扫描实时微流体热循环仪和用于同步的热循环和扫描光学检测的方法技术

进行同时核酸扩增和检测的系统和方法。该系统和方法包括处理多个协议连同指导传感器阵列通过多个反应室中每个的方法。在某些实施方式中，该协议包括热循环廓线，和该方法将偏移和持续时间延伸引入热循环廓线以获得更有效的检测行为。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2011年4月15日提交的名称为“使热循环和扫描光学检测同步的软件控制过程”的共同未决的美国临时专利申请系列号61/476，175和2011年4月15日提交的名称为“6色扫描实时微流体(microfIuidic)热循环仪”的共同未决的美国临时专利申请系列号61/476，167的35U.S.C.章节119(e)下的权益，其申请以其全部通过引用被并入本文。
本文公开的系统和方法总体上涉及在微流体盒中在多个微流体反应室中核酸扩增测定，如聚合酶链反应(PCR)，和在一些情况中实时PCR的自动化执行。该系统可随后检测每个反应室内的靶核酸，例如，靶扩增子。专利技术背景医学诊断学产业是目前保健基础设施的关键要素。然而，目前，体外诊断分析，无论多常规，都已变成患者医疗护理中的瓶颈。对此存在几个原因。首先，许多诊断分析只可用高度专门的设备进行，该设备既昂贵又仅由受过培训的临床医生操作。这样的设备可仅在少数场所一常常在任何给定的市区里仅一个。这需要医院将样品送出到这些场所进行分析，由此引起装运成本和运输延迟，和可能甚至样品丢失或误操作。其次，该设备通常在“需要时”不可用，而是成批运行，由此延迟许多样品的处理时间，因为在它们被运行之前必须等机器达到容量。应当理解，对生物样品的诊断测定可分解成几个主要步骤，常常期望使一个或多个步骤自动化。例如，生物样品，如获自患者的那些样品，可用于核酸扩增测定以扩增感兴趣的靶核酸(例如，DNA、RNA等等)。一旦扩增，可检测靶核酸的存在，或靶核酸(例如，靶扩增子)反应器的扩增产物，其中靶核酸和/或靶扩增子的存在用于鉴定和/或定量靶(例如，靶微生物等)的存在。通常，核酸扩增测定包括多个步骤，其可包括核酸提取、核酸扩增和检测。期望使这些过程中的某些步骤自动化。存在对平行进行多个样品的分子诊断测定——具有或没有靶核酸扩增，和对制备的生物样品检测的方法和装置的需要。可配置系统用于高通量，和在商业的参考实验室或在护理点操作，由此消除将样品送出到专门机构的需要。专利技术概述本文公开的实施方式涉及用于同时测试多个样品的方法和设备。某些实施方式考虑进行实时核酸扩增和检测的装置。该装置可包括检测器头，其包括多个光检测器和光源对。可将检测器头安装到导轨上，其中将检测器和光源对在第一排和第二排中排列。装置可包括微流体盒的容器，其具有多个在第一排和第二排相邻的列中排列的独立反应室。装置还可包括孔板，其被配置以当盒存在于容器中时位于微流体盒之上。孔板可包括多个孔，当容器容纳微流体盒时，这些孔每个排列在多个反应室中每个之上。检测器头可位于孔板之上，并沿着导轨可移动，以便可将第一排中多个光检测器和光源对中的每个安置在孔板第一排中每个孔之上，和可将第二排中多个光检测器和光源对中的每个安置在孔板第二排中每个孔之上。在一些实施方式中，装置还包括第二检测器头，其具有多个排列到第一排和第二排中的光检测器和光源对。可将第二检测器头安装在导轨上。装置还可包括微流体盒的第二容器，其包括多个在第一排和第二排相邻的列中排列的独立反应室。装置还可包括第二孔板，其被配置以当第二盒存在于第二容器中时位于第二微流体盒之上，并且第二孔板可包括多个孔，当第二容器容纳第二微流体盒时，这些孔每个排列在第二微流体盒的多个反应室中每个之上。第二检测器头可位于孔板之上，并沿着导轨可移动，以便可将第二检测器头的第一排中多个光检测器和光源对中的每个安置在第二孔板第一排中每个孔之上，和可将第二检测器头的第二排中多个光检测器和光源对中的每个安置在第二排孔板的第二排中每个孔之上。在一些实施方式中，光检测器和光源对可包括至少六个不同的光检测器和光源对，其以六个不同的波长操作。在一些实施方式中，六个不同的波长包括发射绿色光的光源、发射黄色光的光源、发射橙色光的光源、发射红色光的光源和发射深红色光的光源。在一些实施方式中，检测器头包括至少N排光检测器和光源对，并配置检测器以在包括M排孔的孔板之上移动到至少M+N-1个位置。在一些实施方式中，孔板包括钢、铝、镍或其组合。在一些实施方式中，孔板可具有大约.25英寸的厚度。在一些实施方式中，将至少部分孔板电化学地氧化以比当孔板未被电化学地氧化时更黑。在一些实施方式中，当盒存在于容器中时，孔板提供通过(across)微流体盒区域的基本上均匀的压力。在一些实施方式中，孔板包括铝、锌或镍中至少一个，孔板进一步包括着色剂。在一些实施方式中，装置进一步包括加热器板，其中当盒存在于容器中时将加热器板安置于微流体盒下面。在一些实施方式中，加热器板包括玻璃或石英中至少一个。在一些实施方式中，当盒存在于容器中时，孔板提供通过微流体盒区域的基本上均匀的压力。基本上均匀的压力可促进微流体反应室和加热器板之间基本上均匀的热接触。像这样，在一些实施方式中，孔板提供均匀的压力，其可保证微流体盒中多个反应室或反应器中的每个与位于加热器板内多个加热元件的各个均匀地热接触或联系。在一些实施方式中，装置进一步包括光检测器，光检测器位于孔板之上，其中配置微流体室以相对于光检测器在掠射角从光源接收光。在一些实施方式中，加热器板包括多个加热元件，其中安置多个加热元件中的每个，以便当微流体盒存在于容器中时，多个加热元件分别与多个反应室中的每个热连通。某些实施方式考虑在一个或多个计算机处理器上执行的用于优化协议(protocols),如聚合酶链反应(PCR)协议等，同时进行多个热循环反应的方法，其中每个热循环反应包括一个或多个检测步骤，和其中热循环反应在多个反应器中进行。该方法可包括以下步骤:测定或提供或访问多个反应器中每个的检测循环时间；接收或访问协议步骤，该步骤与步骤持续时间相关，该步骤包括检测时间；和测定对步骤的第一调节以便步骤持续时间是多倍检测循环时间。在一些实施方式中，该方法进一步包括测定对步骤的第二调节，其中当步骤由第一调节和由第二调节来调节时，检测时间是多倍检测循环时间。在一些实施方式中，该方法进一步包括基于与协议相关的反应室的位置测定起始偏移调节(starting offsetadjustment)。在一些实施方式中，检测循环时间包括检测器头对反应器进行预设的多个检测所需要的时间量。在一些实施方式中，检测循环时间包括检测器头运动到多个反应器中的每个和检测器头运动到起始位置所需要的时间。在一些实施方式中，该方法进一步包括启动该协议。某些实施方式考虑包括指令的永久性计算机可读介质，配置该指令以引起一个或多个处理器进行以下步骤:测定或提供或访问检测循环时间；接收或访问协议步骤，其中该步骤与步骤持续时间相关，并且其中步骤包括检测时间；和测定对步骤的第一调节以便步骤持续时间是多倍检测循环时间。在一些实施方式中，协议步骤与来自多个协议的协议相关。多个协议中的每个可与多个热循环反应，如聚合酶链反应(PCR)协议中至少一个相关，其中每个热循环反应包括一个或多个检测步骤，并且当多个协议中的两个或多个同时运行时，其中测定第一调节至少部分基于一个或多个与多个协议中至少两个或多个的热循环反应相关的检测步骤的计时。在一些实施方式中，该方法还包括测定对步骤的第二调节的步骤，其中当步骤由第一调节和由第二调节来调节时，检测时间是多倍的检测循环时间。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
进行实时核酸扩增和检测的装置，包括：检测器头，所述检测器头包括多个光检测器和光源对，所述检测器头被安装到导轨上，其中将所述检测器和光源对排列到第一排和第二排中；微流体盒的容器，所述微流体盒的容器包括多个在第一排和第二排相邻的列中排列的独立反应室；和孔板，所述孔板被配置以当所述盒存在于所述容器中时安置在所述微流体盒之上，所述检测器头位于所述孔板之上；其中所述孔板包括多个孔，当所述容器容纳所述微流体盒时，所述多个孔每个排列在所述多个反应室的每个之上；其中所述检测器头沿着所述导轨可移动，以便可将所述第一排中所述多个光检测器和光源对中的每个安置在所述孔板的所述第一排中每个孔之上，和可将所述第二排中所述多个光检测器和光源对中的每个安置在所述孔板的所述第二排中每个孔之上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.15 US 61/476,167;2011.04.15 US 61/476,1751.进行实时核酸扩增和检测的装置，包括:检测器头，所述检测器头包括多个光检测器和光源对，所述检测器头被安装到导轨上，其中将所述检测器和光源对排列到第一排和第二排中；微流体盒的容器，所述微流体盒的容器包括多个在第一排和第二排相邻的列中排列的独立反应室；和孔板，所述孔板被配置以当所述盒存在于所述容器中时安置在所述微流体盒之上，所述检测器头位于所述孔板之上；其中所述孔板包括多个孔，当所述容器容纳所述微流体盒时，所述多个孔每个排列在所述多个反应室的每个之上；其中所述检测器头沿着所述导轨可移动，以便可将所述第一排中所述多个光检测器和光源对中的每个安置在所述孔板的所述第一排中每个孔之上，和可将所述第二排中所述多个光检测器和光源对中的每个安置在所述孔板的所述第二排中每个孔之上。2.权利要求1所述的装置，进一步包括第二检测器头，所述第二检测器头包括多个光检测器和光源对，被安装到所述导轨上，其中将所述第二检测器和光源对排列到第一排和第二排中；微流体盒的第二容 器，所述微流体盒的第二容器包括多个在第一排和第二排相邻的列中排列的独立反应室；和第二孔板，所述第二孔板被配置以当所述第二盒存在于所述第二容器中时安置在所述第二微流体盒之上，所述第二检测器头位于所述孔板之上；其中所述第二孔板包括多个孔，当所述容器容纳所述第二微流体盒时，所述多个孔每个排列在所述第二微流体盒的所述多个反应室的每个之上；其中所述第二检测器头沿着所述导轨可移动，以便可将所述第二检测器头的所述第一排中所述多个光检测器和光源对中的每个安置在所述第二排孔板的所述第一排中每个孔之上，和可将所述第二检测器头的所述第二排中所述多个光检测器和光源对中的每个安置在所述第二排孔板的所述第二排中每个孔之上。3.权利要求1所述的装置，其中所述光检测器和光源对包括以六个不同的波长操作的至少六个不同的光检测器和光源对。4.权利要求3所述的装置，其中所述六个不同的波长包括发射绿色光的光源、发射黄色光的光源、发射橙色光的光源、发射红色光的光源和发射深红色光的光源。5.权利要求1所述的装置，所述检测器头包括至少N排光检测器和光源对，并配置所述检测器以在包括M排孔的孔板之上移动到至少M+N-1个位置。6.权利要求1所述的装置，其中所述孔板包括钢。7.权利要求6所述的装置，其中所述孔板包括大约.25英寸的厚度。8.权利要求1所述的装置，其中将至少部分所述孔板电化学地氧化以比当所述孔板未被电化学地氧化时更暗。9.权利要求1所述的装置，其中当所述盒存在于所述容器中时，所述孔板提供通过所述微流体盒区域的基本上均匀的压力。10.权利要求1所述的装置，进一步包括加热器板，其中如果存在于所述容器中时，将所述加热器板安置于所述微流体盒下面。11.权利要求10所述的装置，其中当所述盒存在于所述容器中时，所述孔板提供基本上通过所述微流体盒区域的基本上均匀的压力，并且其中所述基本上均匀的压力促进所述反应室和所述加热器板之间基本上均匀的热接触。12.权利要求1所述的装置，其中所述孔板包括铝、锌或镍中至少一个，所述孔板进一步包括着色剂。13.权利要求1所述的装置，其中配置所述反应室以相对于所述光检测器在掠射角从所述光源接收光。14.权利要求12所述的装置，其中所述加热器板包括多个加热元件，其中安置所述多个加热元件中的每个，以便当所述微流体盒存在于所述容器中时，所述多个加热元件分别与所述多个反应室中的每个热连通。15.在一个或多个计算机处理器上执行的用于优化同时进行多个热循环反应的协议的方法，其中每个热循环反应包括一个或多个检测步骤，和其中所述热循环反应在多个反应器中进行，所述方法包括:测定或提供或访问所述多个反应器中每个的检测循环时间；接收或访问协议步骤，所述步骤与步骤持续时间相关，所述步骤包括检测时间；和测定对所述步骤的第一调节以便所述步骤持续时间是多倍所述检测循环时间。16.权利要求15所述的方法，进一步包括测定对所述步骤的第二调节，其中当所述步骤由所述第一调节和由所述第二调节来调节时，所述检测时间是多倍所述检测循环时间。17.权利要求15所述的方法，进一步包括基于与所述协议相关的反应室的位置测定起始偏移调节。18.权利要求15所述的方法，其中所述检测循环时间包括检测器头对反应器进行的预设的多个检测需要的时间量。19.权利要求18所述的方法，其中所述检测循环时间进一步包括所述检测器头运动到多个反应器中的每个和所述检测器头运动到所述起始位置所需要的时间。20.权利要求15所述的·方法，其中协议包括聚合酶链反应(PCR)协议。21.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·C·古巴塔瑶，K·汉卓尔，K·加尼森，D·M·多蒙德，
申请(专利权)人：贝克顿·迪金森公司，
类型：
国别省市：