检测室的集合213中的一个检测室的一侧，并且优选地被定位为使得盒接收模块140的线性致动器146的延伸的配置146b把检测室置于紧邻于检测室加热器。如上文提到的，检测室加热器的集合157优选地被耦合于弹簧或弹性体层以确保检测室加热器的集合和检测室的集合之间的直接的接触，而不压缩性地损伤检测室加热器的集合157。优选地，每个检测室加热器被配置为接触线性致动器146的延伸的配置146b中的检测室的表面；然而，每个检测室加热器可以进一步被配置为耦合于线性致动器146的延伸的配置146b中的检测室。在第一变化形式中，检测室加热器的集合157包括被倒装于柔性印刷电路板的一个表面的硅芯片加热器，其中弹簧的集合被耦合于柔性印刷电路板的相反的表面，使得弹簧的集合中的每个弹簧与检测室加热器对准。在该第一变化形式中，每个检测室加热器和检测室之间的接触因此被分别穿过柔性印刷电路板的弹簧提供的偏置力保持。在第二变化形式中，检测室加热器的集合157包括被倒装于刚性印刷电路板的一个表面的硅芯片加热器，其中弹簧的集合被耦合于刚性印刷电路板的相反的表面。在该第二变化形式中，弹簧的集合因此用以共同地把力穿过刚性印刷电路板以保持检测室加热器的集合和检测室的集合之间的接触。优选地，检测室加热器的集合157中的每个检测室加热器被配置为接触并且加热检测室的底部表面(在图7B中示出的取向中)；然而，每个检测室加热器可以可选择地被配置为接触并且加热检测室的顶部表面和底部表面二者。此外，每个检测室加热器优选地相应于检测室的集合213的特定的检测室并且用以分别地加热该特定的检测室；然而，可选择地，每个检测室加热器可以被配置为加热检测室的集合213中的多个检测室。优选地，检测室加热器的集合157中的所有的检测室加热器是相同的；然而，检测室加热器的集合157可以可选择地不包括相同的检测室加热器。
在一个变化形式中，检测室加热器的集合157中的每个检测室加热器包括被配置为环绕检测室的表面的圆环形状的加热器。圆环形状的加热器可以还包括被配置为允许经过加热器的检测同时仍然允许向检测室的高效率的热传递的传导网格。在一个可选择的变化形式中，检测室加热器的集合157中的每个检测室加热器可以包括板形状的珀尔帖加热器，相似于上文描述的珀尔帖盒加热器153。在本可选择的变化形式中，每个检测室加热器因此被配置为经过检测室加热器的一个面部加热检测室的一侧。在一个具体的实施例中，分子诊断模块130包括被倒装于12个检测室的12个具有传导性通道的切块硅晶圆，向12个检测室中的每个提供电阻性加热。在另一个具体的实施例中，分子诊断模块130包括被配置为加热被在分子诊断模块130内对准的微流体盒210的12个检测室的12个珀尔帖检测室加热器。在其他的可选择的变化形式中，每个检测室加热器可以包括任何合适的被配置为分别地加热检测室的加热器。
分子诊断模块130的磁体160用以提供用于在被在分子诊断模块130内对准的微流体盒210内的被结合于磁珠的核酸的分离和提取的磁场。优选地，磁体160被在分子诊断模块130内固定，使得线性致动器146的延伸的配置146b允许磁体160穿过盒接收模块140的磁体接收插槽144并且传递入微流体盒210的磁体容纳区218中。在一个实施例中，如在图7A-7C中示出的，磁体160是被固定在盒平台141下方的矩形棱柱形状的磁体160，并且被配置为穿过盒平台141，进入位于微流体盒210的加热区224下方的磁体容纳区218中。优选地，磁体160是被平行地对准的两个或三个磁体中的一个，使得容纳磁体的微流体盒的流体路径中的每个被暴露于两或三倍的磁性的熔剂，以及两至三倍的捕获磁珠的机会。可选择地，磁体160是被配置为把流体路径的集合暴露于磁场的单一的磁体。优选地，磁体160或多个磁体的组被耦合于分子诊断模块130内的磁体夹持器。此外，磁体夹持器优选地由绝缘材料组成，使得磁体夹持器不干扰盒加热器153的合适的功能。可选择地，磁体夹持器可以不由绝缘材料组成。
在一个变化形式中，磁体160或多个磁体的组包括永磁体，其由提供基本上固定的磁场的被磁化的材料(例如铁磁体)组成。在一个可选择的变化形式中，磁体160或多个磁体的组包括被配置为提供可修改的磁场的电磁体，使得磁场的强度可以被调整，磁场的极性可以被逆转，并且磁场可以在电磁体内流动的电流的除去时被基本上除去。优选地，磁体160或磁体的组也被相对于分子诊断模块130固定；然而，磁体160或磁体的组可以可选择地被配置为竖直地平移(在图7B中示出的取向中)，使得磁体160或磁体的组可以延伸入并且从盒平台141的磁体接收插槽144和微流体盒210的磁体容纳区218缩回。此外，磁体160或磁体的组优选地骑乘在线性轴承和弹簧(或弹性体材料)上以确保在线性致动器146的延伸的配置146b中的与微流体盒的合适的接触，以允许来自线性致动器146的力的大部分平移至阻断位置的集合的子集合的完全的阻断(即没有泄漏)的方式。
磁体160的可选择的配置和/或组成可以也是在帮助微流体盒210内的被结合于磁珠的核酸的分离和提取中合适的。
1.2.3分子诊断模块-阀致动子系统
如在图10A-11C中示出的，分子诊断模块130的阀致动子系统170包括被配置为通过把凸轮卡177在销172上横向地滑动在销壳体175内线性地平移的销的集合172。阀致动子系统170用以提供偏置力以变形与销的集合172接触的物体。在其中微流体盒210被在分子诊断模块130内对准的配置中，阀致动子系统170因此用以在阻断位置的集合226处阻断微流体盒210的流体路径220，以控制含有核酸的生物样品、试剂和/或空气的经过微流体盒210的流动。在分子诊断模块的在图7D-7E中示出的实施方案中，销的集合172和销壳体位于微流体盒210的正下方，使得销的集合可以经过盒平台141的阀致动容纳插槽145到达微流体盒210。实施方案中的凸轮卡177被定位在销的集合下方并且被耦合于被配置为横向地位移凸轮卡177的线性凸轮卡致动器178以竖直地位移销的集合172的销。优选地，如在图11A中示出的，凸轮卡177置于被配置为帮助凸轮卡177的横向位移的低摩擦表面上；然而，凸轮卡177可以可选择地置于滚珠轴承的床上以帮助凸轮卡177横向位移，或可以置于任何允许凸轮卡177被线性凸轮卡致动器178横向位移的特征上。
凸轮卡177，如在图7D和11A中示出的，包括峰176和谷179的集合，并且用以把在一个平面中的线性运动转换至在另一个平面中的竖直运动。在一个变化形式中，凸轮卡177被耦合于线性致动器并且接触销的集合172中的销的端部，使得当凸轮卡177的峰176经过销下方时，该销在升高配置177a中，并且当凸轮卡177的谷179经过销下方时，该销在降低配置177b中。凸轮卡177的峰176和谷179优选地在所设置的配置中，如在图11B中示出的，使得凸轮卡177的向所设置的位置的横向运动升高销的集合172的固定的子集合。以这种方式，凸轮卡177向位置的集合的不同位置的横向运动一致地升高销的集合172的不同的子集合以阻断与销的集合172接触的微流体盒210的流体路径220的不同部分。因此，流体路径220的各部分可以被选择性地阻断和打开以帮助生物样品的根据任何合适的组织、细胞或分子诊断测定方案的处理。在一个变化形式中，凸轮卡被配置为被在一个平面内的两个坐标方向横向地位移(例如被x-y线性致动器)，并且在另一个变化形式中，凸轮卡被配置为被在一个平面内的仅一个坐标方向横向地位移(例如被单个线性致动器)。在一个具体的实施例中，凸轮卡177的峰176被升高至凸轮卡177的谷179上方1mm，峰176和谷179每个具有2mm宽的平台区，并且峰176区以固定的角度倾斜向下至谷区179，经过2mm长度。在该具体的实施例中，凸轮卡177被Firgelli线性致动器驱动。可选择的变化形式可以包括具有峰176和谷179的凸轮卡的任何合适的配置和几何构型，被任何合适的致动器驱动。
在阀致动子系统170的可选择的实施方案中，凸轮卡177可以是凸轮卡轮子，凸轮卡轮子包括在圆柱形的表面上的峰176和谷179的集合并且被配置为把销的集合172的旋转运动转换至线性(即竖直)运动。凸轮卡轮子可以被配置为接触销的集合172中的销的端部，并且可以被耦合于马达轴并且被马达驱动。在阀致动子系统170的其他的可选择的实施方案中，凸轮卡177可以完全地被每个被配置为分别地围绕轴线旋转的凸轮的集合代替。在这些可选择的实施方案中，旋转凸轮的集合的子集合升高销的集合的相应的子集合，并且阻断与销的集合172接触的微流体盒210的流体路径220的特定的部分。
销的集合172用以选择性地至少在阻断位置的集合226的子集合处阻断微流体盒210的流体路径220的各部分。销的集合172的销优选地是圆柱形的并且，在图11A中示出的取向中，被配置为在凸轮卡177上并且在销壳体175内滑动。销的集合172中的每个销优选地还包括用以提供反作用力以把销恢复至降低配置177b的第一弹簧173；然而，销的集合172中的每个销可以可选择地不包括第一弹簧173，并且单独地依赖于重力以返回至降低配置177b。优选地，如在图11C中示出的，每个销也由被第二弹簧分隔的两个零件组成，这用以允许足够的力完全地阻断微流体通道但是防止可以损伤销、微流体盒和/或凸轮卡的力被产生。每个销还优选地包括被配置为在销壳体175内滑动的第一区171和被配置为离开销壳体175的第二区174。第二区174优选地具有比第一区171小的尺寸，使得每个销被销壳体175束缚以被升高有限的量。可选择地，第一区171和第二区174可以具有任何合适的配置以帮助销的固定的量的升高和降低。在一个具体的实施例中，阀致动子系统170包括被配置为选择性地阻断被在分子诊断模块内对准的微流体盒210的12条流体路径212的销172的12个集合；然而，其他的实施方案可以包括任何合适的数量的销172的集合。
在图11A中示出的取向中，销的集合172中的每个销优选地具有圆形的横截面和圆形的端部，其被配置为帮助在销壳体175内滑动，在凸轮卡177表面上滑动，以及流体路径220的阻断。可选择地，每个销可以包括任何合适的横截面几何构型(例如矩形的)和/或端部形状(例如平坦的或尖的)以帮助流体路径220的阻断。优选地，销的集合172中的每个销的表面由低摩擦材料组成以帮助滑动运动(即在凸轮卡177上或在销壳体175内)；然而，每个销可以可选择地被配置为帮助滑动运动的润滑剂包覆。
销壳体175用以束缚和引导销的集合172中的每个销的运动，当凸轮卡177在销的集合172下方滑动时。优选地，销壳体175包括被配置为围绕销的集合172中的至少一个销的销壳体通道的集合169。在一个变化形式中，销的集合172中的每个销被销壳体通道的集合169的各通道围绕；然而，在另一个变化形式中，销壳体通道的集合169的通道可以被配置为围绕销的集合172中的多个销。在图7D-7E和11A中示出的实施例中，销壳体位于盒平台141下方，使得销壳体通道的集合169被与阀致动容纳插槽145的集合对准，以提供销的集合172的向被在盒平台141上对准的微流体盒210的通路。在该实施例中，销壳体175因此束缚销的集合172，使得每个销可以仅在竖直方向线性地运动。每个销壳体通道优选地具有被配置为限制销的在销通道内的运动的被约束的区168；然而，每个销壳体通道可以可选择地不包括被约束的区。优选地，销壳体175的接触销的集合172的表面由低摩擦材料组成以帮助销的在销壳体通道内的滑动；然而，销壳体175的接触销的集合172的表面可以可选择地被配置为帮助滑动运动的润滑剂包覆。销壳体175和销的集合172的其他的变化形式可以不包括另外的设置以帮助销的在销壳体通道内的滑动。
1.2.4分子诊断模块-光学子系统
如在图12A-12D中示出的，分子诊断模块130的光学子系统180包括发光二极管(LED)的集合181、被配置为传输来自LED的集合181的光的激发滤光器的集合182、被配置为把来自激发滤光器的集合182的光朝向被配置为把光朝向核酸样品的集合传输的光圈的集合185反射的双色镜的集合183、被配置为接收并且传输被核酸样品的集合发射的光的发射滤光器的集合186、以及被配置为帮助通过发射滤光器的集合186被接收的光的分析的光检测器的集合187。光学子系统180可以还包括被配置为把光聚焦至核酸样品的集合上的透镜的集合184。光学子系统180因此用以把以激发波长的光朝向核酸样品的集合传输并且用以接收来自核酸样品的集合的以发射波长的光。优选地，光学子系统180被耦合于被配置为把光学子系统180横向地位移并且相对于核酸样品的集合对准的光学子系统致动器188，并且进一步被耦合于盒接收模块140的线性致动器146以把光学子系统180定位为更靠近于核酸样品的集合。可选择地，光学子系统180可以不被耦合于盒接收模块140的线性致动器146，并且可以仅被配置为在一个方向横向地平移。在一个具体的实施例中，光学子系统180包括12个光圈的集合、12个透镜的集合、12个双色镜的集合、12个激发滤光器的集合、12个LED的集合、12个发射滤光器的集合和12个光检测器的集合。在该具体的实施例中，如在图7A-7E中示出的，光学子系统180位于分子诊断模块130内并且被耦合于盒接收模块140的线性致动器146，使得，在线性致动器146的延伸的配置146b中，光学子系统180可以被定位为更靠近于被在分子诊断模块内对准的微流体盒210。相反地，在该具体的实施例中，光学子系统180在线性致动器146的缩回的配置146a中被定位为远离微流体盒210。在该具体的实施例中，光学子系统180进一步被耦合于被配置为把光学子系统180相对于微流体盒210横向地位移的光学子系统致动器188，使得光学子系统180可以被与微流体盒210的检测室的集合213对准。
优选地，LED的集合181不是全部相同的而是被选择以高效率地产生光的波长的某个能带，使得来自LED的集合181的光可以被滤波至对于核酸样品的分析合适的窄的波长。可选择地，LED的集合181中的所有的LED可以是相同的，并且产生被滤波以产生期望的波长的包括可见光的所有的波长的白光，在这种情况下LED可以是静态的。优选地，LED的集合181包括基于磷光体的LED，但是LED的集合181可以可选择地包括任何被配置为提供具有波长的期望的范围的光的LED。LED的集合181的LED优选地被配置为发射具有相应于激发滤光器的集合182、双色镜的集合183和发射滤光器的集合186中的至少一个的波长的光。
激发滤光器的集合182被配置为与光学子系统180中的LED的集合181对准，并且用以把以激发波长的光朝向光学子系统180的双色镜的集合183传输。优选地，激发滤光器的集合182不是相同的激发滤光器，而是被选择以传输激发波长的不同的期望的范围。可选择地，激发滤光器的集合182的所有的激发滤光器是相同的，并且被配置为传输具有激发波长的固定的范围的光。在一个变化形式中，激发滤光器的集合182包括被配置为传输在两个边界波长之间的光的带通滤光器，在另一个变化形式中，激发滤光器的集合182包括被配置为传输低于某个波长的光的短通滤光器，并且在又另一个变化形式中，激发滤光器的集合182包括被配置为传输高于某个波长的光的长通滤光器。优选地，激发滤光器的集合182是可互换的，使得各激发滤光器可以被互换以提供光的不同的激发波长；然而，激发滤光器的集合182可以可选择地被固定，使得光学子系统180仅被配置为传输激发波长的固定的范围。
双色镜的集合183被配置为与激发滤光器的集合182对准，并且用以把来自激发滤光器的集合182的光接收并且朝向检测室反射，使得具有激发波长的范围的光可以被经过光圈的集合聚焦至核酸样品的集合上。双色镜的集合183还用以把来自发射滤光器的集合186的光接收并且朝向光检测器的集合187传输，这在下文更详细地描述。双色镜的集合183中的所有的双色镜优选地是在相对于激发滤光器的集合182和发射滤光器的集合186的取向中相同的，并且被配置为反射并且传输对于给定的LED合适的光的波长。可选择地，双色镜的集合183可以包括关于取向、光传输和光反射相同的双色镜。在一个具体的实施例中，在图12A中示出的取向中，激发滤光器的集合182被取向为垂直于发射滤光器的集合186，其中双色镜的集合183等分被激发滤光器的集合182和发射滤光器的集合186的面部形成的两个平面之间的角度。在该具体的实施例中，来自激发滤光器的集合的光因此基本上被以朝向光圈的集合185的90°角度反射，并且来自发射滤光器的集合186的光在基本上笔直的方向穿过双色镜的集合183朝向光检测器的集合187。双色镜的集合183的其他的变化形式可以包括任何使具有激发波长的光的朝向核酸样品的集合的传输以及来自核酸样品的集合的光的朝向光检测器的集合187的传输成为可能的双色镜、激发滤光器和/或发射滤光器的配置。
在一个实施方案中，光学子系统可以还包括被配置为与双色镜的集合183对准的透镜的集合184，其用以把来自激发滤光器的集合182以及被从双色镜的集合183反射的光聚焦至被配置为响应于来自激发滤光器的集合182的光发射光的核酸样品的集合上。透镜的集合184中的所有的透镜优选地是在相对于双色镜的集合的取向上以及在尺寸上相同的；然而，透镜的集合184可以可选择地包括不相同的透镜，使得穿过透镜的集合184的不同的透镜的光被不同地聚焦在不同的核酸样品上。在一个具体的实施例中，在图12A中示出的取向中，透镜的集合184的面部被取向为垂直于激发滤光器的集合182的面部，以把被双色镜的集合183以90°角度的光反射考虑在内。在该具体的实施例中，透镜的集合还包括相同的1/4"高数值孔径透镜。在其他的变化形式中，透镜的集合184可以被在任何对于把来自双色镜的集合183的光聚焦至核酸样品的集合上合适的配置中取向，并且可以包括具有任何合适的规格(即数值孔径)的透镜。
光圈的集合185位于光圈基板189上并且被配置为与透镜的集合184对准，并且用以允许已聚焦的来自透镜的集合184的光穿过至核酸样品的集合。光圈基板189优选地被耦合于盒接收模块140的线性致动器146，这允许光学子系统180线性地平移并且被定位为邻近以及远离被在分子诊断模块130内对准的微流体盒210。可选择地，光圈基板189可以不被耦合于盒接收模块140的线性致动器146。优选地，光圈的集合185中的所有的光圈185是相同的，并且被配置为允许相同的光轮廓被经过透镜的集合184聚焦至核酸样品的集合上。可选择地，光圈的集合185可以不包括相同的光圈。在一个变化形式中，光圈的集合185中的每个光圈可以是可分别调整的，以提供可分别修改的光圈尺寸(例如宽度、长度或直径)以影响曝光。在一个可选择的变化形式中，光圈的集合185中的每个光圈被固定。其他的变化形式可以包括可互换的光圈基板189，使得光圈的集合的特征(例如光圈尺寸、光圈的数量)可以通过互换光圈基板189被调整。
发射滤光器的集合186被配置为与双色镜的集合对准，并且用以传输来自核酸样品的集合的光的发射波长，并且用以滤波掉光的激发波长。优选地，发射滤光器的集合186的每个发射滤光器被配置为传输具有发射波长的固定的范围的光，同时阻挡具有激发波长的光。可选择地，发射滤光器的集合186可以包括相同的发射滤光器，使得发射滤光器的集合186的各发射滤光器被配置为传输发射波长的相同的范围。在一个变化形式中，发射滤光器的集合186包括被配置为传输在两个边界波长之间的光的带通滤光器，在另一个变化形式中，发射滤光器的集合186包括被配置为传输低于某个波长的光的短通滤光器，并且在又另一个变化形式中，发射滤光器的集合186包括被配置为传输高于某个波长的光的长通滤光器。优选地，发射滤光器的集合186是可互换的，使得各发射滤光器可以被互换以传输和/或阻挡光的不同的波长；然而，发射滤光器的集合186可以可选择地被固定，使得光学子系统180仅被配置为传输发射波长的固定的范围。
光检测器的集合187被配置为与发射滤光器的集合186对准，并且用以接收来自发射滤光器的集合的光以帮助核酸样品的集合的分析。光检测器的集合187中的所有的光检测器优选地是相同的；然而，光检测器的集合187可以可选择地包括不相同的光检测器。优选地，光检测器的集合187包括被配置为把电磁能量转换为电信号的包含光电材料的光电二极管；然而，光检测器的集合187可以可选择地包括任何对于帮助生物样品的分析合适的光检测器，如本领域的技术人员已知的。
光学子系统致动器188被耦合于光学子系统180，并且用以把光学子系统180相对于正在被分析的核酸样品的集合横向地平移。优选地，光学子系统致动器188是被配置为把光学子系统180在一个维度中平移的线性致动器；然而，光学子系统致动器188可以可选择地是被配置为把光学子系统180在多于一个维度中平移的致动器。在一个具体的实施例中，如在图7A-7D和12D中示出的，光学子系统致动器188被配置为把光学子系统180在水平平面中横向地平移，以把光学子系统180与在分子诊断模块130内的微流体盒210的检测室的集合213对准。在另一个实施例中，光学子系统可以被配置作为随着LED围绕轴线旋转的圆盘和静态的光检测器和容纳过滤器的圆盘。在其他的变化形式中，光学子系统致动器188可以被以任何合适的方式配置以帮助光学子系统180的相对于正在被分析的核酸样品的集合的对准。
1.2.5分子诊断模块-可选择的实施方案和变化形式
如上文描述的，分子诊断模块130的可选择的实施方案和分子诊断模块130的子系统和元件的可选择的变化形式可以被配置为处理含有核酸的生物样品，从生物样品分离核酸，以及检测核酸。分子诊断模块130的可选择的实施方案的一个实施例，如在图13中示出的，包括盒接收模块140'、加热和冷却子系统150'、磁体160'、阀致动子系统170'和光学子系统180'，并且用以操纵可选择的用于含有核酸的生物样品的处理的微流体盒210'。分子诊断模块130"的其他的可选择的实施方案可以被配置为接收可选择的用于含有核酸的生物样品的处理的微流体盒210"。
1.3系统-测定带
如在图18A和18B中示出的，测定带190包括含有孔的集合192的测定带基板191，以及典型地可刺穿的箔密封件195，并且用以帮助核酸样品的集合与用于核酸序列的扩增和/或检测的分子诊断试剂的集合组合。优选地，整个测定带190被配置为是消耗品(即一次性的)，使得测定带190可以在系统100的多个运行期间被使用，然后一旦所有的容纳用于单一测试或测试组的联合试剂的孔192被耗尽的话，测定带190被丢弃。可选择地，测定带190的至少一部分被配置为是可反复使用的，使得孔可以被试剂再加载并且被系统100再使用。在测定带190的一个变化形式中，测定带基板191是可反复使用的，而可刺穿的箔密封件195是一次性的并且在系统100的每次运行之后被更换。在另一个变化形式中，可反复使用的测定带基板191不需要可刺穿的箔密封件195，使得对某个核酸序列特异性的试剂可以被使用者沉积入测定带基板191的空闲的孔中。
测定带基板191被配置为使得测定带190能够置于平坦的表面上，并且用以界定孔的集合192并且用以耦合于可刺穿的箔密封件195。测定带基板191优选地被配置为被相应的被配置为夹持多个测定带190的测定带夹持器230接收，但是可以可选择地不被配置为耦合于测定带夹持器230。测定带基板191优选地由可以被热处理以耦合于可刺穿的箔密封件115的与PCR相容的聚合物例如聚丙烯构成，但是可以可选择地由可以含有流体并且被结合于可刺穿的箔密封件115的任何合适的材料构成。
测定带基板191的孔的集合192用以接收至少一种核酸样品，并且用以帮助核酸样品与分子诊断试剂的集合中的至少一个组合。分子诊断试剂的集合的分子诊断试剂优选地包含被配置为分析用于以下中的至少一个的标记物的核酸体积的集合的试剂：淋病(GC)、衣原体(CT)、单纯性疱疹病毒(HSV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、人类呼吸疾病、阴道疾病、丙型肝炎病毒(HCV)、乙型肝炎病毒(HBV)、毛滴虫、B型链球菌(GBS)、因子2(FII)基因、和因子五(FV)基因，但是可以可选择地包含用于进行可选择的分子诊断方案的试剂。优选地，测定带基板191的孔193每个被配置为不仅容纳核酸样品，而且被配置为帮助核酸样品与分子诊断试剂的集合中的至少一个混合(例如使用移液管或其他的设备)。此外，分子诊断试剂的集合的分子诊断试剂优选地包含探针和引物以检测被捕获板提供的样品过程对照，以验证过程准确度和测定精确度。优选地，孔193深至足以帮助混合而没有飞溅，并且被均匀地间隔以帮助多个生物样品的抽吸、递送和/或混合(例如使用多端头移液管)。可选择地，孔是宽的并且浅的以帮助孔中的试剂的干燥以增加保存期限以及用于把核酸与分子诊断试剂混合的较大的装置。孔的集合192的每个孔193还优选地具有被倒圆的底部区，如在图18A中示出的，以帮助从孔193完全抽吸流体；然而，每个孔193可以可选择地不具有被倒圆的底部区。此外，孔的集合192优选地以交错的行被排列，这用以帮助到达孔的集合的各孔193，以减少测定带190的一个维度，以及还防止孔内的流体因滴落导致的交叉污染。可选择地，孔的集合192可以不以交错的行被排列。
可刺穿的箔密封件195用以保护被储存在孔112中的分子诊断试剂不变劣，分隔孔的集合192的每个孔193，防止孔的集合192中的每个的内容物被污染，并且提供识别测定带190的信息。可刺穿的箔密封件195优选地密封测定带190的每个孔193，并且被配置为被外部元件刺穿(例如被移液管端头)，使得每个孔在被刺穿之前被密封。在一个变化形式中，可刺穿的箔密封件195还形成围绕刺穿其的元件的密封件，并且在另一个变化形式中，可刺穿的箔密封件195不形成围绕刺穿其的元件的密封件，以防止气锁。可刺穿的箔密封件195还优选地被包括制造商信息、测定带内容物、内容物批次、到期日期和提供更多信息的唯一的电子标签(例如条形码或二维码)中的至少一个的识别信息标记。优选地，可刺穿的箔密封件195不延伸超出测定带190的占地面积，但是可选择地，可刺穿的箔密封件195可以是任何合适的大小和/或包括帮助测定带的操纵的突起特征(例如凸台)。
在一个变化形式中，测定带190可以被分子诊断试剂的集合预包装，使得孔的集合192中的每个孔193被一定量的分子诊断试剂预包装。孔的集合192可以然后被可刺穿的箔密封件195密封，可刺穿的箔密封件195被配置为递送待与分子诊断试剂的集合组合的核酸样品的体积的外部元件刺穿。在另一个变化形式中，测定带190可以不被分子诊断试剂的集合预包装，并且测定带190的孔193可以不被可刺穿的箔密封件195密封。在又另一个变化形式中，系统可以包括没有可刺穿的箔密封件195的空的测定带190以及包括试剂和可刺穿的箔密封件195的测定带190，使得使用者可以把特定的试剂加入空的测定带中以与包括试剂的测定带共同地使用。在包括可刺穿的箔密封件195的变化形式中，可刺穿的箔密封件115被配置为被至少一个外部元件刺穿，用于意图被组合的核酸样品和分子诊断试剂的共同递送。
在一个具体的实施例中，测定带190具有87mm×16mm占地面积并且包括以两个交错的行排列的24个孔113，且每个行内的相邻的孔193之间是9mm的中心至中心间距。孔的集合的每个孔193具有60μL的容量以容纳分子诊断试剂的体积、20μL的样品流体、以及被移液管端头(例如100或300μL移液管端头)导致的任何位移。具体的实施例中的测定带190的每个孔113也被一定量的分子诊断试剂预包装，并且包括被热密封于可刺穿的箔密封件的突出的顶部边缘(75微米高)。具体的实施例中的捕获板110通过注射成型被产生，具有127.75mm×85.5mm的占地面积，并且包含具有高的蒸汽屏障的与PCR相容的基于聚丙烯的聚合物。在该具体的实施方案中，蒸汽屏障通过把薄金属层沉积至测定带190的外侧被进一步增加。
如上文描述的，测定带190可以被配置为被测定带夹持器230接收。测定带夹持器230用以接收并且对准多个测定带190，使得多通道移液管或其他的流体递送系统可以使用多个测定带190的孔193来组合多个核酸样品与分子诊断试剂。在一个变化形式中，测定带夹持器230可以被配置为容纳包括用于基本上不同的分子诊断测定的试剂的测定带190，如在图17B中示出的，使得系统100的单一运行涉及分析在不同的分子诊断测定下的核酸样品的集合。在另一个变化形式中，测定带夹持器230可以被配置为容纳包括用于相同的分子诊断测定的试剂的测定带190，使得系统100的单一运行涉及分析在同一分子诊断测定下的核酸样品的集合。优选地，测定带夹持器230由可用洗碗机清洗并且可受高温高压的材料组成，被配置为在被流体递送系统(例如移液管)操纵期间把测定带190保持就位，并且被配置为使得测定带190避免突出越过测定带夹持器230的边缘，但是测定带夹持器230被构建为帮助测定带190从测定带夹持器230的插入和移除。
在一个变化形式中，测定带夹持器230不被配置为帮助测定带190内的分子诊断试剂的冷却；然而，在另一个变化形式中，如在图21A中示出的，测定带夹持器230可以进一步被配置为耦合于铝块235，铝块235被耦合于被配置为帮助测定带190内的分子诊断试剂的冷却的珀尔帖单元的集合236。此外，测定带夹持器230可以被配置为被测定带托架240接收和携带，这，如在图20中示出的，用以帮助多个测定带夹持器230的操纵和对准。在一个具体的实施例中，如在图19中示出的，测定带夹持器230具有127.76mm×85.48mm×14.35mm的尺寸，符合美国国家标准协会(ANSI)标准和实验室自动化和筛选学会(SLAS)标准，并且被配置为夹持六个16孔测定带以用于总共96个孔193。在另一个具体的实施例中，如在图21B中示出的，测定带夹持器230'被配置为夹持四个测定带190'，每个包括24个孔193'以用于总共96个孔每测定带夹持器230'。测定带190、测定带夹持器230和测定带托架240的被描述的实施方案、变化形式和实施例的其他的组合可以被结合入用于处理和检测核酸的系统100的实施方案中。
1.4系统-微流体盒
微流体盒210用以接收磁珠-样品的集合，帮助核酸与磁珠-样品的集合分离，接收核酸-试剂样品的集合，并且帮助来自核酸-试剂样品的集合的核酸的分析。在一个实施方案中，微流体盒210包括顶部层211，包括样品端口-试剂端口对的集合212和检测室的集合213；中间基板214，被耦合于顶部层211并且通过膜层215与顶部层211部分地分隔，被配置为形成废物室216；弹性体层217，被部分地定位在中间基板214上；磁体容纳区218，是提供磁场的磁体160可及的；以及流体路径的集合219，每条流体路径由顶部层211的至少一部分、膜层215的一部分和弹性体层217的一部分形成。在该实施方案中，微流体盒10还包括被耦合于中间基板214并且被配置为密封废物室216的底部层221。此外，在该实施方案中，微流体盒210的顶部层211还包括共享的流体端口222、通风区223和加热区224，使得流体路径的集合219中的每条流体路径220被流体耦合于样品端口-试剂端口对224、共享的流体端口222、废物室216和检测室225，每条流体路径220包括被配置为穿过加热区224和磁场的转向部分(turnabout portion)226，并且被配置为穿过检测室225上游的通风区223。因此，当含有核酸的样品流体穿过流体路径220的不同部分时，每条流体路径220用以接收和帮助含有核酸的样品流体的处理。
微流体盒210优选地被配置为被分子诊断模块130接收和操纵，使得分子诊断模块130的盒接收模块140把微流体盒210接收并且对准在分子诊断模块130内，分子诊断模块130的加热和冷却子系统150被配置为把热传递至微流体盒210的加热区224，并且分子诊断模块130的磁体160被配置为被微流体盒210的磁体容纳区218接收以提供用于核酸的分离的磁场。此外，微流体盒210的共享的流体端口222被配置为耦合于被耦合于盒接收模块140的线性致动器146的喷嘴149，使得液体操纵系统250可以把流体和气体递送经过共享的流体端口222。微流体盒210的弹性体层217还优选地被配置为分子诊断模块的阀致动子系统170在阻断位置的集合226处被阻断，以阻断微流体盒210的流体路径220的各部分以用于生物样品的集合的处理。分子诊断模块130的光学子系统180进一步被配置为与微流体盒210的检测室的集合213对准，以帮助核酸样品的集合的分析。微流体盒210优选地是在美国申请第13/765,996号中描述的微流体盒210，其以其整体通过本引用并入，但是可以可选择地是任何合适的被配置为接收和处理含有核酸的样品的集合的盒或基板。
1.5系统-流体操纵系统和过滤器
系统100的液体操纵系统250包括液体操纵臂255和注射器泵265，如在图14A-14C中示出的，并且用以把生物样品、试剂和气体递送至系统100的元件。如在章节1中描述的，液体操纵系统250的实施方案被配置为抽吸含有核酸的生物样品的集合(即不纯的核酸样品)，把生物样品的集合分配入捕获板110中以被捕获板模块120溶解并且与磁珠组合，从捕获板110抽吸与磁珠组合的生物样品的集合(即磁珠-样品的集合)，并且把磁珠-样品的集合分配入位于分子诊断模块130中的微流体盒210中。液体操纵系统100的实施方案进一步被配置为在合适的阶段通过把洗涤溶液、释放溶液和/或空气分配入分子诊断模块130中通过被耦合于线性致动器146的喷嘴149帮助核酸的集合与磁珠-样品分离，从分子诊断模块130抽吸核酸的集合，使用测定带190把核酸的集合与分子诊断试剂的集合组合，并且把与分子诊断试剂的集合组合的核酸的集合(即核酸-试剂混合物的集合)分配入分子诊断模块130中以进行进一步的处理和分析。[液体操纵系统250的其他的实施方案可以被配置为进行可选择的分子诊断测定方案和/或向和从其他的支撑分子诊断方案的元件分配和抽吸可选择的流体。
液体操纵臂255包括门架(gantry)256和多通道液体操纵头部257，并且用以行进至系统100的不同元件以进行流体递送和抽吸。液体操纵臂255优选地是自动化的并且被配置为自动地运动、抽吸和递送流体，但是可以可选择地是被配置为在另一个实体例如使用者进行其他的功能的同时自动地进行运动、抽吸和递送中的至少一个的半自动化的液体操纵臂255。
门架256被耦合于多通道液体操纵头部257，并且用以把多通道液体操纵头部257传输至系统100的不同元件以进行流体递送和抽吸。优选地，门架256是自动化的并且被配置为把多通道液体操纵头部257在至少两个维度内平移，并且提供至少0.5mm的X-Y位置精确度。此外，在图14B中示出的取向中，门架优选地被定位在分子诊断模块130上方，使得门架256可以在至少两个维度内平移而不干扰系统100的其他的元件。可选择地，门架256可以是用于帮助末端效应器(end effector)在至少两个维度内运动的任何合适的门架256，如本领域的技术人员容易地已知的。
多通道液体操纵头部257用以从系统100的不同的元件抽吸流体以及把流体递送至系统100的不同的元件。优选地，多通道液体操纵头部257是多通道移液管头部；然而，多通道液体操纵头部257可以可选择地是被配置为递送流体和/或气体的任何合适的多通道液体操纵头部。优选地，多通道液体操纵头部257包括至少八个独立的通道258，但是可以可选择地包括被配置为抽吸和递送流体的任何数量的通道258。通道至通道的间距优选地是可变的，并且在一个具体的实施例中范围在9mm至36mm之间；然而，通道至通道的间距可以可选择地被固定，如在图15中示出的。多通道液体操纵头部257还优选地提供独立的z轴控制(在图14B中示出的取向中)，使得与门架256组合。多通道液体操纵头部257优选地被配置为耦合于大的(例如1mL)和小的(例如在100至300μL之间)移液管端头二者，并且在一个具体的实施例中，具有使用小的一次性的移液管端头的至少6％的精确性和使用大的一次性的移液管端头的至少2％的精确性，当分配基本上整个的端头体积时。可选择地，多通道液体操纵头部257可以被配置为耦合于被配置为帮助流体的抽吸和递送的任何物体。优选地，多通道液体操纵头部257提供通道258的独立的控制，关于被抽吸或递送的流体的体积、流体分配速率和/或接合和脱开移液管端头。可选择地，多通道液体操纵头部257可以不提供通道258的独立的控制，使得多通道液体操纵头部257的所有的通道258被配置为同时地进行相同的功能。优选地，多通道液体操纵头部257被配置为抽吸和递送液体和气体二者，但是可选择地，多通道液体操纵头部257可以被配置为仅抽吸和递送液体。优选地，多通道液体操纵头部257提供对于通道258中的每个的液体水平检测、凝块检测和移液管端头接合/脱开检测中的至少一个；然而，多通道液体操纵头部257可以可选择地不提供对于通道258中的每个的液体水平检测、凝块检测和移液管端头接合/脱开检测。
在一个实施方案中，多通道液体操纵头部257被配置为耦合于至少一个过滤器260，其用以预过滤正在被液体操纵臂255抽吸和/或分配的液体，并且优选地是被配置为耦合于移液管端头的定制过滤器(custom filter)260，但是可以可选择地是被配置为耦合于液体操纵臂255并且过滤正在被液体操纵臂255抽吸和/或分配的液体的任何合适的过滤器。
定制过滤器260的实施方案，如在图22中示出的，包括被配置为耦合于移液管端头的第一端部261、尖的第二端部262、被耦合于第一端部261和尖的第二端部262的空隙263、以及再分割空隙263的过滤膜264。第一端部261，如在图22中示出的，优选地包括被配置为提供与移液管端头的摩擦配合的成锥形的通道；然而，第一端部可以可选择地不包括成锥形的通道并且可以被配置为使用任何合适的手段耦合于移液管端头。尖的第二端部262优选地是尖锐的并且被配置为穿透物体，例如箔密封件；此外，尖的第二端部262优选地至少长至被要求的以分配入捕获板110的孔113中。空隙263优选地界定被过滤膜264界定的圆锥形区，其中圆锥形区被配置为把过滤器260内的流体朝向尖的第二端部262分流；然而，空隙263可以不包括圆锥形区。过滤膜264用以过滤被多通道液体操纵头部257抽吸的流体，并且被配置为再分割空隙263以界定圆锥形区；然而，过滤膜264可以可选择地不界定空隙263的圆锥形区。在一个实施方案中，在图22中示出的取向中，空隙263的在过滤膜264下方的区可以具有在200μl至1mL之间的容积容量；然而，空隙263的在过滤膜下方的区可以可选择地具有任何合适的容积容量。
过滤器260的集合可以进一步被配置为被过滤器夹持器269接收和递送，如在图23中示出的。过滤器夹持器269的具体的实施方案包括被排列在六个四个洞的行中的具有18mm中心至中心间距的24个成锥形的洞的集合。过滤器夹持器269的具体的实施方案也依从于ANSI标准和SLAS标准，具有127.75×85.5×14.35mm的尺寸，并且是与定制过滤器夹持器269的其他的具体的实施方案可堆叠的。可选择地，过滤器夹持器269可以是被配置为接收和递送过滤器260的集合的任何合适的过滤器夹持器269，如本领域的技术人员容易地已知的。
1.5.1流体操纵系统-注射器泵
液体操纵系统250的注射器泵265被耦合于洗涤溶液源266、释放溶液源267、空气的源268和柔性管路291，并且用以把洗涤溶液、释放溶液和空气经过阀递送至分子诊断模块130以帮助来自磁珠-样品的集合的核酸的分离和纯化。柔性管路291优选地被在第一端部耦合于注射器泵，并且在第二端部耦合于被耦合于分子诊断模块130的线性致动器146的喷嘴149，如在图14C中示出的。如上文声明的，线性致动器146的延伸配置146b被配置为把喷嘴149耦合于在分子诊断模块130内的微流体盒210的流体端口222，使得洗涤溶液、释放溶液和空气可以在合适的阶段被递送至微流体盒210。注射器泵265的具体的实施方案包括4通阀，能够把20-5000μL的流体或空气以50-500μL/min的流量泵送经过4通阀，可以耦合于具有1mL至10mL容量之间的注射器，并且具有关于流体或空气递送的至少5％的精确性。可选择地，注射器泵265可以是任何合适的注射器泵265或被配置为把洗涤溶液、释放溶液和空气递送至分子诊断模块130的流体递送设备，如本领域的技术人员容易地已知的。
1.6系统-另外的元件
系统100可以还包括标签读取器271，标签读取器271用以读取系统100的条形码、二维码和/或任何其他的识别标签。优选地，标签读取器271被耦合于液体操纵系统250，使得标签读取器271被配置为读取可刺穿的箔密封件115、195上的标签或位于系统100的被液体操纵系统250可到达的元件上的任何标签；然而，标签读取器271可以可选择地不被耦合于液体操纵系统250。在系统100的一个可选择的实施方案中，标签读取器271可以是被配置为被使用者操纵以扫描位于系统100的元件上的标签或标记的独立的单元。
系统100可以还包括被耦合于捕获板模块120、分子诊断模块130、液体操纵系统250和标签读取器271中的至少一个的控制器272，并且用以帮助系统100的自动化。在其中控制器272被耦合于捕获板模块120的变化形式中，控制器272优选地用以自动化捕获板110的加热，这帮助捕获板110内的生物样品的溶解以及捕获板110内的核酸的向捕获板110的磁珠119的结合。在其中控制器272被耦合于分子诊断模块130的变化形式中，控制器272优选地用以自动化微流体盒的接收、分子诊断模块130和检测室213内的生物样品的加热，流体路径220被阀致动子系统170的阻断，以及核酸-试剂混合物的集合被光学子系统180的分析。在其中控制器272被耦合于液体操纵系统250的变化形式中，控制器272优选地用以自动化流体和/或气体的向系统100的不同元件的抽吸、转移和递送。在其中控制器272被耦合于标签读取器271的变化形式中，控制器优选地用以自动化标签被标签读取器271的读取，并且可以进一步用以帮助来自标签的信息向处理器273的转移。控制器的其他的变化形式可以用以自动化系统100的其他的元件，例如捕获板110、测定带190、测定带夹持器230、测定带托架240、过滤器200、过滤器夹持器205和/或微流体盒210，的操纵、转移和/或储存，使用机器人臂或相似于在液体操纵系统250中使用的那个的门架。上文的变化形式的可选择的组合可以涉及单一的控制器272，或被配置为进行上文描述的功能的全部或子集合的多个控制器。
系统100可以还包括处理器273，处理器273用以接收并且处理来自标签读取器271的信息，并且还用以接收并且处理从分子诊断模块130的光学子系统180接收的数据。优选地，处理器273被耦合于用户界面274，用户界面274用以显示被系统100产生的已处理的和/或未处理的数据、系统100的设置、从标签读取器271获得的信息、或任何其他的合适的信息。可选择地，处理器273不被耦合于用户界面274，但是包括连接部275，连接部275被配置为帮助被系统100产生的已处理的和/或未处理的数据、系统100的设置、从标签读取器271获得的信息、或任何其他的合适的信息向在系统100外部的装置的转移。
如本领域的技术人员将从之前的详细描述以及从附图和权利要求意识到的，可以做出关于系统100的所描述的实施方案的修改和改变而不偏离系统100的范围。
2.用于处理和检测核酸的方法
用于处理和检测来自生物样品的集合的核酸的方法400的实施方案包括：把生物样品的集合的每个生物样品与一定量的磁珠组合以产生磁珠-样品混合物的集合S410；加热磁珠-样品混合物的集合以产生核酸-磁珠样品的集合S420；把核酸-磁珠样品的集合的每个核酸-磁珠样品转移至流体路径的集合的相应的流体路径S430；从核酸-磁珠样品的集合产生核酸体积的集合S440；把核酸体积的集合的每个核酸体积与分子诊断试剂的集合的分子诊断试剂组合以产生核酸-试剂混合物的集合S450；把核酸-试剂混合物的集合中的每个经过流体路径的集合的相应的流体路径转移至检测室的集合的检测室S460；以及接收来自核酸-试剂混合物的集合的光S470。方法400可以还包括基于从核酸-试剂混合物的集合接收的光产生数据的集合S480。方法400用以从生物样品分离和提取核酸体积的集合，并且用以帮助核酸体积的根据至少一个分子诊断方案的分析。
步骤S410叙述把生物样品的集合的每个生物样品与一定量的磁珠组合以产生磁珠-样品混合物的集合，并且用以准备待被溶解和与磁珠组合的生物样品的集合。对于每个生物样品，步骤S410优选地包括从样品容器(可能地，在生物样品的加入之前容纳水溶液)抽吸生物样品的体积的一部分，并且把生物样品的各部分转移至容纳磁珠的集合的孔。可选择地，对于每个生物样品，步骤S410可以包括从样品容器抽吸生物样品的整个的体积，并且转移生物样品的体积以被与磁珠的集合组合。优选地，生物样品的集合中的所有生物样品同时使用多通道流体递送系统被抽吸并且与孔中的磁珠组合；然而，生物样品的集合中的所有生物样品可以可选择地不同时地被抽吸并且与磁珠的集合组合。磁珠优选地是聚合物珠，被与用于结合于核酸的配体预耦合，并且包含超顺磁性的组分。此外，磁珠可以被处理为是带正电荷的。然而，磁珠可以可选择地是被配置为帮助生物磁性分离的任何合适的磁珠。
除了与磁珠的组合之外，步骤410可以还包括把生物样品的集合的每个生物样品与溶解酶(例如蛋白酶K)以及包含待被每个样品包含的两个或更多个核酸序列(即一个用于DNA并且一个用于RNA)的样品过程对照组合。这允许生物样品被有效地溶解(这把废物组分释放入洗涤溶液中)并且允许核酸结合于磁珠。这另外地允许样品过程对照在之后被检测，作为用于验证正在被进行的分子诊断测定的精确度的检查。
在用于一个生物样品的步骤S410的第一变化形式中，如在图16A中示出的，生物样品的体积被抽吸并且与磁珠的集合组合。在步骤S410的第一变化形式中，不同的生物样品的集合可以因此被同时地抽吸，并且每个生物样品可以被传递至各自的孔以与磁珠的集合组合以产生磁珠-样品混合物的集合。在步骤S410的该第一变化形式中，磁珠-样品混合物的集合中的所有磁珠-样品混合物是在组成上基本上不相同的。在步骤S410的第二变化形式中，如在图16B中示出的，原料生物样品(stock biologicalsample)的体积被抽吸，并且原料生物样品的体积的各部分被传递至多个孔以与磁珠的多个集合组合以产生磁珠-样品混合物的集合。在步骤S410的该第二变化形式中，磁珠-样品混合物的集合中的所有磁珠-样品混合物的组成基本上是相同的。步骤S410的其他的变化形式可以包括在把生物样品的集合的每个生物样品与一定量的磁珠组合之前，过滤生物样品的集合的至少一个生物样品S415。
在步骤S410的一个具体的实施例中，多通道液体操纵系统使用1mL移液管端头的集合抽吸在水性缓冲剂中的生物样品的集合中的每个约1mL，把移液管端头中的每个耦合于定制的13mm直径过滤器，在孔的集合处刺穿捕获板的箔密封件115，其中孔的集合的每个孔容纳磁珠的集合，并且把每个被抽吸的生物样品的体积分配入捕获板的容纳磁珠的集合的孔中，并且处置端头/过滤器组合。在步骤S410的该具体的实施例中，多通道液体操纵系统然后拾取新的一次性的端头并且抽吸并且分配每个孔的内容物至少三次以混合内容物，并且然后处置移液管端头和过滤器的集合。
步骤S420叙述加热磁珠-样品混合物的集合以产生核酸-磁珠样品的集合，并且用以温育磁珠-样品混合物的集合以溶解生物材料并且释放核酸以被结合于磁珠。优选地，步骤S420包括在指定的温度加热容纳磁珠-样品混合物的集合的捕获板持续规定量的时间，并且可以另外地包括冷却磁珠-样品混合物的集合。在一个具体的实施例中，步骤S420包括使用捕获板模块加热容纳磁珠-样品混合物的集合的捕获板，其中捕获板模块被配置为搁置并且可控地加热容纳磁珠-样品混合物的集合的孔。步骤S420可以可选择地包括使用任何合适的方法和/或系统，如本领域的技术人员已知的，温育磁珠-样品混合物的集合。最后地，步骤S420可以在方法400的涉及不要求加热的样品的实施方案中被省略。
步骤S430叙述把核酸-磁珠样品的集合的每个核酸-磁珠样品转移至流体路径的集合的相应的流体路径，并且用以把核酸-磁珠样品的集合中的每个分离在各自的路径内以用于进一步的处理。优选地，核酸-磁珠样品的集合中的所有的核酸-磁珠样品被同时地转移至流体路径的集合，但是可选择地，磁珠-样品的集合中的每个核酸-磁珠样品可以被独立于其他的核酸-磁珠样品地转移至相应的流体路径。此外，优选地，核酸-磁珠样品的整个体积或基本上全部的体积被转移至流体路径的集合，而不在把核酸-磁珠样品的集合的每个核酸-磁珠样品转移至流体路径的集合的相应的流体路径之前，磁性地分离磁珠和移除上清液流体。
步骤S430可以还包括在阻断位置的集合的子集合处阻断流体路径的集合的至少一条流体路径S432，这用以界定至少一条截断的流体路径。优选地，步骤S432包括界定穿过加热区和磁场中的至少一个的至少一条截断的流体路径；然而，步骤S432可以可选择地不包括界定穿过加热区和磁场中的至少一个的截断的流体路径。
在步骤S430的一个具体的实施例中，步骤S410的多通道液体操纵子系统把核酸-磁珠样品的集合转移至在分子诊断模块内被对准的微流体盒的流体路径的集合，其中微流体盒包括与流体路径的集合接触的弹性体层。弹性体层被分子诊断模块的阀致动子系统在阻断位置的集合的子集合处的操纵界定了与加热区和磁场相交的截断的流体路径的集合，使得核酸-磁珠样品的集合中的每个核酸-磁珠样品在截断的流体路径的集合的截断的流体路径内被分离。
步骤S440叙述从核酸-磁珠样品的集合产生核酸体积的集合，并且用以从核酸-磁珠样品的集合分离核酸体积。步骤S440优选地把来自正在被处理的生物样品的集合的不想要的材料的浓度减少至可接受的水平；然而，步骤S440可以可选择地从正在被处理的生物样品的集合整个地除去基本上所有不想要的物质。步骤S440优选地包括提供磁场S441，使得流体路径的集合中的每条流体路径被配置为与磁场相交。优选地，核酸-磁珠样品的集合被捕获和分离在与磁场相交的流体路径的集合的各部分内。步骤S440可以还包括提供被配置为跨越流体路径的集合的加热区的加热器S442，但是可以可选择地包括提供多个加热器或完全地省略提供加热器。在其中多个加热器被提供的实施方案中，每个加热器优选地是独立的以允许用于每个样品的加热时间和温度的独立控制。步骤S442用以提供与提供pH移动的释放溶液组合地帮助核酸从磁珠快速且高效地脱离的加热器。
步骤S440可以还包括在阻断位置的集合的子集合处阻断流体路径的集合的至少一条流体路径S443(以及打开在之前被阻断的通道)，这用以界定至少一个容纳核酸-磁珠样品并且被耦合于用于递送洗涤溶液和释放溶液的源的截断的流体路径。优选地，步骤S443包括界定被耦合于废物室并且被耦合于流体端口的至少一条截断的流体路径，这用以帮助核酸-磁珠样品的集合中的至少一个核酸-磁珠样品洗涤，以及至少一个核酸体积从核酸-磁珠样品的集合释放。步骤S440可以另外地包括把洗涤溶液递送经过至少一条流体路径的一部分S444，例如在步骤S443中被界定的截断的流体路径，并且把释放溶液递送经过至少一条流体路径的一部分S445，例如在步骤S443中被界定的截断的流体路径。步骤S444用以洗涤核酸-磁珠样品的集合中的至少一个核酸-磁珠样品，并且步骤S445用以从核酸-磁珠样品的集合释放至少一个核酸体积。在步骤S442中被提供的加热器可以在步骤S445之后被激活以引起pH移动。
在步骤S440的一个具体的实施例中，来自步骤S430的具体的实施例的容纳核酸-磁珠样品的集合的流体路径的集合被分子诊断模块的阀致动子系统在阻断位置的集合的子集合处阻断，以界定被耦合于废物室并且被耦合于微流体盒的共享的流体端口的截断的流体路径的集合，以用于洗涤溶液和释放溶液的递送。液体操纵系统把洗涤流体递送经过共享的流体端口以洗涤被捕获在磁场内的核酸-磁珠样品的集合，并且然后把释放流体递送经过共享的流体端口以把核酸体积的集合从核酸-磁珠样品的集合释放。在该具体的实施例中，每条流体路径被相继地洗涤，并且释放溶液被相继地递送至每条流体路径以确保每条小路被提供基本上相等量的洗涤溶液和释放溶液。所有的在步骤S440的具体的实施例中产生的废物流体传递入被耦合于截断的流体路径的集合的废物室中。
步骤S450叙述把核酸体积的集合的每个核酸体积与分子诊断试剂的集合的分子诊断试剂组合以产生核酸-试剂混合物的集合，这用以准备待被检测的核酸体积的集合。对于核酸体积的集合中的每个核酸体积，步骤S450优选地包括从其相应的流体路径抽吸核酸体积的整个体积，并且把核酸体积转移至容纳分子诊断试剂的孔。优选地，核酸体积的集合中的所有的核酸体积使用多通道流体递送系统同时地被抽吸并且与分子诊断试剂组合；然而，核酸体积的集合中的每个核酸体积可以可选择地独立于其他的核酸体积地被抽吸并且与分子诊断试剂组合。分子诊断试剂优选地包含被配置为分析用于以下中的至少一个的标记物的核酸体积的集合的试剂：淋病(GC)、衣原体(CT)、单纯性疱疹病毒(HSV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、人类呼吸疾病、阴道疾病、丙型肝炎病毒(HCV)、乙型肝炎病毒(HBV)、毛滴虫、B型链球菌(GBS)、因子2(FII)基因、和因子五(FV)基因，但是可以可选择地包含用于检测任何特定的核酸序列的试剂。
在步骤S450的一个第一变化形式中，如在图16A中示出的，核酸体积被抽吸并且与分子诊断试剂组合以用于单一的测定。在步骤S450的该第一变化形式中，核酸体积的集合可以因此被同时地抽吸，并且每个核酸体积可以被转移至各自的孔以与分子诊断试剂的集合的分子诊断试剂组合以产生核酸-试剂混合物的集合。在步骤S450的该第一变化形式中，核酸-试剂混合物的集合中的所有的核酸-试剂混合物的组成可以是或可以不是基本上相同的，取决于在步骤S410中使用的生物样品的同质性；然而，S450的第一变化形式优选地包括使用相同的分子诊断试剂，使得分析相同的标记物的相同的分子诊断方案可以被进行。因此，步骤S450的第一变化形式包括从原料生物样品运行多个相同的测试(例如多路测定)，以及使用基本上不同的生物样品(例如来自不同的源)的集合运行相同的测试。
在步骤S450的一个第二变化形式中，如在图16B中示出的，核酸体积的集合被抽吸，并且核酸体积的集合中的每个核酸体积被与分子诊断试剂的集合的分子诊断试剂组合。在步骤S450的该第二变化形式中，分子诊断试剂的集合优选地包括不同的分子诊断试剂，使得分析不同的标记物的不同的分子诊断方案可以被进行。因此，第二变化形式包括使用原料生物样品运行多个基本上不同的测试，以及使用基本上不同的生物样品(例如来自不同的源)运行基本上不同的测试。
在步骤S450的一个具体的实施例中，多通道液体操纵系统使用移液管端头的集合从在步骤S440的具体的实施例中使用的微流体盒抽吸核酸体积的集合中的每个约18μL，刺穿至少一个测定带的至少一个箔密封件195，其中该至少一个测定带的每个孔容纳分子诊断试剂，并且把每个被抽吸的核酸体积分配入测定带的孔中。在S450的该具体的实施例中，多通道液体操纵系统然后抽吸和分配每个孔的内容物约10次以重构分子诊断试剂并且混合每个孔的内容物。
步骤S460叙述把核酸-试剂混合物的集合中的每个经过流体路径的集合的相应的流体路径转移至检测室的集合的检测室，这用以把核酸-试剂混合物的集合递送至被分离的检测室以进行进一步的处理和分析。优选地，核酸-试剂混合物的集合中的所有核酸-试剂混合物被同时地转移至流体路径的集合，但是可选择地，核酸-试剂混合物的集合中的每个核酸-试剂混合物可以被独立于其他的核酸-试剂混合物地转移至相应的流体路径。步骤S460可以还包括在阻断位置的集合的子集合处阻断流体路径的集合的至少一条流体路径S462，这用以界定被耦合于检测室的集合的检测室的至少一条截断的流体路径。优选地，步骤S462包括在阻断位置的集合的子集合处阻断流体路径的集合的每条流体路径，从而界定截断的流体路径的集合，每条截断的流体路径被耦合于检测室。
在步骤S460的一个具体的实施例中，步骤S450的具体的实施例的多通道液体操纵子系统把每个具有约16μL的体积的核酸-试剂混合物的集合转移返回至步骤S450的具体的实施例的微流体盒的流体路径的集合。核酸-试剂混合物的集合中的每个核酸-试剂混合物被以50μL/分钟的速率转移。弹性体层被分子诊断模块的阀致动子系统在阻断位置的集合的子集合处的操纵界定截断的流体路径的集合，每个被耦合于检测室，使得核酸-磁珠样品的集合中的每个核酸-磁珠样品在截断的流体路径的集合的截断的流体路径内被分离。在该具体的实施方案中，紧邻在检测室上游的阻断位置和紧邻在检测室下游的阻断位置是通常关闭的位置。在递送期间，多通道液体操纵子系统产生压力以使在通常关闭的位置的弹性体层变形并且允许流体流过通常关闭的位置。一旦压力在检测室被填充之后下降并且多通道液体操纵子系统停止递送，那么弹性体层被配置为克服通道中的压力并且再关闭，由此密封通常关闭的位置。通常关闭的位置然后在热循环期间使用阀致动子系统被压缩以防止在分子诊断测定期间产生的压力使通常关闭的位置泄漏。在分子诊断测定被完成并且阻断“销”被撤回之后，通常关闭的位置允许样品和扩增子(amplicon)被俘获在检测室内，大大减少实验室或其他的样品受污染的风险。
步骤S470叙述接收来自核酸-试剂混合物的集合的光，并且用以响应于激发波长光的传输或化学发光效应产生来自核酸-试剂混合物的集合的发射响应。优选地，步骤S470包括把包括宽范围波长的光传输经过激发滤光器的集合并且传输经过被配置为把具有单一或多个激发波长的光单独地传输至核酸-试剂混合物的集合上的孔的集合的能力，以及经过发射滤光器的集合接收来自核酸-试剂混合物的集合的光。步骤S470可以另外地包括把来自激发滤光器的集合的光从双色镜的集合反射出去，以及把光经过双色镜的集合传输至光检测器的集合。步骤S470的一个具体的实施例包括使用上文描述的系统100的光学子系统180传输和接收光；然而，步骤S470的可选择的变化形式可以使用被配置为把激发波长的光朝向核酸-试剂混合物的集合传输并且被配置为接收来自核酸-试剂混合物的集合的发射波长的光的任何合适的光学系统。
步骤S480叙述基于从核酸-试剂混合物的集合接收的光产生数据的集合，这用以从核酸-试剂混合物的集合产生定量的和/或定性的数据。步骤S480可以进一步用以实现来自核酸-试剂混合物的特定的核酸序列的检测，以识别特定的核酸序列、基因或生物。优选地，步骤S480包括把被光检测器的集合当接收来自核酸-试剂混合物的集合的光时产生的电信号转换为可量化的计量；然而，S480可以可选择地包括把来自核酸-试剂混合物的集合的被光检测器的集合接收的电磁能量转换为定性数据的集合。在步骤S480的一个变化形式中，数据的集合可以被处理器处理并且被提供在用户界面上；然而，在步骤S480的其他的变化形式中，数据的集合可以可选择地不被提供在用户界面上。
如果生物样品的处理和/或分析导致不到理想的结果的话，方法400可以还包括再运行生物样品S490。优选地，如果生物样品的分析由于机器或使用者误差是不确定的话，则步骤S490发生。此外，步骤S490优选地当不到理想的结果的检测时自动地发生，但是可以可选择地响应于使用者提示发生。
方法400和其的变化形式的实施方案可以至少部分地被配置为接收存储计算机可读的指令的计算机可读的介质的机器实施和/或执行。指令优选地被优选与系统100集成的计算机可执行的部件以及处理器273和/或控制器272的一个或多个部分执行。计算机可读的介质可以被存储在任何合适的计算机可读的介质上，例如RAM、ROM、闪速存储器、EEPROM、光学设备(CD或DVD)、硬盘驱动器、软盘驱动器或任何合适的设备。计算机可执行的部件优选地是通用的或专用的处理器，但是任何合适的专用的硬件或硬件/固件组合设备可以可选择地或另外地执行指令。
附图图示了根据优选的实施方案、实施例配置和其变化形式的系统、方法和计算机程序产品的可能实施的架构、功能性和操作。在这点上，流程图或框图中的每个块可以代表代码的模块、节段或部分，其包括用于实施指定的逻辑功能的一个或多个可执行的指令。还应当注意，在某些可选择的实施中，在块中提到的功能可以不以在附图中提到的顺序发生。例如，被连续地示出的两个块可以实际上被基本上同时地执行，或块可以有时被以逆向的顺序执行，取决于所涉及的功能性。还将注意，框图和/或流程图图示的每个块，以及框图和/或流程图图示中的块的组合，可以被进行指定的功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合实施。
如本领域的技术人员将从之前的详细描述以及从附图和权利要求意识到的，可以作出本发明的优选实施方案的修改和改变而不偏离本发明的在下文的权利要求中定义的范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于处理和检测核酸的系统，包括：
·捕获板，包括被配置为帮助磁珠的集合与生物样品组合的至少一个孔，从而产生磁珠-样品；以及
·分子诊断模块，被配置为处理从所述捕获板获得的至少一个磁珠-样品并且把核酸与磁珠分离，其中所述分子诊断模块包括：
·盒平台，包括磁体接收插槽，
·致动器，被配置为使所述盒平台位移，以及
·磁体，其中所述致动器的延伸配置允许所述磁体穿过所述磁体接收插槽以帮助所述至少一个核酸体积进行分离。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统不被配置为在至少一个磁珠-样品从所述捕获板转移至所述分子诊断模块之前把上清液从所述捕获板移除。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述分子诊断模块还包括接触销的集合的凸轮卡，其中与所述凸轮卡的运动组合的所述致动器的延伸配置使所述销的集合的子集合竖直地位移经过所述盒平台的插槽的集合，以界定被配置为接收至少一个磁珠-样品的至少一个不同的路径。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述分子诊断模块被配置为接收并且对准包括样品端口-试剂端口对的集合、流体端口、检测室的集合、废物室、弹性体层和流体路径的集合的微流体盒，其中所述流体路径的集合的每条流体路径被耦合于样品端口-试剂端口对、所述流体端口和检测室，包括被配置为与所述磁体相交的节段，并且被配置为把废物流体转移至所述废物室，并且被配置为在所述弹性体层发生变形时被阻断。
5.一种用于处理和检测核酸的系统，包括：
·捕获板，包括容纳磁珠的集合的至少一个孔，所述磁珠的集合被配置为与生物样品组合以产生磁珠-样品；
·测定带，包括容纳分子诊断试剂的至少一个孔，所述分子诊断试剂被配置为与核酸体积组合以产生核酸-试剂混合物；
·分子诊断模块，被配置为处理来自所述捕获板的所述磁珠-样品，把所述核酸体积与所述磁珠-样品分离，并且分析来自所述测定带的所述核酸-试剂混合物；以及
·液体操纵系统，被配置为把所述磁珠-样品从所述捕获板转移至所述分子诊断模块，把所述核酸体积从所述分子诊断模块转移至所述测定带，并且把所述核酸-试剂混合物从所述测定带转移至所述分子诊断模块。
6.根据权利要求1或5所述的系统，其中所述分子诊断模块包括含有至少一个单元的光学子系统，所述至少一个单元包括激发滤光器、发射滤光器、与所述发射滤光器对准的光检测器以及双色镜，所述双色镜被配置为把来自所述激发滤光器的光朝向所述核酸-试剂混合物反射，并且被配置为把来自所述核酸-试剂混合物的光传输经过所述发射滤光器并且朝向所述光检测器。
7.一种用于处理和检测核酸的系统，包括：
·分子诊断模块，被配置为处理与磁珠组合的生物样品的集合并且把核酸体积的集合和与磁珠组合的所述生物样品的集合分离，其中所述分子诊断模块包括致动器，所述致动器被配置为使盒、销的集合和接触所述销的集合的至少一个凸轮位移，其中所述致动器的延伸或缩回使所述盒运动，并且所述销的集合的子集合的位移界定所述盒中的路径的集合，每条路径被配置为接收与磁珠组合的所述生物样品的集合中的与磁珠组合的生物样品。
8.根据权利要求7所述的系统，还包括：
·捕获板，包括容纳被配置为与生物样品组合的磁珠的集合、溶解试剂和样品过程对照的至少一个孔，其中所述捕获板帮助与磁珠组合的至少一个生物样品的产生；
·测定带，包括容纳分子诊断试剂体积的至少一个试剂孔，所述分子诊断试剂体积被配置为与所述核酸体积的集合的核酸体积组合以产生至少一个核酸-试剂混合物；以及
·液体操纵系统，被配置为把与磁珠组合的至少一个生物样品从所述捕获板转移至所述分子诊断模块，把至少一个核酸体积从所述分子诊断模块转移至所述测定带，并且把至少一个核酸-试剂混合物从所述测定带转移返回至所述分子诊断模块。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述凸轮包括峰和谷的固定的集合，使得所述销的集合的销在所述凸轮的峰使所述销位移时被升高，并且所述销的集合的销在所述凸轮的谷使所述销位移时被降低。
10.一种用于处理和检测来自生物样品的核酸的方法，其使用包括被耦合于样品端口和试剂端口的流体路径的盒，其中所述方法包括：
·把所述生物样品经过所述盒的所述样品端口分配入所述流体路径中；
·在所述流体路径的第一部分内把核酸的体积与所述生物样品分离；
·把所述核酸的体积的至少部分经过所述盒的所述试剂端口或所述样品端口从所述流体路径移除；
·把所述核酸的体积的所述部分与分子诊断试剂组合以产生核酸-试剂混合物；以及
·把所述核酸-试剂混合物递送经过所述流体路径的第二部分至检测室。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在把所述生物样品经过所述样品端口分配入所述流体路径中之前，把所述生物样品与一定量的磁珠组合以产生磁珠-样品混合物，且其中在把所述生物样品分配入所述流体路径中之前，上清液不被从所述磁珠-样品混合物移除。
12.根据权利要求11所述的方法，其中把核酸的体积与所述生物样品分离包括提供在所述流体路径的所述第一部分处的磁场以把所述磁珠-样品捕获在所述流体路径的所述第一部分内。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括基于经过发射滤光器的来自所述核酸-试剂混合物的光并且接收所述光而产生数据的集合，且其中产生数据的集合还包括在所述检测室内检测来自所述核酸-试剂混合物的特定的核酸序列用于识别特定的核酸序列。
14.根据权利要求10所述的方法，其中把所述核酸-试剂混合物递送经过所述流体路径的第二部分至检测室包括把所述核酸-试剂混合物递送经过第二盒的流体路径的第二部分。
15.根据权利要求10所述的方法，其中分配、分离、移除、组合和递送中的至少一个响应于不确定的结果而对所述生物样品自动地再进行。
16.一种用于处理和检测来自生物样品的集合的核酸的方法，包括：
·把所述生物样品的集合的每个生物样品与一定量的磁珠在容器的第一集合内组合以产生核酸-磁珠样品的集合；
·把所述核酸-磁珠样品的集合的基本上全部的每个核酸-磁珠样品从所述容器的第一集合转移至流体路径的集合的相应的流体路径；
从所述核酸-磁珠样品的集合产生核酸体积的集合，其中产生包括把释放溶液分配入所述流体路径的集合的每条流体路径中；以及
·使用被耦合于所述流体路径的集合的检测室的集合检测来自所述核酸体积的集合的核酸。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述用于处理和检测来自生物样品的集合的核酸的方法包括处理和检测来自原料生物样品的相同部分的核酸，使得所述生物样品的集合中的所有生物样品的组成是基本上相同的。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括从所述流体路径的集合抽吸所述核酸体积的集合，其中抽吸包括从试剂端口的集合抽吸所述核酸体积的集合，其中所述试剂端口的集合的每个试剂端口被耦合于所述流体路径的集合的相应的流体路径。
19.一种用于在包括阻断位置的集合的流体路径内处理和检测核酸的方法，所述方法包括：
·在所述阻断位置的集合的第一子集合处阻断所述流体路径，从而界定穿过磁场的第一截断的流体路径；
·通过所述磁场把结合于磁珠的核酸的样品捕获在所述第一截断的流体路径内；
·在所述阻断位置的集合的第二子集合处阻断所述流体路径，从而界定容纳所述结合于磁珠的核酸的样品的第二截断的流体路径；
把释放溶液经过所述流体端口递送入所述第二截断的流体路径中以帮助产生核酸的体积；以及
把所述核酸的体积递送至检测室。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
·把洗涤溶液经过流体端口递送入所述第二截断的流体路径中以帮助产生核酸的体积；
·把所述核酸的体积递送经过被耦合于所述流体路径的试剂端口；
·接收与分子诊断试剂的体积组合的所述核酸的体积以产生核酸-试剂样品；
·在所述阻断位置的集合的第三子集合处阻断所述流体路径，从而界定被耦合于检测室的第三截断的流体路径；
·把所述核酸-试剂样品经过所述第三截断的流体路径递送至所述检测室；
·在所述阻断位置的集合的第四子集合处阻断所述流体路径，从而界定容纳所述结合于磁珠的核酸的样品并且被耦合于所述流体端口的第四截断的流体路径；以及
·把释放溶液经过所述流体端口递送入所述第四截断的流体路径中以帮助产生所述核酸的体积。

Claims (69)

1.一种用于处理和检测核酸的系统，包括：
·捕获板，包括被配置为帮助磁珠的集合与生物样品组合的至少一个孔，从而产生磁珠-样品；以及
·分子诊断模块，被配置为处理从所述捕获板获得的至少一个磁珠-样品并且把核酸与磁珠分离，其中所述分子诊断模块包括：
·盒平台，包括磁体接收插槽，
·致动器，被配置为使所述盒平台位移，以及
·磁体，其中所述致动器的延伸配置允许所述磁体穿过所述磁体接收插槽以帮助所述至少一个核酸体积进行分离。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括液体操纵系统，所述液体操纵系统被配置为把至少一个磁珠-样品从所述捕获板转移至所述分子诊断模块并且被配置为从所述分子诊断模块抽吸至少一个核酸体积。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述系统不被配置为在至少一个磁珠-样品从所述捕获板转移至所述分子诊断模块之前把上清液从所述捕获板移除。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述捕获板包括孔的集合以及被配置为密封所述孔的集合的每个孔的箔密封件，其中所述孔的集合中的每个孔容纳磁珠的集合、溶解试剂的集合和样品过程对照。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括捕获板模块，所述捕获板模块包括被配置为搁置所述捕获板的至少一个孔的导热基板和被耦合于所述导热基板的加热器。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述分子诊断模块的所述致动器是线性致动器，所述线性致动器被配置为使所述盒平台竖直地位移，并且其中所述分子诊断模块的所述盒平台被耦合于弹簧的集合，所述弹簧的集合被配置为抵消由所述线性致动器提供的力。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动器的缩回配置允许所述磁体从所述磁体接收插槽缩回。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述磁体被配置为提供跨越至少三条流体路径的磁场，所述磁场被配置为帮助三个核酸体积的分离和提取。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述磁体是电磁体和永磁体中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述分子诊断模块还包括接触销的集合的凸轮卡，其中与所述凸轮卡的运动组合的所述致动器的延伸配置使所述销的集合的子集合竖直地位移经过所述盒平台的插槽的集合，以界定被配置为接收至少一个磁珠-样品的至少一个不同的路径。
11.根据权利要求1所述的系统，还包括测定带，所述测定带包括至少一个试剂孔，每个容纳被配置为与核酸体积组合的分子诊断试剂。
12.根据权利要求9所述的系统，其中所述分子诊断模块还包括含有至少一个单元的光学子系统，其中每个单元包括激发滤光器、发射滤光器、与所述发射滤光器对准的光检测器以及双色镜，所述双色镜被配置为把来自所述激发滤光器的光朝向三个核酸-试剂混合物中的一个反射，并且被配置为把来自所述三个核酸-试剂混合物中的一个的发射光传输经过所述发射滤光器并且朝向所述光检测器。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述分子诊断模块还包括被配置为加热至少一个磁珠-样品的分子诊断模块加热器。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述分子诊断模块被配置为接收并且对准包括样品端口-试剂端口对的集合、流体端口、检测室的集合、废物室、弹性体层和流体路径的集合的微流体盒，其中所述流体路径的集合的每条流体路径被耦合于样品端口-试剂端口对、所述流体端口和检测室，包括被配置为与所述磁体相交的节段，并且被配置为把废物流体转移至所述废物室，并且被配置为在所述弹性体层发生变形时被阻断。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体操纵系统包括多通道移液管头部和注射器泵。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述注射器泵被耦合于喷嘴，所述喷嘴被耦合于所述分子诊断模块的所述致动器。
17.一种用于处理和检测核酸的系统，包括：
·捕获板，包括容纳磁珠的集合的至少一个孔，所述磁珠的集合被配置为与生物样品组合以产生磁珠-样品；
·测定带，包括容纳分子诊断试剂的至少一个孔，所述分子诊断试剂被配置为与核酸体积组合以产生核酸-试剂混合物；
·分子诊断模块，被配置为处理来自所述捕获板的所述磁珠-样品，把所述核酸体积与所述磁珠-样品分离，并且分析来自所述测定带的所述核酸-试剂混合物；以及
·液体操纵系统，被配置为把所述磁珠-样品从所述捕获板转移至所述分子诊断模块，把所述核酸体积从所述分子诊断模块转移至所述测定带，并且把所述核酸-试剂混合物从所述测定带转移至所述分子诊断模块。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述捕获板包括被配置为密封所述孔的集合的每个孔的第一箔密封件，并且其中所述测定带包括被配置为密封所述试剂孔的集合的每个试剂孔的第二箔密封件。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述分子诊断模块包括含有至少一个单元的光学子系统，其中每个单元包括激发滤光器、发射滤光器、与所述发射滤光器对准的光检测器以及双色镜，所述双色镜被配置为把来自所述激发滤光器的光朝向所述核酸-试剂混合物反射，并且被配置为把来自所述核酸-试剂混合物的光传输经过所述发射滤光器并且朝向所述光检测器，其中所述光学子系统的每个单元还包括与所述激发滤光器对准的LED，其中所述LED提供相应于所述激发滤光器、所述双色镜和所述发射滤光器中的至少一个的多个光波长。
20.根据权利要求17所述的系统，其中所述分子诊断模块还包括加热器和检测室加热器，其中所述加热器被配置为加热所述磁珠-样品，并且其中所述检测室加热器被配置为单独地加热所述核酸-试剂混合物，并且其中所述加热器和所述检测室加热器中的至少一个是珀尔帖加热器。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述分子诊断模块还包括线性致动器，所述线性致动器被耦合于所述光学子系统，使得所述线性致动器的延伸配置使所述光学子系统竖直地位移。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述分子诊断模块还包括含有平行的插槽的集合的盒平台，并且包括磁体、凸轮卡和接触所述凸轮卡的销的集合，其中所述线性致动器的延伸配置允许所述盒平台的平行的插槽越过所述磁体，并且其中与所述凸轮卡的运动组合的所述线性致动器的延伸配置使所述销的集合的子集合竖直地位移经过所述平行的插槽的集合的子集合以界定被配置为接收所述磁珠-样品的至少一条路径。
23.根据权利要求17所述的系统，其中所述液体操纵系统包括多通道移液管头部和注射器泵。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述注射器泵被耦合于喷嘴，所述喷嘴被耦合于所述分子诊断模块的所述致动器。
25.一种用于处理和检测核酸的系统，包括：
·分子诊断模块，被配置为处理与磁珠组合的生物样品的集合并且把核酸体积的集合和与磁珠组合的所述生物样品的集合分离，其中所述分子诊断模块包括致动器，所述致动器被配置为使盒、销的集合和接触所述销的集合的至少一个凸轮位移，其中所述致动器的延伸或缩回使所述盒运动，并且所述销的集合的子集合的位移界定所述盒中的路径的集合，每条路径被配置为接收与磁珠组合的所述生物样品的集合中的与磁珠组合的生物样品。
26.根据权利要求25所述的系统，还包括：
·捕获板，包括容纳被配置为与生物样品组合的磁珠的集合、溶解试剂和样品过程对照的至少一个孔，其中所述捕获板帮助与磁珠组合的至少一个生物样品的产生；
·测定带，包括容纳分子诊断试剂体积的至少一个试剂孔，所述分子诊断试剂体积被配置为与所述核酸体积的集合的核酸体积组合以产生至少一个核酸-试剂混合物；以及
·液体操纵系统，被配置为把与磁珠组合的至少一个生物样品从所述捕获板转移至所述分子诊断模块，把至少一个核酸体积从所述分子诊断模块转移至所述测定带，并且把至少一个核酸-试剂混合物从所述测定带转移返回至所述分子诊断模块。
27.根据权利要求25所述的系统，其中所述分子诊断模块的所述致动器是被配置为使所述盒竖直位移的线性致动器。
28.根据权利要求25所述的系统，其中所述分子诊断模块的所述盒接触盒平台，所述盒平台被耦合于被配置为抵消由所述线性致动器提供的力的弹簧的集合。
29.根据权利要求28所述的系统，还包括销壳体，所述销壳体被配置为容纳所述销的集合并且被配置为引导所述销的集合经过所述盒平台的插槽的集合。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述销的集合中的至少一个销具有第一直径和不同于所述第一直径的第二直径，使得所述第一直径和所述第二直径被配置为限制所述至少一个销的经过所述销壳体的运动。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述销的集合中的至少一个销包括被配置为抵消由所述凸轮提供的力的弹簧。
32.根据权利要求25所述的系统，其中所述凸轮是凸轮卡，所述凸轮卡被耦合于被配置为使所述凸轮卡在所述销的集合的下方线性位移的凸轮卡致动器。
33.根据权利要求32所述的系统，其中所述凸轮卡包括峰和谷的固定的集合，使得所述销的集合的销在所述凸轮卡的峰在所述销下方经过时被升高，并且所述销的集合的销在所述凸轮卡的谷在所述销下方经过时被降低。
34.根据权利要求26所述的系统，其中所述液体操纵系统包括多通道移液管头部和注射器泵。
35.一种用于处理和检测来自生物样品的核酸的方法，其使用包括被耦合于样品端口和试剂端口的流体路径的盒，其中所述方法包括：
·把所述生物样品经过所述盒的所述样品端口分配入所述流体路径中；
·在所述流体路径的第一部分内把核酸的体积与所述生物样品分离；
·把所述核酸的体积的至少部分经过所述盒的所述试剂端口或所述样品端口从所述流体路径移除；
·把所述核酸的体积的所述部分与分子诊断试剂组合以产生核酸-试剂混合物；以及
·把所述核酸-试剂混合物递送经过所述流体路径的第二部分至检测室。
36.根据权利要求35所述的方法，还包括在把所述生物样品经过所述样品端口分配入所述流体路径中之前，把所述生物样品与一定量的磁珠组合以产生磁珠-样品混合物。
37.根据权利要求36所述的方法，其中把所述生物样品与一定量的磁珠组合还包括加热所述生物样品与所述量的磁珠。
38.根据权利要求36所述的方法，其中在把所述生物样品分配入所述流体路径中之前，上清液不被从所述磁珠-样品混合物移除。
39.根据权利要求36所述的方法，其中把核酸的体积与所述生物样品分离包括提供在所述流体路径的所述第一部分处的磁场以把所述磁珠-样品捕获在所述流体路径的所述第一部分内。
40.根据权利要求39所述的方法，其中把核酸的体积与所述生物样品分离还包括通过被耦合于所述流体路径的流体端口把洗涤溶液分配经过所述流体路径的所述第一部分。
41.根据权利要求40所述的方法，其中把核酸的体积与所述生物样品分离还包括通过所述流体端口把释放溶液分配经过所述流体路径。
42.根据权利要求41所述的方法，其中把核酸的体积与所述生物样品分离还包括加热所述流体路径的所述第一部分以帮助pH移动，从而把脱离的核酸从磁珠释放以产生所述核酸的体积。
43.根据权利要求35所述的方法，其中把所述核酸的体积的所述部分与分子诊断试剂组合以产生核酸-试剂混合物包括从孔抽吸所述核酸-试剂混合物并且把所述核酸-试剂混合物递送入所述孔中多次。
44.根据权利要求35所述的方法，其中把所述核酸-试剂混合物递送经过所述流体路径的第二部分包括把所述核酸-试剂混合物递送经过所述盒的所述试剂端口。
45.根据权利要求35所述的方法，还包括基于经过发射滤光器的来自所述核酸-试剂混合物的光并且接收所述光而产生数据的集合。
46.根据权利要求45所述的方法，其中产生数据的集合还包括在所述检测室内检测来自所述核酸-试剂混合物的特定的核酸序列用于识别特定的核酸序列。
47.根据权利要求35所述的方法，其中把所述核酸-试剂混合物递送经过所述流体路径的第二部分至检测室包括把所述核酸-试剂混合物递送经过第二盒的流体路径的第二部分。
48.根据权利要求35所述的方法，其中分配、分离、移除、组合和递送中的至少一个响应于不确定的结果而对所述生物样品自动地再进行。
49.一种用于处理和检测来自生物样品的集合的核酸的方法，包括：
·把所述生物样品的集合的每个生物样品与一定量的磁珠组合以产生核酸-磁珠样品的集合；
·把所述核酸-磁珠样品的集合的基本上全部的每个核酸-磁珠样品转移至流体路径的集合的相应的流体路径；以及
·使用被耦合于所述流体路径的集合的检测室的集合检测核酸。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述用于处理和检测来自生物样品的集合的核酸的方法包括处理和检测来自原料生物样品的相同部分的核酸，使得所述生物样品的集合中的所有生物样品的组成是基本上相同的。
51.根据权利要求49所述的方法，其中把所述生物样品的集合的每个生物样品与一定量的磁珠组合以产生核酸-磁珠样品的集合还包括加热所述核酸-磁珠样品的集合。
52.根据权利要求49所述的方法，其中把所述生物样品的集合的每个生物样品与一定量的磁珠组合包括把所述生物样品的集合的每个生物样品与一定量的被处理为是带正电荷的、磁性的、顺磁性的和超顺磁的中的至少一种的磁珠组合。
53.根据权利要求49所述的方法，还包括在使用检测室的集合检测核酸之前，从所述核酸-磁珠样品的集合产生核酸体积的集合。
54.根据权利要求53所述的方法，其中从所述核酸-磁珠样品的集合产生核酸体积的集合包括：
·提供跨越所述流体路径的集合中的每条流体路径的一部分的磁场，从而捕获所述核酸-磁珠样品的集合；
·把洗涤溶液分配入所述流体路径的集合的每条流体路径中；
·把释放溶液分配入所述流体路径的集合的每条流体路径中；以及
·加热所述流体路径的集合的每条流体路径以帮助pH移动，从而使核酸脱离磁珠以产生所述核酸体积的集合。
55.根据权利要求54所述的方法，其中分配洗涤溶液和分配释放溶液包括分配洗涤溶液和分配释放溶液入流体端口中，其中所述流体端口被耦合于所述流体路径的集合中的每条流体路径。
56.根据权利要求55所述的方法，还包括把所述流体端口耦合于外部流体操纵系统。
57.根据权利要求53所述的方法，还包括在使用检测室的集合检测核酸之前，把所述核酸体积的集合的每个核酸体积与分子诊断试剂的集合的分子诊断试剂组合。
58.根据权利要求57所述的方法，其中所述分子诊断试剂的集合的所有分子诊断试剂被配置为帮助相同的测定。
59.根据权利要求50所述的方法，还包括从所述原料生物样品产生核酸体积的集合，并且把所述核酸体积的集合与分子诊断试剂的集合组合，以帮助运行从所述原料生物样品的多个测定。
60.根据权利要求53所述的方法，还包括从所述流体路径的集合抽吸所述核酸体积的集合，其中抽吸包括从试剂端口的集合抽吸所述核酸体积的集合，其中所述试剂端口的集合的每个试剂端口被耦合于所述流体路径的集合的相应的流体路径。
61.根据权利要求60所述的方法，还包括把所述核酸-试剂混合物的集合中的每个转移入所述流体路径的集合的所述相应的流体路径中，其中转移包括把所述核酸-试剂混合物的集合转移返回入所述试剂端口的集合中。
62.根据权利要求53所述的方法，还包括把光经过激发滤光器的集合传输朝向在所述检测室的集合内的所述核酸-试剂混合物的集合，并且经过发射滤光器的集合接收来自所述核酸-试剂混合物的集合的光。
63.一种用于在包括阻断位置的集合的流体路径内处理和检测核酸的方法，所述方法包括：
·在所述阻断位置的集合的第一子集合处阻断所述流体路径，从而界定穿过磁场的第一截断的流体路径；
·通过所述磁场把结合于磁珠的核酸的样品捕获在所述第一截断的流体路径内；以及
·在所述阻断位置的集合的第二子集合处阻断所述流体路径，从而界定容纳所述结合于磁珠的核酸的样品的第二截断的流体路径。
64.根据权利要求63所述的方法，还包括：
·把洗涤溶液经过流体端口递送入所述第二截断的流体路径中以帮助产生核酸的体积；
·把所述核酸的体积递送经过被耦合于所述流体路径的试剂端口；
·接收与分子诊断试剂的体积组合的所述核酸的体积以产生核酸-试剂样品；
·在所述阻断位置的集合的第三子集合处阻断所述流体路径，从而界定被耦合于检测室的第三截断的流体路径；以及
·把所述核酸-试剂样品经过所述第三截断的流体路径递送至所述检测室。
65.根据权利要求63所述的方法，其中阻断所述流体路径包括使用接触至销的集合的凸轮卡阻断所述流体路径，其中所述凸轮卡的横向运动使所述销的集合的子集合竖直地位移。
66.根据权利要求64所述的方法，其中递送洗涤溶液包括使用注射器泵递送洗涤溶液。
67.根据权利要求64所述的方法，其中递送所述核酸的体积和递送所述核酸-试剂样品中的至少一个包括使用多通道移液管头部递送。
68.根据权利要求64所述的方法，还包括：
·在所述阻断位置的集合的第四子集合处阻断所述流体路径，从而界定容纳所述结合于磁珠的核酸的样品并且被耦合于所述流体端口的第四截断的流体路径，以及
·把释放溶液经过所述流体端口递送入所述第四截断的流体路径中以帮助产生所述核酸的体积。
69.根据权利要求64所述的方法，其中把所述核酸-试剂样品递送至所述检测室包括把所述核酸-试剂样品递送经过所述试剂端口。
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