Системы и способы с использованием поворотного клапана для по меньшей мере одного из приготовления образца или анализа образца - заявка 2016145912 на патент на изобретение в РФ

1. Система, включающая:
гидравлическую сеть, содержащую канал для образца, реакционную камеру и резервуар, причем канал для образца находится в проточном сообщении с отверстием для образца, выполненным с возможностью приема биологического образца;
насосный узел, выполненный с возможностью находиться в проточном сообщении с гидравлической сетью; и
поворотный клапан, содержащий проточный канал и выполненный с возможностью поворота между первым и вторым положениями клапана, причем проточный канал гидравлически связывает реакционную камеру и канал для образца, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана, и гидравлически связывает резервуар и реакционную камеру, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана, при этом насосный узел вызывает поток биологического образца к реакционной камере, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана, и вызывает поток компонента реакции из резервуара к реакционной камере, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана.
2. Система по п. 1, в которой насосный узел включает системный насос, находящийся в проточном сообщении с реакционной камерой и расположенный ниже по потоку относительно реакционной камеры.
3. Система по п. 1, в которой поворотный клапан выполнен с возможностью удерживания биологического образца в проточном канале при повороте поворотного клапана из первого положения клапана во второе положение клапана, причем насосный узел выполнен с возможностью вызывать поток биологического образца в резервуар, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана.
4. Система по п. 3, в которой канал для образца представляет собой первый канал для образца, а биологический образец представляет собой первый биологический образец, причем гидравлическая сеть включает второй канал для образца со вторым биологическим образцом, поворотный клапан выполнен с возможностью поворота в такое третье положение клапана, что проточный канал находится в проточном сообщении со вторым каналом для образца, насосный узел выполнен с возможностью вызывать поток второго биологического образца во втором канале для образца в проточный канал, при этом поворотный клапан выполнен с возможностью удерживания второго биологического образца в проточном канале при повороте поворотного клапана из третьего положения клапана во второе положение клапана, насосный узел выполнен с возможностью вызывать поток второго биологического образца в нем в резервуар, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана.
5. Система по п. 4, в которой насосный узел выполнен с возможностью вызывать поток первого и второго биологических образцов из резервуара к реакционной камере.
6. Система по п. 1, в которой резервуар представляет собой первый резервуар, гидравлическая сеть дополнительно содержит второй резервуар, при этом поворотный клапан выполнен с возможностью перемещения в такое третье положение клапана, что проточный канал гидравлически связывает второй резервуар и реакционную камеру.
7. Система по п. 1, в которой канал для образца представляет собой первый канал для образца, а гидравлическая сеть включает второй канал для образца.
8. Система по п. 7, в которой каждый из первого и второго каналов для образца находится в проточном сообщении с поворотным клапаном через общее подающее отверстие.
9. Система по п. 7, дополнительно включающая канальный клапан, соединенный с каналом для образца, причем канальный клапан выполнен с возможностью перемещения между первым и вторым положениями соответственно для блокирования потока и разрешения потока через канал для образца.
10. Система по п. 1, в которой поворотный клапан вращается вокруг оси, гидравлическая сеть включает питающее отверстие, которое совмещено с этой осью и гидравлически связывает проточный канал и реакционную камеру.
11. Система по п. 1, в которой гидравлическая сеть дополнительно включает канал для реагента, причем канал для образца и канал для реагента находятся в проточном сообщении с общим подающим отверстием, расположенным выше по потоку относительно проточного канала, причем это подающее отверстие гидравлически связывает канал для образца и канал для реагента с проточным каналом.
12. Система по п. 1, дополнительно включающая узел обнаружения, выполненный с возможностью обнаружения предусмотренных реакций в реакционной камере.
13. Система по п. 12, в которой узел обнаружения включает детектор изображений, который расположен для обнаружения световых сигналов из реакционной камеры.
14. Система по п. 13, в которой детектор изображений имеет фиксированное местоположение относительно гидравлической сети.
15. Система по п. 1, дополнительно включающая системный контроллер, который выполнен с возможностью автоматического управления поворотным клапаном и насосным узлом для проведения повторяющихся циклов протокола секвенирования путем синтеза (SBS).
16. Способ, включающий:
поворачивание поворотного клапана с проточным каналом в первое положение клапана, причем в первом положении клапана проточный канал находится в проточном сообщении с реакционной камерой;
протекание биологического образца из канала для образца или первого резервуара через проточный канал в реакционную камеру, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана;
поворачивание поворотного клапана во второе положение клапана, причем во втором положении клапана проточный канал гидравлически связывает второй резервуар и реакционную камеру;
протекание компонента реакции из второго резервуара в реакционную камеру, причем компонент реакции взаимодействует с биологическим образцом в реакционной камере.
17. Способ по п. 16, дополнительно включающий обнаружение предусмотренных реакций между компонентом реакции и биологическим образцом в реакционной камере.
18. Способ по п. 17, в котором обнаружение предусмотренных реакций включает обнаружение световых сигналов из реакционной камеры, причем эти световые сигналы указывают на предусмотренные реакции.
19. Способ по п. 16, дополнительно включающий отдельное протекание множества биологических образцов в резервуар и, тем самым, объединение биологических образцов в нем, причем биологические образцы одновременно протекают по проточному каналу в реакционную камеру, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана.
20. Способ по п. 16, дополнительно включающий поворачивание поворотного клапана в третье положение клапана и протекание промывочного раствора из третьего резервуара в реакционную камеру, причем способ дополнительно включает поворачивание поворотного клапана во второе положение клапана и протекание компонента реакции из второго резервуара в реакционную камеру.
21. Способ по п. 16, причем способ включает выполнение повторяющихся циклов протокола секвенирования путем синтеза (SBS).
22. Способ по п. 16, дополнительно включающий амплификацию биологического образца в канале для образца или резервуаре перед протеканием биологического образца через проточный канал в реакционную камеру.
23. Способ по п. 16, в котором поворотный клапан поворачивается вокруг оси, а питающее отверстие гидравлически связывает проточный канал и реакционную камеру, причем ось проходит через питающее отверстие.
24. Система, включающая:
систему управления потоками, включающую гидравлическую сеть и насосный узел, находящийся в проточном сообщении с гидравлической сетью, причем гидравлическая сеть включает канал для образца, выполненный с возможностью приема биологического образца, множество резервуаров и реакционную камеру;
поворотный клапан с проточным каналом, причем поворотный клапан выполнен с возможностью поворота в различные положения клапана для гидравлической связи реакционной камеры с каналом для образца или с одним из резервуаров;
устройство обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения световых сигналов из реакционной камеры в ходе протокола анализа; и
системный контроллер, выполненный с возможностью управления поворотным клапаном и насосным узлом для протекания биологического образца из канала для образца в реакционную камеру, причем системный контроллер также выполнен с возможностью управления поворотным клапаном, насосным узлом и устройством обнаружения во время множества циклов протокола, при этом каждый из циклов протокола включает:
поворачивание поворотного клапана в соответствующее первому резервуару положение клапана, так что реакционная камера находится в проточном сообщении с первым резервуаром из множества резервуаров;
управление насосным узлом для вызывания потока текучей среды из первого резервуара в реакционную камеру;
поворачивание поворотного клапана в соответствующее второму резервуару положение клапана, так что реакционная камера находится в проточном сообщении со вторым резервуаром из множества резервуаров;
управление насосным узлом для вызывания потока текучей среды из второго резервуара в реакционную камеру; и
управление устройством обнаружения для обнаружения световых сигналов из реакционной камеры, когда текучая среда из второго резервуара протекает через реакционную камеру или после того, как текучая среда из второго резервуара протекала через реакционную камеру.
25. Система по п. 24, в которой канал для образца включает область подготовки образца, причем система дополнительно включает термоциклер, который выполнен с возможностью управления температурой биологического образца в области подготовки образца, причем системный контроллер управляет термоциклером для амплификации биологического образца в области подготовки образца перед протеканием биологического образца из канала для образца в реакционную камеру.
26. Система по п. 24, в которой каждый из циклов протокола дополнительно включает поворачивание поворотного клапана в соответствующее третьему резервуару положение клапана, так что реакционная камера находится в проточном сообщении с третьим резервуаром из множества резервуаров, и управление насосным узлом для вызывания потока текучей среды из третьего резервуара в реакционную камеру.
27. Система по п. 24, в которой устройство обнаружения включает в себя КМОП-детектор изображений.
28. Система по п. 24, дополнительно включающая проточную кювету, связанную с устройством обнаружения, при этом проточная кювета образует реакционную камеру.
29. Система по п. 28, в которой проточная кювета закреплена в фиксированном положении относительно устройства обнаружения.
30. Система по п. 24, в которой система управления потоками включает микрожидкостное тело со стороной тела, включающей множество отверстий, выходящих на эту сторону тела, при этом поворотный клапан герметизирует множество отверстий, когда проточный канал гидравлически связан с по меньшей мере одним из других отверстий.
31. Система по п. 24, причем система выполнена с возможностью выполнения протокола секвенирования путем синтеза (SBS).
32. Способ, включающий:
обеспечение микрожидкостного тела и поворотного клапана, причем микрожидкостное тело имеет сторону тела и гидравлическую сеть, включающую подающее отверстие и питающее отверстие, при этом подающее отверстие выходит на сторону тела, а поворотный клапан установлен с возможностью поворота на стороне тела и имеет первое отверстие канала, второе отверстие канала и проточный канал, проходящий между первым отверстием канала и вторым отверстием канала;
поворачивание поворотного клапана в первое положении клапана, при котором первое отверстие канала находится в проточном сообщении с подающим отверстием микрожидкостного тела;
протекание биологического образца через первое отверстие канала в проточный канал, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана;
поворачивание поворотного клапана во второе положение клапана с биологическим образцом внутри проточного канала, так что первое отверстие канала герметизируется стороной тела; и
выполнение операции термоциклирования с изменением температуры биологического образца в проточном канале до выбранной температуры.
33. Способ по п. 32, в котором микрожидкостное тело включает отверстие резервуара, выходящее на сторону тела и находящееся в проточном сообщении с резервуаром, причем способ дополнительно включает поворачивание поворотного клапана до совмещения первого отверстия канала и отверстия резервуара и вызывание потока биологического образца в проточном канале через первое отверстие канала в резервуар.
34. Способ по п. 33, дополнительно включающий вызывание потока биологического образца из резервуара через проточный канал и через питающее отверстие микрожидкостного тела.
35. Способ по п. 32, в котором второе отверстие канала совмещено с питающим отверстием, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана.
36. Способ по п. 32, в котором второе отверстие канала герметизировано стороной тела, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана.
37. Способ по п. 32, в котором первое отверстие канала представляет собой первое входное отверстие, а проточный канал представляет собой первый проточный канал, при этом поворотный клапан включает второе входное отверстие и второй проточный канал, причем второй проточный канал проходит между вторым входным отверстием и вторым отверстием канала.
38. Способ по п. 32, в котором первое отверстие канала представляет собой первое входное отверстие, а второе отверстие канала представляет собой первое выходное отверстие, при этом поворотный клапан включает второе входное отверстие и второе выходное отверстие с проходящим между ними проточным каналом.
39. Способ по п. 32, в котором поворотный клапан имеет жидкостную сторону и рабочую сторону, обращенные в противоположных направлениях, при этом термоциклер соприкасается с рабочей стороной для управления температурой биологического образца.
40. Способ по п. 32, дополнительно включающий вызывание потока биологического образца из резервуара через проточный канал и через питающее отверстие микрожидкостного тела в реакционную камеру, при этом способ также включает обнаружение световых сигналов из реакционной камеры.
41. Способ по п. 40, в котором реакционная камера имеет удаленное местоположение относительно поворотного клапана.
42. Способ по п. 41, в котором проточная кювета включает реакционную камеру, и при этом обнаружение световых сигналов из реакционной камеры включает обнаружение световых сигналов с использованием детектора изображений, который связан с проточной кюветой.
43. Способ по п. 42, в котором детектор изображений и проточная кювета скреплены друг с другом.
44. Система, включающая:
микрожидкостное тело, имеющее сторону тела и гидравлическую сеть, которая включает подающее отверстие и питающее отверстие, причем подающее отверстие выходит на сторону тела;
поворотный клапан, установленный с возможностью поворота на стороне тела и имеющий первое отверстие канала, второе отверстие канала и проточный канал, проходящий между первым и вторым отверстиями канала, причем поворотный клапан выполнен с возможностью поворота между первым и вторым положениями клапана, первое отверстие канала находится в проточном сообщении с подающим отверстием микрожидкостного тела, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана, первое отверстие канала герметизировано микрожидкостным телом, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана;
насосный узел, выполненный с возможностью вызывать поток текучей среды через подающее отверстие в проточный канал, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана; и
термоциклер, позиционируемый относительно поворотного клапана и выполненный с возможностью управления температурой, воздействие которой испытывает текучая среда в проточном канале, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана.
45. Система по п. 44, в которой микрожидкостное тело включает отверстие резервуара, выходящее на сторону тела и находящееся в проточном сообщении с резервуаром, при этом поворотный клапан способен поворачиваться в третье положение клапана, в котором первое отверстие канала и отверстие резервуара совмещаются, а насосный узел выполнен с возможностью вызывать поток текучей среды в проточном канале через отверстие резервуара в резервуар.
46. Система по п. 45, в которой насосный узел выполнен с возможностью вызывать поток текучей среды из резервуара через проточный канал и через питающее отверстие микрожидкостного тела.
47. Система по п. 44, в которой поворотный клапан выполнен с возможностью поворота вокруг оси, при этом второе отверстие канала и питающее отверстие совмещены с этой осью.
48. Система по п. 44, в которой проточный канал является первым проточным каналом, при этом поворотный клапан включает второй проточный канал, проходящий между соответствующими отверстиями канала.
49. Система по п. 44, дополнительно включающая реакционную камеру, проточно сообщающуюся с питающим отверстием, и устройство обнаружения, которое позиционировано для обнаружения предусмотренных реакций в реакционной камере.
50. Система по п. 49, в которой реакционная камера имеет удаленное местоположение относительно поворотного клапана.
51. Система по п. 49, в которой реакционную камеру включает проточная кювета, а устройство обнаружения представляет собой детектор изображений, расположенный смежно с проточной кюветой.
52. Система по п. 51, в которой детектор изображений и проточная кювета скреплены друг с другом.
53. Система, включающая:
микрожидкостное тело с гидравлической сетью, в которой имеется входное отверстие, выходное отверстие и резервуар для образца;
поворотный клапан, соединенный с возможностью поворота с микрожидкостным телом и имеющий первый участок канала и второй участок канала, при этом первый участок канала гидравлически связывает входное отверстие и резервуар для образца, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана, а второй участок канала гидравлически связывает выходное отверстие и резервуар для образца, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана;
насосный узел, выполненный с возможностью создания потока текучей среды через входное отверстие и первый участок канала в резервуар для образца, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана, при этом поворотный клапан выполнен с возможностью перемещения во второе положение клапана, в котором резервуар для образца герметизирован поворотным клапаном;
термоциклер, позиционируемый относительно микрожидкостного тела для подвода тепловой энергии к резервуару для образца, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана.
54. Система по п. 53, в которой поворотный клапан включает замкнутый газовый резервуар, который совмещается с резервуаром для образца, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана, при этом замкнутый газовый резервуар и резервуар для образца, объединяясь, образуют реакционную камеру.
55. Система по п. 53, дополнительно включающая питающий канал, проточно сообщающийся с выходным отверстием, причем питающий канал гидравлически связывает выходное отверстие с реакционной камерой, при этом система включает эту реакционную камеру и устройство обнаружения, которое позиционируется для обнаружения предусмотренных реакций в реакционной камере.
56. Система по п. 55, в которой реакционная камера имеет удаленное местоположение относительно поворотного клапана.
57. Система по п. 55, в которой реакционную камеру включает в себя проточная кювета, при этом устройство обнаружения представляет собой детектор изображений, расположенный смежно с проточной кюветой.
58. Система, включающая:
микрожидкостное тело с гидравлической сетью, в которой имеется резервуар для образца и отдельный аналитический канал, причем этот аналитический канал проходит между первым и вторым отверстиями, а гидравлическая сеть также включает питающее отверстие;
термоциклер, позиционируемый смежно с областью терморегуляции микрожидкостного тела, причем аналитический канал проходит через область терморегуляции, а термоциклер выполнен с возможностью подвода тепловой энергии к области терморегуляции; и
поворотный клапан, соединенный с возможностью поворота с микрожидкостным телом и выполненный с возможностью перемещения между первым и вторым положениями клапана, причем поворотный клапан имеет соединительный канал и отдельный проточный канал, причем соединительный канал гидравлически связывает резервуар для образца и первое отверстие аналитического канала, а проточный канал гидравлически связывает второе отверстие аналитического канала и питающее отверстие, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана, при этом поворотный клапан выполнен с возможностью перемещения во второе положение клапана для герметизации первого и второго отверстий аналитического канала.
59. Система по п. 58, в которой проточный канал выполнен с возможностью приема биологического образца из аналитического канала, поворотный клапан выполнен с возможностью поворота в третье положение клапана, в котором проточный канал гидравлически связан с резервуаром, а биологический образец имеет возможность течения через проточный канал в резервуар.
60. Система по п. 58, дополнительно включающая реакционную камеру, проточно сообщающуюся с питающим отверстием, и устройство обнаружения, которое позиционируется для обнаружения предусмотренных реакций в реакционной камере.
61. Система по п. 60, в которой реакционная камера имеет удаленное местоположение относительно поворотного клапана.
62. Система по п. 60, в которой реакционную камеру включает в себя проточная кювета, а устройство обнаружения представляет собой детектор изображений, расположенный смежно с проточной кюветой.
63. Система по п. 62, в которой детектор изображений и проточная кювета скреплены друг с другом.
Наверх