本申請是2013年2月13日提交的、申請?zhí)?3/766,359的部分延續(xù)申請，其通過引用全文并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般關(guān)于分子診斷領(lǐng)域，并且更具體地，關(guān)于用于處理生物樣品的改進的系統(tǒng)和方法。

背景

分子診斷是在近25年期間快速發(fā)展的臨床試驗學(xué)科。它起源于基礎(chǔ)生物化學(xué)和分子生物學(xué)研究程序，但現(xiàn)在已成為專注于核酸(NA)的常規(guī)分析的獨立學(xué)科，包括脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的常規(guī)分析，以用于醫(yī)療衛(wèi)生的診斷用途和涉及生物樣品的核酸分析的其他領(lǐng)域。生物樣品的分子診斷分析可以包括檢測存在于樣品中的一種或更多種核酸物質(zhì)。執(zhí)行的特定分析可以是定性的和/或定量的。分析的方法通常包括核酸物質(zhì)的分離、純化和擴增，并且聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)是用于擴增核酸的常用技術(shù)。通常，待被分析的核酸樣品以不足的數(shù)量、質(zhì)量和/或純度獲得，妨礙診斷技術(shù)的可靠的實現(xiàn)。當前的樣品處理方法和分子診斷技術(shù)通常是勞動/時間密集的、低通量且昂貴的，并且分析系統(tǒng)是不充分的。另外，分離、處理和擴增方法是對于某些樣品基質(zhì)和/或核酸類型特異性的，并且不能應(yīng)用于全部常見生物樣品和核酸類型。

由于當前分子診斷系統(tǒng)和方法的這些和其他缺陷，因此存在對有利于處理生物樣品的改進的系統(tǒng)和方法的需求。本發(fā)明提供這樣的系統(tǒng)和方法。

附圖的簡要描述

圖1A-1B描繪了用于處理生物樣品的系統(tǒng)的實施方案；

圖2-3描繪了用于處理生物樣品的分子診斷模塊的實施方案；

圖4A-4B描繪了分子診斷模塊的實施方案的線性致動器的結(jié)構(gòu)；

圖5A-5D描繪了分子診斷模塊的閥致動子系統(tǒng)的實施方案的元件；

圖6A-6B描繪了分子診斷模塊的閥致動子系統(tǒng)的實施方案的結(jié)構(gòu)；

圖7A-7C描繪了分子診斷模塊的閥致動子系統(tǒng)的實施方案的元件；

圖8A和8B描繪了分子診斷模塊的閥致動子系統(tǒng)的實例的元件；

圖9描繪了分子診斷模塊的光學(xué)子系統(tǒng)的實施方案的元件；

圖10A-10B描繪了用于處理生物樣品的微流體倉匣(microfluidic cartridge)的實施方案；

圖11A-11C描繪了用于處理和檢測核酸的系統(tǒng)的流體分配系統(tǒng)的實施方案；以及

圖12描繪了用于處理和檢測核酸的方法的實施方案。

優(yōu)選實施方式的描述

本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的以下描述不意圖將本發(fā)明限制為這些優(yōu)選實施方案，而是使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。

1.用于處理和檢測核酸的系統(tǒng)

如圖1A-1B中示出的，用于處理生物樣品的系統(tǒng)100的實施方案包括：分子診斷模塊130，所述分子診斷模塊130包括微流體倉匣接收模塊140、加熱和冷卻子系統(tǒng)150、磁體160、閥致動子系統(tǒng)170和光學(xué)子系統(tǒng)280。系統(tǒng)100的其他實施方案還可以包括微流體倉匣210、流體分配系統(tǒng)250、處理器290和用戶界面295，所述微流體倉匣210被配置為有助于樣品處理，所述流體分配系統(tǒng)250被配置為有助于將氣體和液體遞送至系統(tǒng)100的不同元件，所述處理器290被配置為分析從系統(tǒng)100的運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，所述用戶界面295被配置為允許使用者與系統(tǒng)100交流。系統(tǒng)100可以另外地或可代替地包括任何其他適合的元件，如標題為“System and Method for Processing and Detecting Nucleic Acids”且提交于2013年2月13日的U.S.申請?zhí)?3/766,359中描述的，該申請通過引用全文并入本文。因此，系統(tǒng)100作用為接收包含核酸的生物樣品(即，不純的核酸樣品)、從生物樣品分離核酸和根據(jù)至少一個分子診斷方案(例如，PCR)分析核酸樣品。優(yōu)選地，系統(tǒng)100是一個簡單工作的系統(tǒng)(walkaway system)，通過它使用者加載包含核酸的生物樣品組，并接收產(chǎn)生自分子診斷方案的一組數(shù)據(jù)，不需要由使用者進行任何另外的樣品操作?；蛘?，系統(tǒng)100有利于用于分子診斷方案的樣品制備的方面，其中一些樣品操作由使用者執(zhí)行。

在系統(tǒng)100的一個示例工作流程中，流體分配系統(tǒng)250吸入生物樣品組并將生物樣品分配到微流體倉匣210，所述微流體倉匣210排列在分子診斷模塊130的倉匣接收模塊140中，并且被配置為由分子診斷模塊130操作。然后，隨著流體分配系統(tǒng)250在適當?shù)碾A段分配洗滌溶液、分離溶液和/或空氣，分子診斷模塊130的加熱和冷卻子系統(tǒng)150、磁體160和閥致動子系統(tǒng)170有助于從生物樣品分離核酸組。然后，流體分配系統(tǒng)250從包含于分子診斷模塊130的微流體倉匣210吸入核酸組、將核酸組與分子診斷試劑組合并，并將與分子診斷試劑組組合的核酸組(即，核酸-試劑混合物組)分配至分子診斷模塊130內(nèi)的微流體倉匣210。然后，分子診斷模塊130的加熱和冷卻子系統(tǒng)150、光學(xué)子系統(tǒng)180和閥致動子系統(tǒng)170通過被配置為在用戶界面上展示信息的處理器來幫助分析核酸-試劑混合物組。

如所述的，以上工作流程只是系統(tǒng)100的一個示例工作流程。在以下1.1-1.4節(jié)描述了系統(tǒng)100的實施方案的元件的詳細描述。

1.1系統(tǒng)-分子診斷模塊

如圖1B中示出的，系統(tǒng)100的分子診斷模塊130的實施方案包括倉匣接收模塊140、加熱和冷卻子系統(tǒng)150、磁體160、閥致動子系統(tǒng)170和光學(xué)子系統(tǒng)280，并且作用為操作用于處理包含核酸的生物樣品的微流體倉匣210。分子診斷模塊130優(yōu)選地被配置為與至少一個另外的分子診斷模塊130并行操作，使得包含分子樣品的多個微流體倉匣210可以被同時處理。在第一個變型中，分子診斷模塊130被配置為可與另一個分子診斷模塊130以能夠接近每個分子診斷模塊130中的微流體倉匣210的方式堆疊。在另一個變型中，分子診斷模塊130可以不被配置為與另一個分子診斷模塊堆疊，使得分子診斷模塊130被配置為在相同平面上并排放置。分子診斷模塊130的實施方案的元件在以下1.1.1至1.1.4節(jié)進一步描述。

1.1.1分子診斷模塊——倉匣接收模塊

如圖1B、2和3中示出的，分子診斷模塊130的倉匣接收模塊140包括倉匣平臺141、線性致動器146和彈簧組148，所述倉匣平臺141包括倉匣裝載導(dǎo)軌142、倉匣止動器143、磁體接收槽144和接近區(qū)域組145；所述線性致動器146被配置為使放置在倉匣平臺141的微流體倉匣210移位；所述彈簧組148耦合至倉匣平臺141。因此，倉匣接收模塊140作用為接收、排列和推壓用于根據(jù)分子診斷測定方案處理生物樣品的微流體倉匣210。倉匣平臺141優(yōu)選地被配置為沿著倉匣裝載導(dǎo)軌142接收微流體倉匣210直到微流體倉匣210到達倉匣止動器143，并且由線性致動器146垂直移位，這對耦合至倉匣平臺141的彈簧組148產(chǎn)生偏置力。當微流體倉匣210被線性致動器146垂直地移位時，磁體接收槽144和接近區(qū)域組145通過磁體160和閥致動子系統(tǒng)170提供對微流體倉匣210的接近。

倉匣平臺141包括倉匣裝載導(dǎo)軌142、倉匣止動器143、磁體接收槽144和接近區(qū)域組145，并且作用為接收并對齊微流體倉匣210，同時通過磁體160和閥致動子系統(tǒng)170提供對微流體倉匣210的接近。如在圖2中示出的，倉匣平臺141的實施方案包括一對平行倉匣裝載導(dǎo)軌142，所述倉匣裝載導(dǎo)軌142從被配置為引導(dǎo)微流體倉匣向該對平行的倉匣裝載導(dǎo)軌142運動的一對向內(nèi)逐漸變細的突起開始，并延伸跨越倉匣平臺141的兩個短邊緣。倉匣平臺141的實施方案還包括倉匣止動器143，所述倉匣止動器143包括垂直的凸耳，所述凸耳垂直于倉匣裝載導(dǎo)軌142定向且延伸跨越倉匣平臺的長邊緣。優(yōu)選地，倉匣裝載導(dǎo)軌142和倉匣止動器143被這樣配置，使得微流體倉匣210在倉匣裝載導(dǎo)軌142之間滑動并碰到倉匣止動器143以發(fā)出正確對齊的信號。可代替地，倉匣裝載導(dǎo)軌142和倉匣止動器143可以被這樣配置，使得微流體倉匣在倉匣裝載導(dǎo)軌142上方滑動或沿著倉匣裝載導(dǎo)軌142滑動，之后，倉匣止動器143耦合至微流體倉匣210的一部分以確保微流體倉匣的正確對齊。可以使用倉匣裝載導(dǎo)軌142和倉匣止動器143的另外的變型以使得微流體倉匣210的接收和對齊可以通過分子診斷模塊130進行。

圖2中示出的倉匣平臺141的實施方案還包括接近區(qū)域組145和磁體接收槽144，所述接近區(qū)域組145垂直于平行的倉匣裝載導(dǎo)軌142定向并且被配置為提供對閥致動子系統(tǒng)170的接近，所述磁體接收槽144位于接近區(qū)域組145中。優(yōu)選地，如圖2中示出的，磁體接收槽144和接近區(qū)域組145基本上延伸跨越倉匣平臺141的長維度，并且被配置為對應(yīng)于微流體倉匣210上的需要磁場和/或閥設(shè)置(valving)的位置，使得一旦微流體倉匣210在分子診斷模塊130中被對齊就能夠進行生物樣品的處理和核酸檢測。因此，磁體接收槽144和接近區(qū)域組145的可代替的結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)具有需要磁場和/或閥設(shè)置以進行其他方案的可選擇的區(qū)域的其他倉匣。在一個可選擇的實施方案中，磁體接受槽144和接近區(qū)域可以包括倉匣平臺141的一個連續(xù)的空間，使得倉匣平臺141沿著微流體倉匣210的外周支撐微流體倉匣210，但在微流體倉匣210的大部分占用面積的下方形成連續(xù)的空間。

如以下更詳細描述的，線性致動器146的功能是線性地移位放置在倉匣平臺141上的微流體倉匣210，以推壓微流體倉匣210并將微流體倉匣210置于微流體倉匣210一側(cè)的倉匣加熱器153和光學(xué)子系統(tǒng)280以及微流體倉匣210另一側(cè)的磁體160和檢測室加熱器157之間。線性致動器146還向閥致動子系統(tǒng)170提供充足的對抗力，使得分子診斷模塊130中的微流體倉匣210在被閥致動子系統(tǒng)170操作時保持正確的位置。線性致動器146還作用為使耦合至流體分配系統(tǒng)250的噴嘴149移位，以將流體分配系統(tǒng)250耦合至微流體倉匣210的流體端口222。在圖1B中示出的分子診斷模塊130的定向中，線性致動器146優(yōu)選耦合至倉匣加熱器153和光學(xué)子系統(tǒng)280的一部分，并且將倉匣加熱器153和光學(xué)子系統(tǒng)280垂直移位以將倉匣加熱器153和光學(xué)子系統(tǒng)280定位到微流體倉匣210上方。垂直移位還允許微流體倉匣210接收磁體160和檢測室加熱器157，磁體160提供磁場以有利于分子診斷方案的子組，檢測室加熱器157允許用于需要加熱和冷卻核酸的分子診斷方案(例如PCR)的核酸的擴增。優(yōu)選地，線性致動器146是剪式千斤頂致動器(scissor jack actuator)，其被配置為向在分子診斷模塊130中對齊的微流體倉匣210的全部阻塞位置施加基本上均勻的壓力，并以至少兩個構(gòu)型運行。如圖4A中示出的，在縮回構(gòu)型146a中，剪式千斤頂致動器不使倉匣平臺141線性移位，并且如圖4B中示出的，在延伸構(gòu)型146b中，剪式千斤頂致動器將微流體倉匣210線性移位以將微流體倉匣210定位至子系統(tǒng)153和180以及磁體160和檢測室加熱器157之間。另外，剪式千斤頂致動器的延伸構(gòu)型146b被配置為將噴嘴149耦合至微流體倉匣210的流體端口222，使得流體分配系統(tǒng)250可以遞送用于處理生物樣品的溶液和氣體。線性致動器146可以可代替地為被配置為使分子診斷模塊130中的微流體倉匣線性移位的任何適當?shù)木€性致動器，諸如液壓的、氣動的或馬達驅(qū)動的線性致動器。

如圖1B、4A和4B中示出的，彈簧組148被耦合至倉匣平臺141并作用為當線性致動器146移動停留在倉匣平臺141上的微流體倉匣210時提供抵抗線性致動器146的對抗力。因此，如圖4B中示出的，當線性致動器146處于縮回構(gòu)型146b時，彈簧組148允許倉匣平臺141回到允許從分子診斷模塊130裝載和卸載微流體倉匣210的位置。相似的，噴嘴149、加熱和冷卻子系統(tǒng)150、倉匣加熱器153和磁體160優(yōu)選地耦合至彈簧，使得彈簧被置于元件149、150、153和160以及安裝有元件149、150、153和160的基底之間?？纱娴模瑥椥泽w材料優(yōu)選地被置于元件149、150、153和160以及安裝有元件149、150、153和160的基底之間。彈簧和/或彈性體材料作用為當線性致動器146延伸或縮回時，向分子診斷模塊130的子系統(tǒng)提供適當?shù)墓δ芎蛯R，提高可靠性和降低堆疊公差風(fēng)險。彈簧和/或彈性體材料還作用為允許向在分子診斷模塊130中對齊的微流體倉匣210的阻塞位置施加更大的壓力，和允許向分子診斷模塊130的元件149、150、153和160施加適當?shù)膲毫?。因此，在元?49、150、153和160以及被分子診斷模塊操作的微流體倉匣210之間保持適當?shù)慕佑|。這些元件在以下更詳細地描述。

1.1.2分子診斷模塊——加熱/冷卻子系統(tǒng)和磁體

分子診斷模塊130的加熱和冷卻子系統(tǒng)150包括倉匣加熱器153、風(fēng)扇155和檢測室加熱器組157且作用為可控地加熱用于根據(jù)分子診斷方案處理包含核酸的生物樣品的微流體倉匣210的部分。在圖1B中示出的分子診斷模塊130的實施方案的定向中，倉匣加熱器153優(yōu)選地耦合至倉匣接收模塊140的線性致動器146，并且被配置為延伸跨越在分子診斷模塊130中對齊的微流體倉匣210的中央?yún)^(qū)，風(fēng)扇155位于倉匣接收模塊140的后壁，并且檢測室加熱器組157位于微流體倉匣210的檢測室組的下方。在分子診斷模塊130的可代替的實施方案中，加熱和冷卻子系統(tǒng)150可以具有向分子診斷模塊130中的微流體倉匣提供受控的加熱和冷卻的任何適當?shù)目纱娴臉?gòu)型。

優(yōu)選地，倉匣加熱器153、風(fēng)扇155和檢測室加熱器組157是標題為“System and Method for Processing and Detecting Nucleic Acids”且提交于2013年2月13日的U.S.申請?zhí)?3/766,359中描述的那些，該申請通過引用全文并入本文；但是，在其他變型中，倉匣加熱器153、風(fēng)扇155和/或檢測室加熱器組157可以是任何其他合適的倉匣加熱器153、風(fēng)扇155和/或檢測室加熱器組157。

分子診斷模塊130的磁體160的作用為提供用于分離和提取在分子診斷模塊130中對齊的微流體倉匣210內(nèi)的與磁珠結(jié)合的核酸的磁場。優(yōu)選地，磁體160被固定在分子診斷模塊130中，使得線性致動器146的延伸構(gòu)型146b允許磁體160穿過倉匣接收模塊140的磁體接收槽144并進入微流體倉匣210的磁體容納區(qū)域218。在一個實例中，磁體160是被固定在倉匣平臺141下的矩形棱柱形磁體160，并且被配置為穿過倉匣平臺141進入位于微流體倉匣210的加熱區(qū)域下方的磁體容納區(qū)域218。優(yōu)選地，磁體160是平行排列的2個或3個磁體中的一個，使得容納磁體的微流體倉匣的流體通路的每一個被暴露于2倍或3倍磁通量和2倍至3倍的捕獲磁珠的可能性。可代替地，磁體160是被配置為將液體通路組暴露于磁場的單個磁體。優(yōu)選地，磁體160或多個磁體的組被耦合至分子診斷模塊130內(nèi)的磁體座。另外，磁體座優(yōu)選地由絕緣材料構(gòu)成，使得磁體座不影響倉匣加熱器153的正常作用。可代替地，磁體座可以不由絕緣材料構(gòu)成。

優(yōu)選地，磁體160是標題為“System and Method for Processing and Detecting Nucleic Acids”且提交于2013年2月13日的U.S.申請?zhí)?3/766,359中描述的磁體160；但是，在其他變型中，磁體160可以是任何其他合適的磁體。磁體160的可代替的結(jié)構(gòu)和/或組成也可以適合于有助于分離和/或提取微流體倉匣210中的結(jié)合至磁珠的核酸。

1.1.3分子診斷模塊——閥致動子系統(tǒng)

如圖5A-5D中示出的，閥致動子系統(tǒng)170包括致動基底171、針組174、針殼體180、彈簧板183和致動器187；致動基底171包括有效區(qū)域陣列(array of active regions)172，針組174中的每個針175包括底端176、遠端177和移位區(qū)域178，針殼體180包括圍繞并引導(dǎo)針組174中的每個針175的移位的空腔組181，彈簧板183包括耦合至針組174的彈簧組184，致動器187被耦合至致動基底171、針殼體180和彈簧板183中的至少一個并且被配置為提供有效區(qū)域陣列172和針組174之間的相對移位。如以下更詳細描述的，閥致動子系統(tǒng)170作用為操縱微流體倉匣210的阻塞位置組，其中阻塞位置組影響樣品和/或流體(例如空氣、試劑等)穿過微流體倉匣210的流體通路的轉(zhuǎn)移。這樣，通過針組174的致動，閥致動子系統(tǒng)170使得流體通路的部分能夠可逆地打開和關(guān)閉，或保持在關(guān)閉的位置。如圖1B中示出的，閥致動子系統(tǒng)170優(yōu)選地位于倉匣平臺141的下方的位置，使得針組沿著下到上的方向阻礙微流體倉匣210的阻塞位置；但是，在一個可代替的變型中，閥致動子系統(tǒng)170可以位于倉匣平臺141上方的位置，使得針組沿著上到下的方向阻礙微流體倉匣210的阻塞位置。在另外的其他變型中，閥致動子系統(tǒng)170可以以任何其他適當?shù)姆绞较鄬τ趥}匣平臺141定位。

如圖6A和6B中示出的，致動基底171包括有效區(qū)域陣列172，其作用為與針組174的一個或多個移位區(qū)域178相互作用，以將針組174的針175轉(zhuǎn)變?yōu)檠由鞓?gòu)型175a和/或縮回構(gòu)型175b。優(yōu)選地，有效區(qū)域陣列172被這樣配置，使得針組174的子組可以被置于特定的且可重復(fù)的構(gòu)型中(例如，延伸構(gòu)型和縮回構(gòu)型陣列)，以采用可重復(fù)的方式操作微流體倉匣210的流體通路，以用于處理核酸。優(yōu)選地，在圖5A和5C中示出的定向中，致動基底171將致動基底171的側(cè)向運動轉(zhuǎn)化成針組174的一個或更多個針的垂直致動；然而，在其他變型中，閥致動子系統(tǒng)171可以被配置為將致動基底171的任何其他適當?shù)倪\動(例如，旋轉(zhuǎn)運動、非側(cè)向運動等)轉(zhuǎn)化成針組174的一個或更多個針的致動。

優(yōu)選地，有效區(qū)域陣列172包括在致動基底171的運動期間物理接觸針組174的元件，從而將針組174的一個或更多個針175直接移動到期望的構(gòu)型中。在一個這樣的變型中，有效區(qū)域陣列172包括至少一個突起(例如，峰)并且可以另外或可代替地包括能夠使針組174的針物理上升高和/或降低的至少一個凹陷區(qū)(例如，谷)。在一個選擇中，有效區(qū)域陣列172可以包括向針組174的針傳遞力的元件，從而不經(jīng)物理接觸而將針移動到期望的構(gòu)型。在一個這樣的變型中，有效區(qū)域陣列172包括產(chǎn)生能夠升高和/或降低針組174的針的磁場的磁性元件的陣列。在任何這些變型中，有效區(qū)域陣列172的元件可以位于致動基底171的第一表面179，使得致動基底171的運動被轉(zhuǎn)化成接觸致動基底的第一表面179的針的致動。在圖5A和5C中示出的定向中，第一表面179可以是致動基底171的下表面，或是致動基底171的上表面。但是，在其他變型中，有效區(qū)域陣列172的元件可以位于致動基底171的多個表面，并且可以另外地或可代替地嵌入致動基底171中(例如，在磁性元件的嵌入陣列中)。另外，致動基底171可以包括物理上接觸針組174的元件和不通過物理接觸向針組174傳遞力的元件的組合。

如圖5C中示出的，在第一個變型中，致動基底171包括凸輪卡(cam card)173，所述凸輪卡173包括一組峰185和谷186，并且作用為將在一個平面中的線性運動轉(zhuǎn)化成在另一個平面中的垂直運動。在第一個變型中，凸輪卡173接觸針組172的針的移位區(qū)域178，使得當凸輪卡173的峰185進入與移位區(qū)域178的對齊時，針是一個構(gòu)型，當凸輪卡173的谷186進入與移位區(qū)域的對齊時，針是另一個構(gòu)型。峰185和谷186的組的每個峰優(yōu)選地是形態(tài)和大小相同的；但是，在變型中，峰185和谷186的組可以包括具有與峰185和谷186的組中的其他峰不同大小和/或形態(tài)的一個或更多個峰。相似地，峰185和谷186的組中的每個谷優(yōu)選地是形態(tài)和大小相同的；但是，在變型中，峰185和谷186的組可以包括具有與峰185和谷186的組中的其他谷不同大小和/或形態(tài)的一個或更多個谷。這樣，峰185和谷186的組可以被配置為向針組174中的每個針175提供相同的移動范圍，或可以被配置為向針組的針175提供不同的移動范圍。在另外的其他變型中，峰185和谷186的組的峰和/或谷可以是大小可調(diào)節(jié)的，以提供可調(diào)節(jié)的移動范圍或補償峰和/或谷的磨損。

在致動基底171的第一個變型中，凸輪卡173的峰185和谷186優(yōu)選地處于設(shè)定的構(gòu)型中，如圖5C中示出的，使得凸輪卡173向設(shè)定位置的側(cè)向運動以可逆和/或可重復(fù)的方式將針組174置于特定構(gòu)型。設(shè)定的構(gòu)型還作用為使得能夠操作與閥致動子系統(tǒng)170相互作用的微流體倉匣210的特定構(gòu)型中的通常關(guān)閉和通常開放的阻塞位置。這樣，凸輪卡173側(cè)向運動至位置組的不同位置持續(xù)地將針組172的子組置于期望的構(gòu)型中以阻塞與針組174接觸的微流體倉匣210的流體通路的不同部分。因此，微流體倉匣210的流體通路的期望的部分可以被選擇性的阻塞和打開以根據(jù)任何適當?shù)慕M織、細胞或分子診斷測定方案有助于生物樣品的處理。

在致動基底171的第一個變型中，凸輪卡173的峰185和谷186的組被定位在凸輪卡173的第一表面179，使得凸輪卡173的側(cè)向移動被轉(zhuǎn)化成接觸凸輪卡173的第一表面179的針的致動。如以下更詳細描述的，在第一個變型中，第一表面179被定向遠離針組174的遠端177，使得凸輪卡173的峰185被配置為收回針組174的針，并且凸輪卡173的谷被配置為使得針組的針延伸。但是，在另一個變型中，峰185和谷186的組可以被定位在凸輪卡173的多個面。

在第一個變型中，凸輪卡173被配置為在平面內(nèi)的一個坐標方向上側(cè)向移位(例如，通過線性致動器)；然而，在另一個變型中，凸輪卡173被配置為僅在平面內(nèi)的多個方向上側(cè)向移位(例如，通過多重線性致動器、通過x-y線性致動器)。在一個具體實例中，凸輪卡173的峰185被升高比凸輪卡173的谷186高1mm。在該具體實例中，峰185是相同的并且具有半徑為1mm的基本上半圓形的橫截面，而谷186基本上是平面的并且與每個峰185的底部一致。然而，可代替的變型可以包括由任何適當?shù)闹聞悠黩?qū)動的具有峰185和谷186的凸輪卡173任何適當?shù)臉?gòu)型和幾何形狀。

在致動基底171的可代替的實施方案中，致動基底171可以是包括有效區(qū)域陣列172的凸輪，所述有效區(qū)域陣列172被配置為能夠使接觸圓柱形表面的針致動，并且被配置為將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為針組174的線性(即垂直的)運動。凸輪可以被配置為接觸針組174中的針的底端176，并且可以被耦合至馬達軸并由馬達驅(qū)動。在致動基底171的其他可代替的實施方案中，致動基底171可以一起被凸輪組代替，該凸輪組的每個凸輪被配置為圍繞軸獨立地旋轉(zhuǎn)。在這些可代替的實施方案中，凸輪組的旋轉(zhuǎn)子組升高/降低針組174的相應(yīng)子組，并且阻塞與針組174接觸的微流體倉匣210的特定部分。

針組174被配置為與致動基底171相互作用，并作用為能夠通過阻塞位置組的方式選擇性阻塞和/或開放微流體倉匣210的流體通路。針組174的針優(yōu)選地包括圓柱形部分，并且在如圖5A和5C中示出的定向中，針組174的每個針優(yōu)選地具有界定了被配置為有助于在針殼體180中滑動的圓形橫切面的部分。可代替地，每個針可以包括任何合適的橫切面幾何形狀(例如矩形的)和/或末端形狀(例如平的或尖的)以有助于阻塞微流體倉匣210的流體通路。優(yōu)選地，針組174的每個針的表面由有利于滑動運動(即，與致動基底171協(xié)作或在針殼體180內(nèi))的低摩擦材料組成；但是，每個針可以可代替地用被配置為有助于滑動運動的潤滑劑涂覆。在一個具體實例中，閥致動子系統(tǒng)170包括12個針組174，所述針組174被配置為選擇性阻塞在分子診斷模塊130中對齊的微流體倉匣210的12個流體通路；但是，其他實施方案可以包括任何其他適當數(shù)量的針組174。

針組174中的每個針175優(yōu)選地包括底端176、遠端177和移位區(qū)域178。如在圖5C中示出的，針組174的一個或更多個針175可以另外包括止動區(qū)域188，所述止動區(qū)域188被配置為以限定包括止動區(qū)域188的針的移動范圍的方式與針殼體180相互作用。如以下進一步詳細描述的，針175的底端176作用為與彈簧板183的彈簧相互作用，其中彈簧184提供抵抗針組174的針的偏置力。這樣，底端176可以被配置為緊靠彈簧板183的彈簧，并且可以另外或可代替地以任何其他適當?shù)姆绞奖获詈现翉椈砂?83的彈簧。針175的遠端177作用為與分子診斷模塊130的實施方案的閥致動子系統(tǒng)170對齊的微流體倉匣210的流體通路的阻塞位置相互作用。針175的底端176和/或遠端177的形態(tài)可以是圓柱形的，以提供大體上圓形、卵形或橢圓形的阻塞表面。但是，在一些變型中，針175的底端176和/或遠端177可以是多邊形棱柱狀(例如，正方形棱柱狀、三棱柱狀)以提供多邊的或形態(tài)為不定形棱柱的阻塞表面。另外，在可代替的變型中，針175的任何適當?shù)牟糠挚梢员慌渲脼榕c彈簧相互作用以提供抵抗針175的偏置力。

針175的移位區(qū)域178作用為與能夠致動針175的有效區(qū)域陣列的一個或更多個有效區(qū)域相互作用。優(yōu)選地，移位區(qū)域178基本上與致動基底171對齊，以有助于致動基底171的有效區(qū)域172和針175的移位區(qū)域178之間的相互作用。另外，移位區(qū)域178優(yōu)選機械地互補致動基底171的一個或更多個有效區(qū)域172。這樣，移位區(qū)域可以包括在致動基底171移動期間與有效區(qū)域172物理接觸的部分，并且在一個這樣的變型中，移位區(qū)域178包括升高或降低與有效區(qū)域物理上相互作用以升高或降低針175的至少一個突起(例如峰)或凹陷區(qū)域(例如谷)。在一個代替中，移位區(qū)域178可以另外包括或可代替地包括響應(yīng)于致動基底171的有效區(qū)域172提供的力的部分，從而不通過針175和有效區(qū)域之間的物理接觸而將針移動到期望的構(gòu)型。在一個這樣的變型中，移位區(qū)域可以包括響應(yīng)于由致動基底171的有效區(qū)域產(chǎn)生的磁場的磁性元件來升高或降低針。在此變型中，移位區(qū)域178的磁性元件可以被配置為被拉向有效區(qū)域172的磁性元件，或可以被配置為被有效區(qū)域172的磁性元件排斥離開。

如圖7A-7C中示出的，針175的移位區(qū)域178優(yōu)選地包含在針175的主體內(nèi)，在針175的底端176和遠端177之間。在一個變型中，移位區(qū)域178可以被包含在限定在針175的主體內(nèi)的開口189內(nèi)。但是，針175的移位區(qū)域178可以另外或可代替地偏向針175的外表面，至少部分地被界定在針175的外表面的凹陷區(qū)域，或以任何其他適當?shù)姆绞今詈现玲?例如，使用被配置為從移位區(qū)域向針傳遞運動的延伸部)。

在第一個具體實例中，移位區(qū)域178包括界定在槽開口189內(nèi)的半圓柱形突起，其中半圓柱形突起的底部定位在槽開口的底端(即，朝向針175的底端176)。因此，如圖7C中示出的，在第一個具體實例中，致動基底171包括至少一個臂199，所述臂199包括有效區(qū)域172(例如，峰、谷)，其中所述臂199被配置為穿過針175的槽開口189，且其中將有效區(qū)域172與突起(即，移位區(qū)域178)對齊的臂199的移動導(dǎo)致針175的致動。在第一個具體實例的變型中，靠近針175的移位區(qū)域178的槽開口的表面的磁性元件可以被配置為與致動基底171的臂199的相應(yīng)磁性元件(即，有效區(qū)域172)相互作用。在此變型中，臂199的磁性元件可以被配置為磁性排斥或吸引針175的移位區(qū)域178的磁性元件，以提供針的致動。但是，在其他實例中，針的移位區(qū)域178可以以任何其他適當?shù)姆绞奖慌渲脼橹聞踊?71的有效區(qū)域172的互補構(gòu)型。

止動區(qū)域188優(yōu)選地為與針殼體180的互補部分相互作用的針175的突起部分，使得針殼體的互補部分阻礙針175的進一步運動。止動區(qū)域188可以包括具有比針175的其他區(qū)域更大的寬度或直徑的針175的區(qū)域，并且可以另外地或可代替地包括以任何其他適當?shù)姆绞较拗漆樀倪\動范圍的突起。在圖5C示出的實例中，針175包括定位于針175的底端176和遠端177之間的，并且由比針殼體180的直徑大的直徑限定的止動區(qū)域188。但是，在具體實例的其他變型中，針175的止動區(qū)域188可以沿著針175的長度定位在任何其他適當?shù)奈恢?。另外，針組174的每個針175可以包括被配置為限定針組的運動范圍的多個止動區(qū)域188。

針組174中的每個針175優(yōu)選地以延伸構(gòu)型175a和/或縮回構(gòu)型175b運行。優(yōu)選地，針組174的每個針175被配置為可逆地且可重復(fù)地在延伸構(gòu)型175a和縮回構(gòu)型175b之間轉(zhuǎn)變。但是，在可代替的變型中，針組174的一個或更多個針175可以被配置為僅實現(xiàn)延伸構(gòu)型175a和縮回構(gòu)型175b中的一個，和/或針組174的針175可以被配置為在進入構(gòu)型188、189時半永久地鎖定為構(gòu)型175a、175b。在延伸構(gòu)型175a中，針175的遠端177被配置為從針殼體180的開口突出，以在與閥致動子系統(tǒng)170相互作用的微流體倉匣210的流體通路提供阻礙力。在縮回構(gòu)型175b中，針175的遠端177被配置為從針殼體180的開口收回，以在與閥致動子系統(tǒng)170相互作用的微流體倉匣210的流體通路除去阻礙力。優(yōu)選地，關(guān)于以上描述的變型，延伸構(gòu)型由有效區(qū)域(例如，峰、磁體)平移離開移位區(qū)域而激活，且縮回構(gòu)型由致動基底的有效區(qū)域(例如，峰、磁體)平移至與移位區(qū)域?qū)R而激活。這樣，在用圖6A和6B中示出的定向的實例中，當致動基底171的峰被移動遠離針175的移位區(qū)域178的突起時，延伸構(gòu)型175a被激活，且當致動基底171的峰被移動到對齊移位區(qū)域178的突起(即，致動基底171的峰以移位區(qū)域178中突起的方式推壓針175向下)時縮回構(gòu)型175b被激活。但是，延伸構(gòu)型和縮回構(gòu)型175a、175b可以以任何其他適當?shù)姆绞奖患せ睢?/p>

針殼體180包括空腔組181，空腔組181作用為圍繞和引導(dǎo)針組174中的每個針175的移位。這樣，針殼體180作用為當致動基底171移動并與針組174相互作用時限制和引導(dǎo)針組174中的每個針175的移位。在一個變型中，針組174中的每個針175被空腔組181的單獨的空腔圍繞；但是，在另一個變型中，空腔組181的空腔可以被配置為圍繞針組174中的多個針。在圖5A-5D中示出的實例中，針殼體180被定位在倉匣平臺141的下方，使得空腔組181與接近區(qū)域組145對齊，以通過針組174提供對在倉匣平臺141上對齊的微流體倉匣210的接近。因此，在此實例中，針殼體180約束針組174，使得每個針僅能在以設(shè)定的運動范圍在垂直方向上線性移動?？涨唤M181的每個空腔優(yōu)選地具有被配置為限定空腔內(nèi)的針的運動(即，以針的止動區(qū)域188的方式)的受限的區(qū)域(即，充當針止動器)；但是，空腔組181的每個空腔可以可代替地不包括受限的區(qū)域。優(yōu)選地，接觸針組174的針殼體180的表面由有利于針175在針殼體180的空腔中滑動的低摩擦材料構(gòu)成；但是，接觸針組174的針殼體180的表面可以可代替地由被配置為有助于滑動的潤滑劑涂覆。針殼體180和針組174的其他變型可以不包括有利于針175在空腔組181的空腔中滑動的額外設(shè)置。

彈簧板183包括耦合至針組174的彈簧組184，并且作用為提供抵抗針組的偏置力，以使針組中的每個針以特定方向偏移。彈簧板183優(yōu)選地定位于靠近針組174的底端176；但是，彈簧板183可以可代替地以任何其他適當?shù)姆绞较鄬τ陂y致動子系統(tǒng)170的其他元件配置。彈簧組184的彈簧優(yōu)選地作用為提供對抗力以將針恢復(fù)至期望的構(gòu)型(例如，延伸構(gòu)型175a、縮回構(gòu)型175b)。另外，彈簧組184的彈簧可以另外作用為允許充足的力通過針175被傳遞以完全阻塞微流體倉匣210的微流體通道，同時防止產(chǎn)生可以損壞針175、微流體倉匣210和/或致動基底171的力。優(yōu)選地，彈簧組184的彈簧被配置為毗鄰針175的底端176和/或大體上靠近針175的底端176的區(qū)域以將偏置力傳遞到針175。但是，彈簧組184的彈簧可以另外地或可代替地被配置為耦合至針175的任何其他適當?shù)牟糠?。另外，彈簧組184可以被配置為以相同大小的力使針組174的每個針偏移相同方向；但是，在其他變型中，彈簧組185可以被配置為使針組175的不同針偏移不同方向，和/或以不同大小的力偏移。

在第一個變型中，彈簧組184被配置為使針組174的每個針175偏向延伸構(gòu)型175a，使得當致動基底171的有效區(qū)域(例如，峰、磁體)基本上進入與針175的移位區(qū)域178的對齊時，針175被轉(zhuǎn)化成縮回構(gòu)型175b且接觸針的彈簧被壓縮(例如，進一步壓縮、從中性狀態(tài)向壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變)。然后，在第一個變型中，當致動基底171的有效區(qū)域被移出與移位區(qū)域178的對齊時，針175被恢復(fù)至延伸狀態(tài)。但是，在其他變型中，彈簧組184的彈簧可以被配置為使針組174的針偏向于縮回構(gòu)型175b，使得致動基底171的有效區(qū)域與針的移位區(qū)域178的對齊將針轉(zhuǎn)化成延伸構(gòu)型175a。在另外的其他變型中，彈簧可以被配置為以任何其他適當?shù)姆绞绞贯樒啤?/p>

致動器187被耦合至致動基底171、針殼體180和彈簧板183中的至少一個，并且作用為提供有效區(qū)域陣列172和針組174之間的相對移位，從而將致動基底171的運動轉(zhuǎn)化為針組174的子組的運動。致動器187優(yōu)選是線性致動器；但是，致動器187可以另外的或可代替地包括任何其他適當?shù)闹聞悠鳌?yōu)選地，致動器187被耦合至具有針組174的致動基底171、彈簧殼體180和基本上靜止的彈簧板183，使得致動器187的致動操縱針組174的運動以阻塞微流體倉匣210的通路。在一個這樣的變型中，如圖5C和5D中示出的，致動器可以被耦合至致動基底171的一個末端(例如，使用一組限定在致動基底171內(nèi)的耦合點)；但是，在其他變型中，致動器187可以被耦合至致動基底171的任何其他適當?shù)牟糠??？纱娴?，致動?87可以被配置為在針殼體180內(nèi)相對于致動基底171移動針組174，以阻塞微流體倉匣210的通路。在另外的其他變型中，致動器187可以被耦合至閥致動子系統(tǒng)170的任何其他適當?shù)牟糠帧?/p>

在圖5A-5D、7A-7C和8A-8B中示出的閥致動子系統(tǒng)170的一個具體實例中，當微流體倉匣210已經(jīng)在分子診斷模塊130中對齊后，針組174和針殼體180定位在微流體倉匣210正下方，使得針組可以通過倉匣平臺141的接近區(qū)域145接近微流體倉匣210。具體實例中的致動基底171定位于針組174之間，在針組174的底端和遠端之間，并且包括一組臂，所述臂包括界定在致動基底的臂199的底面處的有效區(qū)域172(即，峰和谷)，在圖5C中示出的定向中。在具體實例中，致動基底171的峰185被配置為通過界定在針175的槽開口189內(nèi)的半圓柱形突起的方式向下推動針至縮回構(gòu)型189，并且致動基底171的谷186被配置為恢復(fù)延伸構(gòu)型188的針175。在具體實例中，致動基底171包括4個平行臂199，所述平行臂199被配置為操縱微流體倉匣210的8個阻塞位置，每個臂199被配置為穿過2個針175的槽開口，以操縱微流體倉匣210的2個阻塞位置。4個平行臂199包括第一臂，第一臂包括交替的2個峰和2個谷，被配置為操縱2個通常開放的阻塞位置；第二臂，包括2個谷，被配置為操縱2個通常關(guān)閉的阻塞位置；第三臂，第三臂包括交替的2個峰和2個谷，被配置為操縱2個通常開放的阻塞位置；和第四臂，包括1個峰和2個谷，被配置為操縱1個通常開放的阻塞位置和1個通常關(guān)閉的阻塞位置。通常開放和通常關(guān)閉的阻塞位置在2013年2月13日提交的且標題為“Microfluidic Cartridge for Processing and Detecting Nucleic Acids”的U.S.申請?zhí)?3/765,996中進一步描述，其通過引用全文并入本文。在具體實例中，每個臂具有～1.22mm的寬度，并且由約～1mm的間隙與另一個臂隔開。具體實例中的致動基底171還具有～8.74mm的最大寬度和13.74cm的長度，峰具有1mm的高度且谷具有1mm的深度。

如在圖5D中示出的，在具體實例中，致動基底171通過3個耦合點在與致動基底171的臂199相對的末端被耦合至致動器187。致動器187被配置為將致動基底171側(cè)向移位以使針組174的一個或更多個針175垂直移位。具體實例的致動基底在低摩擦表面上運行，所述低摩擦表面被配置為有助于致動基底171的側(cè)向移位；但是，在其他變型中，致動基底171可以另外地或可代替地被配置為運行通過具有低摩擦的任何其他適當?shù)沫h(huán)境(例如，空氣、潤滑的表面、滾珠軸承的表面等)，以有助于致動基底171的致動。

雖然系統(tǒng)100優(yōu)選地包括以上描述的閥致動子系統(tǒng)170的實施方案、變型或具體實例，該系統(tǒng)可以可代替地或另外包括任何其它合適的閥致動子系統(tǒng)170，諸如在標題為“System and Method for Processing and Detecting Nucleic Acids”且提交于2013年2月13日的U.S.申請?zhí)?3/766,359中描述的閥致動子系統(tǒng)。

1.1.4分子診斷模塊——光學(xué)子系統(tǒng)

如圖1B和8中示出的，分子診斷模塊130的光學(xué)子系統(tǒng)280包括發(fā)光元件組281；被配置為透射來自發(fā)光元件組281的光的激發(fā)濾光器組282；被配置為將光從激發(fā)濾光器組282反射至縫隙組285的分色鏡組283，所述縫隙組285被配置為使光透射至核酸樣品組；被配置為接收和透射由核酸樣品組發(fā)射的光的發(fā)射濾光器組286；以及被配置為有助于分析通過發(fā)射濾光器組286接收的光的光檢測器組287。光學(xué)子系統(tǒng)280還可以包括被配置為將光聚焦在核酸樣品組的透鏡組284。因此，光學(xué)子系統(tǒng)280作用為將激發(fā)波長的光透射至核酸樣品組，和接收來自核酸樣品組的發(fā)射波長的光。優(yōu)選地，光學(xué)子系統(tǒng)280被耦合至光學(xué)子系統(tǒng)致動器288，所述光學(xué)子系統(tǒng)致動器被配置為側(cè)向移動并將光學(xué)子系統(tǒng)280相對于核酸樣品組對齊，并還耦合至倉匣接收模塊140的線性致動器146以將光學(xué)子系統(tǒng)280定位至更靠近核酸樣品組?？纱娴兀鈱W(xué)子系統(tǒng)280可以不耦合至倉匣接收模塊140的線性致動器146，并且可以僅被配置為在一個方向上側(cè)向移動。在具體實例中，光學(xué)子系統(tǒng)280位于分子診斷模塊130中并且被耦合至倉匣接收模塊140的線性致動器146，使得在線性致動器146的延伸構(gòu)型146b中，光學(xué)子系統(tǒng)280可以被定位于更接近在分子診斷模塊中對齊的微流體倉匣210。反過來，在具體實例中，光學(xué)子系統(tǒng)280被定位于遠離線性致動器146的縮回構(gòu)型146a中的微流體倉匣210。在具體實例中，光學(xué)子系統(tǒng)280被進一步耦合至光學(xué)子系統(tǒng)致動器288，所述光學(xué)子系統(tǒng)致動器288被配置為使光學(xué)子系統(tǒng)280相對于微流體倉匣210側(cè)向移位，使得光學(xué)子系統(tǒng)280可以與微流體倉匣210的檢測室組對齊。

優(yōu)選地，光學(xué)子系統(tǒng)280是如標題為“System and Method for Processing and Detecting Nucleic Acids”且提交于2013年2月13日的U.S.申請?zhí)?3/766,359中描述的光學(xué)子系統(tǒng)280；但是，在其他變型中，光學(xué)子系統(tǒng)180可以另外的或可代替地包括被配置為向樣品透射激發(fā)波長的光和/或從樣品接收發(fā)射波長的光的任何其他適當?shù)墓鈱W(xué)子系統(tǒng)元件。

1.2系統(tǒng)——微流體倉匣

微流體倉匣210作用為接收磁珠-樣品組、幫助從磁珠-樣品組分離核酸、接收核酸-試劑樣品組和幫助分析來自核酸-試劑樣品組的核酸。在一個實施方案中，如在圖9A和9B中示出的，微流體倉匣210包括上層211，所述上層211包括樣品端口-試劑端口對組212和檢測室組213；中間基底214，所述中間基底214耦合至上層211并通過膜層215與上層211部分分離，被配置為形成廢棄物室216；彈性體層217，所述彈性體層217部分位于中間基底214上；磁體容納區(qū)域218，所述磁體容納區(qū)域218可以由提供磁場的磁體160接近；和流體通路組219，所述流體通路組219的每一個至少由上層211的一部分、膜層215的一部分和彈性體層217的一部分形成。在實施方案中，微流體倉匣10還包括耦合至中間基底214并被配置為封閉廢棄物室216的底層221。此外，在實施方案中，微流體倉匣210的上層211還包括共享的流體端口222、通氣區(qū)域223和加熱區(qū)域224，使得流體通路組219中的每個流體通路220與樣品端口-試劑端口對229、共享的流體端口222、廢棄物室216和檢測室225流體耦合，包括被配置為穿過加熱區(qū)域224和磁場的轉(zhuǎn)彎部分，并且被配置為經(jīng)過檢測室225上游的通氣區(qū)域223。因此，每個流體通路220作用為當包含核酸的樣品流體通過流體通路220的不同部分時，接收和幫助處理包含核酸的樣品流體。

微流體倉匣210優(yōu)選被配置為通過分子診斷模塊130接收和操作，使得分子診斷模塊130的倉匣接收模塊140接收和對齊分子診斷模塊130中的微流體倉匣210，分子診斷模塊130的加熱和冷卻子系統(tǒng)150被配置為將熱量轉(zhuǎn)移至微流體倉匣210的加熱區(qū)域224，并且分子診斷模塊130的磁體160被配置為被微流體倉匣210的磁體容納區(qū)域218接收以產(chǎn)生用于分離核酸的磁場。另外，微流體倉匣210的共享流體端口222被配置為耦合至噴嘴149，所述噴嘴149耦合至倉匣接收模塊140的線性致動器146，使得流體分配系統(tǒng)250可以遞送流體和氣體通過共享流體端口222。微流體倉匣210的彈性體層217還優(yōu)選地被配置為在阻塞位置組226被分子診斷模塊的閥致動子系統(tǒng)170阻塞，以阻塞用于處理生物樣品組的微流體倉匣210的流體通路220的部分。分子診斷模塊130的光學(xué)子系統(tǒng)180還被配置為與微流體倉匣210的檢測室組213對齊，以有助于分析核酸樣品組。優(yōu)選地，微流體倉匣210是U.S.申請?zhí)?3/765,996中描述且提交于2013年2月13日的微流體倉匣210，其通過引用全文并入本文，但可以可代替地為被配置為接收和處理含有核酸的樣品組的任何適當?shù)膫}匣或基底。

1.3系統(tǒng)——流體分配系統(tǒng)

如圖10A-10C中示出的，系統(tǒng)100的流體分配系統(tǒng)250包括流體分配臂255和注射泵265，并且作用為向系統(tǒng)100的元件遞送生物樣品、試劑和氣體。如在第1節(jié)描述的，流體分配系統(tǒng)250的實施方案被配置為吸入包含核酸的生物樣品組(即，不純的核酸樣品)并將生物樣品組分配到定位于分子診斷模塊130的微流體倉匣210中。流體分配系統(tǒng)100的實施方案還被配置以通過用耦合至線性致動器146的噴嘴149在適當?shù)碾A段將洗滌溶液、分離溶液和/或空氣分配至分子診斷模塊130來幫助從磁珠-樣品分離核酸組、從分子診斷模塊130吸取核酸組、將核酸組與分子診斷試劑組合并將與分子診斷試劑組組合的核酸組(即，核酸-試劑混合物組)分配至分子診斷模塊130用于進一步處理和分析。流體分配系統(tǒng)250的其他實施方案可以被配置為執(zhí)行可代替的分子診斷測定方案和/或分配可代替的流體至支持分子診斷方案的其他元件和從支持分子診斷方案的其他元件吸取可代替的流體。

優(yōu)選地，流體分配系統(tǒng)250是標題為“System and Method for Processing and Detecting Nucleic Acids”且提交于2013年2月13日的U.S.申請?zhí)?3/766,359中描述的流體處理系統(tǒng)的實施方案；但是，流體分配系統(tǒng)250可以另外地或可選地包括被配置為有助于遞送生物樣品、試劑和氣體至系統(tǒng)100的元素的任何其他適當?shù)脑?/p>

1.4系統(tǒng)——附加元件

系統(tǒng)100還可以包括耦合至分子診斷模塊130和流體分配系統(tǒng)250中的至少一個并且作用為幫助系統(tǒng)100的自動化的控制器。在其中控制器被耦合至分子診斷模塊130的變型中，控制器優(yōu)選地作用為使接收微流體倉匣、加熱分子診斷模塊130和檢測室213中的生物樣品、通過閥致動子系統(tǒng)170阻塞流體通路220和通過光學(xué)子系統(tǒng)280分析核酸-試劑混合物組自動化。在其中控制器被耦合至流體分配系統(tǒng)250的變型中，控制器優(yōu)選地作用為使流體和/或氣體的吸入、轉(zhuǎn)移和遞送至系統(tǒng)100的不同元件自動化?？刂破鞯钠渌冃涂梢宰饔脼槭褂脵C械臂或門架(gantry)或其他任何適當?shù)脑瓜到y(tǒng)100的其他元件的分配、轉(zhuǎn)移和/或儲存自動化。以上變型的可代替的組合可以包括單個控制器或被配置為執(zhí)行以上描述的全部功能或功能子組的多個控制器。

系統(tǒng)100還可以包括處理器290，所述處理器290作用為接收和處理從分子診斷模塊130的光學(xué)子系統(tǒng)280接收的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，處理器290被耦合至用戶界面295，所述用戶界面295作用為顯示由系統(tǒng)100產(chǎn)生的經(jīng)處理的和/或未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)100的設(shè)置、從標簽讀出器獲得的信息或任何其他適當?shù)男畔ⅰ？纱娴?，處理?90不耦合至用戶界面295，而是包括被配置為有助于向系統(tǒng)100的外部設(shè)備轉(zhuǎn)移由系統(tǒng)100產(chǎn)生的經(jīng)處理的和/或未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)100的設(shè)置或任何其他適當?shù)男畔⒌倪B接。

系統(tǒng)100還可以包括如標題為“System and Method for Processing and Detecting Nucleic Acids”且提交于2013年2月13日的U.S.申請?zhí)?3/766,359中描述的任何其他適當?shù)脑?，或有助于接收或處理生物樣品的任何其他適當?shù)脑Ｈ绫绢I(lǐng)域技術(shù)人員將從之前詳細的描述和從附圖和權(quán)利要求書認識到的，可以對描述的系統(tǒng)100的實施方案進行修改和改變而不脫離系統(tǒng)100的范圍。

2.用于處理和檢測核酸的方法

如在圖11中示出的，用于處理和檢測來自一組生物樣品的核酸的方法400的實施方案包括：從生物樣品組產(chǎn)生磁珠-樣品混合物組S410；加熱磁珠-樣品混合物組以產(chǎn)生核酸-磁珠樣品組S420；將核酸-磁珠樣品組的每個核酸-磁珠樣品轉(zhuǎn)移到流體通路組的對應(yīng)流體通路S430；從核酸-磁珠樣品組產(chǎn)生核酸體積組S440；合并核酸體積組的每個核酸體積和分子診斷試劑組的分子診斷試劑以產(chǎn)生核酸-試劑混合物組S450；將核酸-試劑混合物組的每個通過流體通路組的對應(yīng)流體通路轉(zhuǎn)移至檢測室組的檢測室S460；和接收來自核酸-試劑混合物組的光S470。方法400還可以包括基于從核酸-試劑混合物組接收的光產(chǎn)生數(shù)據(jù)組S480。方法400作用為從生物樣品分離和提取核酸體積組，并有助于根據(jù)至少一個分子診斷方案分析核酸體積。

優(yōu)選地，方法400至少部分在以上第1節(jié)中描述的系統(tǒng)100的實施例實現(xiàn)；但是，方法400可以另外地或者可替代地在配置為處理和檢測來自一組生物樣品的核酸的任何其它合適的系統(tǒng)中實現(xiàn)。優(yōu)選地，方法400至少部分地如標題為“System and Method for Processing and Detecting Nucleic Acids”且提交于2013年2月13日的U.S.申請?zhí)?3/766,377，以及標題為“Method and Materials for Isolation of Nucleic Acid Materials”且提交于2013年10月22日的U.S.申請?zhí)?4/060,214中描述的實現(xiàn)，二者通過引用全文并入本文；但是，方法400可以另外地或可代替地以任何其他適當?shù)姆绞綄崿F(xiàn)。

方法400及其變型的實施方案至少可以部分地通過被配置為接收存儲有計算機可讀指令的計算機可讀介質(zhì)的機器實施和/或?qū)崿F(xiàn)。優(yōu)選地，指令通過計算機可執(zhí)行的組件執(zhí)行，所述計算機可執(zhí)行的組件優(yōu)選地與系統(tǒng)100，和處理器273和/或控制器272的一個或更多個部分整合。計算機可讀介質(zhì)可以儲存在任何適當?shù)挠嬎銠C可讀介質(zhì)上，諸如RAM、ROM、閃存、EEPROM、光學(xué)裝置(CD或DVD)、硬盤、軟盤或任何適當?shù)难b置上。優(yōu)選地，計算機可執(zhí)行的組件是一般的或應(yīng)用特異性的處理器，但任何適當?shù)膶Ｓ糜布蛴布?固件組合設(shè)備可以可代替地或另外地執(zhí)行指令。

附圖說明了根據(jù)優(yōu)選實施方案、示例結(jié)構(gòu)和其變型的可能的實施系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能和操作。在這方面，流程圖或框圖中的每個塊可以代表一個模塊、段或代碼部分，其包括用于實施指定的邏輯功能的一個或更多個可執(zhí)行的指令。還應(yīng)當指出的是，在一些可代替地實施中，在塊中提到的功能可以在附圖中指出的順序以外發(fā)生。例如，實際上，連續(xù)示出的兩個塊可以基本上同時執(zhí)行，或者這些塊有時可以取決于所涉及的功能以相反的順序執(zhí)行。還應(yīng)當指出的是，框圖和/或流程圖的每個塊，以及框圖和/或流程圖的塊的組合，可以由執(zhí)行指定功能或動作的基于特定目的的硬件的系統(tǒng)、或特定目的的硬件和計算機指令的組合來實現(xiàn)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員將從之前詳細的描述和從附圖和權(quán)利要求認識到，可以對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行修改和改變而不脫離以下權(quán)利要求中定義的此發(fā)明的范圍。